TW401533B - Photoflash charging circuit with current voltage monitor - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 發明背景 (1)發明領域 本發明一般相關於電子電路的領域。更特定的，本發明 相關於影像系統中的充電電路。 (2 )背景資Ifl 利用閃光器的照相機通常包含一充電電路，其對包含於 照相機的閃光器電容充電。此閃光器電容以電荷形式儲存 能量。此能量稍後由閃光器利用來產生“閃光”，在照相 的時候。 充電電路一般係由電池加以電源其提供充電電路所需要 的電壓及電流。而可攜式的軟片照相機，並沒有包含不同 的電子電路利用來自電池的電流及電壓，同時期的照相 機包含充電電路以外的不同電子電路，其利用電池的電 源。這樣的電子電路包含微控制器，影像感測陣列等等。 為正常的動作，這些電子電路需要最低電壓或電流以便正 常的動作。 根據一具有充電電路之照相機的具體實例，電池在一特 定電壓下提供電流到步進變壓器，其為充電電路的一部 份。此變壓器將大約3伏特的電壓（電池電壓）轉換成3 0 0 伏特的電壓，閃光電容係由之充電。閃光電容接著提供儲 存其上的能量到觸發電路，在其他事物間，有助於逐步提 高閃光器（閃光管）上的電壓到大約4 0 0 0伏特。此電壓使閃 光管中的氣體離子化。當閃光器觸發時，閃光電容器透過 離子化的閃光管放電來產生非常高的電流因此藉之造成閃

4015S3 五、發明說明（2) 光管中的光。 驗性電池已曰漸增加地使用在照相機中，因此低廉的成 本及廣泛的使用。然而，因為鹼性電池有高輸出阻抗以及 低電壓，當電池產生的電流上升，它使電池上的電壓壓重 的滑落至照相機中其他電子電路無法接受的位準。電池電 流的上升通常是由電壓器在對閃光電容充電時造成。電池 上電壓因電流上升造成的降低可能造成照相機中共用相同 電池的其他電子電路無法動作。當使用的電池數目降到最 低以減輕照相機重量時，這個問題變得更為嚴重。另一個 _鹼性電池有關的問題是如果過量的電流自電池流出，這 些電池可能會惡化，因而減短電池的壽命。 希望提供一種影像系統，例如照相機，其可以利用鹼性 電池或是其他類似不會造成其他共用電池的電路動作問題 的電源。希望提供一影像系統及方法，其可以檢測電池電 壓達到一特定的預定電壓值的情形，在該電壓上其他連接 到電池的電路可能無法動作，並預防電池上的電壓進一步 的降到低於此預定值。希望提供一影像系統及方法，其可 以檢測電池電流超過一特定預定值的情形，並預防電池電 流進一步的上升。 發明摘要 本發明提供一照相機，其包含一電池，閃光電路，以及 充電電路來從電池提供能量到此閃光電路。此照相機還包 含一電壓監視器，連結到此電池，以在電池上的電壓滑落 到一預定電壓值之下時切開電池與充電電路。

五、發明說明（3) 在另一具體實例中，本發明提供一照相機，其包含一電 池，閃光電路以及充電電路來從電池提供能量到閃光電 路。此照相機還包含一連結到此電池的電流監視器，以在 流經電池的電流超過一預定電流值時切開電池與充電電 路。 圖示簡述 本發明的特色，觀點及優點將參考下面的詳細說明，後 附的申請專利範圍，以及隨付的圖示而變得更為完整而明 顯，其中： 圖1說明根據本發明之一具體實例之具有電壓監視器的 照相機的方塊圖； 〜 圖2說明根據本發明之一具體實例，包含一電壓監視器 之照相機中一電路的詳盡表示； 圖3說明根據本發明之一具體實例之具有電流監視器的 照相機的方塊圖； 圖4說明根據本發明之一具體實例，包含一電流監視器 之照相機中一電路的詳盡表示； 圖5說明根據本發明之一具體實例之同時具有電壓監視 器及電流監視器的照相機的方塊圖。 詳細說明 在下面的說明中，描述為數眾多的特定細節來提供對本 發明的特撤了解。然而，一個對於本技藝有一〆性技巧的 人可發覺本發明可不需此特定細節而加以實現%在某些情 形下，眾所皆知的電路，結構，及技術並未詳盡的顯示以

401533 ----—-- 五、發明說明（4) 免模糊本發明。 本發明提但, 充電電路來從：a，其包含一電'也’閃光電路，以及 含一電壓敗、^提供能量到此閃光電路。此照相機還包 到一預定♦ = ^，連結到此電池，以在電池上的電壓滑落 器在電池^题^之丁時切開電池與充電電路。此電壓監視 電容充#及達到—預定的電壓值時預防進一步的對閃光 而預心池產生…再升高。此電壓監視因 其他共用此定電壓，否則的話可能造成 μ此電池的電路的無法動作。 圖圖1Λ明機發明之一照相機10°的具體實例的方塊 輸出=二=(或多個電池）102,其可能是可 電壓監視：。=電池。此照相機還包含-連結到此 06的開關1 〇 8，連結到此開關】ns认** 110，以及連結到此充電電路的閃光電的充電電路 —根據本發明的電壓監視器1G6 ;電池1G2連結到 =落至低於預定電壓值時，開關確保在電 包在充電電路110中的閃光電容（未防充電電路110對 圖2說明根據本發明之一具體實例勺進〜步的充電。 106及充電電路11〇之電路2〇〇的詳盡=含此電壓監視器 Π:电壓'βΑΤ。此電壓監視器1㈣連^1池201經 '線 在此說明之根據本發明的電 〜到一開關裝置 藉由M〇SFET電晶體1〇8的方式。此開=趙實例中實作， 電路110以及到電池201。纟此說i襄薏1〇8連結到充電 中，充電電路110為一自我振盪電路，发务明的具體實例 Μ在下面的討論中 I·· 第8頁 401583 五、發明說明（5) · 說明。 充電電路110包含一步進變壓器203，具有初级線圈204 其正極連結在開關電晶體1 〇8的洩極。初級線圈204的負極 連結到一電容2 0 6。再者’變壓器2 〇 4包含一連結到閃光電 容器2 1 4的次級線圈2 1 2。當開關電晶體丨〇 8導通，藉之導 通電流流過，NPN電晶體216而PNP電晶體218為導通。開關 電晶體1 0 8導通電流流過到PNp電晶體2丨8，其造成電晶體 216基-射極接合面的偏壓，藉由電晶體2丨8的集極電流功 效’其流經電阻2 2 2。自初級線圈流出的初級電流流經電 晶體21 6到地電位。感應的次級線圈端的電流流經電晶體 218，電晶體218的基極端子，變壓器203的次級線圈212， 二極體D1’藉之對電容器214充電。 此變壓器的初級與次級電流以變壓器2 〇 3電感值控制的 速率持續增加，直到變壓器2 0 3達到飽和。當變壓器2 0 3飽 和，經過初級與次級的電流增加慢了下來，而當此電晶體 的基極變得比此電晶體的射極還正的時候，變壓器的極性 · 反向，電晶體218裁止。一旦電晶體218截止，電晶體216 同樣也截止，當沒有電流流經電晶體2 1 8及流經電阻2 2 2來 偏壓電晶體216的基-射極接合面。電容器214的電流充電 以及電流充電週期停止。一旦儲存在變壓器2 〇 3的過多能 量為電容206所吸收，便自動開始一個新的充電週期。電 容器20 6可以有大約0. 1微法拉的電容值，電阻2 22可以有 大約10.0千歐姆的電阻值，而電容器214可以有大約250微 法拉的電容值。

第9頁 401533 五、發明說明（6) — 電壓監視器106監視電池201的電壓來維持在充電週期 $電池電愿在1. 6伏特之上。當電池上的電壓.滑落低於預 1值（在此說明的具體實例中為大約1. 6伏特），電壓監視 器切開電池與充電電路丨丨〇。這停止了充電週期並預防電 池所供應的電流上升，藉之預防電池電壓的下降。此預定 的電壓值係透過由電阻2 26及228形成的分壓器來設定的。 電壓監視器106包含—電路230，其決定電池上的電壓是否 高於或低於預定的電壓值。如果電池的電壓低於預定電壓 值’電路230防止電容器214的進一步充電。在本發明之— 具體實例中，電路23〇係藉由比較器電路的方式加以實 現’但本發明並未限制在這種實作方式。電阻2 2 6之一端 點連結到電壓參考VREF其設定，藉由分壓器的方式，此預 定的電壓值在比較器電路230之一輸入（反相輸入）。在此 說明之本發明的具體實例中，此比較器可以是N 丨〇na j

Semiconductor製造的LM 339。一旦電池電壓達到預定電壓 值’比較器電路23 0 (其連結到M0SFET電晶體1〇8的閘極） 的輸出腳位（節點2 3 2 )變為低電位，將電晶體開關1 〇 8載 止。當電晶體開關1 0 8截止，電容器2 1 4的電流充電週期停 止。電阻23 5及2 37被用來提供遲滯臨界以防止比較器電路 2 3 0的振盪。在此說明根據本發明之一具體實例中，電阻 226為301千歐姆，電阻228為237千歐姆，而電阻232為1百 萬歐姆而電阻237為10千歐姆。 根據本發明的電路20 〇的具體實例包含以連結到節點2 32 的電晶體2 6 5方式實作的閃光燈開-關控制部份。當控制信

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號PWRM0D6經線路2 38 (在本圖示的左下方部份）確立攻定 為零的邏輯’電晶體26 5載止而此充電電路則如上面^論 的動作。然而’當一邏輯高電壓（3. 3伏特）經線路238確 立，電晶體2 6 5導通將電晶體開關1 〇 8的閘極拉到地電 位，藉之停止由電路110對電容214的充電。 電路2 0 0還包含一電壓回授部份24 0 (顯示在虛線中）。 一與閃光電容器214並聯的分壓器包含電阻242及244將閃 光電谷器的電壓調低。調整比例為245比1。節點246回授 至比較器電路248 ’其可以是包含比較器230的同一積體電 路（LM3 39 )的部份。電阻250及25 2提供一遲滯值，其分別 代表閃光電容器電壓的2 60及280伏特。當虫店電壓（電容 态214上）高於280伏特，在輸入腳位254上的電壓高於輸入 腳位256上設定為一預定值的電壓。這造成比較器電路248 的輸出（節點2 6 0 )變成低電位。當節點2 6 〇變成低電位。電 晶體2 62及2 64同時導通’而電晶體264將節點2 32拉到地 電位’藉之防止充電電路11()進一步對電容器214充電。在 充電停止候，閃光電容器214的電壓將不再增加並慢速的 透過回授電阻242及246與内部的洩漏放電。 如果閃光命令在放電週期内並未觸發，最後閃光電容器 的電壓將會滑落至低於26〇伏特而比較器248的腳位254上 的電壓將會低於腳位256上的電壓，如此比較器248的節點 260將會變成高電位，如此電晶體262及264將不會導通， 藉之讓充電電路1 1 〇對電容器2丨4充電。這個開/關的週期 維持閃光電容器的電壓在2 6 〇到2 8 〇之間。除非發出閃光命

第11頁 五、發明說明（8) ' ' --r 令或是閃光燈被系統控制器關掉，此開/關以此方式持續 下去。 根據本發明之電路的另一種具體實例利用如圖3所顯示 的電流監視器30 6，其檢測由電池3〇2流出到充電電路31() 的電流位準。當從電池3 〇 2流出的電流超過一預定值，此 電流監視器3 06切斷流到充電電路31 〇的電流。 圖4說明根據本發明之一具體實例包含—電流監視器 306之電路的詳盡表示。電池3〇2經線路4〇3提供一電壓 VBAT到充電電路3 ! 〇 (顯示在虛線中）以及到—開關電晶體 3 08。此充電電路與31〇與圖2具體實例有關的說明之充電 私路1 1 0有相同的組態。前述供對充電電路動作的解釋 可同樣的適用於圖4的充電電路41〇。 、電路400還包含電流監視器3〇6，其監視電池3〇1的電流 以防止此電池的電流在此充電週期内升高到預定電流值之 ^。當此電池的電流達到預定的電流值（在此說明的具體 實例中大約是2安培）’電流監視器3〇6截止開關電晶體 308 ’藉之切開電池電流到充電電路㈣。這停止充電週期 並防止電池3 02提供的電流進一步的升高。預定的電壓值 (封應於此預定的電流值）係經由電阻426及形成的分壓 器加以设疋。電阻426之一端點連結到電壓參考VREF，其 由分壓器的方式設定，在比較器電路43 0之一輸入（反相輸 入）上的預定電壓值。纟充電期間0，電池電流流經初級 線圈404，電晶體416以及電阻42 9。電㈣29，&含在電流 監視器30 6中，感測流過的電池電流並轉換此電流為節點

第12頁 401533 五、發明說明（9) 431上的電壓。因為節點431上的電壓與電池電流成正比， 此電壓反應出此電池的量測，因此有一電壓值（預定電壓 值）對應至此預定電流值。一旦流過電阻429的電流.超過此 預定電流值，比較器430的反相輸入上的電壓（與跨在電阻 429上的電壓一樣）超過由分壓器426及428產生的電壓，這 樣比較器的輸出（節點4 3 2 )變成低電位，藉之截止開關 3 0 8。當電晶體開關3 0 8為截止，電流充電週期停止，而電 池電流的增加也停止。電阻427係用來提供一遲滯林藉以 防止比較器的振盪。電路400的具體實例還可以包含與圖2 一起的討論中之閃光燈開/關控制部份，而電壓回授部份 也與圖2—起討論。 _ 圖5說明根據本發明的具體實例同時具有電壓監視器5 0 6 及電流監視器5 0 5的照相機的方塊圖。 在前述規範中，本發明已參考其特定的具體實例加以說 明。然而，不證自明的可以做出不同的變化及改變而不會 背離本發明如後附的申請專利範圍所描述的較廣泛的精神 與範疇。因而，此規範及圖示可以認為是說明性的而非限 制性。因此，本發明的範疇只受後附的申請專利範圍限 制。

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Claims (1)

1. 87120326 六、申請專利範圍 1 ·—種照相機，包含 一電池； fi r':2j —閃光電路； 路；以及 一連 歷滑落低於 充電電路。 2.如申請 電壓監視器 义3.如申請 電路，用 ㉟壓值。 容4.如申請 池上的電麼 輸入連結到 一輸出連結 5. 如申請 閃光電容器 6. 如申請 電池的電流 值時，切開 7·—種監 於一照相機 &定該 結到該電 一預定電 專利範圍 及該充電 專利範圍 以決定何 專利範圍 滑落至低 該電池、 到該開關 專利範圍 〇 專利範圍 監視器， 該電池與 視連結到 中，此方 電池上的 充電電路’用以從該電池提供能量到該閃光電 池的電壓監視器，用以在電池上的電 壓值時切開（switch off)該電池與該 第1項的照相機’更包含一連結到該 電路的開關。 第2項的照相機，該電壓監視器包含 時該電池上之電壓滑落至低於一預定 第3項的照才目機，該用以決定何時電 於—預定電壓值之電路’具有一第一 一第二輸入連結到一參考電壓、以及 〇 第1項的照相機，該充電電路包含一 第1項的照相機’更包含一連結到該 在流經該電池的電流超過一預定電流 該充電電路。 一充電電路的電池上的電壓之方法， 法包含步驟：

   O:\55\55952.ptc 第1頁 電壓是否滑落至低於一預定電壓值： 1999.12. 06. 014

   87120326 六、申請專利範圍 1 ·—種照相機，包含 一電池； fi r':2j —閃光電路； 路；以及 一連 歷滑落低於 充電電路。 2.如申請 電壓監視器 义3.如申請 電路，用 ㉟壓值。 容4.如申請 池上的電麼 輸入連結到 一輸出連結 5. 如申請 閃光電容器 6. 如申請 電池的電流 值時，切開 7·—種監 於一照相機 &定該 結到該電 一預定電 專利範圍 及該充電 專利範圍 以決定何 專利範圍 滑落至低 該電池、 到該開關 專利範圍 〇 專利範圍 監視器， 該電池與 視連結到 中，此方 電池上的 充電電路’用以從該電池提供能量到該閃光電 池的電壓監視器，用以在電池上的電 壓值時切開（switch off)該電池與該 第1項的照相機’更包含一連結到該 電路的開關。 第2項的照相機，該電壓監視器包含 時該電池上之電壓滑落至低於一預定 第3項的照才目機，該用以決定何時電 於—預定電壓值之電路’具有一第一 一第二輸入連結到一參考電壓、以及 〇 第1項的照相機，該充電電路包含一 第1項的照相機’更包含一連結到該 在流經該電池的電流超過一預定電流 該充電電路。 一充電電路的電池上的電壓之方法， 法包含步驟：

   O:\55\55952.ptc 第1頁 電壓是否滑落至低於一預定電壓值： 1999.12. 06. 014 401533 —------87120326 Γ???生/上月1曰 修正 六、申請專利範圍 以及 如果該電池上的該電壓滑落至低於該預定電壓值，切 開該電池與該充電電路。 8. —種照相機，包含： 一電池； 一閃光電路； 一用以從該電池提供能量到該閃光電路的充電電 路；以及 、 一連結到該電池的電流監視器，用以在一流經該電 池的電机超過一預定電流值時切開（S w i t c h 〇 f f )該電池與 該充電電路β 9. 如申請專利範圍第8項的照相機更包含一耦合至該 電流監視器及該充電電路的開關。 1 0 ·如申請專利範圍第9項的照相機，該電流監視器包含 一電阻’來自該電池而經過該電阻之電流被加以感測。 11.如申請專利範圍第丨〇項的照相機，該電流監視器包 含一電路來決定何時透過電池所產生的電流超過一預定電 流值。 1 2.如申請專利範圍第丨丨項的照相機，該決定何時透過 電池所產生的電流超過—預定電流值之電路具有一第一輸 入連接到該電阻、一第二輸入連結到一參考電壓、以及一 輸出連結到該開關。 13.如申請專利範圍第8項的照相機，該充電電路包含一 閃光電容器。 1 4. 一種用以監視流經連 一電池

   O:\55\55952.ptc 第2頁 1999.12. 06.015 401533 -— 案號87120拉6 咐f年/丄月7 -日 你不_ 六、申請專利範圍 之方法，於一照相機中’該方法包含步驟： 決定流經電池的電流是否超過一預定的電流值； 以及 如果流經該電池的電流超過該預定電流值，切開 該電池與該充電電路。 1 5. —種照相機，包含： 一電池； 一閃光電路； 一充電電路，用以從該電池提供能量到該閃光電 路； 一連結到該電池的電壓監視器，在電池上之一電 壓滑落低於一預定電壓值時切開該電池與該路；以 及 一連結到該電池的電流監視器，以當流經該電池 的電流超過一預定電流值時切開該電池與該充電電路。 16·如申請專利範圍第15項的照相機，更包含一開關， 其連結到該電壓監視器、該電流監視器、及到該充電電 路0 1 7 ·如申 含一電路 定電壓值 1 8.如申 含一電路 流值。 3月專利範圍第1 6項的照相機，此電壓監視器包 ’用以決定該電池上的電壓何時滑落至低於一預 〇 吻專利範圍第1 6項的照相機’此電流監視器包 ’用以決定何時流經該電池之電流超過一預定電 範圍第Η項的照相機，該用以決定何時

   第3頁 1999.12.06.016 401533

   修正 案號 87120326 六、申請專利範圍 該電池上的電壓何時滑落至低於一褚— 、預疋電壓值之電路，具 有一第一輸入連結到該電池、一第- A . „ SI ▲土奋 ^ 乐一輸入連結到一參考電 壓、以及一輸出連結到該開關。 20. 如申請專利範圍第18項的昭相掩 斗扣 ^ ^ + J .、，、相機，該用以決定何時 流經電池之電流超過一預定電流值之電路，且有一第一 入連接到該電⑯、-第二輸入連結到—參考電壓以及一 輸出連結到該開關。 21. —種照相機，包含： 一電池； 一閃光電路； 一充電電路，用以從該f、池提供能量到 路； 連結到該電池的電壓監視器，用以在電池上的 電壓滑落低於一預疋電壓值時切開（switch 〇ff)該電池與 該充電電路； 一連結到該電池的電流監視器，用以在一流經該 電池的電流超過一預定電流值時切開（sw i t Ch 〇 f f )該電池 與該充電電路；以及 一耦合至該電壓監視器之微控制器。 2 2.如申請專利範圍第21項的照相機，更包含一連結到 該電壓監視器及該充電電路的開關。 2 3.如申請專利範圍第22項的照相機，該電壓監視器包 含一電路，用以決定何時該電池上之電壓滑落至低於一預 定電壓值。 2 4.如申請專利範圍第23項的照相機，該用以決定何時

   O:\55\55952.ptc 第4頁 1999.12. 06.017 401533 案號87120326 [啊？年（么月1 日 修正_ 六、申請專利範圍 電池上的電壓滑落至低於一預定電壓值之電路，具有一第 一輸入連結到該電池、一第二輸入連結到一參考電壓、以 及一輸出連結到該開關。 25.如申請專利範圍第21項的照相機，該充電電路包括 一閃光電容器。

   O:\55\55952.ptc 1999.12. 06.018 第5頁