JP4564691B2 - コンデンサ充電装置及びストロボ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主コンデンサに充電を行うフライバック式DC/DCコンバータを有するコンデンサ充電装置及びストロボ装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば特開平7−85988号においては、電池電圧と主コンデンサの夫々の電圧を検出して、電池電圧と主コンデンサの検出結果から、一次巻線への駆動を行うPWMのパルス幅及びデューティー比を推論より求め、段階的或いは、連続的に切換えながら主コンデンサに充電をする技術が開示されている。
【0003】
また、特開2000−66274号においては、一次巻線への電流駆動するスイッチ素子のオフ時間を、二次巻線に発生する二次電流の発生から消滅までの期間と略等しくなるように、制御信号を発生させる技術が開示されている。
【0004】
また、特開平10−115851号においては、昇圧トランスの二次巻線に発生した電流を発振用のスイッチング素子の制御極に帰還する帰還手段と、発振停止信号にしたがってスイッチング素子の非導通動作を保持する電圧制御のスイッチング手段とを設けたフライバック式コンバータが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例の特開平7−85988号や特開2000−66274号のような推論或いは略一定で設定されたPWM駆動による充電では、図9に示すように主コンデンサの充電電圧によって二次電流の放出時間は変化するが、それに対して、PWMのオフ時間を電流がゼロクロスするように設定することは困難であり、図10に示すようにロスタイムが必ず生じてしまい、その為に充電時間が延びていた。
【0006】
また、特開平10−115851号に開示の回路構成では、一次巻線の駆動時間がタイマー手段を有していないため、部品のばらつきによって一次電流のばらつきが生じてしまう構成であった。また、一次電流を駆動するスイッチ素子のトランジスタを能動領域での駆動状態があるため、Vceの上昇から充電効率の低下及び、充電時間が延びる要因を持っている。
【0007】
(発明の目的)
本発明の目的は、充電のロスタイムを極めて少なくし、高速で充電を行うことのできるコンデンサ充電装置及びストロボ装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、主コンデンサと、該主コンデンサに充電を行うフライバック式DC/DCコンバータとを有するコンデンサ充電装置において、前記DC/DCコンバータのトランスの一次巻線に供給する電源をオン、オフするスイッチ素子と、該スイッチ素子の駆動を制御する一次駆動制御手段と、前記トランスの二次巻線に流れる二次電流を検出するためのダイオードと、高圧整流ダイオードとを有し、前記トランスに前記高圧整流ダイオードのカソードが接続され、前記高圧整流ダイオードのアノードに前記ダイオードのカソードが接続され、前記ダイオードのアノードに前記主コンデンサの負極が接続され、前記高圧整流ダイオードと前記ダイオードの接続部から前記二次電流が検出され、前記一次駆動制御手段が、前記二次電流の消失が検出されることにより、前記スイッチ素子に所定時間の駆動を再開させるコンデンサ充電装置とするものである。
【0009】
同じく上記目的を達成するために、本発明は、上記本発明のコンデンサ充電装置を具備したストロボ装置とするものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【0011】
(実施の第1の形態)
図1は本発明の実施の第1の形態に係るフライバック式DC/DCコンバータを含むカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【0012】
同図において、101は電源であるところの電池、101aは電池内部抵抗、124は電池101と並列に接続されているコンデンサ、102はシャッターコイル、103はシャッターコイル102を駆動するトランジスタである。104は抵抗であり、シャッターコイル102を定電流駆動する際に電流検出を行う。105は制御ICであり、カメラの測光、測距、レンズ駆動、フィルム給送等のカメラシーケンス及び本発明に付随するストロボ装置の制御を行う。105aはマイコンであり、制御IC内の記憶部であるRAMを有し、カメラシーケンスの制御を行う。105bは定電流回路であり、シャッターコイル102をトランジスタ103により定電流駆動の制御を行う。105cはA/Dコンバータであり、入力された電圧をデジタル化する。
【0013】
106はトランスであり、電池正極、一次巻線、電池負極のループで電流を流すことにより、エネルギーをコアに蓄積しそのエネルギーで逆起電力を発生させる。107はFET(電解効果トランジスタ)であり、トランス106の一次巻線の電流を駆動する。109は主コンデンサであり、電荷を蓄積する。108は高圧整流ダイオードであり、そのカソードはトランス106の二次巻線の巻き始めに接続され、アノードは後述のダイオード120のカソードに接続されている。120はダイオードであり、そのアノードを主コンデンサ109の陰極、カソードを高圧整流ダイオード108のアノードに接続されていて、トランス106の二次巻線より発生した逆起電力を主コンデンサ109に蓄積する電荷の電流ループを、主コンデンサ109、ダイオード120、高圧整流ダイオード108で形成する。
【0014】
121は抵抗であり、一方をダイオード120のカソード、他方を制御IC105に接続されている。122は抵抗であり、抵抗121が接続される制御IC105の入力を不図示DC/DCコンバータにより電池電圧より昇圧された補助電源Vccにプルアップしている。ここでの抵抗121と抵抗122の抵抗比は、抵抗121が1に対して、抵抗122は10〜50程度である。125はダイオードであり、アノードが電池正極に接続されている。126は抵抗であり、該抵抗126とダイオード125の直列回路が主コンデンサ109の陽極と電池101の正極間に接続されている。このダイオード125と抵抗126により、主コンデンサ109の電圧を電池電圧にすることにより0V付近での回路誤動作(後述の二次電流検出の誤動作)の発生を防いでいる。
【0015】
110はトリガー回路である。111は放電管であり、トリガー回路110よりトリガー電圧を受け、主コンデンサ109に蓄積された電荷により発光する。112は充電電圧検出回路であり、制御IC105内のA/Dコンバータ105cに接続され、主コンデンサ109に蓄積された電圧を検出する。113は測光回路であり、被写体輝度を検出する。114は測距回路であり、被写体までの距離を検出する。115はレンズ駆動回路であり、測距回路114からの検出結果をもとに撮影レンズの駆動を行い、フィルム面に被写体ピントを合わせる。116はフィルム給送回路であり、フィルムのオートローディング、巻き上げ、巻戻しを行う。117はカメラを撮影準備状態にするMAINSW(メインスイッチ)、118(SW1)はシャッタ釦の第1ストロークでオンするスイッチであり、カメラ内の電気回路を起動させ測光、及び測距等の検出を行わせる。119(SW2)はシャッタ釦の第2ストロークでオンするスイッチであり、前記スイッチSW1のON以後の撮影シーケンスの起動信号となる。
【0016】
次に、図2のタイミングチャートをもとに、上記DC/DCコンバータの動作について説明する。
【0017】
まず、図2のタイミングチャートにおける各信号について説明をする。図中、一次電流はトランス106の一次巻線に流れる電流を、二次電流はトランス106の二次巻線に流れる電流を、FETGATEは回路上のFET107のゲート入力信号を、ぞれぞれ示す。また、二次電流IC入力信号は回路上の抵抗121と抵抗122が接続され、且つ、制御IC105へ接続されている二次電流検出信号を示す。
【0018】
また、図2(A)は充電電圧の低い時点での各信号を、図2(B)は充電中期での各信号を、図2(C)は充電電圧の高い時点での各信号を、それぞれ表している。
【0019】
次に、DC/DCコンバータの動作を説明する。
【0020】
制御IC105から接続端子を介してFET107のゲートに所定の発振信号(図2のFETGATEの▲1▼のタイミング)を与える。この為、FET107の制御電極にハイレベルの信号が与えられることで電池正極、トランス106の一次巻線、FET107のドレイン=ソース、電池負極のループで電流(図2の一次電流)が流れることになる。この為、トランス106の二次巻線には誘導起電力が発生するが、この電流の極性は高圧整流用ダイオード108によりブロックされる極性となるため、トランス106からは励起電流が流れず、エネルギーがトランス106内コアに蓄積される。このエネルギー蓄積(電流駆動)は、駆動開始からタイマーが計時した所定時間(図2のFETGATEの▲2▼のタイミング)で行われる。
【0021】
ここで所定時間まで電流駆動を行ったら、FET107のゲートをローレベルとしてFET107をオフ(図2のFETGATE▲2▼のタイミング)にして電流を遮断して非導通とする。
【0022】
これにより、トランス106の二次巻線には逆起電力が発生する。この逆起電力は二次電流(図2の二次電流の▲2▼〜▲3▼のタイミング)として、トランス106より主コンデンサ109、ダイオード120、高圧整流ダイオード108のループで流れ、主コンデンサ109に電荷が蓄積される。そして、二次電流IC入力信号は、Vccからの抵抗122と抵抗121を介した二次電流の分流電流により、二次電流の放出開始と同時にローレベル(図2の二次電流IC入力信号の▲2▼のタイミング)となる。
【0023】
ここで、トランス106の二次巻線からの主コンデンサ109、ダイオード120、高圧整流ダイオード108の順で電流ループを構成することにより、ダイオード120のカソードと高圧整流ダイオード108のアノードの接続部から抵抗121を介して制御IC105に入力される信号は、ノイズの少ない信号となる。
【0024】
次に、トランス106内の蓄積されたエネルギーが放出され、二次の電流が分流されてローレベルを維持していた二次電流IC入力信号が、二次電流が消失した時点(図2の二次電流▲3▼のタイミング)で、ローレベルからハイレベルに反転する(図2の二次電流IC入力信号▲3▼のタイミング)。この二次電流IC入力信号がローレベルからハイレベルに反転したことを受けて、制御IC105はFET107のゲートに再びハイレベル信号が発生させ、制御IC105はFET107のゲートに再びハイレベル信号を発生させ、前述した一次電流駆動と同様に再びFET107を導通(図2のFETGATE▲1▼のタイミング)してトランス106に所定時間エネルギー蓄積を行う。そして、所定時間経過後、ローレベル信号によりFET107を非導通として、トランス106から蓄積エネルギーが放出され、電荷が主コンデンサ109に充電される。
【0025】
上記説明した、
(1)一次電流駆動開始(タイミングチャート▲1▼)
(2)所定時間後、一次電流駆動停止(タイミングチャート▲2▼)
(3)二次電流消失検出(タイミングチャート▲3▼)
(4)一次電流駆動開始(タイミングチャート▲1▼)
*タイミングチャート▲1▼と▲3▼はほぼ同時
の動作((1)〜(4)の動作)を繰り返すことで、主コンデンサ109の充電電圧は上昇する。
【0026】
以上が本発明の実施の第1の形態における充電動作である。
【0027】
以下、前記図1の回路構成において、図3、図4及び図5のフローチャートをもとに、上記のコンバータを含むカメラの動作について説明する。
【0028】
まず、図3のフローチャートにより、MAINSW117のオン時のシーケンスについて述べる。
【0029】
ステップ#401において、MAINSW117がオンしたか否かの検出を行い、ここでMAINSW117のオンを検出したらステップ#402へ進み、カメラの電池電圧にてカメラ動作が可能で有るか否かを検出するためにバッテリーチェック(以下、BCと記す)を行い、その結果をマイコン105a内のRAMに記憶する。そして、次にステップ#403において、上記ステップ#402にてRAMに記憶しているBC結果からカメラが動作可能な電圧であるか否かの判定を行い、動作可能電圧であったらステップ#404へ進むが、動作が不可能な電圧であったらステップ#401へ戻り、同様の動作を繰り返す。
【0030】
動作可能電圧であるとしてステップ#404へ進むと、ここでは測光回路113を駆動して測光動作(被写体輝度の検出)を行い、マイコン105a内のRAMに測光結果を記憶する。続くステップ#405においては、上記の測光結果が撮影に際してストロボ発光を必要とする測光結果であるか否かを被写体輝度情報から判定する。ここで、ストロボ発光を必要としない輝度で、ストロボ予備充電を必要としない場合には、このMAINSWオンのシーケンスを終了する。一方、ステップ#405にてストロボが必要な輝度で、ストロボ予備充電が必要あったらステップ#406へ進み、後述するフラッシュモードに入ってストロボ充電を行い、このMAINSWオンのシーケンスを終了する。
【0031】
次に、上記ステップ#406のフラッシュモードにて行われる処理について、図4に示すフローチャートにより説明する。
【0032】
まず、ステップ#201において、主コンデンサ109の充電電圧の検出を充電電圧検出回路112を介した電圧により制御IC105内のA/Dコンバータ105cにて行い、検出結果をマイコン105a内のRAMに記憶する。そして、次のステップ#202において、上記ステップ#201にて行った検出結果から充電完了電圧に達しているか否かの判定を行い、充電完了電圧に達していればステップ#208へ進み、充電OKのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【0033】
一方、上記ステップ#202にて充電完了電圧に達していなければステップ#203へ進み、充電時間タイマーをスタートさせる。そして、次のステップ#204において、前述した
(1)一次電流駆動開始(タイミングチャート▲1▼)
(2)所定時間後、一次電流駆動停止(タイミングチャート▲2▼)
(3)二次電流消失検出(タイミングチャート▲3▼)
(4)一次電流駆動開始(タイミングチャート▲1▼)
*タイミングチャート▲1▼と▲3▼はほぼ同時
の(1)〜(4)の充電動作を行う。
【0034】
次にステップ#205へ進み、制御IC105内のA/Dコンバータ105cにて充電電圧の検出を充電電圧検出回路112を介した電圧により行い、その検出結果をCPU105内のRAMに記憶する、そして、次のステップ#206において、検出した充電電圧が充電完了の電圧であるか否かの判定を行い、そうでなければ充電を開始するためにステップ#209へ進む。そして、このステップ#209では、上記ステップ#203にてスタートさせた充電タイマーが所定時間経過(カウントアップ)したか否かの判定を行い、充電タイマーが所定時間経過していたらステップ#210へ進み、上記ステップ#204にて開始した充電動作を停止し、続くステップ#211にて充電NGのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【0035】
また、上記ステップ#209にて充電タイマーが所定時間経過していないと判定した場合はステップ#205に戻り、ステップ#204にて開始した二次電流検出パルス駆動を行いながら充電電圧の検出を繰り返し行い(#205→#206→#209→#205……)、その後ステップ#206にて充電完了電圧に達したことを検出するとステップ#207へ進み、充電を停止して、次のステップ#208にて充電OKフラグを立てて、充電シーケンスを終了するとともに、図3のMAINSWオン時のシーケンスを終了する。
【0036】
次に、図5のフローチャートにより、カメラのレリーズシーケンスについて説明をする。
【0037】
ステップ#101においては、制御IC105内のマイコン105aの初期設定を行う。そして、次のステップ#102において、各種のスイッチの状態を検出し、続くステップ#103にて、上記スイッチ状態の検出結果からスイッチSW1(118)がオンしているかの判定を行い、オンしてればステップ#104へ進み、上記ステップ#402と同様のBC動作を行い、その電池電圧のA/D変換後の検出結果をマイコン105a内のRAMに記憶する。そして、次のステップ#105にて、上記RAMに記憶しているBC結果からカメラが動作可能な電圧であるか否かの判定を行い、動作可能電圧であったらステップ#106へ進み、動作が不可能な電圧(バッテリーNG)であったらステップ#102へ戻る。
【0038】
動作可能電圧であるとしてステップ#106へ進むと、ここでは測距回路114により被写体までの距離を検出し、マイコン105a内のRAMにその測距結果を記憶する。続くステップ#107においては、測光回路113を駆動して測光動作(被写体輝度の検出)を行い、その結果をマイコン105a内のRAM105aに記憶する。そして、次のステップ#108において、上記ステップ#107で検出した測光結果よりストロボ充電が必要で有るか否かの判定を行う。このストロボ発光が必要な場合としては、撮影状況が暗い、 或いは逆光等が有る。ここで、ストロボ発光が必要でなければスイッチSW2のオン待機状態のステップ#111へ進む。一方、ストロボ発光が必要であると判定するとステップ#109へ進み、フラッシュモードに入り、前述した図4の充電シーケンスを行う。この充電シーケンスが終了したら、次のステップ#110において、充電が完了がしたか否かの判定をする。この判定は、上記ステップ#109の充電シーケンスにて充電がOKになったか否かのフラグの結果であり、充電がOKで完了していたらステップ#111へ進み、充電がNGで完了していなかったらステップ#102へ戻る。
【0039】
ステップ#111へ進むと、ここではスイッチSW2がオンするのを待機し、該スイッチSW2がオンするとステップ#112へ進み、上記ステップ#106にて得られた測距結果に基づいてレンズ駆動回路115等により撮影レンズの駆動制御(ピント合わせ)を行う。そして、次のステップ#113において、上記ステップ#107にて得られた測光結果に基づいてストロボ発光が必要であったら制御IC105からトリガー信号をトリガー回路110へ出力してストロボ発光を行うとともに、シャッターコイル102、トランジスタ103、電流検出を行う抵抗104で構成されるシャッター駆動装置によるシャッター駆動制御(露光制御)を行う。続くステップ#114においては、焦点位置にあるレンズをレンズの初期位置に戻すレンズリセットを行い、続くステップ#115において、フィルム駆動回路116により次の撮影駒へのフィルム給送制御を行う。
【0040】
そして、次のステップ#116において、ストロボ予備充電を行うか否かの判定を行う。ストロボ予備充電を行わない場合は、上記ステップ#113にてストロボ発光を行わなかった場合である。ここで、ストロボ予備充電を行わない場合は直ちにステップ#102へ戻るが、ストロボ予備充電を行う場合はステップ#117へ進み、フラッシュモードに入り、前述した図4の充電シーケンスを行う。そして、充電が終了したら次に撮影に備えてステップ#102へ戻る。
【0041】
なお、上記トランス106の一次電流駆動時間のタイマーは、具体的にはソフト的時間を計時するソフトタイマー或いは、ハードロジックで構成されたタイマーの所謂デジタルタイマーであり、制御ICの構成に応じてどちらかを選択すれば良い。
【0042】
また、一次電流の駆動を行う駆動手段は、一次電流駆動信号の電圧或いは、回路構成に応じてトランジスタを用いても良い。
【0043】
(実施の第2の形態)
図6は本発明の実施の第2の形態に係るフライバック式DC/DCコンバータを含むカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【0044】
図6において、101〜120、124〜126の各素子は、前述の実施の第1の形態にて示した図1のものと同様であるので、その説明は省略する。また、図1に示した、121〜123は本発明の実施の第2の形態と異なる構成なので省いている。
【0045】
ここで、図1に構成に対して、図6において追加される各素子について説明する。
【0046】
図6において、105dはD/Aコンバータであり、制御IC105内に有している。127はトランジスタであり、そのエミッタはGND、コレクタはFET107のゲート、前述のダイオード108のアノード、ダイオード120のカソード、後述のダイオード128のカソード、抵抗132及び抵抗133に接続されている。又、ベースは後述の抵抗129、コンデンサ130、抵抗131及び抵抗134に接続されていて、コンデンサ130の充電電圧がVbeに達したことによりオンして、FET107のゲートをローレベルにして駆動を停止させる。128はダイオードであり、そのカソードがFET107のゲート及び後述の抵抗133に接続され、アノードは後述の抵抗129に接続されている。129は抵抗であり、一方をダイオードのアノードに接続されている。この抵抗129とダイオード128により、トランス106の二次電流の流れている時に後述のコンデンサ130の放電させている。
【0047】
130はコンデンサであり、一方が抵抗129に、他方がGNDに、それぞれ接続されている、131は抵抗であり、コンデンサ130に並列に接続されている。132は抵抗であり、一方がFET107のゲートに、他方がGNDに、それぞれ接続されている。133は抵抗であり、一方が制御IC105に、他方がFET107のゲートに、それぞれ接続されている。134は抵抗であり、一方が制御IC105に、他方がトランジスタ127のベースに、それぞれ接続されている。
【0048】
上記D/Aコンバータ105d、抵抗131、抵抗134及びコンデンサ130により、一次電流の駆動時間(FET107の駆動時間)となるタイマーを構成している。但し、抵抗131は抵抗134に対して大きい抵抗値であり、タイマーには大きく影響しない。
【0049】
次に、図7のタイミングチャートを用いて上記DC/DCコンバータの動作について説明する。
【0050】
まず、図7のタイミングチャートにおける各信号について説明をする。図中、GATEONは制御IC105から抵抗132に接続される信号を示す。D/AOUTは制御IC105内のD/Aコンバータ105dより設定された電圧であり、抵抗131に印加する電圧を示す。また、一次電流はトランス106の一次巻線に流れる電流を、二次電流はトランス106の二次巻線に流れる電流を、FETGATEは昇圧回路上のFET107のゲート入力信号を、トランジスタベース電位はトランジスタ127のベースの電位を、それぞれ示す。
【0051】
また、図7(A)は充電電圧の低い時点での各信号を、図7(B)は充電中期での各信号を、図7(C)は充電電圧の高い時点での各信号を、それぞれ表している。
【0052】
次に、DC/DCコンバータの動作について説明する。
【0053】
まず、制御IC105内のD/Aコンバータ105dから所定電圧に設定された電圧を出力する(図7のD/AOUTの(1)のタイミング)。また、D/Aコンバータの105dの出力とほぼ同時に、制御IC105から接続端子を介してFET107のゲートへ向けて発振開始信号(図7のGATEONの(1)のタイミング)を出力する。この信号が抵抗133を介してFET107の制御電極にハイレベルの信号として与えられる。この信号を受けてFET107はオンし、電池正極、トランス106の一次巻線、FET107のドレイン=ソース、電池負極のループで電流(図7の一次電流)が流れる。この為、トランス106の二次巻線には誘導起電力が発生するが、この電流の極性は高圧整流用ダイオード108によりブロックされる極性となるため、トランス106からは励起電流が流れず、エネルギーがトランス106内のコアに蓄積される。
【0054】
そして、上記D/Aコンバータ105dの出力にともない、抵抗131、抵抗134、コンデンサ130で構成される時定数回路が接続されているトランジスタ127のベース電位が上昇を開始する。この時定数は、D/Aコンバータ105dの出力電圧によって任意に設定可能である。そして、コンデンサ130の電圧がトランジスタ127のベース電位がVbeに達した(図7のトランジスタベース電位の(2)のタイミング)のを受けて、トランジスタ127がオンする。これにより、FET107のゲート信号はローレベルとなり、該FET107は非導通となる。
【0055】
これにより、トランス106の二次巻線には逆起電力が発生する。この逆起電力は二次電流(図7の二次電流の(2)〜(3)のタイミング)としてトランス106から、主コンデンサ109、ダイオード120、高圧整流ダイオード108のループで流れ、主コンデンサ109に電荷が蓄積される。このような二次巻線からの電流ループを構成することにより、ダイオード120のカソードと高圧整流ダイオード108のアノードの接続部から接続されているFET107のゲートに入力される信号は、上記実施の第1の形態と同様に、ノイズの少ない信号となる。
【0056】
また、主コンデンサ109、ダイオード120、高圧整流ダイオード108のループで二次電流が流れている時、高圧整流ダイオード108のアノードとダイオード120のカソードに接続されたダイオード128と抵抗129を介してコンデンサ130に蓄積されていた電荷が放出される。ここで、コンデンサ130の電位はVbe電圧より低下するが、制御IC105からの制御信号(図7のGATEON)で抵抗133を介しプルアップされているFET107のゲートは、高圧整流ダイオード108のアノードとダイオード120のカソードに接続されているため、二次電流の放出中は、ローレベルを維持しFET107は非導通を維持している。そして、トランス内に蓄積されていたエネルギーが放出され、二次電流の停止を受けてFET107のゲートはローレベルからハイレベルに反転し(図7のFETGATE(3)のタイミング)、一次巻線への電流駆動を再度開始(図7の一次電流(3)のタイミング)し、上述の通り、トランス106にエネルギーが蓄積開始される。
【0057】
また、二次電流の放出で放電されたリセット状態にあるコンデンサ130の電荷の蓄積も二次電流の停止とともに開始される。そして、上述の通り、トランジスタ127のベースに接続されているコンデンサ130の電圧がVbeに達するまでの所定時間一次巻線への電流駆動が行われ、コンデンサ130の電圧がVbeに達したらFET107が非導通となり、トランス106の蓄積エネルギーが放出され、電荷が主コンデンサ109に充電される。この動作を繰り返すことで主コンデンサ109の電圧は上昇する。
【0058】
以上が本発明の実施の第2の形態における充電動作である。
【0059】
以下、上記構成のコンバータの動作について、図8のフローチャートにより説明する。この動作は、図3のステップ#406と、図5のステップ#109,#117のフラッシュモードに相当するものであり、図3及び図5のその他は実施の第2の形態でも同様であるので、その説明は省略する。
【0060】
まず、ステップ#301において、主コンデンサ109の充電電圧の検出を充電検出回路112にて分圧された電圧を制御IC105内のA/Dコンバータ105cにて行い、その検出結果をマイコン105a内のRAMに記憶する。そして、次のステップ#302において、上記ステップ#301にて行った検出結果から充電完了電圧に達しているかの判定を行い、充電が完了していればステップ#309へ進み、充電OKのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【0061】
一方、上記ステップ#302にて充電完了電圧に達していないことを判定するとステップ#303へ進み、一次巻線への駆動時間の設定となる、D/Aコンバータ105dの電圧設定を行う。そして、次のステップ#304において、充電時間タイマーをスタートさせ、続くステップ#305において、上記のGATEON信号を発生させて上述の充電動作を開始する。
【0062】
次にステップ#306へ進み、制御IC105内のA/D105cで充電電圧検出回路112を介した電圧により充電電圧の検出を行い、その検出結果をマイコン105a内のRAMに記憶する。そして、次のステップ#307において、上記ステップ#306にて検出した充電電圧が充電完了電圧に達しているかの判定を行い、達していなければステップ#310へ進み、上記ステップ#304にて開始させた充電タイマーが所定時間経過(カウントアップ)したか否かの判定を行い、充電タイマーが所定時間経過していたらステップ#311へ進み、上記ステップ#305にて開始した充電動作を停止して、続くステップ#312にて充電NGのフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【0063】
また、上記ステップ#310にて充電タイマーが所定時間経過していない場合はステップ#306に戻り、ステップ#306→#307→#310→#306……の動作を繰り返す。そして、その後ステップ#307にて充電完了電圧に達したことを検出するとステップ#308へ進み、充電を停止して、続くステップ#309にて充電OKフラグを立てて、充電シーケンスを終了する。
【0064】
なお、この実施の第2の形態では、前述した一次電流の駆動時間のタイマーの設定として、D/Aコンバータを用いた構成を説明したが、D/Aコンバータの出力を例えば、有る所定電圧としてタイマーの設定手段として、抵抗134を可変抵抗としてタイマー時間を設定しても良い。
【0065】
また、一次電流の駆動を行う駆動手段は、一次電流駆動信号の電圧或いは、回路構成に応じてトランジスタを用いても良い。
【0066】
上記実施の各形態によれば、一次側の駆動停止後に二次電流の消失を検出したら、次の所定時間、一次側の駆動を開始するようにしている(図2,図7の(3)のタイミング)。このように制御しているので、充電のロスタイムを極めて少なくすることができる。すなわち、高速に充電することが可能になる。
【0067】
また、二次電流を検出するための手段を、ダイオード120と高圧整流ダイオード108により構成し、前記ダイオード120のカソードと前記高圧整流ダイオード108のアノードを接続すると共に、前記ダイオード120のアノードは主コンデンサ109の負極に、前記高圧整流ダイオード108のカソードはトランス106に、それぞれ接続した構成にしているので、二次電流の消失をノイズの少ない信号で検出でき、安定した回路動作が可能となる。
【0068】
また、FET107を駆動する所定時間の設定を、任意に可変なカウンタで行うことにより、トランス106の一次巻線への駆動電流を制御可能となる。
【0069】
また、FET107を駆動する所定時間を、抵抗134,131とコンデンサ130で構成されるCRタイマーで計時することにより、カウンターを持たない制御ICとすることができる。又、前記所定時間の設定をD/Aコンバータ105dの出力で行うようにすることにより、D/Aコンバータの出力電圧でトランス106の一次側の駆動時間を可変設定可能となる。或は、前記抵抗134を可変抵抗とし、この可変抵抗を調整することによっても、トランス106の一次側の駆動時間を設定可能にすることができる。
【0070】
また、トランス106のオン、オフをFETで行うようにしているので、一次電流駆動で発生する切り換えロスによる充電効率の及び充電時間を向上させることができる。
【0071】
また、トランス106のオン、オフをトランジスタで行う構成にすることにより、駆動信号の電圧が低い回路構成において有効となる。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充電のロスタイムを極めて少なくし、高速で充電を行うことができるコンデンサ充電装置又はストロボ装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1の形態に係るカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の第1の形態に係るDC/DCコンバータのタイミングチャートである。
【図3】本発明の実施の第1の形態に係るカメラのメインスイッチのオン時の動作を示すフローチャートである。
【図4】本発明の実施の第1の形態に係るカメラのストロボ充電動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の実施の第1の形態に係るカメラのスイッチSW1のオン以降の動作を示すフローチャートである。
【図6】本発明の実施の第2の形態に係るカメラの主要部分の回路構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の実施の第2の形態に係るDC/DCコンバータのタイミングチャートである。
【図8】本発明の実施の第2の形態に係るカメラのストロボ充電動作を示すフローチャートである。
【図9】従来のフライバックDC/DCコンバータの二次電流放出時間の特性を示す図である。
【図10】従来のフライバックDC/DCコンバータのタイミングチャートである。
【符号の説明】
101 電池
105 制御IC
105d D/Aコンバータ
106 トランス
107 FET
108 高圧整流ダイオード
109 主コンデンサ
112 充電電圧検出回路
120 ダイオード
127 トランジスタ
128 ダイオード
130 コンデンサ
131,134 抵抗
Claims (8)
- 主コンデンサと、該主コンデンサに充電を行うフライバック式DC/DCコンバータとを有するコンデンサ充電装置において、
前記DC/DCコンバータのトランスの一次巻線に供給する電源をオン、オフするスイッチ素子と、該スイッチ素子の駆動を制御する一次駆動制御手段と、前記トランスの二次巻線に流れる二次電流を検出するためのダイオードと、高圧整流ダイオードとを有し、
前記トランスに前記高圧整流ダイオードのカソードが接続され、前記高圧整流ダイオードのアノードに前記ダイオードのカソードが接続され、前記ダイオードのアノードに前記主コンデンサの負極が接続され、前記高圧整流ダイオードと前記ダイオードの接続部から前記二次電流が検出され、
前記一次駆動制御手段は、前記二次電流の消失が検出されることにより、前記スイッチ素子に所定時間の駆動を再開させることを特徴とするコンデンサ充電装置。 - 前記所定時間は、任意に変更可能なカウンタによって設定されることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記所定時間は、抵抗とコンデンサで構成されるCRタイマーによって計時されることを特徴とする請求項1に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記CRタイマーによって計時される前記所定時間は、D/Aコンバータの出力により可変であることを特徴とする請求項3に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記CRタイマーによって計時される前記所定時間は、該CRタイマーの構成要素である可変抵抗によって可変であることを特徴とする請求項3に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記スイッチ素子は、電解効果トランジスタであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のコンデンサ充電装置。
- 前記スイッチ素子は、トランジスタであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のコンデンサ充電装置。
- 請求項1乃至7の何れか1項のコンデンサ充電装置を具備したことを特徴とするストロボ装置。
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