JP6221807B2 - Ｌｅｄ点灯回路と、それを用いた充電器 - Google Patents

Description

本発明は、充電器に用いられるＬＥＤ点灯回路と、それを用いた充電器に関する。

例えば無線機の充電池用の充電器においては、“充電中”、“充電完了”の２つの状態を示すＬＥＤ点灯回路が用いられている。従来、このＬＥＤ点灯回路の制御用ＩＣには、２つのＬＥＤの点灯、消灯を切り替えるために２つのオープンドレイン型の制御ポートが割り当てられていた。

充電器で用いる制御用ＩＣには、制御ポートを１つだけ備えているものがある。この制御用ＩＣでは、１つの制御ポートに接続されている１つのＬＥＤを点灯又は消灯させることしかできず、２つのＬＥＤの点灯制御を行うことができない。

制御ポートを１つだけ備えている制御用ＩＣと、該制御用ＩＣと同様の機能を有する複数の電源スイッチ回路と、対応するいずれかのＬＥＤへの給電をイネーブルにする論理回路とを用いて、複数のＬＥＤの点灯制御を行う装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００６−０４１１４２号公報

特許文献１に記載されているような従来の装置では、制御用ＩＣの他に、該制御用ＩＣと同様の機能を有する複数の電源スイッチ回路と論理回路を追加する必要が生じ、回路が大型化及び複雑化するという問題がある。また、制御ポートの開閉だけでなく、他の電源スイッチのオン／オフを制御する必要が生じ、制御内容が複雑化する。

そこで、本発明は、１つの制御ポートしか有していない制御用ＩＣを用いるＬＥＤ点灯回路において、１つの制御ポートの開閉のみの制御によって、異なる色の２つのＬＥＤを点灯又は消灯して“充電中”、“充電完了”の少なくとも２つの状態を表示可能なＬＥＤ点灯回路と、それを用いた充電器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、複数のＬＥＤの発光色によって状態を示す充電器に用いられるＬＥＤ点灯回路において、それぞれ異なる色を発光する少なくとも２つのＬＥＤと、充電中に閉じて回路を接地し、充電完了時に開いて回路を開放するオープンドレイン型の制御ポートを有し、該制御ポートの開閉により前記２つのＬＥＤの点灯を制御する制御用ＩＣと、前記制御用ＩＣにより制御されて充電池が充電器に接続されているときに前記複数のＬＥＤのアノードに定電圧を印加する定電圧回路と、前記２つのＬＥＤの内の第１のＬＥＤのカソードから第２のＬＥＤのカソードへと順方向接続されている整流器と、前記第２のＬＥＤに流れる電流によりオンして前記第１のＬＥＤに発光用電流を流すトランジスタスイッチと、を備え、前記第２のＬＥＤのカソードが前記制御ポートに接続されており、前記制御ポートが閉じているとき、前記２つのＬＥＤに前記定電圧回路から定電圧を印加して発光用電流を流し、前記制御ポートが開いているとき、前記定電圧回路から前記第２のＬＥＤに流れる電流により前記トランジスタスイッチをオンして前記第１のＬＥＤに発光用電流を流す、ことを特徴とする。

また、前記制御用ＩＣは、異常時に前記制御ポートを予め定めた周期で開閉することが好ましい。

また、本発明の充電器は、前記ＬＥＤ点灯回路を備えていることが好ましい。

本発明によれば、制御ポートを１つしか有していない制御用ＩＣを用いて、異なる色の複数のＬＥＤの点灯及び消灯を制御し、２つのＬＥＤを両方点灯し、または片側点灯することによって少なくとも“充電中”、“充電完了”を表示することができる。

（ａ）は本発明の一実施の形態に係るＬＥＤ点灯回路を備えた充電器の斜視図、（ｂ）はこの充電器に充電池を内蔵した無線機を装着して充電している状態を示す正面図。 同充電器に備えたＬＥＤ点灯回路の回路図。

本発明のＬＥＤ点灯回路は、充電器に用いられ、オープンドレイン型の制御ポートを1つしか備えていない制御用ＩＣを内蔵している回路である。ＬＥＤ点灯回路は、制御ポートを閉じて接地した場合に異なる色の２つのＬＥＤを同時に点灯してその混合色を発光させる。２つのＬＥＤの一方（第１）のＬＥＤのカソードは整流器を介して他方（第２）のＬＥＤのカソードに接続されている。ＬＥＤ点灯回路は、制御ポートを開いて回路を開放した場合に他方のＬＥＤに流れる微小電流によってスイッチングトランジスタをオンに切り替え、これによって一方のＬＥＤのカソードを接地して発光させる回路を備える。当該構成を採用したことにより、１つの制御ポートの開閉のみで２つのＬＥＤの同時点灯及び片側点灯を切り替え、少なくとも“充電中”、“充電完了”の２つの状態を表示することができる。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、本発明のＬＥＤ点灯回路１（図２）を内蔵している充電器５０は、充電池を内蔵した無線機６０（“充電池”として扱う）を配置するための立設部分５１を有している台座５２と、無線機６０の充電用端子に接続される複数の接続端子５３と、充電中は橙色に発光し、充電完了時には緑色に発光する２色ＬＥＤ１１とを備える。充電は、無線機６０を充電器５０に載置することにより開始される。充電器５０には、交流電源から給電されるＡＣアダプタ７（図２）の出力が入力される。

図２に示すように、充電器５０は、ＬＥＤ点灯回路１と、該回路１の充電池用給電端子２、充電池検出端子３、温度検出端子４及び接地端子５となる複数の接続端子５３と、ＡＣアダプタ７の出力端子が接続される給電端子６とを備える。充電池用給電端子２は、無線機６０へ充電用電力を供給する。充電池検出端子３は、充電器５０に無線機６０が装着されたことを検知し、その充電度を調べる。温度検出端子４は、無線機６０の充電異常を調べるため、その温度を検知する。

ＬＥＤ点灯回路１は、制御用ＩＣ１０と、異なる色を発するコモンアノード型の２色ＬＥＤ１１と、２色ＬＥＤ１１へ給電を行う定電圧回路１２と、ＬＥＤの点灯を切り替える切り替え回路１３と、降圧回路１４と、を備える。降圧回路１４は、制御用ＩＣ１０の充電池給電用ポート１０ｃから出力される給電電位を１２Ｖから８．４Ｖに降圧して充電池用給電端子２に出力する。

制御用ＩＣ１０は、充電中に閉じて回路を接地し、充電完了時に開いて回路を開放するオープンドレイン型の制御ポート１０ａを有し、異常時には内部クロック信号を用いて制御ポート１０ａを予め定めた周期で開閉する機能を有している。異常時とは、充電器５０に載置している無線機６０の温度が予め定めた温度以上に熱くなった場合や、充電が予め定めた時間を越えても充電完了とならない場合をいう。制御ポート１０ａの他、制御用ＩＣ１０は、ＡＣアダプタ７用の給電端子６及び定電圧回路１２に接続されている給電用ポート１０ｂと、降圧回路１４を介して充電池用給電端子２に接続されている充電池給電用ポート１０ｃと、充電池検出端子３に接続されている充電池検出用ポート１０ｄと、温度検出端子４に接続されている温度検出ポート１０ｅと、オープンドレイン型の制御ポート１０ａを接地する接地ポート１０ｆと、を備える。

２色ＬＥＤ１１は、緑色に点灯する第１のＬＥＤ１１ａと、赤色に点灯する第２のＬＥＤ１１ｂとを含むコモンアノード型のＬＥＤで、ＬＥＤ１１ａ及びＬＥＤ１１ｂが同時に点灯すると混色作用により橙色に発光する。

定電圧回路１２は、制御用ＩＣ１０により制御されて無線機６０が充電器５０に装着されているときに２色ＬＥＤ１１のアノードに定電圧（＝５Ｖ）を印加する。詳しくは、定電圧回路１２は、無線機６０が充電器５０に装着されて充電池検出端子３の電位が高く（例えば５．６Ｖ〜８．４Ｖ）なった場合にオンに切り替わるＮチャンネル型ＭＯＳＦＥＴ１２ａを備える。また、定電圧回路１２は、このＦＥＴ１２ａのソースに流れる電流に基づいてオンに切り替わり、制御用ＩＣ１０のＬＥＤ給電用ポート１０ｂからの電位を降圧して定電圧出力するｎｐｎバイポーラトランジスタ１２ｂを備える。定電圧回路１２は、その他、抵抗１２ｃ、整流用ダイオード１２ｄ、及び平滑用コンデンサ１２ｅと、を備える。

切り替え回路１３は、２色ＬＥＤ１１の各カソードに接続されている抵抗Ｒ１、Ｒ２と、２色ＬＥＤ１１の内の第１のＬＥＤ１１ａのカソードから第２のＬＥＤ１１ｂのカソードへと順方向接続されている整流器（本実施形態ではダイオード）１３ａとを備える。また、切り替え回路１３は、第２のＬＥＤ１１ｂに流れる微小電流によりオンして第１のＬＥＤ１１ａに発光用電流を流すトランジスタスイッチ１３ｂを備える。第２のＬＥＤ１１ｂのカソードは、制御ポート１０ａに接続されている。第２のＬＥＤ１１ｂに流れる微小電流とは、制御ポート１０ａが開かれて切断状態になった後に、第２のＬＥＤ１１ｂ及び抵抗Ｒ２を通り、トランジスタスイッチ１３ｂのベースへと流れる僅かな電流で、第２のＬＥＤ１１ｂを点灯するのに満たない数ミリアンペア程度の電流をいう。トランジスタスイッチ１３ｂは、例えばコレクタが抵抗Ｒ１を介して第１のＬＥＤ１１ａに接続され、エミッタが接地され、ベースが第２のＬＥＤ１１ｂのカソードに抵抗Ｒ２を介して接続されているＮＰＮバイポーラトランジスタである。なお、トランジスタスイッチ１３ｂは、スイッチング動作を安定させるために、例えばベースに入力抵抗を備え、ベース・エミッタ間に抵抗を備えた、いわゆるデジタルトランジスタであることが望ましい。

上記のようにＬＥＤ点灯回路１は構成されているので、無線機６０の充電中、制御用ＩＣ１０によって制御ポート１０ａが閉じられている間、切り替え回路１３は、２色ＬＥＤ１１に定電圧回路１２から定電圧（＝５Ｖ）を印加して発光用電流を流す（両方点灯）。詳しくは、第１のＬＥＤ１１ａに供給された電流は、抵抗Ｒ１、整流器１３ａを通って接地状態にある制御ポート１０ａへと流れ、第１のＬＥＤ１１ａを発光させる。第２のＬＥＤ１１ｂに供給された電流は、抵抗Ｒ２を通って制御ポート１０ａへと流れ、第２のＬＥＤ１１ｂを発光させる。

また、無線機６０の充電が完了すると、制御用ＩＣ１０によって制御ポート１０ａが開かれる。この場合、切り替え回路１３は、定電圧回路１２から第２のＬＥＤ１１ｂ及び抵抗Ｒ２を介してトランジスタスイッチ１３ｂのベースへと流れる微小電流によって該トランジスタスイッチ１３ｂをオンして第１のＬＥＤ１１ａに発光用電流を流す（片側点灯）。詳しくは、制御ポート１０ａが開いて回路が開放されている場合、２色ＬＥＤ１１は一度消灯する。しかし、第２のＬＥＤ１１ｂを流れる微小電流により、エミッタ接地されているトランジスタスイッチ１３ｂがオンすることによって第１のＬＥＤ１１ａが点灯する。

また、制御用ＩＣ１０は、無線機６０の温度が予め定めた温度以上になった場合等に異常が発生したと判断して、制御ポート１０ａを予め定めた周期で開閉する。制御ポート１０ａを開いたとき、２色ＬＥＤ１１は、橙色の発光状態から、僅かな時間完全消灯した後に緑色の発光状態になる。このため、制御ポート１０ａを繰り返し開閉した場合、単に１つの色のＬＥＤを点滅する場合に比べて、より高い注意喚起能力を発揮することができる。

このように、本実施形態のＬＥＤ点灯回路１によれば、制御用ＩＣ１０が備えている１つだけのオープンドレイン型の制御ポート１０ａを開閉するだけで、無線機６０を充電している間は２色ＬＥＤ１１を同時点灯して橙色に発光させ、充電が完了した場合には片側点灯して緑色に発光させることができる。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、制御用ＩＣ１０は、タイマー機能を有し、充電時間が予め定めた時間経過した時点で充電電圧が予め定めた電圧に達していない場合に異常と判断する構成を採用することによって、このような異常時判断が可能となる。また、本実施形態では、充電池を内蔵した無線機６０を充電池として扱っているが、充電器５０は、無線機６０に着脱可能に取り付けられているカートリッジ型の充電池本体を、直接またはアダプタを介して装着できる構成を採用してもよい。

本発明に係るＬＥＤ点灯回路を用いる充電器は、無線機用に限らず、オープンドレイン型の制御ポートを１つしか備えていない制御用ＩＣを用いて２つ以上のＬＥＤの点灯及び消灯を制御する必要のある種々の充電器に使用することができる。

１ ＬＥＤ点灯回路
１０ 制御用ＩＣ
１０ａ 制御ポート
１１ ２色ＬＥＤ
１１ａ 第１のＬＥＤ
１１ｂ 第２のＬＥＤ
１２ 定電圧回路
１３ａ 整流器
１３ｂ トランジスタスイッチ
５０ 充電器
６０ 無線機

Claims (3)

1. 複数のＬＥＤの発光色によって状態を示す充電器に用いられるＬＥＤ点灯回路において、
   それぞれ異なる色を発光する少なくとも２つのＬＥＤと、
   充電中に閉じて回路を接地し、充電完了時に開いて回路を開放するオープンドレイン型の制御ポートを有し、該制御ポートの開閉により前記２つのＬＥＤの点灯を制御する制御用ＩＣと、
   前記制御用ＩＣにより制御されて充電池が充電器に接続されているときに前記複数のＬＥＤのアノードに定電圧を印加する定電圧回路と、
   前記２つのＬＥＤの内の第１のＬＥＤのカソードから第２のＬＥＤのカソードへと順方向接続されている整流器と、
   前記第２のＬＥＤに流れる電流によりオンして前記第１のＬＥＤに発光用電流を流すトランジスタスイッチと、を備え、
   前記第２のＬＥＤのカソードが前記制御ポートに接続されており、前記制御ポートが閉じているとき、前記２つのＬＥＤに前記定電圧回路から定電圧を印加して発光用電流を流し、前記制御ポートが開いているとき、前記定電圧回路から前記第２のＬＥＤに流れる電流により前記トランジスタスイッチをオンして前記第１のＬＥＤに発光用電流を流す、ことを特徴とするＬＥＤ点灯回路。
2. 前記制御用ＩＣは、異常時に前記制御ポートを予め定めた周期で開閉することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ点灯回路。
3. 請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ点灯回路を備えたことを特徴とする充電器。

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