JP3196039B2 - Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コンデンサ負荷を充
電するＤＣ−ＤＣコンバ−タに関し、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Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバ−タに係る。

【０００２】

【従来の技術】図６は写真撮影の照明器として使用され
る閃光放電発光器の回路例を示している。この発光器回
路では、昇圧トランス１１が並列接続された２つの入力
コイル１２ａ、１２ｂと直列接続された２つの出力コイ
ル１３ａ、１３ｂとを備えている。

【０００３】そして、この昇圧トランス１１が、発振ト
ランジスタ１４、１５、時定回路を形成する抵抗１６及
びコンデンサ１７、ダイオ−ド１８などと共にＤＣ−Ｄ
Ｃコンバ−タを形成しており、入力側に接続された電池
電源１９の直流電圧を昇圧し、その出力電圧によってメ
インコンデンサ２０を充電する構成となっている。

【０００４】その他、この回路において、２１はメイン
コンデンサ２０が所定の電圧まで充電されることによっ
て点灯するネオンランプ、２２はトリガ−スイッチ２３
を閉成させて動作させるトリガ−回路、２４はキセノン
放電管、２５、２６は動作安定用のコンデンサ、２７は
発振トランジスタ１４、１５を保護するダイオ−ド、２
８は電源スイッチである。

【０００５】上記した発光器回路は、電源スイッチ２８
の投入によって発振トランジスタ１４、１５がＯＮ、Ｏ
ＦＦを繰返しＤＣ−ＤＣコンバ−タが発振する。この発
振によりメインコンデンサ２０が充電され、その充電々
圧が所定値（例えば、３００ボルト）に達したときにネ
オンランプ２１が点灯して発光準備が整ったことを表示
する。

【０００６】上記の充電状態でトリガ−スイッチ２３を
閉成させると、トリガ−回路２２が動作し、その高電圧
出力がキセノン放電管２４の励起電極に印加される。こ
のため、メインコンデンサ２０の充電々荷がキセノン放
電管２４を通って一挙に放電し、このキセノン放電管２
４が発光する。なお、キセノン放電管２４が発光した
後、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの発振により、メインコンデ
ンサ２０が再度充電される。

【０００７】上記した発光器回路を有する閃光放電発光
器はカメラ外付タイプのものであるが、カメラ内蔵の閃
光放電発光器の場合は、電池電源１９がカメラ電源とし
て共用され、また、電源スイッチ２８がカメラ機構と連
動してＯＮする半導体スイッチとなっており、さらに、
ネオンランプ２１が点灯したとき充電完了信号をカメラ
機構に送って閃光撮影モ−ドに切換える構成となってい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した発光器回路
は、昇圧トランス１１の入力コイル１２ａと出力コイル
１３ａとで一方のトランス部分を、入力コイル１２ｂと
出力コイル１３ｂとで他方のトランス部分を各々形成
し、さらに、入力コイル１２ａ、１２ｂとが並列接続と
なっている関係で、メインコンデンサ２０の充電時間を
早めることができて有利である。

【０００９】しかしながら、この発光器回路では、メイ
ンコンデンサ２０の充電初期において昇圧トランス１１
の入力コイル１２ａ、１２ｂに大きな電源電流が流れる
ために、電池電源１９に大きな電圧変動が現われる。

【００１０】つまり、メインコンデンサ２０の充電初期
では、ＤＣ−ＤＣコンバ−タが無負荷に近い状態で発振
するため、充電初期において入力電流が大きく、電源電
圧の変動が大きくなる。特に、この発光器回路のように
入力コイル１２ａ、１２ｂを並列接続させた昇圧トラン
ス１１を備える場合にはその変動の影響が大きい。

【００１１】上記のような電源電圧の変動は、電池電源
１９をカメラ電源と共用させる構成の閃光放電発光器の
場合に特に問題となる。つまり、電池電源１９の電圧変
動がカメラに組込まれているマイクロコンピュ−タに支
障を与えるためである。周知のように、この種のマイク
ロコンピュ−タはその給電々圧が一定電圧（例えば、３
ボルト）以下に降下することによって暴走することがあ
るため、給電々圧を正確に保持する必要がある。

【００１２】一方、上記発光器回路の他の問題として
は、昇圧トランス１１の入力コイル１２ａ、１２ｂが並
列接続されている関係で、ＤＣ−ＤＣコンバ−タの入力
電流が大きく、昇圧トランス１１や発振トランジスタ１
４、１５の発熱が増すので、この発熱を抑制するトラン
ス構成とする必要がある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ため、本発明では、昇圧トランスを備え、このトランス
の入力側に接続した電池電源の直流電圧を昇圧して出力
側に接続したコンデンサ負荷を充電するＤＣ−ＤＣコン
バ−タにおいて、昇圧トランスには、２つの出力コイル
と検出コイルとを設け、さらに、２つの出力コイルの間
にスイッチング部材を接続してこれら２つの出力コイル
を直列接続すると共に、上記コンデンサ負荷の充電電圧
が高くなるにしたがって上昇し、その充電電圧が予定電
圧となった時に上記検出コイルに発生する検出電圧信号
によって上記スイッチング部材を導通させる構成とし、
さらに、直列接続した２つの出力コイルを上記コンデン
サ負荷に接続するダイオ−ドと、２つの出力コイルのう
ち低電圧側となる一つの出力コイルを上記コンデンサ負
荷に接続するダイオ−ドとを設け、コンデンサ負荷が予
定電圧まで充電される前は上記スイッチング部材の非導
通下に一つの出力コイルの出力電圧で充電し、この後は
上記スイッチング部材の導通下に直列接続された２つの
出力コイルの出力電圧の加算電圧により充電する構成と
したことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバ−タを提案す
る。

【００１４】

【作用】ＤＣ−ＤＣコンバ−タを発振始動させたとき、
コンデンサ負荷が無充電となっておれば、スイッチング
部材が非導通を保ち、２つの出力コイルの回路接続を遮
断し、コンデンサ負荷が一つの出力コイルの出力電圧に
よって充電される。

【００１５】コンデンサ負荷の充電々圧が予定値に達す
ると、検出コイルに発生した検出電圧によってスイッチ
ング部材が非導通から導通に切換わり、２つの出力コイ
ルを回路接続する。

【００１６】これより、２つの出力コイルに発生した出
力電圧が加算され、コンデンサ負荷が加算された出力電
圧によって充電される。

【００１７】

【実施例】次に、本発明のＤＣ−ＤＣコンバ−タを閃光
放電発光器の電源回路として利用した実施例について図
面に沿って説明する。図１は基本例であるＤＣ−ＤＣコ
ンバ−タの回路図で、このコンバ−タはカメラ内蔵用閃
光放電発光器の電源回路を構成している。

【００１８】図示する如く、昇圧トランス３１は、並列
接続した入力コイル３２ａ、３２ｂと直列接続した出力
コイル３３ａ、３３ｂとを備える他に、タップＰを設け
て出力コイル３３ｂと一連に巻線した帰還コイル３４、
巻線比の切換時点を検出する検出コイル３５、充電停止
後の発振動作を遅延させる遅延用コイル３６を備えてい
る。

【００１９】昇圧トランス３１の入力コイル３２ａ、３
２ｂに接続したトランジスタ３７は発振トランジスタ
で、このトランジスタ３７のベ−スとタップＰとの間に
設けたトランジスタ３８は発振制御用のトランジスタで
ある。また、発振トランジスタ３７のエミッタと帰還コ
イル３４との間には帰還回路を形成するコンデンサ３９
と抵抗４０とが接続してある。

【００２０】電池電源４１は６ボルトのリチュ−ム電池
で、これは閃光放電発光器とカメラの電源となってい
る。この電池電源４１には、抵抗４２、ツエナ・ダイオ
−ド４３、トランジスタ４４の直列回路体を並列に接続
し、また、この電池４１の正極側に発振トランジスタ３
７のエミッタが接続してある。

【００２１】上記した直列回路体は、トランジスタ４４
のＯＮによって発振制御用のトランジスタ３８をＯＮさ
せ発振を開始させる発振始動回路として働くが、ツエナ
・ダイオ−ド４３によって電池電源４１の電圧降下を監
視する監視回路ともなっている。

【００２２】すなわち、入力端子４５から送られるスタ
−ト信号がベ−ス入力してトランジスタ４４がＯＮする
が、このとき、電池電源４１の電圧が３ボルト以上であ
れば、ツエナ・ダイオ−ド４３が導通する。ツエナ・ダ
イオ−ド４３の導通によって、発振制御用のトランジス
タ３８がＯＮするため、発振トランジスタ３７がＯＮし
て発振を開始する。電池電源４１の電圧が３ボルト以下
に降下している場合には、ツエナ・ダイオ−ド４３が非
導通となる。したがって、発振制御用のトランジスタ３
８がＯＦＦのままとなり、発振が開始しない。

【００２３】上記した直列回路体のトランジスタ４４の
ベ−ス〜エミッタ間には発振停止用のトランジスタ４６
が接続してある。このトランジスタ４６はツエナ・ダイ
オ−ド４７の導通信号を入力してＯＮしてトランジスタ
４４をＯＮからＯＦＦに切換え発振を停止させる。な
お、ツエナ・ダイオ−ド４７はメインコンデンサ４８が
所定電圧（例えば、３３０ボルト）まで充電されたとき
に導通する。

【００２４】また、ツエナ・ダイオ−ド４７が導通する
ことで、コンデンサ４９が充電され、この充電々圧が充
電完了信号として出力端子５０から出力される。なお、
発振停止用のトランジスタ４６に作用する遅延用コイル
３６とコンデンサ５１の動作については後述する。

【００２５】昇圧トランス３１の出力コイル３３ａは、
その巻始端側が巻線比を切換えるスイッチング部材とし
て動作するＳＣＲ５２と、整流用のダイオ−ド５３とを
介してメインコンデンサ４８に接続してある。そして、
メインコンデンサ４８の充電過程においてその充電々圧
が第１の設定電圧に達した時、検出コイル３５に発生す
る検出電圧がＳＣＲ５２のゲ−トに入力し、このＳＣＲ
５２が導通に転移するように構成してある。

【００２６】昇圧トランス３１の出力コイル３３ａと３
３ｂとの接続部Ｑは整流用のダイオ−ド５４を介してメ
インコンデンサ４８に接続し、上記ＳＣＲ５２が非導通
となっている間、出力コイル３３ｂの出力電圧がこのダ
イオ−ド５４を介してメインコンデンサ４８に加わり、
このコンデンサ４８を充電するようにしてある。

【００２７】昇圧トランス３１のタップＰに接続したダ
イオ−ド５５とコンデンサ５６の並列回路はメインコン
デンサ４８の充電路を形成すると共に、充電初期におい
て発振トランジスタ３７の帰還作用を弱める働きをする
ものである。

【００２８】その他、電池電源４１に並列接続したコン
デンサ５７は電源電圧を安定化させるもの、ＳＣＲ５２
に並列接続したコンデンサ５８はバイアス電圧を発生さ
せるもの、ＳＣＲ５２のゲ−トに接続したコンデンサ５
９は雑音信号の吸収用のものである。

【００２９】次に、上記したＤＣ−ＤＣコンバ−タの動
作について説明する。なお、メインコンデンサ４８は無
充電状態にあり、また、電池電源４１は３ボルト以上の
電源電圧となっているものとする。

【００３０】図３（Ａ）に示すようなスタ−ト信号が入
力端子４５より入力してトランジスタ４４がＯＮする
と、電源電流がツエナ・ダイオ−ド４３を流れ、このダ
イオ−ド４３が導通する。これより、発振制御用のトラ
ンジスタ３８がＯＮし、続いて発振トランジスタ３７が
ＯＮすることにより発振を開始する。

【００３１】発振トランジスタ３７のＯＮにより入力コ
イル３２ａ、３２ｂに電源電流が流れ、これら入力コイ
ル３２ａ、３２ｂには図示する向きの誘導電圧が発生す
ると共に、帰還コイル３４にも図示する向きの電圧が発
生し、この電圧をベ−ス〜エミッタ間に受ける発振トラ
ンジスタ３７が正帰還作用によって入力コイル電流をさ
らに増加させるように動作する。

【００３２】上記の動作によって、出力コイル３３ａ、
３３ｂ、検出コイル３５、遅延用コイル３６には図示す
る向きの誘導電圧が発生する。この動作段階でＳＣＲ５
２のアノ−ド〜カソ−ド間に出力コイル３３ａの誘導電
圧が順方向に加わるが、メインコンデンサ４８が無充電
となっており、その充電電圧が零に近い状態にあるた
め、これら各コイルに発生する誘導電圧は低電圧とな
る。また、検出コイル３５に発生した検出電圧がＳＣＲ
５２のゲ−トに加わっても、この検出電圧はＳＣＲ５２
を導通させるレベルにならないため、ＳＣＲ５２が非導
通のままとなっている。

【００３３】したがって、メインコンデンサ４８には、
出力コイル３３ａの出力電圧が印加されず、出力コイル
３３ｂの出力電圧だけが印加され、このコンデンサ４８
が充電される。この場合、出力コイル３３ｂ、ダイオ−
ド５４、メインコンデンサ４８、電池電源４１、発振ト
ランジスタ３７、発振制御用のトランジスタ３８、出力
コイル３３ｂからなる充電ル−プと、出力コイル３３
ｂ、ダイオ−ド５４、メインコンデンサ４８、ダイオ−
ド５５、出力コイル３３ｂからなる充電ル−プとが形成
されてメインコンデンサ４８が充電される。

【００３４】したがって、メインコンデンサ４８が無充
電となっていても、タップＰの位置電圧が極端に低くな
らないから、発振トランジスタ３７の帰還作用が抑制さ
れる。つまり、発振トランジスタ３７が大きな帰還作用
を受けることによって生ずる電源電圧の極端な電圧変動
が防止される。

【００３５】発振トランジスタ３７の電流増加は、昇圧
トランス３１の磁気飽和やこのトランジスタの特性によ
って少なくなるため、このとき、入力コイル３２ａ、３
２ｂには図示矢印とは逆向きの電圧が発生し、したがっ
て、出力コイル３３ａ、３３ｂ、帰還コイル３４、検出
コイル３５、遅延用コイル３６には図示矢印とは反対と
なる電圧が発生する。

【００３６】図示矢印とは逆向きとなる出力電圧（逆起
電力電圧）によって流れようとする出力電流は、ダイオ
−ド５３、５４、ＳＣＲ５２によって阻止される。ま
た、帰還コイル３４によって発生した逆向きの電圧が発
振トランジスタ３７のエミッタと発振制御用のトランジ
スタ３８のコレクタに加わり、これにより逆バイアスさ
れた発振トランジスタ３７がＯＮからＯＦＦに切換わ
る。

【００３７】電池電源４１が３ボルト以上の電圧であれ
ば、ツエナ・ダイオ−ド４３が導通したままとなってい
るから、発振トランジスタ３７がＯＦＦした後、再度Ｏ
Ｎに切換わり、上記同様に発振を繰返してメインコンデ
ンサ４８を充電する。以後同様に発振を繰返すことによ
ってメインコンデンサ４８の充電が進む。なお、遅延用
コイル３６に発生する電圧は充電過程では何等作用しな
い。

【００３８】メインコンデンサ４８の充電が進み、その
充電々圧が第１の設定電圧（予定電圧）Ｖ１に達する
と、各コイルの誘導電圧が上昇し、このとき検出コイル
３５に発生する検出電圧がＳＣＲ５２を導通させるレベ
ルとなり、この検出電圧をゲ−ト入力したＳＣＲ５２が
導通に転移する。このため、その後の発振動作で発生す
る出力コイル３３ａ、３３ｂの出力電圧が加算されてメ
インコンデンサ４８に印加され、この加算出力電圧によ
って充電される。

【００３９】メインコンデンサ４８の充電がさらに進
み、その充電々圧が第２の設定電圧Ｖ２に達したとき、
ツエナ・ダイオ−ド４７が導通する。この導通により、
発振停止用のトランジスタ４６がＯＮするため、トラン
ジスタ４４のＯＦＦに応じて発振制御用のトランジスタ
３８がＯＦＦとなり、したがって、発振トランジスタ３
７がＯＦＦして発振が停止し、メインコンデンサ４８の
充電動作が停止する。

【００４０】第２の設定電圧Ｖ２に充電されたメインコ
ンデンサ４８は自然放電によって電圧降下し、ツエナ・
ダイオ−ド４７が非導通となるが、遅延用コイル３６の
発生電圧によって充電されたコンデンサ５１より発振停
止用のトランジスタ４６にベ−ス電流が流れ込むため
に、直ちに発振を開始しない。

【００４１】つまり、コンデンサ５１の放電によりトラ
ンジスタ４６がＯＦＦした後でトランジスタ４４がＯＮ
となって発振を開始することから、図２に示したよう
に、短時間ｔの間隔をおいて発振と発振停止を繰返すよ
うになる。なお、図２において、ｔｏはメインコンデン
サ４８を第２の設定電圧Ｖ２まで充電するに要する時
間、Ｖｂは出力コイル３３ｂのみによる充電特性曲線、
Ｖａｂは出力コイル３３ａ、３３ｂによる充電特性曲線
を各々示す。

【００４２】メインコンデンサ４８が第２の設定電圧ま
で充電されたとき、図３（Ｂ）に示すような充電完了信
号が出力端子５０より出力される。その後は、従来例同
様にカメラのシャッタ動作にしたがってトリガ−回路が
動作し、キセノン放電管がメインコンデンサ４８の充電
々荷を放電させて発光する。

【００４３】図４は本発明の実施例として示したＤＣ−
ＤＣコンバ−タの回路図である。この実施例では、出力
コイル３３ａ、３３ｂとをＳＣＲ６０によって接続する
構成とし、また、このＳＣＲ６０が出力コイル３３ａの
一部に形成した検出コイル６１の検出電圧をゲ−ト入力
して導通するようになっている。すなわち、発振動作過
程で出力コイル３３ａ、３３ｂの黒点側が高い誘導電圧
となったとき、ＳＣＲ６０のアノ−ド〜カソ−ド間に順
方向電圧が加わる。 また、昇圧トランス３１の各コイル
電圧はメインコンデンサ４８の充電に対応して上昇する
ため、検出コイル６１の誘導電圧も上昇し、この誘導電
圧がＳＣＲ６０のゲ−トに加わるが、メインコンデンサ
４８が第１の設定電圧Ｖ１に達するまでの間は、検出コ
イル６１の誘導電圧がＳＣＲ６０を導通させる電圧レベ
ルにならない。 メインコンデンサ４８が第１の設定電圧
にまで充電されると、検出コイル６１の誘導電圧もその
充電電圧に対応して上昇し、このとき検出コイル６１に
発生する誘導電圧が検出信号としてゲ−トに加わり、Ｓ
ＣＲ６０が導通する。メインコンデンサ４８が第１の設
定電圧Ｖ１を越えて充電されるときは、検出コイル６１
の誘導電圧がさらに上昇するため、ＳＣＲ６０の導通が
続く。

【００４４】つまり、メインコンデンサ４８が出力コイ
ル３３ｂの出力電圧によって充電され、第１の設定電圧
Ｖ１に達したとき検出コイル６１に発生する検出電圧を
ゲ−ト入力してＳＣＲ６０が導通する。したがって、Ｓ
ＣＲ６０が導通した後は、上記基本例同様に出力コイル
３３ａ、３３ｂの出力電圧が加算され、この加算出力電
圧によってメインコンデンサ４８が充電される。なお、
６２はバイアス用のコンデンサ、６３は雑音信号吸収用
のコンデンサであり、その他の構成は上記基本例と同様
になっている

【００４５】図５はカメラの取付タイプの閃光放電発光
器に実施するＤＣ−ＤＣコンバ−タの回路図である。こ
の実施例は、図４に示す上記実施例を変形したもので、
電源スイッチ６４の投入によってトランジスタ４４をＯ
Ｎさせて発振を開始させ、また、メインコンデンサ４８
が第２の設定電圧Ｖ２に達した以後に、コンデンサ４９
によってバイアスされてＯＮ、ＯＦＦを繰返すトランジ
スタ６５と、このトランジスタ６５を介して給電する充
電表示用の発光ダイオ−ド６６とを設けた構成となって
いる。なお、上記した電源スイッチ６４、トランジスタ
６５、発光ダイオ−ド６６は、図１に示したＤＣ−ＤＣ
コンバ−タに設ければ、上記基本例についてもカメラ外
付タイプの閃光放電発光器として実施することができ
る。

【００４６】

【発明の効果】上記した通り、本発明に係るＤＣ−ＤＣ
コンバ−タは、コンデンサ負荷が所定の設定電圧にまで
充電される間は一つの出力コイルの出力電圧によって充
電されるため、無負荷状態となる充電初期においても入
力コイル電流があまり大きくならないから、電源電圧の
変動が少ない。

【００４７】また、コンデンサ負荷が予定した設定電圧
に達した以後は、２つの出力コイルに発生した出力電圧
の加算電圧によって充電されるが、このときはコンデン
サ負荷が所定の電圧をもった負荷となっているため、入
力コイル電流があまり大きくならず、電源電圧の変動が
少ない。

【００４８】このように、電源電圧の変動の少ないＤＣ
−ＤＣコンバ−タとなるから、特に、電池電源をカメラ
と共用する閃光放電発光器の電源回路として有利なＤＣ
−ＤＣコンバ−タとなる。また、このＤＣ−ＤＣコンバ
−タは充電初期においても入力コイル電流が抑制される
ので、昇圧トランスや回路部品の発熱が少なく、効率を
高める上に有利なコンバ−タとなる。さらに、本発明は
昇圧トランスに２つの出力コイルを設け、これら２つの
出力コイル間にスイッチング部材を接続したので、２つ
の出力コイル各々を個別に絶縁処理することができるか
ら、昇圧トランスは出力コイルの耐電圧を半減させて絶
縁処理することができて極めて有利となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本例を示したＤＣ−ＤＣコンバ−タ
の回路図である。

【図２】メインコンデンサの充電動作説明図である。

【図３】図３（Ａ）はスタ−ト信号を示す図である。図
３（Ｂ）は充電完了信号を示す図である。

【図４】本発明の実施例を示したＤＣ−ＤＣコンバ−タ
の回路図である。

【図５】カメラ外付タイプの閃光放電発光器に実施する
ようにしたＤＣ−ＤＣコンバ−タの回路図である。

【図６】従来例として示した閃光放電発光器の回路図で
ある。

【符号の説明】

３１ 昇圧トランス ３２ａ、３２ｂ 入力コイル ３３ａ、３３ｂ 出力コイル ３４ 帰還コイル ３５ 検出コイル ３７ 発振トランジスタ ４１ 電池電源 ４３ ツエナ・ダイオ−ド ４５ 入力端子 ４６ 発振停止用のトランジスタ ４７ ツエナ・ダイオ−ド ４８ メインコンデンサ ５２、６０ ＳＣＲ６１ 検出コイル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇圧トランスを備え、このトランスの入
   力側に接続した電池電源の直流電圧を昇圧して出力側に
   接続したコンデンサ負荷を充電するＤＣ−ＤＣコンバ−
   タにおいて、昇圧トランスには、２つの出力コイルと検
   出コイルとを設け、さらに、２つの出力コイルの間にス
   イッチング部材を接続してこれら２つの出力コイルを直
   列接続すると共に、上記コンデンサ負荷の充電電圧が高
   くなるにしたがって上昇し、その充電電圧が予定電圧と
   なった時に上記検出コイルに発生する検出電圧信号によ
   って上記スイッチング部材を導通させる構成とし、さら
   に、直列接続した２つの出力コイルを上記コンデンサ負
   荷に接続するダイオ−ドと、２つの出力コイルのうち低
   電圧側となる一つの出力コイルを上記コンデンサ負荷に
   接続するダイオ−ドとを設け、コンデンサ負荷が予定電
   圧まで充電される前は上記スイッチング部材の非導通下
   に一つの出力コイルの出力電圧で充電し、この後は上記
   スイッチング部材の導通下に直列接続された２つの出力
   コイルの出力電圧の加算電圧により充電する構成とした
   ことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバ−タ。