JPH0713917B2 - ストロボ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は閃光放電管と直列にこの閃光放電管の発光動作
を制御する絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Insu
lated Gate Bipolar Transistor;以下、I.G.B.T.と記
す）を接続したストロボ装置に関し、特に、上述のI.G.
B.T.への駆動電源の供給をストロボ装置の主コンデンサ
の充電動作に応答して行うことを特徴とするストロボ装
置に関するものである。

従来の技術 I.G.B.T.への駆動電源の供給をストロボ装置の主コンデ
ンサの充電動作に応答して行うストロボ装置は、その一
例を本願出願人が特願平2-99506号にて先に提案してい
る。

この提案装置は、第４図に示したように、例えば周知の
DC-DCコンバータ回路である直流高圧電源１、この直流
高圧電源１に並列接続された主コンデンサ２、閃光放電
管４とI.G.B.T.5とを直列接続してなり、上記主コンデ
ンサ２に並列接続された直列接続体３、抵抗７と出力が
抵抗Ｒを介して上記I.G.B.T.5のゲートに供給される定
電圧ダイオード８とを直列接続してなり、上記主コンデ
ンサ２に並列接続された電圧供給手段６、トリガーコン
デンサ10、トリガートランス11および発光開始命令信号
が供給される制御極12aを有したSCR12等からなり、上記
閃光放電管４をトリガーするトリガー回路９および発光
停止命令信号が供給される制御極13aを有するとともに
その主極間が上記I.G.B.T.5のゲート〜エミッタ間に接
続される制御スイッチ素子13とを備えて構成されてい
る。

上記装置において、今、直流高圧電源１が動作すると、
主コンデンサ２およびトリガーコンデンサ10の充電が行
われる。

同時に、電圧供給手段６の定電圧ダイオード８の両端に
発生する定電圧が抵抗Ｒを介してI.G.B.T.5のゲートに
供給されることになる。

なお、この時点では閃光放電管４が発光しておらず、よ
ってI.G.B.T.5には電流が流れることはなく、I.G.B.T.5
はいわゆる導通準備状態になされるだけである。

主コンデンサ２等の充電がなされた状態で発光開始命令
信号がSCR12の制御極12aに供給されると、上記SCR12が
オンし、トリガーコンデンサ10の充電電荷がトリガート
ランス11を介して放電され、すなわちトリガー回路９が
動作し、閃光放電管４が励起されることになる。

このとき、I.G.B.T.5のゲートには定電圧ダイオード８
による定電圧が印加されており、この結果、上記閃光放
電管４は主コンデンサ２の充電電荷を消費して発光す
る。

上記発光途上において、例えば図示していない周知の測
光回路等から発光停止命令信号が制御スイッチ素子13の
制御極13aに入力されると、制御スイッチ素子13がオン
してI.G.B.T.5のゲート・エミッタ間を短絡する。

この結果、I.G.B.T.5はオフし、従って閃光放電管４の
発光が停止する。

以上、I.G.B.T.への駆動電源の供給をストロボ装置の主
コンデンサの充電動作に応答して行うストロボ装置の一
例について述べたが、他の例として、図示はしないが先
に述べた主コンデンサの代わりに、例えばストロボ装置
が通常有するDC-DCコンバータ回路に設けた別巻線や独
立して形成あるいは設けられる別電源を使用する装置も
考えられることは詳述するまでもない。

発明が解決しようとする課題 第４図に図示した装置は、I.G.B.T.5のゲートへの駆動
電圧の印加構成が、直流高圧電源１の動作開始に応答し
て動作する電圧供給手段６により構成されており、I.G.
B.T.5の駆動系はトリガー信号に応答するための構成が
必要なくなり、簡素化され、加えてトリガー回路９の動
作タイミングに関係のない安定した動作を行えることに
なる。

しかしながら、上記した装置の電圧供給手段６における
消費電力量について見てみると、例えばストロボ装置が
主コンデンサ２の充電完了を検知して直流高圧電源１の
動作を停止するようになされていたような場合、上記の
構成では上記主コンデンサ２からの電圧供給手段６を介
してのリーク電流が多くなることが考えられ、すなわ
ち、かかる場合、主コンデンサ２の電圧降下速度が電圧
供給手段６を有さない場合に比して早くなる。この結
果、ストロボ装置を動作可能状態に維持するためには頻
繁に主コンデンサ２の再充電動作を行なう必要があり、
そのためのエネルギー消費量が増大してしまう不都合を
生じることになる恐れを有していた。

また、主コンデンサ以外から電圧供給手段に電圧供給を
行う場合も上述した場合同様、電圧供給手段を介しての
リーク電流が多く、エネルギーの有効利用の点では不都
合を有していた。

本発明によるストロボ装置は、上述したような不都合を
考慮してなしたもので、簡単な構成を有し、かつ電圧供
給手段を介してのリーク電流の少ないI.G.B.T.のゲート
への電圧供給手段を備えて構成されている。

課題を解決するための手段 本発明によるストロボ装置は、直流高圧電源と、該直流
高圧電源の両端に接続され、上記直流高圧電源が供給さ
れることにより充電される主コンデンサと、閃光放電管
と絶縁ゲート型バイポーラトランジスタとを直列接続し
てなり、上記主コンデンサの両端に接続される直列接続
体と、抵抗と第１の定電圧素子と上記第１の定電圧素子
のブレークオーバー電圧より低いブレークオーバー電圧
を有する第２の定電圧素子とを直列接続してなり、上記
主コンデンサあるいは別巻線等の別電源の両端に接続さ
れると共に、上記第２の定電圧素子の出力電圧を上記絶
縁ゲート型バイポーラトランジスタのゲートに駆動電圧
として供給する電圧供給手段と、発光命令信号が供給さ
れる制御極を有するトリガースイッチ素子の動作に応答
して上記閃光放電管を励起するトリガー回路と、発光停
止命令信号が供給される制御極を有するとともにその主
極間が上記絶縁ゲート型バイポーラトランジスタのゲー
ト〜エミッタ間に接続される制御スイッチ素子とを備え
て構成される。

作用 本発明によるストロボ装置は上記のような構成を有する
ことから、直流高圧電源が動作を開始した後、主コンデ
ンサの充電電圧あるいは別巻線等の別電源の出力電圧が
第１の定電圧素子のブレークオーバー電圧に到達した
時、上記第１の定電圧素子が動作し、その後しばらくし
て第２の定電圧素子が動作することになる。

この第２の定電圧素子は、動作することにより絶縁ゲー
ト型バイポーラトランジスタを駆動する適宜の電圧を出
力し、この結果、上記第２の定電圧素子の出力電圧が絶
縁ゲート型バイポーラトランジスタのゲートに駆動電圧
として供給されることになる。

換言すれば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタのゲ
ートへの駆動電圧の供給は、直流高圧電源の動作により
主コンデンサの充電電圧あるいは別電源の出力電圧が所
定電圧値以上になされて第１の定電圧素子が動作状態に
ある時において、第２の定電圧素子の出力電圧に基づい
てなされることになる。

実施例 以下、本発明のストロボ装置の実施例について説明す
る。

［実施例１］ 第１図は、本発明によるストロボ装置の第１実施例を示
す電気回路図であり、図中、第４図と同符号の構成要素
は同じ機能の要素である。

周知のDC-DCコンバータ回路や積層電源等からなる直流
高圧電源１の両端には、主コンデンサ２が接続されてい
る。

主コンデンサ２の両端には、閃光放電管４とI.G.B.T.5
とを直列接続した直列接続体３が接続されている。

直列接続体３の両端には、抵抗15、第１の定電圧素子で
ある第１ツェナーダイオード16、第２の定電圧素子であ
る第２ツェナーダイオード17とを直列接続してなり、さ
らに上記第２ツェナーダイオード17の両端にコンデンサ
18を接続してなる電圧供給手段14が接続されている。す
なわち、この実施例における電圧供給手段14は主コンデ
ンサ２を電源とするものである。

主コンデンサ２の両端には、充電用抵抗20、トリガーコ
ンデンサ21、トリガートランス22およびオン動作するこ
とにより上記トリガーコンデンサ21の充電電荷を放出さ
せるトリガースイッチ素子であるSCR23とからなる周知
のトリガー回路19が接続されている。

第１ツェナーダイオード16と第２ツェナーダイオード17
との接続点Ａは、I.G.B.T.5のゲートと抵抗24、25を介
して接続され、また上記抵抗24、25の接続点ＢとI.G.B.
T.5のエミッタ間には、オンすることによりI.G.B.T.5の
ゲート〜エミッタ間を抵抗25を介して短絡し、該I.G.B.
T.5をオフさせるトランジスタ26が接続素子として接続
されている。

SCR23、トランジスタ26の制御極であるゲート23a、ベー
ス26aには、それぞれ発光を開始させる発光命令信号お
よび発光を停止させる発光停止命令信号が供給される。

定電圧回路27は、主コンデンサ２の両端に接続され、該
主コンデンサ２の充電電圧を検知し、その充電電圧値が
所定値に到達した時、直流高圧電源１の動作を停止する
ものであり、かかる構成自体は周知であり、詳細な記載
は省略する。

なお、上述したトリガー回路19に替えて、第４図で説明
したような構成のトリガー回路９を用いても良いことは
詳述するまでもない。

以下、上記のような構成からなる本発明によるストロボ
装置の第１実施例の動作について、第２図に示した第１
図中の所定地点の信号波形図を参照して説明する。

今、時点Taにおいて、第２図（ａ）に示したように図示
していない適宜の電源スイッチの投入等が行われ直流高
圧電源１が動作を開始すると、その出力端子1a、1b間に
出力される直流高電圧にて主コンデンサ２等の充電が開
始され、例えば主コンデンサ２の端子電圧は第２図
（ｂ）に示したように上昇して行く。

上記出力端子1a、1b間に出力される直流高電圧は電圧供
給手段９にも供給され、よって、上記主コンデンサ２の
充電電圧が上昇して行き、時点Tbにおいてその充電電圧
値が第１ツェナーダイオード16のブレークオーバー電圧
Vaに到達すると、第１ツェナーダイオード16は上記時点
Tbにてブレークオーバーし、この結果、第１図中のＡ点
の電位が以降の主コンデンサ２の充電電圧の上昇に応じ
て第２図（ｃ）に示したように上昇して行き、コンデン
サ18の充電が開始されることになる。

同時に、Ａ点の電位は抵抗24、25を介してI.G.B.T.5の
ゲートに印加され、従って、ゲート電位も第２図（ｄ）
に示したように上記Ａ点電位の上昇に応じて上昇してい
く。

主コンデンサ２の充電が進み、時点Tcにてその充電電圧
値が第１ツェナーダイオード16のブレークオーバー電圧
Vaに第２ツェナーダイオード17のブレークオーバー電圧
Vbを加えた電圧Vcに到達すると、すなわちコンデンサ18
の充電電圧値が上述した電圧Vbに到達すると、第２ツェ
ナーダイオード17はブレークオーバーし、この結果、上
記Ａ点の電位は上記時点Tc以降、所定電圧に維持される
ことになる。

従って、I.G.B.T.5のゲートも同様に所定電圧に維持さ
れ、この所定電圧がI.G.B.T.5のゲート〜エミッタ間に
上記時点Tc以降、印加されることになる。

すなわち、本実施例においては、上記時点TcにてI.G.B.
T.5のゲートに第２ツェナーダイオード17によって設定
される所定電圧を印加しており、もちろんI.G.B.T.5は
上記所定電圧の印加により導通準備状態になされる。

主コンデンサ２の充電がさらに進み、その充電電圧値が
時点Tdにて充電完了としている電圧値Vdに到達すると、
定電圧回路27が動作を開始し、第２図（ｅ）に示したよ
うに直流高圧電源１の動作が停止せしめられることにな
る。

直流高圧電源１の動作が停止されると、主コンデンサ２
の充電電圧は、電圧供給手段14を介して徐々に放電され
ることになり、その端子電圧値は第２図（ｂ）の時点Td
以降に示したように徐々に下降して行く。

しかしながら、先のＡ点およびI.G.B.T.5のゲートの電
位は、第２ツェナーダイオード17の両端に接続されたコ
ンデンサ18の充電電荷により、上記時点Td以降であって
も不用意に変動することはない。換言すれば、コンデン
サ18は上述した定電圧回路27の動作時において、上記Ａ
点の電位が下降しないように制御するために設けたコン
デンサということができる。

主コンデンサ２の充電電圧の下降が進み、その充電電圧
値が、先に述べた電圧値Vcに到達すると、この到達時点
Teにて第１ツェナーダイオード16がオフすることにな
り、従って、それ以降の主コンデンサ２から電圧供給手
段14を介してのリーク電流は阻止され、装置全体におけ
るエネルギー消費は極めて少なくなり、主コンデンサ２
の充電電圧の下降も第２図（ｂ）中に示したように、さ
らに緩やかな特性となる。

尚、この時I.G.B.T.5のゲート電位は、先のコンデンサ1
8の充電電荷により制御されることになり、急激に下降
することはない。

主コンデンサ２の充電電圧がさらに下降し、時点Tfにお
いて第２図（ｂ）中にVeで示した電圧、すなわち定電圧
回路27にてあらかじめ設定されている直流高圧電源１の
動作を再開させる電圧Veに到達すると、第２図（ｅ）に
示したように直流高圧電源１はその動作を再開し、よっ
て主コンデンサ２の充電が再開され、その充電電圧値が
再び上昇して行くことになる。

以降、本実施例装置は上述のような動作状態を維持し、
従って、I.G.B.T.5のゲートには、時点Tc以降、電圧供
給手段14の動作により設定される電圧が常時供給される
ことになる。

上述のようないわゆる定電圧動作を行っている適宜の時
点Tgにて、SCR23のゲート23aに第２図（ｆ）に示したよ
うな発光開始命令信号である高レベルパルス信号が印加
されると、SCR23がオンし、トリガーコンデンサ21の充
電電荷がSCR23、トリガートランス22を介して放電さ
れ、すなわちトリガー回路19が動作し、この結果、閃光
放電管４が励起される。

このときI.G.B.T.5は電圧供給手段14の動作により導通
準備状態であり、従って、I.G.B.T.5はオンし、閃光放
電管４は第２図（ｈ）に示したように上記時点Tgより主
コンデンサ２の充電電荷を消費して発光する。

閃光放電管４が発光している適宜時点、例えばその発光
光量が適正光量となった時点Thにおいて、トランジスタ
26のベース26aに、例えば測光回路（図示せず）より発
光停止命令信号である第２図（ｇ）に示したような高レ
ベルパルス信号が印加されると、その印加期間中トラン
ジスタ26がオンすることになる。

よって、I.G.B.T.5のゲート〜エミッタ間が抵抗25を介
して短絡されることになり、そのゲート電位は、第２図
（ｄ）に示したように上記時点Thにて導通を維持できな
いレベルに制御され、この結果、I.G.B.T.5は上記時点T
hにてオフする。

I.G.B.T.5のオフにより閃光放電管４を流れていた放電
電流が遮断されることになり、閃光放電管４の発光は第
２図（ｈ）に示したように時点Thにおいて停止する。

以後、時点Tiにて発光停止命令信号がなくなるとトラン
ジスタ26はオンからオフに復帰し、I.G.B.T.5のゲート
〜エミッタ間の短絡が解除され、すなわち回路状態は初
期状態に復帰し、従って、回路は先に時点Ta以降に述べ
たような動作を再開し、この結果、主コンデンサ２の充
電電圧は定電圧回路27にて制御され、また電圧供給手段
14の動作により再びI.G.B.T.5のゲートに駆動電圧が印
加されることになる。すなわち、かかる時点で一回の発
光動作が終了する。

［実施例２］ 第３図は、本発明によるストロボ装置の第２実施例を示
す電気回路図であり、図中、第１図と同符号の構成要素
は同じ機能の要素である。

第３図からも明らかなように、この第２実施例は第１実
施例において独立して構成していた定電圧回路27を、電
圧供給手段14に併設し、回路構成のより簡素化を計った
例である。

今、直流高圧電源１が動作して主コンデンサ２等の充電
が開始され、その充電電圧値がVaに到達すると、先の第
１実施例同様第１ツェナーダイオード16がオンし、以
降、コンデンサ18の充電が開始される。コンデンサ18の
充電電圧が第２ツェナーダイオード17のオン電圧に到達
すると上記第２ツェナーダイオード17はオンし、以降、
主コンデンサ２の充電電圧に対応した電圧が定電圧回路
27の抵抗29、30の直列体から成る電圧検出部28に印加さ
れることになる。

上記抵抗29、30の接続点Ｃはトランジスタ31のベースに
接続されており、したがって、上記接続点Ｃにおける電
圧値が、主コンデンサの充電電圧値が先に述べたVdに到
達した時にトランジスタ31をオンさせられる電圧値とな
るように上記抵抗29、30および15の各抵抗値の関係をあ
らかじめ設定しておけば、上記トランジスタ31は主コン
デンサ２の充電電圧値が上記Vdに到達した時にオンし、
該オン動作を直流高圧電源１の動作制御に適用できるこ
とに、すなわち周知の定電圧動作を行えることになる。

一方、第１ツェナーダイオード16がオンした以降、I.G.
B.T.5のゲートに図中のＡ点の電圧が印加され、I.G.B.
T.5は導通準備状態になされることは先の第１実施例と
同様である。ただし、この第２実施例の場合、第２ツェ
ナーダイオード17と直列に電圧検出部28が接続されてお
り、上記Ａ点の電位が主コンデンサ２の充電電圧の上昇
に応答して上昇して行くことから先の第１実施例とは異
なり、上記I.G.B.T.5のゲートに供給される電圧は所定
値を有する電圧とはならない。しかし、上記I.G.B.T.5
を問題なく駆動するために必要なゲート電圧は、通常適
宜の許容範囲を有しており、この許容範囲を考慮して先
に述べた各抵抗値の設定関係を配慮してやれば特に問題
は生じない。

そして、上述したようなI.G.B.T.5のゲートに駆動電圧
が供給された状態において、SCR23のゲート23aに発光命
令信号が供給され、トリガー回路19が動作すると閃光放
電管４は主コンデンサ２の充電電荷を消費して発光す
る。その発光途上において、トランジスタ26のベース26
aに発光停止命令信号が供給されると、トランジスタ26
がオンしてI.G.B.T.5のゲート〜エミッタ間を短絡し、
よって閃光放電管４の発光が停止する。上記発光停止命
令信号がなくなった時点でストロボ装置は発光前の初期
状態に復帰し、かかる時点で一回の発光動作が終了する
ことになり、以上の動作状態は先の第１実施例と同一と
なる。

発明の効果 本発明によるストロボ装置は、上述したようにI.G.B.T.
のゲートへの電圧の印加を、主コンデンサあるいは別電
源の両端に接続され、電圧供給手段を構成するブレーク
オーバー電圧の異なる第１、第２定電圧素子の接続点よ
り上記主コンデンサの充電動作に応答して行うことか
ら、上記電圧供給手段を介して流れるリーク電流を極め
て少なく制御できることになり、この結果、上記電圧供
給手段における電力消費量を大幅に少なくできる効果を
有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるストロボ装置の第１実施例を示す
電気回路図、第２図は第１図中の所定地点の信号波形
図、第３図は本発明によるストロボ装置の第２実施例を
示す電気回路図、第４図は本出願人が先に特願平2-9950
6号にて提案した装置を示す電気回路図である。 １……直流高圧電源、２……主コンデンサ、３……直列
接続体、４……閃光放電管、５……I.G.B.T.、６、14…
…電圧供給手段、７、15、20、24、25、29、30……抵
抗、８……ツェナーダイオード、９、19……トリガー回
路、10、21……トリガーコンデンサ、11、22……トリガ
ートランス、12、23……SCR、13、26、31……トランジ
スタ、16……第１ツェナーダイオード、17……第２ツェ
ナーダイオード、18……コンデンサ、27……定電圧回
路、28……電圧検出部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流高圧電源と、該直流高圧電源の両端に
   接続され、前記直流高圧電源が供給されることにより充
   電される主コンデンサと、閃光放電管と絶縁ゲート型バ
   イポーラトランジスタとを直列接続してなり、前記主コ
   ンデンサの両端に接続される直列接続体と、抵抗と第１
   の定電圧素子と前記第１の定電圧素子のブレークオーバ
   ー電圧より低いブレークオーバー電圧を有する第２の定
   電圧素子とを直列接続してなり、前記主コンデンサの両
   端に接続されると共に、前記第１、第２の定電圧素子の
   接続点電圧を前記絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
   のゲートに駆動電圧として供給する電圧供給手段と、発
   光命令信号が供給される制御極を有するトリガースイッ
   チ素子の動作に応答して前記閃光放電管を励起するトリ
   ガー回路と、発光停止命令信号が供給される制御極を有
   するとともにその主極間が前記絶縁ゲート型バイポーラ
   トランジスタのゲート〜エミッタ間に接続される制御ス
   イッチ素子とを備えたストロボ装置。
2. 【請求項２】電圧供給手段は、第２の定電圧素子の両端
   に接続されるコンデンサを有する請求項（１）記載のス
   トロボ装置。
3. 【請求項３】第１の定電圧素子と第２の定電圧素子との
   接続点電圧を検知して前記主コンデンサの充電電圧値を
   検出する電圧検出部を、前記第２の定電圧素子と直列に
   接続してなる請求項（１）、（２）のいずれかに記載の
   ストロボ装置。
4. 【請求項４】直流高圧電源と、該直流高圧電源の両端に
   接続され、前記直流高圧電源の両端に接続され、前記直
   流高圧電源が供給されることにより充電される主コンデ
   ンサと、閃光放電管と絶縁ゲート型バイポーラトランジ
   スタとを直列接続してなり、前記主コンデンサの両端に
   接続される直列接続体と、前記主コンデンサの充電動作
   に応答して適宜電圧を発生し出力する電源部と、、抵抗
   と第１の定電圧素子と前記第１の定電圧素子のブレーク
   オーバー電圧より低いブレークオーバー電圧を有する第
   ２の定電圧素子とを直列接続してなり、前記電源部の両
   端に接続されると共に、前記第１、第２の定電圧素子の
   接続点電圧を前記絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ
   のゲートに駆動電圧として供給する電圧供給手段と、発
   光命令信号が供給される制御極を有するトリガースイッ
   チ素子の動作に応答して前記閃光放電管を励起するトリ
   ガー回路と、発光停止命令信号が供給される制御極を有
   するとともにその主極間が前記絶縁ゲート型バイポーラ
   トランジスタのゲート〜エミッタ間に接続される制御ス
   イッチ素子とを備えたストロボ装置。
5. 【請求項５】電圧供給手段は、第２の定電圧素子の両端
   に接続されるコンデンサを有する請求項（４）記載のス
   トロボ装置。