JP2006060900A - Electronic circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子回路に関し、詳しくは、電池電圧を昇圧するDC/DCコンバータである高圧用昇圧回路を備えた電子回路に関する。 The present invention relates to an electronic circuit, and more particularly to an electronic circuit including a high-voltage boosting circuit that is a DC / DC converter that boosts a battery voltage.
例えば、ストロボ装置では、その内部に、電池からの供給電圧(電池電圧)を直流高電圧に昇圧する昇圧回路(DC/DCコンバータ)を備え、該直流高電圧により、ストロボ発光の際に必要となる高負荷電流をメインコンデンサに蓄積(充電)させ、この蓄積電荷を消費することでストロボ発光を行っている。 For example, a strobe device includes a booster circuit (DC / DC converter) that boosts a supply voltage (battery voltage) from a battery to a DC high voltage, and is required for strobe light emission by the DC high voltage. A high load current is accumulated (charged) in the main capacitor, and strobe light emission is performed by consuming this accumulated charge.
ところで、近年、ストロボ装置の多機能化、高性能化が進み、CPU等のマイクロコンピュータ(制御回路)を内部に備え、これにより装置全体を制御するストロボ装置も珍しくない。 By the way, in recent years, multi-functionality and high performance of strobe devices have progressed, and it is not uncommon for a strobe device to have a microcomputer (control circuit) such as a CPU, thereby controlling the entire device.
この種のストロボ装置では、回路全体の安定した制御のために前記制御回路に所定の電圧(制御電圧)を供給する必要がある。特に、前記昇圧回路がオンになると、電池電圧は急激に低下するので、かかる場合にも前記制御電圧を確保する対策は必須となる。 In this type of strobe device, it is necessary to supply a predetermined voltage (control voltage) to the control circuit for stable control of the entire circuit. In particular, when the booster circuit is turned on, the battery voltage rapidly decreases. Therefore, even in such a case, a measure for securing the control voltage is essential.
このような制御電圧の確保に関しては、種々の提案がされている(例えば、特許文献1、特許文献2等)
従来の制御電圧の確保方式について図3を用いて説明する。図3は、CPU等の制御回路を備えたストロボ装置の一般的な回路構成を示すブロック図である。
Various proposals have been made for securing such a control voltage (for example,
A conventional control voltage securing method will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a general circuit configuration of a strobe device including a control circuit such as a CPU.
図3で示されるストロボ装置の回路は、電源電池E、電池Eからの供給電圧を直流高電圧に昇圧する高圧用昇圧回路1、該直流高電圧によって電荷を蓄積する(充電する)メインコンデンサ2、該メインコンデンサ2の蓄積電荷を消費することで発光するキセノン管等の閃光放電管3、スイッチング動作により閃光放電管3の発光動作を制御するIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)、高圧用昇圧回路1のオン/オフ制御はもとより、当該ストロボ装置全体の制御を行う制御回路4、該制御回路4の動作電圧(制御電圧)V3を生成し、出力する定電圧回路5、電池Eからの供給電圧を常時V3を超える電圧V2まで昇圧する制御用昇圧回路6、電池電圧V1を検出する電圧検出回路7及び調整用の抵抗R3、R4を備えている。
The strobe device circuit shown in FIG. 3 includes a power supply battery E, a high-
上記従来のストロボ装置の制御電圧の確保に係る制御について説明する。図4は、上記回路の主要ポイントにおける電圧の変動を示すグラフである。電池電圧V1、制御用昇圧回路の出力電圧V2、及び制御電圧V3を示すグラフは、左側の縦軸の電圧値に対応する。先ず、メインコンデンサ2が空の状態(V4が0)で高圧用昇圧回路1をオンにすると(t0)、電池電圧V1は急激に低下する。この時点でメインコンデンサ2に充電が開始される。
The control related to securing the control voltage of the conventional strobe device will be described. FIG. 4 is a graph showing voltage fluctuations at the main points of the circuit. The graph showing the battery voltage V1, the output voltage V2 of the control booster circuit, and the control voltage V3 corresponds to the voltage value on the left vertical axis. First, when the high-
この電池電圧V1の変動は、電圧検出回路7を介して、制御回路4に伝えられる。制御回路4は、制御電圧V3を確保する理由から、V1が、所定の電圧(例えば、2V)を下回った時点で、高圧用昇圧回路1をオフにする。高圧用昇圧回路1がオフになると、V1は上昇し、これが2Vを超えると、また、高圧用昇圧回路1をオンにする。以上の高圧用昇圧回路1のオン/オフは、電源電圧V1が2Vを下回らなくなるまで繰り返される(t0〜t3の間)。この間、メインコンデンサ2の電圧V4は僅かながら上昇する(理解を容易にするため、図4ではt0〜t3の間での電圧V4の上昇を大袈裟に表現している)。
The fluctuation of the battery voltage V <b> 1 is transmitted to the
そして、V1が2Vを下回らなくなった時点(t3)からメインコンデンサ2の電圧V4は大きく上昇を開始する。なお、V4を示すグラフは、図4の右側の縦軸の電圧値に対応している。
Then, the voltage V4 of the
そして、V4の上昇と共に電池電圧V1も上昇(回復)する(即ち、高圧用昇圧回路1がオン状態でも電圧低下しなくなる)。また、制御用昇圧回路6の出力電圧V2は、一定(例えば、5.5V)で保たれる。これは、V1が約2V以上に維持できれば、制御用昇圧回路6は、5.5Vまで昇圧することができる理由による。
As the voltage V4 increases, the battery voltage V1 also increases (recovers) (that is, the voltage does not decrease even when the high
以上の従来のストロボ装置が内包する電子回路(高圧用昇圧回路、CPU等の制御回路、定電圧回路、制御用昇圧回路及び電圧検出回路)では、制御回路は、電池電圧を監視し、高圧用昇圧回路をオンにするかオフにするかの制御をかかる電池電圧の値に基づいて行い、制御回路の動作電圧(制御電圧)を確保している。したがって、メインコンデンサが空になっている場合の高圧用昇圧回路のオン時における急激な電圧低下があった場合でも当該電子回路を含む回路全体(例えば、ストロボ装置)の安定動作を可能としている。
しかしながら、上記従来の電子回路では、電池電圧の検出値を基にして高圧用昇圧回路のオン/オフ制御を行っているので、オン/オフ切替の見切りが早くなる傾向にある。一般的には、この電池電圧の切替基準値(例えば、2V)に余裕(例えば0.5V程度)を持たせているため、制御電圧の確保に十分余裕がある段階で高圧用昇圧回路がオンからオフに切り替わることになる(図4のt0〜t3間)。そうすると、不必要に高圧用昇圧回路のオン/オフ切替が行われるので動作効率が悪くなり、電源となる電池の能力を十分に発揮できていないという問題がある。 However, in the above-described conventional electronic circuit, the on / off control of the high voltage booster circuit is performed based on the detected value of the battery voltage, and therefore there is a tendency that the on / off switching is given up quickly. Generally, since the battery voltage switching reference value (for example, 2V) has a margin (for example, about 0.5V), the high voltage booster circuit is turned on when there is a sufficient margin for securing the control voltage. To OFF (between t0 and t3 in FIG. 4). Then, the high voltage booster circuit is turned on / off unnecessarily, so that the operation efficiency is deteriorated and the capacity of the battery serving as a power source cannot be sufficiently exhibited.
本発明は、上記問題点を解決するべくなされたもので、制御回路への供給電圧を安定して確保できると共に、より効率良く高圧用昇圧回路の動作制御ができる電子回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an electronic circuit that can stably secure a supply voltage to a control circuit and can more efficiently control the operation of a high-voltage booster circuit. And
本発明の電子回路は、電池電圧を昇圧する第1の昇圧回路と、該第1の昇圧回路の動作の切り替え制御を行う制御回路と、該制御回路の動作電圧を確保するために前記電池電圧を昇圧する第2の昇圧回路と、該第2の昇圧回路の出力電圧から前記制御回路の動作電圧を生成する定電圧回路とを備え、前記制御回路は、前記第2の昇圧回路の出力電圧値に基づき、前記第1の昇圧回路の動作の切り替え制御を行うことを特徴とする。 The electronic circuit of the present invention includes a first booster circuit that boosts the battery voltage, a control circuit that controls switching of the operation of the first booster circuit, and the battery voltage for securing the operating voltage of the control circuit. And a constant voltage circuit for generating an operating voltage of the control circuit from the output voltage of the second booster circuit, the control circuit including an output voltage of the second booster circuit The switching control of the operation of the first booster circuit is performed based on the value.
上記構成の電子回路によれば、第2の昇圧回路の出力電圧値(即ち、定電圧回路の入力電圧値)に基づき第1の昇圧回路の動作の切り替え制御を行うため、より精密な制御が可能となり、安定した電圧を制御回路に供給しつつ、第1の昇圧回路を効率的に動作させることができ、電源となる電池の能力を十分に利用することができる。 According to the electronic circuit having the above configuration, since the switching control of the operation of the first booster circuit is performed based on the output voltage value of the second booster circuit (that is, the input voltage value of the constant voltage circuit), more precise control is possible. Thus, the first booster circuit can be efficiently operated while supplying a stable voltage to the control circuit, and the capacity of the battery serving as a power source can be fully utilized.
また、前記第1の昇圧回路によって昇圧された電圧は、ストロボ発光用の電荷を蓄積するメインコンデンサに供給される、とするのが、充電時間の短縮が図れるという効果が期待でき、本電子回路の好ましい実施態様といえる。 Further, the voltage boosted by the first booster circuit is supplied to the main capacitor for storing the electric charge for strobe light emission, so that the effect of shortening the charging time can be expected. It can be said that this is a preferred embodiment.
以上の如く、本発明の電子回路は、CPU等の制御回路の動作電圧を安全に確保しつつ、メインコンデンサの充電等用の高圧昇圧回路を効率的に動作させることができるので、電源となる電池の能力を十分に利用することができる。 As described above, the electronic circuit of the present invention serves as a power source because it can efficiently operate the high-voltage booster circuit for charging the main capacitor while ensuring the operating voltage of the control circuit such as the CPU safely. The battery capacity can be fully utilized.
以下、本発明の実施形態に係る電子回路について図面を参酌しつつ説明する。 Hereinafter, an electronic circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る電子回路を内包するストロボ装置の一般的な回路構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a general circuit configuration of a strobe device including an electronic circuit according to the present embodiment.
図1で示されるストロボ装置の回路は、電源電池E、電池Eからの供給電圧を直流高電圧に昇圧する、いわゆるDC/DCコンバータである高圧用昇圧回路1(第1の昇圧回路)、該直流高電圧によって電荷を蓄積する(充電する)メインコンデンサ2、該メインコンデンサ2の蓄積電荷を消費することで発光するキセノン管等の閃光放電管3、スイッチング動作により閃光放電管3の発光動作を制御するIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)、高圧用昇圧回路1のオン/オフ制御はもとより、当該ストロボ装置全体の制御を行う制御回路4、該制御回路4の動作電圧(制御電圧)V3を生成し、出力する定電圧回路5、電池Eからの供給電圧を常時V3を超える電圧V2まで昇圧する、いわゆるDC/DCコンバータである制御用昇圧回路6(第2の昇圧回路)、制御用昇圧回路6の出力電圧V2を検出する電圧検出回路7及び調整用の抵抗R1、R2を備えている。
The strobe device circuit shown in FIG. 1 includes a power supply battery E, a high voltage booster circuit 1 (first booster circuit) that is a so-called DC / DC converter that boosts a supply voltage from the battery E to a DC high voltage, The
尚、本実施形態において、高圧用昇圧回路1、制御回路4(電圧検出回路7、抵抗R3及びR4も含む)、制御用昇圧回路6及び定電圧回路5は、本発明に係る電子回路を構成する。
In the present embodiment, the high
図1のストロボ装置の回路構成は、従来のストロボ装置の回路構成(図3)と比較し、電圧検出回路7の電圧検出ポイントが変更されている点が異なる。そして、かかる点が本発明の電子回路の特徴となっている。以下、その動作について説明する。 The circuit configuration of the strobe device of FIG. 1 is different from the circuit configuration of the conventional strobe device (FIG. 3) in that the voltage detection point of the voltage detection circuit 7 is changed. Such a point is a feature of the electronic circuit of the present invention. The operation will be described below.
図2は、図1の回路の主要ポイントにおける電圧の変動を示すグラフである。電池電圧V1、制御用昇圧回路の出力電圧V2、及び制御電圧V3を示すグラフは、左側の縦軸の電圧値に対応し、電圧V4を示すグラフは、右側の縦軸の電圧値に対応している。先ず、メインコンデンサ2が空の状態(V1が0)で高圧用昇圧回路1をオンにすると(t0)、電池電圧V1は急激に低下する。この時点でメインコンデンサ2に充電が開始される。
FIG. 2 is a graph showing voltage variations at the main points of the circuit of FIG. The graph showing the battery voltage V1, the output voltage V2 of the control booster circuit, and the control voltage V3 corresponds to the voltage value on the left vertical axis, and the graph showing the voltage V4 corresponds to the voltage value on the right vertical axis. ing. First, when the high-
そして、V1が所定電圧(本実施形態では、2V)を下回ると、制御用昇圧回路6の出力電圧V2が下がり始める。制御用昇圧回路6は入力電圧(即ち、電池電圧V1)が2V以上ならば、所定の電圧(本実施形態では、5.5V)まで昇圧して出力することができるが、V1が2Vを下回ると、V2は低下する。そして、V1が約1.5Vまで低下すると、V2は5V程度まで低下する。
When V1 falls below a predetermined voltage (2 V in this embodiment), the output voltage V2 of the
制御回路4は、制御電圧V3(定電圧回路5の出力電圧。本実施形態では、4.8Vとする。)を確保する理由から、V2が、5Vを下回った時点で、高圧用昇圧回路1をオフにする。高圧用昇圧回路1がオフになると、V1及びV2は上昇する。制御回路4は、V2が5Vを超えると、再度、高圧用昇圧回路1をオンにする。以降、V2が5Vを下回らなくなるまで、制御回路4によって高圧用昇圧回路1のオン/オフが繰り返される(t1〜t2の間)。この間、メインコンデンサ2の電圧V4は僅かながら上昇する(理解を容易にするため、図2ではt0〜t2の間での電圧V4の上昇を大袈裟に表現している)。なお、図2でのt0〜t2の間でのV4の上昇率は、図4でのt0〜t3の間でのV4の上昇率よりも大きくなる。ただし、図2におけるt2でのV4の電圧値は、図4におけるt3でのV4の電圧値よりも低くなっている。
The
そして、V2が5Vを下回らなくなった時点(t2)からメインコンデンサ2の電圧V4は大きく上昇を開始する。同時点を境に、V1及びV2も上昇(回復)する。
Then, the voltage V4 of the
以上のように本実施形態の電子回路によれば、高圧用昇圧回路のオン/オフ切替を制御電圧を生成する定電圧回路の入力電圧(即ち、制御用昇圧回路の出力電圧)に基づいて行うため、電池電圧に基づいて同様の制御を行う従来の電子回路に比べ、より精密な制御が可能になり、結果として高圧用昇圧回路の効率的な動作を可能とする。したがって、電源となる電池の能力を十分に発揮させることができる(図2の斜線で示される範囲が、従来に比べ、有効利用されている部分を示す)。また、本実施形態の電子回路を備えるストロボ装置では、従来例に比べてメインコンデンサの充電速度を早めることができるので(高圧用昇圧回路の動作効率が向上するため)、事実上、充電時間の短縮が図れることになる。 As described above, according to the electronic circuit of this embodiment, on / off switching of the high voltage booster circuit is performed based on the input voltage of the constant voltage circuit that generates the control voltage (that is, the output voltage of the control booster circuit). Therefore, more precise control is possible compared to a conventional electronic circuit that performs similar control based on the battery voltage, and as a result, the high-voltage booster circuit can be operated efficiently. Therefore, the capacity of the battery serving as a power source can be sufficiently exerted (the range indicated by the hatched area in FIG. 2 indicates a portion that is more effectively used than in the past). Moreover, in the strobe device provided with the electronic circuit of the present embodiment, the charging speed of the main capacitor can be increased as compared with the conventional example (because the operating efficiency of the high-voltage booster circuit is improved). Shortening can be achieved.
尚、本発明に係る電子回路は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The electronic circuit according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、本発明の電子回路をストロボ装置に適用し、高圧用昇圧回路によって昇圧された電圧は、ストロボ発光用の電荷を蓄積するメインコンデンサに供給される構成としているが、これに限定されず、ストロボ装置以外のメインコンデンサを備える他の装置(例えば、アクチュエータ駆動装置等)に適用することも可能である。 For example, in the above embodiment, the electronic circuit of the present invention is applied to the strobe device, and the voltage boosted by the high voltage booster circuit is supplied to the main capacitor that stores the charge for strobe light emission. However, the present invention can be applied to other devices (for example, an actuator driving device) including a main capacitor other than the strobe device.
また、高圧用昇圧回路による昇圧電圧をメインコンデンサの充電に使用せず、後段の他の回路の動作電圧に使用する装置にも本発明の電子回路は適用可能である。 The electronic circuit of the present invention can also be applied to a device that does not use the boosted voltage from the high-voltage booster circuit for charging the main capacitor but uses it as an operating voltage for other circuits in the subsequent stage.
本発明に係る電子回路は、CPU等の制御回路へ安定して動作電圧を供給でき、しかもDC/DCコンバータである高圧用昇圧回路の動作効率を向上させることができるため、ストロボ装置等へ適用すると、メインコンデンサの充電時間の短縮が期待できる。 The electronic circuit according to the present invention can stably supply an operating voltage to a control circuit such as a CPU, and can improve the operating efficiency of a high-voltage boosting circuit that is a DC / DC converter. Then, shortening of the charging time of the main capacitor can be expected.
1 高圧用昇圧回路
4 制御回路
5 定電圧回路
6 制御用昇圧回路
7 電圧検出回路
1 Booster circuit for
Claims (3)
該第1の昇圧回路の動作の切り替え制御を行う制御回路と、
該制御回路の動作電圧を確保するために前記電池電圧を昇圧する第2の昇圧回路と、
該第2の昇圧回路の出力電圧から前記制御回路の動作電圧を生成する定電圧回路とを備え、
前記制御回路は、前記第2の昇圧回路の出力電圧値に基づき、前記第1の昇圧回路の動作の切り替え制御を行うことを特徴とする電子回路。 A first booster circuit for boosting the battery voltage;
A control circuit for performing switching control of the operation of the first booster circuit;
A second booster circuit for boosting the battery voltage to ensure an operating voltage of the control circuit;
A constant voltage circuit that generates an operating voltage of the control circuit from an output voltage of the second booster circuit,
The electronic circuit according to claim 1, wherein the control circuit performs switching control of operation of the first booster circuit based on an output voltage value of the second booster circuit.
The electronic circuit according to claim 1, wherein the control circuit performs on / off control of the first booster circuit based on an output voltage value of the second booster circuit.
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