JP2007116772A - Power unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power unit which enables the switching of power without using a switch, in a power unit which is equipped with a power circuit of a plurality of systems. <P>SOLUTION: This power unit which drives a load 3 using a first power circuit 1 whose drive source is a commercial AC power source 10 and a second power circuit 2 whose drive source is a secondary battery 5 is equipped with a constant current circuit 4 which converts a current from the first power circuit 1 into a constant current, provided between the first power circuit 1 and the second power circuit 2 and between the first power circuit 1 and a load 3, and a controller 7 which controls the operation state of the constant current circuit 4 according to a voltage Va at a junction 9 between the output side of the second power circuit 2 and the output side of the constant current circuit 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、負荷を駆動するための電源装置に関し、特に、複数の系統の電源回路によって負荷を駆動する電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device for driving a load, and more particularly to a power supply device for driving a load by a plurality of power supply circuits.

2系統の電源回路によって負荷を駆動する従来の電源装置を含んだ電子機器の全体構成例を図4に示す。図4において、第1電源回路1は、商用交流電源10からの交流電圧を入力電圧として受け、所定の直流電圧を出力する。第1電源回路1の出力電圧はスイッチ101を介して負荷3に供給される。   FIG. 4 shows an example of the overall configuration of an electronic device including a conventional power supply device that drives a load by two power supply circuits. In FIG. 4, the 1st power supply circuit 1 receives the alternating voltage from the commercial alternating current power supply 10 as an input voltage, and outputs a predetermined DC voltage. The output voltage of the first power supply circuit 1 is supplied to the load 3 via the switch 101.

二次電池5から成る第2電源回路2の出力電圧はスイッチ102を介して負荷3に供給される。また、第1電源回路1の正側の出力端子はスイッチ101を介して定電流回路103の入力側に接続され、定電流回路103の出力側は二次電池5の正極に接続されている。定電流回路103が出力する定電流は充電電流として二次電池5に供給される。定電流回路103が出力する定電流の電流値は、図示されない制御部からの制御信号によって制御される。   The output voltage of the second power supply circuit 2 composed of the secondary battery 5 is supplied to the load 3 via the switch 102. The positive output terminal of the first power supply circuit 1 is connected to the input side of the constant current circuit 103 via the switch 101, and the output side of the constant current circuit 103 is connected to the positive electrode of the secondary battery 5. The constant current output from the constant current circuit 103 is supplied to the secondary battery 5 as a charging current. The current value of the constant current output from the constant current circuit 103 is controlled by a control signal from a control unit (not shown).

また、上記の制御部は、図4の電源装置の動作モードとして、第1電源回路1にて負荷3を駆動する第1モード、第2電源回路2にて負荷3を駆動する第2モード、または第1電源回路1にて二次電池5を充電する第3モードを択一的に選択する。   In addition, the above-described control unit has, as the operation mode of the power supply device of FIG. Alternatively, the third mode in which the secondary battery 5 is charged by the first power supply circuit 1 is alternatively selected.

第1電源回路1にて負荷3を駆動する第1モードでは、スイッチ101及び102が夫々オン及びオフとされ、定電流回路103が出力する定電流の電流値はゼロに設定される。第2電源回路2にて負荷3を駆動する第2モードでは、スイッチ101及び102が夫々オフ及びオンとされ、定電流回路103が出力する定電流の電流値はゼロに設定される。第1電源回路1にて二次電池5を充電する第3モードでは、スイッチ101及び102が夫々オン及びオフとされ、定電流回路103が出力する定電流の電流値は所定の充電電流値(≠0)とされる。   In the first mode in which the load 3 is driven by the first power supply circuit 1, the switches 101 and 102 are turned on and off, respectively, and the current value of the constant current output from the constant current circuit 103 is set to zero. In the second mode in which the load 3 is driven by the second power supply circuit 2, the switches 101 and 102 are turned off and on, respectively, and the current value of the constant current output from the constant current circuit 103 is set to zero. In the third mode in which the secondary battery 5 is charged by the first power supply circuit 1, the switches 101 and 102 are turned on and off, respectively, and the constant current value output from the constant current circuit 103 is a predetermined charging current value ( ≠ 0).

また、下記特許文献1に記載の構成は、商用交流電源と接続されるACアダプタ部と機器本体部との接続/未接続に応じて開閉するスイッチ(DCソケット)と、ACアダプタ部及び鉛蓄電池と回路部分(負荷)の間に設けたスイッチと、鉛蓄電池と定電流回路の間に設けたスイッチを備え、各スイッチを開閉制御することにより、回路部分(負荷)に電力を供給する電源の切り替えと鉛蓄電池の充電を可能としている。   In addition, the configuration described in Patent Document 1 below includes a switch (DC socket) that opens and closes according to connection / non-connection between an AC adapter unit connected to a commercial AC power supply and a device main unit, an AC adapter unit, and a lead storage battery. And a switch provided between the lead-acid battery and the constant current circuit, and a power supply for supplying power to the circuit part (load) by controlling the opening and closing of each switch. It enables switching and charging of lead acid batteries.

特開平2−131331号公報JP-A-2-131331

上述の説明から明らかなように、図4に示す電源装置においては、負荷3に電力を供給する電源の切り替え(第1と第2モードの切り替え)と二次電池5の充電(第3モード)を可能とするために、複数のスイッチが必要となる。このような複数のスイッチの存在は、装置の大型化やコストアップを招く。また、各スイッチを、トランジスタ等を用いて構成したとしても、そのトランジスタにおける電力損失が、二次電池5による機器の動作可能時間の減少等を招く。また、上記問題は特許文献1の構成においても同様に生じる。   As is clear from the above description, in the power supply device shown in FIG. 4, switching of the power supply for supplying power to the load 3 (switching between the first and second modes) and charging of the secondary battery 5 (third mode) In order to make this possible, a plurality of switches are required. The presence of such a plurality of switches leads to an increase in size and cost of the device. Even if each switch is configured using a transistor or the like, the power loss in the transistor causes a reduction in the operable time of the device by the secondary battery 5. The above problem also occurs in the configuration of Patent Document 1.

本発明は、上記の点に鑑み、複数の系統の電源回路を備えた電源装置において、スイッチを用いることなく電源切り替え等を可能とする電源装置を提供することを目的とする。   In view of the above-described points, an object of the present invention is to provide a power supply device that enables power supply switching and the like without using a switch in a power supply device including a plurality of power supply circuits.

上記目的を達成するために本発明に係る電源装置は、外部電源を駆動源とする第1電源回路と、二次電池を駆動源とする第2電源回路とを用いて負荷を駆動する電源装置であって、前記第1電源回路と前記負荷との間であって且つ前記第1電源回路と前記第2電源回路との間に設けられた、前記第1電源回路からの電流を定電流とするための定電流回路と、前記負荷に供給されるべき、前記第2電源回路の出力側と前記定電流回路の出力側の接続点の電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路による検出結果に応じて前記定電流回路の作動状態を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。   To achieve the above object, a power supply device according to the present invention drives a load using a first power supply circuit using an external power supply as a drive source and a second power supply circuit using a secondary battery as a drive source. A current from the first power supply circuit provided between the first power supply circuit and the load and between the first power supply circuit and the second power supply circuit is defined as a constant current. A voltage detection circuit for detecting a voltage at a connection point between an output side of the second power supply circuit and an output side of the constant current circuit to be supplied to the load, and a voltage detection circuit. And a control unit that controls an operation state of the constant current circuit according to a detection result.

上記のように構成し定電流回路の作動状態を適切に制御すれば、定電流回路を介しつつ第1電源回路にて負荷を駆動することも、第2電源回路で負荷を駆動することも可能ととなる。また更に、定電流回路を介しつつ第1電源回路にて第2電源回路の二次電池を充電することも可能となる。つまり、電源切り替えや二次電池の充電を行うために、第1電源回路と第2電源回路と負荷との間にスイッチを設ける必要がない。   If configured as described above and the operation state of the constant current circuit is appropriately controlled, the load can be driven by the first power supply circuit through the constant current circuit or the load can be driven by the second power supply circuit. It becomes. Furthermore, it becomes possible to charge the secondary battery of the second power supply circuit by the first power supply circuit through the constant current circuit. That is, it is not necessary to provide a switch between the first power supply circuit, the second power supply circuit, and the load in order to switch the power supply or charge the secondary battery.

具体的には例えば、前記制御部は、前記接続点の電圧が所定の第1電圧を下回ろうとした際に前記定電流を前記負荷の消費電流よりも大きくし、且つ、前記接続点の電圧が前記第1電圧よりも高い所定の第2電圧を上回ろうとした際に前記定電流を前記消費電流よりも小さくする。   Specifically, for example, when the voltage at the connection point is about to fall below a predetermined first voltage, the control unit makes the constant current larger than the consumption current of the load, and the voltage at the connection point. When trying to exceed a predetermined second voltage higher than the first voltage, the constant current is made smaller than the consumption current.

定電流を負荷の消費電流よりも大きくすれば、残余の電流にて二次電池の充電が行われ、定電流を負荷の消費電流よりも小さくすれば、負荷の駆動に二次電池の放電が用いられる。上記のように構成すれば、安定して負荷を駆動することが可能となる。   If the constant current is larger than the current consumption of the load, the secondary battery is charged with the remaining current. If the constant current is smaller than the current consumption of the load, the secondary battery is discharged to drive the load. Used. If comprised as mentioned above, it will become possible to drive a load stably.

また例えば、前記制御部は、前記接続点の電圧が所定の第1電圧を下回ろうとした際に前記定電流回路の作動を開始させ、且つ、前記接続点の電圧が前記第1電圧よりも高い所定の第2電圧を上回ろうとした際に前記定電流回路の作動を停止させるようにしてもよい。   For example, the control unit starts the operation of the constant current circuit when the voltage at the connection point is about to fall below a predetermined first voltage, and the voltage at the connection point is lower than the first voltage. The operation of the constant current circuit may be stopped when attempting to exceed a high predetermined second voltage.

上記のように定電流回路の作動の開始及び停止を制御するようにしても、安定した負荷の駆動を実現可能となる。   Even when the start and stop of the operation of the constant current circuit is controlled as described above, stable driving of the load can be realized.

また例えば、前記制御部は、当該電源装置の動作モードを選択する動作モード選択部を備え、前記動作モードとして、前記第1電源回路及び第2電源回路の少なくとも一方にて前記負荷を駆動する通常モードと、前記第1電源回路にて連続的に前記二次電池を充電する充電モードとが含まれ、前記制御部は、選択された動作モードに応じて前記負荷の消費電力を変化させる。   Further, for example, the control unit includes an operation mode selection unit that selects an operation mode of the power supply apparatus, and the load is driven by at least one of the first power supply circuit and the second power supply circuit as the operation mode. And a charging mode in which the secondary battery is continuously charged by the first power supply circuit, and the control unit changes the power consumption of the load in accordance with the selected operation mode.

動作モードに応じて負荷の消費電力を変化させることにより(例えば、充電モードにおいて負荷の消費電力を小さくすることにより)、充電モードにおいて二次電池を速やかに充電するといったことが可能となる。   By changing the power consumption of the load according to the operation mode (for example, by reducing the power consumption of the load in the charging mode), it is possible to quickly charge the secondary battery in the charging mode.

具体的には例えば、前記通常モードが選択されている状態において、前記制御部は、前記接続点の電圧が所定の第1電圧を下回ろうとした際に前記定電流を前記負荷の消費電流よりも大きくし、且つ、前記接続点の電圧が前記第1電圧よりも高い所定の第2電圧を上回ろうとした際に前記定電流を前記消費電流よりも小さくし、前記充電モードが選択されている状態において、前記制御部は、前記定電流を前記消費電流よりも大きく保つとともに、前記負荷の消費電力を前記通常モードが選択されている状態におけるそれよりも小さくする。   Specifically, for example, in a state where the normal mode is selected, the control unit causes the constant current to be less than the consumption current of the load when the voltage at the connection point is about to fall below a predetermined first voltage. And the constant current is made smaller than the current consumption when the voltage at the connection point tries to exceed a predetermined second voltage higher than the first voltage, and the charging mode is selected. In this state, the control unit keeps the constant current larger than the current consumption, and makes the power consumption of the load smaller than that in the state where the normal mode is selected.

また例えば、前記外部電源の前記第1電源回路に対する接続及び未接続は自在となっており、前記外部電源を前記第1電源回路に接続していない状態から接続している状態に移行した際において、前記接続点の電圧が前記第2電圧より高くなっているとき、前記制御部は、前記定電流を前記消費電流よりも小さくし、一方、前記接続点の電圧が前記第2電圧より低くなっているとき、前記定電流を前記消費電流よりも大きくするとよい。   Further, for example, when the external power supply is connected to or disconnected from the first power supply circuit, the external power supply is not connected to the first power supply circuit. When the voltage at the connection point is higher than the second voltage, the control unit makes the constant current smaller than the consumption current, while the voltage at the connection point becomes lower than the second voltage. The constant current may be larger than the current consumption.

また例えば、前記第1電圧は、前記第2電源回路の出力を停止させるべき所定の出力停止電圧よりも高く設定されている。   For example, the first voltage is set higher than a predetermined output stop voltage at which the output of the second power supply circuit should be stopped.

また例えば、前記第2電圧は、前記二次電池が満充電状態にあることに対応する所定の満充電電圧よりも低く設定されている。   Further, for example, the second voltage is set lower than a predetermined full charge voltage corresponding to the secondary battery being in a fully charged state.

上述した通り、本発明に係る電源装置によれば、複数の系統の電源回路を備えた電源装置において、スイッチを用いることなく電源切り替え等が可能となる。   As described above, according to the power supply device according to the present invention, it is possible to switch the power supply without using a switch in the power supply device including a plurality of power supply circuits.

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明を適用した電子機器の全体構成図である。図1の電子機器は、例えば、携帯型のパーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electronic apparatus to which the present invention is applied. The electronic device in FIG. 1 is, for example, a portable personal computer, a digital still camera, or a digital video camera.

図1の電子機器を駆動させる電源装置は、第1電源回路1、第2電源回路2、定電流回路4、電圧検出回路6及び制御部7を含んで構成される。制御部7は動作モード選択部8を有して構成される。   1 includes a first power supply circuit 1, a second power supply circuit 2, a constant current circuit 4, a voltage detection circuit 6, and a control unit 7. The control unit 7 includes an operation mode selection unit 8.

第1電源回路1は、外部電源としての商用交流電源10を駆動源として所定の電圧を出力する。具体的には例えば、第1電源回路1は、商用交流電源10から供給される交流電圧(例えば、AC100V)を入力電圧として受け、その入力電圧を整流回路、スイッチングレギュレータ等を用いて所定の直流電圧に変換し、該直流電圧を出力する。第1電源回路1の正側の出力端子は定電流回路4の入力側に接続され、負側の出力端子は基準電位(例えば0V)を有するグランドラインに接続されている。第1電源回路1の回路構成として周知の回路構成を採用しているため、その詳細な回路構成の図示及び説明を省略する。また、商用交流電源10の第1電源回路1に対する接続、未接続は自在となっている。   The first power supply circuit 1 outputs a predetermined voltage using a commercial AC power supply 10 as an external power supply as a drive source. Specifically, for example, the first power supply circuit 1 receives an AC voltage (for example, AC100V) supplied from the commercial AC power supply 10 as an input voltage, and uses the input voltage as a predetermined direct current using a rectifier circuit, a switching regulator, or the like. The voltage is converted and the DC voltage is output. The positive output terminal of the first power supply circuit 1 is connected to the input side of the constant current circuit 4, and the negative output terminal is connected to a ground line having a reference potential (for example, 0V). Since a known circuit configuration is adopted as the circuit configuration of the first power supply circuit 1, the detailed circuit configuration is not shown and described. Further, the commercial AC power supply 10 can be freely connected to or disconnected from the first power supply circuit 1.

定電流回路4の出力側は接続点9に接続されている。接続点9は負荷3の正側の電源入力端子に接続されており、負荷3の負側の電源入力端子はグランドラインに接続されている。負荷3は、負側の電源入力端子を基準とした正側の電源入力端子の電圧を電源電圧として駆動する。負荷3は、例えば、表示部としてのLCD(Liquid Crystal Display)パネルや無線通信を行うための送受信回路等を含んで構成される。また、接続点9から負荷3に流れる電流、即ち、負荷3の消費電流の電流値をIrとする。この電流値Irは、負荷3にて消費される平均の電流値である。   The output side of the constant current circuit 4 is connected to the connection point 9. The connection point 9 is connected to the positive power input terminal of the load 3, and the negative power input terminal of the load 3 is connected to the ground line. The load 3 is driven by using the voltage of the positive power supply input terminal with the negative power supply input terminal as a reference, as the power supply voltage. The load 3 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display) panel as a display unit, a transmission / reception circuit for performing wireless communication, and the like. Further, the current flowing from the connection point 9 to the load 3, that is, the current value of the consumption current of the load 3, is Ir. This current value Ir is an average current value consumed by the load 3.

定電流回路4は、第1電源回路1の出力電流が一定値を有する定電流になるように、第1電源回路1の正側の出力端子と接続点9とを接続する線路に直列に介在している。定電流回路4が出力する定電流の電流値をICSTと記す。定電流回路4の回路構成として周知の回路構成を採用しているため、その詳細な回路構成の図示及び説明を省略する。 The constant current circuit 4 is interposed in series on a line connecting the positive output terminal of the first power supply circuit 1 and the connection point 9 so that the output current of the first power supply circuit 1 becomes a constant current having a constant value. is doing. The current value of the constant current output from the constant current circuit 4 is denoted as I CST . Since a known circuit configuration is adopted as the circuit configuration of the constant current circuit 4, illustration and description of the detailed circuit configuration are omitted.

第2電源回路2は、二次電池5から構成され、該二次電池5を駆動源とする。二次電池5として、ニッケル水素二次電池やリチウムイオン二次電池等を採用可能である。二次電池5の正極(出力側)は定電流回路4の出力側と接続点9にて接続されている。二次電池5の負極はグランドラインに接続されている。二次電池5として、複数の二次電池を直列接続(或いは並列接続)した組電池を採用しても構わない。二次電池5として、複数の二次電池を直列接続した組電池を採用した場合、最も高電圧側の二次電池の正極が接続点9に接続され、最も低電圧側の二次電池の負極がグランドラインに接続されることになる。   The second power supply circuit 2 includes a secondary battery 5 and uses the secondary battery 5 as a drive source. As the secondary battery 5, a nickel hydrogen secondary battery, a lithium ion secondary battery, or the like can be adopted. The positive electrode (output side) of the secondary battery 5 is connected to the output side of the constant current circuit 4 at the connection point 9. The negative electrode of the secondary battery 5 is connected to the ground line. As the secondary battery 5, an assembled battery in which a plurality of secondary batteries are connected in series (or connected in parallel) may be adopted. When an assembled battery in which a plurality of secondary batteries are connected in series is adopted as the secondary battery 5, the positive electrode of the secondary battery on the highest voltage side is connected to the connection point 9, and the negative electrode of the secondary battery on the lowest voltage side Will be connected to the ground line.

電圧検出回路6は、グランドラインを基準とした接続点9の電圧(即ち、二次電池5の出力電圧)を検出する。以下、接続点9の電圧をVaと記す。電圧検出回路6は、例えば、接続点9の電圧を入力電圧として受けるアナログ/デジタルコンバータから構成される。電圧検出回路6による接続点9の電圧Vaの検出結果は制御部7に与えられる。   The voltage detection circuit 6 detects the voltage at the connection point 9 with respect to the ground line (that is, the output voltage of the secondary battery 5). Hereinafter, the voltage at the connection point 9 is referred to as Va. The voltage detection circuit 6 is composed of, for example, an analog / digital converter that receives the voltage at the connection point 9 as an input voltage. The detection result of the voltage Va at the connection point 9 by the voltage detection circuit 6 is given to the control unit 7.

制御部7は、電圧Vaの検出結果に基づいて定電流回路4の作動状態を制御する。具体的には、電圧Vaの検出結果に基づいて、定電流回路4の出力側から出力される定電流の電流値ICSTを制御する制御信号を定電流回路4に供給する。また、制御部7は、商用交流電源10と第1電源回路1の接続関係を認識可能となっている。 The control unit 7 controls the operating state of the constant current circuit 4 based on the detection result of the voltage Va. Specifically, a control signal for controlling the current value I CST of the constant current output from the output side of the constant current circuit 4 is supplied to the constant current circuit 4 based on the detection result of the voltage Va. Further, the control unit 7 can recognize the connection relationship between the commercial AC power supply 10 and the first power supply circuit 1.

また、制御部7は、動作モード選択部8を備えている。動作モード選択部8は、当該電源装置(電子機器)の動作モードを択一的に選択する。選択される動作モードとして、通常モードと充電モードが含まれる。   Further, the control unit 7 includes an operation mode selection unit 8. The operation mode selection unit 8 alternatively selects an operation mode of the power supply device (electronic device). The operation mode selected includes a normal mode and a charge mode.

選択される動作モードに応じて負荷3の状態が変化することになるが(詳細は後述)、以下、特に記載しない限り、通常モードが選択されている状態を想定して説明を行う。通常モードにおいて、負荷3は電子機器の本来的な機能を実現可能となる。つまり、例えば、LCDパネルに所定の文字、画像等が表示され、また、送受信回路によって無線通信が行われる。尚、制御部7は負荷3の動作状態を制御することにより負荷3の消費電力を制御可能となっている。また、後に電子機器の電源のオン/オフに係わる議論を行うが、以下、特に記載しない限り、電子機器の電源はオンとなっているものとする。   Although the state of the load 3 changes according to the selected operation mode (details will be described later), the following description will be made assuming that the normal mode is selected unless otherwise specified. In the normal mode, the load 3 can realize the original function of the electronic device. That is, for example, predetermined characters, images, and the like are displayed on the LCD panel, and wireless communication is performed by the transmission / reception circuit. The control unit 7 can control the power consumption of the load 3 by controlling the operating state of the load 3. Further, although discussions regarding power on / off of the electronic device will be made later, it is assumed that the power of the electronic device is on unless otherwise specified.

ここで、電圧Vaとの比較に用いられる4つの電圧VMIN、V1、V2及びVMAXを定義する。それらの4つの電圧の間には、不等式「VMIN<V1<V2<VMAX」が成立する。電圧VMIN、V1、V2及びVMAXの各電圧値は予め設定されて制御部7内に記憶されている。 Here, four voltages V MIN , V 1, V 2 and V MAX used for comparison with the voltage Va are defined. The inequality “V MIN <V1 <V2 <V MAX ” holds between these four voltages. The voltage values of the voltages V MIN , V 1, V 2 and V MAX are preset and stored in the control unit 7.

電圧VMINは、商用交流電源10が第1電源回路1に接続されておらず第2電源回路2にて負荷3を駆動する場合において、電圧Vaと比較される出力停止電圧である。電圧(出力停止電圧)VMINの電圧値は、二次電池5の放電終止電圧と等しいか或いは該放電終止電圧に若干の(正の)マージンを加えた値に設定される。 The voltage V MIN is an output stop voltage compared with the voltage Va when the commercial AC power supply 10 is not connected to the first power supply circuit 1 and the load 3 is driven by the second power supply circuit 2. The voltage value of the voltage (output stop voltage) V MIN is set equal to the discharge end voltage of the secondary battery 5 or a value obtained by adding a slight (positive) margin to the discharge end voltage.

商用交流電源10が第1電源回路1に接続されておらず第2電源回路2にて負荷3を駆動する場合において、電圧Vaが電圧VMINまで降下したとき、過放電を防止するために第2電源回路2からの出力を停止すべきである。但し、図1の回路構成では第2電源回路2と負荷3との接続を切断することができないため、実際には、電圧Vaが電圧VMINまで降下したときに、例えば制御部7が負荷3を停止状態として負荷3の消費電力を極小(理想的にはゼロ)にする。 In the case where the commercial AC power supply 10 is not connected to the first power supply circuit 1 and the load 3 is driven by the second power supply circuit 2, when the voltage Va drops to the voltage V MIN , The output from the two power supply circuit 2 should be stopped. However, since the circuit configuration of FIG. 1 can not disconnect from the second power supply circuit 2 and the load 3, in practice, when the voltage Va drops to the voltage V MIN, for example, the control unit 7 the load 3 Is stopped and the power consumption of the load 3 is minimized (ideally zero).

電圧VMAXは、第1電源回路1にて第2電源回路2の二次電池5を充電した場合において、電圧Vaと比較される満充電電圧(充電停止電圧)である。二次電池5が満充電状態(最大限に充電した状態)となった場合、電圧Vaは電圧VMAXとなる。 The voltage V MAX is a full charge voltage (charge stop voltage) compared with the voltage Va when the first power supply circuit 1 charges the secondary battery 5 of the second power supply circuit 2. When the secondary battery 5 is fully charged (maximum charged state), the voltage Va becomes the voltage V MAX .

そして、上記の不等式に示すように、電圧(出力停止電圧)VMINよりも高い電圧V1と、電圧(満充電電圧)VMAXよりも低く且つ電圧V1よりも高い電圧V2を定義する。 As shown in the above inequality, a voltage V1 higher than the voltage (output stop voltage) V MIN and a voltage V2 lower than the voltage (full charge voltage) V MAX and higher than the voltage V1 are defined.

図2に、図1の電源装置(電子機器)の動作を示すフローチャートを示す。図2は、商用交流電源10を第1電源回路1に接続した場合を想定している。   FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the power supply apparatus (electronic device) in FIG. FIG. 2 assumes a case where the commercial AC power supply 10 is connected to the first power supply circuit 1.

商用交流電源10を第1電源回路1に接続していない状態から接続している状態に移行すると(ステップS1)、ステップS2において、制御部7は電圧Vaと電圧V2とを比較し、Va≧V2(或いは、Va>V2)が成立するか否かを判定する。Va≧V2(或いは、Va>V2)が成立する場合(ステップS2のY)、二次電池5の出力電圧が比較的高く充電は不要と判断され、ステップS3に移行する。   When the commercial AC power supply 10 shifts from a state where it is not connected to the first power supply circuit 1 to a state where it is connected (step S1), in step S2, the control unit 7 compares the voltage Va with the voltage V2, and Va ≧ It is determined whether V2 (or Va> V2) is established. When Va ≧ V2 (or Va> V2) is satisfied (Y in step S2), it is determined that the output voltage of the secondary battery 5 is relatively high and charging is unnecessary, and the process proceeds to step S3.

ステップS3において、制御部7は定電流の電流値ICSTをゼロとするための制御信号を定電流回路4に出力する。これにより、定電流の電流値ICSTはゼロに設定される。電流値ICSTをゼロに設定するということは、定電流回路4の作動を停止させることに等しい。電流値ICSTがゼロに設定された場合、第2電源回路2が負荷3へ電力を供給することになるため、負荷3の電力消費により電圧Vaは徐々に低下していく。 In step S <b> 3, the control unit 7 outputs a control signal for setting the current value I CST of the constant current to zero to the constant current circuit 4. As a result, the constant current value I CST is set to zero. Setting the current value I CST to zero is equivalent to stopping the operation of the constant current circuit 4. When the current value I CST is set to zero, the second power supply circuit 2 supplies power to the load 3, so that the voltage Va gradually decreases due to power consumption of the load 3.

ステップS3を終えるとステップS4に移行する。ステップS4において、制御部7は電圧Vaと電圧V1とを比較し、Va≦V1(或いは、Va<V1)が成立するか否かを判定する。Va≦V1(或いは、Va<V1)が成立しない場合は(ステップS4のN)、ステップS4の判定処理が繰り返される。Va≦V1(或いは、Va<V1)が成立する場合は(ステップS4のY)、ステップS5に移行する。   When step S3 is completed, the process proceeds to step S4. In step S4, the control unit 7 compares the voltage Va and the voltage V1, and determines whether Va ≦ V1 (or Va <V1) is satisfied. If Va ≦ V1 (or Va <V1) does not hold (N in step S4), the determination process in step S4 is repeated. When Va ≦ V1 (or Va <V1) is satisfied (Y in step S4), the process proceeds to step S5.

ステップS5において、制御部7は定電流の電流値ICSTをIaとするための制御信号を定電流回路4に出力する。これにより、定電流の電流値ICSTはIaに設定される。この電流値Iaは、通常モードにおける負荷3の消費電流の電流値Irよりも大きい値に設定されている。このため、電流値ICSTがIaに設定されている状態においては、(Ia−Ir)の値を有する電流にて二次電池5が充電されることになり、これによって接続点9の電圧Vaは徐々に上昇することになる。 In step S <b> 5, the control unit 7 outputs a control signal for setting the current value I CST of the constant current to Ia to the constant current circuit 4. As a result, the constant current value I CST is set to Ia. This current value Ia is set to a value larger than the current value Ir of the current consumption of the load 3 in the normal mode. For this reason, in a state where the current value I CST is set to Ia, the secondary battery 5 is charged with a current having a value of (Ia−Ir), whereby the voltage Va at the connection point 9 is charged. Will rise gradually.

そして、接続点9の電圧Vaが電圧V2に達すると(ステップS6のY)、ステップS3に移行して定電流の電流値ICSTはゼロとされる。具体的には、ステップS5を終えるとステップS6に移行し、ステップS6において、制御部7は、Va≧V2(或いは、Va>V2)が成立するか否かを判定する。Va≧V2(或いは、Va>V2)が成立しない場合は(ステップS6のN)、ステップS6の判定処理が繰り返され、Va≧V2(或いは、Va>V2)が成立する場合は(ステップS6のY)、ステップS3に移行する。以後、上述の各ステップの動作が繰り返される。 When the voltage Va at the connection point 9 reaches the voltage V2 (Y in step S6), the process proceeds to step S3, and the current value I CST of the constant current is set to zero. Specifically, when step S5 is completed, the process proceeds to step S6. In step S6, the control unit 7 determines whether Va ≧ V2 (or Va> V2) is satisfied. If Va ≧ V2 (or Va> V2) is not satisfied (N in step S6), the determination process in step S6 is repeated, and if Va ≧ V2 (or Va> V2) is satisfied (in step S6) Y), the process proceeds to step S3. Thereafter, the operation of each step described above is repeated.

尚、ステップS3における「電流値ICSTをゼロに設定する」という処理を、上述のように定電流回路4の作動を停止させる処理と捉えた場合、ステップS5における「電流値ICSTをIaに設定する」という処理は、定電流回路4の作動を開始させる処理と捉えることができる。 When the process of “setting the current value I CST to zero” in step S3 is regarded as the process of stopping the operation of the constant current circuit 4 as described above, “the current value I CST is changed to Ia in step S5. The process of “setting” can be regarded as a process of starting the operation of the constant current circuit 4.

また、ステップS2において、Va≧V2(或いは、Va>V2)が成立しない場合は(ステップS2のN)、ステップS5に移行し、以後、上述の各ステップの動作が行われる。つまり、ステップS5にて定電流の電流値ICSTがIaに設定された後、ステップS6に移行する。そして、(Ia−Ir)の値を有する電流にて二次電池5が充電され、接続点9の電圧Vaが電圧V2に達すると(ステップS6のY)、ステップS3に移行して定電流の電流値ICSTはゼロとされる(以後、上述の各ステップの動作が繰り返される)。 In step S2, when Va ≧ V2 (or Va> V2) is not satisfied (N in step S2), the process proceeds to step S5, and thereafter, the operations of the above steps are performed. That is, after the constant current value I CST is set to Ia in step S5, the process proceeds to step S6. When the secondary battery 5 is charged with a current having a value of (Ia−Ir) and the voltage Va at the connection point 9 reaches the voltage V2 (Y in step S6), the process proceeds to step S3 and the constant current is increased. The current value I CST is set to zero (the operation of each step described above is repeated thereafter).

図3に、ステップS3〜S6の処理を繰り返し行っている状態における電圧Vaの時間変化を示す。期間P1は電流値ICSTがIaに設定されている期間に対応しており、期間P2は電流値ICSTがゼロに設定されている期間に対応している。上記のように定電流回路4を制御すれば、図3にも示されているように、接続点9の電圧Vaは電圧V1と電圧V2の間に保たれることになる。 FIG. 3 shows a time change of the voltage Va in a state where the processes of steps S3 to S6 are repeatedly performed. The period P1 corresponds to a period in which the current value I CST is set to Ia, and the period P2 corresponds to a period in which the current value I CST is set to zero. If the constant current circuit 4 is controlled as described above, the voltage Va at the connection point 9 is maintained between the voltage V1 and the voltage V2, as shown in FIG.

また、ステップS3における、「定電流の電流値ICSTをゼロに設定する」という処理を「定電流の電流値ICSTをIb(但し、Ib>0)に設定する」という処理に代えても構わない。この電流値Ibは、通常モードにおける負荷3の消費電流の電流値Irよりも小さい値に設定される。このため、電流値ICSTがIbに設定されている状態においては、第1電源回路1と第2電源回路2の双方によって負荷3が駆動され、電圧Vaは徐々に低下していくことになる。 Further, the process of “setting the constant current value I CST to zero” in step S3 may be replaced with the process of “setting the constant current value I CST to Ib (where Ib> 0)”. I do not care. This current value Ib is set to a value smaller than the current value Ir of the current consumption of the load 3 in the normal mode. For this reason, in a state where the current value I CST is set to Ib, the load 3 is driven by both the first power supply circuit 1 and the second power supply circuit 2, and the voltage Va gradually decreases. .

次に、動作モード選択部8によって充電モードが選択されている状態を考える。通常モードにおいても間欠的に二次電池5は充電されることになるが、充電モードにおいては連続的に二次電池5が充電される。具体的には、充電モードが選択されると、制御部7は電流値ICSTをIaに設定する。そして、速やかに二次電池5が充電されるように、充電モードにおける負荷3の消費電力を、通常モードにおける負荷3の消費電力よりも小さくする。具体的には例えば、制御部7が負荷3を停止状態とすることにより、負荷3の消費電力を極小(理想的にはゼロ)にする。これにより、充電モードにおける二次電池5への充電電流の電流値はIaに略等しくなり、速やかに二次電池5が充電される。 Next, a state where the charging mode is selected by the operation mode selection unit 8 will be considered. Even in the normal mode, the secondary battery 5 is intermittently charged, but in the charge mode, the secondary battery 5 is continuously charged. Specifically, when the charging mode is selected, control unit 7 sets current value I CST to Ia. And the power consumption of the load 3 in charge mode is made smaller than the power consumption of the load 3 in normal mode so that the secondary battery 5 may be charged rapidly. Specifically, for example, when the control unit 7 puts the load 3 into a stopped state, the power consumption of the load 3 is minimized (ideally zero). Thereby, the current value of the charging current to the secondary battery 5 in the charging mode becomes substantially equal to Ia, and the secondary battery 5 is quickly charged.

また、充電モードにおいて、電圧Vaが上昇して電圧VMAXに達すると、過充電を防止すべく電流値ICSTはゼロとされる。 In the charging mode, when the voltage Va increases and reaches the voltage V MAX , the current value I CST is set to zero to prevent overcharging.

動作モード選択部8は、商用交流電源10と第1電源回路1の接続関係や外部信号などに応じて、当該電源装置(電子機器)の動作モードを選択する。例えば、商用交流電源10が第1電源回路1に接続されている状態において、使用者が電子機器に備えられる電源スイッチ(不図示)を操作することにより電子機器の電源がオフとされたとき、その電源オフに関する情報(外部信号)は動作モード選択部8に伝達される。動作モード選択部8は、その情報を受けると動作モードとして充電モードを選択する。また、電子機器の電源がオフとされている状態において、商用交流電源10と第1電源回路1との接続関係を未接続状態から接続状態に移行させたときも、充電モードが選択される。   The operation mode selection unit 8 selects an operation mode of the power supply device (electronic device) according to the connection relationship between the commercial AC power supply 10 and the first power supply circuit 1, an external signal, or the like. For example, in a state where the commercial AC power supply 10 is connected to the first power supply circuit 1, when the user turns off the electronic device by operating a power switch (not shown) provided in the electronic device, Information about the power off (external signal) is transmitted to the operation mode selection unit 8. When receiving the information, the operation mode selection unit 8 selects the charging mode as the operation mode. The charging mode is also selected when the connection relationship between the commercial AC power supply 10 and the first power supply circuit 1 is shifted from the unconnected state to the connected state in a state where the power source of the electronic device is turned off.

他方、商用交流電源10が第1電源回路1に接続されている状態において、使用者が電子機器に備えられる電源スイッチ(不図示)を操作することにより電子機器の電源がオンとされたとき、その電源オンに関する情報(外部信号)は動作モード選択部8に伝達される。動作モード選択部8は、その情報を受けると動作モードとして通常モードを選択する。   On the other hand, when the power of the electronic device is turned on by operating a power switch (not shown) provided in the electronic device in a state where the commercial AC power supply 10 is connected to the first power supply circuit 1, Information on the power-on (external signal) is transmitted to the operation mode selection unit 8. When receiving the information, the operation mode selection unit 8 selects the normal mode as the operation mode.

また、商用交流電源10が第1電源回路1に接続されていない状態においては、第2電源回路2のみによって負荷3は駆動される。この際、電流値ICSTはゼロに設定される。この場合に選択される動作モードは、通常モードに分類される。 When the commercial AC power supply 10 is not connected to the first power supply circuit 1, the load 3 is driven only by the second power supply circuit 2. At this time, the current value I CST is set to zero. The operation mode selected in this case is classified as a normal mode.

本発明は、携帯型のパーソナルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の電子機器の電源装置として好適である。   The present invention is suitable as a power supply device for electronic devices such as portable personal computers, digital still cameras, and digital video cameras.

本発明の実施の形態に係る電子機器(電源装置)の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an electronic device (power supply device) according to an embodiment of the present invention. 図1の電源装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the power supply device of FIG. 図1の二次電池の出力電圧の時間的な変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change of the output voltage of the secondary battery of FIG. 従来の電子機器(電源装置)の全体構成図である。It is a whole block diagram of the conventional electronic device (power supply device).

符号の説明Explanation of symbols

1 第1電源回路
2 第2電源回路
3 負荷
4 定電流回路
5 二次電池
6 電圧検出回路
7 制御部
8 動作モード選択部
9 接続点
10 商用交流電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st power supply circuit 2 2nd power supply circuit 3 Load 4 Constant current circuit 5 Secondary battery 6 Voltage detection circuit 7 Control part 8 Operation mode selection part 9 Connection point 10 Commercial AC power supply

Claims (8)

外部電源を駆動源とする第1電源回路と、
二次電池を駆動源とする第2電源回路とを用いて負荷を駆動する電源装置であって、
前記第1電源回路と前記負荷との間であって且つ前記第1電源回路と前記第2電源回路との間に設けられた、前記第1電源回路からの電流を定電流とするための定電流回路と、
前記負荷に供給されるべき、前記第2電源回路の出力側と前記定電流回路の出力側の接続点の電圧を検出する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路による検出結果に応じて前記定電流回路の作動状態を制御する制御部と、を備えた
ことを特徴とする電源装置。
A first power supply circuit using an external power supply as a drive source;
A power supply device that drives a load using a second power supply circuit that uses a secondary battery as a drive source,
A constant current that is provided between the first power supply circuit and the load and between the first power supply circuit and the second power supply circuit is used as a constant current. A current circuit;
A voltage detection circuit for detecting a voltage at a connection point between the output side of the second power supply circuit and the output side of the constant current circuit to be supplied to the load;
And a controller that controls an operating state of the constant current circuit in accordance with a detection result of the voltage detection circuit.
前記制御部は、前記接続点の電圧が所定の第1電圧を下回ろうとした際に前記定電流を前記負荷の消費電流よりも大きくし、且つ、前記接続点の電圧が前記第1電圧よりも高い所定の第2電圧を上回ろうとした際に前記定電流を前記消費電流よりも小さくする
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
The control unit makes the constant current larger than the consumption current of the load when the voltage at the connection point is about to fall below a predetermined first voltage, and the voltage at the connection point is higher than the first voltage. 2. The power supply device according to claim 1, wherein the constant current is made smaller than the current consumption when an attempt is made to exceed a predetermined high second voltage.
前記制御部は、前記接続点の電圧が所定の第1電圧を下回ろうとした際に前記定電流回路の作動を開始させ、且つ、前記接続点の電圧が前記第1電圧よりも高い所定の第2電圧を上回ろうとした際に前記定電流回路の作動を停止させる
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
The controller starts the operation of the constant current circuit when the voltage at the connection point is about to fall below a predetermined first voltage, and the voltage at the connection point is higher than the first voltage. The power supply device according to claim 1, wherein when the voltage exceeds the second voltage, the operation of the constant current circuit is stopped.
前記制御部は、当該電源装置の動作モードを選択する動作モード選択部を備え、
前記動作モードとして、前記第1電源回路及び第2電源回路の少なくとも一方にて前記負荷を駆動する通常モードと、前記第1電源回路にて連続的に前記二次電池を充電する充電モードとが含まれ、
前記制御部は、選択された動作モードに応じて前記負荷の消費電力を変化させる
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。
The control unit includes an operation mode selection unit that selects an operation mode of the power supply device,
The operation mode includes a normal mode in which the load is driven by at least one of the first power supply circuit and the second power supply circuit, and a charging mode in which the secondary battery is continuously charged by the first power supply circuit. Included,
The power supply apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes power consumption of the load according to a selected operation mode.
前記通常モードが選択されている状態において、前記制御部は、前記接続点の電圧が所定の第1電圧を下回ろうとした際に前記定電流を前記負荷の消費電流よりも大きくし、且つ、前記接続点の電圧が前記第1電圧よりも高い所定の第2電圧を上回ろうとした際に前記定電流を前記消費電流よりも小さくし、
前記充電モードが選択されている状態において、前記制御部は、前記定電流を前記消費電流よりも大きく保つとともに、前記負荷の消費電力を前記通常モードが選択されている状態におけるそれよりも小さくする
ことを特徴とする請求項4に記載の電源装置。
In the state where the normal mode is selected, the control unit makes the constant current larger than the consumption current of the load when the voltage at the connection point is about to fall below a predetermined first voltage, and The constant current is made smaller than the consumption current when the voltage at the connection point tries to exceed a predetermined second voltage higher than the first voltage;
In the state where the charging mode is selected, the control unit keeps the constant current larger than the current consumption, and makes the power consumption of the load smaller than that in the state where the normal mode is selected. The power supply device according to claim 4.
前記外部電源の前記第1電源回路に対する接続及び未接続は自在となっており、
前記外部電源を前記第1電源回路に接続していない状態から接続している状態に移行した際において、前記接続点の電圧が前記第2電圧より高くなっているとき、前記制御部は、前記定電流を前記消費電流よりも小さくし、一方、前記接続点の電圧が前記第2電圧より低くなっているとき、前記定電流を前記消費電流よりも大きくする
ことを特徴とする請求項2、3または5に記載の電源装置。
Connection and disconnection of the external power supply to the first power supply circuit are free,
When the voltage at the connection point is higher than the second voltage when the external power source is shifted from the state not connected to the first power supply circuit to the connected state, the control unit The constant current is made smaller than the current consumption, while the constant current is made larger than the current consumption when the voltage at the connection point is lower than the second voltage. The power supply device according to 3 or 5.
前記第1電圧は、前記第2電源回路の出力を停止させるべき所定の出力停止電圧よりも高く設定されている
ことを特徴とする請求項2、3、5または6に記載の電源装置。
7. The power supply device according to claim 2, wherein the first voltage is set higher than a predetermined output stop voltage at which the output of the second power supply circuit is to be stopped.
前記第2電圧は、前記二次電池が満充電状態にあることに対応する所定の満充電電圧よりも低く設定されている
ことを特徴とする請求項2、3、5、6または7に記載の電源装置。
The said 2nd voltage is set lower than the predetermined full charge voltage corresponding to the said secondary battery being in a full charge state, The 2, 3, 5, 6 or 7 characterized by the above-mentioned. Power supply.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101188148B1 (en) * 2007-12-27 2012-10-08 세이코 인스트루 가부시키가이샤 Power supply switching circuit

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