電壓轉(zhuǎn)換電路、閃光和拍攝設(shè)備及減小沖擊電壓的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)換輸入電壓的電壓轉(zhuǎn)換電路、包括電壓轉(zhuǎn)換電路的閃光設(shè)備、包括 閃光設(shè)備的拍攝設(shè)備以及在電壓轉(zhuǎn)換電路中減小沖擊電壓的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常地，包括具有升壓變壓器和開關(guān)設(shè)備的升壓電路、電容器和氙氣燈的閃光設(shè) 備被用作用于拍攝設(shè)備（例如，照相機(jī)）的照明設(shè)備。近年來，隨著照相機(jī)的縮小，對于縮 小閃光設(shè)備的需求也在增加?？紤]到閃光設(shè)備的升壓變壓器，其開關(guān)頻率為2kHz到IOOkHz 的低水平，而與升壓比率為15至30倍的高水平的事實(shí)無關(guān)。因此，如果無法確保一次側(cè)的 至少10yH至20yH的電感，則變得難以在開關(guān)啟動時在可控制的范圍內(nèi)保持涌入電流的 轉(zhuǎn)變。如果升壓變壓器的一次側(cè)的匝數(shù)被設(shè)定為大約15匝以確保一次側(cè)的這樣的電感，則 二次側(cè)的匝數(shù)增加到225至450匝，從而升壓變壓器的尺寸增加。
[0003] 如果升壓變壓器所使用的接線構(gòu)件的直徑減小以縮小升壓變壓器，則接線構(gòu)件的 橫截面積減小，從而接線構(gòu)件的直流阻抗分量增加。然而，由于對電容器的充電需要在預(yù) 先確定的時間段內(nèi)完成，因此從充電的開始到充電結(jié)束的電導(dǎo)電流量（electrification currentamount)不能減小。因此，由銅損耗造成的熱量產(chǎn)生增加，升壓變壓器本身的溫度 變高，從而通過引起磁飽和而使升壓效率可能變差。此外，存在這樣一種可能，即通過因熱 量蓄積使升壓變壓器的線圈的隔離層融化而導(dǎo)致升壓變壓器內(nèi)部短路，從而升壓變壓器變 得不能夠工作。如上所述，為了縮小閃光設(shè)備，變得重要的一點(diǎn)是防止通過由升壓變壓器造 成的熱量產(chǎn)生所引起的故障的發(fā)生。
[0004] 近年來，照相機(jī)的主要部件具有捕捉靜止圖像的功能和捕捉移動圖像的功能兩 者，并且作為標(biāo)準(zhǔn)功能，設(shè)置有在用于取代光學(xué)取景器的視頻的液晶顯示設(shè)備上持續(xù)顯示 移動圖像的功能。在并不持續(xù)顯示移動圖像的照相機(jī)中，用于給閃光設(shè)備的電容器充電的 充電操作和其他功能被控制為專門地執(zhí)行。在另一方面，在持續(xù)顯示移動圖像的照相機(jī)中， 有必要控制移動圖像顯示功能和用于給閃光設(shè)備的電容器充電的充電操作，以便同時地執(zhí) 行。在這樣的情形下將發(fā)生的問題是，在充電期間導(dǎo)致的大量的開關(guān)電流影響了易受來自 升壓變壓器的磁噪聲泄露損害的電路，從而噪聲疊加在移動圖像上。此外，存在這樣一種可 能性，即由于大量的電流紋波實(shí)際上在電源線上產(chǎn)生，因此電源輸入和電子電路的GND電 平不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致了影響整個電路的噪聲。
[0005] 作為解決上述問題的方法，已知增加每單位時間中傳輸電流次數(shù)的數(shù)量的同時提 高開關(guān)頻率并減小每一次中電導(dǎo)電流量的方法。當(dāng)將這樣的方法應(yīng)用至閃光設(shè)備時，可以 通過將開關(guān)頻率提高到300kHz至IMHz來將至少在一次側(cè)上的電感減小到大約0. 5yH至 IyH。因此，在這種情況下，在一次側(cè)上的匝數(shù)變?yōu)榇蠹s5匝，并且二次側(cè)上的匝數(shù)也可以 減少至75到150匝。其結(jié)果是，可以縮小升壓變壓器。另外，由于可以減少匝數(shù)，所以可以 實(shí)現(xiàn)縮小，并且可以增加接線線路的直徑。因此，通過銅損耗引起的熱量產(chǎn)生可以被抑制為 低水平。此外，由于每一次切換的電導(dǎo)電流量減小，變壓器的外圍組件（比如，整流二極管 和開關(guān)設(shè)備）的縮小也可以同時實(shí)現(xiàn)，從而可以預(yù)期整個閃光設(shè)備的成本降低。
[0006] 然而，當(dāng)將變壓器縮小至一定程度或更多，并且在一次側(cè)的匝數(shù)減少時，在變壓器 和構(gòu)成芯體的磁性回路（比如鐵素體）之間的磁耦合變得稀疏，從而一次側(cè)的漏磁通變得 相對較大。在這種情況下，可能對電路造成各種影響。日本專利臨時公開第2005-317278A 號（下文中，被稱為專利文檔1)建議的技術(shù)是在閃光設(shè)備中檢測到電容器的充電電壓的同 時考慮漏磁通產(chǎn)生的影響。在專利文檔1中描述的閃光設(shè)備在升壓期間檢測在變壓器的一 次側(cè)上感應(yīng)的一次電壓，并且基于檢測到的一次電壓判斷電容器的充電是否完成。在這種 情況下，為了減小在一次側(cè)上由漏磁通導(dǎo)致的噪聲的影響，閃光設(shè)備配置成在已經(jīng)經(jīng)過預(yù) 先確定的時間段后通過鎖住一次電壓來精確地檢測電容器的電壓，從而使噪聲等級變小。 其結(jié)果是，可以實(shí)現(xiàn)縮小且便宜的閃光設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在專利文檔1中描述的類型的閃光設(shè)備中，當(dāng)使用高速開關(guān)類型的開關(guān)設(shè)備以用 于縮小時，所述開關(guān)設(shè)備的寄生電容變得相對較小。因此，在所述開關(guān)設(shè)備關(guān)閉期間通過一 次線圈的漏電感而在一次側(cè)上引起的沖擊電壓變得更大，并且連接到所述一次線圈的所述 開關(guān)設(shè)備受損的可能性增大。
[0008] 本發(fā)明的有利之處在于，其提供了能夠防止開關(guān)設(shè)備由于沖擊電壓而受損的同時 實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的縮小的電壓轉(zhuǎn)換電路、閃光設(shè)備、拍攝設(shè)備以及降低沖擊電壓的方法中的至 少一個。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種電壓轉(zhuǎn)換電路，包括：變壓器，其轉(zhuǎn)換輸入至 一次側(cè)的電壓，并且將經(jīng)轉(zhuǎn)換的電壓從二次側(cè)輸出；開關(guān)單元，其配置成打開/關(guān)閉所述變 壓器的一次側(cè)的起電（electrification);以及旁路單元，其配置成在所述開關(guān)單元關(guān)閉 時將電荷從所述變壓器的二次側(cè)傳輸至一次側(cè)，從而降低在開關(guān)單元上引起的沖擊電壓。
[0010] 利用該構(gòu)造，可以通過所述旁路單元使電流從所述變壓器的二次側(cè)流動至一次側(cè) 而消除流動通過所述開關(guān)單元的電流脈沖，并且可以降低沖擊電壓。其結(jié)果是，可以防止所 述開關(guān)單元的損壞，并從而可以以安全的方式縮小該設(shè)備。
[0011] 所述旁路單元可以設(shè)置成將所述變壓器的二次側(cè)高電位終端連接到所述變壓器 的二次側(cè)低電位終端?？商娲兀雠月穯卧梢栽O(shè)置成將所述變壓器的二次側(cè)高電位 終端連接到所述變壓器的一次側(cè)高電位終端。
[0012] 所述旁路單元可以為電容器。所述電容器的電容可以基本上等于所述開關(guān)單元的 寄生電容。
[0013] 通過將所述開關(guān)單元的工作頻率與在所述電壓轉(zhuǎn)換電路不使用旁路單元進(jìn)行操 作的情況下所述開關(guān)單元的工作頻率相比增加大約五倍至十倍，同時抑制所述開關(guān)單元的 熱量產(chǎn)生，影響外圍電路的磁場噪聲可以降低。
[0014] 通過將所述開關(guān)單元的每一個轉(zhuǎn)換周期的傳輸電流量與在所述電壓轉(zhuǎn)換電路不 使用旁路單元進(jìn)行操作的情況下所述開關(guān)單元的傳輸電流量相比降低至1/5至1/10,同時 抑制所述開關(guān)單元的熱量產(chǎn)生，影響外圍電路的磁場噪聲可以降低。
[0015] 通過將流入所述變壓器的一次側(cè)的電流的流入速率（inflowrate)與在所述電壓 轉(zhuǎn)換電路不使用旁路單元進(jìn)行操作的情況下流入所述變壓器的一次側(cè)的電流的流入速率 相比增加大約五倍至十倍，同時抑制所述開關(guān)單元的熱量產(chǎn)生，可以將縮小的且輕量型的 變壓器用作所述變壓器。
[0016] 通過將整個電壓轉(zhuǎn)換電路的所有組件的體積與在所述電壓轉(zhuǎn)換電路不使用旁路 單元進(jìn)行操作的情況下的整個電壓轉(zhuǎn)換電路的所有組件的體積相比降低至1/5至1/10,同 時抑制所述開關(guān)單元的熱量產(chǎn)生，可以完成所述電壓轉(zhuǎn)換電路的成本削減、縮小以及重量 減輕。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種閃光設(shè)備，包括：其中一個如上所述的電壓 轉(zhuǎn)換電路；電源，其將電壓供應(yīng)至所述電壓轉(zhuǎn)換電路；電容器，其通過所述電壓轉(zhuǎn)換電路進(jìn) 行充電；以及發(fā)光單元，其配置成通過在所述電容器中進(jìn)行充電的電壓來發(fā)光。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種拍攝設(shè)備，包括如上所述的閃光設(shè)備。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種在電壓轉(zhuǎn)換電路中降低沖擊電壓的方法， 包括：利用開關(guān)單元打開/關(guān)閉變壓器，所述變壓器轉(zhuǎn)換輸入至所述變壓器的一次側(cè)的電 壓，并且輸