(57)【要約】【課題】定電流制御回路を備えるとともに、Ｖbus端子からの出力と同時またはそれ以後に、Ｄ＋／Ｄ−端子から一定電圧を安定して出力する。【解決手段】電池２の正極とＶbus端子とを結ぶ電源線ＰＬ１に介挿されたコンバータ３と、電源線ＰＬ１におけるコンバータ３とＶbus端子との間に介挿された定電流回路４と、電源線ＰＬ１におけるコンバータ３と定電流回路４とを結ぶ第1電路ＥＣ１から、電池２の負極に至る分岐線ＥＣ３に介挿され、コンバータ３の出力電圧を分圧するとともに分圧後の電圧をＤ＋／Ｄ−端子に出力する分圧回路７と、分岐線ＥＣ３に介挿され、定電流回路４とＶbus端子とを結ぶ第２電路ＥＣ２への定電流回路４からの出力がない場合には分岐線ＥＣ３を開状態とし、出力がある場合には分岐線ＥＣ３を閉状態とする開閉回路８と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池からの出力電力を、ＵＳＢコネクタを介して充電対象に充電する充電器であって、
前記電池の正極と前記ＵＳＢコネクタのＶbus端子とを結ぶ電源線に介挿されたコンバータと、
前記電源線における前記コンバータと前記Ｖbus端子との間に介挿された定電流回路と、
前記電源線における前記コンバータと前記定電流回路とを結ぶ第１電路から、前記電池の負極に至る分岐線に介挿され、前記コンバータの出力電圧を分圧するとともに分圧後の電圧を前記ＵＳＢコネクタのＤ＋端子およびＤ−端子に出力する分圧回路と、
前記分岐線に介挿され、前記定電流回路と前記Ｖbus端子とを結ぶ第２電路への前記定電流回路からの出力がない場合には前記分岐線を開状態とし、出力がある場合には前記分岐線を閉状態とする開閉回路と、を備える
ことを特徴とする充電器。
【請求項２】
前記開閉回路は、
前記第２電路への前記定電流回路からの出力を検出するとともに、当該出力を検出した場合に検出信号を出力する検出部と、
前記検出信号が入力されるのに従って前記分岐線を閉状態とする開閉部と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
前記検出部は、制御端子が前記第２電路に接続され、前記第２電路への前記定電流回路からの出力がない場合にはオフ状態となり、出力がある場合はオン状態となるスイッチング素子を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の充電器。
【請求項４】
前記検出部としてのスイッチング素子は、
エミッタがグランドに接続され、かつ、コレクタが前記開閉部に接続されたｎｐｎ型バイポーラトランジスタ、または、
ソースがグランドに接続され、かつ、ドレインが前記開閉部に接続されたｎ型電界効果トランジスタである
ことを特徴とする請求項３に記載の充電器。
【請求項５】
前記ｎｐｎ型バイポーラトランジスタの前記制御端子と前記エミッタとの間、または前記ｎ型電界効果トランジスタの前記制御端子と前記ソースとの間に検出部用抵抗素子が介挿されている
ことを特徴とする請求項４に記載の充電器。
【請求項６】
前記検出部用抵抗素子が介挿されたｎｐｎ型バイポーラトランジスタは、抵抗内蔵型トランジスタである
ことを特徴とする請求項５に記載の充電器。
【請求項７】
前記開閉部は、出力側端子が前記分岐線に介挿されるとともに、制御端子に前記検出信号が入力されるのに従ってオン状態となり、かつ、当該オン状態において前記第１電路に流れる電流を前記出力側端子間に流すスイッチング素子を含む
ことを特徴とする請求項２に記載の充電器。
【請求項８】
前記開閉部としてのスイッチング素子は、
エミッタが前記第１電路に接続され、かつ、コレクタが前記分圧回路に接続されたｐｎｐ型バイポーラトランジスタ、または、
ソースが前記第１電路に接続され、かつ、ドレインが前記分圧回路に接続されたｐ型電界効果トランジスタである
ことを特徴とする請求項７に記載の充電器。
【請求項９】
前記ｐｎｐ型バイポーラトランジスタの前記制御端子と前記エミッタとの間、または前記ｐ型電界効果トランジスタの前記制御端子と前記ソースとの間に開閉部用抵抗素子が介挿されている
ことを特徴とする請求項８に記載の充電器。
【請求項１０】
前記開閉部用抵抗素子が介挿されたｐｎｐ型バイポーラトランジスタは、抵抗内蔵型トランジスタである
ことを特徴とする請求項９に記載の充電器。
【請求項１１】
前記分圧回路は、
前記開閉回路に直列接続された第１抵抗素子と、
一端が前記第１抵抗素子に直列接続され、他端が接地された第２抵抗素子と、
前記開閉回路に直列接続され、前記第１抵抗素子に並列接続された第３抵抗素子と、
一端が前記第３抵抗素子に直列接続され、他端が接地された第４抵抗素子と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項１２】
前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子との接続点が、前記Ｄ＋端子に接続され、
前記第３抵抗素子と前記第４抵抗素子との接続点が、前記Ｄ−端子に接続され、
前記第２抵抗素子の前記他端および前記第４抵抗素子の前記他端が、前記ＵＳＢコネクタのＧＮＤ端子に接続されている
ことを特徴とする請求項１１に記載の充電器。
【請求項１３】
さらに、前記ＵＳＢコネクタを介して前記充電対象に電力を供給するとともに、出力側が前記コンバータに接続された電池を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電器に関し、特に、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）コネクタを介して出力される電力を充電対象に充電する充電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリ等の記憶媒体を備え、記憶媒体に記録されているコンテンツを再生する携帯電子機器が広く普及している。このような携帯電子機器は充電池を内蔵しており、充電池の電力を使用してコンテンツを再生する。携帯電子機器は、ＵＳＢコネクタを介して充電器やＰＣ（パーソナルコンピュータ）等と接続され、これらから電力が供給されることにより内蔵の充電池が充電される。
【０００３】
ＵＳＢコネクタは、Ｖbus端子、Ｄ＋端子、Ｄ−端子およびＧＮＤ端子を備えているが、Ｄ＋端子およびＤ−端子（以下、Ｄ＋／Ｄ−端子と記載する。）に一定電圧が安定して出力されることを要求される場合がある。具体例としては、例えば、携帯電子機器の中には、Ｄ＋／Ｄ−端子に所定値の電圧が出力されることで充電器が接続されたことを認識し、充電器からの電力の供給を受ける仕様のものがある。また、当該仕様の携帯電子機器に対応するための充電器も開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図９は、Ｄ＋／Ｄ−端子に一定電圧が安定して出力されることを要求する仕様に対応する充電器の一例を示す回路図である。充電器９００は充電池９０２からの出力電力を、ＵＳＢコネクタ９０５，９０６を介して充電対象９０１に充電するものである。
充電器９００は、主な構成として充電池９０２、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０３、分圧回路９０４、ＵＳＢコネクタ９０５を備える。ＤＣ／ＤＣコンバータ９０３は、充電池９０２とＵＳＢコネクタ９０５のＶbus端子とを結ぶ電源線ＰＬ９１に介挿されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ９０３は、充電池９０２の出力電圧を昇圧または降圧し、ＵＳＢコネクタ９０５，９０６を介して充電対象９０１に出力する。分圧回路９０４は、電源線ＰＬ９１の電圧を分圧し、ＵＳＢコネクタ９０５のＤ＋／Ｄ−端子に分圧後の電圧を出力する。分圧回路９０４は、電位が安定しているＤＣ／ＤＣコンバータ９０３の後段における電路の電圧を分圧しているため、Ｄ＋／Ｄ−端子に一定電圧を安定して出力することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−８６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＵＳＢからの電力供給においては、ＵＳＢコネクタから過電流を流さないように制御することが望ましい。この要請に対しては、充電池とＵＳＢコネクタのＶbus端子との間に、充電池の出力電力を一定値の電流に維持する定電流回路を介挿することで実現可能である。この要請は、上記仕様に対応する充電器においても求められ得るものである。
ここで、ＵＳＢにおいては、Ｄ＋／Ｄ−端子からの出力を、Ｖbus端子からの出力と同時またはそれ以後とするという要件を順守する必要がある。そのため、上記仕様に対応する充電器に定電流回路を設ける場合には、単に電位が安定している電路の電圧を分圧してＤ＋／Ｄ−端子に出力するだけでなく、上述したＶbus端子とＤ＋／Ｄ−端子における出力タイミングの要件も満たすように必要がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、定電流回路を備えるとともに、Ｖbus端子からの出力と同時またはそれ以後に、Ｄ＋／Ｄ−端子から一定電圧を安定して出力することが可能な充電器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る充電器は、電池からの出力電力を、ＵＳＢコネクタを介して充電対象に充電する充電器であって、前記電池の正極と前記ＵＳＢコネクタのＶbus端子とを結ぶ電源線に介挿されたコンバータと、前記電源線における前記コンバータと前記Ｖbus端子との間に介挿された定電流回路と、前記電源線における前記コンバータと前記定電流回路とを結ぶ第１電路から、前記電池の負極に至る分岐線に介挿され、前記コンバータの出力電圧を分圧するとともに分圧後の電圧を前記ＵＳＢコネクタのＤ＋端子およびＤ−端子に出力する分圧回路と、前記分岐線に介挿され、前記定電流回路と前記Ｖbus端子とを結ぶ第２電路への前記定電流回路からの出力がない場合には前記分岐線を開状態とし、出力がある場合には前記分岐線を閉状態とする開閉回路と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
定電流回路の後段である第２電路は、定電流回路によって一定値の電流が流れるように制御される関係上、電位が変動し易い。しかしながら、コンバータの後段であって定電流回路の前段である第１電路の電位は安定である。本発明に係る充電器における分圧回路では第１電路の電圧、すなわちコンバータの出力電圧を分圧しているので、Ｄ＋／Ｄ−端子に一定電圧を安定して出力することが可能である。
【００１０】
また、単にコンバータの出力電圧を分圧してＤ＋／Ｄ−端子に出力したのでは、第１電路はＶbus端子よりも電池側であることから、Ｖbus端子への定電流回路からの出力よりも先に、Ｄ＋／Ｄ−端子から分圧後の電圧が出力されるおそれがある。そこで、本発明では、定電流回路とＶbus端子とを結ぶ第２電路への定電流回路からの出力がない場合には分岐線を開状態とし、出力がある場合には分岐線を閉状態とする開閉回路が設けられている。したがって、定電流回路からの出力が第２電路へなされてから、分圧回路における分圧動作が開始されることになるため、Ｖbus端子からの出力よりも先にＤ＋／Ｄ−端子からの出力がなされることはない。
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、定電流回路を備えるとともに、Ｖbus端子からの出力と同時またはそれ以後に、Ｄ＋／Ｄ−端子から一定電圧を安定して出力することが可能な充電器を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る充電器１０の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態に係る安定化回路５の構成を説明するための回路図である。
【図３】実施の形態に係る開閉回路８の動作を説明するための図である。
【図４】比較例に係る充電器９０の回路図である。
【図５】（ａ）実施の形態に係る（Ａ）点、（Ｂ）点、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位変動を示す波形図と、（ｂ）比較例に係る（Ａ）点、（Ｂ）点、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位変動を示す波形図である。
【図６】（ａ）実施の形態に係る（Ｂ）点、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位変動を示す波形図と、（ｂ）比較例に係る（Ｂ）点、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位変動を示す波形図である。
【図７】変形例に係る充電器１０Ａの構成を示す回路図である。
【図８】変形例に係る充電器１０Ｂの構成を示す回路図である。
【図９】Ｄ＋／Ｄ−端子に一定電圧が安定して出力されることを要求する仕様に対応する充電器の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
≪実施の形態≫
［充電器１０の全体構成］
図１は、実施の形態に係る充電器１０の全体構成を示すブロック図である。充電器１０は、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１，ＵＳＢ２を介して充電池２から出力される電力を、充電対象としての携帯電子機器１００に内蔵の充電池を充電するものである。
【００１４】
充電器１０は、充電回路１、充電池２、ＤＣ／ＤＣコンバータ３、定電流制御回路４、安定化回路５、電源線ＰＬ１、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１を備える。充電器１０は、その入力側が入力コネクタ６に、出力側が携帯電子機器１００にそれぞれ接続される。
充電回路１は、入力コネクタ６から出力される電力で充電池２を充電する。充電池２は携帯電子機器１００に電力を供給するものであり、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の充電可能な二次電池が用いられている。入力コネクタ６は、充電池２に電力を供給するＡＣアダプタを接続するための端子である。充電池２をリチウムイオン電池とする場合、充電回路１は、入力コネクタ６から出力される電力で充電池２を定電流定電圧充電する。一方、充電池２をニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池とする場合は、定電流充電を行う。
【００１５】
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、充電池２から供給される電圧を昇圧または降圧するためのものであり、充電池２とＵＳＢコネクタＵＳＢ１のＶbus端子とを結ぶ電源線ＰＬ１に介挿されている。ＵＳＢにおいては、Ｖbus端子とＧＮＤ端子の端子間電圧は５［Ｖ］である。したがって、充電池２の出力電圧が５［Ｖ］よりも低い場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は昇圧動作を行い、５［Ｖ］よりも高い場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は降圧動作を行う。
【００１６】
定電流回路としての定電流制御回路４は、電源線ＰＬ１に介挿されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ３から出力される電力を変換する。さらに、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１のＶbus端子を介して、携帯電子機器１００を充電するための一定値の充電用電流を携帯電子機器１００に出力する。充電池２の出力電力は、定電流制御回路４により一定値の電流に維持されるため、Ｖbus端子から過電流が流れることを防止できる。
【００１７】
安定化回路５は、電源線ＰＬ１におけるＤＣ／ＤＣコンバータ３と定電流制御回路４とを結ぶ第１電路ＥＣ１上の（Ａ）点の電圧を分圧する。安定化回路５における分圧動作は、電源線ＰＬ１における定電流制御回路４とＶbus端子とを結ぶ第２電路ＥＣ２への充電用電流の出力があってから開始される。したがって、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１のＶbus端子から充電用電流が出力されるよりも先にＤ＋／Ｄ−端子からの出力がなされることはない。
【００１８】
携帯電子機器１００は、ＵＳＢコネクタＵＳＢ２と不図示の充電池を有する。内蔵の充電池には、充電器１０のＶbus端子、携帯電子機器１００のＶbus端子、およびこれに接続された電源線ＰＬ２を介して充電用電流が供給される。
［安定化回路］
実施の形態に係る安定化回路５の構成を説明するための回路図である。図２に示すように、安定化回路５は、分圧回路７と開閉回路８を含む。
【００１９】
＜分圧回路＞
分圧回路７は、第１電路ＥＣ１上の（Ａ）点の電圧を分圧する。第１電路ＥＣ１の電力は、第１電路ＥＣ１と充電池２の負極に至る分岐線の一部である第３電路ＥＣ３を介して分圧回路７に入力されるが、第３電路ＥＣ３には、開閉回路８の開閉部を構成しているバイポーラトランジスタＴＲ２が介挿されている。以下、「バイポーラトランジスタ」を単に「トランジスタ」と記載する。トランジスタＴＲ２がオン状態となることで、第３電路ＥＣ３が閉状態となり、第１電路ＥＣ１と分圧回路７が導通する。
【００２０】
分圧回路７は、開閉回路８に直列接続（トランジスタＴＲ２のコレクタに直列接続）された第１抵抗素子Ｒ１と、一端が第１抵抗素子Ｒ１に直列接続され、他端が接地された第２抵抗素子Ｒ２と、開閉回路８に直列接続（トランジスタＴＲ２のコレクタに直列接続）され、第１抵抗素子Ｒ１に並列接続された第３抵抗素子Ｒ３と、一端が第３抵抗素子Ｒ３に直列接続され、他端が接地された第４抵抗素子Ｒ４とを備える。
【００２１】
第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２との接続点（Ｃ）が、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１のＤ＋端子に接続され、第３抵抗素子Ｒ３と第４抵抗素子Ｒ４との接続点（Ｄ）が、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１のＤ−端子に接続されている。また、第２抵抗素子Ｒ２の他端および第４抵抗素子Ｒ４の他端が、ＵＳＢコネクタＵＳＢ１のＧＮＤ端子に接続されている。
第１電路ＥＣ１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の後段であって、定電流制御回路４の前段に位置する。そのため、第１電路ＥＣ１の電位は５［Ｖ］から殆ど変動せず安定的である。したがって、第１電路ＥＣ１の電圧を分圧回路７により分圧することで、Ｄ＋／Ｄ−端子に一定電圧を安定して出力することが可能となっている。
【００２２】
なお、Ｄ＋端子およびＤ−端子にそれぞれ出力する電圧値、すなわち分圧後の電圧値は、携帯電子機器１００の仕様等によって適宜変更することが可能である。抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を調整することで、分圧後の電圧値を変更することが可能である。
＜開閉回路＞
開閉回路８は、分岐線の一部である第３電路ＥＣ３に介挿され、定電流制御回路４とＵＳＢコネクタＵＳＢ１のＶbus端子とを結ぶ第２電路ＥＣ２への定電流制御回路４からの出力がない場合には第３電路ＥＣ３を開状態とし、出力がある場合には第３電路ＥＣ３を閉状態とするものである。図２に示すように、開閉回路８は、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２、検出部用抵抗素子Ｒ５，開閉部用抵抗素子Ｒ６からなる。トランジスタＴＲ１と検出部用抵抗素子Ｒ５とで検出部を、トランジスタＴＲ２と開閉部用抵抗素子Ｒ６とで開閉部をそれぞれ構成している。
【００２３】
（検出部）
検出部は、第２電路ＥＣ２への定電流制御回路４からの出力、すなわち、第２電路ＥＣ２への充電用電流の出力を検出するとともに、充電用電流の出力を検出した場合に検出信号を開閉部に出力するものである。トランジスタＴＲ１は、制御端子が第２電路ＥＣ２上の（Ｂ）点に接続され、第２電路ＥＣ２への定電流制御回路からの出力がない場合にはオフ状態となり、出力がある場合はオン状態となるスイッチング素子である。より具体的には、トランジスタＴＲ１は、制御端子としてのベースが第２電路ＥＣ２上の（Ｂ）点に接続されるとともに、エミッタがグランドに接続され、かつ、コレクタが開閉部におけるトランジスタＴＲ２のベースに接続されたｎｐｎ型バイポーラトランジスタである。そのため、トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間電圧ＶBEが正の所定電圧である場合、トランジスタＴＲ１はオン状態となる。また、トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間には、検出部用抵抗素子Ｒ５が介挿されている。
【００２４】
（開閉部）
開閉部は、検出部からの検出信号が入力されるのに従って、第３電路ＥＣ３を閉状態とする。トランジスタＴＲ２は、出力側端子（制御端子を除く２端子を指す。）が第３電路ＥＣ３に介挿されるとともに、制御端子に検出信号が入力されるのに従ってオン状態となり、かつ、オン状態において第１電路ＥＣ１に流れる電流を出力側端子間に流すスイッチング素子である。すなわち、トランジスタＴＲ２は、制御端子としてのベースが検出部に接続されるともに、出力側端子の一方であるエミッタが第１電路ＥＣ１上の（Ａ）点に接続され、かつ、出力側端子の他方であるコレクタが分圧回路７に接続されたｐｎｐ型バイポーラトランジスタである。したがって、トランジスタＴＲ２のＶBEが負の所定電圧である場合、トランジスタＴＲ２はオン状態となる。また、トランジスタＴＲ２のベース−エミッタ間には、開閉部用抵抗素子Ｒ６が介挿されている。
【００２５】
（開閉回路８の動作）
図３は、実施の形態に係る開閉回路８の動作を説明するための図である。図３（ａ）は第２電路ＥＣ２に充電用電流が出力されていない場合の動作を、図３（ｂ）は第２電路ＥＣ２に充電用電流が出力されている場合の動作をそれぞれ示している。
ここで、上述したように、第１電路ＥＣ１の電位は安定的に５［Ｖ］である。一方、第２電路ＥＣ２は定電流制御回路４の後段であるため、定電流制御回路４が定電流制御を行っている間の第２電路ＥＣ２の電位は必ずしも５［Ｖ］ではない。しかしながら、ここでは説明を簡略化するため、第２電路ＥＣ２の電位が５［Ｖ］であるとして開閉回路８の動作説明を行う。
【００２６】
・第２電路ＥＣ２に充電用電流が出力されていない場合（図３（ａ））
まず、第２電路ＥＣ２に充電用電流が出力されていないため、第２電路ＥＣ２の電位は０［Ｖ］である。そのため、（１）に示すようにトランジスタＴＲ１のベース電圧ＶBは０［Ｖ］である。また、トランジスタＴＲ１のエミッタは接地されている、すなわちエミッタ電圧ＶEは０［Ｖ］であるため、（２）に示すようにトランジスタＴＲ１のＶBEは０［Ｖ］である。したがって、（３）に示すようにトランジスタＴＲ１はオフ状態である。
【００２７】
トランジスタＴＲ１がオフ状態であるとき、トランジスタＴＲ２のべースは開閉部用抵抗素子Ｒ６を介して第１電路ＥＣ１と導通し、（４）に示すようにトランジスタＴＲ２のＶBは５［Ｖ］となる。そのため、トランジスタＴＲ２のＶBEは、（５）に示すように０［Ｖ］である。したがって、トランジスタＴＲ２は（６）に示すようにオフ状態であり、第３電路ＥＣ３は開状態となる。その結果、第１電路ＥＣ１と分圧回路７は非導通となり、分圧回路７は第１電路ＥＣ１の電圧に対する分圧動作は行わないことになる。
【００２８】
なお、定電流制御回路４が定電流制御を行っている間は、第２電路ＥＣ２の電位が例えば３［Ｖ］となっていることがある。この場合でも、（４）においてトランジスタＴＲ２のＶBは３［Ｖ］であり、（５）においてＶBEが０［Ｖ］であることには変わりがない。したがって、第２電路ＥＣ２の電位が例えば３［Ｖ］であったとしても、（６）においてトランジスタＴＲ２はオフ状態である。
【００２９】
・第２電路ＥＣ２に充電用電流が出力されている場合（図３（ｂ））
まず、第２電路ＥＣ２に充電用電流が出力されることで、第２電路ＥＣ２の電位が５［Ｖ］となり、これに応じて、（１）’に示すようにトランジスタＴＲ１のＶBが５［Ｖ］となる。さらに、トランジスタＴＲ１の電圧ＶEは０［Ｖ］であるため、（２）’に示すようにトランジスタＴＲ１のＶBEは５［Ｖ］となる。このように、検出部としてのトランジスタＴＲ１のベースに充電用電流の電圧である５［Ｖ］の電圧が印加されることで、第２電路ＥＣ２に充電用電流が出力されたことを検出できる。また、トランジスタＴＲ１のＶBEは５［Ｖ］となることで、（３）’に示すようにトランジスタＴＲ１はオン状態となる。
【００３０】
トランジスタＴＲ１がオン状態となると、トランジスタＴＲ１のコレクタおよびエミッタを介してトランジスタＴＲ２のべースがグランドと導通する。つまり、トランジスタＴＲ１がオン状態となることで、グランドの０［Ｖ］の電圧がトランジスタＴＲ１のコレクタからトランジスタＴＲ２のベースに出力される。その結果、（４）’に示すようにトランジスタＴＲ２のＶBは０［Ｖ］となる。このトランジスタＴＲ２のベースに出力される０［Ｖ］の電圧が、充電用電流の出力を検出した場合に出力される検出信号に相当する。
【００３１】
このとき、（５）’に示すようにトランジスタＴＲ２のＶBEは−５［Ｖ］であるため、（６）’に示すようにトランジスタＴＲ２はオン状態となる。トランジスタＴＲ２はオン状態となることで第３電路ＥＣ３は閉状態となり、第１電路ＥＣ１と分圧回路７が導通する。そして、分圧回路７に第１電路ＥＣ１の電力が供給され、分圧回路７が分圧動作を開始する。このように、開閉部としてのトランジスタＴＲ２は、ベースに検出信号としての０［Ｖ］の電圧が入力されるのに従ってオン状態となる。また、オン状態において第１電路ＥＣ１に流れる電流を出力側端子間、すなわち、エミッタ−コレクタ間に流すことになる。
【００３２】
（比較例）
開閉回路８を設けない場合の不都合について、比較例を用いて説明する。図４は、比較例に係る充電器９０の回路図である。
図４に示すように、比較例に係る充電器９０には、第３電路ＥＣ３に開閉回路８が介挿されていない。そのため、比較例に係る分圧回路７は、定電流制御回路４からの充電用電流の出力の有無に関わらず分圧動作を開始する。このように、定電流制御回路４を設けた場合、単に電位が安定している第１電路ＥＣ１の電圧を分圧してＤ＋／Ｄ−端子に出力したのでは、Ｖbus端子からの出力よりも先にＤ＋／Ｄ−端子からの出力がなされるおそれがある。
【００３３】
しかしながら、本実施の形態に係る充電器１０は、第３電路ＥＣ３に介挿された開閉回路８を備えている。開閉回路８は第２電路ＥＣ２への充電用電流の出力に従って、第３電路ＥＣ３を閉状態とするように動作する。これにより、第２電路ＥＣ２に充電用電流が出力されるまでは第１電路ＥＣ１と分圧回路７とを結ぶ第３電路ＥＣ３が閉状態にならず、分圧回路７が分圧動作を開始することはない。一方、第２電路ＥＣ２に充電用電流が出力された場合は、トランジスタＴＲ１がそれを検出するとともに検出信号をトランジスタＴＲ２に出力することで、第３電路ＥＣ３が閉状態となる。したがって、Ｖbus端子に充電用電流が出力された後に、分圧回路７による分圧動作およびＤ＋／Ｄ−端子への出力が行われる。
【００３４】
（検証実験）
本発明者は、本実施の形態の効果について検証するべく、充電器１０における所定地点の電位変動を測定する実験を行った。
・Ｖbus端子およびＤ＋／Ｄ−端子への出力タイミング
図５は、Ｖbus端子およびＤ＋／Ｄ−端子への出力タイミングが適切であるかを確認する検証実験の結果を示す図である。図５（ａ）は、実施の形態に係る（Ａ）点、（Ｂ）点、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位変動を示す波形図である。一方、図５（ｂ）は、比較例に係る（Ａ）点、（Ｂ）点、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位変動を示す波形図である。なお、図５（ｂ）における比較例とは、図４に示した構成を指す。
【００３５】
図５（ａ），（ｂ）の各図において、上から順に（Ｂ）点（第２電路ＥＣ２）の電位変動、（Ａ）点（第１電路ＥＣ１）の電位変動、Ｄ＋端子（（Ｃ）点）の電位変動、Ｄ−端子（（Ｄ）点）の電位変動をそれぞれ示している。また、（Ｂ）点に充電用電流が出力され、Ｖbus端子への出力が開始された時点を「Ｖbus出力開始」で、Ｄ＋端子およびＤ−端子への分圧後の電圧の出力が開始された時点を「Ｄ＋／Ｄ−出力開始」でそれぞれ示している。
【００３６】
まず、図５（ｂ）に示す比較例では、Ｖbus端子に充電用電流が出力されるよりも前に、Ｄ＋端子およびＤ−端子から分圧後の電圧が出力されていることが分かる。一方、図５（ａ）に示す実施の形態では、Ｖbus端子への充電用電流の出力と略同時に、Ｄ＋端子およびＤ−端子から分圧後の電圧が出力されていることが分かる。したがって、Ｖbus端子およびＤ＋／Ｄ−端子への出力タイミングが適切であることが確認された。
【００３７】
・Ｄ＋／Ｄ−端子への出力電圧安定性
図６は、Ｄ＋／Ｄ−端子への出力電圧が安定しているかを確認する検証実験の結果を示す図である。図６（ａ）は、実施の形態に係る（Ｂ）点、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位変動を示す波形図である。一方、図６（ｂ）は、比較例に係る（Ｂ）点、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位変動を示す波形図である。なお、図６（ｂ）における比較例とは、図４に示したものではなく、第２電路ＥＣ２の電圧を分圧する構成を指す。
【００３８】
図６（ａ），（ｂ）の各図において、上から順に（Ｂ）点の電位変動、Ｄ＋端子の電位変動、Ｄ−端子の電位変動をそれぞれ示している。また、定電流制御回路４を動作させ、定電流制御を行っている期間を「定電流制御」で示している。
まず、図６（ｂ）の比較例では、定電流制御動作により第２電路ＥＣ２上の（Ｂ）点の電位が低下するのに伴って、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位が低下していることが見てとれる。一方、図６（ａ）の実施の形態では、比較例と同様に、定電流制御動作により（Ｂ）点の電位が低下している。しかしながら、Ｄ＋端子およびＤ−端子の電位は略一定に維持されている。このように、本実施の形態に係る構成により、安定的にＤ＋／Ｄ−端子への一定電圧を供給可能であることが確認された。
【００３９】
［変形例・その他］
以上、実施の形態について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、以下のような変形例等が考えられる。
（１）上記実施の形態では、開閉回路を構成するトランジスタＴＲ１，ＴＲ２としてバイポーラトランジスタを用いる例について説明した。バイポーラトランジスタの例としては、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＩＧＢＴ）、静電誘導型トランジスタ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＳＩＴ）、ゲート注入トランジスタ（Ｇａｔｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＧＩＴ）、等が挙げられる。
【００４０】
なお、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２として絶縁ゲート型バイポーラトランジスタを用いる場合には、実施の形態における説明の「ベース」を「ゲート」と読み替える必要がある。
（２）図７は、変形例に係る充電器１０Ａの構成を示す回路図である。実施の形態における安定化回路５と本例の安定化回路との相違点は、開閉回路９の構成である。具体的には、開閉回路９は抵抗内蔵型トランジスタＴＲ３，ＴＲ４で構成されている。
【００４１】
実施の形態においては、トランジスタＴＲ１のベース−エミッタ間に検出部用抵抗素子Ｒ５を介挿する例を示した。本例の開閉回路９における検出部では、このベース−エミッタ間に検出部用抵抗素子が介挿されたｎｐｎ型バイポーラトランジスタとして、抵抗内蔵型トランジスタを使用している。同様に、開閉回路９における開閉部では、ベース−エミッタ間に開閉部用抵抗素子が介挿されたｐｎｐ型バイポーラトランジスタとして、抵抗内蔵型トランジスタを使用している。
【００４２】
本例によれば、各バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間に別途抵抗素子を介挿させる必要がないため、開閉回路における部品点数を削減し、小型化を図ることが可能である。
（３）図８は、変形例に係る充電器１０Ｂの構成を示す回路図である。実施の形態における安定化回路５と本例の安定化回路との相違点は、開閉回路１１の構成である。具体的には、開閉回路１１を構成するトランジスタＴＲ５，ＴＲ６に電界効果トランジスタが用いられている。上記実施の形態では、開閉回路を構成するトランジスタとしてバイポーラトランジスタを用いる例を説明したが、電界効果トランジスタを用いた場合であっても上述した効果を得ることが可能である。
【００４３】
検出部としてのトランジスタＴＲ５には、制御端子としてのゲートが第２電路ＥＣ２に接続されるとともに、出力側端子の一方であるソースがグランドに接続され、かつ、出力側端子の他方であるドレインが開閉部（トランジスタＴＲ６のゲート）に接続されたｎ型電界効果トランジスタが用いられている。また、トランジスタＴＲ５のゲート−ソース間には、実施の形態と同様に検出部用抵抗素子Ｒ５が介挿されている。
【００４４】
開閉部としてのトランジスタＴＲ６には、制御端子としてのゲートが検出部に接続されるともに、ソースが第１電路ＥＣ１に接続され、かつ、ドレインが分圧回路７に接続されたｐ型電界効果トランジスタが用いられている。トランジスタＴＲ６のゲート−ソース間には、実施の形態と同様に開閉部用抵抗素子Ｒ６が介挿されている。
本例の安定化回路の動作は、実施の形態における「ベース」，「エミッタ」，「コレクタ」をそれぞれ「ゲート」，「ソース」，「ドレイン」と読み替えることにより、同様に説明することが可能である。
【００４５】
なお、電界効果トランジスタの例としては、例えば、金属−絶縁体−半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，）、金属−半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＭＥＳＦＥＴ）、接合型電界効果トランジスタ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＪＦＥＴ）等がある。なお、ＭＩＳＦＥＴのうち、ゲート絶縁膜として酸化物を採用したＭＩＳＦＥＴは、金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，ＭＯＳＦＥＴ）とも呼ばれる。
【００４６】
（４）上記実施の形態においては、充電器に内蔵の電池として充放電可能な二次電池を備える例について説明したが、本発明はこれに限定されず、既存の単三電池や単四電池等の一次電池を用いることとしてもよい。なお、一次電池を用いる場合、図１における入力コネクタと充電回路は不要である。
（５）本発明に係る充電器の構成は、実施の形態における図面に示したものに限定されず、例えば、実施の形態のように必ずしも充電池を内蔵した充電器である必要はない。例えば、既存の単三電池や単四電池等を装着するスペースが設けられているだけで、電池が装着されておらず、ユーザー等が保有する単三電池等を自身で装着するような充電器であってもよい。
【００４７】
（６）上記実施の形態においては、開閉回路における検出部をトランジスタで構成することとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、非反転入力端子または反転入力端子を第２電路に接続したオペアンプやマイコン等を検出部として用いることとしてもよい。また、上記実施の形態においては、開閉回路における開閉部をいわゆる半導体スイッチで構成することとしたが、本発明はこれに限定されものではなく、いわゆる機械式スイッチを用いることとしてもよい。
【００４８】
（７）上記の実施の形態は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いた一例である。したがって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、上記の実施の形態に何ら限定を受けるものではない。各図は、本発明が理解できる程度に配置関係を概略的に示してあるに過ぎず、本発明は図示例に限定されるものではない。また、図を分かり易くするために、一部省略した部分がある。さらに、数値範囲を示す際に用いる符号「〜」は、その両端の数値を含む。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、例えば、携帯電子機器用の緊急充電器等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１  充電回路
２  充電池
３  ＤＣ／ＤＣコンバータ
４  定電流制御回路
５  安定化回路
６  入力コネクタ
７  分圧回路
８、９、１１  開閉回路
１０、１０Ａ  充電器
１００  携帯電子機器
ＥＣ１  第１電路
ＥＣ２  第２電路
ＥＣ３  第３電路
ＴＲ１、ＴＲ２、  バイポーラトランジスタ
ＴＲ３、ＴＲ４  抵抗内蔵型トランジスタ
ＴＲ５、ＴＲ６  電界効果トランジスタ
ＵＳＢ１、ＵＳＢ２  ＵＳＢコネクタ
９０、９００  充電器
９０１  充電対象
９０２  充電池
９０３  ＤＣ／ＤＣコンバータ
９０４  分圧回路
９０５、９０６  ＵＳＢコネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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