JPH0684373U - Ａｃアダプター使用自動検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池で動作し、かつ電池の代わりに外部ＡＣ
アダプターの接続により動作する電気機器に使用され、
ＡＣアダプターの使用を自動的に検出する装置を提供す
る。 【構成】 Ａ／Ｄ変換器４２により電気機器１０に給電
されている電圧を連続的にサンプリングしてディジタル
値に変換し、ＣＰＵ ４４により電圧波形の最高値と最
低値の差を求め、その差が所定以上であるときリップル
があるとして、ＡＣアダプターの使用状態を検出する。
給電電圧をバンドパスフィルタに通し、その出力を所定
レベルとコンパレータで比較して、検出する構成も開示
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、取り付けられた電池で動作する電気機器であって、当該電気機器の 外部に設けられ交流電圧を受けて直流電圧に変換し当該変換に起因するリップル を前記直流電圧に含む電源装置であるＡＣアダプターが当該電気機器に電気的に 接続状態にあるときは電池に代わってＡＣアダプターにより動作する電気機器に 使用され、当該ＡＣアダプターの使用状態を自動的に検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

益々小型化される各種電気機器において、電池動作のみの機器が増加している 。この様な電池のみの機器でも長時間連続動作の希望が生じたとき、一般には、 上述のＡＣアダプターと称する電源装置が使用される。この場合、ＡＣアダプタ ーには電気機器に直流電圧を給電するためのコード付きプラグが設けられ、一方 、電気機器には当該プラグが差し込まれる電圧注入端子が設けられている。更に 、この電圧注入端子には、それ自身にＡＣアダプターのプラグが差し込まれると 電気機器への給電系が電池から外部のＡＣアダプターに切り替わるハードウエア スイッチが設けられている。

【０００３】 ところで、通常はこの様な電池動作のみの機器では、オートパワーオフ装置が 設けられ、電池の不用意な消費を防止するため一定時間通電放置状態が続くと電 池と当該電池が給電している負荷との間を遮断するオートパワーオフ装置が作動 するように構成されている。このオートパワーオフ装置は、通常は、負荷と給電 系を遮断するので、ＡＣアダプターが使用されている状態でもＡＣアダプターの 通電放置状態の一定時間経過後にＡＣアダプターと負荷との間を遮断してしまう 。

【０００４】 従って、電気機器の連続動作を希望するときに、ＡＣアダプターを使用する場 合には、このオートパワーオフ装置が動作しないように予め解除して置かないと 、希望の連続動作が得られないことになる。

【０００５】 このため、従来は、使用者がＡＣアダプターが使用されているかを視認してオ ートパワーオフ装置が動作しないようその機能を停止させるスイッチを解除する 方法が取られていた。

【０００６】 以下、図６を参照して従来のＡＣアダプターを使用している電気機器の使用に ついて説明する。図において、１０は、組み込まれた電池１２により動作し、か つ外部のＡＣアダプター１４により長時間連続動作可能な電気機器を示す。電気 機器１０は、電池１２、負荷容量の小さい主負荷回路１６、ＡＣアダプター１４ により給電されているときのみ動作する負荷容量の大きい補助負荷回路１８、オ ートパワーオフ装置２０および上述のハードウエアスイッチを有し外部からの電 源電圧を受け取る電圧注入端子２２を含む。なお、図６は、ＡＣアダプター１４ の直流出力電圧を電気機器１０に給電するためのプラグ２４が差し込まれた状態 の電圧注入端子２２を模式的に示してある。

【０００７】 プラグ２４が差し込まれていないときには、当該プラグ２４の外側接点部がバ ネ接点２６を押し上げないため電池１２側の接点２８に接続され、電池１２が主 負荷回路１６に接続され、負荷容量の小さい主負荷回路１６のみが動作する。こ の状態で一定時間通電状態が続く場合には、主負荷回路１６の両端子間の電圧を モニタしているオートパワーオフ装置２０が動作してスイッチ３０を開成して、 電池１２の不用意な消費を防止する。なお、オートパワーオフ装置２０への給電 系は図面の理解を容易にするため図示していないが、例えばバネ接点２６に接続 されるラインと共通接地間にかかる電圧により給電される。

【０００８】 ＡＣアダプター１４が用いられるときは、プラグ２４が電圧注入端子２２に差 し込まれ、当該プラグ２４の外側接点部がバネ接点２６に接続されると共に、当 該バネ接点２６を押し上げて、電池１２側の接点２８から離接して、補助負荷回 路１８側の接点３２に接続される。プラグ２４の内側接点部は、電圧注入端子２ ２の内側接点部に接続される。そのため、ＡＣアダプター１４の出力電圧は、主 負荷回路１６および補助負荷回路１８に給電され、双方の回路が動作することに なる。

【０００９】 図における３６は上述の電池パックを示す。電池パック３６が、ＡＣアダプタ ー１４の代わりに用いられ、電池パック３６のプラグ３８が電圧注入端子２２に 差し込まれたときは、電池パック３６の出力電圧により主負荷回路１６および補 助負荷回路１８の双方が給電される。

【００１０】 上述のように構成されている電気機器１０では、ＡＣアダプター１４を使用し て電気機器の連続動作を所望しているときにも、一定時間通電放置状態が続くと 、オートパワーオフ装置２０が動作して、スイッチ３０および３４が閉成され、 主負荷回路１６および補助負荷回路１８が動作しなくなるという不都合が発生す る。このため、電気機器１０には、通常、手動でオートパワーオフ装置２０が動 作しなくなるよう動作解除スイッチ（図示せず）が設けられ、電気機器１０の使 用者は、ＡＣアダプター１４が使用されていることを視認して、オートパワーオ フ装置２０の解除スイッチを作動させる必要がある。

【００１１】 更に、電池パック３６が使用される場合には、電池パック３６の消費電力をセ ーブするため、使用者はその使用を視認して、オートパワーオフ装置２０を動作 させるべく解除スイッチの作動を解除する操作しなければならない。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

従って、電気機器１０の使用者は、使用されている電源が電池１２、ＡＣアダ プター１４および電池パック３６のいずれかを常に視認してオートパワーオフ装 置２０の解除スイッチを手動で作動させたりさせなかったりしなければならず、 使用者の誤認、勘違い等によりこの解除スイッチの手動の誤動作が生じ易く、Ａ Ｃアダプター１４の使用状態を自動的に検出することが要望されていた。

【００１３】 本考案は、取り付けられた電池で動作する電気機器であって、当該電気機器の 外部に設けられ交流電圧を受けて直流電圧に変換し当該変換に起因するリップル を前記直流電圧に含む電源装置であるＡＣアダプターが当該電気機器に電気的に 接続状態にあるときは電池に代わってＡＣアダプターにより動作する電気機器に 使用され、ＡＣアダプターの使用状態を自動的に検出する装置を提供することに ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、電気機器であって、当該電気機器に取り付けられた 電池により給電されて動作し、かつ、前記電気機器の外部に設けられ交流電圧を 受けて直流電圧に変換し当該変換に起因するリップルを前記直流電圧に含む電源 装置であるＡＣアダプターが前記電気機器に電気的に接続状態にあるときは前記 電池に代わって前記ＡＣアダプターにより給電されて動作する電気機器に使用さ れる、本考案によるＡＣアダプター使用自動検出装置は、前記電気機器が動作し ている状態において給電されている電圧を受けて、当該電圧にリップルが含まれ ているか否かを検出する検出手段を備えることを特徴とする。

【００１５】

【作用】

上記のように構成されたＡＣアダプター使用自動検出装置は、上記検出手段に より、電気機器に給電されている電圧に含まれているリップルを検出することに より、リップルがある場合にはＡＣアダプターが使用されていることを検出する 。

【００１６】

【実施例】

図１は、本考案の一実施例であるＡＣアダプター使用自動検出装置を電気機器 に適用された形態で示す。図６に示される参照番号と同一の参照番号で示される 要素は図６に示される要素と同一のものであるので説明を繰り返さない。図１に おいて、４０は、本考案の一実施例であるＡＣアダプター使用自動検出装置を示 し、当該ＡＣアダプター使用自動検出装置４０は、電気機器１０に給電されてい る電圧を、例えばバネ接点２６に接続されているラインから所定間隔でかつアナ ログ形態で受け取りディジタル形態に変換するＡ／Ｄ変換器４２と、Ａ／Ｄ変換 器４２から出力される一連のディジタル値に基づいて電圧の変化の有無を判定し てリップルの有無を決定するＣＰＵと、その制御プログラムと上記ディジタル値 等の処理データを格納するメモリ４６を含む。ＣＰＵ ４４により決定された情 報、即ちＡＣアダプターの使用の有無の情報を示す制御信号はオートパワーオフ 装置２０に送るべく、ＣＰＵ ４４はオートパワーオフ装置２０に接続されてい る。

【００１７】 本考案は、ＡＣアダプターの使用か否かを、ＡＣアダプター１４、電池１２、 電池パック３６の出力電圧の特性の相違を用いて決定しているので、これらの出 力電圧の特性について説明する。図１に示されるように、ＡＣアダプター１４は 、例えば周波数５０Ｈｚの交流電圧１００Ｖを受け取り、この電圧をステップダ ウンするトランス４８と、その出力電圧を全波整流する全波整流器５０と、整流 された電圧に含まれる脈流を平滑化する平滑化コンデンサ５２から通常構成され ている。電気機器１０の使用電圧をＤＣ１２Ｖとすると、全波整流器５０により 全波整流された電圧は、平滑化コンデンサ５２では実用レベルでは完全に平滑化 されず、図２に示されるように平均直流レベル１２Ｖに対して、例えばおよそ８ ００ｍＶピーク・ツー・ピークのリップルが残留する。このリップルの繰り返し 周波数は、ＡＣアダプター１４の入力交流電圧の周波数が５０Ｈｚの場合には全 波整流により倍の１００Ｈｚとなり、その周期は１０ｍＳとなる。これに対して 、電池１２あるいは電池パック３６は、時間単位の長時間の放電により出力電圧 は低下するが、ＡＣアダプター１４の出力電圧のリップル周期である１０ｍＳの オーダの短時間では電池１２あるいは電池パック３６の電圧変動は極めて小さく 、ほとんどゼロとみなせる。なお、電池１２あるいは電池パック３６に使用され る電池は充電できないいわゆる乾電池でも充電型の電池でもそれらの出力電圧は 短時間においては上記と同じ特性である。本考案は、このように電気機器に使用 される電源の出力電圧の特性の相違に着目してＡＣアダプターの使用か否かを自 動的に検出しようとするものである。

【００１８】 図１を再び参照して、ＡＣアダプター使用自動検出装置４０をより詳細に以下 に説明する。Ａ／Ｄ変換器４２は、電気機器１０が使用している電源の出力電圧 をバネ接点２６の接続されているラインから受け取り、サンプリング周期１．４ ｍＳでサンプリングして、ディジタル値に変換する。本実施例の場合には、Ａ／ Ｄ変換器４２の量子化ビット数は０〜２０Ｖに対して１０ビット（１０２４）、 即ち電圧分解能が約２０ｍＶ（２０Ｖ／１０２４）が適切である。ＣＰＵ ４４ は、１．４ｍＳごとに送られてくるディジタル値を連続的に受け取り、連続２０ 回の電圧サンプル値から、その最低値を図３のＡに示される処理フローに基づき 選択してメモリ４６に保存する。次に、ＣＰＵ ４４は、同様に同じ２０回の電 圧サンプル値から、その最高値を図３のＢに示される処理フローの前半部に基づ き選択し、引き続き、図３のＢに示される処理フローの後半部により、上記選択 された最高値からメモリ４６に格納された最低値を減算してその差を算出し、そ の差が０．４Ｖより大きい場合にはＡＣアダプター１４が使用されていると判断 し、「ＡＣアダプター使用」を表すハイレベルにセットし出力する。一方、上記 差が０．４Ｖ以下の場合には、ＣＰＵ ４４は、「ＡＣアダプター不使用」を表 すローレベルにセットし出力する。

【００１９】 本実施例の場合には、この「ＡＣアダプター使用」セット信号は、オートパワ ーオフ装置２０の自動解除信号となり、ＣＰＵ ４４はこの信号をオートパワー オフ装置２０に送り、オートパワーオフ装置２０の動作が解除される。そのため 、ＡＣアダプター１４の使用時には、電気機器１０が一定時間通電放置状態後も オートパワーオフ装置２０が動作しないので、使用者が所望する連続動作が得ら れる。一方、ＡＣアダプター１４が使用されず、電池１２あるいは電池パック３ ６が使用されているときは、上記最高値と上記最低値の差は殆どゼロに等しく、 そのためＣＰＵ ４４は「ＡＣアダプター不使用」を表すローレベルにセットし 、この信号をオートパワーオフ装置２０に出力する。オートパワーオフ装置２０ は当該ローレベル信号には応答しないので、その動作は解除されない。従って、 オートパワーオフ装置２０は、電池１２あるいは電池パック３６が一定時間通電 放置状態が続くと、それを検知して、スイッチ３０および３４を開成するよう動 作する。そのため、電池１２ばかりでなく、電池パック３６の不用意な消費をも 防止可能となる。

【００２０】 図４は、本考案のＡＣアダプター使用自動検出装置をＣＰＵを用いないハード ウエア構成で実現する別の実施例を示す。ＡＣアダプター使用自動検出装置４０ は、図１に示すバネ接点２６に接続されるラインからの電圧が入力される入力端 子６０を有するバンドパスフィルタ６２と、その出力に非反転端子が接続されて いるコンパレータ６４と、その出力に接続されかつ出力端子６８を有する再トリ ガ型ワンショットマルチバイブレータ６６を備える。バンドパスフィルタ６２は 、入力端子６０に接続されたコンデンサＣ１、その他端子と共通接地間に並列接 続された抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１の上記他端子に接続されている抵抗Ｒ２、そ の他端子と共通接地間に並列に接続されたコンデンサＣ２とから構成されている 。ＡＣアダプター１４の出力電圧に含まれるリップルの繰り返し周波数が１００ Ｈｚの場合には、Ｃ１、Ｃ２、Ｒ１およびＲ２を、それぞれ０．４７μＦ、０． ００６８μＦ、１０ｋΩおよび１００ｋΩとすると、バンドパスフィルタ６２は 、中心周波数１００Ｈｚで３ｄｂ帯域幅約８００Ｈｚの特性となり、適切である 。

【００２１】 図２に示されるような波形のリップルを含む電圧が入力端子６０に付与される と、バンドパスフィルタ６２により平均の直流電圧１２Ｖは遮断され、リップル に含まれる高調波成分も遮断されるため、図５のＡに示されるように１００Ｈｚ の正弦波に近い波形が出力される。この出力波形はコンパレータ６４の非反転端 子に入力される。コンパレータ６４の反転端子には、例えば１００ｍＶの比較基 準電圧が印加される。コンパレータ６４の出力には、図５のＢに示されるように 比較基準電圧を越えた期間ハイレベル、例えば５Ｖの矩形波パルスが出力される 。当該パルスが再トリガ型ワンショットマルチバイブレータ６６に入力されると 、図５のＣに示されるように、ハイレベル、例えば５Ｖの一定電圧が出力端子６ ８に出力される。

【００２２】 一方、電池１２あるいは電池パック３６の出力電圧がバンドパスフィルタ６２ の入力端子６０に入力されると、直流成分である１２Ｖは遮断され、また上記出 力電圧にはリップルが含まれていないためコンパレータ６４の非反転端子には０ Ｖが入力される。当該０Ｖの入力電圧は比較基準電圧より低いため、コンパレー タ６４の出力は変化せず０Ｖを保持し、当該０Ｖが再トリガ型ワンショットマル チバイブレータ６６に入力されるため、その出力端子６６は０Ｖに保持される。

【００２３】 従って、再トリガ型ワンショットマルチバイブレータ６６の出力端子６８には 、ＡＣアダプター１４の使用時には、その使用を表すハイレベル信号（５Ｖ）が 、電池１２あるいは電池パック３６の使用時には、その使用を表すローレベル信 号（０Ｖ）が出力される。

【００２４】 再トリガ型ワンショットマルチバイブレータ６６の出力信号を用いて、図１に 示されるオートパワーオフ装置２０を制御する動作は図１を参照して説明した動 作と同じであるので説明を繰り返さない。

【００２５】

【考案の効果】

本考案は、以上述べたように、電気機器が動作している状態において給電され ている電圧を受けて、当該電圧にリップルが含まれているか否かを検出する検出 手段を備えることにより、電気機器の電源として電池ではなく、当該電気機器の 外部に設けられ交流電圧を受けて直流電圧に変換し当該変換に起因するリップル を前記直流電圧に含む電源装置であるＡＣアダプターが使用されていることを検 出することが可能となる。

【００２６】 上記実施例で説明したような用途以外に、例えば以下のような用途に本考案の ＡＣアダプター使用自動検出装置の検出出力信号は利用できる。

【００２７】 電池使用時には電気機器に設けられた電源表示ランプを表示せず、ＡＣアダプ ター使用時のみ当該電源表示ランプを点灯することを必要とする電気機器におい て、本考案のＡＣアダプター使用自動検出装置の検出出力信号を制御信号に用い てＡＣアダプター使用時のみ前記電源表示ランプを点灯させることが可能となる 。

【００２８】 あるいは、ＬＣＤ表示デバイスを有する電気機器において、ＡＣアダプター使 用時のみ当該ＬＣＤ表示デバイスをバックライトする光源を点灯させるとき、本 考案のＡＣアダプター使用自動検出装置の検出出力信号を制御信号に用いてＡＣ アダプター使用時のみ前記電源表示ランプを点灯させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例であるＡＣアダプター使用自
動検出装置を電気機器に適用された形態で示す図。

【図２】ＡＣアダプターのリップルを含む出力電圧波形
とサンプリングを説明するための図。

【図３】Ａは、ＡＣアダプターのリップルを含む出力電
圧波形の最低値を検出するフローと、Ｂは、同出力電圧
波形の最高値を検出し、リップルの有無を判定するフロ
ーを示す図。

【図４】本考案のＡＣアダプター使用自動検出装置をＣ
ＰＵを用いないハードウエア構成で実現する別の実施例
を示す図。

【図５】Ａは、ＡＣアダプター使用時において、図４に
示されるＡＣアダプター使用自動検出装置のコンパレー
タの非反転入力端子に入力される入力波形、Ｂは、その
ときのコンパレータの出力波形、およびＣは、そのとき
の再トリガ型ワンショットマルチバイブレータの出力波
形を示す図。

【図６】電池で動作し、かつ外部ＡＣアダプターあるい
は電池パックの接続により電池が代替されこれらの電源
で動作する電気機器の従来の構成を示す図。

【符号の説明】

４０ ＡＣアダプター使用自動検出装置 ４２ Ａ／Ｄ変換器 ４４ ＣＰＵ ４６ メモリ ６２ バンドパスフィルタ ６４ コンパレータ ６６ 再トリガ型ワンショットマルチバイブレータ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気機器であって、当該電気機器に取り
   付けられた電池により給電されて動作し、かつ、前記電
   気機器の外部に設けられ交流電圧を受けて直流電圧に変
   換し当該変換に起因するリップルを前記直流電圧に含む
   電源装置であるＡＣアダプターが前記電気機器に電気的
   に接続状態にあるときは前記電池に代わって前記ＡＣア
   ダプターにより給電されて動作する電気機器に使用され
   るＡＣアダプター使用自動検出装置において、 前記電気機器が動作している状態において給電されてい
   る電圧を受けて、当該電圧にリップルが含まれているか
   否かを検出する検出手段を備えることを特徴とするＡＣ
   アダプター使用自動検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のＡＣアダプター自動検出
   装置において、前記ＡＣアダプターの代わりに外部電池
   が接続されうる構成を更に有する前記電気機器に使用さ
   れることを特徴とするＡＣ使用自動検出装置。