(57)【要約】【課題】ストロボにおける充電停止タイマーによる過充電を防止する。【解決手段】電池の解放電圧、内部抵抗を測定し、その値に基づいてタイマー時間をセットする。【選択図】　　　図１
2004112931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池に一次側が接続されたトランスと該トランスの２次側からの出力により充電されるメインコンデンサと前記電池の電池開放電圧と電池内部抵抗を検出する電池状態検出回路とメインコンデンサの充電電圧を検知する充電状態回路とメインコンデンサの充電が所定電圧になると充電を停止する回路とを備えた充電装置であって、充電開始前に、前記電池状態検出回路にて電池開放電圧と電池内部抵抗を検出し、その値をもとに所定電圧までの充電時間を推定し、充電開始から前記推定された充電時間以内に前記メインコンデンサーの充電が前記所定電圧に達しない場合、前記推定された充電時間で充電を停止することを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記、所定の電圧は、フル充電電圧であることを特徴とする充電装置。
【請求項３】
前記、電池内部抵抗検出回路とは、電池に対する、所定の負荷抵抗と、負荷抵抗に電流を流すトランジスタを有した回路であることを特徴とする充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はストロボなどに使用する充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カメラ等に用いられるストロボ充電回路においては、充電電圧を検出し、所定電圧で充電を停止する回路を備えていると共に、その回路が断線等により、動作しなくなった場合においても、ある所定時間で充電を停止する機能が付加されている。従来、この機能に関しては、タイマー等により充電動作を開始した直後から所定時間経過後に充電制御信号をｄｉｓａｂｌｅする等で、充電動作を停止させている。この時の所定時間とは、電池のあらゆる条件に対し、その充電回路が所定電圧に達するまでに充電動作を停止させないように、その充電回路が０ｖから所定電圧までに到達する時間の中で、充電時間が最大の条件となる時の充電時間以上の値を固定値として設定している。
【０００３】
又、この機能が動作することで、充電電圧検出回路が断線等をおこした場合にでも、ある所定時間で充電が停止され、過充電が行われる等の懸念を減らす事が出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ただ、前記、充電回路が０ｖから所定電圧までに到達する時間の中で、充電時間が最大の条件となる時の充電時間以上の値を固定値として充電停止のタイマーとする場合においては、充電電圧検出回路が断線する等の弊害により、充電停止機能が正常に動作されない場合において、充電時間が最も早くなる条件の場合、例えば、電池開放電圧が高く、又、電池内部抵抗が低い場合等において、過充電が行われる懸念は避けられない。又、この懸念をなくす為に、充電時間が最小の条件において前記タイマーを設定させた場合においては、充電回路が正常に動作している場合に、所定の電圧に到達するまでに、充電が停止してしまうという懸念が発生してしまう。
【０００５】
又、充電回路の充電方式がフライバック方式であると、充電電圧を制限するものが無いため、より過充電で行われる懸念が高まる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題を解決するために、電池に一次側が接続されたトランスと該トランスの２次側からの出力により充電されるメインコンデンサと前記電池の電池開放電圧と電池内部抵抗を検出する電池状態検出回路とメインコンデンサの充電電圧を検知する充電状態回路とメインコンデンサの充電が所定電圧になると充電を停止する回路とを備えた充電装置であって、充電開始前に、前記電池状態検出回路にて電池開放電圧と電池内部抵抗を検出し、その値をもとに所定電圧までの充電時間を推定し、充電開始から前記推定された充電時間以内に前記メインコンデンサーの充電が前記所定電圧に達しない場合、前記推定された充電時間で充電を停止する充電装置を提供するものである。
【０００７】
この結果、充電回路が正常に動作している場合に途中で充電を停止させることがなく、電池の状況に応じて、所定時間までの充電時間を推定し、いかなる状況においてもストロボ回路の過充電等による破損を防止する回路を実現することが出来る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下にカメラのストロボ回路を例にして、実施の形態を述べる。ここでは、ストロボ用充電回路として、フライバックコンバータ方式の充電回路を例にして説明をする。
【０００９】
図１は本発明の第１の実施の形態における基本回路図である。
【００１０】
１はバッテリーであり−極はＧＮＤに接続され、＋極は入力電流の平滑化コンデンサー４の片端及びバッテリーチェック用抵抗２の片端、カメラ全体の制御を行うＩＣ１５のＡ／Ｄポート２０と接続されている。又、バッテリーチェック用ＭＯＳＦＥＴ（スイッチ素子）３のドレイン端はバッテリーチェック用抵抗２の片端、ソース端はＧＮＤへ接続され、ゲート端はＩＣ１５の出力ポート１９に接続される。フライバックコンバータトランス６の１次側＋極は、入力電流の平滑化コンデンサー４の片端に接続されており、１次側の−極は、スイッチングＭＯＳＦＥＴ（スイッチ素子）５のドレイン端に接続されている。又、スイッチングＭＯＳＦＥＴ５のソース端はＧＮＤに接続されており、スイッチングＭＯＳＦＥＴ５のゲート端はＩＣ１５の出力ポート１６に接続されている。７のフライバックパルス整流用ダイオードのアノード端はフライバックコンバータトランス６の２次側＋端に接続され、カソード端はストロボ用メインコンデンサ１１の＋端に接続されている。メインコンデンサ１１の−端はＧＮＤへ接続されている。又、１２はフライバックパルス検出用抵抗であり、片端はＧＮＤへ接続され、もう片端はフライバックコンバータトランス６の２次側−端とフライバックパルス検出用コンパレータ１３の入力端に接続されている。フライバックパルス検出用コンパレータ１３の入力の一方は比較電位１４に接続され、出力端はＩＣ１５の入力ポート１７に接続されている。又、充電電圧検出用抵抗８、９はメインコンデンサ１１の両端にシリーズに接続されており、充電電圧検出リップル除去コンデンサ１０は充電電圧検出用抵抗９の両端に接続される。又、ここでは、閃光管を含む発光回路は本件とは直接関係ないため、省略している。
【００１１】
次に、図１、図２、図３、を用いて動作原理について説明する。
【００１２】
図１中の抵抗８，９は充電電圧を検出するための充電電圧分割抵抗であり、抵抗８，９の接続点をＩＣ１５のＡＤポート１８でモニタし、充電電圧を検出しており、この検出電圧が所定電圧に達するまで充電動作を行っている。本発明はこの回路の一部が断線した場合等、障害が生じた場合で、電池がいかなる状態においても、過充電等によるストロボ回路の破損を防ぐ為に、電池電圧と電池内部抵抗を検出し、所定電圧までの充電時間を推定し、所定電圧に達したと推定される時間、或いは所定電圧に達した後と推定される時間で充電を停止する。
【００１３】
充電動作としては、ポート１６からの出力信号によりトランジスタ５を制御し、一定の負荷電流となるように充電動作が行われるが、ここでは詳細な制御動作については省略する。
【００１４】
電池開放電圧は、ＩＣ１５の出力ポート１９よりＭＯＳＦＥＴ３をターンＯＦＦ時にＩＣ１５のＡ／Ｄポート２０でモニタすることで得られる。
【００１５】
又、電池内部抵抗は、ＩＣ１５の出力ポート１９よりＭＯＳＦＥＴ３をターンＯＮ時にＩＣ１５のＡ／Ｄポート２０でモニタした電圧と、前記、ターンＯＦＦ時の電圧、更に２の抵抗値により、下記の式にて算出することができ、
電池内部抵抗＝２の抵抗値×（ＯＦＦ時の電圧−ＯＮ時の電圧）／ＯＮ時の電圧　　（１）
この２つの値より、図２、図３の特性を用いて、充電開始時に充電時間を予測することができる。
【００１６】
充電電流が一定となるように、制御を行えば、充電時間は、基本的にトランスの一次側入力電圧に対してリニアな特性となり、下記の式で表す事ができる。
【００１７】
Ｔ　＝−Ｋ・Ｖｉｎ＋ａ　　　　　　　　・・・▲１▼
Ｔ：充電時間
Ｖｉｎ：トランス入力電圧
Ｋ、ａ：係数
又、充電電流をＩｉｎ、電池開放電圧をＶｏｐ、電池内部抵抗をＲとすれば、
Ｖｉｎ＝Ｖｏｐ−Ｉｉｎ・Ｒ　　　　　　・・・▲２▼
となり、▲１▼、▲２▼より、
Ｔ＝−Ｋ・Ｖｏｐ＋Ｋ（Ｉｉｎ・Ｒ−ａ）　・・・▲３▼
となる。つまり、▲３▼式より、内部抵抗Ｒ、入力電流Ｉｉｎが一定の状態においては、充電時間Ｔは、電池開放電圧Ｖｏｐに対してリニアな特性となる。これを示したのが図２であり、図２は電池開放電圧と充電時間を示したグラフである。３０は内部抵抗が相対的に高い状態であり、３２は内部抵抗が相対的に低い状態である。
【００１８】
又、▲３▼式のＫ（Ｉｉｎ・Ｒ−ａ）をＴ１とおくと
Ｔ１＝Ｋ・Ｉｉｎ・Ｒ−Ｋ・ａ　　　　・・・▲４▼
となる、Ｉｉｎは一定であるため、この▲４▼式はリニアな特性となり、この特性を示したのが、図３である。
【００１９】
以上、図３の特性より▲４▼式を求め、又、図２の特性より▲３▼式の傾きＫを求めることで、▲３▼式のＶｏｐ、Ｒ以外の係数を求めることが出来る。よって、▲３▼式よりＶｏｐ，Ｒを充電開始前に検出できると、充電時間を算出することが可能となる。
【００２０】
また、この推定される充電時間は、電池開放電圧の検出誤差、内部抵抗の検出誤差等を含んでおり、多少の誤差が想定される為、▲３▼式に対し想定される誤差分の時間を加算する事で充電回路が正常時に充電動作を停止させる確立は０となる。ただ、加算時間に余裕をもたせ過ぎると、充電回路が異常時に過充電となりストロボの回路の破損を招く確立が高くなる。
【００２１】
又、上記式により、推定される充電時間で充電を停止する場合、回路が正常時に所定電圧まで充電にいくまえに充電を停止する可能性はあるが、ほぼ所定電圧付近に達しており、調光方式のストロボシステムにおいては、大きな問題とはならない。
【００２２】
以上より、充電電圧検出回路の一部が断線した場合等、障害が生じた場合で、電池がいかなる状態においても、過充電等を防ぐ為に、所定電圧までの充電時間を推定し、所定電圧に達したと推定される時間、或いは所定電圧に達した後と推定される時間で充電を停止する。
【００２３】
次に、本システムの動作シーケンスを図４を用いて説明する。
ストロボ撮影が想定されると（＃１）、ｐｏｒｔＣ１９をＬＯＷに設定し（＃２）、Ａ／Ｄ２ポートより電圧をモニタすることで、開放電圧を検出する（＃３）。次に、ｐｏｔｔＣ１９をｈｉｇｈに設定し（＃４）、Ａ／Ｄ２ポートより電圧をモニタすることで抵抗負荷時の電圧を検出する（＃５）。よって、（１）式より電池内部抵抗を算出することができる（＃６）。次に、式▲３▼を用いて充電時間を算出する。この時、前述の如く、あらかじめこの回路の図２、図３の特性を事前に取得し、式▲３▼のＲ、Ｖｏｐ以外の係数を求めておく。又、想定される充電時間には、電池電圧検出誤差、電池内部抵抗検出誤差等の想定される誤差分の時間を加えておく（＃７）。次に充電を開始し（＃８）、タイマをスタートさせ（＃１０）、充電電圧が所定値に到達しているかをチェックしながら充電を行う（＃９）。ここで充電検出回路が正常である場合には、＃９で所定電圧を検出した後にｐｏｒｔＡをＬＯＷに固定させ充電が停止する。一方、充電検出回路がなんらかの要因で機能しなかった場合には＃１１で＃７で算出した時間に達したことが検知されｐｏｒｔＡをＬＯＷに固定させることで充電を停止させる。
【００２４】
又、上記フライバック方式の充電ではなく、フォワード方式の充電に関しても、同様に、充電電圧検出回路の一部が断線した場合等、障害が生じた場合で、電池がいかなる状態においても、電池開放電圧、電池内部抵抗を検出し、所定電圧までの充電時間を推定し、所定電圧に達したと推定される時間、或いは所定電圧に達した後と推定される時間で充電を停止し、過充電等を防ぐことが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上より、充電開始前に電池電圧、電池内部抵抗により、充電電圧が所定電圧に達するまでの時間を推測し、その推測値をもとに充電制御を停止させる機能を付加することで、充電回路が正常に動作中に充電動作を強制的に終了させること無く、又、充電電圧検出回路が機能しない等、何らかの要因で充電停止動作がおこなわれなくなった場合にいても、過充電等になることなく、充電を停止させることが可能なシステムを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における、全体回路図。
【図２】本発明の実施の形態における、電池電圧、充電時間特性図。
【図３】本発明の実施の形態における、電池内部抵抗、充電時間特性図。
【図４】図１の回路の動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１　電池
２　バッテリーチェック用抵抗
３　ＦＥＴ
５　ＦＥＴ
６　トランス
１５　ＩＣ（制御回路）
【図１】
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【図２】
2004112931.tif 000004
【図３】
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【図４】
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