JPH03212634A - 調光式ストロボの制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、調光式ストロボの制御回路、詳しくは写真
撮影等に使用する調光式ストロボ装置における発光用放
電管の発光および発光停止を効率良く行う制御回路に関
するものである。

［従来の技術］ 周知のように、調光式ストロボ装置を用いた閃光発光撮
影は被写体に向けて発光用放電管を発光させ、最適露光
値に達した時点で上記発光を停止させるものである。ま
た、上記ストロボ装置の発光用放電管の発光を制御する
には、従来、発光用放電管に半導体スイッチング素子と
してサイリスタを直列に接続し、同サイリスタの導通を
オン。

オフ制御することによって行うのが一般的であった。

しかし、この従来のサイリスタ制御式ストロボ回路は、
サイリスクをオンさせるための点弧回路およびサイース
タをオフさせるための消弧用転流回路がそれぞれ必要と
なり回路が複雑で高価になるという欠点があった。

そこで、この欠点を除去するためにサイリスタに替えて
、近年実用化されたゲート絶縁型バイポーラトランジス
タ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｇａｔｅ　ＢｉｐｏｌａｒＴ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ）　　（以下、ＩＧＢＴという）等
のゲート制御型スイッチング素子を用いたストロボ用制
御回路（特開昭６４−１７０３３号公報参照）が提供さ
れている。

このゲート制御型スイッチング素子を用いたストロボ制
御回路は、従来のサイリスタを用いたストロボ制御回路
に比べると、素子そのもの＼機能である自己消弧型素子
を用いているため、転流回路か不要であるという特徴を
有している。しかしなから、このＩ　ＧＢＴ等の制御素
子を充分に導通状態に制御するためには、そのゲートに
サイリスタよりは高い数１０Ｖという電圧を印加する必
要がある。

この数１０ｖという高いゲート電圧を得る手段としては
、従来、特開昭６４−１７０３３号公報に開示されてい
る、Ｉ　ＧＢＴを使用したストロボ制御回路に示されて
いる手段がある。この制御回路は、第５図に示すように
、メインコンデンサＣを高圧充電するためのバッテリ電
源昇圧回路１００に降圧用コイルＳを付設し、このコイ
ルＳによって誘起された交流電圧を、トランジスタＱ１
．ツェンナダイオードＺＤ、大容量の平滑用コンデンサ
Ｃ１からなる定電圧回路１０１で直流の定電圧に変換し
、数１０Ｖのゲート印加用電圧を作り、これをスイッチ
ング用トランジスタＱ２を介してＩＧＢＴのゲートに印
加するようにしている。上記トランジスタＱ２は制御信
号発生回路１０２から発せられる発光開始信号によりオ
ンするトランジスタＱ３によりオン動作をするようにな
っており、また上記信号発生回路１０２から発光停止信
号が発せられたときには、トランジスタＱ　およびＱ　
がオンし、上記トランジスタＱ２゜５ Ｑ３がオフすることによりＩＧＢＴへのゲート電圧の印
加を除去するようにしている。

また、このストロボ制御回路においては、発光用放電管
Ｘｅに直列に接続されたＩ　ＧＢＴのコレクタに、上記
放電管Ｘｅのトリガ電極に高圧のトリガ電圧を印加する
ためのトリガトランスＴが接続されていて、ＩＧＢＴの
導通時にトリガコンデンサＣ２に充電されトリガトラン
スＴに高圧が誘起されてトリガ電極にこれが印加される
ようになっている。

一方、ゲート制御型スイッチング素子として周知のＦＥ
Ｔ　（電界効果型トランジスタ）を用いたストロボ制御
回路も特開昭６１−５０１２６号公報によって開示され
ているが、この制御回路においても発光用放電管に直列
に接続されたＦＥＴのゲート電圧は、上記ＩＧＢＴのゲ
ート電圧を得る手段と全く同様の手段が採用されている
。

［発明か解決しようとする課題］ ところが、上記ＩＧＢＴやＦＥＴ等のゲート制御型素子
を用いたストロボ制御回路においては、上述のように、
ゲート電極印加用の電圧をストロボ電源昇圧回路１００
を利用して得ているため、■昇圧用トランスの巻線に降
圧用コイルＳを付設するための中間タップを設けなけれ
ばならない。

■降圧用コイルＳに誘起された交流電圧を、安定した数
１０ｖのゲート印加用電圧にするために、トランジスタ
Ｑ１．ツエンナダイオードＺＤ。

大容量の平滑用コンデンサＣ１からなる定電圧回路１０
１を設けなければならない。

■ゲート電極への電圧を持続するために高耐圧の複数の
スイッチング用トランジスタＱ２．Ｑ３゜Ｑ４．Ｑ５か
らなるゲート回路１０３が必要になる。

という回路を複雑化し、部品点数の多いコスト高にする
という欠点がある。

本発明の目的は、ＩＧＢＴ等のゲート制御型のスイッチ
ング素子を使用したストロボ制御回路における上記従来
の欠点を除去し、複雑なゲート駆動電源用回路を必要と
せず、部品点数も少く極めてシンプルな調光式ストロボ
の制御回路を提供するにある。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明による調光式ストロボの制御回路は、電源を含む
昇圧回路と、該昇圧回路によって充電されるメインコン
デンサと、発光用放電管と、上記メインコンデンサの発
光用放電管を含む放電径路中に直列接続されたゲート制
御型スイッチング素子を有するストロボ装置において、
発光開始信号に応答し、上記放電管のトリガ電極に対し
て起動電圧を印加し、放電管を導通状態に励起するトリ
ガ手段と、 上記ゲート制御型の第１スイッチング素子と並列に接続
された、ダイオードとバイアス用コンデンサとの直列回
路と、 励起され導通状態となった上記放電管の放電々流により
充電された上記バイアス用コンデンサを電源として充電
電荷を上記第１スイッチング素子のゲート電極に印加し
、該スイッチング素子を導通状態に転じると共に、発光
停止信号に応答して該ゲート電極への電圧印加を停止し
、上記第１スイッチング素子を非導通状態へ復帰させる
ための第２のスイッチング素子を含むゲート電極制御手
段と を具備したことを特徴とするものである。

［作　用］ 先ず、ストロボの発光開始に当っては発光開始信号に応
答してトリが手段を働がせ、発光用放電管を励起して導
通状態にする。このとき、ゲート制御型の第１のスイッ
チング素子はゲートにバイアス電圧を加えられておらず
、非導通であるがら放電管からのメインコンデンサの放
電々流は、このスイッチング素子と並列に接続された自
己バイアス用コンデンサを充電する。このコンデンサに
充電が行われると、該コンデンサの端子電圧が一瞬にし
て上昇し、その電圧の一部が上記第１のスイッチング素
子のゲート電極に印加される。これによって第１のスイ
ッチング素子が導通状態となり、以後、放電管を通じた
放電々流はこの第１のスイッチング素子を通じて流れ、
放電発光が継続される。

そして、発光停止時には、発光停止信号に応答して該ゲ
ート電極への自己バイアス回路からのバイアス電圧の印
加か停止され、自己消弧型の上記第１のスイッチング素
子はターンオフして放電管への電流か断たれて発光が停
止される。

［実　施　例］ 以下、図示の実施例により本発明を説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示す調光式ストロボの
制御回路であって、発光用放電管１の放電に必要な高電
圧を供給するための電源昇圧回路２の両端には、同昇圧
回路２から供給された電荷を蓄えるメインコンデンサ３
と、抵抗４．サイリスタ５の直列回路と、上記発光用放
電管１．ゲート制御型の第１のスイッチング素子８の直
列回路とがそれぞれ接続されている。

上記サイリスタ５は、そのゲートに入力端子９から発光
開始信号が印加されたときオンして、トリガ手段を働か
せるためのものであって、トリガ手段は、上記抵抗４と
サイリスタ５との接続点に一端が接続され他端がトリガ
トランス７の一次巻線に接続されたトリガコンデンサ６
と、二次巻線が上記放電管１のトリガ電極１ｔに接続さ
れていて同電極１ｔへの励起用高電圧パルスを発生する
ためのトリガトランス７と、オンしたときに上記コンデ
ンサ６に蓄積された充電々荷を上記トリガトランス７の
一次巻線を介して放電させる上記サイリスタ５とで構成
されている。

上記ゲート制御型の第１スイッチング素子８は、そのゲ
ート電極８ｇにバイアス電圧が印加されることにより、
コレクタ８ｃとエミツタ８ｅ間か導通し、ゲート電極８
ｇへの電圧印加が断たれることによって非導通となる自
己消弧型のゲート制御型のスイッチング素子であり、具
体的にはＩＧＢＴまたは電力用ＦＥＴである。

そして、この第１のスイッチング素子８のコレクタ８ｃ
、エミツタ８ｅ間には、逆流防止用ダイオード１０を介
してバイアス用コンデンサ１１が並列に接続されていて
、同コンデンサ１１には抵抗１２．ツエンナダイオード
１３の直列回路が並列に接続され、ツェンナダイオード
１３には第２のスイッチング素子１４であるトランジス
タが並列に接続されている。

上記バイアス用コンデンサ１１は、第１のスイッチング
素子８のゲートバイアス用の電荷を蓄えるためのコンデ
ンサで抵抗１２を介してゲート電極８ｇにバイアス電圧
を印加する自己バイアス回路を構成している。

また、上記逆流防止用ダイオード１ｏは上記バイアス用
コンデンサ１１に放電管１の放電々流を充電させ、第１
のスイッチング素子８の導通後も、同素子８を通じてバ
イアス用コンデンサ１１の電荷が放電されるのを防ぐ役
目をする。上記ツェンナダイオード１３はスイッチング
素子８のゲート電極８ｇに対して、導通のために充分で
、がっゲト電極８ｇが電圧破壊しない電圧を得るための
ものである。

一方、上記第２のスイッチング素子１４は、発光停止時
に、そのベース電極に入力端子１５から発光停止信号が
印加せられてオンするようになっていて、第１のスイッ
チング素子８のゲート電極８ｇを同素子８が非導通とな
る電圧以下に保持するためのスイッチング素子である。

次に、このように構成された第１実施例の制御回路の動
作を、第２図に示すタイムチャートと共に説明する。先
ず、図示されない電源スィッチのオンにより、メインコ
ンデンサ３に電源昇圧回路２から発光用放電管１が放電
発光をするに充分な電圧が充電される。また、この状態
においてはトリガコンデンサ６へも、抵抗４．トリガト
ランス７の一次巻線を通じて同じ電圧が充電される。

この状態でストロボの発光開始に当って、入力端子９に
サイリスタ５をターンオンするに必要な電圧を有する発
光開始信号Ｖａが印加されると、サイリスタ５はオンし
トリガコンデンサ６の充電々荷はトリガトランス７の一
次巻線を通じて放電する。するとトリがトランス７の二
次巻線には、高圧のトリガパルス電圧Ｖｔが発生し、こ
れが放電管１のトリガ電極１ｔに印加される。放電管１
はトリガ電極１ｔに高電圧パルスが加わることにより励
起され導通状態となる。このとき、第１のスイッチング
素子８はまだ導通しておらず、メインコンデンサ３から
放電管ｌを通じて放電する電流は、逆流防止用ダイオー
ド１０を通じてバイアス用コンデンサ１１に流れ、同コ
ンデンサ１１を充電する。すると、同コンデンサ１１０
両端の電圧がこれに伴って上昇するので、抵抗１２を介
して第１のスイッチング素子８のエミッタ８　ｅ　＋　
ゲート電極８ｇ間の電圧Ｖｃが上昇して第１のスイッチ
ング素子８がターンオンする。こ〜までの動作は放電管
１の導通インピーダンスが非常に低いので、通常数μｓ
ｅｃ以下で行われる。

バイアス用コンデンサ１１のチャージに伴って放電管１
の陰極１にの電圧も一旦上昇するが、旦励起状態となっ
た放電管１は、１００μｓｅｃ以上の間、活性となり導
通し続ける。従って、数μｓｅｅ以内で第１のスイッチ
ング素子８がターンオンして、コレクタ８ｃ、エミツタ
８ｅ間が導通すると、放電管１の放電々流はスイッチン
グ素子８のコレクタ８ｃからエミッタ８ｅへと流れ、放
電管１の放電発光Ｖｐが継続する。また、スイッチング
素子８のターンオンによりそのコレクタ８ｃの電位Ｖｃ
は数Ｖ以下に低下するが、バイアス用コンデンサ１１に
一旦チャージされた電荷は、ダイオード１０の逆方向に
よってスイッチング素子８を経て放電されるのが防止さ
れ、抵抗１２．ツエンナダイオード１３を経てのみ放電
される。

次に、ストロボの発光停止に当っては、他方の入力端子
１５に第２のスイッチング素子１４をオンさせる発光停
止信号ｖｂが加えられる。すると、同スイッチング素子
１４がオンし、第１のスイッチング素子８のゲート電極
８ｇ、エミツタ８ｅ間の電位を下げる。第１のスイッチ
ング素子８はゲート電位が低下すると、コレクタ８Ｃ〜
工ミツタ８ｅ間の導通が断たれる、所謂自己消弧型のス
イッチング素子であるから第２スイッチング素子１４の
オンで第１スイッチング素子８のコレクタ８Ｃ〜工ミツ
タ８ｅ間は非導通となる。よって放電管１の放電々流は
遮断され、放電発生は停止される。第２スイッチング素
子１４への発光停止信号ｖｂの印加は放電管１の消弧後
、除去される。

なお、ツエンナダイオード１３は第１スイッチング素子
８のエミツタ８ｅ〜ゲート電極８ｇ間の電圧をクランプ
し、ゲート電極８ｇが破壊しないようにする役目をする
ものであるが、第１スイッチング素子８のゲート電極８
ｇの破壊電圧がメインコンデンサ３の充電々正量上であ
れば必要ない。

また、ゲート絶縁型のスイッチング素子にあっては、ゲ
ートには電圧が印加されるたけで電流が流れなくともオ
ンするので、バイアス用コンデンサ１１は放電管１の放
電の間だけ、第１のスイッチング素子８のゲートに電圧
を印加すれば良いため、容量は非常に小さくて良い。

第３図は、本発明の第２実施例を示す調光式ストロボの
制御回路である。この第２実施例の制御回路は、上記第
１実施例の制御回路に、倍電圧回路とスピードアップ用
コンデンサ１９を付加したものであって、その他の構成
は上記第１実施例の回路と全く同様に構成されている。

従って同一の構成部品には同一の符号を付し、その説明
は省略する。

即ち、上記倍電圧回路は上記抵抗４とサイリスタ５の接
続点に一端が接続され、他端が発光用放電管１の陰極１
ｋに接続された倍電圧用コンデンサ１６と、陰極１にと
アース間に接続された抵抗１７とで構成されており、ス
ピードアップ用コンデンサ１９は上記抵抗１２に並列に
接続されている。

上記倍電圧用コンデンサ１６は、サイリスタ５がオンし
たときに、放電管１の両端にメインコンデンサ３の充電
々圧の略２倍の電圧を印加して、メインコンデンサ３の
充電々圧が低くても放電し易くするためのものである。

この第２実施例の回路においては、サイリスタ５のオフ
時、トリガコンデンサ６と倍電圧用コンデンサ１６には
メインコンデンサ３の充電々圧と等しい電圧がそれぞれ
充電されている。

この状態で入力端子９に発光開始信号が印加されると、
サイリスタ５がオンして放電管１のトリガ電極１ｔに励
起用高電圧パルスを印加すると共に、放電管１の陰極１
ｋをマイナス電位に引き下げる。このようにして放電管
１が励起されると、放電管１の陽極１ａ〜陰極１に間は
導通状態となる。そして、放電管１が導通ずると、陰極
１にはマイナス電位から一瞬にしてプラス電位となり、
放電管１を流れた電流がバイアス用コンデンサ１１を充
電する。この後、第１のスイッチング素子８のターンオ
ンからターンオフまでの動作は、上記第１実施例の回路
で説明した通りである。

なお、上記スピードアップコンデンサ１９は、第１スイ
ッチング素子８のエミツタ８ｅ〜ゲート電極８ｇ間の容
量と抵抗１２との時定数回路によってスイッチング素子
８のゲート電圧が上昇するのが遅れ、スイッチング素子
８のターンオンが遅れるのを防ぐためのもので、非常に
小さな値の容量のコンデンサが用いられる。

また、この第２実施例の回路においては、放電管１の陰
極１にと第１スイッチング素子８のコレクタ８ｃとの間
にダイオード１８が接続されているが、これはサイリス
タ５がオンしたときに倍電圧用コンデンサ１６の充電々
圧により、放電管１の陰極１ｋがマイナス電位に引かれ
たときにスイッチング素子８のコレクタ８ｃが同じ電位
になって、同素子８が破壊されるのを防ぐために入れら
れたものであるが、素子８のコレクタ８ｃの破壊電圧が
充分大きければ必要ない。

第４図は、上記第３図の第２実施例の制御回路において
、他方の入力端子１５に繰り返しパルス信号を加え、所
謂断続動作による連続発光を行わせる場合のタイミング
チャートを示したものである。

これは発光開始時に、一方の入力端子９に発光開始信号
Ｖａが加えられて放電管１の発光が開始される動作は、
前述の通りである。また、発光を中断する場合に入力端
子１５に発光停止信号ｖｂの電流を加え、第２のスイッ
チング素子１４をオンさせて第１のスイッチング素子８
のゲート電位を下げ、素子８をオフさせ放電を中断する
。しかし、第１のスイッチング素子８のオフによって同
素子８のコレクタ電位Ｖｃは上昇し、これによりバイア
ス用コンデンサ１１が再びチャージされる。

放電管１は電流を断たれても活性状態にあるので、この
活性状態にある間に、再び他方の入力端子１５の印加電
圧をＬ”に戻して第２のスイッチング素子１４をオフさ
せる。すると、第１のスイッチング素子８のゲート電位
Ｖｇは再び、バイアス用コンデンサ１１のチャージ電圧
で上昇し、スイッチング素子８がターンオンし放電管１
の放電が再開される。

このように短かい期間に断続的に放電を繰り返させる場
合にも、入力端子１５に第４図に示すような繰り返しパ
ルスｖｂを印加するだけで、連続したストロボ発光を行
わせることができる。

また、以上説明した実施例の制御回路においては、説明
を簡単にするために、電流制限用抵抗。

サイリスタのカソード−ゲート間のシャント抵抗。

コンデンサおよびトランジスタのエミッターベース間の
シャント抵抗等は省略しである。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、ＩＧＢＴ等の自己消
弧型のゲート制御型スイッチング素子を使用したストロ
ボ制御回路において、発光用放電管の励起電流を利用し
て上記スイッチング素子のバイアス電圧を得るようにし
たので、明細書冒頭に述べた、この種従来の制御回路の
ように、上記スイッチング素子のゲート電極をバイアス
するための電源を、昇圧回路から分離して独立に設ける
必要がなく、またバイアス用電源のための整流用ダイオ
ードや平滑用の大容量コンデンサ、定電圧素子等も不要
となり、更に放電管がトリガされたときのみ、バイアス
電圧がゲート電極に加わるようにした＼め、従来のよう
にバイアス電源からゲート電極に対して電圧を印加する
ための、複数のトランジスタからなるゲート回路も不要
になる。

従って、本発明によれば、従来の欠点を除去した非常に
シンプルな調光式ストロボの制御回路を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例を示す調光式ストロボの
制御回路の電気回路図、 第２図は、上記第１実施例の制御回路のタイムチャート
、 第３図は、本発明の第２実施例を示す調光式ストロボの
制御回路の電気回路図、 第４図は、上記第２実施例の制御回路におけるストロボ
連続発光時のタイムチャート、第５図は、従来の調光式
ストロボの制御回路の一例を示す電気回路図である。 １・・・・・・・・・発光用放電管 １ｔ・・・・・・トリガ電極 ２・・・・・・・・・電源昇圧回路 ３・・・・・・・・・メインコンデンサ８・・・・・・
・・・ゲート制御型の第１スイッチング素子８ｇ・・・
・・・ゲート電極 １０・・・・・・ダイオード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電源を含む昇圧回路と、該昇圧回路によって充電
   されるメインコンデンサと、発光用放電管と、上記メイ
   ンコンデンサの発光用放電管を含む放電径路中に直列接
   続されたゲート制御型スイッチング素子を有するストロ
   ボ装置において、発光開始信号に応答し、上記放電管の
   トリガ電極に対して起動電圧を印加し、放電管を導通状
   態に励起するトリガ手段と、 上記ゲート制御型の第１スイッチング素子と並列に接続
   された、ダイオードとバイアス用コンデンサとの直列回
   路と、 励起され導通状態となった上記放電管の放電々流により
   充電された上記バイアス用コンデンサを電源として充電
   電荷を上記第１スイッチング素子のゲート電極に印加し
   、該スイッチング素子を導通状態に転じると共に、発光
   停止信号に応答して該ゲート電極への電圧印加を停止し
   、上記第１スイッチング素子を非導通状態へ復帰させる
   ための第２のスイッチング素子を含むゲート電極制御手
   段と を具備してなることを特徴とする調光式ストロボの制御
   回路。