JPS6333278B2

JPS6333278B2 -

Info

Publication number: JPS6333278B2
Application number: JP11417680A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Nakayama
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1980-08-20
Filing date: 1980-08-20
Publication date: 1988-07-05
Also published as: JPS5738596A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えばストロボに使用される放電管
の駆動回路に関し、特に放電管の放電流量を制御
してその発光量を制御する駆動回路に関する。

従来の電流遮断式調光ストロボ駆動回路は、そ
の構成図を第１図に示すように、２つのSCRと
転流用コンデンサとによるフリツプ・フロツプ式
のものが一般的である。第１図において端子１お
よび２はV_DCなる直流電圧が供給される電源端
子、３はコンデンサ、４は電流制限用インダクタ
ンス、５はインダクタ４の逆起電力吸収用ダイオ
ード、そして６はXe（キセレン）放電管であり、
端子６ａ，６ｂは主放電電極端子、６ｃは補助用
トリガ電極端子で、これはトリガ用昇圧トラレス
の２次巻線７に接続される。また、８はXeラン
プ管を駆動し放電電流を制御するSCR、９は転
流用コンデンサで抵抗１３、転流用SCR１７と
でフリツプ・フロツプ回路を構成している。コン
デンサ１０、抵抗１１，１２はSCR８のトリガ
信号供給回路を構成し、また、抵抗１４は抵抗１
３と共に転流用コンデンサ９を充電する充電抵抗
である。又、抵抗１４の両端には抵抗１５、コン
デンサ１６の直列回路が接続されている。

かかる回路構成の動作を第２図の電圧、電流波
形を用いて説明する。Xeランプ管は、補助トリ
ガ電極６ｃに第２図ａの如くVcなるトリガ用高
圧パルスが２次巻線７により印加されると放電し
端子６ａ，６ｂ間は短絡に近い低インピーダンス
になる。これにより、SCR１７の両端には、抵
抗１３，１４を介してほぼ直流電圧V_DCまで充電
された転流用コンデンサ９の両端電圧に、さらに
直流電圧V_DCが加算された約2V_DCが瞬時に同図ｂ
のように印加される。この電圧変動はコンデンサ
１０、抵抗１１および１２からなる微分回路によ
りSCR８のゲートにトリガ信号して供給される。
これによつてSCR８は導通してその両端電圧Va
は同図ｂのよう変化し、その導通によつてXeラ
ンプ管は同図ｃのようにiaなる大きなパルス電流
を放電し発光する。このようにしてXeランプ管
６が発光放電している状態で、転流用SCR１７
のゲートにパルス１８を供給してこれを導通させ
ると、同図ｅのような電流ibが流れてその両端電
圧Vbは同図ｂのようになり、よつてSCR８はそ
のアノード・カソード間に逆方向に転流用コンデ
ンサ９から充電電圧の印加を受けて阻止状態にス
イツチする。その結果、Xeランプ管の放電電流
も同図ｃのように遮断されて発光は停止する。か
かる回路動作から明らからように、Xeランプ管
の発光量を転流用SCR１７のゲート信号１８で
制御するのである。

しかしながら、かかる駆動回路では以下に示す
ような欠点があつた。即ち、Xeランプ管６の駆
動用SCR８を動作させるために、抵抗１１，１
２およびコンデンサ１０で成るトリガ回路が必要
となつて部品点数が多くなり、さらにそのトリガ
が方法としては転流コンデンサ９のXeランプ管
６の放電による両端電圧変化を利用して行なつて
おり、このために転流SCR１７に直流電源の２
倍以上の耐圧を持つ素子が必要となつて高価にな
つてしまう。しかも、特にストロボ用の機種では
次の発光までの期間をできるだけ短かくする必要
があると共にその大きさや価格から転流コンデン
サ９の容量をできる限り小さくする必要があり、
そのために転流ターンオフ時間の短い転流SCR
１７が必要となる。かつまた、この転流SCR１
７としては、第２図のａに示すように転流ターン
オフ後のアノード・カソード間に印加される回路
の直流電圧上昇率（dv／dt）が極めて大きいた
め、臨界オフ電圧上昇率耐量の高いものが必要と
なつて非常に高価なものとなる。

本発明の目的は、かかる欠点を解消し、部品点
数を少なくしてかつ要求される動作特性を満足し
た安価な放電管駆動回路を提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明はターンオ
フ時間が非常に短く、かつ導通のためのトリガ信
号を必要としない電界的にON、OFFが制御され
るサイリスタを使用し、これに放電管を直列接続
すると共に、そのサイリスタのゲート・カソード
間に閉回路の形成によつてゲート・カソード間を
逆バイアスにする回路を挿入したことを特徴とす
る。

以下、図面により本発明の実施例を詳細に説明
する。

第３図は本発明の基本回路を示すもので、１９
が電界的にON、OFFが制御されるサイリスタ
（以下、単に電界制御サイリスタという）で１９
ａ，１９ｂおよび１９ｃはそれぞれアノード、カ
ソードおよびゲート電極を表わす。２０，２１お
よび２２はXeランプ管６に並列接続され、電界
制御サイリスタ１９を介して充電されて直流電圧
を作るコンデンサ、抵抗および整流用ダイオード
をそれぞれ示す。２３は電界制御サイリスタ１９
のゲート・カソード間１９ｃ，１９ｂに接続され
たバイアス用抵抗で、スイツチ２４は接点の導通
によつてコンデンサ２０の直流電圧を電界制御サ
イリスタ１９のゲート・カソード間に逆方向に印
加される。

かかる動作を説明する前にこの電界的に、
ON、OFFが制されるサイリスタについて説明す
る。この基本構造は第４図ａ，ｂに示すように、
アノード・カソード間１９ａ，１９ｂ順方向は、
同図ａのようにゲート・オープンまたはゲート・
カソード間同電位状態のときはダイオードの順方
向特性と同様であり、電源２ｂによつて順バイア
ス印加することによりアノード電流２８が流れて
導通状態にある。阻止状態にスイツチするには、
ゲート・カソード間１９ｃ，１９ｂにスイツチ２
４の閉によつて電源２５からの逆バイアス電圧を
印加すれば、同図ｂのごとく空乏層２９が拡がつ
て遮断とすることができる。等価的にＮチヤンネ
ル型FETのゲート・ソース間を逆バイアスする
ことでアノード電流２８を遮断するものである。

次に、第３図の基本回路動作について詳細に説
明すると、スイツチ２４が開放状態でかつ回路に
V_DCなる直流電圧が印加されると、電界制御サイ
リスタ１９のアノード・カソード間１９ａ，１９
ｂは第４図で示したようにダイオードの順方向特
性であり、アノード電流はXeランプ管がカツト
オフ状態であるために抵抗２１、ダイオード２２
を介してコンデンサ２０の充電電流として流れ、
コンデンサをほぼ直流電圧V_DCまで充電アツプす
る。コンデンサ２０の充電電圧がV_DCに達すると
電界制御サイリスタ１９のアノード電流はほとん
ど零となるが、アノード・カソード間はダイオー
ドの順方向特性であることには変わりがない。よ
つて次にXeランプ管を昇圧トランスの２次巻線
７を介してトリガすれば放電電流は、コンデンサ
３→電流制御用インダクタンスコイル４→電界制
御サイリスタ１９→Xeランプ管６と流れて発光
する。このとき、コンデンサ２０の放電電流はダ
イオード２２の逆方向特性によりブロツクされる
ので電荷の放出は行なわれない。Xeランプ管６
が放電し発光している状態でスイツチ２４を閉じ
ると、コンデンサ２０の電荷は抵抗２３を介し放
出され、これによつて、電界制御サイリスタ１９
のゲート・カソード間１９ｃ，１９ｂ間にはこれ
を逆バイアスするような極性方向に電圧が印加さ
れる。従つて、電界制御サイリスタ１９はこのゲ
ート・カソード間への逆印加電圧により、アノー
ド・カソード間はダイオードの順方向特性から高
インピーダンス状態、即ちオフ状態にスイツチさ
れる。この結果Xeランプ管の放電電流は遮断さ
れて発光も停止する。６はその性質から一度所定
時間以上放電がストツプすると、再び補助ゲート
電極６ｃが高パルストリガ電圧を印加しない限り
直流電圧V_DCが印加されても放電発光は起こらな
い。つまり、Xe管６の放電機能が完全に停止す
るまでの時間だけ電界制御サイリスタゲート・カ
ソード間を逆バイアスしてオフ状態に維持してお
けば良く、この時間は、コンデンサ２０、抵抗２
３の定数値とスイツチ２４の閉時間で決定され
る。このようにしてXeランプ管６が元の阻止状
態に復帰した後は、再び電界制御サイリスタ１９
のアノード・カソード間は導通しコンデンサ２０
を充電してXeランプ管駆動用高圧パルスの待期
状態に戻る。尚、ダイオード５は電界制御サイリ
スタ１９がターンオフした際、インダクタンス４
に蓄積されているエネルギーを放電させるために
挿入されたもので従来回路と同じである。

第５図は本発明の一実施例を示す回路例で、電
界制御サイリスタ１９のゲート・カソード間に逆
電圧を印加させるスイツチ２４として、SCR３
０を使用したもので、第６図は各部の動作を説明
するための電流、電圧波形を示したものである。
第５図に於いて、符号１〜７および１９〜２３は
第３図の同一符号と同じであり、３０は電界制御
サイリスタ１９のゲート・カソードに逆電圧を印
加するための半導体スイツチであるSCR、３１
は電流制御用抵抗である。また、１８はSCR３
０の点弧用トリガ信号を示す。かかる動作を第６
図を参照して説明する。Xeランプ管のトリガ電
極６ｃに第６図ａのようなトリガ電圧Vcが入力
されると、同図ｂのような放電電流iaが流れて発
光する。このとき電界制御サイリスタ１９のアノ
ード・カソード間にはダイオード特性による順方
向電圧Vaが同図ｃのように発生している。また、
同図ｆに示すようにコンデンサ２０にはVc₂₀な
る電圧が発生している。次に、SCR３０にトリ
ガ信号１８が入力されるとSCR３０は導通し、
コンデンサ２０の電圧Vc₂₀が電界制御サイリス
タ１９のカソード・ゲート間にこれを逆バイアス
するように印加されこれによつて電界制御サイリ
スタ１９はターンオフする。これによつて、放電
電流iaは同図ｂのようになくなつて発光は停止す
る。又、SCR₃₀には電流ibが同図ａのようにコン
デンサ２０、抵抗２１，２３，３１で決まる時定
流をもつて流れ、それと共に抵抗２３の両端電圧
Vdも同図ｅに示すように減少してゆく。SCR３
０の電流ibが時間t₁を経てSCR３０の保持電流以
下になると阻止状態に復帰する。SCR３０がオ
フすると、Xeランプ管６はすでにt₁間にカツ
ト・オフ復帰しているため、再び電界制御サイリ
スタ１９→コンデンサ２０→抵抗２１→ダイオー
ド２２と充電電流が流れ時間t₂後の充電完了とと
もに、待機状態にリセツトされる。

以上説明したように、本発明の効果はXeラン
プ管駆動用には電界的にそのON、OFFが制御さ
れるサイリスタを使用することにより、従来装置
のSCRに比べ、トリガ回路が不要である。また、
電界制御サイリスタのスイツチング構造からター
ンオフ時間は非常に小さく、臨昇オフ電圧上昇率
は全く無関係となる外、導通時の素子の電圧降下
もPNPN四層スイツチであるSCRに比べ小さい
という利点を持つている。また、転流用SCRに
ついても耐圧が直流電圧V_DCまでしか印加されず
従来方式に比べ約1/2のもので良く、さらに全体
としても部品使用が少なくなる等物理的面に於い
ても利点がある。

以上のように、本発明によれば、要求される回
路動作特性を満たし、かつ部品点数を非常に少な
くして安価な放電管駆動回路を提供できる。尚、
本発明の上記実施例では、Xeランプ管６を電界
制御サイリスタ１９のカソード側に挿入したが、
アノード側に挿入しても一向かまわず、また
SCR３０のほかにトランジスタや機械的スイツ
チでもよい。勿論Xeランプ管以外の放電管でも
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来のSCR方式調光形スト
ロボ回路と各部の動作を示した電流、電圧波形
図、第３図は本発明による基本回路例を示す回路
図、第４図は電界制御サイリスタのスイツチ構造
を示したもので、同図ａは導通状態を示したもの
で、同図ｂは阻止状態を示したものである。第５
図は本発明の一実施例を、また第６図これの動作
説明のため各部の電流・電波形を示す図である。
これらの図面に於いて、１，２……それぞれ直流
電圧のプラスとマイナス端子、３……電解コ
ンデンサ、４……インダクタンス・コイル、５，
２２……ダイオード、６……Xeラレプ管、６ａ，
６ｂ，６ｃ……それぞれXeラレプ管の主電極端
子と補助用トリガ端子、７……昇圧トラレスの２
次巻線、８……Xeラレプ管駆動用SCR、９，１
０，１６，２０……コンデンサ、１１，１２，１
３，１４，１５，２１，２３，２７，３１……抵
抗、１７，３０……転流用SCR、１８……転流
用SCRのトリガ信号、１９……電界制御サイリ
スタ、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ……それぞれその
アノード・カソード・ゲート電極、２４……スイ
ツチ、２５，２６……直流電圧、２８……アノー
ド電流、２９……空乏層。

Claims

【特許請求の範囲】

１直流電源の高電位端にアノードが接続された
電界制御サイリスタ、このサイリスタのカソード
と前記電源の低電位端との間に接続された放電
管、前記サイリスタのゲート・カソード間に接続
された第１の抵抗、前記サイリスタのカソードに
一端が接続されたコンデンサ、前記電源の低電位
端にカソードが接続されたダイオード、前記コン
デンサの他端と前記ダイオードのアノードとの間
に接続された第２の抵抗、および前記コンデンサ
の電荷が前記第１の抵抗を介して放電するような
放電経路を形成するスイツチ手段を備え、前記サ
イリスタのカソード・ゲート間が前記コンデンサ
の電荷の放電によつて逆バイアスとなる放電管駆
動回路。