JP3566744B2 - ストロボ用電源装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、写真撮影のための照明に使用される、いわゆるストロボ装置の閃光ランプに発光用電力を供給するためのストロボ用電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ストロボ用電源装置におけるメインコンデンサの充電回路において、昇圧用トランスの一次側の供給電圧を、充電回路内に発振回路を設けずに、充電回路外部から供給されるパルス列によりオン/オフ制御させるようにして回路を簡略化する、いわゆる他励振方式の充電回路は、例えば、特開平4−146418号公報に開示されている。
【0003】
この特開平4−146418号公報に開示された他励振方式による従来の充電回路の構成を図2に示す。 図2の充電回路では、制御部であるマイクロコンピュータ1から出力されるパルスにより、トランス4の一次側のスイッチング素子としてのパワーMOSトランジスタ2をオンとすると、直流電源3から電力が供給され、トランス4の巻線比に応じた電圧が二次側に発生して、ダイオード5を通してコンデンサ6に充電される。
【0004】
このときのトランス4の二次側充電電流IA とパワーMOSトランジスタ2をオン/オフさせるための発振制御パルスとの関係を図3に示す。
この場合、ダイオード5のアノード側電圧、すなわちトランス4の二次側発生電圧が、ダイオード5のカソード側電圧、すなわちコンデンサ6の充電電圧よりも大きく、且つ両電圧の差がダイオード5の順方向電圧以上あるときにのみ、充電電流が流れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、図2の従来の充電回路で、充電電流が流れるのは、トランス4の二次側発生電圧が、コンデンサ6の充電電圧よりも大きく、且つそれらの電圧にダイオード5の順方向電圧以上の差があるときに限られる。
【0006】
したがって、充電が進みコンデンサ6の電圧が上昇するにつれて、図4に示すトランス4の二次側充電電流IA と発振制御パルスとの関係のように、実際にコンデンサ6に流れ込む電流は少なくなる。このときトランス4の一次側は、オンとなったままなので無駄な電流が流れてしまい、エネルギー変換効率が悪くなってしまう。
【0007】
また、トランス4の二次側に電流が流れない時間が多くなるため、充電に要する時間も長くなってしまう。
このように他励振方式の場合、従来の発振回路を内蔵した自励振方式のようなフィードバックループが存在しないため、最適な発振周波数でオン/オフ制御することができず、充電時間が長くなるという問題点があった。
【0008】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、他励振方式を用いた充電回路におけるエネルギ変換効率を改善し、充電時間の短縮化を実現し得るストロボ用電源装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るストロボ用電源装置は、上記目的を達成するために、直流電源と、
この直流電源の出力をオン/オフ制御するスイッチング手段と、
このスイッチング手段でオン/オフ制御された前記直流電源の出力が一次側巻線に供給される昇圧用トランスと、
この昇圧用トランスの二次側巻線の出力が供給されるストロボ発光用のメインコンデンサと、
前記スイッチング手段に前記オン/オフ制御用のパルス列を供給する発振制御部と
を有するストロボ用電源装置において、
前記発振制御部は、
メインコンデンサの充電開始からの経過時間を測定するタイマー手段、メインコンデンサの実容量を検知する容量検知手段および充電開始からの経過時間と適切なオン期間との関係をメインコンデンサの容量毎に予め記憶する記憶手段を有し、メインコンデンサの実容量に応じて充電開始からの経過時間と適切なオン期間との関係を選択し、その関係に基づいてオン/オフ制御用のパルス列のオン期間を可変制御するオン期間制御手段を具備することを特徴としたものである。
【0011】
さらに、本発明に係る上記オン期間制御手段は、充電開始からの経過時間とそれに応じたオン期間との関係を周囲温度に応じて変化させる調整制御手段をさらに具備することを特徴とするものである。
【0016】
さらに、本発明に係る上記オン期間制御手段は、メインコンデンサの充電完了後の充電電圧の低下を補償すべく、所定電圧の充電完了後も適宜なる周波数およびオン期間でオン/オフ制御用のパルス列の発生を持続させる電圧低下補償手段をさらに備えたことを特徴とするものである。
さらに、本発明に係る上記電圧低下補償手段は、外光の明るさを検知する外光検知手段を備え、この外光検知手段で検知された外光の明るさに応じてメインコンデンサの充電完了後の補償電圧値を変化させる手段であることを特徴とするものである。
【0017】
【作用】
上述のように構成されたストロボ用電源装置においては、発振制御部により、オン/オフ制御用のパルス列のオン期間を可変制御して、実質的にトランスの二次側充電電圧が上昇するに従ってオン期間が短くなるようにする。このようにオン期間を制御することにより、トランスの一次側の無意味な通電時間を低減することができる。したがって、充電時間が短縮され、エネルギー変換効率が向上する。
【0018】
また、電圧をモニタしながら発振の制御を行うことが困難な場合には、充電開始からの経過時間によってオン期間を変化させる。この場合、経過時間から充電電圧を推定するので、周囲温度の変化、コンデンサの容量のばらつきに応じて、経過時間とオン期間との関係を補償して、精度良くオン期間のコントロールをする。
さらに、コンデンサの容量毎に上記経過時間とオン期間との関係を複数記憶しておき、その中から選択的に使用して制御を行うことにより、ガイドナンバーの変更等による容量の変更についても、同一の制御系で対応することができる。
【0019】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、本発明に係るストロボ用電源装置の構成を示す回路構成図である。
図1に示す電源装置は、直流電源3、昇圧用トランス4、ダイオード5、メインコンデンサ6、スイッチング手段としてのスイッチング制御用トランジスタ(以下、単に「トランジスタ」と称する)20およびトランジスタ20にオン/オフ制御用のパルス列を供給する発振制御部10とから構成されている。
【0020】
そして、上記発振制御部10は、オン期間制御手段10a、電圧検知手段10b、タイマー手段10c、容量検知手段10e、記憶手段10f、電圧低下補償手段10g、電源電圧検知手段10i、調整制御手段10j等を具備している。また、オン期間制御手段10aのデータ入力端には、温度センサ10dおよび外光検知手段10hが接続されている。
【0021】
直流電源3の出力は、トランジスタ20を介して昇圧用トランス4の一次側の巻線4aに供給されるとともに、該トランジスタ20でオン/オフ制御される。すると、直流電源3から電力が供給され、トランスの巻線比に応じた電圧が、昇圧用トランス4の二次側の巻線4bからダイオード5を介してストロボ発光用のメインコンデンサ6に供給され、ストロボ発光用の電荷が充電される。
発振制御部10は、例えばマイクロコンピュータ等を用いて構成され、トランジスタ20のベースにオン/オフ制御用のパルス列を供給する。
メインコンデンサ6の端子電圧は、発振制御部10内のオン期間制御手段10aにフィードバックされ、このオン期間制御手段10aは、メインコンデンサ6の充電電圧に応じて、オン/オフ制御用のパルス列のオン期間を可変制御する。
【0022】
この場合、オン期間制御手段10aが、電圧検知手段10bから二次側充電電圧に対応する充電電圧データを受け、コンデンサの充電電圧が上昇するに従ってオン期間を短くするように制御するから、図4に示したような一次側が無駄にオンしている時間を低減することができ、充電時間を短縮し、エネルギー変換効率を向上させることが可能となる。
なお、発振制御部10の構成あるいは性能によっては、メインコンデンサ6の充電電圧をモニタしながら発振のオン期間の制御を行うことが、困難な場合がある。
【0023】
このような場合は、図示のように、発振制御部10の内部に充電開始からの経過時間、すなわち充電時間を計測するタイマー手段としてのタイマー10cを設け、このタイマー信号に基づきオン期間制御手段10aで充電開始からの経過時間によってオン期間を変化させるようにしても、メインコンデンサ6の充電電圧をモニタしたのと同様の効果を達成することができる。
【0024】
この場合、実際にメインコンデンサ6の充電電圧をモニタするわけではなく、充電時間から充電電圧を推定するので、周囲温度によって、メインコンデンサ6の容量が変化し、あるいは昇圧用トランス4およびトランジスタ20等の特性が変化することがある。
【0025】
そのような場合、周囲温度を検出するための温度センサ10dを設けて、この温度センサ10dの周囲温度データと、タイマー手段10cの充電開始からの経過時間データとを受ける調整制御手段10jにより、充電開始からの経過時間とオン期間の関係を周囲温度に応じて適宜補正して、オン期間のコントロールを一層高精度に行うことが可能となる。
【0026】
さらに、メインコンデンサ6の容量のばらつきによっても、上述の関係が変化するので、メインコンデンサ6の実容量を容量検知手段10eで測定して、オン期間制御手段10aに与え、その実容量の値により、オン期間制御手段10aで上述の関係を調整するように構成してあるから、コントロール精度は一層向上する。
【0027】
この場合、さらにメインコンデンサ6の容量毎の複数の上述の関係を予め発振制御部10内の記憶手段10fに記憶しておき、その中からメインコンデンサ6の実容量に応じた上述の関係を選択して使用することにより、ストロボのガイドナンバーの変更等による容量の変更に対しても、上述とほぼ同様の制御系で対応することができる。
【0028】
また、通常、充電が完了し充電制御を停止した後は、メインコンデンサ6の電流リーク等により、充電電圧が漸次減少するが、上述の構成では、発振制御部10によりオン期間および発振周波数を任意に制御することができる。
即ち、本実施例においては、電圧低下補償手段10gを設けて、充電完了後もリーク電流を補償するように、発振を継続させるように構成してあるから、メインコンデンサ6を常時フル充電しておくことが可能となる。
【0029】
さらに、その際、外光を外光検知手段10hで計測して、発振制御部10にフィードバックし、外光の明るさに応じて、補償する電圧を変化させることもできるので、一層無駄な充電を減らし、電源の消耗を防ぐことが可能となる。
さらにまた、直流電源3の電圧値を電源電圧検知手段10iでモニタし、この電圧値に応じて、オン/オフ制御用のパルス列のオン期間を調整するようにして、直流電源3としてバッテリ等を用いている場合の電源電圧の低下を有効に補償することもできる。
【0030】
尚、本発明は、上述し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、記憶手段10fや容量検知手段10e等は、必らず発振制御部10内に設けなければならないものではなく、外部にそのような機能実現手段を設け、そこで生成される信号を、発振制御部10に供給するようにしてもよい。
また、スイッチング手段としては、パワーMOSトランジスタなどのように用途に適合するものを任意に選択することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、直流電源と、
この直流電源の出力をオン/オフ制御するスイッチング手段と、
このスイッチング手段でオン/オフ制御された前記直流電源の出力が一次側巻線に供給される昇圧用トランスと、
この昇圧用トランスの二次側巻線の出力が供給されるストロボ発光用のメインコンデンサと、
前記スイッチング手段に前記オン/オフ制御用のパルス列を供給する発振制御部と
を有するストロボ用電源装置において、
前記発振制御部は、
メインコンデンサの充電開始からの経過時間を測定するタイマー手段、メインコンデンサの実容量を検知する容量検知手段および充電開始からの経過時間と適切なオン期間との関係をメインコンデンサの容量毎に予め記憶する記憶手段を有し、メインコンデンサの実容量に応じて充電開始からの経過時間と適切なオン期間との関係を選択し、その関係に基づいてオン/オフ制御用のパルス列のオン期間を可変制御するオン期間制御手段を具備する構成としたから、メインコンデンサの充電電圧をモニタすることが不要になり、メインコンデンサの容量のばらつきにも拘わらず、オン期間のコントロール精度を一層向上させることができ、他励振方式を用いた充電回路におけるエネルギー変換効率を改善し、充電時間の短縮化を実現し得るストロボ用電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るストロボ用電源装置の構成を示す回路図である。
【図2】従来のストロボ用電源装置の構成を示す回路図である。
【図3】図2の構成における充電電流と発振制御パルスの関係を示すタイムチャートである。
【図4】図2の構成において充電電圧が上昇した場合の2次側充電電流と発振制御パルスの関係を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
3 直流電源
4 昇圧用トランス
5 ダイオード
6 メインコンデンサ
10 発振制御部
10a オン期間制御手段
10b 電圧検知手段
10c タイマー手段
10d 温度センサ
10e 容量検知手段
10f 記憶手段
10g 電圧低下補償手段
10h 外光検知手段
10i 電源電圧検知手段
10j 調整制御手段
20 スイッチング制御用トランジスタ
Claims (4)
- 直流電源と、
この直流電源の出力をオン/オフ制御するスイッチング手段と、
このスイッチング手段でオン/オフ制御された前記直流電源の出力が一次側巻線に供給される昇圧用トランスと、
この昇圧用トランスの二次側巻線の出力が供給されるストロボ発光用のメインコンデンサと、
前記スイッチング手段に前記オン/オフ制御用のパルス列を供給する発振制御部と
を有するストロボ用電源装置において、
前記発振制御部は、
メインコンデンサの充電開始からの経過時間を測定するタイマー手段、メインコンデンサの実容量を検知する容量検知手段および充電開始からの経過時間と適切なオン期間との関係をメインコンデンサの容量毎に予め記憶する記憶手段を有し、メインコンデンサの実容量に応じて充電開始からの経過時間と適切なオン期間との関係を選択し、その関係に基づいてオン/オフ制御用のパルス列のオン期間を可変制御するオン期間制御手段を
具備することを特徴とするストロボ用電源装置。 - 請求項1のストロボ用電源装置において、オン期間制御手段は、
充電開始からの経過時間とそれに応じたオン期間との関係を周囲温度に応じて変化させる調整制御手段をさらに具備することを特徴とする請求項1に記載のストロボ用電源装置。 - 請求項1のストロボ用電源装置において、オン期間制御手段は、
メインコンデンサの充電完了後の充電電圧の低下を補償すべく、所定電圧の充電完了後も適宜なる周波数およびオン期間でオン/オフ制御用のパルス列の発生を持続させる電圧低下補償手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載のストロボ用電源装置。 - 請求項3のストロボ用電源装置において、電圧低下補償手段は、
外光の明るさを検知する外光検知手段を備え、この外光検知手段で検知された外光の明るさに応じてメインコンデンサの充電完了後の補償電圧値を変化させる手段であることを特徴とする請求項3に記載のストロボ用電源装置。
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JPH07192884A JPH07192884A (ja) | 1995-07-28 |
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-
1993
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