(57)【要約】【課題】商用電源と２次電池の何れでも駆動できるようにした電子機器あるいは電気機器において、２次電池を機器から取外して充電台に設置して充電を行なう煩雑さから解放して、自動的に２次電池が充電されるようにする。【解決手段】機器本体あるいは装置内に商用電源によって駆動される電源回路１１と、充電可能な２次電池１２と、上記電源回路の出力によって２次電池の充電を行なう充電回路１５とを設けておき、外部からのＡＣ電源によって電源回路１１で装置を駆動している場合に、並行して充電回路１５によって２次電池１２の充電を行なう。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源によって駆動される電源回路と、
充電可能な２次電池と、
前記２次電池を前記電源回路の出力によって充電する充電回路と、
前記電源回路の出力と前記２次電池の出力とを選択的に切換えて負荷に供給する切換え回路と、
を具備し、前記電源回路の出力によって前記充電回路が前記２次電池を充電し得るようにしたことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記切換え回路がダイオードから構成され、該ダイオードのアノードとカソードとにそれぞれ前記２次電池と前記電源回路の出力端が接続されることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記ダイオードと並列に充電回路を構成する抵抗が接続されることを特徴とする請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
商用電源によって駆動される電源回路と、
充電可能な２次電池と、
前記２次電池を前記電源回路の出力によって急速に充電する急速充電回路と、
前記２次電池を前記電源回路の出力によって緩慢に充電するトリクル充電回路と、
前記電源回路の出力と前記２次電池の出力とを選択的に切換えて負荷に供給する切換え回路と、
前記急速充電回路、前記トリクル充電回路、および前記切換え回路を切換える制御手段と、
を具備し、前記電源回路の出力によって前記充電回路が前記２次電池を充電し得るようにしたことを特徴とする電源装置。
【請求項５】
前記２次電池が互いに並列に接続された複数のセルから構成され、それぞれのセルが前記急速充電回路と前記トリクル充電回路とに接続されることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記２次電池に放電回路が接続され、メモリ効果がある場合に前記放電回路によって前記２次電池を完全放電させることを特徴とする請求項４に記載の電源装置。
【請求項７】
商用電源によって駆動される電源回路と、
充電可能な２次電池と、
前記２次電池を前記電源回路の出力によって充電する充電回路と、
前記電源回路の出力と前記２次電池の出力とを選択的に切換えて負荷に供給する切換え回路と、
前記電源回路によって負荷を駆動するときに流れる電流を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出に応じて前記充電回路を制御する制御手段と、
を具備する電源装置。
【請求項８】
前記電源回路によって前記負荷が駆動されているときに前記制御手段は余剰電流を前記充電回路に流して前記２次電池の充電を行なうことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記検出手段が前記電源回路と前記切換え回路との間に直列に接続された検出用抵抗から構成され、該検出用抵抗の電圧降下によって電流の検出を行なうことを特徴とする請求項７に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電源装置に係り、とくに商用電源によって駆動される電源回路と充電可能な２次電池とを備える電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の電子機器や電気機器は電源を必要とする。このような電源として商用電源等の外部から供給される電力を内蔵する電源回路に印加し、この電源回路によって所定の電源を得ている。またポータブル型の電子機器や電気機器の場合には、商用電源を直接使用できないために、充電可能な２次電池を備え、この２次電池の出力によって駆動するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般にポータブル型の電子機器は電池を用いて駆動する。とくに２次電池を利用すると、繰返して２次電池を充電することが可能になる。ところが従来の２次電池から成る電源は、放電した場合に電子機器とは別に容易される専用の外部充電器を必要とし、この外部充電器内に放電した２次電池を装着して充電を行なうようにしている。従って電子機器あるいは電気機器本体以外に別の装置である充電器を必要とする欠点がある。
【０００４】
２次電池とともに、ＡＣ電源を用いて駆動するための電源回路を備えた機器も存在するが、一般にＡＣ電源を用いる場合には、２次電池とは独立した電源回路によって装置が駆動されることになる。すなわちＡＣ電源と２次電池とは、互いに別々に独立して利用するようになっており、ＡＣ電源を用いて駆動する際に必要に応じて２次電池を充電することができない。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、商用電源によって駆動される電源回路と充電可能な２次電池とを併用するようにした電源装置において、とくに２次電池が放電した場合に本体とは別の装置から成る充電器を必要とすることなく商用電源の電源回路の出力によって２次電池を充電できるようにした電源装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願の主要な発明は、
商用電源によって駆動される電源回路と、
充電可能な２次電池と、
前記２次電池を前記電源回路の出力によって充電する充電回路と、
前記電源回路の出力と前記２次電池の出力とを選択的に切換えて負荷に供給する切換え回路と、
を具備し、前記電源回路の出力によって前記充電回路が前記２次電池を充電し得るようにしたことを特徴とする電源装置に関するものである。
【０００７】
ここで前記切換え回路がダイオードから構成され、該ダイオードのアノードとカソードとにそれぞれ前記２次電池と前記電源回路の出力端が接続されるようにしてよい。また前記ダイオードと並列に充電回路を構成する抵抗が接続されるようにすることも可能である。
【０００８】
本願の別の主要な発明は、
商用電源によって駆動される電源回路と、
充電可能な２次電池と、
前記２次電池を前記電源回路の出力によって急速に充電する急速充電回路と、
前記２次電池を前記電源回路の出力によって緩慢に充電するトリクル充電回路と、
前記電源回路の出力と前記２次電池の出力とを選択的に切換えて負荷に供給する切換え回路と、
前記急速充電回路、前記トリクル充電回路、および前記切換え回路を切換える制御手段と、
を具備し、前記電源回路の出力によって前記充電回路が前記２次電池を充電し得るようにしたことを特徴とする電源装置に関するものである。
【０００９】
ここで前記２次電池が互いに並列に接続された複数のセルから構成され、それぞれのセルが前記急速充電回路と前記トリクル充電回路とに接続されるようにすることが好適である。また前記２次電池に放電回路が接続され、メモリー効果がある場合に前記放電回路によって前記２次電池を完全放電させることが好ましい。
【００１０】
本願のさらに別の主要な発明は、
商用電源によって駆動される電源回路と、
充電可能な２次電池と、
前記２次電池を前記電源回路の出力によって充電する充電回路と、
前記電源回路の出力と前記２次電池の出力とを選択的に切換えて負荷に供給する切換え回路と、
前記電源回路によって負荷を駆動するときに流れる電流を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出に応じて前記充電回路を制御する制御手段と、
を具備する電源装置に関するものである。
【００１１】
ここで前記電源回路によって前記負荷が駆動されているときに前記制御手段は余剰電流を前記充電回路に流して前記２次電池の充電を行なうことが可能である。また前記検出手段が前記電源回路と前記切換え回路との間に直列に接続された検出用抵抗から構成され、該検出用抵抗の電圧降下によって電流の検出を行なうことも可能である。
【００１２】
本願に含まれる発明の好ましい態様は、ＡＣ電源と、充電可能な２次電池と、充電機能とを内蔵し、商用電源でも２次電池でも作動することができ、しかも充電しながら本体を作動させることができるようにしたものである。
【００１３】
このような態様によれば、商用電源でも２次電池でも動作し、しかも使用しながら充電することが可能になり、装置内に総てがオールインワンに内蔵されているために、ユーザが２次電池の充電のための装置を用意したり、あるいはまたＡＣアダプタ等の煩雑な補助手段を意識することなく屋内、屋外を問わず使用できるようになる。またアウトドアや旅行等のように商用電源が必ずしもあるとは言えないところでも使用できる。また場合によって商用電源が確保できれば、その場で即充電が自動的に行なわれることになる。
【００１４】
通常のポータブル型の電子機器においては、２次電池でもＡＣアダプタでも動作するが、２次電池の充電のために従来は専用の充電器が必要になっている。またラジカセ等においては商用電源と２次電池の双方で作動されるが充電機能が内蔵されていない。ましてホームオーディオ機器等の場合には、商用電源のみでしか作動しない。
【００１５】
このような問題点に鑑みて本願発明は、機器あるいは装置本体内に商用電源で駆動される電源回路と、２次電池と、この２次電池の充電機能とを内蔵し、旅行、キャンプ、アウトドア等のような商用電源を自由に利用できない場合においても動作し、しかも商用電源がある場合には２次電池の急速充電と２次電池による動作を可能にしたものである。これによって、機能や音質、画質の劣化を気にしないで外で自由に楽しむことが可能なＡＶ機器が提供される。また自宅においては、普通のＡＶ機器としても利用できる。また旅行等において例えば旅館やホテルに寄った場合にＡＣ電源がそのまま利用できる場合には、ＡＣ電源を供給すると内部の２次電池が急速充電されて長期の使用が可能になる。またオーディオ機器の場合においても、電池の方が音質がよく、電源に大きな負荷が加わったときに、電池から電源を供給することができ、これによって瞬間的な電力の供給停止に対応できる利点を生ずる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（１）実施の形態１（図１、図２）
この実施の形態は図１に示すように、例えばＡＣ１００Ｖの商用電源が供給される電源回路１１と、充電可能な２次電池１２と、電源回路１１と２次電池１２との切換えを行なう切換え回路１３と、負荷を構成する本体回路１４と、上記電源回路１１の出力によって２次電池１２を充電する充電回路１５とから構成される。
【００１７】
従ってこのような電源装置によれば、負荷を構成する本体回路１４は切換え回路１３の切換えに応じて、ＡＣ電源回路１１と２次電池１２とによって選択的に駆動される。従って必要に応じて何れかの電源で駆動できるようになる。しかもこの装置の特徴は、充電回路１５を内蔵していることであって、ＡＣ電源回路部１１にＡＣ電源が供給されている場合であってしかも２次電池１２がフル充電されていない場合には、この充電回路１５によって充電できることにある。
【００１８】
従ってこのような電源装置によれば、ＡＣ電源回路１１と２次電池１２の何れかによって本体回路１４を駆動している場合に、使用しながらしかも２次電池１２の充電が可能になる。また２次電池１２を充電するための別装置から成る充電台やＡＣアダプタを必要としない。すなわち総てがオールインワンになっているために、ユーザが充電台やＡＣアダプタ等を気にすることなく自動的に２次電池１２の充電を行なうことができる。また屋外で２次電池１２で駆動している場合であって、たまたまＡＣ電源が確保できれば、その場で２次電池１２の急速充電を行なうことが可能になる。これによって２次電池１２の長時間の利用が可能になる。
【００１９】
図２は図１に示す電源回路の具体的な構成を示している。電源回路１１はトランス１８と４つのダイオードをブリッジに組んだ単相全波整流器１９と、この整流器１９の出力を平滑にする平滑コンデンサ２０とから構成される。そしてこのような電源回路１１と２次電池１２とが切換え回路を構成するダイオード１３を介して互いに接続される。ダイオード１３はそのアノードが２次電池１２のプラス側の電極に接続され、カソードが電源回路１１の出力端に接続される。またこの切換え回路を構成するダイオード１３に対して並列に一対の抵抗２１、２２が接続される。抵抗２１は小さな抵抗値の抵抗であって急速充電回路を構成する。これに対して抵抗２２は大きな抵抗値の抵抗であってゆっくりと充電を行なうトリクル（ｔｒｉｃｋｌｅ）充電回路を構成する。これら一対の抵抗２１、２２は切換えスイッチ２７によって切換えられる。
【００２０】
上記電源回路１１あるいは２次電池１２によって例えばオーディオアンプ２３が駆動される。このアンプ２３は入力端子２４に加わる信号を増幅してコイル２５によってスピーカ２６を駆動するものである。従ってスピーカ２６は上記電源回路１１と２次電池１２の何れかによって駆動される。そして２つの電源の切換えがダイオード１３によって行なわれるために、切換え動作のための操作が必要でなくなる。
【００２１】
（２）実施の形態２（図３、図４）
この実施の形態は電源回路１１と一対の２次電池３１、３２とによって負荷１４を選択的に駆動する電源装置である。すなわちここでは２次電池としてセルＡ３１とセルＢ３２とが用意される。これらの２次電池３１、３２はそれぞれ急速充電回路３３とトリクル充電回路３４とに接続される。またこの電源装置はマイコン３５を備え、このマイコン３５によって急速充電回路３３とトリクル充電回路３４がそれぞれ充電するセル３１、３２の切換えを制御する。またマイコン３５は切換えスイッチから成る切換え回路１３の切換えを行なう。この切換え回路１３は電源回路１１と２次電池３１、３２の切換えを行なうためのものである。さらにこの電源装置は２次電池３１、３２を完全に放電させるための放電用抵抗３６を備え、切換えスイッチ３７によって上記一対の２次電池３１、３２に選択的に接続されるようになっている。
【００２２】
図４はこのような電源装置のマイコン３５による制御動作を示している。マイコン３５は電源回路１１の出力からＡＣ電源がＯＮかどうかの判断を行なうとともに、ＯＮでない場合には２次電池３１、３２によって負荷１４を駆動する。このときにマイコン３５は一対の２次電池３１、３２が過放電にならないように、これらのセル３１、３２の電圧を見ながら切換え回路１３を切換えて負荷１４を駆動する。従ってこの場合には一対の２次電池３１、３２の何れかによって負荷１４が駆動される。そして２次電池３１、３２がメモリ効果を有する場合、すなわち不完全な放電による履歴が残る場合には、切換えスイッチ３７を切換え、使用済みのセル３１または３２を放電用抵抗３６に接続して完全放電を行なう。これによって２次電池３１、３２の充電容量の低下を防止する。
【００２３】
マイコン３５が電源回路１１の出力電圧を検出した場合、すなわちＡＣ電源がＯＮの場合にはセル３１、３２がフル充電かどうかの判断を行なうとともに、２次電池３１、３２の何れか一方または双方がフル充電でない場合には充電不足のセルを急速充電する。このときには急速充電回路３３が作動される。これに対して２次電池セル３１、３２の一方または双方がフル充電の場合には、トリクル充電回路３４によって２次電池３１、３２をゆっくりとトリクル充電しながらしかも切替え回路１３をＡＣ電源回路１１側に切換えて負荷１４を駆動する。
【００２４】
従ってこのような電源装置においても、負荷１４をＡＣ電源で駆動している際に同時に２次電池３１、３２の充電が可能になる。しかもこのような充電が２次電池３１、３２の状態に応じて急速充電あるいはトリクル充電が行なわれる。また２次電池３１、３２がメモリ効果がある場合には、放電した２次電池３１、３２を放電用抵抗３６によって完全放電させ、メモリ効果を排除することが可能になる。
【００２５】
（３）実施の形態３（図５、図６）
この実施の形態は図５に示すように、ＡＣ電源１１と２次電池１２とによって選択的に負荷１４を駆動するものであって、ＡＣ電源１１と負荷１４との間に切替え回路１３が接続される。さらにＡＣ電源１１と切換え回路１３との間には検出用抵抗４１が直列に接続される。この検出用抵抗４１の両端は差動アンプ４２の一対の入力端子に接続されるとともに、この差動アンプ４２の差動出力がマイコン４３に入力されるようになっている。そしてマイコン４３は充電コントロール回路１５を制御するようになっている。すなわち充電コントロール回路１５はＡＣ電源１１と２次電池１２との間に接続される。
【００２６】
図６は上記マイコン４３の制御動作を示している。ここで電源回路１１にＡＣ電源が加わっている場合には、マイコン４３は２次電池１２がフル充電かどうかの検出を行なう。そしてフル充電である場合には充電を停止する。これに対してフル充電でない場合、すなわち電圧が低い場合には余剰電流によって２次電池１２の充電を行なう。この充電動作はＡＣ電源回路１１から切換え回路１３を通して負荷１４に流れる電流を抵抗４１の電圧降下によって検出し、この電圧降下を差動アンプ４２によってマイコン４３に入力し、マイコン４３が差動アンプ４２の出力電圧に応じて充電コントロール回路１５を制御することによって行なわれる。すなわちＡＣ電源回路１１によって負荷１４を駆動している場合に、このＡＣ電源回路１１の余剰電流を利用して充電コントロール回路１５で２次電池１２を駆動するようになっている。そして充電コントロール回路１５によって２次電池１２が充電されてフル充電になった場合には、ここで充電を停止する。
【００２７】
このような電源装置においても、電源回路１１によって商用電源を用いて負荷１４を駆動している場合に、このＡＣ電源回路１１に生ずる余剰電流を利用して２次電池１２の充電を行なうことが可能になり、このために２次電池１２を取外して別装置から成る充電台に設置して充電を行なう煩雑さから解放される。あるいはまた電源回路１１によって駆動する際にＡＣアダプタのような電源装置を接続する必要がない。すなわち電源回路１１と２次電池１２と充電回路１５とが機器または装置内に互いに接続された状態で内蔵されているために、ユーザが充電装置やＡＣアダプタ等の煩雑な補助具を意識することなく屋内、屋外を問わず利用することができる。また２次電池１２で負荷１４を駆動している場合であって、たまたまＡＣ電源を利用できる場合には、その場で同時に２次電池１２の充電が行なわれるようになり、これによって電池寿命が延長される。
【００２８】
以上本願に含まれる発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願の発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内で各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態はオーディオ装置等のＡＶ機器に適用したものであるが、本願発明はその他各種の電子機器あるいは電気機器に広く利用可能である。また具体的な回路構成についても、上記実施の形態に限定されることなく、その他各種の回路構成が採用できる。
【００２９】
【発明の効果】
本願の主要な発明は、商用電源によって駆動される電源回路と、充電可能な２次電池と、２次電池を電源回路の出力によって充電する充電回路と、電源回路の出力と２次電池の出力とを選択的に切換えて負荷に供給する切換え回路と、を具備し、電源回路の出力によって充電回路が２次電池を充電し得るようにしたものである。
【００３０】
従ってこのような電源装置によれば、２次電池が放電した場合に、この２次電池を装置から取外して充電台に設置して充電を行なう必要がなくなる。
【００３１】
本願の別の主要な発明は、商用電源によって駆動される電源回路と、充電可能な２次電池と、２次電池を電源回路の出力によって急速に充電する急速充電回路と、２次電池を電源回路の出力によって緩慢に充電するトリクル充電回路と、電源回路の出力と２次電池の出力とを選択的に切換えて負荷に供給する切換え回路と、急速充電回路、トリクル充電回路、および切換え回路を切換える制御手段と、を具備し、電源回路の出力によって充電回路が２次電池を充電し得るようにしたものである。
【００３２】
従ってこのような電源装置によれば、商用電源によって駆動される電源回路を用いて負荷を駆動しているときにしかも２次電池が自動的に充電されることになり、これによって２次電池の充電動作から開放される。しかも制御手段によって急速充電回路とトリクル充電回路とを選択的に使い分けて充電を行なうことができ、これによって２次電池が適正に充電される。
【００３３】
本願のさらに別の主要な発明は、商用電源によって駆動される電源回路と、充電可能な２次電池と、２次電池を電源回路の出力によって充電する充電回路と、電源回路の出力と２次電池の出力とを選択的に切換えて負荷に供給する切換え回路と、電源回路によって負荷を駆動するときに流れる電流を検出する検出手段と、検出手段の検出に応じて充電回路を制御する制御手段と、を具備するものである。
【００３４】
従ってこのような電源装置によれば、検出手段によって検出される電流に応じて充電回路が制御され、電源回路の余剰電流を有効に利用して２次電池の充電が行なわれることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の電源装置のブロック図である。
【図２】同電源装置の回路図である。
【図３】第２の実施の形態の電源装置のブロック図である。
【図４】同電源装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図５】第３の実施の形態の電源装置のブロック図である。
【図６】同電源装置の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１‥‥電源回路、１２‥‥２次電池、１３‥‥切換え回路、１４‥‥本体回路（負荷）、１５‥‥充電回路、１８‥‥トランス、１９‥‥単相全波整流器、２０‥‥コンデンサ、２１‥‥抵抗（急速充電用）、２２‥‥抵抗（トリクル充電用）、２３‥‥アンプ、２４‥‥入力端子、２５‥‥コイル、２６‥‥スピーカ、２７‥‥切換えスイッチ、３１‥‥２次電池セルＡ、３２‥‥２次電池セルＢ、３３‥‥急速充電回路、３４‥‥トリクル充電回路、３５‥‥マイコン、３６‥‥放電用抵抗、３７‥‥切換えスイッチ、４１‥‥検出用抵抗、４２‥‥差動アンプ、４３‥‥マイコン
【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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