(57)【要約】【課題】コストダウンを図りながら二次電池の過充電を防止および大きな電流による急速充電を防止する。【解決手段】電源回路１，２，３は交流−直流変換により交流電源ＡＣから直流電圧出力を得る。接続ケーブル４、接続コネクタ５は携帯型電子機器としてのノートパソコンＰＣから二次電池の充電要求信号を取り込む。信号変換回路６と絶縁回路７は充電要求信号をオン／オフ信号に変換する。スイッチ８は、充電要求信号が二次電池の充電要のときはオン制御されて電源回路の出力を携帯型電子機器に外部電源として供給し、充電要求信号が二次電池の充電不要のときはオフ制御されて電源回路の出力を遮断する。充電要求信号は、携帯型電子機器がもつ前記二次電池の残量チェック手段による監視を行い、ケーブル接続で取り込むのに代えて、超音波信号、光信号で取り込む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を内蔵する携帯型電子機器に外部から電源供給と二次電池を充電するＡＣアダプタであって、
交流−直流変換により交流電源から直流電圧出力を得る電源回路と、
前記携帯型電子機器から前記二次電池の充電要求信号を取り込む手段と、
前記充電要求信号が前記二次電池の充電要のときはオン制御されて前記電源回路の出力を前記携帯型電子機器に外部電源として供給し、前記充電要求信号が二次電池の充電不要のときはオフ制御されて前記電源回路の出力を遮断するスイッチとを備えたことを特徴とするＡＣアダプタ。
【請求項２】
前記充電要求信号は、前記携帯型電子機器がもつ前記二次電池の残量チェック手段による監視を行い、ケーブル接続で取り込み、または超音波信号、もしくは光信号で取り込むことを特徴とする請求項１に記載のＡＣアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池（バッテリ）を内蔵する携帯型電子機器に外部から電源供給と二次電池を充電するＡＣアダプタに係り、特に出力制御機能を内蔵したＡＣアダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型電子機器（ノートパソコンやビデオカメラなど）は、二次電池を電源として内蔵し、携帯時の動作電源は二次電池とし、屋内での動作電源は二次電池または外付けのＡＣアダプタを電源とする。このＡＣアダプタは二次電池の充電器としても使用される。
【０００３】
図３は、ＡＣアダプタの基本構成を示し、変圧器１は商用の交流電源ＡＣから降圧した交流電流を取り込み、整流ダイオード回路２は変圧器１からの交流電流を整流し、平滑回路３は整流ダイオード回路２からの直流電流を平滑することで低電圧の直流電力を出力可能にする。
【０００４】
ノートパソコン等の携帯型電子機器は、ＡＣアダプタが接続された状態ではＡＣアダプタから動作に必要な電力を取り込むと共に、二次電池の充電を行う。この充電において、二次電池の過充電はその寿命を低下させてしまう。また、大きな電流による急激な充電は二次電池の過熱等の不都合がある。
【０００５】
これらの対策として、携帯型電子機器から二次電池の充電状態信号をＡＣアダプタに取り込み、この信号を基にＡＣアダプタの出力を制御するものがある。この制御方式として、携帯型電子機器に動作電源を供給するアダプタモードと二次電池を充電する充電モードとに自動的に切り替え、アダプタモードでは比較的低い電圧で多くの電流を供給し、充電モードでは高い電圧で比較的低い電流を供給するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２３７８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の制御機能付きＡＣアダプタでは、アダプタモードと充電モードの自動切替機能の実現には、多くの回路要素や制御手段が必要となる。具体的には、従来のＡＣアダプタは、出力電流と電圧で異なる二種類の電源回路構成とし、信号入力回路として二次電池の充電状態検出、携帯型電子機器とＡＣアダプタの接続の有無検出手段などを設け、さらにこれらの信号を基にモード切替制御する制御回路（またはマイクロコンピュータ）と切換スイッチを必要とし、高価なものになる。
【０００７】
本発明の目的は、コストダウンを図りながら二次電池の過充電を防止および大きな電流による急速充電防止ができるＡＣアダプタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記の課題を解決するため、携帯型電子機器がもつバッテリ残量チェック機能を利用し、バッテリ残量が閾値を下回ったことをバッテリ充電要求信号として携帯型電子機器からＡＣアダプタに取り込み、ＡＣアダプタはバッテリ充電要求があるときのみ携帯型電子機器に電源を供給することで、常時はバッテリを動作電源とし、バッテリ残量が少なくなったときのみＡＣアダプタから動作電源供給とバッテリ充電を行うようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【０００９】
（１）二次電池を内蔵する携帯型電子機器に外部から電源供給と二次電池を充電するＡＣアダプタであって、
交流−直流変換により交流電源から直流電圧出力を得る電源回路と、
前記携帯型電子機器から前記二次電池の充電要求信号を取り込む手段と、
前記充電要求信号が前記二次電池の充電要のときはオン制御されて前記電源回路の出力を前記携帯型電子機器に外部電源として供給し、前記充電要求信号が二次電池の充電不要のときはオフ制御されて前記電源回路の出力を遮断するスイッチとを備えたことを特徴とする。
【００１０】
（２）前記充電要求信号は、前記携帯型電子機器がもつ前記二次電池の残量チェック手段による監視を行い、ケーブル接続で取り込み、または超音波信号、もしくは光信号で取り込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のとおり、本発明によれば、バッテリ残量が閾値を下回ったことをバッテリ充電要求信号として携帯型電子機器からＡＣアダプタに取り込み、ＡＣアダプタはバッテリ充電要求があるときのみ携帯型電子機器に電源を供給するようにしたため、二次電池の過充電を防止および大きな電流による急速充電防止ができる。
【００１２】
また、回路構成としては、バッテリ充電要求信号の入出力手段と、電源回路と携帯型電子機器との間をオン／オフ制御するスイッチ手段を増設することで済み、従来のＡＣアダプタに比べてコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態を示す制御機能内蔵ＡＣアダプタの回路構成図である。変圧器１と整流ダイオード回路２および平滑回路３は従来のＡＣアダプタと同等の交流−直流（ＡＣ−ＤＣ）変換による電源回路に構成され、携帯型電子機器としてのノートパソコンＰＣに仕様で定められる電圧出力を得る。
【００１４】
これら回路に加えて、本実施形態では、回路要素４〜１０を設ける。接続ケーブル４は、ノートパソコンＰＣのＵＳＢまたはシリアルＩ／Ｏに一端が接続され、ノートパソコンＰＣからバッテリ充電要求信号を取り込む。このバッテリ充電要求信号は、ノートパソコンＰＣがもつバッテリ残量チェック機能から得る。このチェック機能は、バッテリ電圧や充放電量からバッテリ残量を監視し、このバッテリ残量が閾値を下回ったときにノートパソコンＰＣ側で点滅表示したり、画面上に警告を行うものであり、この監視信号をバッテリ充電要求信号として取り込む。
【００１５】
接続コネクタ５は、接続ケーブル４の他端を端子接続し、ＡＣアダプタ内にバッテリ充電要求信号を取り込む。信号変換回路６は、接続コネクタ５を通したバッテリ充電要求信号の有無を判定およびオン／オフ保持信号に変換する。
【００１６】
絶縁回路７は、例えばフォトカプラ構成にされ、信号変換回路６からのオン／オフ保持信号を電気的に絶縁および増幅して取り出す。スイッチ８は、半導体スイッチまたは制御リレー構成にされてオン／オフ制御され、絶縁回路７からのオン／オフ保持信号がオン状態にあるとき、オン動作して平滑回路３の直流出力を取り出す。
【００１７】
電源出力端子９は、スイッチ８からの直流出力の引き出し端子にされ、ノートパソコンＰＣの外部電源ケーブル１０が接続される。外部電源ケーブル１０の先端にはノートパソコンＰＣの外部電源入力端子に接続可能なコネクタ（図示省略）を設ける。
【００１８】
以上の構成によるＡＣアダプタからノートパソコンＰＣへの電源供給は、ノートパソコンＰＣからのバッテリ充電要求信号に従って実行される。この電源供給は図２に示す動作フローチャートに従って行われる。
【００１９】
同図において、ノートパソコンＰＣは、その起動で周期的にバッテリ残量チェックを行い（Ｓ１）、このチェックでバッテリ残量がしきい値を下回っているか否かを判定する（Ｓ２）。この判定はバッテリ充電要／不要の判定になり、ＡＣアダプタにはオン／オフのバッテリ充電要求信号として出力する。
【００２０】
ＡＣアダプタは、入力されるバッテリ充電要求信号がバッテリ充電要の場合、スイッチ８をオン制御し（Ｓ３）、ノートパソコンＰＣに外部電源を供給する（Ｓ４）。また、バッテリ充電要求信号がバッテリ充電不要の場合、スイッチ８をオフ制御し（Ｓ５）、ノートパソコンＰＣへの電源供給を遮断し、ノートパソコンＰＣをバッテリ駆動のみにする（Ｓ６）。
【００２１】
したがって、ノートパソコンＰＣは、ＡＣアダプタが接続された状態にあっても、バッテリ充電を不要とするときは、バッテリを電源として動作する。そして、バッテリが放電されてきて、充電量がしきい値以下になったときはＡＣアダプタを電源として動作を続け、これに並行してバッテリ充電を行う。このバッテリ充電が完了したときには、再びスイッチ８を遮断制御してバッテリ単独による電源供給を行う。
【００２２】
この制御において、ＡＣアダプタからノートパソコンＰＣに電源供給を行うときは、ノートパソコンＰＣ内のＣＰＵ、ディスプレイ等に必要な電流分と、バッテリの充電電流分を供給することになり、バッテリを大きな電流で充電してしまうことはない。また、バッテリの充電完了時にはＡＣアダプタが切り離されるため、バッテリが過充電されることはない。
【００２３】
なお、実施形態においては、バッテリ充電要求信号をケーブル接続でＡＣアダプタに取り込む場合を示すが、他の信号入出力手段に置換することができる。例えば、ノートパソコンＰＣから超音波信号や光信号でＡＣアダプタにバッテリ充電要求信号を発信する。これらの場合、絶縁性も確保されるため、ＡＣアダプタ側では音波や光信号の変換回路を必要とするが、絶縁回路７が不要になる。
【００２４】
また、実施形態において、電源回路（１〜３）は適宜設計変更可能である。例えば、定電圧回路をもつ電源回路とすることができる。この場合、定電圧回路にスイッチ８の機能を持たせ、スイッチ８を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態を示す制御機能内蔵ＡＣアダプタの回路構成図。
【図２】実施形態における動作フローチャート。
【図３】従来のＡＣアダプタの基本構成図。
【符号の説明】
【００２６】
１  変圧器
２  整流ダイオード回路
３  平滑回路
４  接続ケーブル
５  接続コネクタ
６  信号変換回路
７  絶縁回路
８  スイッチ
９  電源出力端子
１０  外部電源ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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