(57)【要約】【課題】各電圧に応じた出力コードを不要とし、一つの電源アダプタ装置により各種の電圧の電子機器に対応可能な電源アダプタ装置を提供する。【解決手段】接続した電子機器Ｅに対して電圧スイープを行う電圧スイープ手段１と、電圧スイープ時の電流の変化を検出する検出手段１３と、検出した電流の変化を監視し、この電流の変化が所定の条件を満たしたときの電圧値を接続した電子機器Ｅに対して供給する電圧として設定する電圧設定手段１４とを備えた電源アダプタ装置。各種電子機器Ｅが接続されると、この接続された電子機器Ｅに対して電圧スイープが行われ、この電圧スイープ時の電流の変化に応じて各種電子機器Ｅに対して供給される電圧の電圧値が自動的に設定される。【選択図】図２
2005033946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各種電子機器に接続され、所定の電圧を供給する電源アダプタ装置であって、
接続した電子機器に対して電圧スイープを行う電圧スイープ手段と、
前記電圧スイープ時の電流の変化を検出する検出手段と、
前記検出した電流の変化を監視し、この電流の変化が所定の条件を満たしたときの電圧値を前記接続した電子機器に対して供給する電圧として設定する電圧設定手段と
を備えた電源アダプタ装置。
【請求項２】
前記電圧設定手段は、前記電圧の設定後、前記電圧と電流の変化を監視し、この電圧と電流の変化に応じて前記電圧の微調整を行うものである
請求項１記載の電源アダプタ装置。
【請求項３】
前記電子機器と接続するためのコネクタに、前記電圧スイープ手段による電圧スイープの際の電圧の上限を設定するためのスイッチを備えた
請求項１記載の電源アダプタ装置。
【請求項４】
前記スイッチは、前記コネクタに設けた凹凸のパターンにより前記電圧の上限を設定するものである
請求項３記載の電源アダプタ装置。
【請求項５】
前記接続した電子機器に対して電圧を供給した時間を測定するタイマ手段を備えた
請求項１記載の電源アダプタ装置。
【請求項６】
前記タイマ手段により測定した時間に関する情報を送信する送信手段を備えた
請求項５記載の電源アダプタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に所定の電圧を供給する電源アダプタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＣ（直流）電源を使用するＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ＰＤＡ（携帯情報端末）、デジタルカメラや携帯電話機などの各種電子機器は、商用交流電源のＡＣ（交流）コンセントから供給される交流電圧をそのまま利用することができない。そのため、このような各種電子機器を利用する際には、交流電圧を直流電圧に変換する電源アダプタ装置を用いる必要がある。
【０００３】
このような電源アダプタ装置はＡＣコンセントから供給される交流電圧を各種電子機器ごとに固定された直流電圧に変換して供給するものであるため、出張や旅行等で複数の電子機器を携帯する場合にはそれぞれの電子機器専用の電源アダプタ装置も携帯する必要がある。
【０００４】
この問題を解決するものとして、例えば特許文献１に記載の電源アダプタが知られている。この電源アダプタは、出力コードのプラグに使用機器に供給する出力電圧の電圧値を決定する電圧素子あるいは電圧設定回路を内蔵したものである。電源アダプタは、プラグ内の電圧設定値に基づいて電源ユニット内の電圧コンバータの出力電圧値を自動で適合させる。これにより、ユーザが使用する電子機器に適合した出力コードを選択することで、一台の電源ユニットで各種電子機器に対応可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３７４６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献１に記載の電源アダプタでは、各電子機器の電圧が異なると、各電圧に応じた出力コードが必要となる。そのため、複数の電子機器を携帯する場合には、この各電圧に応じた出力コードも携帯することになる。
【０００７】
また、この出力コードのプラグの内部には電圧識別用の素子や回路が入っているため、コストアップが避けられない。その結果、使用する電子機器の数が多い場合には、ユーザにかなりの負担を強いることになる。
【０００８】
そこで、本発明においては、各電圧に応じた出力コードを不要とし、一つの電源アダプタ装置により各種の電圧の電子機器に対応可能な電源アダプタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電源アダプタ装置は、各種電子機器に接続され、所定の電圧を供給する電源アダプタ装置であって、接続した電子機器に対して電圧スイープを行う電圧スイープ手段と、電圧スイープ時の電流の変化を検出する検出手段と、検出した電流の変化を監視し、この電流の変化が所定の条件を満たしたときの電圧値を接続した電子機器に対して供給する電圧として設定する電圧設定手段とを備えたものである。
【００１０】
本発明の電源アダプタ装置によれば、各種電子機器が接続されると、この接続された電子機器に対して低電圧から電圧が上昇する電圧スイープが行われる。接続された電子機器の動作可能電圧に達するまでは、検出手段において検出される電流値は低いが、動作可能電圧に近くなると、電流値が急増する。電圧設定手段では、このときの電流の変化を監視し、電流の変化、例えば電流の増加量もしくは単位時間当たりの電流増加量等が所定の条件を満たしたときに、そのときの電圧を、当該電子機器に対して供給される電圧の電圧値として自動的に設定する。
【００１１】
ここで、電圧設定手段は、電圧の設定後、電圧と電流の変化を監視し、この電圧と電流の変化に応じて電圧の微調整を行うものであることが望ましい。これにより、電子機器に別途接続されたバッテリの充放電に伴う電圧の変化に応じて、自動的に電圧が微調整され、電子機器に供給される。
【００１２】
また、本発明の電源アダプタ装置は、電子機器と接続するためのコネクタに、電圧スイープ手段による電圧スイープの際の電圧の上限を設定するためのスイッチを備えたものとするのが望ましい。これにより、電子機器に応じて電圧スイープにより加える電圧の上限を、電子機器と接続するためのコネクタに応じて設定することができる。
【００１３】
ここで、スイッチは、コネクタに設けた凹凸のパターンにより電圧の上限を設定するものであることが望ましい。これにより、コネクタに設ける凹凸のパターンを変えるだけで、電圧スイープの際の電圧の上限を設定することができる。
【００１４】
さらに、本発明の電源アダプタ装置は、接続した電子機器に対して電圧を供給した時間を測定するタイマ手段を備えたものとするのが望ましい。これにより、本発明の電源アダプタ装置に接続して使用した電子機器の利用時間を測定することができる。
【００１５】
このとき、本発明の電源アダプタ装置が、タイマ手段により測定した時間に関する情報を送信する送信手段を備えたものであれば、この電源アダプタ装置に接続して使用した電子機器の利用時間を遠隔地に送信することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、以下の効果を奏することができる。
【００１７】
（１）接続した電子機器に対して電圧スイープを行う電圧スイープ手段と、電圧スイープ時の電流の変化を検出する検出手段と、検出した電流の変化を監視し、この電流の変化が所定の条件を満たしたときの電圧値を接続した電子機器に対して供給する電圧として設定する電圧設定手段とを備えたことで、各種電子機器が接続されると、この接続された電子機器に対して電圧スイープが行われ、自動的に電圧値が設定されるため、一つの電源アダプタ装置により各種の電子機器に対応することが可能となり、従来のように各電圧に応じた出力コードを用意する必要がない。また、出力コードの内部に電圧識別用の素子や回路が不要であるため、コストを低く抑えることができる。
【００１８】
（２）電圧設定手段が、電圧の設定後、電圧と電流の変化を監視し、この電圧と電流の変化に応じて電圧の微調整を行うものであることによって、電子機器に別途接続されたバッテリの充放電に伴う電圧の変化に関わらず、一定の電圧を電子機器に供給することができる。
【００１９】
（３）電子機器と接続するためのコネクタに、電圧スイープ手段による電圧スイープの際の電圧の上限を設定するためのスイッチを備えたことによって、電子機器に応じて電圧スイープにより加える電圧の上限をコネクタに設定し、この設定した上限を超える電圧が電子機器に加わらないようにすることができ、電子機器への過電圧印加による破壊を防止することができる。
【００２０】
（４）スイッチが、コネクタに設けた凹凸のパターンにより電圧の上限を設定するものであることによって、コネクタに設ける凹凸のパターンを変えるだけで電子機器に加わる電圧の上限を設定することができるため、低コストのコネクタを提供することが可能となる。
【００２１】
（５）接続した電子機器に対して電圧を供給した時間を測定するタイマ手段を備えたことによって、電源アダプタ装置に接続して使用した電子機器の利用時間を測定し、この電子機器の利用時間に応じて電源アダプタ装置の利用料等を算出し、課金することが可能となる。
【００２２】
（６）タイマ手段により測定した時間に関する情報を送信する送信手段を備えたことによって、電源アダプタ装置に接続して使用した電子機器の利用時間を遠隔地で集計し、これに基づいて、電源アダプタ装置の利用料等を算出し、課金することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は本実施形態における電源アダプタ装置の全体図である。
図１において、本実施形態における電源アダプタ装置は、ＡＣコンセント（図示せず。）から供給されるＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換するアダプタ本体１と、このアダプタ本体１によって変換されたＤＣ電圧を各種電子機器へ出力する出力コード２とからなる。
【００２４】
アダプタ本体１は、ＡＣコンセントに接続するためのコンセントプラグ３と、コンセントプラグ３とアダプタ本体１とを接続する電源コード４と、出力コード２と接続するためのコネクタ５とを備える。出力コード２は、アダプタ本体１のコネクタ５と接続するためのコネクタ６と、各種電子機器Ｅ（図２参照。）に接続するためのプラグ７とを備える。
【００２５】
アダプタ本体１の機能構成は、図２のブロック図に示すとおりである。図２に示すように、アダプタ本体１は、ＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換する電圧変換手段１１と、電子機器Ｅに対して電圧スイープを行う電圧スイープ手段１２と、電圧変換手段１１から電圧および電流の変化を検出する検出手段１３と、電子機器Ｅに供給する電圧を設定する電圧設定手段１４とを備える。
【００２６】
電圧変換手段１１は、ＡＣコンセントに接続されたコンセントプラグ３から電源コード４を通じて供給されるＡＣ電圧をＤＣ電圧に変換し、コネクタ５から出力するものである。コネクタ５から出力されたＤＣ電圧は、このコネクタ５に接続されたコネクタ６から出力コード２を通じてプラグ７より各種電子機器Ｅへと供給される。
【００２７】
電圧スイープ手段１２は、電子機器Ｅに対して電圧スイープを行うため、電圧変換手段１１により変換するＤＣ電圧を０Ｖから徐々に昇圧するように制御するものである。検出手段１３は、この電圧スイープ手段１２による電圧スイープ時の電流の変化を電圧変換手段１１から検出する。
【００２８】
電圧設定手段１４は、検出手段１３により検出した電流の変化を監視し、この電流の変化が所定の条件を満たしたときの電圧値を電子機器Ｅに対して供給する電圧として電圧変換手段１１に設定するものである。ここで、所定の条件とは、電流の増加量や単位時間当たりの電流増加量等により設定する。また、電圧設定手段１４は、一旦電圧を設定した後、検出手段１３から検出した電圧と電流の変化を監視し、この電圧と電流の変化に応じて電圧の微調整を行うものである。
【００２９】
また、本実施形態におけるアダプタ本体１は、課金装置Ｓによる課金のために、電子機器Ｅに対して電圧を供給した時間を測定するタイマ手段１５と、このタイマ手段１５により測定した時間に関する情報を、電気通信回線としてのインターネット１７を介して課金装置Ｓに送信する送信手段１６とを備える。
【００３０】
図３は図１の電源アダプタ装置の回路図である。
図３に示すように、電圧変換手段１１は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１およびＤＣ／ＤＣ降圧コンバータ２２により構成される。
【００３１】
検出手段１３は、電流の変化を検出するための電流検出抵抗２３および電圧の変化を検出するための電圧検出点２４により構成される。電流検出抵抗２３および電圧検出点２４により検出された電流および電圧はそれぞれＯＰ−ＡＭＰ（演算増幅器）２５，２６を介してコントローラＣＰＵ（中央処理装置）２７へ入力されている。
【００３２】
電圧スイープ手段１２および電圧設定手段１４は、コントローラＣＰＵ２７により構成される。コントローラＣＰＵ２７は、電圧スイープ手段１２および電圧設定手段１４として機能する際、ＤＣ／ＤＣ降圧コンバータ２２に対して、例えばＰＷＭ（Palse With Modulation）方式による電圧指令を出力する。
【００３３】
また、本実施形態におけるアダプタ本体１は、極性切り替え回路２８を備える。極性切り替え回路２８は、その後段の極性判定点２９からＯＰ−ＡＭＰ（演算増幅器）３０を介してコントローラＣＰＵ２７に入力された結果に基づいて、コントローラＣＰＵ２７により制御される。
【００３４】
また、本実施形態におけるアダプタ本体１は、電流検出抵抗２３および電圧検出点２４により検出された電流の電流値および電圧の電圧値等を表示するＬＣＤ（液晶）表示部３１を備える。
【００３５】
上記構成の電源アダプタ装置の動作について、以下、図４のフロー図に基づいて説明する。
【００３６】
ステップＳ１０１：まず、図３に示すように出力コード２のプラグ７をノートＰＣ等の電子機器Ｅに接続し、この出力コード２のコネクタ６をアダプタ本体１のコネクタ５に接続し、このアダプタ本体１の電源コード４のコンセントプラグ３をＡＣコンセントに接続して電源オンする。
【００３７】
ステップＳ１０２：コントローラＣＰＵ２７によりＤＣ／ＤＣ降圧コンバータ２２の初期設定を行う。すなわち、電圧設定手段１４により電圧変換手段１１の出力電圧を０Ｖに設定する。
【００３８】
ステップＳ１０３：電子機器Ｅに対してプラグ７が正しく接続されているか、および極性の判定を行う。コントローラＣＰＵ２７は、極性判定点２９からの入力に基づいて正極性であるか、または逆極性であるかを判定し、正極性である場合は、ステップＳ１０４において極性切り替え回路２８を正極性接続に設定する。逆極性である場合は、コントローラＣＰＵ２７は、ステップＳ１０５において極性切り替え回路２８を逆極性接続に設定する。プラグ７が正しく接続されていない場合、コントローラＣＰＵ２７は、ステップＳ１０８において、異常処理を行い、ＬＣＤ表示部３１へ異常を表示する。
【００３９】
ステップＳ１０６：電圧スイープ手段１２による電圧スイープを行う。このとき、コントローラＣＰＵ２７によりＤＣ／ＤＣ降圧コンバータ２２の設定電圧を０Ｖから徐々に昇圧していく。そして、検出手段１３により検出した電流の変化を電圧設定手段１４により監視し、この電流が所定の条件を満たしたときの電圧値をコントローラＣＰＵ２７によりＤＣ／ＤＣ降圧コンバータ２２に設定する。
【００４０】
図５は電圧スイープ手段１２による電圧スイープ時の電圧と電流の関係を示している。図５に示すように、プラグ７から出力する電圧を電圧スイープ手段１２によって０Ｖから徐々に昇圧していくと、ある電圧値から急に電流が変化する。これは、プラグ７から出力する電圧が、電子機器Ｅに別途接続されたバッテリ８の電圧を超えたことによるものである。本実施形態においては、この電流の増加量にある閾値を設定し、この閾値に達したときの電圧値を、電子機器Ｅに対して供給する電圧として設定する。
【００４１】
ステップＳ１０７：その後、この設定した電圧値によりプラグ７から電子機器Ｅに対して電圧供給を行うが、検出手段１３により電圧と電流の変化を監視し続ける。このとき、電子機器Ｅに別途接続されたバッテリ８の充放電に伴って電圧が変化するため、電圧設定手段１４は、この電圧と電流の変化に応じて電圧変換手段１１により変換する電圧の微調整を行い、電子機器に一定の電圧を供給する。
【００４２】
以上のように、本実施形態における電源アダプタ装置によれば、各種電子機器Ｅが接続されると、この接続された電子機器Ｅに対して電圧スイープが行われ、自動的に電圧値が設定されるため、一つの電源アダプタ装置により各種の電子機器Ｅに対応することが可能となる。そのため、従来のように各電圧に応じた出力コード２を用意する必要がない。また、出力コード２の内部に電圧識別用の素子や回路が不要であるため、コストを低く抑えることができる。
【００４３】
また、この電圧の設定後、電圧と電流の変化を監視し、この電圧と電流の変化に応じて電圧の微調整を行うため、電子機器Ｅに別途接続されたバッテリ８の充放電に伴う電圧の変化に関わらず、一定の電圧を電子機器Ｅに供給することができる。
【００４４】
さらに、本実施形態における電源アダプタ装置は、電子機器Ｅに対して電圧を供給した時間を測定するタイマ手段１５と、このタイマ手段１５により測定した時間に関する情報を送信手段１６によりインターネット１７を介して課金装置Ｓに送信することができることから、この電源アダプタ装置に接続して使用した電子機器Ｅの利用時間を遠隔地の課金装置Ｓで集計し、これに基づいて、電源アダプタ装置の利用料等を算出し、課金することが可能である。
【００４５】
ところで、本実施形態における電源アダプタ装置では、アダプタ本体１側のコネクタ５とプラグ７側のコネクタ６とに、電圧の上限を設定するためのスイッチを設けることもできる。図６は本体側コネクタ５とプラグ側コネクタ６の詳細であって、（Ａ−１）は本体側コネクタ５の上面図、（Ａ−２）は側面図、（Ａ−３）は前面図、（Ｂ−１）はプラグ側コネクタ６の上面図、（Ｂ−２）は側面図、（Ｂ−３）は前面図である。
【００４６】
図６に示すように、本体側コネクタ５にスイッチ９ａを設け、プラグ側コネクタ６にはこのスイッチ９ａを押すためだけの凸部９ｂを設ける。プラグ側コネクタ６には、電気的素子等は設けない。これにより、本体側コネクタ５にプラグ側コネクタ６を挿入したとき、凸部９ｂがスイッチ９ａを押すようになるため、このスイッチ９ａの動作状態をアダプタ本体１側で検出する。図６に示すように、例えば、最大４個の凸部９ｂを設けた場合、凸部９ｂの有無により４ビットの情報が得られる。
【００４７】
この４ビットの情報を電圧の上限を設定するための情報として割り当てることにより、本体側コネクタ５にプラグ側コネクタ６を差し込むと、自動的にこの電圧の上限の情報を読み取ることが可能となる。そして、この読み取った情報に基づいて電圧スイープ手段１２により電圧スイープを行う際の電圧の上限を設定する。これにより、電子機器Ｅに応じて電圧スイープにより加える電圧の上限をプラグ側コネクタ６に設定して、この設定した上限を超える電圧が電子機器Ｅに加わらないようにすることができ、電子機器Ｅへの過電圧印加による破壊を防止することができる。
【００４８】
なお、プラグ側コネクタ６に設ける凸部９ｂに代えて、コネクタ６自体に凹部を設けることによりスイッチ９ａを動作させる構成とすることも可能である。要するに、コネクタ６に設けた凹凸のパターンにより電圧の上限を設定することが可能であり、コネクタ６には電気的素子等は設ける必要がないため、低コストのコネクタ６を提供することができる。本体側コネクタ５には、電気的スイッチの他、光学的スイッチ、磁気的スイッチを用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、動作電圧の異なる各種の電子機器にそれぞれ所定の電圧を供給する電源アダプタ装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態における電源アダプタ装置の全体図である。
【図２】図１の電源アダプタ装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図１の電源アダプタ装置の回路図である。
【図４】図１の電源アダプタ装置の動作を示すフロー図である。
【図５】電圧スイープ時の電圧と電流の関係を示す図である。
【図６】本体側コネクタとプラグ側コネクタの詳細であって、（Ａ−１）は本体側コネクタの上面図、（Ａ−２）は側面図、（Ａ−３）は前面図、（Ｂ−１）はプラグ側コネクタの上面図、（Ｂ−２）は側面図、（Ｂ−３）は前面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  アダプタ本体
２  出力コード
３  コンセントプラグ
４  電源コード
５，６  コネクタ
７  プラグ
８  バッテリ
９ａ  スイッチ
９ｂ  凸部
１１  電圧変換手段
１２  電圧スイープ手段
１３  検出手段
１４  電圧設定手段
１５  タイマ手段
１６  送信手段
１７  インターネット
２１  ＡＣ／ＤＣコンバータ
２２  ＤＣ／ＤＣコンバータ
２３  電流検出抵抗
２４  電圧検出点
２５，２６，３０  オペアンプ
２７  コントローラＣＰＵ
２８  極性切り替え回路
２９  極性検出点
３１  ＬＣＤ表示部
Ｅ  電子機器
Ｓ  課金装置
【図１】
2005033946.tif 000003
【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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