578444 五、 發明說明 ( 1 ； ) 發 明所屬 之 技 術 領 域 ； 本發明 係 關 於 —* 種 令 例 如 氣氣 閃 光燈（xenon flash lamp)等閃光放電管發光用之閃光放電管用電源電路< ) 先 前技術 以氣氣 閃 光 燈 爲 代 表 性 之 閃光 放 電管 ，其輸出光之 分 光 性係近 似 於 太 陽 光 因 其 發光 之 持續 時間甚短，可 獲 致 穩定之 閃 光 故 廣 泛 的使 用作 攝 影機 之閃光用光源 高 速快門 攝 影 機 用 之 燈 管 等 ，此 種 閃光 放管係封入以 Mi 氣 (xenon)等 之 稀 有 氣 am 體 :， 故 :當局 ί壓 丨脈沖電流施加於配 !置 在放電管 內 之 觸 發 (trigge r)電極時 ，將，引起部分的絕緣 破 壞而形 成 電 流 之 流 通 路 徑 ，主 放 電用 之電荷乃沿此 路 徑 自陰極 向 陽 極 流 動 j 藉 此 ，離 子 化之 稀有氣體乃作 弧 光 (arc)之 發 光 而 朝 外放 光 〇 而其 主 放電 用係因必須在 瞬 間 大電流 故 在 主 放 電 用 電 容器 中 必須 蓄積所需之電 氣 量 ，在發 光 時 > 係 白 此 一 主 放電 用 電容 器供給電流者 〇 惟，以 電 源 電 路 與 閃 光 放 電管 所 構成 之電氣電路中 > 在放電管 之 發 光 後 ， 將 產 生 殘留 之 電感 (inductance) 〇 而 閃 光放電 管 因 係 供 給 上 述 之 大電 流 ，故 在閃光放電管 發 光 後，殘 留 之 電 感 即 蓄 積 有 尚度 之 能量 。針對此一狀 況 在電源 電 路 中 乃 裝 設 以 浪 湧電 流 用二 極體，其陰極 係 連 接於閃 光 放 電 管 之 陽 極 而其 陽 極則 連接閃光發電 管 陰 極。藉 該 浪 湧 電 流 用 二 極 體與 閃光放 電管兩者構成 之 電 路，可 將 蓄 積 於 電 源 電 路 中之 殘 留電 感內的能量作 爲 浪 湧電流 而 加 以 引 導 5 俾 將 該能 量 消耗 掉，且抑制該 能 量 之過度 累 積 0 • 3- 578444 五、 發明說明 ( 2: ) 發 明 內 容 : 發 明 之 開 示 在 閃 光放 電 管 中 ， 例如發 光 爲 150 瓦特（watt)之大電 力 時 則 由 放 電 電 容 器供應 於 閃 光放 電管之瞬間電流高 達 例 如 1 000〜 1500 安培，因 爲 隨 此而 蓄積在殘留電感中 之 能 量 即 甚 大 ’ 所 致 之浪湧 (s ur j ?e)電 流例如爲1〇〇安培 結 果 浪 湧 電 流 用 二極體 將 發 熱甚 而破損，使信賴性 低 減 故 障 率 增 加 因而問 題 叢 生。 固然可將浪湧電流 用 二 極 體 之 容 許 電 流 量加大 以 因應 過大之浪湧電流而 防 止 浪 湧 電 流 用 二 極 體之發 熱 等 ，惟 此將使浪湧電流用 二 極 體 大 型 化 > 進 而 導致電 源 電 能之 大型化。 本 發 明 之主 要 S 的 ，即在: 提' 供· 一種可防止因浪湧電流所 致 使浪 湧 電 流 用 —— 極' 體發熱之閃光放電管用電源電路者。 爲 了 達 成 上 述 巨 的 ，依本 發 明 之閃 光放電管用電源電 路 係 ， 在使 用 充 放 電 電容器 用 以 將電 荷供給予含有陽極 \ 陰 極 觸 發 電 極 之 閃 光放電 管 俾 可發 光之閃光放電管用 電 源 電 路 中 > 係 將 充 放電電 容 器 並聯 連接於閃光放電管 之 陰 極 -陽極間， 第] 電阻器與二極體作成串聯連接而構 成 浪 湧 電 路 其 中 j 該二極 體 之 陰極 (cathod)係連接於 閃 光 放 電 管 之 陽 極 側 者。 以 該 二 極 體 與 該 第 1電阻 器 所 構成 之電路，當通過浪 湧 電 流 而 遂 行 能 旦 里 之 消耗時 ， 流 經二 極體之電流即變小 可 有 效 的 保 護 該 二 極體。 又 者 在 該 充 放 電 電容器 與 電 源間 配置有變壓器，用 以 將 供 給 予 充放 電 電 容器之 電 壓 加以 升壓之，同時，在 變 壓 器 與 充 放 電 電 容 器形成 之 電 路中 ，並串聯以交換 (s wil :c h i n g )元件: 或: 第 2電阻: 器 4- 〇 ' 如係使用交換元件時，
578444 五、發明說明（3) 在充放電電容器之充電中係控制成ON.，除此以外之狀 況，則控制成OFF。 此種介設以設壓器，而充放電電容器在作充電狀況， 則產生浪湧電流時，恐有一部分之浪湧電流流入變壓器 ，使變壓器因流入大電流導致發熱、損傷之虞。爲此， 如僅設交換元件，僅在充放電電容器之充電中，變壓器 與充放電電容器方爲導通連接，因產生浪湧電流時係將 變壓器自浪湧電路切離，故大電流即不流入變電壓。又 ，如僅設第2電阻器時，可使流經變壓器之浪湧電流減 少。惟如兩者均設並作並聯連接時，則可獲致迅速充電 、流經變壓器之電流變小等效果。 圖式簡單說明 第1圖爲依本發明閃光放電管用電源電路第1實施例 之閃光放電管裝置構成電路圖。 第2 A〜2C圖爲第1圖之裝置中，於閃光放電管上施加 電壓時，流通於閃光放電管中之放電電流、流通於浪湧電流 用二極體中之電流等兩者之時間變化時序圖（time chart)。 第3圖爲閃光放電管裝置之比較例構成電路圖。 第4A〜4D圖爲第‘3圖裝置中，當閃光放電管施加電 壓時，流通於閃光放電管中之放電電流、浪湧電流用二極 體中之電流、變壓器中之電流等分別之時間變化時序圖。 第5〜9圖爲本發明第2〜第6實施例之閃光放電管裝置 構成電路圖。 實施方式 爲了實施發明之最佳形態 ’ 以下，配合圖示詳細說明本發明最佳之實施形態。 爲了易於理解’各圖面中係以相同符號表不相同構件 五、發明說明（4 ) ’重複部分則省略其說明。 第1圖爲含有本發明閃光放電管用電源電路第一實施 例之閃光放電管裝置1之構成電路圖。該閃光放電管裝 置1具備有本實施形態之閃光放電管用電源電路3、閃 光放電管5及發光觸發電路7。閃光放電管5係一種封 入稀有氣體之放電管，例如氙氣閃光放電管者。閃光 放電管5具有圓筒形之玻璃容器9與配置於該容器9 內之陽極1 1、陰極1 3及觸發電極1 5、容器9內則封 入氣氣。 閃光放電管5之觸發電極1 5係連接於發光觸發電路7 。以發光觸發電路7令閃光放電管5發光所用之觸發電 壓，係施加於觸發電極1 5。 閃光放電管5之陽極1 1及陰極1 3係連接於充放電電 容器17。藉充放電電容器17之放電，所蓄積之電荷乃 供給予閃光放電管5，閃光放電管5即基於所供給之電 荷而發光。閃光放電管用電源電路3具有浪湧電流用二 極體19，浪湧電流用二極體19之陰極（cath〇d)K，係連 接於閃光放電管5之陽極1 1，而浪湧電流用二極體19 之陰極（anode)A，則經二極體保護用電阻器21連接於閃 光放電管5之陰極1 3。如是，藉此種閃光放電管5、浪 湧電流用二極體1 9及二極體保護用電阻器2 1等相互成 串聯連接，乃構成和閃光放電管5之間成串聯連接之浪 湧電路。 當閃光放電管裝置1中之配線長度較長時，則不能不 578444 五、發明說明（5) 顧及配線等之電阻，其將使殘留的電感增加。又，閃光 放電管5發光所用之能量增大時，蓄積於該殘留電感中 之能量亦增大，惟因閃光放電管5發光而蓄積於殘留電 感之能量，係流經以閃光放電管5、浪湧電流用二極體 1 9及二極體保護用電阻器2 1等所構成之串聯電路，其 係作爲浪湧電流而予消耗，故可防止該種蓄積。在本實 施例中，因浪湧電流用二極體1 9與二極體保護用電阻 器2 1係予作串聯連接，藉著使浪湧電流經二極體保護 用電阻器2 1，則流經浪湧電流用二極體1 9之浪湧電流 峰値即變小。閃光放電管5、充放電電容器、浪湧電流 用二極體1 9及二極體保護用電阻器2 1等，係使用電線 連接，或藉印刷電路板之配線作相互之連接。 閃光放電管5之陽極1 1、浪湧電流用二極體1 9之陰 極及充放電電容器1 7之一側電極等，係分別連接於整 流用二極體3 5之陰極。而整流用二極體3 5之陽極則係 連接於閃光放電管用電源電路3中，變壓器2 3二次線 圈27之一側端部。此處，二次線圈27係以成串聯之第 1線圈部3 1與第2線圈部3 3構成，第1線圈部3 1之一 側端部（亦即，二次線圈27之一側端部）係與整流用 二極體3 5之陽極相連接。 而第1線圈部3 1之另側端部，則係經由成並聯連接 之交換元件3 7與變壓器保護用電阻器3 9連接於整流用 二極體4 1之陰極。藉該整流用二極體4 1與該整流用二 極體3 5兩者，乃使得在變壓器23中所產生之電壓所成 578444 五、發明說明（6) 之電流僅依一方向流動。 本實施例中，產生浪湧電流時，藉該交換元件3 7與 該變壓器保護用電阻器3 9，乃使得以逆電流流通於變壓 器之浪湧電流峰値變小。上述之交換元件3 7可例如爲 半導體之閘流體（電場效應電晶體、雙極電晶體或 IGBT等）。而變壓器保護用電阻器39及該二極體保護 用電阻器21，可例如爲電力用金屬包層（metal clad)捲線 電阻器者，此係一種耐熱矽塑製品（不燃性），其內部 發熱之散熱性極佳之小型大電力電阻器者。此種電阻器 ，例如可爲日本”皮希恩”公司型錄（200 1年版，第1次 修訂、PCN電阻器）所揭示者。倘爲電力用金屬包層捲 線電阻器時，則因其具有對所生之熱具有優良之散熱性 優點，故甚適用於本實施例中之電阻器。 整流用二極體4 |之陽極，係連接於第2線圈部3 3之 一側端部。第2線圈之另側端部則分別連接於閃光放電 管5之陰極1 3、二極體保護用電阻器2 1及充放電電容 器1 7之另側電極。 變壓器2 3之二次線圈2 7，係介由鐵芯2 9與一次線圈 25作電磁之結合。一次線圈25處則連·接以圖中未示之 變壓器驅動電路。閃光放電管5係以例如1 50瓦特之大 電力作發光，爲了使發光間隔變短，故須使充放電電容 器1 7之充電時間亦變短，因此，爲了必須供給大電流 ’故變電壓器2 3須生成高電壓以遂行對充放電電容器 578444 五、發明說明（7 ) 1 7之充電。 其次，以第1、2A〜2C圖說明閃光放電管裝置1之動 作。第2A〜2C圖爲用以說明裝置1動作之時序圖。第 2A圖爲在閃光放電管5之陽極1 1施加之電壓，第2B 圖爲流通於閃光放電管5之放電電流，而第2C圖爲流 通於浪湧電流用二極體1 9之電流（浪湧電流），分別 以時間變化作表示。第2A圖所示波形右上方向之垂直 向上時間係表示充放電電容器17之充電時間（CT)。 首先，令交換元件37爲ON，則變壓器23產生之電 壓即開始作充放電電容器1 7之充電，亦即，充放電電 容器17開始蓄積電荷，此即成充電時間（CT)之初始 (start)。此時，變壓器2變壓後之電壓所產生之電流， 主要係經交換元件3 7而流於充放電電容器1 7。因此， 流經連接於二次線圈27之變壓器保護用電阻器3 9的電 流，亦對充放電電容器1 7作高速充電。 充放電電容器17充電至額定電壓（VI)後，亦即，充 電時間（CT)終了後，交換元件37即OFF。交換元件37 OFF後，二次線圈27之第1線圈部3 ί與第2線圈部 3 3間係經變壓器保護用電阻器3 9連接，狀況將於下述 。自充放電電容器1 7之充電終了至閃光放電管5之發 光爲止的期間如太長時，則充放電電容器1 7將自然放 電，該充放電電容器1 7之電壓的低下即變大，此一低 下之電壓使得閃光放電管5作發光時之發光強度變弱， 因而造成了異常之發光。惟如依本實施例，因爲係將充 578444 五、發明說明（8) 放電電容器1 7與變壓器2 3連接以串聯連接電路之變壓 器保護用電阻器39，故在交換元件37之OFF中，可將 變壓器23所生之電壓施加於充放電電容器1 7上，則可 補充充放電電容器17之自然放電量，而可作充電之機 肯b 。 其次，當交換元件37成OFF狀態時，由發光觸發電 路7將觸發電壓施加於觸發電極1 5上，使閃光放電管5 內之氙氣的絕緣破壞，依此，蓄積於充放電電容器1 7 之電荷乃供給予閃光放電管5，在時間，T 1中，閃光放電 管5即發光（電弧發光）。 閃光放電管5發光後，陽極側1 1與陰極側1 3兩者之 電壓本應均爲〇伏特，但因存在於閃光放電管裝置1之 殘留電感中蓄積有能量，故使得陰極側1 3之電壓高於 陽極側1 1。爲了消除此種狀態，乃令浪湧電流經由順該 狀態之方向所連接之浪湧電流用二極體1 9而流通於閃 光放電管5與浪湧電流用二極體1 9兩者之串聯連接電 路中。以上係發光之一循環週期，其後之發光動作均爲 相同方式反復爲之。 本實施例中，閃光放電管5之功率例如可達1 50瓦特 之大電力發光，則蓄積於殘留電感中之能量必大，依此 所產生浪湧電流値，通常亦可達約1 〇〇安培之大電流。 在本實例中，因浪湧電流用二.極體1 9舆二極體保護用 電阻器2 1係串聯連接，故浪湧電流亦流經二極體保護 用電阻器2 1，則，流經浪湧電流用二極體1 9之浪湧電流峰 -10- 578444 五、發明說明（9) 値即變小，因而可防止浪湧電流用二極體1 9之發熱暨 破壞等。因之，即不須使浪湧電流用二極體丨9之容許 電流値增大，浪湧電流用二極體1 9即可小型化，進而 亦使得閃光放電管用電源電路3小型化者。 又，倘二極體保護用電阻器2 1之電阻値過大時’浪 湧電流即難以流經浪湧電流用二極體1 9，反之，如二極 體保護用電阻器2 1之電阻値過小時，流經之浪湧電流 値即甚大，將使浪湧電流用二極體1 9發熱。二極體保 護用電阻器2 1之電阻値係考量上述之太大、太小狀況 而取決於最適當數値（例如爲5 0歐姆）。 又，浪湧電流係以逆電流流通於變釋器23之二次線 圏27，如浪湧電流甚大時，變壓器23將發熱，甚或可 能燒損，惟依本實施例，充放電電容器1 7與變壓器23 係成串聯電路，當交換元件3 7 0FF時，因係藉變壓器 保護用電阻器3 9之連接，而形成一閉合回路，故雖有 流通上述逆電流之虞，但該變壓器保護用電阻器3 9之 電阻値（例如200歐姆）因係依不流通浪湧電流之狀況而 選定，故雖上述電路成閉合之回路，亦仍可防止變壓器之 發熱曁故障。但電阻器39之電阻値亦可選定爲可令浪湧電 流流通於二次線圈27，惟其發熱量不致產生問題之程度。 以下，即就本實施例之主要功效與一比較例作比較說 明之。首先，簡單說明該比較例之構成。第3圖係一含 有閃光放電管用電源電路4之閃光放電管裝置比較例構 成電路圖。第3圖之閃光放電管用電源電路4，其與第 1圖之閃光放電管用電源電路3之不同點爲，其不具備 -11- 578444 五、發明說明（1〇) 有二極體保護電阻器2 1、交換元件3 7及變壓器保護用 電阻器3 9等。 第4A〜4D圖係該比較例閃光放電管裝置之動作時序圖 。第4A圖係對應於第2A圖，係在閃光放電管5之陽極 1 1施加電壓之時序圖。第4B圖係對應於第2B圖，係 流通於閃光放電管5之放電電流時序圖。第4C圖係對 應於第2C圖，係流通於浪湧電流用二極體之電流時序 圖。而第4D圖係對應於第2D圖，係流通於變壓器23 二次線圈27之電流時序圖。 首先，以第2C圖（本實施例）與第4C圖（比較例） 作一比較。依第2C圖所示之本實施例，浪湧電流之峰 値爲A2，第4C圖所示之比較例，其浪湧電流之峰値爲 A3。第2C圖之電流値A2與第4C圖之電流値A3兩者 爲同値。則如依本實施例，因串聯連接有浪湧電流用二 極體1 9與二極體保護用電阻器2 1，在與比較例作比較 之下即知，其電流之峰値即較諸比較例爲小。 又，如第4 D圖（比較例）所示，在第3圖所示之比 較例中，閃光放電管5發光後產生之浪湧電流係流至變 壓器23之二次線圈27。對此，第1圖所示之本實施例 中，交換元件3 7係成OFF狀態，且變壓器保護用電阻 器3 9之電阻値係以不使浪湧電流流通之程度而選用， 故可防止浪湧電流流經變壓器2 3之二次線圈2 7。又， 在本實施例中，並未示以二次線圈2 7中未流通以浪湧 電流之曲線圖。 -12- 578444 五、發明說明（11 ) 又，如第4A (比較例）所示，在比較例中，自閃光 放電管5發光後至充放電電容器1 7之充電開始止期間 ，產生有如圖中陰影線所示之異常電壓。此在第4D圖 之說明即知，係因變壓器23中流通有浪湧電流所致， 蓋變壓器23之電感中蓄積有能量時，變壓器23即產生 電壓，此一電壓即成爲上述之異常電壓而加諸於閃光放 電管5之陽極1 1上。閃光放電管5剛發光後不久，因 閃光放電管5內殘留之離子甚多，故如在陽極11與陰 極1 3上施加以異常電壓時，即使得光之強度變弱而產 生異常之發光。對此，依本實施例，如第2圖所示，因 變壓器23中並未流入浪湧電流，乃不產生該種異常電 壓，此一結果，即可防止發生異常之發光。 又，以第2B圖（本實施例）與第4B圖（比較例）作 比較。流通於閃光放電管5之放電電流峰値均同爲（A 1) 値，兩者比較之下，均可獲得相同的放電電流峰値。 其次，說明本發明之其他實施例。第5圖爲含有依本 發明閃光放電管用電源電路第2實施例之閃光放電管裝 置構成電路圖。第5圖之閃光放電管用電源電路3A與 第1圖之閃光放電管用電源電路3A之相異點爲，其之 整流用二極體3 5係連接於互成並聯連接之交換元件3 7 與變壓器保護用電阻器39之一端，而互成並聯連接之 充電電容器1 7，浪湧電流用二極體1 9之陰極K及閃光 放電管5之陰極1 1則連接於該並聯之交換元件3 7與變 壓器保護用電阻器3 9之另一端，第1線圈3 1與第2線 -13- 578444 五、發明說明（12 ) 圈3 3間則串接一整流用二極體4 1。亦即，交換元件3 7 與變壓器保護用電阻器3 9之並聯電路係配置在變壓器 23之高壓側上者。 第6圖爲含有依本發明閃光放電管用電源電路第3實 施例之閃光放電管裝置構成電路圖。第6圖之閃光放電 管用電源電路3B與第1圖之閃光放電喈用電源電路之 不同處爲，將第2線圏部3 3經由並聯連接之交換元件 3 7與變壓器保護用電阻器3 9而連接於充放電電容器1 7 、二極體保護用電阻器2 1及閃光放電管之陰極1 3，第 1線圈部3 1與第2線圈部3 3間則串接，以整流用二極體 4 1。亦即，交換元件3 7與電阻器3 9之並聯連接電路係 配置在變壓器23之低壓側者。 又，二次線圈27並不限制僅由第1線圈部3 1與第2 線圈部3 3之二段構成，自亦可爲三段以上之構成。因 此，乃在一組相鄰接之線圈部間，配設以交換元件3 7 與變壓器保護用電阻器3 9之並聯電路，此將以第7圖 說明之。 第7圖爲含有依本發明閃光放電管用電源電路第4實 施例之閃光放電管裝置構成電路圖。第1圖之閃光放電 管用電源電路3之二次線圈2 7係第1線圈部3 1與第2 線圈部3 3之二段式構造。對此，第7圖之閃光放電管 用電源電路3 C之二次線圈2 7，則係具有第1線圈部3 1 、第2線圈部3 3及第3線圈部43之三段式構造。詳言 之，第3線圏部43之一側端部係經整流用二極體3 5而 -14- 578444 五、發明說明（13) 串接於第1線圈部3 5。又，第3線圏部43之另一側端 部則連接於整流用二極體45之陽極。整流用二極體45 之陰極則連接於充放電電容器1 7、浪湧電流用二極體 1 9之陰極及閃光放電管5之陽極1 1。整流用二極體45 之機能與整流用二極體35、41相同。上述該等第2〜第 4實施例與第1圖所示閃光放電管用電源電路之效果均 相同。 在此等實施例中，係具有並聯連接之交換元件3 7及 變壓器保護用電阻器3 9，而如不設以該變壓器保護用電 阻器3 9之構成電路，則如第8圖所示之第5實施例’ 其中，整流用二極體4 1與交換元件3 7係串聯連接’第 1線圈部3 1與第2線圈部3 3則係經該串接電路而作連 接。倘依此種方式，當產生浪湧電流時’藉交換元件3 7 之OFF，可防止浪湧電流流入變壓器之二次線圈27，結 果，即可防止變壓器23之發熱等。 又，亦可作成不設該交換元件3 7之電路構成。亦即 ，如第9圖所示之第6實施例’將整流用二極體4 1與 變壓器保護用電阻器3 9作串接’第1線圈部3 1與第2 線圈部3 3則經該串接作連接。依此種方式’因藉該變 壓器保護用電阻器3 9即可防止浪湧電流流入二次線圈 2 7中，故可防止變壓器2 3之發熱等。 又，爲了不使變壓器23因浪湧電流致造成發熱之問 題，故最好至少設有交換元件3 7或變壓器保護用電阻 器3 9，再者，第1線圈部3 1與第2線圈部3 3間亦最好 -15- 578444 五、發明說明（14) 串接以整流用二極體4 1。 產業上之利用可能性 依本發明之閃光放電管用電源電路，係甚適用於分光 分析用電源、攝影機之閃光燈電源、高速快門攝影機用 燈管之光源等用途者。 符號說明 1…閃光放電管裝置 3…閃光放電管用電源電路 * 5…閃光放電管 7…發光觸發電路 9…玻璃容器 1 1…陽極 1 3…陰極 1 5…觸發電極 17…充放電電容器 19…浪湧電流用二極體 ’ 21…二極體保護用電阻器 2 3…變壓器 2 5.·· —次線圈 27···二次線圈 29…鐵芯 3 1…第1線圈部 33···第2線圈部 3 5···整流用二極體 -16- 578444 五、發明說明（15) 37···交換元件 39…變壓器保護用電阻器 41…整流用二極體 43…第3線圈部 45···整流用二極體 -17-