JP2844481B2 - フライバックコンバータの電源電圧監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、例えば、写真撮影用閃光放電発光器の電
源回路として利用するところのフライバックコンバータ
の電源電圧監視装置に関する。

「従来の技術」 写真撮影の証明器として使用する閃光放電発光器は電
源回路としてDC-DCコンバータを備え、電池電源の直流
電圧をこのコンバータによって昇圧し、メーンコンデン
サに蓄積した電気エネルギーをトリガーによってキセノ
ン放電管を通して放電させ光エネルギーに変換する構成
となっている。

そして、上記したDC-DCコンバータとしては、ブロッ
キング発振回路を用いたものが多いが、最近では入力電
圧変動の少ないフライバックトランスを備えたフライバ
ックコンバータ回路を用いたものが開発されている。

カメラに内蔵される閃光放電発光器の場合、一つの電
池電源をカメラ側回路と閃光放電発光器とに共用させる
ことが多いが、この場合に上記したフライバックコンバ
ータ回路が有利となる。このことは、カメラ側回路とし
て組込まれているマイクロコンピュータに安定した定電
圧を供給することが必要になるからである。

「発明が解決しようとする課題」 カメラ内蔵の閃光放電発光器のように、マイクロコン
ピュータを含む他の負荷回路と電池電源を共用させる場
合、電池電源の直流電圧が閃光放電発光器の充電動作に
よって可成り変動するため、レギレータを介して他の回
路に給電する構成となっている。

しかしながら、レギレータを備えても充分な定電圧を
供給できないことがあり、また、レギレータ精度を高め
ると回路構成が複雑化し、その上、それだけ生産コスト
が高くなるという問題がある。

本発明は上記した実情にかんがみ、コンピュータなど
の定電圧を要求する他の負荷回路の給電々圧を保障し、
この給電々圧を越える範囲で変動を許すようにしたフラ
イバックコンバータの電源電圧監視装置を開発すること
を目的とする。

「課題を解決するための手段」 上記した目的を達成するため、本発明では、電池電源
の直流電圧を昇圧する昇圧トランスと、このトランスの
一次コイル電流を断続させて発振させるスイッチング素
子とを備え、昇圧トランスの出力によってコンデンサ負
荷を充電するフライバックコンバータにおいて、コンデ
ンサ負荷の充電電圧を検出し、所定の充電電圧まで充電
されたとき上記スイッチング素子を非導通に規制するモ
ニタ回路と、発振起動信号を入力して監視モードとな
り、上記電池電源の直流電圧が予め定めた電圧値に降下
したとき、この直流電圧に応動して第１状態から第２状
態に切換り上記モニタ回路を動作させ、上記スイッチン
グ素子を非導通に規制する監視回路とを備えて構成した
ことを特徴とするフライバックコンバータの電源電圧監
視装置を提案する。

「作用」 監視回路は発振起動信号の入力によって監視モードと
なり、電池電源の電圧変電を監視する。

そして、この監視回路は電池電源の直流電圧が予め定
めた電圧値を越えた範囲で変動するかぎり第１状態を保
ち、発振動作するスイッチング素子を何等規制しない。
したがって、コンバータの正常な発振動作が行なわれ
る。

電池電源の直流電圧が予め定めた電圧値にまで変動す
ると、監視回路が第１状態から第２状態に切換わりモニ
タ回路を動作させる。そして、このモニタ回路が発振動
作用のスイッチング素子を非導通に規制してコンバータ
の発振を停止させる。

スイッチング素子の非導通規制によって、コンバータ
の入力電流が遮断されるため、電池電源は予め定めた電
圧値以上の電圧を保つ。

「実施例」 次に、本発明の実施例について図面に沿って説明す
る。

図面は閃光放電発光器の電源回路として実施したフラ
イバックコンバータの回路図であり、この図において、
11はフライバックトランス構造の昇圧トランスで、２つ
の一次コイル11P₁、11P₂、二次コイル11S、帰還コイル1
1Fとを備えている。

一次コイル11P₁、11P₂は並列接続し、その一方の接続
部ａには発振用のトランジスタ12を接続し、また、その
他の接続部ｂは電池電源13の負極側配線14に接続してあ
る。

二次コイル11Sは巻始め側の出力端を整流用のダイオ
ード15を介してメーンコンデンサ16やその他の発光回路
に接続する。

帰還コイル11Fはその一端を、コンデンサ17、抵抗18
を介してトランジスタ19のベースに接続し、また、その
他端は一次コイルと共に負極側配線14に接続してある。

上記トランジスタ19は発振用トランジスタ12のベース
電流を制御するもので、これらトランジスタ12、19、昇
圧トランス11、電池電源13とトランジスタ12の間に設け
たチョークコイル20の各部材によってフライバックコン
バータ回路が形成されている。

また、メーンコンバータ16に並列接続した、ツエナー
・ダイオード21、抵抗22、コンデンサ23の直列回路体
は、メーンコンデンサ16が所定の電圧値Vcまで充電され
たことを検出する充電検出回路で、この回路の検出動作
によって、抵抗22とコンデンサ23の接続部ｃより充電完
了信号Scが出力される。

さらに、上記したツエナー・ダイオード21と抵抗22と
の接続部ｄには、ツエナー・ダイオード24を介してトラ
ンジスタ25のベースを接続し、充電検出回路の検出動作
によってこのトランジスタ25をONさせる。すなわち、メ
ーンコンデンサ16が所定の電圧値Vcまで充電された時に
トランジスタ25がONし、トランジスタ19のベース〜エミ
ッタ間電圧を消失させる。この結果、トランジスタ19の
OFFにより、トランジスタ12がOFFとなりコンバータの発
振が停止する。

つまり、上記した充電検出回路とトランジスタ25がコ
ンバータの発振にブレーキをかけるモニタ回路を形成し
ている。

一方、電池電源13に並列接続した、抵抗26、ツエナー
・ダイオード27、トランジスタ28、抵抗29からなる直列
回路体と、トランジスタ28と抵抗29の接続部ｅにベース
接続したトランジスタ30と、発振起動信号Soの入力端ｆ
よりブレーキ用のトランジスタ25のベースに向かって接
続した抵抗31及びダイオード32とが電源電圧の監視回路
を形成している。このように形成した監視回路はブレー
キ用のトランジスタ25を利用しているために構成が簡単
化される。

なお、発振起動信号Soは、抵抗33を介してトランジス
タ19のベースに入力する他、監視回路のトランジスタ28
のベースに入力し、また、監視回路が動作したときにブ
レーキ用のトランジスタ25のベースに入力する。

その他、34は電源電圧安定用のコンデンサ、35は電池
電源13の内部抵抗である。

上記したフライバックコンバータ回路は、発振起動信
号Soが入力したとき、電池電源13が予め定めた電圧値以
上である場合に発振を開始する。すなわち、発振起動信
号Soがトランジスタ19のベースに入力して、このトラン
ジスタ19がOFFからONに移行する。これより、発振用の
トランジスタ12が電池電源13から流れるベース電流によ
ってONし、発振を開始させる。また、コンバータの発振
開始によって帰還コイル11Fに誘起した電圧がトランジ
スタ19に帰還され、このトランジスタ19がトランジスタ
12のベース電流を増加させるように作用するため、トラ
ンジスタ12が昇圧トランス11の一次コイル電流を徐々に
増加させる。

トランジスタ12が飽和域に入ると、この時に誘起した
帰還コイル11Fの電圧がトランジスタ19のベースに対し
て上記とは逆方向に加わり、このトランジスタ19がOFF
し、これにしたがってトランジスタ12がOFFに切換わ
る。

トランジスタ12がOFFに切換わると、昇圧トランス11
の二次コイル11Sに発生したフライバック電圧が出力さ
れ、このフライバック電圧によってメーンコンデンサ16
が充電される。

帰還コイル11Fに誘起する電圧が振動によって、トラ
ンジスタ10をONするように変わると、この誘起電圧と発
振起動信号Soのベース入力によってこのトランジスタ19
が再度ONに移行し、トランジスタ12をONさせる。

以後、同様にしてトランジスタ12がON、OFFを繰返し
て発振を継続させ、発振毎に発生する二次コイル11Sの
フライバック電圧によりメーンコンデンサ16の充電が進
む。

メーンコンデンサ16が所定の電圧値Vcまで充電される
ことにより、ツエナー・ダイオード21が導通し、充電検
出回路より充電完了信号Scが出力すると共に、トランジ
スタ25がONしてトランジスタ19をOFF状態に保つ。これ
より、トランジスタ12がOFF状態を継続して発振が停止
する。

メーンコンデンサ16の充電々圧が放電して充電検出回
路のツエナー・ダイオード21が非導通となることによっ
て、トランジスタ25がOFFに復帰するため、トランジス
タ19、12が上記同様にON、OFFを繰返して発振が始ま
る。

一方、発振起動信号Soをベース入力する監視回路のト
ランジスタ28がONして監視モードとなる。

電池電源13が予め定めた電圧値以上である場合には、
この電圧値を検出するツエナー・ダイオード27が導通す
るため、抵抗29に発生した電圧がトランジスタ30のベー
スに加わり、このトランジスタ30がONする。すなわち、
電池電源13が予め定めた電圧値以上の条件下ではトラン
ジスタ30がONし、発振起動信号Soが抵抗31とこのトラン
ジスタ30を通つてパスすることから、ブレーキ用のトラ
ンジスタ25には加わらない。このように、監視回路が第
１状態にある場合は、発振用トランジスタ12及びブレー
キ用のトランジスタ25には何等関与しないから、上記し
たように、コンバータが発振し、また、モニタ回路の動
作によって発振が停止する。

また、電池電源13の電圧が降下して予め定めた電圧値
に達する場合には、この電圧値を検出したツエナー・ダ
イオード27が非導通となり、トランジスタ28が発振起動
信号Soをベース入力した状態でONからOFFに切換わり、
この結果、抵抗29の電圧が消失してトランジスタ30がON
からOFFとなる。

この結果、電池電源13が予め定めた電圧値に達したと
きには、監視回路が第１状態から第２状態に変り、トラ
ンジスタ30がOFFして発振起動信号Soが抵抗31、ダイオ
ード32を介してブレーキ用のトランジスタ25のベースに
入力する。

これより、このトランジスタ25がONすることから、ト
ランジスタ19のOFFにしたがってトランジスタ12がOFFす
る。

したがって、以後はコンバータによる電力消費がない
から、電池電源13を予め定めた電圧値に保持することが
できる。

具体的に述べると、電池電源6V、この内部抵抗36を0.
5Ω、電池電源13の予め定めた電圧値（キープ電圧）4.2
Vと仮定すると、６−4.2＝1.8V、1.8/0.5＝3.6Aとな
り、この電流3.6Aまではコンバータに入力することがで
き、この電池電流3.6Aの範囲で変化する場合はコンバー
タが正常に発振する。

上記電池電流3.6Aが増加しようとすると、電池電源13
の電圧が降下するため、監視回路が第２状態となり、ト
ランジスタ12がOFFし、電池電流3.6Aをキープする。

この結果、電池電源13の電圧値が4.2Vに保持され、こ
の電池電源13によって他の負荷回路を給電するときに
は、他の負荷回路に対して4.2V以上の電池電圧をもって
給電することができる。

なお、上記実施例に示したチョークコイル20は昇圧ト
ランス11側より電池電源側に伝わるリップルを防止する
ように働く。したがって、このリップルが問題とならな
いときには、チョークコイル20を設ける必要がない。

また、本発明は閃光放電発光器に備えるフライバック
コンバータに限らず、他の電気機器の電源回路として利
用するフライバックコンバータについても同様に実施す
ることができる。

「発明の効果」 上記した通り、本発明では、電池電源が予め定めた電
圧値に降下すると、監視回路が発振用のスイッチング素
子を非導通に規制するため、電池電圧が電圧降下した
り、コンバータ入力電圧が変動したとしても、電源電圧
は予め定めた電圧値より低下しない。したがって、コン
バータの電池電源を他の負荷回路と共用させる場合に、
コンバータ負荷に関係なく、予め定めた電圧値以上の電
池電圧をもって他の負荷回路を給電することができる。

特に、本発明では、コンデンサ負荷をモニタするモニ
タ回路を利用した構成の簡単な監視回路によって上記の
効果を得ることができるので、実用的に優れたフライバ
ックコンバータの電源電圧監視装置となる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の電源電圧監視装置を閃光放電発光器に
備えるフライバックコンバータに実施した一例を示す回
路図である。 11……昇圧トランス 12……発振用トランジスタ 13……電池電源 16……メーンコンデンサ 19……ベース電流制御用のトランジスタ 25……ブレーキ用のトランジスタ 27……監視用のツエナー・ダイオード 28……監視回路のトランジスタ 30……発振起動信号パス用のトランジスタ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電池電源の直流電圧を昇圧する昇圧トラン
   スと、このトランスの一次コイル電流を断続させて発振
   させるスイッチング素子とを備え、昇圧トランスの出力
   によってコンデンサ負荷を充電するフライバックコンバ
   ータにおいて、コンデンサ負荷の充電電圧を検出し、所
   定の充電電圧まで充電されたとき上記スイッチング素子
   を非導通に規制するモニタ回路と、発振起動信号を入力
   して監視モードとなり、上記電池電源の直流電圧が予め
   定めた電圧値に降下したとき、この直流電圧に応動して
   第１状態から第２状態に切換り上記モニタ回路を動作さ
   せ、上記スイッチング素子を非導通に規制する監視回路
   とを備えて構成したことを特徴とするフライバックコン
   バータの電源電圧監視装置。