(57)【要約】【課題】電子機器でアダプターの接続が検出されるようにすると共に、電池の充電時間を短縮することができる電源装置を提供すること。【解決手段】電源装置１００は、電池を充電する充電手段と、前記電池への充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、電子機器へ電力を供給する電力出力手段と、前記充電手段と前記電力出力手段の両方と接続されるＡＣ−ＤＣ変換手段と、前記充電手段と前記ＡＣ−ＤＣ変換手段の間に接続され、前記電池への電力供給の接続／遮断を切り替える充電切替手段と、前記電力出力手段と前記ＡＣ−ＤＣ変換手段との間に接続され、ＤＣ出力電流を検出するＤＣ出力電流検出手段と、充電電圧に応じて前記ＡＣ−ＤＣ変換手段の定電流／定電圧制御を行うことによって前記充電切替手段の接続／遮断を制御し、ＤＣ出力電流を検出をした場合は、前記充電切替手段を遮断する制御手段とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を充電する充電手段と、
前記電池への充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、
電子機器へ電力を供給する電力出力手段と、
前記充電手段と前記電力出力手段の両方と接続されるＡＣ−ＤＣ変換手段と、
前記充電手段と前記ＡＣ−ＤＣ変換手段の間に接続され、前記電池への電力供給の接続／遮断を切り替える充電切替手段と、
前記電力出力手段と前記ＡＣ−ＤＣ変換手段との間に接続され、ＤＣ出力電流を検出するＤＣ出力電流検出手段と、
充電電圧に応じて前記ＡＣ−ＤＣ変換手段の定電流／定電圧制御を行うことによって前記充電切替手段の接続／遮断を制御し、ＤＣ出力電流を検出をした場合は、前記充電切替手段を遮断する制御手段と
を有し、
充電電圧が第１の所定電圧よりも低い場合は、第１の所定時間で充電を行い、第２の所定時間で充電停止を行うための充電制御を繰り返し、
充電電圧が第１の所定電圧以上の場合は、前記充電制御を停止することを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第１の所定時間は、前記電源装置に接続される電子機器の減電検出時間よりも短いことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第２の所定時間は、前記電源装置に接続される電子機器のＤＣ出力電圧検出時間よりも長いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を充電することができる電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、商用交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換し、電子機器に供給すると共に、電池を充電することができる電源装置が記載されている。このような電源装置の一形態として、交流電圧を直流電圧に変換する１つのＡＣ−ＤＣ変換部を有し、それをアダプター機能とチャージ機能の両方で兼用する構成が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２１９６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アダプター機能とチャージ機能の両方を１つのＡＣ−ＤＣ変換部で兼用する場合であって、電源装置がアダプターとして使用される場合、電源装置は、チャージ機能を停止して定格電圧をＤＣ出力部から出力すると考えられる。一方、電源装置がアダプターとして使用されない場合、電源装置は、電池の充電が可能であり、充電電圧に相当する電圧をＤＣ出力部から出力すると考えられる。
【０００５】
一方、電源装置から電力が供給される電子機器は、アダプターが接続された際に電源装置からの入力電圧を検出し、入力電圧が所定以上の場合にアダプターが接続されていること検出して起動する構成になっているものがある。
【０００６】
したがって、電源装置は、電子機器に電力を供給する場合は、所定以上の電圧を安定的に出力する必要がある。しかしながら、電源装置が電子機器へ供給する電流を測定することにより、電気的に電子機器との接続を検出するシステム構成をとる場合に、充電中している場合は、電池の充電状態によってＤＣ出力が低下していることが考えられる。この場合、電子機器は、所定電圧以上の電圧がないとアダプターを検出しないため、電子機器が起動しない。よって、電源装置から電子機器への供給電流が流れないため、電源装置は、本来ならばチャージを停止してアダプターとして機能すべきが、チャージ機能を継続し、電池が所定電圧に充電されるまでの期間、電子機器が起動しない恐れがある。
【０００７】
この状態を回避するために、充電中は、定期的に充電のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス状の充電を行い、定期的に充電停止中はＤＣ出力部に定格電圧が出力されるような構成が考えられる。これにより、電子機器は、電源装置の接続を検出することが可能になり、電子機器の起動に応じて電源装置も電子機器の接続を検出してチャージ機能を停止してアダプターとして機能することが可能になることが想定される。
【０００８】
しかしながら、充電を定期的に停止する制御を行うことによって、充電時間が長くなってしまうことが懸念される。停止時間を短くすることが望ましいが、電子機器がアダプターの接続を検出するのに十分な時間に設定する必要があるため、停止時間を一定値以上短くすることができない。
【０００９】
そこで、本発明は、電子機器でアダプターの接続が検出されるようにすると共に、電池の充電時間を短縮することができる電源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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る電源装置は、
電池を充電する充電手段と、前記電池への充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、電子機器へ電力を供給する電力出力手段と、前記充電手段と前記電力出力手段の両方と接続されるＡＣ−ＤＣ変換手段と、前記充電手段と前記ＡＣ−ＤＣ変換手段の間に接続され、前記電池への電力供給の接続／遮断を切り替える充電切替手段と、前記電力出力手段と前記ＡＣ−ＤＣ変換手段との間に接続され、ＤＣ出力電流を検出するＤＣ出力電流検出手段と、充電電圧に応じて前記ＡＣ−ＤＣ変換手段の定電流／定電圧制御を行うことによって前記充電切替手段の接続／遮断を制御し、ＤＣ出力電流を検出をした場合は、前記充電切替手段を遮断する制御手段とを有し、充電電圧が第１の所定電圧よりも低い場合は、第１の所定時間で充電を行い、第２の所定時間で充電停止を行うための充電制御を繰り返し、充電電圧が第１の所定電圧以上の場合は、前記充電制御を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電子機器でアダプターの接続が検出されるようにすると共に、電池の充電時間を短縮することができる電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態における電源装置１００が有する複数の構成要素と電子機器２００が有する複数の構成要素とを説明するためのブロック図である。
【図２】第１の実施形態における電源装置１００で行われる充電制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】第１の実施形態における電源装置１００で行われる充電制御処理とＤＣ出力波形との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態における電源装置１００が有する複数の構成要素と電子機器２００が有する複数の構成要素とを説明するためのブロック図である。
【００１５】
電源装置１００は、アダプター機能とチャージ機能の両方で兼用する構成を有する電源装置である。電子機器２００は、例えば、撮像装置（デジタルカメラなど）として動作する電子機器である。但し、電子機器２００は、撮像装置に限るものではなく、撮像装置以外の電子機器（例えば、携帯電話）であってもよい。
【００１６】
図１を参照し、電源装置１００が有する複数の構成要素を説明する。
【００１７】
ＡＣ入力部１０１は、商用交流電源に接続される。一次回路部１０２は、整流回路、平滑回路などで構成され、交流を直流に変換する。
【００１８】
ＡＣ−ＤＣ変換部１０３は、トランスや一次スイッチングＦＥＴおよびその制御部で構成され、フォトカプラ１０５による信号を受けて一次スイッチングＦＥＴを制御し、Ｐｒｉｍａｒｙの電力を変圧してＳｅｃｏｎｄａｒｙへ送る。フィードバック（ＦＢ）部１０４は、電圧検出部１０９によるＳｅｃｏｎｄａｒｙの電圧や、充電電流検出部１１０による充電電流をそれぞれ比較器に入力して基準電圧を比較した結果をフォトカプラ１０５を通じてＰｒｉｍａｒｙへ知らせる。
【００１９】
電源システム制御部１０６は、電源装置１００の各構成要素を制御することができる。ＤＣ出力部１０８は、ＡＣ−ＤＣ変換部１０３からの電力を電子機器２００に供給する。アダプター状態検出部１０７は、電子機器２００に電力を供給した場合に流れる電流を検出し、ＤＣ出力部１０８から電力が供給されるアダプター状態であることを検知して電源システム制御部１０６に通知する。
【００２０】
端子１１２は、ＡＣ−ＤＣ変換部１０３からの電力を電池１１４に供給する。ＡＣ−ＤＣ変換部１０３から端子１１２へ流れる充電電流を充電電流検出部１１０が検出し、充電電圧を電圧検出部１０９が検出してシステム制御部１０６に通知する。電池検出部１１３は、電池１１４が電源装置１００に接続されたことをメカスイッチにより検出して電源システム制御部１０６に通知する。
【００２１】
充電制御部１１１は、例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）スイッチによって構成することができる。電源システム制御部１０６は、電池１１４が電源装置１００に接続された場合に、充電制御部１１１のＯＮ状態（接続状態）またはＯＦＦ状態（遮断状態）を充電電流及び充電電圧の通知結果に基づいて切り替えることにより、電池１１４の充電を制御することができる。さらに、電源システム制御部１０６は、アダプター状態が検知されていた場合は、電池１１４が電源装置１００に接続されているか否かに関わらず充電を停止する。
【００２２】
一方、アダプター状態が未検知になった場合は、電池１１４の充電が可能な状態になる。ＦＢ部１０４は、電圧検出部１０９や充電電流検出部１１０を監視しており、電池１１４の充電中の場合は、定電流／定電圧制御を実行する。また、電源システム制御部１０６は、充電電圧が所定未満の場合は、充電制御部１１１のＯＮ状態またはＯＦＦ状態を切り替えることにより、所定の期間ごとに充電ＯＮと充電ＯＦＦとを繰り返す。そして、電源システム制御部１０６は、充電電圧が所定電圧以上の場合は、充電ＯＮと充電ＯＦＦとの繰り返しを行わず、継続的に充電ＯＮ状態で電池１１４を充電する。
【００２３】
次に、図１を参照し、電子機器２００が有する複数の構成要素を説明する。
【００２４】
カメラシステム制御部２０１は、電子機器２００の各構成要素を制御することができる。撮像部２０２は、レンズ群、撮像素子、Ａ／Ｄ変換器などで構成され、これらを用いて画像データを生成する。撮像部２０２で生成された画像データは、カメラシステム制御部２０１を介して、画像処理部２０５に供給される。また、カメラシステム制御部２０１は、撮像部２０２で生成された画像データを用いて露光制御及び測距制御を行う。
【００２５】
画像処理部２０５は、撮像部２０２で生成された画像データに対して、所定の画像処理（リサイズ処理、色変換処理などを含む）を行う。画像処理部２０５で処理された画像データは、カメラシステム制御部２０１が有するメモリに格納される。表示部２０４は、カメラシステム制御部２０１が有するメモリから読み出された画像データを表示するにより、電子ビューファインダとして機能する。
【００２６】
指示入力部２０３は、モード切替スイッチ、シャッターボタン、表示部２０４に表示される種々の機能アイコンの選択ボタンなどで構成され、カメラシステム制御部２０１に各種の動作指示を入力するための指示入力手段である。
【００２７】
電源制御部２０８は、電池検出回路と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路とにより構成される。電源スイッチ２０６は、例えば、トグルスイッチによって電源ＯＮまたは電源ＯＦＦを切り替える。
【００２８】
カメラシステム制御部２０１は、電圧検出部２０９によりＤＣ入力部２０７を介して供給される電源装置１００からの入力電圧によりアダプターを検出する。電源制御部２０８は、その検出結果によって電子機器２００の起動を行うことができる。一方、電子機器２００が起動中である場合は、電源制御部２０８は、電圧低下した場合にシャットダウンタイマを作動させ、シャットダウンタイマに設定された所定時間が経過した場合のシャットダウン処理などを実行する。
【００２９】
次に、図１〜図３を参照して、電源装置１００で行われる充電制御処理を説明する。
【００３０】
図２は本実施形態における電源装置１００で行われる充電制御処理を説明するためのフローチャートである。
【００３１】
電池検出部１１３によって電池１１４の接続が検出された場合、電源システム制御部１０６は、図２に示す充電制御処理を実行する。
【００３２】
Ｓ１０１において、電源システム制御部１０６は、アダプター状態検出部１０７によってアダプター状態が検出されているか否かを判定する。アダプター状態が検出されていない場合、電源システム制御部１０６は、Ｓ１０１からＳ１０２に進み、アダプター状態が検出されている場合は、電源システム制御部１０６は、Ｓ１０１からＳ１０８に進む。
【００３３】
Ｓ１０２において、電源システム制御部１０６は、充電制御部１１１をＯＮ状態にすることにより、電池１１４の充電を開始し、Ｓ１０３に進む。Ｓ１０３において、電源システム制御部１０６は、電圧検出部１０９によって検出された充電電圧が第１の電圧よりも小さいか否かを判定する。電圧検出部１０９によって検出された充電電圧が第１の電圧よりも小さい場合、電源システム制御部１０６は、Ｓ１０３からＳ１０４に進み、電圧検出部１０９によって検出された充電電圧が第１の電圧よりも小さくない場合、電源システム制御部１０６は、Ｓ１０３からＳ１０５に進む。
【００３４】
Ｓ１０４において、電源システム制御部１０６は、充電制御部１１１のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを所定の期間ごとに切り替えるというＯＮ／ＯＦＦ制御を開始する。これにより、第１の所定時間が経過するまで電池１１４の充電が実行され、第２の所定時間が経過するまで電池１１４の充電が停止されることになる。ＯＮ／ＯＦＦ制御を開始した後、電源システム制御部１０６は、Ｓ１０６に進む。
【００３５】
電圧検出部１０９によって検出された充電電圧が第１の電圧よりも高くなったことに伴い、ＤＣ出力部１０８の出力電圧が高くなり、電子機器２００がアダプターを検出するのに問題ない電圧まで高くなる。そこで、Ｓ１０５において、電源システム制御部１０６は、ＯＮ／ＯＦＦ制御を停止して、電池１１４の充電を継続して実行する通常充電モードに移行する。その後、電源システム制御部１０６は、Ｓ１０６に進む。
【００３６】
Ｓ１０６において、電源システム制御部１０６は、電池検出部１１３での検出結果により、電池１１４が電源装置１００に接続されているか否かを判定する。電池１１４が電源装置１００に接続されている場合、電源システム制御部１０６は、Ｓ１０６からＳ１０１に戻り、電池１１４が電源装置１００に接続されていない場合、電源システム制御部１０６は、Ｓ１０６からＳ１０７に進む。
【００３７】
Ｓ１０７において、電池１１４は、電源装置１００に接続されていない。そのため、Ｓ１０７において、電源システム制御部１０６は、充電制御部１１１をＯＦＦ状態して電池１１４の充電を停止すると共に、ＯＮ／ＯＦＦ制御を停止する。そして、電源システム制御部１０６は、図２に示す充電制御処理を終了する。
【００３８】
Ｓ１０８において、電源システム制御部１０６は、アダプター状態を検出している。そのため、Ｓ１０８において、電源システム制御部１０６は、アダプター状態を検出しているため、充電制御部１１１をＯＦＦ状態して電池１１４の充電を停止すると共に、ＯＮ／ＯＦＦ制御を停止する。これにより、電池１１４の充電中にアダプター状態が検出された場合は、電池１１４の充電を停止されることになる。そして、その結果、充電電圧と同等程度に低い電圧を出力していたＤＣ出力部１０８が、定格電圧を安定して出力する状態に復帰することができる。
【００３９】
このように、図２に示す充電制御処理によれば、ＯＮ／ＯＦＦ制御を満充電状態になるまで実施しなくても、途中でＯＮ／ＯＦＦ制御を停止することができるので、電池１１４の充電時間を短縮することができる。
【００４０】
図３は本実施形態における電源装置１００で行われる充電制御処理とＤＣ出力波形との関係を説明するための図である。図３では、電池１１４が満充電状態まで充電される期間を示し、充電中に電子機器２００をＤＣ出力部１０８に接続して起動した場合を示す。
【００４１】
図３において、充電状態は、電池１１４の充電が実行されているか停止されているかを示す。ＯＮは電池１１４の充電が実行されている場合を示し、ＯＦＦは電池１１４の充電が停止されている場合を示す。
【００４２】
図３において、充電電流は、電池１１４への充電電流を示す。一方、ＤＣ出力電圧は、ＤＣ出力部の出力電圧を示す。時刻Ｔ０〜Ｔ１では、電池１１４の電圧が低い。そのため、時刻Ｔ０〜Ｔ１において、電源システム制御部１０６は、予備充電電流にて電池１１４の充電を行う。時刻Ｔ０〜Ｔ１において、図２のＳ１０４で述べたとおり、電源システム制御部１０６は、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。これにより、第１の所定時間ｔ１が経過するまで電池１１４の充電が実行され、第２の所定時間ｔ２が経過するまで電池１１４の充電が停止されることが繰り返される。
【００４３】
もし電池１１４で駆動中の電子機器２００が接続された場合に、ＤＣ入力電圧が低下している期間がシャットダウンタイマに設定される所定時間よりも長いと電子機器２００がシャットダウンしてしまう。そのため、第１の所定時間ｔ１は、シャットダウンタイマに設定される所定時間よりも短い時間であればよい。一方、第２の所定時間ｔ２は、電池１１４の充電が停止され、ＤＣ出力部１０８から定格電圧が出力され、電子機器２００がアダプターの接続を検出するのに十分な時間であればよい。
【００４４】
時刻Ｔ１〜Ｔ２において、電源システム制御部１０６は、急速充電電流により電池１１４を充電する。そのため、時刻Ｔ１〜Ｔ２では、電池１１４の充電電圧が高くなる。時刻Ｔ１〜Ｔ２の期間においても、電源システム制御部１０６は、ＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００４５】
時刻Ｔ２〜Ｔ４は、時刻Ｔ２のタイミングで電子機器２００を接続した場合の充電制御状態を示す。電圧検出部１０９によって検出された充電電圧が電子機器２００のアダプター検出電圧よりも低いため、第１の所定時間ｔ１が経過するまで電子機器２００は起動しない。その後、第２の所定時間ｔ２が経過した時点である時刻Ｔ３において、ＤＣ出力部１０８の出力電圧が定格電圧まで上昇するため、電子機器２００はアダプターを検出して起動することができる。そのため、電源システム制御部１０６は、図２のＳ１０８で述べたとおり、充電制御部１１１をＯＦＦ状態して電池１１４の充電を停止すると共に、ＯＮ／ＯＦＦ制御を停止する。
【００４６】
時刻Ｔ４で電子機器２００が取り外されるか停止した場合、電源システム制御部１０６は、電池１１４の充電を再開すると共に、ＯＮ／ＯＦＦ制御を再開する。
【００４７】
時刻Ｔ５以降は、充電電圧が電子機器２００のアダプター検出電圧よりも大きくなっている。そのため、時刻Ｔ５において、電源システム制御部１０６は、ＯＮ／ＯＦＦ制御を停止すると共に、電池１１４の充電が継続して実行される通常の充電を行う。時刻Ｔ６において、電源システム制御部１０６は、定電流制御から定電圧制御に移行する。時刻Ｔ７で充電電流が一定以下になった場合、電源システム制御部１０６は、満充電状態で電池１１４の充電を終了する。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、充電制御部１１１のＯＮ状態またはＯＮ状態を適切に制御することができるので、電子機器２００でアダプターの接続が検出されるようにすると共に、電池１１４の充電時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００  電源装置、１０３  ＡＣ−ＤＣ変換部、１０６  電源システム制御部、
１０７  アダプター状態検出部、１０８  ＤＣ出力部、１０９  電圧検出部、
１１１  充電制御部、１１４  電池、２００  電子機器、
２０１  カメラシステム制御部、２０７  ＤＣ入力部、２０８  電源制御部、
２０９  電圧検出部
【図１】
2017099114.tif 000003
【図２】
2017099114.tif 000004
【図３】
2017099114.tif 000005