JP2009219219A

JP2009219219A - 充電器

Info

Publication number: JP2009219219A
Application number: JP2008058945A
Authority: JP
Inventors: Tateaki Nagashima; 健彰長島; Nobuaki Maekawa; 宜章前川
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】充電器出力に電池が接続されてない状態を無負荷状態として検出し、無負荷時の待機電力を引き下げる充電器を提供することを目的とする。
【解決手段】ＤＣ電源をメイントランジスタによってパルス変換してスイッチングトランスへ供給することにより出力側回路部へ出力し、出力電流及び出力電圧を検出する手段とその検出結果を出力伝達回路部へ出力してメイントランジスタのスイッチングを制御し、二次側の出力電流および電圧の制御を行っている充電器において、負荷接続検出手段と出力電圧低減手段とを設け、無負荷時における出力電圧を通常出力時の電圧よりも小さくして二次側に電気回路部を搭載させた。
【選択図】図３

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ等に用いられる充電器について、その待機電力を低減する技術に関する。

近年、ＡＣ−ＤＣ変換装置である充電器は、入力電力の省電力化を実現するため、無負荷時にメイントランジスタのスイッチングを間欠発振させることによりメイントランジスタのスイッチング損失を軽減させて、入力電力の省電力化を計っている構成が多い。

図４は従来の充電器のブロック図である。１は商用電源、２は整流部、３は平滑部、４はスイッチングトランス、５は１次側制御回路部、６は出力電流整流ダイオード、７は出力平滑電解コンデンサ、８は出力電流検出抵抗、９は出力切替回路部、１０は出力電流・出力電圧制御回路部、１１は充電器出力端子、１２はグランド端子、１３は電池検出端子、１４はサーミスタ端子、１５は負荷検出の出力電圧切替回路部、１６は出力伝達回路部、Ｉｂは充電出力電流、Ｖａは二次側出力電圧である。

この内容は、特開２００１−３５９２７５の従来例に記載している。

この充電器の出力電流及び出力電圧の制御方法は、商用電源１より供給されたＡＣ入力電圧を整流部２及び平滑部３によりＤＣ電源に変換し、そのＤＣ電源を１次側制御回路部内のメイントランジスタのスイッチングによってパルス変換してスイッチングトランス４へ供給することにより二次側出力回路部へ出力している。

電池が充電器に装着されていない場合においては、電池検出端子１３からの信号により負荷検出の出力電圧切替回路部１５は無負荷と判別し、無負荷時の二次側出力電圧Ｖａを大幅に下げる事により、二次側回路部の消費電力を大幅に下げて、無負荷時の入力電力を大幅に低減させる。

また、電池が装着された場合においては電池検出端子１３によって充電器に電池が装着された事を検出し、無負荷時において大幅に下がっている出力電圧Ｖａを通常電圧に復帰させ、出力電圧Ｖａを下げる事によって機能させていなかった出力電流・出力電圧制御回路部１０を機能させ、サーミスタ端子１４によって電池が接続された事を出力電流・出力電圧制御回路部１０にて検出し、出力切替回路部９をＯＮさせて充電出力電流Ｉｂを出力し、出力電圧・出力電流検出回路部１０及び出力電流検出抵抗８にてその値を検出し、その検出結果出力を出力伝達回路部１６へ出力して一次側制御回路部内のメイントランジスタの制御を行うことによりスイッチングを行い充電出力電流Ｉｂ及び二次側出力電圧Ｖａの出力制御を行っている。

この時、サーミスタ端子１４の機能としては電池の温度検出及び電池の装着有無検出であるが、このサーミスタ端子１４の機能を制御するためには出力電流・出力電圧制御回路部１０の電源電圧である二次側出力電圧Ｖａを、待機時の電圧でなく通常の電圧に保持する必要性があったため待機電力を下げるためにＶａを下げた状態では、出力電流・出力電圧制御回路部１０を動作させる事ができなかった。

そのため、二次側出力電圧Ｖａの電圧値には影響される事が無い電池検出端子１３を電池、及び充電器に搭載し、サーミスタ端子１４で電池の温度および装着の有無を行う前に、電池検出端子１３にて電池の装着有無を検出する必要があった。
特開２００１−３５９２７５号公報

しかしながら、上記の様に無負荷時において２次側の出力電圧を大幅に下げるために負荷・無負荷の状態を判別するためには電池端子及び充電器端子にその機能のみの電池検出端子を電池及び充電器双方に設置する必要性があり、電池の種類によっては、その端子を搭載する事ができ無い場合が多く、待機電力を大幅に下げる機能を搭載する事は不可能であった。

また、その電池検出端子の機能を、電池へ必ず搭載されているサーミスタ端子で代用した場合においては、サーミスタ端子本来の機能である電池の温度検出値を大幅に影響させてしまい、代用する事は不可能であった。

本発明はこの様な問題点を解決するもので、電池に必ず搭載されている電池の温度状態の検出を行っているサーミスタ端子を、サーミスタ端子の本来の機能である電池の温度検出機能に影響をさせる事なく、この負荷または無負荷の状態を判別する検出端子として併用し、電池検出端子が無い電池においても、無負荷時の２次側出力電圧を大幅に下げる事により、無負荷時の入力電力を大幅に低減して待機電力をさらに引き下げる充電器を開発することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、ＡＣ入力電圧をＤＣ電源に変換する整流部および平滑部と、そのＤＣ電源をメイントランジスタによってパルス変換してスイッチングトランスへ供給することにより出力側回路部へ出力し、出力電流及び出力電圧を検出する手段とその検出結果を出力伝達回路部へ出力してメイントランジスタのスイッチングを制御し、二次側の出力電流および出力電圧の出力制御を行っている充電器であって、負荷接続検出手段と、出力電圧低減手段とを設け、無負荷時における出力電圧を通常出力時の電圧よりも小さくし、二次側に構成されている電気回路部を搭載する。

本発明によれば、電池及び充電器に電池検出端子を搭載する事無く、サーミスタ端子の本来の機能である電池の温度検出機能への影響が無いまま、サーミスタ端子によって電池のあり無しを判断し、無負荷時の二次側回路部の消費電力を大幅に下げることにより、無負荷時の入力電力を大幅に低減させることが可能となる。

以下本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明による充電器の一実施形態を示す斜視図である。この充電器３３には商用電源１と接続され、この充電器３３は、電池装着ポケット３４が設けられており、電池パック３５を装着して、充電器３３として利用可能である。

このとき、電池装着ポケット３４の電池充電端子３７と電池パック３５に設けられたスリット状の電池パック端子３８が接合して電気的に接続される。

図２は図１で示した充電器のブロック図であり、図３はその主要部を回路図化したものである。図２および図３において、上述の図４と同一若しくは同等のものには同一の符号を付して、重複する説明を省略する。１７はフォトカプラ、１９はツェナーダイオード、２０は、負荷または無負荷切替制御トランジスタと２２は、トランジスタと２３はサーミスタ端子検出トランジスタ、フォトカプラ制御抵抗１８、電流制限抵抗２１と電流制限抵抗２４、電流制御抵抗２５、トランジスタ２３のベース抵抗２６、サーミスタ並列ダミー抵抗２７、サーミスタ並列ダミー抵抗２８、サーミスタプルアップ抵抗２９、これらすべて抵抗成分である。

３２はサーミスタ電圧検出部、３１は充電器内部の基準電圧ＶＤＤ、３０は出力電流・出力電圧制御回路部１０への入力電圧ＶＣである。

図２の本発明による充電器は、サーミスタ端子１４の信号は負荷検出の出力電圧切替回路部１５へ入力され、負荷・無負荷の判別を行い、また同時に、出力電流・出力電圧制御回路部１０へも信号が入力され、電池の温度検出も行っている。

図３においてその詳細制御ついて以下説明する。

サーミスタ端子１４が装着されていない場合、サーミスタ端子検出トランジスタ２３のベース電圧はトランジスタ２３のベース抵抗２６、サーミスタ並列ダミー抵抗２８、サーミスタプルアップ抵抗２９を介し、サーミスタ端子検出トランジスタ２３のエミッタ電圧である充電器内部の基準電圧ＶＤＤ３１にプルアップされるため、サーミスタ端子検出トランジスタ２３はオフされる。

さらに、サーミスタ端子検出トランジスタ２３がオフされる事によりサーミスタプルアップ抵抗２９への電圧供給が無くなるためサーミスタプルアップ抵抗２９はオフされ、サーミスタ端子検出トランジスタ２３のベース電圧は電流制限抵抗２１を介す事によりトランジスタ２２はオンする事になり、出力電流出力電圧制御回路部１０への入力電圧ＶＣは出力電圧制御ツェナーダイオード１９によって制限される。

このとき、１次側制御回路部５の一次側出力は出力伝達回路部１６のフォトカプラ１７によりに出力が抑制される方向に制御される。その結果、二次側出力電圧Ｖａは大幅に電圧が下がるため、二次側の消費電力が大幅に削減され、無負荷時における待機電力を大幅に低減させることが可能となる。

また、電池が充電器に装着され電池のサーミスタ端子が充電器のサーミスタ端子１４に接続された時、サーミスタ並列ダミー抵抗２８とサーミスタプルアップ抵抗２９に印加されている電圧をプルダウンする事により、サーミスタ端子検出トランジスタ２３のベース電圧はトランジスタ２２のエミッタ電圧である充電器内部の基準電圧ＶＤＤ３１から降下する事によりトランジスタ２２はオンされる。

さらにトランジスタ２２がオンする事により電流制限抵抗２４および電流制限抵抗２５へ電圧が発生し、トランジスタ２２はオンされ、切替制御トランジスタ２０のベース電圧は０Ｖとなりトランジスタ２２はオフする事になり出力電圧を制御するツェナーダイオード１９へ制御電流が流れなくなり、負荷検出出力電圧切替回路部１５は動作せず、二次側の出力電圧Ｖａは出力電流・出力電圧制御回路部１０の制御により通常の出力電圧まで復帰する。

すなわち、本発明の充電器は、電池パックが接続されている状態において二次側の出力電圧が通常の電圧値に制御される。

また、サーミスタによる電池温度検出は充電器内部の基準電圧ＶＤＤ３１をサーミスタ並列ダミー抵抗２８とサーミスタの抵抗による分割電圧値をサーミスタ電圧検出部３２へ入力する事によって制御している。

二次側出力電圧Ｖａを上げる又は下げる制御を行うトリガーとなるトランジスタ２２のベース部とサーミスタ端子１４との間に接続されているトランジスタ２３のベース抵抗２６とサーミスタ並列ダミー抵抗２７およびサーミスタ並列ダミー抵抗２８の抵抗値をサーミスタの抵抗値よりも充分に大きい値とする事で、出力電流・出力電圧制御回路部１０への入力電圧ＶＣ３０とサーミスタ抵抗とで出力され、サーミスタ電圧検出部３２へ入力される電圧値への影響をなくす事が可能となる。

つまり、サーミスタの有り無しの判別はサーミスタが接続されていない場合においては、サーミスタ端子検出トランジスタ２３のベース電圧がサーミスタ端子検出トランジスタ２３のエミッタ電圧である充電器内部の基準電圧ＶＤＤ３１へプルアップされる事によってサーミスタ端子検出トランジスタ２３をオフし、トランジスタ２２をオンさせて二次側出力電圧Ｖａを下げ待機電力を下げ、またサーミスタが接続された場合においてはサーミスタ端子検出トランジスタ２３のベース電圧をサーミスタ電圧検出部３２へ入力される電圧値への影響無くサーミスタ端子検出トランジスタ２３のエミッタ電圧である充電器内部基準電圧ＶＤＤ３１以下へ降下させて、サーミスタ端子検出トランジスタ２３をオンさせる事によって、フォトカプラ１７をオフし二次側出力電圧Ｖａを通常電圧まで上げ、通常動作させる事が可能となる。

本発明にかかる充電器では、接続される物品に対応した構成を本体に付加し、電気的に好適に無負荷を判別して、それを制御情報として二次側出力電圧を下げ、待機電力を大幅に引き下げるという制御方法は、環境面での要請に応えて待機電力を抑制するのに優れた手段を提供する。

本発明による充電器の斜視図本発明による充電器のブロック図本発明による充電器の主要部回路図従来の充電器のブロック図

符号の説明

１商用電源
２整流部
３平滑部
４スイッチングトランス
５１次側制御回路部
６出力電流整流ダイオード
７出力平滑電解コンデンサ
８出力電流検出抵抗
９出力切替回路部
１０出力電流・出力電圧制御回路部
１１充電器出力端子
１２グランド端子
１３電池検出端子
１４サーミスタ端子
１５負荷検出の出力電圧切替回路部
１６出力伝達回路部
１７フォトカプラ
１８フォトカプラ制御抵抗
１９ツェナーダイオード
２０切替制御トランジスタ
２１電流制限抵抗
２２トランジスタ
２３サーミスタ端子検出トランジスタ
２４電流制限抵抗
２５電流制限抵抗
２６トランジスタ２３のベース抵抗
２７サーミスタ並列ダミー抵抗
２８サーミスタ並列ダミー抵抗
２９サーミスタプルアップ抵抗
３０出力電流・出力電圧制御回路部１０への入力電圧ＶＣ
３１充電器内部の基準電圧ＶＤＤ
３２サーミスタ電圧検出部
３３充電器
３４電池装着ポケット
３５電池パック
３６ＡＣプラグ
３７電池充電端子
３８電池パック端子

Claims

ＡＣ入力電圧をＤＣ電源に変換する整流部および平滑部と、そのＤＣ電源をメイントランジスタによってパルス変換してスイッチングトランスへ供給することにより出力側回路部へ出力し、出力電流及び出力電圧を検出する手段とその検出結果を出力伝達回路部へ出力してメイントランジスタのスイッチングを制御し、二次側の出力電流および出力電圧の出力制御を行っている充電器であって、負荷接続検出手段と、出力電圧低減手段とを設け、無負荷時における出力電圧を通常出力時の電圧よりも小さくし、二次側に構成されている電気回路部を搭載していることを特徴とする充電器。
前記充電器において、充電器のサーミスタ端子に電池が装着されたことを検出する電池接続検出手段を設けて負荷または無負荷の状態を判別し、無負荷時における充電器の二次側の出力電圧を小さくし、無負荷時の入力電力を小さくしたことを特徴とする請求項１記載の充電器。
前記充電器において、負荷接続検出手段として、充電器サーミスタ端子に電池パックが装着されてない状態であるとき、無負荷状態と判定することを特徴とする請求項１または２記載の充電器。