JP2006288059A - 昇圧用駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】入力電流の大きさにかかわらず、起動時に突入電流が発生することを防止する。
【解決手段】電源電圧が印加される一次巻線、補助巻線、二次巻線を有するトランスの前記二次巻線側に前記電源電圧より高い昇圧電圧を発生させる昇圧用駆動回路において、前記一次巻線と直列接続されるスイッチングトランジスタと、電源電圧が印加されるとともに、前記補助巻線に出力電圧を印加する時定数回路と、前記補助巻線に発生する電圧に基づいた制御電流を前記スイッチングトランジスタに供給する第１インピーダンス素子と、前記第１インピーダンス素子と並列接続されるとともに、前記補助巻線の極性の切り替わりの周波数が高くなるにつれてインピーダンスが減少し、前記補助巻線の極性の切り替わりが所定周波数より高くなった場合に、前記第１インピーダンス素子よりインピーダンスが小さくなる第２インピーダンス素子と、を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、昇圧用駆動回路に関する。

カメラ（例えば、デジタルスチルカメラ）には、例えば撮像時に閃光を発するための閃光発生回路が設けられている。閃光発生回路は、例えば電池電源の電圧を昇圧する昇圧回路と、昇圧された電圧を発光指示に基づいて放電する発光回路とを有している。そして、閃光発生回路は、例えば３〜５ボルトの電池電源から、例えば３００ボルトの昇圧電圧を発生させ、その昇圧電圧を放電して閃光を発する。また、昇圧回路には、昇圧トランスと、当該昇圧トランスの巻線に発生する電圧を切り替えるためのトランジスタとを有しているものがある。さらに、このような昇圧回路として、トランジスタが自らオンオフ動作を繰り返すものと、例えば制御部からの制御信号に基づいてオンオフ動作を繰り返すものがある。前者を自励式と呼び、後者を他励式と呼ぶ。自励式であっても、他励式であっても、昇圧トランスの一次巻線の電圧を切り替えることによって、昇圧トランスの二次巻線側に電流を誘導することが行われる。なお、自励式昇圧回路（リンギング・チョーク・コンバータ回路、以下ＲＣＣ回路とする）は、回路が簡単であり、また少ない回路部品で構成できるという特徴があり、低コストのスイッチング電源等に多く使用されている（例えば特許文献１参照）。昇圧用駆動回路は、例えばＲＣＣ回路に備えられ、昇圧トランスの各巻線に発生する電圧の切り替えを制御している。

図４を参照しつつ従来の昇圧用駆動回路について説明する。
図４は、従来の昇圧用駆動回路を適用したＲＣＣ回路３００を有する閃光発生回路の一例を示す回路図である。

電源１００は、例えば電池電源であり、電源１００の正極は、電源スイッチ１０１を介して、昇圧トランス１１０の一次巻線１１０ａの一端Ｐ１と接続されている。また、電源１００の負極は接地されている。

ＮＰＮトランジスタ１０８のコレクタは、昇圧トランス１１０の一次巻線１１０ａの他端Ｐ２と接続され、エミッタは接地されている。またＮＰＮトランジスタ１０８のベースは、起動抵抗１０２及び電源スイッチ１０１を介して電源１００の正極と接続されている。昇圧トランス１１０のドライブ巻線１１０ｂの一端Ｐ３は、コンデンサ１０６の一方の電極と接続され、他端Ｐ４は接地されている。昇圧トランス１１０の二次巻線１１０ｃの一端Ｐ５は、ダイオード１２０のアノードと接続され、他端Ｐ６は接地されている。

なお、巻線には巻き始めと巻き終わりがあり、この巻き始めと巻き終わりによってトランスの相互誘導によって生じる電圧の極性が変化する。図中の黒丸は、巻線の極性を示している。例えば、一次巻線１１０ａの一端Ｐ１が正の極性の場合、ドライブ巻線１１０ｂの一端Ｐ３および二次巻線１１０ｃの他端Ｐ６は正の極性となる。また、このとき一次巻線１１０ａの他端Ｐ２、ドライブ巻線１１０ｂの他端Ｐ４および二次巻線１１０ｃの一端Ｐ５は負の極性となる。

コンデンサ１０６は、昇圧トランス１１０のドライブ巻線１１０ｂへの直流バイアスをカットするとともに、ＮＰＮトランジスタ１０８がオンオフ動作しているときのベース電流を制御するためのものである。コンデンサ１０６の他方の電極は抵抗１０４を介してＮＰＮトランジスタ１０８のベースと接続されている。

メインコンデンサ１２２は、極性を有するコンデンサ（例えば電界コンデンサ）であり、非接地側の電極はダイオード１２０のカソードと接続されている。

トリガ用コンデンサ１２６の非接地側の電極は、抵抗１２４を介してメインコンデンサ１２２の非接地側の電極と接続されている。なお、抵抗１２４は、トリガトランス１２８の一次巻線１２８ａに供給する電流を制限するためのものであり、トリガ用コンデンサ１２６は、抵抗１２４と接地間の直流バイアスをカットするとともに、メインコンデンサ１２２の電荷をトリガトランス１２８の一次巻線１２８ａに印加するためのものである。

トリガトランス１２８は、キセノン管１３２の表面に、例えば５Ｋボルトの高電圧を与えるためのトランスであり、一次巻線１２８ａと二次巻線１２８ｂを有している。一次巻線１２８ａの一端はコンデンサ１２６の一端と接続され、二次巻線１２８ｂの一端はキセノン管１３２のトリガ電極と接続されている。そして、一次巻線１２８ａと二次巻線１２８ｂの他端は、ともにキセノン管１３２の陰極と接続されている。

キセノン管１３２は、閃光発光を行うためのランプである。キセノン管１３２の陽極はメインコンデンサ１２２の非接地側の電極と接続され、陰極はパワートランジスタ１３４のコレクタと接続されている。

パワートランジスタ（以下ＩＧＢＴとする）１３４は、例えばカメラのシャッターをトリガとしてキセノン管１３２を閃光発光させるものである。ＩＧＢＴ１３４のゲートには、例えば不図示の制御部から閃光発光を指示する発光信号が印加され、ＩＧＢＴ１３４のエミッタは接地されている。なお、ＩＧＢＴ１３４に印加される発光信号の大きさに応じて、キセノン管１３２に流れる電流を制御することで、キセノン管１３２の発光の明るさの調整を行うことができる。

図４において、抵抗１２４、コンデンサ１２６、トリガトランス１２８、キセノン管１３２、ＩＧＢＴ１３４は発光回路を構成している。また、ＲＣＣ回路３００において、起動抵抗１０２、１０４、コンデンサ１０６、ＮＰＮトランジスタ１０８は昇圧用駆動回路を構成している。

まず、発光回路の動作について説明する。メインコンデンサ１２２の充電電圧は、キセノン管１３２を発光させるのに必要な電圧、例えば３００ボルトであるものとする。撮像時に、例えばカメラのシャッターが押されることによって発光信号がＩＧＢＴ１３４のゲートに印加され、ＩＧＢＴ１３４がオンする。ＩＧＢＴ１３４がオンすることによって、メインコンデンサ１２２の放電が行われ、キセノン管１３２の陽極と陰極間には、メインコンデンサ１２２の充電電圧（例えば３００ボルト）が印加される。

また、ＩＧＢＴ１３４がオンすると、トランス１２８の一次巻線１２８ａには、メインコンデンサ１２２の充電電圧が抵抗１２４およびトリガ用コンデンサ１２６で制御されて印加される。そして、トリガトランス１２８の二次巻線１２８ｂには、一次巻線１２８ａとの巻数比に応じた、例えば５Ｋボルトの高電圧が発生する。

キセノン管１３２は、両端に例えば３００ボルトが印加され、管表面に例えば５Ｋボルトの高電圧が印加されることによって、内部のキセノンが励起されて導通し、発光する。

次に、ＲＣＣ回路３００の動作について説明する。

まず、電源スイッチ１０１をオンとすることで、電源１００から起動抵抗１０２を介した電流がＮＰＮトランジスタ１０８のベースに供給される。そしてＮＰＮトランジスタ１０８のベース電流が増加することによって、ＮＰＮトランジスタ１０８の導通が開始する。ＮＰＮトランジスタ１０８が導通することで、昇圧トランス１１０の一次巻線１１０ａに電圧が発生し、同時にドライブ巻線１１０ｂおよび二次巻線１１０ｃにも一次巻線１１０ａとの巻数比に応じた電圧が発生する。ドライブ巻線１１０ｂに発生する電圧は、コンデンサ１０６および抵抗１０４を介して、ＮＰＮトランジスタ１０８をさらに導通させる正帰還の電圧となる。よって、ＮＰＮトランジスタ１０８は急速にオンする。ＮＰＮトランジスタ１０８がオンとなる場合では、図中黒丸の側が正の極性となる。つまり、二次巻線１１０ｃは他端Ｐ６が正の極性となり、一端Ｐ５が負の極性となる。よって、この場合、昇圧トランス１１０の二次巻線１１０ｃに発生する電圧はダイオード１２０に対し逆方向電圧となるため、二次巻線１１０ｃには電流が流れないこととなる。
なお、電源１００の電圧をＶ１とし、ＮＰＮトランジスタ１０８のコレクタ−エミッタ間電圧をＶＣＥ１とすると、１次巻線１１０ａに発生する電圧Ｖ２は、Ｖ２＝Ｖ１−ＶＣＥ１となる。

やがて、ＮＰＮトランジスタ１０８のコレクタ電流が増大し、ＮＰＮトランジスタ１０８の飽和を保つベース電流が供給されなくなる。すると、ＮＰＮトランジスタ１０８は飽和からはずれ、ＮＰＮトランジスタ１０８のＶＣＥ１が増大する。ＶＣＥ１が増大すると、昇圧トランス１１０の一次巻線１１０ａに発生する電圧Ｖ２が低下する。さらに、一次巻線１１０ａの電圧Ｖ２が低下することによって、ドライブ巻線１１０ｂに発生する電圧も低下することになる。ドライブ巻線１１０ｂの電圧低下はＮＰＮトランジスタ１０８のベースに正帰還されるので、ＮＰＮトランジスタ１０８は急速にオフする。

ＮＰＮトランジスタ１０８がオフとなる場合では、図中黒丸の側が負の極性となる。つまり、二次巻線１１０ｃの一端Ｐ５が正の極性となり、他端Ｐ６が負の極性となる。よって、昇圧トランス１１０の二次巻線１１０ｃに発生する電圧はダイオード１２０に対し順方向電圧となるため、ダイオード１２０に電流が流れ、メインコンデンサ１２２に充電が行われる。

昇圧トランス１１０に蓄積されていたエネルギがすべてメインコンデンサ１２２に移されると、ダイオード１２０に流れる電流はゼロになる。この瞬間、昇圧トランス１１０の一次巻線１１０ａ、二次巻線１１０ｃ、ドライブ巻線１１０ｂの電圧はゼロになるが、ＮＰＮトランジスタ１０８は、電源１００から起動抵抗１０２を介した電流がベースに供給されることによって、再度導通が開始する。以下、同様の発振動作を繰り返し行うことによって、昇圧トランス１１０の二次巻線１１０ｃに発生する電圧をメインコンデンサ１２２に順次蓄えていくことができ、例えば３ボルトの電源１００の電圧を、例えば３００ボルトに昇圧することができる。
特開２００４−１４２３７号公報

図５（ａ）、（ｂ）は、図４に示すＲＣＣ回路３００の入力電流と、充電電圧の時間変化を示す図である。なお、入力電流とは、電源１００から昇圧トランス１１０の一次巻線１１０ａの一端Ｐ１に供給される電流のことであり、ＮＰＮトランジスタ１０８のベース電流の大きさに応じて変化する。従って、入力電流は、起動抵抗１０２、抵抗１０４の抵抗値を大きくするほど小さくなり、逆に、起動抵抗１０２、抵抗１０４の抵抗値を小さくするほど大きくなる。また、充電電圧とは、メインコンデンサ１２２の充電電圧のことである。

図５（ａ）および図５（ｂ）において実線は入力電流を示し、破線は充電電圧を示している。また、横軸（時間）の左端は起動開始の時刻を示している。

図５（ａ）は、入力電流が所定値の場合の入力電流と充電電圧の時間変化を示す図である。図５（ａ）において、メインコンデンサ１２２の充電電圧はＲＣＣ回路３００の発振動作によって、起動開始から時間とともに増加し、図中の時刻Ｔａで例えば３００ボルトに達する。一方、入力電流には、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、起動時に、例えば突起状のピーク電流が発生する（以下、このピーク電流を突入電流と呼ぶ）。この突入電流は、起動時のＮＰＮトランジスタ１０８のベース電流の増加が急激なことと、起動時には発振動作を行っていないため、昇圧トランス１１０の一次巻線１１０ａのインピーダンスが小さいことによって発生するものである。突入電流が発生すると、電池電圧の低下、電源の寿命の低下、回路動作の不具合などの原因となる可能性がある。

図５（ｂ）は、入力電流を所定値より大きく設定した場合の入力電流と充電電圧の時間変化を示す図である。図５（ｂ）に示すように入力電流を所定値より大きく設定した場合には、メインコンデンサ１２２の充電電圧は図５（ａ）の場合よりも急激に増加する。そして、メインコンデンサ１２２の充電電圧は、時刻Ｔａより短い時刻Ｔｂで、例えば３００ボルトに達する。しかし、図５（ｂ）における突入電流は、図５（ａ）に比べて大きくなる。

このように、従来の昇圧用駆動回路を適用したＲＣＣ回路では、起動時に突入電流が発生するという問題点があった。特に、昇圧電圧に達するまでの時間を短くするため、入力電流を大きく設定するほど、突入電流の電流値が大きくなり突入電流の発生を防止することが困難であった。

そこで、本発明は、入力電流の大きさにかかわらず、起動時に突入電流が発生することを防止する昇圧用駆動回路を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための主たる発明は、電源電圧が印加される一次巻線、補助巻線、二次巻線を有するトランスの前記二次巻線側に前記電源電圧より高い昇圧電圧を発生させる昇圧用駆動回路において、前記一次巻線と直列接続されるスイッチングトランジスタと、電源電圧が印加されるとともに、前記補助巻線に出力電圧を印加する時定数回路と、前記補助巻線に発生する電圧に基づいた制御電流を前記スイッチングトランジスタに供給する第１インピーダンス素子と、前記第１インピーダンス素子と並列接続されるとともに、前記補助巻線の極性の切り替わりの周波数が高くなるにつれてインピーダンスが減少し、前記補助巻線の極性の切り替わりが所定周波数より高くなった場合に、前記第１インピーダンス素子よりインピーダンスが小さくなる第２インピーダンス素子と、を備えたことを特徴とする。

また、電源電圧が印加される一次巻線、補助巻線、二次巻線を有するトランスの前記二次巻線側に前記電源電圧より高い昇圧電圧を発生させる昇圧用駆動回路において、前記一次巻線と直列接続されるスイッチングトランジスタと、前記電源電圧と前記補助巻線の一端との間に接続された起動抵抗と、前記起動抵抗とともに時定数回路を構成する時定数設定用コンデンサを前記起動抵抗と直列接続するための第１端子と、前記第１端子に発生する前記時定数回路の出力が前記補助巻線の一端に印加されることによって前記補助巻線に発生する電圧に基づいて、前記スイッチングトランジスタに制御電流を供給する第１インピーダンス素子と、前記補助巻線の極性の切り替わりの周波数が高くなるにつれてインピーダンスが減少し、前記補助巻線の極性の切り替わりが所定周波数より高くなった場合に、前記第１インピーダンス素子よりインピーダンスが小さくなる第２インピーダンス素子を構成する制御電流設定用コンデンサを、前記第１インピーダンス素子と並列接続するための第２端子と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、起動時のスイッチングトランジスタの導通を緩やかにするとともに、昇圧電圧に達するまでの時間を短縮することができる。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

図１を参照しつつ、本発明の昇圧用駆動回路について説明する。図１は、本発明の昇圧用駆動回路を適用したＲＣＣ回路２００を有する閃光発生回路の一例を示す回路図である。なお、図１において図４と同一の構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。

＝＝＝ＲＣＣ回路の構成＝＝＝
本発明の昇圧用駆動回路を適用したＲＣＣ回路２００の構成について説明する。

昇圧トランス１６の一次巻線１６ａの一端Ａは電源スイッチ１０１を介して電源１００の正極と接続され、他端ＢはＮＰＮトランジスタ２４のコレクタと接続されている。昇圧トランス１６のドライブ巻線１６ｂ（『補助巻線』）の一端Ｃは、起動抵抗１２および電源スイッチ１０１を介して電源１００の正極と接続され、他端Ｄは直列抵抗２０、２２を介して接地されている。また、昇圧トランス１６の二次巻線１６ｃの一端Ｅはダイオード１２０のアノードと接続され、他端Ｆは接地されている。

なお、巻線には巻き始めと巻き終わりがあり、この巻き始めと巻き終わりによってトランスの相互誘導によって生じる電圧の極性が変化する。図中の黒丸は、巻線の極性を示している。例えば一次巻線１６ａの一端Ａが正の極性のとき、ドライブ巻線１６ｂの他端Ｄ、および二次巻線１６ｃの他端Ｆが正の極性となる。

コンデンサ１４（『時定数設定用コンデンサ』）の非接地側の電極は、昇圧トランス１６のドライブ巻線１６ｂの一端Ｃと接続されている。

ＮＰＮトランジスタ２４（『スイッチングトランジスタ』）のベースは、直列抵抗２０、２２の接続点と接続され、エミッタは接地されている。直列抵抗２０、２２において、抵抗２０（『第１インピーダンス素子』）は、ＮＰＮトランジスタ２４のベース電流を設定するための抵抗であり、抵抗２２（『バイアス設定抵抗』）は、ＮＰＮトランジスタ２４のバイアスを設定するための抵抗である。

抵抗２６の一端は昇圧トランス１６のドライブ巻線１６ｂの他端Ｄと接続され、抵抗２６の他端はコンデンサ２８（『制御電流設定用コンデンサ』）の一方の電極と接続されている。なお、抵抗２６は、抵抗２０より抵抗値の小さい抵抗である。

コンデンサ２８の他方の電極は、ＮＰＮトランジスタ２４のベースと接続されている。

ＲＣＣ回路２００において、起動抵抗１２、直列抵抗２０、２２、コンデンサ１４、ＮＰＮトランジスタ２４は昇圧用駆動回路を構成している。また、抵抗１２およびコンデンサ１４は時定数回路を構成しており、抵抗１２とコンデンサ１４の接続点の電圧が時定数回路の出力電圧となる。

図１において一点鎖線で囲んだ起動抵抗１２、直列抵抗２０、２２およびＮＰＮトランジスタ２４は、例えばチップ上に集積化することが可能である。集積化する場合には、コンデンサ１４を接続するための端子、及びコンデンサ２８を接続するための端子が必要となる。コンデンサ１４を接続するための端子は、コンデンサ１４と起動抵抗１２との間に設けられる。当該端子に発生する電圧は、昇圧トランス１６のドライブ巻線１６ｂの一端Ｃに印加されることとなる。また、コンデンサ２８を接続するための端子は、図１の場合、コンデンサ２８の一方の電極と抵抗２６の他端との間、およびコンデンサ２８の他方の電極と、直列抵抗２０、２２の接続部との間に設けられる。

＝＝＝ＲＣＣ回路の動作＝＝＝
次に、本発明の昇圧用駆動回路を適用したＲＣＣ回路２００の動作について説明する。

まず、電源スイッチ１０１をオンとすることで、電源１００から起動抵抗１２に電流が供給される。電源１００とドライブ巻線１６ｂの一端Ｃとの間に、起動抵抗１２およびコンデンサ１４による時定数回路が設けられていることによって、ドライブ巻線１６ｂの電圧は徐々に上昇することになる。

そして、ドライブ巻線１６ｂの電圧が上昇することによって、直列抵抗２０、２２の接続点に現れる電圧も徐々に上昇し、ＮＰＮトランジスタ２４のベース電流が徐々に増加する。そしてＮＰＮトランジスタ２４のベース電流の増加に伴い、ＮＰＮトランジスタ２４の導通が開始する。ＮＰＮトランジスタ２４が導通することで、昇圧トランス１１０の一次巻線１６ａに電圧が発生する。また一次巻線１６ａに電圧が発生することによって、ドライブ巻線１６ｂおよび二次巻線１６ｃにも一次巻線１６ａとの巻数比に応じた電圧が発生する。ドライブ巻線１６ｂに発生する電圧は、ＮＰＮトランジスタ２４をさらに導通させる正帰還の電圧となる。よって、ＮＰＮトランジスタ２４は急速にオンする。

ＮＰＮトランジスタ２４がオンする場合では、図１中の黒丸の側が正の極性となる。つまり、二次巻線１６ｃは他端Ｆが正の極性となり一端Ｅが負の極性となる。よって、昇圧トランス１６の二次巻線１６ｃに発生する電圧はダイオード１２０に対し逆方向となるため、二次巻線１６ｃには電流が流れないこととなる。なお、電源１００の電圧をＶ１とし、ＮＰＮトランジスタ２４のコレクタ−エミッタ間電圧をＶＣＥ２とすると、１次巻線１６ａに発生する電圧Ｖ３は、Ｖ３＝Ｖ１−ＶＣＥ２となる。

やがて、ＮＰＮトランジスタ２４のコレクタ電流が増大し、ベース電流がＮＰＮトランジスタ２４の飽和を保つことが出来なくなる。すると、ＮＰＮトランジスタ２４は飽和からはずれ、ＮＰＮトランジスタ２４のＶＣＥ２が増大する。ＶＣＥ２が増加し、昇圧トランス１６の一次巻線１６ａの電圧Ｖ３が低下すると、ドライブ巻線１６ｂの電圧も低下することになる。このドライブ巻線１６ｂの電圧低下はＮＰＮトランジスタ２４のベースに正帰還されるので、ＮＰＮトランジスタ２４は急速にオフする。

ＮＰＮトランジスタ２４がオフとなる場合、図１中の黒丸の側が負の極性となる。つまり、二次巻線１６ｃは一端Ｅが正の極性となり、他端Ｆが負の極性となる。よって、昇圧トランス１６の二次巻線１６ｃに発生する電圧はダイオード１２０に対し順方向となるためダイオード１２０に電流が流れ、メインコンデンサ１２２に充電が行われる。

昇圧トランス１６に蓄積されていたエネルギがすべてメインコンデンサ１２２に移されると、ダイオード１２０に流れる電流はゼロになる。この瞬間、昇圧トランス１６の一次巻線１６ａ、二次巻線１６ｃ、ドライブ巻線１６ｂの電圧はゼロになるが、電源１００によって、ＮＰＮトランジスタ２４のベースに電流が供給され始め、再度ＮＰＮトランジスタ１０８の導通が開始する。以下、同様の発振動作を繰り返し行うことによって、メインコンデンサ１２２に昇圧トランス１６の二次巻線１６ｃに発生する電圧を順次蓄えていくことができ、例えば３ボルトの電源１００の電圧を、例えば３００ボルトに昇圧することができる。なお、昇圧用駆動回路に起動がかけられてからの発振動作において、各巻線の極性の切り替わりの周波数は次第に高くなっていく。そして、ドライブ巻線１６ｂの極性の切り替わりの周波数に応じて、抵抗２６とコンデンサ２８のインピーダンスが変化することになる。

図２は、抵抗２０のインピーダンスと、直列接続された抵抗２６とコンデンサ２８（『第２インピーダンス素子』）のインピーダンスの周波数特性を示す図である。図２において、一点鎖線は抵抗２０のインピーダンスを示しており、実線は抵抗２６とコンデンサ２８のインピーダンスを示している。
抵抗２０のインピーダンスは、抵抗２０の抵抗値をＲ１（Ω）とすると、周波数に関係なくＲ１（Ω）である。

直列接続された抵抗２６とコンデンサ２８のインピーダンスＺは、抵抗２６の抵抗値をＲ２（Ω）、コンデンサ２８の容量をＣ（Ｆ）、ドライブ巻線１６ｂの極性の切り替わりの周波数をｆ（Ｈｚ）とすると、
Ｚ＝√｛Ｒ２^２＋〔１／（２・π・ｆ・Ｃ）〕^２｝
となる。
よって、インピーダンスＺは、周波数が高くなるにつれて減少し、図２に示すようにＲ２（＜Ｒ１）に近付いていく。なお、抵抗２０の抵抗値Ｒ１とインピーダンスＺが等しくなる周波数をｆａ（『所定周波数』）とする。図２に示すように、周波数がｆａより低い場合にはＲ１＜インピーダンスＺとなり、周波数がｆａより高い場合ではＲ１＞インピーダンスＺとなる。前述のように、昇圧用駆動回路の起動時には周波数がｆａより低いため抵抗２０側からＮＰＮトランジスタ２４にベース電流が供給されることになる。そして、発振動作を繰り返すことによって周波数がｆａより高くなると、抵抗２６とコンデンサ２８側からＮＰＮトランジスタ２４にベース電流が供給されるようになる。

図３（ａ）、（ｂ）は、図１に示すＲＣＣ回路２００の入力電流と、充電電圧の時間変化を示す図である。なお、入力電流とは、電源１００から昇圧トランス１６の一次巻線１６ａの一端Ａに供給される電流のことであり、ＮＰＮトランジスタ２４のベース電流の大きさに応じて変化する。従って、入力電流は、起動抵抗１２の抵抗値、抵抗２０の抵抗値Ｒ１、抵抗２６とコンデンサ２８のインピーダンスＺを小さくするほど、また、抵抗２２の抵抗値を大きくするほど大きくなる。また、充電電圧とは、メインコンデンサ１２２の充電電圧のことである。

図３（ａ）および図３（ｂ）において実線は入力電流を示し、破線は充電電圧を示している。また、横軸（時間）の左端は起動開始の時刻を示している。

図３（ａ）は、入力電流が所定値の場合の入力電流と充電電圧の時間変化を示す図である。図３（ａ）において、メインコンデンサ１２２の充電電圧はＲＣＣ回路２００の発振動作によって、起動開始から時間とともに増加し、図中の時刻Ｔａで例えば３００ボルトに達する。

図３（ｂ）は、入力電流を所定値より大きく設定した場合の入力電流と充電電圧の時間変化を示す図である。図３（ｂ）に示すように入力電流を所定値より大きく設定した場合には、メインコンデンサ１２２の充電電圧は図３（ａ）の場合よりも急激に増加する。よって、メインコンデンサ１２２の充電電圧は、時刻Ｔａより短時間の時刻Ｔｂで、例えば３００ボルトに達する。

本発明の昇圧用駆動回路では、前述したように、ドライブ巻線１６ｂの極性の切り替わりの周波数がｆａより低い起動時には、抵抗２０側からＮＰＮトランジスタ２４のベース電流が供給される。従って、抵抗２０の抵抗値Ｒ１を大きくするほど起動時の突入電流を抑止することができる。さらに、本発明の昇圧用駆動回路では、ドライブ巻線１６ｂの極性の切り替わりの周波数がｆａより高くなった場合には、抵抗２６とコンデンサ２８側からＮＰＮトランジスタ２４のベース電流が供給される。よって、抵抗２６とコンデンサ２８のインピーダンスＺを小さくするほど入力電流を大きくすることができる。従って本発明の昇圧駆動用回路を適用したＲＣＣ回路２００では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、入力電流の大きさに関わらず、突入電流の発生を防止ことができる。従って、入力電流を所定値より大きく設定して、メインコンデンサ１２２の充電時間を短縮することが可能である。

以上、説明したように、本発明の昇圧用駆動回路は、ドライブ巻線１６ｂの極性の切り替わりの周波数がｆａより低い起動時には抵抗２０側からＮＰＮトランジスタ２４のベース電流を供給し、周波数がｆａより高くなった場合に、抵抗２６とコンデンサ２８側からＮＰＮトランジスタ２４のベース電流を供給する。よって、突入電流の発生を抑止しつつ入力電流を所定値より大きく設定することができ、メインコンデンサ１２２の充電時間を短縮することができる。

また、起動抵抗１２とコンデンサ１４からなる時定数回路を設けているので、起動時のＮＰＮトランジスタ２４に供給されるベース電流の増加を緩やかにすることができ、起動時に突入電流が発生することを防止することができる。

また、コンデンサ２８を有しているので、図２に示すように、ドライブ巻線１６ｂの極性の切り替わりの周波数が高くなるにつれてインピーダンスＺを小さくすることができ、周波数がｆａより高くなった場合のＮＰＮトランジスタ２４の電流を制御することができる。

コンデンサ１４とコンデンサ２８を接続するための端子を設けることによって本発明の昇圧用駆動回路を集積化することができ、集積化する場合においても、入力電流の大きさにかかわらず起動時の突入電流の発生を防止することができる。

さらに、抵抗２０の抵抗値Ｒ１の設定によって、ドライブ巻線１６ｂの極性の切り替わりの周波数がｆａより低い起動時における、ＮＰＮトランジスタ２４のベース電流を制御することができる。

また、抵抗２２の抵抗値の設定によって、ＮＰＮトランジスタ２４のバイアスを制御することができる。

以上、本実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本発明にかかる昇圧用駆動回路を適用したＲＣＣ回路を有する閃光発生回路の一例を示す回路図である。 抵抗２０と、直列接続された抵抗２６とコンデンサ２８のインピーダンスの周波数特性を示す図である。 本発明にかかる昇圧用駆動回路を適用したＲＣＣ回路に供給される入力電流と、充電電圧の時間変化を示す図である。 従来の昇圧用駆動回路を適用したＲＣＣ回路を有する閃光発生回路の一例を示す回路図である。 従来の昇圧用駆動回路を適用したＲＣＣ回路に供給される入力電流と、充電電圧の時間変化を示す図である。

符号の説明

１２ 起動抵抗
１４、２８ コンデンサ
１６ 昇圧トランス
２０、２２、２６、１２４ 抵抗
２４ ＮＰＮトランジスタ
１２０ ダイオード
１２２ メインコンデンサ
１２６ トリガ用コンデンサ
１２８ トリガトランス
１３２ キセノン管
１３５ ＩＧＢＴ
１００ 電源
１０１ 電源スイッチ
２００ ＲＣＣ回路

Claims (6)

1. 電源電圧が印加される一次巻線、補助巻線、二次巻線を有するトランスの前記二次巻線側に前記電源電圧より高い昇圧電圧を発生させる昇圧用駆動回路において、
   前記一次巻線と直列接続されるスイッチングトランジスタと、
   電源電圧が印加されるとともに、前記補助巻線に出力電圧を印加する時定数回路と、
   前記補助巻線に発生する電圧に基づいた制御電流を前記スイッチングトランジスタに供給する第１インピーダンス素子と、
   前記第１インピーダンス素子と並列接続されるとともに、前記補助巻線の極性の切り替わりの周波数が高くなるにつれてインピーダンスが減少し、前記補助巻線の極性の切り替わりが所定周波数より高くなった場合に、前記第１インピーダンス素子よりインピーダンスが小さくなる第２インピーダンス素子と、
   を備えたことを特徴とする昇圧用駆動回路。
2. 前記時定数回路は、
   前記電源電圧と前記補助巻線の一端との間に接続された起動抵抗と、
   前記起動抵抗と直列接続された時定数設定用コンデンサと、からなり、
   前記起動抵抗と前記時定数設定用コンデンサの接続点は、前記補助巻線の一端と接続されることを特徴とする請求項１に記載の昇圧用駆動回路。
3. 前記第２インピーダンス素子は、
   制御電流設定用コンデンサを有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の昇圧用駆動回路。
4. 電源電圧が印加される一次巻線、補助巻線、二次巻線を有するトランスの前記二次巻線側に前記電源電圧より高い昇圧電圧を発生させる昇圧用駆動回路において、
   前記一次巻線と直列接続されるスイッチングトランジスタと、
   前記電源電圧と前記補助巻線の一端との間に接続された起動抵抗と、
   前記起動抵抗とともに時定数回路を構成する時定数設定用コンデンサを前記起動抵抗と直列接続するための第１端子と、
   前記第１端子に発生する前記時定数回路の出力が前記補助巻線の一端に印加されることによって前記補助巻線に発生する電圧に基づいて、前記スイッチングトランジスタに制御電流を供給する第１インピーダンス素子と、
   前記補助巻線の極性の切り替わりの周波数が高くなるにつれてインピーダンスが減少し、前記補助巻線の極性の切り替わりが所定周波数より高くなった場合に、前記第１インピーダンス素子よりインピーダンスが小さくなる第２インピーダンス素子を構成する制御電流設定用コンデンサを、前記第１インピーダンス素子と並列接続するための第２端子と、
   を備えた、ことを特徴とする昇圧用駆動回路。
5. 前記第１インピーダンス素子は、
   前記補助巻線の他端と前記スイッチングトランジスタの制御電極との間に設けられた制御電流設定用抵抗である、
   ことを特徴とする請求項２乃至４の何れかに記載の昇圧用駆動回路。
6. 前記制御電流設定用抵抗と直列接続され、前記スイッチングトランジスタのバイアスを設定するバイアス設定用抵抗を備えた、
   ことを特徴とする請求項５に記載の昇圧用駆動回路。
   
   

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