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HINTERGRUND
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein elektrisches Gerät mit einer Leistungszufuhrschaltung, die einer externen Vorrichtung über einen Verbinder Leistung zuführt.
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Beispielsweise ist ein wiederaufladbares elektrisches Gerät, das in der veröffentlichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-070501 offenbart ist, so ausgebildet, dass es ein lösbar an demselben befestigtes Batteriepack aufweist, welches eine wiederaufladbare Batterie enthält, und von dem befestigten Batteriepack eine Zufuhr von elektrischer Leistung zum Erleuchten eines Lichts empfängt.
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Neben dem zuvor erwähnten wiederaufladbaren elektrischen Gerät sind elektrische Geräte unterschiedlicher Art als wiederaufladbare elektrische Geräte bekannt, beispielsweise ein wiederaufladbares elektrisches Kraftwerkzeug, ein wiederaufladbarer Staubsauger, ein wiederaufladbares Gartengerät (eine Mähmaschine etc.) und ein wiederaufladbares Radio, die durch elektrische Leistung von einer Batterie betrieben werden.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein solches wiederaufladbares elektrisches Gerät kann so ausgebildet sein, dass es einer externen Vorrichtung (beispielsweise einer mobilen Vorrichtung wie einem Mobiltelefon oder einem Smartphone) elektrische Leistung von einer Batterie des wiederaufladbaren elektrischen Geräts zuführt, um so eine wiederaufladbare Batterie in der externen Vorrichtung zu laden.
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In diesem Fall kann das wiederaufladbare elektrische Gerät mit einem Verbinder wie einer Buchse zum Aufnehmen eines USB-Steckers zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung über ein spezifiziertes Kabel versehen sein und zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung über diesen Verbinder ausgebildet sein.
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Es wird jedoch ein konstanter Betrieb einer Leistungszufuhrschaltung, die eine Leistungszufuhrspannung zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung erzeugt, in dem wiederaufladbaren elektrischen Gerät benötigt. Solch ein Betrieb der Leistungszufuhrschaltung kann einen Leistungsverbrauch des wiederaufladbaren elektrischen Geräts unnötig erhöhen.
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Es ist wünschenswert, dass ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Technik bereitstellen kann, die einen Standby-Leistungsverbrauch einer Leistungszufuhrschaltung zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer externen Vorrichtung über einen Verbinder in einem elektrischen Gerät verringern kann.
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Ein elektrisches Gerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Verbinder, eine Leistungszufuhreinheit, eine Verbindungsdetektionseinheit und eine Steuereinheit auf. Der Verbinder ist zur Verbindung mit einer externen Vorrichtung ausgebildet. Die Leistungszufuhreinheit ist zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung über den Verbinder ausgebildet. Die Verbindungsdetektionseinheit ist zum Detektieren, ob die externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist, ausgebildet.
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Die Steuereinheit ist zum Steuern von elektrischer Leistung, die der Leistungszufuhreinheit von einer Batterie zugeführt wird, so dass die der Leistungszufuhreinheit zugeführte elektrische Leistung erhöht wird, wenn die Verbindungsdetektionseinheit detektiert, dass die externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist, ausgebildet.
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Mit solch einem elektrischen Gerät kann die der Leistungszufuhreinheit zugeführte elektrische Leistung verringert werden, so dass ein Leistungsverbrauch der Batterie verringert wird, wenn keine externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist und somit keine elektrische Leistungszufuhr für die externe Vorrichtung benötigt wird. Kurz gesagt kann bei dem elektrischen Gerät Leistung/Energie eingespart werden.
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Der Verbinder kann einen Leistungszufuhranschluss aufweisen. Die Verbindungsdetektionseinheit kann zum Detektieren, dass die externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist, aufgrund einer Spannungsänderung des Leistungszufuhranschlusses ausgebildet sein. Die Steuereinheit kann zum Erhöhen der der Leistungszufuhreinheit zugeführten elektrischen Leistung, wenn die Verbindungsdetektionseinheit detektiert, dass die externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist, ausgebildet sein.
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Die Leistungszufuhreinheit kann zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung, so dass die Spannung des Leistungszufuhranschlusses konstant gehalten wird, wenn ein Wert eines zu dem Verbinder fließenden Stroms innerhalb eines spezifizierten Bereichs ist, ausgebildet sein. Die Leistungszufuhreinheit kann zum Verringern der Spannung des Leistungszufuhranschlusses und Begrenzen des Werts des zu dem Verbinder fließenden Stroms auf eine spezifizierte obere Grenze oder darunter, wenn der Wert des zu dem Verbinder fließenden Stroms die obere Grenze erreicht, ausgebildet sein.
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In diesem Fall kann die der externen Vorrichtung von der Leistungszufuhreinheit zugeführte elektrische Leistung auf eine spezifizierte elektrische Leistung oder darunter verringert werden, und ein Überhitzen der Leistungszufuhreinheit kann unterdrückt oder verhindert werden.
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Zusätzlich dazu kann die Steuereinheit zum Verringern oder Hemmen einer Zufuhr von elektrischer Leistung zu der Leistungszufuhreinheit, wenn der Wert des zu dem Verbinder fließenden Stroms kleiner oder gleich einer spezifizierten unteren Grenze ist, ausgebildet sein.
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In diesem Fall kann ein Standby-Strom, der zu der Leistungszufuhreinheit fließt, verringert werden, und durch Stoppen eines Betriebs der Leistungszufuhreinheit oder Einschränken des Betriebs der Leistungszufuhreinheit, wenn für die mit dem Verbinder verbundene externe Vorrichtung keine Zufuhr von elektrischer Leistung benötigt wird, kann bei dem elektrischen Gerät zusätzlich Energie eingespart werden.
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Das elektrische Gerät kann eine Spannungsdetektionseinheit aufweisen, die zum Detektieren eines Werts einer Batteriespannung der Batterie ausgebildet ist. Die Steuereinheit kann zum Durchführen eines spezifizierten Schutzbetriebs, wenn der Wert der von der Spannungsdetektionseinheit detektierten Batteriespannung kleiner oder gleich dem Überentladungsschwellenwert ist, und zum Einstellen des Überentladungsschwellenwerts gemäß einem Detektionsresultat der Verbindungsdetektionseinheit ausgebildet sein.
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Der Überentladungsschwellenwert kann so eingestellt sein, dass er zwischen einem Fall, in dem die externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist, und einem Fall, in dem die externe Vorrichtung nicht mit dem Verbinder verbunden ist, variiert.
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Die Steuereinheit kann zum Anzeigen von Information in Bezug auf die Batteriespannung über eine Anzeigeeinheit, wenn der Wert der von der Spannungsdetektionseinheit detektierten Batteriespannung kleiner oder gleich dem Überentladungsschwellenwert ist, ausgebildet sein. In diesem Fall kann ein Benutzer des elektrischen Geräts aufgefordert werden, die Batterie zu laden, wenn die Batteriespannung abgenommen hat.
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Die Steuereinheit kann zum Einstellen des Überentladungsschwellenwerts gemäß einem Detektionsresultat der Verbindungsdetektionseinheit, so dass der Überentladungsschwellenwert, während die externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist, kleiner ist als der Überentladungsschwellenwert, während die externe Vorrichtung nicht mit dem Verbinder verbunden ist, ausgebildet sein.
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In diesem Fall kann der Benutzer, wenn die externe Vorrichtung nicht mit dem Verbinder verbunden ist, in einem frühen Stadium aufgefordert werden, die Batterie zu laden, oder das elektrische Gerät zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung verwenden, bis die Batterie leer ist (d. h. bis die Batteriespannung eine niedrigste Spannung erreicht), wenn die externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist.
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Die Steuereinheit kann zum Fortfahren mit der Anzeige über die Anzeigeeinheit, bis mindestens eine von einer ersten Bedingung und einer zweiten Bedingung erfüllt ist, nachdem der Wert der von der Spannungsdetektionseinheit detektierten Batteriespannung kleiner oder gleich dem Überentladungsschwellenwert geworden ist, ausgebildet sein: die erste Bedingung ist eine Bedingung, dass der Wert der Batteriespannung einen eingestellten Wert erreicht, der kleiner als der Überentladungsschwellenwert ist; die zweite Bedingung ist eine Bedingung, dass eine spezifizierte Zeit abgelaufen ist.
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Die Steuereinheit kann zum Erleuchten einer Licht emittierenden Einheit gemäß einer voreingestellten Zeitsteuerung, wenn die Verbindungsdetektionseinheit detektiert, dass die externe Vorrichtung nicht mit dem Verbinder verbunden ist, ausgebildet sein. In diesem Fall kann der Benutzer ohne Probleme einen Ort des elektrischen Geräts identifizieren.
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Das elektrische Gerät kann eine Schwingungs-/Stoßdetektionseinheit aufweisen, die zum Detektieren mindestens einer Schwingung oder eines Stoßes, die auf das elektrische Gerät einwirken, ausgebildet ist. Die Steuereinheit kann zum Erleuchten der Licht emittierenden Einheit gemäß einer voreingestellten Zeitsteuerung für eine vorgegebene Zeitdauer, wenn von der Schwingungs-/Stoßdetektionseinheit eine Schwingung oder ein Stoß detektiert wird, ausgebildet sein.
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Wenn das elektrische Gerät eine wiederaufladbare Lampe oder ein wiederaufladbares Radio ist, die im Falle eines Stromausfalls oder einer Naturkatastrophe verwendet werden können, kann das elektrische Gerät durch automatisches Erleuchten der Licht emittierenden Einheit aufgrund einer Schwingung oder eines Stoßes problemlos aufgefunden werden.
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Die elektrische Vorrichtung kann ferner eine Leuchtdichtedetektionseinheit aufweisen, die zum Detektieren eines Leuchtdichtewerts in der Umgebung des elektrischen Geräts ausgebildet ist. Die Steuereinheit kann zum Erleuchten der Licht emittierenden Einheit gemäß einer voreingestellten Zeitsteuerung, wenn der Wert der Umgebungsleuchtdichte, die durch die Leuchtdichtedetektionseinheit detektiert wird, kleiner oder gleich einem spezifizierten Wert ist, ausgebildet sein.
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Wenn die Umgebung des elektrischen Geräts dunkel ist (d. h., wenn das elektrische Gerät nicht ohne weiteres aufgefunden werden kann), kann ein Verbrauch an elektrischer Leistung aufgrund der Lichtemission der Licht emittierenden Einheit verringert werden, indem die Licht emittierende Einheit gemäß der voreingestellten Zeitsteuerung erleuchtet wird.
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Das elektrische Gerät kann einen Griffteil, der zum Bereitstellen eines Griffs für den Benutzer ausgebildet ist, und die Batterie aufweisen. Der Verbinder kann zwischen dem Griffteil und der Batterie angeordnet sein.
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Das elektrische Gerät kann ferner eine Leistungsverbrauchseinheit aufweisen, die zum Verbrauchen von elektrischer Leistung der Batterie ausgebildet ist und auf einer Seite, die der Seite des Griffteils, auf der die Batterie vorgesehen ist, gegenüberliegt, angeordnet ist.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Steuern eines elektrischen Geräts. Das elektrische Gerät weist einen Verbinder, der zur Verbindung mit einer externen Vorrichtung ausgebildet ist, und eine Leistungszufuhreinheit, die zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung über den Verbinder ausgebildet ist, auf. Das Verfahren beinhaltet Detektieren, ob die externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist, und Steuern einer Zufuhr von elektrischer Leistung von einer Batterie zu der Leistungszufuhreinheit, so dass die der Leistungszufuhreinheit zugeführte elektrische Leistung erhöht wird, wenn detektiert wird, dass die externe Vorrichtung mit dem Verbinder verbunden ist.
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Bei einem elektrischen Gerät mit einer Leistungszufuhrschaltung zum Zuführen von elektrischer Leistung zu einer externen Vorrichtung über einen Verbinder kann unter Verwendung des vorher beschriebenen Verfahrens ein Standby-Leistungsverbrauch einer Leistungszufuhrschaltung verringert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine beispielhafte Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines äußeren Erscheinungsbilds eines wiederaufladbaren Beleuchtungsgeräts gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
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2 eine perspektivische Ansicht eines Beleuchtungsgeräts aus einer Richtung, die entgegengesetzt zu der in 1 ist;
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3 eine erläuternde Zeichnung, die einen inneren Aufbau eines Beleuchtungsgeräts zeigt;
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4 ein Blockdiagramm, das eine Schaltungskonfiguration eines Beleuchtungsgeräts zeigt;
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5 ein Flussdiagramm, das einen Steuerprozess zeigt, der durch eine MCU in einem Beleuchtungsgerät durchgeführt wird;
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6 ein Flussdiagramm, das eine Variation eines Steuerprozesses zeigt; und
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7 eine perspektivische Ansicht eines äußeren Erscheinungsbilds eines Batteriepacks, an dem ein Adapter einer anderen beispielhaften Ausführungsform befestigt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist ein wiederaufladbares Beleuchtungsgerät (im Folgenden einfach als „Beleuchtungsgerät” bezeichnet) 2 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Beleuchtungsgerät bzw. eine Beleuchtungsvorrichtung, das bzw. die zum Betrieb vor Ort ausgebildet ist. Das Beleuchtungsgerät weist einen Griffteil 4, der in Form eines Stabs ausgebildet ist, so dass ein Griff für einen Benutzer bereitgestellt wird; eine Beleuchtungseinheit 6, die auf einer ersten Endseite des Griffteils 4 in der Längsrichtung (der oberen Seite in den 1 bis 3) angeordnet ist; und ein Batteriepack 8 auf, das lösbar an einer zweiten Endseite des Griffteils 4 in der Längsrichtung (der unteren Seite in 1 bis 3) befestigt ist, wobei die zweite Endseite der ersten Endseite des Griffteils 4 gegenüberliegt.
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Die Beleuchtungseinheit 6 ist derart angeordnet, dass sie in Bezug auf den Griffteil 4 in die in den 1 und 3 durch Pfeile angegebenen Richtungen geschwenkt werden kann und über einen Verbindungsteil 5, der auf der ersten Endseite des Griffteils 4 angeordnet ist, in Richtung des Griffteils 4 eingeklappt werden kann.
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Eine erste Oberfläche der Beleuchtungseinheit 6 ist dem Griffteil 4 zugewandt, wenn die Beleuchtungseinheit 6 in Richtung des Griffteils 4 eingeklappt ist. Die erste Oberfläche weist mehrere Licht emittierende Elemente (LED) 10 auf, die auf derselben verteilt sind, wie in 4 gezeigt ist, so dass Licht von jedem Licht emittierenden Element 10 in die Umgebung abgestrahlt wird.
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Eine zweite Oberfläche der Beleuchtungseinheit 6, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, weist einen Haken 7 auf, der in derselben aufgenommen ist, so dass das Beleuchtungsgerät 2 an einem Baum oder einem anderen Aufbau aufgehängt werden kann.
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Weiterhin weist das Batteriepack 8 mindestens eine wiederaufladbare Batterie (einen Akkumulator bzw. Akku) 12 wie eine Lithiumionenbatterie auf, die in demselben integriert ist (siehe 4). Zusätzlich dazu ist das Batteriepack 8 lösbar an einem Befestigungsteil 9 befestigt, der auf der zweiten Endseite des Griffteils 4 angeordnet ist.
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Wenn das Batteriepack 8 an dem Befestigungsteil 9 befestigt ist, ist die Batterie 12 über Verbindungsanschlüsse 14 und 15 (siehe 4), die in dem Befestigungsteil 9 angeordnet sind, elektrisch mit einer Leiterplatte 30 (siehe 3) in dem Griffteil 4 verbunden.
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Wie in 3 gezeigt, weist der Griffteil 4 ein hohles Kunstharzgehäuse 16 auf, das mit einer Form ausgebildet ist, dass ein Benutzer dasselbe problemlos greifen kann; die Leiterplatte 30 und andere Komponenten befinden sich in dem Gehäuse 16. Das Gehäuse 16 weist eine erste Wand, die der Beleuchtungseinheit 6 zugewandt ist, wenn die Beleuchtungseinheit 6 eingeklappt ist, und eine der ersten Wand gegenüberliegende zweite Wand auf. Die Leiterplatte 30 ist entlang der zweiten Wand angeordnet.
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Im Folgenden wird die Seite der ersten Wand des Griffteils 4 als die Vorderseite des Beleuchtungsgeräts 2 bezeichnet; die Seite der zweiten Wand des Griffteils 4 wird als die Rückseite des Beleuchtungsgeräts 2 bezeichnet.
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Ein Betätigungsschalter 18 ist an der zweiten Wand angeordnet. Der Betätigungsschalter 18 dient zum Schalten des Zustands des Beleuchtungsgeräts 2 zwischen EIN und AUS bei einer Betätigung durch den Benutzer. Der Betätigungsschalter 18 ist elektrisch mit der Leiterplatte 30 verbunden.
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Ein USB-Verbinder 20 ist auf der Rückseite des Befestigungsteils 9 angeordnet. Der USB-Verbinder 20 dient zum Zuführen von elektrischer Leistung bzw. elektrischem Strom zu einer externen Vorrichtung (beispielsweise einem Mobiltelefon oder einem Smartphone), der über ein USB-Kabel elektrische Leistung bzw. elektrischer Strom zugeführt werden kann. Kurz gesagt ist der USB-Verbinder 20 zwischen dem Griffteil 4 und dem Batteriepack 8 angeordnet.
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Dieser USB-Verbinder 20 ist eine Buchse zum Aufnehmen eines USB-Steckers und weist einen Anschluss auf, der dem USB-Standard entspricht. Mit anderen Worten, wie in 4 gezeigt, weist der USB-Verbinder 20 einen positiven Leistungszufuhranschluss (5 V), einen negativen Leistungszufuhranschluss (GND) und ein Paar von Kommunikationsanschlüssen (D–, D+) auf.
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Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird dieser USB-Verbinder 20 zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung verwendet; somit sind die Kommunikationsanschlüsse (D–, D+) miteinander verbunden, und der positive Leistungszufuhranschluss 5 V und der negative Leistungszufuhranschluss (GND), die zwischen dem Paar von Kommunikationsanschlüssen angeordnet sind, werden als die Anschlüsse zum Zuführen von elektrischer Leistung verwendet.
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Wie in 2 und 3 gezeigt, weist der Befestigungsteil 9 eine Kappe 22 auf, die den USB-Verbinder 20 schützt, wenn keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist. Die Kappe 22 weist einen Kappenkörper 23, der in den USB-Verbinder 20 eingesetzt wird, einen Bandteil 24 zum Befestigen des Kappenkörpers 23 an dem Befestigungsteil 9 und einen vorstehenden Abschnitt 25 zum Ermöglichen, dass der Benutzer die Kappe 22 mit den Fingerspitzen erfassen kann, wenn der Kappenkörper 23 von dem USB-Verbinder 20 abgenommen wird, auf.
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Eine Anzeige-LED 28 ist auf der Vorderseite des Befestigungsteils 9 angeordnet. Die Anzeige-LED 28 dient zum Anzeigen eines Zustands des Beleuchtungsgeräts 2, beispielsweise einer Abnahme einer verbleibenden Menge an elektrischer Leistung in der Batterie 12.
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Der USB-Verbinder 20 und die Anzeige-LED 28 sind über eine (nicht gezeigte) Verkabelung in dem Gehäuse 16 elektrisch mit der Leiterplatte 30 verbunden.
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Wie in 4 gezeigt, weist die Leiterplatte 30 eine positive Leistungszufuhrleitung 31, die über den Verbindungsanschluss 14 mit einer Seite einer positiven Elektrode der Batterie 12 verbunden ist, und eine negative Leistungszufuhrleitung (d. h. eine Masseleitung) 32, die über den Verbindungsanschluss 15 mit einer Seite einer negativen Elektrode der Batterie 12 verbunden ist, auf.
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Die Leiterplatte 30 weist eine Konstantstromschaltung 36, eine Spannungswandlungsschaltung 40, eine Stromdetektionsschaltung 44, eine Detektionsschaltung 46 für eine externe Vorrichtung, eine Batteriespannungsmessschaltung 48, eine Steuerschaltung 50 und eine Leistungszufuhrspannungserzeugungsschaltung 52 auf.
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Wenn sich ein Schaltelement 34 in dem EIN-Zustand befindet, ist die Konstantstromschaltung 36 elektrisch mit der positiven Leistungszufuhrleitung 31 und der negativen Leistungszufuhrleitung 32 verbunden, führt den Licht emittierenden Elementen 10 in der Beleuchtungseinheit 6 einen konstanten Strom zu und schaltet die Beleuchtungseinheit 6 ein.
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Wenn sich ein Schaltelement 38 in dem EIN-Zustand befindet, ist die Spannungswandlungsschaltung 40 elektrisch mit der positiven Leistungszufuhrleitung 31 und der negativen Leistungszufuhrleitung 32 verbunden und führt dem positiven Leistungszufuhranschluss des USB-Verbinders 20 eine spezifizierte Leistungszufuhrspannung (5 V) zu. Genauer gesagt ist die Spannungswandlungsschaltung 40 zum Steuern einer Ausgangsspannung derselben, so dass sie konstant ist, wenn ein Wert eines von dem USB-Verbinder 20 zu der externen Vorrichtung fließenden Stroms innerhalb eines akzeptablen Bereichs ist, ausgebildet. Die Spannungswandlungsschaltung 40 ist ferner zum Verringern der Ausgangsspannung zum Begrenzen des Werts des zu der externen Vorrichtung fließenden Stroms auf die obere Grenze oder darunter, wenn der Wert des Stroms die obere Grenze überschreitet, ausgebildet. Die Spannungswandlungsschaltung 40 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann als ein Gleichstromumrichter (DC-DC-Wandler) ausgebildet sein. Ein Gleichstromumrichter kann eine Ausgangsspannung desselben so steuern, dass sie konstant ist, wenn der Wert des von dem USB-Verbinder 20 zu der externen Vorrichtung fließenden Stroms innerhalb eines akzeptablen Bereichs ist. Andererseits kann der Gleichstromumrichter die Ausgangsspannung nicht so steuern, dass sie konstant ist, wenn der Wert des zu der externen Vorrichtung fließenden Stroms die obere Grenze überschreitet, und somit wird die Ausgangsspannung zum Begrenzen des Stroms auf die obere Grenze oder darunter verringert.
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Ein Schaltelement 42 ist auf einem Ausgabepfad der Leistungszufuhrspannung (5 V) von der Spannungswandlungsschaltung 40 zu dem USB-Verbinder 20 angeordnet. Dies dient zum Verhindern oder Verringern eines Fließen eines Stroms in die Spannungswandlungsschaltung 40 von der mit dem USB-Verbinder 20 verbundenen externen Vorrichtung oder von der Detektionsschaltung 46 für eine externe Vorrichtung, wenn das Schaltelement 38 in dem AUS-Zustand ist und die Spannungswandlungsschaltung 40 den Betrieb stoppt.
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Somit wird der Zustand des Schaltelements 42 durch die im Folgenden beschriebe Steuerschaltung 50 gemeinsam mit dem Schaltelement 38 zwischen EIN und AUS umgeschaltet. Zusätzlich dazu ist jedes der Schaltelemente 34, 38 und 42 zum Schalten des Zustands desselben zwischen EIN und AUS gemäß einem Befehl von der Steuerschaltung 50 ausgebildet. Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform kann jedes der Schaltelemente 34, 38 und 42 ein Halbleiterelement wie ein FET (Feldeffekttransistor) sein.
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Die Masseleitung 32 ist elektrisch mit dem negativen Leistungszufuhranschluss (GND) des USB-Verbinders 20 verbunden. Die Stromdetektionsschaltung 44 ist auf der Masseleitung 32 angeordnet und detektiert einen Wert eines Stroms, der durch die Masseleitung 32 fließt, mit anderen Worten, einen Wert eines Stroms, der von der Batterie 12 der mit dem USB-Verbinder 20 verbundenen externen Vorrichtung zugeführt wird.
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Wenn sich das Schaltelement 42 in einem AUS-Zustand befindet, detektiert die Detektionsschaltung 46 für eine externe Vorrichtung anhand einer Spannungsänderung des positiven Leistungszufuhranschlusses des USB-Verbinders 20, dass die externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist.
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Die Batteriespannungsmessschaltung 48 ist elektrisch mit der positiven Leistungszufuhrschaltung 31 und der negativen Leistungszufuhrleitung 32 verbunden und misst einen Wert einer Ausgangsspannung (Batteriespannung) der Batterie 12, die elektrisch mit den Verbindungsanschlüssen 14 und 15 verbunden ist.
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Detektionssignale von der Stromdetektionsschaltung 44, der Detektionsschaltung 46 für eine externe Vorrichtung und der Batteriespannungsmessschaltung 48 sowie ein Eingabesignal von dem Betätigungsschalter 18 werden in die Steuerschaltung 50 eingegeben.
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Die Steuerschaltung 50 erleuchtet die Beleuchtungseinheit 6 und führt der externen Vorrichtung basierend auf den eingegebenen Signalen von den einzelnen Teilen elektrische Leistung zu. Die Steuerschaltung 50 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist als eine MCU (Mikrokontroller-Einheit) ausgebildet. Die MCU kann ein Mikrocomputer; eine Kombination aus verschiedenen separaten Elektronikkomponenten; ein ASIC; eine programmierbare Logikvorrichtung wie ein FPGA; oder eine Kombination daraus sein.
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Die Leistungszufuhrspannungserzeugungsschaltung 52 führt der Steuerschaltung 50 und der Detektionsschaltung 46 für eine externe Vorrichtung eine Leistungszufuhrspannung (konstante Gleichspannung) Vcc für einen Betrieb zu. Genauer gesagt erzeugt die Leistungszufuhrspannungserzeugungsschaltung 52 die Leistungszufuhrspannung Vcc aus elektrischer Leistung, die über die positive Leistungszufuhrleitung 31 und die negative Leistungszufuhrleitung 32 von der Batterie 12 zugeführt wird.
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Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm in 5 ein von der Steuerschaltung 50 ausgeführter Steuerprozess beschrieben.
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Der in 5 gezeigt Steuerprozess ist ein Prozess, der als eine von Hauptroutinen ausgeführt wird, wenn die Steuerschaltung 50 in Betrieb ist, während die Leistungszufuhrspannung Vcc von der Leistungszufuhrspannungserzeugungsschaltung 52 zugeführt wird.
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In diesem Steuerprozess wird zuerst in Silo (S steht für Schritt) bestimmt, ob die externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, basierend auf einem Signal von der Detektionsschaltung 46 für eine externe Vorrichtung. Wenn eine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, schreitet der Prozess dann zu S120 fort; wenn keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, schreitet der Prozess dann zu S190 fort.
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In S120 wird bestimmt, ob der Wert der von der Batteriespannungsmessschaltung 48 detektierten Batteriespannung kleiner als ein voreingestellter Schwellenwert K1 ist. Der Schwellenwert K1 ist ein Schwellenwert zum Bestimmen einer Überentladung, während die externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, und wird zum Bestimmen, ob der Benutzer aufgefordert werden soll, die Batterie 12 zu laden, indem die Anzeige-LED 28 erleuchtet wird, verwendet.
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Wenn in S120 bestimmt wird, dass der Wert der Batteriespannung kleiner als der Schwellenwert K1 ist, schreitet der Prozess dann zu S140 fort, um die Anzeige-LED 28 einzuschalten (Licht an); wenn in S120 bestimmt wird, dass der Wert der Batteriespannung größer oder gleich dem Schwellenwert K1 ist, wird die Anzeige-LED 28 dann in S140 ausgeschaltet (Licht aus).
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Als Nächstes wird in S150 bestimmt, ob der Wert der Batteriespannung kleiner als ein voreingestellter Schwellenwert K2 ist. Der Schwellenwert K2 ist ein Schwellenwert zum Bestimmen basierend auf dem Wert der Batteriespannung, ob eine verbleibende Menge an elektrischer Leistung in der Batterie 12 größer oder gleich der elektrischen Leistung ist, die zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung ausreicht. Der Schwellenwert K2 ist bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform so eingestellt, dass er größer ist als der Schwellenwert K1.
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Wenn in S150 bestimmt wird, dass der Wert der Batteriespannung größer oder gleich dem Schwellenwert K2 ist, schreitet der Prozess zu S160 fort, so dass die Schaltelemente 38 und 42 eingeschaltet werden. Demzufolge beginnt eine Stromleitung in der Spannungswandlungsschaltung 40, und eine Leistungszufuhrspannung, die durch die Stromleitung zu der Spannungswandlungsschaltung 40 erzeugt wird, wird von dem USB-Verbinder 20 zu der externen Vorrichtung ausgegeben. Mit anderen Worten, in S160 wird eine Leistungsquelle der mit dem USB-Verbinder 20 verbundenen externen Vorrichtung eingeschaltet, und der externen Vorrichtung wird elektrische Leistung zugeführt.
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Als Nächstes wird in S170 basierend auf einem Detektionssignal von der Stromdetektionsschaltung 44 bestimmt, ob über den Leistungszufuhranschluss des USB-Verbinders ein Strom zu der externen Vorrichtung fließt, mit anderen Worten, ob die externe Vorrichtung in Betrieb ist. In S170 kann bestimmt werden, ob der Wert des zu der externen Vorrichtung fließenden Stroms kleiner oder gleich einer spezifizierten unteren Grenze ist.
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Wenn in S170 bestimmt wird, dass der Strom zu der externen Vorrichtung fließt (bzw. dass der Wert des zu der externen Vorrichtung fließenden Stroms größer als die untere Grenze ist), schreitet der Prozess dann zu S120 fort; wenn bestimmt wird, dass kein Strom zu der externen Vorrichtung fließt (bzw. dass der Wert des zu der externen Vorrichtung fließenden Stroms kleiner oder gleich der unteren Grenze ist), schreitet der Prozess zu S180 fort. Der Prozess schreitet ebenfalls zu S180 fort, wenn in S150 bestimmt wird, dass der Wert der Batteriespannung kleiner als der Schwellenwert K2 ist.
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In S180 wird die Stromleitung zu der Spannungswandlungsschaltung 40 durch Ausschalten der Schaltelemente 38 und 42 gestoppt, und eine Zufuhr von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung wird verhindert. Mit anderen Worten, die Zufuhr von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung wird durch Ausschalten der Leistungsquelle der mit dem USB-Verbinder 20 verbundenen externen Vorrichtung verhindert. Nach Ausschalten der Leistungsquelle der externen Vorrichtung in S180 schreitet der Prozess zu S110 fort. In S180 kann eine Schaltfrequenz der Spannungswandlungsschaltung 40, die als ein Gleichstromumrichter ausgebildet ist, verringert werden.
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In S190 wird bestimmt, ob der Wert der Batteriespannung kleiner als ein voreingestellter Schwellenwert K3 ist; S190 wird ausgeführt, wenn in S110 bestimmt wird, dass keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist.
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Der Schwellenwert K3 ist ein Schwellenwert zum Bestimmen einer Überentladung, während keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, und ist so eingestellt, dass er größer ist als der Schwellenwert, während die externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist (d. h. der Schwellenwert K1). Der Grund dafür besteht darin, dass es nicht notwendig ist, die Spannungswandlungsschaltung 40 zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung zu betreiben.
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Wenn in S190 bestimmt wird, dass der Wert der Batteriespannung größer oder gleich dem Schwellenwert K3 ist, wird die Anzeige-LED 28 in S220 ausgeschaltet (Licht aus), und der Prozess schreitet zu S110 fort.
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Wenn andererseits in S190 bestimmt wird, dass der Wert der Batteriespannung kleiner als der Schwellenwert K3 ist, schreitet der Prozess zu S200 fort, um zu bestimmen, ob der Wert der Batteriespannung kleiner als ein Schwellenwert K4 ist, der kleiner ist als die Schwellenwerte K1 bis K3.
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Wenn in S200 bestimmt wird, dass der Wert der Batteriespannung größer oder gleich dem Schwellenwert K4 ist, wird die Anzeige-LED 28 in S230 eingeschaltet (Licht an), und danach schreitet der Prozess zu S110 fort.
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Wenn in S200 bestimmt wird, dass der Wert der Batteriespannung kleiner als der Schwellenwert K4 ist, wird die Anzeige-LED 28 in S210 ausgeschaltet (Licht aus), und der Steuerprozess wird beendet.
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Der Grund dafür ist, dass der Schwellenwert K4 der niedrigste Überentladungsschwellenwert der Schwellenwerte K1 bis K4 ist und die Batterie 12 überentladen und verschlechtert wird, wenn die Batterie 12 zum Erleuchten der Anzeige-LED 28 und zu anderen Zwecken weiter entladen wird.
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Wie bereits erwähnt, bewirkt die Steuerschaltung 50, dass die Spannungswandlungsschaltung 40 in Betrieb ist, wenn die externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 des Beleuchtungsgeräts 2 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform verbunden ist.
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Wenn kein Strom von dem USB-Verbinder 20 zu der externen Vorrichtung fließt und die externe Vorrichtung ihren Betrieb stoppt, stoppt die Steuerschaltung 50 den Betrieb der Spannungswandlungsschaltung 40 und behält den Stopp des Betriebs der Spannungswandlungsschaltung bei, bis die externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden wird.
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Somit kann gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform, wenn keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist und es nicht notwendig ist, der externen Vorrichtung elektrische Leistung zuzuführen, ein Standby-Strom, der aufgrund des Betriebs des Spannungswandlungsschaltung 40 erzeugt wird, im Wesentlichen auf null verringert werden, und das Beleuchtungsgerät 2 kann energiesparend arbeiten.
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In Bezug auf die Spannungswandlungsschaltung 40, die als ein Gleichstromumrichter ausgebildet ist, wird insbesondere bei einem Betrieb durch Schalten eines Halbleiterelements für eine Spannungswandlung, das in der Spannungswandlungsschaltung 40 enthalten ist, Leistung verbraucht; jedoch kann durch Stoppen des Betriebs wie bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ein Leistungsverbrauch der Batterie 12 effizient verringert werden.
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Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird, wenn keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, der Betrieb der Spannungswandlungsschaltung 40 durch Ausschalten des Schaltelements 38 vollständig gestoppt. Alternativ dazu kann vorgesehen sein, eine Schaltfrequenz der Spannungswandlungsschaltung 40, die als ein Gleichstromumrichter (Gleichstromwandler) ausgebildet ist, zu verringern. Die von der Spannungswandlungsschaltung 40 verbrauchte Leistung kann auch auf diese Weise verringert werden.
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In Bezug auf die Spannungswandlungsschaltung 40, die wie bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform als ein Gleichstromwandler ausgebildet ist, nimmt die Ausgangsspannung derselben ab, wenn der Wert des zu der externen Vorrichtung fließenden Stroms die obere Grenze überschreitet; somit kann durch Verringern einer der externen Vorrichtung von der Spannungswandlungsschaltung 40 zugeführten elektrischen Leistung auf die spezifizierte elektrische Leistung oder darunter ein Überhitzen der Spannungswandlungsschaltung 40 verhindert oder verringert werden.
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Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform sind unterschiedliche Schwellenwerte K1 und K3 als die Schwellenwerte zum Bestimmen, ob die Anzeige-LED 28 erleuchtet werden soll, vorgesehen. Wenn die externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, wird der Schwellenwert K1 verwendet, der kleiner ist als der Schwellenwert K3, der verwendet wird, wenn keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist.
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Somit kann der Wert der Batteriespannung, bei dem die Anzeige-LED 28 erleuchtet wird, damit der Benutzer aufgefordert wird, die Batterie 12 zu laden, wenn die externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, niedriger eingestellt sein, als wenn keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, so dass der externen Vorrichtung elektrische Leistung zugeführt werden kann, bis die Batterie 12 leer ist. Wenn keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, kann früher mit dem Laden der Batterie 12 begonnen werden.
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Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird, wenn der Wert der Batteriespannung niedriger als der niedrigste Überentladungsschwellenwert (der Schwellenwert K4) wird, die Batterie 12 vor einer Überentladung geschützt, indem die Beleuchtung der Anzeige-LED 28 beendet wird und der Steuerprozess beendet wird.
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Alternativ dazu kann, wie in 6 gezeigt, vorgesehen sein, die Beleuchtung der Anzeige-LED 28 zu beenden und den Steuerprozess zu beenden, wenn seit Erleuchten der Anzeige-LED 28 in S140 oder in S230 eine spezifizierte Zeit abgelaufen ist (S145 oder S235).
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Bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform entspricht die Spannungswandlungsschaltung 40 einem Beispiel für die Leistungszufuhreinheit der vorliegenden Offenbarung; die Detektionsschaltung 46 für eine externe Vorrichtung entspricht einem Beispiel für die Verbindungsdetektionseinheit der vorliegenden Offenbarung; die Steuerschaltung 50 entspricht einem Beispiel für die Steuereinheit der vorliegenden Offenbarung; die Batteriespannungsmessschaltung 48 entspricht einem Beispiel für die Spannungsdetektionseinheit der vorliegenden Offenbarung; und die Beleuchtungseinheit 6 entspricht einem Beispiel für die Leistungsverbrauchseinheit der vorliegenden Offenbarung.
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Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind wie oben erläutert ausgebildet; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorher erläuterten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen ausgeführt werden, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung zu verlassen.
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Beispielsweise wird davon ausgegangen, dass das Beleuchtungsgerät 2 der beispielhaften Ausführungsform im Falle einer Katastrophe wie eines Stromausfalls oder eines Erdbebens verwendet wird, jedoch normalerweise an einem bestimmten Aufbewahrungsort aufbewahrt wird. Bei solch einer Verwendung ist das Beleuchtungsgerät 2 möglicherweise nicht sofort auffindbar, wenn es benötigt wird, je nachdem, wie es aufbewahrt wird.
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Wenn daher keine externe Vorrichtung mit dem USB-Verbinder 20 verbunden ist, kann die Steuerschaltung 50 die Anzeige-LED 28 oder die Licht emittierenden Elemente 10 der Beleuchtungseinheit 6 gemäß einer voreingestellten Zeitsteuerung (beispielsweise in regelmäßigen Abständen) erleuchten.
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In diesem Fall kann ein Schwingungssensor 62 in dem Beleuchtungsgerät 2 enthalten sein, was in 4 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, und die Steuerschaltung 50 kann die Anzeige-LED 28 oder die Licht emittierenden Elemente 10 der Beleuchtungseinheit 6 gemäß einer voreingestellten Zeitsteuerung (beispielsweise in regelmäßigen Abständen) für eine vorgegebene Zeitdauer nach einer Detektion einer Schwingung durch den Schwingungssensor 62 erleuchten. Mit anderen Worten, ein Leistungsverbrauch der Batterie 12 kann auf diese Weise verringert werden.
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Ein Leuchtdichtesensor 64 kann wie durch gestrichelte Linien in 4 gezeigt in dem Beleuchtungsgerät 2 vorgesehen sein, und die Steuerschaltung 50 kann erlauben, dass die Anzeige-LED 28 oder die Licht emittierenden Elemente 10 der Beleuchtungseinheit 6 gemäß einer voreingestellten Zeitsteuerung (beispielweise in regelmäßigen Abständen) erleuchtet werden, wenn ein Leuchtdichtewert der Umgebung, der durch den Leuchtdichtesensor 64 detektiert wird, kleiner oder gleich einem spezifizierten Wert ist.
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Die vorher beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen betreffen ein Beleuchtungsgerät. Dennoch kann die vorliegende Offenbarung auf die gleiche Weise auf beliebige wiederaufladbare elektrische Geräte angewandt werden, die eine wiederaufladbare Batterie aufweisen, beispielsweise ein wiederaufladbares elektrisches Kraftwerkzeug, ein wiederaufladbares Gartengerät, einen wiederaufladbaren elektrischen Lüfter und ein wiederaufladbares Radio.
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Eine wiederaufladbare elektrische Vorrichtung kann ein Adapter 70 sein, der wie in 7 gezeigt zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung, beispielsweise einer portablen Vorrichtung, an dem Batteriepack 8 befestigt wird.
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Mit anderen Worten, dieser Adapter 70 weist den USB-Verbinder 20 und die Kappe 22 auf, die wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet sind. Wenn die Leiterplatte 30, die die Komponenten der vorher beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen, ausgenommen das Schaltelement 34 und die Beleuchtungseinheit 6, aufweist, in dem Adapter 70 enthalten ist und die Steuerschaltung 50 denselben Steuerprozess wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen ausführt, kann der Adapter 70 auf dieselbe Weise wie die vorher beschriebenen Ausführungsformen Energie sparen.
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Die vorher beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen erläutern das elektrische Gerät, an dem das Batteriepack mit der Batterie lösbar befestigt werden kann; jedoch kann die Batterie in dem elektrischen Gerät enthalten sein und durch Verbinden des elektrischen Geräts mit einem externen Batterieladegerät geladen werden.
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Zusätzlich dazu ist bei den vorher beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen die Leistungszufuhreinheit zum Zuführen von elektrischer Leistung zu der externen Vorrichtung als die Spannungswandlungsschaltung 40 ausgebildet; jedoch kann die Leistungszufuhreinheit eine beliebige Schaltung sein, die der externen Vorrichtung elektrische Leistung zuführen kann, beispielsweise eine beliebige Schaltung, die typischerweise als eine Leistungszufuhrschaltung verwendet wird.
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Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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