(57)【要約】【課題】携帯電子機器が装着されていない、充電器の未使用時において出力電圧を制御することができる充電器を実現する。【解決手段】充電端子Ｂ１，Ｂ２の出力電流値を検出し、該検出された出力電流値が所定電流値に満たない場合は充電端子Ｂ１，Ｂ２の出力電圧を非充電用電圧値に制御し、該検出された出力電流値が該所定電流値以上の場合は充電端子Ｂ１，Ｂ２の出力電圧を充電用電圧値に制御する低電圧制御手段を備えたことを特徴とする。【選択図】　　図３
2004112928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器接続端子の所定電流値以上の入力電流を検出することにより充電を開始する携帯電子機器が装着され、前記充電器接続端子と接続される充電端子を介して前記携帯電子機器へ直流電流を出力する充電器において、
前記充電端子の出力電流値を検出し、該検出された出力電流値が前記所定電流値に満たない場合は前記充電端子の出力電圧を非充電用電圧値に制御し、該検出された出力電流値が前記所定電流値以上の場合は前記充電端子の出力電圧を充電用電圧値に制御する低電圧制御手段、
を備えたことを特徴とする充電器。
【請求項２】
充電器接続端子の所定電流値以上の入力電流を検出することにより充電を開始する携帯電子機器が装着され、前記充電器接続端子と接続される充電端子を介して前記携帯電子機器へ直流電流を出力する充電器において、
前記充電端子の出力電流値を検出し、該検出された出力電流値が前記所定電流値に満たない場合は前記充電端子の出力電圧を非充電用電圧値に制御し、該検出された出力電流値が前記所定電流値以上の場合は前記充電端子の出力電圧を充電用電圧値に制御する低電圧制御手段を備え、
前記低電圧制御手段は、前記検出された出力電流値が前記所定電流値に満たない状態の継続時間を計測し、該継続時間が所定期間に達した場合には前記充電端子の出力電圧を非充電用電圧値に固定する
ことを特徴とする充電器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機等の携帯電子機器の充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の充電器に用いられる電源供給アダプタは、出力電圧と出力電流を検出し、これら検出した電圧値または電流値に基づいて、充電器の使用時における出力電圧、電流特性を制御している（例えば、特許文献１参照）。図８に、従来の携帯電話機用の充電器の出力電圧、電流特性を示す。図８において、状態Ｐ０は、携帯電話機が充電器に装着されていないときの初期状態を示し、このときの出力電圧は充電開始電圧値Ｖｃ（例えば５．９Ｖ）、出力電流値は０である。そして、携帯電話機が充電器に装着されると、充電器から携帯電話機に電流が流れ、携帯電話機は該入力電流を検出すると、充電を開始する。これにより、充電器は、出力電流値がＩｃ（例えば６００ｍＡ）一定となるように定電流制御を行う。その後、所定電圧まで出力電圧が降下すると、定電圧制御状態に移行する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１２２８３５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の携帯電話機用の充電器では、携帯電話機が充電器に装着されていない初期状態Ｐ０において、上記充電開始電圧値Ｖｃの電圧が、露出している充電端子に印加されているために問題が生じる虞がある。例えば高インピーダンスの負荷が接触しつづけた場合、電圧値Ｖｃが５．９Ｖ程度であっても該電圧を長時間受けることにより該負荷の絶縁破壊が進むことがある。これにより接触している負荷のインピーダンスが低下して出力電流が増大し、この結果として無用な電力消費および発熱等の問題が生じる。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、携帯電子機器が装着されていない、充電器の未使用時において出力電圧を制御することができる充電器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の充電器は、充電器接続端子の所定電流値以上の入力電流を検出することにより充電を開始する携帯電子機器が装着され、前記充電器接続端子と接続される充電端子を介して前記携帯電子機器へ直流電流を出力する充電器において、前記充電端子の出力電流値を検出し、該検出された出力電流値が前記所定電流値に満たない場合は前記充電端子の出力電圧を非充電用電圧値に制御し、該検出された出力電流値が前記所定電流値以上の場合は前記充電端子の出力電圧を充電用電圧値に制御する低電圧制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の充電器は、充電器接続端子の所定電流値以上の入力電流を検出することにより充電を開始する携帯電子機器が装着され、前記充電器接続端子と接続される充電端子を介して前記携帯電子機器へ直流電流を出力する充電器において、前記充電端子の出力電流値を検出し、該検出された出力電流値が前記所定電流値に満たない場合は前記充電端子の出力電圧を非充電用電圧値に制御し、該検出された出力電流値が前記所定電流値以上の場合は前記充電端子の出力電圧を充電用電圧値に制御する低電圧制御手段を備え、前記低電圧制御手段は、前記検出された出力電流値が前記所定電流値に満たない状態の継続時間を計測し、該継続時間が所定期間に達した場合には前記充電端子の出力電圧を非充電用電圧値に固定することを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による携帯電話機用の充電器の構成を示す斜視図である。この図１において、充電器は、携帯電話機が装着される充電ホルダ１０２と、ＡＣアダプタ（電源供給アダプタ）１０４から構成される。充電ホルダ１０２とＡＣアダプタ１０４は、ＡＣアダプタ１０４の電源供給用ケーブルで接続されている。
【０００９】
ＡＣアダプタ１０４は、商用交流電源から供給される交流電流を、充電用の直流電流に変換して充電ホルダ１０２に供給する。
充電ホルダ１０２は、充電対象の携帯電話機が装着可能な構造になっている。図２に該充電対象の携帯電話機１０６の背面図を示す。携帯電話機１０６は、背面を図１の充電ホルダ１０２に向けて装着される。充電ホルダ１０２は、プラス側の充電端子Ｂ１とマイナス側の充電端子Ｂ２を備えている。この充電端子Ｂ１，Ｂ２は、携帯電話機１０６が充電ホルダ１０２に装着されると、図２に示す携帯電話機１０６の充電器接続端子Ｃ１（プラス側），Ｃ２（マイナス側）と接触する。これにより、充電ホルダ１０２は、充電端子Ｂ１，Ｂ２と充電器接続端子Ｃ１，Ｃ２を介して携帯電話機１０６へ、ＡＣアダプタ１０４から供給される直流電流を供給する。
携帯電話機１０６は、充電器接続端子Ｃ１，Ｃ２の入力電流値ＩＬを検出すると、電源用の二次電池の充電動作を開始する。
【００１０】
図３は、図１に示す充電器の電気的構成を示す回路図である。この図３において、充電端子Ｂ１，Ｂ２以外の回路部分はＡＣアダプタ１０４に具備されている。
ＡＣアダプタ１０４は、電源端子Ａ１，Ａ２を介して商用交流電源２から交流電流の供給を受ける。この交流電流は、ヒューズ４を介して整流器６に入力され、この整流器６により整流されて変換トランス８の一次コイルに入力される。変換トランス８の一次コイルの一端はスイッチングトランジスタ１０のコレクタ端子に接続されている。スイッチングトランジスタ１０のエミッタ端子は整流器６に接続されている。スイッチングトランジスタ１０は、ベース端子に接続されているスイッチング制御回路１２により、オン／オフ制御される。このスイッチングトランジスタ１０のオン／オフにより、変換トランス８の一次コイルから２次コイルへ供給される電力が制御される。変換トランス８の二次コイルに発生した電流は、ダイオード１４により整流されて直流電流となる。ダイオード１４のカソード端子は抵抗Ｒ１の一端と充電端子Ｂ１と基準電圧発生回路（ＶＲＥＦ）１６とフォトカプラ１８のアノード端子に接続されている。
【００１１】
基準電圧発生回路（ＶＲＥＦ）１６は、ダイオード１４のカソード端子出力に基づいて所定の基準電圧Ｖ０を発生する。この基準電圧Ｖ０は、抵抗Ｒ３，Ｒ５，Ｒ８に供給されている。
演算増幅器ＯＰ１と抵抗Ｒ１〜Ｒ４は電圧検出回路を構成している。演算増幅器ＯＰ１は、充電端子Ｂ１，Ｂ２間の出力電圧に基づく電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ０に基づく電圧Ｖ２より大きい場合にハイレベルを出力し、一方、小さい場合にローレベルを出力する。演算増幅器ＯＰ１の出力は、オア回路２２を介して接続されるトランジスタ２０のベース端子に入力され、これによりトランジスタ２０のオン／オフが制御される。このトランジスタ２０のオン／オフにより、フォトカプラ１８がオン／オフされて、スイッチング制御回路１２によりスイッチングトランジスタ１０がオン／オフする。この結果、充電器の出力電圧が一定に制御（定電圧制御）される。
【００１２】
演算増幅器ＯＰ２と抵抗Ｒ５〜Ｒ７は電流検出回路を構成している。演算増幅器ＯＰ２は、充電端子Ｂ１，Ｂ２の出力電流に基づく電圧Ｖ３が基準電圧Ｖ０に基づく電圧Ｖ４より大きい場合にハイレベルを出力し、一方、小さい場合にローレベルを出力する。演算増幅器ＯＰ２の出力は、オア回路２２を介して接続されるトランジスタ２０のベース端子に入力され、これによりトランジスタ２０のオン／オフが制御される。このトランジスタ２０のオン／オフにより、フォトカプラ１８がオン／オフされて、スイッチング制御回路１２によりスイッチングトランジスタ１０がオン／オフする。この結果、充電器の出力電流が一定に制御（定電流制御）される。
【００１３】
図３の回路構成のうち、上記した回路構成部分は従来と同様であり、上記定電圧制御により図８に示すように出力電圧値がＶｃ一定の出力電圧、電流特性となる。また、出力電流値がＩｃに達した以降は上記定電流制御により図８に示すように出力電流値がＩｃ一定の出力電圧、電流特性となる。本実施形態においては、上記従来の回路構成部分に対して、さらに低電圧制御回路を設ける。この低電圧制御回路は、演算増幅器ＯＰ３とトランジスタ２４と抵抗Ｒ８〜Ｒ１１から構成される。
【００１４】
演算増幅器ＯＰ３は、基準電圧Ｖ０に基づく電圧Ｖ５が充電端子Ｂ１，Ｂ２の出力電流に基づく電圧Ｖ３より大きい場合にハイレベルを出力し、一方、小さい場合にローレベルを出力する。演算増幅器ＯＰ３の出力は、抵抗１０を介して接続されるトランジスタ２４のベース端子に入力され、これによりトランジスタ２４のオン／オフが制御される。トランジスタ２４がオンすると、上記定電圧制御の基準電圧となる電圧Ｖ２は抵抗Ｒ４とＲ１１の比に基づく電圧に降下する。これにより、充電器の出力電圧は、トランジスタ２４がオフしている状態の充電用の出力電圧値Ｖｃよりも低い電圧値ＶＬ（非充電用電圧値）一定に制御（低電圧制御）される。
【００１５】
上記電圧Ｖ５は、携帯電話機１０６の充電状態移行用の入力電流値ＩＬの電流が抵抗Ｒ７に流れたときの抵抗Ｒ７の電圧変動値と同じ値になるように設定されている。したがって、演算増幅器ＯＰ３の出力は充電器の出力電流値がＩＬより小さい場合にハイレベルとなり、これによりトランジスタ２４がオン状態となり、この結果、充電器の出力電圧は電圧値ＶＬに制御される。一方、充電器の出力電流値がＩＬ以上の場合には、演算増幅器ＯＰ３の出力はローレベルとなり、これによりトランジスタ２４がオフ状態となり、この結果、充電器の出力電圧は電圧値Ｖｃに制御される。
【００１６】
次に、図４、図５を参照して、図３に示す充電器の動作を説明する。図４は、図３に示す充電器の出力電圧、電流特性を示す図である。図５は、図３に示す充電器の処理の流れを示すフローチャートである。
図３において、状態Ｐ０は、携帯電話機１０６が充電器に装着されていないときの初期状態を示している。この初期状態Ｐ０では、出力電流値が０なので充電器の出力電圧は、充電用の出力電圧値Ｖｃよりも低い電圧値ＶＬ一定に制御されている（図５のステップＳ１の判断結果「ＮＯ」）。
【００１７】
ここで、例えば高インピーダンスの負荷が充電器の充電端子Ｂ１，Ｂ２に接触したとする。この場合、充電器から該負荷へ電流が流れるが、この出力電流は小さく、携帯電話機１０６の充電状態移行用の入力電流値ＩＬには達しない（ステップＳ２の判断結果「ＹＥＳ」）。したがって、上記低電圧制御により充電器の出力電圧は電圧ＶＬ一定に制御される（ステップＳ３）。以降、出力電流値がＩＬを超えた場合にはステップＳ６へ移行し（ステップＳ４の判断結果「ＹＥＳ」）、一方、負荷の接触がなくなり出力電流値が０になると、すなわち初期状態Ｐ０になるとステップＳ１へ戻る（ステップＳ５）。
【００１８】
他方、初期状態Ｐ０において携帯電話機１０６が充電器に装着されると、充電器から携帯電話機１０６へ電流値ＩＬ以上の電流が流れる（ステップＳ２の判断結果「ＮＯ」）。これにより、ステップＳ６において、充電器の出力電圧は通常の充電用の電圧値Ｖｃ一定に制御される。これにより、充電器の出力電圧、電流特性は、図４の状態Ｐ１からＰ２へ移行し、これ以降は従来と同様の通常の充電時の特性となる。そして、携帯電話機１０６が充電器から外されると、ステップＳ１へ戻る（ステップＳ７）。
【００１９】
上述したように、本実施形態によれば、充電器の出力電流が所定値ＩＬに満たない場合は出力電圧を低く制御し、該所定値ＩＬ以上になれば出力電圧を充電用に高く制御する。これにより、携帯電話機が装着されれば出力電流値は該所定値ＩＬを超えるので充電用の出力電圧となるが、携帯電話機が装着されていない、充電器の未使用時においては出力電圧を低く抑えることができる。したがって、高インピーダンスの負荷が充電端子に長時間接触しても、絶縁破壊が起こりづらい低い電圧値に出力電圧を制御できるので、該接触している負荷のインピーダンスが低下して出力電流が増大することを防止できる。
【００２０】
なお、上述した実施形態において、タイマーにより高インピーダンスの負荷が充電端子に長時間継続して接触していることを検出して、出力電圧を所定値ＶＬ（非充電用電圧値）に固定するようにしてもよい。この場合の充電器の回路構成を図６に、また、処理のフローチャートを図７に示す。
図６においては、上記図３の演算増幅器ＯＰ３の代わりに、内部プログラムに従って動作するＣＰＵ（中央処理装置）３１を備える。ＣＰＵ３１は、入力電圧Ｖ３およびＶ５に基づいて充電器の出力電流値を検出し、この検出結果に基づいて上記図５と同様の図７のステップＳ１〜Ｓ３の処理を実行する。そして、図７のステップＳ４において、ＣＰＵ３１は、出力電流値がＩＬに達していないと判断した場合（判断結果「ＮＯ」）、その継続時間を計測する。そして、所定時間Ｔが経過すると、ＣＰＵ３１は、出力電圧Ｖ６をハイレベルに固定することにより、充電器の出力電圧値をＶＬに固定させる。これにより、充電器の未使用時における安全性がさらに向上する。
【００２１】
なお、上述した実施形態では、充電ホルダ１０２とＡＣアダプタ１０４を別個の装置として構成したが、充電ホルダ１０２の機能とＡＣアダプタ１０４の機能を一つの装置に具備するようにして、充電器を構成してもよい。
【００２２】
また、上述した実施形態においては、携帯電子機器の一例として携帯電話機を挙げて説明したが、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：個人用情報機器）と称される携帯型の端末、携帯音楽再生装置、携帯テレビ受像機などにも同様に適用可能である。
【００２３】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充電器の出力電流が所定値に満たない場合は出力電圧を低く制御し、該所定値以上になれば出力電圧を充電用に高く制御する。これにより、携帯電子機器が装着されれば出力電流値は該所定値を超えるので充電用の出力電圧となるが、携帯電子機器が装着されていない、充電器の未使用時においては出力電圧を低く抑えることができる。したがって、高インピーダンスの負荷が充電端子に長時間接触しても、絶縁破壊が起こりづらい低い電圧値に出力電圧を制御できるので、該接触している負荷のインピーダンスが低下して出力電流が増大することを防止できる。
【００２５】
また、請求項２に記載の発明によれば、出力電流値が所定値に満たない状態が所定期間継続した場合に出力電圧を所定低電圧値に固定するので、充電器の未使用時における安全性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による携帯電話機用の充電器の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す充電器に対応する携帯電話機１０６の背面図である。
【図３】図１に示す充電器の電気的構成を示す回路図である。
【図４】図３に示す充電器の出力電圧、電流特性を示す図である。
【図５】図３に示す充電器の処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図１に示す充電器の他の実施形態による電気的構成を示す回路図である。
【図７】図６に示す充電器の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】従来の携帯電話機用の充電器の出力電圧、電流特性を示す図である。
【符号の説明】
２…商用交流電源、４…ヒューズ、６…整流器、８…変換トランス、１０…スイッチングトランジスタ、１２…スイッチング制御回路、１４…ダイオード、１６…基準電圧発生回路（ＶＲＥＦ）、１８…フォトカプラ、２０，２４…トランジスタ、２２…オア回路、３１…ＣＰＵ、１０２…充電ホルダ、１０４…ＡＣアダプタ、１０６…携帯電話機、Ａ１，Ａ２…電源端子、Ｂ１，Ｂ２…充電端子、Ｃ１，Ｃ２…充電器接続端子、ＯＰ１〜３…演算増幅器、Ｒ１〜Ｒ１１…抵抗
【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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【図７】
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【図８】
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