JP2011135742A - 変圧装置、電子機器、およびそれらを備えた電力供給システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ACアダプターや電子機器における端子を増やさずに、ACアダプターの種類を判別する。
【解決手段】電子機器が電力を受けることが可能な状態になると、ACアダプターの出力電圧が第2の電圧Vbから第1の電圧Vaに変化するようにし、電子機器においてその電圧変化を検出可能な構成としたことにより、DC入力端子1及びDC出力端子18に新たに接点を追加することなく、ACアダプターの種類を検出可能な構成を実現することができる。したがって、電子機器及びACアダプターにおける電源端子の仕様を変更することなく、実現することができる。
【選択図】図1
【解決手段】電子機器が電力を受けることが可能な状態になると、ACアダプターの出力電圧が第2の電圧Vbから第1の電圧Vaに変化するようにし、電子機器においてその電圧変化を検出可能な構成としたことにより、DC入力端子1及びDC出力端子18に新たに接点を追加することなく、ACアダプターの種類を検出可能な構成を実現することができる。したがって、電子機器及びACアダプターにおける電源端子の仕様を変更することなく、実現することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、変圧装置、電子機器、およびそれらを備えた電力供給システムに関する。
ノートパソコンなどの電子機器は、内蔵された電池から供給される電力、または商用電源からACアダプターを介して供給される電力に基づき動作することができる。ACアダプターは、商用電源の電圧(例えば100V)を、ノートパソコンなどの電子機器に対応した電圧(例えば16V)に変圧する機器である。
ACアダプターは、商用電源に接続可能な入力端子と、ノートパソコンなどの電子機器に備わる入力端子に接続可能な出力端子とを備えている。出力端子の形状は、電子機器ごとに異なる場合と、種類が異なる電子機器で共通仕様となっている場合とがある。出力端子の形状が、種類が異なる電子機器で共通仕様となっていたとしても、ACアダプターと電子機器とで定格電力などが異なる場合がある。定格が異なるACアダプターを電子機器に接続した場合、電子機器が正常に動作しなかったり、電子機器やACアダプターが故障してしまったりすることがある。したがって、ACアダプターは、それに対応した電子機器に専用的に使用することが好ましい。
上記のように、ACアダプターの誤接続を防止するための方法として、電子機器側において接続されたACアダプターの種類を識別する手段を備える方法がある。通常、ACアダプターの出力端子は、電源端子とグランド端子とを備えているが、ACアダプターにさらに識別端子を備え、電子機器側にさらにACアダプター識別用の端子を備えることで、電子機器においてACアダプターの種類を識別することが可能となる。
特許文献1は、接続されたACアダプターの電圧を検出するための電圧検出端子を備え、電圧検出端子の端子電圧を検出することにより接続されたACアダプターの種類を判別する電源装置を開示している。
特開平5−83864号公報
しかしながら特許文献1が開示している構成では、ACアダプター及び電子機器の端子にACアダプターの種類を判別するための専用端子を備えているため、ACアダプターの出力端子や電子機器の入力端子の形状を変更する必要がある。換言すれば、ACアダプターの出力端子や電子機器の入力端子の形状を変更しないと、ACアダプターの種類を識別する構成を実現することができない。
本発明の変圧装置は、外部電源に接続可能な入力端子と、前記入力端子における電圧を第1の電圧値を有する電圧に変圧する第1の電圧制御部と、前記入力端子における電圧を前記第1の電圧値よりも低い第2の電圧値を有する電圧に変圧する第2の電圧制御部と、前記第1の電圧制御部及び前記第2の電圧制御部のうちいずれか一方を選択可能な切替部と、前記切替部から出力される電流の電流値を検出し、その検出結果に基づき前記切替部を切り替え制御する電流検出部と、前記切替部から出力される電力を外部に出力するための出力端子とを備え、前記電流検出部は、前記切替部から出力される電流の電流値と所定値とを比較し、前記電流値が前記所定値以上の場合は前記第1の電圧制御部を選択するよう前記切替部を制御し、前記電流値が前記所定値未満の場合は前記第2の電圧制御部を選択するよう前記切替部を制御する。
本発明の電子機器は、変圧装置を接続可能な入力端子と、前記接続端子の電圧値を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部で検出された電圧値に基づき前記変圧装置の種類を識別可能な制御部とを備え、前記制御部は、前記電圧検出部で検出された電圧値に互いに電圧値が異なる複数の電圧値が含まれている場合と、前記電圧検出部で検出された電圧値が一定である場合とで、前記変圧装置の種類を識別する。
本発明の電力供給システムは、上記変圧装置と、上記電子機器とを備えている。
本発明によれば、ACアダプターや電子機器における端子を増やさずに、ACアダプターの種類を識別することができる。
(実施の形態)
図1は、本実施の形態にかかる電子機器のブロック図である。図1に示す電子機器は、一例としてノートパソコンの構成を示している。図1に示す電子機器は、ACアダプターを介して供給される電力に基づき動作する機器である。図1に示す電子機器は、DC入力端子1、電源回路2、負荷3、電圧検出回路4、およびマイコン5を備えている。
図1は、本実施の形態にかかる電子機器のブロック図である。図1に示す電子機器は、一例としてノートパソコンの構成を示している。図1に示す電子機器は、ACアダプターを介して供給される電力に基づき動作する機器である。図1に示す電子機器は、DC入力端子1、電源回路2、負荷3、電圧検出回路4、およびマイコン5を備えている。
DC入力端子1は、ACアダプターのDC出力端子(後述)を接続可能な端子である。DC入力端子1には、直流電力が印加される。電源回路2は、DC入力端子1に印加される直流電力の電圧を負荷3に適した電圧に変換し、負荷3に電力供給する回路である。すなわち、電源回路2は、DC−DCコンバーターの機能を備えている。負荷3は、中央演算処理装置(CPU)3a、メモリー3b、ハードディスクドライブ3c、液晶ディスプレイ(LCD)3dを備えている。なお、負荷3に含まれる構成は、一般的にノートパソコンに内蔵されている構成であり、これらに限定されるものではない。電圧検出回路4は、DC入力端子1の電圧を検出し、その電圧値をマイコン5に送る回路である。マイコン5は、電圧検出回路4から送られる電圧値に基づき、ACアダプターの定格電力の種類を識別する。
図2は、本実施の形態にかかる変圧装置のブロック図である。本実施の形態では、変圧装置の一例としてACアダプターを挙げた。図2に示すACアダプターは、一例としてノートパソコンに電力供給可能なACアダプターの構成を示している。図2に示すACアダプターは、AC入力端子11、変圧回路12、第1の電圧制御回路13、第2の電圧制御回路14、スイッチ15、センス抵抗16、電流検出回路17、DC出力端子18を備えている。
AC入力端子11は、商用電源に接続可能である。AC入力端子11には、商用電源から交流電力が入力される。変圧回路12は、AC入力端子11に入力される交流電力の電圧を所定の直流電圧に変圧する回路である。すなわち、変圧回路12は、AC−DCコンバーターの機能を備えている。第1の電圧制御回路13は、変圧回路12の出力電圧を第1の電圧Vaに変圧する回路である。本実施の形態では、第1の電圧Vaは16Vとした。第2の電圧制御回路14は、変圧回路12の出力電圧を第2の電圧Vbに変圧する回路である。本実施の形態では、第2の電圧Vbは10Vとした。なお、第1の電圧と第2の電圧の値は一例であり、少なくとも異なる値であればよい。スイッチ15は、電流検出回路17からの制御により、第1の電圧制御回路13または第2の電圧制御回路14に接続される。センス抵抗16は、スイッチ15とDC出力端子18との間に接続され、電流検出回路17の電流検出に用いられる。電流検出回路17は、センス抵抗16の入力側と出力側との間に並列に接続され、センス抵抗16の入力側と出力側との電位差に基づき電流値を検出する。DC出力端子18は、電子機器のDC入力端子1(図1参照)に接続可能である。
図3は、ACアダプターの電流−電圧特性を示す特性図である。具体的には、電流検出回路17で検出された電流値と、DC出力端子18における電圧との関係を示す。図4は、ACアダプターにおける動作フローを示す。図5は、電子機器における動作フローを示す。
以下、電源供給システムの動作を説明する。
まず、ACアダプターのDC出力端子18と、電子機器のDC入力端子1とを接続する。次に、ACアダプターのAC入力端子11を商用電源に接続する。次に、電子機器が電力を受けることが可能な状態になると(図4のS1におけるYES判定)、ACアダプターにはAC入力端子11を介して電力が供給される。なお、「電子機器が電力を受けることが可能な状態」とは、例えば、電子機器における電源スイッチがオフからオンに切り替えられた状態、電子機器が自身に接続された充電池を充電することが可能な状態、電子機器における負荷電流や負荷状態が変わった状態などがある。本実施の形態では、当該状態の一例として、電子機器の電源スイッチがオフからオンに切り替えられた状態としている。
変圧回路12は、AC入力端子11に入力される電力の電圧を所定の電圧に変圧する。第1の電圧制御回路13は、変圧回路12の出力電圧を第1の電圧Vaに変圧する。第2の電圧制御回路14は、変圧回路12の出力電圧を第2の電圧Vbに変圧する。なお、スイッチ15は、電源スイッチがオフからオンに切り替えられたとき、第2の電圧制御回路14側から第1の電圧制御回路13側に切り替えるため、スイッチ15の出力端子における電圧は16Vとなる。したがって、DC出力端子18における電圧も16Vとなる。
次に、電流検出回路17は、センス抵抗16の両端の電位差に基づき電流を検出する(図4におけるS2)。このとき、電流検出回路17は、図3に示す特性図に基づき、スイッチ15の切り替え動作を制御する(図4におけるS3)。すなわち、電流検出回路17は、検出した電流値IDETと所定電流値IREFとを比較し、電流値IDETが所定電流値Ibよりも低い場合は、第2の電圧制御回路14側に接続するようスイッチ15を制御し(図4におけるS5)、電流値IDETが所定電流値IREFを越えた場合は、第1の電圧制御回路13側に接続するようスイッチ15を制御する(図4におけるS4)。なお、「所定電流値IREF」は、例えば100mAとした。
電子機器の電源スイッチがオフからオンに切り替えられて以降、ACアダプター内を流れる電流値は徐々に上昇する。電流検出回路17は、検出している電流値IDETと所定電流値IREFとを比較し続け、電流値IDETが所定電流値IREFを越えると(図4のS3におけるYES判断)スイッチ15を第1の電圧制御回路13側へ切り替えるよう制御する(図4におけるS4)。図3に示す特性図では、電流値IDETが所定電流値IREFに達するとスイッチ15を第1の電圧制御回路13側へ切り替えるため、DC出力端子18における電圧は第1の電圧(16V)となる。
すなわち、本実施の形態のACアダプターは、電子機器の電源がオフからオンに切り替えられた場合、DC出力端子18の電圧が、まず第2の電圧Vbとなり、その後第2の電圧Vbとは異なる第1の電圧Vaに変化する。なお、従来のACアダプターでは、電子機器の電源がオフからオンに切り替えられた場合、DC出力端子の電圧は本実施の形態のように複数の電圧値に変化する構成ではなく、一つの電圧値(例えば16V)となっていた。
次に、電子機器のDC入力端子1には、図3に示すように変化する電圧に基づく電力が入力される。電源回路2は、DC入力端子1に入力される電力を負荷3に含まれる各種デバイスに供給する(図5におけるS11)。
一方、電圧検出回路4は、DC入力端子1における電圧を検出し、電圧値をマイコン5へ送る(図5におけるS12)。マイコン5は、電圧検出回路4から送られる電圧値が図3に示すように変化したことを検出、すなわち第2の電圧Vbが存在することを検出すると(図5のS13におけるYES判断)、「接続されたACアダプターは第1のACアダプターである」と判断する(図5におけるS14)。一方、マイコン5は、電圧値が第1の電圧Vaのまま変化がないことを検出すると(図5のS13におけるNO判断)、「接続されたACアダプターは第2のACアダプターである」と判断する(図5におけるS15)。すなわち、マイコン5は、DC入力端子11における電圧値の変化に基づき、接続されたACアダプターの種類を判別することができる。
なお、「第1のACアダプター」は、例えば電子機器の定格電力よりも低い小電力対応のACアダプターとすることができる。「第2のACアダプター」は、例えば電子機器の定格電力対応のACアダプターとすることができる。
マイコン5は、第1のACアダプターが接続されたと判断すると(図5におけるS14)、負荷3における動作制限や機能制限を行う。すなわち、負荷3における小電力で動作可能な機能のみ実行可能なように制御する。また、マイコン5は、第2のACアダプターが接続されたと判断すると(図5におけるS15)、負荷3における動作制限や機能制限は行わない。すなわち、負荷3におけるすべての機能を実行可能なように制御する。なお、本実施の形態では、ACアダプターの識別結果に応じて負荷3の動作制御を行う構成としたが、これは一例である。識別結果に応じた負荷3の制御は、必須ではない。
本実施の形態によれば、電子機器が電力を受けることが可能な状態になると、ACアダプターの出力電圧が第2の電圧Vbから第1の電圧Vaに変化するようにし、電子機器においてその電圧変化を検出可能な構成としたことにより、DC入力端子1及びDC出力端子18に新たに接点を追加することなく、ACアダプターの種類を検出可能な構成を実現することができる。したがって、電子機器及びACアダプターにおける電源端子の仕様を変更することなく、実現することができる。
なお、本実施の形態では、電子機器が電力を受けることが可能な状態になるとACアダプターの出力電圧を第2の電圧から第1の電圧へ変化させる構成としたが、ACアダプターにおける過電流保護動作時に電圧を変化させる構成としてもよい。
本実施の形態におけるACアダプターは、本発明の変圧装置の一例である。本実施の形態におけるノートパソコンは、本発明の電子機器の一例である。本実施の形態におけるACアダプターとノートパソコンとを備えたシステムは、本発明の電力供給システムの一例である。本実施の形態におけるAC入力端子11は、本発明の変圧装置における入力端子の一例である。本実施の形態における第1の電圧制御回路13は、本発明の第1の電圧制御部の一例である。本実施の形態における第2の電圧制御回路14は、本発明の第2の電圧制御部の一例である。本実施の形態におけるスイッチ15は、本発明の切替部の一例である。本実施の形態におけるセンス抵抗16及び電流検出回路17は、本発明の電流検出部の一例である。本実施の形態におけるDC出力端子18は、本発明の出力端子の一例である。本実施の形態におけるDC入力端子1は、本発明の電子機器における入力端子の一例である。本実施の形態における電圧検出回路4は、本発明の電圧検出部の一例である。本実施の形態におけるマイコン5は、本発明の制御部の一例である。本実施の形態における負荷3は、本発明の負荷の一例である。
本発明は、変圧装置、電子機器、電力供給システムに有用である。特に、ACアダプターと、ACアダプターを介して給電を行うことができる電子機器とを備えた、電源供給システムに有用である。
1 DC入力端子
2 電源回路
3 負荷
4 電圧検出回路
5 マイコン
11 AC入力端子
12 変圧回路
13 第1の電圧制御回路
14 第2の電圧制御回路
15 スイッチ
16 センス抵抗
17 電流検出回路
18 DC出力端子
2 電源回路
3 負荷
4 電圧検出回路
5 マイコン
11 AC入力端子
12 変圧回路
13 第1の電圧制御回路
14 第2の電圧制御回路
15 スイッチ
16 センス抵抗
17 電流検出回路
18 DC出力端子
Claims (3)
- 外部電源に接続可能な入力端子と、
前記入力端子における電圧を第1の電圧値を有する電圧に変圧する第1の電圧制御部と、
前記入力端子における電圧を前記第1の電圧値よりも低い第2の電圧値を有する電圧に変圧する第2の電圧制御部と、
前記第1の電圧制御部及び前記第2の電圧制御部のうちいずれか一方を選択可能な切替部と、
前記切替部から出力される電流の電流値を検出し、その検出結果に基づき前記切替部を切り替え制御する電流検出部と、
前記切替部から出力される電力を外部に出力するための出力端子とを備え、
前記電流検出部は、
前記切替部から出力される電流の電流値と所定値とを比較し、
前記電流値が前記所定値以上の場合は前記第1の電圧制御部を選択するよう前記切替部を制御し、
前記電流値が前記所定値未満の場合は前記第2の電圧制御部を選択するよう前記切替部を制御する、変圧装置。 - 変圧装置を接続可能な入力端子と、
前記接続端子の電圧値を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出された電圧値に基づき、前記変圧装置の種類を識別する制御部とを備え、
前記制御部は、前記電圧検出部で検出された電圧値に互いに電圧値が異なる複数の電圧値が含まれている場合と、前記電圧検出部で検出された電圧値が一定である場合とで、前記変圧装置の種類を識別する、電子機器。 - 請求項1に記載の変圧装置と、請求項2に記載の電子機器とを備えた、電力供給システム。
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JP2009295359A JP2011135742A (ja) | 2009-12-25 | 2009-12-25 | 変圧装置、電子機器、およびそれらを備えた電力供給システム |
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2009
- 2009-12-25 JP JP2009295359A patent/JP2011135742A/ja active Pending
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