JP3849141B2 - 携帯型機器の電源装置 - Google Patents

Description

本発明はデジタルカメラ、テープレコーダ、ノートパソコン等の携帯型機器の電源装置に係り、特に電池を電源とする携帯型機器の電源装置に関する。

一般に、この種の携帯型機器の電源装置は、図８に示すようにアルカリ乾電池等の一次電池２から電源がＤＣ−ＤＣコンバータ４及びコントローラ６に供給され、ＤＣ−ＤＣコンバータ４及びコントローラ６が動作する。ＤＣ−ＤＣコンバータ４は、入力電圧を携帯型機器内の各回路の動作に必要な各種の電圧に変換して出力する。コントローラ６は、一次電池２の残量（電圧）を検知し、残量がなくなれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ４の動作を停止させ、また必要に応じて電池切れを示す表示等を行わせるようにしている。

しかし、機器の消費電力が大きくなり、しかも機器の小型化を実現するためには、機器の電源として機器内部に二次電池を使用し、二次電池の残量がないときに、ＡＣアダプタを機器の電源入力端子に接続し、この電源入力端子を介して機器に電源を供給し、二次電池の充電等を行うようにしている。また、屋外等でＡＣアダプタを使用することができない場合には、一次電池が収納される電池アダプタを機器に取り付け、一時的に機器に電源を供給するようにしている。

しかしながら、電池アダプタを機器に取り付け、この電池アダプタからの電源を機器に供給する場合には、ＡＣアダプタが接続される電源入力端子とは別の電源入力端子を機器に設ける必要があり、機器の電源入力端子の数が多くなる等の問題がある。

一方、電池アダプタをＡＣアダプタが接続される電源入力端子に接続できるようにする構成が考えられるが、この場合には、電池アダプタの一次電池によって機器内の二次電池を充電することになり、電池アダプタの一次電池の利用効率が悪いという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電源入力端子の数を増やすことなく電池アダプタの一次電池を有効に利用することができる携帯型機器の電源装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、二次電池から電源が供給されるとともに、外部のＡＣアダプタが接続される電源入力端子を介して電源が供給される携帯型機器の電源装置において、前記電源入力端子に接続され、該電源入力端子を介して電源の供給が可能な電池アダプタと、前記電源入力端子に前記ＡＣアダプタ及び電池アダプタのうちのいずれが接続されたかを識別する識別手段と、前記電源入力端子を介して供給される電源によって前記二次電池を充電する充電手段と、前記電源入力端子を介して供給される電源を前記充電手段による前記二次電池の充電に伴う負荷に供給し、該電源入力端子における端子電圧の変動幅を示すドロップ電圧を検出する検出手段と、を備え、前記識別手段は、前記検出手段によって検出されるドロップ電圧の大きさに基づいて前記ＡＣアダプタ及び電池アダプタのうちのいずれが接続されたかを識別することを特徴としている。即ち、ＡＣアダプタと電池アダプタが接続される電源入力端子を共用し、この電源入力端子における端子電圧の変動幅を示すドロップ電圧を検出することによって、電源入力端子にＡＣアダプタが接続されているか、電池アダプタが接続されているかを識別するようにしている。

請求項２に示すように請求項１に記載の携帯型機器の電源装置において、前記充電手段は、前記識別手段によって電池アダプタが接続されていると識別されると、前記二次電池への充電を禁止することを特徴としている。即ち、前記電源入力端子に電池アダプタが接続された場合には、機器内の二次電池の充電を禁止し、機器に対してのみ電源を供給し、これにより電池アダプタ内に収納される電池（一次電池）を効率よく利用できるようにしている。

請求項３に示すように請求項１に記載の携帯型機器の電源装置において、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前記識別手段によってＡＣアダプタが接続されていると識別され、かつ前記電圧検出手段によって検出される電圧に基づいて前記二次電池が満充電されていないと判別すると、前記充電手段による前記二次電池の充電を行わせる充電制御手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、単一の電源入力端子をＡＣアダプタ及び電池アダプタに共用することができ、これにより端子構成を簡略化することができ、また、この電源入力端子における端子電圧の変動幅を示すドロップ電圧を検出することにより、電源入力端子にＡＣアダプタが接続されているか電池アダプタが接続されているかを識別することができる。そして、電源入力端子に電池アダプタが接続されたことが識別された場合には、電池アダプタの電池による携帯型機器内の二次電池への充電を禁止するようにしたため、電池アダプタ内の電池を効率よく利用することができる。

以下添付図面に従って本発明に係る以下添付図面に従って本発明に係る携帯型機器の電源装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は本発明に係る携帯型機器の電源装置が適用されたデジタルカメラを示す斜視図である。

同図に示すように、このデジタルカメラのフロントキャビ１０、リアキャビ１２は、図１上で右側部にレンズ／ファインダユニットが収納できるように形成されており、フロントキャビ１０、リアキャビ１２の左側部は、グリップ部が形成されるとともに、メモリカード（スマートメディア）１４が着脱可能に形成されている。また、フロントキャビ１０には、レリーズボタン１６、ファインダ窓１８、調光センサやセルフＬＥＤ用の窓２０、ストロボカバー２２等が配設され、リアキャビ１２にはパワースイッチ２４、モードダイヤル２６、液晶モニタ２８等が配設されている。

デジタルカメラの右側面の下部には、ＲＳ２３２Ｃのシリアル端子２７、ビデオ出力端子２８、電源（ＤＣ）入力端子３０等が配設されている。尚、２９は、端子カバーである。また、このデジタルカメラ内には、図示しない二次電池が収納されている。

このデジタルカメラには、図示しない二次電池が収納されており、また、電池アダプタがオプション又は付属品として用意されている。電池アダプタは、例えば複数本の一次電池が収納できるように構成されるとともに、ＤＣ入力端子３０に接続するためのプラグ付きの接続コードを有しており、三脚穴等を使用してカメラ底部に取り付けられる。

図２はこのデジタルカメラの電源装置の実施の形態を示すブロック図である。である。

同図に示すように、この電源装置は、種としてＤＣ入力端子３０と、二次電池３２と、電池アダプタ識別スイッチ３４と、充電制御部３６と、放電スイッチ３８と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４０と、コントローラ４２とから構成されている。

ＤＣ入力端子３０には、外部のＡＣアダプタ４４又は電池アダプタ４６のプラグを差し込むことができるようになっており、ＤＣ入力端子３０を介して入力する電源は、ダイオードＤ１を介してＤＣ−ＤＣコンバータ４０に加えられるとともに、ダイオードＤ１、Ｄ４を介してコントローラ４２に加えられる。

一方、二次電池３２の電源は、放電スイッチ３８及びダイオードＤ２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ４０に加えられるとともに、ダイオードＤ３を介してコントローラ４２に加えられる。更に、ＤＣ入力端子３０を介して入力する電源、及び二次電池３２の電源は、その電圧が検出できるようにダイレクトにコントローラ４２に加えられるようになっている。

コントローラ４２は、二次電池３２の電池電圧を検出することにより残量を判断し、残量があると判断したときには放電スイッチ３８をＯＮにし、二次電池３２の電源を放電スイッチ３８及びダイオードＤ２を介してＤＣ−ＤＣコンバータ４０に供給する。

また、コントローラ４２は、ＤＣ入力端子３０にＡＣアダプタ４４又は電池アダプタ４６が接続されたことを検出するとともに、電池アダプタ識別スイッチ３４からの検出信号に基づいてＡＣアダプタ４４及び電池アダプタ４６のうちの何れが接続されたかを判断している。そして、ＤＣ入力端子３０にＡＣアダプタ４４が接続されていると判断し、二次電池３２の電池電圧から満充電でないと判断したときには、充電制御部３６を制御し、二次電池３２を充電する。

次に、上記構成の電源装置の動作を、図３のフローチャート及び図４のグラフを参照しながら説明する。

まず、図３のステップＳ１０において、ＤＣ入力端子３０にＡＣアダプタ４４又は電池アダプタ４６が接続されているか否かを判断する。この判断は、ＤＣ入力端子電圧が、図４に示す判断電圧Ｖ３以上か否かによって行う。ＤＣ入力端子３０にＡＣアダプタ４４又は電池アダプタ４６が接続されていることが判別されると、ＡＣアダプタ４４及び電池アダプタ４６のうちの何れが接続されているかを判断する（ステップＳ１２）。この判断は、前述したように電池アダプタ識別スイッチ３４からの検出信号に基づいて行う。尚、電池アダプタ識別スイッチ３４は、電池アダプタ４６の機器（デジタルカメラ）への着脱に連動してＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。

ステップＳ１２において、電池アダプタ４６が接続されていることが判別されると、二次電池３２の充電をＯＦＦする（ステップＳ１４）。

一方、ステップＳ１２において、ＡＣアダプタ４４が接続されていることが判別されると、続いて二次電池３２の有無が判断される（ステップＳ１６）。この判断は、電池電圧が図４に示す判断電圧Ｖ４以上か否かによって行う。そして、二次電池３２が装填されていると判断した場合には、その二次電池３２が満充電されているか否かを判断する（ステップＳ１８）。この判断は、電池電圧が図４に示す判断電圧Ｖ５以上か否かによって行う。

ステップＳ１８において、二次電池３２が満充電されていないと判別した場合には、充電制御部３６を制御し、二次電池３２の充電を行わせる（ステップＳ２０）。

一方、ステップＳ１６において、二次電池３２が装填されていないと判断した場合、及びステップＳ１８において、二次電池３２が満充電されていると判断した場合には、二次電池３２の充電制御は行わない。

図４のグラフは、上記判断電圧の他に電池アダプタ４６の収納される一次電池の放電電圧曲線及びＡＣアダプタ４４の電圧範囲を示している。

現在、電池アダプタ４６のプラグがＤＣ入力端子３０に差し込まれているが、電池アダプタ４６が正常に装着されていない場合には、電池アダプタ識別スイッチ３４が有効に動作しない可能性があり、この場合には、コントローラ４２はＡＣアダプタ４４が装着されていると誤検出する。

そこで、コントローラ４２は、電池アダプタ識別スイッチ３４によって電池アダプタ４６が接続されていない（即ち、ＡＣアダプタ４４が接続されている）と判断した場合には、ＤＣ入力端子電圧が、図４に示すＡＣアダプタ４４の電圧範囲（Ｖ１〜Ｖ２）か否かを判断する。そして、ＤＣ入力端子電圧が、ＡＣアダプタ４４の電圧範囲外の場合には、電池アダプタ４６が接続されているものと判断し、電池アダプタ４６の電源による二次電池３２の充電を禁止する。

尚、図４では、一次電池の放電電圧曲線とＡＣアダプタの電圧範囲とが一部重なる場合があるが、図５に示すように一次電池の放電電圧曲線とＡＣアダプタの電圧範囲とが重ならないように一次電池の放電電圧曲線及びＡＣアダプタの電圧範囲を設定することも可能である。そして、この場合には、電池アダプタ識別スイッチ３４を設けることなく、ＤＣ入力端子電圧が、図５に示す判断電圧Ｖ６以上か否かによってＡＣアダプタが接続されているか、電池アダプタが接続されているかを判断することができる。

次に、ＤＣ入力端子にＡＣアダプタ及び電池アダプタのうちの何れが接続されているかを識別する識別手段の他の実施の形態について説明する。

図６に示すように、所定の時刻ｔ１にＤＣ入力端子３０から入力する電源に負荷を与え、ＤＣ入力端子３０における端子電圧のドロップ電圧（−ΔＶ１，−ΔＶ２）を検出する。電池アダプタ４６からの電源に負荷を与えた場合のドロップ電圧の絶対値｜−ΔＶ１｜は、ＡＣアダプタ４４からの電源に負荷を与えた場合のドロップ電圧の絶対値｜−ΔＶ２｜よりも大きい（｜−ΔＶ１｜＞｜−ΔＶ２｜）。

従って、ドロップ電圧（｜−ΔＶ１｜）と（｜−ΔＶ２｜）との中間の電圧値を識別係数ｋとして設定すると、検出したドロップ電圧（｜−ΔＶ｜）が識別係数ｋよりも小さい場合（｜−ΔＶ｜＜ｋ）には、ＡＣアダプタ４４が接続されていると判別することができ、検出したドロップ電圧（｜−ΔＶ｜）が識別係数ｋよりも大きい場合（｜−ΔＶ｜＞ｋ）には、電池アダプタ４６が接続されていると判別することができる。

図７は本発明に係る電源装置の動作の他の実施の形態を示すフローチャートである。

同図に示すように、まずＤＣ入力端子３０にＡＣアダプタ４４又は電池アダプタ４６が接続されているか否かを判断する（ステップＳ２２）。ＤＣ入力端子３０にＡＣアダプタ４４又は電池アダプタ４６が接続されていることが判別されると、ＤＣ入力端子３０から入力する電源に負荷を与える。この実施の形態では、二次電池３２の充電を実施する（ステップＳ２４）。

続いて、上記負荷を与えたときのＤＣ入力端子３０のドロップ電圧（｜−ΔＶ｜）を検出し、この検出したドロップ電圧（｜−ΔＶ｜）と、前述した識別係数ｋとを比較する（ステップＳ２６）。

そして、ドロップ電圧（｜−ΔＶ｜）が識別係数ｋよりも大きい場合（｜−ΔＶ｜＞ｋ）には、電池アダプタ４６が接続されていると判別し（ステップＳ２８）、負荷をＯＦＦ（充電をＯＦＦ）にする（ステップＳ３０）。

一方、ドロップ電圧（｜−ΔＶ｜）が識別係数ｋよりも小さい場合（｜−ΔＶ｜＜ｋ）には、ＡＣアダプタ４４が接続されていると判別し（ステップＳ３２）二次電池３２の充電制御を引き続き行う。

尚、本発明に係る電源装置は、この実施の形態のデジタルカメラに限らず、他の携帯型機器に適用できる。

図１は本発明に係る携帯型機器の電源装置が適用されたデジタルカメラを示す斜視図である。 図２はこのデジタルカメラの電源装置の実施の形態を示すブロック図である。 図３は図２に示したコントローラの動作を説明するために用いたフローチャートである。 図４は電池アダプタの収納される一次電池の放電電圧曲線及びＡＣアダプタの電圧範囲等を示すグラフである。 図５は電池アダプタの収納される一次電池の放電電圧曲線及びＡＣアダプタの電圧範囲等の他の実施の形態を示すグラフである。 図６は負荷に対する電源入力端子のドロップ電圧を示すグラフである。 図７は本発明の他の実施の形態を説明するために用いたフローチャートである。 図８は従来の携帯型機器の電源装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

３０…電源（ＤＣ）入力端子、３２…二次電圧、３４…電池アダプタ識別スイッチ、３６…充電制御部、３８…放電スイッチ、４０…ＤＣ−ＤＣコンバータ、４２…コントローラ、４４…ＡＣアダプタ、４６…電池アダプタ

Claims (3)

1. 二次電池から電源が供給されるとともに、外部のＡＣアダプタが接続される電源入力端子を介して電源が供給される携帯型機器の電源装置において、
   前記電源入力端子に接続され、該電源入力端子を介して電源の供給が可能な電池アダプタと、
   前記電源入力端子に前記ＡＣアダプタ及び電池アダプタのうちのいずれが接続されたかを識別する識別手段と、
   前記電源入力端子を介して供給される電源によって前記二次電池を充電する充電手段と、
   前記電源入力端子を介して供給される電源を前記充電手段による前記二次電池の充電に伴う負荷に供給し、該電源入力端子における端子電圧の変動幅を示すドロップ電圧を検出する検出手段と、を備え、
   前記識別手段は、前記検出手段によって検出されるドロップ電圧の大きさに基づいて前記ＡＣアダプタ及び電池アダプタのうちのいずれが接続されたかを識別することを特徴とする携帯型機器の電源装置。
2. 前記充電手段は、前記識別手段によって電池アダプタが接続されていると識別されると、前記二次電池への充電を禁止することを特徴とする請求項１に記載の携帯型機器の電源装置。
3. 前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前記識別手段によってＡＣアダプタが接続されていると識別され、かつ前記電圧検出手段によって検出される電圧に基づいて前記二次電池が満充電されていないと判別すると、前記充電手段による前記二次電池の充電を行わせる充電制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の携帯型機器の電源装置。

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