JPH0713916B2

JPH0713916B2 - ストロボ装置

Info

Publication number: JPH0713916B2
Application number: JP10908890A
Authority: JP
Inventors: 和雄田中; 伸二平田
Original assignee: ウエスト電気株式会社
Priority date: 1990-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH046797A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は閃光放電管と直列にこの閃光放電管の発光動作
を制御するパワーMOSFETを接続したストロボ装置に関
し、特に、上述のパワーMOSFETの駆動制御系を簡素化し
たことを特徴とするストロボ装置に関するものである。

従来の技術従来よりFETを使用したストロボ装置としては、特開昭6
1-50125号公報、同61-50126号公報に示された装置が周
知である。

第５図は、上記両提案に示されている装置の基本構成を
示した電気回路図であり、上記提案装置は、周知のDC-D
Cコンバータ回路である直流高圧電源１、この電源１に
併設され後述する発光制御回路５に定電圧を供給する定
電圧回路２、閃光放電管Xeをトリガーする公知のトリガ
ー回路３、トリガー回路３を動作させるためのトリガー
信号等、種々の出力信号を発生する制御回路４、閃光放
電管Xeと直列接続されたFETのオン、オフを制御し上記
閃光放電管Xeの発光を制御する発光制御回路５および閃
光放電管Xeで消費されるエネルギーを蓄積する主コンデ
ンサ６とを備えて構成されている。

上記装置においてスイッチSwをオンすると、直流高圧電
源１が動作し、発振トランスＴの二次巻線Saに発生して
いる高電圧によって主コンデンサ６の充電が、また低圧
電源Ｅにて制御回路４の電源用コンデンサCeの充電が行
われる。

同時に、発振トランスＴの二次巻線Sb、ダイオード７、
ツェナーダイオード８等からなる定電圧回路２が動作を
開始し、図中のＡ点に所定の定電圧が出力されることに
なる。

よって、制御回路４および発光制御回路５は夫々動作準
備状態となる。

各コンデンサの充電がなされた状態で制御回路４の出力
端子4aより高レベル信号である発光開始信号が出力さ
れ、発光制御回路５のトランジスタ９のベースに入力さ
れると、このトランジスタ９はオンし、よってトランジ
スタ10もオンすることになる。

よって、定電圧回路２がＡ点に出力している定電圧が上
記トランジスタ10、図番を付していない抵抗を介してFE
Tのゲートに印加される。

これによりFETはオンし、トリガー回路３のトリガーコ
ンデンサCt、トリガートランスTtの一次巻線を介してコ
ンデンサCtの充電電流がながれ、上記トランスTtの二次
巻線にトリガーパルスが発生、閃光放電管Xeに印加され
る。

この結果、上記閃光放電管Xeは主コンデンサ６の充電電
荷を消費して発光する。

上記発光途上において、たとえば制御回路４内に含まれ
る測光回路によって発光停止パルスが発生せしめられ出
力端子4aから低レベルの発光停止信号が出力されると、
トランジスタ９、10がオフする。

よって、それまで定電圧回路２よりFETのゲートに供給
されていた所定電圧の供給が停止することになり、上記
FETがオフし、この結果閃光放電管Xeの発光が停止す
る。

以上のような動作が第５図に示した装置の基本動作であ
る。

発明が解決しようとする課題第５図に図示した装置は、閃光放電管Xeを励起するトリ
ガー回路を動作させるトリガー信号である発光開始信号
に応答してFETのゲートに電圧を印加し、発光停止信号
に応答して上記電圧印加を停止する制御構成を備えてお
り、転流コンデンサを用いて発光停止を行うものに比し
て発光オーバーがなくなり、また高速の繰返し発光を実
現できることになる。

しかしながら、上記した装置のFETの駆動系についてみ
てみると、発光開始信号に応答して動作するとともに、
発光停止信号にも応答して動作することにより上記FET
のゲートへの電圧印加を制御する発光制御回路５を必要
とし、回路構成が複雑化し、コストアップを生じる問題
点を有している。

また、発光開始信号に応答してFETのゲートへの電圧印
加とトリガー回路の起動動作が同時になされるため、と
もすればFETが十分にオンしていないときにトリガー回
路が動作してしまう恐れがある。一方、この場合、FET
は高インピーダンス状態であり、よって、トリガー回路
の動作効率が悪くなり、閃光放電管Xeを発光させること
ができない場合が生じる恐れがあり、さらに、閃光放電
管Xeを発光させることができた場合であっても、主コン
デンサ６からのエネルギー供給によりFETが破壊されて
しまう場合が生じる恐れも有している。

すなわち、トリガー回路の動作タイミングに基づき、ト
リガー回路の動作効率の悪化、あるいはFETの破壊とい
う不都合を生じる恐れを有している。

本発明は上述したような不都合点を考慮してなしたもの
で、簡単な構成を有し、かつトリガー回路の動作タイミ
ングに関係のない安定した動作を実現できるストロボ装
置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段本発明によるストロボ装置は直流高圧電源と、該直流高
圧電源の両端に接続され、上記直流高圧電源が供給され
ることにより充電される主コンデンサと、閃光放電管と
パワーMOSFETとを直列接続してなり、上記主コンデンサ
の両端に接続される直列接続体と、上記直流高圧電源の
上記主コンデンサへの供給に同期して動作し、上記パワ
ーMOSFETのゲートに駆動電圧を供給する電圧供給手段
と、発光命令信号が供給される制御極を有するとともに
その低電位側端子が上記閃光放電管とパワーMOSFETとの
接続点に接続されたトリガースイッチ素子と、該トリガ
ースイッチ素子の動作に応答して上記閃光放電管を励起
するトリガー回路と、発光停止命令信号が供給される制
御極を有するとともにその主極間が上記パワーMOSFETの
ゲート〜ソース間に接続される制御スイッチ素子とを備
えて構成される。

作用本発明によるストロボ装置は上記のような構成を有する
ことから、パワーMOSFETのゲートには、トリガー回路を
動作させる発光開始信号に応答することなく、直流高圧
電源の動作開始に応答して主コンデンサの充電が開始さ
れると電圧供給手段より駆動電圧が印加されることにな
る。

この駆動電圧の印加により、パワーMOSFETは導通準備状
態になされることになる。

従って、上記駆動電圧の印加構成、すなわち、パワーMO
SFETの駆動系は発光開始信号に応答するための構成が必
要なくなり簡素化され、また、上記パワーMOSFETはトリ
ガー回路の動作タイミングに関係のない安定した動作を
行えることになる。

実施例以下、本発明のストロボ装置の実施例について説明す
る。

［実施例１］第１図は、本発明によるストロボ装置の第１実施例を示
す電気回路図であり、図中、第５図と同符号の構成要素
は同じ機能の要素である。

周知のDC-DCコンバータ回路や積層電源等からなる直流
高圧電源１の両端には、主コンデンサ６接続されてい
る。

主コンデンサ６の両端には、閃光放電管XeとパワーMOSF
ETとを直列接続した直列接続体11および抵抗13とツェナ
ーダイオード14とを直列接続してなる電圧供給手段12が
接続されている。

閃光放電管Xeの両端には、トリガー回路３のトリガーコ
ンデンサCtの充電用抵抗Rtと、オン動作することにより
上記トリガー回路３を動作させるトリガースイッチ素子
であるSCR15とを直列接続した直列体が接続されてい
る。すなわち、SCR15の低電位側端子であるカソードは
閃光放電管XeとパワーMOSFETとの接続点であるＢ点に接
続されている。

抵抗13とツェナーダイオード14との接続点であるＣ点
は、パワーMOSFETのゲートと抵抗Ｒを介して接続されて
いる。

また、上記Ｃ点とアース間、すなわちパワーMOSFETのソ
ース間には、オンすることによりパワーMOSFETのゲート
〜ソース間を抵抗Ｒを介して短絡し、このパワーMOSFET
をオフさせるトランジスタ16が、制御スイッチ素子とし
て接続されている。

SCR15、トランジスタ16の制御極であるゲート15a、ベー
ス16aには、それぞれ発光を開始させる発光開始信号お
よび発光を停止させる発光停止信号が供給される。

なお、第１図中に破線で示したコンデンサ、抵抗、ダイ
オードから形成される回路は、パワーMOSFETのオン時に
閃光放電管Xeの両端電位を高電位になす倍圧回路17を示
し、図示のように併設できることは詳述するまでもな
い。

以下、上記のような構成からなる本発明によるストロボ
装置の第１実施例の動作について、第２図に示した第１
図中の所定地点の信号波形図を参照して説明する。

今、時点t₁において、図示していない適宜の電源スイッ
チの投入等により直流高圧電源１が動作を開始すると、
その出力端子1a、1b間に出力される直流高電圧にて主コ
ンデンサ６等の充電が開始され、例えば主コンデンサ６
の端子電圧は第２図（ａ）に示したように上昇して行
く。

同時に、上記出力端子1a、1b間に出力される直流高電圧
は電圧供給手段12にも供給されることから、ツェナーダ
イオード14の両端に第２図（ｂ）に示したような所定電
圧が発生し、この所定電圧が抵抗Ｒを介してパワーMOSF
ETのゲート〜ソース間に印加されることになる。

すなわち、本発明の第１実施例においては上記時点t₁に
てパワーMOSFETのゲートに所定電圧を印加しており、も
ちろんパワーMOSFETは上記所定電圧の印加により導通準
備状態になされる。

主コンデンサ６等の充電がなされた状態における時点t₂
にて、SCR15のゲート15aに第２図（ｃ）に示したような
発光開始信号である高レベルパルス信号が印加される
と、SCR15はパワーMOSFETが導通準備状態であることか
らオンする。

よって、トリガーコンデンサCtの充電電荷がSCR15、ト
リガートランスTtを介して放電され、すなわちトリガー
回路３が動作し、閃光放電管Xeが励起される。

このときパワーMOSFETは導通準備状態であり、従ってパ
ワーMOSFETはオンし、閃光放電管Xeは第２図（ｅ）に示
したように上記時点t₂より主コンデンサ６の充電電荷を
消費して発光する。

閃光放電管Xeが発光している適宜時点、たとえばその発
光量が適正光量となった時点t₃において、トランジスタ
16のベース16aに、例えば測光回路（図示せず）より発
光停止信号である第２図（ｄ）に示したような所定のパ
ルス幅Tsを有する高レベルパルス信号が印加されると、
その期間Ts中トランジスタ16がオンすることになる。

トランジスタ16がオンすると、パワーMOSFETのゲート〜
ソース間が抵抗Ｒを介して短絡され、そのゲート電位が
第２図（ｂ）に示したように上記時点t₃にて導通を維持
できないレベルに制御されることになり、この結果、パ
ワーMOSFETは上記時点t₃にてオフする。

従って、閃光放電管Xeを流れていた放電電流が遮断され
ることになり、閃光放電管Xeの発光は第２図（ｅ）に示
したように時点t₃において停止する。

また、SCR15の低電位側端子であるカソードがパワーMOS
FETのドレインと接続されており、従って、パワーMOSFE
TのオフによりSCR15を介して流れる電流ループも同時に
遮断され、このSCR15も確実にオフする。

このことは、SCR15をその保持電流を考慮することなく
オフできることを意味しており、閃光放電管Xeを高速発
光させる機能を実現するために極めて重要な要件とな
る。

すなわち、本発明においては、上述したようにSCR15で
あるトリガースイッチ素子の低電位側端子を閃光放電管
XeとパワーMOSFETとの接続点に接続しており、パワーMO
SFETのオフ時必ずトリガースイッチ素子をオフでき、次
回の発光動作のためのトリガー回路３の動作準備を行え
ることになり、この結果、閃光放電管Xeの高速発光機能
を実現できることになるわけである。

以後、第２図（ｄ）に示したように、上記期間Tsを経過
した時点t₄にて発光停止信号がなくなると、トランジス
タ16がオンからオフに復帰し、パワーMOSFETのゲート〜
ソース間の短絡が解除され、かつ電圧供給手段12の動作
により再びパワーMOSFETのゲートに駆動電圧が印加され
ることになる。すなわち、装置は発光前の初期状態に復
帰することになり、かかる時点で一回の発光動作が終了
する。

なお、先に述べた発光停止信号の出力期間Tsについてさ
らに詳しく述べると、希望する発光動作が単発の発光で
ある場合には、グロー放電を防止する意味から１回づつ
の発光動作において閃光放電管Xeの消弧時間の配慮が必
要となることは詳述するまでもない。すなわち、単発発
光の場合、上記期間Tsは閃光放電管Xeの消弧時間より長
くする必要がある。

また、希望する発光動作が高速発光動作である場合に
は、上記配慮を行うと逆に不都合となり、すなわち、高
速発光動作中の個々の発光に対し上記Tsを設定すると所
望発光回数を実現できず、従って、かかる場合にはその
最終発光動作の終了時に対してのみ上記Tsで述べた閃光
放電管Xeの消弧時間をグロー放電を防止する意味で考慮
すれば良いことになる。

［実施例２］第３図は、本発明によるストロボ装置の第２実施例を示
す電気回路図であり、図中、第１図と同符号の構成要素
は同じ機能の要素である。

第３図からも明らかなように、この第２実施例は第１実
施例において主コンデンサ６であった電圧供給手段12の
電源を先に述べた従来例における定電圧回路２等の低圧
電源とした例である。

このため、パワーMOSFETの駆動電圧の供給源が異なるだ
けでストロボ装置としての動作は第１実施例と同一とな
る。

すなわち、直流高圧電源が動作して主コンデンサ６等の
充電が開始されると同時に定電圧回路２も動作し、これ
によりパワーMOSFETのゲートに所定電圧が印加され、パ
ワーMOSFETは導通準備状態になされる。

SCR15のゲート15aに発光開始信号が供給されトリガー回
路３が動作すると、閃光放電管Xeは主コンデンサ６の充
電電荷を消費して発光する。その発光途上においてトラ
ンジスタ16のベース16aに発光停止信号が供給される
と、トランジスタ16はオンしてパワーMOSFETのゲート〜
ソース間を短絡し、閃光放電管Xeはその発光が停止す
る。上記発光停止信号がなくなった時点でストロボ装置
は発光前の初期状態に復帰し、かかる時点で一回の発光
動作が終了することになり、以上の動作は先の第１実施
例とまったく同一となる。

［実施例３］第４図は、本発明によるストロボ装置の第３実施例を示
す電気回路図であり、図中、第１図と同符号の構成要素
は同じ機能の要素である。

第４図からも明らかなように、この第３実施例は電圧供
給手段12内にスイッチ素子としてのトランジスタ18、こ
のトランジスタ18の動作を制御するためのトランジスタ
19及びこのトランジスタ19の動作を制御する制御手段20
を設けた例である。

トランジスタ18はトランジスタ19がオンすることにより
オンし、パワーMOSFETのゲートへの電圧印加を行える状
態を形成する。また、トランジスタ19は制御手段20の動
作状態にてそのオン、オフが制御される。

すなわち、第３実施例においてはパワーMOSFETのゲート
への電圧印加タイミングを制御手段20の動作に基づくト
ランジスタ18、19の動作にて制御できることになる。

例えば、直流高圧電源１の動作開始に応答して制御手段
20からトランジスタ19のベースに高レベル信号を供給す
ると、トランジスタ19はオンし、よってトランジスタ18
もオンし、装置は先の第１実施例と同様の回路状態とな
る。すなわち、電圧供給手段12が動作してパワーMOSFET
のゲートに所定電圧が印加され、パワーMOSFETは導通準
備状態になされることになる。

逆に、上記のような電圧供給状態においてトランジスタ
19のベースに制御手段20から低レベル信号を供給する
と、上記トランジスタ19はオフし、よってトランジスタ
18もオフし、この結果電圧供給手段12の動作は停止し、
パワーMOSFETのゲートへの所定電圧の印加が停止せしめ
られることになる。

従って、例えば上記制御手段20を、電源の浪費を防止す
るために装置の動作開始から所定時間経過した後に直流
高圧電源１の動作を停止させるいわゆるオートオフ動作
に応答して上記低レベル信号の供給を行うようになして
おけば、上記オートオフ動作時、電源供給手段12による
主コンデンサ６の放電ループが形成されることはなく、
主コンデンサ６の充電電圧を、上記オートオフ動作後の
所定期間高レベル状態に維持できることになる。従っ
て、エネルギーの有効利用を実現でき、すなわち、次回
の発光動作を行おうとする場合、主コンデンサ６の充電
動作を極短時間で行うことができることになる。

なお、トランジスタ18がオンし電圧供給手段12が動作し
ている状態において、発光開始信号が供給されると閃光
放電管Xeが発光し、また発光停止信号が供給されると閃
光放電管Xeの発光が停止する等の動作は、先の第１ある
いは第２実施例と同一の動作となることは詳述するまで
もない。

発明の効果本発明によるストロボ装置は、上述したようにパワーMO
SFETのゲートへの所定電圧の印加を電圧供給手段により
直流高圧電源の動作開始に応答して行うことから、発光
開始信号に応答する構成が必要なくその印加構成を極め
て簡素化できる効果を有している。

また、発光開始信号が供給される前にパワーMOSFETのゲ
ートへの電圧印加がなされこのパワーMOSFETが導通準備
状態になされていることから、パワーMOSFETはトリガー
回路の動作時には必ず十分なオン状態になされており、
この結果トリガー回路の動作効率が悪化することはな
く、またパワーMOSFETが破壊される恐れもなくなる効果
を有している。

換言すれば、パワーMOSFETの動作をトリガー回路の動作
タイミングに関係なく、安定して行える効果を有してい
るわけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるストロボ装置の第１実施例を示す
電気回路図、第２図は第１図中の所定地点の信号波形
図、第３図は本発明によるストロボ装置の第２実施例を
示す電気回路図、第４図は本発明によるストロボ装置の
第３実施例を示す電気回路図、第５図は特開昭61-50125
号公報等に示された装置の一例を示す電気回路図であ
る。１……直流高圧電源、２……定電圧回路、３……トリガ
ー回路、６……主コンデンサ、11……直列接続体、12…
…電圧供給手段、13……抵抗、14……ツェナーダイオー
ド、15……SCR、17……倍圧手段、16、18、19……トラ
ンジスタ、20……制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流高圧電源と、該直流高圧電源の両端に
接続され、前記直流高圧電源が供給されることにより充
電される主コンデンサと、閃光放電管とパワーMOSFETと
を直列接続してなり、前記主コンデンサの両端に接続さ
れる直列接続体と、前記直流高圧電源の前記主コンデン
サへの供給に同期して動作し、前記パワーMOSFETのゲー
トに駆動電圧を供給する電圧供給手段と、発光命令信号
が供給される制御極を有するとともにその低電位側端子
が前記閃光放電管とパワーMOSFETとの接続点に接続され
たトリガースイッチ素子と、該トリガースイッチ素子の
動作に応答して前記閃光放電管を励起するトリガー回路
と、発光停止命令信号が供給される制御極を有するとと
もにその主極間が前記パワーMOSFETのゲート〜ソース間
に接続される制御スイッチ素子とを備えたストロボ装
置。
【請求項２】電圧供給手段は、主コンデンサの両端に接
続される抵抗と定電圧素子とを直列接続してなる直列体
から形成される請求項（１）に記載のストロボ装置。
【請求項３】電圧供給手段は、直流高圧電源の動作に応
答して所定の定電圧を発生する定電圧電源からなる請求
項（１）に記載のストロボ装置。
【請求項４】電圧供給手段は、直流高圧電源の動作開始
時点及び動作開始から所定時間の経過時点に応答して動
作するスイッチ構成を含んで形成される請求項（１）な
いし（４）のいずれかに記載のストロボ装置。