JP2011229239A

JP2011229239A - 充電器

Info

Publication number: JP2011229239A
Application number: JP2010095169A
Authority: JP
Inventors: Norihito Mochida; 則仁持田; Eiji Machii; 栄司町井; Yasuharu Nakamura; 康治中村
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-04-16
Filing date: 2010-04-16
Publication date: 2011-11-10

Abstract

【課題】ケーブルロス分の電圧降下の補正のみならず、充電台経由でのケーブルロス分の電圧降下の補正も行える充電器を得る。
【解決手段】充電ケーブル２のケーブルロスによる電圧降下分を補正する第１の補正信号、又は充電ケーブル２及び充電台２００のケーブルロスによる電圧降下分を補正する第２の補正信号を生成する電圧補正信号生成部１４と、電圧補正信号生成部１４が生成した補正信号に基づいて、携帯端末１００を充電するための電圧を増幅する電圧増幅部１３とを備え、電圧補正信号生成部１４は、充電ケーブル２が携帯端末１００に直接接続された場合には第１の補正信号を生成し、充電ケーブル２が充電台２００に接続された場合には第２の補正信号を生成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電可能な電子機器に用いられる充電器に関し、特に充電ケーブルを介して、若しくは充電ケーブル及び充電台（”クレイドル”とも呼ばれる）を介して充電を行う充電器に関する。

携帯端末（例えば携帯電話）の充電においては、充電ケーブルを介して充電器と直接接続する場合や、充電ケーブルと充電台を介して接続する場合とがある。いずれにおいても充電ケーブルが介在することになるので、ケーブル長に応じた電気的ロス（損失）（以下、ケーブルロスと言う）が生じる。充電器の出力端子における電圧に基づいて充電器の出力電圧制御を行うと、ケーブルロスがあるため、携帯端末の充電端子受け部における電圧が充電器の出力端における電圧より低い値となり、携帯端末の充電池を満充電することができない。特に、電圧の低下は、充電台を経由した場合に顕著になる。ケーブルロスに加えて、充電台内の配線の電気的ロスが存在するからである。

図６は、携帯端末１００と充電器１１０を充電ケーブル１２０で接続した例を示す図である。また図７は、充電器１１０の出力電圧対出力電流の特性を示す図である。図６及び図７において、充電ケーブル１２０の抵抗によって、充電ケーブル１２０の出力端子における電圧Ｖ２（この電圧Ｖ２は携帯端末１００の充電端子受け部における電圧である）が充電器１１０の出力端における電圧Ｖ１より低くなる。そこで、充電ケーブル１２０の抵抗に応じた電圧補正を行うことが考えられる。

一方、図８は、充電ケーブルの抵抗に応じた電圧補正を行った場合に、充電台経由で携帯端末１００と充電器１１０を接続した例を示す図である。また図９は、充電台１３０を使用したときの充電器１１０の出力電圧対出力電流の特性を示す図である。図８及び図９においては、充電ケーブル１２０の抵抗Ｒに応じた補正を行っているが、充電ケーブル１２０の抵抗によるロスに加えて、充電台１３０内の配線１４０の電気的ロスがあるため、携帯端末１００の充電端子受け部における電圧Ｖ３が充電ケーブル１２０の出力端子における電圧Ｖ２よりも低い値となる。

従来、ケーブルロスによる電圧低下を抑制するようにした技術が案出されている。例えば特許文献１には、出力電圧と主変圧器出力を入力として得られる無負荷電圧とを演算増幅器で加算してケーブルロスを補正することが記載されている。また、特許文献２には、負荷側回路へ供給する直流電流の検出結果を基準電圧補正回路の基準電圧に加算して配線に左右されないようにすることが記載されている。また、特許文献３には、コネクタ接続された出力ケーブルを介した電源装置において、出力電圧の検出信号を帰還して出力制御を行うことが記載されている。

特開平４−２６１３５８号公報特開２００５−０４５８５３号公報特開２００８−０５９１４５号公報

しかしながら、上述した特許文献１〜３で開示された技術は、ケーブルロス分の電圧降下の補正は可能であるが、充電台を介在させた場合、充電台経由でのケーブルロス分の電圧降下の補正はできず、良好な充電性能が得られないという課題がある。

本発明の目的は、ケーブルロス分の電圧降下の補正のみならず、充電台経由でのケーブルロス分の電圧降下の補正も行える充電器を提供することである。

本発明は、充電台を介して、又は直接電子機器に接続可能な充電ケーブルと、前記充電ケーブルのケーブルロスによる第１の電圧降下分を補正する第１の補正信号、又は前記充電ケーブル及び前記充電台のケーブルロスによる第２の電圧降下分を補正する第２の補正信号を生成する電圧補正信号生成部と、前記電圧補正信号生成部が生成した補正信号に基づいて、前記電子機器を充電するための電圧を増幅する電圧増幅部とを備え、前記電圧補正信号生成部は、前記充電ケーブルが前記電子機器に直接接続された場合には、前記第１の補正信号を生成し、前記充電ケーブルが前記充電台に接続された場合には、前記第２の補正信号を生成する充電器を提供する。

上記構成によれば、充電器が電子機器に直接接続されると、電圧補正信号生成部から充電ケーブルのケーブルロスによる第１の電圧降下分を補正する第１の補正信号が生成され、この第１の補正信号に基づいて、電子機器を充電するための電圧が増幅される。また、充電器が充電台経由で電子機器に接続されると、充電ケーブル及び充電台のケーブルロスによる第２の電圧降下分を補正する第２の補正信号が生成され、この第２の補正信号に基づいて、電子機器を充電するための電圧が増幅される。したがって、電子機器に直接接続する場合は勿論のこと充電台経由で接続しても携帯端末に規定電圧を供給できるので、常に良好な充電性能が得られる。

上記充電器において、前記電圧増幅部は、前記補正信号の電圧と所定の基準電圧との差分に応じて前記電子機器を充電するための電圧を増幅し、前記充電ケーブルは、前記電子機器に直接接続された場合に前記電子機器に接続され、かつ、前記充電台経由で接続された場合に開放される第１の心線と、前記充電台経由で接続された場合に前記充電台経由で前記電子機器に接続され、かつ、前記電子機器に直接接続された場合に開放される第２の心線とを備え、前記電圧補正信号生成部は、前記電圧増幅部に印加される電圧を、前記電子機器と前記充電器とが接続される経路に設けられた抵抗によって変化させ、前記電圧補正信号生成部は、前記第１の心線に接続される抵抗と、前記第２の心線に接続される抵抗とを異なるものとすることで、前記充電ケーブルが前記電子機器に直接接続された場合には、前記第１の補正信号を生成し、前記充電ケーブルが前記充電台に接続された場合には、前記第２の補正信号を生成する。

上記構成によれば、第１の補正信号を出力するか第２の補正信号を出力するかを、どの抵抗が電子機器と接続されたか否かによって切り替える。接続される心線の切り替えは、電子機器および充電台の簡易な回路構成の工夫によって実現できるので、補正信号の切替を簡易な構成で実現できる。

上記充電器において、前記充電ケーブルの一端に設けられ、前記充電ケーブルが前記充電台の前記充電ケーブルを接続するレセプタクルに接続されると、前記レセプタクルに設けられた突起部に接する機械的スイッチを更に備え、前記電圧補正信号生成部は、前記機械的スイッチが前記突起部に接していない場合には、前記第１の補正信号を生成し、前記機械的スイッチが前記突起部に接した場合には、前記第２の補正信号を生成する。

上記構成によれば、レセプタクルに設けられた突起部に機械的スイッチが接するか否かによって補正信号を切り替えるため、充電器の充電ケーブルを充電台に接続するだけで補正信号を充電台経由でのケーブルロスによる電圧降下分を考慮した第２の補正信号に切り替えることができる。

上記充電器において、前記充電ケーブルの一端に設けられ、前記充電ケーブルが前記充電台に接続される場合、前記充電台の前記充電ケーブルを接続するレセプタクルに設けられる磁石を検出する磁力検出部を更に備え、前記電圧補正信号生成部は、前記磁力検出部が磁石を検出していない場合には、前記第１の補正信号を生成し、前記磁力検出部が磁力を検出した場合には、前記第２の補正信号を生成する。

上記構成によれば、充電器の充電ケーブルを充電台に接続するだけで充電台経由でのケーブルロスによる電圧降下分が補正される。

また、本発明は、充電台を介して、又は直接電子機器に接続可能な充電ケーブルと、複数の異なる電圧補正パターンを記憶した補正パターン記憶部と、前記充電台に固有の固体情報に基づき、当該充電台に対応する電圧補正パターンを前記補正パターン記憶部から取得する判断部と、負荷電流を検出して電圧変換するＩ−Ｖ変換部と、前記電子機器に供給する電圧を検出する電圧検出部と、前記判断部で取得された前記電圧補正パターンと前記Ｉ−Ｖ変換部からの電圧信号を乗算した結果に、検出された前記電圧を加算する加算部と、前記加算部よる加算結果と所定の基準電圧とから誤差信号を得る電圧誤差増幅部とを備え、前記電圧誤差増幅部で得られた誤差信号に基づき前記電子機器を充電するための電圧を出力する。

上記構成によれば、充電台に固有の個体情報に基づき、当該充電台に対応する電圧補正パターンを補正パターン記憶部から取得し、取得した電圧補正パターンと負荷電流を電圧変換して得られた電圧信号とを乗算し、その乗算結果と充電用電圧とを加算し、その加算結果と所定の基準電圧との差である誤差信号を求め、この誤差信号に基づき、電子機器を充電するための電圧を出力する。したがって、充電器を充電台経由で携帯端末に接続しても携帯端末に規定電圧を供給することができ、常に良好な充電性能が得られる。

また、本発明は、充電台を介して、又は直接電子機器に接続可能な充電ケーブルと、前記充電台に固有の個体情報に基づき、正規の充電台の接続を判断する正規充電台接続判断部と、充電用電圧を出力する経路に設けられ、前記充電用電圧の遮断及び通電を行う遮断／通電スイッチと、前記正規充電台接続判断部の判断結果から正規の充電台が接続されている場合に前記遮断／通電スイッチを閉状態にし、正規の充電台以外の充電台が接続されている場合は前記遮断／通電スイッチを開状態のままにする充電許可部と、を備える充電器を提供する。

上記構成によれば、充電台に設けられた充電台情報部から固体情報を得て、正規の充電台の接続を判断し、その判断結果から正規の充電台が接続されている場合は充電を許可し、正規の充電台以外の充電台が接続されている場合は充電を許可しないので、正規でない充電台との組み合わせでの使用を防止できる。

本発明に係る充電器によれば、ケーブルロス分の電圧降下の補正のみならず、充電台経由でのケーブルロス分の電圧降下の補正も行え、常に良好な充電性能が得られる。

実施の形態１に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図実施の形態２に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図実施の形態３に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図実施の形態４に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図実施の形態５に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図携帯端末と充電器をケーブルで接続した例を示す図図６の充電器の出力電圧対出力電流の特性を示す図充電台経由で携帯端末と充電器を接続した例を示す図図６の充電器の出力電圧対出力電流の特性（充電台使用時）を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図である。同図において、本実施の形態の充電器１は、交流電源又は直流電源を入力してトランジスタ（図示略）のスイッチング動作により定電圧・定電流出力を制御するスイッチング電源回路１１と、充電器１の出力電圧である電圧Ｖｄｄから電圧Ｖａを生成する基準電圧設定部１２と、基準電圧設定部１２で設定された電圧Ｖａと基準電圧Ｖｒｅｆとの電位差を求め、その電圧差を増幅して電圧Ｖｏとして出力する電圧増幅器１３と、ケーブルロス補正及び充電台経由でのケーブルロス補正に用いられる電圧補正信号生成部１４とを備える。

充電器１には充電ケーブル２が接続されている。充電ケーブル２は、少なくとも３つの心線を有し、そのうちの２つの心線Ｌ１，Ｌ３が電源供給用に使用され、１つの心線Ｌ２が充電台使用時の補正電圧切替え用に使用される。充電ケーブル２の先端部には出力端子２１が設けられており、この出力端子２１を携帯端末１００のレセプタクル１０１又は充電台２００のレセプタクル２０１に接続して使用する。すなわち、充電器１を携帯端末１００に直接接続して充電する場合は、充電ケーブル２の出力端子２１を携帯端末１００のレセプタクル１０１に接続し、充電台経由で携帯端末１００に接続する場合は、充電ケーブル２の出力端子２１を充電台２００のレセプタクル２０１に接続する。

充電台２００は、前述したレセプタクル２０１と、携帯端末１００の充電端子受け部１０２Ａに接触させる充電端子部２０２Ａ及び携帯端末１００の充電端子受け部１０２Ｂに接触させる充電端子部２０２Ｂを有している。充電端子部２０２Ａはレセプタクル２０１の端子２０１−１と接続されており、また充電端子部２０２Ｂはレセプタクル２０１の端子２０１−５と接続されている。充電台経由での充電を行う場合、レセプタクル２０１の端子２０１−１は、充電器１の充電ケーブル２の心線Ｌ１と接続され、またレセプタクル２０１の端子２０１−５は、充電器１の充電ケーブル２の心線Ｌ２と接続される。

携帯端末１００は、前述したレセプタクル１０１及び充電端子受け部１０２Ａ，１０２Ｂの他に、逆流保護用のダイオード１０３、充電制御部１０４、及び充電池１０５を有している。充電制御部１０４は充電池１０５に対する充電制御を行う。
充電器１において、スイッチング電源回路１１は出力電圧及び出力電流の検出結果を基に定電圧及び定電流制御を行う。定電圧制御は電圧増幅器１３の出力電圧Ｖｏに基づいて行われる。基準電圧設定部１２は、直列接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２から構成され、その一端が負荷電流の流れる線路の高圧側（Ｖｄｄ側）に接続され、他端がグランド側に接続される。また、直列接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点が電圧増幅器１３の２つの入力端の一方に接続される。

電圧補正信号生成部１４は、抵抗Ｒ３，Ｒ４から構成され、各抵抗が負荷電流の流れる経路に直列に介挿される。また、抵抗Ｒ３の接続点が充電ケーブル２内の心線Ｌ３に、抵抗Ｒ４の接続点が充電ケーブル２内の心線Ｌ２に接続される。電圧補正信号生成部１４は、充電器１の充電ケーブル２を携帯端末１００に直接接続した場合と、充電台経由で接続した場合とで電圧Ｖａを異なるものにし、それぞれの場合において携帯端末１００のレセプタクル１０１又は充電端子受け部１０２Ａ，１０２Ｂにおける電圧が一定になるようにするものである。

すなわち、充電器１が携帯端末１００に直接接続された場合と、充電台経由で接続された場合とで、Ｖａを切り替えることで、電圧増幅器１３による増幅量を変化させる。これにより、充電器１の充電ケーブル２を携帯端末１００に直接接続した場合と、充電台経由で接続した場合とで同じ規定電圧が携帯端末１００に印加されるようにする。なお、特に断らない限り、以下の説明では、印加される電圧Ｖａを「補正信号」とも呼ぶ。

以下、充電器１が直接接続と充電台経由の接続とで同じ既定電圧が印加されるようにしている原理を説明する。まず、基準電圧Ｖｒｅｆを（１）式で表すものに設定する。

基準電圧Ｖｒｅｆ＝Ｒ２×Ｖｄｄ／（Ｒ１＋Ｒ２）（１）式

この場合、ケーブルロスがないと仮定した場合、ＶａをＶｒｅｆと同じ値にすることで電圧補正が起こらないようにすればよい。しかし、上述したとおり、本実施の形態では、直接接続の場合と充電台経由での接続の場合それぞれで、ケーブルロスが発生する。

まず、直接接続の場合のケーブルロスを考える。充電器１の出力端１６における電圧をＶ１、充電ケーブル２の出力端子２１における電圧をＶ２とすると、ケーブルロスによる電圧降下はＶ１−Ｖ２となる。上述したとおり、電圧増幅器１３は、ＶｒｅｆとＶａの差分に相当する電圧を増幅する。したがって、この場合には、基準電圧Ｖａの方を、ＶｒｅｆよりもＶ１−Ｖ２だけ下げることで適切な電圧補正を行うことが出来る。ここで、充電ケーブル２のケーブルロスは負荷電流Ｉの大きさに比例して大きくなり、定電流に達した時点で最大となる。したがって、Ｖ１−Ｖ２は、（Ｖ１−Ｖ２）＝Ｒ４×Ｉと抵抗×電流値の形で表すことができる。したがって、Ｒ４を上記の式が成立する値とし、直接接続の場合に抵抗Ｒ４が携帯端末に接続されるようにすれば、電圧Ｖ１が直接接続でのケーブルロスに相当する電圧が加算された値に増幅され、適切な電圧補正を行うことができる。ここで、（Ｖ１−Ｖ２）の値は、実験等によって事前に計測することが可能であるので、充電器１内に上記の式を満たすＲ４を事前に組み込むことで直接接続の場合のケーブルロスを補正することができる。

続いて、充電器１を充電台経由で携帯端末１００に接続する場合について説明する。この場合、充電台経由でのケーブルロス分による電圧降下があるので、抵抗Ｒ４を用いた電圧補正では不十分である。ここで、充電台を経由した場合の充電端子の出力電圧をＶ３とすると、ケーブルロスによる電圧降下は（Ｖ１−Ｖ３）となる。直接接続の場合と同様に、ケーブルロスは負荷電流Ｉの大きさに比例して大きくなるため、（Ｖ１−Ｖ３）＝Ｒ３×Ｉという形で表すことができる。したがって、Ｒ３をこの式を満たす値にすることで、電圧Ｖ１が充電台経由でのケーブルロスに相当する電圧が加算された値に増幅され、適切に補正することが出来る。なお、Ｒ３の値は、Ｒ４と同様、実験等によって事前に決定することができる。

ここで、充電台経由での接続と直接接続の場合の両方で適切な電圧補正を行うためには、どちらの方法で接続されたかによって接続先をＲ４とＲ３に切り替える必要がある。そのため、本実施の形態では、図1に示すとおり、充電台経由での接続の場合は、抵抗Ｒ３が接続されている心線Ｌ３は充電台経由で携帯端末１００の充電端子受け部１０２Ｂに接続され、抵抗Ｒ４が接続されている心線Ｌ２は開放される。また、直接接続の場合は、抵抗Ｒ４が接続されている心線Ｌ２がレセプタクル１０１の端子１０１−５を経由して充電端子受け部１０２Ｂと同じグラウンドに接続され、抵抗Ｒ３が接続されている心線Ｌ３はレセプタクル１０１の端子１０１−４に接続されて開放される。

このようにすることで、充電器１が携帯端末１００に直接接続されると、電圧補正信号生成部１４から、基準電圧Ｖｒｅｆよりもケーブルロスに相当する電圧分低い電圧Ｖａ（この電圧Ｖａが第１の補正信号に相当する）が電圧増幅部１３に印加される。また、充電台経由で携帯端末１００に接続されると、電圧補正信号生成部１４から、基準電圧Ｖｒｅｆよりも充電台経由のケーブルロスに相当する電圧分低い電圧Ｖａ（この電圧Ｖａが第２の補正信号に相当する）が電圧増幅部１３に印加される。これによって、電圧増幅部１３において、ＶｒｅｆとＶａとの間に、それぞれの接続方法におけるケーブルロスに相当する差ができ、どちらの方法で接続した場合でも適切な電圧補正が行われる。

このように本実施の形態の充電器１によれば、直接接続及び充電台経由それぞれの場合に、それぞれのケーブルロスに相当する電圧分だけ、電圧増幅部１３に印加する電圧Ｖａを低下させる補正信号生成部１４を備えたので、携帯端末１００に直接接続する場合は勿論のこと、充電台経由で接続しても携帯端末１００に規定電圧を供給できるので、常に良好な充電性能が得られる。また、補正電圧の切替を、簡易な構成で実現できるので、コストアップを最小限に抑えることができる。すなわち、本実施の形態では、ケーブル内の心線Ｌ、充電台、及び、充電器内の配線の工夫することで補正電圧の切替を実現している。そのため、メカニカルスイッチ等の、充電台または充電器の外観に影響を与える部品を追加する必要がなく、充電台または充電器の外観のデザインに高い自由度を持たせることができる。また、部品点数を減らすことができるので、充電台または充電器の製造コストを下げることもできる。

なお、本実施の形態では、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４を使い分けることで電圧Ｖａを切り替えていたが、抵抗の配置はこれに限られるものではない。例えば、複数の抵抗を直列に接続し、充電台経由の場合には複数の抵抗に、直接接続の場合にはその一部の抵抗にのみ接続されるよう配線を工夫しても同様の効果が得られる。

また、本実施の形態では、電圧増幅部１３に印加する電圧Ｖａを下げることで増幅量を変化させていたが、これに限られるものではない。回路構成を変更すれば、電圧増幅部１３に印加する電圧Ｖａを上げることで増幅量を変化させることも可能である。本実施の形態を例に説明すると、ＶａとＶｒｅｆの端子を逆にすれば、このような構成が得られる。

（実施の形態２）
図２は、実施の形態２に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図である。なお、同図において前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。

前述した実施の形態１の充電器１は、回路構成の工夫により、直接接続の場合と充電台経由の場合とで、電圧Ｖａを変化させる抵抗を切り替えるものであったが、本実施の形態の充電器３０は、電圧補正信号生成部１４での抵抗の切替えを機械的に行うものである。本実施の形態の充電器３０は、充電台２００のレセプタクル２０１に設けた突起部３１と、突起部３１を検出して補正電圧の切替えを行う突起検出部３２とを備えている。

突起検出部３２は、電圧補正信号生成部１４の抵抗Ｒ３，Ｒ４の切替えを行う機械的スイッチ３２ａと、一端が機械的スイッチ３２ａの可動接点ｃに連結され、他端が突起検出部３２の本体に連結された連結ロッド３２ｂとを有する。突起検出部３２の本体は充電ケーブル２の先端部分に取付けられる。機械的スイッチ３２ａは、可動接点ｃの切替えを機械的に行うものであり、突起検出部３２の連結ロッド３２ｂの前後の動きに応じてが固定接点ａ側と固定接点ｂ側に交互に切り替わる。

充電器３０を充電台経由で携帯端末１００に接続した場合、突起検出部３２の本体が充電台２００側に取付けた突起部３１に当たり、その後の押込みによって連結ロッド３２ｂが充電器３０側に押込まれて、機械的スイッチ３２ａの可動接点ｃを固定設定ｂ側に切替える。機械的スイッチ３２ａの可動接点ｃが固定設定ｂ側に切り替わることで電圧補正信号生成部１４は抵抗Ｒ３に接続される構成となり、充電台経由のケーブルロスに相当する電圧が基準電圧設定部１２の電圧Ｖａで減算されて充電台経由でのケーブルロスによる電圧降下分の電圧補正が行われる。

一方、充電器３０を携帯端末１００に直接接続した場合は、突起検出部３２における機械的な動作な一切行われず、機械的スイッチ３２ａの可動接点ｃは固定設定ａ側に切り替わった状態を維持する。この状態では、電圧補正信号生成部１４は抵抗Ｒ４に接続されるので、直接接続時のケーブルロスに相当する電圧が基準電圧設定部１２の電圧Ｖａから減算されてケーブルロスによる電圧降下分の電圧補正が行われる。

このように本実施の形態の充電器３０によれば、ケーブルロス補正用の補正電圧及び充電台経由用の補正電圧を発生する電圧補正信号生成部１４と、充電台２００のレセプタクル２０１に設けた突起部３１と、突起部３１に当たることで、電圧補正信号生成部１４で発生する補正電圧を充電台経由用に切替える突起検出部３２とを備えたので、携帯端末１００に直接接続する場合は勿論のこと、充電台経由で接続しても携帯端末１００に規定電圧を供給できるので、常に良好な充電性能が得られる。また、補正電圧の切替を簡易な構成で実現できるので、コストアップを最小限に抑えることができる。なお、実施の形態２では、実施の形態１とは異なり、抵抗の切り替えのために心線を使用する必要がない。したがって、実施の形態２は、心線を他の通信に用いる場合などに特に有用である。

（実施の形態３）
図３は、実施の形態３に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図である。なお、同図において前述した図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。

前述した実施の形態２の充電器３０は、電圧補正信号生成部１４での抵抗の切替えを機械的に行うようにしたものであったが、本実施の形態の充電器５０は、電気的に行うようにしたものである。本実施の形態の充電器５０は、充電台２００のレセプタクル２０１に設けた磁石５１と、磁石５１を検出して補正電圧の切替えを行う磁力検出部５２とを備えている。

磁力検出部５２は、電圧補正信号生成部１４の抵抗Ｒ３，Ｒ４の切替えを行う電子スイッチ５２ａを有し、配線５２ｂを通して電子スイッチ５２ａの可動接点ｃの切替えを行う。磁力検出部５２にはホール素子等の磁気検出素子が用いられる。磁力検出部５２は磁気を検出することで電子スイッチ５２ａの可動接点ｃの切替えを行う。すなわち、充電器５０を充電台２００経由で携帯端末１００に接続した場合、磁力検出部５２は充電台２００側に取付けられた磁石５１の磁気を検出し、電子スイッチ５２ａの可動接点ｃを固定設定ｂに切替える。電子スイッチ５２ａの可動接点ｃが固定設定ｂ側に切り替わることで、電圧補正信号生成部１４は抵抗Ｒ３に接続される構成となり、充電台経由でのケーブルロスに相当する電圧が、基準電圧設定部１２の電圧Ｖａから減算されて充電台経由でのケーブルロスによる電圧降下分の電圧補正が行われる。

一方、充電器５０を携帯端末１００に直接接続した場合は、磁力検出部５２による磁気検出が行われず、電子スイッチ５２ａの可動接点ｃは固定設定ａ側に切り替わった状態を維持する。この状態では、電圧補正信号生成部１４は抵抗Ｒ４に接続される構成となるので、直接接続時のケーブルロスに相当する電圧が基準電圧設定部１２の電圧Ｖａから減算されてケーブルロスによる電圧降下分の電圧補正が行われる。

このように本実施の形態の充電器５０によれば、ケーブルロス補正用の補正電圧及び充電台経由用の補正電圧を発生する電圧補正信号生成部１４と、充電台２００のレセプタクル２０１に設けた磁石５１と、磁気を検出することで、電圧補正信号生成部１４で発生する補正電圧を充電台経由用に切替える磁力検出部５２とを備えたので、携帯端末１００に直接接続する場合は勿論のこと、充電台経由で接続しても携帯端末１００に規定電圧を供給できるので、常に良好な充電性能が得られる。また、補正電圧の切替を簡易な構成で実現できるので、コストアップを最小限に抑えることができる。なお、実施の形態３では、実施の形態１とは異なり、抵抗の切り替えのために心線を使用する必要がない。また、実施の形態２とは異なり、外観に影響を与えるような構成は必要ない。したがって、実施の形態３は、心線を他の通信に用いる場合であっても、充電台及び充電器の外観のデザインの自由度を高めることができる。

（実施の形態４）
図４は、実施の形態４に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図である。なお、同図において前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。

前述した実施の形態１〜３の充電器１，３０，５０は、ケーブルロスによる電圧補正を専用の回路構成でアナログ的に処理するものであったが、本実施の形態の充電器７０は、ケーブルロスによる電圧補正をマイクロコンピュータなどのＣＰＵ（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit でも良い）でデジタル的に処理するものである。

本実施の形態の充電器７０では、充電台２００に充電台情報部７２を設けて、充電台を識別できる個体情報が得られるようにし、この個体情報を充電台２００のレセプタクル２０１のグランド端子とは別の未使用の端子を介して充電器７０側へ伝送するようにしている。この場合、個体情報の伝送には充電ケーブル２の心線Ｌ３を用いている。充電台情報部７２は２つの抵抗Ｒ５，Ｒ６を有して構成され、充電台２００の充電端子部２０２Ａ，２０２Ｂの間の電圧を抵抗分圧することで個体情報を得る。

充電器７０のＣＰＵ７１は、Ａ／Ｄ変換部７１０と、補正パターン記憶部７１１と、判断部７１２と、Ｉ−Ｖ変換部７１３と、Ａ／Ｄ変換部７１４と、乗算部７１５と、電圧検出部７１６と、Ａ／Ｄ変換部７１７と、加算部７１８と、電圧増幅部７１９と、Ｄ／Ａ変換部７２０とを備えている。Ａ／Ｄ変換部７１０は、充電台情報部７２より得られる個体情報をデジタル信号に変換する。補正パターン記憶部７１１は、複数の充電台それぞれに応じた電圧補正パターンを記憶している。判断部７１２は、Ａ／Ｄ変換部７１０でデジタル信号に変換された個体情報に基づいて充電台２００を識別し、例えば”Ａ”という充電台２００が接続されたと判断すると、補正パターン記憶部７１１に記憶されているＡ充電台２００に対応する電圧補正パターンを読み出して乗算部７１５へ出力する。

Ｉ−Ｖ変換部７１３は、負荷電流が流れる経路に介挿され、当該経路を流れる負荷電流を検出し、電圧信号に変換して出力する。Ａ／Ｄ変換部７１４は、Ｉ−Ｖ変換部７１３から出力された電圧信号をデジタル信号に変換して出力する。乗算部７１５は、補正パターン記憶部７１１から読み出された電圧補正パターンとＡ／Ｄ変換部７１４から出力されたデジタル信号を乗算し、その結果を出力する。電圧検出部７１６は、スイッチング電源回路１１から出力される電圧Ｖｄｄに応じた電圧を検出する。Ａ／Ｄ変換部７１７は、電圧検出部７１６で検出された電圧をデジタル信号に変換し、出力する。加算部７１８は、乗算部７１５による乗算結果とＡ／Ｄ変換部７１７から出力された検出信号を加算し、その結果を出力する。電圧増幅部７１９は、加算部７１８から出力された加算結果と所定の基準電圧Ｖｒｅｆとの差をとり、その差を誤差信号として出力する。Ｄ／Ａ変換部７２０は、電圧増幅部７１９から出力された誤差信号をアナログ信号に変換し、出力する。

アナログ信号に変換された誤差信号をスイッチング電源回路１１が入力し、入力した誤差信号に基づいて出力電圧Ｖｄｄを調整する。充電器７０が充電台経由で携帯端末１００に接続された場合と、携帯端末１００に直接接続された場合とで電圧増幅部７１９から出力される誤差信号の値が異なり、それぞれの値に応じた電圧がスイッチング電源回路１１から出力される。

このように、ＣＰＵ７１では、充電台情報部７２より得られる個体情報をＡ／Ｄ変換部７１０でデジタル信号に変換し、このデジタル信号に基づいて判断部７１２が”Ａ”の充電台２００の接続を判断し、補正パターン記憶部７１１に記憶されている複数の異なる電圧補正パターからＡ充電台用の電圧補正パターンを読み出す。一方、負荷電流をＩ−Ｖ変換部７１３で電圧信号に変換し、さらにそのアナログの電圧信号をＡ／Ｄ変換部７１４でデジタル信号に変換して、乗算部７１５で充電台用の電圧補正パターンと乗算を行い、この乗算結果とスイッチング電源回路１１から出力された電圧を検出した検出信号を加算演算した結果と所定の基準電圧Ｖｒｅｆとを電圧増幅部７１９に入力し、得られた誤差信号を電圧帰還信号としてスイッチング電源回路１１に入力する。

このようにしてＣＰＵ７１は充電台２００を検出することで充電台経由用の補正電圧に切り替えるので、充電台経由でも携帯端末１００に規定電圧を供給することができる。マイクロコンピュータなどのＣＰＵを使用したプログラマブルな構成とすることで、充電台２００の種類が増えてもプログラムを変更するだけで簡単に対応させることができる。

このように本実施の形態の充電器７０によれば、充電台２００側に設けた充電台情報部７２から得られる個体情報から充電台２００を識別し、識別した充電台２００に対応する電圧補正パターンを補正パターン記憶部７１１から読み出し、読み出した電圧補正パターンと負荷電流を電圧変換して得られたデジタル信号とを乗算して、その乗算結果とスイッチング電源回路１１から出力される電圧Ｖｄｄを検出した電圧とを加算し、その加算結果と所定の基準電圧Ｖｒｅｆとの差である誤差信号を求め、この誤差信号を電圧帰還信号としてスイッチング電源回路１１に入力する。

これにより、充電器７０を充電台経由で携帯端末１００に接続しても携帯端末１００に規定電圧を供給することができ、常に良好な充電性能が得られる。また、プログラムを変更するだけで、様々な充電台に対応できる。また、補正電圧の切替を簡易な構成で実現できるので、コストアップを最小限に抑えることができる。また、充電台２００の個体情報を抵抗分圧によって得る構成としたので、充電台２００の識別を簡易な構成で実現することができる。

（実施の形態５）
図５は、実施の形態５に係る充電器の概略構成と充電台の概略構成及び携帯端末の充電回路の概略構成を示す図である。なお、同図において前述した図１と共通する部分には同一の符号を付けてその説明を省略する。

本実施の形態の充電器９０は、正規の充電台以外の充電台と組み合わせで使用された場合に異常と判断して充電を行わないようにして、正規でない充電台との組み合わせでの使用を防止するようにしたものである。本実施の形態の充電器９０は、充電台２００に設けられた充電台情報部９１から個体情報を得て、正規の充電台の接続を判断する正規充電台接続判断部９２と、正規充電台接続判断部９２の判断結果から正規の充電台が接続されている場合にスイッチング電源回路１１の出力側経路に介挿されたスイッチ９３を閉状態にして充電を許可し、正規でない充電台が接続されている場合はスイッチ９３を開状態のままにする充電許可部９４とを備えている。

充電台情報部９１は、前述した実施の形態５の充電器７０の充電台情報部７２と同様に２つの抵抗Ｒ５，Ｒ６を有して構成され、充電台２００の充電端子部２０２Ａ，２０２Ｂの間の電圧を抵抗分圧することで個体情報を得る。また、充電台情報部７２より得られる個体情報を充電台２００のレセプタクル２０１のグランド端子とは別の未使用の端子を介して充電器９０側へ伝送するようにしている。この場合、個体情報の伝送には充電ケーブル２の心線Ｌ３を用いている。

このように本実施の形態の充電器９０によれば、充電台２００に設けられた充電台情報部９１から個体情報を得て、この個体情報から正規の充電台の接続を判断する正規充電台接続判断部９２と、正規充電台接続判断部９２の判断結果から正規の充電台が接続されている場合にスイッチング電源回路１１の出力側経路に介挿されたスイッチ９３を閉状態にして充電を許可する充電許可部９４とを備えて、正規の充電台以外の充電台と組み合わせで使用された場合に異常と判断して充電を行わないようにしたので、不正規の充電台との組み合わせでの使用を防止できる。

なお、本実施の形態の充電器９０では、電気的に動作する電子スイッチ９３を用いたが、実施の形態２の充電器３０が有する機械的スイッチ３２ａと同様の機械的スイッチを用いてもよい。この場合、充電許可部９４は、機械的スイッチを動作させる機構を有する必要がある。

また、本実施の形態の充電器９０の正規充電台接続判断部９２、スイッチ９３及び充電許可部９４を前述した実施の形態１〜４の充電器１，３０，５０，７０に適用することで、それぞれの充電器１，３０，５０，７０においても不正規な組み合わせでの使用を防止することができる。正規の充電台には、実施の形態１の充電器１の電圧増幅器１３、及び電圧補正信号生成部１４、実施の形態２の充電器３０の突起部３１及び突起検出部３２、実施の形態３の充電器５０の磁石５１及び磁力検出部５２、及び実施の形態４の充電器７０の充電台情報部７２（充電台情報部９１と同じもの）のうちのいずれか１つを用いるとよい。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明に係る充電器は、ケーブルロス分の電圧降下の補正のみならず、充電台経由でのケーブルロス分の電圧降下の補正も行えるといった効果を有し、携帯電話やＰＤＡ等の充電可能な電子機器への適用が可能である。

１、３０、５０、６０、７０充電器
２充電ケーブル
１１スイッチング電源回路
１２基準電圧設定部
１３電圧増幅器
１４電圧補正信号生成部
１６出力端
２１出力端子
３１突起部
３２突起検出部
３２ａ機械的スイッチ
３２ｂ連結ロッド
５１磁石
５２磁力検出部
５２ａ、９３電子スイッチ
５２ｂ配線
７１ＣＰＵ
７２、９１充電台情報部
９２正規充電台接続判断部
９４充電許可部
１００携帯端末
１０１、２０１レセクタプル
１０２Ａ、１０２Ｂ充電端子受け部
１０３ダイオード
１０４充電制御部
１０５充電池
２００充電台
２０１−１、２０１−４、２０１−５端子
２０２Ａ、２０２Ｂ充電端子部
７１０、７１４、７１７Ａ／Ｄ変換部
７１１補正パターン記憶部
７１２判断部
７１３Ｉ−Ｖ変換部
７１５乗算部
７１６電圧検出部
７１８加算部
７１９電圧増幅部
７２０Ｄ／Ａ変換部
Ｌ１〜Ｌ４心線

Claims

充電台を介して、又は直接電子機器に接続可能な充電ケーブルと、
前記充電ケーブルのケーブルロスによる第１の電圧降下分を補正する第１の補正信号、又は前記充電ケーブル及び前記充電台のケーブルロスによる第２の電圧降下分を補正する第２の補正信号を生成する電圧補正信号生成部と、
前記電圧補正信号生成部が生成した補正信号に基づいて、前記電子機器を充電するための電圧を増幅する電圧増幅部とを備え、
前記電圧補正信号生成部は、
前記充電ケーブルが前記電子機器に直接接続された場合には、前記第１の補正信号を生成し、
前記充電ケーブルが前記充電台に接続された場合には、前記第２の補正信号を生成する、
充電器。
請求項１に記載の充電器であって、
前記電圧増幅部は、前記補正信号の電圧と所定の基準電圧との差分に応じて前記電子機器を充電するための電圧を増幅し、
前記充電ケーブルは、
前記電子機器に直接接続された場合に前記電子機器に接続され、かつ、前記充電台経由で接続された場合に開放される第１の心線と、
前記充電台経由で接続された場合に前記充電台経由で前記電子機器に接続され、かつ、前記電子機器に直接接続された場合に開放される第２の心線とを備え、
前記電圧補正信号生成部は、前記電圧増幅部に印加される電圧を、前記電子機器と前記充電器とが接続される経路に設けられた抵抗によって変化させ、
前記電圧補正信号生成部は、前記第１の心線に接続される抵抗と、前記第２の心線に接続される抵抗とを異なるものとすることで、
前記充電ケーブルが前記電子機器に直接接続された場合には、前記第１の補正信号を生成し、前記充電ケーブルが前記充電台に接続された場合には、前記第２の補正信号を生成する、
充電器。
請求項１に記載の充電器であって、
前記充電ケーブルの一端に設けられ、前記充電ケーブルが前記充電台の前記充電ケーブルを接続するレセプタクルに接続されると、前記レセプタクルに設けられた突起部に接する機械スイッチを更に備え、
前記電圧補正信号生成部は、
前記機械的スイッチが前記突起部に接していない場合には、前記第１の補正信号を生成し、
前記機械的スイッチが前記突起部に接した場合には、前記第２の補正信号を生成する、
充電器。
請求項１に記載の充電器であって、前記充電ケーブルの一端に設けられ、前記充電ケーブルが前記充電台に接続される場合、前記充電台の前記充電ケーブルを接続するレセプタクルに設けられる磁石を検出する磁力検出部を更に備え、
前記電圧補正信号生成部は、
前記磁力検出部が磁石を検出していない場合には、前記第１の補正信号を生成し、
前記磁力検出部が磁力を検出した場合には、前記第２の補正信号を生成する、
充電器。
充電台を介して、又は直接電子機器に接続可能な充電ケーブルと、
複数の異なる電圧補正パターンを記憶した補正パターン記憶部と、
前記充電台に固有の固体情報に基づき、当該充電台に対応する電圧補正パターンを前記補正パターン記憶部から取得する判断部と、
負荷電流を検出して電圧変換するＩ−Ｖ変換部と、
前記電子機器に供給する電圧を検出する電圧検出部と、
前記判断部で取得された前記電圧補正パターンと前記Ｉ−Ｖ変換部からの電圧信号を乗算した結果に、検出された前記電圧を加算する加算部と、
前記加算部よる加算結果と所定の基準電圧とから誤差信号を得る電圧誤差増幅部とを備え、
前記電圧誤差増幅部で得られた誤差信号に基づき前記電子機器を充電するための電圧を出力する、
充電器。
充電台を介して、又は直接電子機器に接続可能な充電ケーブルと、
前記充電台に固有の個体情報に基づき、正規の充電台の接続を判断する正規充電台接続判断部と、
充電用電圧を出力する経路に設けられ、前記充電用電圧の遮断及び通電を行う第３のスイッチと、
前記正規充電台接続判断部の判断結果から正規の充電台が接続されている場合に前記第３のスイッチを閉状態にし、正規の充電台以外の充電台が接続されている場合は前記第３のスイッチを開状態のままにする充電許可部とを備える、
充電器。