(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池が接続される接続部と、
スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子がスイッチングされることで、外部電源から制御電力および、前記接続部に接続された前記二次電池に供給する充電電力を生成する電源部と、
前記制御電力を動作電源とし、前記スイッチング素子のスイッチング制御を行う制御部と、
前記接続部に前記二次電池が接続されているか否かを検出する接続検出部と、
前記接続部の接続端子間の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電源部から前記二次電池に供給される充電電流を検出する電流検出部とを備え、
前記制御部は、前記二次電池が前記接続部に接続されている場合、前記電圧検出部および前記電流検出部の検出結果に基づいて、前記電源部が生成する前記充電電力が目標値と一致するように前記スイッチング素子のスイッチング制御を行い、
前記二次電池が前記接続部に接続されていない場合、前記制御電力の電圧が、前記制御部の動作可能電圧の範囲内における所定値未満であれば、前記スイッチング素子のスイッチングを継続し、前記制御電力の電圧が前記所定値以上であれば、前記スイッチング素子のスイッチングを停止させる間欠制御を行うことを特徴とする充電器。
【請求項２】
前記制御部は、前記充電電力が目標値と一致するように前記スイッチング素子のスイッチング制御を行う第１のフィードバック経路と、前記間欠制御を行う第２のフィードバック経路とを有し、
前記二次電池が前記接続部に接続された場合、前記第２のフィードバック経路を遮断する遮断部を備えることを特徴とする請求項１記載の充電器。
【請求項３】
前記二次電池の充電中に点灯する表示部を備え、
前記表示部の点灯制御を行う信号と、前記遮断部の動作を制御する信号とは同一の信号で構成されることを特徴とする請求項２記載の充電器。
【請求項４】
前記二次電池の充電が完了したか否かを検出する充電完了検出部を備え、
前記二次電池の充電が完了した場合、前記遮断部は、前記第２のフィードバック経路の遮断を解除し、前記制御部は、前記間欠制御を行うことを特徴とする請求項２または３記載の充電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を充電する充電器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電製品の消費電力の低下が求められている中で、待機電力を削減する充電器がある（例えば、特許文献１参照）。この充電器は、二次電池が装着されていないときは、充電電流を供給する回路（充電電力供給回路）の動作を停止させ、充電制御を行うマイコンの電源を確保するための電源回路（充電装置駆動電力供給回路）のみを動作させる。そして、二次電池が装着されると充電電流を供給する回路（充電電力供給回路）を動作させて充電を行うものである。それによって、二次電池が装着されていない待機中の電力を削減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３３７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の充電器は、充電電力供給回路と充電装置駆動電力供給回路との２つの電源回路（トランス）を備える必要があり、材料費の増加を伴う。
【０００５】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、単一の電源回路で二次電池が装着されていない待機時の消費電力を削減することができる充電器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の充電器は、二次電池が接続される接続部と、スイッチング素子を有し、当該スイッチング素子がスイッチングされることで、外部電源から制御電力および、前記接続部に接続された前記二次電池に供給する充電電力を生成する電源部と、前記制御電力を動作電源とし、前記スイッチング素子のスイッチング制御を行う制御部と、前記接続部に前記二次電池が接続されているか否かを検出する接続検出部と、前記接続部の接続端子間の電圧を検出する電圧検出部と、前記電源部から前記二次電池に供給される充電電流を検出する電流検出部とを備え、前記制御部は、前記二次電池が前記接続部に接続されている場合、前記電圧検出部および前記電流検出部の検出結果に基づいて、前記電源部が生成する前記充電電力が目標値と一致するように前記スイッチング素子のスイッチング制御を行い、前記二次電池が前記接続部に接続されていない場合、前記制御電力の電圧が、前記制御部の動作可能電圧の範囲内における所定値未満であれば、前記スイッチング素子のスイッチングを継続し、前記制御電力の電圧が前記所定値以上であれば、前記スイッチング素子のスイッチングを停止させる間欠制御を行うことを特徴とする。
【０００７】
この充電器において、前記制御部は、前記充電電力が目標値と一致するように前記スイッチング素子のスイッチング制御を行う第１のフィードバック経路と、前記間欠制御を行う第２のフィードバック経路とを有し、前記二次電池が前記接続部に接続された場合、前記第２のフィードバック経路を遮断する遮断部を備えることが好ましい。
【０００８】
この充電器において、前記二次電池の充電中に点灯する表示部を備え、前記表示部の点灯制御を行う信号と、前記遮断部の動作を制御する信号とは同一の信号で構成されることが好ましい。
【０００９】
この充電器において、前記二次電池の充電が完了したか否かを検出する充電完了検出部を備え、前記二次電池の充電が完了した場合、前記遮断部は、前記第２のフィードバック経路の遮断を解除し、前記制御部は、前記間欠制御を行うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明では、単一の電源回路で二次電池が装着されていない待機時の消費電力を削減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の充電器の回路構成図である。
【図２】（ａ）制御信号Ｓ１のタイミングチャートである。（ｂ）スイッチング制御信号Ｓ３のタイミングチャートである。（ｃ）制御電圧Ｖ２のタイミングチャートである。（ｄ）制御電圧Ｖ４のタイミングチャートである。（ｅ）トランジスタＴｒ５のオン・オフ状態を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（実施形態）
本実施形態の充電器の回路構成図を図１に示す。本実施形態の充電器は、商用電源Ｅ１（外部電源）を入力電源として、二次電池Ｅ２（例えば、リチウムイオン（Ｌｉ−Ｉｏｎ）電池）を充電するエネルギーや充電器を駆動するためのエネルギーを得る。以下に、本実施形態の充電器の構成について説明する。
【００１４】
電源接続部１は、一般的にコンセントプラグで構成されており、商用電源Ｅ１に接続され、電源接続部１を介して商用電源Ｅ１が出力する交流電圧が整流回路部２に供給される。
【００１５】
整流回路部２は、ダイオードＤ１〜Ｄ４からなるダイオードブリッジと平滑コンデンサＣ１とで構成されており、商用電源Ｅ１から供給される交流電圧を全波整流・平滑して電源回路部３に供給する。
【００１６】
電源回路部３は、トランスＴ１で構成されており、トランスＴ１は一次巻線ｎ１と第１〜第３の二次巻線ｎ２１〜ｎ２３とを備え、一次巻線ｎ１および第１〜第３の二次巻線ｎ２１〜ｎ２３は各々が絶縁されている。
【００１７】
一次巻線ｎ１は、一端が平滑コンデンサＣ１の正極に接続され、他端がスイッチング手段５を介して平滑コンデンサＣ１の負極に接続されている。スイッチング手段５は、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ１で構成されており、ドレイン端子が一次巻線ｎ１の他端に接続され、ソース端子が平滑コンデンサＣ１の負極に接続され、ゲート端子がスイッチング制御回路部４に接続されている。そして、スイッチング手段５（スイッチング素子Ｑ１）は、スイッチング制御回路部４によってスイッチング制御されることによって、一次巻線ｎ１に流れる電流を制御する。なお、電源回路部３とスイッチング手段５とで本願発明の電源部を構成している。
【００１８】
第１の二次巻線ｎ２１は、両端間にダイオードＤ５と平滑コンデンサＣ２とが直列接続されており、二次電池Ｅ２に供給する充電電力を生成する。第１の二次巻線ｎ２１の一端はダイオードＤ５のアノードに接続され、ダイオードＤ５のカソードは平滑コンデンサＣ２の正極に接続され、平滑コンデンサＣ２の他端は第１の二次巻線ｎ２１の他端に接続されている。
【００１９】
第２の二次巻線ｎ２２は、両端間にダイオードＤ６と平滑コンデンサＣ３とが直列接続されており、スイッチング制御回路部４の動作電源となる第１の制御電力を生成する。第２の二次巻線ｎ２２の一端はダイオードＤ６のアノードに接続され、ダイオードＤ６のカソードは平滑コンデンサＣ３の正極に接続され、平滑コンデンサＣ３の負極は第２の二次巻線ｎ２２の他端に接続されている。
【００２０】
第３の二次巻線ｎ２３は、両端間にダイオードＤ７と平滑コンデンサＣ４とが直列接続されており、後述する充電制御回路部１１の動作電源となる第２の制御電力を生成する。第３の二次巻線ｎ２３の一端はダイオードＤ７のアノードに接続され、ダイオードＤ７のカソードは平滑コンデンサＣ４の正極に接続され、平滑コンデンサＣ４の負極は第３の二次巻線ｎ２３の他端に接続されている。
【００２１】
すなわち、電源回路部３とスイッチング手段５とでフライバックコンバータを構成しており、一次側のエネルギーを磁気エネルギーによって二次側に伝達する。スイッチング素子Ｑ１がオンすると一次巻線ｎ１に電流が流れ、この電流によって磁束が発生する。磁束はトランスＴ１の鉄心を介して第１〜第３の二次巻線ｎ２１〜ｎ２３に伝達される。本実施形態では、二次側（第１〜第３の二次巻線ｎ２１〜ｎ２３）に逆流防止用のダイオードＤ５〜Ｄ７を設けており、スイッチング素子Ｑ１がオンしている間は二次側には電流が流れない。この間に蓄積された磁気エネルギーはスイッチング素子Ｑ１がオフしたときに二次側へ電流として出力される。スイッチング素子Ｑ１のオン期間を調整することで二次側へ伝達するエネルギーを調整、すなわち、第１，第２の制御電力および出力電力を変動させることができる。このスイッチング素子Ｑ１のオン期間の調整は、一般的にＰＷＭ制御を用いており、オン期間の目標値は後述する充電制御回路部１１が決定しており、二次電池Ｅ２の状態によって変化する。なお、本実施形態ではフライバックコンバータを用いて例を示したが、フォワードコンバータやプッシュプルコンバータなどを用いてもよい。
【００２２】
上記構成で、スイッチング素子Ｑ１がスイッチングされることで第１，第２の制御電力および充電電力が生成される。
【００２３】
また、充電器は、二次電池Ｅ２が接続される電池接続部１０（接続部）を備えている。電池接続部１０は、二次電池Ｅ２を接続するために用いられる機械的接続部であり、二次電池Ｅ２の正極に接続される正極端子と、二次電池Ｅ２の負極に接続される負極端子とで構成される。正極端子は平滑コンデンサＣ２の正極に接続され、負極端子は抵抗Ｒ１を介して平滑コンデンサＣ２の負極に接続され、電池接続部１０に二次電池Ｅ２が接続されると、電池接続部１０を介して二次電池Ｅ２に充電電力が供給される。なお、図１では正極端子および負極端子のみを記載しているが、一般的には二次電池Ｅ２の温度を検出するための温度検出端子や、二次電池Ｅ２の情報を得るための情報端子なども設けられる。
【００２４】
また、本実施形態の充電器は、充電制御回路部１１と電流検出部８と電圧検出部９とを備えており、充電制御回路部１１は、電流検出部８と電圧検出部９との検出結果から二次電池Ｅ２の状態を判断し、スイッチング素子Ｑ１のオン期間の目標値を決定する。
【００２５】
電流検出部８は抵抗Ｒ１で構成されており、平滑コンデンサＣ２の負極と電池接続部１０の負極端子との間に介挿されている。電池接続部１０に二次電池Ｅ２が接続されている場合、平滑コンデンサＣ２から二次電池Ｅ２に供給される充電電流Ｉ１が発生すると、この充電電流Ｉ１に応じた電圧が抵抗Ｒ１の両端間に発生する。充電制御回路部１１は、抵抗Ｒ１の両端電圧を検出することで、充電電流Ｉ１を検出する。
【００２６】
電圧検出部９は、図示しない複数の抵抗からなる直列回路が電池接続部１０の接続端子（正極端子，負極端子）間に接続されることで構成される。電圧検出部９は、電池接続部１０に二次電池Ｅ２が接続されている場合、二次電池Ｅ２に充電されている二次電池電圧Ｖ１の分圧値を生成する。充電制御回路部１１は、二次電池電圧Ｖ１の分圧値を検出することで、二次電池電圧Ｖ１を検出する。
【００２７】
充電制御回路部１１は、充電電流Ｉ１および二次電池電圧Ｖ１から二次電池Ｅ２の状態を判断し、スイッチング素子Ｑ１のオン期間の目標値を決定する。そして、スイッチング制御回路部４は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間が充電制御回路部１１が決定した目標値と一致するようにスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。例えば、充電電流Ｉ１が目標電流値より多い場合は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間が短くなるようにスイッチング制御することで二次電池Ｅ２に供給する充電電力を減少させる。また、充電電流Ｉ１が目標電流値より少ない場合は、スイッチング素子Ｑ１のオン期間が長くなるようにスイッチング制御することで二次電池Ｅ２に供給する充電電力を増加させる。それによって、充電電力が目標電力と一致するようにフィードバック制御される。
【００２８】
また、二次電池Ｅ２（特にリチウムイオン電池など）は過充電を行うと危険であるため、充電制御回路部１１は、二次電池電圧Ｖ１が所定値に達すると充電電流Ｉ１の目標値を徐々に下げるＣＶ充電制御を行う。
【００２９】
また、図１には記載していないが、二次電池Ｅ２の温度検出機能や異常検出機能が一般的には設けられており、充電制御回路部１１は温度が所定温度を上回った場合や異常が発生した場合にスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を停止する等の処理を行う。
【００３０】
また、本実施形態の充電制御回路部１１の電源電圧は定電圧（例えば５Ｖ）であるため、定電圧回路部７を用いて第２の制御電力の電圧Ｖ２（以降、制御電圧Ｖ２と称す）を５Ｖに変換して充電制御回路部１１に印加することで充電制御回路部１１を駆動している。定電圧回路部７は、三端子レギュレータ７１で構成されている。三端子レギュレータ７１は入力端子が平滑コンデンサＣ４の正極に接続されており、制御電圧Ｖ２が三端子レギュレータ７１の動作の下限電圧Ｖｍｉｎ以上であれば５Ｖを生成する。三端子レギュレータ７１の出力端子は、平滑コンデンサＣ５の正極および充電制御回路部１１の電源端子に接続されており、生成した５Ｖを平滑して充電制御回路部１１に印加している。充電制御回路部１１は、三端子レギュレータ７１から５Ｖが出力されると駆動する。すなわち、制御電圧Ｖ２が下限電圧Ｖｍｉｎ以上である場合、充電制御回路部１１は駆動する。
【００３１】
また、充電制御回路部１１が決定したスイッチング素子Ｑ１のオン期間の目標値は、信号伝達部１２を用いてスイッチング制御回路部４に伝達される。信号伝達部１２は、フォトカプラＰＣ１と抵抗Ｒ２とで備えており、フォトカプラＰＣ１を用いることによって一次側と二次側とを絶縁している。充電制御回路部１１の制御端子Ｐ１１１と制御電源Ｖｃｃとの間に抵抗Ｒ２とフォトカプラＰＣ１のダイオードＤ８とからなる直列回路が接続されている。なお、本実施形態では、三端子レギュレータ７１が制御電源Ｖｃｃを兼用している。
【００３２】
そして、充電制御回路部１１はスイッチング素子Ｑ１のオン期間の目標値に応じて制御端子Ｐ１１１の出力レベルを変動させる。それによって、制御電源ＶｃｃからフォトカプラＰＣ１のダイオードＤ８に流れる電流も変動する。例えば、オン期間の目標値を増加する場合、制御端子Ｐ１１１の出力レベルを増加することでダイオードＤ８に流れる電流が減少し、フォトカプラＰＣ１のトランジスタＴｒ１のベース電流も減少する。また、オン期間の目標値を減少する場合、制御端子Ｐ１１１の出力レベルを減少することでダイオードＤ８に流れる電流が増加し、トランジスタＴｒ１のベース電流も増加する。
【００３３】
スイッチング制御回路部４は電源制御ＩＣなどによって構成されており、第１の電流出力端子Ｐ４１がフォトカプラＰＣ１のトランジスタＴｒ１のコレクタに接続されている。そして、スイッチング制御回路部４は、第１の電流出力端子Ｐ４１が出力する電流Ｉ２を検出することで充電制御回路部１１からオン期間の目標値を取得する。そして、取得したオン期間の目標値に基づいてスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。
【００３４】
すなわち、スイッチング素子Ｑ１のオン期間の目標値を増加するために、充電制御回路部１１が制御端子Ｐ１１１の出力レベルを増加した場合、トランジスタＴｒ１のベース電流が減少し、スイッチング制御回路部４の第１の電流出力端子Ｐ４１が出力する電流Ｉ２が減少する。また、スイッチング素子Ｑ１のオン期間の目標値を減少するために、充電制御回路部１１が制御端子Ｐ１１１の出力レベルを減少した場合、スイッチング制御回路部４の第１の電流出力端子Ｐ４１が出力する電流Ｉ２が増加する。そして、スイッチング制御回路部４は、電流Ｉ２の大きさが示すオン期間となるように、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。すなわち、本実施形態の充電器は、充電制御回路部１１を用いて二次電池Ｅ２に供給する充電電力のフィードバック制御を行っている。
【００３５】
また、スイッチング制御回路部４は、第１の制御電力を動作電源としており、第１の制御電力の電圧がスイッチング制御回路部４の動作可能電圧の範囲内である場合、スイッチング制御回路部４が駆動して、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。
【００３６】
なお、本実施形態の充電器は、電源接続部１が商用電源Ｅ１に接続された起動時において、所定期間の間スイッチング素子Ｑ１をスイッチングするスイッチ部（図示なし）を備えている。このスイッチ部が所定期間の間スイッチング素子Ｑ１をスイッチングすることで、第１の制御電力の電圧がスイッチング制御回路部４の動作可能電圧の範囲内となってスイッチング制御回路部４が始動する。そして、スイッチング制御回路部４の始動後は、スイッチ部が停止し、スイッチング制御回路部４がスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を行う。
【００３７】
また、本実施形態の充電器は、三端子レギュレータ７１に印加される制御電圧Ｖ２に応じて、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを間欠制御させる間欠制御部６を備えている。
【００３８】
間欠制御部６は、信号生成部６１と抵抗Ｒ３〜Ｒ５とトランジスタＴｒ２とで構成されている。信号生成部６１は、スイッチング制御回路部４によるスイッチング素子Ｑ１のスイッチングを開始・停止とを繰り返す間欠制御させる制御信号Ｓ１を生成する。この制御信号Ｓ１は、信号伝達部１２のフォトカプラＰＣ２を用いてスイッチング制御回路部４に伝達される。
【００３９】
抵抗Ｒ３，Ｒ４からなる直列回路は平滑コンデンサＣ４と並列に接続され、制御電圧Ｖ２を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧した制御電圧Ｖ３が信号生成部６１に印加される。また、抵抗Ｒ５の一端は、ダイオードＤ７のカソードに接続され、他端は信号生成部６１の出力端子およびトランジスタＴｒ２のベースに接続されている。トランジスタＴｒ２のコレクタは、フォトカプラＰＣ２のダイオードＤ９のカソードに接続され、ダイオードＤ９のアノードは抵抗Ｒ６を介して制御電源Ｖｃｃに接続されている。また、フォトカプラＰＣ２のトランジスタＴｒ３のコレクタはスイッチング制御回路部４の第２の電流出力端子Ｐ４２に接続されている。スイッチング制御回路部４は、第２の電流出力端子Ｐ４２が出力する電流Ｉ３が所定値以上である場合、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を停止し、電流Ｉ３が所定値未満である場合、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を開始する。
【００４０】
信号生成部６１は、制御電圧Ｖ３が所定の閾値電圧（例えば４．２Ｖ）以上である場合はＨｉＺ出力となり、制御電圧Ｖ３が４．２Ｖ未満である場合はＶＳＳ出力となる。ここで、ＶＳＳ出力とは、出力端子がグランド端子と同電位になることを示し、ＨｉＺ出力とは電気的にオープン（ハイインピーダンス）となることを示している。
【００４１】
すなわち、制御電圧Ｖ３が４．２Ｖ以上である場合、信号生成部６１の出力はＨｉＺ出力となり、トランジスタＴｒ２にベース電流が流れてトランジスタＴｒ２がオンし、ダイオードＤ９に電流が流れてトランジスタＴｒ３がオンする。それによって、スイッチング制御回路部４の第２の電流出力端子Ｐ４２が出力する電流Ｉ３が所定値以上となるので、スイッチング制御回路部４はスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を停止する。また、制御電圧Ｖ３が４．２Ｖ未満である場合、信号生成部６１の出力はＶＳＳ出力となり、トランジスタＴｒ２にベース電流が流れないのでトランジスタＴｒ２がオフし、トランジスタＴｒ３もオフする。それによって、スイッチング制御回路部４の第２の電流出力端子Ｐ４２が出力する電流Ｉ３が所定値未満となり、スイッチング制御回路部４はスイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を開始する。
【００４２】
なお、スイッチング制御回路部４と間欠制御部６と充電制御回路部１１とで本願発明の制御部を構成している。
【００４３】
また、本実施形態の充電器は、表示部１３を備えており、二次電池Ｅ２の充電中に点灯する。表示部１３は、発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ１０と抵抗Ｒ７とで構成されており、発光ダイオードＤ１０のアノードは平滑コンデンサＣ５の正極に接続され、カソードは抵抗Ｒ７を介して充電制御回路部１１の第２の制御端子Ｐ１１２に接続されている。
【００４４】
充電制御回路部１１は、電池接続部１０に二次電池Ｅ２が接続されているか否かを検出する接続検出部としての機能および、二次電池Ｅ２の充電が完了したか否かを検出する充電完了検出部としての機能を有している。充電制御回路部１１は、電流検出部８，電圧検出部９の検出結果から、二次電池Ｅ２の装着有無および、二次電池Ｅ２が充電完了か否かを判断する。そして、充電制御回路部１１は、判断結果に応じて第２の制御端子Ｐ１１２から出力する充電信号Ｓ２のレベルをＨｉまたはＬｏに切り替える。充電制御回路部１１は、二次電池Ｅ２が装着されていない場合または、二次電池Ｅ２の充電が完了した場合、充電信号Ｓ２のレベルをＨｉにすることによって、発光ダイオードＤ１０を消灯させる。また、充電制御回路部１１は、二次電池Ｅ２の充電中は充電信号Ｓ２のレベルをＬｏにすることで、発光ダイオードＤ１０を点灯させる。ユーザーは、発光ダイオードＤ１０の点灯状態を確認することで、充電器が充電動作を行っているか否かを確認することができる。
【００４５】
また、本実施形態の充電器は、信号遮断部１４（遮断部）を備えており、二次電池Ｅ２の充電中は、信号生成部６１が出力する制御信号Ｓ１を遮断する。信号遮断部１４は、抵抗Ｒ８〜Ｒ１１とトランジスタＴｒ４，Ｔｒ５とで構成されている。抵抗Ｒ８，Ｒ９からなる直列回路は、平滑コンデンサＣ５の正極と充電制御回路部１１の第２の制御端子Ｐ１１２との間に接続されている。また、トランジスタＴｒ４は、ＰＮＰトランジスタで構成されており、エミッタが平滑コンデンサＣ５の正極に接続され、ベースが抵抗Ｒ８，Ｒ９の接続点に接続され、コレクタが抵抗Ｒ１０，Ｒ１１を介してグランドに接続されている。また、トランジスタＴｒ５は、ＮＰＮトランジスタで構成されており、コレクタが信号生成部６１の出力端子に接続され、ベースが抵抗Ｒ１０，Ｒ１１の接続点に接続され、エミッタがグランドに接続されている。充電制御回路部１１が出力する充電信号Ｓ２のレベルがＨｉである場合、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５がオフし、充電信号Ｓ２のレベルがＬｏである場合、トランジスタＴｒ４，Ｔｒ５がオンする。
【００４６】
上述したように、充電制御回路部１１は、充電信号Ｓ２のレベルを、充電動作を行っている場合はＬｏにし、充電動作を行っていない場合はＨｉにする。したがって、二次電池Ｅ２が充電中である場合、トランジスタＴｒ５がオンして、信号生成部６１の出力端子（トランジスタＴｒ２のベース）がグランドに短絡されるので、信号生成部６１の出力に関わらずトランジスタＴｒ２がオフする。それによって、制御電圧Ｖ３が４．２Ｖ以上となっても、制御信号Ｓ１は遮断され、スイッチング制御回路部４は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を継続し続ける。
【００４７】
すなわち、信号遮断部１４は、二次電池Ｅ２が充電中である場合、信号生成部６１がスイッチング制御回路部４に伝達する制御信号Ｓ１を遮断する。それによって、二次電池Ｅ２が充電中である場合、スイッチング制御回路部４は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング制御を停止せず継続することができる。なお、スイッチング制御回路部４がスイッチング素子Ｑ１のスイッチングを継続した場合、制御電圧Ｖ２は所定の電圧（例えば、１３Ｖ）まで上昇した後、１３Ｖで一定となる。
【００４８】
また、本実施形態では、三端子レギュレータ７１の動作可能電圧の範囲内である下限電圧Ｖｍｉｎ以上かつ１３Ｖ未満の所定の設定電圧Ｖ２ｓを決定する。そして、制御電圧Ｖ２がこの設定電圧Ｖ２ｓとなった場合における制御電圧Ｖ３が４．２Ｖ（閾値電圧）となるように、抵抗Ｒ３，Ｒ４の抵抗比を決定する。
【００４９】
次に、本実施形態の充電器の動作について図２（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。図２（ａ）は、信号生成部６１が出力する制御信号Ｓ１を示しており、Ｈｉレベル期間は信号生成部６１の出力がＨｉＺ出力であることを示し、Ｌｏレベル期間はＶＳＳ出力であることを示す。図２（ｂ）は、スイッチング制御回路部４がスイッチング素子Ｑ１に出力するスイッチング制御信号Ｓ３を示しており、Ｈｉレベル期間はスイッチング素子Ｑ１のスイッチングを継続していることを示し、Ｌｏレベル期間はスイッチングを停止していることを示す。図２（ｃ）は、三端子レギュレータ７１に印加される制御電圧Ｖ２を示し、図２（ｄ）は、三端子レギュレータ７１が出力する制御電圧Ｖ４を示す。図２（ｅ）は、トランジスタＴｒ５のオン・オフ状態を示しており、Ｈｉレベル期間はトランジスタＴｒ５がオン状態であることを示し、Ｌｏレベル期間はトランジスタＴｒ５がオフ状態であることを示す。また、期間Ｋ１は、二次電池Ｅ２が接続されていない待機期間であり、期間Ｋ２は、二次電池Ｅ２が接続され充電動作を行っている充電期間である。
【００５０】
電源接続部１が商用電源Ｅ１に接続されて起動すると、スイッチ部が所定期間の間スイッチング素子Ｑ１をスイッチングすることでスイッチング制御回路部４を始動させる。
【００５１】
スイッチング制御回路部４は、始動すると第２の電流出力端子Ｐ４２が出力する電流Ｉ３の大きさを確認する。起動直後は、制御電圧Ｖ２が設定電圧Ｖ２ｓに到達していないため、電流Ｉ３は所定値以下となり、スイッチング制御回路部４は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを継続する。それによって、制御電圧Ｖ２が上昇し、下限電圧Ｖｍｉｎを上回ると、三端子レギュレータ７１から５Ｖが充電制御回路部１１に出力され、充電制御回路部１１が始動する。
【００５２】
まず、二次電池Ｅ２が接続されていない待機時について説明する。図２の期間Ｋ１に示すように、スイッチング制御回路部４がスイッチングを継続することによって、制御電圧Ｖ２がさらに上昇して設定電圧Ｖ２ｓに到達すると、制御電圧Ｖ３が４．２Ｖ以上となる。それによって、信号生成部６１の出力がＨｉＺ出力となり、スイッチング制御回路部４は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを停止する。スイッチング制御回路部４がスイッチング素子Ｑ１のスイッチングを停止することによって、制御電圧Ｖ２が低減する。そして、制御電圧Ｖ２が設定電圧Ｖ２ｓを下回って制御電圧Ｖ３が４．２Ｖ未満となると、信号生成部６１の出力がＶＳＳ出力となり、スイッチング制御回路部４は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを再開する。
【００５３】
すなわち、本実施形態では、二次電池Ｅ２が接続されていない場合、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングの開始と停止とを低周波で繰り返す間欠制御を行う。それによって、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを継続している場合に比べて、消費電力を削減することができる。また、設定電圧Ｖ２ｓは下限電圧Ｖｍｉｎ以上であるので、三端子レギュレータ７１から５Ｖが出力され続ける。したがって、充電制御回路部１１の駆動を確保し、二次電池Ｅ２の接続を検出可能な状態を維持することができる。
【００５４】
なお、上記間欠制御を行っている場合における、第２の二次巻線ｎ２２によって生成される第１の制御電力の電圧は、スイッチング制御回路部４の動作可能電圧の範囲内であり、スイッチング制御回路部４は駆動しているものとする。
【００５５】
なお、本実施形態では、４．２Ｖを制御電圧Ｖ３の閾値として、スイッチングの開始・停止を決定しているが、図２（ｃ）に示すように、閾値にヒステリシスを設定してもよい。例えば、制御電圧Ｖ３が４．２Ｖ未満でスイッチングを開始し、４．５Ｖ以上でスイッチングを停止するよう設定する。それによって、スイッチングの開始と停止とがより低周波で繰り返されることとなり、間欠制御を安定させることができる。
【００５６】
次に、二次電池Ｅ２が接続された場合について説明する。
【００５７】
図２の期間Ｋ２に示すように、充電制御回路部１１が二次電池Ｅ２が接続されていると判断した場合、充電信号Ｓ２のレベルをＨｉからＬｏに切り替える。それによって、発光ダイオードＤ１０が点灯すると共に、トランジスタＴｒ５がオン状態となり、制御信号Ｓ１を遮断する。そして、スイッチング制御回路部４は、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングを継続し、充電制御回路部１１が決定したオン期間となるように、スイッチング制御を行う。それによって、必要な充電電力が生成されて、二次電池Ｅ２に供給されることで、二次電池Ｅ２の充電が行われる。なお、このときスイッチング素子Ｑ１のスイッチングが継続して行われるので、制御電圧Ｖ２は１３Ｖで一定となる。
【００５８】
そして、二次電池Ｅ２の充電が完了した場合、充電制御回路部１１は充電信号Ｓ２のレベルをＨｉにすることで、発光ダイオードＤ１０が消灯すると共に、トランジスタＴｒ５がオフ状態となり、制御信号Ｓ１の遮断が解除される。それによって、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングの間欠制御が行われる。したがって、二次電池Ｅ２の充電完了後の消費電力も削減することができる。
【００５９】
さらに、本実施形態では、スイッチング制御回路部４の動作電源である第１の制御電力，充電制御回路部１１の動作電源である第２の制御電力および、二次電池Ｅ２に供給する充電電力を単一の電源回路（トランスＴ１）で生成している。そのため、従来のように、複数の電源回路（トランス）を備える必要がないので、材料費を削減することができる。すなわち、本実施形態では、単一の電源回路で二次電池が装着されていない待機時の消費電力を削減することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、表示部１３（発光ダイオードＤ１０）の点灯制御を行う信号と、信号遮断部１４（トランジスタＴｒ５）の動作を制御する信号とを充電信号Ｓ２で行っている。そのため、表示部１３の点灯制御を行う信号と、信号遮断部１４の動作を制御する信号とを別に構成する場合に比べて、信号を出力する制御端子の数を削減し、簡易な構成とすることができる。
【００６１】
また、本実施形態の充電器は、上述したように二次電池Ｅ２の接続有無に応じて、２つのフィードバック制御を行っている。第１のフィードバック制御は、二次電池Ｅ２が接続されている場合に、スイッチング素子Ｑ１のオン期間が目標値と一致するようにスイッチング制御を行うフィードバック制御。第２のフィードバック制御は、制御電圧Ｖ２が設定電圧Ｖ２ｓとなるように、スイッチング素子Ｑ１のスイッチングの間欠制御を行うフィードバック制御。この第２のフィードバック制御の経路は、信号生成部６１とトランジスタＴｒ２とフォトカプラＰＣ２とスイッチング制御回路部４で形成されている。そして、本実施形態では、二次電池Ｅ２が接続されて充電動作を行っている場合、第２のフィードバック経路を遮断している。具体的には、トランジスタＴｒ５をオンすることで、制御信号Ｓ１を遮断している。それによって、充電中におけるスイッチング素子Ｑ１のスイッチングの間欠制御を確実に停止することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  電源接続部
２  整流回路部
３  電源回路部
４  スイッチング制御回路部
５  スイッチング手段
６  間欠制御部
７  定電圧回路部
８  電流検出部
９  電圧検出部
１０  電池接続部
１１  充電制御回路部
１２  信号伝達部
１３  表示部
１４  信号遮断部
Ｑ１  スイッチング素子
Ｅ２  二次電池
【図１】
0005891370.tif 000002
【図２】
0005891370.tif 000003