包括高压负载的电子设备的制作方法

包括高压负载的电子设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种包含高压负载的电子设备，包括直流电源、间接连接到该直流电源并且由该直流电源提供的电力驱动的集成电路、以及连接到该集成电路并由该集成电路控制的负载。该电子设备还包括：倍压器；该倍压器连接到直流电源及集成电路，并且适于将直流电源的原始电压进行升压得到第一电压以驱动集成电路；高压转换器；该高压转换器连接到直流电源及所述负载，并且适于将直流电源的原始电压进行升压以得到第二电压驱动所述负载；而倍压器和高压转换器彼此之间独立运作。本实用新型在减少电池的数量的同时提供足够驱动集成电路的电压，不单能够使得本实用新型中的外接闪光灯体积小型化，更重要的是减轻了闪光灯整体的重量，使得摄影师在携带闪光灯外出工作时能够更加轻松舒适。
【专利说明】包括高压负载的电子设备

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种内部包括高压负载的电子设备，特别是一种通过高压充电来提供大强度光照的可携式电子设备。

【背景技术】
[0002]闪光灯是一种在摄影领域受到广泛使用的辅助器具，其因为能够提供大强度的光线来照亮被拍摄的物体而经常与照相机本身一起搭配使用。常见的闪光灯类型包括由固定电源供电的固定式闪光灯、相机内置的闪光灯以及外接于于相机的移动闪光灯等等。其中，无论是相机内置还是外接于相机的闪光灯，都需要依赖于移动的电源，例如相机本身的锂电池或者闪光灯内置的干电池等。因此闪光灯往往在内部配置了升压电路以将低压的电池电压提升为瞬时的高压以供闪光灯使用。
[0003]在现代的闪光灯中，除了闪光管这一基本发光部件之外，往往还配备了微控制器或者其它集成电路。这样的控制电路能够使得闪光灯能够进行较复杂的操作，例如根据相机本身通过传输导线发出的控制指令提供照明等。然而，在内置普通干电池的闪光灯中，这样的微控制器或者其它控制电路本身也需要一定幅度的直流电压以工作。而由于单节电池提供的电压有限，需要多节电池串联来提供集成电路所需要的驱动电压。这样的配置不仅使得闪光灯的尺寸需要扩大以容纳多节干电池，并且也增加了闪光灯整体的重量，从而使得摄影人员在携带闪光灯外出作业时不甚方便。


【发明内容】

[0004]因此，本实用新型的实施例提供了改进的相机闪光灯，从而克服或者至少减轻了上述的技术问题。
[0005]在本实用新型的第一个方面，提供了一种包含高压负载的电子设备，包括直流电源、间接连接到该直流电源并且由该直流电源提供的电力驱动的集成电路、以及连接到该集成电路并由该集成电路控制的负载。该电子设备还包括:倍压器，该倍压器连接到直流电源及集成电路，并且适于将直流电源的原始电压进行升压得到第一电压以驱动集成电路；高压转换器，该高压转换器连接到直流电源及所述负载，并且适于将直流电源的原始电压进行升压以得到第二电压驱动所述负载；而倍压器和高压转换器彼此之间独立运作。
[0006]优选地，该倍压器包括升压直流/直流转换器，而该升压直流/直流转换器具有连接到直流电源的输入端和连接到集成电路的输出端。
[0007]另外，优选地升压直流/直流转换器还包括内置同步整流器。
[0008]另一方面，高压转换器可优选地包括直流高压逆变器；所述高压负载为闪光管；直流高压逆变器连接到直流电源并将原始电压转换为驱动闪光管的第二电压。
[0009]最优选地，所述第二电压为100V以上。
[0010]在另外的实施方案中，电子设备还包括外部接口，所述集成电路连接到该外部接口并且从该外部接口接收控制信号以实现对所述电子设备的控制。
[0011]在另一实施方案中，所述直流电源为两节AA电池，所述原始电压为3V，且所述第一电压为5V。
[0012]或者，所述第一电压为可调节的。
[0013]在一个实施方案中，所述电子设备还包括不同于所述高压负载的低压负载，该低压负载不经过所述高压转换器而直接被所述直流电源所驱动。
[0014]优选地，所述低压负载为辅助对焦灯。
[0015]在某些实施方案中，所述电子设备为用于照相机的外接闪光灯。
[0016]因此，本实用新型的实施方式提供了许多优点。其中一个就是由于使用了电池电源的倍压整流电路，因此仅仅通过两节标准电压为1.5伏的电池就可以提供微控制器所需要的5V Vcc电压，而不是像现有技术中的闪光灯那样需要使用4节同样的标准电池才能满足这一需求。通过减少电池的数量，不单能够使得本实用新型中的外接闪光灯体积小型化，更重要的是减轻了闪光灯整体的重量，使得摄影师在携带闪光灯外出工作时能够更加轻松舒适。

【专利附图】

【附图说明】
[0017]参照本说明书的余下部分和附图可以对本实用新型的性能和优点作进一步的理解；这些附图中同一个组件的标号相同。在某些情况下，子标记被放在某个标号与连字符后面以表示许多相似组件的其中一个。当提到某个标号但没有特别写明某一个已有的子标记时，就是指所有这些类似的组件。
[0018]图1a展示了根据本实用新型的第一个实施例的可外接于照相机的闪光灯的立体图，此时闪光灯灯头呈折叠状态。
[0019]图1b展示了图1a中的闪光灯的另一个状态的示意图，此时闪光灯灯头呈展开状态。
[0020]图2a展示了图1a中的闪光灯处于所述闪光灯灯头折叠状态时的前视图。
[0021 ] 图2b展示了图2a中的闪光灯的后视图。
[0022]图2c展示了图2a中的闪光灯的顶视图。
[0023]图2d展示了图2a中的闪光灯的底视图。
[0024]图2e展示了图2a中的闪光灯的左视图。
[0025]图2f展示了图2a中的闪光灯的右视图。
[0026]图3示出了根据本实用新型的一个实施例的外接闪光灯内部电路示意图
[0027]图4是图3的电路图中倍压整流电路部分的放大图。
[0028]图5是图3的电路图中高压电路部分的放大图。
[0029]图6示出了根据本实用新型的一个实施例的电池驱动外接闪光灯的方法流程图。

【具体实施方式】
[0030]本实用新型的实施例使用了电池的倍压整流电路来提升电池的输出电压，从而能够以较小数量的电池来驱动类似于微控制器的集成电路。从以下的叙述可以轻易得知本实用新型的各个实施例所提供的其它不同的好处和优点。
[0031]首先参见图1a和图lb，在一个实施例中本实用新型所描述的外接于相机的闪光灯包括灯头22、灯体26、连接于灯头22和灯体26之间的枢轴装置24、位于灯体上的辅助对焦灯20、位于灯体底部的热靴接口 28、以及位于灯头22中的闪光管(未示出)。其中，图1a和图1b示出的是当灯头22处于相对于灯体26的两个不同位置的示意图。由于枢轴装置24的存在，灯头22与灯体26枢轴连接，因此灯头22可以相对于灯体26在一个预先设定的角度范围内旋转。该角度范围由灯头和灯体之间邻接部分互补的几何形状决定，如同本领域技术人员熟知的那样，因此在此不进行详细描述。在图1a中的灯头22处于折叠状态，此时闪光灯整体的体积最小，并且灯头22的照射朝向闪光灯的正前方。在图1b中的灯头22处于展开状态，此时灯头22的照射相对于灯体26朝向闪光灯的前上方，因此可以因应要摄拍的物体不同位置对其进行充分光照。
[0032]对焦辅助灯20设于灯体26的正面，并且大致上与灯头22的光照方向相同或相似，因此在诸如黑暗的场景等光照不足的情况下，对焦辅助灯20可以提供适度的持续光照以便于相机内部的光学对焦组件辨识景深并且进行对焦。
[0033]热靴接口 28位于灯体26的底部，因此图中所述的闪光灯适合于直立地安装到相机的顶部，并且从相机本体延伸出来(未示出)。如本领域技术人员所熟知的，热靴接口 28的形状以及电路接触规格可以根据所要外接到的相机的品牌、其热靴接口规格或者国际通用的接口规格等进行不同的设计。这样的热靴接口作为闪光灯的外部接口，从例如相机本身接收控制信号以实现对闪光灯的控制。
[0034]图2a_2b显示出了图1a和Ib中闪光灯不同方向的平面视图。特别地，在图2b中示出了该闪光灯的背面结构。在闪光灯的背面部分，由箭头30所指示的大概位置为电池仓30,其用来放置标准的干电池,例如5号碱性电池。在电池仓30的一侧具有可打开的电池仓门36，在图2e中显示得最清楚。用户可以从这里将电池安装到闪光灯中或者将其取出。在闪光灯的背面还具有闪光灯电源开关32，以及闪光指示灯34。闪光指示灯34用于指示闪光灯充电是否完成，从而用户能够进行下一次的闪光动作。可选地，闪光指示灯也可以集成按键功能，在用户按下闪光指示灯34的时候可以立即激活闪光灯，例如进行测试之用，而不需要等待相机通过热靴接口传来的指令。
[0035]接下来，在图3中展示了根据本实用新型的一个实施例的闪光灯内部电路图，其中包括微控制器58、电池及开关电路50、倍压整流电路52、高压转换电路54、以及闪光灯热靴接线座56。其中，电池和开关电路50包括装入闪光灯的两节1.5V干电池，并且连接到如前所述的闪光灯电源开关。在电源开关闭合的时候，电池和开关电路50作为闪光灯的直流电源提供原始电压。在图3所示的实施例中该原始电压为两节电池串联而成的3V，这是在两节电池均是满电的状态下提供的电压。如果其中一节电池或者两节都不是满电，那么它们联合起来提供的电压有可能低于3V。
[0036]电池和开关电路50然后分别连接到倍压整流电路52以及高压转换电路54。倍压整流电路52然后再连接到微控制器58。也就是说，微控制器58间接连接到电池和开关电路50并且由该直流电源提供的电力驱动。另外，高压转换电路54的输出连接到高压负载，在图3中显不为闪光管62。闪光管62另一方面也连接到微控制器58并由该微控制器58控制。在收到微控制器58发出的控制信号时，闪光管62能被触发闪光。另外，如图3所示闪光灯还包括不同于高压负载的低压负载，在此为前面所述的辅助对焦灯60。该辅助对焦灯60不经过高压转换电路54而直接被所述电池和开关电路50提供的电压所驱动，用于提供持续但是强度不大的辅助照明。
[0037]另一方面，如同图4中更加清楚地显示的，倍压整流电路52作为直流电源的倍压器，连接在电池和开关电路50的输出Vbat及微控制器的电源输入端V。。之间，并且适于将电池和开关电路50的原始电压进行升压得到第一电压以驱动微控制器。图4中示出的倍压整流电路52包括升压直流/直流转换器U1，该转换器Ul的输入端连接到Vbat而输出端连接到\c，也就是微控制器的电源输入。另外，该升压直流/直流转换器Ul还包括内置的同步整流器，因此在无需外置肖特基二极管的情况下，就可以完成对电压的整流工作。优选地，该升压直流/直流转换器能够接收一个较低的直流电压输入，例如0.8V-3V，然后获得一个较高的第一电压以驱动微控制器。优选地，该第一电压为标准的5V电压，用来驱动CMOS工艺的微控制器。但是，可选地升压直流/直流转换器也可以提供可调节的第一电压，例如在3.3V至5.5V的范围内。这样的调节可以通过改变升压直流/直流转换器外接的电阻阻值来完成。
[0038]另一方面，如同图5中更加清楚地显示的，高压转换电路54连接到电池和开关电路50及闪光管62。该高压转换电路54适于将电池和开关电路50提供的原始电压进行升压以得到第二电压驱动闪光管62。高压转换电路54和倍压整流电路52彼此之间独立运作。该高压转换电路54包括直流高压逆变器，包括若干电容、电阻、振荡器以及变压器。电池输入的原始电压通过振荡电路和变压器升压，然后将能量储存在高压电容内。在需要的瞬间，高压电容释放高压电给闪光管中的惰性气体，从而使其发出光源。这样的高压转换电路结构是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。优选地，该第二电压为100V以上，虽然最终经过电容积累的击穿电压可能高达几千伏。
[0039]在本实用新型的另一个方面，描述了一种驱动包含高压负载例如闪光管的闪光灯的方法。该方法的步骤可参见图6。首先，在步骤100中，诸如干电池等的直流电源提供一个原始电压。如上所述，两节1.5V干电池提供的原始电压为3V。然后，在步骤102中原始电压经过倍压整流电路而得到升压得到第一电压，例如优选的5V用来驱动CMOS工艺的微控制器。或者，如上所述倍压整流电路也可以在一个固定范围内可调节。在步骤104中经过升压的电压用来驱动微控制器，这样一来微控制器能够响应外界的控制信号，例如上述的闪光灯测试按钮，或者通过热靴接口的来自相机的控制信号。在步骤106中，原始电压经过高压转换电路而转换为数十倍或者数百倍高于原始电压的第二电压，该第二电压用于驱动闪光管实现闪光效果。在步骤108中，根据微控制器的指令和切换动作，第二电压被提供给闪光管以在预定时间击发闪光管来提供闪光效果。
[0040]因此，在介绍了几个实施例之后，本领域的技术人员可以认识到，不同的改动、另外的结构、等同物，都可以被使用而不会背离本实用新型的本质。相应的，以上的描述不应该被视为对如以下的权利要求所确定的本实用新型范围的限制。
[0041]在上面的实施例详细描述中，闪光灯中所使用的集成电路为CMOS封装的微控制器。然而，本领域技术人员可以毫无疑义地明白其它类型的集成电路，包括BGA、FPGA、VLSI等类型，都可以用来使用在闪光灯中并被所描述的倍压整流电路所驱动，只要这些集成电路能够用于和相机进行通信并且控制闪光管的发光动作。
[0042]另外，除了上面介绍的闪光灯之外，本实用新型还可以用于其它类型的电子设备，例如一些其它使用电池供电但是需要驱动集成电路的设备。这些设备在需要保证对集成电路的直流电压提供的时候，也可以应用本实用新型中的倍压整流电路来将有限数量的电池的电压进行升压。
【权利要求】
1.一种包含高压负载的电子设备，包括直流电源、间接连接到该直流电源并且由该直流电源提供的电力驱动的集成电路、以及连接到该集成电路并由该集成电路控制的负载，其特征在于:该电子设备还包括: 倍压器；该倍压器连接到所述直流电源及所述集成电路，并且适于将所述直流电源的原始电压进行升压得到第一电压以驱动所述集成电路； 高压转换器；该高压转换器连接到所述直流电源及所述负载，并且适于将所述直流电源的原始电压进行升压以得到第二电压驱动所述负载；而且 所述倍压器和所述高压转换器彼此之间独立运作。
2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于:所述倍压器包括升压直流/直流转换器，该升压直流/直流转换器具有连接到所述直流电源的输入端和连接到所述集成电路的输出端。
3.如权利要求2所述的电子设备，其中升压直流/直流转换器还包括内置同步整流器。
4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于:所述高压转换器包括直流高压逆变器；所述高压负载为闪光管；所述直流高压逆变器连接到所述直流电源并将所述原始电压转换为驱动所述闪光管的第二电压。
5.如权利要求4所述的电子设备，其中所述第二电压为10V以上。
6.如权利要求1-5中任意一条所述的电子设备，其特征在于:所述电子设备还包括外部接口，所述集成电路连接到该外部接口并且从该外部接口接收控制信号以实现对所述电子设备的控制。
7.根据权利要求1-5中任意一条所述的电子设备，其特征在于所述直流电源为两节AA电池，所述原始电压为3V，且所述第一电压为5V。
8.根据权利要求1-5中任意一条所述的电子设备，其特征在于所述第一电压为可调节的。
9.根据权利要求1-5中任意一条所述的电子设备，还包括不同于所述高压负载的低压负载，该低压负载不经过所述高压转换器而直接被所述直流电源所驱动。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中所述低压负载为辅助对焦灯。
11.根据权利要求1-5中任意一条所述的电子设备，其特征在于所述电子设备为用于照相机的外接闪光灯。
【文档编号】H05B41/30GK204046200SQ201420185297
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】陈纯道 申请人:麦士威电子厂有限公司