JP3572536B2

JP3572536B2 - Ｄｃ−ｄｃコンバ−タ

Info

Publication number: JP3572536B2
Application number: JP14848196A
Authority: JP
Inventors: 季良山本
Original assignee: 株式会社キジマ
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2016-05-21
Also published as: JPH09312970A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ＤＣ−ＤＣコンバ−タに関し、例えば、写真撮影に使用する閃光放電発光器の電源回路として利用するところのＤＣ−ＤＣコンバ−タに係る。
【０００２】
【従来の技術】
図４は閃光放電発光器に使用するＤＣ−ＤＣコンバ−タの回路例を示したもので、昇圧トランス１は、入力コイル２、フィ−ドバックコイル３、出力コイル４を備えたフライバックタイプのトランスとなっている。
【０００３】
５は発振制御トランジスタで、エミッタが閃光放電発光器の電源として備えた電池電源６に接続されている。
この発振制御トランジスタ５のコレクタとフィ−ドバックコイル３との間には抵抗７、８、定電流ダイオ−ド９、トランジスタ１０からなる定電流回路が備えられている。
【０００４】
抵抗１１、１２とトランジスタ１３の直列回路体は、電池電源６に並列に接続され、また、入力コイル２の一端側がこの電池電源６の正極側に接続されている。
上記したトランジスタ１３は、ベ−スを入力端子１４に接続し、入力端子１４から送られるスタ−ト信号によってＯＮするようになっている。
【０００５】
一端側が上記した電池電源６に接続した入力コイル２は、他端側が発振トランジスタ１５のコレクタに接続され、また、一端側が定電流回路に接続したフィ−ドバックコイル３は他端側が上記発振トランジスタ１５のベ−スに接続されている。
【０００６】
出力コイル４は、高電位側が整流用ダイオ−ド１６を介してメインコンデンサ１７の正極側に接続し、低圧電位側がトランスコアの磁気リセット用のトランジスタ１８のエミッタに接続されている。
【０００７】
１９はツエナ−ダイオ−ドで、このツエナ−ダイオ−ド１９は、メインコンデンサ１７が所定の電圧まで充電されたときに導通し、この導通信号は保護ダイオ−ド２０を介して発振停止用のトランジスタ２１に入力され、上記トランジスタ２１はこの導通信号を入力してＯＮし、発振トランジスタ１５のＯＦＦを継続させ、発振を停止させる。
その他、この回路において、２２は動作安定用のコンデンサ、２３は時定数回路を形成するコンデンサである。
【０００８】
上記したＤＣ−ＤＣコンバ−タは、スタ−ト信号が入力端子１４より入力してトランジスタ１３がＯＮすると、発振制御トランジスタ５がＯＮし、このトランジスタ５のＯＮによってトランジスタ１０がＯＮし、フィ−ドバックコイル３を介して発振トランジスタ１５のベ−スに起動電流が流れ、このトランジスタ１０がＯＮする。
これより、電池電源６、入力コイル２、発振トランジスタ１５の回路に電源電流が流れて発振を開始する。
【０００９】
また、発振トランジスタ１５はトランジスタ特性とトランスの磁気飽和によってＯＮからＯＦＦに切換わり、その後、起動電流を入力してＯＮし、以後同様にＯＮ、ＯＦＦを繰り返して発振する。
また、この発振動作過程は、発振トランジスタ１５がＯＦＦする毎に出力コイル３、ダイオ−ド１６、メインコンデンサ１７、トランジスタ１８の充電回路でメインコンデンサ１７が充電される。
【００１０】
なお、トランジスタ１８がメインコンデンサ１７に流れる充電々流が零または零に近くなるまでＯＮし、この充電々流が流れている間発振トランジスタ１５をＯＦＦ状態に保持するものである。
【００１１】
上記発振動作によってメインコンデンサ１７の充電が進み、その充電々圧が所定の電圧に達すると、ツエナダイオ−ド１９が導通し、発振停止用のトランジスタ２１がＯＮし、発振トランジスタ１５のベ−ス〜エミッタ間が短絡され、これより、発振トランジスタ１５のＯＦＦが継続し、発振が停止する。
【００１２】
また、メインコンデンサ１７は自己放電によって電圧降下し、この電圧が僅かに降下することにより、ツエナ−ダイオ−ド１９が非導通となり、発振停止用のトランジスタ２１がＯＦＦする。
これによって、発振トランジスタ１５がＯＮするようになり発振を開始し、メインコンデンサ１７を充電する。
【００１３】
メインコンデンサ１７が所定の充電々圧に達した状態では、カメラシャッタ動作にしたがって図示しないトリガ−回路が動作し、キセノン放電管がメインコンデンサ１７の充電々荷を放電させて発光する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
近年の閃光放電発光器は、８Ｖ〜１５Ｖの電池を電源として使用できるように設計されており、このため、この電池の直流電圧を昇圧してメインコンデンサを充電するＤＣ−ＤＣコンバ−タも８Ｖ〜１５Ｖの入力電圧に対応できるように回路設計されている。
具体的には、８Ｖの電池電源で所定の充電時間を満たすように回路が構成されている。
【００１５】
このように回路構成されたＤＣ−ＤＣコンバ−タは、最低電池電圧よりも高い電圧が入力されると、発振トランジスタのベ−スに大きな電流が流れ込む。
つまり、定電流回路に備えた定電流ダイオ−ドから流出する電流Ｉｏは、定電流ダイオ−ド９の電流をＩｐ、トランジスタ１０のベ−ス〜エミッタ間電圧をＶｂｅ、抵抗７、８の各々の値をＲｉ、Ｒｃとすると、流出電流Ｉｏは
Ｉｏ＝｛Ｉｐ（Ｒｉ＋Ｒｃ）−Ｖｂｅ｝／Ｒｉ
で定められることから、入力電圧が高くなるにしたがって流出電流Ｉｏも大きくなる。
【００１６】
このことから、発振トランジスタ１５のコレクタ電流許容値を増大させなければならなくなり、発振トランジスタ１５が大形化しコスト高となる。
また、入力電流が増加すると、昇圧トランス１の入力電流のピ−ク値も増加するので、コアの磁気飽和を招き、このため、より大きなコアを使用しなければならなくなり、昇圧トランス１が大形化する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題点を解決するため開発したもので、入力側に定格電圧の異なる各々の電池電源が接続可能であり、出力側にメインコンデンサを接続したフライバック形の昇圧トランスと、自励発振する発振トランジスタとを備え、上記トランジスタがオン、オフして発振動作して入力側に接続された電池電源の直流電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバ−タにおいて、上記発振トランジスタのベ−スに起動電流を供給する定電流回路を設けると共に、抵抗を有する電流制御回路を設け、この電流制御回路が入力側に接続された電池電源の電圧に応じて上記発振トランジスタのベ−スに入力する起動電流を分流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。
【００１８】
【発明の実施の形態】
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形態について図面に沿って説明する。
図１は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となっている。
なお、この実施形態の説明の中で、従来例と同一部材については同一符号を付してその説明を省略する。
【００１９】
図示する如く、定電流回路に備えた電圧検出用の抵抗８には定電圧ダイオ−ド５１と抵抗５２からなる電流制御回路が接続してある。
この電流制御回路を設けると、抵抗５２の値をＲｒ、定電圧ダイオ−ド５１の電圧をＶｚｄとして、定電流ダイオ−ド９から流出する電流Ｉｏは、
【００２０】
【数１】

から算出される。
この式のうち、
【００２１】
【数２】

は入力電圧を高くすることによって、その値が増加し、この結果、Ｉｏの値は図２で示す点Ｐから点Ｑに向かうように変化する。
【００２２】
これによって、電池電源を高くするほど発振トランジスタ１５のベ−スに流れる電流が降下し、コレクタ電流のピ−ク値も下がる。
【００２３】
一つの実験例について説明する。
電圧９Ｖ〜１５Ｖに変化できる電源を使用し、２００μＦのメインコンデンサ１７を３５０Ｖに充電し、４秒間隔にて発光させ、入力電流を０．９Ａ以下に制限するコンバ−タ回路を設計した場合、昇圧トランス１のコアサイズを１３ｍｍ、コアのＢｍａｘを４９００ガウス、一次コイルのインダクタンスを５０μＨ、一次コイル巻線を２１ＴとしてそのＡＬ値を約１１８μＨ／Ｎ^２とすると、入力電圧９．０Ｖ、入力電流０．８Ａにて３．５秒でメインコンデンサ１７を充電することが可能であった。
【００２４】
このとき、定電圧ダイオ−ド５１と抵抗５２とからなる電流制御回路を備えないで、昇圧トランス１の入力電圧のみを増加していくと、入力電圧１１．５Ｖにて入力電流は０．９Ａに達し、同時に発振トランジスタ１５のコレクタピ−ク電流は３Ａを超え、また、電流波形の観測からコアの磁気特性に飽和現象が生じ始めていることが認められた。
この場合、定電流ダイオ−ド９の電流Ｉｏが図２のＰ〜Ｒのように上昇する。
【００２５】
したがって、これ以上の入力電圧の上昇は困難となり、この回路のまま充電するためには、コレクタ電流許容値の大きな発振トランジスタに替え、かつ、大形のトランス用コアを使用する必要が生ずる。
【００２６】
一方、電流制御回路を備えると、昇圧トランス１の入力電圧の上昇に伴って発振トランジスタ１５のバイアス抵抗値が上昇するので、バイアス電流が降下すると共にコレクタ電流のピ−ク値も下がることが判明した。
【００２７】
すなわち、９Ｖ〜１５Ｖの入力電圧の範囲で入力電流は０．７５〜０．９Ａとなり、また、コレクタピ−ク電流は２．２Ａ以上となり、入力電流と充電時間は共に安定して１３ｍｍのコアサイズの小形トランスで安全に連続使用が可能となった。
【００２８】
図３は本発明の回路の動作特性図で、９Ｖ、１２Ｖ、１５Ｖの電池電源を使用し、メインコンデンサ１７を３５０Ｖまで充電したときの、昇圧トランス１の出力電圧と入力電流との関係を示した図である。
【００２９】
上記した実施形態では、電流制御回路に定電圧ダイオ−ド５１を備えてあるが、定電圧ダイオ−ド５１を備えずに抵抗５２のみで構成することも可能である。この場合、定電流ダイオ−ド９からの流出電流Ｉｏは数２で定められ、図２に示す点Ｐから点Ｑに向かう下降変化が緩やかなものとなる。
【００３０】
【発明の効果】
上記した通り、本発明に係るＤＣ−ＤＣコンバ−タは、入力側に接続された電池電源の電圧が高いときは、自励発振トランジスタのベ−スに供給する電流がその電源電圧に伴って減少するように構成してあるので、入力電圧が変化しても充電動作が安定し、定格電圧の異なる各々の電池を電源として使用する閃光放電発光器に有利なＤＣ−ＤＣコンバ−タとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すＤＣ−ＤＣコンバ−タの回路図である。
【図２】この回路に備えた定電流回路から流出する流出電流と入力電圧の関係を示した図である。
【図３】本発明の回路の動作特性図である。
【図４】従来のＤＣ−ＤＣコンバ−タの回路図である。
【符号の説明】
１昇圧トランス
２入力コイル
３フィ−ドバックコイル
４出力コイル
５発振制御トランジスタ
７、８抵抗
９定電流ダイオ−ド
１５発振トランジスタ
１７メインコンデンサ
５１定電圧ダイオ−ド
５２抵抗

Claims

入力側に定格電圧の異なる各々の電池電源が接続可能であり、出力側にメインコンデンサを接続したフライバック形の昇圧トランスと、自励発振する発振トランジスタとを備え、上記トランジスタがオン、オフして発振動作して入力側に接続された電池電源の直流電圧を昇圧するＤＣ−ＤＣコンバ−タにおいて、上記発振トランジスタのベ−スに起動電流を供給する定電流回路を設けると共に、抵抗を有する電流制御回路を設け、この電流制御回路が入力側に接続された電池電源の電圧に応じて上記発振トランジスタのベ−スに入力する起動電流を分流する構成としたことを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバ−タ。