JP2005347029A - ストロボ充電回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】効率良く短時間で充電を行うことができ、且つ、充電電流の電流値を低くすることができるストロボ充電回路を提供する。
【解決手段】ストロボ充電回路は、電源1の電圧を昇圧して、発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサ2へ充電を行う第1のフライバック式昇圧回路3と、この第1のフライバック式昇圧回路3とは別個に設けられ、電源1の電圧を昇圧してメインコンデンサ2へ充電を行う第2のフライバック式昇圧回路4と、第1のフライバック式昇圧回路3のスイッチング素子Q101のオンからオフへの切り換えに同期して第2のフライバック式昇圧回路4のスイッチング素子Q102をオフからオンへ切り換える制御を行う制御部10と、を有するようにする。
【選択図】図1
【解決手段】ストロボ充電回路は、電源1の電圧を昇圧して、発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサ2へ充電を行う第1のフライバック式昇圧回路3と、この第1のフライバック式昇圧回路3とは別個に設けられ、電源1の電圧を昇圧してメインコンデンサ2へ充電を行う第2のフライバック式昇圧回路4と、第1のフライバック式昇圧回路3のスイッチング素子Q101のオンからオフへの切り換えに同期して第2のフライバック式昇圧回路4のスイッチング素子Q102をオフからオンへ切り換える制御を行う制御部10と、を有するようにする。
【選択図】図1
Description
本発明は、ストロボ充電回路に関する。
近年、多くのカメラはストロボ発光装置を備えている。
ストロボ発光装置は、一般に、発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサを充電するためのストロボ充電回路を備えており、この回路によりメインコンデンサが充電されることでストロボ発光の実行が可能になる。
ストロボ発光装置は、一般に、発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサを充電するためのストロボ充電回路を備えており、この回路によりメインコンデンサが充電されることでストロボ発光の実行が可能になる。
ところで、このストロボ充電回路においては、充電時間の短縮化が望まれている。これについて、例えば特許文献1には、複数の昇圧回路を備えたストロボ装置であって、メインコンデンサの充電電圧が所定の電圧以下である場合はフォワード式昇圧回路を使用し、メインコンデンサの充電電圧が所定の電圧以上である場合はフライバック式昇圧回路を使用して充電することにより、総充電時間の短縮化を図る装置が提案されている。
特開2002−350186号公報
しかしながら、このストロボ装置によれば、充電開始から充電電圧が所定電圧に至るまでは、フォワード式昇圧回路しか使用されず、また、それ以降は、フライバック式昇圧回路しか使用されないので、効率が悪いという問題がある。また、両昇圧回路等を制御するマイクロコンピュータとは別に、各昇圧回路に専用の回路が必要になるため、回路規模が大きくなるという問題もある。
本発明は、上記実情に鑑み、効率良く短時間で充電を行うことができ、且つ、充電電流の電流値を低くすることができる、ストロボ充電回路を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の態様に係るストロボ充電回路は、電源電圧を昇圧して、発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサへ充電を行う第1のフライバック式昇圧手段と、前記第1のフライバック式昇圧手段とは別個に設けられ、前記電源電圧を昇圧して、前記メインコンデンサへ充電を行う第2のフライバック式昇圧手段と、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子のオンからオフへの切り換えに同期して前記第2のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオフからオンへ切り換える制御を行う制御手段と、を備えた構成である。
本構成によれば、第1のフライバック式昇圧手段により、電源電圧が昇圧され、発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサへ充電が行われる。また、前記第1のフライバック式昇圧手段とは別個に設けられた第2のフライバック式昇圧手段により、前記電源電圧が昇圧され、前記メインコンデンサへ充電が行われる。また、制御手段により、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子のオンからオフへの切り換えに同期して前記第2のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオフからオンへ切り換える制御が行われる。
本発明の第2の態様に係るストロボ充電回路は、前記第1の態様において、前記制御手段は、前記第2のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子のオン時間を、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子のオン時間と等しくなるよう制御する、構成である。
本構成によれば、前記制御手段により、前記第2のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子のオン時間が、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子のオン時間と等しくなるよう制御される。
本発明の第3の態様に係るストロボ充電回路は、前記第1又は2の態様において、前記第1のフライバック式昇圧手段は、発振トランスの二次電流を検出する電流検出手段を更に有し、前記制御手段は、前記検出された二次電流が所定値に達したとき、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオフからオンに切り換えるよう制御する、構成である。
本構成によれば、前記第1のフライバック式昇圧手段が有する電流検出手段により、発振トランスの二次電流が検出される。また、前記制御手段により、前記検出された二次電流が所定値に達したとき、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオフからオンに切り換えるよう制御される。
本発明の第4の態様に係るストロボ充電回路は、前記第3の態様において、前記制御手段は、前記検出された二次電流が所定値に達したとき、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオフからオンに切り換え、前記第2のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオンからオフに切り換えるよう制御する、構成である。
本構成によれば、前記制御手段により、前記検出された二次電流が所定値に達したとき、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオフからオンに切り換え、前記第2のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオンからオフに切り換えるよう制御される。
本発明によれば、効率良く短時間で充電を行うことができる。また、充電電流の電流値を低くすることができるので、充電電流の電流値の変動を少なくすることができる。電源に電池を用いた場合、電池寿命が長くなる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
図1は、カメラに搭載された、本発明の実施例1に係るストロボ充電回路を備えたストロボ発光装置の回路構成を示す図である。
同図に示すように、本装置の回路(以下「発光回路」という)は、電源1の電圧(VIN)を昇圧して、発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサ2へ充電を行う第1のフライバック式昇圧回路(以下単に「第1の昇圧回路」という)3と、この第1の昇圧回路3内に設けられ、発振トランスT101の二次電流を検出するための電流検出回路3aと、第1の昇圧回路3とは別個に設けられ、電源1の電圧を昇圧してメインコンデンサ2へ充電を行う第2のフライバック式昇圧回路(以下単に「第2の昇圧回路」という)4と、メインコンデンサ2に蓄積された電圧を測定するための充電電圧検出回路5と、メインコンデンサ2へ蓄積された発光エネルギーを放電し、被写体に光を照射する発光放電管(以下「キセノン管」という)6と、第1の昇圧回路3と第2の昇圧回路4とからエネルギーが供給され、キセノン管6のカソード端子に印加される電圧を引き下げるための倍電圧回路(引き下げ回路ともいう)7と、第1の昇圧回路3と第2の昇圧回路4とからエネルギーが供給され、キセノン管6の発光を開始させるトリガ回路8と、倍電圧回路7とトリガ回路8とを駆動させ、キセノン管6の発光/停止を制御する発光制御回路9と、第1の昇圧回路3,第2の昇圧回路4,及び発光制御回路9等を制御する制御部10とを、主要構成として有している。
同図に示すように、本装置の回路(以下「発光回路」という)は、電源1の電圧(VIN)を昇圧して、発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサ2へ充電を行う第1のフライバック式昇圧回路(以下単に「第1の昇圧回路」という)3と、この第1の昇圧回路3内に設けられ、発振トランスT101の二次電流を検出するための電流検出回路3aと、第1の昇圧回路3とは別個に設けられ、電源1の電圧を昇圧してメインコンデンサ2へ充電を行う第2のフライバック式昇圧回路(以下単に「第2の昇圧回路」という)4と、メインコンデンサ2に蓄積された電圧を測定するための充電電圧検出回路5と、メインコンデンサ2へ蓄積された発光エネルギーを放電し、被写体に光を照射する発光放電管(以下「キセノン管」という)6と、第1の昇圧回路3と第2の昇圧回路4とからエネルギーが供給され、キセノン管6のカソード端子に印加される電圧を引き下げるための倍電圧回路(引き下げ回路ともいう)7と、第1の昇圧回路3と第2の昇圧回路4とからエネルギーが供給され、キセノン管6の発光を開始させるトリガ回路8と、倍電圧回路7とトリガ回路8とを駆動させ、キセノン管6の発光/停止を制御する発光制御回路9と、第1の昇圧回路3,第2の昇圧回路4,及び発光制御回路9等を制御する制御部10とを、主要構成として有している。
尚、制御部10は、内部にCPUとROM等を備え、CPUがROMに記憶されている制御プログラムを読み出し実行することによって、本回路を含むカメラ全体の動作を制御するものである。また、制御部10は、電源1によってエネルギーが供給されている。
同図に示すように、電源1には、発振トランスT101の一次巻線とスイッチング素子Q101の直列回路と、発振トランスT102の一次巻線とスイッチング素子Q102の直列回路とが、並列に接続されている。また、スイッチング素子Q101の制御極は、制御部10のCHG1端子に接続され、スイッチング素子Q102の制御極は、制御部10のCHG2端子に接続されている。
発振トランスT101の二次巻線は、入力側が抵抗R101に接続され、出力側がダイオード101を介して抵抗R102とR103の直列回路に直列に接続されている。また、発振トランスT101の二次巻線と抵抗R101との間の接続点には制御部10のIS端子が接続され、抵抗R102とR103との間の接続点には、制御部10のVST端子が接続されている。
また、発振トランスT102の二次巻線は、ダイオードD102を介して抵抗R102とR103の直列回路に直列に接続されている。
ダイオードD101とD102とには、ダイオードD103とメインコンデンサC101が直列に接続されている。メインコンデンサC101には、キセノン管Xe101と引き下げダイオードD104とスイッチング素子Q103の直列回路が直列に接続されている。また、スイッチング素子Q103の制御極は、制御部10のSTON端子に接続されている。
ダイオードD101とD102とには、ダイオードD103とメインコンデンサC101が直列に接続されている。メインコンデンサC101には、キセノン管Xe101と引き下げダイオードD104とスイッチング素子Q103の直列回路が直列に接続されている。また、スイッチング素子Q103の制御極は、制御部10のSTON端子に接続されている。
ダイオードD103とキセノン管Xe101との間の接続点には、抵抗R105を介して、トリガコンデンサC102とトリガトランスT103の一次巻線の直列回路が、スイッチング素子Q103と並列に接続されている。また、トリガトランスT103の二次巻線の出力側は、キセノン管Xe101の外壁に接続されている。従って、キセノン管Xe101のアノード端子には、メインコンデンサC101が接続され、キセノン管Xe101のカソード端子には、トリガコンデンサC102とトリガトランスT103から構成されるトリガ回路8が接続されている。
次に、この発光回路の動作を、充電動作を中心に、図2、図3、及び図4を用いて説明する。
尚、図2は充電動作初期のタイミングチャートの一例を、図3は充電動作中期のタイミングチャートの一例を、図4は充電動作後期のタイミングチャートの一例を示す図である。また、図2乃至4において、CHG1はCHG1端子の出力信号、IQ101はスイッチング素子Q101に流れる電流の電流値、ID101はダイオードD101(抵抗R101でもある)を流れる電流の電流値、CHG2はCHG2端子の出力信号、IQ102はスイッチング素子Q102に流れる電流の電流値、ID102はダイオードD102を流れる電流の電流値、IVINは電源電流、ID103はダイオードD103を流れる電流の電流値を示している。
尚、図2は充電動作初期のタイミングチャートの一例を、図3は充電動作中期のタイミングチャートの一例を、図4は充電動作後期のタイミングチャートの一例を示す図である。また、図2乃至4において、CHG1はCHG1端子の出力信号、IQ101はスイッチング素子Q101に流れる電流の電流値、ID101はダイオードD101(抵抗R101でもある)を流れる電流の電流値、CHG2はCHG2端子の出力信号、IQ102はスイッチング素子Q102に流れる電流の電流値、ID102はダイオードD102を流れる電流の電流値、IVINは電源電流、ID103はダイオードD103を流れる電流の電流値を示している。
この発光回路において、初期状態では、コンデンサC101、C102、及びC103の電圧は何れも0Vで電荷は蓄積されていない。
この初期状態において、本回路の動作が開始すると、まず、制御部10は、ストロボ発光準備のため、メインコンデンサC101に電荷を蓄積させる充電動作を開始する。この充電動作は、第1の昇圧回路3と第2の昇圧回路4を用いて行われるものであり、次のようにして行われる。
この初期状態において、本回路の動作が開始すると、まず、制御部10は、ストロボ発光準備のため、メインコンデンサC101に電荷を蓄積させる充電動作を開始する。この充電動作は、第1の昇圧回路3と第2の昇圧回路4を用いて行われるものであり、次のようにして行われる。
まず、制御部10は、CHG1端子をオンし(図2の(a) *1)、スイッチング素子Q101をオンさせる。このスイッチング素子Q101がオンすると、電源1に蓄えられている電荷が、発振トランスT101の一次巻線とスイッチング素子Q101に流れ始める。すなわち、電源電流が発振トランスT101の一次巻線とスイッチング素子Q101に流れ始める(図2の(b) *2,(g) *3)。尚、発振トランスT101は、フライバック式のトランスであり、一次巻線に電流を流すことでトランス内部にエネルギーを蓄積させ、一次巻線に流れる電流をオフすることで、電磁誘導作用によりトランス内部に貯まったエネルギーを二次巻線に放出するものである。
制御部10は、CHG1端子をオンした後、所定時間(以下これを「TON時間」という)経過後、CHG1端子をオフし(図2の(a) *4)、CHG2端子をオンする(図2の(d) *5)。
ここで、CHG1端子がオフすると(図2の(a) *4)、発振トランスT101の一次巻線に流れている電流がカットされ、発振トランスT101の内部に蓄積されたエネルギーが電磁誘導作用により二次巻線に伝達され、充電電流がダイオードD101及びD103を介して(図2の(c) *6,(h) *7)メインコンデンサC101へ流れ、メインコンデンサC101へのエネルギーの蓄積が開始される。また、この時、抵抗R101にも充電電流に等しい電流が流れて、R101と発振トランスT101の二次巻線との間の接続点、すなわち制御部10のIS端子には、R101を流れる電流に応じた電圧が発生する。また、ダイオードD101及びD103を介して流れた充電電流は、抵抗R105を介して、倍電圧回路7の引き下げコンデンサC103とトリガ回路8のトリガコンデンサC102へも流れ、引き下げコンデンサC103とトリガコンデンサC102へのエネルギーの蓄積も開始される。
また、CHG2端子がオンすると(図2の(d) *5)、CHG1端子をオンしたときと同様に、スイッチング素子Q102がオンし、電源1に蓄えられている電荷が、発振トランスT102の一次巻線とスイッチング素子Q102に流れ始める。すなわち、電源電流が発振トランスT102の一次巻線とスイッチング素子Q102に流れ始める(図2の(e) *8,(g) *9)。尚、発振トランスT102も、発振トランスT101と同様、フライバック式のトランスであり、一次巻線に電流を流すことでトランス内部にエネルギーを蓄積させ、一次巻線に流れる電流をオフすることで、電磁誘導作用によりトランス内部に貯まったエネルギーを二次巻線に放出するものである。
制御部10は、CHG1端子をオフしCHG2端子をオンした後は、継続して、IS端子電圧と予め測定されている抵抗R101の抵抗値とを基に抵抗R101を流れる電流の電流値を検出し該電流値が所定閾値(以下これを「IDth」という)未満になったか否かを判定すると共に、CHG2端子をオンしてからTON時間経過したか否かを判定し、何れか一方の判定結果がYesになった時点でCHG2端子をオフし、検出した電流値がIDth未満になったと判定された時点でCHG1端子をオンする。
この時点においては、充電動作初期であることから、メインコンデンサ101の充電周波数が低く、図2に示すように、ダイオードD101を流れる充電電流の単位時間当たりの電流値の減少は小さく(図2の(c) *6)、検出した電流値がIDth未満になる前に、TON時間経過することとなる。従って、このような場合には、制御部10は、TON時間経過した時点でCHG2端子をオフし(図2の(d) *10)、その後、検出した電流値がIDth未満になった時点でCHG1端子をオンする(図2の(a) *11)。
ここで、CHG2端子がオフすると(図2の(d) *10)、CHG1端子をオフしたときと同様に、発振トランスT102の一次巻線に流れている電流がカットされ、発振トランスT102の内部に蓄積されたエネルギーが電磁誘導作用により二次巻線に伝達され、充電電流が、ダイオードD102及びD103を介して(図2の(c) *6,(h) *7)メインコンデンサC101に流れ、メインコンデンサC101へのエネルギーの蓄積が行われる。但し、このとき、ダイオードD103には、ダイオードD101を介して流れる充電電流(図2の(c) *14)も流れているので、ダイオードD103には、ダイオードD102とD101のそれぞれを流れる充電電流を加算した電流(図2の(h) *13)が流れることとなる。また、この充電電流は、抵抗R105を介して倍電圧回路7の引き下げコンデンサC103とトリガ回路8のトリガコンデンサC102へも流れ、引き下げコンデンサC103とトリガコンデンサC102へのエネルギーの蓄積も行われる。
以下同様にして、制御部10は、CHG1端子をオフしCHG2端子をオンした後において、検出した電流値がIDth未満になる前にTON時間経過することとなる場合に限り、図2に示したようなスイッチング素子Q101とQ102のオン/オフ制御を繰り返す。
そして、このようにして充電動作が進行して、メインコンデンサC101の電圧が上昇すると充電周波数が高くなり、充電動作中期には、図3に示すように、ダイオードD101を流れる充電電流の単位時間当たりの電流値の減少が大きくなり(図3の(c) *15)、検出した電流値がIDth未満になる時点とTON時間経過する時点とが同時点となる。従って、このような場合には、制御部10は、検出した電流値がIDth未満になった時点(或いはTON時間経過した時点)で、CHG2端子をオフし(図3の(c) *16)、CHG1端子をオンする(図3の(d) *17)。
以下同様にして、制御部10は、CHG1端子をオフしCHG2端子をオンした後において、検出した電流値がIDth未満になる時点とTON時間経過する時点とが同時点となる場合に限り、図3に示したスイッチング素子Q101とQ102のオン/オフ制御を繰り返す。
そして、更に充電動作が進行して、メインコンデンサC101の電圧が上昇すると充電周波数が高くなり、充電動作後期には、図4に示すように、ダイオードD101を流れる充電電流の単位時間当たりの電流値の減少が更に大きくなり(図4の(c) *18)、TON時間経過する前に、検出した電流値がIDth未満になることとなる。従って、このような場合には、制御部10は、検出した電流値がIDth未満になった時点で、CHG2端子をオフし(図4の(d) *19)、CHG1端子をオンする(図4の(a) *20)。
以下同様にして、制御部10は、図4に示したようなスイッチング素子Q101とQ102のオン/オフ制御を繰り返す。
一方、メインコンデンサC101に発生する電圧は、抵抗R102とR103の抵抗値の比率、いわゆる抵抗比より、制御部10のVST端子に発生する電圧の抵抗比倍の電圧となることから、制御部10は、充電動作中、継続してVST端子電圧を測定し、該VST端子電圧が、メインコンデンサC101の所定充電電圧に対応する充電停止電圧に達した時点で、充電動作を終了する。
一方、メインコンデンサC101に発生する電圧は、抵抗R102とR103の抵抗値の比率、いわゆる抵抗比より、制御部10のVST端子に発生する電圧の抵抗比倍の電圧となることから、制御部10は、充電動作中、継続してVST端子電圧を測定し、該VST端子電圧が、メインコンデンサC101の所定充電電圧に対応する充電停止電圧に達した時点で、充電動作を終了する。
尚、この充電動作終了時点において、メインコンデンサC101に発生した電圧をVc1とし、倍電圧回路7の引き下げコンデンサC103に発生した電圧をVc3とし、トリガ回路8のトリガコンデンサC102に発生した電圧をVc2とする。
充電動作が終了すると、制御部10は、STON端子をオンし、スイッチング素子Q103をオンさせる。尚、スイッチング素子Q103は、発光制御回路9を構成しており、IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)と称する瞬時大電流の制御に適した半導体が用いられる。
スイッチング素子Q103がオンすると、Q103のコレクタ端子電圧が0Vへ変化し、倍電圧回路7とトリガ回路8が動作する。
倍電圧回路7においては、スイッチング素子Q103がオンすることで、Vc3から0Vに変化した引き下げコンデンサC103は、もう一方の端子の電圧が0Vから−Vc3に変化し、電流を流すことで安定しようとする。しかし、逆接続となる引き下げダイオードD104と抵抗値の大きな抵抗R104に阻まれ電流が流れず、−Vc3のままとなる。引き下げコンデンサC103の端子は、キセノン管Xe101のカソード端子と同端子であるため、キセノン管Xe101のカソード端子電圧も−Vc3となり、キセノン管Xe101のアノード端子電圧(メインコンデンサC101の電圧であるVmc)と合わせ、キセノン管Xe101には、Vmc+Vc3の電圧が印加される。尚、キセノン管は、該キセノン管の端子間の電位差が高いと発光しやすい。
倍電圧回路7においては、スイッチング素子Q103がオンすることで、Vc3から0Vに変化した引き下げコンデンサC103は、もう一方の端子の電圧が0Vから−Vc3に変化し、電流を流すことで安定しようとする。しかし、逆接続となる引き下げダイオードD104と抵抗値の大きな抵抗R104に阻まれ電流が流れず、−Vc3のままとなる。引き下げコンデンサC103の端子は、キセノン管Xe101のカソード端子と同端子であるため、キセノン管Xe101のカソード端子電圧も−Vc3となり、キセノン管Xe101のアノード端子電圧(メインコンデンサC101の電圧であるVmc)と合わせ、キセノン管Xe101には、Vmc+Vc3の電圧が印加される。尚、キセノン管は、該キセノン管の端子間の電位差が高いと発光しやすい。
また、トリガ回路8においては、スイッチング素子Q103がオンすることで、トリガコンデンサC102に蓄積されていた電荷は、スイッチング素子Q103に流れ、その後、トリガトランスT103の一次巻線に流れ、さらに、トリガコンデンサC102に流れる。トリガトランスT103の一次巻線に電流が流れると、発生したエネルギーがキセノン管Xe101の外壁に伝達される。キセノン管Xe101の外壁は、高インピーダンスになっているため、電流が流れる経路がなく、トリガトランスT103の二次巻線に電磁誘導作用により発生したエネルギーは電圧に変換され、キセノン管Xe101の外壁に印加される。尚、キセノン管Xe101の外壁(発光部分)は、ネサコートと呼ばれる透明電極(トリガ電極)が塗布されており、印加された電圧(トリガ電圧)がキセノン管全体に印加されるようになっている。
キセノン管Xe101にトリガ電圧が印加され、端子間電圧が高い電圧になると、キセノン管Xe101に発光電流が流れ、キセノン管Xe101が発光を開始する。発光電流は、メインコンデンサC101から流れ出し、次に、キセノン管Xe101に流れ、さらに、ダイオードD104を流れ、次に、スイッチング素子Q103を流れ、さらに、メインコンデンサC101に流れる。
そして、制御部10は、STON端子をオンしてから所定時間経過後に、STON端子をオフし、スイッチング素子Q103をオフさせる。
スイッチング素子Q103がオフすると、発光電流が急激に減少し、キセノン管Xe101の発光が停止する。発光電流が減少すると、スイッチング素子Q103のコレクタ端子が、メインコンデンサCの電圧と同電圧となるように電圧が上昇する。スイッチング素子Q103のコレクタ端子電圧は、該コレクタ端子電圧が上昇した後、変化せずにメインコンデンサC101と同電圧となり、キセノン管Xe101のカソード電圧は上昇後、抵抗R104より徐々に低下し、グランドと同電圧となり、この発光回路の動作が終了する。
スイッチング素子Q103がオフすると、発光電流が急激に減少し、キセノン管Xe101の発光が停止する。発光電流が減少すると、スイッチング素子Q103のコレクタ端子が、メインコンデンサCの電圧と同電圧となるように電圧が上昇する。スイッチング素子Q103のコレクタ端子電圧は、該コレクタ端子電圧が上昇した後、変化せずにメインコンデンサC101と同電圧となり、キセノン管Xe101のカソード電圧は上昇後、抵抗R104より徐々に低下し、グランドと同電圧となり、この発光回路の動作が終了する。
図5(a) は、上述の充電動作を、制御部10が行う充電処理に係るフローチャートとして示す図であり、同図(b) は、その充電処理中のVST端子電圧の変化の様子を示す図である。
同図(a) に示すように、制御部10は、充電処理を開始すると、まず、CHG1端子をオンし(ステップ(以下単に「S」という)1)、TON時間経過するまで待機する(S2がNo)。そして、TON時間経過すると(S2がYes)、CHG1端子をオフし(S3)、CHG2端子をオンする(S4)。
続いて、S4の後、更にTON時間経過したか否かを判定し(S5)、その判定結果がNoの場合には、IS端子電圧と抵抗R101の抵抗値を基に求めた抵抗R101を流れる電流(充電電流)の電流値がIDth未満であるか否かを判定する(S6)。
このS6の判定において、その判定結果がNoの場合にはS5へ戻り、その判定結果がYesの場合、或いはS5の判定結果がYesの場合には、CHG2端子をオフする(S7)。
続いて、再び、IS端子電圧と抵抗R101の抵抗値を基に求めた抵抗R101を流れる電流(充電電流)の電流値がIDth未満であるか否かを判定し(S8)、その判定結果がNoの場合には本判定を繰り返し、その判定結果がYesの場合には、CHG1端子をオンする(S9)。
このようなS5乃至9の処理により、S5又はS6の判定結果がYesになった時点でCHG2端子がオフされ、S8の判定結果がYesになった時点でCHG1端子がオンされる。
続いて、VST端子電圧を測定し、該VST端子電圧が充電停止電圧に達したか否か、すなわち、メインコンデンサC101に発生した電圧が所定充電電圧に達したか否かを判定する(S11)。
このS11の判定において、その判定結果がNoの場合には処理がS1へ戻り、Yesの場合には本フローが終了する。
このような充電処理により、本処理が開始すると、同図(b) に示すように、VST端子電圧が徐々に上昇し、そのVST端子電圧が充電停止電圧に達したところ、すなわち、メインコンデンサC101の電圧が所定充電電圧に達したところで、充電処理が終了する。
このような充電処理により、本処理が開始すると、同図(b) に示すように、VST端子電圧が徐々に上昇し、そのVST端子電圧が充電停止電圧に達したところ、すなわち、メインコンデンサC101の電圧が所定充電電圧に達したところで、充電処理が終了する。
以上、実施例1によれば、充電動作において、第1の昇圧回路3によりメインコンデンサC101への電荷の蓄積を行っている期間(CHG1端子がオフの期間)若しくはその期間内の一部期間に、第2の昇圧回路4の発振トランスT102へのエネルギーの蓄積を行い、また、第2の昇圧回路4によりメインコンデンサC101への電荷の蓄積を行っている期間(CHG2端子がオフの期間)若しくはその期間内の一部期間に、第1の昇圧回路3の発振トランスT101へのエネルギーの蓄積を行うといった動作を繰り返すようにしたので、効率良く短時間で充電を行うことができる。
また、充電動作中期及び後期においては、一方の昇圧回路により電荷の蓄積を行っている間は、他方の昇圧回路による電荷の蓄積は行われないので、充電電流(ID103)の電流値を低くすることができ、充電電流の電流値の変動を少なくすることができる。また、充電動作初期においては、第2の昇圧回路により電荷の蓄積を行っている間に、第1の昇圧回路による電荷の蓄積も行われることになるものの、このときの第1の昇圧回路による充電電流の電流値はさほど高くはないので、充電動作初期においても、充電電流の電流値を低くすることができ、充電電流の電流値の変動を少なくすることができる。
また、制御部10のCHG1端子から第1の昇圧回路3までの回路構成、及び、制御部10のCHG2端子から第2の昇圧回路4までの回路構成を、簡易に構成することができるので、回路規模をより小さくすることができる。
また、従来の発光回路においては、電源からエネルギーが供給される制御部は、電源の電圧がストロボ充電により低下すると、発振が止まってしまう虞があったが、本実施例に係る発光回路においては、消費電流を少なくすることができるので、そのような虞はない。
実施例2は、実施例1において制御部10が行っていたスイッチング素子Q101とQ102のオン/オフ制御を、図6に示すような制御回路によって行うようにしたものである。
図6は、カメラに搭載された、本発明の実施例2に係るストロボ充電回路を備えたストロボ発光装置の一部回路構成を示す図である。
同図に示すように、図1に示した回路との違いは、本実施例に係る発光回路が、スイッチング素子Q101とQ102のオン/オフ制御を行うための制御回路11を新たに備えた点である。但し、この制御回路11の追加に伴い、制御部10は、スイッチング素子Q101及びQ102の制御を行う必要がなくなったので、係るCHG1端子,CHG2端子,及びIS端子を備えず、代わりに充電動作開始指示を行うためのCHARGE端子を備えている。その他の回路構成は、図1に示したものと同じである。尚、図6においては、メインコンデンサ2の後段となる、キセノン管6,倍電圧回路7,トリガ回路8,発光制御回路9等は、省略して示している。
同図に示すように、図1に示した回路との違いは、本実施例に係る発光回路が、スイッチング素子Q101とQ102のオン/オフ制御を行うための制御回路11を新たに備えた点である。但し、この制御回路11の追加に伴い、制御部10は、スイッチング素子Q101及びQ102の制御を行う必要がなくなったので、係るCHG1端子,CHG2端子,及びIS端子を備えず、代わりに充電動作開始指示を行うためのCHARGE端子を備えている。その他の回路構成は、図1に示したものと同じである。尚、図6においては、メインコンデンサ2の後段となる、キセノン管6,倍電圧回路7,トリガ回路8,発光制御回路9等は、省略して示している。
同図において、制御部10のCHARGE端子には、ラッチ回路L201とディレイ回路L207の各入力端子とAND回路L203の一方の入力端子とが接続されている。
ラッチ回路L201の出力端子には、AND回路L202の一方の入力端子が接続され、AND回路L202の出力端子には、AND回路L203の他方の入力端子が接続されている。AND回路L203の出力端子には、ワンショット回路L204の入力端子が接続され、ワンショット回路L204出力端子には、スイッチング素子Q101の制御極とインバータ回路L208の入力端子とが接続されている。
ラッチ回路L201の出力端子には、AND回路L202の一方の入力端子が接続され、AND回路L202の出力端子には、AND回路L203の他方の入力端子が接続されている。AND回路L203の出力端子には、ワンショット回路L204の入力端子が接続され、ワンショット回路L204出力端子には、スイッチング素子Q101の制御極とインバータ回路L208の入力端子とが接続されている。
また、第1の昇圧回路3の発振トランスT101と抵抗R101との間の接続点には、比較回路L206のプラス(+)側の入力端子が接続され、比較回路L206のマイナス(−)側の入力端子には、基準電圧に係る電源として電源11aが接続されている。比較回路L206の出力端子には、インバータ回路L205の入力端子とAND回路L202の他方の入力端子が接続され、インバータ回路L205の出力端子には、AND回路L211の一方の入力端子が接続されている。
ディレイ回路L207とインバータ回路L208の各出力端子には、AND回路L209の入力端子が接続されている。AND回路L209の出力端子には、ワンショット回路L209の入力端子が接続され、ワンショット回路L210の出力端子には、AND回路L211の他方の入力端子が接続され、AND回路L211の出力端子には、スイッチング素子Q102の制御極が接続されている。
その他の回路構成については、図1を用いて説明したとおりである。
次に、この発光回路の動作を、図7を用いて説明する。但し、充電動作以降の動作については実施例1と同じであるので、ここでは充電動作のみを説明する。尚、図7は、充電動作初期のタイミングチャートの一例を示す図である。
次に、この発光回路の動作を、図7を用いて説明する。但し、充電動作以降の動作については実施例1と同じであるので、ここでは充電動作のみを説明する。尚、図7は、充電動作初期のタイミングチャートの一例を示す図である。
この発光回路において、初期状態では、コンデンサC101、C102、及びC103の電圧は何れも0Vで電荷は蓄積されていない。また、第1の昇圧回路3において充電電流は流れていないので、発振トランスT101と抵抗R101との間の接続点の電圧、すなわち比較回路L206のプラス(+)側の入力端子は0Vである。また、比較回路L206のマイナス(−)側の入力端子に接続される電源11aの電圧は、基準電圧として、抵抗R101を流れる電流が実施例1で説明したIDthとなったときの発振トランスT101と抵抗R101との間の接続点の電圧となっている。従って、この初期状態においては、比較回路L206のプラス(+)側の入力端子電圧は、マイナス(−)側の入力端子電圧よりも高くなるので、L206の出力端子はHレベルとなり、AND回路L202の他方の入力端子とインバータ回路L205の入力端子は、何れもHレベルとなっている。
この初期状態において、本回路の動作が開始すると、まず、制御部10は、ストロボ発光準備のため、メインコンデンサC101に電荷を蓄積させる充電動作を開始する。この充電動作は、第1の昇圧回路3と第2の昇圧回路4によって行われるものであり、次のようにして行われる。
まず、制御部10は、CHARGE端子をオンする(図7の(a) *21)。CHRGE端子がオンすると、これに接続される、ラッチ回路L201とディレイ回路L207の各入力端子と、AND回路L203の一方の入力端子がHレベルとなる。
ラッチ回路L201の入力端子がHレベルになると、それがラッチ回路L201によりラッチされ、ラッチ回路L201の出力端子がHレベルとなる。これにより、AND回路L202の入力端子は何れもHレベルとなって、AND回路L202の出力端子はHレベルとなり、更に、AND回路L203の入力端子も何れもHレベルとなって、AND回路L203の出力端子もHレベルとなる。
AND回路L203の出力端子がHレベルになると、ワンショット回路L204の出力端子がHレベルとなって、スイッチング素子Q101がオンする(図7の(b)*22)。尚、ワンショット回路L204は、ワンショットパルスとして、TON時間、Hレベルのパルスを出力する。
そして、TON時間経過後、ワンショット回路L204の出力端子はLレベルとなり、スイッチング素子Q101がオフする(図7の(b) *23)。スイッチング素子Q101がオフすると、実施例1で説明したようにダイオードD101等に充電電流が流れ始め(図7の(d) *24)、発振トランスT101と抵抗R101との間の接続点、すなわち、比較回路L206のプラス(+)側の入力端子には基準電圧(マイナス(−)側の入力端子電圧)よりも低い電圧が発生する。これにより、比較回路L206の出力端子はLレベルとなり、AND回路L202とL203を介してワンショット回路L204の入力端子がLレベルになり、また、インバータ回路L205を介してAND回路L211の一方の入力端子がHになる。
一方、ディレイ回路L207は、TON時間、入力信号にディレイを与えて出力する回路であり、CHRGE端子がオンし、ディレイ回路L207の入力端子がHレベルになると、その時からTON時間経過前までは、ディレイ回路L207の出力端子がLベルとなって、AND回路L209の出力端子はLレベルとなり、ワンショット回路L209の出力端子からはワンショットパルスが出力されず、AND回路L211の出力端子はLレベルとなり、スイッチング素子Q102はオフされたままである(図7の(e) *25)。そして、CHARGE端子がオンしてからTON時間が経過すると、ディレイ回路L207の出力端子がHレベルとなり、また、この時には、前述のとおり、ワンショット回路L204の出力端子がLレベルになっていることから、インバータ回路L208の出力端子がHレベルとなり、AND回路L209の入力端子は何れもHレベルとなって、AND回路L209の出力端子はHレベルとなる。これにより、ワンショット回路L204の出力端子がHレベルとなる。また、この時には、前述のとおり、比較回路L206の出力端子がLレベルになっていることからインバータ回路L205の出力端子はHレベルとなり、AND回路L211の入力端子は何れもHレベルとなって、スイッチング素子Q102がオンする(図7の(b)*26)。尚、ワンショット回路L210も、ワンショット回路L204と同様、ワンショットパルスとして、TON時間、Hレベルのパルスを出力する。
そして、スイッチング素子Q102がオンしてからTON時間経過すると、比較回路L206の出力端子はLレベルのままであるが、ワンショット回路L210の出力端子がLレベルとなるので、AND回路L211を介して、スイッチング素子Q102はオフする(図7の(e) *27)。
このように、充電動作初期においては、実施例1で説明したとおり、抵抗R101を流れる電流(充電電流)の電流値がIDth未満になる前に、TON時間経過することとなる。
そして、更に時間が経過すると、抵抗R101を流れる電流の電流値がIDth未満となり、発振トランスT101と抵抗R101との接続点、すなわち、比較回路L206のプラス(+)側の入力端子電圧が、基準電圧(マイナス(−)側の入力端子電圧)よりも高くなる。これにより、比較回路L206の出力端子がHレベルとなって、AND回路L202とL203を介して、ワンショット回路L204の入力端子がHレベルとなり、再び、ワンショット回路L204からワンショットパルスが出力され、スイッチング素子Q101がオンする(図7(a) の*28)。
以下、同様にして充電動作が行われる。
但し、実施例1でも説明したように、充電動作中期においては、スイッチング素子Q102がオンした後において抵抗R101を流れる電流の電流値がIDth未満になる時点とTON時間経過する時点とが同時点となることから、この場合には、その電流値がIDth未満になった時点(TON時間経過した時点でもある)で、比較回路L206の出力端子がLレベルからHレベルとなって、AND回路L202、L203、及びワンショット回路L204を介して、スイッチング素子Q101がオンとなり、また、インバータ回路L205とAND回路L211を介して、スイッチング素子Q102がオフとなり、前述の図3に示したような動作が繰り返される。
但し、実施例1でも説明したように、充電動作中期においては、スイッチング素子Q102がオンした後において抵抗R101を流れる電流の電流値がIDth未満になる時点とTON時間経過する時点とが同時点となることから、この場合には、その電流値がIDth未満になった時点(TON時間経過した時点でもある)で、比較回路L206の出力端子がLレベルからHレベルとなって、AND回路L202、L203、及びワンショット回路L204を介して、スイッチング素子Q101がオンとなり、また、インバータ回路L205とAND回路L211を介して、スイッチング素子Q102がオフとなり、前述の図3に示したような動作が繰り返される。
更に、充電動作後期においては、スイッチング素子Q102がオンした後においてTON時間経過する前に抵抗R101を流れる電流の電流値がIDth未満になることから、この場合には、その電流値がIDth未満になった時点で、比較回路L206の出力端子がLレベルからHレベルとなって、AND回路L202、L203、及びワンショット回路L204を介して、スイッチング素子Q101がオンとなり、また、インバータ回路L205とAND回路L211を介して、スイッチング素子Q102がオフとなり、前述の図4に示したような動作が繰り返される。
そして、このようにしてスイッチング素子Q101とQ102のオン/オフが繰り返されてVST端子電圧が徐々に上昇し、そのVST端子電圧が充電停止電圧に達したところで、すなわち、メインコンデンサC101の電圧が所定充電電圧に達したところで、制御部10は、CHARGE端子をオフし、充電動作を終了する。
以上、実施例2よれば、制御部10で行っていたスイッチング素子Q101とQ102のオン/オフ制御を、制御回路11で行うようにしたので、更に、制御部10の負担を軽減することが可能になる。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良及び変更を行っても良いのはもちろんである。
1 電源
2 メインコンデンサ
3 第1の昇圧回路
4 第2の昇圧回路
5 充電電圧検出回路
6 発光放電管
7 倍電圧回路
8 トリガ回路
9 発光制御回路
10 制御部
11 制御回路
2 メインコンデンサ
3 第1の昇圧回路
4 第2の昇圧回路
5 充電電圧検出回路
6 発光放電管
7 倍電圧回路
8 トリガ回路
9 発光制御回路
10 制御部
11 制御回路
Claims (4)
- 電源電圧を昇圧して、発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサへ充電を行う第1のフライバック式昇圧手段と、
前記第1のフライバック式昇圧手段とは別個に設けられ、前記電源電圧を昇圧して、前記メインコンデンサへ充電を行う第2のフライバック式昇圧手段と、
前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子のオンからオフへの切り換えに同期して前記第2のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオフからオンへ切り換える制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とするストロボ充電回路。 - 前記制御手段は、前記第2のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子のオン時間を、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子のオン時間と等しくなるよう制御する、
ことを特徴とする請求項1記載のストロボ充電回路。 - 前記第1のフライバック式昇圧手段は、発振トランスの二次電流を検出する電流検出手段を更に有し、
前記制御手段は、前記検出された二次電流が所定値に達したとき、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオフからオンに切り換えるよう制御する、
ことを特徴とする請求項1又は2記載のストロボ充電回路。 - 前記制御手段は、前記検出された二次電流が所定値に達したとき、前記第1のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオフからオンに切り換え、前記第2のフライバック式昇圧手段のスイッチング素子をオンからオフに切り換えるよう制御する、
ことを特徴とする請求項3記載のストロボ充電回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004163432A JP2005347029A (ja) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | ストロボ充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004163432A JP2005347029A (ja) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | ストロボ充電回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2004163432A Withdrawn JP2005347029A (ja) | 2004-06-01 | 2004-06-01 | ストロボ充電回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005347029A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008283742A (ja) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | New Japan Radio Co Ltd | 充電回路 |
US10976794B2 (en) | 2017-12-21 | 2021-04-13 | Carrier Corporation | Low latency power supply for notification appliance synchronization |
-
2004
- 2004-06-01 JP JP2004163432A patent/JP2005347029A/ja not_active Withdrawn
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US10976794B2 (en) | 2017-12-21 | 2021-04-13 | Carrier Corporation | Low latency power supply for notification appliance synchronization |
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