JP2014138531A - 電源装置、電源制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】 Vfに影響されず、また、発熱も防止でき、さらにどちらの外部電源で充電されているのかを特定できるようにする。
【解決手段】 外部電源の入力を二系統(7、8)設け、半導体スイッチ(FET1〜4)による切替えにより、入力の一方または双方からバッテリ4の充電を行えるようにする。また、二系統それぞれに流れる電流を検出する手段を備え、所定の制限電流に達すると当該系統の充電電流を制限する手段と、逆流が検出された場合に当該系統の半導体スイッチをOFFにして逆流を防止する手段を備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 外部電源の入力を二系統(7、8)設け、半導体スイッチ(FET1〜4)による切替えにより、入力の一方または双方からバッテリ4の充電を行えるようにする。また、二系統それぞれに流れる電流を検出する手段を備え、所定の制限電流に達すると当該系統の充電電流を制限する手段と、逆流が検出された場合に当該系統の半導体スイッチをOFFにして逆流を防止する手段を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電源装置、電源制御方法及びプログラムに関し、詳しくは、一つ又は二つの外部電源を用いてバッテリを充電することができる電源装置、電源制御方法及びプログラムに関する。
スマートフォンに代表される携帯電子機器の動作電力はもっぱらバッテリで賄われるが、このバッテリの充電には充電台やクレードル、充電器あるいは充電アダプタなどの直流電圧を出力する「外部電源」が用いられる。
外部電源の能力は、大容量のバッテリを充電しつつ、さらに携帯電子機器の動作電力(システム電力又は負荷電力ともいう。以下、負荷電力で代表する。)を充分に賄うことができることが求められるが、安価な外部電源の中には能力が低いものも少なからず存在する。このような低能力の外部電源を用いた場合、携帯電子機器の負荷電力の分だけバッテリへの充電電流が減少するため、バッテリの充電時間が長引く。また、極端に能力が低い外部電源の場合には、携帯電子機器の負荷電力を賄うことができないものがあり、この場合には、その不足分をバッテリから持ち出すこととなり、結局のところバッテリの充電さえもできなくなる(充電器が接続されているのに充電できない事態になる)。
そこで、二つの外部電源を用いることが考えられる。つまり、所要電力の大きさに応じて一つの外部電源を用いたり、二つの外部電源を用いたりする対策である。これによれば、たとえば、一つの外部電源を使用してバッテリの充電だけを行い、あるいは、二つの外部電源を使用して携帯電子機器の負荷電力を賄いつつ、バッテリの充電も行うことができる。
なお、外部電源は、上記例示のもの(充電台、クレードル、充電器又は充電アダプタなど)に限らない。たとえば、外部バッテリやソーラーパネルも外部電源に含まれるほか、さらに、USB(Universal Serial Bus)などのバスパワー電源も外部電源に含まれる。
図8は電源装置の構成図である。この図において、(a)は一つの外部電源を使用する電源装置1の例、(b)は二つの外部電源を使用することができる電源装置2の例である。電源装置1は、(a)に示すように、電源入力端子3と、この電源入力端子3に加えられる外部電源からの直流電圧を用いてバッテリ4の充電を行い、または、バッテリ4の充電と負荷5の駆動とを行う充電回路6とを備えるのに対して、電源装置2は、(b)に示すように、二つの外部電源(以下、外部電源A、Bという。)の各々に対応した二つの電源入力端子7、8と、それら二つの電源入力端子7、8と充電回路6との間に設けられた二つのダイオード9、10とを有する点で、(a)の電源装置1と相違する。
ダイオード9、10は、各々のカソード電極を二つの電源入力端子7、8に個別に接続し、且つ、互いのアノード電極を共通にした、いわゆる「ダイオードOR回路」を構成している。さらに、二つの電源入力端子7、8の一方は一の電源入力端子、他方は二の電源入力端子であり、要するに、図示の電源装置2は、二系統の電源入力端子を備えた構成を有している(下記の特許文献1、4参照)。
ダイオード9は一方の電源入力端子7に加えられた電流が他方の電源入力端子8に流れ込まないようにするための逆流防止用であり、同様に、ダイオード10は他方の電源入力端子8に加えられた電流が一方の電源入力端子7に流れ込まないようにするための逆流防止用である(下記の特許文献1、3、4参照)。
電源入力端子7、8に外部電源A、Bが接続されていない場合、負荷5の駆動はバッテリ4の電力で行われるが、外部電源A、Bの両方またはいずれか一方が接続されている場合には、その外部電源からの電力でバッテリ4の充電が行われ、さらに、負荷5が動作している場合には、その負荷5の駆動も外部電源からの電力で行われる(下記の特許文献2参照)。
しかしながら、図8の電源装置2(二つの外部電源を使用することができるもの)にあっては、二つの逆流防止用ダイオード(ダイオード9、10)を有しているため、これらのダイオード9、10のVf(ダイオードに順方向電流を流したときに生じるダイオードの電圧降下分:一般的にシリコン系ダイオードのVfは約0.65V)による電圧降下が生じ、充電回路6への入力電圧が低くなって、出力電流が飽和するなどの問題点がある。
また、大電流が流れる場合には、二つのダイオード9、10が発熱源になることもあり、発熱に伴う電力損失を否めない。
さらに、外部電源A、Bの電圧ばらつきや、ダイオード9、10のVfのばらつきによって、二つの外部電源A、Bのうちのどちらで充電されるのかを特定できないという問題もある。
また、大電流が流れる場合には、二つのダイオード9、10が発熱源になることもあり、発熱に伴う電力損失を否めない。
さらに、外部電源A、Bの電圧ばらつきや、ダイオード9、10のVfのばらつきによって、二つの外部電源A、Bのうちのどちらで充電されるのかを特定できないという問題もある。
そこで、本発明は、Vfに影響されず、また、発熱も防止でき、さらにどちらの外部電源で充電されているのかを特定できるようにした電源装置、電源制御方法及びプログラムを提供することにある。
本発明の電源装置は、二つの電源入力端子と、前記二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と、前記二つの電源入力端子と前記充電手段との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の電源制御方法は、二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御工程を含むことを特徴とする。
本発明のプログラムは、コンピュータに、二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御機能を実現させることを特徴とする。
本発明の電源制御方法は、二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御工程を含むことを特徴とする。
本発明のプログラムは、コンピュータに、二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御機能を実現させることを特徴とする。
本発明によれば、Vfに影響されず、また、発熱も防止でき、さらにどちらの外部電源で充電されているのかを特定できるようにした電源装置、電源制御方法及びプログラムを提供することができる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、先に説明した電源装置2(図8参照)と共通する回路要素には同一の符号を付すものとする。
図1は実施形態の電源装置20の構成図である。電源装置20は、二つの外部電源A、Bの各々に対応した二つの電源入力端子7、8と、それら二つの電源入力端子7、8と充電回路6との間に設けられたスイッチング回路21とを有している。
スイッチング回路21は、四つの半導体スイッチ、ここでは、P型FET(Field Effenct Transister:電界効果型トランジスタ)(以下、FET1、FET2、FET3及びFET4)と、二つの抵抗(以下、R1及びR2)と、スイッチ制御回路22とを含み、FET1のソースを電源入力端子7に接続し、FET1のドレインをR1の一端に接続し、FET2のソースを充電回路6の入力端子6aに接続し、FET2のドレインをR1の他端に接続し、FET3のソースを電源入力端子8に接続し、FET3のドレインをR2の一端に接続し、FET4のソースを充電回路6の入力端子6aに接続し、FET4のドレインをR2の他端に接続して構成されている。
FET1とFET2で電源入力端子7からの電源供給をON/OFFするスイッチを構成し、R1で電源入力端子7に供給される電流の大きさをモニタしている。また、同様に、FET3とFET4で電源入力端子8からの電源供給をON/OFFするスイッチを構成し、R2で電源入力端子8に供給される電流の大きさをモニタしている。スイッチ制御回路22は、四つのFET(FET1、FET2、FET3及びFET4)のON/OFFを制御する。
図2は充電回路6の構成図である。充電回路6は、ハイパスコンデンサ(以下、C1)と、P型FET(以下、FET5)と、N型FET(以下、FET6)と、チャージコイル(以下、L1)と、平滑コンデンサ(以下、C2)と、P型FET(以下、FET7)と、周波数オシレータ部23と、パルス幅変調部24と、充電制御部25と、二つのオペアンプ(以下、OP1、OP2)と、抵抗(以下、R3)と、可変基準電圧設定部26とを備える。
図示の充電回路6は、特にそれに限定されないが、PWM(パルス幅変調)型のDC−DCコンバータ(スイッチング方式のDC−DCコンバータ)として動作する。すなわち、FET5とFET6はパルス幅変調部24からのゲート電位制御に従って可変のパルス幅で相補的にON/OFFし、スイッチング回路21を介して加えられた直流電圧をPWM変調する。L1はFET5のON期間にL1に流れ込む電流を阻止する方向の起電力を発生するとともに、FET6のON期間中に電流を維持する方向の起電力を発生し、C2はそれらの方向が異なる起電力を平滑して直流電圧(充電回路6の出力電圧)に変換する。起電力の大きさ(つまりC2の両端に生じる直流電圧の大きさ)は、FET5とFET6のON期間の割合に対応する。
また、図示の充電回路6は、バッテリ4の充電機能も備えており、この機能は、FET7と充電制御部25とOP1及びOP2とによって実現されている。すなわち、OP2はバッテリ4の端子電圧(充電電圧または放電電圧)と基準電圧(可変基準電圧設定部26の電圧)との差に応じた電圧E1を出力し、OP1はR3を流れる電流(バッテリ4の充電電流)に応じた電圧E2を出力する。パルス幅変調部24は、E1及びE2に基づいてFET5及びFET6のON/OFFを制御する。充電制御部25は充電電流をバッテリ4に対して流す場合(充電を行う場合)にFET7の制御を行う。
図3はスイッチ制御回路22の構成図である。スイッチ制御回路22は、外部電源検出部26と、A系統回路部27と、B系統回路部28とを有し、A系統回路部27は、三つの増幅器(以下、AMP1、AMP2及びAMP3)と、二つのオペアンプ(以下、OP3及びOP4)と、電流リミット値設定部29と、電流リミッタ部30と、逆流検出部31とを備え、同様に、B系統回路部28は、三つの増幅器(以下、AMP4、AMP5及びAMP6)と、二つのオペアンプ(以下、OP5及びOP6)と、電流リミット値設定部32と、電流リミッタ部33と、逆流検出部34とを備えている。
OP4はR1の両端電圧(つまりR1を流れる電流の大きさ)を検出する。電流リミッタ部30はR1の両端電圧に対応した電流値(外部電源Aの電流値)をモニタし、OP3に対して電流値に対応した電圧を出力する。電流リミット値設定部29は外部電源Aの電流制限値(電流リミット値)に対応した電圧をOP3に対して出力する。OP3は電流リミッタ部30からの電流値と電流リミット値設定部29からの電流リミット値との差に応じた電圧を出力し、この電圧でFET1のゲート電位を制御して外部電源Aの電流を制限する。逆流検出部31は外部電源Aに向かって流れる電流(逆流電流)を検出する。AMP2は逆流検出部31から逆流検出信号が出力された際にその信号に従ってFET2をONからOFFに制御する。AMP1は外部電源検出部26からの信号に従ってFET1をON/OFF制御する。AMP3は外部電源検出部26からの信号に従ってFET2をON/OFF制御する。
OP6はR2の両端電圧(つまりR2を流れる電流の大きさ)を検出する。電流リミッタ部33はR2の両端電圧に対応した電流値(外部電源Bの電流値)をモニタし、OP5に対して電流値に対応した電圧を出力する。電流リミット値設定部32は外部電源Bの電流制限値(電流リミット値)に対応した電圧をOP5に対して出力する。OP5は電流リミッタ部33からの電流値と電流リミット値設定部32からの電流リミット値との差に応じた電圧を出力し、この電圧でFET3のゲート電位を制御して外部電源Bの電流を制限する。逆流検出部34は外部電源Bに向かって流れる電流(逆流電流)を検出する。AMP5は逆流検出部34から逆流検出信号が出力された際にその信号に従ってFET4をONからOFFに制御する。AMP4は外部電源検出部26からの信号に従ってFET3をON/OFF制御する。AMP6は外部電源検出部26からの信号に従ってFET4をON/OFF制御する。
なお、電流リミット値は任意の固定値であってもよいが、たとえば、外部電源A、BがUSBなどのバスパワー電源である場合はそのUSBポートの種別によって定められる電流制限値に設定してもよい。
次に、作用を説明する。
図4は実施形態の動作状態遷移図である。以下、遷移状態をA1〜A6で表すことにする。
A1は、外部電源Aと外部電源Bが共に接続されていないバッテリ4の非充電状態である。この状態においては、FET1、FET2、FET3及びFET4はすべてOFF状態になっている。
図4は実施形態の動作状態遷移図である。以下、遷移状態をA1〜A6で表すことにする。
A1は、外部電源Aと外部電源Bが共に接続されていないバッテリ4の非充電状態である。この状態においては、FET1、FET2、FET3及びFET4はすべてOFF状態になっている。
A2は、電源入力端子7に外部電源Aが接続されたバッテリ4の充電状態である(電源入力端子8に外部電源Bは接続されていない)。この状態においては、FET1とFET2がON状態になっており、FET3とFET4はOFF状態のままになっている。ただし、FET1とFET2はロジック的にはON状態にあるが、電流リミッタ部30で電流リミットが検出されると、それ以上電流が流れないようにするために、OP3により、FET1のゲート電位がアナログ的に制御されるようになっている。
A3は、電源入力端子8に外部電源Bが接続されたバッテリ4の充電状態である(電源入力端子7に外部電源Aは接続されていない)。この状態においては、FET3とFET4がON状態になっており、FET1とFET2はOFF状態のままになっている。ただし、FET3とFET4はロジック的にはON状態にあるが、電流リミッタ部33で電流リミットが検出されると、それ以上電流が流れないようにするために、OP5により、FET3のゲート電位がアナログ的に制御されるようになっている。
A4は、電源入力端子7に外部電源Aが接続された状態で、且つ、電源入力端子8に外部電源Bが接続された状態であって、外部電源Aを用いてバッテリ4の充電が行われている充電状態である。この状態においては、FET1とFET2がON状態になっており、FET3とFET4はOFF状態のままになっている。
A5は、電源入力端子7に外部電源Aが接続された状態で、且つ、電源入力端子8に外部電源Bが接続された状態であって、外部電源Bを用いてバッテリ4の充電が行われている充電状態である。この状態においては、FET3とFET4がON状態になっており、FET1とFET2はOFF状態のままになっている。
<外部電源の取り外し(A4→A3)>
外部電源A、Bが接続されていて、一方の外部電源で充電している状態(A4もしくはA5)において、充電に用いられている方の外部電源が外された場合に、他方の外部電源を用いた充電に切り替えるようにFETの制御を変更する。たとえば、電源入力端子7、8の両方に外部電源A、Bが接続され、且つ、外部電源Aを用いてバッテリ4を充電している際(A4)に、その外部電源Aが取り外された場合には、FET1とFET2をOFF状態にするとともに、FET3とFET4をON状態にして、外部電源Bを用いたバッテリ4の充電に切り替える(A4→A3)。
外部電源A、Bが接続されていて、一方の外部電源で充電している状態(A4もしくはA5)において、充電に用いられている方の外部電源が外された場合に、他方の外部電源を用いた充電に切り替えるようにFETの制御を変更する。たとえば、電源入力端子7、8の両方に外部電源A、Bが接続され、且つ、外部電源Aを用いてバッテリ4を充電している際(A4)に、その外部電源Aが取り外された場合には、FET1とFET2をOFF状態にするとともに、FET3とFET4をON状態にして、外部電源Bを用いたバッテリ4の充電に切り替える(A4→A3)。
<外部電源の取り外し(A5→A2)>
一方の外部電源で充電している状態(A4もしくはA5)において、充電に用いられている方の外部電源が外された場合に、他方の外部電源を用いた充電に切り替えるようにFETの制御を変更する。たとえば、電源入力端子7、8の両方に外部電源A、Bが接続され、且つ、外部電源Bを用いてバッテリ4を充電している際(A5)に、その外部電源Bが取り外された場合には、FET3とFET4をOFF状態にするとともに、FET1とFET2をON状態にして、外部電源Aを用いたバッテリ4の充電に切り替える(A5→A2)。
一方の外部電源で充電している状態(A4もしくはA5)において、充電に用いられている方の外部電源が外された場合に、他方の外部電源を用いた充電に切り替えるようにFETの制御を変更する。たとえば、電源入力端子7、8の両方に外部電源A、Bが接続され、且つ、外部電源Bを用いてバッテリ4を充電している際(A5)に、その外部電源Bが取り外された場合には、FET3とFET4をOFF状態にするとともに、FET1とFET2をON状態にして、外部電源Aを用いたバッテリ4の充電に切り替える(A5→A2)。
<充電電流の制限>
外部電源A、Bの両方が接続されていて、一方の外部電源を用いてバッテリ4を充電している状態(A4もしくはA5)において、充電電流の増加や負荷電流の増加により、電流リミッタ部30もしくは電流リミッタ部33よって電流が制限された場合には、FET1〜FET4のすべてをON状態にし、両方の外部電源A、Bを用いてバッテリ4の充電を行う(A4→A6またはA5→A6)。
外部電源A、Bの両方が接続されていて、一方の外部電源を用いてバッテリ4を充電している状態(A4もしくはA5)において、充電電流の増加や負荷電流の増加により、電流リミッタ部30もしくは電流リミッタ部33よって電流が制限された場合には、FET1〜FET4のすべてをON状態にし、両方の外部電源A、Bを用いてバッテリ4の充電を行う(A4→A6またはA5→A6)。
<逆流対処>
両方の外部電源A、Bを用いてバッテリ4の充電を行う場合に、外部電源A、Bの構成によっては、一方の外部電源から他方の外部電源への逆流が生じることがあるが、このような場合には、外部電源の保護のために、逆流が発生する側のFETをOFF状態にする。
たとえば、整流ダイオードが内蔵されている外部電源やLDO(Low DropOut)タイプの外部電源の場合には逆流の心配はないものの、そうでない外部電源を二つ用いてバッテリ4の充電を行う場合には、逆流対処は不可欠である。二つの外部電源の間の電圧差によって、一方の外部電源から他方の外部電源への逆流が生じる蓋然性が高いからである。
逆流はR1及びR2で検出し、それによって逆流が検出されれば、検出された方のFETをOFFする(A6→A4もしくはA5:逆流検出による)。
両方の外部電源A、Bを用いてバッテリ4の充電を行う場合に、外部電源A、Bの構成によっては、一方の外部電源から他方の外部電源への逆流が生じることがあるが、このような場合には、外部電源の保護のために、逆流が発生する側のFETをOFF状態にする。
たとえば、整流ダイオードが内蔵されている外部電源やLDO(Low DropOut)タイプの外部電源の場合には逆流の心配はないものの、そうでない外部電源を二つ用いてバッテリ4の充電を行う場合には、逆流対処は不可欠である。二つの外部電源の間の電圧差によって、一方の外部電源から他方の外部電源への逆流が生じる蓋然性が高いからである。
逆流はR1及びR2で検出し、それによって逆流が検出されれば、検出された方のFETをOFFする(A6→A4もしくはA5:逆流検出による)。
<一方の外部電源のみを使用>
また、逆流はしないが一方の外部電源からの電流が0になることを検出することによって、他方の外部電源のみで所要の電流量をまかなうことが可能になる。
この場合は電流が0になる方の外部電源のFETをOFFすることで一方の外部電源からの充電に切り替える(A6→A4もしくはA5:電流0検出による)ことができる。また、これは両方の外部電源から充電を行っている場合、一方の外部電源が外されても認識されない懸念があるため、電流が流れないことで外部電源が外されたことも認識できる対策でもある。
また、逆流はしないが一方の外部電源からの電流が0になることを検出することによって、他方の外部電源のみで所要の電流量をまかなうことが可能になる。
この場合は電流が0になる方の外部電源のFETをOFFすることで一方の外部電源からの充電に切り替える(A6→A4もしくはA5:電流0検出による)ことができる。また、これは両方の外部電源から充電を行っている場合、一方の外部電源が外されても認識されない懸念があるため、電流が流れないことで外部電源が外されたことも認識できる対策でもある。
図5及び図6は、実施形態の動作波形図である。図5は、接続される外部電源に整流ダイオードが内蔵されているなど、逆流が発生しない場合の動作波形を示し、図6は、外部電源への逆流が発生した場合の動作波形を示している。逆流が検出された場合に、逆流が検出された方の二つのFETをOFF状態にして1つの外部電源のみでバッテリ4の充電を行うようにしている。
図5では一例として、外部電源Aを接続した後、若干遅れて外部電源Bを接続し、さらに、任意の時間後に外部電源Bを取り外し、若干遅れて外部電源Aを取り外している。充電回路6の入力電流(充電電流+負荷電流)は、当初少ない値(バッテリ4の充電)で一定に推移し、途中から増大(負荷5の駆動)している。一定推移期間中の電流は外部電源Aで賄われているが、入力電流の増加が外部電源Aの電流リミット値を超えると、外部電源Aの電流がリミットされるとともに、その不足分が外部電源Bの電流で賄われる。その後、入力電流の増加がさらに進み、外部電源Bの電流リミット値を超えると、外部電源Bの電流もリミットされる。このように、適切な電流のミットを行いつつ、二つの外部電源A、Bを用いたバッテリ4の充電と負荷5の駆動とを行うことができる。
図6では図5に加えて、さらに、外部電源Bから外部電源Aへの逆流が発生した場合の動作例を示している。この逆流は、同図中の「外部電源A電流」波形における負方向の突起で示されている。逆流が発生した場合は、直ちに逆流発生側のスイッチ(この図ではFET1とFET2)をオフにして対処する。
以上のとおりであるから、実施形態では以下の効果を奏することができる。
(1)従来の「ダイオードOR回路」による電源入力切替えの代わりに、半導体スイッチ(FET1〜4)を用いたON/OFF制御で切替えを行うようにしたので、ダイオードのVf分に相当する損失を少なくすることができる。
(2)逆流検出部31、34を付加することによって、一方の外部電源から他方の外部電源への逆流を防ぐことができ、また、逆流が発生しない場合には、二つの外部電源を用いてバッテリ4の充電を行うことができる。
(3)電流リミッタ部30、33を付加することによって、充電回路6の入力側で電流の制限をかけることができる。
(4)二つの外部電源を用いてバッテリ4の充電を行うことができるようになり、必要に応じて充電能力を高めることができる。
(1)従来の「ダイオードOR回路」による電源入力切替えの代わりに、半導体スイッチ(FET1〜4)を用いたON/OFF制御で切替えを行うようにしたので、ダイオードのVf分に相当する損失を少なくすることができる。
(2)逆流検出部31、34を付加することによって、一方の外部電源から他方の外部電源への逆流を防ぐことができ、また、逆流が発生しない場合には、二つの外部電源を用いてバッテリ4の充電を行うことができる。
(3)電流リミッタ部30、33を付加することによって、充電回路6の入力側で電流の制限をかけることができる。
(4)二つの外部電源を用いてバッテリ4の充電を行うことができるようになり、必要に応じて充電能力を高めることができる。
実施形態は様々な変形例や発展例を含み、たとえば、以下のように変形させてもよい。
図7は実施形態の変形例を示す図である。この図に示すように、一方の外部電源を用いてバッテリ4を充電している際(A2もしくはA3の状態)において、他方の外部電源が接続された場合には、一方の外部電源のリミット電流と他方の外部電源のリミット電流の大小比較を行い(A7)、リミット電流の大きい方(つまり、電流供給能力の高い方)の外部電源を用いてバッテリ4の充電を行うようにしてもよい。電流供給能力の高い方の外部電源を用いてバッテリ4の充電を行うことで、電流リミッタ検出による外部電源の切替え動作を少なくし、効率的な充電を行うことができる。
図7は実施形態の変形例を示す図である。この図に示すように、一方の外部電源を用いてバッテリ4を充電している際(A2もしくはA3の状態)において、他方の外部電源が接続された場合には、一方の外部電源のリミット電流と他方の外部電源のリミット電流の大小比較を行い(A7)、リミット電流の大きい方(つまり、電流供給能力の高い方)の外部電源を用いてバッテリ4の充電を行うようにしてもよい。電流供給能力の高い方の外部電源を用いてバッテリ4の充電を行うことで、電流リミッタ検出による外部電源の切替え動作を少なくし、効率的な充電を行うことができる。
なお、前記の実施形態では、スイッチング制御回路22をハードロジックで構成しているが、これに限定されず、たとえば、当該ハードロジックと同等の機能をソフトウェアで実現してもよい。この場合、スイッチング制御回路22をコンピュータ主体に構成し、上記の機能を実現するためのプログラムを、そのコンピュータ上で実行すればよい。
以下、本発明の特徴を付記する。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
付記1は、二つの電源入力端子と、
前記二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と、
前記二つの電源入力端子と前記充電手段との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段と
を備えたことを特徴とする電源装置である。
(付記2)
付記2は、前記二つの電源入力端子の各々を介して供給される電流値を前記電源入力端子ごとに検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された電流値とあらかじめ前記電源入力端子ごとに設定された制限電流値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記検出手段で検出された電流値が前記制限電流値に至った場合に当該比較が行われた側の電源入力端子の電流を制限する制限手段と
をさらに備えたことを特徴とする付記1に記載の電源装置である。
(付記3)
付記3は、前記検出手段で検出された電流値が負になったか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果が肯定の場合に当該判定が行われた側の電源入力端子を電気的に切り離す切り離し手段
をさらに備えたことを特徴とする付記2に記載の電源装置である。
(付記4)
付記4は、前記二つの電源入力端子の各々に外部電源が接続された場合にそれら外部電源の電流供給能力を比較して電流供給能力が高い方の外部電源が接続された電源入力端子を選択する選択手段
をさらに備えたことを特徴とする付記3に記載の電源装置である。
(付記5)
付記5は、前記充電手段は、前記二つの電源入力端子の各々に接続された外部電源を用いてバッテリを充電している際に前記バッテリの充電電流が減少した場合には、いずれか一方の外部電源を用いてバッテリを充電する
ことを特徴とする付記1に記載の電源装置である。
(付記6)
付記6は、二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御工程を含むことを特徴とする電源制御方法である。
(付記7)
付記7は、コンピュータに、二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御機能を実現させることを特徴とするプログラムである。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
付記1は、二つの電源入力端子と、
前記二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と、
前記二つの電源入力端子と前記充電手段との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段と
を備えたことを特徴とする電源装置である。
(付記2)
付記2は、前記二つの電源入力端子の各々を介して供給される電流値を前記電源入力端子ごとに検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された電流値とあらかじめ前記電源入力端子ごとに設定された制限電流値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記検出手段で検出された電流値が前記制限電流値に至った場合に当該比較が行われた側の電源入力端子の電流を制限する制限手段と
をさらに備えたことを特徴とする付記1に記載の電源装置である。
(付記3)
付記3は、前記検出手段で検出された電流値が負になったか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果が肯定の場合に当該判定が行われた側の電源入力端子を電気的に切り離す切り離し手段
をさらに備えたことを特徴とする付記2に記載の電源装置である。
(付記4)
付記4は、前記二つの電源入力端子の各々に外部電源が接続された場合にそれら外部電源の電流供給能力を比較して電流供給能力が高い方の外部電源が接続された電源入力端子を選択する選択手段
をさらに備えたことを特徴とする付記3に記載の電源装置である。
(付記5)
付記5は、前記充電手段は、前記二つの電源入力端子の各々に接続された外部電源を用いてバッテリを充電している際に前記バッテリの充電電流が減少した場合には、いずれか一方の外部電源を用いてバッテリを充電する
ことを特徴とする付記1に記載の電源装置である。
(付記6)
付記6は、二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御工程を含むことを特徴とする電源制御方法である。
(付記7)
付記7は、コンピュータに、二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御機能を実現させることを特徴とするプログラムである。
A 外部電源
B 外部電源
FET1 半導体スイッチ
FET2 半導体スイッチ
FET3 半導体スイッチ
FET4 半導体スイッチ
OP3 オペアンプ
OP5 オペアンプ
R1 抵抗
R2 抵抗
4 バッテリ
6 充電回路
7 電源入力端子
8 電源入力端子
22 スイッチ制御回路
30 電流リミッタ部
31 逆流検出部
33 電流リミッタ部
34 逆流検出部
B 外部電源
FET1 半導体スイッチ
FET2 半導体スイッチ
FET3 半導体スイッチ
FET4 半導体スイッチ
OP3 オペアンプ
OP5 オペアンプ
R1 抵抗
R2 抵抗
4 バッテリ
6 充電回路
7 電源入力端子
8 電源入力端子
22 スイッチ制御回路
30 電流リミッタ部
31 逆流検出部
33 電流リミッタ部
34 逆流検出部
Claims (7)
- 二つの電源入力端子と、
前記二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と、
前記二つの電源入力端子と前記充電手段との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段と
を備えたことを特徴とする電源装置。 - 前記二つの電源入力端子の各々を介して供給される電流値を前記電源入力端子ごとに検出する検出手段と、
前記検出手段で検出された電流値とあらかじめ前記電源入力端子ごとに設定された制限電流値とを比較する比較手段と、
前記比較手段による比較の結果、前記検出手段で検出された電流値が前記制限電流値に至った場合に当該比較が行われた側の電源入力端子の電流を制限する制限手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 前記検出手段で検出された電流値が負になったか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果が肯定の場合に当該判定が行われた側の電源入力端子を電気的に切り離す切り離し手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項2に記載の電源装置。 - 前記二つの電源入力端子の各々に外部電源が接続された場合にそれら外部電源の電流供給能力を比較して電流供給能力が高い方の外部電源が接続された電源入力端子を選択する選択手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項3に記載の電源装置。 - 前記充電手段は、前記二つの電源入力端子の各々に接続された外部電源を用いてバッテリを充電している際に前記バッテリの充電電流が減少した場合には、いずれか一方の外部電源を用いてバッテリを充電する
ことを特徴とする請求項1に記載の電源装置。 - 二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御工程を含むことを特徴とする電源制御方法。
- コンピュータに、二つの電源入力端子に加えられた外部電源を用いてバッテリを充電する充電手段と前記二つの電源入力端子との間に介在し、前記二つの電源入力端子の一方または双方と前記充電手段との間を接続する半導体スイッチで構成されたスイッチ手段を制御する制御機能を実現させることを特徴とするプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013007252A JP2014138531A (ja) | 2013-01-18 | 2013-01-18 | 電源装置、電源制御方法及びプログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013007252A JP2014138531A (ja) | 2013-01-18 | 2013-01-18 | 電源装置、電源制御方法及びプログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014138531A true JP2014138531A (ja) | 2014-07-28 |
Family
ID=51415744
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013007252A Pending JP2014138531A (ja) | 2013-01-18 | 2013-01-18 | 電源装置、電源制御方法及びプログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014138531A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016052227A (ja) * | 2014-09-02 | 2016-04-11 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 逆接保護回路及び逆接保護方法 |
JP2016208581A (ja) * | 2015-04-16 | 2016-12-08 | 株式会社デンソー | サージ保護回路 |
CN111030080A (zh) * | 2018-10-09 | 2020-04-17 | 和硕联合科技股份有限公司 | 电子装置及其电源供应模块 |
CN113009995A (zh) * | 2019-12-20 | 2021-06-22 | 华为技术有限公司 | 一种供电装置及供电方法 |
-
2013
- 2013-01-18 JP JP2013007252A patent/JP2014138531A/ja active Pending
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US10928844B2 (en) | 2018-10-09 | 2021-02-23 | Pegatron Corporation | Electronic device and power supply module thereof |
CN113009995A (zh) * | 2019-12-20 | 2021-06-22 | 华为技术有限公司 | 一种供电装置及供电方法 |
CN113009995B (zh) * | 2019-12-20 | 2023-10-20 | 华为技术有限公司 | 一种供电装置及供电方法 |
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