(57)【要約】【課題】ストロボなどの電子機器に接続する他励昇圧方式により駆動する電源装置において、電子機器への充電動作中に電源装置内部の部品から発生する音鳴りを防止することを課題とする。【解決手段】本発明の電源装置は他励発振方式の昇圧回路を有し、接続された電子機器の負荷の状況、または電源装置を構成する部品の発熱およびその発熱による部品の劣化などを検知し、その検知結果から他励昇圧方式における発振周波数を変更して音鳴りを防止する構成を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器と接続可能な電源装置であって、前記電源装置にはバッテリーが内蔵または外部に接続可能な構成を有し、該バッテリーの電圧を他励式ＤＣ／ＤＣコンバータを介して昇圧を行う他励昇圧方式手段を有し、昇圧された電圧による電力を該電子機器に供給することを特徴とし、該電源装置は該電子機器の負荷状況乃至、該電源装置自身を構成する部品の発熱およびそれに伴う該部品の劣化状況を判別する手段を有し、前記判別された結果により該他励昇圧方式の駆動周波数を変更することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電源装置による前記電子機器の負荷状況は、前記他励昇圧方式手段によって昇圧された電圧の値と、該昇圧された電圧の値に達するまでの時間の両方の計測を行い、その各々の計測された電圧および時間を記憶する手段を有し、前記計測および記憶された電圧値と時間から昇圧されている電圧値の上昇勾配を演算することで判別する請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記電源装置を構成する部品の発熱およびこの発熱に伴う部品の劣化状況は、前記電源装置が昇圧動作を行った回数、頻度、および昇圧された電圧値のデータを記憶する手段を有し、該記憶されたデータから演算された結果により判別する請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電源装置を構成する部品の発熱およびこの発熱に伴う部品の劣化状況は、前記部品の温度測定を目的にした温度検出素子の出力情報から演算された結果により判別する請求項１から請求項３のいずれかに記載の電源装置。
【請求項５】
昇圧手段および昇圧動作の制御および接続された電子機器の負荷状況乃至、該電源装置を構成する部品の発熱およびこの発熱に伴う部品の劣化状況を判別等をするためにＣＰＵを搭載していることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記電子機器はストロボ装置であることを特徴とする請求項１から請求項５に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器に接続する外部電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からストロボ装置に接続可能な外部電源装置が提供されており、その外部電源装置からストロボ装置に電力供給が可能となっている。また、ストロボ装置には電力を蓄えられるメインコンデンサと、該メインコンデンサから電力が供給される閃光放電管と、該閃光放電管からの光を反射する反射傘と、該反射傘からの光，および前記閃光放電管からの光を入射させて放射方向を制御する光学パネルを備えている。
このようなストロボ装置では、メインコンデンサに蓄えられている電力が閃光放電管に供給されると、該閃光放電管が発光し、閃光放電管前方に配置された光学パネルを通過した光が被写体に照射される。
【０００３】
一般にストロボ装置の外部電源接続端子にはメインコンデンサに充電された電荷が外部に放電されないよう、外部電源接続端子とメインコンデンサの間にダイオードが接続されている。すなわち、ストロボ装置の外部電源接続端子に接続される外部電源装置は自身の昇圧電圧を確認することが可能であるが、現在におけるメインコンデンサの電圧値は確認できない。すなわち閃光放電管が発光可能となる電荷がメインコンデンサに十分に蓄積されているか不明であるため、外部電源装置はある間隔で絶えず昇圧開始と昇圧停止を繰り返す必要がある。
【０００４】
外部電源装置としては従来多く使用されていたＤＣ−ＤＣコンバーターを用いた自励発振式（たとえば、特許文献１参照）が多く採用されていたが充電効率および充電時間の観点からみると他励発振式が望ましい。
【０００５】
しかし、前述したようにストロボ装置の外部電源接続端子とメインコンデンサの間にはダイオードが接続されているおり、外部電源装置はメインコンデンサに電荷が多く蓄積された負荷が高インピーダンス状態における状態でもある間隔で絶えず昇圧開始と昇圧停止を繰り返す必要がある。外部電源装置に接続された負荷がそのような高インピーダンス状態で外部電源装置が他励昇圧動作を行った場合、駆動周波数によってはトランス等を含む昇圧動作に関わる部品、或いは基板上から多大な音鳴りが発生する場合がある。また、その音鳴りの大きさは駆動周波数だけではなく外部電源装置の昇圧動作に関わる部品の発熱等を含めた回路状況などにも影響される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５９−１４３１３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、他励昇圧方式により駆動する電源装置に接続され外部電源から電力を供給される電子機器の負荷状況乃至、電源装置を構成する部品の発熱や劣化などの回路状況を判別し、電源装置の他励昇圧の駆動周波数を可変することで電源装置からの音鳴りを防止することができる電源装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電源装置は、ストロボ装置などの高電圧を必要とする電子機器と接続して、該電子機器に電力を供給できる電源装置であって、該電源装置に外部から接続あるいは内蔵された乾電池などのバッテリーの電圧を他励昇圧方式により昇圧して該電子機器に出力するとともに、該電源装置は該電子機器の負荷状況乃至、該電源装置自身を構成する部品の発熱や劣化などの回路状況を判別する事が可能な手段を有し、判別された結果により他励昇圧方式の駆動周波数を変更することができる構成となっている。
かかる構成によれば、電源装置に接続された電子機器の負荷状況乃至、電源装置を構成する部品の発熱や劣化などの回路状況によらず、音鳴りの発生を防ぐことが可能となる。
【０００９】
また請求項２に記載の発明においては、電源装置に接続された電子機器の負荷状況は、電源装置で昇圧された電圧の値と、その昇圧された電圧値に達するまでの時間から、電圧値の時間に対する上昇勾配を演算することで判別することを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、電源装置側からは直接検知できない電子機器の負荷の状況を、電源装置側で判別することが可能となる。
【００１１】
また請求項３に記載の発明においては、電源装置において、昇圧動作を行った回数、頻度，昇圧された電圧値を記憶し、それらの情報から電源装置を構成する、バッテリー電源，トランス，トランジスタなどの部品が発熱，および発熱に伴う部品の劣化を判別することを特徴としている。
【００１２】
さらに請求項４に記載の発明では，電源装置を構成する部品の発熱および発熱に伴う部品の劣化状況を判別するために、電源装置内部に温度の検出手段を設けて、検出された温度情報から、発熱量および部品の劣化程度を判別することを特徴としている。
【００１３】
かかる構成によれば、電源装置が連続して昇圧動作を行った場合、電源装置を構成する、バッテリー電源，トランス，トランジスタなどの部品が発熱，および発熱に伴う部品の劣化を原因として、接続された電子機器の負荷の状況に関わらず、特定の駆動周波数において音鳴りを発生させる場合においても，その駆動周波数以外の周波数に変更することで、音鳴りを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上、本発明による電源装置では電源装置に接続された電子機器の負荷状況あるいは、電源装置を構成する部品の発熱や劣化などを判別して電源装置の駆動周波数を変更することで、音鳴りの発生を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第一の実施例を示す図
【図２】負荷が低インピーダンスの場合の充電電圧の時間変化を示す図
【図３】負荷が高インピーダンスの場合の充電電圧の時間変化を示す図
【図４】電圧上昇勾配検出による駆動周波数の変更を説明する図
【図５】本発明の第三の実施例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施例１）
以下、本発明の一実施形態について、電子機器としてストロボ装置を例にして図面を参酌しつつ説明する。図１に示すように本実施形態に係る外部電源装置１は電力を供給するため閃光放電管を含む発光回路１９を有したストロボ装置１５と接続されている。
外部電源装置１は乾電池等を電源とした電源２を有し、その電源２をトランス３での他励発振方式による昇圧動作によりトランス３の２次側回路より、ストロボ装置１５に電力を供給する。
【００１７】
具体的には外部電源装置１の電界効果トランジスタ４のゲート端子に外部電源装置制御回路６のＣＬ２端子よりＨｉｇｈレベル信号とＬｏｗレベル信号を交互に与える。また、電界効果トランジスタ５のゲート端子に外部電源装置制御回路６のＣＬ１端子からＣＬ２端子と逆論理となるようにＬｏｗレベル信号とＨｉｇｈレベル信号を交互に与える。すなわち、ＣＬ２端子よりＨｉｇｈレベル信号を印加された電界効果トランジスタ４はドレイン−ソース間が導通状態となり、電源２から供給される電流がトランス３、電界効果トランジスタ４を介して流れることとなる。
【００１８】
その時、ＣＬ１端子はＬｏｗレベル信号であるため、電界効果トランジスタ５は非導通状態である。また、ＣＬ１端子よりＨｉｇｈレベル信号を印加された電界効果トランジスタ５はドレイン−ソース間が導通状態となり、電源２から供給される電流がトランス３、電界効果トランジスタ５を介して流れることとなる。その時、ＣＬ２端子はＬｏｗレベル信号であるため、電界効果トランジスタ４は非導通状態である。
【００１９】
ＣＬ１端子、ＣＬ２端子の信号を逆論理となるようにＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベル信号を繰り返すことでトランス３の２次側には電流が流れる。この電流はダイオード７とダイオード１０、或いはダイオード８とダイオード９を介して充電電圧安定化のためのコンデンサ１３の充電を行う。
【００２０】
ここでストロボ装置１５のメインコンデンサ１８には電荷が十分蓄積されていないとすると、更にダイオード７、ダイオード１０とダイオード８、ダイオード９と外部電源装置コネクタ１４とストロボコネクタ１６、ダイオード１７を介して発光回路１９に電力を供給するためのメインコンデンサ１８の充電を行う。
【００２１】
つまり外部電源装置１のコンデンサ１３とストロボ装置１５のメインコンデンサ１８の電位はほぼ同じ値となる。ただし、コンデンサ１３は外部電源装置１の充電電圧安定化用途であるため、メインコンデンサ１８に対して微小な容量となる。また、ストロボ装置１５のメインコンデンサ１８、ダイオード１７、発光回路１９、更には外部電源装置１のコンデンサ１３、ダイオード７、ダイオード８、ダイオード９、ダイオード１０等には最大定格電圧が存在し、最大定格電圧の値を超えて昇圧動作が行われないように昇圧電圧を監視し、昇圧動作を停止する制御が必要となる。
【００２２】
そこで、外部電源装置１はトランス３の２次側に抵抗１１、抵抗１２を接続し、抵抗１１と抵抗１２で分圧された電圧値を外部電源装置制御回路６のＭＯＮ端子にて電圧値判別する。外部電源装置制御回路６はＣＰＵを含む構成を有しており、ＭＯＮ端子の電圧値判別はすなわち抵抗１１、抵抗１２で分圧された電圧をＣＰＵのアナログポートに入力することで電圧値を判別することで行う。
【００２３】
すなわち前記のようにメインコンデンサ１８に十分に電荷が蓄積されていない場合、メインコンデンサ１８とほぼ同電位に充電されるコンデンサ１３の充電電圧値が抵抗１１と抵抗１２で分圧され、外部電源装置制御回路６のＭＯＮ端子に入力されるためコンデンサ１３及びメインコンデンサ１８の目標充電電圧に相当する電圧に達したときに電界効果トランジスタ４及び電界効果トランジスタ５のゲート端子へ外部電源装置制御回路６のＣＬ１端子及びＣＬ２端子をともにＬｏｗレベル印加することで充電停止を行う。
【００２４】
メインコンデンサ１８への電力供給の際にＣＬ１端子のＨｉｇｈ、Ｌｏｗを繰り返す周波数（ＣＬ２はＣＬ１の逆論理でＬｏｗ、Ｈｉｇｈを繰り返す周波数）は一定であり、この周波数の値はメインコンデンサ１８への充電を行う際の効率、充電時間等が最適となるように決められたある一定の値で充電される。
そして、ストロボ装置１５が発光を行う際、ストロボ装置制御回路２０からＳＴ−ＣＯＮ端子による信号が発光回路１９に入力され、メインコンデンサ１８に充電された電荷は閃光放電管を含む発光回路１９に供給されることで閃光放電管に電流が流れるため発光が行われる。
【００２５】
図２に外部電源装置１がストロボ装置１５に接続され、ストロボ装置１５の負荷が低インピーダンスである時、すなわちメインコンデンサ１８に電荷が十分に蓄積されていないときに外部電源装置１が充電動作を行ったときのＭＯＮ端子の電圧推移を示す。Ｖ１はメインコンデンサ１８に発光に要する電荷が蓄積されるときのＭＯＮ端子電圧値で、この値はＶ１で一定値となる。
【００２６】
ＭＯＮ端子は前述のとおり、メインコンデンサ１８への電力供給が行われる際にはほぼ同電位となるコンデンサ１３の充電電圧値が抵抗１１と抵抗１２で分圧された電圧値が入力されており、ＣＰＵのアナログポートに接続されているためにコンデンサ１３の推定電圧値を算出することが可能である。
【００２７】
図２に示すとおり、ストロボ装置１５の負荷が低インピーダンスである時は外部電源装置１が充電開始をしてから所定の電圧値Ｖ１に至るまでにΔｔαの時間を要する充電カーブによりメインコンデンサ１８への電力供給を行う。
【００２８】
ここでの外部電源装置１によるメインコンデンサ１８への電力供給を行うための他励昇圧方式の駆動周波数は効率及び充電速度等の観点からあらかじめ決定されている周波数により動作される。この時の周波数をＸとする。
【００２９】
次に図３に図２に外部電源装置１がストロボ装置１５に接続され、ストロボ装置１５の負荷が高インピーダンスである時、すなわちメインコンデンサ１８に電荷が十分に蓄積されているときに外部電源装置１が充電動作を行ったときのＭＯＮ端子の電圧推移を示す。ストロボ装置１５の負荷が高インピーダンスである時は外部電源装置１が充電開始をしてから所定の電圧値Ｖ１に至るまでにΔｔβの時間を要する充電カーブによりメインコンデンサ１８への電力供給を行う。このΔｔβは図２で示したΔｔαよりはるかに小さい値となる。
【００３０】
いま、図３で示したようにストロボ装置１５のメインコンデンサ１８に電荷が十分に蓄積されている場合、つまり負荷が高インピーダンス状態であるときに外部電源装置１がメインコンデンサ１８への電力供給を行うために効率及び充電速度等の観点からあらかじめ決定された周波数Ｘで動作される場合には高負荷状態と周波数Ｘが関与するトランスの磁化エネルギー、スイッチング速度等の組合せによる音鳴りが発生してしまう。
そこで、本実施例ではストロボ装置が高インピーダンス状態でも音鳴りが発生しないよう、図４に示すような制御を行う。
【００３１】
まず、ストロボ装置が高インピーダンス、或いは低インピーダンス状態である時においても音鳴りが発生しない駆動周波数Ｙによりストロボ装置１５は昇圧動作を行う。ここで昇圧開始時のＭＯＮ端子電圧がＶαとし、その時の時間がｔ１であったとする。その後、昇圧動作を行った後にある時間ｔ２におけるＭＯＮ端子電圧を計測する。その時の電圧がＶβとする。
【００３２】
Ｖα、Ｖβ、ｔ１、ｔ２の値を取得した段階で、ＣＰＵは（Ｖβ−Ｖα）÷（ｔ２−ｔ１）の演算を行う。この演算結果をＺとしたとき、予め定められた判別基準値ｋと演算結果Ｚを比較する。ここで判別基準値ｋはメインコンデンサ１８に充電電荷が蓄積されている状態、つまりは負荷として高インピーダンスとなったときに外部電源装置１が昇圧動作を行った際に想定されるＭＯＮ端子電圧の上昇勾配となる値とする。
【００３３】
よって、演算結果Ｚが判別基準値ｋと同等、或いはそれより大きい値となる場合にはメインコンデンサ１８に充電電荷が蓄積されている状態、つまりは負荷が高インピーダンスであるため、駆動周波数Ｙを維持して昇圧動作を行うことで音鳴りを発生させない。
【００３４】
演算結果Ｚが判別基準値ｋより小さい値である場合には負荷が低インピーダンスであるためメインコンデンサ１８には充電電荷が蓄積されていない状態と判別できる。よって、前述したメインコンデンサへの電力供給を行うべく効率及び充電速度等の観点からあらかじめ決定された周波数Ｘに駆動周波数を変更し、充電動作を所定の電圧値Ｖ１まで行う。
ここで、図４に示す周波数検出１のタイミングは昇圧動作開始時でなく、同じく図４に示す周波数検出２と周波数検出１の間における電圧上昇勾配が計測できる任意のタイミングで構わない。
【００３５】
また、負荷が高インピーダンスであるときは駆動周波数Ｙを維持して昇圧動作を行うと示したが、負荷が高インピーダンスという事はメインコンデンサ１８に電荷が十分蓄積されている状態でもある。よって、メインコンデンサ１８に電力を供給する必要はないため、昇圧動作を停止しても構わない。
【００３６】
（実施例２）
外部電源装置１が昇圧時において音鳴りが発生してしまう条件として、負荷のインピーダンスが変化することを前述したが、他の要因として外部電源装置１自身の回路条件が変更することで音鳴りが発生することがある。
【００３７】
例えば、外部電源装置１が連続して充電動作を行った場合、電源２、トランス３、電界効果トランジスタ４、電界効果トランジスタ５などの部品が発熱することがある。そのような条件においてはストロボ装置１５の負荷状況に関わらず特定の駆動周波数では音鳴りが発生してしまう可能性がある。
【００３８】
そこで、本実施例ではＣＰＵを含む外部電源装置制御回路６により昇圧動作を行った回数、頻度、昇圧電圧等のデータを記憶し、その記憶されたデータを演算することにより、音鳴りが発生しない周波数を特定し、その特定された周波数により昇圧動作を行うことで音鳴りを防ぐ。
【００３９】
なお音鳴りが発生しない周波数は同一の回路であっても、基板上の部品配置や電源装置の筐体の構造などの影響で、個体ごとに異なるため上記の演算内容については個々の個体ごとに決定する必要がある。
【００４０】
（実施例３）
図５は本願発明による第三の実施例を示す図である。本回路図は図１に温度検出素子２３、外部電源装置制御回路６にＴＭＰ端子を追加した図である。
外部電源装置１の連続充電動作により電源２、トランス３、電界効果トランジスタ４、電界効果トランジスタ５などの部品が発熱することにより外部電源装置１の回路条件が変更され音鳴りが発生することを実施例２で示した。
【００４１】
本構成によれば前述した部品の発熱を温度検出素子２３から外部電源装置制御回路６に入力することで外部電源装置１の回路条件が変更されたことを識別することが可能となり、その温度情報から音鳴りが発生しない周波数を特定し、その特定された周波数により昇圧動作を行うことで音鳴りを防ぐ。周波数の特定に関しては実施例２で記載した事情により、個体ごとに決定する。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明による電源装置では、他励昇圧方式により駆動する電源装置に接続され外部電源から電力を供給される電子機器の負荷状況、電源装置を構成する部品の発熱や劣化などの回路状況を判別し、電源装置の他励昇圧の駆動周波数を可変することで電源装置からの音鳴りを防止することで、電子機器の利用者などの音に対する不快感も取り除くことができ、通常環境ではもちろん、静寂な場所においても本電源装置を接続した電子機器の使用が可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
１  外部電源装置
２  電源
３  トランス
４、５  電界効果トランジスタ
６  外部電源装置制御回路
７、８、９、１０  ダイオード
１１、１２  抵抗
１３  コンデンサ
１４  外部電源装置コネクタ
１５  ストロボ装置
１６  ストロボコネクタ
１７  ダイオード
１８  メインコンデンサ
１９  発光回路
２０  ストロボ装置制御回路
２１、２２  抵抗
２３  温度検出素子
【図１】
2016181971.tif 000003
【図２】
2016181971.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016181971.tif 000006
【図５】
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