(57)【要約】【課題】非接続状態において待機電力を極力低減し、かつ、出力端子に安定して一定電圧を出力する。【解決手段】直流電圧を生成する電圧変換回路ＶＣ１と、直流電圧を負荷に供給する出力端子９１，９２と、出力端子９１，９２と電圧変換回路ＶＣ１とを結ぶ一対の電路間に介挿された補助電源３００と、補助電源３００の端子電圧を検出する電圧検出回路５０と、出力端子９１，９２に負荷が接続されていない状態において、補助電源３００への充電が必要な期間は電圧変換回路ＶＣ１を起動状態とし、補助電源３００への充電が不要な期間は電圧変換回路ＶＣ１を停止状態とするように制御する電圧変換制御部７０と、補助電源３０と出力端子９１との間に介挿され、補助電源３０の出力電圧を基に定電圧を生成するとともに、出力端子９１に出力するレギュレータ回路ＲＥＧとを備える。【選択図】図１
2016034168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの供給電圧を直流変換し、負荷に供給するアダプタであって、
起動状態において前記供給電圧から直流電圧を生成する電圧変換回路と、
前記負荷との接続に用いられ、前記負荷が接続されている接続状態において前記電圧変換回路から出力された直流電圧を前記負荷に供給する一対の出力端子と、
前記各出力端子と前記電圧変換回路とを結ぶ一対の電路間に介挿され、前記電圧変換回路から電力供給を受ける補助電源と、
前記補助電源の端子電圧を検出し、検出結果を出力する電圧検出回路と、
前記補助電源から電力供給を受けて動作するとともに前記検出結果が入力され、かつ、前記一対の出力端子に前記負荷が接続されていない非接続状態において、前記補助電源への充電が必要な期間は前記電圧変換回路を起動状態とし、前記補助電源への充電が不要な期間は前記電圧変換回路を停止状態とするように制御する電圧変換制御部と、
前記補助電源と前記一対の出力端子のいずれか一方の端子との間に介挿され、前記補助電源の出力電圧を基に定電圧を生成するとともに、前記一方の端子に出力するレギュレータ回路と、を備える
ことを特徴とするアダプタ。
【請求項２】
前記レギュレータ回路は、前記補助電源の出力電圧を降圧して前記一対の出力端子に出力する
ことを特徴とする請求項１に記載のアダプタ。
【請求項３】
さらに、前記レギュレータ回路の動作を制御するレギュレータ回路制御部を備え、
前記レギュレータ回路制御部は、前記電圧変換回路が起動状態である間、前記レギュレータ回路を停止状態とする
ことを特徴とする請求項１に記載のアダプタ。
【請求項４】
さらに、前記非接続状態から前記接続状態への状態変化を検出するとともに、検出結果を前記電圧変換制御部に出力する接続検出回路と、を備え、
前記電圧変換制御部は、さらに、前記状態変化を検出した場合に、前記電圧変換回路を起動状態とする
ことを特徴とする請求項１に記載のアダプタ。
【請求項５】
前記接続検出回路は、
前記一対の電路における負側の電路に介挿され、一端が前記一対の出力端子のうちの負側の端子に接続され、他端が前記電圧変換回路に接続された抵抗素子と、
非反転入力端子に前記抵抗素子の前記一端が接続され、反転入力端子に前記抵抗素子の前記他端が接続されたコンパレータと、を備える
ことを特徴とする請求項４に記載のアダプタ。
【請求項６】
さらに、少なくとも非接続状態において前記補助電源に流れる充電電流を検出するとともに、検出結果を前記電圧変換制御部に出力する充電電流検出回路を備え、
前記電圧変換制御部は、充電電流値が所定値未満となった場合に、前記電圧変換回路を停止状態とする
ことを特徴とする請求項１に記載のアダプタ。
【請求項７】
前記充電電流検出回路は、
一端が前記電圧変換回路に接続され、他端が前記補助電源に接続された抵抗素子と、
非反転入力端子に前記抵抗素子の前記一端が接続され、反転入力端子に前記抵抗素子の前記他端が接続されたコンパレータと、を備える
ことを特徴とする請求項６に記載のアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アダプタに関し、特に、交流電源からの供給電圧を直流変換し、負荷に供給するアダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
交流電源からの供給電圧を直流変換し、負荷に供給するアダプタが種々開発されている（例えば、特許文献１）。このようなアダプタは、主として、起動状態において交流電源の供給電圧から直流電圧を生成する電圧変換回路と、負荷との接続に用いられ、当該負荷が接続されている状態において当該直流電圧を負荷に供給する出力端子とを備える。
また、出力端子に負荷が接続されていない非接続状態での待機電力を極力低減する観点から、非接続状態である間は、原則として電圧変換回路の動作を停止させるよう制御する電圧変換制御部を備えたアダプタが開発されている。かかるアダプタは、補助電源を備えており、電圧変換回路の動作が停止している間、基本的には電圧変換制御部は補助電源から電力供給を受ける。そして、補助電源の充電が必要となった時点で、電圧変換制御部は電圧変換回路を起動させ、補助電源の充電を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２０５４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非接続状態においても、アダプタの出力端子から一定電圧が安定して出力されることを要求される場合がある。具体例としては、例えば、負荷としての電子機器等の中には、自身の入力端子に所定値の電圧が入力されることでアダプタが接続されたことを認識し、アダプタからの電力供給を受ける仕様のものがある。このような仕様の負荷に対応するアダプタにおいても、非接続状態での待機電力を極力低減し得る構成を備えていることが望ましい。
【０００５】
本発明は、上記の要請に鑑みてなされたものであり、非接続状態において待機電力を極力低減し、かつ、出力端子に安定して一定電圧を出力することが可能なアダプタ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るアダプタは、交流電源からの供給電圧を直流変換し、負荷に供給するアダプタであって、起動状態において前記供給電圧から直流電圧を生成する電圧変換回路と、前記負荷との接続に用いられ、前記負荷が接続されている接続状態において前記電圧変換回路から出力された直流電圧を前記負荷に供給する一対の出力端子と、前記各出力端子と前記電圧変換回路とを結ぶ一対の電路間に介挿され、前記電圧変換回路から電力供給を受ける補助電源と、前記補助電源の端子電圧を検出し、検出結果を出力する電圧検出回路と、前記補助電源から電力供給を受けて動作するとともに前記検出結果が入力され、かつ、前記一対の出力端子に前記負荷が接続されていない非接続状態において、前記補助電源への充電が必要な期間は前記電圧変換回路を起動状態とし、前記補助電源への充電が不要な期間は前記電圧変換回路を停止状態とするように制御する電圧変換制御部と、前記補助電源と前記一対の出力端子のいずれか一方の端子との間に介挿され、前記補助電源の出力電圧を基に定電圧を生成するとともに、前記一方の端子に出力するレギュレータ回路と、備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係るアダプタの電圧変換制御部は、非接続状態においては、補助電源への充電が必要な期間に電圧変換回路を起動状態とするように制御する。そのため、非接続状態での待機電力を極力低減することが可能である。
さらに、本発明に係るアダプタは、補助電源と一対の出力端子のいずれか一方の端子との間に介挿され、補助電源の出力電圧を基に定電圧を生成するとともに、一方の端子に出力するレギュレータ回路を備える。これにより、非接続状態において補助電源の出力電圧が変動した場合であっても、出力端子に安定して一定電圧を出力することができる。
【０００８】
したがって、本発明によれば、非接続状態において待機電力を極力低減し、かつ、出力端子に安定して一定電圧を出力することが可能なアダプタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るアダプタ１０００の全体構成を示す回路図である。
【図２】充電電流検出回路４０、電圧検出回路５０、接続検出回路６０、電圧変換制御部７０、およびレギュレータ回路制御部８０の具体的構成を示す回路図である。
【図３】実施の形態１に係るアダプタ１０００の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】実施の形態２に係るアダプタ２０００の全体構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
≪実施の形態１≫
［アダプタ１０００の構成］
図１は、実施の形態１に係るアダプタ１０００の全体構成を示す回路図である。アダプタ１０００は、交流電源としてのＡＣ電源ＣＳからの供給電圧を直流変換し、負荷としての携帯電子機器に供給するＡＣアダプタである。アダプタ１０００は、電圧変換回路ＶＣ１、充電制御回路２０、補助電源３０、充電電流検出回路４０、電圧検出回路５０、接続検出回路６０、電圧変換制御部７０、レギュレータ回路ＲＥＧ、レギュレータ回路制御部８０および出力端子９１，９２を備える。アダプタ１０００は、その入力側がＡＣ電源ＣＳに、出力側が出力端子９１，９２を介して携帯電子機器にそれぞれ接続される。
【００１１】
ＡＣ電源ＣＳは、住宅等に設置されているＡＣ１００〜２４０［Ｖ］の商用電源である。また、本実施の形態における負荷は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の充電可能な二次電池を内蔵した携帯電子機器であるとする。すなわち、アダプタ１０００は、携帯電子機器に内蔵の二次電池を充電するものである。
＜電圧変換回路ＶＣ１＞
電圧変換回路ＶＣ１は、ＡＣ電源ＣＳに接続され、起動状態においてＡＣ電源ＣＳの供給電圧から直流電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータである。電圧変換回路ＶＣ１は、１次側整流回路１１、電源トランス１２、１次側制御部１３、第１の２次側整流回路１４、および第２の２次側整流回路１５を含む。
【００１２】
（１次側整流回路１１）
１次側整流回路１１は、ＡＣ電源ＣＳの供給電圧を整流し、直流電圧を生成する。１次側整流回路１１は、例えばダイオードブリッジで構成されている。
（電源トランス１２）
電源トランス１２は、１次巻線１２１と２次巻線１２２を含む。１次巻線１２１には、１次側制御部１３により生成された交流電圧が入力される。２次巻線１２２には、１次巻線１２１と２次巻線１２２の巻数比に応じた交流電圧が誘起される。２次巻線１２２は、センタータップ１２２ａを有する。
【００１３】
（１次側制御部１３）
１次側制御部１３は、１次側整流回路１１から出力される直流電圧に基づき、１次巻線１２１に供給する交流電圧を生成する交流電圧生成部である。１次側制御部１３には、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，電界効果トランジスタ）やＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ，絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等のスイッチング素子が内蔵されており、このスイッチング素子をオンオフ動作させることで１次側整流回路１１から出力される直流電圧から交流電圧を生成する。
【００１４】
（第１の２次側整流回路１４）
第１の２次側整流回路１４（以下、単に２次側整流回路１４と記載する。）は、２次巻線１２２の両端に誘起される交流電圧を整流するものであり、２次巻線１２２の両端に接続されている。２次側整流回路１４は、ダイオード１４１とキャパシタ１４２とを含み、生成した直流電圧Ｖ２を補助電源３０に供給する。本実施の形態における２次側整流回路１４が出力する直流電圧Ｖ２は、９［Ｖ］としている。
【００１５】
（第２の２次側整流回路１５）
第２の２次側整流回路１５（以下、単に２次側整流回路１５と記載する。）は、２次巻線１２２の一端とセンタータップ１２２ａとの間に誘起される交流電圧を整流するものであり、２次巻線１２２の一端とセンタータップ１２２ａに接続されている。２次側整流回路１５は、ダイオード１５１とキャパシタ１５２とを含み、生成した直流電圧Ｖ１を出力端子９１，９２に供給する。本実施の形態における２次側整流回路１５が出力する直流電圧Ｖ１は５［Ｖ］であり、２次側整流回路１４が出力する直流電圧Ｖ２よりも低い。
【００１６】
＜充電制御回路２０＞
充電制御回路２０は、携帯電子機器に内蔵の二次電池への充電を制御するものである。出力端子９２と電圧変換回路ＶＣ１とを結ぶ接地線に介挿された抵抗素子Ｒ１により当該接地線に流れる電流を検出し、この電流値に基づき二次電池への充電を制御する。二次電池がリチウムイオン電池である場合、充電制御回路２０は、２次側整流回路１５から出力される電力で二次電池を定電流定電圧充電する。一方、二次電池がニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池である場合、定電流充電を行う。
【００１７】
＜補助電源３０＞
補助電源３０は、出力端子９１，９２に負荷としての携帯電子機器が接続されていない非接続状態（以下、単に「非接続状態」と記載する。）における、電圧変換回路ＶＣ１の動作が停止している間、電圧変換制御部７０およびレギュレータ回路ＲＥＧへの電力供給を行う補助電源である。補助電源３０は、出力端子９１，９２と電圧変換回路ＶＣ１とを結ぶ一対の電路間に介挿されている。また、補助電源３０は、電圧変換回路ＶＣ１の２次側整流回路１４から電力供給を受ける。なお、補助電源３０は、充電電流検出回路４０、電圧検出回路５０、接続検出回路６０およびレギュレータ回路制御部８０への電力供給も行う。
【００１８】
補助電源３０としては、例えば、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池、電気二重層キャパシタを用いることができる。
＜充電電流検出回路４０＞
図２は、充電電流検出回路４０、接続検出回路６０、電圧変換制御部７０、およびレギュレータ回路制御部８０の具体的構成を示す回路図である。
【００１９】
充電電流検出回路４０は、少なくとも非接続状態において２次側整流回路１４から補助電源３０に流れる充電電流Ｉ１を検出するものであり、検出結果は電圧変換制御部７０に出力される。充電電流検出回路４０は、一端が電圧変換回路ＶＣ１に接続され、他端が補助電源３０に接続された抵抗素子Ｒ２と、非反転入力端子に抵抗素子Ｒ２の一端が接続され、反転入力端子に抵抗素子Ｒ２の他端が接続されたコンパレータＣＭ１とを含む。ここで、抵抗素子Ｒ２の一端は抵抗素子Ｒ２の上流側の端子に相当し、抵抗素子Ｒ２の他端とは、抵抗素子Ｒ２の下流側の端子に相当する。
【００２０】
抵抗素子Ｒ２における上流側の端子がコンパレータＣＭ１の反転入力端子に接続され、下流側の端子がコンパレータＣＭ１の非反転入力端子に接続されている。ここで、補助電源３０の充電が完了しておらず（補助電源３０が満充電でなく）、補助電源３０への充電が行われている間は、所定値以上の充電電流Ｉ１が流れる。一方、補助電源３０の充電が完了し、満充電である間は、所定値未満の充電電流Ｉ１しか流れない。したがって、所定値以上の充電電流Ｉ１が流れている期間、つまり補助電源３０が満充電でない期間においては、コンパレータＣＭ１はローレベルの信号を電圧変換制御部７０に出力する。また、所定値未満の充電電流Ｉ１しか流れていない期間、つまり、補助電源３０が満充電である期間においては、コンパレータＣＭ１は電圧変換制御部７０にハイレベルの信号を出力する。
【００２１】
＜電圧検出回路５０＞
電圧検出回路５０は、補助電源３０の端子電圧Ｖ３を検出するものであり、図２に示すようにリセット回路ＲＳＴ１で構成されている。そして、電圧検出回路５０による検出結果は、電圧変換制御部７０に出力される。リセット回路ＲＳＴ１は、入力側が電圧変換回路ＶＣ１と補助電源３０との間に接続され、出力側が電圧変換制御部７０に接続されている。リセット回路ＲＳＴ１は、端子電圧Ｖ３が所定値を超えている場合には、ハイレベルの信号を電圧変換制御部７０に出力する。また、端子電圧Ｖ３が所定値以下となったときには、ローレベルの信号を電圧変換制御部７０に出力する。
【００２２】
＜接続検出回路６０＞
接続検出回路６０は、非接続状態から出力端子９１，９２に携帯電子機器が接続されている接続状態（以下、単に「接続状態」と記載する。）への状態変化を検出するとともに、検出結果を電圧変換制御部７０に出力するものである。接続検出回路６０は、抵抗素子Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５、およびコンパレータＣＭ２を含む。
【００２３】
抵抗素子Ｒ３は、出力端子９１，９２と電圧変換回路ＶＣ１とを結ぶ一対の電路における負側の電路である接地線に介挿され、一端が一対の出力端子のうちの負側の端子に接続され、他端が電圧変換回路ＶＣ１に接続されている。すなわち、抵抗素子Ｒ３は、出力端子９２と電圧変換回路ＶＣ１とを結ぶ接地線に介挿され、一端が出力端子９２に、他端が電圧変換回路ＶＣ１にそれぞれ接続されている。抵抗素子Ｒ４は、一端が抵抗素子Ｒ３に接続され、他端がコンパレータＣＭ２の反転入力端子に接続されている。抵抗素子Ｒ５は、一端が抵抗素子Ｒ４に接続され、他端がコンパレータＣＭ２の出力側端子に接続されている。コンパレータＣＭ２は、非反転入力端子に抵抗素子Ｒ３の一端が接続され、反転入力端子に抵抗素子Ｒ３の他端が接続されている。
【００２４】
ここで、携帯電子機器が出力端子９１，９２に接続されると、携帯電子機器から、例えば３［ｍＡ］程度の微小な電流が接地線に流れる。この微小な電流は、接地線に介挿された抵抗素子Ｒ３に流れる微小電流Ｉ２として検出される。また、抵抗素子Ｒ３における上流側の端子がコンパレータＣＭ２の非反転入力端子に接続され、下流側の端子がコンパレータＣＭ２の反転入力端子に接続されている。したがって、微小電流Ｉ２が流れている間、つまり、接続状態である間、コンパレータＣＭ２はハイレベルの信号を電圧変換制御部７０に出力する。一方、微小電流Ｉ２が流れていない間、つまり、非接続状態である間は、コンパレータＣＭ２は電圧変換制御部７０にローレベルの信号を出力する。
【００２５】
＜電圧変換制御部７０＞
電圧変換制御部７０は、補助電源３０から電力供給を受けて動作し、電圧変換回路ＶＣ１の起動状態および停止状態を制御する。電圧変換制御部７０は、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４およびフォトダイオードＰＤを含む。
トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ４はｐｎｐ型バイポーラトランジスタであり、トランジスタＴＲ３はｎｐｎ型バイポーラトランジスタである。トランジスタＴＲ１のベースは電圧検出回路５０のリセット回路ＲＳＴ１に、コレクタはフォトダイオードＰＤに、エミッタは、レギュレータ回路ＲＥＧを介して電圧変換回路ＶＣ１と出力端子９１とを結ぶ電源線にそれぞれ接続されている。トランジスタＴＲ２のベースは、充電電流検出回路４０におけるコンパレータＣＭ１の出力側端子に、コレクタはフォトダイオードＰＤに、エミッタは電源線にそれぞれ接続されている。トランジスタＴＲ３のベースは、接続検出回路６０におけるコンパレータＣＭ２の出力側端子に、コレクタはトランジスタＴＲ４に、エミッタは接地線にそれぞれ接続されている。トランジスタＴＲ４のベースは、トランジスタＴＲ３のコレクタに、コレクタはフォトダイオードＰＤに、エミッタは電源線にそれぞれ接続されている。
【００２６】
トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ４はｐｎｐ型であるため、ベースにローレベルの信号が入力されるとオン状態となり、ハイレベルの信号が入力されるとオフ状態となる。一方、トランジスタＴＲ３はｎｐｎ型であるため、ベースにハイレベルの信号が入力されるとオン状態となり、ローレベルの信号が入力されるとオフ状態となる。
フォトダイオードＰＤのアノードは、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ４各々のコレクタに接続され、カソードは電圧変換回路ＶＣ１に接続されている。そのため、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ４のいずれかがオン状態である間、フォトダイオードＰＤは点灯状態となる。一方、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ４のいずれもがオフ状態である間は、フォトダイオードＰＤは消灯状態となる。
【００２７】
アダプタ１０００は、出力側端子が１次側制御部１３に接続された不図示のフォトトランジスタを含む。このフォトトランジスタは、フォトダイオードＰＤの点灯状態または消灯状態に応じてオンオフ動作を行う。フォトダイオードＰＤが点灯状態である間は、フォトトランジスタがオン状態となることで、電圧変換回路ＶＣ１が起動状態となる。一方、フォトダイオードＰＤが消灯状態である間は、フォトトランジスタがオフ状態となることで、電圧変換回路ＶＣ１が停止状態となる。
【００２８】
（端子電圧Ｖ３に応じた動作）
電圧変換制御部７０には、電圧検出回路５０による検出結果である端子電圧Ｖ３の情報が入力される。電圧変換制御部７０は、非接続状態においては、補助電源３０への充電が必要な期間は電圧変換回路ＶＣ１を起動状態とし、補助電源３０への充電が不要な期間は電圧変換回路ＶＣ１を停止状態とするように制御する。
【００２９】
補助電源３０への充電が必要か否かは、電圧検出回路５０による検出結果である端子電圧Ｖ３の電圧値に基づいて判断される。ここで、後述するようにレギュレータ回路ＲＥＧは、補助電源３０が出力する直流電圧Ｖ２を直流電圧Ｖ１に降圧して出力する。直流電圧Ｖ１が５［Ｖ］であり、レギュレータ回路ＲＥＧが起動状態において５［Ｖ］の電圧を出力する場合、レギュレータ回路ＲＥＧの最低動作電圧は、例えば６［Ｖ］程度である。
【００３０】
そこで、本実施の形態においては、補助電源３０の端子電圧Ｖ３が上記最低動作電圧の１１０［％］以下である期間を、充電が必要な期間とする。すなわち、電圧変換制御部７０は、非接続状態において、補助電源３０の端子電圧Ｖ３が上記最低動作電圧の１１０［％］以下である期間、電圧変換回路ＶＣ１を起動状態とする。一方、補助電源３０の端子電圧Ｖ３が上記最低動作電圧の１１０［％］を超える期間を、充電が不要な期間とする。以下、補助電源３０の充電が必要か否かを分ける補助電源３０の端子電圧Ｖ３を、単に「充電基準電圧」と記載する。なお、上記最低動作電圧と充電基準電圧と間で差分を設けているのは、電圧変換回路ＶＣ１を起動状態とさせるために必要な電力を補助電源３０に残存させておくためである。
【００３１】
すなわち、電圧検出回路５０におけるリセット回路ＲＳＴ１は、端子電圧Ｖ３が充電基準電圧を超えている場合には、ハイレベルの信号をトランジスタＴＲ１のベースに出力する。したがって、端子電圧Ｖ３が充電基準電圧を超えている期間、つまり、補助電源３０への充電が不要な期間においては、トランジスタＴＲ１はオフ状態である。その結果、フォトダイオードＰＤが消灯状態であり、電圧変換回路ＶＣ１は停止状態である。
【００３２】
一方、端子電圧Ｖ３が充電基準電圧以下である場合には、リセット回路ＲＳＴ１はローレベルの信号をトランジスタＴＲ１のベースに出力する。端子電圧Ｖ３が充電基準電圧以下である期間、つまり、補助電源３０への充電が必要な期間においては、トランジスタＴＲ１はオン状態である。その結果、フォトダイオードＰＤが点灯状態であり、電圧変換回路ＶＣ１は起動状態である。
【００３３】
（充電電流Ｉ１に応じた動作）
電圧変換制御部７０は、充電電流Ｉ１の値が所定値未満となった場合に、電圧変換回路ＶＣ１を停止状態とする。
具体的に説明すると、上述したように、補助電源３０が満充電でなく、所定値以上の充電電流Ｉ１が流れている間、コンパレータＣＭ１はローレベルの信号をトランジスタＴＲ２に出力する。そのため、トランジスタＴＲ２はオン状態であり、フォトダイオードＰＤは点灯状態である。その結果、電圧変換回路ＶＣ１は起動状態である。一方、補助電源３０が満充電であり、所定値未満の充電電流Ｉ１しか流れていない間、コンパレータＣＭ１はハイレベルの信号をトランジスタＴＲ２に出力する。そのため、トランジスタＴＲ２はオフ状態であり、フォトダイオードＰＤは消灯状態である。その結果、電圧変換回路ＶＣ１は停止状態である。
【００３４】
（微小電流Ｉ２に応じた動作）
電圧変換制御部７０は、さらに、非接続状態から接続状態への状態変化を検出した場合に、電圧変換回路ＶＣ１を起動状態とする。
すなわち、非接続状態である間（微小電流Ｉ２が流れていない間）、コンパレータＣＭ２はハイレベルの信号をトランジスタＴＲ３に出力するため、トランジスタＴＲ３はオフ状態であり、これに対応してトランジスタＴＲ４はオフ状態である。その結果、フォトダイオードＰＤは消灯状態であり、電圧変換回路ＶＣ１は停止状態である。一方、接続状態となると（微小電流Ｉ２が流れると）、コンパレータＣＭ２はトランジスタＴＲ３にローレベルの信号を出力するため、トランジスタＴＲ３はオン状態となり、これに対応してトランジスタＴＲ４はオン状態となる。そして、フォトダイオードＰＤは点灯状態となる結果、電圧変換回路ＶＣ１は起動状態となる。
【００３５】
＜レギュレータ回路ＲＥＧ、レギュレータ回路制御部８０＞
レギュレータ回路ＲＥＧは、補助電源３０と出力端子９１，９２のいずれか一方の端子との間に介挿されている。本実施の形態におけるレギュレータ回路ＲＥＧは、補助電源３０と正側の出力端子９１との間に介挿されている。
レギュレータ回路ＲＥＧは、補助電源３０の出力電圧を基に定電圧を生成するとともに、出力端子９１に出力する。本実施の形態においては、出力端子９１，９２へ供給される直流電圧Ｖ１が、補助電源３０が出力する直流電圧Ｖ２よりも低い。そのため、本実施の形態のレギュレータ回路ＲＥＧは、補助電源３０の出力する直流電圧Ｖ２を、直流電圧Ｖ１に降圧して出力端子９１，９２に出力する。一般に、降圧回路は、昇圧回路よりも消費電力が小さい。そのため、直流電圧Ｖ２を直流電圧Ｖ１よりも大きくし、レギュレータ回路ＲＥＧに降圧動作をさせることにより、レギュレータ回路ＲＥＧで消費される電力を低減することが可能である。これにより、補助電源３０から放電される電力を低減することができ、非接続状態における補助電源３０の充電頻度を少なくすることが可能である。結果として、アダプタ１０００の非接続状態における待機電力をさらに低減することが可能である。
【００３６】
アダプタ１０００は、さらに、レギュレータ回路ＲＥＧの動作を制御するレギュレータ回路制御部８０を備える。レギュレータ回路制御部８０は、リセット回路ＲＳＴ２およびトランジスタＴＲ５を含む。
リセット回路ＲＳＴ２の入力側は電圧変換回路ＶＣ１に接続され、出力側はトランジスタＴＲ５のベースに接続されている。リセット回路ＲＳＴ２は、電圧変換回路ＶＣ１からの出力がある期間、すなわち電圧変換回路ＶＣ１が起動状態である間においては、ハイレベルの信号をトランジスタＴＲ５に出力する。また、電圧変換回路ＶＣ１からの出力がない期間、すなわち電圧変換回路ＶＣ１が停止状態である間においては、ローレベルの信号をトランジスタＴＲ５に出力する。
【００３７】
トランジスタＴＲ５のベースはリセット回路ＲＳＴ２に、コレクタはレギュレータ回路ＲＥＧに、エミッタは接地線にそれぞれ接続されている。電圧変換回路ＶＣ１が起動状態であり、リセット回路ＲＳＴ２からハイレベルの信号が入力されている間は、トランジスタＴＲ５はオン状態である。したがって、電圧変換回路ＶＣ１が起動状態である間は、レギュレータ回路ＲＥＧにはローレベル（グランドレベル）の電圧が印加される。一方、電圧変換回路ＶＣ１が停止状態であり、リセット回路ＲＳＴ２からローレベルの信号が入力されている間、トランジスタＴＲ５はオフ状態である。よって、電圧変換回路ＶＣ１が停止状態である間は、レギュレータ回路ＲＥＧにはハイレベルの電圧が印加される。
【００３８】
ここで、レギュレータ回路ＲＥＧは、レギュレータ回路制御部８０からハイレベルの電圧が印加されている間は起動状態となり、ローレベルの電圧が印加されている間は停止状態となる。したがって、電圧変換回路ＶＣ１が停止状態であり、トランジスタＴＲ５を介してハイレベルの電圧が印加されている間は、レギュレータ回路ＲＥＧは起動状態となる。一方、電圧変換回路ＶＣ１が起動状態であり、トランジスタＴＲ５を介してローレベルの電圧が印加されている間は、レギュレータ回路ＲＥＧは停止状態となる。
【００３９】
すなわち、電圧変換回路ＶＣ１が起動状態であればレギュレータ回路ＲＥＧを停止状態とし、電圧変換回路ＶＣ１が停止状態であればレギュレータ回路ＲＥＧを起動状態とする。このように、アダプタ１０００では、電圧変換回路ＶＣ１もしくはレギュレータ回路ＲＥＧを選択的に動作させ、電圧変換回路ＶＣ１が起動状態である間は、レギュレータ回路ＲＥＧを停止状態とする。
【００４０】
ここで、上述したように、補助電源３０は二次電池や電気二重層キャパシタであるため、補助電源３０が出力する電圧は、電圧変換回路ＶＣ１が出力する電圧よりも変動しやすい。そのため、電圧変換回路ＶＣ１とレギュレータ回路ＲＥＧとが同じ電圧値の電圧を出力するように設定していたとしても、電圧変換回路ＶＣ１が出力する電圧とレギュレータ回路ＲＥＧが出力する電圧とでは、電圧値が異なってくる場合がある。そこで、本実施の形態においては、電圧変換回路ＶＣ１が起動状態である間は、レギュレータ回路ＲＥＧは停止状態となるように制御することとしている。このようにすることで、出力端子９１，９２に対してより安定的に一定電圧を出力することができる。
【００４１】
＜出力端子９１，９２＞
出力端子９１，９２は、負荷としての携帯電子機器との接続に用いられる外部端子である。出力端子９１，９２は、接続状態において、電圧変換回路ＶＣ１から出力された直流電圧Ｖ１を携帯電子機器に供給する。一方、非接続状態においては、電圧変換回路ＶＣ１から出力された直流電圧Ｖ１が供給される期間と、レギュレータ回路ＲＥＧから出力された直流電圧Ｖ１が供給される期間とがある。
【００４２】
［アダプタ１０００の動作］
図３は、実施の形態１に係るアダプタ１０００の動作を示すタイミングチャートである。（ａ）は補助電源の端子電圧Ｖ３の変動、（ｂ）は抵抗素子Ｒ３に流れる微小電流Ｉ２の変動、（ｃ）はコンパレータＣＭ１が出力する信号のレベル、（ｄ）はコンパレータＣＭ２が出力する信号のレベル、（ｅ）は電圧検出回路５０におけるリセット回路ＲＳＴ１が出力する信号のレベル、（ｆ）はレギュレータ回路制御部８０におけるリセット回路ＲＳＴ２が出力する信号のレベル、（ｇ）はトランジスタＴＲ１の状態、（ｈ）はトランジスタＴＲ２の状態、（ｉ）はトランジスタＴＲ３の状態、（ｊ）はトランジスタＴＲ４の状態、（ｋ）は電圧変換回路ＶＣ１の状態、（ｌ）はレギュレータ回路ＲＥＧの状態を、それぞれ示している。
【００４３】
なお、（ａ）においては、一例として、補助電源３０の満充電時の電圧を９［Ｖ］、充電基準電圧を６［Ｖ］としている。また、（ｂ）では、接続状態において接地線に流れる微小電流Ｉ２の電流値を、一例として３［ｍＡ］としている。さらに、（ｃ），（ｄ），（ｅ）および（ｆ）においては、説明を分かり易くするため、ローレベルを上側に、ハイレベルを下側にして示している。
【００４４】
以下、アダプタ１０００の動作について、非接続状態と接続状態に分けて説明する。
＜非接続状態＞
図３において、時刻Ｔ７まで、および時刻Ｔ１０以降が非接続状態である。
（補助電源３０の放電）
時刻Ｔ１までの期間、時刻Ｔ２〜Ｔ３、時刻Ｔ４〜Ｔ５、時刻Ｔ６〜Ｔ７、時刻Ｔ１０〜Ｔ１１、時刻Ｔ１２以降の期間は、補助電源３０に充電された電力を用いて、レギュレータ回路ＲＥＧを介して出力端子９１，９２に一定電圧が出力される。そのため、当該期間においては、補助電源３０の端子電圧Ｖ３は漸減していく。さらに、この期間においては、レギュレータ回路ＲＥＧを起動状態とする必要がある。そのため、（ｆ）に示すようにリセット回路ＲＳＴ２からはローレベルの信号が出力され、この結果、（ｌ）に示すようにレギュレータ回路ＲＥＧは起動状態となる。なお、言うまでもなくこの期間においては、（ｇ）、（ｈ）および（ｊ）に示すようにトランジスタＴＲ１、ＴＲ２およびＴＲ４はいずれもオフ状態であるため、フォトダイオードＰＤは消灯状態であり、（ｋ）に示すように電圧変換回路ＶＣ１は停止状態である。
【００４５】
（補助電源３０の充電）
そして、時刻Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５、Ｔ１１になると、補助電源３０の端子電圧Ｖ３が充電基準電圧にまで低下する。端子電圧Ｖ３が充電基準電圧に達すると、（ｅ）に示すようにリセット回路ＲＳＴ１がローレベルの信号をパルス的に出力することで、（ｇ）に示すようにトランジスタＴＲ１がオン状態となる。これにより、フォトダイオードＰＤが点灯し、（ｋ）に示すように電圧変換回路ＶＣ１が起動状態に遷移する。この一連の動作により、補助電源３０の充電が開始される。また、電圧変換回路ＶＣ１を起動状態に遷移することで、（ｆ）に示すようにリセット回路ＲＳＴ２からハイレベルの信号が出力され、（ｌ）に示すようにレギュレータ回路ＲＥＧは停止状態に遷移する。
【００４６】
時刻Ｔ１〜Ｔ２、時刻Ｔ３〜Ｔ４、時刻Ｔ５〜Ｔ６、時刻Ｔ１１〜Ｔ１２の期間は、電圧変換回路ＶＣ１を起動状態とし、補助電源３０の充電を行っている期間である。そのため、所定値以上の充電電流Ｉ１が流れ、（ｃ）に示すようにコンパレータＣＭ１がローレベルの信号を出力し、（ｈ）に示すようにトランジスタＴＲ２がオン状態となる。したがって、これらの期間はフォトダイオードＰＤが点灯状態となり、（ｋ）に示すように電圧変換回路ＶＣ１が起動状態を維持する。また、電圧変換回路ＶＣ１が起動状態であるため、（ｆ）に示すようにリセット回路ＲＳＴ２からハイレベルの信号が出力され、（ｌ）に示すようにレギュレータ回路ＲＥＧは停止状態を維持する。
【００４７】
（補助電源３０の充電完了）
続いて、時刻Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６、Ｔ１２は、補助電源３０が充電完了となる時刻であり、流れる充電電流Ｉ１は所定値未満となる。そのため、（ｃ）に示すようにコンパレータＣＭ１がハイレベルの信号を出力し、（ｈ）に示すようにトランジスタＴＲ２がオフ状態となる。その結果、（ｇ）、（ｈ）および（ｊ）に示すようにトランジスタＴＲ１、ＴＲ２およびＴＲ４はいずれもオフ状態となることで、フォトダイオードＰＤは消灯状態となり、（ｋ）に示すように電圧変換回路ＶＣ１が停止状態となる。また、電圧変換回路ＶＣ１が停止状態となるため、（ｆ）に示すようにリセット回路ＲＳＴ２からローレベルの信号が出力され、（ｌ）に示すようにレギュレータ回路ＲＥＧは起動状態となる。
【００４８】
＜接続状態＞
図３において、時刻Ｔ７〜Ｔ１０の期間が接続状態である。
（非接続状態から接続状態への状態変化の検出）
時刻Ｔ７において、非接続状態から接続状態への状態変化が起こる。出力端子９１，９２に携帯電子機器が接続されると、（ｂ）に示すように微小電流Ｉ２が流れる。これにより、（ｄ）に示すようにコンパレータＣＭ２がローレベルの信号を出力し、（ｉ），（ｊ）に示すようにトランジスタＴＲ３、ＴＲ４がそれぞれオン状態になる。この結果、フォトダイオードＰＤが点灯し、（ｋ）に示すように電圧変換回路ＶＣ１が起動状態に遷移する。また、電圧変換回路ＶＣ１が起動状態になることで、（ｆ）に示すようにリセット回路ＲＳＴ２がハイレベルの信号を出力し、（ｌ）に示すようにレギュレータ回路ＲＥＧが停止状態に遷移する。
【００４９】
さらに、電圧変換回路ＶＣ１が起動状態となることで、補助電源３０への充電が開始され、補助電源３０に所定値以上の充電電流Ｉ１が流れるため、（ｃ）に示すようにコンパレータＣＭ１はローレベルの信号を出力する。そのため、（ｈ）に示すようにトランジスタＴＲ２がオン状態となる。そして、時刻Ｔ８において補助電源３０の充電が完了すると、（ｃ）に示すようにコンパレータＣＭ１はハイレベルの信号を出力し、これに応じて、（ｈ）に示すようにトランジスタＴＲ２がオフ状態となる。
【００５０】
なお、図３においては、補助電源３０の残量が、満充電からある程度減った時点で携帯電子機器が接続された場合を示している。補助電源３０が略満充電である時点で携帯電子機器が接続された場合には、補助電源３０に所定値以上の充電電流Ｉ１が流れない。かかる場合、コンパレータＣＭ１はハイレベルの信号を出力している状態が維持されるとともに、トランジスタＴＲ２はオフ状態のままである。
【００５１】
また、接続状態である時刻Ｔ７〜Ｔ１０の期間内である時刻Ｔ９において、携帯電子機器に内蔵の二次電池への充電が完了する。しかし、当該二次電池の充電が完了したとしても、接続状態である限りは抵抗素子Ｒ３に微小電流Ｉ２が流れたままである。したがって、接続状態である限りは二次電池の充電が完了したとしても、特別な動作は行われない。
（接続状態から非接続状態への状態変化）
時刻Ｔ１０においては、接続状態から非接続状態へ状態変化する。しかしながら、図３においては、接続状態である間に携帯電子機器に内蔵の二次電池の充電が完了し、電圧変換回路ＶＣ１を停止状態としているため、接続状態から非接続状態への状態変化が起きても、特別な動作は行われない。また、出力端子９１，９２から携帯電子機器が取り外されることで、補助電源３０からレギュレータ回路ＲＥＧを介して携帯電子機器側に漏れる電力が無くなる。したがって、（ａ）に示すように、補助電源３０における単位時間あたりの放電量は、時刻Ｔ７までの期間と同等になる。
【００５２】
なお、携帯電子機器に内蔵の二次電池が満充電に至る前に、出力端子９１，９２から携帯電子機器が取り外された場合は、接続状態から非接続状態へ状態変化する時刻において、図３の時刻Ｔ９にてなされる一連の動作が行われることになる。
［まとめ］
以上説明したように、本実施形の態に係るアダプタ１０００は、非接続状態においては、補助電源３０への充電が必要な期間に電圧変換回路ＶＣ１を起動状態とするように制御する。このように、アダプタ１０００は、非接続状態での待機電力を極力低減することが可能な構成を有している。また、アダプタ１０００は、補助電源３０と出力端子９１との間に介挿されたレギュレータ回路ＲＥＧを備える。これにより、非接続状態において補助電源３０の出力電圧が変動した場合であっても、出力端子９１，９２に安定して一定電圧を出力することが可能である。
【００５３】
さらに、本実施の形態においては、補助電源３０の出力電圧の方が、出力端子９１，９２が携帯電子機器に出力する電圧よりも高く、非接続状態においてレギュレータ回路ＲＥＧは降圧動作を行う。このようにすることで、レギュレータ回路ＲＥＧに昇圧動作を行わせる場合と比較して、レギュレータ回路ＲＥＧでの消費電力を低減することが可能である。結果として、アダプタ１０００の非接続状態における待機電力をさらに低減することが可能である。
【００５４】
≪実施の形態２≫
図４は、実施の形態２に係るアダプタ２０００の全体構成を示す回路図である。実施の形態１に係るアダプタ１０００と相違する点は、補助電源３０の出力電圧と、出力端子９１，９２が携帯電子機器に出力する電圧とが等しい点である。すなわち、アダプタ１０００とは、電圧変換回路ＶＣ２の構成が異なる。なお、図４においては、アダプタ１０００におけるものと同じ構成には同符号を付している。
【００５５】
電圧変換回路ＶＣ２は、１次側整流回路１１、１次側制御部１３、電源トランス１６および２次側整流回路１７を備える。このうち、１次側整流回路１１、１次側制御部１３はアダプタ１０００におけるものと同様である。
電源トランス１６は、１次巻線１６１と２次巻線１６２とを含むが、実施の形態１に係る電圧変換回路ＶＣ１と異なり、電圧変換回路ＶＣ２が出力する電圧は１種であるため、２次巻線１６２はセンタータップを有しない。また、同様の理由より、電圧変換回路ＶＣ２が備える２次側整流回路は、１つの２次側整流回路１７のみである。２次側整流回路１７は、ダイオード１７１とキャパシタ１７２とを含む。
【００５６】
本実施の形態のような構成であっても、非接続状態において待機電力を極力低減し、かつ、出力端子９１，９２に安定して一定電圧を出力することが可能である。また、本実施の形態においては、補助電源３０の出力電圧と、出力端子９１，９２が携帯電子機器に出力する電圧とが等しい。そのため、本実施の形態に係るレギュレータ回路ＲＥＧは、基本的には昇圧動作は行わない。その結果、レギュレータ回路ＲＥＧに昇圧動作を行わせる場合と比較して、待機電力をさらに低減することが可能である。
【００５７】
［変形例・その他］
以上、実施の形態１，２について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、以下のような変形例等が考えられる。
（１）充電器の回路構成は上記実施の形態で示したものに限定されない。例えば、充電電流検出回路、電圧検出回路、接続検出回路、電力変換制御部をアナログ回路で構成していたが、これらの回路の機能を１つに集約した専用ＩＣを用いて構成することとしてもよい。
【００５８】
また、上記実施の形態では、電力変換制御部およびレギュレータ回路制御部を構成するトランジスタとしてバイポーラトランジスタを用いることとしたが、本発明はこれに限定されない。電界効果トランジスタを用いた場合であっても、実施の形態で述べた動作と同様の動作を行わせることが可能である。電界効果トランジスタを用いた場合のアダプタの動作は、実施の形態における「ベース」，「エミッタ」，「コレクタ」をそれぞれ「ゲート」，「ソース」，「ドレイン」と読み替えることにより説明することが可能である。
【００５９】
（２）上記実施の形態においては、基本的に昇圧動作を行わないレギュレータ回路を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。昇圧動作を行うレギュレータ回路であっても、非接続状態において待機電力を極力低減し、かつ、出力端子に安定して一定電圧を出力することが可能なアダプタを提供することができる。なお、負荷への入力電圧が補助電源の出力電圧よりも大きい構成とする場合、２次巻線の両端を出力端子に接続し、２次巻線の一端とセンタータップを補助電源に接続すればよい。
【００６０】
（３）上記実施の形態においては、携帯電子機器に内蔵された二次電池を充電するアダプタを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。内部に二次電池を備えない電子機器に対し電力を供給するアダプタであっても、実施の形態において述べた効果を得ることが可能である。
（４）上記実施の形態においては、負荷としての携帯電子機器が接続されたことを、接地線に流れる微小電流に基づき検出することしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、負荷の接続を物理的に検出するスイッチ等を用いることとしてもよい。
【００６１】
（５）上記実施の形態は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いた一例である。したがって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、上記実施の形態に何ら限定を受けるものではない。各図は、本発明が理解できる程度に配置関係を概略的に示してあるに過ぎず、本発明は図示例に限定されるものではない。また、図を分かり易くするために、一部省略した部分がある。さらに、数値範囲を示す際に用いる符号「〜」は、その両端の数値を含む。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、例えば、低待機電力が要求されるＡＣアダプタ、充電器等に好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１１  １次側整流回路
１２、１６  電源トランス
１２１、１６１  １次巻線
１２２、１６２  ２次巻線
１３  １次側制御部
１４、１５、１７  ２次側整流回路
１４１、１５１、１７１  ダイオード
１４２、１５２、１７２  キャパシタ
２０  充電制御回路
３０  補助電源
４０  充電電流検出回路
５０  電圧検出回路
６０  接続検出回路
７０  電圧変換制御部
８０  レギュレータ回路制御部
９１、９２  出力端子
１０００、２０００  アダプタ
ＣＳ  ＡＣ電源
ＶＣ１、ＶＣ２  電圧変換回路
ＲＥＧ  レギュレータ回路
ＣＭ１、ＣＭ２  コンパレータ
ＰＤ  フォトダイオード
ＲＳＴ１、ＲＳＴ２  リセット回路
ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３、ＴＲ４、ＴＲ５  トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５  抵抗素子
【図１】
2016034168.tif 000003
【図２】
2016034168.tif 000004
【図３】
2016034168.tif 000005
【図４】
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