JPH08237947A - 電力供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は電力供給装置に関し、電力供給装置
のプラグ付きケーブルの数を減らして１組とし、このプ
ラグにＥＩＡＪ規格で定めた形状のプラグを使用可能に
して小型化、軽量化、標準化を達成することを目的とす
る。 【構成】 スイッチング回路部３１のスイッチングによ
り、直流の定電圧出力、及び定電流出力を発生し、各出
力を切り換えて外部の機器に供給する電力供給装置にお
いて、スイッチング回路部３１の出力端子の電圧を監視
することで前記機器の動作状態を自己判断し、定電圧出
力、及び定電流出力を切り換えるための切り換え制御信
号を発生させる切り換え制御信号発生手段（３４、９に
相当）と、スイッチング回路部３１に対し、定電圧出
力、及び定電流出力への変換制御、及び切り換え制御信
号を基に各出力の切り換え制御を行うスイッチング制御
部３５を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２次電池の充電機能を
有し、かつ２次電池内蔵の各種電子機器（例えば、携帯
型パソコン、携帯型ワードプロセッサ、携帯型映像機器
等）や各種電気機器等に電力を供給するための電力供給
装置に関する。

【０００２】近年の携帯型機器の持ち運び易さの要求に
伴い、携帯型機器は内部に有する２次電池により動作す
ることが要求されている。更に、機器の小型化のため、
２次電池の充電回路が機器外の電力供給装置（ＡＣアダ
プタ）に有することが要求されている。

【０００３】このため、前記各種機器内部の２次電池を
外部から充電する（以降「充電動作」と記す）機能を有
した電力供給装置が提供されているが、機器を動作させ
ている（以降「通常動作」と記す）状態と、充電動作と
に切り換えることが必要となる。

【０００４】

【従来の技術】図８〜図１１は従来例を示した図であ
り、図８〜図１１中、２は電力供給装置（ＡＣアダプ
タ）、３は定電圧出力回路、４は定電流出力回路、５は
切り換え制御部、６、９はスイッチング回路部、７は出
力電圧検出部、１０は出力電流検出部、１１は切り換え
部、１２、１３はＰＷＭ制御部、１４は整流／平滑部、
１５は中心電極、１６はスリーブ（外側電極導体）、１
７は絶縁カラー、１９は中心電極、２０はスリーブスプ
リング、２１はブレークシャントスプリング、２２はハ
ウジング、２３はプラグ、２４はジャックを示す。

【０００５】また、ｄ１〜ｄ８はダイオード、Ｒ１〜Ｒ
６は抵抗、Ｃ１〜Ｃ３はコンデンサ、Ｌ１、Ｌ２はコイ
ル、Ｔ１、Ｔ２はトランス、Ｑ１、Ｑ２はトランジス
タ、Ｅ１、Ｅ２は基準電圧、ＣＭ１、ＣＭ２はコンパレ
ータ、ＲＬ１はリレー、ＲＸはリレー接点を示す。

【０００６】§１：電力供給装置の構成の説明・・・図
８参照 図８は従来の電力供給装置のブロック図である。図示の
ように、電力供給装置（ＡＣアダプタ）２は、整流／平
滑部１４と、定電圧出力回路３と、定電流出力回路４
と、切り換え制御部５と、切り換え部１１で構成されて
いる。

【０００７】また、定電圧出力回路３は、スイッチング
回路部６と出力電圧検出部７で構成され、定電流出力回
路４はスイッチング回路部９と出力電流検出部１０で構
成されている。前記各部の機能等は次の通りである。

【０００８】(1) ：整流／平滑部１４は、電力供給装置
に交流電源（商用電源）が投入された際、交流を整流し
て直流に変換した後、平滑化して直流電圧を出力するも
のである。

【０００９】(2) ：定電圧出力回路３は、整流／平滑部
１４からの直流電圧を入力して、スイッチング動作を行
い定電圧を出力するものである。 (3) ：定電流出力回路４は、整流／平滑部１４からの直
流電圧を入力して、スイッチング動作を行い定電流を出
力するものである。

【００１０】(4) ：切り換え制御部５は、外部の機器
（２次電池を内蔵した機器：例えば携帯型パソコン等）
からの切り換え信号を入力して切り換え部１１の切り換
え制御を行うものである。この場合、外部の機器と切り
換え制御部５との間は切り換え信号用の専用線を使用し
て接続する。この場合、前記機器側には動作状態（通常
動作中、急速充電中）に応じて前記切り換え信号を発生
させる回路を設けておく必要がある。

【００１１】(5) ：切り換え部１１は、切り換え制御部
５により切り換え制御され、前記定電圧出力回路３と、
定電流出力回路４の出力の切り換えを行うものである。 (6) ：スイッチング回路部６は、スイッチング動作によ
り定電圧を出力するものである。

【００１２】(7) ：出力電圧検出部７は、スイッチング
回路部６の出力電圧を検出するものである。 (8) ：スイッチング回路部９は、スイッチング動作によ
り定電流を出力するものである。

【００１３】(9) ：出力電流検出部１０は、スイッチン
グ回路部９の出力電流を検出するものである。 §２：電力供給装置の動作と出力の垂下特性の説明・・
・図９参照 図９は従来の電力供給装置の垂下特性説明図であり、Ａ
図は定電圧出力時、Ｂ図は定電流出力時の特性説明図で
ある。なお、図において、横軸は出力電流、縦軸は出力
電圧を示す。

【００１４】前記電力供給装置は、定電圧出力回路３か
ら出力される定電圧出力と、定電流出力回路４から出力
される定電流出力を切り換え部１１で切り換えることに
より外部の機器（２次電池内蔵の機器）に直流電力を供
給する。この場合、切り換え制御部５は前記機器側から
送られてくる切り換え信号を入力して前記切り換え部１
１の切り換え制御を行う。

【００１５】前記機器側から送られてくる切り換え信号
は、機器側が通常動作を行う場合は定電圧出力側を選択
する信号であり、２次電池の急速充電を行う場合は定電
流出力側を選択する信号である。

【００１６】ところで、前記スイッチング回路部６、９
の出力特性は、図９に示したように垂下特性を有してお
り定電圧領域と定電流領域がある。そこで、定電圧特性
が必要な時（通常動作中）はスイッチング回路部６の出
力の定電圧領域を使用し、定電流が必要な時（急速充電
中）はスイッチング回路部９の出力の定電流領域を使用
する。

【００１７】§３：具体的回路例による電力供給装置説
明・・・図１０参照 図１０は従来の電力供給装置の回路例である。この回路
は、図８に示した電力供給装置の具体例であり、各部は
次のように対応している。

【００１８】(1) ：整流／平滑部１４は、ダイオードｄ
１〜ｄ４、コンデンサＣ１で構成する。この場合、ダイ
オードｄ１〜ｄ４は全波整流回路であり、コンデンサＣ
１は平滑用のコンデンサである。

【００１９】(2) ：定電圧出力回路３のスイッチング回
路部６は、トランジスタＱ１、トランスＴ１、ＰＷＭ制
御部１２、ダイオードｄ５、ｄ６、コイルＬ１、コンデ
ンサＣ２、コンパレータＣＭ１等で構成する。なお、Ｅ
１はコンパレータＣＭ１の基準電圧である。

【００２０】(3) ：定電圧出力回路３の出力電圧検出部
７は、抵抗Ｒ１、Ｒ２（直列回路）で構成する。 (4) ：定電流出力回路４のスイッチング回路部９は、ト
ランジスタＱ２、トランスＴ２、ＰＷＭ制御部１３、ダ
イオードｄ７、ｄ８、コイルＬ２、コンデンサＣ３、コ
ンパレータＣＭ２等で構成する。

【００２１】(5) ：定電流出力回路４の出力電流検出部
１０は、抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６で構成する。な
お、Ｅ２は基準電圧である。 (6) ：切り換え制御部５は、リレーＲＬ１で構成する。

【００２２】(7) ：切り換え部１１は、リレーＲＬ１の
切り換え接点ＲＸで構成する。 §４：動作の説明 (1) ：定電圧出力回路の動作説明 外部から交流電源が投入されると、先ず、整流／平滑部
１４は、ダイオードｄ１〜ｄ４で全波整流し、コンデン
サＣ１で平滑化することにより、コンデンサＣ１に直流
電圧を発生させ、この直流電圧をスイッチング回路部６
に出力する。

【００２３】スイッチング回路部６では、ＰＷＭ制御部
１２からのＰＷＭパルスによりトランジスタＱ１がオン
／オフを繰り返す。このため、電力はトランスＴ１を介
してトランスＴ１の２次側回路に供給される。トランス
Ｔ１の２次側回路では、トランスＴ１の２次側巻線に発
生した電圧により、ダイオードｄ５、ｄ６、コイルＬ
１、コンデンサＣ２に電流が流れ、コンデンサＣ２に直
流電圧を発生させる。

【００２４】そして、コンデンサＣ２に発生した電圧
は、出力電圧検出部７の抵抗Ｒ１、Ｒ２により検出し、
コンパレータＣＭ１を介してＰＷＭ制御部１２へフィー
ドバックされる。この場合、コンパレータＣＭ１では、
前記抵抗Ｒ１、Ｒ２により検出した電圧と基準電圧Ｅ１
とを比較し比較結果の信号をＰＷＭ制御部１２へ出力す
る。

【００２５】ＰＷＭ制御部１２では、コンパレータＣＭ
１の出力信号を基に、コンデンサＣ２の電圧（出力電
圧）が一定になるようにＰＷＭパルスを発生させてトラ
ンジスタＱ１をオン／オフ制御する。このように、出力
電圧検出部７からスイッチング回路部６へ検出信号をフ
ィードバックして、トランジスタＱ１のオン／オフの間
隔を調節し、一定の電圧を出力する。

【００２６】(2) ：定電流出力回路の動作説明 外部から交流電力が供給されると、先ず、整流／平滑部
１４は、ダイオードｄ１〜ｄ４で全波整流し、コンデン
サＣ１で平滑化することにより、コンデンサＣ１に直流
電圧を発生させ、この直流電圧をスイッチング回路部９
に出力する。

【００２７】スイッチング回路部９では、ＰＷＭ制御部
１３からのＰＷＭパルスによりトランジスタＱ２がオン
／オフを繰り返す。このため、電力はトランスＴ２を介
してトランスの２次側回路に供給される。トランスＴ２
の２次側回路では、トランスＴ２の２次側巻線に発生し
た電圧により、ダイオードｄ７、ｄ８、コイルＬ２、コ
ンデンサＣ３に電流が流れ、コンデンサＣ３に直流電圧
を発生させる。

【００２８】この状態で出力電流検出部１０によりスイ
ッチング回路部９の出力電流が検出される。この場合、
抵抗Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６は設定電流値がＲ３を流れ
た時にａ点とｂ点の電位差が同じになるように設定して
おく。

【００２９】そして、出力電流検出部１０で検出した出
力電流の変化に対応したａ点、ｂ点の電圧はコンパレー
タＣＭ２を介してＰＷＭ制御部１３へフィードバックさ
れる。この場合、コンパレータＣＭ２では前記ａ点、ｂ
点の電圧が比較される。

【００３０】ところで、設定電流値より出力電流が小さ
い場合、抵抗Ｒ３の端子電圧が小さくなるため、ｂ点の
電圧はａ点の電圧より大きくなる。また、設定電流値よ
り出力電流が大きい場合、抵抗Ｒ３の両端の電圧が大き
くなるため、ｂ点の電圧はａ点の電圧より小さくなる。

【００３１】従って、前記コンパレータＣＭ２による比
較結果の信号をＰＷＭ制御部１３へ出力し、ＰＷＭ制御
部１３が コンパレータＣＭ２の出力信号を基に、出力
電流が一定になるようにＰＷＭパルスを発生させてトラ
ンジスタＱ２をオン／オフ制御する。

【００３２】このように、出力電流検出部１０からスイ
ッチング回路部９へ出力電流の検出信号をフィードバッ
クしてトランジスタＱ２のオン／オフの間隔を調節し、
一定の電流を出力する。

【００３３】§５：プラグ／ジャックの説明・・・図１
１参照 図１１は従来のプラグ／ジャック説明図であり、Ａ図は
プラグ例、Ｂ図はジャック例である。

【００３４】このプラグ／ジャックは、ＥＩＡＪ（日本
電子機械工業会）の規格で決められた形状の外部電源プ
ラグ／ジャック（直流低電圧用・極性統一形）であり、
図１１にはその１例を示してある。

【００３５】Ａ図に示したプラグ２３には、中心電極１
５とスリーブ（外側電極導体）１６と、絶縁カラー１７
等が設けてあり、前記中心電極１５とスリーブ１６とに
それぞれケーブル（導線）の一端が接続されるように構
成されている。

【００３６】また、Ｂ図に示したジャック２４には、ハ
ウジング２２が設けてあり、このハウジング２２には、
中心電極１９と、スリーブスプリング２０と、ブレーク
シャントスプリング２１等が設けてある。そして、前記
中心電極１９、スリーブスプリング２０、ブレークシャ
ントスプリング２１にはそれぞれケーブル（導線）の一
端が接続されるように構成されている。

【００３７】前記プラグ２３、及びジャック２４を使用
する場合は、ジャック２４を機器（携帯機器等）内に設
け、プラグ２３を電力供給装置（ＡＣアダプタ）のケー
ブルの先端に接続する。そして、プラグ２３をジャック
２４に挿入することにより、両者の電気的、機械的な接
続を行うものである。

【００３８】すなわち、電力供給装置（ＡＣアダプタ）
から前記機器へ電力を供給する際、電力供給装置と機器
との間をケーブルで接続するが、この場合、図示のよう
なプラグ２３、及びジャック２４を使用する。

【００３９】この場合、電力供給装置には、機器側へ電
力を供給するための２本の導線と、切り換え信号用の導
線が必要である。ところが、前記ＥＩＡＪ規格のプラグ
２３、ジャック２４は、２本の導線しか接続できないた
め、前記電力供給用の線（２本）と切り換え信号用の線
を１つのプラグに接続することができない。

【００４０】そこで、従来の電力供給装置では、前記Ｅ
ＩＡＪ規格のプラグ２３を使用できないため、多数の導
線を備えた専用のプラグを使用していた。また、前記Ｅ
ＩＡＪ規格のプラグ２３を使用する場合は、ＥＩＡＪ規
格のプラグ２３を２組用意して、電力供給用のケーブル
と、切り換え信号用のケーブルにそれぞれ接続して使用
していた。

【００４１】

【発明が解決しようとする課題】前記のような従来のも
のにおいては、次のような課題があった。 (1) ：従来の電力供給装置では、外部の機器側での充電
動作と通常動作に対応した出力（定電圧、定電流）の切
り換えを行う場合、機器側から電力供給装置へ信号線を
介して切り換え信号を送信し、電力供給装置がその信号
を受信して切り換えを行っていた。

【００４２】ところが、切り換え信号の送受信を専用の
信号線を使用しているために、電力供給装置に接続する
ケーブルは、電力を出力する線（導線が２本）と切り換
え信号線の２組が必要であった。このため、ケーブルの
本数（導線数）が多くなり、電力供給装置の小型化、軽
量化、低コスト化が困難であった。

【００４３】(2) ：前記電力供給装置のケーブルの先端
には機器のジャックに挿入するためのプラグを接続する
が、この場合、ＥＩＡＪ規格のプラグは２本の導線しか
接続できない。このため、電力供給装置のケーブルを２
組とし、各ケーブルにＥＩＡＪ規格のプラグを設けて電
力の出力と、切り換え信号の送受信を別々に行うことは
不可能である。

【００４４】このように、電力を出力する線と切り換え
信号線の２組に線を分けた場合、ＥＩＡＪ規格で定めた
形状の出力プラグを使用できるが、ケーブルが２組必要
であり、かつプラグも２個必要になってコストアップの
原因となる。

【００４５】(3) ：電力を出力する線と切り換え信号線
を合わせて１本のケーブルで実現した場合には、電力供
給装置に接続したケーブルの先端に設けたプラグの形状
がＥＩＡＪ規格で定めた形状と異なる特異なもの（専用
のプラグ）となるため、使用できる機器が限定されてし
まう。また、ＥＩＡＪ規格で定めた形状のプラグが使用
できないため電力供給装置の標準化が実現できなくな
る。

【００４６】本発明は、このような従来の課題を解決
し、従来装置で使用されていた切り換え信号送受信用の
信号線を廃止し、電力供給装置のケーブルを電力の出力
用だけにしてケーブル数を減らすことを目的とする。

【００４７】また、本発明は、電力供給装置に設けるプ
ラグ付きのケーブルを１組とし、このプラグにＥＩＡＪ
規格で定めた形状のプラグが使用できるようにして電力
供給装置の標準化を達成することを目的とする。

【００４８】更に、本発明は、電力供給装置のケーブル
数を減らすことにより、装置の小型化、軽量化、コスト
ダウンを実現することを目的とする。

【００４９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。本発明は前記の課題を解決するため、電力供
給装置を次のように構成した。

【００５０】(1) ：電力供給装置に、スイッチング回路
部３１と、出力電圧検出部８と、出力電流検出部９と、
切り換え制御部３４を設けた。また、スイッチング回路
部３１には、定電圧出力、及び定電流出力への変換制
御、及び各出力の切り換え制御を行うスイッチング制御
部３５を設けた。

【００５１】(2) ：スイッチング回路部３１を備え、入
力した交流電圧を直流電圧に変換し、更にスイッチング
回路部３１のスイッチングにより直流の定電圧出力、及
び定電流出力に変換し、前記各出力を切り換えて外部の
機器に電力を供給する電力供給装置において、出力端子
の電圧を監視することで前記機器の動作状態を自己判断
し、前記定電圧出力、及び定電流出力を切り換えるため
の切り換え制御信号を発生させる切り換え制御信号発生
手段（切り換え制御部３４、及び出力電流検出部９に相
当）と、スイッチング回路部３１に対し、定電圧出力、
及び定電流出力への変換制御、及び前記切り換え制御信
号を基に各出力の切り換え制御を行うスイッチング制御
部３５を設けた。

【００５２】(3) ：前記(2) の電力供給装置において、
切り換え制御信号発生手段は、出力端子の電圧が予め設
定した設定値以上か否かを検出し、前記電圧が前記設定
値以上の場合は機器側が通常動作中であると判断して、
定電圧出力を選択するための切り換え制御信号を発生さ
せ、前記設定値より低下した場合は、機器側が２次電池
の急速充電中であると判断して、定電流出力を選択する
ための切り換え制御信号を発生させる機能を備えてい
る。

【００５３】(4) ：前記(2) の電力供給装置において、
スイッチング制御部３５をスイッチング回路部３１に設
け、スイッチング回路部３１は前記切り換え制御信号に
基づくスイッチング制御部３５の制御により、同一回路
で直流の定電圧を出力する動作モードと、定電流を出力
する動作モードとに切り換える機能を備えている。

【００５４】

【作用】前記構成に基づく本発明の作用を、図１に基づ
いて説明する。先ず、電力供給装置２に電源（交流電
源）が投入されると、電力供給装置２では交流電圧を直
流電圧に変換した後、スイッチング回路部３１に前記直
流電圧を出力する。このため、スイッチング回路部３１
はスイッチング制御部３５の制御によりスイッチング動
作を開始する。

【００５５】この時、出力電圧検出部８はスイッチング
回路部３１の出力電圧を検出し、その検出信号をスイッ
チング制御部３５へフィードバックする。また、出力電
流検出部９はスイッチング回路部３１の出力電流を検出
し、その検出信号をスイッチング制御部３５へフィード
バックする。

【００５６】スイッチング制御部３５は前記各フィード
バック信号を基に、スイッチング回路部３１のスイッチ
ング動作を制御する。また、切り換え制御部３４は出力
端子の電圧を監視することにより、外部に接続した機器
（例えば、携帯機器）の動作状態を判断し、その結果に
応じて出力電流検出部９へ信号を送る。出力電流検出部
９は、切り換え制御部３４からの信号に応じてスイッチ
ング制御部３５へ切り換え制御信号を出力する。

【００５７】前記動作において、電源投入時は、スイッ
チング回路部３１のスイッチング動作により通常動作時
の一定電圧を出力する（モード１）。この時、切り換え
制御部３４が出力端子の電圧を監視し、出力電圧が定格
値であれば、そのまま通常動作時の電圧を出力し続け
る。

【００５８】その後、切り換え制御部３４は出力端子の
電圧監視で、出力電圧が或る設定値以下になったことを
検出した場合、外部に接続した機器が２次電池の急速充
電を行っている状態と判断し、その検出信号を出力電流
検出部９へ送り、出力電流検出部９が定電流出力を選択
するための切り換え制御信号をスイッチング制御部３５
へ送る。

【００５９】スイッチング制御部３５は、前記切り換え
制御信号を受け取ると、スイッチング回路部３１のスイ
ッチング制御を行い、急速充電時の一定電流を出力する
（モード２）。その後、機器側で急速充電が終了する
と、電力供給装置２の出力電圧は或る設定値以上になる
ので、前記モード１の動作に切り換わり、一定電圧を出
力する。

【００６０】以上のようにして、従来装置で使用されて
いた切り換え信号送受信用の信号線を使用しなくても、
電力供給装置内部で機器の動作状態を自己判断して出力
の切り換えを行うことができるので、電力供給装置のケ
ーブル数を減らすことができる。

【００６１】また、電力供給装置に設けるプラグ付きの
ケーブルを１組とすることができるので、前記プラグに
ＥＩＡＪ規格で定めた形状のプラグが使用でき、電力供
給装置の標準化を達成することができる。更に、電力供
給装置のケーブル数を減らすことにより、装置の小型
化、軽量化、コストダウンを実現することができる。

【００６２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２〜図７は、本発明の実施例を示した図であ
り、図２〜図７中、図８〜図１１と同じものは、同一符
号で示してある。また、２５は携帯機器、２６は交流電
源プラグ、２９は２次電池、３１はスイッチング回路
部、３２はＰＷＭ制御部、３４は切り換え制御部、３７
はＤＣ−ＤＣコンバータ、３８は交流制御ＩＣを示す。

【００６３】また、ｄ２１はダイオード、Ｒ７〜Ｒ２１
は抵抗、Ｅ３は基準電圧、ＳＷ１０、ＳＷ１１はスイッ
チ、ＣＭ３はコンパレータを示す。 §１：電力供給装置の使用状態の説明・・・図２参照 図２は電力供給装置の使用状態説明図である。電力供給
装置（ＡＣアダプタ）２には、交流電源に接続するため
の交流電源プラグ２６と、電力出力用のプラグ２３がそ
れぞれケーブルを介して接続されている。

【００６４】また、携帯機器（携帯型パソコン等）２５
には、前記プラグ２３を挿入するためのジャック２４
や、２次電池（バッテリ）２９等が設けてある。この場
合、プラグ２３、及びジャック２４はＥＩＡＪ規格のも
のである。

【００６５】そして、プラグ２３を携帯機器２５のジャ
ック２４に挿入した状態で、交流電源プラグ２６を交流
電源（商用電源）に接続すると、電力供給装置２では入
力した交流を直流に変換し、携帯機器２５に対して直流
電力を供給する。携帯機器２５側では、電力供給装置２
から供給される直流電力を基に、２次電池２９の充電を
行う。

【００６６】その後、例えば、２次電池２９への充電が
完了した後、プラグ２３を携帯機器２５のジャック２４
から抜き取ると、携帯機器２５は内部の２次電池２９か
らの電力により内部負荷が動作する。

【００６７】§２：電力供給装置の構成の説明・・・図
３参照 図３は実施例の電力供給装置のブロック図である。前記
電力供給装置（ＡＣアダプタ）２は図３のように構成図
されている。

【００６８】図示のように、電力供給装置２には、整流
／平滑部１４と、スイッチング回路部３１と、出力電圧
検出部７と、出力電流検出部１０と、切り換え制御部３
４で構成されている。前記各部の機能等は次の通りであ
る。

【００６９】(1) ：整流／平滑部１４は、電力供給装置
に交流電源（商用電源）が投入された際、交流を整流し
て直流に変換した後、平滑化して直流電圧を出力するも
のである。

【００７０】(2) ：スイッチング回路部３１は、出力電
圧検出部７、及び出力電流検出部１０からの検出信号を
基にスイッチング動作を行って直流定電圧、或いは定電
流を出力するものである。

【００７１】(3) ：出力電圧検出部７は、スイッチング
回路部３１の出力電圧を検出するものである。 (4) ：出力電流検出部１０は、スイッチング回路部３１
の出力電流を検出するものである。

【００７２】(5) ：切り換え制御部３４は、電力供給装
置の端子電圧（スイッチング回路部３１の出力電圧）を
検出して外部に接続した機器の動作状態を自己判断し、
その結果の信号を出力電流検出部１０へ送るものであ
る。

【００７３】§３：電力供給装置の回路例の説明・・・
図４参照 図４は電力供給装置の回路例である。図４に示した回路
は前記電力供給装置の具体例である。この回路は、整流
／平滑部１４と、スイッチング回路部３１と、出力電圧
検出部７と、出力電流検出部１０と、切り換え制御部３
４で構成されている。前記各部は次のとおりである。

【００７４】(1) ：整流／平滑部１４は、ダイオードｄ
１〜ｄ４からなる全波整流回路と、コンデンサＣ１から
なる平滑用のコンデンサＣ１で構成されている。 (2) ：スイッチング回路部３１は、トランジスタＱ１、
トランスＴ１、ダイオードｄ５、ｄ６、コイルＬ１、コ
ンデンサＣ２、コンパレータＣＭ１、ＣＭ２、ＰＷＭ制
御部３２等で構成している。なお、Ｅ１は基準電圧であ
る。

【００７５】前記コンパレータＣＭ１は抵抗Ｒ１、Ｒ２
の接続点の電圧と基準電圧Ｅ１の比較を行い、比較結果
の電圧信号をＰＷＭ制御部３２へ出力するものである。
また、コンパレータＣＭ２は、抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点
ｈの電圧と、抵抗Ｒ６、Ｒ７の接続点ｇの電圧とを比較
し、比較結果の電圧信号をＰＷＭ制御部３２へ出力する
ものである。

【００７６】前記ＰＷＭ制御部３２は、前記コンパレー
タＣＭ１、及びコンパレータＣＭ２から入力した電圧信
号に応じてＰＷＭ（パルス幅変調）パルスを発生させ、
トランジスタＱ１をオン／オフ制御するものである。そ
して、前記トランジスタＱ１のオン／オフ制御により、
スイッチング回路部３１は、定電圧出力モード、或いは
定電流出力モードとに切り換えられてスイッチング動作
を行う。

【００７７】(3) ：出力電圧検出部７は抵抗Ｒ１、Ｒ２
（直列回路）で構成されており、前記抵抗Ｒ１、Ｒ２で
コンデンサＣ２の端子電圧を検出している。なお、検出
した電圧はコンパレータＣＭ１へ出力する。

【００７８】(4) ：出力電流検出部１０は、抵抗Ｒ３、
Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７で構成されている。この場合、
抵抗Ｒ３は出力電流を電圧に変換する。また、抵抗Ｒ
４、Ｒ５はコンデンサＣ２の端子電圧を検出する。

【００７９】前記抵抗Ｒ６、Ｒ７は、切り換え制御部３
４の抵抗（Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４）を介して出力端子
間に接続されており、切り換え制御部３４の動作に応じ
てｇ点の電圧が変化する。そして、ｈ点とｇ点の電圧を
コンパレータＣＭ２へ出力する。

【００８０】(5) ：切り換え制御部３４は、抵抗Ｒ１
０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、トランジスタＱ
２、コンパレータＣＭ３等で構成されている。なお、Ｅ
３は基準電圧である。

【００８１】前記構成において、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１
（直列回路）は電力供給装置の出力端子（DC OUTPUT ）
の電圧を検出するものである。コンパレータＣＭ３は、
抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の接続点ｆの電圧と基準電圧Ｅ３と
を比較し、比較結果の出力電圧によりトランジスタＱ２
をオン／オフ制御するものである。

【００８２】トランジスタＱ２は、抵抗Ｒ１３と直列接
続されており、前記抵抗Ｒ１３を抵抗Ｒ１４に接続した
り、切り離したりするものである。例えば、トランジス
タＱ２がオンになると、抵抗Ｒ１３を抵抗Ｒ１４に並列
接続させ、トランジスタＱ２がオフになると、抵抗Ｒ１
３を抵抗Ｒ１４から切り離す。この動作により、抵抗Ｒ
１３と抵抗Ｒ１４の合成抵抗の値を変化させて、抵抗Ｒ
１２と抵抗Ｒ１４との接続点の電圧を変化させ、その結
果、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７の接続点ｇの電圧を変化させ
る。

【００８３】§４：携帯機器の構成の説明・・・図５参
照 図５は携帯機器のブロック図である。前記携帯機器２５
には、ＤＣ−ＤＣコンバータ３７、充電制御ＩＣ３８、
２次電池（バッテリ）２９、抵抗Ｒ２０、Ｒ２１、スイ
ッチＳＷ１０、ＳＷ１１、ダイオードｄ２１等が設けて
ある。

【００８４】前記構成において、抵抗Ｒ２０はトリクル
充電用の抵抗（例えば、０．０３〜０．０５Ｃ、但しＣ
は２次電池の定格容量をＡｈで表した数値）、Ｒ２１は
普通充電用抵抗（例えば、０．１〜０．３Ｃ）である。
また、スイッチＳＷ１０は普通充電用のスイッチ、ＳＷ
１１は急速充電用のスイッチ（１Ｃ以上）、ダイオード
ｄ２１は回り込み防止用のダイオードである。

【００８５】ＤＣ−ＤＣコンバータ３７は、外部の電力
供給装置２から供給された直流電力を入力して、安定し
た直流電圧を発生させ、負荷へ供給するものである。な
お、このＤＣ−ＤＣコンバータ３７は、携帯機器内部の
制御部からオン／オフ制御信号を受け取り、この制御信
号に基づいてオン／オフ（動作／停止）を行う。

【００８６】充電制御ＩＣ３８は、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ３７の動作状態信号を受け取ると共に、携帯機器内部
の制御部から「急速充電」、「普通充電」等の要求信号
を受け取り、スイッチＳＷ１０、ＳＷ１１をオン／オフ
（開閉）制御して２次電池２９の充電制御を行うもので
ある。

【００８７】§５：電力供給装置の動作概要説明・・・
図６参照 図６は電力供給装置の動作説明図であり、Ａ図は動作時
のフローチャート、Ｂ図は動作モード説明図である。以
下、図６に基づいて電力供給装置の動作概要を説明す
る。なお、Ｓ１〜Ｓ４は各処理ステップを示す。

【００８８】先ず、電力供給装置２に電源が投入される
と（Ｓ１）、スイッチング回路部３１は、通常動作（携
帯機器２５の通常動作）時の一定電圧を出力する（モー
ド１）（Ｓ２）。この時、切り換え制御部３４は、出力
端子での出力電圧を検出し（Ｓ３）、出力電圧が定格値
であれば、そのまま通常動作時の電圧を出力し続ける。

【００８９】しかし、出力電圧が或る設定値以下になっ
ている場合、切り換え制御部３４は、携帯機器２５が２
次電池２９の急速充電を行っている状態（急速充電中）
と判断し、スイッチング回路部３１は、切り換え制御部
３４からの信号を基に、急速充電時の一定電流を出力す
る（モード２）（Ｓ４）。

【００９０】前記のようにして急速充電が終了すると、
出力端子の出力電圧は或る設定値以上になるので、この
状態を切り換え制御部３４が検出すると、スイッチング
回路部３１は切り換え制御部３４からの信号を基に、モ
ード１の動作に切り換わり、一定電圧を出力する。

【００９１】前記モード１の動作範囲とモード２の動作
範囲は図６のＢ図に示したようになっており、或る設定
値を境にしてモード１の動作とモード２の動作を行う。
なお、急速充電時の出力電流は、図の垂下時（モード２
の動作範囲）より大きい電流値に設定しても良い。

【００９２】§６：電力供給装置の動作説明・・・図４
参照 以下、図４に基づいて電力供給装置の動作を説明する。 (1) ：モード１の動作 外部から交流電源（AC INPUT）が投入されると、先ず、
整流／平滑部１４は、ダイオードｄ１〜ｄ４で全波整流
し、コンデンサＣ１で平滑化することにより、コンデン
サＣ１に直流電圧を発生させ、この直流電圧をスイッチ
ング回路部３１に出力する。

【００９３】スイッチング回路部３１では、ＰＷＭ制御
部３２からのＰＷＭパルスによりトランジスタＱ１がオ
ン／オフを繰り返す。このため、電力はトランスＴ１を
介してトランスの２次側回路に供給される。トランスＴ
１の２次側回路では、トランスＴ１の２次側巻線に発生
した電圧により、ダイオードｄ５、ｄ６、コイルＬ１、
コンデンサＣ２に電流が流れ、コンデンサＣ２に直流電
圧を発生させる。

【００９４】そして、コンデンサＣ２に発生した電圧
は、出力電圧検出部７の抵抗Ｒ１、Ｒ２により検出し、
この検出電圧をコンパレータＣＭ１を介してＰＷＭ制御
部３２へフィードバックする。この場合、出力電圧検出
部７の検出電圧は、スイッチング回路部３１のコンパレ
ータＣＭ１へ送り、コンパレータＣＭ１は前記抵抗Ｒ
１、Ｒ２により検出した電圧と基準電圧Ｅ１とを比較し
比較結果の信号をＰＷＭ制御部３２へ出力する。

【００９５】ＰＷＭ制御部３２では、コンパレータＣＭ
１の出力信号を基にコンデンサＣ２の電圧（出力電圧）
が一定になるようにＰＷＭパルスを発生させて（パルス
幅を変化させて）トランジスタＱ１をオン／オフ制御す
る。

【００９６】この場合、ＰＷＭ制御部３２には、出力電
流検出部１０からコンパレータＣＭ２を介してのフィー
ドバックもある。しかし、出力電流検出部１０の抵抗Ｒ
３の値を小さくすることにより、通常動作では抵抗Ｒ３
の端子電圧は小さく、ＰＷＭ制御部３２にフィードバッ
クされる割合が、出力電圧検出部７からのフィードバッ
ク量に比べて小さくなるため、定電圧制御主体の動作に
なり、前記モード１（定電圧出力モード）の動作とな
る。

【００９７】(2) ：モード２の動作 通常動作時には、電力供給装置２の出力端子（DC OUTPU
T ）の電圧が一定であり、この電圧を抵抗Ｒ１０、Ｒ１
１（直列回路）で検出している。この状態ではｆ点の電
圧は基準電圧Ｅ３より大きい値に設定されているので、
トランジスタＱ２はオフであり、抵抗Ｒ１３は回路から
切り離されている。

【００９８】ところが、携帯機器２５側で２次電池２９
の充電が行われると、２次電池２９の電圧（バッテリ電
圧）に引っ張られて電力供給装置２の出力端子の電圧も
低下する。

【００９９】そして、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１により分圧さ
れたｆ点の電圧が基準電圧Ｅ３より低くなると、コンパ
レータＣＭ３の出力がハイレベルになり、トランジスタ
Ｑ２がオンとなる。このため、抵抗Ｒ１３とＲ１４が並
列接続され、この部分の合成抵抗値が小さくなる。

【０１００】その結果、抵抗Ｒ６、Ｒ７の接続点である
ｇ点の電圧が低下し、この値がコンパレータＣＭ２を介
してＰＷＭ制御部３２へフィードバックされる。このた
め、ＰＷＭ制御部３２では、前記の変化に伴って出力電
圧を上昇させるようにトランジスタＱ１のオン／オフ幅
を調節する。

【０１０１】このような動作により出力端子の電圧が上
昇すると、今度は抵抗Ｒ３に流れる電流が増大し、ｇ点
とｈ点が同じ電圧になるように動作する。このように、
２次電池の充電時には定電流制御主体の動作になり、モ
ード２（定電流出力モード）の動作となる。

【０１０２】§７：携帯機器の動作説明・・・図７参照 図７は携帯機器の動作フローチャートである。以下、図
７に基づいて携帯機器の動作を説明する。なお、以下の
処理は充電制御ＩＣ３８が行う処理であり、Ｓ１１〜Ｓ
２１は各処理ステップを示す。

【０１０３】先ず、携帯機器２５に電力供給装置２から
電源が投入されると（Ｓ１１）、充電制御ＩＣ３８は、
２次電池２９のバッテリ電圧が或る設定電圧以上か否か
を判定する（Ｓ１２）。その結果、バッテリ電圧が前記
設定値以上でなければ抵抗Ｒ２０を介して２次電池２９
のトリクル充電を行う（Ｓ１８）。

【０１０４】この場合、２次電池２９が過放電した時に
急速充電を開始すると、入力電圧が低くなることによ
り、充電制御ＩＣ３８の電源電圧が確保できなくなる。
このため、２次電池２９の電圧（バッテリ電圧）を検出
し、検出電圧値は充電制御ＩＣ３８の動作開始電圧以上
に設定する。また、検出電圧値以下の時には、普通充電
に切り換えても良い。

【０１０５】しかし、前記Ｓ１２の処理で、バッテリ電
圧が前記設定値以上と判定した場合、充電制御ＩＣ３８
は、携帯機器２５内の制御部から「急速充電」、及び
「普通充電」の要求があるか否かを判定する（Ｓ１
３）。その結果、前記要求がなければ、前記Ｓ１２の処
理を行うが、前記要求がある場合は、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３７からの情報を基に、ＤＣ−ＤＣコンバータ３７
が動作しているか否かを判定する（Ｓ１４）。

【０１０６】その結果、ＤＣ−ＤＣコンバータ３７が動
作を停止している場合は急速充電を開始し、スイッチＳ
Ｗ１０をオンにする（Ｓ１５）。その後、充電制御ＩＣ
３８は、２次電池２９が満充電になったか否かを判定し
（Ｓ１６）、満充電になったら、急速充電を停止しスイ
ッチＳＷ１０をオフにする。この状態で抵抗Ｒ２０を介
して２次電池２９のトリクル充電を開始する（Ｓ１
７）。

【０１０７】また、前記Ｓ１４の処理で、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ３７が動作している場合にはスイッチＳＷ１１
をオンにし、抵抗Ｒ２１を介して２次電池２９の普通充
電を開始する（Ｓ１９）。その後、２次電池２９が満充
電になったか否かを判定し（Ｓ２０）、満充電になった
ら、普通充電を停止し、スイッチＳＷ１１をオフにする
（Ｓ２１）。その後、抵抗Ｒ２０を介して２次電池２９
をトリクル充電する。

【０１０８】（他の実施例）以上実施例について説明し
たが、本発明は次のようにしても実施可能である。 (1) ：電力供給装置から電力を供給する機器としては、
携帯機器に限らず、他の各種電子機器、電気機器等に利
用可能である。

【０１０９】(2) ：電力供給装置の回路は前記実施例の
回路に限らず、他の同様な回路でも実現可能である。例
えば、スイッチング回路部はＰＷＭ制御を行う回路に限
らず他の同様な回路で実現することも可能である。

【０１１０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 (1) ：本発明では、電力供給装置内部で機器（電力供給
装置から電力を供給される携帯機器等）側の動作状態を
自己判断しているので、従来装置で使用されていた切り
換え信号送受信用の信号線を廃止し、電力供給装置のケ
ーブルを電力の出力用だけにしてケーブルの数を減らす
ことができる。従って、電力供給装置（ＡＣアダプタ）
の小型化、軽量化、コストダウンが実現できる。

【０１１１】また、従来は、電力供給装置に接続される
機器では、動作状態に応じて切り換え信号を発生させ、
この切り換え信号を機器側から電力供給装置側へ送信し
ている。

【０１１２】このため機器側に前記切り換え信号を発生
する回路が必要であったが、本発明では、電力供給装置
内部で機器側の動作状態を自己判断しているので、機器
側に切り換え信号を発生する回路を設ける必要がなくな
る。従って、電力供給装置から電力が供給される機器の
小型化とコストダウンも可能である。

【０１１３】(2) ：電力供給装置のプラグ付きケーブル
（出力ケーブル）を１組とし、このプラグにＥＩＡＪ規
格で定めた形状のプラグが使用できるので、電力供給装
置の標準化（特にプラグの標準化）を達成することがで
きる。また、前記標準化を達成することにより、電力供
給装置のコストダウンも実現可能である（専用線を製作
しなくて済むため）。

【０１１４】(3) ：電力供給装置のケーブル数を減らす
ことにより、電力供給装置の小型化、軽量化、コストダ
ウンを実現することができると共に、電力供給装置（Ａ
Ｃアダプタ）の取り扱いも楽になる。また、ケーブルの
数が減っても、機器側の動作状態に応じた動作モード
（定電圧、定電流）での電力供給が高精度で実現でき
る。

【０１１５】前記の効果の外、各請求項に対応して次の
ような効果がある。 (4) ：請求項１では、スイッチング回路部の出力端子の
電圧を監視することで機器の動作状態を自己判断し、定
電圧出力、及び定電流出力を切り換えるための切り換え
制御信号を発生させる切り換え制御信号発生手段と、ス
イッチング回路部に対し、定電圧出力、及び定電流出力
への変換制御、及び切り換え制御信号を基に各出力の切
り換え制御を行うスイッチング制御部を設けている。

【０１１６】従って、電力供給装置のケーブルの数を減
らすことにより、電力供給装置の小型化、軽量化、コス
トダウンを実現することができる。また、ケーブルの数
が減っても、機器側の動作状態に応じた動作モード（定
電圧、定電流）での電力供給が高精度で実現可能であ
る。

【０１１７】更に、プラグにＥＩＡＪ規格で定めた形状
のプラグが使用できるので、電力供給装置の標準化（特
にプラグの標準化）を達成することができる。 (5) ：請求項２では、切り換え制御信号発生手段は、ス
イッチング回路部の出力端子の電圧が、予め設定した設
定値以上か否かを検出し、前記電圧が前記設定値以上の
場合は、前記機器側が通常動作中であると判断して、定
電圧出力を選択するための切り換え制御信号を発生さ
せ、前記設定値より低下した場合は、前記機器側が２次
電池の急速充電中であると判断して、定電流出力を選択
するための切り換え制御信号を発生させる機能を備えて
いる。

【０１１８】従って、ケーブルの数が減っても、機器側
の動作状態（充電状態、通常動作状態）に応じた動作モ
ード（定電圧、定電流）での電力供給が高精度で実現で
きる。

【０１１９】(6) ：請求項３では、スイッチング制御部
をスイッチング回路部に設け、スイッチング回路部は、
切り換え制御信号に基づくスイッチング制御部の制御に
より、同一回路で、直流の定電圧を出力する動作モード
と、定電流を出力する動作モードとに切り換える機能を
備えている。

【０１２０】従って、部品点数が削減できるので電力供
給装置の小型化、軽量化、コストダウンが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】実施例における電力供給装置の使用状態説明図
である。

【図３】実施例における電力供給装置のブロック図であ
る。

【図４】実施例における電力供給装置の回路例である。

【図５】実施例における携帯機器のブロック図である。

【図６】実施例における電力供給装置の動作説明図であ
る。

【図７】実施例における携帯機器の動作フローチャート
である。

【図８】従来の電力供給装置のブロック図である。

【図９】従来の電力供給装置の垂下特性説明図である。

【図１０】従来の電力供給装置の回路例である。

【図１１】従来のプラグ／ジャック説明図である。

【符号の説明】

２ 電力供給装置 ７ 出力電圧検出部 １０ 出力電流検出部 ３１ スイッチング回路部 ３４ 切り換え制御部 ３５ スイッチング制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スイッチング回路部を備え、 入力した交流電圧を直流電圧に変換し、更に前記スイッ
   チング回路部のスイッチングにより直流の定電圧出力、
   及び定電流出力に変換し、前記各出力を切り換えて外部
   の機器に電力を供給する電力供給装置において、 出力端子の電圧を監視することで前記機器の動作状態を
   自己判断し、前記定電圧出力、及び定電流出力を切り換
   えるための切り換え制御信号を発生させる切り換え制御
   信号発生手段と、 前記スイッチング回路部に対し、前記定電圧出力、及び
   定電流出力への変換制御、及び前記切り換え制御信号を
   基に各出力の切り換え制御を行うスイッチング制御部を
   設けたことを特徴とする電力供給装置。
2. 【請求項２】 前記切り換え制御信号発生手段は、出力
   端子の電圧が、予め設定した設定値以上か否かを検出
   し、 前記電圧が前記設定値以上の場合は、前記機器側が通常
   動作中であると判断して、定電圧出力を選択するための
   切り換え制御信号を発生させ、 前記設定値より低下した場合は、前記機器側が２次電池
   の急速充電中であると判断して、定電流出力を選択する
   ための切り換え制御信号を発生させる機能を備えている
   ことを特徴とした請求項１記載の電力供給装置。
3. 【請求項３】 前記スイッチング制御部をスイッチング
   回路部に設け、 前記スイッチング回路部は、前記切り換え制御信号に基
   づくスイッチング制御部の制御により、同一回路で、直
   流の定電圧を出力する動作モードと、定電流を出力する
   動作モードとに切り換える機能を備えていることを特徴
   とした請求項１記載の電力供給装置。