(57)【要約】  電源装置は、交流電源（１０）を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部（１）と、ＡＣ回路部（１）から出力される電力で充電される二次電池（２）と、給電対象の電子機器（３０）を接続するための出力コネクタ（３）と、ＡＣ回路部（１）の出力を電源とし、二次電池（２）の充放電を制御すると共に、ＡＣ回路部（１）又は二次電池（２）の出力を出力コネクタ（３）に出力して、出力コネクタ（３）に接続される電子機器（３０）に給電する給電制御部（４）とを備えている。給電制御部（４）は、ＡＣ回路部（１）に交流電源（１０）が接続され、出力コネクタ（３）に電子機器（３０）が接続される第１の接続状態において、ＡＣ回路部（１）からの出力を二次電池（２）の充電よりも優先して電子機器（３０）へ給電すると共に、電子機器（３０）への給電が閾値以下に低下したことを検出して、二次電池（２）の充電を開始する。
2015155811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電対象の電子機器を接続して、この電子機器に給電するための電源装置であって、
交流電源を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部と、
前記ＡＣ回路部から出力される電力で充電される二次電池と、
給電対象の電子機器を接続するための出力コネクタと、
前記二次電池の充放電を制御すると共に、前記ＡＣ回路部又は前記二次電池の出力を前記出力コネクタに出力して、該出力コネクタに接続される電子機器に給電する給電制御部と、
を備え、
前記ＡＣ回路部に交流電源が接続され、前記出力コネクタに電子機器が接続される第１の接続状態において、
前記給電制御部が、前記ＡＣ回路部からの出力を前記二次電池の充電よりも優先して電子機器へ給電すると共に、電子機器への給電が閾値以下に低下したことを検出して、該二次電池の充電を開始するように構成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、
前記ＡＣ回路部の出力を電源として前記二次電池を充電する充電制御回路と、
前記二次電池の出力を所定の直流電力に変換して前記出力コネクタに出力するＤＣ／ＤＣ変換回路と、
前記充電制御回路と前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作状態を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路が、該充電制御回路と該ＤＣ／ＤＣ変換回路を制御して前記二次電池の充放電を制御するようにしてなる電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、電子機器に給電される電流値を検出する電流検出回路を備えており、
前記第１の接続状態において、前記電流検出回路が検出する電流値が所定の閾値以下になると、前記制御回路が前記充電制御回路を制御して前記二次電池の充電を開始することを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項３に記載される電源装置であって、
前記二次電池の充電を開始する電流値の閾値が、前記ＡＣ回路部の最大出力電流値の２０％〜６０％であることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、前記充電制御回路と前記ＤＣ／ＤＣ変換回路とを迂回するスルーラインを介して、前記ＡＣ回路部の出力側を前記出力コネクタに接続してなることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載される電源装置であって、さらに、
前記スルーラインに回路スイッチを備えており、前記制御回路が前記回路スイッチを制御して、前記ＡＣ回路部から前記電子機器への電力供給をコントロールすることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項６に記載される電源装置であって、さらに、
前記制御回路が異常検出回路を備えており、前記異常検出回路が異常を検出すると、該制御回路が前記回路スイッチを遮断して、前記ＡＣ回路部から前記電子機器への電力供給を停止することを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、前記出力コネクタに電子機器が接続されたことを検出する機器検出回路を備えており、
前記第１の接続状態から、前記ＡＣ回路部に交流電源が接続され、前記出力コネクタに電子機器が接続されない第２の接続状態に移行したことを、前記機器検出回路が前記出力コネクタから電気信号が入力されなくなったことで検出すると、前記制御回路が充電制御回路を動作状態として前記二次電池を充電することを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項２ないし８のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、前記ＡＣ回路部に交流電源が接続されたことを検出するＡＣ入力検出回路を備えており、
前記第１の接続状態から、前記ＡＣ回路部に交流電源が接続されず、前記出力コネクタに電子機器が接続される第３の接続状態に移行したことを、前記ＡＣ入力検出回路が前記ＡＣ回路部に交流電力が入力されなくなったことで検出すると、前記制御回路が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路を動作状態として前記二次電池から前記出力コネクタに出力することを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、電子機器への給電が０Ａに低下したことを検出すると、前記二次電池の充電電流を前記ＡＣ回路部の最大出力電流値以下の所定の電流値に上昇させることを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記ＡＣ回路部の最大出力電流値を電子機器に給電する電流より大きくし、電子機器への給電中に前記二次電池への予備充電を行うことを特徴とする電源装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記ＡＣ回路部が、出力電圧を補正する出力電圧補正回路を備えており、
前記出力電圧補正回路が、前記出力コネクタの入力側の電圧を検出して、前記ＡＣ回路部の出力電圧を補正することを特徴とする電源装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記ＡＣ回路部と前記二次電池と前記給電制御部を内蔵する本体ケースを備え、
前記本体ケースが、該ＡＣ回路部を交流電源に接続するための折り畳み自在な電源プラグを備えることを特徴とする電源装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか一に記載される電源装置であって、
前記出力コネクタが、ＵＳＢコネクタであることを特徴とする電源装置。
【請求項１５】
交流電源を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部と、
前記ＡＣ回路部から出力される電力で充電される二次電池と、
給電対象の電子機器を接続するための出力コネクタと、
前記ＡＣ回路部の出力を電源とし、前記二次電池の充放電を制御すると共に、前記ＡＣ回路部又は前記二次電池の出力を前記出力コネクタに出力して、該出力コネクタに接続される電子機器に給電する給電制御部と、
を備える電源装置に給電対象の電子機器を接続して、この電子機器に給電する方法であって、
前記ＡＣ回路部に交流電源が接続され、前記出力コネクタに電子機器が接続される第１の接続状態において、
電子機器に対して給電を開始する工程と、
電子機器への給電が閾値以下に低下したことを検出すると、該二次電池の充電を開始する工程とを含むことを特徴とする電源装置に接続される電子機器への給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機やスマートフォン等の電子機器に接続されて、電子機器に内蔵している内蔵電池を充電する電源装置に関し、とくに、電子機器の内蔵電池が放電された状態で交流電源が接続され、かつ、電子機器が接続されたとき、電子機器の内蔵電池と電源装置に内蔵される二次電池とを充電する電源装置とこの電源装置に接続される電子機器への給電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、スマートフォン、携帯音楽プレーヤ、携帯ゲーム機、タブレット（スレート）型ＰＣ等の携帯式の電子機器の普及に伴い、これ等の電子機器に内蔵される内蔵電池を外出先で充電するためのブースター型の電源装置が開発、提供されている。このような電源装置は、二次電池を内蔵しており、外部から電力供給を受けて、内蔵している二次電池を充電し、また充電された二次電池を放電して、外部接続される電子機器の内蔵電池を充電する。この電源装置は、外出先で電子機器の内蔵電池が切れた場合に、電子機器の内蔵電池を充電して便利に使用できる。しかしながら、この種の電源装置は、一旦、内蔵している二次電池を充電してからでないと利用できない。このため、使用前、あるいは放電後は二次電池を充電する必要があり、このような充電には時間がかかる。【０００３】
一方で、充電対象となる電子機器（例えば、携帯電話機やスマートフォン等の電子機器）は、ユーザーとしては早く利用したい。しかしながら、内蔵した二次電池が未充電状態にある電源装置に電子機器を接続しても、まず二次電池を充電する必要があり、その後、充電対象となる電子機器を充電するので、待ち時間が長くなるという問題があった。また、一旦充電された二次電池を放電して電子機器の内蔵電池を充電するので、二次電池の充放電のサイクル数が多くなって電池寿命を短くする問題点もあった。【０００４】
そこで、先に外部接続される電子機器を充電し、この充電が完了した後に、内蔵した二次電池の充電を開始する電源装置も開発されている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、この場合は、電子機器の充電が完了した後、電源装置の二次電池を充電する必要があるため、電源装置を利用できるようになるまでに時間がかかるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実用新案登録第３１７８８８２号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、外部接続される電子機器を優先的に充電可能としつつも、内蔵した二次電池の充電時間も短縮可能とした電源装置とこの電源装置に接続される電子機器への給電方法を提供することにある。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電源装置は、給電対象の電子機器３０を接続して、この電子機器３０に給電する。電源装置１００は、交流電源１０を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部１と、ＡＣ回路部１から出力される電力で充電される二次電池２と、給電対象の電子機器３０を接続するための出力コネクタ３と、二次電池２の充放電を制御すると共に、ＡＣ回路部１又は二次電池２の出力を出力コネクタ３に出力して、出力コネクタ３に接続される電子機器３０に給電する給電制御部４とを備えている。給電制御部４は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第１の接続状態において、ＡＣ回路部１からの出力を二次電池２の充電よりも優先して電子機器３０へ給電すると共に、電子機器３０への給電が閾値以下に低下したことを検出して、二次電池２の充電を開始するように構成している。
【０００８】
本発明の電源装置は、さらに前記給電制御部４が、前記ＡＣ回路部１の出力を電源として前記二次電池２を充電する充電制御回路５と、前記二次電池２の出力を所定の直流電力に変換して前記出力コネクタ３に出力するＤＣ／ＤＣ変換回路６と、前記充電制御回路５と前記ＤＣ／ＤＣ変換回路６の動作状態を制御する制御回路７とを備え、前記制御回路７が、該充電制御回路５と該ＤＣ／ＤＣ変換回路６を制御して前記二次電池２の充放電を制御することができる。
【０００９】
上記構成により、ＡＣ回路部から出力される電力で二次電池を安定して充電しながら、二次電池の出力をＤＣ／ＤＣ変換回路で所定の直流電力に変換して出力コネクタ３に安定して供給できる。
【００１０】
本発明の電源装置は、さらに前記給電制御部４が、電子機器３０に給電される電流値を検出する電流検出回路８を備えて、前記第１の接続状態において、前記電流検出回路８が検出する電流値が所定の閾値以下になると、前記制御回路７が前記充電制御回路５を制御して前記二次電池２の充電を開始することができる。
【００１１】
上記構成により、電子機器に給電される電流値の低下を電流検出回路で検出して二次電池の充電を開始するので、電子機器への給電の低下を簡単かつ正確に検出して、二次電池の充電を速やかに開始できる。
【００１２】
本発明の電源装置は、前記二次電池２の充電を開始する電流値の閾値を、前記ＡＣ回路部１の最大出力電流値の２０％〜６０％とすることができる。
【００１３】
上記構成により、電子機器に給電される電流値が、ＡＣ回路部の最大出力電流値の２０％〜６０％まで低下する状態で二次電池の充電を開始するので、ＡＣ回路部の最大出力電流値の８０％〜４０％を充電電流値として、二次電池を効率よく充電できる。
【００１４】
本発明の電源装置は、さらに前記給電制御部４が、前記充電制御回路５と前記ＤＣ／ＤＣ変換回路６とを迂回するスルーライン９を介して、前記ＡＣ回路部１の出力側を前記出力コネクタ３に接続することができる。
【００１５】
上記構成により、交流電源の接続時には、充電制御回路とＤＣ／ＤＣ変換回路とを介することなく、スルーラインを介して直接にＡＣ回路部から出力コネクタに電力を供給できるので、給電対象の電子機器に対してロスをなくした効率のよい電力供給が可能となる。
【００１６】
本発明の電源装置は、さらに前記スルーライン９に回路スイッチ１３を備えて、前記制御回路７が前記回路スイッチ１３を制御して、前記ＡＣ回路部１から前記電子機器３０への電力供給をコントロールすることができる。
【００１７】
上記構成により、ＡＣ回路部から出力コネクタへのスルーラインによる電力供給を制御することで、安全かつ安定した電力供給が実現できる。
【００１８】
本発明の電源装置は、さらに前記制御回路７が異常検出回路１４を備えて、前記異常検出回路１４が異常を検出すると、該制御回路７が前記回路スイッチ１３を遮断して、前記ＡＣ回路部１から前記電子機器３０への電力供給を停止することができる。
【００１９】
上記構成により、異常時において、ＡＣ回路部から出力コネクタへのスルーラインによる電力供給を制御することで、安全かつ安定した電力供給が実現できる。
【００２０】
本発明の電源装置は、さらに前記給電制御部４が、前記出力コネクタ３に電子機器３０が接続されたことを検出する機器検出回路１２を備えて、前記第１の接続状態から、前記ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、前記出力コネクタ３に電子機器３０が接続されない第２の接続状態に移行したことを、前記機器検出回路１２が前記出力コネクタ３から電気信号が入力されなくなったことで検出すると、前記制御回路７が充電制御回路５を動作状態として前記二次電池２を充電することができる。
【００２１】
上記構成により、第１の接続状態で、ＡＣ回路部の出力を出力コネクタに出力して電子機器に給電する状態で、出力コネクタから電子機器が切り離されたとき、ＡＣ回路部からの出力を自動的に二次電池への充電に切り換えて二次電池の充電時間を短縮できる。
【００２２】
本発明の電源装置は、さらに前記給電制御部４が、前記ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されたことを検出するＡＣ入力検出回路１１を備えて、前記第１の接続状態から、前記ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されず、前記出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第３の接続状態に移行したことを、前記ＡＣ入力検出回路１１が前記ＡＣ回路部１に交流電力が入力されなくなったことで検出すると、前記制御回路７が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路６を動作状態として前記二次電池２から前記出力コネクタ３に出力することができる。
【００２３】
上記構成により、第１の接続状態で、ＡＣ回路部の出力を出力コネクタに出力して電子機器に給電する状態で、ＡＣ回路部から交流電源が切り離されても、自動的に二次電池からの放電に切り換えて電子機器への給電を継続できる。
【００２４】
本発明の電源装置は、さらに前記給電制御部４が、電子機器３０への給電が０Ａに低下したことを検出すると、前記二次電池２の充電電流を前記ＡＣ回路部１の最大出力電流値以下の所定の電流値に上昇させることができる。
【００２５】
上記構成により、電子機器３０の内蔵電池３３の充電が完了した後、二次電池への充電電流をＡＣ回路部の最大出力電流値まで上昇させることができるので、二次電池の充電時間を短縮できる。
【００２６】
本発明の電源装置は、さらに前記ＡＣ回路部１の最大出力電流値を電子機器３０に給電する電流より大きくし、電子機器３０への給電中に前記二次電池２への予備充電を行うことができる。
【００２７】
上記構成により、電子機器への定電流充電の間も二次電池に予備充電ができるので、同じ充電時間のままで二次電池の充電容量を増大させることができる。
【００２８】
本発明の電源装置は、さらに前記ＡＣ回路部１が、出力電圧を補正する出力電圧補正回路１６を備えて、前記出力電圧補正回路１６が、前記出力コネクタ３の入力側の電圧を検出して、前記ＡＣ回路部１の出力電圧を補正することができる。
【００２９】
上記構成により、出力コネクタに対して高出力の電流が通電される状態においても、出力コネクタの出力電圧を調整でき、規格に沿った出力電圧の精度が確保できる。
【００３０】
本発明の電源装置は、さらに前記ＡＣ回路部１と前記二次電池２と前記給電制御部４を内蔵する本体ケース２０を備え、前記本体ケース２０が、該ＡＣ回路部１を交流電源１０に接続するための折り畳み自在な電源プラグ２２を備えることができる。
【００３１】
上記構成により、ＡＣ回路部を本体ケースに内蔵することで、ＡＣ回路部と給電制御部との配線を簡略化できる。また、ＡＣ回路部を本体ケースに内蔵することで、電源装置本体と別部材からなるＡＣアダプタを必要とせず、本体ケースのみを持ち運びして便利に使用できる。また、ＡＣ回路部から高出力電流が出力される状態においても、ＡＣアダプタの使用時のように出力ケーブルの線抵抗による電圧降下を生じさせることなく安定して電力供給できる。また、電源プラグを本体ケースに対して折り畳み自在に配置することにより、電源プラグを使用しない状態では、電源プラグをコンパクトに本体ケースに収納して便利に持ち運びできる。
【００３２】
本発明の電源装置は、前記出力コネクタ３を、ＵＳＢコネクタとすることができる。
【００３３】
本発明の電源装置に接続される電子機器への給電方法は、交流電源１０を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部１と、前記ＡＣ回路部１から出力される電力で充電される二次電池２と、給電対象の電子機器３０を接続するための出力コネクタ３と、前記ＡＣ回路部１の出力を電源とし、前記二次電池２の充放電を制御すると共に、前記ＡＣ回路部１又は前記二次電池２の出力を前記出力コネクタ３に出力して、該出力コネクタ３に接続される電子機器３０に給電する給電制御部４とを備える電源装置に給電対象の電子機器３０を接続して、この電子機器３０に給電する方法であって、前記ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、前記出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第１の接続状態において、電子機器３０に対して給電を開始する工程と、電子機器３０への給電が閾値以下に低下したことを検出すると、該二次電池２の充電を開始する工程とを含むことを特徴としている。
【００３４】
本発明の電源装置及びこの電源装置に接続される電子機器への給電方法によれば、ＡＣ回路部に交流電源が接続され、出力コネクタに電子機器が接続される状態において、先に電子機器への給電を行うことで、電子機器の内蔵電池を優先的に充電して、電子機器の利用が直ちに可能となる一方、電子機器への給電が閾値以下になると、電子機器への給電中であっても、二次電池への充電を開始することで、電子機器への給電の完了を待たずに二次電池の充電を始めることができ、結果として二次電池の充電を早期に終了させることが可能となり、電源装置の充電に要する時間を理想的に短縮することができる。
【００３５】
また、電源装置に内蔵される二次電池の充電よりも電子機器への給電を優先するので、電子機器に給電する毎に電源装置の二次電池を充放電する必要がなく、二次電池の充放電のサイクル数を低減し、二次電池の劣化を防止して電池寿命を長くできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電源装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る電源装置の斜視図である。
【図３】図２の電源装置の使用状態を示す斜視図である。
【図４】図２の電源装置の使用状態を示す斜視図である。
【図５】図１に示す電源装置の第１の接続状態において電子機器に給電する状態を示すブロック図である。
【図６】図１に示す電源装置の第１の接続状態において二次電池を充電する状態を示すブロック図である。
【図７】図１に示す電源装置が第１の接続状態において電子機器と二次電池を充電する状態の電圧及び電流特性を示す図である。
【図８】図１に示す電源装置の第３の接続状態において二次電池から放電して電子機器に給電する状態を示すブロック図である。
【図９】図１に示す電源装置の第２の接続状態において二次電池を充電する状態を示すブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態に係る電源装置のブロック図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に係る電源装置のブロック図である。
【図１２】図１に示す電源装置が第１の接続状態において電子機器と二次電池を充電する他の状態の電圧及び電流特性を示す図である。
【図１３】図１に示す電源装置が第１の接続状態において電子機器と二次電池を充電する他の状態の電圧及び電流特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。
【００３８】
図１〜図４に本発明の一実施の形態に係る電源装置１００を示す。これ等の図に示す電源装置１００は、給電対象となる電子機器３０が接続されて、この電子機器３０に電力を供給する。ここで、電源装置１００に接続される電子機器３０として、携帯電話機、スマートフォン、携帯音楽プレーヤ、携帯ゲーム機、デジタルカメラ、タブレット（スレート）型ＰＣ等の充電可能な内蔵電池３３を内蔵してなる電子機器が使用できる。あるいは、電子機器３０は、パック電池とすることもできる。これ等の電子機器３０は、例えば、図３に示すように接続ケーブル３１を介して電源装置１００に接続され、あるいは、図示しないが、電子機器３０に設けられた接続端子を介して電源装置に接続される。
【００３９】
図１〜図４に示す電源装置１００は、交流電源１０を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部１と、ＡＣ回路部１から出力される電力で充電される二次電池２と、給電対象の電子機器３０を接続するための出力コネクタ３と、ＡＣ回路部１の出力を電源とし、二次電池２の充放電を制御すると共に、ＡＣ回路部１又は二次電池２の出力を出力コネクタ３に出力して、出力コネクタ３に接続される電子機器３０に給電する給電制御部４とを備えている。さらに、図２〜図４に示す電源装置１００は、ＡＣ回路部１と二次電池２と給電制御部４を内蔵する本体ケース２０を備えている。本体ケース２０は、プラスチック等の絶縁材で中空の箱形に形成されており、内部に二次電池２を収納すると共に、ＡＣ回路部１と給電制御部４を構成する電子部品（図示せず）を収納している。
【００４０】
（ＡＣ回路部１）
ＡＣ回路部１は、図１に示すように、交流電源１０に接続されて、入力される交流電力を所定の直流電力に変換して出力する。図１の電源装置１００は、交流電源１０を商用電源とするので、ＡＣ回路部１を、商用電源である交流１００Ｖを直流電圧に変換する回路としている。図２〜図４の電源装置１００は、ＡＣ回路部１に接続される電源プラグ２２を備えており、この電源プラグ２２を商用電源のコンセント３５に挿入して交流電力が供給される。
【００４１】
（二次電池２）
二次電池２は、ＡＣ回路部１から出力される直流電力で充電される二次電池で、リチウムイオン二次電池である。ただ、本発明の電源装置１００は、二次電池２をリチウムイオン二次電池に特定しない。二次電池２には、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の充電できる他の全ての電池を使用することができる。図２〜図４の電源装置１００は、二次電池２として、１本の円筒形電池を本体ケース２０の内部に収納している。ただ、電源装置１００は、複数の二次電池を備えることができ、また、円筒形電池以外の形状の電池を備えることもできる。
【００４２】
（出力コネクタ３）
出力コネクタ３は、図３に示すように、給電対象の電子機器３０が接続される。出力コネクタ３には、規格化あるいは標準化された各種のコネクタが利用できる。このようなコネクタとして、ＵＳＢ端子のＡタイプやＢタイプが接続されるコネクタが使用できる。図に示す出力コネクタ３は、ＡタイプのＵＳＢ端子３２を挿入可能なＵＳＢコネクタ３Ａとしている。ただ、出力コネクタは、ＢタイプのＵＳＢ端子を挿入可能なＵＳＢコネクタとすることもできる。図２〜図４の電源装置１００は、本体ケース２０の端面壁２１のほぼ中央に、出力コネクタ３としてＵＳＢコネクタ３Ａを備えている。出力コネクタ３は、図示しないが、本体ケース２０に収納される回路基板に固定されて本体ケース２０の定位置に配置される。図２〜図４に示す本体ケース２０は、端面壁２１に開口されたコネクタ窓の内側に位置して出力コネクタ３を固定している。
【００４３】
（給電制御部４）
給電制御部４は、ＡＣ回路部１の出力側に接続されており、二次電池２の充放電を制御すると共に、ＡＣ回路部１又は二次電池２の出力を出力コネクタ３に出力して、出力コネクタ３に接続される電子機器３０に直流電力を供給する。図１に示す給電制御部４は、ＡＣ回路部１の出力を電源として二次電池２を充電する充電制御回路５と、二次電池２の出力を所定の直流電力に変換して出力コネクタ３に出力するＤＣ／ＤＣ変換回路６と、充電制御回路５とＤＣ／ＤＣ変換回路６の動作状態を制御する制御回路７とを備えている。
【００４４】
（充電制御回路５）
充電制御回路５は、制御回路７で動作状態が制御されて二次電池２を充電する。ＡＣ回路部１の出力電力で充電される二次電池２は、充電制御回路５で満充電される。リチウムイオン二次電池である二次電池２は、所定の電圧になるまで定電流充電され、その後、定電圧充電されて満充電となる。
【００４５】
（ＤＣ／ＤＣ変換回路６）
ＤＣ／ＤＣ変換回路６は、充電された二次電池２の電圧を一定の電圧に変換して出力する。ＤＣ／ＤＣ変換回路６は、制御回路７で動作状態が制御されて二次電池２の出力を所定の直流電圧に変換して出力コネクタ３に出力する。このＤＣ／ＤＣ変換回路６は、二次電池２から放電して、二次電池２から出力される電力で電子機器３０に給電するタイミングにおいて動作状態に制御される。
【００４６】
以上の給電制御部４は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第１の接続状態において、ＡＣ回路部１からの出力を二次電池２の充電よりも優先して電子機器３０へ給電する。このことを実現するために、図１に示す給電制御部４は、充電制御回路５とＤＣ／ＤＣ変換回路６とを迂回するスルーライン９を備えており、このスルーライン９を介して、ＡＣ回路部１の出力側を出力コネクタ３に接続している。給電制御部４は、図５に示すように、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第１の接続状態では、制御回路７が充電制御回路５を非動作状態として、二次電池２の充電を行うことなく、このスルーライン９を介してＡＣ回路部１からの出力を優先的に電子機器３０へ給電する。このため、二次電池２の充電よりも先に電子機器３０の内蔵電池３３を充電することができ、電子機器３０を直ちに使用可能とできる。
【００４７】
さらに、給電制御部４は、スルーライン９を介してＡＣ回路部１から出力コネクタ３に通電する状態で、電子機器３０への給電が閾値以下に低下したことを検出すると、図６に示すように、充電制御回路５を動作状態として、二次電池２の充電を開始する。図１に示す電源装置１００は、電子機器３０に給電される電流値を検出する電流検出回路８を備えており、第１の接続状態において、電流検出回路８が検出する電流値が所定の閾値以下になると、制御回路７が充電制御回路５を動作状態に制御して二次電池２の充電を開始する。このように、電子機器３０に給電される電流値の低下を電流検出回路８で検出して二次電池２の充電を開始する構造は、電子機器３０への給電の低下を簡単かつ正確に検出して、二次電池２の充電を速やかに開始できる。
【００４８】
二次電池２の充電を開始する電流値の閾値は、たとえば、ＡＣ回路部１の最大出力電流値の２０％〜６０％、好ましくは２５〜５０％とすることができる。この構成によると、電子機器３０に給電される電流値が、ＡＣ回路部１の最大出力電流値に対して所定の割合まで低下する状態で二次電池２の充電を開始するので、ＡＣ回路部１の最大出力電流値の８０％〜４０％、好ましくは７５〜５０％を充電電流として、言い換えると、ＡＣ回路部１の最大出力電流値の閾値との差に相当する電流値を充電電流として、二次電池２を効率よく充電できる。
【００４９】
図７は、最大出力電流値を１．５ＡとするＡＣ回路部１の出力を電子機器３０に給電して、電子機器３０に内蔵される内蔵電池３３を充電し、電子機器３０に通電される電流値が閾値である０．５Ａ以下に低下すると、二次電池２の充電を開始してこの二次電池２を満充電する状態を示している。この図７において、曲線ＡはＡＣ回路部１からスルーライン９を介して電子機器３０に通電される電流特性の変化を、曲線ＢはＡＣ回路部１から充電制御回路５に通電される電流特性の変化をそれぞれ示している。また、曲線Ｃは電源装置１００から供給される電力で充電される電子機器３０の内蔵電池３３の電圧特性の変化を、曲線Ｄは充電制御回路５で充電される二次電池２の電圧特性の変化をそれぞれ示している。
【００５０】
図５と図７に示すように、電源装置１００は、まず電子機器３０にのみ給電を開始して、電子機器３０に内蔵される内蔵電池３３を充電する。図７の曲線Ａと曲線Ｃは、電子機器３０の内蔵電池３３が所定の電圧（４．２Ｖ）になるまで１．５Ａで定電流充電され、その後、定電圧充電される状態を示している。定電圧充電される内蔵電池３３は、曲線Ａで示すように、やがて充電電流が低下して満充電されるが、この電源装置１００は、電子機器３０の内蔵電池３３が満充電される前に、二次電池２の充電を開始する。すなわち、電源装置１００は、電流検出回路８で検出される電流値が閾値である０．５Ａ以下になると、図６に示すように、制御回路７が充電制御回路５を動作状態として二次電池２の充電を開始する。このとき、スルーライン９を介して電子機器３０に通電される電流値は０．５Ａ以下となっているので、充電制御回路５は、１．０Ａの充電電流で二次電池２を充電することができる。この状態で、二次電池２は、図７の曲線Ｂと曲線Ｄで示すように、所定の電圧（４．２Ｖ）になるまで１．０Ａで定電流充電され、その後、定電圧充電されて満充電される。
【００５１】
このように、本発明の電源装置１００では、電子機器３０への給電が完了する前に、二次電池２の充電を開始するので、ＡＣ回路部１から出力される電力を有効に利用して電子機器３０への給電と、二次電池２の充電とを効率よく行うことができる。とくに、電子機器３０の内蔵電池３３が満充電に近づくにつれて充電電流が低下するタイミングにおいて二次電池２の充電を開始するので、電子機器３０への給電に影響を与えることなく、またＡＣ回路部１の出力を大きくすることなく、二次電池２を充電できる。この給電方法によると、図７に示すように、電子機器３０への給電と二次電池２の充電とを同時に行う時間帯を設けることができるので、電子機器３０への給電に続いて行われる二次電池２の充電にかかる時間を短縮できる。
【００５２】
ここで、図７に示すように、最大充電電流が１．５Ａの定電流−定電圧充電で、電子機器３０の内蔵電池３３を２５００ｍＡｈまで充電するのに２時間を要し、最大充電電流が１．０Ａの定電流−定電圧充電で、電源装置１００の二次電池２を２５００ｍＡｈまで充電するのに３時間を要する場合を考える。この場合、従来の電源装置や給電方法では、電子機器の内蔵電池の充電が完了後に電源装置の二次電池の充電を開始するので、トータルの充電時間が少なくとも５時間は必要となる。これに対して、本発明の電源装置と給電方法では、図７に示すように、電子機器３０の内蔵電池３３の充電が完了する前に二次電池２の充電を開始して、電子機器３０への給電と二次電池２の充電とを同時に行う時間帯を設けるので、トータルの充電時間を４．５時間に短縮して、二次電池２の充電が完了するまでにかかる時間を約０．５時間も短縮できる。
【００５３】
（ＡＣ入力検出回路１１）
図１に示す給電制御部４は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されたことを検出するＡＣ入力検出回路１１を備えている。ＡＣ入力検出回路１１は、ＡＣ回路部１から入力される電気信号で、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されたかどうかを検出する。ＡＣ入力検出回路１１は、例えば、ＡＣ回路部１からｈｉｇｈ信号が出力されると、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されたと判定し、ＡＣ回路部１からｌｏｗ信号が出力されると、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されていないと判定することができる。ＡＣ入力検出回路１１は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されたことを検出すると、検出信号を制御回路７に入力する。制御回路７は、ＡＣ入力検出回路１１から検出信号が入力される状態で、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されていると判定し、ＡＣ入力検出回路１１から検出信号が入力されない状態では、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されていないと判定する。
【００５４】
なお、本明細書において、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されるとは、ＡＣ回路部１に接続された交流電源１０からＡＣ回路部１に交流電力が入力される状態を意味するものとする。したがって、ＡＣ入力検出回路１１は、ＡＣ回路部１に交流電力が入力される状態であって、ＡＣ回路部１から所定の直流電力が出力可能な状態にあることを検出する。ここで、ＡＣ入力検出回路１１は、交流電源１０から交流電力が入力される状態にあるかどうかだけでなく、ＡＣ回路部１から直流電力が出力される状態にあるかどうかを検出することもできる。例えば、ＡＣ回路部１の故障等により、交流電源１０からＡＣ回路部１に交流電力が入力されるが、ＡＣ回路部１から所定の直流電力が出力されない状態においても、実質的にはＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されていないと判定して、制御回路７に検出信号を出力しないように制御することもできる。
【００５５】
以上のように、ＡＣ入力検出回路１１を備える給電制御部４は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第１の接続状態で、ＡＣ回路部１から電子機器３０への給電中において、図８に示すように、交流電源１０が電源装置１００から切り離されたことをＡＣ入力検出回路１１で検出すると、二次電池２から電子機器３０への放電を開始することができる。給電制御部４の制御回路７は、ＡＣ入力検出回路１１から検出信号が入力され、かつ、電流検出回路８が充電電流を検出する状態で、ＡＣ回路部１から電子機器３０へ給電中であると判定する。この状態で、ＡＣ入力検出回路１１から検出信号が入力されなくなると、制御回路７は、交流電源１０からＡＣ回路部１への入力が遮断されたと判定して、ＤＣ／ＤＣ変換回路６を動作状態として二次電池２から出力コネクタ３への出力を開始する。このため、ＡＣ回路部１の出力で電子機器３０に給電する状態で、ＡＣ回路部１から交流電源１０が切り離されても、自動的に二次電池２からの放電に切り換えて電子機器３０への給電を継続できる。これにより、例えば、電子機器３０の内蔵電池３３を充電中において、電源装置１００が交流電源１０から切り離されても、内蔵する二次電池２から電子機器３０へ給電して、電子機器３０の内蔵電池３３の充電を継続できる。
【００５６】
（機器検出回路１２）
さらに、図１に示す給電制御部４は、出力コネクタ３に電子機器３０が接続されたことを検出する機器検出回路１２も備えている。機器検出回路１２は、出力コネクタ３から入力される電気信号で、電子機器３０が出力コネクタ３に接続されたかどうかを検出することができる。機器検出回路１２は、電子機器３０が出力コネクタ３に接続されたことを検出すると、検出信号を制御回路７に入力する。制御回路７は、機器検出回路１２から検出信号が入力される状態では、出力コネクタ３に電子機器３０が接続されていると判定し、機器検出回路１２から検出信号が入力されない状態では、出力コネクタ３に電子機器３０が接続されていないと判定する。
【００５７】
以上の給電制御部４は、機器検出回路１２を備えているので、この機器検出回路１２から出力される検出信号の有無により、電子機器３０の接続状態を確実に検出できる。ただ、給電制御部４は必ずしも機器検出回路を備える必要はない。それは、電子機器に給電される電流値を電流検出回路で検出することにより、電子機器３０が接続されたかどうかを検出できるからである。例えば、制御回路７は、出力コネクタ３に接続している電子機器３０が外されると、出力コネクタ３から電子機器３０が外されたことを、出力電流で検出できる。電子機器３０が外されると出力電流が０Ａとなるからである。
【００５８】
さらに、電源装置１００は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、出力コネクタ３に電子機器３０が接続されない第２の接続状態において、図９に示すように、ＡＣ回路部１から供給される電力で二次電池２を充電する。給電制御部４は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されて、出力コネクタ３に電子機器３０が接続されない状態にあることを制御回路７で検出すると、充電制御回路５を動作状態として二次電池２を充電する。この状態で二次電池２は、充電制御回路５により満充電される。
【００５９】
さらに、電源装置１００は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されない状態であって、出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第３の接続状態において、図８に示すように、二次電池２から放電される電力をＤＣ／ＤＣ変換回路６で所定の直流電圧に変換して出力コネクタ３に出力する。ＤＣ／ＤＣ変換回路６は、制御回路７で動作状態に切り換えられて、二次電池２の出力を所定の電圧に変換し、出力側に接続している出力コネクタ３に安定化された電力を出力する。この状態で、出力コネクタ３に接続された電子機器３０に所定の直流電力が供給される。
【００６０】
このとき、制御回路７は、前述のように、第１の接続状態におけるＡＣ回路部１から電子機器３０への給電中において、交流電源１０が電源装置１００から切り離された場合には、このことをＡＣ入力検出回路１１で検出して、ＤＣ／ＤＣ変換回路６を動作状態として自動的に二次電池２から電子機器３０への放電を開始することができる。また、制御回路７は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されない状態で、出力コネクタ３に電子機器３０が接続される場合においても、このことを検出して二次電池２から電子機器３０への放電を開始することができる。例えば、制御回路７は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されないことをＡＣ入力検出回路１１で検出し、出力コネクタ３に電子機器３０が接続されたことを機器検出回路１２で検出することで、自動的にＤＣ／ＤＣ変換回路６を動作状態に切り換えて、二次電池２から電子機器３０への放電を開始することができる。
【００６１】
ただ、電源装置１００は、第３の接続状態において、必ずしもＤＣ／ＤＣ変換回路６を自動的に動作状態に切り換える構造とする必要はない。図１と図４に示す電源装置１００は、本体ケース２０に設けた操作部２４を介して操作される押しボタンスイッチ２５を備えている。この電源装置１００は、押しボタンスイッチ２５から入力される信号で、制御回路７がＤＣ／ＤＣ変換回路６を動作状態に切り換えることができる。制御回路７は、例えば、押しボタンスイッチ２５から一定の時間オン信号が入力されるとＤＣ／ＤＣ変換回路６を動作状態に切り換えて二次電池２からの放電を開始する。この構造は、ＡＣ入力検出回路１１や機器検出回路１２を設けることなく、押しボタンスイッチ２５を操作することで、二次電池２の放電を開始することができる。この電源装置１００は、第１の接続状態における電子機器３０への給電中において、交流電源１０が切り離されて第３の接続状態に移行する場合においては、制御回路７が自動的に二次電池２からの放電に切り換え、また、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続されない状態で、出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第３の接続状態においては、押しボタンスイッチ２５を操作することで二次電池２からの放電に切り換えることができる。
【００６２】
以上のように、給電制御部４は、第１の接続状態と第２の接続状態と第３の接続状態とを制御回路７で検出して、出力コネクタ３に接続された電子機器３０への給電と二次電池２の充電とをコントロールする。
【００６３】
（電源プラグ２２）
さらに、図２〜図４に示す電源装置１００は、ＡＣ回路部１に交流電源１０を接続するために、商用電源のコンセント３５に接続する電源プラグ２２を備えている。図２〜図４に示す電源装置１００は、本体ケース２０にＡＣ回路部１を内蔵しており、本体ケース２０に配置された電源プラグ２２を介して交流電源１０に接続可能としている。図２〜図４に示す電源プラグ２２は、本体ケース２０に対して折り畳み自在に連結されており、電源装置１００を交流電源１０に接続するときには、電源プラグ２２のプラグ刃２２Ａを本体ケース２０から引き出して商用電源のコンセント３５に挿入できるようにしている。また、電源プラグ２２は、交流電源１０に接続しない状態においては、プラグ刃２２Ａを折り畳んでコンパクトに収納できるようにしている。図２〜図４に示す本体ケース２０は、電源プラグ２２のプラグ刃２２Ａを収納する収納凹部２３を底面に設けている。以上の構造は、商用電源等の交流電源１０に接続する場合にのみ電源プラグ２２を回動させてプラグ刃２２Ａを突出させ、交流電源１０に接続しない状態では、電源プラグ２２を収納凹部２３に収納してコンパクトに持ち運びできる特徴がある。
【００６４】
以上の電源装置１００は、本体ケース２０にＡＣ回路部１を内蔵しており、このＡＣ回路部１に接続される電源プラグ２２を本体ケース２０に設けている。ただ、電源装置は、図示しないが、ＡＣ回路部に接続される電源プラグを必ずしも本体ケースに設ける必要はなく、先端に電源プラグを有する延長コードを本体ケースに接続して、ＡＣ回路部を電源プラグに接続することもできる。
【００６５】
さらに、図１０と図１１は、本発明の他の実施の形態に係る電源装置２００、３００をそれぞれ示している。なお、これ等の図において、図１に示す実施の形態に係る電源装置１００と同じ構成要素については、同符号を付してその詳細な説明を省略している。
【００６６】
（回路スイッチ１３）
図１０に示す電源装置２００は、ＡＣ回路部１と出力コネクタ３とを接続するスルーライン９に回路スイッチ１３を備えている。この給電制御部４は、制御回路７が回路スイッチ１３をオンオフに制御して、ＡＣ回路部１から電子機器３０への電力供給をコントロールする。
【００６７】
（異常検出回路１４）
さらに、図１０に示す電源装置２００は、制御回路７が異常検出回路１４を備えている。この給電制御部４は、異常検出回路１４が異常を検出すると、制御回路７が回路スイッチ１３を遮断して、ＡＣ回路部１から電子機器３０への電力供給を停止することができる。このため、異常時において、ＡＣ回路部１から出力コネクタ３へのスルーライン９による電力供給を遮断して安全性を向上できる。
【００６８】
異常検出回路１４は、電子機器３０への給電中に発生する異常を検出する。異常検出回路１４は、例えば、出力コネクタ３やその周辺の温度を温度センサー１５で検出し、検出された温度が所定値以上であると、異常な状態と判定して電子機器３０への給電を停止する。あるいは、異常検出回路１４は、電流検出回路８で検出される電流値が所定値よりも大きくなると異常な状態と判定して電子機器３０への給電を停止する。
【００６９】
（出力電圧補正回路）
さらに、図１１に示す電源装置３００は、ＡＣ回路部１が、出力電圧を補正する出力電圧補正回路１６を備えている。この出力電圧補正回路１６は、出力コネクタ３の入力側の電圧を検出して、ＡＣ回路部１の出力電圧を補正する。このように、出力側の電圧を検出してＡＣ回路部１の出力電圧を補正する電源装置３００は、出力コネクタ３に対して高出力の電流が通電される状態においても、出力コネクタ３の出力電圧を調整でき、規格に沿った出力電圧の精度が確保できる。
【００７０】
なお、本実施の形態において、図７のように二次電池２が所定の電圧（４．２Ｖ）になるまでの定電流充電を１．０Ａで行うとしたが、図１２のように電子機器３０の内蔵電池３３の充電が完了した後、二次電池２への充電電流を１．０Ａより大きく、かつ、ＡＣ回路部１の最大出力電流値の１．５Ａ以下の所定の電流値に上昇させるとしてもよい。例えば、制御回路７は、電流検出回路８が検出する電流値が０Ａになると、ＡＣ回路部１の最大出力の１．５Ａを二次電池２へ供給するように充電制御回路５を制御する。これにより、二次電池２が所定の電圧（４．２Ｖ）になるまでの充電時間を短縮することができる。つまり、トータルの充電時間を４．０時間に短縮して、二次電池２の充電が完了するまでにかかる時間を図７よりも更に約０．５時間も短縮できる。
【００７１】
なお、本実施の形態において、ＡＣ回路部１の最大出力電流値を１．５Ａとしたが、ＡＣ回路部１の最大出力電流値を電子機器に供給する電流１．５Ａより大きくするとしてもよい。例えば、ＡＣ回路部１の最大出力電流値を２．０Ａにすることで、図１３のようにＡＣ回路部１は、電子機器３０の内蔵電池３３に１．５Ａの充電電流、二次電池２の予備充電のために０．５Ａの充電電流を供給することが可能となる。そして、電流検出回路８で検出される電流値が閾値である０．５Ａ以下になると、制御回路７が充電制御回路５を制御して、図１３に示すように二次電池２の充電電流を１．５Ａに上昇させて本充電を開始する。さらに、電子機器３０の内蔵電池３３の充電が完了した後、二次電池２への充電電流をＡＣ回路部１の最大出力電流値の２．０Ａに上昇させて充電することで、二次電池２へより多くの充電容量を充電することができる。つまり、トータルの充電時間が図７の４．５時間と同じ場合、約２倍の５０００ｍＡｈの充電を行うことができ、二次電池２を２並列で使用しても同じ充電時間で満充電にすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明に係る電源装置とこの電源装置に接続される電子機器への給電方法は、外部接続される電子機器を優先的に充電しつつ、電源装置に内蔵される二次電池の充電時間も短縮することで、外出先で電子機器を充電する電源装置として好適に使用できる。
【符号の説明】
【００７３】
１００、２００、３００…電源装置
１…ＡＣ回路部
２…二次電池
３…出力コネクタ
３Ａ…ＵＳＢコネクタ
４…給電制御部
５…充電制御回路
６…ＤＣ／ＤＣ変換回路
７…制御回路
８…電流検出回路
９…スルーライン
１０…交流電源
１１…ＡＣ入力検出回路
１２…機器検出回路
１３…回路スイッチ
１４…異常検出回路
１５…温度センサー
１６…出力電圧補正回路
２０…本体ケース
２１…端面壁
２２…電源プラグ
２２Ａ…プラグ刃
２３…収納凹部
２４…操作部
２５…押しボタンスイッチ
３０…電子機器
３１…接続ケーブル
３２…ＵＳＢ端子
３３…内蔵電池
３５…コンセント
【図１】
2015155811.tif 000003
【図２】
2015155811.tif 000004
【図３】
2015155811.tif 000005
【図４】
2015155811.tif 000006
【図５】
2015155811.tif 000007
【図６】
2015155811.tif 000008
【図７】
2015155811.tif 000009
【図８】
2015155811.tif 000010
【図９】
2015155811.tif 000011
【図１０】
2015155811.tif 000012
【図１１】
2015155811.tif 000013
【図１２】
2015155811.tif 000014
【図１３】
2015155811.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月11日(2015.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電対象の電子機器を接続して、この電子機器に給電するための電源装置であって、
交流電源を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部と、
前記ＡＣ回路部から出力される電力で充電される二次電池と、
給電対象の電子機器を接続するための出力コネクタと、
前記二次電池の充放電を制御すると共に、前記ＡＣ回路部又は前記二次電池の出力を前記出力コネクタに出力して、該出力コネクタに接続される電子機器に給電する給電制御部と、
を備え、
前記ＡＣ回路部に交流電源が接続され、前記出力コネクタに電子機器が接続される第１の接続状態において、
前記給電制御部が、前記ＡＣ回路部からの出力を前記二次電池の充電よりも優先して電子機器へ給電すると共に、電子機器への給電が閾値以下に低下したことを検出して、該二次電池の充電を開始して、電子機器への給電と前記二次電池の充電とを同時に行う時間帯を設けるように構成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、
前記ＡＣ回路部の出力を電源として前記二次電池を充電する充電制御回路と、
前記二次電池の出力を所定の直流電力に変換して前記出力コネクタに出力するＤＣ／ＤＣ変換回路と、
前記充電制御回路と前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作状態を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路が、該充電制御回路と該ＤＣ／ＤＣ変換回路を制御して前記二次電池の充放電を制御するようにしてなる電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、電子機器に給電される電流値を検出する電流検出回路を備えており、
前記第１の接続状態において、前記電流検出回路が検出する電流値が前記閾値以下になると、前記制御回路が前記充電制御回路を制御して前記二次電池の充電を開始することを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一に記載される電源装置であって、
前記閾値が、前記ＡＣ回路部の最大出力電流値と前記二次電池への最大充電電流との差であることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、前記充電制御回路と前記ＤＣ／ＤＣ変換回路とを迂回するスルーラインを介して、前記ＡＣ回路部の出力側を前記出力コネクタに接続してなることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載される電源装置であって、さらに、
前記スルーラインに回路スイッチを備えており、前記制御回路が前記回路スイッチを制御して、前記ＡＣ回路部から前記電子機器への電力供給をコントロールすることを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項６に記載される電源装置であって、さらに、
前記制御回路が異常検出回路を備えており、前記異常検出回路が異常を検出すると、該制御回路が前記回路スイッチを遮断して、前記ＡＣ回路部から前記電子機器への電力供給を停止することを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、前記出力コネクタに電子機器が接続されたことを検出する機器検出回路を備えており、
前記第１の接続状態から、前記ＡＣ回路部に交流電源が接続され、前記出力コネクタに電子機器が接続されない第２の接続状態に移行したことを、前記機器検出回路が前記出力コネクタから電気信号が入力されなくなったことで検出すると、前記制御回路が充電制御回路を動作状態として前記二次電池を充電することを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項２ないし８のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、前記ＡＣ回路部に交流電源が接続されたことを検出するＡＣ入力検出回路を備えており、
前記第１の接続状態から、前記ＡＣ回路部に交流電源が接続されず、前記出力コネクタに電子機器が接続される第３の接続状態に移行したことを、前記ＡＣ入力検出回路が前記ＡＣ回路部に交流電力が入力されなくなったことで検出すると、前記制御回路が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路を動作状態として前記二次電池から前記出力コネクタに出力することを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、電子機器への給電が０Ａに低下したことを検出すると、前記二次電池の充電電流を前記ＡＣ回路部の最大出力電流値以下の所定の電流値に上昇させることを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記ＡＣ回路部の最大出力電流値を電子機器に給電する電流より大きくし、電子機器への給電中に前記二次電池への予備充電を行うことを特徴とする電源装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記ＡＣ回路部が、出力電圧を補正する出力電圧補正回路を備えており、
前記出力電圧補正回路が、前記出力コネクタの入力側の電圧を検出して、前記ＡＣ回路部の出力電圧を補正することを特徴とする電源装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記ＡＣ回路部と前記二次電池と前記給電制御部を内蔵する本体ケースを備え、
前記本体ケースが、該ＡＣ回路部を交流電源に接続するための折り畳み自在な電源プラグを備えることを特徴とする電源装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか一に記載される電源装置であって、
前記出力コネクタが、ＵＳＢコネクタであることを特徴とする電源装置。
【請求項１５】
交流電源を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部と、
前記ＡＣ回路部から出力される電力で充電される二次電池と、
給電対象の電子機器を接続するための出力コネクタと、
前記ＡＣ回路部の出力を電源とし、前記二次電池の充放電を制御すると共に、前記ＡＣ回路部又は前記二次電池の出力を前記出力コネクタに出力して、該出力コネクタに接続される電子機器に給電する給電制御部と、
を備える電源装置に給電対象の電子機器を接続して、この電子機器に給電する方法であって、
前記ＡＣ回路部に交流電源が接続され、前記出力コネクタに電子機器が接続される第１の接続状態において、
電子機器に対して給電を開始する工程と、
電子機器への給電が閾値以下に低下したことを検出すると、該二次電池の充電を開始して、電子機器への給電と前記二次電池の充電とを同時に行う時間帯を設ける工程とを含むことを特徴とする電源装置に接続される電子機器への給電方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電源装置は、給電対象の電子機器３０を接続して、この電子機器３０に給電する。電源装置１００は、交流電源１０を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部１と、ＡＣ回路部１から出力される電力で充電される二次電池２と、給電対象の電子機器３０を接続するための出力コネクタ３と、二次電池２の充放電を制御すると共に、ＡＣ回路部１又は二次電池２の出力を出力コネクタ３に出力して、出力コネクタ３に接続される電子機器３０に給電する給電制御部４とを備えている。給電制御部４は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第１の接続状態において、ＡＣ回路部１からの出力を二次電池２の充電よりも優先して電子機器３０へ給電すると共に、電子機器３０への給電が閾値以下に低下したことを検出して、二次電池２の充電を開始して、電子機器３０への給電と前記二次電池２の充電とを同時に行う時間帯を設けるように構成している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の電源装置は、さらに前記給電制御部４が、電子機器３０に給電される電流値を検出する電流検出回路８を備えて、前記第１の接続状態において、前記電流検出回路８が検出する電流値が前記閾値以下になると、前記制御回路７が前記充電制御回路５を制御して前記二次電池２の充電を開始することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の電源装置は、前記閾値を、前記ＡＣ回路部１の最大出力電流値と前記二次電池２への最大充電電流との差とすることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明の電源装置に接続される電子機器への給電方法は、交流電源１０を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部１と、前記ＡＣ回路部１から出力される電力で充電される二次電池２と、給電対象の電子機器３０を接続するための出力コネクタ３と、前記ＡＣ回路部１の出力を電源とし、前記二次電池２の充放電を制御すると共に、前記ＡＣ回路部１又は前記二次電池２の出力を前記出力コネクタ３に出力して、該出力コネクタ３に接続される電子機器３０に給電する給電制御部４とを備える電源装置に給電対象の電子機器３０を接続して、この電子機器３０に給電する方法であって、前記ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、前記出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第１の接続状態において、電子機器３０に対して給電を開始する工程と、電子機器３０への給電が閾値以下に低下したことを検出すると、該二次電池２の充電を開始して、電子機器３０への給電と前記二次電池２の充電とを同時に行う時間帯を設ける工程とを含むことを特徴としている。
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月8日(2016.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給電対象の電子機器を接続して、この電子機器に給電するための電源装置であって、
交流電源を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部と、
前記ＡＣ回路部から出力される電力で充電される二次電池と、
給電対象の電子機器を接続するための出力コネクタと、
前記二次電池の充放電を制御すると共に、前記ＡＣ回路部又は前記二次電池の出力を前記出力コネクタに出力して、該出力コネクタに接続される電子機器に給電する給電制御部と、
を備え、
前記ＡＣ回路部に交流電源が接続され、前記出力コネクタに電子機器が接続される第１の接続状態において、
前記給電制御部が、前記ＡＣ回路部からの出力を前記二次電池の充電よりも優先して電子機器へ給電すると共に、電子機器への給電が閾値以下に低下したことを検出して、該二次電池の充電を開始して、電子機器への給電と前記二次電池の充電とを同時に行う時間帯を設け、
前記閾値が、前記ＡＣ回路部の最大出力電流値と前記二次電池への最大充電電流との差であるように構成してなることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
請求項１に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、
前記ＡＣ回路部の出力を電源として前記二次電池を充電する充電制御回路と、
前記二次電池の出力を所定の直流電力に変換して前記出力コネクタに出力するＤＣ／ＤＣ変換回路と、
前記充電制御回路と前記ＤＣ／ＤＣ変換回路の動作状態を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路が、該充電制御回路と該ＤＣ／ＤＣ変換回路を制御して前記二次電池の充放電を制御するようにしてなる電源装置。
【請求項３】
請求項２に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、電子機器に給電される電流値を検出する電流検出回路を備えており
、
前記第１の接続状態において、前記電流検出回路が検出する電流値が前記閾値以下になると、前記制御回路が前記充電制御回路を制御して前記二次電池の充電を開始することを特徴とする電源装置。
【請求項４】
請求項２から３のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、前記充電制御回路と前記ＤＣ／ＤＣ変換回路とを迂回するスルーラインを介して、前記ＡＣ回路部の出力側を前記出力コネクタに接続してなることを特徴とする電源装置。
【請求項５】
請求項４に記載される電源装置であって、さらに、
前記スルーラインに回路スイッチを備えており、前記制御回路が前記回路スイッチを制御して、前記ＡＣ回路部から前記電子機器への電力供給をコントロールすることを特徴とする電源装置。
【請求項６】
請求項５に記載される電源装置であって、さらに、
前記制御回路が異常検出回路を備えており、前記異常検出回路が異常を検出すると、該制御回路が前記回路スイッチを遮断して、前記ＡＣ回路部から前記電子機器への電力供給を停止することを特徴とする電源装置。
【請求項７】
請求項２ないし６のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、前記出力コネクタに電子機器が接続されたことを検出する機器検出回路を備えており、
前記第１の接続状態から、前記ＡＣ回路部に交流電源が接続され、前記出力コネクタに電子機器が接続されない第２の接続状態に移行したことを、前記機器検出回路が前記出力コネクタから電気信号が入力されなくなったことで検出すると、前記制御回路が充電制御回路を動作状態として前記二次電池を充電することを特徴とする電源装置。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、前記ＡＣ回路部に交流電源が接続されたことを検出するＡＣ入力検出回路を備えており、
前記第１の接続状態から、前記ＡＣ回路部に交流電源が接続されず、前記出力コネクタに電子機器が接続される第３の接続状態に移行したことを、前記ＡＣ入力検出回路が前記ＡＣ回路部に交流電力が入力されなくなったことで検出すると、前記制御回路が前記ＤＣ／ＤＣ変換回路を動作状態として前記二次電池から前記出力コネクタに出力することを特徴とする電源装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記給電制御部が、電子機器への給電が０Ａに低下したことを検出すると、前記二次電池の充電電流を前記ＡＣ回路部の最大出力電流値以下の所定の電流値に上昇させることを特徴とする電源装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記ＡＣ回路部の最大出力電流値を電子機器に給電する電流より大きくし、電子機器への給電中に前記二次電池への予備充電を行うことを特徴とする電源装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記ＡＣ回路部が、出力電圧を補正する出力電圧補正回路を備えており、
前記出力電圧補正回路が、前記出力コネクタの入力側の電圧を検出して、前記ＡＣ回路部の出力電圧を補正することを特徴とする電源装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれか一に記載される電源装置であって、さらに、
前記ＡＣ回路部と前記二次電池と前記給電制御部を内蔵する本体ケースを備え、
前記本体ケースが、該ＡＣ回路部を交流電源に接続するための折り畳み自在な電源プラグを備えることを特徴とする電源装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれか一に記載される電源装置であって、
前記出力コネクタが、ＵＳＢコネクタであることを特徴とする電源装置。
【請求項１４】
交流電源を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部と、
前記ＡＣ回路部から出力される電力で充電される二次電池と、
給電対象の電子機器を接続するための出力コネクタと、
前記ＡＣ回路部の出力を電源とし、前記二次電池の充放電を制御すると共に、前記ＡＣ回路部又は前記二次電池の出力を前記出力コネクタに出力して、該出力コネクタに接続される電子機器に給電する給電制御部と、
を備える電源装置に給電対象の電子機器を接続して、この電子機器に給電する方法であって、
前記ＡＣ回路部に交流電源が接続され、前記出力コネクタに電子機器が接続される第１の接続状態において、
電子機器に対して給電を開始する工程と、
電子機器への給電が前記ＡＣ回路部の最大出力電流値と前記二次電池への最大充電電流との差である閾値以下に低下したことを検出すると、該二次電池の充電を開始して、電子機器への給電と前記二次電池の充電とを同時に行う時間帯を設ける工程とを含むことを特徴とする電源装置に接続される電子機器への給電方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の電源装置は、給電対象の電子機器３０を接続して、この電子機器３０に給電する。電源装置１００は、交流電源１０を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部１と、ＡＣ回路部１から出力される電力で充電される二次電池２と、給電対象の電子機器３０を接続するための出力コネクタ３と、二次電池２の充放電を制御すると共に、ＡＣ回路部１又は二次電池２の出力を出力コネクタ３に出力して、出力コネクタ３に接続される電子機器３０に給電する給電制御部４とを備えている。給電制御部４は、ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第１の接続状態において、ＡＣ回路部１からの出力を二次電池２の充電よりも優先して電子機器３０へ給電すると共に、電子機器３０への給電が閾値以下に低下したことを検出して、二次電池２の充電を開始して、電子機器３０への給電と前記二次電池２の充電とを同時に行う時間帯を設け、閾値が、ＡＣ回路部の最大出力電流値と二次電池への最大充電電流との差であるように構成している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の電源装置は、前記閾値を、前記ＡＣ回路部１の最大出力電流値と前記二次電池２への最大充電電流との差とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明の電源装置に接続される電子機器への給電方法は、交流電源１０を入力源として、所定の直流電力を出力するＡＣ回路部１と、前記ＡＣ回路部１から出力される電力で充電される二次電池２と、給電対象の電子機器３０を接続するための出力コネクタ３と、前記ＡＣ回路部１の出力を電源とし、前記二次電池２の充放電を制御すると共に、前記ＡＣ回路部１又は前記二次電池２の出力を前記出力コネクタ３に出力して、該出力コネクタ３に接続される電子機器３０に給電する給電制御部４とを備える電源装置に給電対象の電子機器３０を接続して、この電子機器３０に給電する方法であって、前記ＡＣ回路部１に交流電源１０が接続され、前記出力コネクタ３に電子機器３０が接続される第１の接続状態において、電子機器３０に対して給電を開始する工程と、電子機器３０への給電が前記ＡＣ回路部１の最大出力電流値と前記二次電池２への最大充電電流との差である閾値以下に低下したことを検出すると、該二次電池２の充電を開始して、電子機器３０への給電と前記二次電池２の充電とを同時に行う時間帯を設ける工程とを含むことを特徴としている。
【国際調査報告】
2015155811.tif 000016
2015155811.tif 000017
2015155811.tif 000018
2015155811.tif 000019