JPH08237947A - 電力供給装置 - Google Patents

電力供給装置

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JPH08237947A
JPH08237947A JP7037997A JP3799795A JPH08237947A JP H08237947 A JPH08237947 A JP H08237947A JP 7037997 A JP7037997 A JP 7037997A JP 3799795 A JP3799795 A JP 3799795A JP H08237947 A JPH08237947 A JP H08237947A
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JP
Japan
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voltage
switching
output
power supply
supply device
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JP7037997A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Tokuda
和彦 徳田
Manabu Sasaki
学 佐々木
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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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。
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