CN100347929C - Ac适配器电源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种便于携带的AC适配器电源装置,可切换多种电压,能适应各种类型的电池,能通报输出电压异常与停电、能通报放电结束。该装置具有把AC-DC变换电路(11)的直流电压直接提供给DC输出电路(23)的线路以及由电池(14)供电的线路,在与AC-DC变换电路(11)连接的DC输出检测电路(17)的输出端,与给外部输出状态监视信号的装置状态输出电路(22)连接的同时,与电池开关电路(15)连接,AC-DC变换电路(11)和DC-DC变换电路(16)与用于切换设定输出电压的切换开关(19)连接。此外还与控制电池(14)的连接与分离的电池开关电路(15)、电池(14)的充电开关(20)、控制电池(14)的连接的冷态起动开关(21)连接。

Description

AC适配器电源装置
技术领域
本发明涉及一种便于携带的小型数字电器使用的便携式AC适配器电源装置,该装置能适应全世界不同的AC商用电压,此外,即使在AC输入时突然停电,瞬间电电压降低低以及电压不稳等情况下,仍可不停机地正常工作的带有后备功能。
背景技术
近来,作为集线器、无绳电话、数字板(Digiboard)、数字信息家电、游戏机等负载装置等小型数字电器,不仅日本国内如此,全世界各地均以携带方式使用。因此AC适配器电源装置也需要成为便携式。
与现用的AC适配器连接的负载装置,即使遇到AC输入电压发生瞬间电压降低、停电、电压不稳等情况也并不当作问题,但近来的负载装置多数具有通信及服务器等功能,必须随时保持工作状态。例如内置式服务器及通信变频器、利用通信可进行监控的负载装置等等既是此类。而且此类负载装置大多使用直流电压驱动。
现用的无停电电源装置是交流输出,更换电池很困难,而且由于电池是作为组合件销售的,因而并非轻易就可买到。
此外,现有的AC适配器在瞬间电压降低或停电时,直流电压会中断,有可能使必须一直保持运转的负载装置停止工作。
作为此类负载装置中使用的AC适配器,例如日本特许文献,特开平10-25829号公报中记述了即使因电源线脱落、停电等原因,适配器的供电功能下降,也可用充电电池后备的发明。
据该发明公报中称:这是一种可用于电视放进用的电视摄像机之类可搬运移动的AV机器上的交流电源适配器,能把AC100V-240V的交流电变为直流,当因与充电电池连接,适配器的供电功能下降时,能作为后备电源使用,当充电电池为锂电池时可充电,为镍镉电池时能阻止充电。
然而,这种现有的发明,存在下述问题:是用于负载为电视摄像机之类需要很大功率的AV机器的交流电源适配器,此种交流电源适配器一般连接在AC万能插口上使用,只有在电源电缆从AC万能插口脱落之类的情况下才作为临时后备手段使用。而且交流电源适配器本身的体积很大,极不便于携带,由于负载单一,输出电压值又仅有预先设定的一种,充电电池虽有使用锂离子电池或镍镉电池的论述,但关于面向消费者市售的其它电池却未曾涉及。
本发明的目的在于:提供一种不仅能解决这些问题,而且可根据负载的电压切换多种电压,使用的电池既可以是充电电池,也可以是不能充电的电池,进而言之可适应所有种类的电池,可通报输出电压的异常、通报停电、通报放电结束,可携带并尽量小型化的AC适配器。
发明内容
本发明是一种AC适配器电源装置,其特征在于,该AC适配器电源装置具有:给DC输出电路23提供用AC-DC变换电路11变换了的直流电压的线路;经充电电路13将由AC-DC变换电路11变换了的直流电压提供给电池14,以及经控制该电池14和DC-DC变换电路16的连接与分离的电池开关电路15;和由电池14通过用于升降电压的DC-DC变换电路16由该电池14给上述DC输出电路23供电的线路;在该AC适配器电源装置之中,上述AC-DC变换电路11的输出端与DC输出检测电路17连接,该DC输出检测电路17的输出端与给外部输出状态监视信号的装置状态输出电路22连接的同时,与上述电池开关电路15连接,上述AC-DC变换电路11和DC-DC变换电路16与用来切换设定输出电压的输出电压切换开关19连接。
此外,上述电池14与检测该电池14的电压的电池电压检测电路18连接,该电池电压检测电路18的输出端与给外部输出状态监视信号的装置状态输出电路22连接的同时,与控制上述电池14和DC-DC变换电路16的连接与分离的电池开关电路15连接。
上述充电电路13,在电池14为充电电池时,与AC-DC变换电路11和电池14连接,在电池14为一次电池时,与输出使AC-DC变换电路11和电池14断路的断路信号的充电开关20连接。
上述电池开关电路15,为了在没有AC输入时把电池14连接到DC输出电路23上,与电池14和DC-DC变换电路16连接,在AC输入由AC-DC变换电路11给DC输出电路23正常供电时,与用来使电池14从DC输出电路23中断路的冷态起动开关21连接。
在此种构成之中,AC-DC变换电路11的直流电压一方面给DC输出电路23供电,从该DC输出电路23给负载24提供额定的直流电压,另一方面也给充电电路13提供直流电压。当电池14为可充电电池时,由充电开关20输出ON信号,给电池14充电。当电池14是不能充电的电池时,由充电开关20输出OFF信号,禁止给电池14充电。
DC输出检测电路17,不间断地检测直流输入电压,并发送给装置状态输出电路22,监视其是否正常,同时给外部电路输出。
当出现异常情况时,DC输出检测电路17给电池开关电路15发送信号,连接电池14和DC-DC变换电路16,给DC输出电路23提供用输出电压切换开关19设定的直流电压。
电池14的电压值由电池电压检测电路18不间断地检测,如果出现过度放电电压,电池电压检测电路18即给装置状态输出电路22发送信号,给外部电路发出用于状态监视的通信信号的同时,给电池开关电路15发送信号,切断电池14和DC-DC变换电路16的连接。
交流电源10一恢复供电,即经过充电电路13重新开始给充电电池14充电,充电一结束,即由电池电压检测电路18检测其充电电压,使充电电路13分离,停止充电。给装置状态输出电路22发送表示已恢复的信号。
接着,在没有交流电源10的地方以及交流电源10停电时,要想将直流电压提供给DC输出电路23时,通过给电池开关电路15发送打开冷态起动开关21的信号,即可由电池14供电。
附图说明
图1是表示采用本发明的AC适配器电源装置的一种实施方式的电路图。
图2是用来简单要明采用本发明的AC适配器电源装置的动作的电路图。
图3是举例说明采用本发明的AC适配器电源装置的外观示意图。
具体实施方式
下面根据附图说明本发明的一种实施方式。
在图1之中,10是交流电源,连接在该交流电源10上的AC-DC变换电路11由AC-DC变换器构成,内置可根据输出电压切换开关19发出的指令按负载24的施加电压进行切换的电路。
该AC-DC变换电路11经逆流防止二极管12、DC输出电路23与负载24连接。
上述AC-DC变换电路11还与充电电路13和DC输出检测电路17连接,经该充电电路13、电池14与控制该电池14和DC-DC变换电路16开关的电池开关电路15、以及经用来升降电压的DC-DC变换电路16与上述DC输出电路23连接。此外,上述DC输出检测电路17与上述电池开关电路15和装置状态输出电路22连接,该装置状态输出电路22与上述负载24连接。
上述电池14与检测该电池14电压的电池电压检测电路18连接。该电池电压检测电路18给上述充电电路13发送充电结束信号的同时,电池14一达到过量放电电压,即给电池开关电路15及装置状态输出电路22发送信号。
上述输出电压切换开关19除与上述AC-DC变换电路11连接之外,还与上述DC-DC变换电路16连接,发送输出电压的切换信号,控制与负载24对应的输出电压的切换。
上述充电电路13与在电池14为可充电的充电池时输出ON信号,为不能充电的1次性电池时输出OFF信号的充电开关20连接。
上述电池开关电路15在没有交流电源10的地方使用时,以及交流电源10停电时等情况下,与输出用来连接电池14和DC-DC变换电路16的ON信号的冷态起动开关21连接。
图3是举例说明采用了以上电路构成的AC适配器电源装置的示意图。
在该图3之中,AC适配器机壳25,其大小与手掌心差不多,为了便于携带实现了小型化。在该AC适配器机壳25正面的电池安装槽27中可灵活自如地安装市场上面向普通消费者出售的镍氢电池以及其它电池14。该电池14自然也可使用电池组,此外也可以是不能充电的电池,对其种类并无限定。
上述AC-DC变换电路11既可采用与AC适配器机壳25分离的构成,也可以内置。此外,在AC适配器机壳25内形成输出电压切换开关19、充电开关20、冷态起动开关21的同时,还设置了显示正在充电的充电显示灯26。28是与负载24连接的DC输出端子。
下面介绍上述构成的作用。
设交流电源10提供的AC90V~240V的交流输入电压正常输入AC-DC变换电路11,正如图2中的单点虚线所示,AC-DC变换电路11的直流电压一方面提供给DC输出电路23,从该DC输出电路23给负载24提供规定的直流电压,另一方面给充电电路13提供直流电压,给电池14充电。
在交流电源10异常状态下,正如图2中的虚线所示,电池14经DC-DC变换电路16升降到规定的电压,从DC输出电路23给负载24提供规定的直流电压。
更为详细地说,交流电源10正常时,经AC-DC变换电路11变换了的直流电压用输出电压切换开关19变换为指定的与负载24对应的直流电压后输出。
该AC-DC变换电路11的直流电压一方面经逆流防止二极管12提供给DC输出电路23,从该DC输出电路23给负载24提供规定的直流电压,另一方面给充电电路13提供直流电压。此处的电池14是充电电池,可以充电时,充电开关20输出ON信号给电池14充电。当电池14是一次电池,不能充电时,从充电开关20输出OFF信号,禁止给电池14充电。
DC输出检测电路17不间断地检测AC-DC变换电路11的输出电压,并将该电压值提供给装置状态输出电路22,监视其是否正常,给负载24及外部电路输出该信号。
在此处,由于若交流电源10停电或瞬间电压降低、或电压不稳,AC-DC变换电路11的输出电压也会随之变化,因而用检测电路17检测该变动,从该DC输出检测电路17给装置状态输出电路22发送信号,从该装置状态输出电路22给负载24及外部电路发送用于状态监视的通信信号。
同时,DC输出检测电路17也给电池开关电路15发送信号,连接电池14和DC-DC变换电路16。于是,DC-DC变换电路16起动后升降电压,根据该升降后的电压,给DC输出电路23提供用输出电压切换开关19设定的直流电压,此外,进而给负载24施加电压,负载24在其后备下即可保持正常的工作状态。
电池14的电压值由电池电压检测电路18不间断地检测,如果电池14的充电剩余量已变少,电压值已接近放电完毕电压,电池电压检测电路18给装置状态输出电路22发送信号,该装置状态输出电路22给负载24及外部电路发送用于状态监视的通信信号。此外,当从该状态降底到放电完毕电压的情况下,给电池开关电路15发送信号,使电池14和DC-DC变换电路16分离,停止DC-DC变换电路。
在电池14的充电剩余量达到过量放电电压之前,交流电源10即恢复,AC-DC变换电路11的输出电压恢复到正常的情况下,用DC输出检测电路17检测该电压,DC输出检测电路17给装置状态输出电路22发送表示已恢复的信号,该装置状态输出电路22给负载24及外部电路发送用于状态监视的通信信号的同时,给电池开关电路15发送信号,使电池14和DC-DC变换电路16分离,停止DC-DC变换电路16。由于交流电源10的恢复,AC-DC变换电路11的输出电压一恢复正常,即经过充电电路13,电池14重新开始充电,充电一结束,即用电池电压检测电路18检测其充电电压,使充电电路13分离,停止充电。此外,电池电压检测电路18给装置状态输出电路22发送表示已恢复的信号,该装置状态输出电路22发送表示恢复的信号,由该装置状态输出电路22给负载24及外部电路发送用于状态监视的通信信号。
接着,在没有交流电源10的地方以及交流电源10停电时,想要给DC输出电路23提供直流电压时,通过给电池开关电路15发送将冷态起动开关21置于ON的信号,电池开关电路15连接电池14和DC-DC变换电路16。这样一来,DC-DC变换电路16起动,给DC输出电路23提供用输出电压切换开关19设定的直流电压,驱动负载24的同时,电池电压检测电路18给装置状态输出电路22给负载24及外部电路发送用于状态监视的通信信号。
在此情况下,当电池14的电压出现过量放电电压时,与上述相同,电池电压检测电路18给装置状态输出电路22发送信号,该装置状态输出电路22给负载24及外部电路发送用于状态监视的通信信号的同时,给电池开关电路15发送信号,使电池14和DC-DC变换电路16分离,停止DC-DC变换电路16的动作。
采用本发明第1方面的结构,在具有给DC输出电路23提供用AC-DC变换电路11变换的直流电压的线路、经充电电路13给电池14提供用上述AC-DC变换电路11变换的直流电压,以及经控制该电池14和DC-DC变换电路16连接与分离的电池开关电路15、经用于升降压的DC-DC变换电路16由该电池14给上述DC输出电路23提供电压的线路的AC适配器电源装置之中,由于上述AC-DC变换电路11的输出端连接DC输出检测电路17,该DC输出检测电路17的输出端与给外部输出状态监视信号的装置状态输出电路22连接的同时,与上述电池开关电路15连接,上述AC-DC变换电路11和DC-DC变换电路16与用于切换设定输出电压的输出电压切换开关19连接,因而可得到便携式小型交流电源适配器,此外,还可根据负载的电压切换为多种电压,同时还具有可通报输出电压异常、通报停电的功能。
采用本发明第2方面的结构,由于电池14与检测该电池14的电压的电池电压检测电路18连接,该电池电压检测电路18的输出端与给外部输出监视信号的装置状态输出电路22连接的同时,还与控制上述电池14和DC-DC变换电路16的连接与分离的电池开关电路15连接,因而能获得具有可通报电池过量放电电压以及放电结束的功能的装置。
采用本发明第3方面的结构,由于充电电路13在电池14为充电电池时与AC-DC变换电路11和电池14连接,在电池14为一次电池时与输出分离AC-DC变换电路11和电池14信号的充电ON/OFF开关20连接,因而既可使用可充电电池,也可使用不可充电电池以及其它所有类型的电池。
采用本发明第4方面的结构,由于电池开关电路15在没有AC输入时,为把电池14与DC输出电路23连接,连接电池14和DC-DC变换电路16,当AC输入由AC-DC变换电路11给DC输出电路23正常提供电压时,与使电池14从DC输出电路23上断路的冷态起动开关21连接,因而不仅可随时携带,在商电电源电压各不相同的全世界使用,在没有AC插孔的地方使用,还可作为电池充电器使用。

Claims (4)

1、一种AC适配器电源装置,其特征在于包括:给DC输出电路(23)提供由AC-DC变换电路(11)变换过的直流电压的线路;经充电电路(13)给电池(14)提供由上述AC-DC变换电路(11)变换过的直流电压,以及经控制该电池(14)和DC-DC变换电路(16)的连接与分离的电池开关电路(15);和由电池(14)通过用于升降压的DC-DC变换电路(16)由该电池(14)给上述DC输出电路(23)供电的线路;上述AC-DC变换电路(11)的输出端与DC输出检测电路(17)连接,该DC输出检测电路(17)的输出端与给外部输出状态监视信号的装置状态输出电路(22)连接,同时与上述电池开关电路(15)连接,上述AC-DC变换电路(11)和DC-DC变换电路(16)与用来切换设定输出电压的输出电压切换开关(19)连接。
2、根据权利要求1所述的AC适配器电源装置,其特征在于:电池(14)与检测该电池(14)的电压的电池电压检测电路(18)连接,该电池电压检测电路(18)的输出端与给外部输出状态监视信号的装置状态输出电路(22)连接,同时与控制上述电池(14)和DC-DC变换电路(16)的连接与分离的电池开关电路(15)连接。
3、根据权利要求1所述的AC适配器电源装置,其特征在于:充电电路(13)在电池(14)为充电电池时与AC-DC变换电路(11)和电池(14)连接,在电池(14)为一次电池时与输出使AC-DC变换电路(11)和电池(14)分离的信号的充电开关(20)连接。
4、根据权利要求1所述的AC适配器电源装置,其特征在于:电池开关电路(15)为了在没有AC输入时把电池(14)连接到DC输出电路(23)上,与电池(14)和DC-DC变换电路(16)连接,在AC输入由AC-DC变换电路(11)给DC输出电路(23)正常供电时,与用来使电池(14)从DC输出电路(23)中断路的冷态起动开关(21)连接。
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