(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の充電対象機器に均等に充電する充電システムを提供する。【解決手段】充電システム１は、第１の充電制御部により外部電源２より供給された入力電圧を第１の出力電圧に変換し、第２の充電制御部により第１の出力電圧を第２の出力電圧に変換する。そして、給電制御部により第２の出力電圧を維持して、複数の充電対象機器Ｃ１〜Ｃｎ、…Ｙ１〜Ｙｎそれぞれに、その機種とは無関係に一定電流が給電（充電）されるように制御する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の充電対象機器に電力を供給する充電システムであって、
外部電源より供給された入力電圧を第１の出力電圧に変換する第１の充電制御部と、
前記第１の出力電圧を入力電圧として、該入力電圧を第２の出力電圧に変換する第２の充電制御部と、
前記第２の出力電圧を維持しながら前記複数の充電対象機器へ所定の電流を給電する給電制御部と、
を備え、
前記給電制御部は、前記複数の充電対象機器それぞれに均等に一定電流を給電して充電可能に制御することを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記給電制御部は、
前記複数の充電対象機器の種別を判断する手段と、
前記判断の結果をもとに前記給電制御部が充電モードであることを前記複数の充電対象機器各々に認識させる手段と、
をさらに備え、
外部からの入力電流を分岐して、前記種別とは無関係に前記複数の充電対象機器に対して同一電流を出力することを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】
前記第１の充電制御部は、前記入力電圧の電圧範囲に応じた動作モードで該入力電圧を前記第１の出力電圧に変換することを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項４】
前記第１の充電制御部および前記第２の充電制御部は、入力された電圧を降圧あるいは維持して出力電圧とするＤＣ−ＤＣコンバータとしての機能を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の充電システム。
【請求項５】
前記給電制御部は、前記入力電流の分岐数に対応したケーブル各々の端部に電流出力端子としてＵＳＢコネクタを備える構成を有することを特徴とする請求項２に記載の充電システム。
【請求項６】
前記ＵＳＢコネクタは、前記複数の充電対象機器の種別に対応した形状を有することを特徴とする請求項５に記載の充電システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、複数の外部機器に電力を供給する充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、携帯音楽プレーヤ等の可搬型携帯機器は、内蔵されたバッテリー（再充電可能電池）を動作電源としており、電源切れ等に対処するための充電が必要である。これらの機器は、商用電源を充電用の電源として専用のアダプターを使用して充電する方法や、ＵＳＢコネクタによる接続が可能な仕様となっている場合には、そのＵＳＢコネクタを介した充電も可能である。
【０００３】
また、近時、複数の可搬型携帯機器を所有する個人ユーザが同時にそれら複数の可搬型携帯機器を充電する要求があり、さらには、災害時等の非常時において、複数のユーザそれぞれが所有する可搬型携帯機器を、複数台、一括して充電する要求もある。
【０００４】
特許文献１は、異なるメーカーの複数の携帯電話機を同時に充電可能にする携帯電話充電器を開示している。そのため特許文献１は、各メーカーの携帯電話機の多用途接続コネクタに適合するコネクタプラグの電源端子に互換性を有したコネクタプラグと、電源供給端子に互換性を有する電源受電端子プラグを持つ充電用ケーブルを各携帯電話機メーカー仕様で各々複数作成し、その充電用ケーブルを、電源供給端子と携帯電話機の多用途接続コネクタに接続して充電する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１１７０１６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の充電器は、異なるメーカーの携帯電話機であっても複数、同時に充電することを可能とするが、充電器からの出力電流をそのまま複数の電流供給端子に分岐させて、複数の携帯電話機それぞれの充電要求（充電仕様）に従った充電電流が供給されている。そのため、複数の携帯電話機のうち、例えば充電容量の大きい特定の電話機に多くの充電電流が引き込まれ、他の携帯電話機には十分な充電電流を供給できないという問題が発生する。
【０００７】
特に、商用電源以外の外部電源を使用した充電が必要となる災害時等の非常時において、複数の携帯電話機のうちの特定の電話機に多くの充電電流が供給されると、特定の個人（携帯電話機の所有者）による充電器の占有状態が生じ、他のユーザが迅速に携帯電話機を充電できないという問題がある。
【０００８】
すなわち、商用電源の供給が停止している災害時等の非常時に使用できる外部電源は、その電源容量が限られているため、従来の電源供給方法のように複数の携帯端末間において電流の奪い合いが生じると、緊急かつ迅速な充電を必要としている状況下において、すべての携帯端末に対して充電できないことになる。
【０００９】
本考案は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、同時に複数の携帯端末に対して均等に充電可能な充電システム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】
【００１０】
かかる目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、本考案は複数の充電対象機器に電力を供給する充電システムであって、外部電源より供給された入力電圧を第１の出力電圧に変換する第１の充電制御部と、前記第１の出力電圧を入力電圧として、該入力電圧を第２の出力電圧に変換する第２の充電制御部と、前記第２の出力電圧を維持しながら前記複数の充電対象機器へ所定の電流を給電する給電制御部とを備え、前記給電制御部は、前記複数の充電対象機器それぞれに均等に一定電流を給電して充電可能に制御することを特徴とする。
【００１１】
例えば、前記給電制御部は、前記複数の充電対象機器の種別を判断する手段と、前記判断の結果をもとに前記給電制御部が充電モードであることを前記複数の充電対象機器各々に認識させる手段とをさらに備え、外部からの入力電流を分岐して、前記種別とは無関係に前記複数の充電対象機器に対して同一電流を出力することを特徴とする。
【考案の効果】
【００１２】
本考案によれば、外部電源という容量の限られた電源を有効に使用して、複数の充電対象機器（携帯端末）に同時かつ均等に充電可能な充電システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】充電器の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図３】第１の入力電圧範囲に対応した、制御部におけるスイッチング素子の制御動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】第２の入力電圧範囲に対応した、制御部におけるスイッチング素子の制御動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図５】電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎ各々の構成を示すブロック図である。
【図６】電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎと、それに設けた出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢｎの一例を示す。
【図７】実施形態に係る充電システムにおいて複数の充電対象機器に充電している様子を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本考案に係る実施形態を詳細に説明する。図１は、本考案の実施形態に係る充電システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る充電システム１は、充電器３、電流分岐ユニット（電流分岐ハブ）Ｂ１〜Ｂｎ等を備える。
【００１５】
充電器３は、外部電源２からの印加電圧を所定の出力電圧に変換した後、それを複数（ｎ個）の出力部Ａ１〜Ａｎより出力する。電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎは、出力部Ａ１〜Ａｎそれぞれより供給される電流を、さらに複数の充電対象機器Ｃ１〜Ｃｎ，…Ｘ１〜Ｘｎへ分岐して給電する給電ユニットとして機能する。
【００１６】
電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎの出力側には、後述するように、先端部に異なる複数種類の端末接続用コネクタ（ＵＳＢコネクタ）を備える出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢｎが設けられている。また、出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢｎ各々の端末接続用コネクタには、充電対象機器Ｃ１〜Ｃｎ，…Ｙ１〜Ｙｎが接続される。
【００１７】
図２は、充電器３の内部構成の一例を示すブロック図である。充電器３は、外部電源接続端子４に接続された外部電源２による印加電圧（入力電圧ＶＩＮ）を所定の出力電圧ＶＯＵＴに変換し、それを複数の出力ポートＰ１〜Ｐｎへ出力する。出力ポートＰ１〜Ｐｎは、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎへの電流供給端子となり、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎの一端（電源入力側）に設けたケーブルを接続可能な出力コネクタを有する。
【００１８】
充電器３は、ＦＥＴ（Field Effect Transistor：電界効果型トランジスタ）等からなるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を第１制御部７によってパルス幅変調（ＰＷＭ）することで、外部機器へ供給される出力電圧を制御するＤＣ／ＤＣコンバータとしての機能を有する。
【００１９】
ここでは、外部電源２として、停電等が発生していない平常時においては、商用電源をＡＣ／ＤＣアダプターで直流化した電源を使用できる。一方、災害時・非常時には、一般的な車載用バッテリー、災害用・非常用電源として使用される空気亜鉛電池（例えば、定格出力１２Ｖ／４０Ａｈ）等を使用できる。
【００２０】
車載用バッテリーの電圧は、一般乗用車がＤＣ１２Ｖ、トラックはＤＣ２４Ｖであるが、それらに使用するオルタネーター（発電機）の充電電圧は、一般乗用車がＤＣ１４Ｖ、トラックはＤＣ２８．５Ｖである。災害・非常用の空気亜鉛電池の出力電圧は、例えば最大ＤＣ１７Ｖを超えることがあり、電池の電気容量に残量がある限り、出力電圧がＤＣ５Ｖ程度に下がっても電源として使用できる。
【００２１】
充電器３は、災害用・非常用空気亜鉛電池の最低電圧と、車載用（トラック）バッテリーの最大電圧を考慮して、入力電圧ＶＩＮの範囲をＤＣ５Ｖ〜３０Ｖとする。これは、外部電源が、その使用目的に応じて出力電圧が相違することから、外部電源から電力が供給される充電器の入力電圧範囲を広く設定する必要があることによる。
【００２２】
また、充電器３による充電対象機器（外部機器）を、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子を備える携帯用機器、スマートフォン、タブレット端末、携帯情報端末等であるとして、充電器３からの出力電圧（充電電圧）ＶＯＵＴを、例えばＤＣ４Ｖ〜５Ｖ／２．４Ａとする。
【００２３】
充電器３は、上記のように仕様の異なる外部電源に対応するため、外部電源２からの出力電圧（充電器３への入力電圧）ＶＩＮを常時検知する入力電圧検知部５を有する。第１制御部７は、入力電圧検知部５での検知結果を受けてスイッチング素子（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ４を制御することで、入力電圧ＶＩＮを所定の出力電圧ＶＯＵＴに変換する。すなわち、充電器３において、第１制御部７、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４等により電力変換回路が構成されている。
【００２４】
さらに、充電器３は、入力電圧ＶＩＮを入力して第１制御部７の動作電源（ＤＣ５Ｖ）を生成する第１電源部１１と、第１電源部１１からの出力電圧を入力して、後述する第２制御部８の動作電源（ＤＣ３Ｖ）を生成する第２電源部１２とを備える。
【００２５】
充電器３では、入力電圧検知部５で検知された入力電圧ＶＩＮの範囲がＤＣ３Ｖ〜１２Ｖ（第１の入力電圧範囲）のとき、第１制御部７において第１の入力電圧範囲に応じたパルス幅制御が行われる。また、入力電圧検知部５で検知された入力電圧ＶＩＮの範囲がＤＣ１２Ｖ〜３０Ｖ（第２の入力電圧範囲）のときには、第１制御部７が第２の入力電圧範囲に応じたパルス幅制御を行う。
【００２６】
図３および図４は、充電器３の第１制御部７におけるスイッチング素子の制御動作を示すタイミングチャートである。図３は、入力電圧ＶＩＮがＤＣ３Ｖ〜１２Ｖ（第１の入力電圧範囲）における動作モードの一例を示している。また、図４は、入力電圧ＶＩＮがＤＣ１２Ｖ〜３０Ｖ（第２の入力電圧範囲）における動作モードの一例を示している。
【００２７】
スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４各々は、ゲート・ソース間にゲート閾値電圧（ドレイン電流が流れ始めるゲート・ソース間電圧）よりも十分高い電圧を印加することでドレイン電流が流れてＯＮ状態となる。また、ゲート閾値電圧以下の電圧がゲート・ソース間に印加されているときにはＯＦＦ状態となる。
【００２８】
第１制御部７による最初の動作フェーズとして、スイッチング素子Ｑ３がＯＮ状態に維持され、スイッチング素子Ｑ４がＯＦＦ状態となっているとき、スイッチング素子Ｑ１がＯＮ状態に制御されると、外部電源２から供給された電流は、Ｑ１→Ｌ１→Ｑ３の経路を介して、充電器３の出力端子側に流れる。
【００２９】
続く動作フェーズにおいて、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦ状態となり、スイッチング素子Ｑ２がＯＮ状態になると、インダクタＬ１の両端には、Ｑ１がＯＮのときとは逆バイアスの電圧が印加されて、インダクタＬ１を流れる電流が減少する。
【００３０】
具体的には、入力電圧ＶＩＮが第１の入力電圧範囲にある場合、図３に示すようにスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３がＯＮのとき、インダクタＬ１の両端には、入力電圧ＶＩＮと出力電圧ＶＯＵＴとの差分の電圧が印加されるが、スイッチング素子Ｑ１がＯＦＦで、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３がＯＮのときには、インダクタＬ１の両端電圧ＶＬは出力電圧ＶＯＵＴと等しくなる。
【００３１】
入力電圧ＶＩＮが第２の入力電圧範囲にあるときには、第１制御部７は、図４に示すように、上記の動作フェーズの相対的な時間幅（デューティサイクル）を適宜変えるパルス幅制御を行うことで、出力電圧ＶＯＵＴを所定値に維持するとともにインダクタＬ１を流れる平均電流ＩＯＵＴを制御する。
【００３２】
第１の入力電圧範囲および第２の入力電圧範囲のいずれの場合においても、出力電圧ＶＯＵＴの設定は、例えば、充電器３の出力端に接続した分割抵抗による電圧値を第１制御部７にフィードバックする（出力電圧帰還）等により行う。
【００３３】
このように、所定の周波数とデューティサイクルによってスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、充電器３に接続された機器（電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎ等）へ供給される電力の変換制御を行う。すなわち、入力された直流電圧（外部電源の電圧）に応じたＰＷＭ変調を行うことで、充電器３からの出力電圧がデューティサイクルによって動的に調整され、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎ等へ供給される電力も連続的に調整される。
【００３４】
充電器３において、外部電源接続端子４とスイッチング素子Ｑ１との間には、入力電流検知部１５が配置されている。同様に出力側においても、出力電流検知部１７が配置されている。入力電流検知部１５と出力電流検知部１７には、例えば１０ｍΩ程度の抵抗器が内蔵されている。
【００３５】
第１制御部７は、これらの内蔵抵抗器各々における電圧降下を抵抗両端の差動電圧として検知する。例えば、入力電流が一定値を超えた場合、あるいは出力電流が一定値を超えた場合、そのときの入力電圧ＶＩＮの範囲に応じて、第１制御部７内の不図示の第１出力制御部あるいは第２出力制御部が電流リミッタとして機能する。
【００３６】
充電器３の出力側（外部機器への電力供給側）には、第２制御部８により制御される出力部Ａ１〜Ａｎが配置され、例えば、出力ポートＰ１〜Ｐｎの短絡による電源ショート保護、過電流保護、過負荷保護等を行っている。
【００３７】
このように充電器３には、出力ポートＰ１〜Ｐｎ各々に対応させて、出力部Ａ１〜Ａｎが設けられている。したがって、これら複数の出力ポートのいずれかで短絡等の障害が発生しても、その影響が他の出力ポートに波及することはない。
【００３８】
第２制御部８において、過電流保護等の制御プログラムが不図示のメモリに格納されている。例えば、ＲＣ発振部（RC Oscillator）からの信号をもとに出力部Ａ１〜Ａｎにおいて出力電流のＯＮ／ＯＦＦを制御することで、外部機器への出力電流が電流制限設定値に達した場合、出力をＯＦＦとし、入力電流が設定値を超えた場合には、電流を設定値以下に制限する。
【００３９】
なお、第２制御部８において、不図示のタイマーに基づく計時を行い、例えば、所定の充電時間が終了するまでに充電が完了しない場合、出力部Ａ１〜Ａｎに信号を送信して、外部機器への電力供給を中断するようにしてもよい。また、あらかじめ設定したタイマー期間内に充電完了電流が設定値に到達しない場合、出力部Ａ１〜Ａｎに信号を送信して充電を中断する構成としてもよい。
【００４０】
これにより、外部電源２から充電器３へは、あらかじめ設定した電流制限値内の入力電流が流れ込み、充電器３に接続された電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎから外部機器（充電対象機器）へ、後述する一定の電流が出力される。
【００４１】
出力ポートＰ１〜Ｐｎには、ＵＳＢ規格に準拠したコネクタが設けられており、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎの一端から延びるケーブルの先端部に設けたＵＳＢプラグが接続される。出力ポートＰ１〜Ｐｎは、上記の第１制御部７、第２制御部８、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４等とともに、充電器３の回路基板上の所定位置に実装されている。各出力ポートＰ１〜Ｐｎ（ＵＳＢ端子）からは、例えば、ＤＣ５Ｖ／２．４Ａの電力が供給可能である。
【００４２】
充電器３は、平面から見た形状が例えば円形で、その周囲が側壁で囲まれた椀状の上部ケース（上部筐体）と、同じく平面視円形で、その周囲に側壁を有する椀状の底部ケース（下部筐体）とを、側壁どうしを合わせて対向させたとき、上部ケースと底部ケースにより空間が形成される構造を有する。その空間内に回路基板が収容される。
【００４３】
回路基板には、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４、インダクタＬ１等とともに複数の出力ポートＰ１〜Ｐｎが実装され、ＵＳＢ端子であるこれらの出力ポートＰ１〜Ｐｎは、基板の周辺部に沿った領域に配置されている。回路基板は、底部ケースにネジ等で固定される。
【００４４】
次に、本実施形態に係る充電システムの電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎについて説明する。図５は、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎ各々の構成を示すブロック図である。上述したように電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎは、複数の充電対象機器（図１において符号Ｃ１〜Ｃｎ，…Ｙ１〜Ｙｎで示す。）を同時に充電する機能を有する。
【００４５】
電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎは、充電器３の各出力ポートＰ１〜Ｐｎ（ＵＳＢ端子）より、例えば、ＤＣ５Ｖ／２．４Ａの電力を受け、後述するように充電対象機器それぞれにＤＣ５Ｖ／５００ｍＡの定電流を供給する。
【００４６】
電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎは、降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータ機能を有するコンバータ部３０と、充電対象機器への充電制御機能を有する充電制御部４０を含んで構成される。コンバータ部３０は、ＰＷＭ制御部３１、誤差アンプ３４、ＰＷＭ比較部（ＰＷＭコンパレータ）３５等からなる制御部３０ａと、半導体スイッチング素子Ｑ１０，Ｑ１１、ダイオードＤ、インダクタＬ２、出力コンデンサＣ等で構成される出力部３０ｂを備える。
【００４７】
制御部３０ａでは誤差アンプ３４によって、基準電圧Ｖｒｅｆと、制御部３０ａの出力電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧してフィードバックした電圧とが比較される。誤差アンプ３４からの出力信号はＰＷＭ比較部３５に入力される。分割抵抗Ｒ１，Ｒ２を設けることで出力部３０ｂからの出力電圧を設定する。ここでは、基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い電圧がフィードバックされると、誤差アンプ３４の出力電圧が高くなるように動作する。
【００４８】
ＰＷＭ比較部３５は、誤差アンプ３４からの出力信号（誤差電圧）と、所定周波数の信号を発振する発振器（ＯＳＣ）からのクロック信号をもとに生成されたランプ波とを比較する。誤差アンプ３４からの出力信号には、電流検知部３６からの電流フィードバック信号が加算される。ＰＷＭ比較部３５からの出力信号は位相補償がかけられ、ＰＷＭ制御部３１に入力される。
【００４９】
ＰＷＭ制御部３１は、ＰＷＭ比較部３５からの入力信号をもとにドライバ回路３２，３３に対して制御信号を出力して、半導体スイッチング素子Ｑ１０，Ｑ１１をスイッチング制御する。
【００５０】
ドライバ回路３２は、所定のデューティ幅を有するＰＷＭ制御信号を出力して、ハイサイド（ＨｉＳｉｄｅ）ＦＥＴである半導体スイッチング素子Ｑ１０を駆動する。同様に、ドライバ回路３３は、ローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ＦＥＴである半導体スイッチング素子Ｑ１１を駆動する。
【００５１】
このようにコンバータ部３０において、充電器３の出力部Ａ１〜Ａｎから出力された直流電圧が、所定のデューティサイクルによって動的に調整されたＰＷＭ変調が行われる。その結果、必要な電力が充電対象機器へ連続的に供給される。
【００５２】
充電対象機器に対する充電制御は充電制御部４０によって行う。充電制御部４０は、端末検出部４１、電圧可変部４３等を備える。端末検出部４１は、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎの出力コネクタＣＮ１〜ＣＮｎに接続された充電対象機器の種類（機種、メーカ等）を検出する。
【００５３】
充電制御部４０において、充電対象機器の種類を判断するため、端末検出部４１が出力コネクタＣＮ１〜ＣＮｎのＤＭ端子とＤＰ端子の電圧を監視する。端末検出部４１は、この監視電圧に応じた信号を電圧可変部４３へ送る。
【００５４】
電圧可変部４３は、端末検出部４１からの検出結果に応じた電圧（充電対象機器の機種に対応した電圧）を出力コネクタのＤＰ，ＤＭ端子に供給する。この場合、充電対象機器に充電器が接続されていることを示すために、例えば、ＤＰ，ＤＭ端子を異なる電圧にする、あるいは、ＤＰ，ＤＭ端子に対応する信号線を短絡した電圧にする。
【００５５】
その結果、出力コネクタＣＮ１〜ＣＮｎに接続されている充電対象機器は、その出力コネクタが標準ＵＳＢポートではなく、充電ＵＳＢポート（充電専用ポート）と認識できる。
【００５６】
なお、充電対象機器への定電流の供給を可能にするため、ＵＳＢコネクタのデータライン（ＤＰ，ＤＭ）を使用して、充電システムと充電対象機器（例えば、スマートフォン）が通信を行って、充電システム側からの供給電圧、電流を変更不可とする構成にしてもよい。
【００５７】
また、コンバータ部３０の過熱保護対策として、例えば、半導体スイッチング素子Ｑ１０，Ｑ１１のジャンクション温度が所定温度に達すると、ドライバ回路３２，３３を制御してＱ１０，Ｑ１１を強制的にＯＦＦさせるサーマルシャットダウン機能を設けてもよい。
【００５８】
図６は、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂｎ各々の外観構成と、それに設けられた出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢｎの一例を示す。出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢｎは、各々が３本の出力ケーブルで構成され、各出力ケーブルの端部がさらに３つに分岐されて、それぞれに異なる種類のＵＳＢコネクタが設けられている。
【００５９】
すなわち、複数種類の充電対象機器に充電を可能とするため、出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢｎ各々の先端部には、種類（形状）の異なる複数のコネクタが設けられている。図６に示す出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢｎは、充電対象機器がスマートフォンの場合に対応させて、各出力ケーブルが３種類のＵＳＢコネクタを備える３ｗａｙケーブルである。
【００６０】
ＵＳＢコネクタとして、具体的にはｉＰｈｏｎｅ（アイフォーン）（登録商標）用ＵＳＢコネクタ（ライトニングケーブル）６１、Ｔｙｐｅ−Ｃ用ＵＳＢコネクタ６３、およびＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）スマートフォンに対応するｍｉｃｒｏ  ＵＳＢ用コネクタ６５を備える。
【００６１】
図７は、本実施形態に係る充電システムに複数台の充電対象機器を接続して、充電しているときの様子を示している。図７において充電器３は、電源ケーブル７１を介して外部電源２より電力供給を受ける。充電器３の６個の出力ポートＰ１〜Ｐ６それぞれには、６台の電流分岐ユニットＢ１〜Ｂ６が接続されている。出力ポートＰ１〜Ｐ６には、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂ６から延びるケーブルの先端に設けられたＵＳＢプラグＵ１〜Ｕ６が接続される。
【００６２】
出力ポートＰ１〜Ｐ６において、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂ６から延びるケーブル先端の出力コネクタＣＮ１〜ＣＮ６に対してＵＳＢプラグが脱着自在となる。
【００６３】
したがって、本実施形態に係る充電システムにおいて、出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢ６の先端に設けたＵＳＢコネクタ（出力コネクタＣＮ１〜ＣＮ６）を使用して充電を行った場合、同時に６×３＝１８台の充電対象機器（スマートフォン）Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ３，Ｅ１〜Ｅ３，Ｆ１〜Ｆ３，Ｇ１〜Ｇ３，Ｈ１〜Ｈ３を充電できる。
【００６４】
電流分岐ユニットＢ１〜Ｂ６各々は、例えば、ＤＣ５Ｖ／１５００ｍＡの出力電流容量を有し、電流分岐ユニットによって、出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢ６各々に接続された計１８台の充電対象機器それぞれにＤＣ５Ｖ／５００ｍＡの定電流が供給される。
【００６５】
ＵＳＢ２．０／３．０規格では、５Ｖの公称電圧で、１ポート当たり５００ｍＡ／９００ｍＡ以下の電流に制限されているが、電流分岐ユニットＢ１〜Ｂ６は、上述した定電流供給の制御を行うことで、充電対象機器それぞれへの入力電流をＤＣ５Ｖ／５００ｍＡに制限している。
【００６６】
充電器３の出力ポート数、および、それに接続される電流分岐ユニットの数は、使用する外部電源の容量に応じて決めることができる。また、外部電源の容量によっては、充電器３の出力ポートに接続する電流分岐ユニットの数、あるいは電流分岐ユニットに接続する充電対象機器の数を制限してもよい。
【００６７】
図７に示すように、充電器３の出力ポートＰ１〜Ｐ６は、上部ケースの上面側の周辺部に、互いに所定距離離れながら、ほぼ等間隔に（例えば、互いに円周方向に約６０°離れて）配置されている。
【００６８】
充電器３から電流分岐ユニットＢ１〜Ｂ６へ延びるケーブルは、充電器３から放射状に延びるので、充電対象機器に接続される出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢ６も互いに絡まることがない。また、例えば、出力ケーブルＣＢ１〜ＣＢ６ごとに被覆材の色を変えることで、充電中の自己の充電対象機器を他の充電対象機器から容易に識別できる。
【００６９】
なお、充電器３の上面部に配置されている表示ランプ（ＬＥＤ）８０は、負荷に関係なく電源入力状態を表示する。例えば、充電器３に対して外部電源２よりＤＣ５Ｖ〜ＤＣ３０Ｖの範囲で電源が供給されているときには、表示ランプ（ＬＥＤ）８０が緑色に点灯し、外部機器への充電が可能であることを表示する。また、外部電源２からの供給電圧がＤＣ５Ｖ未満になると、表示ランプ（ＬＥＤ）８０が赤色で点滅し、外部機器への充電が限界であることを表示する。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態に係る充電システムは、複数の充電対象機器それぞれに対して、その機種とは無関係に、容量が限られている外部電源から供給された電流を均等に分岐して一定電流による充電を行うことができる。
【００７１】
その結果、災害時等の非常時において、商用電源以外の外部電源を使用せざるを得ない状況下では、複数の充電対象機器のうちの特定の機器に他の機器よりも多くの充電電流が供給されることを回避できる。特に、安否確認等の緊急連絡が必要となる非常時において、一時に複数の機器の充電が要求される場合、特定の機器による充電器の占有状態を防止でき、限りある電源を複数ユーザに公平、かつ均等に分配できる。
【００７２】
加えて、複数の機器へ公平に充電することで、時間的な制限のある非常時において充電のための待ち行列の発生を抑止できるので、充電対象機器を所持する者どうしによる電源の奪い合いを防止できる。
【００７３】
また、外部電源として、例えば、商用電源から直流電源を得るアダプターを使用することで、災害等の発生時のみならず、平常時においても複数のスマートフォン等を同時に充電する使用態様を実現できる。
【符号の説明】
【００７４】
１  充電システム
２  外部電源
３  充電器
４  外部電源接続端子
５  入力電圧検知部
７  第１制御部
８  第２制御部
１１  第１電源部
１２  第２電源部
１５  入力電流検知部
１７  出力電流検知部
３０  コンバータ部
３０ａ  制御部
３０ｂ  出力部
３１  ＰＷＭ制御部
３２，３３  ドライバ回路
３４  誤差アンプ
３５  ＰＷＭ比較部（ＰＷＭコンパレータ）
４０  充電制御部
４１  端末検出部
４３  電圧可変部
７１  電源ケーブル
８０  表示ランプ
Ａ１〜Ａｎ  出力部
Ｂ１〜Ｂｎ  電流分岐ユニット
Ｃ１〜Ｃｎ，…Ｙ１〜Ｙｎ  充電対象機器
ＣＢ１〜ＣＢｎ  出力ケーブル
ＣＮ１〜ＣＮ６  出力コネクタ
Ｐ１〜Ｐｎ  出力ポート
Ｑ１〜Ｑ４，Ｑ１０，Ｑ１１  スイッチング素子
Ｕ１〜Ｕ６  ＵＳＢプラグ
【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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