JPH10234139A

JPH10234139A - 充電装置

Info

Publication number: JPH10234139A
Application number: JP9036758A
Authority: JP
Inventors: Koji Umetsu; 浩二梅津
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 1998-09-02
Anticipated expiration: 2017-02-20
Also published as: KR19980071467A; KR100489628B1; JP3735999B2; TW382156B; CN1111935C; US6005371A; CN1199947A; MY122140A; SG55456A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ビデオカメラやパーソナルコンピュータ等の
セット回路の駆動状態に関わらず二次電池の充電を行う
ことが可能であり、しかも回路構成が簡単であり低コス
トで実現することが可能な充電装置を提供する。【解決手段】電源とセット回路１との間に第１の抵抗
Ｒｏを配するとともに、セット回路１と二次電池２との
間に第２の抵抗Ｒｂを配する。そして、第１の抵抗Ｒｏ
に流れる電流をアンプＡ２で検出し、この検出結果に基
づいて、セット回路１及び二次電池２が一体となったセ
ット本体３に流れる全電流Ｉｏを制御し、同時に、第２
の抵抗Ｒｂに流れる電流をアンプＡ３で検出し、この検
出結果に基づいて、二次電池２に流れる充電電流Ｉｂを
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラやパ
ソコン等のように電気によって駆動される機器に使用さ
れる二次電池を充電する充電装置に関し、詳しくは、機
器の使用状態に関わらず二次電池を充電することが可能
な新規な充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラやパーソナルコンピュータ
等のように電気によって駆動される機器（以下、このよ
うな機器の回路をセット回路と称する。）には、充電可
能な電池である二次電池を駆動用電源として備え、更に
当該二次電池を充電する充電装置を備えたものがある。

【０００３】このような充電装置の従来の回路構成を図
９に示す。なお、図９では、セット回路１０１と二次電
池１０２とが一体となったセット本体１０３に、電力供
給用のＡＣアダプター１０４が接続された例を挙げてい
る。すなわち、図９に示す例では、ＡＣアダプター１０
４がＡＣ電源入力に接続され、セット本体１０３に対す
る外部電源となるＡＣアダプター１０４からの電流が、
ＡＣアダプター１０４によって所定の定電流に変換され
た上で、セット本体１０３に供給される。また、図９に
示すような回路構成としたときの、ＡＣアダプター１０
４の出力特性を図１０に示す。

【０００４】図９の例において、セット回路１０１は、
ＡＣアダプター１０４の出力端子Ｖ１と接地端子Ｇ１の
間に接続され、ＡＣアダプター１０４を介してＡＣ電源
から電力供給を受ける。一方、セット本体１０３に内蔵
された二次電池１０２の側には、二次電池１０２のマイ
ナス端子と接地端子Ｇ１との間にスイッチＳｗ１が配さ
れている。そして、図９中の矢印Ｓ１に示すように、低
電力消費状態又は動作停止状態であることが示す信号が
セット回路１０１から送出されたときにだけ、スイッチ
Ｓｗ１はオンとなる。すなわち、この充電装置では、セ
ット回路１０１が低電力消費状態又は動作停止状態の時
にだけスイッチＳｗ１がオンとなって、二次電池１０２
の充電が行われる。

【０００５】このとき、二次電池１０２に供給される充
電電流Ｉｂが過大な電流とならないように、図９中の矢
印Ｓ２に示すように、セット回路１０１は、二次電池１
０２が充電中であることを示す信号を、端子Ｃ１を介し
てＡＣアダプター１０４へ送出する。そして、ＡＣアダ
プター１０４は、二次電池１０２が充電中であることを
示す信号が入力されると、二次電池１０２の充電に適し
た所定の電流値となるように、セット本体１０３へ供給
する電流を制御する。

【０００６】ここで、セット回路１０１が駆動している
時は、セット回路１０１が駆動していることを示す信号
が、端子Ｃ１を介してセット回路１０１からＡＣアダプ
ター１０４へ送出される。この信号により、ＡＣアダプ
ター１０４に内蔵された電流制御用アンプＡｍｐ２の一
方の端子に接続されたスイッチＳｗ２が駆動され、電流
制御用アンプＡｍｐ２の一方の端子への入力が、第１の
基準電圧Ｒｅｆ１とされる。

【０００７】ここで、電流制御用アンプＡｍｐ２の一方
の端子への入力が第１の基準電圧Ｒｅｆ１のときは、セ
ット本体１０３へ供給する全電流Ｉｏがセット回路１０
１を駆動するセット回路電流Ｉｓとなるときであり、Ａ
Ｃアダプター１０４からの出力を、図１０中の実線ＩＳ
に示すように制御する。すなわち、セット本体１０３へ
供給する全電流Ｉｏが、セット回路１０１へ供給しても
良い電流の最大値ＩＳｍａｘを上回らないように、ＡＣ
アダプター１０４からセット本体１０３へ供給する電流
を制御する。

【０００８】一方、セット回路１０１が低電力消費状態
又は動作停止状態の時は、セット回路１０１が低電力消
費状態又は動作停止状態であることを示す信号が、端子
Ｃ１を介してセット回路１０１からＡＣアダプター１０
４へ送出される。この信号により、ＡＣアダプター１０
４に内蔵された電流制御用アンプＡｍｐ２の一方の端子
に接続されたスイッチＳｗ２が駆動され、電流制御用ア
ンプＡｍｐ２の一方の端子への入力が、第２の基準電圧
Ｒｅｆ２とされる。

【０００９】ここで、電流制御用アンプＡｍｐ２の一方
の端子への入力が第２の基準電圧Ｒｅｆ２のときは、セ
ット本体１０３へ供給する全電流Ｉｏが二次電池１０２
への充電電流Ｉｂとなるときであり、ＡＣアダプター１
０４からの出力を、図１０中の点線ＩＢに示すように制
御する。すなわち、セット本体１０３へ供給する全電流
Ｉｏが、二次電池１０２へ供給しても良い電流の最大値
ＩＢｍａｘを上回らないように、ＡＣアダプター１０４
からセット本体１０３へ供給する電流を制御する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
充電装置では、セット回路が駆動しているときは、二次
電池の充電が行われない。したがって、従来の充電装置
では、二次電池を充電するには、セット回路を低電力消
費状態又は動作停止状態にしなければならず、非常に不
便であった。

【００１１】なお、セット回路が低電力消費状態又は動
作停止状態でなくても、二次電池の充電が可能な充電装
置が無いわけではないが、従来、そのような充電装置
は、回路構成が非常に複雑であり、非常に高価であっ
た。

【００１２】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、セット回路の駆動状態に関わ
らず二次電池の充電を行うことが可能であり、しかも回
路構成が簡単であり低コストで実現することが可能な充
電装置を提供することを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る充電装置
は、電気によって駆動される機器に使用される二次電池
を充電する充電装置であって、少なくとも機器に供給さ
れる電流を検出する第１の電流検出手段と、二次電池に
供給される電流を検出する第２の電流検出手段とを備え
ている。そして、第１の電流検出手段及び第２の電流検
出手段による検出結果に基づいて、機器及び二次電池に
供給される電流が所定値以下となるように、機器及び二
次電池に供給される電流を制御する。

【００１４】この充電装置では、第１の電流検出手段
で、機器に供給される電流を検出し、第２の電流検出手
段で、二次電池に供給される電流を検出する。そして、
第１の電流検出手段及び第２の電流検出手段による検出
結果に基づいて、機器及び二次電池に供給される電流が
所定値以下となるように、機器及び二次電池に供給され
る電流を制御する。すなわち、この充電装置では、電源
から機器に供給される電流と、電源から二次電池に供給
される電流とをそれぞれ独立して検出し制御するように
している。したがって、この充電装置では、機器の駆動
状態に関わらず二次電池の充電を行うことが可能であ
る。

【００１５】なお、上記充電装置において、上記第１の
電流検出手段は、上記機器に接続される第１の抵抗を有
し、上記第１の抵抗に流れる電流を検出するようなもの
が好適である。また、上記第２の電流検出手段は、上記
二次電池に接続される第２の抵抗を有し、上記第２の抵
抗に流れる電流を検出するようなものが好適である。こ
こで、上記第１の抵抗は、例えば、電源と上記機器との
間に配され、上記第２の抵抗は、例えば、上記機器と上
記二次電池との間に配される。

【００１６】また、上記充電装置は、上記二次電池と上
記機器との間に配されたダイオードを有することが好ま
しい。

【００１７】また、上記充電装置は、上記機器の駆動時
に外部電源から電流が供給されていないときには、上記
二次電池からの放電電流を上記機器に供給するように、
電流の向きを制御する電流制御手段を備えていることが
好ましい。ここで、上記電流制御手段としては、例え
ば、上記機器と上記二次電池との間に配された電界効果
トランジスタを備え、上記電界効果トランジスタを用い
て電流の向きを制御するようなものが好適である。

【００１８】また、上記充電装置は、上記機器及び上記
二次電池に供給する電流を制御する電流制御部を備えて
いることが好ましい。ここで、上記電流制御部と、上記
機器及び上記二次電池が配される部分とが着脱可能とさ
れていても良いし、また、上記電流制御部及び上記二次
電池が配される部分と、上記機器とが着脱可能とされて
いても良いし、また、上記電流制御部と、上記機器と、
上記二次電池が配される部分とがそれぞれ着脱可能とさ
れていても良い。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００２０】本発明を適用した充電装置の一例につい
て、その回路図を図１に示す。なお、この充電装置は、
セット回路１及び二次電池２が一体となったセット本体
３と、セット回路１及び二次電池２に供給する電流を制
御する電流制御部として機能するＡＣアダプター４とが
着脱可能な充電装置であり、図１では、セット本体３に
対する外部電源となるＡＣアダプター４が、セット本体
３に接続された状態を示している。

【００２１】すなわち、図１に示す例では、ＡＣアダプ
ター４がＡＣ電源に接続され、そのＡＣ入力がＡＣアダ
プター４によって所定の定電流に変換された上で、セッ
ト本体３に供給される。また、図１に示すような回路構
成としたときの、ＡＣアダプター４の出力特性を図２に
示し、二次電池２に流れる充電電流Ｉｂの遷移の様子を
図３（ａ）に示し、セット回路１に流れるセット回路電
流Ｉｓの遷移の様子を図３（ｂ）に示す。

【００２２】図１に示すように、ＡＣアダプター４は、
入力フィルター５、整流回路６、電力変換トランス７、
スイッチング素子Ｔｒ、ダイオードＤ、コンデンサＣ、
第１の抵抗Ｒｏ、第２の抵抗Ｒｂ、第１のアンプＡ１、
第１のアンプＡ１に接続されたダイオードＤ１、第２の
アンプＡ２、第２のアンプＡ２に接続されたダイオード
Ｄ２、第３のアンプＡ３、第３のアンプＡ３に接続され
たダイオードＤ３、第１乃至第３のアンプＡ１，Ａ２，
Ａ３からの信号が入力されるフォトカプラーＰＨ、パル
ス幅変調制御回路ＰＷＭを備えている。なお、第２のア
ンプＡ２及び第１の抵抗Ｒｏが、セット本体３に供給さ
れる全電流Ｉｏを検出する第１の電流検出手段となり、
第３のアンプＡ３及び第２の抵抗Ｒｂが、二次電池２に
供給される充電電流Ｉｂを検出する第２の電流検出手段
となる。

【００２３】ＡＣ電源からのＡＣ入力は、入力フィルタ
ー５及び整流回路６を経て、電力変換トランス７に供給
される。ここで、電力変換トランス７は、スイッチング
素子Ｔｒに接続されている。そして、スイッチング素子
Ｔｒによりスイッチングが行われ、ＡＣ電源に接続され
た一次側から、セット本体３に接続された二次側へ、電
力の変換が行われる。電力変換トランス７の二次側から
出力された電流は、ダイオードＤ及びコンデンサＣによ
り整流された上で、出力端子Ｖｃｃから出力される。こ
こで、出力端子Ｖｃｃは、セット回路１の入力端子と、
二次電池２のプラス端子とに接続され、この出力端子Ｖ
ｃｃからの出力が、セット回路１及び二次電池２に供給
される。

【００２４】このとき、ＡＣアダプター４からの出力電
圧は、第１のアンプＡ１のプラス端子にも印加される。
ここで、第１のアンプＡ１のマイナス端子には、所定の
基準電圧ＲＥＦ１が印加されており、第１のアンプＡ１
は、当該基準電圧ＲＥＦ１と、ＡＣアダプター４からの
出力電圧とを比較する。そして、第１のアンプＡ１は、
この比較に基づいて、ＡＣアダプター４からの出力電圧
が所定の電圧となるように、ダイオードＤ１を介してフ
ォトカプラーＰＨに信号を送出し、ＡＣアダプター４か
らの出力電圧を制御する。具体的には、第１のアンプＡ
１は、例えば、ＡＣアダプター４からの出力電圧が常に
８．４Ｖ以下となるように制御する。

【００２５】一方、セット回路１の接地端子は、ＡＣア
ダプター４の第１の接地端子Ｇｓに接続されている。こ
こで、第１の接地端子Ｇｓには、第１の抵抗Ｒｏが接続
されており、この第１の抵抗Ｒｏの他方の端子は、整流
用のコンデンサＣに接続されている。この第１の抵抗Ｒ
ｏは、セット本体３に供給される全電流Ｉｏを検出する
ためのものである。すなわち、第１の抵抗Ｒｏは、セッ
ト回路１に供給されるセット回路電流Ｉｓと、二次電池
に供給される充電電流Ｉｂとの合計を検出するためのも
のである。

【００２６】この第１の抵抗Ｒｏの一方の端子は、第２
のアンプＡ２のプラス端子に接続されている。そして、
第２のアンプＡ２は、第１の抵抗Ｒｏに印加している電
圧を検出することにより、セット本体３に供給されてい
る全電流Ｉｏを検出する。ここで、第２のアンプＡ２の
マイナス端子には、所定の基準電圧ＲＥＦ２が印加され
ており、第２のアンプＡ２は、当該基準電圧ＲＥＦ２
と、第１の抵抗Ｒｏに印加している電圧とを比較する。
そして、第２のアンプＡ２は、この比較に基づいて、セ
ット本体３に供給されている全電流Ｉｏが所定の値以下
となるように、ダイオードＤ２を介してフォトカプラー
ＰＨに信号を送出し、ＡＣアダプター４からセット本体
３に供給される全電流Ｉｏを制御する。具体的には、第
２のアンプＡ２は、例えば、セット本体３に供給される
全電流Ｉｏが常に３．０Ａ以下となるように制御する。

【００２７】また、二次電池２のマイナス端子は、ＡＣ
アダプター４の第２の接地端子Ｇｂに接続されている。
ここで、第２の接地端子Ｇｂには、第２の抵抗Ｒｂが接
続されており、この第２の抵抗Ｒｂの他方の端子は、第
１の接地端子Ｇｓに接続されている。すなわち、二次電
池２のマイナス端子は、第２の抵抗Ｒｂを経由し、第１
の接地端子Ｇｓに接続される。ここで、第２の抵抗Ｒｂ
は、二次電池２に供給される充電電流Ｉｂを検出するた
めのものである。

【００２８】この第２の抵抗Ｒｂの一方の端子は、第３
のアンプＡ３のプラス端子に接続されている。そして、
第３のアンプＡ３は、第２の抵抗Ｒｂに印加している電
圧を検出することにより、充電電流Ｉｂを検出する。こ
こで、第３のアンプＡ３のマイナス端子には、所定の基
準電圧ＲＥＦ３が印加されており、第３のアンプＡ３
は、当該基準電圧ＲＥＦ３と、第２の抵抗Ｒｂに印加し
ている電圧とを比較する。そして、第３のアンプＡ３
は、この比較に基づいて、充電電流Ｉｂが所定の値以下
となるように、ダイオードＤ３を介してフォトカプラー
ＰＨに信号を送出し、ＡＣアダプター４から二次電池２
に供給される充電電流Ｉｂを制御する。具体的には、第
３のアンプＡ３は、例えば、充電電流Ｉｂが常に１．０
Ａ以下となるように制御する。

【００２９】また、二次電池２のマイナス端子には、ダ
イオードＤｓのカソード端子も接続されており、当該ダ
イオードＤｓのアノード端子は、セット回路１の接地端
子に接続されている。このダイオードＤｓは、ＡＣアダ
プター４が取り除かれたときに、セット回路１を二次電
池２によって駆動できるようにするためのものである。

【００３０】上述したように、フォトカプラーＰＨに
は、電力変換トランス７の二次側からの信号、すなわ
ち、ダイオードＤ１を介して入力された第１のアンプＡ
１からの信号と、ダイオードＤ２を介して入力された第
２のアンプＡ２からの信号と、ダイオードＤ３を介して
入力された第３のアンプＡ３からの信号とが入力され
る。そして、フォトカプラーＰＨは、それらの信号をパ
ルス幅変調制御回路ＰＷＭに供給する。ここで、第１の
アンプＡ１からの信号は、出力電圧を制御するための信
号であり、第２のアンプＡ２からの信号は、セット本体
３に供給する全電流Ｉｏを制御するための信号であり、
第３のアンプＡ３からの信号は、二次電池２の充電電流
Ｉｂを制御するための信号である。そして、パルス幅変
調制御回路ＰＷＭは、それらの信号に基づいて、スイッ
チング時間を制御して、電力変換トランス７の二次側に
供給される電力を調整する。

【００３１】以上のような回路構成を有する充電装置で
は、セット本体３に供給される全電流Ｉｏと、二次電池
２に供給される充電電流Ｉｂとを、それぞれ検出して、
それらの検出結果に基づいてＡＣアダプター４からの出
力を制御することにより、セット回路１の駆動時には、
セット回路１の駆動に必要な電流をセット回路１に優先
して供給し、二次電池２にはセット回路１に供給される
セット回路電流Ｉｓを差し引いた余剰電流が充電電流Ｉ
ｂとして供給される。

【００３２】以上のような充電装置での電力制御につい
て、図２及び図３を参照して詳細に説明する。なお、以
下の説明では、ＡＣアダプター４からの出力電圧が８．
４Ｖ以下、セット本体３に供給する全電流Ｉｏが３Ａ以
下、二次電池３に供給する充電電流Ｉｂが１Ａ以下とな
るように、電力制御するものとする。ただし、これらの
電圧値及び電流値は一例であり、使用するセット回路１
や二次電池２によって適切な値に適宜設定すれば良いこ
とは言うまでもない。

【００３３】ＡＣアダプター４からセット本体３に電力
を供給する際は、先ず、第１のアンプＡ１により、ＡＣ
アダプター４からの出力電圧Ｖｏが、８．４Ｖで一定と
なるように制御される。

【００３４】このとき、第１の抵抗Ｒｏに印加している
電圧が第２のアンプＡ２で検出される。そして、第２の
アンプＡ２は、この検出結果に基づいて、セット本体３
に流れる全電流Ｉｏが３Ａ以下となるように制御する。
すなわち、図２中の実線に示すように、セット本体３に
流れる全電流Ｉｏが３Ａとなったら、当該電流Ｉｏが３
Ａで保持されるように、ＡＣアダプター４からの出力電
圧Ｖｏが降下することとなる。

【００３５】同時に、第２の抵抗Ｒｂに印加している電
圧が第３のアンプＡ３で検出される。そして、第３のア
ンプＡ３は、この検出結果に基づいて、二次電池２に流
れる充電電流Ｉｂが１Ａ以下となるように制御する。す
なわち、図２中の点線に示すように、二次電池２に流れ
る充電電流Ｉｂが１Ａとなったら、充電電流Ｉｂが１Ａ
で保持されるように、ＡＣアダプター４からの出力電圧
Ｖｏが降下することとなる。

【００３６】このとき、セット回路１に流れるセット回
路電流Ｉｓは、セット本体３に流れる全電流Ｉｏと、二
次電池２に流れる充電電流Ｉｂとの差であり、下記式
（１）で表される。

【００３７】Ｉｓ＝Ｉｏ−Ｉｂ・・・（１）以上のように上記充電装置では、セット回路１と二次電
池２の両方に対して同時に電力供給が行われる。しか
も、第２のアンプＡ２及び第３のアンプＡ３による検出
結果に基づいて、セット回路１に供給されるセット回路
電流Ｉｓと、二次電池２に供給される充電電流Ｉｂとが
所定値以下となるように、ＡＣアダプター４からセット
本体３に供給される電流Ｉｏが制御される。すなわち、
セット本体３に供給される全電流Ｉｏは所定の電流値以
下（上記の例では３Ａ以下）に制限され、また、二次電
池２に供給される充電電流Ｉｂも所定の電流値以下（上
記の例では１Ａ以下）に制御される。

【００３８】つぎに、二次電池２の充電を行っている状
態から、セット回路１を駆動したときの電力制御につい
て説明する。

【００３９】先ず、セット回路１が駆動しておらず、二
次電池２の充電だけが行われているとする。このとき、
１Ａの充電電流Ｉｂが、二次電池２に供給される。この
ときの電圧Ｖｏは、二次電池２の抵抗等に影響により、
８．４Ｖよりも若干低い電圧となる。なお、この状態
は、二次電池２の側については、図３（ａ）中の点Ｉｂ
１に相当し、セット回路１の側については、図３（ｂ）
中の点Ｉｓ１に相当する。

【００４０】この状態の時に、セット回路１を駆動する
と、セット回路１にセット回路電流Ｉｓが流れ、図３
（ｂ）中の矢印Ｙ１に示すように、セット回路１に流れ
るセット回路電流Ｉｓが増加する。これに伴い、図３
（ａ）中の矢印Ｙ２に示すように、二次電池２に供給さ
れる充電電流Ｉｂが減少する。すなわち、セット回路１
を駆動すると、二次電池２の電圧よりもセット回路２の
電圧が下がり、その電圧量の差に伴って、二次電池２に
流れる充電電流Ｉｂが減少していく。

【００４１】ここで、セット本体３の全体には３Ａまで
の電流を供給して良いので、セット回路１に流れるセッ
ト回路電流Ｉｓが２Ａまでは、二次電池２に流れる充電
電流Ｉｂは１Ａのまま保持される。なお、セット回路１
に流れる電流が２Ａの状態は、図３（ｂ）中の点Ｉｓ２
に相当する。

【００４２】そして、セット回路１に流れるセット回路
電流Ｉｓが２Ａを越えると、その分だけ、二次電池２に
流れる充電電流Ｉｂが減少する。そして、セット回路１
に流れるセット回路電流Ｉｓが２Ａから３Ａに増加する
と、二次電池２に供給される充電電流Ｉｂがゼロとな
る。すなわち、セット回路１の側の状態が、図３（ｂ）
中の点Ｉｓ２から点Ｉｓ３へと移行すると、二次電池２
の側の状態が、図３（ａ）中の点Ｉｂ１から点Ｉｂ２へ
と移行する。

【００４３】以上のように充電装置では、セット本体３
に流れる全電流Ｉｏが所定の電流値以下の間は、セット
回路１にセット回路電流Ｉｓが供給されていても、二次
電池２に充電電流Ｉｂが供給され続けることとなる。す
なわち、上記充電装置では、セット回路１を駆動してい
ても、電力供給に余裕があるときは、二次電池２の充電
が行われる。

【００４４】一方、従来の充電装置では、セット回路の
駆動と、二次電池の充電とを同時に行うことはできなか
ったので、セット回路の駆動状態と、二次電池の充電状
態とをその都度切り換える必要があった。すなわち、従
来の充電装置では、セット回路を駆動するときには、二
次電池の充電を行わないようにし、セット回路を駆動し
ていないときに、二次電池の充電を行うようにしてい
た。これに対して、本発明を適用した上記充電装置で
は、セット回路１を駆動させた状態のままでも、二次電
池２の充電を行うことができるので、セット回路１の駆
動状態と、二次電池２の充電状態とを切り換える必要が
無く、非常に使い勝手の良いものとなっている。

【００４５】また、上述のような充電装置において、Ａ
Ｃアダプター４からの出力容量は、セット回路１の電流
容量と、二次電池２の充電電流容量とのいずれか大きい
値に設定される。そして、本発明を適用した上記充電装
置では、セット回路１に供給されるセット回路電流Ｉｓ
を優先させ、セット回路１に流れるセット回路電流Ｉｓ
の増減に応じて、二次電池２に供給される充電電流Ｉｂ
を増減制御することができる。したがって、セット回路
１の消費電力が小さいときは、充電電流Ｉｂを最大限に
増加させて、充電時間を短縮することができ、逆に、セ
ット回路１の消費電力が大きいときは、充電電流Ｉｂを
減少させて、セット回路１の駆動に必要な電流をセット
回路１に安定して供給することができる。このように、
上記充電装置では、二次電池２に対する充電と、セット
回路１の駆動とを連動させることにより、二次電池２の
充電を効率的に行うことが可能となっている。

【００４６】これに対して、従来の充電装置では、セッ
ト回路を動作させるときには、セット回路の駆動に必要
な電流だけをＡＣアダプターから供給し、二次電池を充
電するときには、二次電池の充電に必要な電流だけをＡ
Ｃアダプターから供給するようにしていた。したがっ
て、従来の充電装置では、セット回路の電流容量と二次
電池の充電電流容量とに差がある場合には、どちらか小
さいほうの電流で動作させたときに、ＡＣアダプターは
余剰の出力容量をもったまま動作することとなり、非常
に効率が悪かった。

【００４７】また、本発明を適用した上記充電装置で
は、例えばモータの起動や停止等の影響により、セット
回路１に瞬間的に大きな電流（以下、ラッシュ電流と称
する。）が流れるようなときに、二次電池２からの放電
によって電力不足を補うことができる。

【００４８】例えば、セット回路１の側の状態が図３
（ｂ）中の点Ｉｓ３のときに、すなわち、セット回路１
に３Ａの電流が流れているときに、セット回路１にラッ
シュ電流が流れて、セット回路１の側の状態が図３
（ｂ）中の点Ｉｓ３から点Ｉｓ４に移行するような場
合、二次電池２の側の状態が図３（ａ）中の点Ｉｂ２か
ら点Ｉｂ３に移行して、二次電池２からの放電によって
電力不足が補われる。

【００４９】すなわち、ＡＣアダプター４から供給され
る全電流Ｉｏの最大値は、３Ａ以下に制限されているた
め、それ以上の電流を外部電源から得ることはできな
い。そこで、ラッシュ電流によってセット回路１に流れ
る電流が３Ａを越えるようなときに、二次電池２からの
放電によって、電流が補われることとなる。

【００５０】すなわち、図１に示すように、セット回路
１にセット回路電流Ｉｓが流れており、当該セット回路
電流Ｉｓが３Ａに満たない場合には、二次電池２には充
電電流Ｉｂが流れるが、セット回路１に流れる電流Ｉｓ
がラッシュ電流により３Ａを越えるようなときには、二
次電池２からの放電電流Ｉａがセット回路１に供給され
る。なお、図１では、セット回路電流Ｉｓを、実線矢印
Ｉｓで示しており、二次電池２への充電電流Ｉｂを、実
線矢印Ｉｂで示しており、二次電池２からの放電電流Ｉ
ａを、点線矢印Ｉａで示している。

【００５１】従来の充電装置では、このようなラッシュ
電流を考慮して、ＡＣアダプターには、大きな出力容量
を有するものを用いる必要があった。これに対して、本
発明を適用した上記充電装置では、上述のように、セッ
ト回路１に流れるラッシュ電流が、ＡＣアダプター４か
ら供給される全電流Ｉｏの最大値を越えるような場合に
は、二次電池２からの放電電流Ｉａによってセット回路
１に供給される電流が補われる。したがって、本発明を
適用した上記充電装置では、ＡＣアダプター４として、
セット回路１に流れるラッシュ電流までも考慮したよう
な大きな出力容量を有するものを使用する必要がなく、
小型化及び低価格化を図ることが可能である。

【００５２】なお、セット本体３とＡＣアダプター４と
の接続には、図４及び図５に示すように、セット本体３
の第１の接地端子Ｇｓ’と第２の接地端子Ｇｂ’との間
に接点構造を持ち、セット本体３からＡＣアダプター４
が取り外されたときに、セット本体３の第１の接地端子
Ｇｓ’と第２の接地端子Ｇｂ’とが接続するように動作
するコネクター１０を使用することが好ましい。

【００５３】ここで、図４は、セット本体３とＡＣアダ
プター４とがコネクター１０を介して接続され、ＡＣア
ダプター４からセット本体３に電力が供給されていると
きの状態を示す図であり、図５は、セット本体３がＡＣ
アダプター４から取り外され、セット本体３に内蔵され
た二次電池２からセット回路１に電力が供給されている
ときの状態を示す図である。

【００５４】上記コネクター１０を使用したとき、セッ
ト本体３とＡＣアダプター４とが接続されているときに
は、図４に示すように、ＡＣアダプター４の出力端子Ｖ
ｃｃとセット本体３の入力端子Ｖｃｃ’とが接続し、Ａ
Ｃアダプター４の第１の接地端子Ｇｓとセット本体３の
第１の接地端子Ｇｓ’とが接続し、ＡＣアダプター４の
第２の接地端子Ｇｂとセット本体３の第２の接地端子Ｇ
ｂ’とが接続した状態となり、セット回路１にセット回
路電流Ｉｓが供給され、二次電池２に充電電流Ｉｂが供
給される。

【００５５】そして、セット本体３からＡＣアダプター
４が取り外されると、図５に示すように、セット本体３
の第１の接地端子Ｇｓ’と第２の接地端子Ｇｂ’とが接
続した状態となり、二次電池２からの放電電流Ｉａがセ
ット回路１に供給される。

【００５６】以上のようなコネクター１０を用いること
により、セット本体３からＡＣアダプター４が取り外さ
れたときに、自動的に二次電池２からセット回路１への
電力供給が行われるようになるので、非常に使い勝手の
良いシステムとなる。しかも、以上のようなコネクター
１０を用いることにより、電力供給元の自動切替を、複
雑な回路を要することなく、非常に安価に実現すること
ができる。

【００５７】ところで、セット回路１と二次電池２は、
ダイオードＤｓを介して接続されているので、セット本
体３の第１の接地端子Ｇｓ’と第２の接地端子Ｇｂ’と
が仮に接続されずにオープン状態となったとしても、ダ
イオードＤｓを介して、二次電池２からの放電電流Ｉａ
がセット回路１へ供給される。したがって、例えば、コ
ネクター１０の部分において、接点チャタリングが生じ
たとしても、瞬間的な電力供給停止が発生するようなこ
とはない。

【００５８】なお、上述のように、セット本体３の第１
の接地端子Ｇｓ’と第２の接地端子Ｇｂ’とが接続され
ずにオープン状態となったとしても、ダイオードＤｓを
介して、二次電池２からの放電電流Ｉａがセット回路１
に供給される。したがって、上述のようなコネクター１
０を用いなくても、二次電池２からセット回路１への電
力供給は可能である。しかしながら、上述のようなコネ
クター１０を用いれば、ダイオードＤｓを介することな
く、二次電池２からセット回路１へ効率良く電力を供給
することが可能となるのでより好ましい。

【００５９】ところで、上述の充電装置では、セット回
路１と二次電池２とが一体となったセット本体３に、Ａ
Ｃアダプター４が接続されるものとしたが、図６に示す
ように、二次電池２をＡＣアダプター４の側に配して、
セット本体３とＡＣアダプター４とが出力端子Ｖｃｃ及
び接地端子Ｇｓを介して接続するようにして、二次電池
２が内部に配されたＡＣアダプター４と、セット本体３
とを着脱可能としてもよい。

【００６０】このときも上述の充電装置と同様に、セッ
ト回路１及び二次電池２に供給される電流が所定値以下
となるように、セット回路１に供給されるセット回路電
流Ｉｓと、二次電池２に供給される充電電流Ｉｂとが制
御される。すなわち、セット本体３に流れる全電流Ｉｏ
が、第２のアンプＡ２によって所定の電流値以下に制御
され、二次電池２に流れる充電電流Ｉｂが、第３のアン
プＡ３によって所定の電流値以下に制御される。

【００６１】この充電装置でも、セット回路１の駆動時
には、セット回路１に優先的にセット回路電流Ｉｓが供
給され、ＡＣアダプター４の内部に配された二次電池２
には、全電流Ｉｏからセット回路１に供給されるセット
回路電流Ｉｓを差し引いた余剰電流が充電電流Ｉｂとし
て供給される。

【００６２】なお、外部電源から供給される全電流Ｉｏ
の最大値を越えるようなラッシュ電流がセット回路１に
流れるときに、二次電池２の放電によって不足分の電流
が補われるのは、上述の充電装置と同様である。

【００６３】また、図７に示すように、ＡＣアダプター
４の内部に第１の二次電池２１を配するとともに、ＡＣ
アダプター４に対してセット回路１と第２の二次電池２
２とをそれぞれ接続するようにして、ＡＣアダプター４
と、セット回路１が配されるセット本体３と、第２の二
次電池２２が配される部分２３とを、それぞれ着脱可能
としてもよい。

【００６４】図７に示した充電装置では、ＡＣアダプタ
ー４とセット本体３との接続については上述の充電装置
と同様であるが、二次電池として、第１の二次電池２１
と第２の二次電池２２とを備えているので、これらの二
次電池２１，２２に関連する部分の回路が以下のような
構成とされる。

【００６５】すなわち、図７に示すように、ＡＣアダプ
ター４の内部に配された第１の二次電池２１は、マイナ
ス端子が、第１の二次電池２１の充電電流を検出するた
めの抵抗である第１の充電電流検出用抵抗Ｒｂ１に接続
され、この第１の充電電流検出用抵抗Ｒｂ１の他方の端
子は、第１の抵抗Ｒｏに接続される。

【００６６】一方、ＡＣアダプター４の外部に配された
第２の二次電池２２は、プラス端子がＡＣアダプター４
の出力端子Ｖｃｃに接続され、マイナス端子がＡＣアダ
プター４の第２の接地端子Ｇｂに接続される。ここで、
第２の接地端子Ｇｂには、第２の二次電池２２の充電電
流を検出するための抵抗である第２の充電電流検出用抵
抗Ｒｂ２が接続され、この第２の充電電流検出用抵抗Ｒ
ｂ２の他方の端子は、第１の充電電流検出用抵抗Ｒｂ１
と同様に、第１の抵抗Ｒｏに接続される。

【００６７】そして、第１の二次電池２１と第２の二次
電池２２に流れる合計の充電電流量を制御するため、第
１の二次電池２１と第２の二次電池２２のそれぞれのマ
イナス端子を、２個の抵抗Ｒ１，Ｒ２を直列接続して結
線接続して、これらの抵抗Ｒ１，Ｒ２の中点Ｘを第３の
アンプＡ３のプラス端子に接続する。そして、第３のア
ンプＡ３によって、第１及び第２の二次電池２１，２２
に流れる合計の充電電流を検出し、当該充電電流が所定
値を越えないように制御する。

【００６８】また、第１の二次電池２１への入力ライン
には、ダイオードｄ１を挿入し、同様に、第２の二次電
池２２への入力ラインにも、ダイオードｄ２を挿入す
る。これにより、第１の二次電池２１と第２の二次電池
２２との間で、電池電圧に差が生じたとしても、電流が
逆流してしまうようなことがなくなる。すなわち、これ
らのダイオードｄ１，ｄ２は、逆流防止用のダイオード
であり、電池電圧の高い電池から電池電圧の低い電池へ
と、電流が逆流してしまうのを防止するためのものであ
る。

【００６９】なお、図７に示した例は、ＡＣアダプター
４の内部に第１の二次電池２１を配した例であるが、第
１の二次電池２１がなく、単に、ＡＣアダプター４に対
してセット本体３と第２の二次電池２２とをそれぞれ接
続するような場合でも、本発明は適用可能である。この
場合は、第２の二次電池２２への入力ラインに配される
ダイオードｄ２は不要であり、ダイオードｄ２を取り除
いたときには、外部電源から供給される全電流Ｉｏの最
大値を越えるようなラッシュ電流がセット回路１に流れ
るときに、第２の二次電池２２からの放電によって不足
分の電流が補われる。

【００７０】また、図８に示すように、電力変換トラン
ス７の二次側に整流ダイオードとして、２つのダイオー
ドＤａ，Ｄｂを配し、セット本体３への入力ラインを、
セット側入力ライン（Ｖｃｃライン）と、二次電池側入
力ライン（Ｖｂライン）とに分けるようにしてもよい。
このような回路構成は、セット回路１の側の接地ライン
と二次電池２の接地ラインとをまとめたいとき、すなわ
ち、ＡＣアダプター４とセット本体３とのインターフェ
ースにおいて、接地ライン（ＧＮＤライン）を一つにし
たいときに、特に有効である。

【００７１】このときは、ダイオードＤｂで整流された
入力ライン、すなわち二次電池側入力ラインに、二次電
池２に供給される充電電流を検出するための抵抗である
第２の抵抗Ｒｂを接続する。そして、第３のアンプＡ３
は、この第２の抵抗Ｒｂに流れる電流を検出し、二次電
池２に供給される充電電流Ｉｂが所定値を越えないよう
に、二次電池側入力ラインに流れる電流を制御する。

【００７２】また、接地ラインには、セット本体３に流
れる全電流Ｉｏを検出するための抵抗である第１の抵抗
Ｒｏを接続する。そして、第２のアンプＡ２は、この第
１の抵抗Ｒｏに流れる電流を検出し、セット本体３に流
れる全電流Ｉｏが所定値を越えないように、セット側入
力ライン及び二次電池側入力ラインに流れる電流を制御
する。すなわち、第２のアンプＡ２は、セット回路１に
流れる電流Ｉｓと二次電池２に流れる充電電流Ｉｂとの
和を検出し、セット本体３に供給される全電流Ｉｏが所
定値を越えないように、ＡＣアダプター４から供給され
る電流を制御する。

【００７３】以上のような回路構成としたときも、ＡＣ
アダプター４は、図１に示したような回路構成としたと
きと同様に動作し、ＡＣアダプター４からの出力特性も
図２と同様な特性となる。

【００７４】また、図８に示した回路構成では、電界効
果トランジスタＦＥＴ、抵抗Ｒｕ、コンパレータＣＯＭ
Ｐ及びナンド回路ＮＡをセット本体３の内部に配し、二
次電池２の充電と放電とを自動的に切り換えるようにし
ている。

【００７５】電界効果トランジスタＦＥＴは、セット側
入力ラインと、二次電池側入力ラインとの間に配されて
いる。この電界効果トランジスタＦＥＴは、二次電池２
に充電電流Ｉｂが流れているときにはオフ状態とされ、
ＡＣアダプター４から電流が供給されていない状態でセ
ット回路１が駆動されたとき、すなわち二次電池２から
の放電電流Ｉａが流れるときに、オン状態とされる。す
なわち、ＡＣアダプター４から電流が供給されていない
状態でセット回路１が駆動されたときに、電界効果トラ
ンジスタＦＥＴがオン状態となり、二次電池２からの放
電電流Ｉａがセット回路１に供給される。

【００７６】ここで、電界効果トランジスタＦＥＴの内
部には、ダイオードｄが配されている。したがって、電
界効果トランジスタＦＥＴがオフ状態のときでも、二次
電池２が放電すると、ダイオードｄを介して、二次電池
２からの放電電流Ｉａがセット回路１に流れる。しかし
ながら、ダイオード順方向電圧降下が生じるため、セッ
ト回路１の駆動時には、電界効果トランジスタＦＥＴを
オン状態にする必要がある。

【００７７】そこで、図８に示した回路構成では、ナン
ド回路ＮＡを用いて、二次電池２が充電状態のときと放
電状態のときとで、電界効果トランジスタＦＥＴの状態
を切り換えるようにしている。すなわち、ナンド回路Ｎ
Ａからの出力がハイレベルのときに、電界効果トランジ
スタＦＥＴがオフ状態となり、ナンド回路ＮＡからの出
力がローレベルのときに、電界効果トランジスタＦＥＴ
がオン状態となるようにしている。

【００７８】ここで、ナンド回路ＮＡの一方の入力端子
には、セット回路１の駆動状態を示す信号が入力され
る。すなわち、セット回路１は、駆動しているときに、
ハイレベルの信号Ｈｉをナンド回路ＮＡに入力し、駆動
していないときに、ローレベルの信号Ｌｏｗをナンド回
路ＮＡに入力する。また、ナンド回路ＮＡの他方の入力
端子には、以下に説明するように、コンパレータＣＯＭ
Ｐからの信号が入力される。

【００７９】上記セット本体３には、二次電池２のマイ
ナス端子と、セット回路１の接地端子との間に抵抗Ｒｕ
が接続されており、この抵抗Ｒｕの一方の端子は、コン
パレータＣＯＭＰのプラス端子に接続され、他方の端子
は、コンパレータＣＯＭＰのマイナス端子に接続されて
いる。

【００８０】そして、ＡＣアダプター４から電力供給が
なされており、二次電池２に充電電流Ｉｂが供給されて
いれば、コンパレータＣＯＭＰのマイナス端子に印加さ
れる電圧がプラス端子に印加される電圧よりも高くな
り、コンパレータＣＯＭＰからナンド回路ＮＡにローレ
ベルの信号Ｌｏｗが入力される。この結果、セット回路
１の駆動状態に関わらず、ナンド回路ＮＡからの出力は
ハイレベルとなり、電界効果トランジスタＦＥＴは、オ
フ状態とされる。

【００８１】すなわち、二次電池２を充電しているとき
には、セット回路１の駆動状態に関わらず、電界効果ト
ランジスタＦＥＴはオフ状態となり、セット側入力ライ
ンから二次電池側入力ラインへ電流が流れ込むようなこ
とない。

【００８２】一方、ＡＣアダプター４から電力供給がな
されていないときに、セット回路１を駆動すると、二次
電池２からの放電電流Ｉａが、ダイオードｄを経由し、
セット回路１に供給される。このとき、二次電池２から
の放電電流Ｉａによって、コンパレータＣＯＭＰのプラ
ス端子に印加される電圧がマイナス端子に印加される電
圧よりも高くなり、コンパレータＣＯＭＰからナンド回
路ＮＡにハイレベルの信号Ｈｉが入力される。この結
果、ナンド回路ＮＡからの出力はローレベルとなり、電
界効果トランジスタＦＥＴがオン状態となり、二次電池
２からの放電電流Ｉａがセット回路１に供給され、セッ
ト回路１が安定に動作することとなる。

【００８３】以上のように、電界効果トランジスタＦＥ
Ｔ等を用いて二次電池２の充電と放電とを自動的に切り
換えるようにすることにより、セット側入力ラインから
二次電池側入力ラインへ電流が流れ込まないようにする
ことができ、しかも、ＡＣアダプター４からの電力供給
を停止したときには、セット回路１への電力供給元が、
ＡＣアダプター４から二次電池２に自動的に切り換わ
り、二次電池２からの放電電流Ｉａがセット回路１に供
給されるようになる。

【００８４】なお、本発明に係る充電装置が使用される
機器は、二次電池を駆動用電源として備えるものであれ
ば、特に限定されるものではなく、本発明は、ビデオカ
メラやパーソナルコンピュータ等のように電気によって
駆動される機器一般に広く適用可能である。また、使用
される二次電池も特に限定されるものではない。なお、
二次電池としては、具体的には、例えば、リチウムイオ
ン二次電池、リチウムポリマ二次電池、ニッケル水素二
次電池等がある。

【００８５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る充電装置は、電気によって駆動される機器に供給
される電流を検出する第１の電流検出手段と、二次電池
に供給される電流を検出する第２の電流検出手段とを備
えており、それらの検出結果に基づいて、機器及び二次
電池に供給される電流が所定値以下となるように、供給
される電流を制御するようにしているので、機器の駆動
状態に関わらず二次電池の充電を行うことが可能であ
る。しかも、本発明に係る充電装置は、簡単な回路構成
であり、低コストで実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した充電装置の一例を示す回路図
である。

【図２】図１に示した充電装置のＡＣアダプターの出力
特性を示す図である。

【図３】二次電池に流れる充電電流Ｉｂの遷移の様子
と、セット回路に流れるセット回路電流Ｉｓの遷移の様
子とを示す図である。

【図４】セット本体とＡＣアダプターとがコネクターを
介して接続され、ＡＣアダプターからセット本体に電力
が供給されている状態を示す図である。

【図５】セット本体がＡＣアダプターから取り外され、
セット本体に内蔵された二次電池からセット回路に電力
が供給されている状態を示す図である。

【図６】本発明を適用した充電装置の他の例を示す回路
図であり、ＡＣアダプターの内部に二次電池を配し、Ａ
Ｃアダプターとセット本体とを着脱可能とした例を示す
回路図である。

【図７】本発明を適用した充電装置の他の例を示す回路
図であり、ＡＣアダプターと、セット本体と、二次電池
が配される部分とを、それぞれ着脱可能とした例を示す
回路図である。

【図８】本発明を適用した充電装置の他の例を示す回路
図であり、ＡＣアダプターとセット本体とのインターフ
ェースにおいて接地ラインを一つにするとともに、二次
電池の充電と放電とを自動的に切り換えるようにした例
を示す回路図である。

【図９】従来の充電装置の回路図である。

【図１０】図９に示した充電装置のＡＣアダプターの出
力特性を示す図である。

【符号の説明】

１セット回路、２二次電池、３セット本体、
４ＡＣアダプター、５入力フィルター、６
整流回路、７電力変換トランス、Ｔｒスイッチン
グ素子、Ｃコンデンサ、Ｒｏ第１の抵抗、Ｒ
ｂ第２の抵抗、Ａ１，Ａ２，Ａ３アンプ、Ｄ，
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄｓダイオード、ＰＨフォト
カプラー、ＰＷＭパルス幅変調制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気によって駆動される機器に使用され
る二次電池を充電する充電装置であって、少なくとも機器に供給される電流を検出する第１の電流
検出手段と、二次電池に供給される電流を検出する第２の電流検出手
段とを備え、第１の電流検出手段及び第２の電流検出手段による検出
結果に基づいて、機器及び二次電池に供給される電流が
所定値以下となるように、機器及び二次電池に供給され
る電流を制御することを特徴とする充電装置。
【請求項２】上記第１の電流検出手段は、上記機器に
接続される第１の抵抗を有しており、上記第１の抵抗に
流れる電流を検出し、上記第２の電流検出手段は、上記二次電池に接続される
第２の抵抗を有しており、上記第２の抵抗に流れる電流
を検出することを特徴とする請求項１記載の充電装置。
【請求項３】上記二次電池と上記機器との間に配され
たダイオードを有することを特徴とする請求項１記載の
充電装置。
【請求項４】上記機器の駆動時に外部電源から電流が
供給されていないときには、上記二次電池からの放電電
流を上記機器に供給するように、電流の向きを制御する
電流制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記
載の充電装置。
【請求項５】上記電流制御手段は、上記機器と上記二
次電池との間に配された電界効果トランジスタを備え、
上記電界効果トランジスタを用いて電流の向きを制御す
ることを特徴とする請求項４記載の充電装置。
【請求項６】上記機器及び上記二次電池に供給する電
流を制御する電流制御部を備えていることを特徴とする
請求項１記載の充電装置。
【請求項７】上記電流制御部と、上記機器及び上記二
次電池が配される部分とが着脱可能とされていることを
特徴とする請求項６記載の充電装置。
【請求項８】上記電流制御部及び上記二次電池が配さ
れる部分と、上記機器とが着脱可能とされていることを
特徴とする請求項６記載の充電装置。
【請求項９】上記電流制御部と、上記機器と、上記二
次電池が配される部分とがそれぞれ着脱可能とされてい
ることを特徴とする請求項６記載の充電装置。