JP3989095B2

JP3989095B2 - ストロボ充電回路

Info

Publication number: JP3989095B2
Application number: JP19156198A
Authority: JP
Inventors: 啓一土田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: JP2000019585A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はストロボ充電回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平７−２９６８９号公報は、基本的なプッシュプル回路構成を用いたフラッシュ充電回路を開示している。すなわち、一次コイルに互いに逆位相の一次電流を交互に流し、二次コイルにはこの一次電流に対応して互いに逆位相の二次電流を交互に発生させて、これをダイオードブリッジ回路により全波整流した後、メインコンデンサに供給することで連続的な充電を行っている。
【０００３】
また、特開平７−１２３７１３号公報は、自励発振によるＤＣ−ＤＣコンバータを開示しており、メインコンデンサの電圧が低いときには、発振トランスの一次巻線に電流を流すことで二次側に発生した電流をメインコンデンサに供給して充電を行い、メインコンデンサの電圧が所定のレベル以上になった場合には一次巻線の巻数を切り換えて充電を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特開平７−２９６８９号公報では、メインコンデンサの電圧が低いときに一次コイルに大きな電流が流れるので、一次側に接続された電池の電圧が低下してしまうという問題がある。また、巻数比が一定なので消費電流が大きくなってしまうという問題がある。
【０００５】
また、上記した特開平７−１２３７１３号公報は、回路構成が複雑であり、自励発振であることよりＯＦＦ期間を有するのでその分充電時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明のストロボ充電回路はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、充電時間が短くかつ消費電流が少なくさらには電源電圧の低下が少ないストロボ充電回路を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様に係るストロボ充電回路は、電源電圧を昇圧し、発光用コンデンサを充電するストロボ充電回路において、第１の巻線乃至第３の巻線からなり、該第１の巻線、第３の巻線、及び第２の巻線が直列に接続された一次巻線と、二次巻線とを有し、上記一次巻線の第２の巻線と第３の巻線の中間に電源が接続され、上記一次巻線がプッシュプル駆動可能な発振トランスと、上記第１の巻線と直列に接続された第１のスイッチング素子と、上記第２の巻線と直列に接続された第２のスイッチング素子と、上記第１の巻線と第３の巻線の中間に接続された第３のスイッチング素子とからなり、上記一次巻線に流れる電流をオンオフさせる複数のスイッチング素子と、上記発振トランスの二次巻線に発生する昇圧電圧を整流して上記発光用コンデンサに供給するブリッジダイオードと、上記ブリッジダイオードに接続された発光用コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段の検出出力に応答して、上記複数のスイッチング素子をオンオフ制御する制御手段と、を備え、上記制御手段は、上記電圧検出手段の検出出力が第１の基準レベル未満の時は、上記第１の巻線と第３の巻線が直列に接続された一次巻線に流れる電流のみがオンオフするように上記第１のスイッチング素子をオンオフ制御し、上記電圧検出手段の検出出力が第１の基準レベル以上で第２の基準レベル未満の時は、上記第１の巻線と第３の巻線が直列に接続された一次巻線に流れる電流のみをオンオフさせる上記第１のスイッチング素子のオンオフ制御と、上記第２の巻線のみに電流を流す第２のスイッチング素子のオンオフ制御とを交互に作動させ、上記電圧検出手段の検出出力が第２の基準レベル以上の時は、上記第２の巻線に流れる電流のみをオンオフさせる第２のスイッチング素子のオンオフ制御と、上記第３の巻線に流れる電流のみをオンオフさせる上記第３のスイッチング素子のオンオフ制御とを交互に作動させる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様に係るストロボ充電装置は、第１の態様に係るストロボ充電装置において、上記制御手段は、上記電圧検出手段の検出出力が第１の基準レベル未満の時及び上記電圧検出手段の検出出力が第１の基準レベル以上で第２の基準レベル未満のときは、上記一次巻線をプッシュプル駆動させる。
また、本発明の第３の態様に係るストロボ充電装置は、第１または第２の態様に係るストロボ充電装置において、上記第１のスイッチング素子は、バイポーラトランジスタ素子である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るストロボ充電回路の構成を示す図であり、電源Ｅと、電源電圧を昇圧し、発光用コンデンサＣに電荷を貯えるための、同一あるいは異なる巻数の第１乃至第３の一次巻線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３と二次巻線Ｓとを有し、一次巻線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３がプッシュプル駆動可能な発振トランスＴと、第１乃至第３の一次巻線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３にそれぞれ接続され、一次巻線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に流れる電流をスイッチングする複数のスイッチング素子（バイポーラトランジスタＴｒ１，電界効果型トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２）と、発振トランスＴの二次巻線Ｓに発生する昇圧電圧を整流するブリッジダイオードＤ１と、逆流防止用ダイオードＤ２を介してブリッジダイオードＤ１に接続された発光用のメインコンデンサＣの充電電圧を検出する電圧検出手段としての機能と、この検出された充電電圧に応答して、複数のスイッチング素子（バイポーラトランジスタＴｒ１、電界効果型トランジスタＦＥＴ１，ＦＥＴ２）を制御する制御手段としての機能を有するＣＰＵ１０とを備えている。さらに、発光用コンデンサＣにはストロボ発光用の発光回路１１が接続されている。
【００１０】
上記した複数のスイッチング素子（バイポーラトランジスタＴｒ１、電界効果型トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２）を制御するために、ＣＰＵ１０のＳ２端子はＦＥＴ２のゲートに接続され、Ｓ３端子はＦＥＴ１のゲートに接続され、Ｓ１端子はトランジスタＴｒ１のゲートに接続されている。また、発光用コンデンサＣの充電電圧を検出するために、ＣＰＵ１０のＳ４端子は、発光用コンデンサＣに並列に接続された抵抗Ｒ１及びＲ２の接続点に接続されている。また、ＣＰＵ１０のＳ５端子は発光動作を制御するべく発光回路１１に接続されている。
【００１１】
以下に図２に示すタイムチャートを参照して図１に示す構成の動作を説明する。図２において、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はそれぞれＣＰＵ１０のＳ１、Ｓ２、Ｓ３端子から出力される信号の波形であり、Ｓ４はＣＰＵ１０のＳ４端子にて検出される発光用コンデンサＣの充電電圧であり、Ｓ５はＣＰＵ１０のＳ５端子から出力される発光用の信号波形である。また、ＶE は電源Ｅの電圧波形を示している。横軸は時間の流れを示すものとする。
【００１２】
本実施形態では、検出された発光用コンデンサＣの充電電圧の大きさに応じてバイポーラトランジスタＴｒ１、電界効果型トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の各々のＯＮ、ＯＦＦ動作を制御することで電流が流れる一次巻線Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を選択的に切り換えるようにする。すなわち、まず、発光用コンデンサＣの充電電圧が低い区間Ａでは、Ｓ１に示す信号によりバイポーラトランジスタＴｒ１をＯＮ、ＯＦＦ駆動して、電源Ｅから一次巻線Ｐ３，Ｐ１、バイポーラトランジスタＴｒ１を介して電流が流れるようにする。
【００１３】
一般に、一次側で消費される電流量Ｉｔ＝ＮＣＶ（Ｎは二次巻線の巻数／一次巻線の巻数で表わされる巻数比）である。これにより、一次巻線Ｐ１及びＰ３を用いる場合はＰ１あるいはＰ３のみを用いる場合よりも一次巻線の巻数は増えることになるので巻数比Ｎは小さくなり、電流量Ｉｔは少なくなる。このように、発光用コンデンサＣの充電電圧が低いときにはバイポーラトランジスタＴｒ１をＯＮ、ＯＦＦさせながら一次巻線Ｐ３，Ｐ１に電流を流すようにしたので一次側での消費電流が少なくて済み、電源Ｅの電圧降下も少なくなる。
【００１４】
次に、コンデンサＣの充電電圧が中位レベルにある区間Ｂでは、Ｓ１に示す信号によりバイポーラトランジスタＴｒ１をＯＮ、ＯＦＦ駆動するとともに、これと交互にＳ２で示す信号によりＦＥＴ２をＯＮ、ＯＦＦ駆動する。これによって電源Ｅから一次巻線Ｐ３，Ｐ１、バイポーラトランジスタＴｒ１を介して電流がグラウンドへと流れる動作と、電源Ｅから一次巻線Ｐ２、ＦＥＴ２を介して電流がグラウンドへ流れる動作とが交互に行われる。このような充電制御を行うことにより、区間Ｂでは消費電流を比較的少なくするとともに充電時間も比較的短くすることができる。
【００１５】
次に、コンデンサＣの充電電圧が高いレベルになる区間Ｃでは、Ｓ２で示す信号によりＦＥＴ２をＯＮ、ＯＦＦ駆動するとともに、これと交互にＳ３で示す信号によりＦＥＴ１をＯＮ、ＯＦＦ駆動する。これによって、電源Ｅから一次巻線Ｐ２、ＦＥＴ２を介して電流がグラウンドへ流れる動作と、電源Ｅから一次巻線Ｐ３、ＦＥＴ１を介して電流がグラウンドへ流れる動作が交互に行われる。このような充電制御を行うことにより、ＯＦＦ期間がないので充電時間が短縮される。また、巻数比Ｎは大きくなるので充分な充電を行うことができる。
【００１６】
図２のＶE の実線で示す部分は本実施形態における電源電圧の低下を示しており、点線で示される特開平７−２９６８９号公報の充電方法による電源電圧の低下よりも小さいものになるので、システムで必要となる電圧を充分に確保することができる。
【００１７】
上記した具体的実施形態には以下のような構成の発明が含まれている。
（１）
プッシュプル駆動可能な第１乃至第３の一次巻線と二次巻線とを備えた発振トランスと、
上記第１乃至第３の一次巻線にそれぞれ接続された複数のスイッチング素子と、
上記二次巻線に発生する昇圧された電圧の整流出力により充電される主コンデンサと、
上記主コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電圧検出手段の出力に応答して、上記複数のスイッチング素子の駆動順序を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とするストロボ充電回路。
（２）
上記複数のスイッチング素子は、少なくとも１つのバイポーラトランジスタ素子を含むことを特徴とする（１）記載のストロボ充電回路。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、充電時間が短くかつ消費電流が少なくさらには電源電圧の低下が少ないストロボ充電回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るストロボ充電回路の構成を示す図である。
【図２】図１に示す構成の動作を説明するためのタイムチャートである。
【符号の説明】
１０…ＣＰＵ、
１１…発光回路、
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３…一次巻線、
Ｓ…二次巻線、
Ｔ…発振トランス、
Ｔｒ１…バイポーラトランジスタ、
ＦＥＴ１、ＦＥＴ２…電界効果型トランジスタ、
Ｄ１…ブリッジダイオード、
Ｄ２…逆流防止用ダイオード、
Ｃ…発光用のメインコンデンサ
Ｅ…電源。

Claims

電源電圧を昇圧し、発光用コンデンサを充電するストロボ充電回路において、
第１の巻線乃至第３の巻線からなり、該第１の巻線、第３の巻線、及び第２の巻線が直列に接続された一次巻線と、二次巻線とを有し、上記一次巻線の第２の巻線と第３の巻線の中間に電源が接続され、上記一次巻線がプッシュプル駆動可能な発振トランスと、
上記第１の巻線と直列に接続された第１のスイッチング素子と、上記第２の巻線と直列に接続された第２のスイッチング素子と、上記第１の巻線と第３の巻線の中間に接続された第３のスイッチング素子とからなり、上記一次巻線に流れる電流をオンオフさせる複数のスイッチング素子と、
上記発振トランスの二次巻線に発生する昇圧電圧を整流して上記発光用コンデンサに供給するブリッジダイオードと、
上記ブリッジダイオードに接続された発光用コンデンサの充電電圧を検出する電圧検出手段と、
上記電圧検出手段の検出出力に応答して、上記複数のスイッチング素子をオンオフ制御する制御手段と、を備え、
上記制御手段は、上記電圧検出手段の検出出力が第１の基準レベル未満の時は、上記第１の巻線と第３の巻線が直列に接続された一次巻線に流れる電流のみがオンオフするように上記第１のスイッチング素子をオンオフ制御し、上記電圧検出手段の検出出力が第１の基準レベル以上で第２の基準レベル未満の時は、上記第１の巻線と第３の巻線が直列に接続された一次巻線に流れる電流のみをオンオフさせる上記第１のスイッチング素子のオンオフ制御と、上記第２の巻線のみに電流を流す第２のスイッチング素子のオンオフ制御とを交互に作動させ、上記電圧検出手段の検出出力が第２の基準レベル以上の時は、上記第２の巻線に流れる電流のみをオンオフさせる第２のスイッチング素子のオンオフ制御と、上記第３の巻線に流れる電流のみをオンオフさせる上記第３のスイッチング素子のオンオフ制御とを交互に作動させることを特徴とするストロボ充電回路。
上記制御手段は、上記電圧検出手段の検出出力が第１の基準レベル未満の時及び上記電圧検出手段の検出出力が第１の基準レベル以上で第２の基準レベル未満のときは、上記一次巻線をプッシュプル駆動させることを特徴とする請求項１記載のストロボ充電回路。
上記第１のスイッチング素子は、バイポーラトランジスタ素子であることを特徴とする請求項１または２記載のストロボ充電回路。