(57)【要約】【課題】小型化・コストダウンを達成することができ、且つ、バッテリーの充電に必要な定電圧／定電流制御機能と、低消費電力の電子機器の駆動に最適な電流制御機能とを兼ね備えたＡＣアダプタを提供できるようにする。【解決手段】バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御手段と、電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御手段とを設け、出力電圧が予め設定された値よりも低下した場合には、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する上記第２の定電流制御を行なうようにして、大電力を許容する大容量の素子を不要にできるようにすることにより、外形寸法を抑え、更に電子部品の電力定格を下げることができるようにする。【選択図】        図１
2004260911.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行なうＤＣ出力部を有するＡＣアダプタであって、
上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御手段と、
上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御手段とを有し、
上記出力電圧が予め設定された値よりも低下した場合には、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する上記第２の定電流制御を行なうことを特徴とするＡＣアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＡＣアダプタに関し、特に、バッテリーの充電のために定電圧／定電流制御された出力を行なうＡＣアダプタに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のＡＣアダプタと電子機器との関係は、一般に、バッテリーの充電に適した定電圧／定電流特性をＡＣアダプタに持たせ、更に電子機器の駆動時においては、電子機器に発生するラッシュ電流に対応するため、一時的に定電流制御を遅らせる方法が採られてきた。
【０００３】
また、例えば、特許文献１に示されているように、電子機器に組込みタイプの定電圧／定電流制御を行なう内蔵充電制御装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２２３９０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の電源システムにおいては、ラッシュ電流対応として一時的な大電流の最大値を制御することが困難であった。そのために、大電流を許容する大容量の素子が必要となるため、コスト的に不利である問題があった。
【０００６】
また、ラッシュ電流に対応する電流が、充電時に一時的にバッテリーに供給されるため、バッテリー及びバッテリー内部の保護素子に過大なストレスを加える結果となっていた。また、上述の制約があるために一時的に定電流制御を遅らせる期間を短くした場合、電子機器の動作に影響を及ぼす場合もあった。
【０００７】
また、上記特許文献１においては、電子機器にラッシュ電流が発生した時の領域がバッテリーの充電領域より電圧が高く設定されているため、ＤＣ出力の最大状態で保持した時の熱設計において、大電力を許容する大容量の素子が必要となり、ＡＣアダプタの小型化・低コスト化については全く効果がなかった。
【０００８】
本発明はこのような状況のもとでなされたものであり、小型化・コストダウンを達成することができ、且つ、バッテリーの充電に必要な定電圧／定電流制御機能と、低消費電力の電子機器の駆動に最適な電流制御機能とを兼ね備えたＡＣアダプタを提供できるようにすることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のＡＣアダプタは、電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行なうＤＣ出力部を有するＡＣアダプタであって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御手段と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御手段とを有し、上記出力電圧が予め設定された値よりも低下した場合には、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する上記第２の定電流制御を行なうことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照しながら本実施の形態のＡＣアダプタについて説明する。
図７は、本発明のＡＣアダプタが適用される充電システムの一例を示す図である。図７において、１０１はビデオカメラ、１０２はレンズ、１０３は内蔵マイク、１０４はビューファインダ、１０５はビデオカメラのＤＣ入力部、１０６及び１０９はバッテリーパック、１０７は充電装置、１０８は充電装置のＤＣ入力部、１１０は本実施の形態のＡＣアダプタ、１１１はＡＣプラグ、１１２はＤＣ出力部である。
【００１１】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態のＡＣアダプタの構成を最も良く表すブロック図である。
図１において、１はＡＣアダプタ、２はＡＣ入力部、３は一次フィルタ回路、４は一次整流回路、５はスイッチングトランス、６は発振制御回路、７はフォトカプラ、８は二次整流回路、９は二次フィルタ回路、１０はＤＣ出力部、１１はレギュレータ、１２は低電圧検出回路である。
【００１２】
また、１３はオペアンプ、１４は出力電圧を調整するボリウム、１５は出力電圧を分圧する抵抗器、１６は出力電流を検出する抵抗器、１７及び１８は出力電流を調整する抵抗器、１９は出力電流を帰還する抵抗器、２０は出力電圧が低電圧検出回路によって設定された値より低下した場合に定電流の制御値を変更する抵抗器、２１は定電流の制御値を変更するスイッチ、２２はフォトカプラの電流制限抵抗、２３は充電装置、２４は電子機器である。
【００１３】
図１に示したように、ＡＣ入力部２にＡＣ入力が供給されると、出力電圧はボリウム１４と抵抗器１５とによりオペアンプ１３に帰還され、ＤＣ出力部１０を安定化するように動作を行なう。このＤＣ出力部１０の電圧はボリウム１４によりバッテリーの充電電圧に調整される。
【００１４】
また、電流検出抵抗１６の両端の電圧はＤＣ出力部１０に供給される電流に比例するため、抵抗器１８及び１９、オペアンプ１３を介して第１の定電流値に設定される。この第１の定電流値はバッテリーの充電に適した値であり、この構成により定電圧／定電流制御による充電が行われる。
【００１５】
ＤＣ出力部１０に電子機器２４が装着されると、通常動作状態においては第１の定電流出力が用いられる。この場合、電子機器２４にラッシュ電流が発生する状況においてはＤＣ出力部１０の出力電圧が低下することになる。
【００１６】
そして、低電圧検出回路１２により予め設定された値まで出力電圧が低下したことが検出された場合、スイッチ２１がＯＮして第２の定電流値が設定される。この制御により電子機器２４にラッシュ電流が発生する状況においても、低電圧検出回路１２で設定された出力電圧より低下することがないため、電子機器２４の動作は保証される。
【００１７】
また、異常状態において出力が短絡するような状況においても最大電流は第２の定電流出力に固定されるため、発熱部の熱設計も軽減され、本体の小型化が可能になる。なお、図１では、本実施の形態のＡＣアダプタの説明に必要のない一般的な充電装置の回路構成については割愛した。また、図１では電子機器の内蔵充電については説明していないが、当然可能である。
【００１８】
図２は、第１の実施の形態のＡＣアダプタにおける動作を説明するフローチャートである。
図２において、Ｓ（ステップ）１０１はスタート処理、Ｓ１０２は出力電圧検出分岐処理、Ｓ１０３は定電流値を第１の電流値に設定処理、Ｓ１０４は定電流値を第２の電流値に設定する処理である。
【００１９】
ステップＳ１０１で処理が開始されると、次に、ステップＳ１０２で出力電圧を検出する。この検出の結果、出力電圧が低電圧検出回路１２で予め設定されている電圧であるかどうかを判定し、設定電圧を超えていればステップＳ１０３に移行し、定電流値を第１の電流値に設定する。
【００２０】
また、ステップＳ１０２の検出の結果、設定電圧以下が検出されるとステップＳ１０４に移行して、定電流値を第２の電流値に設定する。この制御は常に行われる。
【００２１】
図３は、本発明のＡＣアダプタの第１の実施の形態における出力制御の一例を示す図である（リチウムイオン二次バッテリーを想定）。図３において、上図は充電中のバッテリー電圧の変化、下図はバッテリー電圧の変化に対する充電電流の変化を表している。また、図３における右図は、本実施の形態のＡＣアダプタの出力特性を表している。
【００２２】
充電装置は、一般に、バッテリー電圧が急速充電開始電圧に至るまでトリクル充電を行い、バッテリーの充電電圧が急速充電開始電圧まで上昇すると（Ａ点）急速充電を開始する。ＡＣアダプタの低電圧検出回路１２は検出電圧を電子機器の必要電圧（Ｇ点）に設定してあり、バッテリーの急速充電開始電圧はＧ点より高いため、ＡＣアダプタは第１の電流値（Ｅ点）で定電圧／定電流動作を行う。
【００２３】
その後、バッテリー電圧がバッテリー充電電圧まで上昇すると（Ｂ点）、バッテリーの特性に従って出力電流は垂下する。充電装置２３はバッテリーの充電電圧、充電電流が予め設定されている条件に達した場合（Ｃ点）、満充電表示を行うと共に、補充電に移行する。補充電はタイマーカットにより終了する（Ｄ点）。
【００２４】
次に、電子機器２４が接続された場合、通常動作時には充電領域の中で動作している。電子機器にラッシュ電流が発生した場合においてもＧ点以上の電圧が必要なため、低電圧検出回路１２に設定された電圧まで出力電圧が低下すると、電子機器に必要な第２の電流値（Ｆ点）に変更される。この制御により電子機器に必要な電圧（Ｇ点）は確保される。
【００２５】
ところで、ＡＣアダプタ１に必要な外形寸法は最大電力量（出力電圧×出力電流）に比例する。また、大電力を許容する大容量の素子の定格も、最大電力量によって制約を受ける。
【００２６】
これまで説明してきたように、ＡＣアダプタ１にバッテリーの充電に適する定電圧／定電流出力手段と、電子機器２４のラッシュ電流に対応する定電流出力手段と、ＤＣ出力電圧の低下を検出する手段と、出力電圧が低下したことを検出した結果により定電流の設定値を切り換える切り換え手段を設けることにより、ＡＣアダプタ１に要求される最大電力量を抑えることが可能となった。
【００２７】
これは、バッテリー充電電圧×第１の電流値と、電子機器に必要な電圧×第２の電流値とが同じレベルであり、この出力特性に対して最適な制御が可能となったことによる。
【００２８】
＜第２の実施の形態＞
図４は、本発明の第２の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成例を示すブロック図である。
図４において、符号１〜符号２４までは図１で使用した符号をと共通である。図４において、２５は温度検出素子、２６はスイッチである。通常は、上記スイッチ２６は導通状態にある。
【００２９】
しかし、電子機器２４の異常により、定電流の設定値が第２の電流値に一定時間以上固定された場合、ＡＣアダプタ１の内部温度が上昇する。そして、温度検出素子２５が予め設定された温度に達したことを検出した場合には、上記温度検出素子２５はスイッチ２６を非導通状態にする。このことにより、定電流の設定値は第１の値に設定され、内部温度は低下する。
【００３０】
このような制御を行なうことにより、電子機器２４に異常が発生した時においても安全な停止を行なうＡＣアダプタ１を提供することができる。
【００３１】
＜第３の実施の形態＞
図５は、本発明の第３の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成例を示すブロック図である。図５において、符号１〜符号２４までは図１で使用した符号と共通である。
図５において、２７はタイマー回路である。タイマー回路２７は電子機器２４にラッシュ電流が発生し、定電流の設定値が第２の電流値に設定されてからスタートする。そして、予め設定された時間以上ラッシュ電流が持続した場合、タイマー回路２７はスイッチ２６を非導通状態にする。このような制御を行なうことにより、定電流の設定値は第１の値に設定される。
【００３２】
上述のように、電子機器のラッシュ電流出力の時間を計測するタイマー手段を設けることにより、電子機器の異常時においても安全な停止を行なうことができるＡＣアダプタを提供することができる。
【００３３】
＜第４の実施の形態＞
図６は、第４の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成例を示すブロック図である。図６において、符号１〜符号２６までは図４で使用した符号と共通である。図６において、符号２８は表示手段である。
【００３４】
上述した第２の実施の形態または第３の実施の形態により、電子機器２４または充電装置２３の異常が検出された場合、表示手段２８により使用者に異常状態であることを報知するようにしている。
【００３５】
上記表示手段２８に表示する手段は音声による方法、液晶表示、振動表示等、どのような方法であっても良い。また図示はしないが、電子機器２４との通信手段を設け、異常時に電子機器２４側で異常表示を行なう方法も考えられる。
【００３６】
第４の実施の形態によれば、表示手段２８を設けることにより、電子機器２４に異常が発生した場合に、使用者に異常を直ぐに、且つ確実に知らせることが可能になる。
【００３７】
（本発明の他の実施の形態）
本発明は複数の機器から構成されるシステムに適用しても１つの機器からなる装置に適用しても良い。
【００３８】
また、上述した実施の形態の機能を実現するように各種のデバイスを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００３９】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００４０】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施の形態で説明した機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態で示した機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれることは言うまでもない。
【００４１】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。
【００４２】
以下に、本発明の実施態様の例を列挙する。
〔実施態様１〕  電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行なうＤＣ出力部を有するＡＣアダプタであって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御手段と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御手段とを有し、上記出力電圧が予め設定された値よりも低下した場合には、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する上記第２の定電流制御を行なうことを特徴とするＡＣアダプタ。
〔実施態様２〕  電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行なうＤＣ出力部を有するＡＣアダプタであって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御手段と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御手段と、内部温度を検出するための内部温度検出手段とを有し、上記電子機器の駆動に必要な電流を発生させることにより内部温度が設定値より上昇した場合には、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するようにする電流制御を行なうことを特徴とするＡＣアダプタ。
本実施態様によれば、温度検出素子を設けることにより、電子機器の異常時においても安全な停止を行なうことができるＡＣアダプタを可能にしている。
〔実施態様３〕  電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行なうＤＣ出力部を有するＡＣアダプタであって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御手段と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御手段と、上記電子機器の駆動に必要な電流の発生を検出してスタートするタイマー手段とを有し、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する定電流制御が予め設定した時間以上継続した場合に、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するようにする電流制御を行なうことを特徴とするＡＣアダプタ。
本実施態様によれば、電子機器のラッシュ電流出力の時間を計測するタイマー手段を設けることにより、電子機器の異常時においても安全な停止を行なうことができるＡＣアダプタを可能にしている。
〔実施態様４〕  表示手段を更に有し、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する定電流領域から、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するための電流制御に切り換わったことを表示するようにしたことを特徴とする実施態様２または３に記載のＡＣアダプタ。
【００４３】
〔実施態様５〕  電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行うＤＣ出力部を有するＡＣアダプタにおける電流制御方法であって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御処理と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御処理とを有し、
上記出力電圧が予め設定された値よりも低下した場合には、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する上記第２の定電流制御処理を行なうことを特徴とするＡＣアダプタにおける電流制御方法。
〔実施態様６〕  電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行うＤＣ出力部を有するＡＣアダプタにおける電流制御方法であって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御処理と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御処理と、内部温度を検出するための内部温度検出処理とを有し、上記電子機器の駆動に必要な電流を発生させることにより内部温度が設定値より上昇した場合には、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するようにする電流制御を行なうことを特徴とするＡＣアダプタにおける電流制御方法。
〔実施態様７〕  電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行うＤＣ出力部を有するＡＣアダプタにおける電流制御方法であって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御処理と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御処理と、上記電子機器の駆動に必要な電流の発生を検出してスタートするタイマー処理とを有し、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する定電流制御が予め設定した時間以上継続した場合に、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するようにする電流制御を行なうことを特徴とするＡＣアダプタにおける電流制御方法。
〔実施態様８〕  表示処理を更に有し、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する定電流領域から、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するための電流制御に切り換わったことを表示するようにしたことを特徴とする実施態様６または７に記載のＡＣアダプタにおける電流制御方法。
【００４４】
〔実施態様９〕  電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行なうＤＣ出力部を有するＡＣアダプタにおける電流制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御処理と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御処理とを有し、上記出力電圧が予め設定された値よりも低下した場合には、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する上記第２の定電流制御処理を行なうことを特徴とするコンピュータプログラム。
〔実施態様１０〕  電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行なうＤＣ出力部を有するＡＣアダプタにおける電流制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御処理と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御処理と、内部温度を検出するための内部温度検出処理とを有し、上記電子機器の駆動に必要な電流を発生させることにより内部温度が設定値より上昇した場合には、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するようにする電流制御を行なうことを特徴とするコンピュータプログラム。
〔実施態様１１〕  電子機器と別体に構成され、上記電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行なうＤＣ出力部を有するＡＣアダプタにおける電流制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、上記バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御処理と、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御処理と、
上記電子機器の駆動に必要な電流の発生を検出してスタートするタイマー処理とを有し、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する定電流制御が予め設定した時間以上継続した場合に、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するようにする電流制御を行なうことを特徴とするコンピュータプログラム。
【００４５】
〔実施態様１２〕  上記実施態様９〜１１の何れか１項に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は上述したように、本発明によれば、バッテリーを充電するための第１の定電流制御を行なう第１の定電流制御手段と、電子機器の駆動に必要な電流を供給するための第２の定電流制御を行なう第２の定電流制御手段とを設け、出力電圧が予め設定された値よりも低下した場合には、上記電子機器の駆動に必要な電流を供給する上記第２の定電流制御を行なうようにしたので、大電力を許容する大容量の素子を不要にでき、外形寸法を抑え、更に電子部品の電力定格を下げることができる。これにより、ビデオカメラ・デジタルカメラ等の電子機器のバッテリー充電及び電源供給に最適な、小型で安価なＡＣアダプタを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示し、実施の形態のＡＣアダプタの構成を最も良く表すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態のＡＣアダプタにおける動作を説明するフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態における出力制御の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成例を示すブロック図である。
【図６】第４の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明のＡＣアダプタが適用される充電システムの一例を示す図である。
【符号の説明】
１、１１０  ＡＣアダプタ
２  ＡＣ入力
３  一次フィルタ回路
４  一次整流回路
５  スイッチングトランス
６  発振制御回路
７  フォトカプラ
８  二次整流回路
９  二次フィルタ回路
１０、１１２  ＤＣ出力部
１１  レギュレータ
１２  低電圧検出回路
１３  オペアンプ
１４  出力電圧を調整するボリウム
１５  出力電圧を分圧する抵抗器
１６  出力電流を検出する抵抗器
１７、１８  出力電流を調整する抵抗器
１９  出力電流を帰還する抵抗器
２０  定電流の制御値を変更する抵抗器
２１  定電流の制御値を変更するスイッチ
２２  フォトカプラの電流制限抵抗
２３、１０７  充電装置
２４  電子機器
２５  温度検出素子
２６  スイッチ
２７  タイマー回路
２８  表示手段
１０１  ビデオカメラ
１０２  レンズ
１０３  内蔵マイク
１０４  ビューファインダ
１０５  ビデオカメラのＤＣ入力ジャック
１０６、１０９  バッテリーパック
１０８  充電装置のＤＣ入力ジャック
１１１  ＡＣプラグ
Ａ  急速充電開始点
Ｂ  定電流制御終了点
Ｃ  急速充電完了検出点
Ｄ  補充電終了点
Ｅ  第１の定電流
Ｆ  第２の定電流
Ｇ  電子機器の駆動に必要な電圧
【図１】
2004260911.tif 000003
【図２】
2004260911.tif 000004
【図３】
2004260911.tif 000005
【図４】
2004260911.tif 000006
【図５】
2004260911.tif 000007
【図６】
2004260911.tif 000008
【図７】
2004260911.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月17日(2004.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【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】電子機器と別体であり、ＤＣ出力部を有し、電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行うＡＣアダプタにおいて、
バッテリーを充電するための定電流制御手段と、上記電子機器の駆動に必要な電流の供給のための定電流制御手段と、ＤＣ出力の電圧低下を検出する手段とを有し、
出力電圧が予め設定された値よりも低下した場合、電子機器の駆動に必要な電流の定電流制御に切り換えることを特徴とするＡＣアダプタ。
【請求項２】電子機器と別体であり、ＤＣ出力部を有し、電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行うＡＣアダプタにおいて、
バッテリーを充電するための定電流制御手段と、電子機器の駆動に必要な電流の供給ための定電流制御手段と、ＤＣ出力の電圧低下を検出する手段と、内部温度を検出する手段とを有し、
内部温度が設定値より上昇した場合に、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するための定電流制御に切り換えることを特徴とするＡＣアダプタ。
【請求項３】電子機器と別体であり、ＤＣ出力部を有し、電子機器に接続されるバッテリーの充電用に定電圧／定電流制御された出力を行うＡＣアダプタにおいて、バッテリーを充電するための定電流制御手段と、電子機器の駆動に必要な電流の供給のための定電流制御手段と、
ＤＣ出力の電圧低下を検出する手段と、電子機器の駆動に必要な電流の発生を検出してスタートするタイマー手段とを有し、
電子機器の駆動に必要な電流の定電流制御が設定時間以上継続した場合に、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するための定電流制御に切り換えることを特徴とするＡＣアダプタ。
【請求項４】表示手段を更に有し、電子機器の駆動に必要な電流の定電流制御から、ＤＣ出力を遮断乃至バッテリーを充電するための定電流制御に切り換わったことにより表示を行うことを特徴とする請求項２または３に記載のＡＣアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリーの充電のための定電圧／定電流制御された出力を行うＡＣアダプタに関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のＡＣアダプタと電子機器との関係は、一般に、ＡＣアダプタにバッテリーの充電に適した定電圧／定電流特性を持たせ、更に電子機器の駆動時においては、電子機器に発生するラッシュ電流に対応するため、一時的に定電流制御を遅らせる方法が採られてきた。
【０００３】
また、例えば、特許文献１に記載の「電源装置及び電源供給方法」によると、電子機器に組込みタイプの定電圧／定電流制御を行う内蔵充電制御が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２２３９０７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の電源システムにおいては、ラッシュ電流対応として一時的な大電流の最大値を制御することが困難であり、そのために大電流を許容する大容量の素子が必要となるため、コスト的に不利であった。
【０００６】
また、ラッシュ電流に対応する電流が、充電時に一時的にバッテリーに供給されるため、バッテリー及びバッテリー内部の保護素子に過大なストレスを加える結果となっていた。また、上述の制約があるために一時的に定電流制御を遅らせる期間を短くした場合、電子機器の動作に影響を及ぼす場合もあった。
【０００７】
また、上記特許文献１に記載の発明においては、電子機器にラッシュ電流が発生した時の領域がバッテリーの充電領域より電圧が高く設定されているため、ＤＣ出力の最大状態で保持した時の熱設計において、大電力を許容する大容量の素子が必要となり、ＡＣアダプタの小型化・低コスト化については全く効果がなかった。
【０００８】
本発明はこのような状況のもとでなされたものであり、小型化・コストダウンを達成し、且つ、バッテリーの充電に必要な定電圧／定電流制御機能と、低消費電力の電子機器の駆動に最適な電流制御機能を兼ね備えたＡＣアダプタを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の構成は、ＡＣアダプタに、ＤＣ出力部と、バッテリーの充電に適した定電圧／定電流を行う手段と、電子機器の駆動に適した電流値に定電流制御を行う手段と、出力電圧を検出する手段を設け、出力電圧が予め設定された値より低下した場合、定電流の制御値を電子機器の駆動に適した値に変更するように構成している。
本発明の第２の構成は、ＡＣアダプタに、ＤＣ出力部と、バッテリーの充電に適した定電圧／定電流を行う手段と、電子機器の駆動に適した電流値に定電流制御を行う手段と、出力電圧を検出する手段と、ＡＣアダプタ内部の温度を検出する手段を設け、ＡＣアダプタ内部の温度が予め設定された温度以上に上昇した場合、出力を遮断、或いは定電流値をバッテリーの充電に適した値に変更するように構成している。
本発明の第３の構成は、ＡＣアダプタに、ＤＣ出力部と、バッテリーの充電に適した定電圧／定電流を行う手段と、電子機器の駆動に適した電流値に定電流制御を行う手段と、出力電圧を検出する手段と、電子機器の駆動に適した電流値に変更になった時点からスタートするタイマー手段を設け、タイマー終了時に出力を遮断、或いは定電流値をバッテリーの充電に適した値に変更するように構成している。
本発明の第４の構成は、本発明の第２、第３の構成に加え、表示手段を設けている。定電流値が電子機器の駆動に適した値から温度上昇検出或いはタイマーカットにより変更になった場合に、表示手段により表示を行うように構成している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図７は、本発明の実施の形態例を示している。図７において、１０１はビデオカメラ、１０２はレンズ、１０３は内蔵マイク、１０４はビューファインダ、１０５はビデオカメラのＤＣ入力部、１０６、１０９はバッテリーパック、１０７は充電装置、１０８は充電装置のＤＣ入力部、１１０は本実施の形態のＡＣアダプタ、１１１はＡＣプラグ、１１２はＤＣ出力部である。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態のＡＣアダプタを最も良く表すブロック図である。図１において、１はＡＣアダプタ、２はＡＣ入力部３は一次フィルタ回路、４は一次整流回路、５はスイッチングトランス、６は発振制御回路、７はフォトカプラ、８は二次整流回路、９は二次フィルタ回路、１０はＤＣ出力部、１１はレギュレータ、１２は低電圧検出回路、１３はオペアンプ、１４は出力電圧を調整するボリウム、１５は出力電圧を分圧する抵抗器、１６は出力電流を検出する抵抗器、１７及び１８は出力電流を調整する抵抗器、１９は出力電流を帰還する抵抗器、２０は出力電圧が低電圧検出回路によって設定された値より低下した場合に定電流の制御値を変更する抵抗器、２１は定電流の制御値を変更するスイッチ、２２はフォトカプラの電流制限抵抗、２３は充電装置、２４は電子機器である。
【００１２】
ＡＣ入力２にＡＣ入力が供給されると、出力電圧はボリウム１４と抵抗器１５によりオペアンプ１３に帰還され、ＤＣ出力部１０を安定化するように動作を行う。このＤＣ出力部１０の電圧はボリウム１４によりバッテリーの充電電圧に調整される。また、電流検出抵抗１６の両端の電圧はＤＣ出力部１０に供給される電流に比例するため、抵抗器１８及び１９、オペアンプ１３を介して第１の定電流値に設定される。この第１の定電流値はバッテリーの充電に適し、この構成により定電圧／定電流制御による充電が行われる。
【００１３】
ＤＣ出力部１０に電子機器２４が装着されると、通常動作状態においては第１の定電流出力が用いられる。電子機器２４にラッシュ電流が発生する状況においてはＤＣ出力部１０の出力電圧が低下することになる。低電圧検出回路１２により予め設定された値まで出力電圧が低下した場合、スイッチ２１がＯＮして第２の定電流値が設定される。
【００１４】
この制御により、電子機器２４にラッシュ電流が発生する状況においても、低電圧検出回路１２で設定された出力電圧より低下することがないため、電子機器２４の動作は保証される。また、異常状態において出力が短絡するような状況においても最大電流は第２の定電流出力に固定されるため、発熱部の熱設計も軽減され、本体の小型化が可能になる。
【００１５】
図１では、本実施の形態の説明に必要のない一般的な回路構成については割愛した。また、図１では電子機器の内蔵充電については説明していないが、当然可能である。
【００１６】
図２は、第１の実施の形態のＡＣアダプタの動作を説明するフローチャートである。
図２において、ステップＳ１０１はスタートである。ステップＳ１０２は出力電圧検出分岐、ステップＳ１０３で定電流値を第１の電流値に設定、ステップＳ１０４で定電流値を第２の電流値に設定する。ステップＳ１０２で出力電圧を検出し、出力電圧が低電圧検出回路１２で予め設定されている電圧であるかどうかを判定し、設定電圧を超えていればステップＳ１０３に移行し、定電流値を第１の電流値に設定する。ステップＳ１０２で設定電圧以下が検出されるとステップＳ１０４に移行し、定電流値を第２の電流値に設定する。この制御は常に行われる。
【００１７】
図３は、第１の実施の形態におけるＡＣアダプタの出力制御の一例を示す図である（リチウムイオン二次バッテリーを想定）。図３において、上図は充電中のバッテリー電圧の変化、下図はバッテリー電圧の変化に対する充電電流の変化を表している。右図は本実施の形態のＡＣアダプタの出力特性を表している。
【００１８】
充電装置は、一般に、バッテリー電圧が急速充電開始電圧に至るまでトリクル充電を行い、バッテリーの充電電圧が急速充電開始電圧まで上昇すると（Ａ点）急速充電を開始する。ＡＣアダプタの低電圧検出回路１２は検出電圧を電子機器の必要電圧（Ｇ点）に設定してあり、バッテリーの急速充電開始電圧はＧ点より高いため、ＡＣアダプタは第１の電流値（Ｅ点）で定電圧／定電流動作を行う。
【００１９】
その後、バッテリー電圧がバッテリー充電電圧まで上昇すると（Ｂ点）、バッテリーの特性に従って出力電流は垂下する。充電装置２３はバッテリーの充電電圧、充電電流が予め設定されている条件に達した場合（Ｃ点）、満充電表示を行うと共に、補充電に移行する。補充電はタイマーカットにより終了する（Ｄ点）。
【００２０】
次に、電子機器２４が接続された場合、通常動作時には充電領域の中で動作している。電子機器にラッシュ電流が発生した場合においてもＧ点以上の電圧が必要なため、低電圧検出回路１２に設定された電圧まで出力電圧が低下すると、電子機器に必要な第２の電流値（Ｆ点）に変更される。この制御により電子機器に必要な電圧（Ｇ点）は確保される。
【００２１】
（第２の実施の形態）
図４は、第２の実施の形態のブロック図である。図４において、１から２４までは図１に付した符号と共通である。図４において、２５は温度検出素子、２６はスイッチである。通常スイッチ２６は導通状態にある。電子機器の異常により、定電流の設定値が第２の電流値に一定時間以上固定された場合、ＡＣアダプタの内部温度が上昇する。温度検出素子２５が予め設定された温度に達した場合、２５はスイッチ２６を非導通状態にする。この事により、定電流の設定値は第１の値に設定され、内部温度は低下する。
【００２２】
（第３の実施の形態）
図５は、第３の実施の形態の構成を示すブロック図である。図５において、１から２４までは、図１に付した符号と共通である。図５において、２７はタイマー回路である。タイマー回路２７は電子機器にラッシュ電流が発生し、定電流の設定値が第２の電流値に設定されてからスタートし、予め設定された時間以上ラッシュ電流が持続した場合、２７はスイッチ２６を非導通状態にする。この事により、定電流の設定値は第１の値に設定される。
【００２３】
（第４の実施の形態）
図６は、第４の実施の形態のブロック図である。図６において、１から２６までは、図４に付した符号と共通である。図６において、２８は表示手段である。第２の実施の形態または第３の実施の形態により、電子機器または充電装置の異常が検出された場合、表示手段２８により使用者に異常状態であることを伝達する。表示する手段は音声による方法、液晶表示、振動表示等、どのような方法であっても良い。また図示はしないが、電子機器との通信手段を設け、異常時に電子機器側で異常表示を行う方法も考えられる。
【００２４】
（本発明の他の実施の形態）
上述した実施の形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、上記各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、上記実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００２５】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、およびそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記録する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００２６】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれる。
【００２７】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の請求項１に記載の発明によれば、ＡＣアダプタにバッテリーの充電に適する定電圧／定電流出力手段と、電子機器のラッシュ電流に対応する定電流出力手段と、ＤＣ出力電圧の低下を検出する手段と、出力電圧が低下したことを検出した結果により定電流の設定値を切り換える手段を設けることにより、ＡＣアダプタに要求される最大電力量を抑えることが可能となった。これは、バッテリー充電電圧×第１の電流値と、電子機器に必要な電圧×第２の電流値が同じレベルであり、この出力特性に対して最適な制御が可能となったことによる。
本発明の請求項１により、外形寸法を抑えることが可能になり、更に電子部品の電力定格を下げることが可能になり、ビデオカメラ・デジタルカメラ等の電子機器のバッテリー充電及び電源供給に最適な、小型で安価なＡＣアダプタが可能となった。
【００２９】
本発明の請求項２に記載の発明によれば、上記請求項１の効果に加え、温度検出素子を設けることにより、電子機器の異常時においても安全な停止を行うＡＣアダプタを可能にしている。
【００３０】
本発明の請求項３に記載の発明によれば、上記請求項１の効果に加え、電子機器のラッシュ電流出力の時間を計測するタイマー手段を設けることにより、電子機器の異常時においても安全な停止を行うＡＣアダプタを可能にしている。
【００３１】
本発明の請求項４に記載の発明によれば、請求項２及び３の効果に加え、表示手段を設けることにより、電子機器に異常が発生した場合に使用者に異常を知らせることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成を最も良く表すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態のＡＣアダプタにおける動作を説明するフローチャートである。
【図３】第１の実施の形態における出力制御の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態を示し、ＡＣアダプタの構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明のＡＣアダプタが適用されるシステムの一例を示す図である。
【符号の説明】
１、１１０  ＡＣアダプタ
２  ＡＣ入力
３  一次フィルタ回路
４  一次整流回路
５  スイッチングトランス
６  発振制御回路
７  フォトカプラ
８  二次整流回路
９  二次フィルタ回路
１０、１１２  ＤＣ出力部
１１  レギュレータ
１２  低電圧検出回路
１３  オペアンプ
１４  出力電圧を調整するボリウム
１５  出力電圧を分圧する抵抗器
１６出力電流を検出する抵抗器
１７、１８  出力電流を調整する抵抗器
１９  出力電流を帰還する抵抗器
２０  定電流の制御値を変更する抵抗器
２１  定電流の制御値を変更するスイッチ
２２  フォトカプラの電流制限抵抗
２３、１０７  充電装置
２４  電子機器
２５  温度検出素子
２６  スイッチ
２７  タイマー回路
２８  表示手段
１０１  ビデオカメラ
１０２  レンズ
１０３  内蔵マイク
１０４  ビューファインダ
１０５  ビデオカメラのＤＣ入力ジャック
１０６、１０９  バッテリーパック
１０８  充電装置のＤＣ入力ジャック
１１１  ＡＣプラグ
Ａ  急速充電開始点
Ｂ  定電流制御終了点
Ｃ  急速充電完了検出点
Ｄ  補充電終了点
Ｅ  第１の定電流
Ｆ  第２の定電流
Ｇ  電子機器の駆動に必要な電圧