JP2005218211A - フライバック式の発振装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トランスの二次巻線のオープンなどで大きな電圧が発生しても、他の電気回路に不具合を生じさせること無く、安全な昇圧を可能にするフライバック式の発振装置を提供する。
【解決手段】発振用スイッチ素子12と、メインコンデンサ22を充電する為に電源電圧を昇圧するトランス11とを有し、前記発振用スイッチ素子のスイッチ動作によって発振動作を繰り返すフライバック式の発振装置において、前記トランスに流れる二次電流に応じてスイッチ動作を行う制御用スイッチ素子16,6と、該制御用スイッチ素子を介して充電されるコンデンサ3とを有し、前記コンデンサの充電電荷により前記発振用スイッチ素子をスイッチ動作させる。
【選択図】図1
【解決手段】発振用スイッチ素子12と、メインコンデンサ22を充電する為に電源電圧を昇圧するトランス11とを有し、前記発振用スイッチ素子のスイッチ動作によって発振動作を繰り返すフライバック式の発振装置において、前記トランスに流れる二次電流に応じてスイッチ動作を行う制御用スイッチ素子16,6と、該制御用スイッチ素子を介して充電されるコンデンサ3とを有し、前記コンデンサの充電電荷により前記発振用スイッチ素子をスイッチ動作させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、電子閃光装置に具備されるフライバック式の発振装置に関するものである。
最近のカメラは、電子閃光装置が組み込まれているものが一般化している。また、カメラは携帯機器としてその小型化が必須であり、また小型カメラであっても高倍率化が進み、そのためレンズのFNo.が大きくなり、電子閃光装置のエネルギーの大型化に拍車をかけている状況にある。小型化は、電池も例外でなく小型化される一方で、このため撮影回数を増すために電子閃光装置もフォワード式のコンバータからより効率の良い、例えば特許文献1等に開示されているフライバック式のコンバータを使用する傾向にある。
特開2002−315335号公報
しかしながら、フライバック式のコンバータは、フォワード式のコンバータの出力電圧がトランスの一次巻線及び二次巻線の比で決まる電圧以上に上昇しないのに対して、非常に高い電圧が発生するので、トランスの二次巻線のオープンやメインコンデンサのオープンなどで大きな電圧が発生し、他の電気回路に不具合を生じさせる可能性を否定できないものであった。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、発振用スイッチ素子と、メインコンデンサを充電する為に電源電圧を昇圧するトランスとを有し、前記発振用スイッチ素子のスイッチ動作によって発振動作を繰り返すフライバック式の発振装置において、
前記トランスに流れる二次電流に応じてスイッチ動作を行う制御用スイッチ素子と、該制御用スイッチ素子を介して充電されるコンデンサとを有し、前記コンデンサの充電電荷により前記発振用スイッチ素子をスイッチ動作させるフライバック式の発振装置とするものである。
前記トランスに流れる二次電流に応じてスイッチ動作を行う制御用スイッチ素子と、該制御用スイッチ素子を介して充電されるコンデンサとを有し、前記コンデンサの充電電荷により前記発振用スイッチ素子をスイッチ動作させるフライバック式の発振装置とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、発振用スイッチ素子と、メインコンデンサを充電する為に電源電圧を昇圧するトランスとを有し、前記発振用スイッチ素子のスイッチ動作によって発振動作を繰り返すフライバック式の発振装置において、前記トランスに流れる二次電流の一部により充電されるコンデンサを有し、前記コンデンサの充電電荷により前記発振用スイッチ素子をスイッチ動作させるフライバック式の発振装置とするものである。
上記構成においては、トランスの二次巻線に応じてスイッチ動作を行う制御用スイッチ素子を介して、あるいは、トランスの二次巻線に流れる電流の一部により、コンデンサを充電させておき、トランジスタの二次側のオープンやメインコンデンサのオープン等により該トランスに二次電流が流れないような場合には、前記コンデンサに充電された電荷を電源として発振用スイッチ素子、例えばFETやトランジスタを駆動するようにして、発振動作(昇圧動作)を停止する構成にしている。
本発明によれば、トランスの二次巻線のオープンなどで大きな電圧が発生しても、他の電気回路に不具合を生じさせること無く、安全な昇圧を可能にするフライバック式の発振装置を提供できるものである。
以下の実施例1ないし実施例4に示す通りである。
図1は本発明の実施例1に係わるカメラ及び電子閃光装置よりなるカメラシステムの回路構成を示すブロック図であり、まず、電子閃光装置側の回路構成について説明する。同図において、1は電源であるところの電池、2は電池1と並列に接続された電源コンデンサ、3,4はコンデンサ、5は抵抗、6はトランジスタ、7はトランジスタ6のベース・エミッタ間に接続される抵抗、8は抵抗、9はトランジスタ、10、24は抵抗、11はフィードバック巻線を持たない1次、2次巻線で構成されたトランスである。12は電界効果トランジスタ(以下FETという)であり、トランス11の一次巻線Pの一方と接続されている。13は抵抗、14,15はダイオード、16はトランジスタである。17は高圧整流用ダイオードであり、トランス11の二次巻線Sに接続されている。18は抵抗であり、高圧整流用ダイオード17を介してトランス11の二次巻線Sに接続されている。
抵抗18はトランジスタ16のベース・エミッタ抵抗として接続され、トランジスタ16のコレクタはダイオード14、15のカソード及び抵抗13に接続され、抵抗13の一方はトランジスタ6のベースに接続されている。また、トランジスタ6のコレクタは抵抗8を介してトランジスタ9のコレクタに接続され、コンデンサ4がトランジスタ9のベース・エミッタに接続されている。トランジスタ9のコレクタは抵抗24を介してFET12のゲート電極及びダイオード14のアノードに接続されている。抵抗10はFET12のゲート電極とソース電極間にプルダウン抵抗として挿入されている。ダイオード15のアノードはコンデンサ4およびトランジスタ9のベースに接続されている。
19は電圧検出回路であり、後述するメインコンデンサの電圧を検出する。20はトリガ回路、21は放電管である。22はメインコンデンサであり、放電管21がメインコンデンサ22に並列に接続され、トリガ回路20の出力は放電管21の透明電極に接続されている。23はカメラ回路部であり、a〜dは後述するカメラ回路部23内のカメラ制御回路との接続ラインで、接続ラインaがFET12のゲート電極に接続される。また、接続ラインbにより電圧検出回路19に電圧検出開始信号を与え、接続ラインcからカメラ制御回路に電圧検出信号出力が与えられる。接続ラインdはトリガ回路20の起動端子として接続されている。
次に、カメラ回路部23内の回路構成について説明する。
120は定電圧回路であり、マイクロコンピュータ(以下マイコンという)及びメモリであるEEPROM、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ等からなるカメラ制御回路125からVCCEN端子を介して制御され、各回路に電源であるVccを供給する。121はスイッチ検知回路であり、電池またはVcc電源により作動して各スイッチの状態や変化などの情報をラインSWDを介してカメラ制御回路125へ伝達する。122は温度検出回路であり、THENラインからのイネーブル信号にて温度データをTHDラインを介してカメラ制御回路125へ伝達する。123はフィルム感度及び駒数などの情報を得るフィルム感度検出回路であり、FLMENラインからのイネーブル信号にてフィルムのデータをFLMDラインを介してカメラ制御回路125へ伝達する。124はバッテリーの情報を得るバッテリーチェック回路であり、電池のデータをBATCKラインからのイネーブル信号にてBATDラインを介してカメラ制御回路125へ伝達する、126はシャッター駆動回路であり、SHDRVラインの出力信号にてシャッター駆動の制御を行う。127は測距回路であり、AFENラインからのイネーブル信号にて測距データをAFDラインを介してカメラ制御回路125へ伝達する、128は測光回路であり、AEENラインからのイネーブル信号にて測光データをAEDラインを介してカメラ制御回路125へ伝達する。129は表示回路であり、例えばラインDISPを介して入力される必要な情報を液晶などにより表示するものである。130はレンズを駆動するためのレンズ駆動回路であり、LENSDRVラインからの信号にてレンズの制御を行う。131はフィルムを給送するためのフィルム駆動回路であり、FILMDRVラインからの信号にてフィルムの駆動を制御する。
以上のような構成において、図2のフローチャートにしたがって動作説明を行う。ここでは、カメラ回路部23側の電源は既に投入された状態であり、この状態ではカメラ制御回路125内のマイコンは低消費モードとなっていて、動作が停止しているものとして説明を行う。
スイッチ検知回路121にて電源スイッチが投入されたことが検知されると、マイコンで構成されるカメラ制御回路125が作動を開始する。カメラ制御回路125は定電圧回路120にVCCEN端子を介して信号を与え、該定電圧回路120に各回路へ電源Vccを供給させる。
図2において、マイコンは、まずステップS1にて、各種の初期設定を行う。次に、ステップS2,S3にて、レリーズボタン(不図示)の半押し状態である第1ストローク信号(スイッチSW1 ONによる)がスイッチ検知回路121から入力されるのを待ち、第1ストローク信号が入力されるとステップS3からステップS4へ進み、所定のカウンタを初期状態にセットする。そして、次のステップS5にて、バッテリーチェックを行い、続くステップS6にて、カメラの撮影に必要な電源状態にあるか無いかを判定する。この結果、電源が充分で無い場合はステップS2に戻る。
一方、電源が充分であると判定するとステップS7へ進み、端子AFENに信号を与えて測距回路127を作動させ、被写体までの距離を測定することで測距情報を得る。なお、この測距情報はラインAFDよりカメラ制御回路125に与えられる。次のステップS8では、測光回路128にラインAEENに信号を送ることで被写体の輝度を測定し、この輝度情報をラインAEDを介してカメラ制御回路125に与える。そして、次のステップS9にて、前記輝度情報から被写体輝度が所定輝度より明るいか暗いかを判定し、輝度が所定輝度よりも低い場合にはステップS10のフラッシュモードに進む。
ここで、ステップS10にて実行されるフラッシュモードの詳細な動作について、図3のフローチャートを用いて説明する。
まずステップS101にて、充電時間が非常に長くなった場合に充電を打ち切るためのタイマーである充電タイマー、例えば10〜15秒程度の時間であるタイマーをスタートさせる。そして、次のステップS102にて、充電を開始する為に、図1に示すカメラ制御回路125から接続ラインaに初期ハイインピーダンスの状態からハイレベルの信号を所定期間与え、所定期間後にハイインピーダンス状態に戻す。これと共に接続ラインbにハイレベルの信号を与え、電圧検出回路19を作動させ、接続ラインcからカメラ制御回路125内のA/Dコンバータにメインコンデンサ21の充電電圧情報を入力する。
前述したようにFET12のゲート電極に所定期間、およそ10μsec〜20μsecの期間、ハイレベル信号が与えられることからFET12はこの所定期間導通する。このFET12の導通で、電池1及びコンデンサ2よりトランス11の一次巻線Pを介して電流が流れる。この際、トランス11の二次巻線Sに発生する励起電圧は高圧整流用ダイオード17にブロックされ、一次巻線に流れる電流によりコアにエネルギーが蓄積される。所定期間のハイレベルの信号が終了し、ロウレベルとなるとFET12は非導通状態となり、トランス11のコアに蓄積されたエネルギーは放出され、メインコンデンサ22、抵抗18及びトランジスタ16のベース・エミッタから高圧整流用ダイオード17を介してトランス11に二次電流が流れる。この二次電流によりトランジスタ16は導通し、抵抗13を介してトランジスタ6のベース電流を流す。トランジスタ6はこのため導通し、Vcc電源よりコンデンサ3に電荷が蓄積される。これと同時にトランジスタ16の導通によってコンデンサ4の電荷がダイオード15を介して放電され、トランジスタ9のベース電流が無くなることから該トランジスタ9は非導通状態となる。
また、トランジスタ16はダイオード14を介してFET12のゲート電流をバイパスし、FET12はトランス11の二次電流が流れている期間、非導通状態となる。トランス11の二次巻線Sのエネルギー放出が終了し、二次電流が流れなくなると、トランジスタ16は導通から非導通状態となり、抵抗13を介して流れていたトランジスタ6のベース電流が停止することから該トランジスタ6は非導通となり、コンデンサ3への電流供給は停止する。また、ダイオード14を介して行われていたFET12のゲート電流のバイパスも停止し、更にダイオード15を介して放電されていたコンデンサ4の放電も停止する。このため、コンデンサ4はVccから抵抗5を介して充電されるが、充電電圧が低く、トランジスタ9のオンレベルである0.7V程度の電圧に達するまでの期間、このトランジスタ9は非導通状態となり、コンデンサ3からの放電電荷が、トランジスタ9の導通時には抵抗8を介してバイパスされていたFET12のゲート電圧に与えられる。これによって、トランス11に一次電流が流れる。この一次電流が流れる時間は、コンデンサ3と抵抗8の時定数によって決まるので、この時定数を適宜定めることによって、一次電流の流れる時間を設定することができる。
コンデンサ4の充電がトランジスタ9の導通レベルに達すると、トランジスタ9は再び導通し、FET12のゲート・ソース間を短絡することでFET12が非導通となる。FET12が非導通となると、トランスの一次巻線Pに流れていたコアのエネルギー(1/2*L*Ip*Ip L;トランス11の一次インダクタンス、Ip;トランス11の一次電流)が再びメインコンデンサ22、抵抗18及びトランジスタ16のベース・エミッタから高圧整流用ダイオード17を介してトランス11の二次電流として放出される。このため、トランジスタ16も再び非導通状態から導通状態となり、この動作を繰り返し、メインコンデンサ22の昇圧が行われる。メインコンデンサ22の充電電圧は電圧検出回路19の接続ラインcを介してカメラ制御回路125内のA/Dコンバータに与えられている。
こうしてメインコンデンサ22へ充電が行われる間、図3のステップS103にて、メインコンデンサ22の充電電圧が所定の電圧に達したか否かをチェックし、電圧が低い場合にはステップS104へ進み、充電タイマーが所定時間をカウントしたかどうかを判定する。このループで充電タイマーのカウントアップ以前に充電が完了すると、ステップS103からステップS105へ進み、充電が完了した事を示すフラグを立て、次のステップS106にて、充電を停止する為に接続ラインaをハイインピーダンス状態から所定期間、例えば数十μsecから数百μsec程度の期間、ロウレベルとし、FET12を非導通としてトランス11のコアのエネルギーを放出させると共にコンデンサ3の充電電荷を放出させ、以後の発振動作を停止させる。更に接続ラインbをハイレベルからロウレベルとしてメインコンデンサ22の充電電圧の検出を行う電圧検出回路19の作動も停止させ、充電を終了させる。
また、上記ステップS104で充電が完了以前に充電タイマーがカウントアップしたことを判定した場合はステップS108へ進み、充電が完了しないNGフラグを立てて、前記ステップS106で説明したように充電を停止する為に、接続ラインaをハイインピーダンス状態から所定期間、例えば数十μsecから数百μsec程度の期間、ロウレベルとしてFET12を非導通とし、トランス11のコアのエネルギーを放出させると共にコンデンサ3の充電電荷を放出させ、以後の発振動作を停止させ、更に接続ラインbをハイレベルからロウレベルとして電圧検出回路19の作動も停止させ、充電を終了させる。
次のステップS107では、充電タイマーをリセットして該充電タイマーを停止させ、フラッシュモードを終了して、図2のシーケンスに戻る。
フラッシュモードを抜けると、図2のステップS11にて、上記図3のステップS105,S108でのフラグを確認し、充電が完了していない場合(充電NG)はステップS2に戻る。一方、充電が完了している場合(充電OK)はステップS12,S13へ進み、レリーズボタン(不図示)の半押し状態である第1ストローク信号(SW1 ON)、全押し状態である第2ストローク信号(SW2 ON)の各状態信号をスイッチ検知回路121からの入力により判定し、第1ストローク信号のみ入力している場合はステップS2へ戻り、第2ストローク信号も入力している場合はステップS14へ進む。
ステップS14へ進むと、上記ステップS7での測距データに基づきラインLENSDRVを介してレンズ駆動回路130を駆動し、焦点調整を行う。次いで、ステップS15にて、上記ステップS8で得られた被写体の輝度とフィルム感度データからの条件によりシャッター開口をラインSHDRVを介してシャッター駆動回路126を駆動することで制御すると共に、主被写体の輝度が低く電子閃光装置が必要な場合には測距データとフィルム感度により適正な絞り値で電子閃光装置を発光させる。
ここで、電子閃光装置の発光は、図1の接続ラインdにハイレベル信号を与えて行う。接続ラインdにハイレベル信号が与えられると、トリガ回路20の出力に高圧のパルス電圧が発生して放電管21のトリガ電極に与えられ、放電管21が励起される。この励起により放電管21は一気にそのインピーダンスが低下し、主コンデンサ22の充電エネルギーを放電して光エネルギーに変換し、被写体を照明する。尚、電子閃光装置を使用した場合、フラッシュフラグFALを1にセットするとともに、発光カウンタに1を加算する。
その後、シャッターが閉成されると、ステップS16にて、焦点位置にあったレンズをラインLENSDRVを介して制御し、初期位置に戻す。そして、次のステップS17にて、撮影の終了したフィルムを、ラインFILMDRVを介してフィルム駆動回路131を駆動することで1駒分巻き上げる。次に、ステップS18にて、電子閃光装置を使用した否かをフラッシュフラグに“1”が立っているかどうかにより確認し、フラグ“1”が立っているときはステップS19へ進み、フラッシュモードにして前記ステップS10と同様に主コンデンサ22の充電を行ってステップS2へ戻り、一連のシーケンスを終了する。尚、電子閃光装置を使用しない場合にはステップS19を通らずに直ちにステップS2に戻り、一連のシーケンスを終了する。
以上の実施例1においては、トランス11の二次巻線Sに二次電流が流れることによりコンデンサ3を充電させ(トランジスタ16,6の導通により)、このコンデンサ3に充電された電荷を電源としてFET12のゲート電位を制御しているため、トランス11に二次電流が流れないような場合、例えばトランスの二次側のオープン、または電流が少ない場合、例えばメインコンデンサ22のオープン時には、カメラ制御回路125の制御とは無関係に、昇圧動作が停止することになる。つまり、トランス11に二次電流が流れないような場合には、コンデンサ3の充電電荷によりFET12を所定時間導通状態にして一次電流を流すようにして、昇圧動作が停止するようにしている。よって、他の回路に不具合を生じさせることが無く安全であり、カメラ制御回路125内のマイコンとして比較的安い低機能のものを使用しても、安全な昇圧動作が可能となった。
図4に本発明の実施例2に係わる回路構成を示す。前述の実施例1と同様な機能を有するものは同一の符号にて示している。なお、カメラ回路部23内は、図1で示した構成と同様である為にここでは詳細は省略して図示した。
図4において、1は電源であるところの電池、2は電池1と並列に接続された電源コンデンサ、31は抵抗、32はコンデンサである。33はトランジスタであり、ベース・エミッタ間にコンデンサ32が並列に接続されている。34、35は抵抗であり、抵抗35はFET36のゲート・ソース間のプルダウン抵抗として挿入されている。37,38はトランジスタであり、トランジスタ37のコレクタはトランジスタ33のベースに、トランジスタ38のコレクタはFET36のゲート電極に、それぞれ接続されている。トランジスタ33のコレクタは抵抗44を介してFET36のゲート及び抵抗34に接続され、抵抗34の他端は後述のコンデンサ39に接続されている。39はコンデンサ、40はダイオード、41は高圧整流用ダイオード、42は定電圧ダイオードである。43は抵抗であり、トランジスタ37,38のトランジスタのベース抵抗として挿入されている。定電圧ダイオード42のアノードは、トランジスタ37,38のベースに、カソードはダイオード40を介してコンデンサ39の一方の端子及び高圧整流用ダイオード41を介して後述のトランス11の二次巻線Sの一方に、それぞれ接続されている。なお、トランジスタ37,38は個別に図示するべきだが、ここでは簡単のためベースを同一として示している。11はフィードバック巻線を持たない1次、2次巻線で構成されたトランスである。19は電圧検出回路であり、後述するメインコンデンサの電圧を検出する。20はトリガ回路、21は放電管である。22はメインコンデンサであり、放電管21、トリガ回路20、放電管21がメインコンデンサ22に並列に接続され、トリガ回路20の出力は該放電管21の透明電極に接続されている。23はカメラ回路部であり、a〜dはカメラ回路部23内のカメラ制御回路との接続ラインである。
上記構成における電子閃光装置の動作について、ここでも図3のフローチャートにしたがって説明する。
まず、ステップS101では、充電時間が非常に長くなった場合に充電を打ち切るためのタイマーである充電タイマー、例えば10〜15秒程度の時間であるタイマーをセットする。次に、ステップS102にて、昇圧(充電)を開始する。詳しくは、カメラ回路部23内のカメラ制御回路(不図示)の接続ラインa,bが初期ハイインピーダンス状態であり、昇圧動作は接続ラインaが所定の時間、例えば10μsecから20μsec程度の期間ハイレベル信号が与えられることで行われ、これと同時に接続ラインbにハイレベルの信号を与え、電圧検出回路19を作動させて接続ラインcからカメラ制御回路内のA/Dコンバータにメインコンデンサ22の充電電圧情報を入力する。
ここで、昇圧以前はコンデンサ39の電荷は無く、従って抵抗31を介してトランジスタ33に与えられるベース電流はなく、トランジスタ33もオフ状態(ハイインピーダンス状態)となっている。接続ラインaを介してFET36のゲート電位が印加されると該FET36は上述したハイレベルの信号の期間導通状態となり、電源電池1及びコンデンサ2よりトランス11の一次巻線Pに電流が流れる。この時、トランス11の二次巻線Sには誘起電圧が発生するが高圧整流用ダイオード41により電流が阻止され、トランス11のコアにエネルギーが蓄積される。FET36の所定のゲート電流供給が、接続ラインaがハイレベルからハイインピーダンス状態となることで終了すると、トランス11のコアのエネルギーが放出され、高圧整流用ダイオード41、定電圧ダイオード42、抵抗43及びトランジスタ37,38のベース・エミッタ、メインコンデンサ22、トランス11のループで放電電流(二次電流)が流れ、メインコンデンサ22が充電される。この時、トランス11の放電電流の一部がダイオード40を介してコンデンサ39に充電される。この充電電圧はダイオード40の動作電圧VFとトランジスタ37,38のベースドライブ電圧VBEがほぼ等しいのでほぼ定電圧ダイオードの電圧に充電される。
なお、実施例2ではメインコンデンサ22が図1の場合と逆の極性に充電されることになるが、これは電圧検出回路19およびトリガ回路20の構成を適正に変更することで対処できる。
また同時に、トランジスタ37,38のベース電流が流れるため、トランス11の二次電流放出期間はそれぞれのコレクタが導通状態となり、コンデンサ32の放電ループ、及びFET36のゲート・カソードの短絡が行われる。したがって、FET36はトランス11の二次電流放出期間、非導通状態を維持する。トランス11の二次電流の放出が終了またはほぼ終了すると、トランジスタ37,38は非導通状態となり、コンデンサ39の充電電荷により、抵抗31、コンデンサ32の時定数でコンデンサ32は充電され、トランジスタ33のベース電位が動作レベルの約0.7V程度となるまで該トランジスタ33は非導通状態となる。よって、コンデンサ39の充電電荷は抵抗34を介してFET36のゲート電圧を供給するため、FET36は導通状態となる。コンデンサ32の充電電位が上昇し、トランジスタ33が動作して導通状態となると、FET36が導通時に電池1及び電源コンデンサ2からトランス11の一次巻線Pに流れていた電流が断たれることからコアに蓄積されたエネルギー(1/2*L*Ip*Ip L;トランス11の一次インダクタンス、Ip;トランス11の一次電流)の放出が再び行われ、メインコンデンサ22、抵抗43及び定電圧ダイオード42から高圧整流用ダイオード41を介してトランス11の二次電流が二次巻線Sより流れる。この動作が繰り返し行われることでメインコンデンサ22の昇圧が行われる。メインコンデンサ22の充電電圧は電圧検出回路ブロック19の接続ラインcを介してカメラ制御回路内のA/Dコンバータに与えられている。
こうしてメインコンデンサ22へ充電が行われる間、図3のステップS103にて、メインコンデンサ22の充電電圧が所定の電圧に達したか否かをチェックし、電圧が低い場合にはステップS104へ進み、充電タイマーが所定時間をカウントしたかどうかを判定し、このループで充電タイマーのカウントアップ以前に充電が完了するとステップS103からステップS105へ進み、充電が完了した事を示すフラグをたててステップS106に進む。
ステップS106では、充電を停止する為に、接続ラインaをハイインピーダンス状態から所定期間、例えば数十μsecから数百μsec程度の期間ロウレベルとし、FET12を非導通としてトランス11のコアのエネルギーを放出させると共にコンデンサ3の充電電荷を放出させ以後の発振動作を停止させ、更に接続ラインbをハイレベルからロウレベルとしてメインコンデンサの充電電圧検出ブロック19の作動も停止させ、充電を終了させる。
また、上記ステップS104で充電が完了以前に充電タイマーがカウントアップしたことを判定するとステップS108へ進み、充電が完了しないNGフラグを立てて、前記ステップS106で説明したよう充電を停止する為に、接続ラインaをハイインピーダンス状態から所定期間、例えば数十μsecから数百μsec程度の期間ロウレベルとしてFET12を非導通とし、トランス11のコアのエネルギーを放出させると共にコンデンサ3の充電電荷を放出させ、以後の発振動作を停止させる。更に接続ラインbをハイレベルからロウレベルとしてメインコンデンサ22の充電電圧を検出する電圧検出回路19の作動も停止させ、充電を終了させる。そして、ステップS107にて、充電タイマーをリセットして充電タイマーを停止させ、フラッシュモードを終了する。
以上の実施例2においては、トランス11の二次巻線Sに流れる電流の一部によりコンデンサ39を充電させ、このコンデンサ39に充電された電荷により、抵抗31とコンデンサ32で決定する時定数にてトランジスタ33の導通/非導通を行ってFET12のゲート電位を制御しているため、トランス11の二次電流が流れないような場合、例えば、トランスの二次側のオープン、または電流が少ない場合、例えば、メインコンデンサ22のオープン時にはカメラ制御回路(不図示)の制御とは無関係に昇圧動作が停止するため、上記実施例1と同様に、安全な昇圧が可能となり、カメラ制御回路内のマイコンとして比較的安い低機能のものを使用しても、安全な昇圧動作が出来るようになった。
図5に本発明の実施例3に係わる回路構成を示す。前述の実施例1と同様な機能を有するものは同一の符号にて示している。なお、カメラ回路部23内は、図1で示した構成と同様である為にここでは詳細は省略して図示した。
図5において、1は電源であるところの電池、2は電池1と並列に接続された電源コンデンサ、51は抵抗、52はトランジスタである。53は抵抗であり、トランジスタ52のベース・エミッタ間に接続されている。54はFET、55は抵抗であり、FET54のゲート・ソース間のプルダウン抵抗として挿入されている、56は抵抗、57はトランジスタであり、コレクタはトランジスタ52のベースに抵抗56を介して接続されている。トランジスタ52のコレクタは抵抗51を介してFET54のゲート電極に接続されている。58は抵抗、59はコンデンサ、60はダイオード、61は抵抗である。62は定電圧ダイオードであり、該定電圧ダイオード62に並列に抵抗61及びコンデンサ59とダイオード60の直列回路が図示のように並列に接続されている。コンデンサ59とダイオード60のカソードの接続点より抵抗58を介してトランジスタ57のベースに接続されている。17は高圧整流用ダイオード、19は電圧検出回路ブロック、20はトリガ回路、21は放電管、22はメインコンデンサである。
フィードバック巻線を持たない1次、2次巻線で構成されたトランス11の二次巻線Sの一方から、メインコンデンサ22、定電圧ダイオード62と定電圧ダイオード62に並列接続された抵抗61及びダイオード60とコンデンサ59の直列回路と、高圧整流用ダイオード17を介してトランス11に戻るループが構成されている。メインコンデンサ22には、放電管21、トリガ回路20、電圧検出回路19が並列に接続されている。トリガ回路20の出力は放電管21の透明電極に接続されている。23はカメラ回路部であり、a〜dはカメラ回路部23内の不図示のカメラ制御回路との接続ラインである。
上記構成における電子閃光装置の動作について、ここでも図3のフローチャートにしたがって説明する。
まず、ステップS301にて、充電時間が非常に長くなった場合に充電を打ち切るためのタイマーである充電タイマー、例えば10〜15秒程度の時間であるタイマーをセットする。そして、次のステップS302にて、充電にために昇圧開始する。具体的には、カメラ回路23内のカメラ制御回路(不図示)の接続ラインa,bが初期ハイインピーダンス状態であり、昇圧動作は接続ラインaが所定の時間、例えば10μsecから20μsec程度の期間ハイレベル信号が与えられることで行われ、これと同時に接続ラインbにハイレベルの信号を与え電圧検出回路19を作動させ、接続ラインcからカメラ制御回路125内(不図示)のA/Dコンバータ回路にメインコンデンサ22の充電電圧情報を入力する。
ここで、昇圧以前はコンデンサ59の電荷は無く、従って抵抗58を介してトランジスタ57に与えられるベース電流はなく、トランジスタ52もオフ状態(ハイインピーダンス状態)となっている。接続ラインaにハイレベル信号が所定期間与えられることでFET54にゲート電圧が印加され、該FET54はこの期間導通状態となり、電池1及びコンデンサ2よりトランス11の一次巻線Pに電流が流れる。この時、トランス11の二次巻線Sには誘起電圧が発生するが、高圧整流用ダイオード17により電流が阻止され、トランス11のコアにエネルギーが蓄積される。所定の期間後にFET54のゲート電圧供給が接続ラインaがハイレベルからハイインピーダンス状態となることで断たれると、トランス11のコアのエネルギーが放出され、メインコンデンサ22、定電圧ダイオード62及び定電圧ダイオード62に並列の抵抗61、及びコンデンサ59とダイオード60の直列回路を介して、高圧整流用ダイオード17からトランス11に二次巻線Sのループで二次電流が流れる。この時、トランス11の放電電流の一部がダイオード60を介してコンデンサ59に充電される。このコンデンサ59の充電電圧はダイオード60の動作電圧VF分約0.7V程度の差があるが、ほぼ定電圧ダイオードの電圧に充電される。
また同時に、ダイオード60の動作電圧の約0.7Vはトランジスタ57を抵抗58を介して逆バイアスとして二次電流の放出期間与えられ、トランジスタ57はこの期間非導通状態を維持する。トランジスタ57が非導通状態ではトランジスタ52のベース電流は流れず、従ってFET54も非導通状態となっている。トランス11の二次電流の放出が終了またはほぼ終了すると、定電圧に充電されたコンデンサ59の電荷は、抵抗58、トランジスタ57のベース・エミッタ、抵抗61のループで流れ、抵抗58,61およびコンデンサ59の時定数により、所定時間トランジスタ57は導通状態となる。トランジスタ57の導通により抵抗56を介してトランジスタ52のベース電流が流れ、該トランジスタ52が導通することで抵抗51を介してFET54のゲート電圧が供給され、該FET54は導通する。コンデンサ59の放電により前記時定数で決まる所定期間が経過するとトランジスタ57が不動作となり、従ってFET54も非導通状態となる。
この結果、電池1及び電源コンデンサ2からトランス11の一次巻線Pに流れていた電流が断たれることからコアに蓄積されたエネルギー(1/2*L*Ip*Ip L;トランス11の一次インダクタンス、Ip;トランス11の一次電流)の放出が再びメインコンデンサ22、定電圧ダイオード62と定電圧ダイオード62に並列接続された抵抗61及びダイオード60とコンデンサ59の直列回路と、高圧整流用ダイオード17を介したループでトランス11の二次電流が二次巻線Sより流れ、メインコンデンサ22が充電される。トランス11の二次放電電流の一部がダイオード60を介して再びコンデンサ59に定電圧で充電される。さらに、二次電流が消滅またはほぼ消滅し、コンデンサ59の放電が行われ、所定期間、トランジスタ57,52、FET54を導通状態にし、この動作を繰り返すことでメインコンデンサ22を充電させる。メインコンデンサ22の充電電圧は電圧検出回路19の接続ラインcを介してカメラ制御回路125内のA/Dコンバータに与えられている。
こうしてメインコンデンサ22へ充電が行われる間、図3のステップS103にて、メインコンデンサ22の充電電圧が所定の電圧に達したか否かをチェックし、電圧が低い場合にはステップS104へ進み、充電タイマーが所定時間をカウントしたかどうかを判定し、このループで充電タイマーのカウントアップ以前に充電が完了するとステップS103からステップS105へ進み、充電が完了した事を示すフラグを立てて、ステップS106に進む。ここでは充電を停止する為に、接続ラインaをハイインピーダンス状態から所定期間、例えば数十μsecから数百μsec程度の期間ロウレベルとしてFET54のゲート電圧をバイパスさせ、該FET54を非導通とし、この期間でトランス11のコアのエネルギーを放出させると共にコンデンサ59の充電電荷を放出させ、以後の発振動作を停止させる。更に接続ラインbをハイレベルからロウレベルとしてメインコンデンサの充電電圧検出ブロック19の作動も停止させ充電を終了させる。
また、上記ステップS104で充電が完了以前に充電タイマーがカウントアップしたことを判定すると、ステップS108へ進み、充電が完了しないNGフラグをたててステップS106へ進み、昇圧を終了させる。そして、次のステップS107にて、充電タイマーをリセットして充電タイマーを停止させ、フラッシュモードを終了する。
以上の実施例3においては、トランス11の二次巻線Sに流れる電流の一部によりコンデンサ59を充電させ、このコンデンサ59の充電電荷により、抵抗58,61とコンデンサ59で決定する時定数によりFET54の導通/非導通を制御しているため、トランス11の二次電流が流れないような場合、例えば、トランスの二次側のオープン、または電流が少ない場合、例えば、メインコンデンサ22のオープン時にはカメラ制御回路(不図示)の制御とは無関係に昇圧動作が停止するため、上記実施例1及び2と同様に安全な昇圧が可能となり、カメラ制御回路内のマイコンを比較的安い低機能のものを使用しても、安全な昇圧動作が出来るようになった。
図6に本発明の実施例4に係わる回路構成を示す。前述の実施例1と同様な機能を有するものは同一の符号にて示している。
この構成は図5の構成とほぼ同等であり、図5のFET54が、図6ではトランジスタ63にと置き換わっているのみである。従って、FET54ではゲート電圧で与えられた制御信号が、トランジスタ63ではベース電流に代わるもので、その動作は同一であるので説明は省略する。
図6に示す実施例4と同様に、図1のFET12、図4のFET36を、トランジスタで構成することも容易である。また、これらの発振用スイッチ素子(FET12,FET36,FET54,トランジスタ63)の発振開始信号は単発のハイレベル信号で示したが、複数のハイレベル信号を所定回数与えることで発振可能なことは言うまでも無い。
最後に、上記の各実施例における効果について、まとめて記載する。
以上の実施例1によれば、フィードバック巻線を持たない1次、2次巻線で構成されたトランス11の二次巻線Sに流れる二次電流によりスイッチ素子(トランジスタ16,6)を駆動させ、コンデンサ3を充電し、充電された電荷を電源として、フライバック式のコンバータ(図1の3〜18までの部品よりなる)のメインスイッチ素子であるFET12(もしくはトランジスタ)を駆動することで、トランス11の二次電流が流れないような場合、例えば、トランス11の二次側のオープン、または電流が少ない場合、例えば、メインコンデンサ22のオープン時などにおいて、カメラ制御回路125の制御とは無関係に昇圧動作が停止するため、他の電気回路に不具合を生じさせること無く安全な昇圧が可能となった。さらには、昇圧の駆動開始も単純な信号で済むことからマイコンなども高機能を有するもので無く、比較的安い低機能のものを使用出来るメリットもある。
また、上記実施例2ないし4によれば、フィードバック巻線を持たない1次、2次巻線で構成されたトランス11の二次巻線Sに流れる電流の一部によりコンデンサ39,59を充電させ、この充電電荷を電源として、フライバック式のコンバータ(図4では、11,32〜43、図5では、11,17,51〜62、図6では、11,17,51〜63、の各部品よりそれぞれなる)の発振用のメインスイッチ素子であるFET36,54やトランジスタ63を駆動することで、トランス11の二次電流が流れないような場合、例えば、トランスの二次側のオープン、または電流が少ない場合、例えば、メインコンデンサ22のオープン時などにおいて、カメラ制御回路の制御とは無関係に昇圧動作が停止するため、上記実施例1と同様、安全な昇圧が可能となるとともに、昇圧の駆動開始も単純な信号で済むことからマイコンなども高機能を有するもので無く、比較的安い低機能のものを使用できるメリットを有するものとなる。
1 電源電池
2,3 コンデンサ
6,16 トランジスタ
7,8 抵抗
11 トランス
12 FET
19 電圧検出回路
20 トリガ回路
21 放電管
22 メインコンデンサ
23 カメラ回路部
32 コンデンサ
33 トランジスタ
34,35 抵抗
36 FET
39 コンデンサ
52,58 トランジスタ
51,56 抵抗
54 FET
63 トランジスタ
125 カメラ制御回路
2,3 コンデンサ
6,16 トランジスタ
7,8 抵抗
11 トランス
12 FET
19 電圧検出回路
20 トリガ回路
21 放電管
22 メインコンデンサ
23 カメラ回路部
32 コンデンサ
33 トランジスタ
34,35 抵抗
36 FET
39 コンデンサ
52,58 トランジスタ
51,56 抵抗
54 FET
63 トランジスタ
125 カメラ制御回路
Claims (5)
- 発振用スイッチ素子と、メインコンデンサを充電する為に電源電圧を昇圧するトランスとを有し、前記発振用スイッチ素子のスイッチ動作によって発振動作を繰り返すフライバック式の発振装置において、
前記トランスに流れる二次電流に応じてスイッチ動作を行う制御用スイッチ素子と、該制御用スイッチ素子を介して充電されるコンデンサとを有し、
前記コンデンサの充電電荷により前記発振用スイッチ素子をスイッチ動作させることを特徴とするフライバック式の発振装置。 - 発振用スイッチ素子と、メインコンデンサを充電する為に電源電圧を昇圧するトランスとを有し、前記発振用スイッチ素子のスイッチ動作によって発振動作を繰り返すフライバック式の発振装置において、
前記トランスに流れる二次電流の一部により充電されるコンデンサを有し、
前記コンデンサの充電電荷により前記発振用スイッチ素子をスイッチ動作させることを特徴とするフライバック式の発振装置。 - 前記発振動作は、前記発振用スイッチ素子の制御電極に単数または複数回のパルスを印加して、該発振用スイッチ素子のスイッチ動作を開始させることを特徴とする請求項1又は2に記載のフライバック式の発振装置。
- 前記コンデンサに充電された電荷を、前記トランスの一次電流を所定時間流すために、前記発振用スイッチ素子の制御電極に前記所定時間に対応する時定数を定める抵抗を介して供給することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のフライバック式の発振装置。
- 前記トランスはフィードバック巻線を持たない1次、2次巻線にて構成されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載のフライバック式の発振装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004021012A JP2005218211A (ja) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | フライバック式の発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004021012A JP2005218211A (ja) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | フライバック式の発振装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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-
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- 2004-01-29 JP JP2004021012A patent/JP2005218211A/ja active Pending
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