(57)【要約】【課題】少ない部品点数にて、複数の電源を作成するＤＣ／ＤＣコンバータ。【解決手段】フライバックコンバータの２次出力に複数の半導体ＳＷを設けて、複数の電源を作成できる様に充電制御を行う。【選択図】　　　　図１
2004015865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、
その２次出力に複数の半導体ＳＷが接続をし、その半導体ＳＷと電源保持用の複数のコンデンサが接続され、その複数の電源コンデンサに対し、所定の電圧となる様に昇圧制御を行うことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
ｃｌ１にてＤＣ／ＤＣコンバータはフライバック型であること。
【請求項３】
ｃｌ１にて複数の電源の内いくつかは、閃光装置用の電源を作製するもの。
【請求項４】
ｃｌ１にて、トランスの巻数比が選択駆動なもの。
【請求項５】
ｃｌ４にて、巻数比の選択は、２次側に複数の巻線を用意して構成。
【請求項６】
ｃｌ４にて巻数比の選択は、１次側に複数の巻線を用意して構成。
【請求項７】
ｃｌ３にて、制御回路系の電源を優先させて充電させ、その後、閃光固有の電源を充電する。
【請求項８】
ｃｌ４にて、高圧の電源製作時に、巻数比の高い駆動とし、低圧の電源作製時に巻数比の低い駆動とする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電源を作製する為の充電制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
また、カメラ用のストロボの充電回路においては、発光用のエネルギーを貯える為にメインコンデンサと称されるコンデンサに対し所定の充電電圧までＤＣ／ＤＣコンバータにより充電させ、エネルギーを貯え、所定の時に、放電管にエネルギー投入を行い、発光させる。また、一般的にストロボの制御回路としては、放電管の発光制御の為の半導体スイッチとして、ＩＧＢＴが用いられているが、このＩＧＢＴ駆動のケント駆動電圧としては、数１０Ｖの駆動電圧が必要とされており、通常この駆動電圧は先程のメインコンデンサに貯えられた昇圧電圧（例えば３００Ｖ）より、降圧させて数１０Ｖの電源を作るものが知られている。
【０００３】
また、本ストロボの制御回路としては、ストロボの発光制御する為の受光回路等が内臓されており、このアナログ回路の電源としては、通常５Ｖ等が用いられている。この５Ｖという電源を作製する為には、通常、５Ｖ専用のスイッチングレギュレータ方式のＤＣ／ＤＣコンバータを用意することにより対応している。
【０００４】
また、近年シングルチップマイクロコンピュータ等の駆動電源電圧の低下が進み、３Ｖとかの先程のアナログ回路の為の５Ｖ電源とは違った電源電圧が必要とされるものが多い、この時３Ｖの電源を得る為には、３Ｖ用のスイッチングレギュレータ方式のＤＣ／ＤＣを用意したり、先程のアナログの為の５Ｖ電源より、降圧回路を設けたりして、３Ｖを作製している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし乍ら、上記従来例では、降圧下手段により、例えばＩＧＢＴ用の電源を作ったり、３Ｖ用の電源を作ったりする為にエネルギーの使用効率が悪いとして欠点を有したり、また、複数のスイッチングレギュレータを用いる為に部品点数の増大、コストアップ、大型化等を招くという欠点を有していた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、効率が良く、しかも簡単な構成にて複数の電源を作る回路を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本出願に係る第１の発明は、１つのＤＣ／ＤＣコンバータを用いるとともに、その２次側出力の切替え回路を２次側出力の電源保持用コンデンサを有し、２次側出力の発生電圧をモニタする回路を有し、各々の２次側出力切替動作に応じて、その２次側電圧を制御する回路を有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の特徴を最もよく表す図であり、図１において、１：電池、２：電源スイッチ、３：ＤＣ／ＤＣコンバータ、４：ＤＣ／ＤＣ制御用ＭＯＳトランジスタ、５：整流用ダイオード、６，７，８，９，１０：半導体スイッチ１１，１２，１３，１４，１５：コンデンサ、特には発光用エネルギ蓄積用コンデンサ、１６：抵抗、１７：コンデンサ、１８：抵抗、１９：コンデンサ、２０：トリガコイル、１６，１７，１８，１９，２０：にて倍電圧回路で構成された放電管２２のトリガ：回路を構成している。２１：逆流防止用ダイオード、２３：ダイオード、２４：抵抗、２５：放電管２２の発光電源制御用のＩＧＢＴ、２６：ＩＧＢＴのゲート駆動用のバッファであり、この電圧としては図示されているように、３０Ｖの電源で駆動される。２７：放電管２２で発光されカメラの被写体にて反射された光をモニタする為の受光素子であるＳＰＤ、２９：２８の受光素子でモニタ出力された光電流処理する為の制御回路２としてのアナログ回路、この駆動電圧としては、図示している様に、例えば５Ｖで駆動をかける。
【０００９】
２８：発光開始用のシンクロスイッチ通常はカメラのＸ接点と呼ばれるものである。
【００１０】
３０：ストロボ内の複数の処理をするための制御回路１としてのマイクロコンピュータ（マイコンと略）であり、この駆動電源としては、例えば３Ｖとしている。３１：電源制御回路であり、ａ端子は電源であり、電池電圧が入力されて、本回路の駆動の為の電源となる。ｅ端子は、４のトランジスタのケント駆動端子であり、本端子の制御にて、ＭＯＳトランジスタ４をＯＮ、ＯＦＦさせ昇圧動作を行わせる。ｃ端子群は、複数の端子からなり、半導体ＳＷ６，７，８，９，１０を制御する信号線である。ｄ端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２次側で発生する電圧をモニタする為の端子であり、ＳＷ６，７，８，９１０のいずれか１つが、ＯＮした時の、ＯＮした側のコンデンサ（１１，１２，１３，１４，１５のいずれか１つ）の電源をモニタすることになる。
【００１１】
ここでまず、始めに、ＤＣ／ＤＣコンバータとしての動作を説明しておく、ある１つの径路としての充電を考えている半導体ＳＷ９がＯＮしていて、コンデンサ１４つまりは、５Ｖへの充電動作を考える。
【００１２】
電源制御回路３１のｂ端子により、ＭＯＳトランジスタ４はＯＮ／ＯＦＦし、トランス３の１次側に対し、電流を流す。ＭＯＳトランジスタ４がＯＮすると１次側には、徐々に電流が流れ、ＯＮからＯＦＦへ移行する瞬間の電流をＩとすれば、１次側のインダクタンスを“Ｌ”とすれば、１／２ＬＩ２のエネルギーがトランスに貯えられ、ＭＯＳトランジスタがＯＦＦになった以後、この貯えられたエネルギーが２次側へ放出され、整流ダイオード５を通して、例えば、コンデンサ１４へ充電電流が流れ、昇圧されることになる。このＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、所定の電圧になった時点で、ＯＮ／ＯＦＦ動作を止めることになる。このトランス駆動の方式は、フライバック型のＤＣ／ＤＣコンバータと呼ばれ、２次側の発生電圧が自由に設定できるという特徴がある。
【００１３】
電源制御に関し、図２のタイミングチャートにて、概略の動作を説明する。まず、ＳＷＢＡＴとして、２のスイッチがＯＮすると、ＳＷ３Ｖとして半導体ＳＷ１０がＯＮするとともに、充電動作が行われコンデンサ１５の電圧（＝Ｂ３Ｖ）が徐々に上昇していく、所定の電圧、例えば３Ｖに到達した時点で、半導体ＳＷ１０はオフして、次に５Ｖ系の充電へ行く為に、半導体ＳＷ９をＯＮさせると（ＳＷ５Ｖ）とともに、充電動を開始し、コンデンサ１４へ充電させる。この端子電圧（Ｂ５Ｖ）が所定の５Ｖに到達した時点で、半導体ＳＷ９をＯＦＦさせ、次に半導体ＳＷ６（ＳＷ６００Ｖ）をＯＮさせ、コンデンサ１１への充電を行う。この端子電圧（＝Ｂ６００Ｖ）が所定の例えば６００Ｖに充電到達時、半導体ＳＷ６はオフし、次に、半導体ＳＷ７（＝ＳＷ３００Ｖ）をＯＮさせ、メインコンデンサ１２への充電を行う。この端子電圧（Ｂ３００Ｖ）が、３００Ｖまで充電されたならば、半導体ＳＷ７をＯＦＦさせ、次にＩＧＢＴの駆動電源を充電する為に、半導体ＳＷ８をＯＮさせ、充電動作を開始し、コンデンサ１３の端子電圧（Ｂ３０Ｖ）が３０Ｖに到達したならば、半導体ＳＷ８をオフさせる。これで、所定へのコンデンサ充電は終了したので以後は定常的な電流消費が発生する。コンデンサ１４や１５への充電を間欠的に駆動をかける（Ａ部）。この定常的な消費は、マイコンや、アナログ回路で発生するものとしている。
【００１４】
Ｂ部で、Ｘ接点がＯＮすると、制御回路２（２９）から、２６のバッファを通して、２５のＩＧＢＴ駆動が行われ、放電管２２に対しトリガー動作が行われ、発光開始する。この時の被写体からの反射光量を２７のＳＰＤでモニタし、その光電流の積分値が所定量に達した時点で、ＩＧＤＴをオフさせる。この時の発光光電流をＤとして図示している。この発光動作により、コンデンサ１１，１２，１３等ま電圧は低下しているので、以後、図２上、Ｃ以後の充電動作をすぐに行って通常のＡ部動作を行う。
【００１５】
上記にて、コンデンサ１１の電圧６００Ｖとしているのは、トリガ時点においては、そのトリガ能力を高める為には、メインコンデンサ１２の電圧とは違って、高めに充電しておくと発光し易いからである。
【００１６】
上記動作を３１，３０，２９のシステムとしての動作をフローチャートにて示したものが図３，図４，図５である。図３に１０１にて、電源ＳＷ（２）がＯＮされているかどうかチェックされ、電源ＳＷＯＮ時、１０２にて３−５Ｖ充電のサブルーチンをＣＡＬＬする。このルーチンは図５で示される。この図５を説明する。１３０にて、ＳＷ３ＶＯＮとして、半導体ＳＷ１０をＯＮして、充電径路を制御回路１の電源３Ｖを選択する。次に、１３１にて、この電源電圧のチェックをする。１３１にて、この電圧Ｖ３Ｖが所定値Ｖ３Ｖφより低いかどうかチェックする。
【００１７】
１３１にて、この電圧Ｖ３Ｖが所定値Ｖ３Ｖφよりより低いかどうかチェックする。この電圧チェックは、電源制御回路３１への“ｄ”端子への入力電圧によってチェックする。半導体ＳＷ１０はＯＮしているので１５のコンデンサ電圧がモニタできることになる。
【００１８】
このＶ３ＶがＶ３Ｖ中より低い時は、１３２にてＶ３Ｖ充電を行う。これは、電源制御回路３１より、“ｂ”端子を所定の駆動を行うことにより、充電動作をする。
【００１９】
次に、１３３にて、Ｖ３Ｖを差独活チェックし、Ｖ３Ｖが所定値Ｖ３Ｖ１より高くなったどうかチェックする。低ければ、再度１３２へ行き充電継続させ、逆に高ければ充電は不要であるから、１３４にてＳＷ３ＶＯＦＦとして、半導体ＳＷ１０をオフさせる。
【００２０】
次に、１３５にて、ＳＷ５ＶＯＮとして、半導体ＳＷ９をＯＮさせ、１３６にて１４のコンデンサ電位Ｖ５Ｖのチェックを行う。これは、先にと同様に電源制御回路３１の“ｄ”端子電圧より行う。
【００２１】
Ｖ５Ｖが所定値Ｖ５Ｖφより低ければ、１３７にＶ５Ｖ充電としてコンデンサ１４に対し、充電動作を行う。１３８にて、Ｖ５Ｖの電圧が所定値Ｖ５Ｖ１との比較を行い、低ければ１３７にて、充電を継続させる。高くなったらば、１３９にて、ＳＷ５ＶＯＦＦとして、半導体ＳＷ９をオフさせる。
【００２２】
以上のルーチンにより、３−５Ｖ充電のサブルーチンの説明は終わりであるが、このルーチンにより、制御回路系の３Ｖや５Ｖ系の充電は完了する。
【００２３】
図３に戻り、１０３にて、ＳＷ６００ＶＯＮとして、半導体ＳＷ６をＯＮさせ、１０４にてコンデンサの電位Ｖ６００Ｖが所定値Ｖ６００Ｖφとの比較を行う。低ければ、１０８のルーチンへいく。１０８にて、所定時間（Ｔ６００）系への充電を行う。そして、１０９にて再度、３−５Ｖ充電のサブルーチンをＣＡＬＬする。これは、６００Ｖ系の充電中に、３−５Ｖ系の電圧が回路の消費電流により、低下する可能性があるので、低下分を補う為にＣＡＬＬされる。１１０にて、Ｖ６００Ｖを所定値Ｖ６００Ｖ１との比較を行い、低ければ１０８へ戻り、充電を継続させる。もし、高ければ、１０５のＳＷ６００ＶＯＦＦへいき、半導体ＳＷ６をオフさせる。
【００２４】
次に１０６にて、ＳＷ３００ＶＯＮとして、半導体ＳＷ７ＯＮさせ１０７にて、コンデンサ１２の電圧Ｖ３００Ｖと所定値Ｖ３００Ｖφとの比較を行う。低ければ、１１１へ行き、所定時間（Ｔ３００）３００Ｖ系の充電を行う。その後、先程と同様に３−５Ｖ充電のサブルーチンをＣＡＬＬし、３−５Ｖ系の電圧を充電しておく。
【００２５】
その後、１１３にてＶ３００ＶをＶ３００Ｖと比較し、まだ、低ければ１１１へ戻り、充電を継続する。高ければ、（Ａ）として図４の１１４にて、ＳＷ３０ＶＯＮとして、半導体ＳＷ８をＯＮさせる。
【００２６】
１１５にて、コンデンサ１３の電圧Ｖ３０Ｖと所定値Ｖ３０Ｖφとの比較を行い低ければ、１１８にて、所定時間Ｔ３０、このコンデンサ１３への充電を行う。１１９にて、再度３−５Ｖ充電のサブルーチンをＣＡＬＬし、３−５Ｖ系の充電を行う。１２０にて、Ｖ３０Ｖと所定値Ｖ３０Ｖ１との比較を行い、低ければ、１１８へ戻り、充電を継続する。高ければ、１１６にて、ＳＷ３０ＶＯＦＦとして、半導体ＳＷ８オフさせる。
【００２７】
１１７にて、発光中、つまりは、キセノン管２２が発光中か否かのチェックを行い、発光中ならば、１２１に３−５Ｖ充電のサブルーチンをＣＡＬＬし、制御回路系の電源３−５Ｖ系を充電する。これは、発光中は、制御回路系の３−５Ｖが充電できていれば良く、他の電圧は発光中に関しては、再充電する必要がないので、本ルーチンが用意されている。
【００２８】
１１７にて、発光中でないならば、（Ｂ）として、１０１のルーチンへ戻る。
【００２９】
以上のルーチンにて、Ｖ３０φ、Ｖ３Ｖ１、Ｖ５Ｖφ、Ｖ５Ｖ１、Ｖ６００Ｖφ、Ｖ６００Ｖ１、Ｖ３００Ｖ１、Ｖ３００Ｖφ、Ｖ３０Ｖφ、Ｖ３０Ｖ１と用意されているが、これは、ヒステリシス的動作をさせて、安定化させる為に、複数のレベルを用意している。
【００３０】
例えば、Ｖ３Ｖφ≦Ｖ３Ｖ１等に設定されている。
【００３１】
又、上記のルーチンにて、各々の半導体ＳＷ６，７，８，９，１０がそれぞれＯＮしている時は、その充電にみ合った制御が電源制御回路３１から、４の半導体ＳＷに対して行われる。
【００３２】
図６は、本発明の第２の実施形態を示す。
【００３３】
この第２の実施形態はもトランスの２次制御の出力を複数用意して、その各々に対して、そこから複数の電源を作製している。例えば、６００Ｖとか３００Ｖ等電圧が高い所には、トランスの巻数比が高いものを接続する様にし、３０Ｖ以下等の低圧に対しては、トランスの巻数比が小さいものを接続する様にしている。
【００３４】
図６では、トランス３３として、２次側の巻数を２種用意し、半導体ＳＷ６，半導体７の接続先を２次側の高い巻数比の所へ接続し、半導体ＳＷ８，９，１０は整流用ダイオード３４を通して、トランスの巻数比が小さい方へ接続する。
【００３５】
また、３２の電源制御回路は、２次側の出力電圧のモニタ方法として、高電圧系へつながる“ｄ”端子と低電圧系へつながる“ｅ”端子で構成されている。この電源制御回路は、２次側の出力電圧モニタ方法が異なるだけであり、必要な制御電圧に応じてモニタすべき端子をふりわけて、制御すればよい。
【００３６】
このシステムの動作タイミングや、フローチャートは基本的に実施形態１と同様な制御を行えばよいので、省略する。
【００３７】
この時のメリットとしては、効率の良い昇圧動作を行えるとともに、ダイオード５や３４をそれぞれ制御電圧の狙い目に応じた設定ができるので、この点でもより効率の良い回路を構成することができる。
【００３８】
第３の実施形態を図７に示す。
【００３９】
図７はトランスとしての巻数比の設定を１次側にて構成するものであり、３５のトランスの１次側に２つの巻線を用意して、その１つの巻線をスイッチングするトランジスタとして、３６のトランジスタを用意し、一方、１次側２つの巻線をスイッチングするトランジスタとして、４のトランジスタを用意する。
【００４０】
この方法により、例えば、４のトランジスタをＯＦＦのまま３６のトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすれば、巻数比の大きい、昇圧動作が行われ、３６のトランジスタをＯＦＦのまま、４のトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすれば、巻数比の小さい昇圧動作が行える。
【００４１】
この時、電源制御回路３７は、半導体ＳＷ６や７がＯＮしている時は、高圧電圧の昇圧であるから、例えば、巻数比の大きい３６のトランジスタをＯＮ／ＯＦＦさせて、昇圧動作を行う。また、半導体ＳＷ８，９，１０がＯＮしている時は、低圧電圧の昇圧であるから、巻数比の小さい４のトランジスタをＯＮ／ＯＦＦさせて昇圧動作を行う様に制御させる。
【００４２】
以下の構成により、やはり効率の良い充電制御が行えることになる。
【００４３】
【発明の効果】
１．ＤＣ／ＤＣコンバータの２次側に複数の電源作製の制御を行うことにより、トランスが１つで、複数種の電源が作製可能となり、コストダウンや、部品点数の削減、山型化が可能となる。
【００４４】
２．フライバックコンバータとすることにより、より効率の良い充電回路を構成できる。
【００４５】
３．閃光撮影用の高電圧も、安価な作製が可能である。
【００４６】
４．５．６．巻数比の選択駆動により、より効率アップがはかれる。
【００４７】
７．このことにより、電源のより安定化した制御が可能となる。
【００４８】
８．効率の良い駆動となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態。
【図２】第１の実施形態のタイミングチャート。
【図３】第１の実施形態のフローチャート。
【図４】第１の実施形態のフローチャート。
【図５】第１の実施形態のフローチャート。
【図６】第２の実施形態。
【図７】第３の実施形態。
【符号の説明】
３　トランス
４　半導体
６〜１０　半導体ＳＷ
１１〜１５　２次側電源用コンデンサ
３０　マイコン
３１　電源制御回路
【図１】
2004015865.tif 000003
【図２】
2004015865.tif 000004
【図３】
2004015865.tif 000005
【図４】
2004015865.tif 000006
【図５】
2004015865.tif 000007
【図６】
2004015865.tif 000008
【図７】
2004015865.tif 000009