TWI432872B - 充電裝置 - Google Patents

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TWI432872B TW095110695A TW95110695A TWI432872B TW I432872 B TWI432872 B TW I432872B TW 095110695 A TW095110695 A TW 095110695A TW 95110695 A TW95110695 A TW 95110695A TW I432872 B TWI432872 B TW I432872B
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Youichi Tamegai
Isao Yamamoto
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Description

充電裝置
本發明係關於一種使用於閃光放電管(strobo)裝置等之充電裝置。
上述該種之充電電路，例如特開平11－352554號公報、特開2001－255573公報、特開2001－255575號公報等之載示。
閃光放電管裝置之充電裝置，係如第5圖所示之構成。
電場效果電晶體Q1係和振盪變壓器T之一次側線圈P相串聯，藉由控制電路1來實行對該電晶體Q1之切換等。主電容器2係經二極體D與振盪變壓器T之二次側線圈S相並聯。又，氯氣管3與絕緣閘型雙極電晶體Q2之串聯電路和主電容器係並聯連接。R1為檢測出流通於振盪變壓器T一次側線圈P之電流的阻抗，R2為檢測出流通於振盪變壓器T二次側線圈S之電流的阻抗，4為產生激發氙氣管3之脈衝電壓的高壓觸發電路。
控制閃光放電管充電、發光之控制電路1，係被設計為特定用途積體電路裝置，並內建有驅動電路5及放電檢測電路6。茲以第6圖說明控制電路1之構成。
首先，驅動電路5將第6圖(a)所示之閘信號施加於電晶體Q1之間極時，如第6圖(b)所示，電流係即由電池流至振盪變壓器T之一次側線圈P。驅動電路5係監視阻抗R1之端子電壓，在檢測出一次側線圈P之電流I1已達峰值電流值IPK1時，將閘信號反轉為L準位。依此，蓄積在振盪變壓器T之一次側線圈P中的能量乃放電於振盪變壓器T之二次側線圈S，二次側線圈S之輸出電壓經由二極體D充電於主電容器2。
放電檢測電路6係檢測來自阻抗R2之端子電壓而流通於二次側線圈S之電流I2在低於如第6圖(c)所示之電流檢測電流Ith2的狀況，並通知驅動電路5。
藉此，驅動電路5再次將閘信號反轉為"H"準位。反復該等動作，乃對主電容器2充電。充電動作係至充滿電為止，攝影如需閃光，由端子FSW輸出"H"準位之信號時，電晶體Q2為ON，自高壓觸發電路4輸出了數千伏特之高電壓脈衝，乃激發氙氣管3發光。
上述該種先前技術之構成中，將電晶體Q1之閘極由OFF切換為ON之時序(timing)，因係在由振盪變壓器T之一次側線圈P朝二次側線圈S的能量放電途中實行，故一次側線圈P所蓄積之能量乃無法完全地放出至二次側線圈S。
又，在放電途中，正把閘極切換為ON時，如第6圖(b)所示，在電流I1之上昇時序上易造成流通過大的振盪電流，除了耗費無效用之電力外，引起誤動作之可能性亦高，結果，乃為無法獲得較佳充電效率之現況。
本發明之目的，係鑑於上述問題而提供一種充電裝置，可改善充電效率，使電力消耗降低，因而可令電池更持久耐用。
本發明申請專利範圍第1項所載示之充電裝置，係一種將經由自激式DC－DC轉換器所升壓之輸出電壓以二極體整流而充電於主電容器的閃光放電管(strobo)裝置，其特徵係把自激式DC－DC轉換器之控制電路的構成作成為：當振盪變壓器之一次側所流通的電流值成為第1規定值時，將激磁期間終止，且把能量由該振盪變壓器之一次側傳達於二次側而實行對主電容器充電之充電期間，直到檢測出該振盪變壓器之二次側所流通之電流值比第2規定值還低時，經一延遲時間後，方重開該激磁期間。
依本發明申請專利範圍第2項所載示之充電裝置，係在申請專利範圍第1項中，把該延遲時間設定成合併以下兩者的時間以上：流通於該振盪變壓器二次側之電流值自比第2規定電流值還低時起至電流值為零為止之時間、及該二極體之逆回復時間。
依本發明申請專利範圍第3項所載示之特定用途積體電路裝置，係一種作為申請專利範圍第1項所載示之充電裝置的控制電路使用之特定用途積體電路裝置，其特徵係第1外部接續端子的電壓成為第1規定值時，令激磁期間終止，而由檢測出第2外部接續端子之電壓比第2規定值還低時開始，經一延遲時間後，方重開該激磁期間。
依上述之構成時，因為可將自激式DC－DC轉換器之閘極由OFF變換為ON之時序(timing)設定成比二次側之二極體完全OFF的時序還後面，故可改善充電效率，達成低耗電化，因而可使電池經久耐用。
以下，依第1圖~第4圖說明本發明之實施形態。
第1圖為使用本發明之充電裝置的閃光放電管裝置。
電場效果電晶體Q1係和振盪變壓器T之一次側線圈P成串聯連接，該電晶體Q1則以控制電路10實行切換等動作。該控制電路10係被設計為以閃光放電管裝置中所使用的特定用途積體電路裝置(Application Specific Integrated Circuit)。
振盪變壓器T之二次側線圈S係經二極體D和主電容器2作並聯連接。又，氙氣管3與絕緣閘型雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor)Q2之串聯電路係和主電容器2並聯連接。R1為用以檢測流通於振盪變壓器T一次側線圈P之電流的阻抗，R2為用以檢測流通於振盪變壓器T二次側線圈S之電流的阻抗，R3、R4為檢測充電於主電容器2之電壓的阻抗，4為產生可激發氙氣管3之高電壓脈衝的高壓觸發電路。
用於控制閃光放電管充電、發光之控制電路10，係以半導體積體電路構成，而內藏驅動電路5、放電檢測電路6、及延遲電路11。茲依第2圖說明控制電路10之構成。
第2圖(a)、(b)、(c)係主電容器2之端子電壓為中高電壓(假設全充電電壓約為300伏特時，其為100伏特以上)時之控制電路10的時序圖。第2圖(d)、(e)、(f)則係主電容器2之端子電壓為低電壓(假設全充電約為300伏特時，其為未達50伏特)時之控制電路10的時序圖。又，控制電路10係由藉阻抗R3、R4之串聯電路的分壓電壓VC而判定主電容器2之端子電壓究為中高電壓/低電壓之何種狀態。
首先，說明中高壓時之控制電路10。
驅動電路5把第2圖(a)所示之閘信號施加於電晶體Q1之閘極時，如第2圖(b)所示，以直線式增加之電流乃由電池流至振盪變壓器T之一次側線圈P，一次側線圈P即蓄積能量。
驅動電路5係監視阻抗R1之端子電壓，在檢測出一次側線圈P的電流I1已達峰值電流值IPK1時，即把閘信號反轉為L準位。依此，乃將振盪變壓器T之一次側線圈P所蓄積之能量傳達於二次側線圈S，經二極體D對主電容器2充電。
於電晶體Q1為OFF，能量朝主電容器2蓄積之期間中，放電檢測電路6係經常的檢查由阻抗R2之端子電壓流至二次側線圈S的電流I2是否低於第2圖(c)所示之電流檢出電流Ith2。當檢測出已低於電流檢出電流Ith2時，即經由延遲電路11通知驅動電路5。
延遲電路11之延遲時間係隨著主電容器2之端子電壓而變更。因此，主電容器2之端子電壓為中高電壓時，此狀況之延遲時間t1(＝Tdly1＋δ1)係設定為比合併：二次側線圈S之電流由成為檢出電流Ith2以下開始至成為0為止之時間、及由成為0開始，電流以逆方向流動後，再度成為0為止的二極體D逆回復時間Tdlyl、兩種時間稍長(時間δ1)的時間。
在二次側線圈S之電流由低於檢出電流Ith2開始，經延遲時間t1後，介由驅動電路5令閘信號成為H準位使電晶體Q1 ON，則主電容器2乃可被重複充電。
依上述該種時序，電晶體Q1之閘極由OFF至ON之切換，該電晶體Q1正於成為ON後，可避免在振盪變壓器T之一次側線圈P容易地流通過大的振動電流，因而可獲得提高充電效率的結果。
如第3圖所示，係令t1在100n秒~700n秒之範圍作變化而取得其與充電效率之關係的資料，而第4圖表示上述該種狀況之實驗電路圖。以緩衝器12及電容器13構成延遲電路11，令電容器13之容量值在0~1200PF的範圍內為可變，則可獲得100n秒至700n秒之延遲時間t1。t1最好是如第3圖所示在300n秒~450n秒的範圍，而δ1最好是約為100n秒。
低電壓時之控制電路10，係在檢測出如第2圖(d)、(e)、(f)所示之閘信號、I1、I2低於電流檢出電流Ith2時，經延遲電路11通知驅動電路5。延遲電路11之延遲時間t2(＝Tdly2＋δ2)，係設定為比合併：二次側線圈S之電流在成為檢出電流Ith2以下開始至成為0為止之時間、及成為0開始，電流以逆方向流動後，再度成為0之二極體D的逆回復時間Tdly 2、兩種時間稍長些(δ2)的時間。於二次側線圈S之電流成為檢出電流Ith2以下開始，經延遲時間t2後，藉由驅動電路5令閘信號成為H準位而使電晶體Q1 ON。則主電容器2乃重複被充電。δ2最好約為100n秒。
在低電壓時，電晶體Q1之閘極亦係在該種時序上由OFF變換為ON，和中高電壓時同樣的，電晶體Q1在正成為ON後，可避免在振盪變壓器T之一次側線圈P中容易地流通過大的振動電流，乃可獲得提高充電效率的結果。
又，δ1≠δ2亦屬較佳。而如δ1＝δ2時，亦比習用者具有改善之效果。
[產業上利用之可能性]
本發明之充電裝置，可對照相機攝影所使用之閃光放電管裝置、或對閃光放電管裝置內藏之照相機裝置或行動電話裝置等，均可賦予高機能化。
1,10．．．控制電路
2．．．主電容器
3．．．氙氣管
4．．．高壓觸發電路
5．．．驅動電路
6．．．放電檢測電路
11．．．延遲電路
12．．．緩衝器
13．．．電容器
Q1,Q2．．．電晶體
R1,R2．．．阻抗
P．．．一次側線圈
A．．．二次側線圈
D．．．二極體
第1圖為本發明之充電裝置實施形態構成圖。
第2圖為同實施形態之主要部分波形圖。
第3圖為延遲時間與充電效率之關係圖。
第4圖為延遲時間之實驗電路圖。
第5圖為一般的充電裝置構成圖。
第6圖為同先前例之主要部分波形圖。
IPK1．．．峰值電流
Ith2．．．電流檢出電流
Tdly1,Tdly2．．．逆回復時間
t,t2．．．延遲時間
I1．．．一次側電流
11．．．延遲電流

Claims (2)

  1. 一種充電裝置，將經由自激式DC-DC轉換器所升壓之輸出電壓以二極體整流而對主電容器充電，其中將該自激式DC-DC轉換器之控制電路構成為：流至振盪變壓器之一次側的電流值成為第1規定值時，令激磁期間終止，且將能量由該振盪變壓器之一次側傳達於二次側而實行對主電容器充電之充電期間；流至該振盪變壓器之二次側之電流值自被檢測出比第2規定值還低時開始，經延遲時間後，重開該激磁期間；其中該延遲時間係被設定為大於下列時間的合併：流至該振盪變壓器之二次側的電流值比第2規定值還低，直到電流值成為零之時間；及該二極體之逆回復時間。
  2. 一種特定用途積體電路裝置(Application Specific Integrated Circuit)，被使用作為如申請專利範圍第1項充電裝置之控制電路，其構成為：第1外部接續端子之電壓成為第1規定值時，令激磁期間終止；第2外部接續端子之電壓自被檢測出比第2規定值還低時開始，經延遲時間後，重開該激磁期間；其中該延遲時間係被設定為合併下列的時間以上： 流至該振盪變壓器之二次側的電流值比第2規定值還低，直到電流值成為零之時間；及該二極體之逆回復時間。
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