專利名稱:成像裝置、頻閃裝置和充電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種包4舌頻閃裝置的成像裝置、頻閃裝置和關(guān)于該 頻閃裝置的充電控制方法。更具體地,本發(fā)明涉及一種具有他勵才展 蕩型的充電電路的頻閃裝置、頻閃裝置和充電控制方法。
背景技術(shù):
近年,已存在多種類型的用于頻閃裝置等的頻閃充電電路。近 來常使用的充電電路為他勵振蕩型的,更具體地,為回掃變壓器型 的。圖9是示出了回掃變壓器型的頻閃充電電路的配置實(shí)例的示圖。
作為對用于向頻閃閃光單元供電的主電容器Cl進(jìn)4亍充電的電 路,圖9所示的頻閃充電電路包括直流電源51、熔斷元件52、升 壓變壓器53、開關(guān)元件Q1、反饋電容器C2、整流二4及管D1和主 電容器Cl。頻閃充電電路還包括具有控制頻閃充電電路功能的充 電控制單元61、振蕩控制單元62和滿充電檢測單元63。
升壓變壓器53是才是升在初級線圏中所生成的回掃樂P中并向次 級線圏4命出另一個(gè)回掃3永沖的回掃變壓器。初級線圈與直流電源51、熔斷元件52、和開關(guān)元件Q1串聯(lián)連接。反饋電容器C2被置 于熔斷元件52和升壓變壓器53之間,以《更與直流電源51并聯(lián)連 *接。開關(guān)組^皮配置為具有反々貴電容器C2、升壓變壓器53的初級線 圏和開關(guān)元件Ql。
開關(guān)元件Q1基于來自振蕩控制單元62的開關(guān)控制信號而導(dǎo)通 /截止。當(dāng)開關(guān)元件Q1凈皮i殳置為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),電流流過升壓變壓器 53的初級線圈。然后,當(dāng)開關(guān)元件Ql被設(shè)為中斷狀態(tài)時(shí),在升壓 變壓器53的次級線圏中生成反電動勢。因此,通過使閉開關(guān)元件 Ql連續(xù)導(dǎo)通/截止,在升壓變壓器53的次級線圈中生成回掃月永沖。
整流二才及管Dl對在升壓變壓器53的次級線圈中生成的回掃脈 沖進(jìn)行整流,并且將整流后的回掃脈沖提供給主電容器Cl。使用 提供給主電容器Cl的回掃脈沖來充電主電容器Cl。通過電源端54 將主電容器Cl的充電電壓提供給作為負(fù)載的頻閃閃光單元(圖9 中未示出)。
充電控制單元61是對頻閃充電電路4丸行全面控制的處理單元。 在頻閃閃光單元中寺丸行頻閃閃光才喿作后,充電控制單元61將用于 開始開關(guān)控制信號的振蕩的指令提供給振蕩控制單元62。當(dāng)滿充電 4企測單元63 4企測到主電容器Cl的滿充電^犬態(tài)時(shí),充電控制單元 61停止振蕩控制單元62的振蕩操作。例如,滿充電4全測單元63通 過檢測主電容器C1的兩端間的電壓來確定主電容器C1是否處于滿 充電狀態(tài)。
在這種他勵振蕩型的頻閃充電電路的實(shí)例中,當(dāng)主電容器的充 電電壓達(dá)到高于閃光電壓的預(yù)定電壓時(shí),振蕩控制單元被重置以停 止充電纟喿作(例如,參看第2000-275706號日本未審查專利申請7> 開中的段落
和附圖1)。在另一個(gè)實(shí)例中,分別地, 將流過振蕩變壓器的初級線圏的電流值、或由電流生成的電壓值與正常操作電流的值、或電壓進(jìn)行比較,以及將主電容器的充電電壓 與正常操作下的充電電壓的值相比較。然后,作為比較的偶然結(jié)果,
地,從而燒斷了熔斷器,以在電路中中斷電源的提供(例如,參看
第2007-48702號日本未審查專利申請公開中的4殳落
~
和附圖4)。
發(fā)明內(nèi)容
然而,在上述的回掃變壓器型的充電電^各中,/人直流電源51 輸出的電源電壓通過熔斷元件52 4皮直4妄提供給升壓變壓器53的初 級線圏。開關(guān)元件Ql具有使從直流電源51向升壓變壓器53提供 的電流通過和限制的功能。因?yàn)榛貟呙}沖的高電壓被直接施加給開 關(guān)元件Ql,所以開關(guān)元件Q1 :帔配置為具有以耐高壓處理制造的耐 高壓元件。
然而,例如,當(dāng)由外圍電路的故障等導(dǎo)致的異常電壓被施加給 開關(guān)元件Ql時(shí)或當(dāng)耐高壓特性被削弱的開關(guān)元件Ql執(zhí)行開關(guān)操 作時(shí),開關(guān)元件Ql可能壞掉而變成在開關(guān)元件Ql的漏極和源相_ 端之間短路的狀態(tài)。在這種情況中,很難限制從直流電源51向升 壓變壓器53供電。因此,異常電流持續(xù)流過升壓變壓器53和短^各 的開關(guān)元件Q1。
例如,在開關(guān)元件Ql壞掉并且在開關(guān)元件Ql中出現(xiàn)短路的 情況下,當(dāng)包括短路的開關(guān)元件Ql的電阻足夠大時(shí),流動的異常 電流就會變小。因此,由開關(guān)元件Ql生成的熱不會變得特別大。 相反,當(dāng)包括短路的開關(guān)元件Q1的電阻足夠小時(shí),熔斷元件52就 會燒斷,從而停止向開關(guān)元件Ql供電。然而,當(dāng)包括短路電路的開關(guān)元件Ql的電阻是足夠大的電阻 和足夠小的電阻之間的中間值時(shí),有不會大到燒斷熔斷元件52但 是會大到使開關(guān)元件Ql生成熱的電流流動。在這種情況中,因?yàn)?沒有停止向開關(guān)元件Ql供電,所以由開關(guān)元件Ql生成的熱量變 得更大。此外,在開關(guān)元件Ql由半導(dǎo)體形成的情況中,當(dāng)由開關(guān) 元件Ql生成的熱量增加到超過開關(guān)元件Ql的某一結(jié)溫時(shí),電阻 急劇減小。因此,有更大的電流流動。
此外,通常,作為預(yù)防異常電流的安全措施,裝備了熔斷元件 52。然而,由于近來用于減少充電時(shí)間的要求有所增加,所以必須 盡可能地增加熔斷元件52的額定電流才能在正常^f吏用中增大電流。 由于這個(gè)原因,很難處理不會大到燒斷熔斷元件52的電流流動的 問題。此外,存在以下問題,即使可以計(jì)算出能夠處理這種問題的 熔斷元件52的額定電流,可能也無法得到具有這才羊額定電流的熔 斷元件52。
鑒于上述目標(biāo),期望提供一種包括具有提高了在異常電流流過 開關(guān)元件的情況下的安全性的充電電路的頻閃裝置的成像裝置、頻 閃裝置或充電控制方法。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,提供了 一種包括具有他勵振蕩型的充電 電路的頻閃裝置的成像裝置。該成像裝置包括以下元件主電容器, 電荷在其中聚集從而向頻閃閃光單元供電;升壓變壓器,至少包括
初級線圏和次級線圏;開關(guān)元件,基于開關(guān)控制信號執(zhí)行開關(guān)操作, 以控制提供給升壓變壓器的初級線圏的電流的流動或不流動狀態(tài); 整流二極管,基于開關(guān)元件的開關(guān)操作,對在升壓變壓器的次級線 圏中生成的回掃脈沖進(jìn)行整流,從而向主電容器提供充電電壓;供 電中斷電^各,置于升壓變壓器和開關(guān)元件與電源之間,并且選擇性 地中斷來自電源的供電;滿充電檢測單元,檢測主電容器是否達(dá)到 滿充電狀態(tài);以及供電控制單元,在供電控制單元已將供電中斷電路設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)并開始開關(guān)元件的開關(guān)操作之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi),滿 充電檢測單元沒有檢測到滿充電狀態(tài)的情況下,控制供電中斷電 路,以將供電中斷電路設(shè)為中斷狀態(tài)。
在這種成像裝置中,供電中斷電路凈皮設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài),以從電源 向升壓變壓器的初級線圈和開關(guān)元件供電。開關(guān)元件執(zhí)行開關(guān)操作 以在升壓變壓器的次級線圏中生成回掃脈沖。回掃脈沖被整流二極 管整流,然后被提供給主電容器來充電主電容器。然后,當(dāng)滿充電 檢測單元在供電控制單元將供電中斷電i 各設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)并開始開 關(guān)元件的開關(guān)才乘作之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有檢測到主電容器的滿充 電狀態(tài)時(shí),供電控制單元控制供電中斷電路,以將供電中斷電路設(shè) 為中斷狀態(tài)。因此,中斷了向開關(guān)元件供電。
在才艮據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成像裝置中,當(dāng)滿充電^r測單元在供電 控制單元將供電中斷電路設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)并開始開關(guān)元件的開關(guān)操 作之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)沒有檢測到主電容器的滿充電狀態(tài)時(shí),供電中 斷電^!4皮i殳為中斷狀態(tài)。因而,當(dāng)開關(guān)元件中出現(xiàn)異常并且在充電 主電容器的同時(shí)電流持續(xù)流動時(shí),供電中斷電-各的中斷狀態(tài)可以防 止電流流過開關(guān)元件,從而防止開關(guān)元件產(chǎn)生熱。因此,可以確保 安全性。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成像裝置的主要部分的配置的框
圖2是頻閃充電電路及其控制功能的配置的示圖; 圖3是頻閃充電電路的另一種配置的示圖;圖4是示出了由開關(guān)元件生成的熱量和其它參凄t之間的關(guān)系的 曲線圖的實(shí)例;
圖5是在正常成像情況下的充電控制操作的第一實(shí)例的時(shí)序
圖6是在正常成像情況下的充電控制操作的第二實(shí)例的時(shí)序
圖7是當(dāng)由于在開關(guān)元件中出現(xiàn)異常而導(dǎo)致異常電流流動時(shí)的 充電控制4喿作的實(shí)例的時(shí)序圖8是當(dāng)加入噪聲時(shí)的充電控制操作的實(shí)例的時(shí)序圖;以及
圖9是作為配置實(shí)例的回掃變壓器型的頻閃充電電路的示圖。
具體擬亍方式
以下將參看附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例,其中,4是供了能夠 記錄作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的拍攝圖像的成像裝置(諸如數(shù)碼照相機(jī))作為 應(yīng)用實(shí)例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的成像裝置的主要部分的配置的框圖。
圖1所示的成像裝置包括光學(xué)塊11、成像器件12、模擬前端 (AFE)電^各13、相才幾信號處理電^各14、圖4象編碼器15、記錄器 16、顯示器17、控制部18和頻閃裝置19。
光學(xué)塊11包括將來自物體的光聚集到成像器件12上的透鏡、 移動透4竟以調(diào)節(jié)透4竟的焦點(diǎn)并執(zhí)行變焦4喿作的驅(qū)動沖幾構(gòu)、快門才幾構(gòu)和光圈機(jī)構(gòu)?;趤碜钥刂撇?8的控制信號來驅(qū)動透鏡、驅(qū)動機(jī) 構(gòu)、快門機(jī)構(gòu)和光圏機(jī)構(gòu)。成像器件12是電荷耦合器件(CCD) 或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體型等的固態(tài)成像裝置,并且將來自物體通 過光學(xué)塊11進(jìn)入成像器件12的光轉(zhuǎn)換成電子信號。
對從成像器件12輸出的圖像信號,AFE電路13使用相關(guān)雙采 樣(CDS)處理#^亍釆樣和保持才喿作,以使信噪比(S/N)可以滿 意地維持下去。此外,AFE電路13使用自動增益控制(AGC)處 理來控制增益,并執(zhí)行模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換以輸出數(shù)字圖像信號。
基于從AFE電路13輸出的圖像信號,相機(jī)信號處理電路14 執(zhí)行用于自動聚焦(AF)處理和自動曝光(AE)處理的多種類型 的檢測處理。對于圖像信號,相機(jī)信號處理電路14還執(zhí)行諸如白 平4軒調(diào)節(jié)處理或色彩4交正處理的信號處理。對于/人相4幾信號處理電 路14輸出的圖像信號,圖像編碼器15使用諸如聯(lián)合圖象專家組 (JPEG)格式的預(yù)定圖像數(shù)據(jù)格式來執(zhí)行壓縮編碼處理。例如,顯 示器17是液晶顯示器(LCD),并且基于來自相機(jī)信號處理電路14 的圖像信號顯示所拍攝的圖像。
例如,控制部18包括樣i型計(jì)算機(jī),并且執(zhí)行存^f諸在ROM等中 的程序以對成像裝置中的每個(gè)部分執(zhí)行全面控制,其中,微型計(jì)算 機(jī)被配置為具有中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機(jī) 存取存儲器(RAM)等。頻閃裝置19包括以下描述的頻閃閃光單 元和充電電路。頻閃閃光單元的頻閃閃光才喿作和充電電路的充電操 作受控于控制部18。
接下來將描述包括在頻閃裝置19中的充電電^各和充電電路的 控制功能。圖2是頻閃充電電路及其控制功能的配置的示圖。i頻w無電電路疋對用于向步力
容器C1進(jìn)行充電的電路。頻閃充電電路包括直流電源21、熔斷元 件22、升壓變壓器23、開關(guān)元件Q1、反饋電容器C2、供電中斷電 路24、整流二極管Dl和主電容器Cl。
頻閃充電電^各還包4舌具有控制頻閃充電電3各的功能的充電控 制單元31、振蕩控制單元32、滿充電4全測單元33和供電控制單元 34。在本實(shí)施例中,例如,在上述功能之中的充電控制單元31和 供電控制單元34的功能是通過控制部18執(zhí)行的程序的運(yùn)行而實(shí)現(xiàn) 的。此外,控制部18包括控制包括頻閃閃光操作的成像操作的成 j象才乘作控制單元40。
例如,蓄電池可以用作直流電源21。 /人直流電源21 l是供的電 源電壓通過熔斷元件22和供電中斷電路24被提供給升壓變壓器23 的初級線圏。熔斷元4牛22 ^皮配置為當(dāng)?shù)扔诨虼笥陬A(yù)定^直的電流流 動時(shí)燒斷。
升壓變壓器23是提高在初級線圏中生成的回掃脈沖并將另一 個(gè)回掃脈沖輸出給次級線圈的回掃變壓器。初級線圈與直流電源 21、熔斷元件22、供電中斷電路24和開關(guān)元件Ql串聯(lián)連4妄。例 如,開關(guān)元件Ql ;帔配置為具有n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS) 晶體管。開關(guān)元件Q1的棚4及端接收來自振蕩控制單元32的開關(guān)控 制信號。開關(guān)元件Q1基于開關(guān)控制信號而導(dǎo)通/截止。反饋電容器 C2 ^皮置于熔斷元件22和升壓變壓器23之間以1"更并聯(lián)連4妄至直流 電源21。開關(guān)組被配置為具有反饋電容器C2、升壓變壓器23的初 級線圏和開關(guān)元件Q1。
供電中斷電^各24是選擇性地中斷乂人直流電源21流向升壓變壓 器23和開關(guān)元件Q1的電流的電路。在本實(shí)施例中,例如,供電中 斷電路24包括p溝道MOS晶體管Q2、電阻器R1、電容器C3和n溝道數(shù)字晶體管Q3。 MOS晶體管Q2的源極端連接至熔斷元件 22的一端。MOS晶體管Q2的源極和柵極端通過電阻器Rl互相連 4妄。用于防止浪涌電流(inrush current)的電容器C3連4妄在MOS 晶體管Q2的柵極和漏極端之間。數(shù)字晶體管Q3基于從供電控制 單元34提供的基極控制信號而導(dǎo)通/截止,從而控制在MOS晶體 管Q2的4冊極端和地之間的導(dǎo)通/非導(dǎo)通狀態(tài)。
在供電中斷電路24中,當(dāng)數(shù)字晶體管Q3導(dǎo)通時(shí),MOS晶體 管Q2的柵極電位變?yōu)榈仉娢弧R虼?,MOS晶體管Q2導(dǎo)通,并且 從直流電源21的供電被提供給升壓變壓器23。當(dāng)數(shù)字晶體管Q3 截止時(shí),MOS晶體管Q2也截止。因此,中斷從直流電源21供電。 供電中斷電3各24的配置并不限于上述配置,而可以用繼電器開關(guān) 來實(shí)現(xiàn)。
整流二極管Dl對在升壓變壓器23的次級線圏中生成的回掃脈 沖進(jìn)行整流,并將整流后的回掃脈沖提供給主電容器Cl。使用通 過整流二極管D1向主電容器C1提供的回掃信號充電主電容器C1。 通過電源端25向用作負(fù)載的頻閃閃光單元(圖2中未示出)提供 主電容器Cl的充電電壓。
充電控制單元31是對頻閃充電電路執(zhí)行全面控制的控制單元。 基于來自滿充電檢測單元33的滿充電檢測信號Sl和來自成像操作 控制單元40的頻閃閃光信號S2,充電控制單元31控制開關(guān)元件 Ql和供電中斷電路24的每個(gè)功能,從而控制對主電容器C1的充 電功能。
振蕩控制單元32基于來自充電控制單元31的振蕩開始/結(jié)束控 制信號S3來控制開關(guān)元件Q1的開關(guān)操作。換句話說,僅在當(dāng)振蕩 開始/結(jié)束控制信號S3的電平高的期間內(nèi),振蕩控制單元32才會向 開關(guān)元件Ql輸出開關(guān)控制信號以使開關(guān)元件Ql執(zhí)行開關(guān)操作。滿充電4企測單元33 4企測主電容器Cl的兩端間的電壓。當(dāng)該電 壓達(dá)到預(yù)定值時(shí),滿充電檢測單元33確定主電容器Cl處于滿充電 狀態(tài),并將滿充電狀態(tài)的檢測報(bào)告給充電控制單元31。
供電控制單元34基于來自充電控制單元31的供電控制信號S4 來將基極控制信號輸出至供電中斷電路24中的數(shù)字晶體管Q3的基 極端。通過使用基極控制信號,供電控制單元34控制供電中斷電 路24,以使供電中斷電路24提供/中斷從直流電源21向升壓變壓 器23供電。換句話說,當(dāng)供電控制信號S4的電平高時(shí),供電控制 單元34將基極控制信號設(shè)為高電平以從直流電源21向升壓變壓器 23供電。當(dāng)供電控制信號S4的電平低時(shí),供電控制單元34將基相_ 控制信號設(shè)為低電平以中斷從直流電源21供電。
具有上述配置的頻閃充電電路具有以下特性,其中,充電控制 單元31可以控制包括在頻閃充電電路中的供電中斷電路24,從而 中斷從直流電源21向開關(guān)元件Ql供電。更具體地,在即使充電控 制單元31開始充電主電容器Cl之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi),滿充電4企測單 元33仍沒有檢測到滿充電狀態(tài)的情況下,充電控制單元31確定在 開關(guān)元件Ql中出現(xiàn)異常,并且中斷向開關(guān)元件Ql供電。在異常 的出現(xiàn)導(dǎo)致在開關(guān)元件Ql的漏極和源極端之間出現(xiàn)短3各的情況 下,當(dāng)沒有大到導(dǎo)致熔斷元件22燒斷的異常電流持續(xù)流動時(shí),受 控于充電控制單元31的這個(gè)中斷可以防止開關(guān)元件Q1產(chǎn)生熱。
圖3是頻閃充電電路的另一種配置的示圖。
在圖2所示的上述構(gòu)造中,滿充電沖企測單元33 4企測主電容器 Cl的兩端間的電壓。然而,可以4吏用不同于上述方法的另一種方 法來檢測滿充電狀態(tài)。圖3所示的滿充電檢測單元33a^r測在包括, 升壓變壓器23的初級線圈的開關(guān)組中生成的反沖電壓,以4企測滿 充電狀態(tài)。;故滿充電4全測單元33a輸出給充電控制單元31的滿充電檢測信號Sl與圖2所示的滿充電4企測單元33的滿充電檢測信號 Sl相同。因此,以下基于圖2所示的配置進(jìn)行描述。
首先,將詳細(xì)描述在開關(guān)元件Ql中出現(xiàn)短路的情況下的問題, 然后,將描述頻閃充電電路的詳細(xì)操作。
中出現(xiàn)異常而減小的情況下,當(dāng)流動的電流量足夠大時(shí),熔斷元件 22燒斷。因此,中斷向開關(guān)元件Q1供電,從而直4妄防止開關(guān)元件 Ql生成熱。然而,可以i殳想以下情況,其中,沒有大到導(dǎo)致熔斷 元件22燒斷但是大到使開關(guān)元件Ql產(chǎn)生熱的電流根據(jù)開關(guān)元件 Ql的電阻而流動。此外,在開關(guān)元件Q1由半導(dǎo)體形成的情況下, 當(dāng)由開關(guān)元件Ql生成的熱量增加到超過開關(guān)元件Ql的特定結(jié)溫 時(shí),電阻急劇減小。因此,有更大的電流流動。
<吏用4餘入至開關(guān)元件Ql的l餘入功率Pd、熱阻R0和環(huán)境溫度 Ta的關(guān)系,由等式(1)可以給出由開關(guān)元件Q1生成的熱量Ts:
Ts = Ta + Re*Pd (1)
如等式(l)所示,生成的熱量Ts與l餘入功率Pd成比例i也增加。 ,支定電源電壓為固定值,即,VBATT。在開關(guān)元件Q1壞掉后向短 路電阻Rds施加電源電壓VBATT的情況下,當(dāng)流過短路電阻Rds 的電流用Ids表示時(shí),可以得到由等式(2)給出的關(guān)系
Pd = VBATT * Ids = Rds * Ids2 (2)
因此, <吏用等式(1)和(2),由開關(guān)元件Ql生成的熱量Ts可以 被表示為由等式(3)給出的溫度升高
Ts = Ta + Re * Rds * Ids2 (3)圖4是示出了由開關(guān)元件生成的熱量和其它參凄t之間的關(guān)系的 曲線圖的實(shí)例。
在圖4中,例如,在電源電壓VBATT為4.2V和環(huán)境溫度Ta 為60°C的情況下,示出了短路電阻Rds與電流Ids和所生成的熱量 Ts (在本實(shí)例中為開關(guān)元件的表面溫度)的關(guān)系。參看圖4,例如, 即l吏有不會大到導(dǎo)致具有1A的額定電流(2A的允許電流)的熔斷 元件22燒斷的電流流動,開關(guān)元件Ql的表面溫度仍可以變大到 400°C。圖2所示的配置可以處理這才羊的表面溫度。
在現(xiàn)有才支術(shù)中,作為預(yù)防異常電流的安全4晉施,通常,包4舌有 電流熔斷器。圖2所示的熔斷元件22就是這樣的電流熔斷器。作 為確定熔斷元件的額定電流的因素之一,可以4吏用異常電流值。通 常,當(dāng)確定熔斷元件的規(guī)格時(shí),該規(guī)格包括可以預(yù)計(jì)的異常電流值 的兩倍或兩4咅以上的余量。因此,必須將熔斷元〗牛的額定電流的上 限設(shè)為等于或小于最小異常電流值的一半。
此外,作為確定熔斷元件的額定電流的其^f也因素,具有以下兩 個(gè)因素 一個(gè)是在安裝有熔斷元件的裝置中流動的正常工作電流的 最大值;以及另一個(gè)是在電源連接至安裝有熔斷元件的裝置的情況 下或在打開了電源開關(guān)的情況下流動的浪涌電流的焦耳積分值。
下文中可以確定對應(yīng)于正常工作電流值的額定電流。正常工作 電流的最大值用以下兩個(gè)校正值來校正 一個(gè)是考慮到安裝有熔斷 元件的裝置的壽命的固定降額(derating);以及另一個(gè)是取決于佳: 用熔斷元4牛的環(huán)境的環(huán)境溫度的溫度降額。因jt匕,可以確定額定電 流的下限。因此,當(dāng)"i殳置額定電流時(shí),額定電流必須包4舌足以避免 在考慮裝置的壽命和環(huán)境溫度改變的狀態(tài)下正常^f吏用的熔斷元4牛 出現(xiàn)意外燒斷這樣的余量。下文中還可以確定預(yù)防浪涌電流的額定電流。在安裝有炫斷元 件的裝置中測量到的浪涌電流的波形被積分以得到焦耳積分值I2t。 當(dāng)設(shè)定額定電流時(shí),額定電流必須包括與示出了對熔斷元件的焦耳 積分值I2t的容限的特征曲線的足夠余量。
然而,存在以下要求,即,為了快速充電,諸如頻閃充電電路 的充電電路要具有盡可能大的正常4吏用電流值。鑒于此,乂人正常工 作電流值確定的額定值的下限有可能大于從異常電流值確定的額 定電流的上限。在這種情況中,不能設(shè)定熔斷元件的額定電流。
此外,因?yàn)閷Τ鍪值娜蹟嘣念~定電流i殳置了離散^直,所以 即佳乂人正常工作電流確定的額定電流的下限小于乂人異常電流#_確 定的額定電流的上限,即,即使提供了可以設(shè)置額定電流的狀態(tài), 還是可能4艮難得到具有滿足該狀態(tài)的額定電流的熔斷元件。
利用圖2所示的配置,即僅 使用了熔斷元件22(正常工作電流 值被估計(jì)為相當(dāng)高的值的現(xiàn)有器件),仍可以避免由于異常電流帶 來的上述熱的產(chǎn)生。這樣,作為目的,可以確保安全。
第2000-275706號日本未審查專利申請公開和第2007-48702號 曰本未審查專利申請公開中披露的上述技術(shù)提供了以下方式,其 中,^f又基于在回掃變壓器的次級或初級線圏中4企測到的電壓來控制 電i 各中的開關(guān)才喿作和供電。以此方式,4艮難確定開關(guān)元卩牛Ql的開 關(guān)操作是否具有異常,或者在正常開關(guān)操作中,是否流動著與異常 電流一樣大的電流。因此,4艮難解決上述問題。
接下來將詳細(xì)描述使用上述頻閃充電電路的控制操作。首先, 圖5是正常成像情況下的充電控制操作的第一實(shí)例的時(shí)序圖。參看圖5,在時(shí)刻T20,因?yàn)橹麟娙萜魈幱跐M充電狀態(tài),所以 成像操作控制單元40控制頻閃閃光單元,以使頻閃閃光單元可以 執(zhí)行頻閃閃光操作。在這種情況下,成像操作控制單元40將頻閃 閃光信號S2輸出至充電控制單元31。緊接著或在充電控制單元31 才企測到頻閃閃光信號S2后的預(yù)定時(shí)間,充電控制單元31開始充電 主電容器Cl。
圖5所示的時(shí)刻T21是充電控制單元31開始充電主電容器Cl 的時(shí)刻。首先,充電控制單元31將輸出至供電控制單元34的供電 控制信號S4設(shè)為高電平以使MOS晶體管Q2導(dǎo)通,從而開始從直 流電源21向升壓變壓器23供電。接著,在預(yù)定時(shí)間td!經(jīng)過了時(shí)刻 T21后的時(shí)刻T22,充電控制單元31將輸出至振蕩控制單元32的 振蕩開始/結(jié)束控制信號S3設(shè)為高電平以開始開關(guān)元件Ql的開關(guān) 操作,從而逐漸增大主電容器Cl的充電電壓。
4妄著,當(dāng)在時(shí)刻T23,滿充電才企測單元33才企測到主電容器Cl 的滿充電狀態(tài)時(shí),滿充電檢測單元33將輸出至充電控制單元31的 滿充電檢測信號Sl設(shè)為低電平。參看圖5,示出了以下實(shí)例,其中, 當(dāng)檢測到滿充電狀態(tài)時(shí),滿充電檢測信號Sl的電平很低,但是在 預(yù)定時(shí)間后,滿充電檢測信號Sl自動返回到高電平。當(dāng)充電控制 單元31檢測到滿充電檢測信號Sl的電平低時(shí),在緊接著檢測的時(shí) 刻T24,充電控制單元31將振蕩開始/結(jié)束控制信號S3設(shè)為低電平 以停止開關(guān)元件Ql的開關(guān)操作。然后,在預(yù)定時(shí)間t"經(jīng)過了時(shí)刻 T24后的時(shí)刻T25,充電控制單元31將供電控制信號S4設(shè)為低電 平以停止向升壓變壓器23供電。
如上所述,在包括通過將振蕩開始/結(jié)束控制信號S3設(shè)為高電 平來執(zhí)行開關(guān)操作的時(shí)期的期間中,供電控制信號S4的電平很高 以向升壓變壓器23供電。因此,充電控制單元31控制振蕩開始/結(jié)束控制信號S3和供電控制信號S4以提供或中斷供電,但是不會 顯著影響充電操作。
同樣,在圖5所示的時(shí)刻Til ~時(shí)刻T19的時(shí)期內(nèi),向升壓變 壓器23供電以充電主電容器Cl。充電控制單元31在時(shí)刻Tll開 始供電,并且在予貞定時(shí)間td,經(jīng)過了時(shí)刻Tll后的時(shí)刻T12開始開 關(guān)操作。然后,在時(shí)刻T17檢測到滿充電狀態(tài)之后,充電控制單元 31在時(shí)刻T18停止開關(guān)操作,而在時(shí)刻T19停止供電。時(shí)刻T11 時(shí)刻T19的時(shí)期內(nèi)的充電控制單元31的上述#/(乍與時(shí)刻T21 ~時(shí) 刻T25的時(shí)期內(nèi)的充電4空制單元31的凈乘作相同。
然而,在時(shí)刻Tll ~時(shí)刻T19的時(shí)期內(nèi),充電控制單元31在 時(shí)刻T13 ~時(shí)刻T14和時(shí)刻T15 -時(shí)刻T16的每個(gè)時(shí)期內(nèi)3夸振蕩開 始/結(jié)束控制信號S3設(shè)為低電平以停止開關(guān)操作。在這些時(shí)期內(nèi), 在成像裝置中執(zhí)行了消耗相當(dāng)大的功率的其他操作。在這些時(shí)期 內(nèi),例如,可以驅(qū)動電動機(jī)(motor)來移動變焦透鏡或聚焦透鏡。 例如,充電控制單元31從成像操作控制單元40接收用于起動/停止 充電操作的控制信號(在圖5中未示出)?;谠摽刂菩盘?,充電 控制單元31僅在起動充電操作的時(shí)期內(nèi)執(zhí)行開關(guān)操作
接下來,圖6是在正常成像情況下的充電控制操作的第二實(shí)例 的時(shí)序圖。
參看圖6,在時(shí)刻T31-時(shí)刻T43的時(shí)期內(nèi),向升壓變壓器23 供電以充電主電容器Cl。與圖5所示的情況相同,當(dāng)整個(gè)充電梯: 作開始時(shí),充電控制單元31在時(shí)刻T31開始向升壓變壓器23供電, 然后在預(yù)定時(shí)間tdl經(jīng)過了時(shí)刻T31后的時(shí)刻T32開始開關(guān)元件Ql 的開關(guān)操作。當(dāng)在時(shí)刻T41檢測到滿充電狀態(tài)時(shí),充電控制單元31 在緊接著時(shí)刻T41的時(shí)刻T42停止開關(guān)4乘作,然后在預(yù)定時(shí)間tdl 經(jīng)過了時(shí)刻T42后的時(shí)刻T4停止供電。此夕卜,在時(shí)刻T31 ~時(shí)刻T43的時(shí)期內(nèi),例如,^f艮據(jù)移動透4竟 的上述纟乘作的執(zhí)4于,在時(shí)刻T33和時(shí)刻T37的每個(gè)處停止開關(guān)操作。 即使在執(zhí)行充電操作的期間內(nèi),當(dāng)成像操作控制單元40在開關(guān)操 作4亭止之后經(jīng)過預(yù)定時(shí)間td2之前并不再次向充電4空制單元31發(fā)送 可以執(zhí)行充電操作的通知時(shí),充電控制單元31將供電控制信號S4 再次設(shè)為低電平以中斷供電(在時(shí)刻T34和時(shí)刻T38)。在中斷供 電之后,當(dāng)充電控制單元31接收到可以再次執(zhí)行充電操作的通知 時(shí),與當(dāng)開始整個(gè)充電才喿作時(shí)充電控制單元31才喿作的情況相同, 充電控制單元31開始供電(在時(shí)刻T35和時(shí)刻T39 ),然后開始開 關(guān)操作(在時(shí)刻T36和時(shí)刻T40 )。
如上所述,充電控制單元31可以控制開關(guān)才喿作和供電。因此, 例如,在開關(guān)元件Ql中由于執(zhí)行消耗相當(dāng)大的功率的操作(諸如 移動透鏡的操作)而導(dǎo)致出現(xiàn)異常的情況下,當(dāng)出現(xiàn)異常導(dǎo)致在開 關(guān)元件Ql中出現(xiàn)短路時(shí),可以減少異常電流流過開關(guān)元件Ql的 時(shí)間。因此,可以減少生成的熱量。
4妄著,圖7是當(dāng)由于在開關(guān)元件中出現(xiàn)異常而導(dǎo)致異常電流流 動時(shí)的充電控制4喿作的實(shí)例的時(shí)序圖。
參看圖7,在時(shí)刻T51,充電控制單元31開始向升壓變壓器23 供電。然后,在預(yù)定時(shí)間&經(jīng)過了時(shí)刻T51后的時(shí)刻T52,充電4空 制單元31開始開關(guān)元件Ql的開關(guān)才乘作以開始充電主電容器Cl。 有l(wèi)i殳了在時(shí)刻T53開關(guān)元件Ql壞掉并在開關(guān)元件Ql中出現(xiàn)短路。 在這種情況中,沒有大到導(dǎo)致熔斷元件22燒斷的電流持續(xù)流動。 然而,因?yàn)闆]有4丸行開關(guān)才喿作,所以并沒有充電主電容器Cl。因 此,沒有^r測到滿充電狀態(tài)。
為了處理這樣的情況,充電控制單元31包括計(jì)算時(shí)間的計(jì)時(shí) 器。當(dāng)充電控制單元31在時(shí)刻T52開始開關(guān)操作時(shí),充電控制單元31開始計(jì)時(shí)操作。充電控制單元31基于滿充電檢測信號Sl來 監(jiān)控是否檢測到滿充電狀態(tài),直到達(dá)到預(yù)定最大等待時(shí)間tmax。
當(dāng)在經(jīng)過最大等待時(shí)間tmax之前檢測到滿充電狀態(tài)時(shí),可確定
開關(guān)元件Ql并不具有明顯異常。因此,如圖5和6所示,充電控 制單元31停止開關(guān)操作,然后停止向升壓變壓器23供電。相反,
如圖7中的時(shí)刻T54所示,當(dāng)在經(jīng)過最大等待時(shí)間tn^之前沒有檢
測到滿充電狀態(tài)時(shí),可確定在開關(guān)元件Ql中出現(xiàn)了異常。因此, 充電控制單元31在預(yù)定時(shí)間td2經(jīng)過了時(shí)刻T54后的時(shí)刻T55停止 開關(guān)操作,并且還停止供電。
如上所述,充電控制單元31可以使用最大等待時(shí)間tm^控制開
關(guān)操作和供電。因此,充電控制單元31可以估計(jì)到?jīng)]有大到導(dǎo)致 熔斷元件22燒斷的電流由于開關(guān)元件Ql壞掉并且在開關(guān)元件Ql 中出現(xiàn)短路而流動。因而,充電控制單元31可以停止向開關(guān)元件 Ql供電,乂人而防止開關(guān)元件Ql產(chǎn)生熱。ot匕外,即^f吏為了減少充電 時(shí)間而增加纟容斷it/f牛22的額定電流,仍然可以一企測到上述異常電 流的生成,從而可靠地防止開關(guān)元件Ql生成熱。因而,可以實(shí)現(xiàn) 具有短充電時(shí)間和高安全性的頻閃充電電i 各。此外,當(dāng)確定熔斷元 件22的額定電流時(shí),不需要考慮上述的異常電流。因而,擴(kuò)大了 熔斷元件22的選擇范圍,并且可以4吏用諸如熔斷元件22的現(xiàn)有熔 斷器來降低制造成本。
至少在從開始開關(guān)操作時(shí)(在時(shí)刻T52)向開關(guān)元件Ql供電 的期間內(nèi),充電控制單元31執(zhí)行計(jì)時(shí)操作,直到達(dá)到最大等待時(shí) 間tmax。例如,在從圖5的時(shí)刻T12作為起始點(diǎn)開始執(zhí)行計(jì)時(shí)操作 的情況下,即4吏在開關(guān)才喿作暫時(shí)停止的期間(時(shí)刻T13 時(shí)刻T14 的時(shí)期和時(shí)刻T15 時(shí)刻T16的時(shí)期)內(nèi),仍然持續(xù)向開關(guān)元4牛 Ql供電。因此,充電控制單元31持續(xù)計(jì)時(shí)才乘作。相反,在從圖6所示的時(shí)刻T32作為起始點(diǎn)開始執(zhí)行計(jì)時(shí)操作 的情況下,開關(guān)纟喿作暫時(shí)4f止的期間(時(shí)刻T33 時(shí)刻T36的時(shí)期 和時(shí)刻T37 時(shí)刻T40的時(shí)期)包4舌中斷向開關(guān)元ff Ql供電的時(shí) 期(時(shí)刻T34 ~時(shí)刻T35的時(shí)期和時(shí)刻T38 ~時(shí)刻T39的時(shí)期)。 在中斷供電的期間內(nèi),可以暫時(shí)停止計(jì)時(shí)l乘作。這才羊的暫時(shí)停止可 以防止開關(guān)元4牛Ql生成熱。
不必說,與開始計(jì)時(shí)操作的時(shí)刻相同,可以使用開始供電的時(shí) 刻(例如,圖7所示的時(shí)刻T51 )代盧弄開始開關(guān),喿作的時(shí)刻(例如, 圖7所示的時(shí)刻T52 )。
接著,圖8是當(dāng)加入了噪聲時(shí)的充電控制操作的實(shí)例的時(shí)序圖。
在圖8所示的實(shí)例中,充電l喿作開始于時(shí)刻T61。在時(shí)刻T62, 檢測到滿充電狀態(tài),并且在緊接著時(shí)刻T62的時(shí)刻T63,停止向升 壓變壓器23供電。然后,在時(shí)刻T64,輸出頻閃閃光信號S2以執(zhí) 行頻閃閃光單元的頻閃閃光操作。
假設(shè)頻閃閃光操作導(dǎo)致在振蕩開始/結(jié)束控制信號S3上疊加有 噪聲,振蕩開始/結(jié)束控制信號S3凈皮從充電控制單元31輸出至4展蕩 控制單元32。在這種情況下,振蕩控制單元32有可能響應(yīng)于噪聲 而開始開關(guān)元件Q1的開關(guān)操作。
然而,由于充電控制單元31如上所述控制充電4喿作,所以當(dāng) 主電容器Cl處于滿充電狀態(tài)時(shí),停止/人直流電源21供電。因此, 即1吏偶然開始開關(guān)4喿作,仍不會有電流流過開關(guān)元件Ql。因而, 例如,由于可以防止由于镅-i吳的開關(guān)才喿作4吏開關(guān)元件Ql壞掉的危 險(xiǎn)或主電容器Cl達(dá)到過充電狀態(tài)的危險(xiǎn),所以可以提高在出現(xiàn)/喿 聲的情況中的安全性。此外,可以提高電路中的振蕩開始/結(jié)束控制 信號S3的路徑的設(shè)計(jì)靈活性。在上述實(shí)施例中,直;危電源21并不局限于蓄電、池。例如,直 流電源21可以4妄收通過交流/直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換器乂人商用交流電 源提供的電壓。直流電源21可以4吏用蓄電池和/人商用交流電源通 過(AC/DC)轉(zhuǎn)換器提供的電壓的組合。此外,當(dāng)使用多種電源時(shí), 供電中斷電路24和炫斷元件22串聯(lián)連接在與電源的電源線的接合 點(diǎn)和升壓變壓器23之間。
在前述實(shí)施例中,頻閃裝置和成像裝置凈皮配置為一個(gè)單元。然 而,頻閃裝置和成像裝置被配置為單獨(dú)的裝置。在這種情況下,例 如,頻閃充電電路及其控制功能(通過充電控制單元31、振蕩控制 單元32、滿充電檢測單元33和供電控制單元34實(shí)現(xiàn))可以被安裝 在頻閃裝置中,并且該頻閃裝置可以接收關(guān)于成像操作的信號,諸 如來自成像裝置的頻閃閃光信號。可選地,在成4象裝置中可以包括 一部分控制功能(例如,通過充電控制單元31、供電控制單元34 等實(shí)現(xiàn))。
電路板分離時(shí),這些電路板可以通過線纜和連接端互相連接。在這 種情況下,例如,供電中斷電路24和熔斷元件22可以被安裝在直
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解,才艮據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素,可以有 多種修改、組合、再組合和改進(jìn),均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求或 等同物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種成像裝置,包括具有他勵振蕩型的充電電路的頻閃裝置,所述成像裝置包括主電容器,電荷在其中聚集從而向頻閃閃光單元供電;升壓變壓器,至少包括初級線圈和次級線圈;開關(guān)元件,基于開關(guān)控制信號執(zhí)行開關(guān)操作,以控制提供給所述升壓變壓器的所述初級線圈的電流的流動或不流動狀態(tài);整流二極管,基于所述開關(guān)元件的所述開關(guān)操作,對在所述升壓變壓器的所述次級線圈中生成的回掃脈沖進(jìn)行整流,從而向所述主電容器提供充電電壓;供電中斷電路,置于所述升壓變壓器和所述開關(guān)元件與一電源之間,并且選擇性地中斷來自所述電源的供電;滿充電檢測單元,檢測所述主電容器是否達(dá)到滿充電狀態(tài);以及供電控制單元,在所述供電控制單元已將所述供電中斷電路設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)并開始所述開關(guān)元件的所述開關(guān)操作之后的預(yù)定時(shí)間內(nèi)、所述滿充電檢測單元沒有檢測到所述滿充電狀態(tài)的情況下,控制所述供電中斷電路,以將所述供電中斷電路設(shè)為中斷狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置,進(jìn)一步包括熔斷元件,其 串聯(lián)連4妄在所述升壓變壓器和所述開關(guān)元^f牛與所述電源之間, 并當(dāng)出J見過電流時(shí)》克斷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置,其中,在所述供電控制單元 將所述供電中斷電路設(shè)為所述導(dǎo)通狀態(tài)并開始所述開關(guān)元件 的所述開關(guān)才喿作之后的所述預(yù)定時(shí)間內(nèi)、所述滿充電才企測單元 沒有檢測到所述滿充電狀態(tài)的情況下,所述供電控制單元停止 所述開關(guān)元件的所述開關(guān)操作,將所述供電中斷電路設(shè)為所述 中斷狀態(tài),然后在執(zhí)行所述頻閃閃光單元的閃光操作之后,到 所述供電控制單元開始對所述主電容器充電之前,控制所述供中斷電路電路以使所屬供電中斷電路可以維持所屬中斷狀態(tài)。
4. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置,其中,所述供電控制單元控 制所述開關(guān)元件的所述開關(guān)操作,以^_在所述供電控制單元將 所述供電中斷電路設(shè)為所述導(dǎo)通狀態(tài)之后,開始所述開關(guān)元件 的所述開關(guān)操作,然后在所述供電控制單元將所述供電中斷電路設(shè)為所述中斷狀態(tài)之前,停止所述開關(guān)元件的所述開關(guān)梯: 作。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置,其中,在所述供電控制單元 將所述供電中斷電鴻"沒為所述導(dǎo)通狀態(tài)并開始所述開關(guān)元件 的所述開關(guān)操作之后,無論任何對所述開關(guān)元件的所述開關(guān)操 作的控制,在所述供電中斷電路處于所述導(dǎo)通狀態(tài)的期間內(nèi), 所述供電控制單元進(jìn)4亍計(jì)時(shí),直到達(dá)到所述預(yù)定時(shí)間。
6. —種頻閃裝置,包括他勵振蕩型的充電電路,所述頻閃裝置包 括.-主電容器,電荷在其中聚集A^而向頻閃閃光單元供電;升壓變壓器,至少包^"初級線圈和次級線圈;開關(guān)元件,基于開關(guān)控制信號執(zhí)行開關(guān)操作,以控制提 供纟會所述升壓變壓器的所述初級線圈的電流的流動或不流動 狀態(tài);整流二極管,基于所述開關(guān)元件的所述開關(guān)操作,對在 所述升壓變壓器的所述次級線圏中生成的回掃^c沖進(jìn);f亍整流,/人而向所述主電容器提供充電電壓;供電中斷電路,置于所述升壓變壓器和所述開關(guān)元件與 電源之間,并且選擇性地中斷來自所述電源的供電;滿充電檢測單元,檢測所述主電容器是否達(dá)到滿充電狀 態(tài);以及供電控制單元,在所述供電控制單元已將所述供電中斷 電路設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài)并開始所述開關(guān)元件的所述開關(guān)操作之后 的預(yù)定時(shí)間內(nèi),所述滿充電才企測單元沒有4企測到所述滿充電狀 態(tài)的情況下,控制所述供電中斷電路,以將所述供電中斷電路 設(shè)為中斷狀態(tài)。
7. —種用于具有他勵振蕩型的充電電^各的頻閃裝置的充電控制 方法,所述頻閃裝置包括主電容器,電荷在其中聚集>^人而向 頻閃閃光單元供電;升壓變壓器,至少包^^初級線圏和次級線 圈;開關(guān)元件,基于開關(guān)控制信號執(zhí)行開關(guān)操作,以控制提供 給所述升壓變壓器的所述初級線圏的電流的流動或不流動狀 態(tài);以及整流二極管,基于所述開關(guān)元件的所述開關(guān)操作,對 在所述升壓變壓器的所述次級線圏中生成的回掃脈沖進(jìn)4亍整 流,從而向所述主電容器提供充電電壓,所述充電控制方法包 4舌以下步驟將供電中斷電路設(shè)為導(dǎo)通狀態(tài),開始所述開關(guān)元件的所 述開關(guān)操作,并通過供電控制單元開始充電所述主電容器,所 述供電中斷電路被置于所述升壓變壓器和所述開關(guān)元件與所 述電源之間,所述供電中斷電路選擇性地中斷來自所述電源的 供電;通過滿充電檢測單元來檢測所述主電容器是否達(dá)到滿充電習(xí)犬態(tài);以及在所述供電控制單元開始充電所述主電容器之后的預(yù)定 時(shí)間內(nèi),所述滿充電^r測單元沒有^r測到所述滿充電狀態(tài)的情 況下,通過所述供電控制單元將所述供電中斷電路i殳為中斷狀 態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種包括具有他勵振蕩型的充電電路的頻閃裝置的成像裝置、頻閃裝置和充電控制方法。該裝置包括主電容器,其中,積累有電荷以向頻閃閃光單元供電;升壓變壓器,至少包括初級線圈和次級線圈;開關(guān)元件,執(zhí)行開關(guān)操作以控制提供給初級線圈的電流;整流二極管,對在次級線圈中生成的回掃脈沖進(jìn)行整流,以向主電容器提供充電電壓;供電中斷電路,選擇性地中斷來自電源的供電;滿充電檢測單元,檢測主電容器是否達(dá)到滿充電狀態(tài);以及供電控制單元,控制供電中斷電路,以將供電中斷電路設(shè)為中斷狀態(tài)。
文檔編號F21S10/06GK101285990SQ20081008991
公開日2008年10月15日 申請日期2008年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月10日
發(fā)明者武中拓也 申請人:索尼株式會社