电压转换电路、闪光和拍摄设备及减小冲击电压的方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及转换输入电压的电压转换电路、包括电压转换电路的闪光设备、包括 闪光设备的拍摄设备以及在电压转换电路中减小冲击电压的方法。
【背景技术】
[0002] 通常地，包括具有升压变压器和开关设备的升压电路、电容器和氙气灯的闪光设 备被用作用于拍摄设备（例如，照相机）的照明设备。近年来，随着照相机的缩小，对于缩 小闪光设备的需求也在增加。考虑到闪光设备的升压变压器，其开关频率为2kHz到IOOkHz 的低水平，而与升压比率为15至30倍的高水平的事实无关。因此，如果无法确保一次侧的 至少10yH至20yH的电感，则变得难以在开关启动时在可控制的范围内保持涌入电流的 转变。如果升压变压器的一次侧的匝数被设定为大约15匝以确保一次侧的这样的电感，则 二次侧的匝数增加到225至450匝，从而升压变压器的尺寸增加。
[0003] 如果升压变压器所使用的接线构件的直径减小以缩小升压变压器，则接线构件的 横截面积减小，从而接线构件的直流阻抗分量增加。然而，由于对电容器的充电需要在预 先确定的时间段内完成，因此从充电的开始到充电结束的电导电流量（electrification currentamount)不能减小。因此，由铜损耗造成的热量产生增加，升压变压器本身的温度 变高，从而通过引起磁饱和而使升压效率可能变差。此外，存在这样一种可能，即通过因热 量蓄积使升压变压器的线圈的隔离层融化而导致升压变压器内部短路，从而升压变压器变 得不能够工作。如上所述，为了缩小闪光设备，变得重要的一点是防止通过由升压变压器造 成的热量产生所引起的故障的发生。
[0004] 近年来，照相机的主要部件具有捕捉静止图像的功能和捕捉移动图像的功能两 者，并且作为标准功能，设置有在用于取代光学取景器的视频的液晶显示设备上持续显示 移动图像的功能。在并不持续显示移动图像的照相机中，用于给闪光设备的电容器充电的 充电操作和其他功能被控制为专门地执行。在另一方面，在持续显示移动图像的照相机中， 有必要控制移动图像显示功能和用于给闪光设备的电容器充电的充电操作，以便同时地执 行。在这样的情形下将发生的问题是，在充电期间导致的大量的开关电流影响了易受来自 升压变压器的磁噪声泄露损害的电路，从而噪声叠加在移动图像上。此外，存在这样一种可 能性，即由于大量的电流纹波实际上在电源线上产生，因此电源输入和电子电路的GND电 平不稳定，从而导致了影响整个电路的噪声。
[0005] 作为解决上述问题的方法，已知增加每单位时间中传输电流次数的数量的同时提 高开关频率并减小每一次中电导电流量的方法。当将这样的方法应用至闪光设备时，可以 通过将开关频率提高到300kHz至IMHz来将至少在一次侧上的电感减小到大约0. 5yH至 IyH。因此，在这种情况下，在一次侧上的匝数变为大约5匝，并且二次侧上的匝数也可以 减少至75到150匝。其结果是，可以缩小升压变压器。另外，由于可以减少匝数，所以可以 实现缩小，并且可以增加接线线路的直径。因此，通过铜损耗引起的热量产生可以被抑制为 低水平。此外，由于每一次切换的电导电流量减小，变压器的外围组件（比如，整流二极管 和开关设备）的缩小也可以同时实现，从而可以预期整个闪光设备的成本降低。
[0006] 然而，当将变压器缩小至一定程度或更多，并且在一次侧的匝数减少时，在变压器 和构成芯体的磁性回路（比如铁素体）之间的磁耦合变得稀疏，从而一次侧的漏磁通变得 相对较大。在这种情况下，可能对电路造成各种影响。日本专利临时公开第2005-317278A 号（下文中，被称为专利文档1)建议的技术是在闪光设备中检测到电容器的充电电压的同 时考虑漏磁通产生的影响。在专利文档1中描述的闪光设备在升压期间检测在变压器的一 次侧上感应的一次电压，并且基于检测到的一次电压判断电容器的充电是否完成。在这种 情况下，为了减小在一次侧上由漏磁通导致的噪声的影响，闪光设备配置成在已经经过预 先确定的时间段后通过锁住一次电压来精确地检测电容器的电压，从而使噪声等级变小。 其结果是，可以实现缩小且便宜的闪光设备。
【发明内容】
[0007] 在专利文档1中描述的类型的闪光设备中，当使用高速开关类型的开关设备以用 于缩小时，所述开关设备的寄生电容变得相对较小。因此，在所述开关设备关闭期间通过一 次线圈的漏电感而在一次侧上引起的冲击电压变得更大，并且连接到所述一次线圈的所述 开关设备受损的可能性增大。
[0008] 本发明的有利之处在于，其提供了能够防止开关设备由于冲击电压而受损的同时 实现该设备的缩小的电压转换电路、闪光设备、拍摄设备以及降低冲击电压的方法中的至 少一个。
[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种电压转换电路，包括：变压器，其转换输入至 一次侧的电压，并且将经转换的电压从二次侧输出；开关单元，其配置成打开/关闭所述变 压器的一次侧的起电（electrification);以及旁路单元，其配置成在所述开关单元关闭 时将电荷从所述变压器的二次侧传输至一次侧，从而降低在开关单元上引起的冲击电压。
[0010] 利用该构造，可以通过所述旁路单元使电流从所述变压器的二次侧流动至一次侧 而消除流动通过所述开关单元的电流脉冲，并且可以降低冲击电压。其结果是，可以防止所 述开关单元的损坏，并从而可以以安全的方式缩小该设备。
[0011] 所述旁路单元可以设置成将所述变压器的二次侧高电位终端连接到所述变压器 的二次侧低电位终端。可替代地，所述旁路单元可以设置成将所述变压器的二次侧高电位 终端连接到所述变压器的一次侧高电位终端。
[0012] 所述旁路单元可以为电容器。所述电容器的电容可以基本上等于所述开关单元的 寄生电容。
[0013] 通过将所述开关单元的工作频率与在所述电压转换电路不使用旁路单元进行操 作的情况下所述开关单元的工作频率相比增加大约五倍至十倍，同时抑制所述开关单元的 热量产生，影响外围电路的磁场噪声可以降低。
[0014] 通过将所述开关单元的每一个转换周期的传输电流量与在所述电压转换电路不 使用旁路单元进行操作的情况下所述开关单元的传输电流量相比降低至1/5至1/10,同时 抑制所述开关单元的热量产生，影响外围电路的磁场噪声可以降低。
[0015] 通过将流入所述变压器的一次侧的电流的流入速率（inflowrate)与在所述电压 转换电路不使用旁路单元进行操作的情况下流入所述变压器的一次侧的电流的流入速率 相比增加大约五倍至十倍，同时抑制所述开关单元的热量产生，可以将缩小的且轻量型的 变压器用作所述变压器。
[0016] 通过将整个电压转换电路的所有组件的体积与在所述电压转换电路不使用旁路 单元进行操作的情况下的整个电压转换电路的所有组件的体积相比降低至1/5至1/10,同 时抑制所述开关单元的热量产生，可以完成所述电压转换电路的成本削减、缩小以及重量 减轻。
[0017] 根据本发明的另一个方面，提供了一种闪光设备，包括：其中一个如上所述的电压 转换电路；电源，其将电压供应至所述电压转换电路；电容器，其通过所述电压转换电路进 行充电；以及发光单元，其配置成通过在所述电容器中进行充电的电压来发光。
[0018] 根据本发明的另一个方面，提供了一种拍摄设备，包括如上所述的闪光设备。
[0019] 根据本发明的另一个方面，提供了一种在电压转换电路中降低冲击电压的方法， 包括：利用开关单元打开/关闭变压器，所述变压器转换输入至所述变压器的一次侧的电 压，并且输