JP2012178934A - Ac/dc adapter and power system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an AC/DC adapter that reduces standby power.SOLUTION: A smoothing electrolytic capacitor C3 has impedance greater than standard impedance for suppressing a ripple voltage below a standard value. With a primary power plug 11 connected to an outlet, a ripple voltage appearing on a voltage line DC+ is greater than the standard value. A comparator 31 lowers an output voltage to a standby voltage when the ripple voltage is greater than a threshold. A capacitor characteristically combined with the electrolytic capacitor C3 to provide impedance not greater than the standard impedance is connected to an input circuit of a load. When a secondary power plug 17 is connected to the load, the ripple voltage is suppressed below the standard value and the comparator 31 returns the output voltage to a rated voltage.

Description

本発明は電気機器に使用するAC/DCアダプタの待機電力を低減する技術に関し、さらに詳細にはAC/DCアダプタが単体状態のときだけでなく電気機器に接続されたときにも待機電力を低減する技術に関する。   The present invention relates to a technology for reducing standby power of an AC / DC adapter used for an electric device, and more specifically, reduces standby power not only when the AC / DC adapter is in a single state but also when connected to the electric device. Related to technology.

近年、電気機器の待機時消費電力(以後、待機電力という)による電力の浪費を軽減することが一層重要になってきている。待機電力とは、電気機器がその本来の効用を発揮していないときに消費する電力のことをいい、たとえばテレビ、ビデオデッキ、エアコンなどがリモコンによる操作を待ち受けているときに消費する電力などがそれに該当する。ノートブック型携帯式コンピュータ(以下、ノートPCという。)は、携帯時には内蔵の電池から電力の供給を受けるが、オフィスでは商用電源の交流電圧を直流電圧に変換するAC/DCアダプタから電力の供給を受けて動作する。   In recent years, it has become more important to reduce power consumption due to standby power consumption (hereinafter referred to as standby power) of electrical equipment. Standby power refers to the power consumed when an electrical device is not performing its original utility. For example, the power consumed when a TV, VCR, air conditioner, etc. is waiting for a remote control operation. That is true. Notebook-type portable computers (hereinafter referred to as notebook PCs) receive power from built-in batteries when they are carried, but in offices, power is supplied from AC / DC adapters that convert AC voltage of commercial power into DC voltage. To work.

AC/DCアダプタは、ノートPCの発熱量の低減、軽量化、および小型化などの理由で、ノートPCから分離した装置として提供される。AC/DCアダプタは一次電源プラグが商用電源のアウトレットに接続され2次電源プラグがノートPCの電源ジャックに接続される。アウトレットは机の下の床面や壁などのような利用者がアクセスしにくい場所にあるので、通常の使用状態では、2次電源プラグを接続しないときにも一次電源プラグはアウトレットに接続している。   The AC / DC adapter is provided as a device separated from the notebook PC for reasons such as a reduction in heat generation, weight reduction, and miniaturization of the notebook PC. The AC / DC adapter has a primary power plug connected to a commercial power outlet and a secondary power plug connected to a power jack of the notebook PC. Since the outlet is in a place that is difficult for the user to access, such as the floor or wall under the desk, the primary power plug should be connected to the outlet even when the secondary power plug is not connected in normal use. Yes.

一次電源プラグが商用電源のアウトレットに接続され、2次電源プラグがノートPCのジャックに接続されていないAC/DCアダプタの状態を単体状態といい、2次電源プラグがノートPCのジャックに接続された状態を接続状態ということにする。AC/DCアダプタは内部の一次側に発振回路を有しているため、単体状態でも一次プラグが商用電源に接続されている限り発振回路が動作し続けて待機電力が発生する。AC/DCアダプタの本体には、一般的にコスト、安全性および操作性などの観点から単体状態のときに発振回路を停止する機械的なスイッチは設けていない。   The state of the AC / DC adapter in which the primary power plug is connected to the outlet of the commercial power supply and the secondary power plug is not connected to the jack of the notebook PC is called a single state, and the secondary power plug is connected to the jack of the notebook PC This state is called a connection state. Since the AC / DC adapter has an oscillation circuit on the primary side of the AC / DC adapter, the oscillation circuit continues to operate and generates standby power as long as the primary plug is connected to the commercial power supply even in a single state. In general, the AC / DC adapter main body is not provided with a mechanical switch for stopping the oscillation circuit in a single state from the viewpoint of cost, safety and operability.

特許文献1は、制御端子を備えるAC/DCアダプタが単体状態および接続状態のいずれにおいても、PWM回路を間欠的に動作させて待機電力を低減する技術を開示する。特許文献2は、電子機器に2線コードを用いて接続するACアダプタの待機電力を削減する技術を開示する。この技術においては、ACアダプタの中に損失が小さい無負荷時用の電源回路と定格負荷用の電源回路を用意し、出力電圧の大きさを検出してプラグが電子機器に接続されたか否かを判断していずれかの電源回路に切り換えている。   Patent Document 1 discloses a technique for reducing standby power by intermittently operating a PWM circuit regardless of whether an AC / DC adapter including a control terminal is a single unit or a connected state. Patent Document 2 discloses a technique for reducing standby power of an AC adapter connected to an electronic device using a two-wire cord. In this technology, a power circuit for no load and a power circuit for rated load with low loss are prepared in the AC adapter, and whether the plug is connected to the electronic device by detecting the magnitude of the output voltage. Is switched to one of the power supply circuits.

特許文献3は、待機状態にあるACアダプタの動作を2本の電線を使って完全に停止して待機電力を節減する技術について開示する。機器のスイッチがオフになって出力電圧が低下すると、フォト・カプラが動作してラッチ回路をリセットし発振回路を停止させる。また、機器のスイッチがオンになると、内部電池から流れた電流を電流検出回路が検出し、フォト・カプラを動作させることによってラッチ回路をセットして発振回路を動作させる。このような構成によって2本の電線であっても機器側のスイッチのオンおよびオフに応じて発振回路の動作を制御することができる。さらに、ACアダプタを機器から外した時にも発振回路を停止することができる。   Patent Literature 3 discloses a technique for reducing standby power by completely stopping the operation of an AC adapter in a standby state using two wires. When the switch of the device is turned off and the output voltage decreases, the photocoupler operates to reset the latch circuit and stop the oscillation circuit. When the switch of the device is turned on, the current detection circuit detects the current flowing from the internal battery, and operates the photocoupler to set the latch circuit and operate the oscillation circuit. With such a configuration, even with two electric wires, the operation of the oscillation circuit can be controlled according to the on / off state of the switch on the device side. Furthermore, the oscillation circuit can be stopped when the AC adapter is removed from the device.

特許第4489748号Japanese Patent No. 4487748 特開2003−111418号公報JP 2003-111418 A 特開2000−308257号公報JP 2000-308257 A

特許文献1の発明では、待機時にAC/DCアダプタを間欠動作させるために2次電源プラグに制御端子を必要とする。ノートPCは、プロセッサ、ディスプレイ、ハードディスク・ドライブ、および電池を充電する充電器などが多くの電力を消費する。AC/DCアダプタの定格電力は経済性の観点から、システムが最大消費電力で動作するときには電池の充電ができないように選定する場合がある。この場合、システムの消費電力とAC/DCアダプタの定格電力の差を利用して電池を充電するため、システムは現在接続されているAC/DCアダプタの定格電力を認識する必要がある。   In the invention of Patent Document 1, a control terminal is required for the secondary power plug in order to intermittently operate the AC / DC adapter during standby. In a notebook PC, a processor, a display, a hard disk drive, a charger for charging a battery, and the like consume a lot of power. The rated power of the AC / DC adapter may be selected so that the battery cannot be charged when the system operates at the maximum power consumption from the viewpoint of economy. In this case, since the battery is charged using the difference between the power consumption of the system and the rated power of the AC / DC adapter, the system needs to recognize the rated power of the currently connected AC / DC adapter.

1つのノートPCに、さまざまな定格電力のAC/DCアダプタが接続できれば都合がよい。たとえば、オフィスでは大きな容量のAC/DCアダプタを使用すれば電池の充電を常に確保しておくことができる。これに対して移動先では容量の小さなAC/DCアダプタを使用すれば、携帯時の負担が軽減する。そのときAC/DCアダプタが2次電源プラグに識別端子を設けておけば、2次電源プラグが接続されたときにシステムがAC/DCアダプタの定格電力を認識することができる。特許文献1の発明のように制御端子をPWM回路の制御に利用する場合には、さらに識別端子を設けて2次電源プラグを4端子にするか、識別端子を設けないで当該ノートPCに専用のAC/DCアダプタだけを使用するといった不都合が生ずることになる。   It is convenient if AC / DC adapters with various rated powers can be connected to one notebook PC. For example, if an AC / DC adapter having a large capacity is used in an office, the battery can be always charged. On the other hand, if an AC / DC adapter with a small capacity is used at the destination, the burden of carrying is reduced. At that time, if the AC / DC adapter has an identification terminal on the secondary power plug, the system can recognize the rated power of the AC / DC adapter when the secondary power plug is connected. When the control terminal is used to control the PWM circuit as in the invention of Patent Document 1, an identification terminal is further provided to make the secondary power plug have four terminals, or the identification terminal is not provided and dedicated to the notebook PC. Inconveniences such as using only the AC / DC adapter of this type arise.

2線式で待機電力を低減する特許文献2の発明では、無負荷時用の電源回路は常時動作しており、また、2つの電源系統を用意する必要がある。特許文献3の発明では、機器の内部に内部電池を設けてACアダプタに電力を供給する必要がある。そこで、2本の電力回路だけを利用して、AC/DCアダプタが電力を供給する必要がない待機状態にあることを検出し待機電力を低減する方法が必要となる。   In the invention of Patent Document 2 in which standby power is reduced by a two-wire system, the power circuit for no load is always operating, and it is necessary to prepare two power systems. In the invention of Patent Document 3, it is necessary to provide an internal battery inside the device to supply power to the AC adapter. Therefore, there is a need for a method that uses only two power circuits to detect that the AC / DC adapter is in a standby state where it is not necessary to supply power and to reduce standby power.

そこで本発明の目的は、単体状態および接続状態のいずれにおいても待機電力を低減することができるAC/DCアダプタを提供することにある。さらに本発明の目的は、電力回路だけでAC/DCアダプタの待機状態を検出して消費電力を低減することができるAC/DCアダプタを提供することにある。さらに本発明の目的はそのようなAC/DCアダプタと電気機器で構成された電源システムを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an AC / DC adapter capable of reducing standby power in both a single state and a connected state. A further object of the present invention is to provide an AC / DC adapter that can detect the standby state of the AC / DC adapter only by a power circuit and reduce power consumption. A further object of the present invention is to provide a power supply system composed of such an AC / DC adapter and electrical equipment.

本発明の原理は、出力電圧に重畳されるリップル電圧の大きさをAC/DCアダプタが検出して、AC/DCアダプタが自動的に待機電力の低減動作または通常動作をする点にある。ここに待機電力の低減動作は、出力電圧を低下させる動作またはスイッチング周期を長くする動作とすることができる。通常動作は、定格電圧を出力して電気機器に電力を供給できる動作とすることができる。   The principle of the present invention is that the AC / DC adapter detects the magnitude of the ripple voltage superimposed on the output voltage, and the AC / DC adapter automatically performs standby power reduction operation or normal operation. Here, the standby power reduction operation can be an operation for lowering the output voltage or an operation for extending the switching period. The normal operation may be an operation that can output a rated voltage and supply electric power to the electrical device.

本発明では、AC/DCアダプタが、電気機器に接続された接続状態で電力供給が必要な状態と、接続状態でも電力供給が必要でない状態または電気機器に接続されない単独状態のいずれの状態にあるかをリップル電圧の大きさで検出する。電力供給が必要な状態と電力供給が不要な状態をリップル電圧で識別するために、リップル電圧を低下させる平滑コンデンサの静電容量、等価直列抵抗、および等価直列インダクタンスまたはそのいずれかの差を利用することができる。以下、平滑コンデンサの静電容量、等価直列抵抗、等価直列インダクタンスの総合特性をインピーダンスと称す。   In the present invention, the AC / DC adapter is in a state in which power supply is required in a connected state connected to an electric device, a state in which power supply is not required even in the connected state, or a single state not connected to the electric device. Is detected by the magnitude of the ripple voltage. Use the difference between the capacitance of the smoothing capacitor that reduces the ripple voltage, the equivalent series resistance, and / or the equivalent series inductance to identify the state that requires power supply and the state that does not require power supply using the ripple voltage. can do. Hereinafter, the total characteristic of the smoothing capacitor's capacitance, equivalent series resistance, and equivalent series inductance is referred to as impedance.

Figure 2012178934
Figure 2012178934

ここに、Zは平滑コンデンサのインピーダンス、Cは静電容量、Rは等価直列抵抗、Lは等価直列インダクタンスとする。 Here, Z is the impedance of the smoothing capacitor, C is the capacitance, R is the equivalent series resistance, and L is the equivalent series inductance.

本発明にかかるAC/DCアダプタは、交流電圧を直流電圧に変換して電気機器に電力を供給する。スイッチング回路がメイン・スイッチにスイッチング動作をさせると出力電圧にはリップル電圧が重畳される。リップル電圧検出回路は電気機器に対する接続状態および電気機器から切り離された単独状態のときのリップル電圧を検出する。AC/DCアダプタの中に十分な平滑コンデンサを設けないことにより、単独状態では必ず所定値以上のリップル電圧を発生させることができる。   The AC / DC adapter according to the present invention converts an AC voltage into a DC voltage and supplies electric power to an electrical device. When the switching circuit causes the main switch to perform a switching operation, a ripple voltage is superimposed on the output voltage. The ripple voltage detection circuit detects a ripple voltage in a connection state with respect to the electric device and a single state disconnected from the electric device. By not providing a sufficient smoothing capacitor in the AC / DC adapter, it is possible to always generate a ripple voltage of a predetermined value or more in a single state.

待機電力制御回路は、リップル電圧が所定値以上のときに単独状態であると判断してAC/DCアダプタの待機電力を低減させる。このような構成によれば、AC/DCアダプタが単独状態または接続状態であることを2線の電力回路だけで判断することができるため、2次電源プラグ、AC/DCアダプタ本体、および電気機器の構成を簡素化することができる。   The standby power control circuit determines that it is in a single state when the ripple voltage is equal to or higher than a predetermined value, and reduces the standby power of the AC / DC adapter. According to such a configuration, it can be determined only by the two-wire power circuit that the AC / DC adapter is in a single state or a connected state, so that the secondary power plug, the AC / DC adapter main body, and the electric device The configuration can be simplified.

AC/DCアダプタが出力電圧に重畳するリップル電圧を低下させる第1の平滑コンデンサを有し、リップル電圧が、電気機器に接続されたときに第1の平滑コンデンサと電気機器の入力回路が備える第2の平滑コンデンサの合成インピーダンスによりAC/DCアダプタに要求されるリップル電圧の規格値未満に低下するように構成することができる。この場合、第1の平滑コンデンサのインピーダンスはリップル電圧を、単独状態のときに異常発熱や異常騒音などが生じない程度まで抑制でき、かつ規格値までは抑制できない値にすることができる。   The AC / DC adapter has a first smoothing capacitor that reduces a ripple voltage superimposed on the output voltage, and the ripple voltage is provided in the first smoothing capacitor and the input circuit of the electrical device when the ripple voltage is connected to the electrical device. The combined impedance of the two smoothing capacitors can be configured to decrease below the standard value of the ripple voltage required for the AC / DC adapter. In this case, the impedance of the first smoothing capacitor can reduce the ripple voltage to such a level that abnormal heat generation and abnormal noise do not occur in a single state and cannot be suppressed to the standard value.

第1の平滑コンデンサと第2の平滑コンデンサを合成したインピーダンスは、リップル電圧を規格値未満に抑制するために必要な値に決定することができる。第2の平滑コンデンサが、第1の平滑コンデンサを補うインピーダンス特性を備えることで、電気機器に接続されたときには確実にリップル電圧を規格値未満に抑制することができる。   The impedance obtained by synthesizing the first smoothing capacitor and the second smoothing capacitor can be determined to a value necessary for suppressing the ripple voltage below the standard value. By providing the second smoothing capacitor with an impedance characteristic that supplements the first smoothing capacitor, the ripple voltage can be reliably suppressed to less than the standard value when connected to the electrical device.

第1の平滑コンデンサのインピーダンスを大きくし、第2の平滑コンデンサのインピーダンスを小さくするほど、リップル電圧の差で単独状態と接続状態を区別し易くなるが、単独状態でのリップル電圧が増加しすぎることは好ましくない。第1の平滑コンデンサと第2の平滑コンデンサのインピーダンス比を1:1から2:1の範囲にすると、単独状態と接続状態を確実に区別できる程度までリップル電圧を増加させ、かつ、単独状態のときに増加したリップル電圧によりAC/DCアダプタに異常発熱や異常騒音が発生することを防ぐことができる。   As the impedance of the first smoothing capacitor is increased and the impedance of the second smoothing capacitor is decreased, it becomes easier to distinguish the single state from the connected state by the difference in ripple voltage, but the ripple voltage in the single state increases too much. That is not preferable. When the impedance ratio of the first smoothing capacitor and the second smoothing capacitor is in the range of 1: 1 to 2: 1, the ripple voltage is increased to such an extent that the single state and the connected state can be reliably distinguished, and the single state Occurrence of abnormal heat generation and abnormal noise in the AC / DC adapter due to the increased ripple voltage can be prevented.

待機電力制御回路は、リップル電圧が所定値以上のときは出力電圧を定格電圧よりも低い待機電圧まで低下させ、所定値未満のときには出力電圧を定格電圧に復帰させるようにスイッチング回路を制御することができる。出力電圧を低下させることで、AC/DCアダプタは、2次側回路のデバイスに生ずる漏洩電流を低下させて待機電力を低減することができる。また、出力電圧をゼロにしないで制御回路を動作させることで、自らが単独状態か接続状態かを簡素な回路で判断して消費電力の低減動作および通常動作をすることができるようになる。   The standby power control circuit controls the switching circuit to reduce the output voltage to a standby voltage lower than the rated voltage when the ripple voltage is higher than the predetermined value, and to return the output voltage to the rated voltage when the ripple voltage is lower than the predetermined value. Can do. By reducing the output voltage, the AC / DC adapter can reduce the standby current by reducing the leakage current generated in the device of the secondary side circuit. In addition, by operating the control circuit without setting the output voltage to zero, it is possible to perform a reduction operation of power consumption and a normal operation by determining whether the control circuit itself is in a single state or a connection state with a simple circuit.

電気機器が第2の平滑コンデンサの入力回路に対する接続と切断を制御する場合に、電池の過放電や取り外しなどの事情で第2の平滑コンデンサを接続できない場合がある。待機電力制御回路は、出力回路に流れる電流が所定値以上のときに出力電圧を待機電圧から定格電圧に復帰させようにすれば、待機電圧を利用して出力電流を増加させることで定格電圧に復帰させて電力供給を開始することができる。   When the electrical device controls connection and disconnection of the second smoothing capacitor to the input circuit, the second smoothing capacitor may not be connected due to circumstances such as overdischarge or removal of the battery. If the standby voltage control circuit is designed to restore the output voltage from the standby voltage to the rated voltage when the current flowing through the output circuit is greater than or equal to the specified value, the standby voltage control circuit increases the output current using the standby voltage. The power supply can be started after returning.

スイッチング回路がメイン・スイッチをPWM制御で動作させるときは、スイッチング回路は、リップル電圧が所定値以上のときにメイン・スイッチの動作周期を所定数スキップする間欠発振動作をすることができる。間欠発振動作をすることにより周期が一定のPWM制御の場合であってもスイッチング周波数を低下させてメイン・スイッチのスイッチング損失を低減することができる。待機電圧は、リップル電圧検出回路および待機電力制御回路の動作が不安定にならない範囲でできるだけ低くしたほうが、より多くの待機電力を低減できるので望ましいが、本発明では定格電圧の25%以下にすることができる。   When the switching circuit operates the main switch by PWM control, the switching circuit can perform an intermittent oscillation operation that skips a predetermined number of operating cycles of the main switch when the ripple voltage is equal to or higher than a predetermined value. By performing the intermittent oscillation operation, the switching frequency of the main switch can be reduced by lowering the switching frequency even in the case of PWM control with a constant cycle. The standby voltage is preferably as low as possible within a range in which the operations of the ripple voltage detection circuit and the standby power control circuit do not become unstable because more standby power can be reduced. However, in the present invention, the standby voltage is set to 25% or less of the rated voltage. be able to.

本発明の他の態様では、電池パックの搭載が可能な携帯式コンピュータと携帯式コンピュータに電力を供給するAC/DCアダプタを含んで構成された電源システムを提供する。AC/DCアダプタは第1の平滑コンデンサを備える。携帯式コンピュータは入力回路に、AC/DCアダプタが接続されたときにリップル電圧をAC/DCアダプタに要求される規格値未満に低下させる第2の平滑コンデンサを備える。携帯式コンピュータは、第2の平滑コンデンサの入力回路に対する接続と切断を制御するようにすれば、AC/DCアダプタが接続状態であっても電力供給が不要の時に、第2の平滑コンデンサの接続を制御して待機電力を低減することができる。システムは、携帯式コンピュータがパワー・オフ状態の間において、充電が必要なときに第2の平滑コンデンサを接続し充電が終了したときに切断することができる。   In another aspect of the present invention, a power supply system including a portable computer capable of mounting a battery pack and an AC / DC adapter for supplying power to the portable computer is provided. The AC / DC adapter includes a first smoothing capacitor. The portable computer includes a second smoothing capacitor in the input circuit that reduces the ripple voltage below a standard value required for the AC / DC adapter when the AC / DC adapter is connected. If the portable computer controls the connection and disconnection of the second smoothing capacitor to the input circuit, the connection of the second smoothing capacitor is possible when power supply is unnecessary even when the AC / DC adapter is connected. Can be controlled to reduce standby power. While the portable computer is in a power-off state, the system can be connected when a second smoothing capacitor is connected when charging is required and disconnected when charging is complete.

携帯式コンピュータは、待機電圧を出力しているときにスイッチの押下に応じて出力回路に所定値以上の電流を流すブリーダ抵抗を備え、待機電力制御回路は、ブリーダ抵抗に流れる電流を検出して待機電圧から定格電圧に復帰させるようにスイッチング回路を制御するようにしてもよい。その結果、携帯式コンピュータの電池パックが過放電になって第2の平滑コンデンサを入力回路に接続できない場合でもブリーダ抵抗に電流を流して出力電流を増加させて定格電圧に復帰させることができる。ブリーダ抵抗のスイッチは、パワー・ボタンと兼用にするとユーザに操作上の負担を与えることが少なく、さらに携帯式コンピュータの筐体にスイッチを追加する必要がなくなる。   The portable computer includes a bleeder resistor that causes a current exceeding a predetermined value to flow in the output circuit in response to pressing of the switch when the standby voltage is being output, and the standby power control circuit detects the current flowing through the bleeder resistor. The switching circuit may be controlled so as to return from the standby voltage to the rated voltage. As a result, even when the battery pack of the portable computer is overdischarged and the second smoothing capacitor cannot be connected to the input circuit, the current can be passed through the bleeder resistor to increase the output current and return to the rated voltage. When the bleeder resistance switch is also used as a power button, it does not give a burden on the user to operate, and it is not necessary to add a switch to the casing of the portable computer.

本発明により、単体状態および接続状態のいずれにおいても待機電力を低減することができるAC/DCアダプタを提供することができた。さらに本発明により、電力回路だけでAC/DCアダプタの待機状態を検出して消費電力を低減することができるAC/DCアダプタを提供することができた。さらに本発明によりそのようなAC/DCアダプタと電気機器で構成された電源システムを提供することができた。   According to the present invention, it is possible to provide an AC / DC adapter capable of reducing standby power in both a single state and a connected state. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an AC / DC adapter that can detect a standby state of the AC / DC adapter only by a power circuit and reduce power consumption. Further, according to the present invention, it is possible to provide a power supply system including such an AC / DC adapter and an electric device.

AC/DCアダプタの概略の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the outline of an AC / DC adapter. ノートPCの概略の構成を示す機能ブロック図である。2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a notebook PC. FIG. AC/DCアダプタとノートPCで構成された電源システムの動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the power supply system comprised by the AC / DC adapter and notebook PC. 図3の手順における出力電圧とそれに重畳するリップル電圧の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the output voltage in the procedure of FIG. 3, and the ripple voltage superimposed on it.

[AC/DCアダプタの構成]
図1は、本実施の形態にかかるAC/DCアダプタ10の概略の構成を示す機能ブロック図である。図2は、AC/DCアダプタから電力の供給を受けて動作するノートPC100の概略の構成を示す機能ブロック図である。AC/DCアダプタ10は、交流電源のアウトレットに接続する1次電源プラグ11とノートPC100の電源ジャック101に接続する2次電源プラグ17を含む。1次電源プラグ11には1次側回路13が接続され、1次側回路13には絶縁トランスITRを介在して2次側回路15が接続されている。また2次側回路15は、電圧ラインDC+、識別ラインIDおよびグランド・ラインGNDの3つのラインで2次電源プラグ17に接続される。
[Configuration of AC / DC adapter]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of an AC / DC adapter 10 according to the present embodiment. FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the notebook PC 100 that operates by receiving power from the AC / DC adapter. The AC / DC adapter 10 includes a primary power plug 11 connected to the outlet of the AC power source and a secondary power plug 17 connected to the power jack 101 of the notebook PC 100. A primary side circuit 13 is connected to the primary power plug 11, and a secondary side circuit 15 is connected to the primary side circuit 13 with an insulating transformer ITR interposed therebetween. The secondary side circuit 15 is connected to the secondary power plug 17 through three lines, ie, a voltage line DC +, an identification line ID, and a ground line GND.

1次電源プラグ11には、交流電圧を全波整流する整流ブリッジ・ダイオード21が接続される。整流ブリッジ・ダイオード21の出力には全波整流された直流電圧を平滑化する電解コンデンサC1が接続されている。絶縁トランスITRは、1次巻線P、二次巻線Sおよび補助巻線Aで構成されている。1次巻線Pのプラス端子には整流ブリッジ・ダイオード21の+端子が接続され、マイナス端子には整流ブリッジ・ダイオード21の−端子との間にメイン・スイッチとして構成された電界効果トランジスタ(FET)1が接続されている。FET1のゲートはパルス幅変調IC(PWM−IC)25の出力端子OUTに接続されている。   The primary power plug 11 is connected to a rectifying bridge diode 21 that full-wave rectifies an AC voltage. The output of the rectifier bridge diode 21 is connected to an electrolytic capacitor C1 that smoothes the full-wave rectified DC voltage. The insulation transformer ITR includes a primary winding P, a secondary winding S, and an auxiliary winding A. The positive terminal of the primary winding P is connected to the positive terminal of the rectifier bridge diode 21, and the negative terminal is a field effect transistor (FET) configured as a main switch between the negative terminal of the rectifier bridge diode 21. ) 1 is connected. The gate of the FET 1 is connected to the output terminal OUT of a pulse width modulation IC (PWM-IC) 25.

補助巻線Aのプラス端子にはダイオードD1のアノードが接続され、ダイオードD1のカソードはPWM−IC25の電源端子Vccに接続されている。PWM−IC25は、1次電源プラグ11がアウトレットに接続されている限り、補助巻線Aから電力の供給を受けて動作することができる。ダイオードD1のカソードと補助巻線Aのマイナス端子との間には、電解コンデンサC2が接続されている。電解コンデンサC2は、ダイオードD1が半波整流した直流電圧を平滑化する。   The anode of the diode D1 is connected to the plus terminal of the auxiliary winding A, and the cathode of the diode D1 is connected to the power supply terminal Vcc of the PWM-IC 25. As long as the primary power plug 11 is connected to the outlet, the PWM-IC 25 can operate with power supplied from the auxiliary winding A. An electrolytic capacitor C2 is connected between the cathode of the diode D1 and the negative terminal of the auxiliary winding A. The electrolytic capacitor C2 smoothes the DC voltage that is half-wave rectified by the diode D1.

1次巻線Pのプラス端子とダイオードD1のカソードとの間には起動抵抗R1が接続されている。起動抵抗R1は、1次電源プラグ11がアウトレットに接続されたときに、PWM−IC25の電源端子Vccに電圧を印加して動作を開始させる。PWM−IC25は、FET1のオン/オフを制御して電圧ラインDC+から出力する出力電圧を制御するICコントローラである。PWM−IC25は、FET1のオン/オフの周期を一定にしてオン期間(デューティ比)を可変制御することにより絶縁トランスITRの1次巻線Pに印加される電圧を制御する。   A starting resistor R1 is connected between the positive terminal of the primary winding P and the cathode of the diode D1. The starting resistor R1 starts operation by applying a voltage to the power supply terminal Vcc of the PWM-IC 25 when the primary power plug 11 is connected to the outlet. The PWM-IC 25 is an IC controller that controls the output voltage output from the voltage line DC + by controlling on / off of the FET 1. The PWM-IC 25 controls the voltage applied to the primary winding P of the insulation transformer ITR by variably controlling the ON period (duty ratio) while keeping the ON / OFF cycle of the FET 1 constant.

PWM−IC25は、出力端子OUTと、電源端子VCCと、フィード・バック端子FBを備えている。出力端子OUTは、FET1を出力電圧に応じたデューティ比で制御するための信号をゲートに送る。電源端子VCCは、PWM−IC25が動作するための電力を受け取る。フィード・バック端子FBには、フォト・トランジスタPTRが接続される。フィード・バック端子FBは、電圧ラインDC+の出力電圧を定格電圧または後に説明する待機電圧に維持するためにデューティ比を制御する信号をフォト・トランジスタPTRから受け取る。   The PWM-IC 25 includes an output terminal OUT, a power supply terminal VCC, and a feedback terminal FB. The output terminal OUT sends a signal for controlling the FET 1 with a duty ratio corresponding to the output voltage to the gate. The power supply terminal VCC receives power for operating the PWM-IC 25. A phototransistor PTR is connected to the feedback terminal FB. The feedback terminal FB receives a signal for controlling the duty ratio from the phototransistor PTR in order to maintain the output voltage of the voltage line DC + at a rated voltage or a standby voltage described later.

フォト・トランジスタPTRは、2次側回路15のフォト・ダイオードLEDと一体に形成されてフォト・カプラを構成する。フォト・カプラは、絶縁トランスITRの1次側回路13と2次側回路15との間を絶縁する機能を果たす。フォト・カプラに代えて同様の絶縁機能を備えるソリッド・ステート・リレーや電磁リレーを採用することもできる。1次側回路13は、これまでのAC/DCアダプタと同じ構造を採用することができる。これまでのAC/DCアダプタでは、1次電源プラグがアウトレットに接続されると、自動的にPWM−ICが動作して2次電源プラグがノートPC100に接続されていないときも定格電圧を出力するため大きな待機電力を消費していた。   The photo transistor PTR is formed integrally with the photo diode LED of the secondary side circuit 15 to constitute a photo coupler. The photo coupler functions to insulate between the primary side circuit 13 and the secondary side circuit 15 of the isolation transformer ITR. Instead of the photo coupler, a solid state relay or an electromagnetic relay having a similar insulation function may be employed. The primary side circuit 13 can adopt the same structure as the conventional AC / DC adapter. In conventional AC / DC adapters, when the primary power plug is connected to the outlet, the PWM-IC automatically operates to output the rated voltage even when the secondary power plug is not connected to the notebook PC 100. As a result, a large amount of standby power was consumed.

2次巻線Sのプラス端子にはダイオードD2のアノードが接続され、ダイオードD2のカソードにはインダクタLの一方の端子が接続されている。インダクタLの他方の端子は電圧ラインDC+に接続されている。電圧ラインDC+と、2次巻線Sのマイナス端子に接続されるグランド・ラインGNDとの間には、電解コンデンサC3が接続されている。インダクタLと電解コンデンサC3は、ダイオードD2が半波整流した電圧からリップル成分を除去して出力電圧を平滑化する平滑化回路を構成する。   The anode of the diode D2 is connected to the plus terminal of the secondary winding S, and one terminal of the inductor L is connected to the cathode of the diode D2. The other terminal of the inductor L is connected to the voltage line DC +. An electrolytic capacitor C3 is connected between the voltage line DC + and the ground line GND connected to the negative terminal of the secondary winding S. The inductor L and the electrolytic capacitor C3 constitute a smoothing circuit that removes a ripple component from the voltage half-wave rectified by the diode D2 and smoothes the output voltage.

従来のAC/DCアダプタでは、電解コンデンサC3のインピーダンスは、出力電圧に重畳するリップル電圧を規格値未満に抑制するだけの十分小さな値にしている。出力電圧に重畳するリップル電圧をAC/DCアダプタに要求される規格値未満に抑制するために電解コンデンサC3が必要とするインピーダンスを規格インピーダンスということにする。AC/DCアダプタ10では、電解コンデンサC3のインピーダンスを規格インピーダンスよりも大きい値にしている。   In the conventional AC / DC adapter, the impedance of the electrolytic capacitor C3 is set to a value small enough to suppress the ripple voltage superimposed on the output voltage below the standard value. The impedance required by the electrolytic capacitor C3 in order to suppress the ripple voltage superimposed on the output voltage below the standard value required for the AC / DC adapter is referred to as the standard impedance. In the AC / DC adapter 10, the impedance of the electrolytic capacitor C3 is set to a value larger than the standard impedance.

ただし、ノートPC100の入力回路に接続される積層セラミック・コンデンサC5が接続されることで電解コンデンサC3との並列回路が形成され、AC/DCアダプタ10の電解コンデンサC3のインピーダンスを補うようになっている。その合成したインピーダンスを充分小さくすることでノートPC100に電力を供給する時点ではリップル電圧は規格値未満に抑制される。したがって、AC/DCアダプタ10は、2次電源プラグ17がノートPC100の電源ジャック101に接続されていないときには、出力電圧に規格値以上のリップル電圧が重畳される。   However, by connecting the multilayer ceramic capacitor C5 connected to the input circuit of the notebook PC 100, a parallel circuit with the electrolytic capacitor C3 is formed, and the impedance of the electrolytic capacitor C3 of the AC / DC adapter 10 is compensated. Yes. By making the combined impedance sufficiently small, the ripple voltage is suppressed to less than the standard value when power is supplied to the notebook PC 100. Therefore, in the AC / DC adapter 10, when the secondary power plug 17 is not connected to the power jack 101 of the notebook PC 100, a ripple voltage higher than the standard value is superimposed on the output voltage.

電圧ラインDC+とグランド・ラインGNDとの間には、直列に接続された分圧抵抗R2、R3が接続されている。分圧抵抗R2と分圧抵抗R3との接続部は、PWM−IC25が出力電圧を制御するための制御電圧V1を生成する。さらに、電圧ラインDC+とグランド・ラインGNDとの間には、直列に接続された発光ダイオードLED、電流制限抵抗R4、およびシャント・レギュレータSRが接続されている。分圧抵抗R2と分圧抵抗R3の接続点は、シャント・レギュレータSRの基準電圧(REF)端子に接続されており、REF端子には制御電圧V1が供給される。   Voltage dividing resistors R2 and R3 connected in series are connected between the voltage line DC + and the ground line GND. A connection portion between the voltage dividing resistor R2 and the voltage dividing resistor R3 generates a control voltage V1 for the PWM-IC 25 to control the output voltage. Further, a light emitting diode LED, a current limiting resistor R4, and a shunt regulator SR connected in series are connected between the voltage line DC + and the ground line GND. A connection point between the voltage dividing resistor R2 and the voltage dividing resistor R3 is connected to a reference voltage (REF) terminal of the shunt regulator SR, and a control voltage V1 is supplied to the REF terminal.

分圧抵抗R2、R3、電流制限抵抗R4、発光ダイオードLED、およびシャント・レギュレータSRは、AC/DCアダプタ10の出力電圧を制御するフィード・バック回路を構成する。ここで、2次電源プラグ17がノートPC100に接続されていると仮定してフィード・バック回路が出力電圧を制御するときの動作を説明する。PWM−IC25が所定のデューティ比でFET1を制御して電圧ラインDC+に定格電圧を出力している。ノートPC100の消費電力が増大して出力回路の電圧が低下すると制御電圧V1も低下する。   The voltage dividing resistors R2 and R3, the current limiting resistor R4, the light emitting diode LED, and the shunt regulator SR constitute a feedback circuit that controls the output voltage of the AC / DC adapter 10. Here, the operation when the feedback circuit controls the output voltage on the assumption that the secondary power plug 17 is connected to the notebook PC 100 will be described. The PWM-IC 25 controls the FET 1 with a predetermined duty ratio and outputs a rated voltage to the voltage line DC +. When the power consumption of the notebook PC 100 increases and the voltage of the output circuit decreases, the control voltage V1 also decreases.

シャント・レギュレータSRは、制御電圧V1が低下すると内部のベース電流が減少してコレクタ電流も減少し、発光ダイオードLEDに流れる制御電流I1を低下させる。シャント・レギュレータSRは、制御電圧V1が上昇すると制御電流I1を増加させる。フォト・ダイオードLEDは、制御電流I1の大きさに応じた強さで発光する。フォト・ダイオードLEDからの発光量としての出力は、フォト・トランジスタPTRを介してPWM−IC25のフィード・バック端子FBに供給される。   The shunt regulator SR decreases the control current I1 flowing through the light emitting diode LED by decreasing the internal base current and the collector current when the control voltage V1 is decreased. The shunt regulator SR increases the control current I1 when the control voltage V1 rises. The photo diode LED emits light with an intensity corresponding to the magnitude of the control current I1. The output as the light emission amount from the photo diode LED is supplied to the feedback terminal FB of the PWM-IC 25 through the photo transistor PTR.

PWM−IC25は、フォト・ダイオードLEDに流れる制御電流I1が大きくなると出力端子OUTからデューティ比が小さい信号を出力して出力電圧を低下させ、制御電流I1が小さくなるとデューティ比が大きい信号を出力して出力電圧を増加させて出力電圧を一定の値に維持する。識別抵抗R8は、識別ラインIDとグランド・ラインGNDとの間に接続されている。識別抵抗R8は、2次電源プラグ17が接続されたときにノートPC100が抵抗値からAC/DCアダプタ10の定格容量を認識するために利用される。   The PWM-IC 25 outputs a signal with a small duty ratio from the output terminal OUT when the control current I1 flowing through the photodiode LED increases, and outputs a signal with a large duty ratio when the control current I1 decreases. The output voltage is increased to maintain the output voltage at a constant value. The identification resistor R8 is connected between the identification line ID and the ground line GND. The identification resistor R8 is used for the notebook PC 100 to recognize the rated capacity of the AC / DC adapter 10 from the resistance value when the secondary power plug 17 is connected.

AC/DCアダプタ10は、さらに出力電圧に重畳されるリップル電圧を検出して出力電圧を定格電圧と待機電圧の間で制御するコンパレータ31を含む。出力電圧が待機電圧まで低下すると、2次側回路15に接続される演算増幅器やコンパレータなどにおいて、グランドに漏洩する電流が低下して待機電力を低減することができる。待機電力を低減するためには待機電圧はできるだけ低い方がよいが、その限界は2次側回路15に接続されるトランジスタが正常に動作する範囲で選定することができる。待機電圧は定格電圧の25%以下にすることができ、一例として定格電圧が20Vのときに待機電圧を5Vにすることができる。   The AC / DC adapter 10 further includes a comparator 31 that detects a ripple voltage superimposed on the output voltage and controls the output voltage between the rated voltage and the standby voltage. When the output voltage decreases to the standby voltage, the operational amplifier and the comparator connected to the secondary circuit 15 reduce the current leaking to the ground, thereby reducing standby power. In order to reduce the standby power, the standby voltage should be as low as possible, but the limit can be selected within the range in which the transistor connected to the secondary circuit 15 operates normally. The standby voltage can be 25% or less of the rated voltage. As an example, the standby voltage can be 5 V when the rated voltage is 20 V.

コンパレータ31の一方の入力端子はコンデンサC4を通じて電圧ラインDC+に接続され、他方の入力端子は基準電圧REFに接続される。コンパレータ31の出力端子は抵抗R5を通じて発光ダイオードLEDのカソードに接続される。2次電源プラグ17が電源ジャック101に接続されないために、積層セラミック・コンデンサC5を平滑コンデンサとして利用できないときは、一例として電圧ラインDC+に約5V(ピーク間)のリップル電圧が発生する。2次電源プラグ17が電源ジャック101に接続されたときは、合成された平滑コンデンサC3、C5のインピーダンスが規格値以下になるため一例としてリップル電圧は250mV程度まで低下する。   One input terminal of the comparator 31 is connected to the voltage line DC + through the capacitor C4, and the other input terminal is connected to the reference voltage REF. The output terminal of the comparator 31 is connected to the cathode of the light emitting diode LED through the resistor R5. If the multilayer ceramic capacitor C5 cannot be used as a smoothing capacitor because the secondary power plug 17 is not connected to the power jack 101, a ripple voltage of about 5 V (between peaks) is generated on the voltage line DC + as an example. When the secondary power plug 17 is connected to the power jack 101, the impedance of the synthesized smoothing capacitors C3 and C5 becomes below the standard value, so that the ripple voltage drops to about 250 mV as an example.

コンパレータ31は、リップル電圧が所定値以上のときに出力がグランド・レベルのローになる。コンパレータ31はローを出力するときは、AC/DCアダプタ10が単独状態か、接続状態であっても後に説明するように電解コンデンサC2に直列に接続されるFET3がオフ状態であると判断しているといえる。このとき抵抗R5の抵抗値は、出力電圧を待機電圧まで低下させる値に相当する制御電流I1が発光ダイオードLEDに流れるように決定されている。   The output of the comparator 31 is low at the ground level when the ripple voltage is equal to or higher than a predetermined value. When the comparator 31 outputs low, it is determined that the FET 3 connected in series with the electrolytic capacitor C2 is in an off state as will be described later even when the AC / DC adapter 10 is in a single state or in a connected state. It can be said that. At this time, the resistance value of the resistor R5 is determined such that a control current I1 corresponding to a value for reducing the output voltage to the standby voltage flows to the light emitting diode LED.

コンパレータ31は、リップル電圧が所定値未満のときに出力が高インピーダンスのハイになり発光ダイオードLEDに流れる制御電流I1に影響を与えない。したがって、コンパレータ31の出力がハイのときには、制御電流I1はシャント・レギュレータSRにより制御され出力電圧は定格電圧に維持される。なお、コンパレータ31が検出するリップル電圧の大きさはピーク間電圧に限定するものではなく、平均電圧や実効値とすることもできる。   The comparator 31 does not affect the control current I1 flowing in the light emitting diode LED because the output becomes high impedance high when the ripple voltage is less than a predetermined value. Therefore, when the output of the comparator 31 is high, the control current I1 is controlled by the shunt regulator SR, and the output voltage is maintained at the rated voltage. Note that the magnitude of the ripple voltage detected by the comparator 31 is not limited to the peak-to-peak voltage, and may be an average voltage or an effective value.

グランド・ラインGNDには、電流センス抵抗R7が接続されている。AC/DCコンバータ10は、さらに出力電圧DC+が待機電圧のときに出力電流I2が所定値以上であることを検出して出力電圧DC+を定格電圧に復帰させるための差動増幅器33とコンパレータ35を含む。差動増幅器33の2つの入力端子は、電流センス抵抗R7の両端に接続され、出力がコンパレータ35の一方の入力端子に接続される。   A current sense resistor R7 is connected to the ground line GND. The AC / DC converter 10 further includes a differential amplifier 33 and a comparator 35 for detecting that the output current I2 is equal to or greater than a predetermined value when the output voltage DC + is a standby voltage and returning the output voltage DC + to the rated voltage. Including. Two input terminals of the differential amplifier 33 are connected to both ends of the current sense resistor R 7, and an output is connected to one input terminal of the comparator 35.

コンパレータ35の他方の入力端子には基準電圧REFが接続される。差動増幅器33は、センス抵抗R7を流れる電流I2に比例する電圧を増幅して出力する。基準電圧REFは、電流センス抵抗R7に流れる出力電流I2が1〜2A程度に相当する電圧に設定されている。コンパレータ35の出力は抵抗6を通じてシャント・レギュレータSRのREF端子に接続されている。   A reference voltage REF is connected to the other input terminal of the comparator 35. The differential amplifier 33 amplifies and outputs a voltage proportional to the current I2 flowing through the sense resistor R7. The reference voltage REF is set to a voltage corresponding to about 1 to 2 A of the output current I2 flowing through the current sense resistor R7. The output of the comparator 35 is connected to the REF terminal of the shunt regulator SR through the resistor 6.

コンパレータ35は、出力電圧が待機電圧のときに差動増幅器33の出力により、出力回路に1〜2A程度の出力電流I2が流れたことを検出すると、出力がグランド・レベルのローになる。コンパレータ35の出力がローになると基準電圧V1は低下して制御電流I1が低下するため出力電圧は上昇する。このときコンパレータ31はローを出力するが、抵抗R6の抵抗値は出力電圧を定格電圧まで上昇させる値に相当する制御電流I1が発光ダイオードLEDに流れるように、制御電圧V1を維持する値に設定されている。コンパレータ35は、出力電流I2が所定値未満のときに出力が高インピーダンスのハイになり出力電圧と分圧抵抗R2、R3で決まる制御電圧V1に影響を与えない。   When the comparator 35 detects that the output current I2 of about 1 to 2 A flows in the output circuit by the output of the differential amplifier 33 when the output voltage is the standby voltage, the output becomes the low level of the ground level. When the output of the comparator 35 becomes low, the reference voltage V1 decreases and the control current I1 decreases, so the output voltage increases. At this time, the comparator 31 outputs low, but the resistance value of the resistor R6 is set to a value that maintains the control voltage V1 so that the control current I1 corresponding to a value that raises the output voltage to the rated voltage flows to the light emitting diode LED. Has been. In the comparator 35, when the output current I2 is less than the predetermined value, the output becomes high impedance high and does not affect the control voltage V1 determined by the output voltage and the voltage dividing resistors R2 and R3.

なお、図1は本実施の形態を説明するために、本実施の形態に関連する主要なハードウエアの構成および接続関係を簡略化して記載したに過ぎないものである。ここまでの説明で言及した以外にも、AC/DCアダプタ10を構成するには多くのデバイスが使われる。しかしそれらは当業者には周知であるので、ここでは詳しく言及しない。図1で記載した複数のブロックを1個の集積回路もしくは装置としたり、逆に1個のブロックを複数の集積回路もしくは装置に分割して構成したりすることも、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。   Note that FIG. 1 is merely a simplified description of the main hardware configuration and connection relationships related to the present embodiment in order to describe the present embodiment. In addition to those mentioned in the above description, many devices are used to configure the AC / DC adapter 10. However, they are well known to those skilled in the art and will not be described in detail here. A person skilled in the art arbitrarily selects a plurality of blocks described in FIG. 1 as one integrated circuit or device or conversely divides one block into a plurality of integrated circuits or devices. To the extent possible, it is included in the scope of the present invention.

[ノートPCの構成]
つぎにノートPC100の構成を説明する。電源ジャック101はノートPC100の筐体に設けられており2次電源プラグ17が接続される。電源ジャック101は、AC/DCアダプタ10の出力回路に対応する電圧ラインDC+、識別ラインIDおよびグランド・ラインGNDで構成される入力回路に接続されている。電圧ラインDC+とグランド・ラインGNDの間には、直列に接続された積層セラミック・コンデンサC5とFET3が接続されている。FET3はAC/DCアダプタ10の出力電圧に重畳されるリップル電圧の大きさを制御するスイッチに相当する。
[Configuration of notebook PC]
Next, the configuration of the notebook PC 100 will be described. The power jack 101 is provided on the casing of the notebook PC 100 and is connected to the secondary power plug 17. The power jack 101 is connected to an input circuit composed of a voltage line DC +, an identification line ID, and a ground line GND corresponding to the output circuit of the AC / DC adapter 10. A multilayer ceramic capacitor C5 and an FET 3 connected in series are connected between the voltage line DC + and the ground line GND. The FET 3 corresponds to a switch that controls the magnitude of the ripple voltage superimposed on the output voltage of the AC / DC adapter 10.

積層セラミック・コンデンサC5が接続されることで電解コンデンサC3との並列回路が形成され、AC/DCアダプタ10の電解コンデンサC3のインピーダンスを補うようになっている。したがって、その合成したインピーダンスを充分小さくすることで、AC/DCアダプタ10がノートPC100に接続されたときに、電解コンデンサC3と積層セラミック・コンデンサC5のインピーダンスが合成されて、ノートPC100の電圧ラインDC+に重畳されるリップル電圧が規格値未満に収まる。   By connecting the multilayer ceramic capacitor C5, a parallel circuit with the electrolytic capacitor C3 is formed, and the impedance of the electrolytic capacitor C3 of the AC / DC adapter 10 is compensated. Therefore, by reducing the combined impedance sufficiently, when the AC / DC adapter 10 is connected to the notebook PC 100, the impedances of the electrolytic capacitor C3 and the multilayer ceramic capacitor C5 are combined, and the voltage line DC + of the notebook PC 100 is combined. The ripple voltage superimposed on is kept below the standard value.

電解コンデンサC3のインピーダンスの大きさは、2次電源プラグ17が引き抜かれた状態で出力回路に発生するリップル電圧が、AC/DCアダプタ10に異常な発熱、騒音またはノイズなどをもたらさない範囲を下限とし、かつ、コンパレータ31がリップル電圧により2次電源プラグ17が電源ジャック101に接続されたか引き抜かれたかを検出できる範囲を上限としてその間で決定することができる。一例では、電解コンデンサC3と積層セラミック・コンデンサC5のインピーダンスの比を1:1〜2:1程度の範囲とすることができる。   The magnitude of the impedance of the electrolytic capacitor C3 is lower than the range in which the ripple voltage generated in the output circuit with the secondary power plug 17 pulled out does not cause abnormal heat generation, noise or noise to the AC / DC adapter 10. In addition, the range in which the comparator 31 can detect whether the secondary power plug 17 is connected to the power jack 101 or pulled out by the ripple voltage can be determined as an upper limit. In one example, the impedance ratio of the electrolytic capacitor C3 and the multilayer ceramic capacitor C5 can be in the range of about 1: 1 to 2: 1.

ノートPC100には、一般的に入力回路に混入するノイズを除去するためのコンデンサが設けられるが、その静電容量は積層セラミック・コンデンサC5に比べてはるかに小さい。また、AC/DCアダプタ10が規格インピーダンスの平滑コンデンサを実装している場合には、出力電圧に重畳するリップル電圧は規格値未満まで十分に抑制されるため、ノイズ除去用のコンデンサを利用したり、ノートPC100に平滑コンデンサを追加したりしても、リップル電圧の差を十分に確保できないため2次電源プラグ17の挿抜を検出することは困難である。   The notebook PC 100 is generally provided with a capacitor for removing noise mixed in the input circuit, but its capacitance is much smaller than that of the multilayer ceramic capacitor C5. Further, when the AC / DC adapter 10 is mounted with a smoothing capacitor of standard impedance, the ripple voltage superimposed on the output voltage is sufficiently suppressed to less than the standard value. Even if a smoothing capacitor is added to the notebook PC 100, it is difficult to detect the insertion / extraction of the secondary power plug 17 because the difference in ripple voltage cannot be secured sufficiently.

電圧ラインDC+とグランド・ラインGNDの間にはさらに直列に接続されたブリーダ抵抗R9とパワー・ボタンPBが接続されている。ブリーダ抵抗R9は、ノートPC100がパワー・オフ状態でかつAC/DCアダプタ10が待機電圧を出力しているときに、パワー・ボタンPBの押下により電流センス抵抗R7に所定値以上の出力電流I2を流す役割を果たす。   A bleeder resistor R9 and a power button PB connected in series are further connected between the voltage line DC + and the ground line GND. When the notebook PC 100 is in a power-off state and the AC / DC adapter 10 outputs a standby voltage, the bleeder resistor R9 applies an output current I2 of a predetermined value or more to the current sense resistor R7 when the power button PB is pressed. Play a role.

AC/DCアダプタ10に実装されているコンパレータ35の基準電圧REFは、ノートPC100がパワー・オフ状態のときは出力電流I2が小さいためハイを出力し、パワー・ボタンPBの押下により待機電圧でブリーダ抵抗R9に電流が流れるとローを出力するように決定することができる。識別ラインIDは、パワー・コントローラ103に接続されており、EC107はパワー・コントローラ103から読み取った識別抵抗R8の抵抗値を利用してノートPC100の電力管理を行う。   The reference voltage REF of the comparator 35 mounted on the AC / DC adapter 10 outputs high because the output current I2 is small when the notebook PC 100 is in the power-off state, and the bleeder with the standby voltage by pressing the power button PB. It can be determined to output low when a current flows through the resistor R9. The identification line ID is connected to the power controller 103, and the EC 107 performs power management of the notebook PC 100 using the resistance value of the identification resistor R8 read from the power controller 103.

電圧ラインDC+には、FET2およびダイオードD3が直列に接続され、ダイオードD3のカソードは切換回路109に接続されている。FET2は、接続状態のAC/DCアダプタ10が待機電圧を出力している間はオフになり、規格値を超えるリップル電圧が内部に進入しないようにする。充電器105はAC/DCアダプタ10の定格電力がシステムの消費電力に対して余裕があるときに、AC/DCアダプタ10の電力により電池パック111を充電することができる。   An FET 2 and a diode D 3 are connected in series to the voltage line DC +, and the cathode of the diode D 3 is connected to the switching circuit 109. The FET 2 is turned off while the connected AC / DC adapter 10 outputs a standby voltage, so that a ripple voltage exceeding the standard value does not enter the inside. The charger 105 can charge the battery pack 111 with the power of the AC / DC adapter 10 when the rated power of the AC / DC adapter 10 has a margin for the power consumption of the system.

AC/DCアダプタ10は、DC/DCコンバータ113に供給する電力が所定値未満のときに、充電器105に電力を供給して電池パック111を充電することができる。充電器105の電力端子は、1次側がFET2のドレインに接続され2次側は切換回路109に接続されている。充電器105の制御端子はエンベデッド・コントローラ(EC)107に接続されている。   The AC / DC adapter 10 can charge the battery pack 111 by supplying power to the charger 105 when the power supplied to the DC / DC converter 113 is less than a predetermined value. The power terminal of the charger 105 has a primary side connected to the drain of the FET 2 and a secondary side connected to the switching circuit 109. A control terminal of the charger 105 is connected to an embedded controller (EC) 107.

パワー・コントローラ103は、FET2、FET3、切換回路109およびDC/DCコンバータ113を制御する半導体論理回路である。パワー・コントローラ103にはパワー・ボタンPBが接続されている。パワー・ボタンPBは、ノートPC100の筐体表面に設けられており、ノートPC100に電源を投入するために使用する。パワー・ボタンPBのブリーダ抵抗R9に接続される端子、FET3の制御端子、およびパワー・コントローラ103に接続される端子は押下されたときにだけオンになるように連動して動作する。   The power controller 103 is a semiconductor logic circuit that controls the FET 2, FET 3, the switching circuit 109, and the DC / DC converter 113. A power button PB is connected to the power controller 103. The power button PB is provided on the surface of the casing of the notebook PC 100 and is used to turn on the notebook PC 100. The terminal connected to the bleeder resistor R9 of the power button PB, the control terminal of the FET 3, and the terminal connected to the power controller 103 operate in conjunction so as to be turned on only when pressed.

EC107はノートPC100の電力および温度を管理するマイクロ・コンピュータである。EC107はパワー・コントローラ103に指示して、ノートPC100の電力を制御する。電池パック111は、スマート・バッテリィ・システムに適合しており、EC107は電池パック111から電池の情報を取得して充電器105を制御する。切換回路109は、DC/DCコンバータ113に対する電力源をAC/DCアダプタ10または電池パック111のいずれかに切り換える際および電池パック111を充電する際に系統を切り換える。   The EC 107 is a microcomputer that manages the power and temperature of the notebook PC 100. The EC 107 instructs the power controller 103 to control the power of the notebook PC 100. The battery pack 111 is compatible with a smart battery system, and the EC 107 acquires battery information from the battery pack 111 and controls the charger 105. The switching circuit 109 switches the system when the power source for the DC / DC converter 113 is switched to either the AC / DC adapter 10 or the battery pack 111 and when the battery pack 111 is charged.

ノートPC100は、ACPIの規格に適合しており、パワー・オン状態(S0)、サスペンド状態(S3)、ハイバネーション状態(S4)、またはソフト・オフ状態(S5)のいずれかのパワー・ステートに遷移する。ハイバネーション状態およびソフト・オフ状態では、パワー・コントローラ103およびEC107には電力が供給されるが、その他のほとんどのデバイスには電力が供給されず、ノートPC100は最低の電力を消費する。   The notebook PC 100 conforms to the ACPI standard, and transitions to a power state of one of a power-on state (S0), a suspend state (S3), a hibernation state (S4), and a soft-off state (S5). To do. In the hibernation state and the soft-off state, power is supplied to the power controller 103 and the EC 107, but power is not supplied to most other devices, and the notebook PC 100 consumes the lowest power.

ハイバネーション状態とソフト・オフ状態を併せて、本明細書ではパワー・オフ状態ということにする。DC/DCコンバータ113は、複数のブロックで構成され、ノートPC100のパワー・ステートに応じた範囲のデバイスに電力を供給する。システム・コンポーネント115は、CPU、メイン・メモリ、ディスク・ドライブ、およびネットワーク・コントローラなどのハードウエアとCPUで実行されるプログラムで構成されている。EC107もシステム・コンポーネント115の一部である。   In this specification, the hibernation state and the soft-off state are collectively referred to as a power-off state. The DC / DC converter 113 is composed of a plurality of blocks, and supplies power to devices in a range corresponding to the power state of the notebook PC 100. The system component 115 includes hardware such as a CPU, main memory, disk drive, and network controller, and a program executed by the CPU. The EC 107 is also a part of the system component 115.

EC107は、電池パック111またはシステム・コンポーネント115から受け取ったデータまたは情報に基づいてパワー・コントローラ103を経由してFET2、FET3のオン/オフ状態を切り換える。EC107は、ノートPC100がパワー・オン状態のときには、通常はFET2、FET3をオンに制御する。このとき、ノートPC100はAC/DCアダプタ10から定格電圧で電力の供給を受けることができる。   The EC 107 switches on / off states of the FET 2 and FET 3 via the power controller 103 based on data or information received from the battery pack 111 or the system component 115. The EC 107 normally controls the FET 2 and FET 3 to be on when the notebook PC 100 is in a power-on state. At this time, the notebook PC 100 can receive power from the AC / DC adapter 10 at the rated voltage.

EC107は、AC/DCアダプタ10からの電力供給を停止する信号をシステム・コンポーネント115または電池パック111から受け取ったときにFET3をオフにして電圧ラインDC+のリップル電圧を増加させ、出力電圧を待機電圧まで低下させてAC/DCアダプタ10の待機電力を低減することができる。EC107は、FET3をオフにするときはFET2もオフにすることでリップル電圧の大きな待機電圧がノートPC100に供給されることがないようにしている。   When the EC 107 receives a signal for stopping the power supply from the AC / DC adapter 10 from the system component 115 or the battery pack 111, the EC 107 turns off the FET 3 to increase the ripple voltage of the voltage line DC +, and the output voltage becomes the standby voltage. The standby power of the AC / DC adapter 10 can be reduced. The EC 107 prevents the standby voltage with a large ripple voltage from being supplied to the notebook PC 100 by turning off the FET 2 when turning off the FET 3.

具体的にはEC107はパワー・オフ状態のときに、電池パック111が充電を要求したときにはFET3をオンにしてAC/DCアダプタ10が定格電圧を出力するようにし、電池パック111が充電を要求しないときまたは充電が終了したときにはFET3をオフにしてAC/DCアダプタ10が待機電圧を出力するように制御することができる。   Specifically, when the battery pack 111 requests charging when the EC 107 is in a power-off state, the FET 3 is turned on so that the AC / DC adapter 10 outputs a rated voltage, and the battery pack 111 does not request charging. At this time, or when charging is completed, the FET 3 can be turned off and the AC / DC adapter 10 can be controlled to output a standby voltage.

ノートPC100が多数導入されている建物では、夏期の特定の時間帯に建物全体の消費電力を低下させるピーク・カット運転をすることがある。システム・コンポーネント115は、ピーク・カット運転が実行されることを、ネットワークを通じて認識する。EC107は、パワー・オン状態のときに、システム・コンポーネント115からピーク・カット運転を実行する通知を受けたときに、所定の時間の間電池パック111から電力を供給するように切換回路109を切り換える。   In buildings where a large number of notebook PCs 100 are introduced, peak-cut operation may be performed to reduce the power consumption of the entire building during a specific summer time. The system component 115 recognizes that the peak cut operation is performed through the network. The EC 107 switches the switching circuit 109 so as to supply power from the battery pack 111 for a predetermined time when receiving a notification to execute the peak cut operation from the system component 115 in the power-on state. .

EC107はそのときFET2、FET3をオフにすることでAC/DCアダプタ10の待機電力を低減することができる。このようにノートPC100は、2次電源プラグ17が電源ジャック101に接続された接続状態のときであっても、電力供給の必要がないときはFET3をオフにすることでAC/DCアダプタ10の待機電力を低減することができる。さらに、パワー・コントローラ103は、ノートPC10の起動のためにパワー・ボタンPBが押下されたときには、FET3をオンにすることができる。こうすることで、2次電源プラグ17が接続されているときにノートPC100が起動されるときは、最初はAC/DCアダプタ10が電力源になるように制御するようにして、電池パック111の電気量を確保しておくことができる。または、FET3の開閉をパワー・ボタンPBの押下と直接連動させてもよい。   The EC 107 can reduce standby power of the AC / DC adapter 10 by turning off the FET 2 and FET 3 at that time. Thus, even when the notebook PC 100 is in the connected state where the secondary power plug 17 is connected to the power jack 101, the FET 3 is turned off when the power supply is not required, thereby turning off the AC / DC adapter 10. Standby power can be reduced. Furthermore, the power controller 103 can turn on the FET 3 when the power button PB is pressed to start the notebook PC 10. In this way, when the notebook PC 100 is activated when the secondary power plug 17 is connected, the AC / DC adapter 10 is initially controlled to be a power source, and the battery pack 111 is Electricity can be secured. Alternatively, the opening / closing of the FET 3 may be directly linked to the pressing of the power button PB.

[電源システムの動作]
つぎに、AC/DCアダプタ10とノートPC100で構成された電源システムの動作を説明する。図3は、AC/DCアダプタ10とノートPC100の動作を示すフローチャートである。図4は、図3の手順における出力電圧とそれに重畳するリップル電圧の状態を示す図である。ブロック201では、1次電源プラグ11を商用電源のアウトレットに接続する。PWM−IC25は自動的に発振を開始して出力電圧が発生する。電解コンデンサC3のインピーダンスは、規格インピーダンスに満たないため出力電圧には、閾値Th1を超えるリップル電圧が重畳しブロック203でコンパレータ31はローを出力する。
[Power system operation]
Next, the operation of the power supply system including the AC / DC adapter 10 and the notebook PC 100 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing operations of the AC / DC adapter 10 and the notebook PC 100. FIG. 4 is a diagram illustrating the state of the output voltage and the ripple voltage superimposed thereon in the procedure of FIG. In block 201, the primary power plug 11 is connected to the outlet of the commercial power source. The PWM-IC 25 automatically starts oscillation and generates an output voltage. Since the impedance of the electrolytic capacitor C3 is less than the standard impedance, a ripple voltage exceeding the threshold Th1 is superimposed on the output voltage, and the comparator 31 outputs low in block 203.

その結果ブロック205で、発光ダイオードLEDに流れる制御電流I1が増大して、PWM−IC25は出力電圧を待機電圧まで低下させる(時刻t1)。このとき、出力電流I2はゼロであるため、コンパレータ35はハイを出力し制御電圧V1には影響を与えない。この結果、AC/DCアダプタ10は単独状態での待機電力が低減する。ブロック207では2次電源プラグ17が電源ジャック101に接続される。   As a result, in block 205, the control current I1 flowing through the light emitting diode LED increases, and the PWM-IC 25 decreases the output voltage to the standby voltage (time t1). At this time, since the output current I2 is zero, the comparator 35 outputs high and does not affect the control voltage V1. As a result, the AC / DC adapter 10 reduces standby power in a single state. In block 207, the secondary power plug 17 is connected to the power jack 101.

コンパレータ31は1次電源プラグ11がアウトレットに接続されている間、出力電圧に重畳されるリップル電圧の大きさを監視している。ブロック209ではノートPC100においてFET3がオンになっていれば、積層セラミック・コンデンサC5がAC/DCアダプタ10の出力回路に接続されたことでリップル電圧が閾値Th2未満まで低下し(時刻t2)、コンパレータ31の出力がハイになる。このとき発光ダイオードLEDには、待機電圧が分圧抵抗R2、R3で分圧された制御電圧V1に対応する制御電流I1が流れてブロック211でPWM−IC25は出力電圧を定格電圧に制御する(時刻t3)。このとき、コンパレータ31の出力はハイになっているため制御電流I1に影響を与えない。   The comparator 31 monitors the magnitude of the ripple voltage superimposed on the output voltage while the primary power plug 11 is connected to the outlet. In block 209, if FET3 is turned on in the notebook PC 100, the ripple voltage is reduced to less than the threshold Th2 by connecting the multilayer ceramic capacitor C5 to the output circuit of the AC / DC adapter 10 (time t2), and the comparator The output of 31 goes high. At this time, the control current I1 corresponding to the control voltage V1 in which the standby voltage is divided by the voltage dividing resistors R2 and R3 flows to the light emitting diode LED, and in block 211, the PWM-IC 25 controls the output voltage to the rated voltage ( Time t3). At this time, since the output of the comparator 31 is high, the control current I1 is not affected.

差動増幅器33とコンパレータ35は1次電源プラグ11がアウトレットに接続されている間、出力電流I2の大きさを監視しているが、このとき制御電流I1は出力電流I2の大きさの影響を受けない。出力電流I2が閾値よりも大きいときはコンパレータ35が出力をローにするため制御電圧V1が所定値まで下がりPWM−IC25は出力電圧を定格電圧まで上昇させる。出力電流I2が閾値よりも小さいときは、コンパレータ35の出力はハイになり、制御電圧V1は待機電圧が分圧された値になる。そしてコンパレータ31の出力はハイになっているため、制御電流I1が定格電圧に相当する値まで増加するようPWM−IC25は出力電圧を上昇させる。   The differential amplifier 33 and the comparator 35 monitor the magnitude of the output current I2 while the primary power plug 11 is connected to the outlet. At this time, the control current I1 is influenced by the magnitude of the output current I2. I do not receive it. When the output current I2 is larger than the threshold value, the comparator 35 makes the output low so that the control voltage V1 is lowered to a predetermined value, and the PWM-IC 25 raises the output voltage to the rated voltage. When the output current I2 is smaller than the threshold value, the output of the comparator 35 becomes high, and the control voltage V1 becomes a value obtained by dividing the standby voltage. Since the output of the comparator 31 is high, the PWM-IC 25 increases the output voltage so that the control current I1 increases to a value corresponding to the rated voltage.

ブロック213では、ノートPC100において、EC107が、パワー・オフ状態における電池パック111からの充電停止要求またはパワー・オン状態におけるシステム・コンポーネント115からのピーク・カット要求の有無を検知する。要求があるとEC107はブロック215ではFET2、3をオフにする(時刻t4)。その結果、ブロック217では、積層セラミック・コンデンサC5がAC/DCアダプタ10の出力回路から開放されるため、出力電圧に重畳されるリップル電圧が閾値Th1以上に増加する。   In block 213, in the notebook PC 100, the EC 107 detects whether there is a charge stop request from the battery pack 111 in the power-off state or a peak cut request from the system component 115 in the power-on state. When requested, the EC 107 turns off the FETs 2 and 3 at block 215 (time t4). As a result, in block 217, since the multilayer ceramic capacitor C5 is released from the output circuit of the AC / DC adapter 10, the ripple voltage superimposed on the output voltage increases to a threshold Th1 or more.

ブロック217ではコンパレータ31の出力がローになって制御電流I1が増加し、PWM−IC25は出力電圧を待機電圧まで低下させる(時刻t5)。このとき、充電停止要求後またはピーク・カット要求後であるとすればFET2,3がオフになるので出力電流I2はコンパレータ35の閾値に比べて十分小さく、コンパレータ35はハイを出力し制御電圧V1に影響を与えず、出力電圧が待機電圧になる値に維持される。   In block 217, the output of the comparator 31 becomes low, the control current I1 increases, and the PWM-IC 25 decreases the output voltage to the standby voltage (time t5). At this time, if it is after the charge stop request or the peak cut request, the FETs 2 and 3 are turned off, so the output current I2 is sufficiently smaller than the threshold value of the comparator 35, and the comparator 35 outputs high and the control voltage V1. The output voltage is maintained at a value at which the standby voltage is reached.

したがって、AC/DCアダプタ10は、ノートPC100に接続されていてもノートPC100が電力を必要としないときには待機電圧を出力することで待機電力を低減することができる。ブロック219では、EC107が電池パック111またはシステム・コンポーネント115からの出力電圧を定格電圧に復帰させる要求の有無を判断する。   Therefore, even if the AC / DC adapter 10 is connected to the notebook PC 100, the standby power can be reduced by outputting the standby voltage when the notebook PC 100 does not require power. In block 219, the EC 107 determines whether or not there is a request to restore the output voltage from the battery pack 111 or the system component 115 to the rated voltage.

復帰要求があったときはブロック221においてパワー・コントローラ103がFET2、3をオンにする。その結果、出力電圧に重畳されるリップル電圧が閾値Th2未満に低下しブロック211で出力電圧は定格電圧まで上昇する。ここで、パワー・コントローラ103に電力が供給されないときにFET3はオフになり、FET2はオンになるように設計することを想定する。パワー・オフ状態で出力電圧が待機電圧を出力しているときに、電池パック111が過放電になったり電池パック111が取り外されたりしたときには、パワー・コントローラ103の電力が停止するためFET3をオンにできないことも予想される。   When there is a return request, the power controller 103 turns on FETs 2 and 3 in block 221. As a result, the ripple voltage superimposed on the output voltage falls below the threshold Th2, and the output voltage rises to the rated voltage in block 211. Here, it is assumed that the FET 3 is turned off and the FET 2 is turned on when power is not supplied to the power controller 103. When the battery pack 111 is overdischarged or the battery pack 111 is removed while the output voltage is outputting the standby voltage in the power-off state, the power of the power controller 103 is stopped and the FET 3 is turned on. It is expected that it will not be possible.

ユーザは、ノートPC10のインディケータでAC/DCアダプタ10から電力が供給されないことを認識すると、ブロック223でノートPC100を起動するためにパワー・ボタンPBを押下する。その結果、ブリーダ抵抗R9を通じて電流が流れ出力電流I2がコンパレータ35の閾値以上に上昇する。コンパレータ35の出力はローになり抵抗R6は、シャント・レギュレータSRが制御電流I1を定格電圧に相当する値にするように制御電圧V1を制御する。このときリップル電圧は大きいためコンパレータ31の出力はローになっているが、シャント・レギュレータSRは制御電流I1を増大させ、ブロック225で出力電圧は定格電圧まで上昇する。   When the user recognizes that power is not supplied from the AC / DC adapter 10 with the indicator of the notebook PC 10, the user presses the power button PB to activate the notebook PC 100 in block 223. As a result, a current flows through the bleeder resistor R9 and the output current I2 rises above the threshold value of the comparator 35. The output of the comparator 35 becomes low and the resistor R6 controls the control voltage V1 so that the shunt regulator SR sets the control current I1 to a value corresponding to the rated voltage. At this time, since the ripple voltage is large, the output of the comparator 31 is low, but the shunt regulator SR increases the control current I1, and the output voltage rises to the rated voltage in block 225.

この時点では出力電圧に規定値以上のリップル電圧が重畳されるため、EC107は、電力が供給されるとただちに、パワー・コントローラ103を通じてFET3をオンにしてリップル電圧を規格値未満に抑制する。ブロック227では、ノートPC100をモバイルで使用するために2次電源プラグ17が引き抜かれるとブロック203に移行して、AC/DCアダプタ10は再び単独状態で待機電力の低減動作をする。   At this time, since a ripple voltage higher than a specified value is superimposed on the output voltage, the EC 107 immediately turns on the FET 3 through the power controller 103 to suppress the ripple voltage to less than the standard value when power is supplied. In block 227, when the secondary power plug 17 is pulled out to use the notebook PC 100 for mobile, the process proceeds to block 203, and the AC / DC adapter 10 again performs standby power reduction operation in a single state.

これまで、AC/DCアダプタ10の待機電力の低減動作は、出力電圧を待機電圧まで低下させて2次側回路15での待機電力を低減することだけに言及して説明してきた。PWM−IC25は、バースト・モード(登録商標)といわれる間欠発振モードでFET1を制御することもできる。間欠発振モードは通常、軽負荷時にPWMの発振周期を所定数だけスキップして実質的な動作周波数を低下させ待機電力の低減を図る目的で利用する。   Up to now, the standby power reduction operation of the AC / DC adapter 10 has been described with reference only to reducing the standby voltage in the secondary circuit 15 by lowering the output voltage to the standby voltage. The PWM-IC 25 can also control the FET 1 in an intermittent oscillation mode called a burst mode (registered trademark). The intermittent oscillation mode is normally used for the purpose of reducing standby power by substantially reducing the operating frequency by skipping a predetermined number of PWM oscillation periods at light load.

本発明においては、リップル電圧が所定値以上のときに待機電圧で動作させる際に、PWM−IC25を間欠発振モードに移行させてFET1のスイッチング損失を含む1次側回路13の待機電力も同時に低減することができる。なお、PWM−IC25に代えて、FET1のオン期間を一定にしてオフ期間を可変制御するパルス周波数変調IC(PFM−IC)を採用することもできる。   In the present invention, when operating with the standby voltage when the ripple voltage is equal to or higher than the predetermined value, the standby power of the primary circuit 13 including the switching loss of the FET 1 is simultaneously reduced by shifting the PWM-IC 25 to the intermittent oscillation mode. can do. Instead of the PWM-IC 25, a pulse frequency modulation IC (PFM-IC) that variably controls the off period while keeping the on period of the FET 1 constant may be employed.

これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。   Although the present invention has been described with the specific embodiments shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and is known so far as long as the effects of the present invention are achieved. It goes without saying that any configuration can be adopted.

10…AC/DCアダプタ
11…1次電源プラグ
13…1次側回路
15…2次側回路
17…2次電源プラグ
25…PWM−IC
ITR…絶縁トランス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... AC / DC adapter 11 ... Primary power plug 13 ... Primary side circuit 15 ... Secondary side circuit 17 ... Secondary power plug 25 ... PWM-IC
ITR ... Insulation transformer

Claims (20)

交流電圧を直流電圧に変換して電気機器に電力を供給するAC/DCアダプタであって、
メイン・スイッチを制御して出力電圧を制御するスイッチング回路と、
前記電気機器に接続された接続状態および前記電気機器から切り離された単独状態のときの前記リップル電圧を検出するリップル電圧検出回路と、
前記リップル電圧が所定値以上のときに前記単独状態であると判断して前記AC/DCアダプタの待機電力を低減させる待機電力制御回路と
を有するAC/DCアダプタ。
An AC / DC adapter that converts AC voltage to DC voltage and supplies electric power to an electrical device,
A switching circuit that controls the output voltage by controlling the main switch;
A ripple voltage detection circuit for detecting the ripple voltage in a connected state connected to the electrical device and in a single state disconnected from the electrical device;
An AC / DC adapter comprising: a standby power control circuit that determines that the state is the single state when the ripple voltage is equal to or higher than a predetermined value and reduces standby power of the AC / DC adapter.
前記AC/DCアダプタが前記出力電圧に重畳するリップル電圧を低下させる第1の平滑コンデンサを有し、前記リップル電圧が、前記電気機器に接続されたときに前記第1の平滑コンデンサと前記電気機器の入力回路が備える第2の平滑コンデンサの合成されたインピーダンスにより前記AC/DCアダプタに要求されるリップル電圧の規格値未満に低下する請求項1に記載のAC/DCアダプタ。   The AC / DC adapter includes a first smoothing capacitor that reduces a ripple voltage superimposed on the output voltage, and the first smoothing capacitor and the electric device when the ripple voltage is connected to the electric device. The AC / DC adapter according to claim 1, wherein the impedance is reduced to a value less than a standard value of a ripple voltage required for the AC / DC adapter due to a combined impedance of a second smoothing capacitor included in the input circuit. 前記第1の平滑コンデンサのインピーダンスが前記リップル電圧の規格値を満たす規格インピーダンスよりも大きく、前記第2の平滑コンデンサのインピーダンスが前記規格インピーダンスと前記第1の平滑コンデンサのインピーダンスの差以下の値である請求項2に記載のAC/DCアダプタ。   The impedance of the first smoothing capacitor is larger than the standard impedance satisfying the standard value of the ripple voltage, and the impedance of the second smoothing capacitor is a value equal to or less than the difference between the standard impedance and the impedance of the first smoothing capacitor. The AC / DC adapter according to claim 2. 前記第1の平滑コンデンサと前記第2の平滑コンデンサのインピーダンス比が1:1から2:1の範囲にある請求項2または請求項3に記載のAC/DCアダプタ。   The AC / DC adapter according to claim 2 or 3, wherein an impedance ratio between the first smoothing capacitor and the second smoothing capacitor is in a range of 1: 1 to 2: 1. 前記待機電力制御回路は、前記リップル電圧が前記所定値以上のときは前記出力電圧を定格電圧よりも小さい待機電圧まで低下させ、所定値未満のときは前記出力電圧を定格電圧に復帰させるように前記スイッチング回路を制御する請求項1から請求項4のいずれかに記載のAC/DCアダプタ。   The standby power control circuit reduces the output voltage to a standby voltage lower than a rated voltage when the ripple voltage is equal to or higher than the predetermined value, and returns the output voltage to the rated voltage when the ripple voltage is lower than the predetermined value. The AC / DC adapter according to claim 1, wherein the switching circuit is controlled. 前記待機電力制御回路は、前記待機電圧を出力している間に前記出力回路に流れる電流が所定値以上になったとき前記出力電圧を前記待機電圧から前記定格電圧に復帰させる請求項5に記載のAC/DCアダプタ。   The standby power control circuit returns the output voltage from the standby voltage to the rated voltage when a current flowing through the output circuit becomes a predetermined value or more while the standby voltage is being output. AC / DC adapter. 前記スイッチング回路が前記メイン・スイッチをPWM制御で動作させ、前記スイッチング回路は前記リップル電圧が所定値以上のときに前記メイン・スイッチの切換周期を所定数スキップする間欠発振動作をする請求項1から請求項6のいずれかに記載のAC/DCアダプタ。   The switching circuit causes the main switch to operate by PWM control, and the switching circuit performs an intermittent oscillation operation that skips a predetermined number of switching cycles of the main switch when the ripple voltage is a predetermined value or more. The AC / DC adapter according to claim 6. 電気機器と該電気機器に電力を供給するAC/DCアダプタを含んで構成された電源システムであって、
前記AC/DCアダプタが、
メイン・スイッチを制御して出力電圧を制御するスイッチング回路と、
前記電気機器に接続された接続状態および前記電気機器から切り離された単独状態のときの前記リップル電圧を検出するリップル電圧検出回路と、
前記リップル電圧が所定値以上のときに前記単独状態であると判断して前記AC/DCアダプタの待機電力を低減させる待機電力制御回路とを有し、
前記電気機器が入力回路に、
前記AC/DCアダプタが接続されたときに前記リップル電圧を前記AC/DCアダプタに要求される規格値未満に低下させる平滑コンデンサを有する
電源システム。
A power supply system including an electric device and an AC / DC adapter for supplying electric power to the electric device,
The AC / DC adapter is
A switching circuit that controls the output voltage by controlling the main switch;
A ripple voltage detection circuit for detecting the ripple voltage in a connected state connected to the electrical device and in a single state disconnected from the electrical device;
A standby power control circuit that determines that the ripple voltage is equal to or greater than a predetermined value and reduces the standby power of the AC / DC adapter,
The electrical device is an input circuit,
A power supply system comprising a smoothing capacitor that reduces the ripple voltage below a standard value required for the AC / DC adapter when the AC / DC adapter is connected.
前記電気機器が、前記入力回路に対する前記平滑コンデンサの接続と切断を制御する請求項8に記載の電源システム。   The power supply system according to claim 8, wherein the electrical device controls connection and disconnection of the smoothing capacitor with respect to the input circuit. 電池パックの搭載が可能な携帯式コンピュータと該携帯式コンピュータに電力を供給するAC/DCアダプタを含んで構成された電源システムであって、
前記AC/DCアダプタが、
メイン・スイッチを制御して出力電圧を制御するスイッチング回路と、
前記出力電圧に重畳するリップル電圧を低下させる第1の平滑コンデンサと、
前記携帯式コンピュータに接続された接続状態および前記携帯式コンピュータから切り離された単独状態のときの前記リップル電圧を検出するリップル電圧検出回路と、
前記リップル電圧が所定値以上のときに前記単独状態であると判断して前記AC/DCアダプタの待機電力を低減させる待機電力制御回路とを有し、
前記携帯式コンピュータが入力回路に、
前記AC/DCアダプタが接続されたときに前記第1の平滑コンデンサと合成されたインピーダンスで前記リップル電圧を前記AC/DCアダプタに要求される規格値未満に低下させる第2の平滑コンデンサを有する
電源システム。
A power supply system comprising a portable computer capable of mounting a battery pack and an AC / DC adapter for supplying power to the portable computer,
The AC / DC adapter is
A switching circuit that controls the output voltage by controlling the main switch;
A first smoothing capacitor that reduces a ripple voltage superimposed on the output voltage;
A ripple voltage detection circuit for detecting the ripple voltage in a connected state connected to the portable computer and a single state disconnected from the portable computer;
A standby power control circuit that determines that the ripple voltage is equal to or greater than a predetermined value and reduces the standby power of the AC / DC adapter,
The portable computer is an input circuit,
A power supply having a second smoothing capacitor that reduces the ripple voltage below a standard value required for the AC / DC adapter with an impedance combined with the first smoothing capacitor when the AC / DC adapter is connected. system.
前記携帯式コンピュータが、システムからの指示に応じて前記第2の平滑コンデンサの前記入力回路に対する接続と切断を制御する請求項10に記載の電源システム。   The power supply system according to claim 10, wherein the portable computer controls connection and disconnection of the second smoothing capacitor to the input circuit in response to an instruction from the system. 前記システムからの指示が、パワー・オフ状態のときに生成される前記電池パックの充電の開始または終了の指示である請求項11に記載の電源システム。   The power supply system according to claim 11, wherein the instruction from the system is an instruction to start or end charging of the battery pack that is generated in a power-off state. 前記携帯式コンピュータが、前記AC/DCアダプタが前記待機電圧を供給しているときにスイッチの押下に応じて前記AC/DCアダプタの出力回路に所定値以上の電流を流すブリーダ抵抗を有し、
前記待機電力制御回路は、前記ブリーダ抵抗に流れる電流を検出して前記待機電圧から前記定格電圧に復帰させるように前記スイッチング回路を制御する請求項10から請求項12のいずれかに記載の電源システム。
The portable computer has a bleeder resistor that causes a current of a predetermined value or more to flow to an output circuit of the AC / DC adapter in response to pressing of a switch when the AC / DC adapter supplies the standby voltage;
The power supply system according to any one of claims 10 to 12, wherein the standby power control circuit controls the switching circuit to detect a current flowing through the bleeder resistor and to restore the standby voltage to the rated voltage. .
電気機器に接続が可能なAC/DCアダプタが待機電力を低減する方法であって、
1次電源プラグが商用電源に接続されたときにスイッチング動作を開始するステップと、
前記AC/DCアダプタが出力電圧に重畳されたリップル電圧を検出するステップと、
前記AC/DCアダプタが前記電気機器に接続されないときに所定値以上のリップル電圧が重畳された出力電圧を生成するステップと、
前記リップル電圧が前記所定値以上のときに前記AC/DCアダプタが待機電力の低減動作をするステップと
を有する方法。
An AC / DC adapter that can be connected to an electrical device is a method for reducing standby power,
Starting a switching operation when the primary power plug is connected to a commercial power source;
The AC / DC adapter detecting a ripple voltage superimposed on an output voltage;
Generating an output voltage on which a ripple voltage of a predetermined value or more is superimposed when the AC / DC adapter is not connected to the electrical device;
A method in which the AC / DC adapter performs a standby power reduction operation when the ripple voltage is equal to or higher than the predetermined value.
前記AC/DCアダプタが前記電気機器に接続されたときに所定値未満のリップル電圧が重畳された電圧を出力するステップと、
前記リップル電圧が前記所定値未満のときに前記AC/DCアダプタが通常動作をするステップと
を有する請求項14に記載の方法。
Outputting a voltage on which a ripple voltage less than a predetermined value is superimposed when the AC / DC adapter is connected to the electrical device;
The method according to claim 14, further comprising the step of normal operation of the AC / DC adapter when the ripple voltage is less than the predetermined value.
1次電源プラグと2次電源プラグを備え、電池パックを搭載する携帯式コンピュータに接続が可能なAC/DCアダプタの待機電力を低減する方法であって、
前記携帯式コンピュータが前記AC/DCアダプタの出力電圧に重畳されたリップル電圧を低下させる平滑コンデンサを入力回路に用意するステップと、
前記1次電源プラグが商用電源に接続されたときにスイッチング動作を開始するステップと、
前記2次電源プラグが前記携帯式コンピュータに接続されている間に前記携帯式コンピュータが前記平滑コンデンサを前記入力回路から切り離して前記リップル電圧を増加させるステップと、
前記リップル電圧が増加したことを検出して前記AC/DCアダプタが前記待機電力の低減動作をするステップと
を有する方法。
A method for reducing standby power of an AC / DC adapter that includes a primary power plug and a secondary power plug and can be connected to a portable computer equipped with a battery pack,
Providing the input circuit with a smoothing capacitor that reduces the ripple voltage superimposed on the output voltage of the AC / DC adapter by the portable computer;
Starting a switching operation when the primary power plug is connected to a commercial power source;
The portable computer disconnecting the smoothing capacitor from the input circuit to increase the ripple voltage while the secondary power plug is connected to the portable computer;
Detecting the increase of the ripple voltage and causing the AC / DC adapter to reduce the standby power.
前記2次電源プラグが前記携帯式コンピュータに接続されている間に前記携帯式コンピュータが前記平滑コンデンサを前記入力回路に接続して前記リップル電圧を低下させるステップと、
前記リップル電圧が低下したことを検出して前記AC/DCアダプタが通常動作をするステップと
を有する請求項16に記載の方法。
The portable computer connecting the smoothing capacitor to the input circuit to reduce the ripple voltage while the secondary power plug is connected to the portable computer;
The method according to claim 16, further comprising the step of detecting that the ripple voltage has dropped and causing the AC / DC adapter to perform normal operation.
前記待機電力の低減動作が前記AC/DCアダプタが出力電圧を待機電圧まで低下させる動作である請求項16または請求項17に記載の方法。   The method according to claim 16 or 17, wherein the standby power reduction operation is an operation in which the AC / DC adapter reduces an output voltage to a standby voltage. 前記携帯式コンピュータがパワー・オフ状態の間に前記電池パックから充電の要求があったときに前記平滑コンデンサを前記入力回路に接続する請求項18に記載の方法。   The method according to claim 18, wherein the smoothing capacitor is connected to the input circuit when the battery pack is requested to be charged while the portable computer is in a power-off state. 前記待機電力の低減動作が前記スイッチング動作の周期を長くする動作である請求項16から請求項19のいずれかに記載の方法。   The method according to any one of claims 16 to 19, wherein the standby power reduction operation is an operation of extending a period of the switching operation.
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