JP2008059145A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えばＡＣアダプタなどケーブルを介して電源供給する電源装置において、電源供給線の配線抵抗やコネクタの接触抵抗があっても正確な電圧供給を行うことのできる電源装置を提供する。
【解決手段】 電源出力用のコネクタが設けられたケーブルを介して電源出力を行う電源装置であって、出力可変にされた電源回路１１と、電源回路１１の出力制御を行う制御手段１２と、電源の出力量に関する検出を行って制御手段１２に帰還させる第１検出回路１４ａと、コネクタに設けられ第１検出回路１４ａの検出用入力端子に接続される制御接続端子Ｔ２とを備え、前記制御接続端子Ｔ２を介して接続された外部装置内の所定の結節点の電圧が第１検出回路１４ａにより検出され、この検出信号に基づき制御手段１２の出力制御が行われる構成とした。
【選択図】 図３

Description

この発明は、例えばＡＣアダプタなどケーブルを介して電源出力を行う電源装置に関する。

例えばＡＣアダプタなど、ＡＣ電源から所定のＤＣ電源を生成してケーブルを介して外部装置に供給を行う電源装置がある。一般的なＡＣアダプタは、アダプタ本体側で出力電圧や出力電流の検出を行って出力制御を行うように構成される。

しかしながら、ＤＣ電源をケーブルを介して供給する電源装置では、ケーブルの配線抵抗や接続コネクタの接触抵抗によって供給電圧は幾分低下する。また、この出力電圧の低下は出力電流の大きさやコネクタの接続具合によりばらついて一定しない。

従って、従来のシステムでは、電源供給を受ける装置側で正確な電源電圧が必要な場合には、ＡＣアダプタの出力電圧を所要電圧より少し高く設定しておき、電源供給を受ける装置側でレギュレータ回路により必要な電圧に降下させて使用するのが一般的であった。

また、近年、携帯電話のＡＣアダプタなどにおいて、電源供給線を細くしてケーブルの柔軟性を高くする要求や接続コネクタの小型化の要求もあり、これらの要求によりＡＣアダプタからの供給電圧の正確な制御がより難しくなると考えられる。

この発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、電源供給線の抵抗やコネクタの接触抵抗があっても正確な電源供給を行うことのできる電源装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記目的を達成するため、電源出力用のコネクタを有し該コネクタに接続されたケーブルを介して電源出力を行う電源装置（１０：図１）であって、出力可変にされた電源回路（１１）と、該電源回路の出力制御を行う制御回路（１２）と、検出用入力端子が前記ケーブルの先端側の配線に接続されて電源の出力量（例えば電圧検出や電流検出）に関する検出を行う第１検出回路（１４）とを備え、前記第１検出回路の検出信号が前記制御回路に帰還されて出力制御が行われる構成とした。
具体的には、前記第１検出回路を前記ケーブルの先端側に配置したり、或いは、前記コネクタ内に配置するようにしても良い。

このような手段によれば、出力制御用の検出がケーブルの先端側で行われるため、ケーブルの配線抵抗が大きくても、この配線抵抗の影響を排した正確な出力制御を行うことが出来る。第１検出回路の検出線や検出信号の出力線にも配線抵抗が付加されることになるが、検出線や検出信号の出力線に流れる電流は、電源出力用の配線に流れる電流に比べて無視できる程度に小さくできるため、これにより出力制御に誤差が生じることはない。従って、接続される外部装置に正確な電源供給が行われ、外部装置にレギュレータ回路等を設けることなく、電源装置の出力を直接電源電圧として使用させることが可能となる。

また、本発明は、上記目的を達成するため、電源出力用のコネクタを有し該コネクタに接続されたケーブルを介して電源出力を行う電源装置（１０Ａ：図３）であって、出力可変にされた電源回路（１１）と、該電源回路の出力制御を行う制御回路（１２）と、電源の出力量に関する検出（例えば電圧検出や電流検出）を行って検出信号を前記制御回路に帰還させる第１検出回路（１４ａ）と、前記コネクタに設けられ前記第１検出回路の検出用入力端子に接続される制御接続端子（Ｔ２）とを備え、前記制御接続端子を介して接続された外部装置の所定の結節点の電圧が前記第１検出回路に入力され、該第１検出回路の検出信号に基づき前記制御回路の出力制御が行われる構成とした。ここで、前記第１検出回路は、前記ケーブルの先端側に配置するようにしても良い。

このような手段によれば、電源の出力量に関する検出点を、外部装置側の電源線等の結節点に設定できるため、ケーブルの配線抵抗やコネクタの接触抵抗の影響を排した正確な電源の出力制御を行うことが出来る。

好ましくは、前記第１検出回路（１４ａ：図５）の検出用入力端子の接続を前記制御接続端子（Ｔ２）又は電源出力用の配線（Ｎ１）に切り替えるスイッチ回路（ＳＷ１）と、前記コネクタが外部装置に接続されたことを検出する接続検出回路（１８）とを備え、外部装置の接続が検出されたら前記スイッチ回路により前記検出用入力端子が制御接続端子側へ切り替わり、接続が検出されなければ前記スイッチ回路により前記検出用入力端子が前記電源出力用の配線に切り替わるように構成すると良い。

このような構成により、外部装置の接続がないときに検出信号がなくなって電源出力が異常に高くなったり不安定になったりすることを防止することが出来る。

また好ましくは、前記ケーブルよりも本体側において電源の出力量に関する検出を行う第２検出回路（２０：図７，図８）を備え、前記制御回路（１２）は、前記第１検出回路（１４ａ）の検出信号があるときに、この検出信号を前記第２検出回路の検出信号より優先的に使用して出力制御を行うように構成すると良い。

このような構成により、外部装置の接続があるときには外部装置内の所定の結節点の検出に基づく出力制御が行われ、外部回路の接続がないときには内部の検出信号に基づく出力制御が行われることとなる。従って、検出信号なしで電源出力が異常に高くなったり不安定になったりすることを防止できる。

ここで具体的には、前記第１検出回路の検出信号があるときにこの検出信号を前記制御回路に送り、前記第１検出回路の検出信号がないときに前記第２検出回路の検出信号を前記制御回路に送る切替回路（２１：図７）を備えると良い。

或いは、前記第１検出回路（１４ａ：図８）と前記第２検出回路（２０）は、前記電源の出力量に関する検出値が各々の設定値（Ｖ１，Ｖ２）を超えると検出信号を基準値から変位させるように構成され、"前記第１検出回路の設定値（Ｖ１）＜前記第２検出回路の設定値（Ｖ２）"のように設定すると良い。

このような構成により、前記制御回路に、第２検出回路の検出信号より第１検出回路の検出信号を優先的に使用して出力制御を行わせることが出来る。

また好ましくは、検出用入力端子が前記制御接続端子に接続された第３検出回路（１４ｂ：図１０）と、前記第１検出回路の出力又は前記第３検出回路の出力を選択的に切り替えて前記制御回路側へ伝送する切替回路（２４）と、電源の出力量に関する検出を行って検出信号を前記制御回路側へ出力する第２検出回路（２０）と、該第２検出回路の出力を停止／続行させることが可能な停止回路（２６）と、前記切替回路の出力の有無を検出して前記停止回路と前記切替回路の動作制御を行う制御手段とを備え、前記第１〜第３検出回路は、出力量に関する検出値が各々の設定値を超えると出力値を基準値から変位させる構成であり、"前記第１検出回路の設定値（Ｖ１）＞前記第２検出回路の設定値（Ｖ２）＞前記第３検出回路の設定値（Ｖ３）"のように設定すると良い。

また、ここで、前記制御手段は、前記切替回路（２４）の出力が無いときに、前記停止回路（２６）を停止させて前記第２検出回路（２０）の出力を続行させるとともに、前記切替回路（２４）を前記第３検出回路（１４ｂ）側に切り替え、前記切替回路（２４）の出力が有るときに、前記停止回路（２６）を動作させて前記第２検出回路（２０）の出力を停止させ、且つ、前記切替回路（２４）を前記第１検出回路（１４ａ）側に切り替えるように構成すると良い。

このような構成によれば、外部装置の接続がないときには、第２検出回路の検出信号に基づく出力制御が行われて、その出力電圧を低く設定したり、待機電力が最低となる出力電圧など任意な電圧設定を行うことが出来る。また、外部装置の接続があったときには、第３検出回路の作用により、第２検出回路の検出信号に基づく出力制御から、第１検出回路の検出信号に基づく出力制御に切り替えられて、必要な電源出力を行わせることが出来る。

また好ましくは、ケーブルよりも本体側で電源の出力量に関する検出を行う保護用検出回路（１５：図４）を備え、該保護用検出回路により所定の出力量以上の検出がなされた場合に、前記制御回路は電源回路からの出力を停止或いは低下させるように構成すると良い。

このような構成を付加することで、電源装置の出力が定格を超えないように保護することが出来る。
なお、この項目の説明において、実施形態との対応関係を示す符号を括弧書きで記したが、本発明はこれに限定されるものではない。

以上のように、本発明に従うと、電源出力用のケーブルに比較的大きな配線抵抗やコネクタの接触抵抗があっても、接続された外部装置に正確な電源供給を行うことができるという効果がある。それゆえ、外部装置が正確な電源電圧や電源電流を必要とする場合でも、電源装置からの供給電源を直接使用させ、外部装置に電源電圧の調整を行うレギュレータ回路等を設ける必要がなくなるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の電源装置の第１実施形態であるＡＣアダプタの構成を示すブロック図である。
この実施形態のＡＣアダプタ１０は、例えば携帯電話などのセット機器に接続コネクタを介して接続して、ケーブルを介して電力を供給する電源装置である。

このＡＣアダプタ１０は、交流電源を入力してトランジスタのスイッチング動作により制御された電流出力を行うＳＷ電源回路１１と、このＳＷ電源回路１１のスイッチング周波数やスイッチング素子のオン期間を変化させて出力制御を行う制御回路１２と、出力制御用に出力電圧等を検出して検出信号を帰還させる検出回路１４と、この検出回路１４からの検出信号を受けて制御回路１２に出力する受信バッファ等の検出受信回路１３とを備えている。

このＡＣアダプタ１０は、ＳＷ電源回路１１等が搭載されるアダプタ本体部と、本体部から伸びる電源供給用のケーブルと、ケーブルの先端に設けられた接続コネクタとを備えている。ケーブル内には、電源供給線ｈ１とグランド線ｈ２と制御信号線ｈ３とが配線され、これらの配線ｈ１〜ｈ３には配線抵抗Ｒ１〜Ｒ３が付加されている。また、接続コネクタには電源出力端子Ｔ０，Ｔ１が設けられている。

検出回路１４は、電源供給用ケーブルの先端側（或いは接続コネクタ内）に配置され、電源供給線ｈ１の出力端子Ｔ１に近い結節点Ｎ１を検出点として、出力電圧の検出を行うように構成されている。

図２には、検出回路の出力特性グラフを示す。
検出回路１４は、検出用入力端子の電圧を例えば分割抵抗で分割した電圧を基準電圧と比較して、この電圧差を誤差アンプで増幅して出力するものである。そして、図２に示すように、上記の分割電圧が基準電圧より低いときには検出出力を基準値（例えば電圧値ゼロ）とし、分割電圧が基準電圧の近傍になると検出出力を上げて、この分割電圧が基準電圧を超えるとその電圧差に応じて検出出力を高くするような出力特性を有している。検出出力が上昇して一定値に達する設定電圧Ｖｓは上記の分割抵抗の分割比を適宜選択することで任意に選定することが出来る。

制御回路１２は、帰還された検出信号が基準値である場合に出力を増大させる一方、帰還された検出信号が所定電圧より大きくなると、その大きい分だけ、ＳＷ電源回路１１のスイッチング周波数を長くしたり、スイッチング素子のオン期間を短くしたりしてＳＷ電源回路の出力を低減させる。このような制御により、検出回路１４の検出点の電圧が設定電圧Ｖｓに維持されるように出力制御が行われる。

上記構成のＡＣアダプタ１０によれば、検出回路１４の検出点がケーブル先端側に設定されているので、電源供給線ｈ１やグランド線ｈ２の配線抵抗Ｒ１，Ｒ２が比較的大きくなった場合でも、その影響を排した正確な電源出力を行うことが出来る。制御信号線ｈ３にも配線抵抗Ｒ３が同様にあるが、検出回路１４に流れる電流は電源供給線ｈ１の電流に比べて非常に小さな値に設定できるので、配線抵抗Ｒ３の影響は無視できるレベルまで低減できる。

従って、接続された外部装置に正確な電源供給を行うことができ、外部装置が正確な電源電圧や電源電流を必要とする場合でも、ＡＣアダプタ１０からの供給電源を直接使用させ、電源供給先の装置にレギュレータ回路を設ける必要がないという効果が得られる。

なお、上記実施形態では、検出回路１４をケーブル先端側に設けたが、検出回路１４はアダプタ本体側に設け、この検出回路１４の検出用入力端子を制御信号線ｈ３を介して電源供給線ｈ１の出力端子Ｔ１側の結節点Ｎ１に接続させるように構成しても同様の効果が奏される。

［第２の実施の形態］
図３は、第２実施形態のＡＣアダプタの構成を示すブロック図である。
第２実施形態のＡＣアダプタ１０Ａは、外部装置に接続されるコネクタに制御接続端子Ｔ２を付加し、検出回路１４ａの検出用入力端子をこの制御接続端子Ｔ２に接続して、外部装置内の任意の結節点の検出に基づき電源の出力制御を行わせるようにしたものである。

検出回路１４ａは、検出用入力端子の電圧が所定の基準電圧（例えば１Ｖ）より低いときには検出出力を基準値（例えば電圧値ゼロ）に維持し、検出用入力端子の電圧が基準電圧の近傍になったときに検出出力を基準値から上昇させ、基準電圧を超えるとその分検出出力を高くするように構成する。
また、制御回路１２は、第１実施形態と同様に、上記の検出出力を受けて電源の出力量を増減する制御を行う。

このような構成とすることで、例えば、外部装置の電源ラインの任意の結節点に所定の設定電圧（例えば６Ｖ）が必要な場合には、外部装置内においてこの結節点の電圧を分割して基準電圧（１Ｖ）に降下させるような分割抵抗を設け、この分割抵抗の分割点が制御接続端子Ｔ２に接続されるように構成しておく。それにより、ＡＣアダプタ１０Ａ側で所要の出力制御が行われて、外部装置の上記結節点に安定的で正確な設定電圧（６Ｖ）を供給することが出来る。

また、外部装置において、電源ラインの或る結節点に所定の設定電流が必要な場合には、外部装置内においてこの結節点に流れる電流を電圧に変換する抵抗器や、この抵抗器の両端電圧を上記基準電圧（１Ｖ）に増幅する回路等を設け、その出力端子が制御接続端子Ｔ２に接続されるように構成しておく。それにより、ＡＣアダプタ１０Ａ側で所要の出力制御が行われて、外部装置の上記の結節点に安定的で正確な設定電流を供給することが出来る。

以上のように、この実施の形態のＡＣアダプタ１０Ａによれば、検出回路１４ａによる電圧や電流の検出点を、接続先の外部装置内の任意の結節点に設定することが出来るので、ケーブルの配線抵抗Ｒ１〜Ｒ３や接続端子Ｔ０〜Ｔ２の接触抵抗があっても、これらの影響を排して正確な電圧や電流を供給することが出来る。

なお、この実施の形態においても、検出回路１４ａをケーブルの先端に設けずアダプタ本体側に設け、制御接続端子Ｔ２の信号線を伸ばして検出回路１４ａの検出用入力端子に接続するように構成しても良い。

［第３の実施の形態］
図４は、第３実施形態のＡＣアダプタ１０Ｂの構成を示すブロック図である。
第３実施形態のＡＣアダプタ１０Ｂは、第２実施形態の構成に加えて、定格出力を超えないように保護用の検出回路１５と保護用の停止制御回路１６とを設けたものである。

保護用の検出回路１５は、アダプタ本体側に配置され、出力電圧や出力電流が定格電圧や定格電流を超えたときに検出出力を上昇させるように構成する。

停止制御回路１６は、検出回路１５の出力を受けてその出力が所定のしきい値を超えた場合に、制御回路１２に出力停止の信号を出力するように構成される。また、一度、出力停止の信号を出力したら、ＡＣ電源の入力が断たれて回路がリセットされるまで、その出力を継続するように構成される。

制御回路１２は、上記停止制御回路から出力停止の信号が入力された場合には、検出信号の大きさに拘わらず、電源出力を停止させたり、低電圧出力となるように、ＳＷ電源回路１１を制御する。

このような構成により、何らかの不具合により、出力電圧や出力電流が異常上昇した場合でも、定格を超えない範囲で出力を停止させたり低電圧出力にして外部装置やＡＣアダプタ１０Ｂの内部回路を保護することが出来る。

［第４の実施の形態］
図５は、第４実施形態のＡＣアダプタ１０Ｃの構成を示すブロック図である。
第４実施形態のＡＣアダプタ１０Ｃは、第２実施形態の構成に加えて、検出回路１４ａの検出用入力端子の接続を制御接続端子Ｔ２又は電源供給線ｈ１の結節点Ｎ１に切り替えるスイッチ回路ＳＷ１と、コネクタが外部回路に接続されたか否かを検出する接続検出回路１８とを備え、接続検出回路１８の検出結果に基づいてスイッチ回路ＳＷ１を切り替えるようにしたものである。

接続検出回路１８は、例えば、制御接続端子Ｔ２に電圧の印加があるか無いかを検出して接続の有無を検出するように構成することが出来る。そして、接続がある場合にはスイッチ回路ＳＷ１の接続を制御接続端子Ｔ２側に切り替え、接続が無い場合にはスイッチ回路ＳＷ１の接続を結節点Ｎ１側に切り替えるように構成する。

図６には、接続検出回路１８とスイッチ回路ＳＷ１の具体的な回路例を示す。
スイッチ回路ＳＷ１は、接点方式のスイッチとしたり、半導体スイッチとしたり種々の方式が適用可能である。半導体スイッチとした場合、例えば、図６に示すような、バイポーラトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチ回路として適用できる。すなわち、トランジスタＱ１のエミッタ端子を結節点Ｎ１に、コレクタ端子を検出回路１４ａの検出用入力端子に接続して、ベース電圧によりトランジスタＱ１をオン・オフ可能とする。また、トランジスタＱ２のエミッタ端子を制御接続端子Ｔ２に、コレクタ端子を検出回路１４ａの検出用入力端子に接続して、ベース電圧によりトランジスタＱ２をオン・オフ可能とする。

また、接続検出回路１８は、トランジスタＱ２のベースとグランド間に接続されたバイポーラトランジスタＱ３により構成することが出来る。トランジスタＱ３のベースは制御接続端子Ｔ２に接続する。

このような構成により、制御接続端子Ｔ２に電圧が印加されれば、トランジスタＱ３がオンしてスイッチ回路ＳＷ１のトランジスタＱ２をオンさせる。それにより、検出回路１４ａの検出用入力端子を制御接続端子Ｔ２側に切り替えることが出来る。また、制御接続端子Ｔ２に電圧が印加されなければ、トランジスタＱ３がオフしてスイッチ回路ＳＷ１のトランジスタＱ１をオンさせる。それにより、検出回路１４ａの検出用入力端子を結節点Ｎ１側に切り替えることが出来る。

このように構成されたＡＣアダプタ１０Ｃによれば、外部装置が接続されたときには、検出回路１４ａが制御接続端子Ｔ２を介して外部装置内の所定の結節点の検出を行い、その検出出力に基づき出力制御を行うことが出来る。一方、外部装置の接続が外されたときには、検出回路１４ａの制御端子が電源供給線の結節点Ｎ１に接続されるので、検出信号がなくなって電源の出力電圧が異常上昇したり不安定になるなどの不都合を回避することが出来る。

なお、上記のスイッチ回路ＳＷ１や接続検出回路１８の具体的な構成は図６の回路例に制限されるものでなく、上記のような動作を実現する回路であればどのような構成としても良い。

［第５の実施の形態］
図７は、第５実施形態のＡＣアダプタ１０Ｄの構成を示すブロック図である。
第５実施形態のＡＣアダプタ１０Ｄは、第２実施形態の構成に加えて、外部装置との接続が外されて第１検出回路１４ａの出力がなくなったときに、第２検出回路２０から検出信号を制御回路１２に送って、電源出力を安定させるようにしたものである。

そのため、このＡＣアダプタ１０Ｄには、アダプタ本体に設けられ出力電圧を検出して第２検出信号Ｓ２を出力する第２検出回路２０と、第１検出回路１４ａの検出信号Ｓ１と第２検出信号Ｓ２の検出信号Ｓ２の何れかを切り替えて制御回路１２に出力する切替回路２１を備えている。

切替回路２１は、２つの検出信号Ｓ１，Ｓ２を受けて、何れかを制御回路１２に出力するものであるが、第１検出回路１４ａからの検出信号Ｓ１の入力があるときにはこの検出信号Ｓ１が優先的に制御回路１２に出力されるよう動作するように構成されている。

このような構成によれば、外部装置が接続されたときには、検出回路１４ａの検出信号Ｓ１に基づき出力制御が行われて正確な電源供給を行うことが出来る一方、外部装置の接続が外されたときには、第２検出回路２０の検出信号Ｓ２が制御回路１２に送られるので、検出信号がなくてＳＷ電源回路１１の出力が異常上昇したり不安定になったりする不都合を回避することが出来る。

図８には、第５実施形態のＡＣアダプタ１０Ｄの変形例を示す。
この実施形態において、切替回路２１の構成は幾つかのパターンを適用することが出来る。例えば、第１検出信号Ｓ１の有無を検出して、その検出結果に応じて信号線の接続を切り替える回路としたり、或いは、図８に示すように加算回路２１ａとして構成するものである。

次に、加算回路２１ａとして構成した場合に説明を行う。
加算回路２１ａは、２つのアナログ信号の電圧値をそれぞれ加算して出力する回路である。具体的には、オペアンプを用いて電圧を加算する回路としても良いし、或いは、加算値にはさほど精度を要さないのでオペアンプを用いずに抵抗器のみで電圧を加算するタイプの回路を適用しても良い。

図９には、第１検出回路１４ａと第２検出回路２０の出力特性のグラフを示す。
また、加算回路２１ａを用いる場合には、第１検出回路１４ａや第２検出回路２０の出力特性を所定の設定にする必要がある。先ず、図９に示したように、第１検出回路１４ａと第２検出回路２０の出力特性は、検出電圧が設定電圧Ｖ１，Ｖ２を下回る範囲では出力を基準値（例えば電圧値ゼロ）とし、設定値に近づいたら出力を上昇させて、設定値を超えるとその分出力が高くなるような特性とする。さらに、第２検出回路２０の設定電圧（Ｖ２）を、第１検出回路１４ａの設定電圧（Ｖ１）よりも大きな値としておく。すなわち、"Ｖ２＞Ｖ１＋ΔＶ"（ΔＶは配線抵抗やコネクタ接触抵抗やその間の回路の電圧降下分）のように設定する。

このような設定電圧とすることで、ＡＣアダプタ１０Ｄの出力電圧（≒検出電圧）が大きくなっていくと、先に第１検出回路１４ａの検出信号Ｓ１が上昇して、加算回路２１ａを介して制御回路１２に出力される。そして、この検出信号Ｓ１により出力電圧が抑えられるような制御がなされて、出力電圧は第１検出回路１４ａの設定電圧Ｖ１の近傍で安定する。

このとき、ＡＣアダプタ１０Ｄの出力電圧は、第２検出回路２０の設定電圧Ｖ２より低いところで維持されるので、第２検出回路２０の検出信号Ｓ２は殆んどゼロとなり、上記の加算回路２１ａの出力は第１検出回路１４ａの出力値とほぼ同値なものとなる。それゆえ、加算回路２１ａは第１検出回路１４ａの検出信号を優先的に出力したものとなる。

一方、外部装置が外された場合には、第１検出回路１４ａの出力は無くなるので、ＡＣアダプタ１０Ｄの出力電圧が上昇して第２検出回路２０の検出信号Ｓ２も上昇する。そして、この検出信号Ｓ２が加算回路２１ａを介して制御回路１２に出力され、検出信号Ｓ２に基づく出力制御がなされる。そして、ＡＣアダプタ１０Ｄの出力電圧が設定電圧Ｖ２のの近傍で安定する。

以上のように、このような構成により、第１検出回路１４ａの検出信号Ｓ１があるときはこの検出信号Ｓ１による出力制御が優先的に行われ、第１検出回路１４ａの検出信号Ｓ１が無いときには第２検出回路２０の検出信号Ｓ２による出力制御が行われるようにすることが出来る。そして、このような出力制御により、外部装置の接続が外されたときにも、検出信号がなくなって出力が異常上昇したり不安定になったりするという不都合を回避できるという効果が得られる。

［第６の実施の形態］
図１０は、第６実施形態のＡＣアダプタ１０Ｅの構成を示すブロック図である。
第６実施形態のＡＣアダプタ１０Ｅは、外部装置が接続されたときは例えば３０Ｖなど高い電圧を供給する一方、外部装置の接続が外れたときには出力電圧を例えば１０Ｖなど低い電圧に設定できるようにしたものである。

上述した図８の構成では、外部装置が外されたときに第２検出回路２０の検出信号Ｓ２により出力制御を行わせて出力電圧を安定化させることが出来る一方、第２検出回路２０の設定電圧Ｖ２を第１検出回路の設定電圧Ｖ１より大きくしなければならなかったため、外部装置が外されたときの出力電圧が高くなる。そのため、高電圧出力用のＡＣアダプタでは外部装置を外したときの待機電圧が非常に高くなるという課題を有していた。

この第６実施形態のＡＣアダプタ１０Ｅは、高電圧出力用のＡＣアダプタであっても、外部装置を外したときの待機電圧を低い電圧に設定できるようにしたものである。
この実施形態のＡＣアダプタ１０Ｅは、上記機能を付加するために、検出用入力端子が制御接続端子Ｔ２に接続された第１検出回路１４ａと、アダプタ本体部で出力電圧の検出を行う第２検出回路２０に加えて、検出用入力端子が制御接続端子Ｔ２に接続される補助検出回路１４ｂと、第１検出回路１４ａの出力と補助検出回路１４ｂの出力との何れかを選択的に出力する切替回路２４と、切替タイミングに遅延を及ぼす時定数回路２５と、第２検出回路２０の動作を停止させる停止回路２６とを備えている。

上記の第１検出回路１４ａと第２検出回路２０と補助検出回路１４ｂは、第５実施形態で説明したように、それぞれ設定電圧が定められ、検出電圧が設定電圧より小さいときには検出出力を基準値（例えば電圧値ゼロ）とし、検出電圧が設定電圧の近傍になると出力を上げて、検出電圧が設定電圧を超えるとそれに応じて出力を高くするという出力特性を有するものである。

第１検出回路１４ａの設定電圧Ｖ１は出力先の装置に必要な例えば３０Ｖに設定され、第２検出回路２０の設定電圧Ｖ２は待機電圧として適切な１０Ｖに設定されている。また、補助検出回路１４ｂの設定電圧Ｖ３は、設定電圧Ｖ２よりも小さな例えば８Ｖに設定されている。

次に、上記構成のＡＣアダプタ１０Ｅの動作について説明する。
先ず、外部装置が接続されていない状態では、第１検出回路１４ａと補助検出回路１４ｂの検出出力が無くなり、第２検出回路２０の検出出力が制御回路１２に出力されて、それに基づく出力制御が行われる。それゆえ、出力電圧は第２検出回路２０の設定電圧Ｖ２（＝１０Ｖ）に制御される。

外部装置が接続されると、補助検出回路１４ｂの検出用入力端子に１０Ｖの出力電圧が印加されるので、補助検出回路１４ｂの検出出力が上昇し、この検出信号が切替回路２４と検出受信回路１３を介して制御回路１２に送られる。そして、それに基づき出力制御がなされて、出力電圧が補助検出回路１４ｂの設定電圧Ｖ３（＝８Ｖ）に下げられる。

また、補助検出回路１４ｂから所定電圧値以上の検出信号が出力されたら、切替回路２４が時定数回路２５を動作させるとともに、検出受信回路１３が停止回路２６を動作させて第２検出回路２０の動作を停止させる。検出受信回路１３は、一定値以上の検出信号の入力が継続されている期間中、停止回路２６を動作させて第２検出回路２０の動作を停止させる。

次いで、補助検出回路１４ｂの検出信号の出力から短い遅延時間が経過すると、時定数回路２５から遅延時間経過の信号が出力されて、切替回路２４が補助検出回路１４ｂの検出信号から第１検出回路１４ａの検出信号の出力に接続を切り替える。それにより、第２検出回路２０が停止した状態で第１検出回路１４ａの検出信号が制御回路１２に出力されることとなり、出力電圧は第１検出回路１４ａの設定電圧Ｖ１（＝３０Ｖ）まで上昇する。

また、この３０Ｖの出力の状態から外部装置が外されたときには、第１検出回路１４ａや補助検出回路１４ｂの出力が無くなって、検出受信回路１３から停止回路２６に出力される停止制御信号がネゲートされる。それにより、第２検出回路２０が動作して出力電圧は第２検出回路２０の設定電圧Ｖ２（＝１０Ｖ）まで下げられる。

以上のように、この実施形態のＡＣアダプタ１０Ｅによれば、外部装置の接続がない場合でも、制御回路に検出信号が出力されて出力制御を安定させることが出来るとともに、外部装置の接続が無いときの出力電圧を低い電圧に設定することが出来るという効果がある。

なお、上記の説明では、高電圧出力用のＡＣアダプタ１０Ｅとして説明したが、出力電圧の値は特に制限されるものではないし、各検出回路の設定電圧も上記の具体的な値に制限されるものではない。例えば、外部装置の接続が無いときの出力電圧値を、待機電力を一番低くする電圧に設定することも出来る。

［第７の実施の形態］
図１１は、第７実施形態のＡＣアダプタ１０Ｆの構成を示すブロック図である。
第７実施形態のＡＣアダプタ１０Ｆは、第１実施形態の構成において、ケーブル先端に設けた第１検出回路１４を保護用の検出回路（第２保護検出回路１４と記す）として用いた例を示すものである。

この実施形態のＡＣアダプタ１０Ｆは、第１実施形態の構成に加えて、アダプタ本体側に、出力制御用の電圧検出回路２８と、最大定格電圧や最大定格電流を超えないように出力電圧や出力電流の検出を行う第１保護検出回路２９を備えている。

また、ケーブル先端の第２保護検出回路１４の検出信号又は電圧検出回路２８の検出信号を切り替えて出力する切替回路３０と、切替回路３０からの検出信号と第１保護検出回路の検出信号との合成を行う合成回路３１とを備え、この合成回路３１の出力が制御回路１２に送られて出力制御が行われるようになっている。

電圧検出回路２８、第１保護検出回路２９、第２保護検出回路１４は、それぞれ設定電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が設定され、図２に示したように、検出電圧がこの設定電圧の近傍以上になったときに検出出力を上昇させる出力特性を有したものである。

各々の設定電圧は、Ｖ１は通常時の出力電圧、Ｖ２は最大定格電圧で"Ｖ２＞Ｖ１"の関係を満たす値、Ｖ３は異常保護用の電圧で"Ｖ３＞Ｖ２"の関係を満たす値に、それぞれ設定する。
また、切替回路３０や合成回路３１は、各検出信号をアナログ的に和算する回路構成である。

上記のような構成のＡＣアダプタ１０Ｆによれば、通常時には電圧検出回路２８の検出出力に基づき出力制御が行われて、通常時の電圧出力が行われるが、電源出力端子Ｔ０，Ｔ１がショートされたり電圧検出回路２８が故障した場合には、第１保護検出回路２９の検出出力が制御回路１２に送られて、最大定格を超えた出力がなされないような制御が行われる。

さらにこの第１保護検出回路２９が故障したような場合には、第２保護検出回路１４が作用して、その検出出力により保護用電圧Ｖ３を超えないような出力制御が行われ、外部装置に過大電圧が出力されないように２重の保護を付加することが出来る。

以上、本発明の最良な構成について説明してきたが、本発明は上記の第１〜第７実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、電源装置として交流電源を入力して直流電源を供給するＡＣアダプタについて説明したが、この構成に限られるものではない。また、実施形態で示した細部構成や動作方式も、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の電源装置の第１実施形態であるＡＣアダプタ１０の構成を示すブロック図である。 図１の検出回路の出力特性を示すグラフである。 第２実施形態のＡＣアダプタ１０Ａの構成を示すブロック図である。 第３実施形態のＡＣアダプタ１０Ｂの構成を示すブロック図である。 第４実施形態のＡＣアダプタ１０Ｃの構成を示すブロック図である。 図５の接続検出回路とスイッチ回路の具体的な一例を示す回路図である。 第５実施形態のＡＣアダプタ１０Ｄの構成を示すブロック図である。 第５実施形態のＡＣアダプタ１０Ｄの変形例を示すブロック図である。 図８の第１検出回路１４ａと第２検出回路２０の出力特性を示すグラフである。 第６実施形態のＡＣアダプタ１０Ｅの構成を示すブロック図である。 第７実施形態のＡＣアダプタ１０Ｆの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０，１０Ａ〜１０Ｆ ＡＣアダプタ
１１ ＳＷ電源回路
１２ 制御回路
１３ 検出受信回路
１４，１４ａ 検出回路
１４ｂ 補助検出回路
ｈ１ 電源供給線
ｈ２ グランド線
ｈ３ 検出信号線
Ｒ１〜Ｒ３ 配線抵抗
Ｔ０，Ｔ１ 電源出力端子
Ｔ２ 制御接続端子
１５ 保護用の検出回路
１６ 停止制御回路
ＳＷ１ スイッチ回路
１８ 接続検出回路
２０ 第２検出回路
２１ 切替回路
２１ａ 加算回路
２４ 切替回路
２６ 停止回路

Claims (14)

1. 電源出力用のコネクタを有し該コネクタに接続されたケーブルを介して電源出力を行う電源装置であって、
   出力可変にされた電源回路と、
   該電源回路の出力制御を行う制御回路と、
   検出用入力端子が前記ケーブルの先端側の配線に接続されて電源の出力量に関する検出を行う第１検出回路と、
   を備え、
   前記第１検出回路の検出信号が前記制御回路に帰還されて出力制御が行われることを特徴とする電源装置。
2. 前記第１検出回路は、前記ケーブルの先端側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記第１検出回路は、前記コネクタ内に配置されていることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
4. 電源出力用のコネクタを有し該コネクタに接続されたケーブルを介して電源出力を行う電源装置であって、
   出力可変にされた電源回路と、
   該電源回路の出力制御を行う制御回路と、
   電源の出力量に関する検出を行って検出信号を前記制御回路に帰還させる第１検出回路と、
   前記コネクタに設けられ前記第１検出回路の検出用入力端子に接続される制御接続端子と、
   を備え、
   前記制御接続端子を介して接続された外部装置の所定の結節点の電圧が前記第１検出回路に入力され、該第１検出回路の検出信号に基づき前記制御回路の出力制御が行われることを特徴とする電源装置。
5. 前記第１検出回路は、前記ケーブルの先端側に配置されていることを特徴とする請求項４記載の電源装置。
6. 前記第１検出回路の検出用入力端子の接続を前記制御接続端子又は電源出力用の配線に切り替えるスイッチ回路と、
   前記コネクタが外部装置に接続されたことを検出する接続検出回路と、
   を備え、
   外部装置の接続が検出されたら前記スイッチ回路により前記検出用入力端子が制御接続端子側へ切り替わり、接続が検出されなければ前記スイッチ回路により前記検出用入力端子が前記電源出力用の配線に切り替わることを特徴とする請求項４又は５に記載の電源装置。
7. 前記ケーブルよりも本体側において電源の出力量に関する検出を行う第２検出回路を備え、
   前記制御回路は、前記第１検出回路の検出信号があるときに、この検出信号を前記第２検出回路の検出信号より優先的に使用して出力制御を行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の電源装置。
8. 前記第１検出回路の検出信号があるときにこの検出信号を前記制御回路に送り、前記第１検出回路の検出信号がないときに前記第２検出回路の検出信号を前記制御回路に送る切替回路を備えたことを特徴とする請求項７記載の電源装置。
9. 前記第１検出回路と前記第２検出回路は、前記電源の出力量に関する検出値が各々の設定値を超えると検出信号を基準値から変位させるように構成され、
   前記第１検出回路の設定値 ＜ 前記第２検出回路の設定値
   に設定されていることを特徴とする請求項７記載の電源装置。
10. 検出用入力端子が前記制御接続端子に接続された第３検出回路と、
    前記第１検出回路の出力又は前記第３検出回路の出力を選択的に切り替えて前記制御回路側へ伝達する切替回路と、
    電源の出力量に関する検出を行って検出信号を前記制御回路側へ出力する第２検出回路と、
    該第２検出回路の出力を停止／続行させることが可能な停止回路と、
    前記切替回路の出力の有無を検出して前記停止回路と前記切替回路の動作制御を行う制御手段とを備え、
    前記第１〜第３検出回路は、出力量に関する検出値が各々の設定値を超えると出力値を基準値から変位させる構成であり、
    前記第１検出回路の設定値 ＞ 前記第２検出回路の設定値 ＞ 前記第３検出回路の設定値
    に設定されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の電源装置。
11. 前記制御手段は、
    前記切替回路の出力が無いときに、前記停止回路を停止させて前記第２検出回路の出力を続行させるとともに、前記切替回路を前記第３検出回路側に切り替え、
    前記切替回路の出力が有るときに、前記停止回路を動作させて前記第２検出回路の出力を停止させ、且つ、前記切替回路を前記第１検出回路側に切り替えることを特徴とする請求項１０記載の電源装置。
12. ケーブルよりも本体側で電源の出力量に関する検出を行う保護用検出回路を備え、
    該保護用検出回路により所定の出力量以上の検出がなされた場合に、前記制御回路は電源回路からの出力を停止或いは低下させることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の電源装置。
13. 前記出力量に関する検出とは、電圧検出或いは電流検出であることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の電源装置。
14. 前記電源回路は、スイッチング素子をオン・オフして電力出力を行うとともに、スイッチング周波数やスイッチング素子のオン期間を変化させることで電力の出力量を変化させるスイッチング電源回路であることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の電源装置。

Images