(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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３】
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４】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0003566744.tif 000002
【図２】
0003566744.tif 000003
【図３】
0003566744.tif 000004
【図４】
0003566744.tif 000005