(57)【要約】【課題】携帯用電子機器に適した形状を有するチップを選択することにおいて、製造会社及び機能が相異なる様々な携帯用電子機器に使用可能なユニバーサル電源装置を提供する。【解決手段】内部に携帯用電子機器に適した電圧を選択することができる機械的なキー４１１の情報を有し、チップ４００及びキー４１１と結合され、キーの機械的な情報を電気的な情報に変換させることができる装置のキーウェイ３２１及びキーウェイ３２１のｏｎ／ｏｆｆ情報を出力に変換させることができる出力変換部２００とから構成されることを特徴とする。【選択図】図３
2009531014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧選択のためのキー４１１と、チップ入力端４１０と、チップ出力端４３０とを含む脱着可能なチップ４００；
キー４１１との機械的連結の状態を設定するキーウェイ３２１と、前記キー−キーウェイの機械的連結の状態に応じて設定電圧の分配値を転換させて出力する出力選択部２００とを含むメインユニット１００；
からなることを特徴とするユニバーサル電源供給装置。
【請求項２】
前記キーウェイは短絡または接合を表示するボタンの形態で形成され、前記キーウェイに対応するキーは前記キーウェイと接触されて＋（プラス）極接合のボタンを押し、或いは−（マイナス）極接合のボタンを押し、或いはいずれのボタンも押さないように凹凸部または平面の組合せで形成されることを特徴とする請求項１に記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項３】
前記キーウェイは＋極接合または−極接合のための２段階の押される程度を有するボタンの形態で製作され、前記キーウェイに対応するキーは前記キーウェイと接触されて前記２段階のいずれかの押される程度で前記キーウェイを押し、或いは前記キーウェイを押さないように３段階の深さを有する凹凸部または平面の組合せで形成されることを特徴とする請求項１に記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項４】
前記チップ４００は必要な選択電圧によって交換して取り付けられるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項５】
前記チップ４００にはチップの選択を表示する選択情報表示部４４０がさらに含まれることを特徴とする請求項３に記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項６】
前記選択情報表示部４４０は、電子機器のＤＣ入力端に適した形態及び電圧を示す数字情報表示部４４１と、色相で表示する色相情報表示部４４２とからなることを特徴とする請求項５に記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項７】
キー及びキーウェイの組合せによって選択される第１電圧が１５〜１６Ｖで、第２電圧が１８〜２０Ｖであり、使用電力は６０〜９０Ｗの範囲であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項８】
キー及びキーウェイの組合せの変換によって選択される第１電圧条件が４〜５Ｖで、第２電圧条件が９〜１０Ｖで、第３電圧条件が１２〜１５Ｖであり、使用電力は５〜２４Ｗの範囲であることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項９】
メインユニット１００への入力電源としてＤＣ電源を用いることにより、ＤＣ／ＤＣアダプターとして作動することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項１０】
メインユニット１００の入力端にバッテリー１０２とバッテリー制御回路部１０３とを連結して外装型バッテリーパックとして作動することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項１１】
メインユニットへの入力電源としてＡＣ電源を用いることにより、ＡＣ／ＤＣアダプターとして作動することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のユニバーサル電源供給装置。
【請求項１２】
電圧変換部１２０は、ＳＭＰＳ回路の構成要素であるＰＷＭコントロールＩＣ１２１、スイッチングデバイスであるＦＥＴ（Q）、ダイオード（D）、インダクターまたはトランスフォーマー（L）、及び入力側及び出力側の電圧を平滑化するためのコンデンサー（Cin、Cout）を含むことを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載のユニバーサル電源供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置の提供に関するものであって、より詳しくは、携帯用電子機器に適した形状を有するチップを選択することにおいて、製造会社及び機能が相異なる様々な携帯用電子機器に使用可能なユニバーサル電源装置を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯用ＤＶＤ、カムコーダー、デジタルカメラ、携帯電話などの携帯用電子機器は、移動中の使用のために内部にバッテリーが内蔵されており、バッテリーの充電及び機器の使用のためには適切な形状を有するコネクターを介して適切な電圧を有するＤＣ電源の供給が必要である。しかし、このような携帯用電子機器は機器の種類だけでなく製造会社によって電圧が異なり、なお種々の製品によってＤＣ電源の供給を受ける入力部の形状も異なっている。従って、様々な種類の携帯用電子機器を有する使用者は、一般にアダプターと呼ばれる電源供給装置をいくつか携帯しなければならない煩わしさがあり、製品に応じて複数個のアダプターを購入する必要があるため、経済的損失を被る。
【０００３】
このような点を克服するための試みとしてユニバーサル電源供給装置が提供されている。ユニバーサル電源供給装置とは１つのメインユニットで様々な種類の携帯用電子機器に適用可能な電源供給装置ということである。
【０００４】
このようなユニバーサル電源装置には、第一に、使用機器の電源入力端の形状に応じて異なって適用される分離可能なチップまたはケーブルなどの提供が必要とされ、第二に、使用しようとする電子機器に適した電圧を設定することができる方法の提供が必要とされている。
【０００５】
従来一般に使用されているユニバーサル電源装置としては、使用機器の電圧をディップスイッチ（Dip switch）、ロータリースイッチ（Rotary switch）、またはＵＳＰ５，３４７，２１１号に開示されたような特別な形状を有する抵抗体を用いてメインユニットにおいて電圧を設定し、メインユニットと分離でき、使用する電子機器の電源入力の形状に合うチップまたはケーブルを提供する方式があった。しかし、このような方式によれば、使用者は先ず携帯用電子機器に使用可能なチップまたはケーブルを探し、さらに好適な電圧をメインユニットにおいて設定するという二段階の作業を行うため、電子的な知識が不足な消費者にとっては使用が難しいという短所があった。
【０００６】
従って、このような点を克服するために、全体回路のうちチップまたはケーブルに電圧変更ができる特別なユニットを提供する方法がＵＳＰ５，５１０，６９１号、ＵＳＰ６，６０４，１７７号、ＵＳＰ６，０９１，６１１号などに提示された。この時に使用される特別なユニットは抵抗、コンデンサー、ダイオードなどのような電子素子を必ず１つ以上含むが、これは通常付き回路と言われている。しかし、このような電子素子をチップに設置する場合は製造及び検査が難しく、チップの費用が上昇し、何よりもチップの小型化が難しいという短所がある。
【０００７】
【特許文献１】米国特許５，３４７，２１１号
【特許文献２】米国特許５，５１０，６９１号
【特許文献３】米国特許６，６０４，１７７号
【特許文献４】米国特許６，０９１，６１１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ユニバーサル電源装置において、携帯用電子機器に適したチップの情報をもっている機構的なキー４１１を有するチップ４００と、キー４１１の状態を電気的な信号に変換させることができるキーウェイ３２１を有するケーブル３００とを提供して、使用者は適切なチップの選択のみでも製造会社及び使用電圧の相異なる様々な携帯用電子機器に適用することができるユニバーサル電源装置を提供することである。
【０００９】
本発明におけるチップ４００は、内部に電気的な素子から構成された付き回路無しで機構的な凹凸を有するキー４１１により、チップの必要とする情報をメインユニットに設けられたキーウェイ３２１に伝達されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明におけるメインユニット１００は、一般的な電源供給装置に使用されるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）方式によるＳＭＰＳ（Switching Mode Power Supply）回路に、チップに含まれたキー４１１の情報をキーウェイ３２１で受け取って所望の電圧を選択可能にする出力選択部２００を含むことを特徴とする。
【００１１】
従って、本発明におけるキー４１１が含まれたチップ４００は、チップの内部に電源を供給することのできる＋、−のほかに如何なる電気的な装置を有していないため、メインユニットと分離された別途の部品が挿入された付き回路を有する従来のチップに比べて、チップの小型化ができ、製造及び検査方法が容易であり、低廉になるという長所がある。
【００１２】
本発明における電源供給装置は、自動車、飛行機などのようなＤＣ電源で入力を受けると、１つのメインユニットにて適切なチップ４００の選択によって相異なる入力端形状を有する携帯用電子機器に使用されるユニバーサルＤＣ／ＤＣアダプターとして提供され、ＡＣ電源で入力を受けると、ユニバーサルＡＣ／ＤＣアダプターとして提供され、内部にバッテリーを内蔵してバッテリーからのＤＣ電源で入力を受けると、ユニバーサル外装型バッテリーパックとして提供されることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明におけるユニバーサル電源装置は、電圧選択に必要なキー４１１を含むチップ４００と、チップにある機構的なキー４１１の情報を電気的な情報に変えて出力選択部２００に送ることができるキーウェイ３２１を含むメインユニット１００とから構成され、チップ４００とメインユニット１００は分離可能であることを特徴とする。
【００１４】
本発明におけるチップ４００は、従来の方法である抵抗、ダイオード、コンデンサーなどのような電子素子を挿入する方式とは異なって、機構的な凹凸のみでメインユニット１００の出力選択部が必要とする電圧を選択できるようになっていることを特徴とし、本発明のメインユニット１００はチップに含まれたキー４１１の機構的な情報を受け取って電気的な信号に取り替えるキーウェイ３２１を含むことを特徴とする。本発明の目的を満たすキーウェイ３２１に使用可能な装置としては小型ｏｎ／ｏｆｆスイッチが挙げられる。このスイッチはキー４１１に凹凸があれば“ｏｎ”、凹凸が無ければ“ｏｆｆ”となり、図３と２つのキーとを有している時、４つの相異なる状態を伝達することができるようになる。
【００１５】
本発明におけるメインユニット１００は、昇圧型(Boost)、降圧型(Buck)、フライバック(Fly-Back)型など一般的なＰＷＭ方式によって制御されるＳＭＰＳ型電源変換回路に、本発明におけるチップ４００に含まれたキー４１１の状態をキーウェイ３２１で受け入れて適切な電圧を提供することができる出力選択部２００をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明における出力選択部２００は、ＰＷＭコントロールＩＣのフィードバック(Feed Back)端で設定電圧の分配値を変更する、１つ以上の抵抗が含まれた抵抗アレイで構成される。
【００１７】
本発明におけるケーブルユニット３００は、チップとメインユニットとを連結し、一般的なケーブルにある＋線、−線のほかに、チップに含まれたキー４１１との機械的な連結として短絡、＋極接合、−極接合の３つの状態のいずれかが設定されるキーウェイ３２１と、前記キー４１１−キーウェイ３２１の連結の状態をメインユニットの出力選択部２００に提供する信号線を含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明におけるキーウェイ３２１は、機構的な構造物からなるキー４１１の情報を電気的な装置に変換させる装置を言い、望ましい実施例としてはチップ４００と連結される所に小さく設けられる小型ｏｎ／ｏｆｆスイッチが挙げられる。
【００１９】
このような構成を有する本発明におけるユニバーサル電源装置は、メインユニットの入力端１１０に自動車、飛行機などにおけるＤＣ電源に合うケーブルを設置し、昇圧型または降圧型ＰＷＭ回路を設計すると、ユニバーサルＤＣ／ＤＣアダプターとして提供され、ＡＣ電源の入力を受けるＡＣコネクター設置し、フライバック(Fly-Back)回路を設計すると、ユニバーサルＡＣ／ＤＣアダプターとして提供され、内部にバッテリー及びそれを制御し得る回路を設置し、バッテリーＤＣ電源の入力を受けて電圧昇圧型または降圧型PWM回路を設計すると、アダプター無しに携帯用電子機器を使用できるユニバーサル外装型バッテリーパックとして提供されることができる。
【００２０】
本発明のユニバーサル電源供給装置は、抵抗、ダイオード及びコンデンサーなどの電子素子をメインユニットに集中設置することにより、製造者は従来の付き回路を有するユニバーサル電源供給装置に比べて小型のチップを提供することができ、製造工程を単純化させ、製品の値段が安価であるという長所があり、さらに使用者はチップを取り替える単純な作業のみでも相異なる使用電圧を有する様々な製品に適用される電源供給装置を確保することができるという長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付した図面を参照して記述される望ましい実施例を通じて、当業者にとって本発明が容易にわかるように、また再現できるように詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施例に係る２つのキー４１１を有するチップ４００を使用した昇圧型ＤＣ／ＤＣ変換装置を示す図である。ここで、キー４１１の数とは＋線と−線を除いた電圧選択用構造物の数のことを言うものと定義する。
【００２３】
図１のメインユニット１００は一般的なＰＷＭ(Pulse Width Modulation)を用いるＳＭＰＳ(Switching Mode Power Supply)回路に、チップ４００に含まれたキー４１１及びキーウェイ３２１の連結状態による情報を解析して相異なる出力を創出できる出力選択部２００をさらに含む。従って、メインユニット１００はＰＷＭを用いるＳＭＰＳの構成であるＤＣ電源の印加を受けるための電源入力端１１０と、設定電圧と現在の状態とを比較してＦＥＴ（Ｑ）のゲート端にパルス幅を変化させる出力を送り出すＰＷＭコントロールＩＣ１２１(PMW Controller IC)が含まれた一般的なＳＭＰＳ回路で構成される電圧変換部１２０と、電源出力端１３０で構成された回路に、本発明におけるチップ４００に含まれたキー４１１及びキーウェイ３２１の連結状態による情報でＰＷＭコントロールＩＣのフィードバック端に入る設定電圧を変更する回路を含む出力選択部２００とを含む。
【００２４】
電源入力端１１０は電源からの直流電源の印加を受ける端であって、ここでの直流電源としては自動車、飛行機、またはバッテリーのような如何なる直流電源も限られない。従って、本発明の入力端に連結される入力端の形態としては、自動車用シガージャック、エアージャック（Air Jack）など一定の形状を有するケーブル、家庭用ＡＣ電源端、または内部に、バッテリーなどの直接的なＤＣ電源ではないが付加された回路によって得られたＤＣ電源が設定されたＰＣＢパターンなどが適用できる。このように本発明には多様な形態と形状の電源が適用できる。
【００２５】
電圧変換部１２０は、設定電圧をＩＣ外部にある抵抗値の分配によって内部の基準電圧と現在の状態とを比較してＦＥＴ（Ｑ）のゲート端にパルス幅を変化させる出力を送り出すフィードバック（Feed Back）端及びアウト端を有するＰＷＭコントロールＩＣ１２１(PWM Controller IC)を含む一般的なＳＭＰＳ回路であって、昇圧型（Boost）、降圧型（Buck）、フライバック（Fly-Back）型回路がある。本回路に使用可能なＰＷＭコントロールＩＣとしてはＭａｘ６６８、ＴＬ４９４、ＵＣＣ３８４３、ＵＣＣ３８Ｈ４３など多様な種類のＰＷＭコントロールＩＣなどがある。
【００２６】
本発明の電圧変換部１２０は、ＳＭＰＳ回路の構成要素であるＰＷＭコントロールＩＣ１２１、スイッチングデバイスであるＦＥＴ（Ｑ）、ダイオード（Ｄ）、インダクターまたはトランスフォーマー（Ｌ）、及び入力側及び出力の電圧を平滑化するためのコンデンサー（Cin、Cout）は必須構成要素として含んでいるが、使用される入力の種類と出力する電圧の状態とに応じて相異なる方法で連結して昇圧型、降圧型またはフライバック型回路を作製することができる。また、本発明における電圧変換部１２０には、基本回路として過電圧過電流遮断、入出力の分離などの安定性確保用の回路が含まれており、これに電子波除去用の回路、動作状態表示用の付加回路がさらに使用できるようになっている。
【００２７】
出力選択部２００は、チップ４００に含まれたキーウェイ３２１  Ｓ１〜Ｓｎの状態に応じてＰＷＭコントロールＩＣ１２１のフィードバック端で設定電圧の分配値を変化させることができる抵抗アレイＲ１〜Ｒｎで構成される。出力可能な電圧の種類はキーウェイ３２１の使用個数、及び出力選択部２００に含まれた抵抗アレイの個数で決定される。
【００２８】
ケーブルユニット３００は本発明におけるメインユニット１００とチップ４００とを連結する役割をし、メインユニット１００に連結されるケーブル入力端３１０と、チップ４００に連結されるケーブル出力端３２０と、入出力端を連結する内部ケーブル、及び内部ケーブルを包む外装とで構成される。ケーブル入力端３１０はメインユニット１００の出力端に連結される。
【００２９】
本発明における入力部の連結は適用する製品の種類に応じてメインユニットにつけて一体で構成するか、またはコネクターを用いて互いに分離可能にするなど、その様態に限られない。
【００３０】
本発明のキーウェイ３２１は、本発明におけるキー４１１の構造情報を電気的な情報に変える装置であって、メインユニットの出力部３２０に設置されたｏｎ／ｏｆｆスイッチを設置した後、チップ４００と結合時にチップにあるキー４１１の凹凸によってｏｎまたはｏｆｆをメインユニットに伝達することを特徴とし、形状及び設置場所は制限していない。
【００３１】
チップ出力端４３０は携帯用電子機器５００の電源入力端５１０に合わせた形態と極性を有するように作製される。
【００３２】
選択情報表示部４４０はチップに設定された状態を使用者に知らせる機能を有し、チップの外部に数字を表示した数字情報と、チップの先端或いはボディに表示した色相情報、及びさらに提供される使用者マニュアルとで構成されている。数字情報はチップ出力端４３０の形状及び設定電圧によって相異なる数字または記号を表示したものであり、色相情報はチップに設定される電圧によって相異なる色相を表示したものである。このような選択情報表示部４４０は、先ず製造者が携帯用電子機器に適した電圧とコネクターの形態を有するチップを製造してチップの外部に数字情報及び色相情報を表示した後、使用者マニュアルに携帯用電子機器のモデル名及び使用方法を提示するようになる。
【００３３】
使用者は自分の携帯用電子機器に使用可能なチップ４００を使用者マニュアルから探してケーブル出力端３２０に連結した後に使用するので、電子的な知識に詳しくなく者でも便利に利用することができる。
【００３４】
しかし、このような数字情報のみで使用可能な全体携帯用設備を使用者マニュアルに記載することはできない。よって、マニュアルに記載されていない携帯用電子機器を保有した使用者が自分のものに適切なチップの選択を可能にするものが色相情報である。使用者マニュアルにない携帯用電子機器を保有した使用者は、先ず電子機器のＤＣ入力部に物理的に適切なチップを探し、探したチップを使用した場合、生じる電圧が使用しようとする電子機器に合うかどうかを色相情報で判断した上で使用する。色相情報は黄色、赤色及び黒色などその定義に応じて任意に多様に選択することができる。
【００３５】
図２は本発明の一実施例に係る２つのキー４１１を有するチップ４００とケーブル３００との一側面からみた外観を示す図である。先ず、チップ４００の外観には選択情報表示部４４０が設置されている。選択情報表示部は数字情報表示部４４１と色相情報表示部４４２とに分けられるが、数字情報表示部４４１はチップのボディにあり、使用する電子機器のＤＣ入力端の形態及び電圧に応じて２０個以上の相異なる数字を表示できるように作製され、色相情報表示部４４２は、チップの先端に絶縁部があるものはチップの先端に、そうでないものはチップのボディにあるように構成される。
【００３６】
これからは下記にキー４１１及びキーウェイ３２１について詳しく説明する。
【００３７】
チップ４００には＋及び−連結部と実質的に電圧選択のために作用するキー４１１とが設けられている。図２に示されたように、キーウェイ３２１はケーブル出力端４１０の端部から突出して備えられたボタンの形態を取ることにより、押しによってｏｎ／ｏｆｆスイッチの役割が可能に作製することが望ましい。また、キー４１１の形態として、キーウェイ３２１がボタンの形態である場合、キーウェイ３２１と結合された時に特定ボタンを押すか或いは押さないようにただのチップ入力端４２１の端部面の凹凸として形成されることが望ましい。本実施例におけるキー４１１は凹凸の形状で、キーウェイ３２１は２つのボタン形状で形成される。この時、キーウェイ３２１をボタンの形態で備え、押される程度によって＋極と接合されるか或いは−極と接合されるのように作製し、さらにこれに対応してキー４１１の深さを設定する。一例として、キーウェイ３２１を製作する時、キーウェイ３２１が深く押された時＋極と接合／浅く押された時−極と接合するように作製し、これによってキー４１１は、＋極接合のためには（凹凸面無し）水平面に形成され、−極接合のためには凹部に形成され、その深さは前記キーウェイ３２１が押されなくて短絡状態になる時の凹部の深さよりは小さいが、前記キーウェイ３２１で−極と接合できるほどの深さを有するように作製する。または、キーウェイ３２１に＋極接合のためのボタン及び−極接合のためのボタンとをそれぞれ別個で備え、つまりボタン２つを備えるように作製する。この場合、キー４１１はそれぞれのボタンの位置によって、ボタンが押せる水平面またはボタンが押せないように凹んだ凹部とで形成されれば良い。勿論、１つのキー４１１に対して、＋極接合／−極接合／短絡の３つの状態の代わりに、それぞれのキーウェイ３２１に＋ラインまたは−ラインのみを連結して＋極接合／短絡または−極接合／短絡との２つの状態を示すように作製することもできる。
【００３８】
図２からの本実施例では、２つの−ラインとｏｎ／ｏｆｆの小型スイッチとをメインユニットの出力端３２０にキーウェイ３２１として設置している即ち、１つのキー４１１／キーウェイ３２１では−ラインと連結／短絡の２つの状態のみを示す。図３は図２に図示された、連結／短絡の状態を有するキーが２つ備えられたキー４１１／キーウェイ３２１の場合において、このようなキー４１１／キーウェイ３２１が有させる４つの形態をそれぞれ示した図である。また、それぞれの状態に対してキーウェイ３２１の電気的な解析も示されている。このように、−ラインと連結／短絡の２つの状態を有するキー４１１を２つ備える場合、４つの相異なる状態が形成される。キー４１１及びキーウェイ３２１の設計は、本発明の要旨を外れない範囲内で前記のような方法で＋ラインと連結／短絡の２つの状態を有するようにするか、または＋ラインと連結／−ラインと連結／短絡の３つの状態を有するように作製することができ、このようなキー４１１は１つ乃至多数個設置させても構わない。
【００３９】
もう一度図２をみれば、チップ４００はケーブルの出力端と連結されるチップ入力端４１０と、前記チップ入力端４１０の端部に備えられるキー４１１と、携帯用電子機器のＤＣ入力部に連結されるチップ出力端４３０、及び選択情報表示部４４０とで構成される。チップ入力端４１０は、＋、−を含んでいる２つの電源ピン及び設定する電圧の数によって決定されるキー４１１とを含んでおり、ケーブルの出力端３２０と着脱が便利なコネクターの形態を有する。図２における実施例から、キー４１１はキーウェイ３２１に短絡、接合の２つの状態を伝達することができる。従って、本実施例と同様に設計されたＮ個のキー４１１があれば、２Ｎ個の状態を有するチップが製作できる。
【００４０】
図２のようなキー４１１／キーウェイ３２１の使用による出力電圧の変化についてより詳しく説明する。先ず、ＰＷＭコントロールＩＣ１２１を用いる回路における出力電圧（Ｖout）はＰＷＭ ＩＣ内部のフィードバック端に構成されているエラー増幅器（Error Amplifier）の基準電圧（Reference Voltage）をＶerfとするとき、出力電圧ＶoutはＶref＊（Ｒa＋Ｒb）／Ｒb、つまりＶref＊（１＋Ｒa／Ｒb）（ここでの各記号は図１を基準とする）と定義される。従って、１つの選択端（Ｓ１）、つまり１つの抵抗（Ｒ１）を使用するキー４１１を１つ及びキーウェイ３２１を１つ使用する時に示される３つの状態の出力は、短絡状態の場合は式１、−極接合の場合は式２、＋極接合の場合は式３と決定される。
【００４１】
[式１]
2009531014.tif 000003
【００４２】
[式２]
2009531014.tif 000004
【００４３】
[式３]
2009531014.tif 000005
【００４４】
このように選択状態によって１つのチップに対して接合方法によって３つの電圧が得られるように選択が可能である。勿論、上述したように、＋ラインまたは−ラインのいずれか１つのみと接合させる場合には、２つの電圧が得られる。いずれのチップから特定な電圧を得るようにキー／キーウェイの選択状態を設定するために、ケーブル出力端３２０の端部にはキーウェイ３２１が備えられ、これに対応して前記ケーブル出力端３２０の端部に結合されるチップ入力端４１０の端部にはキー４１１が備えられる。
【００４５】
図３は図２から示されたキーウェイ３２１及びキー４１１の一実施例における４つのキー４１１／キーウェイ３２１の組合せを示す図である。キー４１１及びキーウェイ３２１の連結状態は前記したように、短絡、接合状態を示し、具体的には、短絡状態を具現するためには単純に連結されないようにすれば良い。選択端２つ（Ｓ１′、Ｓ２′）が備える場合、図示されたところ及び下記の表１からのように４つの相異なる組合せが生成できる。図３のように、キーウェイ３２１はキー４１１によって押されるかまたは押されないｏｎ／ｏｆｆスイッチで形成されているため、キー４１１の形態によってスイッチが押されると連結／押されないと短絡との状態となる。
【００４６】
【表１】
2009531014.tif 000006
【００４７】
以下、本発明の一実施例によってノートパソコンに電源を供給するユニバーサル電源供給装置を構成する場合についてさらに詳細に説明する。
【００４８】
一般的なノートパソコンは６乃至１２個のリチウムイオンバッテリーが内蔵され、１８乃至２０Ｖまたは１５乃至１６Ｖの電圧を使用し、電力は６０乃至９０Ｗの範囲であり、移動用ＤＶＤは４乃至８個のリチウムイオンバッテリーが使用され、１２乃至１３Ｖの電圧を使用する。これに適用する本発明の一実施例では、１つの選択端（Ｓ１〜Ｓ１′）及び出力選択部抵抗（Ｒ１）を使用する７２Ｗのユニバーサル電源供給装置を製作した。このユニバーサル電源供給装置は現在市販されているノートパソコン及び移動用ＤＶＤプレーヤー装置に８０％以上適用することができる。これのために、基準電圧が１．２５ＶであるＭａｘ６６８においては、Ｒａを４５Ｋオーム  Ｒｂを３．８Ｋオーム、Ｒ１を１５０Ｋオームを使用して、短絡状態では１５乃至１６Ｖの電圧を得、−接合状態では１８乃至２０Ｖの電圧を、＋接合状態では１２乃至１３Ｖの電圧を得た。同様に、基準電圧が２．５ＶであるＵＣＣ３８Ｈ４３においては、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１をそれぞれ２０Ｋオーム、３．８Ｋオーム、６２Ｋオームにすると同一の結果を得ることができる。
【００４９】
この際、抵抗値は本実施例で別に限定するものではなく、式１乃至式３を満足する抵抗及び出力ワット数を決定することに応じて多様に変化ができる。よって、多様な製品に適用可能なユニバーサル電源供給装置が得られる。
【００５０】
このような技術的背景により製造されたユニバーサル電源供給装置を使用するにおいて、使用者は第１機器に適した第１電圧から第２機器に適した第２電圧に切り換えるためには、単に基準に合わせて作製したチップ４００を取り替えるだけで良い。
【００５１】
他の適用例では、１乃至６個のリチウムイオンバッテリーを使用するＰＤＡ、携帯電話、カムコーダー、デジタルカメラ及び携帯用ＤＶＤプレーヤー用には、５乃至２４Ｗ以下の電力を有し、２つ以内のキー／キーウェイを使用して２乃至６個の電圧を選択できるように作製することが効果的である。従って、基準電圧を１.２５Ｖを使用するＰＷＭコントロールＩＣを使用し、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒ１をそれぞれ２１Ｋオーム、３．４Ｋオーム、２０Ｋオームにして作製することで、第１電圧条件［＋極接合］が４乃至５Ｖ、第２電圧条件［短絡］が９乃至１０Ｖ、第３電圧条件［−極接合］が１２乃至１５Ｖを有する１つのキー／キーウェイを使用する１８Ｗユニバーサル電源供給装置を作製することで、現在市販されているＰＤＡ、携帯電話、カムコーダー、デジタルカメラの８０％以上に適用できるようにした。
【００５２】
以上説明したように、本発明によるユニバーサル電源供給装置は、その出力電圧の大きさ及び電圧選択条件が狭い範囲に限定されず、使用電子機器の種類に応じて無限に変更することができる。一例として、Ｎ個のキー／キーウェイ（Ｓ１〜Ｓｎ）に対応する抵抗をＮ個使用した抵抗アレイ（Ｒ１〜Ｒｎ）で構成すると、３Ｎ個の状態を有するチップを使用して３Ｎ個の相異なる電圧を得ることができる。
【００５３】
図４乃至図６は本発明により作製され、特に外部電源の種類により多様に作製したユニバーサル電源供給装置を示す図である。
【００５４】
図４はメインユニット１００が基板として作製され、基板に含まれた電源入力端１１０には自動車のシガージャックからのＤＣ電源の入力を受ける外部電源ケーブル１０１を連結し、メインユニットの電源出力端１３０にはケーブルユニット３００を連結した後、外装のプラスチックケースで仕上げ処理して製造したユニバーサルＤＣ／ＤＣアダプターを示す図である。ここに使用できる入力電源ケーブル１０１には自動車用ケーブル、飛行機の座席からの入力を受ける飛行機ケーブル、または特定のＤＣ電源ソースからのケーブルなどがある。
【００５５】
図５は、メインユニット１００の入力端の前方にはバッテリー１０２及びバッテリーを制御する回路部１０３を連結し、出力端１３０にはケーブルユニット３００の入力端に合わせたコネクターを設置した後、ケースで仕上げ処理して製造したユニバーサル外装型バッテリーパックを示す図である。このバッテリーパックは携帯用電子機器が許容する入力電圧範囲に合う電圧を提供するので、このような機能のないバッテリーパックよりも幅広く効果的に使用することができる。ここに使用されるバッテリー１０２にはアルカラインのような一次電池、リチウムイオン（Li-ion）電池、ニッケル水素（NiMH）電池、鉛蓄電池などのような二次電池、ＤＭＦＣ（Direct Methanol Fuel Cell）、ＰＥＭ  ＦＣ（Proton Exchange Membrane Fuel Cell）のような燃料電池の装着が可能である。
【００５６】
バッテリー制御回路１０３は、バッテリー保護用の保護回路、バッテリー充電用の充電回路、及び使用可能なバッテリー容量などを使用者に知らせる使用者インターフェース回路が含まれる。また、この外装型バッテリーパックはケースの外部に充電用の端子１４０及びバッテリー容量表示用のＬＥＤ及びスイッチから構成される使用者インターフェース部１５０を含む。
【００５７】
図６は電源入力端１１０をＡＣケーブル１０４で連結可能なコネクター１０５で構成し、電圧変換部１２０でＡＣ電流を受けるようにしてフライバック型ＳＭＰＳを構成した後、ケーブル３００を連結してケースで仕上げたユニバーサルＡＣ／ＤＣアダプターを示す図である。ユニバーサルＡＣ／ＤＣアダプターも、ユニバーサルＤＣ／ＤＣアダプターとユニバーサル外装型バッテリーと同様に種々の携帯用電子機器に使用可能なアダプターである。ここに使用されるフライバック型ＳＭＰＳは図１に示す昇圧型ＤＣ／ＤＣ変換回路においてインダクターの代わりにトランスフォーマーが使用され、フィードバックを受ける場合はオクトカプラーを介して受けるという差異はあるが、出力転換部２００を有しており、チップの出力端（Ｓ１）を解析して相異なる出力を製作してチップに送り出すことができるという点において同一に適用される。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上から説明したように、本発明によるユニバーサル電源供給装置は対象電子機器に合わせて適切なチップを選択するだけで必要な電源電圧が自動的に調整できるので、製造会社は回路部分を共通で製造することができて製造費用を低減することができ、販売会社にとってはチップの識別表示で区別して販売するだけでいいので便利であり、使用者にとってはチップの交換だけで種々の携帯用電子機器を使用することができて極めて便利である。
【００５９】
さらに、本発明を構成する入力を自動車、飛行機など用のＤＣ電源に適したケーブルを設置してケースで仕上げると、ユニバーサルＤＣ／ＤＣアダプターが提供され、入力をＡＣ電源で受けると、ユニバーサルＡＣ／ＤＣアダプターが提供され、内部にバッテリーを内蔵すれば、ユニバーサル外装型バッテリーパックとして提供されることができる。
【００６０】
本発明に係るユニバーサル電源供給装置は、チップには電子素子の挿入が無く、チップとケーブルとの機械的連結の状態のみで多様な電圧が選択可能にすることができ、電子素子はメインユニットに集中されていて付き回路を有する従来のユニバーサル電源供給装置に比べて、製造工程を単純化させることができ、チップの小型化ができ、製造費用の低減ができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施例に係る、２つのキー／キーウェイを用いた昇圧型ＤＣ／ＤＣ変換装置を示す図である。
【図２】本発明によるキー／キーウェイを有するチップ及びケーブルの外観を示す図である。
【図３】本発明によるキー／キーウェイを表示する状態の例示を示す図である。
【図４】本発明によって製造されたユニバーサルＤＣ／ＤＣアダプターを示す図である。
【図５】本発明によって製造されたユニバーサル外装型バッテリーパックを示す図である。
【図６】本発明によって製造されたユニバーサルＡＣ／ＤＣアダプターを示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０１：外部電源ケーブル
１０２：バッテリー
１０３：バッテリー制御回路部
１０４：ＡＣケーブル
１０５：コネクター
１００：メインユニット
１１０：電源入力端
１２０：電圧変換部
１２１：ＰＷＭコントロールＩＣ（PWM Control IC）
１３０：電源出力端
１４０：バッテリー充電用端子
１５０：バッテリーパック用インターフェース部
Ｓ１〜Ｓｎ、Ｓ１′〜Ｓｎ′：キー／キーウェイと対応して連結される選択端
Ｒ１〜Ｒｎ：抵抗アレイ
２００：出力選択部
３００：ケーブル
３１０：ケーブル入力端
３２０：ケーブル出力端
３２１：キーウェイ（keyway）
４００：チップ
４１０：チップ入力端    
４１１：キー（key）
４３０：チップ出力端
４４０：選択情報表示部
４４１：数字情報表示部
４４２：色相情報表示部
５００：電子機器
５１０：電子機器の電源入力端
【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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【国際調査報告】
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