JP3747032B2

JP3747032B2 - 電子機器

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Publication number: JP3747032B2
Application number: JP2003064068A
Authority: JP
Inventors: 秀清小澤; 匡史奥村; 秀俊矢野; 充雄佐伯
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2021-02-22
Also published as: JPH0884440A; JP2003250229A; US5872445A; JP3499926B2

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は，二次電池と外部直流電源からの電力供給を受けてその二次電池を充電する充電器とを備える電子機器に関する。
【０００２】
ノートパソコン等の小型電子機器の電源装置はＤＣ−ＤＣコンバータにより出力電圧を変換して出力電圧を一定とするようにしている。また，内蔵直流電源として使用するＮｉＣｄ電池等の二次電池と充電器を搭載するとともに，商用交流電源を整流して直流電圧を出力するＡＣアダプタを使用できるようにして，ＡＣアダプタを使用して電力を供給する時に二次電池に充電するようにしているものも多い。
【０００３】
本発明は，このような二次電池と充電器とで構成される電源装置を備える電子機器において，電源装置の内部抵抗を小さくして効率良く電力を供給することのできる技術に関する。
【０００４】
【従来の技術】
図１２は従来の電源装置１を示す。
図１２はＡＣアダプタ等の外部直流電源もしくは内部の二次電池をＤＣ−ＤＣコンバータで電圧に直流電圧を供給する電源装置であり，外部直流電源を使用する場合には，外部直流電源により内蔵二次電池を充電するようにしたものである。
【０００５】
図１２において，
２００は電源装置である。２１０はＤＣコネクタであって，外部直流電源を入力するものである。２１２は充電部であって，外部直流電源の電力により二次電池２１９を充電するものである。２１３は充電制御部であって，充電電流，充電電圧を制御するものである。充電部２１２の出力電流が規定値より低下した時にＴｒ₁をオンとし，規定値より高い時にオフとするようにＴｒ₁を制御することにより充電電流を一定にして，規定値を越えないようにするものである。また，制御部は充電電圧を監視し，規定値を越えた場合にはＴｒ₁をオフとして電圧を引き下げ，規定値より低下した場合にはＴｒ₁をオンとして充電電圧の安定化を図る。
【０００６】
２２０はＤＣ−ＤＣコンバータである。２１９は二次電池であって，外部直流電源を使用しない場合に使用され，ＤＣ−ＤＣコンバータ２２０に電力を供給するものである。Ｄ₁は二次電池から外部直流電源の側に電流が流れないようにするための逆流防止ダイオードである。
【０００７】
Ｄ₂は外部電源から二次電池２１９に直接電流が流れないようにするための逆流防止ダイオードである。
【０００８】
充電部２１２において，２１４は充電電圧発生部であって，Ｔｒ₁の生成するスイッチング電圧を平滑して，ＤＣ−ＤＣコンバータ２２０に供給するものである。２１５は電流検出部であって，充電電流を検出するものである。２１６は電圧検出部であって，充電電圧を検出するものである。Ｌ₁はチョークコイルであって，Ｔｒ₁がオンの期間にエネルギーを貯え，オフの期間に放出して．Ｔｒ₁により生成される断続電流を平滑するものである。Ｔｒ₁は制御トランジスタであって，スイッチング動作をするものであり，Ｐ型ＭＯＳＦＥＴである。Ｃ₁は平滑コンデンサであって，Ｔｒ₁の出力を平滑するものである。
【０００９】
Ｄ₃はフライバックダイオードであって，Ｔｒ₁のオンの期間にＬ₁に蓄積されたエネルギーをＴｒ₁のオフの期間にＬ₁−Ｃ₁−Ｄ₃のフライバック回路に右廻りの電流を流し，二次電池２１９に電力が供給されるようにするものである。
【００１０】
Ｒ₀，Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は充電電流検出用の抵抗である。Ｒ₁，Ｒ₂によりＲ₀の電流流入側の電圧を分圧し，Ｒ₃，Ｒ₄はＲ₀の電流流出側の電圧を分圧し，それぞれの電圧差からＲ₀の降下電圧を検出し，Ｒ₀に流れる電流を測定するためのものである。
【００１１】
Ｒ₅，Ｒ₆は分圧抵抗であり，充電部２１２の出力電圧を検出するためのものである。Ｄ₄は定電圧ダイオードであって，充電制御部２１３に定電圧を供給するものである。Ｒ₇はダイオードＤ₄の電流制限抵抗である。Ｄ₅は二次電池２１９から充電部２１２に電流が流れないようにするための逆流防止ダイオードである。
【００１２】
図１２の電源装置１の動作を説明する。
【００１３】
外部直流電源を使用する場合は，ＤＣコネクタ２１０からダイオードＤ₁を介して，ＤＣ−ＤＣコンバータ２２０に電力が供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２２０は入力される電圧を変換し，負荷に供給する。このとき，逆流ダイオードＤ₂のために，外部電源から二次電池２１９に電流が直接流入することは阻止される。また，外部直流電源から供給される電力により充電制御部２１３が動作する。
【００１４】
充電電流が抵抗Ｒ₀の両端の電圧値により電流検出部２１５で検出され，両端の電圧の分圧値（ＥＲ₂−，ＥＲ₂＋）が充電制御部２１３に入力される。充電制御部はＥＲ₂−とＥＲ₂＋を比較する。比較値が規定値より大きければＴｒ₁をオフにし，規定値より小さければオンとして充電電流の安定化を図る。また，充電部２１２は充電電圧の安定化を図る。充電電圧は電圧検出部２１６により検出され，分圧されて充電制御部２１３に入力される（ＥＲ₁−）。充電制御部２１３において，電圧検出部２１６の検出電圧とＤ₄で発生する定電圧（ＥＲ₁＋）が比較される（電圧比較部は図示を省略されている）。そして，検出電圧が規定値より低い場合には，充電制御部２１３はＴｒ₁をオンとする電圧を発生してＴｒ₁をオンとする。また，検出電圧が規定値より高い場合には，充電制御部２１３はＴｒ₁をオフとする電圧を発生してＴｒ₁をオフとする。Ｔｒ₁がオンの期間に流れる電流はＬ₁に蓄積され，Ｔｒ₁がオフの期間にＬ₁−Ｃ₁−Ｄ₃のフライバック回路に右廻りの電流が流れ，その時発生する電圧が二次電池２１９に印加される。このように，Ｔｒ₁により充電電流，出力電圧を安定化する。
【００１５】
二次電池２１９により外部負荷（図示せず）に電力を供給する場合には，二次電池２１９の電力がＤＣ−ＤＣコンバータ２２０に供給される。そして，ＤＣ−ＤＣコンバータ２２０により規定の出力電圧に変換されて外部負荷に供給される。このとき，逆流防止ダイオードＤ₁により二次電池２１９の電圧が外部直流電源に流出することはない。
【００１６】
図１３は従来の電源装置の１の動作説明図である。
【００１７】
図１３において，ＤＣ−ＩＮはＤＣコネクタ２１０に入力される外部直流電源の入力電圧であり，例えば，１６．０Ｖである。αＶは二次電池２１９の正極側に印加される電圧であって，充電部２１２の出力電圧である。使用される二次電池２１９によって，電圧が異なるものである。
【００１８】
従来の電源装置２は，外部直流電源の負極側と二次電池２１９の負極側を共通電位とし，正極側の電位を制御するようにしていた。そのような制御を行い易くするために制御トランジスタＴｒ₁をＰ型ＭＯＳＦＥＴにより外部直流電源の正極側に設けるようにしていた。
【００１９】
図１４は従来の電源装置２を示す。図１４ (a)は電源回路である。図１４ (b)は図１４ (a)の電源回路の動作説明図である。
【００２０】
図１４において，２００は電源装置である。２０１は直流電源である。２０２は電圧変換部であって，直流電源２０１の電圧を入力して，適正な電圧に変換して負荷２０５に供給するものである。２０３は制御部であって，電圧変換部２０２の出力電圧に応じて，Ｔｒ₁をオンもしくはオフとするゲート電圧を発生し，Ｔｒ₁をスイッチングする制御を行うものである。
【００２１】
２０４は電圧検出部であって，分圧抵抗Ｒ₁とＲ₂により電圧変換部２０２の出力電圧を分圧して検出するものである。Ｔｒ₁は制御トランジスタであって，Ｐ型ＭＯＳＦＥＴである。制御部２０３に制御されてスイッチング動作するものである。Ｌ₁はチョークコイルであって，Ｔｒ₁がオンの期間にエネルギーを蓄積し，オフの期間にＤ₁−Ｌ₁−Ｃ₁のフライバック回路に電流を流すことによりＴｒ₁で生成されるスイッチング電圧を平滑するものである。
【００２２】
Ｃ₁はコンデンサであって，Ｔｒ₁の動作で生成されるスイッチング電圧を平滑するものである。Ｄ₁はフライバックダイオードであって，Ｔｒ₁がオンの時にチョークコイルＬ₁に蓄積されたエネルギーを，Ｔｒ₁がオフの時にＬ₁−Ｃ₁−Ｄ₁のフライバック回路に電流を流すものである。
Ｄ₂は定電圧ダイオードであって，制御部２０３に定電圧（基準電圧）を供給するものである。Ｒ₃は定電圧ダイオードＤ₂の電流制限抵抗である。
図１４ (b)を参照し，図１４ (a)の電源回路の動作を説明する。
【００２３】
直流電源２０１の出力電圧が電圧変換部２０２に入力される。電圧検出部２０４の検出電圧が制御部２０３に入力され，Ｄ₂で発生される基準電圧と比較される。検出電圧が目標値より小さければ制御部２０３はＴｒ₁をオンにする電圧を生成し，Ｔｒ₁のゲートに印加してＴｒ₁をオンとする。電圧検出部２０４の検出電圧が目標値より高ければＴｒ₁をオフとするゲート電圧を発生してＴｒ₁に印加し，Ｔｒ₁をオフとする。
【００２４】
Ｔｒ₁がオンのとき直流電源２０１から供給される電力はＬ₁とＣ₁で平滑されて負荷２０５に供給される。そして，Ｔｒ₁がオフになった時は，Ｔｒ₁がオンの状態でＬ₁に蓄積されたエネルギーによりＬ₁−Ｃ₁−Ｄ₁に右廻りのフライバック電流が流れ，負荷に電力が供給される。
【００２５】
以上の動作で，Ｔｒ₁のオン期間が長くなれば電圧変換部２０２の出力電圧が高くなり，オン期間が短くなれば出力電圧は低くなるので，負荷に供給する電圧を安定化することができる。
【００２６】
図１４ (b)は，図１４ (a)の動作例であり，直流電源の電圧が７．２Ｖであり，負荷電圧が５．０Ｖである。
【００２７】
直流電源２０１の負側と負荷２０５の負側が共通電位とされて，直流電源２０１から７．２Ｖが電圧変換部２０２に入力される。電圧変換部２０２で５．０Ｖに電圧変換されて負荷２０５に供給される。そして，制御部２０３は電源回路の正極側の電位を制御して負荷２０５に供給する。また，正極側の電位を制御し易いように，制御トランジスタＴｒ₁はＰ型ＭＯＳＦＥＴ等のＰ型トランジスタを使用していた。
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の電源装置２００では，外部直流電源２１９から二次電池へ直接に電流が流れないようにするために逆流防止ダイオードＤ₂を必要としていた。ダイオードＤ₂の電圧降下は０．５５〜０．７Ｖ程度あり，二次電池としてＮｉＣｄ電池６本を使用した場合でもその電力損失は７．６％〜１０％に達し，無視できないものである。ＮｉＣｄ電池が２本の場合にはさらに電力損失の割合は大きくなり，電池容量の２３％〜３０％にもなる。
【００２９】
入力電圧をスイッチング制御して出力電圧を制御する場合には，効率は制御トランジスタのオン抵抗が効率に影響する。効率を良くするためには制御トランジスタＴｒ₁のオン抵抗を小さくすることが重要である。
【００３０】
制御トランジスタＴｒ₁をＰ型ＭＯＳＦＥＴで構成した場合には，ソースに正の入力電圧が印加されているので，ゲート電圧を接地電位に印加するだけでＴｒ₁をオンさせることができる。そのため，従来の電源装置のように正極側の電位を制御する場合にはＰ型トランジスタによる制御がし易いので制御トランジスタＴｒ₁にＰ型ＭＯＳＦＥＴを使用していた。
【００３１】
しかし，Ｐ型ＭＯＳＦＥＴはＮ型ＭＯＳＦＥＴに比較してオン抵抗が高い（約２．４倍）。そのため，制御トランジスタＴｒ₁にオン抵抗の低いＮ型ＭＯＳＦＥＴ等のＮ型トランジスタを使用することが望まれる。しかし，Ｎ型ＭＯＳＦＥＴをオンするためには，ソース−ゲート間電圧は正電圧とする必要があり，ドレイン電極に入力電圧が印加されている状態でＮ型ＭＯＳＦＥＴをオンさせるためには入力電圧より高いゲート電圧を印加しなければならない。従来の構成ではソースに直流電源の正電圧を印加するようにしていたので，ゲート電圧をその入力電圧以上に高くすることは不可能である。そのため，従来の構成ではＮ型ＭＯＳＦＥＴにより電圧制御をすることはできなかった。
【００３２】
本発明は，外部直流電源を使用する際に，二次電池への電流流入を防止するための逆流防止ダイオードＤ₂を除去することにより二次電池を効率的に使用できるようにする電子機器を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明は，二次電池で駆動する電子機器において，（ｉ）二次電池の負極と装置グランドとの間に設けられる整流ダイオードと，（ ii ）二次電池の負極と整流ダイオードとの接続点に接続されて，外部電源が装着されるときに，装置グランドと二次電池の負極とを切り離し，外部電源が装着されないときに，装置グランドと二次電池の負極とを接続するように動作するスイッチ手段を持つ外部電源の接続用コネクタと， (iii) 外部電源接続用コネクタに装着される外部電源からの電力供給を受けて充電電流を発生して，該充電電流を，整流ダイオードおよびスイッチ手段により装置グランドと切り離された状態にある二次電池を含む閉ループに投入することで，二次電池を充電する充電器とを備える構成を採る。
【００４８】
【作用】
このように構成される本発明の電子機器は，以下のように動作する。
（１）外部電源接続用コネクタに外部電源が装着されていて，かつ，外部電源から電力が供給されるとき
この状態（外部電源からの電力で電子機器が駆動されるとともに，充電器が二次電池を充電できる状態）にあるときには，外部電源から供給される電力は二次電池に印加されることになるが，外部電源接続用コネクタに外部電源が装着されていることで，外部電源接続用コネクタの持つスイッチ手段が二次電池の負極と装置グランドとの間を切り離すように動作し，さらに，整流ダイオードが外部電源からの電圧により逆方向にバイアスされることで非導通状態になり，これにより整流ダイオードが二次電池の負極と装置グランドとの間を切り離すように動作する。
このように，この状態にあるときには，二次電池の負極と装置グランドとの間は切り離されており，これから，従来技術で必要とされた逆流防止ダイオード（図１２に示す逆流防止ダイオードＤ ₂ ）を備えなくても，二次電池に外部電源からの電流が流れ込むことがない。
（２）外部電源接続用コネクタに外部電源が装着されていないとき
この状態にあるときには，外部電源接続用コネクタの持つスイッチ手段が二次電池の負極と装置グランドとの間を接続し，これにより二次電池が電力供給源として動作することになる。
本発明では従来技術で必要とされた逆流防止ダイオードを備える必要がないので，このとき，逆流防止ダイオードによる電圧降下が発生しないことになる。
（３）外部電源接続用コネクタに外部電源が装着されているものの，外部電源から電力が供給されないとき
この状態は，ユーザがＡＣアダプタを電子機器には接続しているものの，電源コンセントには接続していないときに起こる状態である。
この状態にあるときには，外部電源接続用コネクタに外部電源が装着されていることで，外部電源接続用コネクタの持つスイッチ手段が二次電池の負極と装置グランドとの間を切り離すように動作することになるが，整流ダイオードが二次電池の電圧により順方向にバイアスされることで導通状態になるので，二次電池の負極と装置グランドとの間が接続されることになり，これにより二次電池が電力供給源として動作することになる。
このときには，従来技術と同様に整流ダイオードによる電圧降下が発生することになるが（ただし，従来技術では逆流防止ダイオードによる電圧降下である），この状態は本来異常な状態であるので本発明の効果を大きく減じるものではない。
このように，本発明によれば，外部電源を使用する際に，二次電池への電流流入を防止するための逆流防止ダイオード（図１２に示す逆流防止ダイオードＤ ₂ ）を備えなくてもよいので，それによる電圧降下が発生しないことで二次電池を効率的に使用できるようになる。
【００５０】
【実施例】
次に，本発明の実施例と本発明に関連する技術とについて説明する。
以下では，これらの技術を総称して本発明・本発明関連技術と称することにする。
本発明・本発明関連技術では，制御トランジスタＴｒ ₁ とチョークコイルＬ ₁ を装置の接地側に配置し，Ｎ型の制御トランジスタＴｒ ₁ でも容易に制御できるようにした。
また，制御トランジスタＴｒ ₁ とチョークコイルＬ ₁ を装置の接地側に配置して二次電池の負側の電圧制御をするとともに充電時は電源電圧の負極側から切離し，逆流防止ダイオードＤ ₂ がなくても二次電池に外部電源からの電流が流れ込まないようにした。あるいは，二次電池の充電制御電圧を負電圧として二次電池の負側で電圧制御するようにして逆流防止ダイオードＤ ₂ がなくても充電できるようにした。
また，充電制御用トランジスタ，または電圧変換用トランジスタを負極側に接続したことで制御用トランジスタをＮ型にすることが可能となるので，制御トランジスタをＮ型トランジスタで構成し，電圧供給が容易となるようにした。
図１は本発明・本発明関連技術の基本構成 (1) を示す。
図１において，１は電源装置である。１１は外部直流電源入力部であって，ＡＣアダプタ等の外部直流電源を接続する端子である。１２はダイオードであって，二次電池１４から外部直流電源入力部１１の側に電流が流れることを防止するものである。１３は直流電圧変換部であって，二次電池１４もしくは外部直流電源から供給される直流電圧を電圧変換して出力するものである。１４は二次電池である。１５は充電部であって，二次電池１４の負極側の電圧を制御し，外部直流電源から供給される電力により，二次電池１４を充電するものである。
１６は充電制御部であって，充電電流（もしくは充電電圧）を検出して充電電流，充電電圧を制御するものである。１６’は出力検出部であって，充電電流もしくは充電電圧を検出するものである。１７は充電電圧発生部であって，充電電圧を発生するものである。１８は切り替えスイッチ回路であって，二次電池１４を使用する場合にオンとなって，二次電池１４の負側を接地側に接続し，二次電池１４を充電する場合にオフとするものである。
図１の構成の動作を説明する。
(1) 二次電池１４を充電する場合
ＡＣアダプタ（図示せず）が外部直流電源入力部１１に接続されていて，外部直流電源により電力が供給される。
外部直流電源より充電部１５に電力が供給され，充電部１５は動作する。充電制御部１６は切り替えスイッチ回路１８をオフとする。その結果，二次電池１４の負極側は接地側（グランド側）より浮いた状態となる。出力検出部１６’は充電電流（もしくは充電電圧）を検出する。充電制御部１６は充電電流（もしくは充電電圧）に基づいて充電電圧発生部１７の発生する充電電圧の制御をする。
充電電圧発生部１７は外部直流電源の電力を使用して充電電圧を発生する。充電制御部１６は充電電流（もしくは充電電圧）を監視し，充電電流が小さくなると二次電池１４の負側の電位を引き下げて二次電池１４に流れる充電電流を多くなるようにし，充電電流が大きくなると二次電池１４の負側の電位を高くして（＋側に近づける），二次電池１４に充電される電流を小さくする。このようにして，充電部１５は充電電圧発生部１７の発生する電圧を制御することにより二次電池１４の負側の電圧を制御して充電する。
なお，外部直流電源が使用されている状態において，充電がなされていない場合には，二次電池１４の負側は接地側に接続されていないので外部直流電源から二次電池に電流が流れ込むことはない。
(2) 二次電池１４を電圧源として使用する場合
充電部１５は切り替えスイッチ回路１８をオンとする（充電部１５に外部直流電源から電力が供給されなくなるとすぐに切り替えスイッチ回路１８をオンとする，あるいは切り替えスイッチ回路１８をダイオードにより構成し，二次電池１４が使用されていない場合には電池の負極側の電位と接地電位の関係がダイオードを逆方向接続となるようにし，電池が使用される場合には順方向となるようにする等でＡＣアダプタが接続されていなくても切り替えが可能になるようにする）。
二次電池１４の負極側が接地されたことにより二次電池１４の放電回路が形成され，二次電池１４から直流電圧変換部１３に電力が供給される。直流電圧変換部１３は二次電池１４の出力電圧を負荷に印加する直流電圧に変換する。
図２は本発明・本発明関連技術の基本構成 (2) を示す図であり，Ｎ型トランジスタにより電源部の負極側の電圧を制御することにより出力電圧の変更もしくは安定化を図る構成を示す。
１は電源装置である。２は電源部であって，直流電源である。３は制御部であって，制御トランジスタのオン，オフ制御をするものである。４は制御トランジスタであって，Ｎ型トランジスタにより構成されるものである。５は出力検出部であって，出力電圧もしくは出力電流を検出するものである。６は負荷である。
図２の構成において，直流電源２は直流電圧を生成する。出力検出部５は出力電圧もしくは出力電流を検出し制御部３に入力する（以後，出力電圧を検出するものとして説明する）。制御部３は出力電圧が目標値より低い場合には制御トランジスタ４のゲートに正の電圧を印加して制御トランジスタ４をオンとする。出力電圧が目標値より高い場合には，制御トランジスタ４のゲートに接地電圧もしくは負の電圧を印加して制御トランジスタ４をオフとする。
図１の本発明・本発明関連技術の基本構成 (1) において，二次電池の負側の電圧を制御して充電することにより，充電部の制御トランジスタとしてＮ型トランジスタを使用することができ，充電部の内部抵抗を小さくすることができる。また，二次電池から外部直流電源に電流が流れることを防止する逆流防止ダイオード（図１２の逆流防止ダイオードＤ ₂ ）を使用することなく外部直流電源から二次電池１４に直接電流が流れ込むことがないようにすることができるので，ダイオードによる電圧降下もなく二次電池１４の効率を大幅に向上させることができる。
図２の本発明・本発明関連技術の基本構成 (2) において，制御トランジスタをＮ型ＭＯＳＦＥＴで構成した場合，ソース電極は入力電圧の負側に接続され，ＦＥＴをオンするのに必要な電圧は正の電圧であるから，入力電圧の正電圧をゲートに印加することにより比較的に簡単な構成でＦＥＴをオンさせることができる。また，ゲート電圧に入力電圧の負側の電圧を印加するだけでオフとすることができる。このように，制御トランジスタをＮ型トランジスタにし，電源部の負側の電圧を制御することにより簡単な構成で出力電圧の制御を行うことができる。そのため，電源装置の内部抵抗を小さくすることができる。
図３は本発明・本発明関連技術の構成例１を示す図である。図３は充電部において負電圧を発生し，二次電池の負極側の電位を制御することにより充電制御するものである。
【００５１】
図３において，２１はＡＣアダプタであって，外部直流電源である。２２はＤＣコネクタであって，ＡＣアダプタを接続する端子である。２３はフィルタである。２４はＤＣ−ＤＣコンバータである（図２の直流電圧変換部に相当する）。２５は二次電池である。２６は充電部であって，ＡＣアダプタから供給される電力を使用して，負電圧を発生し，二次電池１４の負極側の電位を制御し，充電制御するものである。２６’は負電圧発生部である。２７はスイッチ回路であって，ＡＣアダプタ２１から電力が供給されるとき，二次電池の負極側の接地を切り離し，二次電池２５を使用するときに二次電池の負極側を接地するものである。
【００５２】
２８は接点であって，ＡＣアダプタ２１を使用する時は，オフとなって二次電池２５の負電極が直接接地されないようにするものである。ＡＣアダプタ２１が接続されていない時はオンとなって二次電池２５の負極側が接地されるようにするものである。Ｄ₁は逆流防止ダイオードであって，二次電池２５を使用している時に，ＡＣアダプタ２１の側に二次電池２５の電流が流れることを防止するものである。
【００５３】
図３の動作は図４，図５の詳細図により説明される。
【００５４】
図４は本発明・本発明関連技術の構成例２であって，図３の構成の詳細図である。
【００５５】
図４において，２１はＡＣアダプタである。２２はＤＣコネクタであって，ＡＣアダプタを接続する端子である。２３はフィルタである。２４はＤＣ−ＤＣコンバータである。２５は二次電池である。２６は充電部である。２６’は負電圧発生部である。２７はスイッチ回路である。２８は接点である。Ｄ₁は逆流防止ダイオードである。フィルタ２３において，Ｌ₃はチョークコイル，Ｃ₂はコンデンサ，Ｃ₄はコンデンサである。ＤＣ−ＤＣコンバータ２４において，
３１は主制御部である。Ｔｒ₂は制御トランジスタである。Ｌ₂はチョークコイルである。Ｄ７はダイオードである。Ｃ₃はコンデンサである。
【００５６】
充電部２６において，２６’は負電圧発生部である。３０は充電制御部であって，充電制御を行うものである。Ｔｒ₁は制御トランジスタであって，チョークコイルＬ₁の流す電流のオン，オフを行うものである。
【００５７】
Ｌ₁はチョークコイルである。Ｄ₄はフライバックダイオードである。Ｒ₁は抵抗であって，充電電流を検出するためのものである。Ｔｒ₃はスイッチング用トランジスタであって，ＡＣアダプタ２１が使用されている状態において，二次電池２５の電圧が充分高くて充電を必要としない時にオフとなって二次電池２５の負極側と電源線が接続されないようにするものである。Ｃ₁はコンデンサであって，充電部２６で発生する負電圧を平滑するものである。
【００５８】
スイッチ回路２７において，Ｄ₆はダイオードである。Ｔｒ₄はスイッチ用トランジスタであって，二次電池２５を使用するときにオンとなり，さらに，ＡＣアダプタ２１とＤＣ−ＤＣコンバータ２４が接続されている状態において（接点２８が開いている），ＡＣアダプタが商用交流電源のコンセントに接続されていない等の場合にオンとなるものである。そして，ＡＣアダプタ２１が使用されていて二次電池２５を充電する時はＴｒ₄はオフとなる。４０は電池電圧監視部であって，二次電池２５の電圧を監視するものである。
【００５９】
４１は差動増幅器であって，二次電池２５の正極と負極の電圧を入力して比較し，二次電池２５の電圧を検出するためのものである。４２は外部入力電圧検出部であってＡＣアダプタ２１からの電圧入力の有無を判定するものである。４３は比較器であって，ＡＣアダプタ２１の正極側の電圧と基準電圧を比較するものである。ＡＣアダプタ２１の電圧が有る時にＨを出力し，無い時にＬを出力するものである。
【００６０】
４４は比較器であって，ＡＣアダプタ２１の正極側の電圧と基準電圧を比較するものである。ＡＣアダプタ２１の電圧入力が有る時にＬを出力し，無い時にＨを出力するものである。４６はマイクロコンピュータであって，充電制御部３０を制御する制御信号を生成するものである。
【００６１】
図４の構成において，ＤＣ−ＤＣコンバータ２４の動作は従来のものと同じであるので説明は省略する。
【００６２】
マイクロコンピュータ４６は外部入力電圧検出部４２の検出値と電池電圧監視部４０の電池電圧を入力する。電池電圧監視部４０の検出値はマイクロコンピュータ４６のＡ−Ｄ変換入力部（図示せず）に入力される。マイクロコンピュータ４６はＡＣアダプタ２１からの電圧入力があって，かつ電池電圧監視部４０の監視電圧により充電を必要とすると判定した場合には，充電制御部３０に動作を指示する制御信号を出力する。マイクロコンピュータ４６はＡＣアダプタ２１からの電圧入力がない場合には，その旨の信号を充電制御部３０に出力する。
【００６３】
さらに，外部入力電圧検出部４２の比較器４４はＡＣアダプタ２１からの電圧入力がある場合には，Ｌの信号を出力してＴｒ₄をオフとする。また，ＡＣアダプタ２１からの電圧入力がない場合には，Ｈを出力してＴｒ₄をオンとする。従って，ＡＣアダプタ２１がＤＣコンバータに接続されているため接点２８がオフであるが，ＡＣアダプタ２１が商用交流電源のコンセントに差し込まれていない等のため，ＡＣアダプタ２１からの電圧入力がない場合にはスイッチ回路２７がオンとなり，二次電池２５が動作する。
【００６４】
二次電池２５を充電する動作を説明する。
ＡＣアダプタ２１が接続されているので接点２８はオフとなる。また，外部入力電圧検出部４２の比較器４４の出力によりＴｒ₄はオフとなる。
【００６５】
充電制御部３０はＴｒ₁のオン，オフの制御をする。Ｔｒ₁がオンの期間にＬ₁に電流が流れ，Ｌ₁にエネルギーが蓄積される。次にＴｒ₁をオフとする。この時，Ｔｒ₃をオンとする（Ｔｒ₃は一度オンするとソースに負電圧が印加されオンし続ける）。Ｔｒ₁がオフの期間にＬ₁に蓄積されたエネルギーによりＬ₁−Ｃ₁−Ｔｒ₃−Ｄ₄−Ｌ₁の回路に電流が流れ，二次電池２５の負極と負電圧発生部２６’の接続点Ａに負電圧が発生する。その負電圧により二次電池２５の負極側の電位が制御され，二次電池２５に充電電流が流れ，二次電池２５が充電される。充電電流は抵抗Ｒ₁を流れ，その大きさに応じた電圧降下が抵抗Ｒ₁に生じ，充電制御部３０はその大きさに応じてＴｒ₁のオンの期間を調整し，二次電池２５が適正に充電されるようにする。
【００６６】
ＡＣアダプタ２１が使用されている状態において，二次電池２５の電圧が十分高く，二次電池２５に充電を必要としない時は，充電制御部３０はＴｒ₃をオフとする。比較器４４の出力によりＴｒ₄はオフである。そのため二次電池２５の負極側と電源線との接続はなく，二次電池２５の正極側に逆流防止ダイオードがなくてもＡＣアダプタ２１から二次電池２５に直接に電流が流れることはない。
【００６７】
図５は本発明・本発明関連技術の構成例３である。
図５は充電部２６の二次電池２５の充放電を制御するためのスイッチ回路の構成が図４と異なるのみである。ＡＣアダプタ２１，フィルタ２３，ＤＣ−ＤＣコンバータ２４，スイッチ回路２７の構成および動作は図４と同じであるので説明は省略する。
充電部２６において，２６’は負電圧発生部である。３０は充電制御部である。３１’はインバータである。Ｔｒ₁は制御トランジスタであって，チョークコイルＬ₁に流す電流のオン，オフを行うものである。Ｌ₁はチョークコイルである。
【００６８】
Ｄ₄はフライバックダイオードである。Ｒ₁は抵抗であって，充電電流を検出するものである。Ｒ₂は抵抗である。Ｔｒ₃はスイッチ用トランジスタであって，二次電池２５を充電していない時にオフとなって，二次電池２５の負極側と電源線との接続を断ち，ＡＣアダプタ２１の側から二次電池２５に電流が流れないようにするものである。Ｃ₁はコンデンサであって，充電部２６で発生する負電圧を平滑するものである。
【００６９】
図５の構成におけるＴｒ₁，Ｔｒ₃，Ｔｒ₄，Ｔｒ₅の動作の関係について図６を参照して説明する。
【００７０】
図６は本発明・本発明関連技術の構成例３の充電器のタイムチャートである。
図６において，
(a)はＴｒ₁の動作を示す。Ｈレベルはオン，Ｌレベルはオフの期間である。
(b)は図５におけるＡ点の電圧変化を示す。Ｔｒ₁がオフの期間に負電圧が発生する状態を表している。
(c)はＴｒ₃の動作を表し，Ａ点の電圧が負になった時にオンとなり，以後オンし続ける（Ｔｒ₃は一度オンするとソース電位が負のままとなりオンし続ける）。
(d)はＴｒ₄の動作を表し，充電制御期間中はオフである。
(e)はＴｒ₅の動作を表し，充電期間中はオンである。
【００７１】
図５において，ＡＣアダプタ２１がＤＣコネクタ２２と接続され，ＡＣアダプタ２１により電力が供給されているとする。そのとき，電池電圧監視部４０の出力により二次電池２５の電圧が低下して充電を必要とすることをマイクロコンピュータ４６が認識すると，充電制御部３０に制御信号を送り，充電制御部３０はＴｒ₄のゲートにＬを出力し，Ｔｒ₄をオフとする（図６ (d)参照）。そして，そのＬの出力はインバータ３１で反転されてＴｒ₅のゲートに印加される。そのため，Ｔｒ₅はオンとなる（図６ (e)参照）。そして，Ｔｒ₅がオンの時はＴｒ₃のゲート電圧は接地電圧となり，負電圧発生部２６’により発生する負電圧がソースに印加されることによりＴｒ₃はオンとなる。その結果，Ａ点に負電圧が印加され，二次電池２５の負電極の電位が下がり，二次電池２５が充電される。
【００７２】
ＡＣアダプタ２１がＤＣコネクタ２２に接続されているため接点２８はオフであるが，ＡＣアダプタ２１が商用交流電源のコンセントに挿入されていない等で使用されない場合には，充電制御部３０はＴｒ₄をオンとして，電池の負極を接地し，二次電池２５からＤＣ−ＤＣコンバータ２４に電力を供給する。
【００７３】
次に，二次電池２５の充電動作を説明する。
ＡＣアダプタ２１が使用されていないので接点２８はオフとなる。また，充電制御部３０はＴｒ₄をオフとする。
【００７４】
充電制御部３０はＴｒ₁のオンもしくはオフの制御をする。Ｔｒ₁がオンの期間にＬ₁に電流が流れ，Ｌ₁にエネルギーが蓄積される。Ｔｒ₅はオフであり，Ｔｒ₃のゲート電圧は接地電圧である。次にＴｒ₁をオフとする。Ｔｒ₁がオンの期間にＬ₁に蓄積されたエネルギーにより，Ｔｒ₁がオフの期間にＴｒ₅−抵抗Ｒ₂−抵抗Ｒ₁−Ｄ₄の回路に電流が流れ，Ｔｒ₃のソースに負電圧が印加され，Ｔｒ₃はオンとなる。その結果，Ｌ₁−Ｃ₁−Ｔｒ₃−Ｒ₁−Ｄ₄−Ｌ₁の回路に電流が流れ，Ａ点に負電圧が印加され，二次電池２５が充電制御される。充電電流は抵抗Ｒ₁を流れ，その大きさに応じた電圧降下が抵抗Ｒ₁に生じ，充電制御部３０はその大きさに応じてＴｒ₁のオンの期間を調整し，負電圧発生部２６’の発生する負電圧を制御して二次電池２５が適正に充電されるようにする。
【００７５】
なお，上記の説明において，主制御スイッチが入力回路と出力回路の間に直列に接続される場合について説明したが，主制御スイッチ回路が負荷に並列に接続される構成のＤＣ−ＤＣコンバータでもよい。
【００７６】
図７は本発明・本発明関連技術の構成例４である。
図７はＤＣコネクタ２２の接点２８を使用して二次電池２５の負極側電圧を装置の接地電圧から分離すると同時に，二次電池２５の負極側の電圧を制御することで二次電池２５の充電をする別の装置構成を示す。
【００７７】
図７において，
２１はＡＣアダプタである。２２はＤＣコネクタである。２４はＤＣ−ＤＣコンバータである。２５は二次電池である。２６は充電部である。３０は充電制御部である。Ｔｒ₁は充電部２６の制御トランジスタである。Ｌ₁，Ｌ₂は電圧変換用のトランスである。Ｄ₃は整流用ダイオードである。Ｃ₁は平滑用コンデンサである。Ｒ０，Ｒ₁，Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は出力電流を検出するための検出抵抗である。Ｒ₅，Ｒ₆は出力電圧を検出するための検出抵抗である。
【００７８】
充電制御部３０はＰＷＭ制御方式でＤＣ−ＤＣコンバータ２４を制御するものである。内部の詳細は図示されていないが，三角波発振器，誤差増幅器，ＰＷＭ比較器および制御トランジスタＴｒ₁の駆動回路等で構成される。Ｄ₄は出力電圧を制御するための基準電圧作成用のツェナーダイオードであり，抵抗Ｒ７と直列に接続されることにより基準電圧を作成する。
【００７９】
ＤＣコネクタ２２にＡＣアダプタ２１が接続されていて，外部より電力が供給されている時，ＤＣ−ＤＣコンバータ２４にはＤ₁を介して外部電源から供給される電力は二次電池２５の正極側に印加される。しかし，二次電池２５の負極側はＤＣコネクタ２２の接点２８およびＤ₆により装置の接地点（外部電源の負極）とは遮断されているため電力が供給されることはない。
【００８０】
外部より電力が供給されているとき，二次電池２５に対して電力が供給され充電が行われるのは充電制御部３０の指示により充電用定電流回路が充電用の電力を作成しているときだけである。充電用定電流回路が動作しているとき外部回路から供給される電力は，制御トランジスタＴｒ₁により交流信号に変換されＬ₁に加えられ，Ｌ₂に伝えられる。Ｌ₂に伝えられた電圧は整流ダイオードＤ₃によって直流電圧に変換され，二次電池２５の正極に印加される。
【００８１】
充電用定電流回路は，Ｄ₃を介して二次電池２５に加えられるが，二次電池２５の負極側はＤＣコネクタ２２の接点２８および，Ｄ₆により装置の接地点と遮断されるため，充電用定電流回路で作成される電力は全て二次電池２５にのみ流れる。また，充電用定電流回路の正極側は装置の正極側電位と接続されてはいるが，負電位側は電池の負電極以外には接続されていないため，装置の正極側電位に影響を与えることがない。そして，二次電池２５の負極側の電圧が変動して二次電池２５の充電がなされる。
【００８２】
充電制御部３０の指示により，充電用定電流回路が停止しているときは，Ｔｒ₁はオフ状態に保たれるため入力電力がＬ₂側に伝播することはない。又，Ｄ₃が二次電池２５に対して逆方向に接続されているため，二次電池２５の電流がＬ₂を介して放電されることはない。
【００８３】
ＤＣコネクタ２２の挿抜により外部からの電力供給が途絶えたとき，二次電池２５の正極は直接ＤＣ−ＤＣコンバータ２４に接続されており，また，二次電池２５の負極もＤＣコネクタの接点を介して装置の接地点に接続されるために二次電池２５の電圧がそのままＤＣ−ＤＣコンバータ２４に伝えられる。一方，Ｄ₁により二次電池２５からの出力がＤＣ−ＤＣコンバータ２４以外への電力流出を防止する。
【００８４】
又，ＤＣコネクタにＡＣアダプタ等が接続されているが，ＡＣアダプタにＡＣ電源が供給されていない等の理由によりＡＣアダプタが非動作状態にあるとき，二次電池の負極側がＤＣコネクタの接点を介して直接装置グランドに接続されない状態においては，Ｄ₆が二次電池２５の電圧により順方向にバイアスされ，導通状態となるので，二次電池２５の負極側と装置の接地点が接続される。
【００８５】
以上のように，図７の構成により，充電部６の出力側をトランス結合にすれば，充電部６の出力電圧は装置接地電位と分離することが可能となり，二次電池の負極電圧を制御して，二次電池２５の充電が可能となる。
【００８６】
図８は本発明・本発明関連技術の構成例５を示す（本発明・本発明関連技術の基本構成(2) の構成例）。
図８において，２００は電源装置である。２０１は直流電源である（図２の直流電源２に相当する）。２０２は電圧変換部であって，出力電圧の制御（出力電圧値の制御，安定化制御）を行うものである。
【００８７】
２０３は制御部であって，出力電圧の検出値に基づいて，Ｔｒ₁のスイッチング制御するものである。２０４は電圧検出部であって，出力電圧値を検出するものである。２０５は負荷である。Ｔｒ₁は制御トランジスタであって，Ｎ型ＭＯＳＦＥＴである。
Ｌ₁はチョークコイルであって，直流電源２０１の負側に備えられたものである。Ｃ₁は平滑コンデンサである。Ｄ₁はフライバックダイオードである。
【００８８】
Ｄ₂は定電圧ダイオードであって，定電圧を発生するものである。Ｒ₁，Ｒ₁は分圧抵抗であって，出力電圧を分圧するものである。Ｒ₃はダイオードＤ₂の電流制限抵抗である。
図８ (a)の構成の動作を説明する。
【００８９】
直流電源２０１の出力電圧により制御部２０３が動作を開始する。電圧検出部２０４の検出電圧が制御部２０３に入力され，定電圧ダイオードＤ₂の生成する電圧と比較する。出力電圧が目標電圧より小さければ制御部２０３はＴｒ₁に正のゲート電圧を印加し，Ｔｒ₁をオンとする。負荷に直流電源２０１から電力が供給されるとともに，Ｌ₁にエネルギーが蓄積される。電圧変換部２０２の出力電圧が目標値より大きければ，制御部２０３はＴｒ₁のゲート電圧を接地電圧もしくは負電圧としてＴｒ₁をオフとする。Ｔｒ₁がオフの時，オン期間にＬ₁に蓄積されたエネルギーにより，Ｌ₁−Ｄ₁−Ｃ₁のフライバック回路に右廻りに電流が流れ，負荷２０５に整流電圧が印加される。
【００９０】
図８ (b)は図８ (a)の動作説明図である。
直流電源２０１の電圧が７．２Ｖ，負荷電圧（電圧変換部２０２の出力）電圧が５．０Ｖとする。直流電源の正極側の電位と負荷の正極側の電位は共通なので等しく，負荷２０５の負側の電位を制御して，負荷２０５に印加される電圧が５．０Ｖになるように制御する。
【００９１】
Ｔｒ₁のソース電極は入力電圧の負側に接続されているので，オンするのに必要な電圧は正の電圧である。従って，制御部２０３は入力電圧の正電圧をゲートに印加することにより簡単にＴｒ₁をオンさせることができる。また，ゲート電圧に入力電圧の負電圧側の電圧を印加することによりオフとすることができる。このように，図８(a) の構成によれば，Ｎ型ＭＯＳＦＥＴにより直流電源２０１の負側の電圧を制御することにより簡単な構成で出力電圧の制御を行うことができる。そのため，電源装置の内部抵抗を大幅に小さくすることができる。
【００９２】
図９は本発明・本発明関連技術の構成例６を示す（本発明・本発明関連技術の基本構成(2) の構成例）。
【００９３】
図９はＤＣ−ＤＣコンバータにより出力電圧を制御するものであって，外部直流電源と内部の二次電池を切り替えて使用できるものである。そして，内部の二次電池を充電する充電部を備え，外部直流電源を使用する場合には，外部直流電源の電力を利用して内部の二次電池２１９を充電する。そして，逆流防止ダイオード（図１２の従来の技術の逆流防止ダイオードＤ₂）を使用することなく二次電池２１９に外部直流電源から直接電流が流れこむことのないようにしたものである。
【００９４】
図９において，
２００は電源装置である。２１０はＤＣコネクタであって，外部直流電源との接続コネクタであり，外部直流電源を使用する場合に接続されるものである（図１の外部直流電源入力部１１に相当する）。ＤＣコネクタ２１０は接点２１１を備える。２１１は接点であって，ＤＣコネクタが接続されている場合には，接点２１１のＡ，Ｂを開き，二次電池２１９の負側が直接接地されることのないようにするものである。ＤＣコネクタ２１０が引き抜かれている場合には接点２１１のＡ，Ｂは閉じるものである。２１２は充電部であって，外部直流電源から電力の供給を受けて二次電池２１９を充電するものである。充電部２１２は図８ (a)の電圧変換部２０２に相当するものであり，同様の構成を備えるものである。
【００９５】
２１３は充電制御部であって，充電制御を行うものである。
２１４は充電電圧発生部であって，充電電圧を発生するものである。
２１５は電流検出部であって，二次電池２１９の充電電流を検出するものである（図１の出力検出部１６’に相当する）。
２１６は電圧検出部であって，充電部２１２の出力電圧を検出するものである。
２１９は二次電池である。
２２０はＤＣ−ＤＣコンバータである（図１の直流電圧変換部１３に相当するものである）。Ｔｒ₁は制御トランジスタであり，Ｎ型ＭＯＳＦＥＴである。Ｔｒ₁は充電制御部２１３が充電動作していないときはＴｒ₁はオフである。
【００９６】
Ｒ₀は電流検出抵抗である。Ｒ₁，Ｒ₂は分圧抵抗であって，電流検出抵抗Ｒ₀の電流流出側の電圧を分圧するものである。Ｒ₃，Ｒ₄は分圧抵抗であって，電流検出抵抗Ｒ₀の電流流入側の電圧を分圧するものである。
【００９７】
Ｄ₁は逆流防止ダイオードであって，二次電池２１９から外部直流電源に電流が逆流することを防止するものである。Ｄ₃は整流ダイオードである。Ｄ₄は定電圧ダイオードである。Ｄ₅は充電部２１２が充電動作していないときに，二次電池２１９から電力が充電制御部２１２の側に流出することを防止するものである。
【００９８】
Ｄ₆はダイオードあって，ＤＣ−ＤＣコネクタ２１０が接続されているため接点２１１が開いている状態において二次電池を使用する場合（ＤＣコネクタ２１０は接続されているが，外部電源のスイッチがオフとなっていて，外部電源が使用されていない状態）において，二次電池２１９が使用されるときにオンなって，二次電池２１９の負側を接地するものである。
【００９９】
Ｌ₁はチョクーコイルである。Ｃ₁は平滑コンデンサである。図９の構成の動作を説明する。
【０１００】
(1) 外部電源を使用する場合
ＤＣコネクタ２１０が接続され，接点２１１が開く。外部直流電源からＤＣ−ＤＣコンバータ２２０に電力が供給され，電圧変換されて負荷に出力される。
【０１０１】
一方，外部直流電源の電力が充電制御部２１３に入力され，二次電池２１９を充電する。充電電流検出部２１５は充電電流を検出し，電圧値として充電制御部２１３に入力する（ＥＲ₂−，ＥＲ₂＋）。充電制御部２１３はＥＲ₂−とＥＲ₂＋を比較し，その差によりＴｒ₁のオン，オフを制御する。電流値が規定値を越えたら負電圧をＴｒ₁のゲートに印加してオフとし，規定値以下であればＴｒ₁のゲートに正電圧を印加してオンとする。電圧検出部２１６は充電部２１２の出力電圧を検出する。充電制御部２１３は電圧検出部２１６の検出電圧を定電圧ダイオードＤ₄の発生する定電圧と比較する。出力電圧が目標値より高ければ充電制御部２１３はＴｒ₁のゲートに接地電圧もしくは負電圧を印加してオフとし，出力電圧が目標電圧より低ければ充電制御部２１３はＴｒ₁のゲートに正の電圧を印加してオンとする。Ｔｒ₁がオンのとき二次電池２１９にエネルギーを供給するとともに，Ｌ₁にエネルギーが蓄積され，Ｔｒ₁がオフのときにＬ₁−Ｄ₃−Ｃ₁の回路に右廻りにフライバック電流が流れて，二次電池２１９に電力を供給する。この時，接点２１１が開いている。そして，ダイオードＤ₆に印加される電圧の向きは逆方向である（充電電流は，二次電池２１９の正極−二次電池２１９の負極−Ｄ₅−Ｌ₁−Ｔｒ₁−接地の回路にこの向きに流れるので二次電池２１９の負極側は接地電位より高い）。そのため，二次電池２１９は負極側が浮いている状態なので，外部直流電源から二次電池２１９に電流が直接流れることはない。
【０１０２】
(2) 二次電池を使用する場合（ＤＣコネクタ２１０が接続されていない場合）
ＤＣコネクタ２１０が接続されていない場合には接点２１１が閉じている。そのため，二次電池２１９の負極が接地され，二次電池２１９からＤＣ−ＤＣコンバータ２２０に電力が供給される。このとき，逆流防止ダイオードＤ₁，Ｄ₅のために二次電池２１９から充電部２１２の側に電流が流れることはない。
【０１０３】
(3) 二次電池を使用する場合（ＤＣコネクタ２１０が接続されているが，外部直流電源（ＡＣアダプタ）のプラグが商用交流電源のコンセントに挿入されていない等の場合）
接点２１１は開いている。しかし，ダイオードＤ₆に印加される電圧の向きは順方向となるので，二次電池２１９は接地され，二次電池２１９からＤＣ−ＤＣコンバータ２２０に電力が供給される。このとき，逆流防止ダイオードＤ₁，Ｄ₅のために二次電池２１９から外部直流電源，充電部２１２に二次電池から電流が流れることはない。
【０１０４】
図９の構成において，充電制御部２１３はＮ型ＭＯＳＦＥＴによりスイッチング制御されるので内部抵抗が小さい。また，二次電池２１９の正極とＤＣ−ＤＣコンバータ２２０の間に逆防止ダイオード（図１２の従来の技術の逆流防止ダイオードＤ₂）がないので，二次電池２１９の出力電圧の低下が妨げられることがない。
【０１０５】
図１０は図９の構成例６の動作説明図である。
ＤＣ−ＩＮは外部直流電源の電圧であって，１６．０Ｖである。αＶは充電制御部の出力電圧であって，二次電池２１９に応じて決められる電圧である。構成例６では，二次電池２１９の負側の電圧を制御して充電制御する。
【０１０６】
図１１は本発明・本発明関連技術の構成例７を示す（本発明・本発明関連技術の基本構成(2) の構成例）。
図１１において，２１０はＤＣコネクタである。２１１は接点である。２１３は充電制御部である。２１４は充電電圧発生部である。２１５は電流検出部である。２１６は電圧検出部である。２１９は二次電池である。２２１はトランスである。Ｌ₁は一次側のコイルであり，Ｌ₂は二次側のコイルである。
【０１０７】
Ｔｒ₁は制御トランジスタであって，Ｎ型ＭＯＳＦＥＴである。Ｄ₁は逆流防止ダイオードである。Ｄ₃はフライバックダイオードである。Ｄ₅は逆流防止ダイオードである。Ｄ₆はダイオードであって，二次電池２１９を使用する場合に，その負極側を接地するものである。
【０１０８】
Ｒ₀は電流検出用の抵抗である。Ｒ₁，Ｒ₂は分圧抵抗である。Ｒ₃，Ｒ₄は分圧抵抗である。Ｒ₅，Ｒ₆は分圧抵抗である。Ｒ₇はダイオードＤ₄の電流制限抵抗である。
【０１０９】
図１１の構成は充電制御部にトランス２２１を設け，一次側の電圧を制御し，二次側の出力で二次電池を充電するようにしたものである。この点以外の動作は図４の場合と同じである。即ち，外部直流電源を使用する場合にはＤＣコネクタ２１０が接続され外部直流電源から電力が供給される。このとき，接点２１１が開かれて，二次電池２１９の負極側は接地側より浮いた状態とされる（ダイオードＤ₆のカソード側電位は接地電位より高くなるのでＤ₆はオフである）。充電制御部２１３によりトランス２２１の一次側の電圧が制御され，二次側にエネルギーが伝えられて二次電池２１９が充電される。このとき，二次電池２１９の負極側の電位は接地側より浮いている状態であるので，逆流防止ダイオード（図１２のダイオードＤ₂）がなくても外部直流電源から二次電池２１９に直接電流が流れることはない。
【０１１０】
ＤＣコネクタ２１０が引き抜かれていて二次電池２１９が使用される場合には，接点２１１が閉じ，二次電池２１９の負極側が接地されるので，二次電池２１９からＤＣ−ＤＣコンバータ２２０に電力が供給される。このとき，ダイオードＤ₅のために，二次電池２１９から充電部２１２に電流が流れることはない。ＤＣコネクタ２１０が接続されているため接点２１１は開いているが，ＡＣアタプタ（外部直流電源）が商用交流電源のコンセントに挿入されていない等の場合には，ダイオードＤ₆がオンとなって二次電池２１９の負極側が接地される。
【０１１２】
【発明の効果】
本発明によれば，充電時に二次電池の負極側を電源装置の負極側から切り離すようにしたことにより，二次電池から外部直流電源に電流が流れることを防止する逆流防止ダイオードを使用することなく外部直流電源から二次電池に直接電流が流れ込むことがないようにすることができる。そのため，二次電池を使用する時の効率を大幅に向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明・本発明関連技術の基本構成(1) のを示す図である。
【図２】本発明・本発明関連技術の基本構成(2) のを示す図である。
【図３】本発明・本発明関連技術の構成例１を示す図である。
【図４】本発明・本発明関連技術の構成例２を示す図である。
【図５】本発明・本発明関連技術の構成例３を示す図である。
【図６】本発明・本発明関連技術の構成例３の充電部のタイムチャートを示す図である。
【図７】本発明・本発明関連技術の構成例４を示す図である。
【図８】本発明・本発明関連技術の構成例５を示す図である。
【図９】本発明・本発明関連技術の構成例６を示す図である。
【図１０】本発明・本発明関連技術の構成例６の動作説明図である。
【図１１】本発明・本発明関連技術の構成例７を示す図である。
【図１２】従来の電源装置１を示す図である。
【図１３】従来の電源装置１の動作説明図である。
【図１４】従来の電源装置２を示す図である。

Claims

二次電池で駆動する電子機器において，
二次電池の負極と装置グランドとの間に設けられる整流ダイオードと，
二次電池の負極と上記整流ダイオードとの接続点に接続されて，外部電源が装着されるときに，装置グランドと二次電池の負極とを切り離し，外部電源が装着されないときに，装置グランドと二次電池の負極とを接続するように動作するスイッチ手段を持つ外部電源の接続用コネクタと，
上記外部電源接続用コネクタに装着される外部電源からの電力供給を受けて充電電流を発生して，該充電電流を，上記整流ダイオードおよび上記スイッチ手段により装置グランドと切り離された状態にある二次電池を含む閉ループに投入することで，二次電池を充電する充電器とを備えることを，
特徴とする電子機器。