电容器充电电路及其控制电路、控制方法、电子设备的制作方法

专利名称：电容器充电电路及其控制电路、控制方法、电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电容器充电电路，特别涉及电容器充电电路的输出电压的 监视技术。
背景技术：
为了生成比输入电压高的电压，升压型的电容器充电电路被广泛应用 于各种电子设备。这样的升压型电容器充电电路具有开关晶体管、和电感 器或变压器，通过时分地使开关晶体管导通、截止，来使电感器或变压器 产生反电动势，将输入电压升压后输出。
当开关晶体管截止时，变压器的初级侧流过电流，变压器中积蓄能量。 开关晶体管截止后，在变压器的次级侧，变压器中所积蓄的能量经由整流 用二极管作为充电电流被传送到输出电容器，输出电压上升。通过使开关
晶体管进行开关动作，电容器充电电路的输出电压上升。
专利文献1
专利文献2 专利文献3 专利文献4
特开2004 - 201474号公才良 特开2005 — 73483号公报 特开2007 - 165002号公报 特开2007 - 166786号公报

发明内容
〔发明所要解决的课题〕
与开关调节器等不同，电容器充电电路使开关晶体管进行开关动作 时，输出电压是持续上升的。因此，电容器充电电路需要监视其输出电压， 当达到某目标值时停止开关动作，当达到某阈值时进行过电压保护。
这里，考察在监视输出电压时，不是利用电阻分压等直接监视输出电 压，而是利用变压器所产生的电压间接地进行监视的情况。此时成为监视 对象的电压同步于开关晶体管的导通、截止地交替地取同与输出电压相应 的值无关的值。另外，由于包含变压器的谐振电路的影响，会出现振铃(ringing )，所以难以进4亍准确的电压4企测。
本发明是鉴于这样的情况而设计的，其目的在于提供一种用于准确地 检测与电容器充电电路的输出电压相应的间接的电压的技术。 〔用于解决课题的手段〕
本发明的一个方案涉及一种控制被设于电容器充电电路的变压器的 初级线圈的路径上的开关晶体管的导通和截止的控制电路。该控制电路具 有监视电容器充电电路的输出电压的输出电压监视电路。输出电压监视电 路包括第l采样保持电路，在开关晶体管的截止期间，对变压器的初级 线圈与开关晶体管的连接点的电压进行采样保持；和第l监视比较器，将 第1采样保持电路的输出与预定的第1基准电压进行比较；并且当第1采 样保持电路的输出超过第1基准电压时执行预定的信号处理。
在开关晶体管截止的期间，连接点上会产生输出电压乘以变压器的匝 数比的电压。该电压发生振铃，所以通过使用采样保持电路，能够确定电 压值，进行稳定的电压比较。并且由于第l采样保持电路的输出和第l基 准电压是不随时间变化的稳定的电压，所以具有不对比较器要求高速性这 样的优点。
第1采样保持电路可以在从开关晶体管截止起经过预定的第1时间后 开始采样期间。
通过适当设定第l时间，能够减少振铃或噪声的影响，能够提高检测 精度。
输出电压监视电路可以还包括使控制开关晶体管的导通和截止的开 关信号延迟上述第1时间的第l延迟电路。第1采样保持电路可以利用第 1延迟电路的输出开始采样期间。
检测电阻所产生的电压降与预定的第3基准电压进行比较的第3监视比较 器。第1采样保持电路在电压降达到第3基准电压时结束采样期间。
此时，通过适当选择第3基准电压，能够将结束采样期间的定时设定 在开关晶体管导通前。
本发明的另一方案的控制电路具有监视电容器充电电路的输出电压 的输出电压监视电路。输出电压监视电路包括第2采样保持电路，在开 关晶体管的截止期间，对设于变压器的次级线圏的抽头的电压进行采样保持；和第2监视比较器，将第2采样保持电路的输出与预定的第2基准电 压进行比较；并且当第2采样保持电路的输出超过第2基准电压时执行预 定的信号处理。
在开关晶体管截止的期间，抽头上产生将输出电压分压后的电压。该 电压发生振铃，所以通过利用采样保持电路，能够确定电压值，能够进行 稳定的电压比较。进而，第2采样保持电路的输出和第2基准电压是不随 时间变化的稳定的电压，所以具有不对比较器要求高速性这样的优点。
第2采样保持电路可以在从开关晶体管截止起经过预定的第2时间 后，开始采样期间。
通过适当设定第2时间，能够减少振铃和噪声的影响，能够提高检测 精度。
输出电压监视电路可以还包括使控制开关晶体管的导通和截止的开 关信号延迟第2时间的第2延迟电路。第2采样保持电路可以利用第2延 迟电路的输出开始采样期间。
输出电压监视电路可以还包括将设在变压器的次级线圈的路径上的 检测电阻所产生的电压降与预定的第3基准电压进行比较的第3监视比较 器。第2采样保持电路可以在电压降达到第3基准电压时结束采样期间。
此时，通过适当选择第3基准电压，能够将结束采样期间的定时设定 在开关晶体管导通前。
输出电压监视电路可以还包括第l采样保持电路，在开关晶体管的 截止期间，对变压器的初级线圈与开关晶体管的连接点的电压进行采样保 持；和第l监视比较器，将第1采样保持电路的输出与预定的第l基准电 压进行比较；并且当第1采样保持电路的输出超过第l基准电压时执行预 定的信号处理。
根据该方案，是利用初级侧和次级侧两者的状态来检测输出电压并与 基准电压进行比较的，所以即使某一方的检测精度变差，或者某一方不能 进行检测，也能执行预定的信号处理。
优选第l基准电压比第2基准电压高。由于次级侧的检测是直接监视 输出电压的，所以比初级侧精度要高。因此，通过降低第2基准电压，并 辅助性地使用初级侧，能够可靠地执行预定的信号处理。
本发明的再一个方案涉及一种控制被设于电容器充电电路的变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管的导通和截止的方法。该方法包括在 开关晶体管的截止期间，对变压器的初级线圈与开关晶体管的连接点的电 压进行采样保持的步骤；将所采样保持的连接点的电压与预定的第l基准 电压进行比较的步骤；以及当所采样保持的连接点的电压超过第l基准电 压时停止开关晶体管的开关动作的步骤。
可以在从开关晶体管截止起经过预定的第1时间后，开始对变压器的 初级线圈与开关晶体管的连接点的电压进行采样的采样期间。
一个方案的方法可以还包括将设于变压器的次级线圈的路径上的检 测电阻所产生电压降与预定的第3基准电压进行比较的步骤。可以当电压 降达到第3基准电压时，结束采样期间。
本发明的再一个方案的方法包括在开关晶体管的截止期间，对设于 变压器的次级线圈的抽头的电压进行采样保持的步骤；将所采样保持的抽 头的电压与预定的第2基准电压进行比较的步骤；以及当所采样保持的抽 头的电压超过第2基准电压时停止开关晶体管的开关动作的步骤。
可以在从开关晶体管截止起经过预定的第2时间后，开始对抽头的电 压进行采样的采样期间。
一个方案的方法可以还包括在开关晶体管的截止期间，对变压器的初 级线圈与开关晶体管的连接点的电压进行采样保持的步骤；将所采样保持 的连接点的电压与预定的第1基准电压进行比较的步骤；以及当所采样保
持的连接点的电压超过第1基准电压时执行预定的信号处理的步骤。 第1基准电压可以比第2基准电压高。
(2 )本发明的一个方案也涉及一种控制被设于电容器充电电路的变 压器的初级线圈的路径上的开关晶体管的导通和截止的控制电路。该控制 电路具有监视电容器充电电路的输出电压的输出电压监视电路。输出电压 监视电路包括初级监视电路，利用变压器的初级线圈侧所产生的电压， 将电容器充电电路的输出电压与预定的第l基准电压进行比较；和次级监 视电路，利用变压器的次级线圈侧所产生的电压，将电容器充电电路的输 出电压与预定的第2基准电压进行比较；并基于初级、次级监视电路的比 较结果，执行预定的信号处理。
根据该方案，利用初级侧和次级侧两者的状态来检测输出电压并与基 准电压进行比较，所以即使某一方的检测精度下降，或者某一方不能进行检测，也能执行预定的信号处理。
可以是当输出电压监视电路基于初级、次级监视电路的至少一者判定 为输出电压超过了各自的基准电压时，停止开关晶体管的开关动作。
可以是在变压器的次级线圈设置抽头，次级监视电路将开关晶体管的 截止期间的抽头的电压同与第2基准电压相应的电压进行比较。
在开关晶体管截止的期间，抽头上会产生将输出电压分压后的电压。 通过利用该电压，能够间接地检测输出电压。
次级监视电路可以包括第2采样保持电路，对次级线圈的抽头的电 压进行采样保持；第2监视比较器，将第2采样保持电路的输出同与第2 基准电压相应的电压进行比较。
由于抽头产生的电压会发生振铃，所以通过利用采样保持电路，能够 确定电压值，进行稳定的电压比较。进而，由于第2采样保持电路的输出 与第2基准电压是不随时间变化的稳定的电压，所以具有不对比较器要求 高速性这样的优点。
第2采样保持电路可以在从开关晶体管截止起经过预定的第2时间后 开始采样期间。
通过适当设定第2时间，能够减少振铃和噪声的影响，能够提高输出 电压的检测精度。
输出电压监视电路可以还包括将设于变压器的次级线圈的路径上的 检测电阻所产生的电压降与预定的第3基准电压进行比较的第3监视比较 器。第2采样保持电路可以在电压降达到第3基准电压时结束采样期间。
此时，通过适当选择第3基准电压，能够将结束采样期间的定时设定 在开关晶体管导通前。
压同与第2基准电压相应的电压进行比较。
在对输出电压进行电阻分压的情况下，不论开关晶体管的导通、截止 状态如何都能检测输出电压，所以能够在输出电压超过基准电压时立刻执 行预定的信号处理。
初级监视电路可以包括第l采样保持电路，对初级线圈与开关晶体 管的连接点的电压进行采样保持；第l监视比较器，将第l采样保持电路 的输出与相应于第1基准电压的电压进行比较。由于连接点所产生的电压会发生振铃，所以通过利用采样保持电路， 能够确定电压值，进行稳定的电压比较。进而，由于第l采样保持电路的 输出与第1基准电压是不随时间变化的稳定的电压，所以具有不对比较器 要求高速性这样的优点。
第1采样保持电路可以在从开关晶体管截止起经过预定的第1时间 后，对初级线圈与开关晶体管的连接点的电压进行采样保持。
通过适当设定第l时间，能够减少振铃和噪声的影响，能够提高输出 电压的检测精度。
输出电压监视电路可以还包括将设于变压器的次级线圈的路径上的
检测电阻所产生的电压降与预定的第3基准电压进行比较的第3监视比较 器。第1采样保持电路可以在电压降达到第3基准电压时结束采样期间。
此时，通过适当选择第3基准电压，能够将结束采样期间的定时设定 在开关晶体管导通前。
优选第l基准电压高于第2基准电压。
由于次级侧的检测是直接监视输出电压的，所以比初级侧的精度要 高。因此，通过降低第2基准电压，并辅助性地使用初级侧，能够可靠地 执行预定的信号处理。
第2基准电压可以是与充电对象的电容器的满充电状态对应的电压， 第1基准电压可以是与充电对象的电容器的过电压状态对应的电压。预定 的信号处理可以是开关晶体管的开关动作的停止。
本发明的再一个方案涉及一种控制被设于电容器充电电路的变压器 的初级线圈的路径上的开关晶体管的导通和截止的方法。该方法包括利 用变压器的初级线圈侧所产生的电压，将电容器充电电路的输出电压与预 定的第1基准电压进行比较的步骤；利用变压器的次级线圈侧所产生的电 压，将电容器充电电路的输出电压与预定的第2基准电压进行比较的步骤； 以及当输出电压超过第l、第2基准电压的某一者时，执行预定的信号处 理的步骤。
根据该方案，利用初级侧和次级侧两者的状态检测输出电压并与基准 电压进行比较，所以即使某一方的检测精度下降，或者某一方不能进行检 测，也能执行预定的信号处理。
本发明的再一个方案是一种电容器充电电路。该电容器充电电路具有输出电路和上述任一种方案的控制电路。输出电路包括变压器、连接于变 压器的初级侧的开关晶体管、以及设于变压器的次级侧的输出电容器，通 过开关晶体管的导通和截止来对输出电容器充电。控制电路控制开关晶体 管的导通和截止。
本发明的再一个方案是一种电子设备。该电子设备包括摄像部；以 及由电容器充电电路的输出电压驱动，在摄像部进行摄像时作为闪光灯而 使用的发光元件。
另外，将以上结构要件的任意组合、本发明的结构要件以及表现方式 在方法、装置、系统等之间相互置换的方案，作为本发明的实施方式也是 有效的。
〔发明效果〕
通过本发明，能够可靠地监视电容器充电电路的输出电压。


图1是表示实施方式的安装了发光装置的电子设备的结构的框图。 图2是表示发光装置的结构的电路图。 图3是表示输出电压监视电路的结构的电路图。 图4是表示图3的控制电路的动作的时序图。 〔标号说明〕
20…第1电压比较器，22…第2电压比较器，28…开关控制部，30... 逻辑部，60…输出电路，66…驱动器，90…输出电压监4见电路，92…初级 监视电路，，94...次级监视电路，96…信号处理部，CMP1…第1监3见比较 器，CMP2…第2监视比较器，CMP3…第3监视比较器，R3…检测电阻， SH1…第1采样保持电路，SH2…第2采样保持电路，DLY1…第1延迟电 路，DLY2…第2延迟电路，300…电子设备，310…电池，312…通信处理 部，314…DSP, 316…摄像部，200…发光装置，210…电容器充电电路， 212…发光元件，214…触发电路，100…控制电路，102…输出端子，104... 电压检测端子，106...次级侧检测端子，108…发光控制端子，Trl…开关 晶体管，10…变压器，10a…初级线圈，10b…次级线圈，10c…抽头，12… 整流用二极管，Cl…输出电容器，214a…IGBT, 214b…发光控制部，Rl ... 第1电阻，R2…第2电阻，Icl…初级电流，Ic2…次级电流。
具体实施例方式
以下，基于优选的实施方式，参照

本发明。对于各附图中所 示的相同或等同的结构要件、部件、处理标注相同的标号，并适当省略重 复的说明。另外，实施方式只是例示，并非限定本发明，实施方式中所记 述的所有特征及其组合，不一定就是本发明的本质特征。
在本说明书中，所谓"部件A与部件B相连接的状态"，包括部件A 与部件B物理地直接连接的情形，以及部件A与部件B经由不对电连接 状态产生影响的其他部件间接相连接的情形。
同样地，所谓"部件C被设置在部件A与部件B之间的状态'，，除部 件A与部件C、或部件B与部件C直"l妻相连的情形外，还包括经由不对 电连接状态产生影响的其他部件间接相连接的情形。
另外，在本说明书中，对电压信号、电流信号、或者电阻、电容器赋 予的标号，根据需要也表示其各自的电压值、电流值、或者电阻值、电容 值。
图l是实施方式的安装了发光装置200的电子设备300的结构的框图。 电子设备300是安装有照相机的便携式电话终端，包括电池310、通信处 理部312、 DSP ( Digital Signal Processor:数字信号处理器)314、摄像部 316、发光装置200。
电池310例如是锂离子电池，输出3 4V左右的电压作为其电池电压 Vbat。DSP314是总体控制电子设备300整体的功能块，与通信处理部312、 摄像部316、发光装置200相连接。通信处理部312包括天线、高频电路 等，与基站进行通信。摄像部316是CCD ( Charge Coupled Device:电荷 耦合装置)或CMOS传感器等摄像装置。发光装置200在摄像部316进行 摄像时作为闪光灯来使用。
发光装置200包括电容器充电电路210、发光元件212、触发电路214。 作为发光元件212,优选使用氙管灯等。电容器充电电路210是自激方式 的DC/DC转换器，使从电池310提供的电池电压Vbat升压，向发光元件 212提供300V程度的驱动电压。触发电路214是控制发光装置200的发 光定时的电路。发光元件212同步于摄像部316的摄像地进行发光。
图2是表示发光装置200的结构的电路图。发光装置200包括电容器充电电路210、发光元件212、 IGBT214a。电容器充电电路210向发光元 件212输出将电池电压Vbat升压后的输出电压Vout。与发光元件212串 联地设置IGBT214a。 IGBT214a导通时发光元件212发光。
电容器充电电路210具有控制电路100和输出电路60。输出电路60 包括变压器10、整流用二极管12、输出电容器Cl。变压器10的次级线 圈10b的一端与整流用二极管12的阳极相连接。在整流用二极管12的阴 极和接地端子之间设置输出电容器Cl。
变压器IO的初级线圈10a的一端被施加电池电压Vbat,其另一端与 控制电路100的输出端子102相连接。另外，次级线圈10b的一端与次级 侧检测端子106相连接。
变压器10的次级线圈10b上设有抽头10c。抽头10c与电压检测端子 104相连纟妻。
控制电路IOO控制设于初级线圈10a的路径上的开关晶体管Trl的导 通和截止。开关晶体管Trl也可以作为分立元件设在控制电路100的外部。
控制电路IOO除开关晶体管Trl外还具有第1电阻R1、第2电阻R2、 第1电压比较器20、第2电压比较器22、开关控制部28、驱动器66、输 出电压监^f见电路90、发光控制部214b。
发光控制部214b生成发光控制信号SIG20，输出到与发光控制端子 108相连的IGBT214a。通过发光控制信号SIG20来控制发光元件212的 发光。
第1电阻R1被设置在流过初级线圈10a的电流(初级电流Icl )的路 径上，其一端被接地，电位固定。具体来说，第1电阻R1设置在开关晶 体管Trl的射极与接地端子之间。
第1电压比挺器20将第1电阻R1所产生的电压降、即第1检测电压 Vxl与预定的第1阈值电压Vthl进行比较。表示比较结果的第1信号SIG1 在Vxl>Vthl时成为高电平，在VxKVthl时成为低电平。通过第1电压 比较器20,来对初级电流Icl和Vthl/Rl所给出的第1阈值电流Ithl进行 比较。
第2电阻R2^C设置在流过次级线圈10b的电流(次级电流Ic2)的路 径上，其一端被接地，电位固定。第2电阻R2的另一端经由次级侧;险测 端子106与次级线圈10b相连接。第1电阻R1、第2电阻R2也可以设置在控制电路100的外部。
第2电压比较器22将第2电阻R2所产生的电压降、即第2检测电压 Vx2与预定的第2阈值电压Vth2进行比较。由于第2检测电压Vx2是负 电压，所以将使第2检测电压Vx2移位到正方向后的电压与阈值电压进行 比较。通过第2电压比较器22，对次级电流Ic2和第2阈值电流Ith2进行 比较。
第1信号SIG1、第2信号SIG2被输入到开关控制部28。开关控制部 28生成电平根据第1信号SIG1、第2信号SIG2而发生转变的开关信号 Vsw。
开关控制部28在第1检测电压Vxl超过第1阔值电压Vthl时、即流 过变压器10的初级线圈的电流Icl达到第1阈值电流Ithl时，使开关晶 体管Trl截止。另外，逻辑部30在第2检测电压Vx2超过第2阈值电压 Vth2时、即流过变压器10的次级线圈的电流Ic2减小到第2阈值电流 Ith2-0A时，使开关晶体管Trl导通。
开关信号Vsw在初级电流Icl达到第1阈值电流Ithl时成为第1电平 (低电平)，在次级电流Ic2降低到第2阈值电流Ith2时成为第2电平(高 电平)。驱动器66基于与开关信号Vsw相应的信号Vswl切换开关晶体管 Trl的导通和截止。开关晶体管Trl在开关信号Vswl为高电平时导通， 在其为低电平时截止。
输出电压监视电路卯在输出电压Vout超过预定的基准电压时执行预 定的信号处理。例如，输出电压监视电路90是检测输出电容C1的满充电 状态的满充电检测电路，当输出电压Vout超过基准电压时，停止开关晶 体管Trl的开关动作。或者，输出电压监视电路90是检测输出电容器Cl 的过充电状态的过充电检测电路，当输出电压Vout超过基准电压时停止 开关晶体管Trl的开关动作。
输出电压监视电路卯被输入变压器IO的初级线圈10a侧所产生的第 1监视电压Vml、和次级线圈10b侧所产生的第2监视电压Vm2。第1监 视电压Vml和第2监视电压Vm2都是与输出电压Vout具有相关性的电压。
图3是表示输出电压监视电路90的结构的电路图。输出电压监视电 路90包括初级监视电路92、次级监i见电路94、信号处理部96。
初级监^L电^各92利用变压器10的初级线圈10a侧所产生的电压Vml,来将电容器充电电路210的输出电压Vout与预定的第1基准电压 Vrefl进行比较。次级监^f见电路94利用变压器10的次级线圈10b侧所产 生的第2监视电压Vm2，来将电容器充电电路210的输出电压Vout与预 定的第2基准电压Vref2进行比较。
信号处理部96基于初级监视电路92、次级监视电路94的比较结果， 执行预定的信号处理。预定的信号处理是任意的，但在以下说明中，假定 信号处理部96是执行满充电时或过充电时的处理的功能块。信号处理部 96在根据初级监视电路92、次级监视电路94的至少一者判定为输出电压 Vout超出了各自的基准电压Vrefl、 Vref2时，停止开关晶体管Trl的开关 动作。
这样，在进行与输出电压相应的预定的信号处理时，通过对变压器10 的初级侧和次级侧进行双重检测，即使某一方的检测精度下降、或者某一 方出现无法检测的情况时，也能执行预定的信号处理。
优选第1基准电压Vrefl比第2基准电压Vref2高。例如，第2基准 电压Vref2可以是与充电对象的输出电容器Cl的满充电状态对应的电压 (300V),第l基准电压Vrefl可以是与充电对象的输出电容器Cl的过电 压状态(330V)对应的电压。由于次级侧更接近输出电容器Cl，所以多 数情况下检测精度较高。因此，通过将次级侧的基准电压Vref2设定得较 低，并辅助性地使用初级侧，能够可靠地进行信号处理。
下面说明输出电压监视电路卯进行具体的输出电压Vout的监视的情况。
变压器IO的次级线圈10b上设有抽头10c。次级监^L电路94在开关 晶体管Trl的截止期间将抽头10c的电压(以下也称抽头电压)Vm2同与 第2基准电压Vref2相应的电压Vr2 (以下将Vr2称为第2基准电压)进 行比较。抽头10c上产生与抽头10c所内分的线圈匝^t比成比例的电压。 例如当将抽头10c设在匝数比为9: l的位置时，抽头电压Vm2成为输出 电压Vout的1/10。
抽头电压Vm2在次级线圈10b中流过充电电流时、即开关晶体管Trl 的截止期间，取与输出电压Vout相应的值。进而，抽头电压Vm2因开关 晶体管Trl的开关动作而发生振铃。因此，次级监视电路94通过利用采 样保持电路来确定电压值，进行稳定的电压比较。次级监视电路94包括第2采样保持电路SH2、第2监视比较器CMP2、 第2延迟电路DLY2。
第2采样保持电路SH2对抽头电压Vm2进行采样保持。第2监视比 较器CMP2将第2采样保持电路SH2的输出与第2基准电压Vr2进行比 较。当抽头电压Vm2较高时，第2监视比较器CMP2也可以将抽头电压 Vm2分压来与第2基准电压Vr2比较。
在该结构中，第2采样保持电路SH2的输出与第2基准电压Vr2是不 随时间变化的稳定的电压，所以具有不对第2监视比较器CMP2要求高速 性这样的优点。
接下来说明第2采样保持电路SH2所进行的采样保持动作。
第2采样保持电路SH2在从开关晶体管Trl截止起经过预定的第2 时间At2后，开始采样期间。第2延迟电路DLY2使控制开关晶体管Trl 的导通、截止的开关信号Vsw延迟第2时间At2。第2采样保持电路SH2 利用第2延迟电路DLY2的输出开始采样期间。
在开关晶体管Trl刚截止后抽头电压Vm2由于振铃而取不稳定的值。 因此，在经过第2时间At2后振铃收敛了的定时进行采样动作，由此能够 提高输出电压Vout的检测精度。
在变压器10的次级线圈10b的路径上设置检测电阻R3，检测电阻 R3上产生与次级电流Ic2成比例的电压降Vx3。第3监视比较器CMP3 将电压降Vx3与预定的第3基准电压Vr3进行比较。第3基准电压Vr3设 定为接近0V的负值。第2采样保持电路SH2参照第3监视比较器CMP3 的输出，当电压降Vx3达到第3基准电压Vr3时结束采样期间。通过适当 选择第3基准电压Vr3,能够将使采样期间结束的定时设定在开关晶体管 Trl导通之前。以上是次级监视电路94的结构。
下面说明初级监视电路92。
初级监视电路92包括第1监视比较器CMP1、第1采样保持电路SH1、 第1延迟电路DLY1。
第1采样保持电路SH1对初级线圈10a与开关晶体管Trl的连接点的 第1监视电压Vml进行采样保持。第1监视比较器CMP1将第1采样保 持电路SH1的输出同与第l基准电压Vrefl相应的电压Vrl (以下将Vrl 称作第1基准电压)进行比较。当第1监视电压Vml较高时，第1监视比较器CMP1也可以将第1监视电压Vml分压来与第1基准电压Vrl比 较。另外，第1采样保持电路SH1使用公知的电路即可。
如果不设置采样保持电路，仅是使第1监视比较器CMP1在预定的期 间内监视第1监视电压Vml,则需要高速地切换第1监视比较器CMP1 的开和关，电路设计将变得困难。
与此不同，在本实施方式中，第1采样保持电路SHI的输出和第1 基准电压Vrl是不随时间变化的稳定的电压，所以具有不对第l监视比较 器CMP1要求高速性这样的优点。
接下来说明第1采样保持电路SH1所进行的采样保持动作。
第1采样保持电路SHI在从开关晶体管Trl截止起经过预定的第1 时间Atl后开始采样期间。第1延迟电路DLY1使开关信号Vsw延迟第1 时间Atl。第1采样保持电路SH1利用第1延迟电路DLY1的输出开始采 样期间。
开关晶体管Trl刚截止后，第1监视电压Vml由于振铃而取不稳定 的值。因此，在经过第1时间Atl后振铃收敛了的定时进行采样动作，从 而能够提高输出电压Vout的检测精度。
另外，优选使第l延迟时间厶tl和第2延迟时间At2可单独调节。这 是因为电压Vml和Vm2的振铃的持续时间不同。
第1采样保持电路SHI参照第3监视比较器CMP3的输出，在电压 降Vx3达到第3基准电压Vr3时结束采样期间。该动作同次级侧是一样的。
下面说明如上那样构成的控制电路100的动作。周4是表示图3的控 制电路100的动作的时序图。
开关信号Vsw从高电平转变为低电平，开关晶体管Trl截止。开关信 号Vsw的负沿被第1延迟电路DLY1延迟第l时间Atl，第l采样保持电 路SH1的采样期间开始。之后，当检测电阻R3所产生的电压降Vx3达到 第3基准电压Vr3时，采样期间结束。通过该采样动作，第l采样保持电 路SHI的输出的电压电平接近与输出电压Vout成比例的第1监视电压 Vml。每反复一次开关晶体管Trl的开关动作，输出电压Vout就上升，与 之相应第1监视电压Vml也上升。在某定时第1采样保持电路SHI的输 出达到第1基准电压Vrl时，开关晶体管Trl的开关动作停止。
与初级侧同时地在次级侧也进行同样的动作。开关信号Vsw的负沿被第2延迟电路DLY2延迟第2时间At2，第2采样保持电路SH2的采样 期间开始。之后，在检测电阻R3所产生的电压降Vx3达到第3基准电压 Vr3时采样期间结束。即，在图4的时序图中，第1采样保持电路SH1、 第2采样保持电路SH2的采样期间被设定为结束定时相同。另一方面，对 于与采样期间的开始定时对应的第1时间Atl、第2时间At2,可以考虑 电压Vml、 Vm2各自的振铃时间来进行设定。
上述实施方式只是例示，本领域技术人员能够理解其各结构要件和各 处理过程的组合可以有各种变形例，并且这些变形例也处于本发明的范围 内。
实施方式的控制电路100的特征之一是通过监视变压器10的初级侧、 次级侧的电压而进行的输出电压的双重检测。从该观点来看，下面的变形 例(a)、 (b)也包含在本发明内。
(a) 在图2的电路中，次级监视电路94是监视变压器10的次级侧 的抽头10c的电压的，但也可以取代它，将对电容器充电电路210的输出 电压Vout进行电阻分压后的电压与第2基准电压Vr2进行比较。此时， 分压后的电压总是取与输出电压Vout成比例的值，所以就不再需要采样 保持电路。
(b) 另外，也可以将第l基准电压Vrefl设定得比第2基准电压Vref2低。
实施方式的控制电路100的其他特征在于，将变压器10的初级侧或 次级侧所产生的电压、即间歇地取与输出电压Vout相关的值的电压值采 样保持，并将其与阈值电压进行比较。从该观点来看，以下的变形例(c)、 (d)也包含在本发明中。
(c) 在图3的电路中，是通过初级监视电路92和次级监视电路94 来双重;f全测初级侧、次级侧的状态的，但也可以仅监4见其中一者。或者， 在利用输出电压Vout的电阻分压来监视次级侧时，可以省略次级侧的第2 采样保持电路SH2。
(d) 也可以将第3监视比较器CMP3与第2电压比较器22共用， 进而将检测电阻R3与第2电阻R2共用。第2电阻R2、检测电阻R3都 设在流过次级线圈10b的次级电流Ic2的路径上，且第3监视比较器CMP3 和第2电压比较器22都是将该电阻的电压降与阈值电压进行比较，所以从这一点上来说，其功能是共通的。因此，通过共用这些电阻、比较器， 能够减小电路面积。
另外，输出电压的监视技术不论自激方式还是他激方式都可适用。
在实施方式中，说明了电容器充电电路210驱动发光元件212的情况, 但不限于此，也可以驱动其他需要高电压的各种负载电路。
权利要求
1. 一种控制被设于电容器充电电路的变压器的初级线圈的路径上的开关晶体管的导通和截止的控制电路，其特征在于具有监视上述电容器充电电路的输出电压的输出电压监视电路；该输出电压监视电路包括第1采样保持电路，在上述开关晶体管的截止期间，对上述变压器的初级线圈与上述开关晶体管的连接点的电压进行采样保持，和第1监视比较器，将上述第1采样保持电路的输出与预定的第1基准电压进行比较，并且当上述第1采样保持电路的输出超过上述第1基准电压时执行预定的信号处理。
2. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于上述第1采样保持电路在从上述开关晶体管截止起经过预定的第1时 间后，开始采样期间。
3. 根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于上述输出电压监视电路还包括使控制上述开关晶体管的导通和截止 的开关信号延迟上述第1时间的第l延迟电路，上述第1采样保持电路利用上述第1延迟电路的输出开始采样期间。
4. 根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于上述输出电压监视电路还包括将设在上述变压器的次级线圈的路径 上的检测电阻所产生的电压降与预定的第3基准电压进行比较的第3监视 比较器，上述第1采样保持电路在上述电压降达到上述第3基准电压时结束采 样期间。
5. —种控制被设于电容器充电电路的变压器的初级线圈的路径上的开 关晶体管的导通和截止的控制电路，其特征在于具有监视上述电容器充电电路的输出电压的输出电压监视电路； 该输出电压监视电路包括第2釆样保持电路，在上述开关晶体管的截止期间，对设于上述变压 器的次级线圈的抽头的电压进行采样保持，和第2监视比较器，将上述第2采样保持电路的输出与预定的第2基准电压进4于比举交，并且当上述第2采样保持电路的输出超过上述第2基准电压时执行预 定的信号处理。
6. 根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于上述第2采样保持电路在从上述开关晶体管截止起经过预定的第2时 间后，开始采样期间。
7. 根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于上述输出电压监视电路还包括使控制上述开关晶体管的导通和截止 的开关信号延迟上述第2时间的第2延迟电路，上述第2采样保持电路利用上述第2延迟电路的输出开始采样期间。
8. 根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于上述输出电压监视电路还包括将设在上述变压器的次级线圈的路径 上的检测电阻所产生的电压降与预定的第3基准电压进行比较的第3监视 比较器，上述第2采样保持电路在上述电压降达到上述第3基准电压时结束采 样期间。
9. 根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于 上述输出电压监视电路还包括第1采样保持电路，在上述开关晶体管的截止期间，对上述变压器的 初级线圈与上述开关晶体管的连接点的电压进行采样保持，和第l监视比较器，将上述第1采样保持电路的输出与预定的第l基准 电压进4亍比專交，并且当上述第1采样保持电路的输出超过上述第l基准电压时执行预 定的信号处理。
10. 根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于 上述第1基准电压比上述第2基准电压高。
11. 一种电容器充电电路，其特征在于，包括输出电路，包括变压器、连接于上述变压器的初级侧的开关晶体管、 以及设于上述变压器的次级侧的输出电容器，通过上述开关晶体管的导通 和截止来对上述输出电容器充电；和权利要求1至10的任一项所述的控制电路，控制上述开关晶体管的 导通和截止。
12. —种电子设备，其特征在于，包括 摄像部；和由上述电容器充电电路的输出电压驱动，在上述摄像部进行摄像时作 为闪光灯来使用的发光元件。
13. —种控制被设于电容器充电电路的变压器的初级线圈的路径上的 开关晶体管的导通和截止的方法，其特征在于，包括在上述开关晶体管的截止期间，对上述变压器的初级线圈与上述开关 晶体管的连接点的电压进行采样保持的步骤；将所采样保持的上述连接点的电压与预定的第1基准电压进行比较的 步骤；以及当所采样保持的上述连接点的电压超过上述第1基准电压时执行预定 的信号处理的步骤。
14. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于在从上述开关晶体管截止起经过预定的第1时间后，开始对上述变压 器的初级线圈与上述开关晶体管的连接点的电压进行采样的采样期间。
15. 根据权利要求13所述的方法，其特征在于还包括将设于上述变压器的次级线圈的路径上的检测电阻所产生的 电压降与预定的第3基准电压进行比较的步骤，当上述电压降达到上述第3基准电压时，结束采样期间。
16. —种控制被设于电容器充电电路的变压器的初级线圈的路径上的 开关晶体管的导通和截止的方法，其特征在于，包括在上述开关晶体管的截止期间，对设于上述变压器的次级线圈的抽头 的电压进行采样保持的步骤；将所采样保持的上述抽头的电压与预定的第2基准电压进行比较的步 骤；以及当所采样保持的上述抽头的电压超过上述第2基准电压时执行预定的 信号处理的步骤。
17. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于在从上述开关晶体管截止起经过预定的第2时间后，开始对上述抽头的电压进行采样的采样期间。
18. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于还包括将设于上述变压器的次级线圈的路径上的检测电阻所产生的 电压降与预定的第3基准电压进行比较的步骤，当上述电压降达到上述第3基准电压时结束采样期间。
19. 根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括 在上述开关晶体管的截止期间，对上述变压器的初级线圈与上述开关晶体管的连接点的电压进行采样保持的步骤；将所采样保持的上述连接点的电压与预定的第l基准电压进行比较的 步骤；以及当所采样保持的上述连接点的电压超过上述第1基准电压时执行预定 的信号处理的步骤。
20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于 上述第1基准电压比上述第2基准电压高。
全文摘要
监视对象的电压因包含变压器的谐振电路的影响而发生振铃，难以进行准确的电压检测。本发明提供一种电容器充电电路及其控制电路、控制方法、电子设备。输出电压监视电路(90)监视电容器充电电路的输出电压。第1采样保持电路(SH1)对变压器(10)的初级线圈与开关晶体管(Tr1)的连接点的电压进行采样保持。第1监视比较器(CMP1)将第1采样保持电路的输出与预定的第1基准电压进行比较。信号处理部(96)在第1采样保持电路的输出超过第1基准电压时执行预定的信号处理。第1采样保持电路在从开关晶体管截止起经过预定的第1时间后开始采样期间。第1采样保持电路在检测电阻(R3)的电压降达到第3基准电压时结束采样期间。
文档编号H02M3/06GK101420179SQ200810169449
公开日2009年4月29日 申请日期2008年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者山本勋, 岩崎竜也 申请人:罗姆股份有限公司