DE60024195T2 - Stromversorgungseinheit - Google Patents

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Spannungsversorgungs einheiten.
  • In den vergangenen Jahren sind verschiedene tragbare Personal-Computer von geringem Gewicht, geringer Größe und hoher Operabilität in Verbindung mit der Entwicklung der Flüssigkristalltechnologie vorgeschlagen worden. Hinsichtlich der Größe sind beispielsweise tragbare Personal-Computer von der Größe A4 oder B5 allgemein weit verbreitet worden. Viele kompakte Digitalkameras, Kameras vom integrierten Videobandrecordertyp und dergleichen sind in Verbindung mit der Entwicklung der elektronischen Bildtechnik in praktischen Gebrauch gelangt. Solche Kameravorrichtungen besitzen einen ausgezeichneten Nutzungswirkungsgrad hinsichtlich der Leichtigkeit der Bildprozesse, der leichten Bedienung eines Wiedergabeprozesses und dergleichen, so dass sie in Verbindung mit der Verbreitung von Personal-Computern bevorzugt verwendet werden. Ferner sind Funktelefone bzw. Handys ebenfalls in jedem Haus weit verbreitet, und sie werden dank der Entwicklung der Kommunikationstechnik und der weit verbreiteten Kommunikationsdienste allgemein gebräuchlich. Tragbare Informationsendgeräte, die als PDA-Geräte bezeichnet werden (das sind persönliche digitale Assistenten) sind ebenfalls in praktischen Gebrauch gelangt. Ein derartiges PDA-Gerät ist ein Mehrzweck-Endgerät, welches über eine Telefonfunktion unter Nutzung eines digitalen Funktelefonsystems, PHS-System genannt (persönliches Handytelefonsystem), eine Kommunikationsfunktion zur Kommunikation mit einem Personal-Computer, eine Faksimilevorrichtung oder dergleichen und eine Funktion verfügt, die elektronisches Notizbuch genannt wird, und etwa eine Größe einer Handfläche besitzt.
  • In solchen tragbaren elektronischen Vorrichtungen bzw. Geräten wird gewöhnlich aus wirtschaftlichem Grund oder dergleichen eine Sekundärbatterie bzw. ein Akkumulator verwendet, der durch Aufladen wiederverwendbar ist; wenn die betreffenden elektronischen Geräte getragen werden, wird eine Batterieeinheit, die eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Akkumulatoren umfasst, als Gleichspannungsquelle genutzt, und eine interne elektronische Schaltung wird durch eine Spannungsabgabe von einem derartigen Akkumulator betrieben.
  • Für ein Aufladen in einem tragbaren Personal-Computer oder PDA-Gerät genügt es mit Rücksicht darauf, dass eine Ladeschaltung des Akkumulators auf der Seite des Hauptkörpers integriert vorgesehen ist, lediglich ein AC-Adapter bzw. Wechselspannungs-Steckernetzteil bereitzustellen. Dies bedeutet, dass im Falle der Nutzung eines derartigen Personal-Computers oder PDA-Gerätes im Hause oder dergleichen, das heißt an einer Stelle, an der eine Netzspannungsquelle oder dergleichen vorhanden ist, eine Wechselspannungsquelle von 100V mittels des AC-Adapters bzw. Steckernetzteiles in eine bestimmte Gleichspannung umgesetzt wird; die interne elektronische Schaltung wird durch Abgabe der Gleichspannung betrieben, der Akkumulator ist bzw. wird von einer Spannungsversorgungsleitung getrennt, und die Ladeschaltung wird wirksam gemacht, wodurch der Akkumulator geladen wird.
  • Andererseits ist bei einem Funktelefon, einer Digitalkamera oder dergleichen, in welchem bzw. welcher die Ladeschaltung des Akkumulators nicht auf der Seite des Hauptkörpers integriert vorgesehen ist, sondern ein Gleichspannungs-/Gleichspannungswandler zur Regelung bzw. Stabilisierung einer Ausgangsspannung des Akkumulators installiert ist, die Beziehung zwischen dem Akkumulator und der Hauptkörperseite unklar, und es sind bestimmte zugeordnete Ladegeräte erforderlich. Jedes dieser bestimmten zugeordneten Ladegeräte ist aus einem AC-Adapter bzw. Wechselspannungs-Steckernetzteil, einer Ladeschaltung und dergleichen aufgebaut, und der Hauptkörper oder eine Batterie- bzw. Akkumulatoreinheit ist an dem bestimmten zugehörigen Ladegerät angeschlossen, wenn er bzw. sie nicht getragen wird, und der betreffende Akkumulator wird geladen.
  • In dem Fall, dass das Aufladen und Entladen des Akkumulators gleichzeitig erfolgt, ist nicht nur die Abgabespannung nicht auf einen bestimmten Wert festgelegt, sondern der Akkumulator wird außerdem von einer Wärmeerzeugung oder Vibration begleitet, und es tritt eine Belästigung auf. Daher wird eine Spannungsversorgungseinheit gefordert, die eine höhere Sicherheit besitzt und bei der das Aufladen und Entladen bezüglich des Akkumulators genau gesteuert werden kann.
  • Verschieden Aspekte und Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen festgelegt.
  • Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf eine Spannungsversorgungseinheit, die einen Akkumulator aufweist und in der ein AC-Adapter bzw. Wechselspannungs-Steckernetzteil vorgesehen ist, wobei die betreffende Spannungsversorgungseinheit für die Verwendung als Spannungsquelle beispielsweise eines tragbaren Personal-Computers geeignet ist.
  • Ausführungsformen der Erfindung können eine Spannungsversorgungseinheit bereitstellen, die über eine höhere Sicherheit verfügt und bei der das Aufladen und Entladen des Akkumulators genau gesteuert werden kann.
  • In der britischen Patentanmeldungsveröffentlichung GB-A-2.332.105 ist eine Strom- bzw. Spannungsquelle angegeben, die zwischen einer Netzspannungsquelle und einer Last (40) angeordnet ist und die an die Last eine Abgabespannung liefert. Die betreffende Spannungsversorgungseinheit umfasst: Eine erste Spannungsumsetzungseinrichtung (13) zur Umsetzung einer Spannung der Netzspannungsquelle in eine Gleichspannung,
    einen Akkumulator (16),
    eine zweite Spannungsumsetzungseinrichtung (20) zur Umsetzung einer Spannung des genannten Akkumulators (16) in eine bestimmte geregelte bzw. stabilisierte Gleichspannung, die für die Last (4) notwendig ist,
    eine erste Schalteinrichtung (60), die zwischen der ersten Spannungsumsetzungseinrichtung (13) und der genannten zweiten Spannungsumsetzungseinrichtung (20) eingefügt ist,
    eine zweite Schalteinrichtung (70), die zwischen der genannten zweiten Spannungsumsetzungseinrichtung (20) und einem Versorgungsspannungs-Ausgangsanschluss eingefügt ist,
    und eine Steuereinrichtung zum Ausschalten der betreffenden zweiten Schalteinrichtung (70), wenn die genannte erste Schalteinrichtung (60) eingeschaltet ist, und zum Abschalten der betreffenden ersten Schalteinrichtung (6), wenn die genannte zweite Schalteinrichtung (70) eingeschaltet ist.
  • Aus dem US-Patent US-A-5.731.693 ist eine Spannungsversorgungseinheit bekannt, deren Ausgangsspannung gesteuert wird.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Spannungsversorgungseinheit (1) gemäß dem Patentanspruch 1 bereit.
  • Wenn die Spannungsversorgungseinheit beispielsweise in einen Abgabemodus eingestellt ist, ist die Spannungsumsetzungseinrichtung wirksam gemacht und die zweite Schalteinrichtung ist eingeschaltet und die durch die Spannungsumsetzungseinrichtung gebildete Abgabespannung wird an die Lastseite abgegeben. In diesem Zustand wird die erste Schalteinrichtung durch ein Stopp-Ausgangssignal von der Steuereinrichtung so gesteuert, dass sie überhaupt nicht eingeschaltet wird bzw. ist. Wenn die Spannungsversorgungseinheit in einen Lademodus eingestellt wird bzw. ist, ist die Spannungsumsetzungseinrichtung wirksam gemacht, die erste Schalteinrichtung ist eingeschaltet und die durch die Spannungsumsetzungseinrichtung gebildete Abgabespannung wird an die Batterieeinheit bzw. Akkumulatoreinheit abgegeben. In diesem Zustand wird die zweite Schalteinrichtung durch das Stopp-Ausgangssignal von der Steuereinrichtung so gesteuert, dass sie überhaupt nicht eingeschaltet wird bzw. ist. In jedem Einstellmodus sind daher die ersten und zweiten Schalteinrichtungen nicht gleichzeitig eingeschaltet, und die Sicherheit ist weiter erhöht.
  • Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft erläutert, in denen entsprechende Einzelteile durch entsprechende Bezugszeichen bezeichnet sind.
  • In den Zeichnungen zeigen
  • 1 eine Perspektivansicht einer Vorrichtung, bei der die Erfindung angewandt ist,
  • 2 ein Blockdiagramm, welches einen Gesamtaufbau einer Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,
  • 3 ein Blockdiagramm, welches einen Gesamtaufbau einer weiteren Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,
  • 4 ein Kennliniendiagramm, welches zur Erläuterung der Arbeitsweise der weiteren Ausführungsform der Erfindung herangezogen wird,
  • 5 ein Schaltungsdiagramm, welches ein spezifisches Beispiel eines Hauptteiles der Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, und
  • 6 ein Schaltungsdiagramm, welches ein spezifisches Beispiel eins Hauptabschnitts einer weiteren Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 zeigt eine äußere Ansicht der ersten Ausführungsform, bei der die Er findung angewandt wird bzw. ist. In 1 ist ein Gehäuse für den Betrieb eines Personal-Computers 10 beispielsweise als ein Gehäuse für den Betrieb eines elektronischen Gerätes mittels einer Spannungsversorgungseinheit 1 dargestellt. Der Personal-Computer 10 kann an der Spannungsversorgungseinheit 1 angebracht sein. Eine Strom- bzw. Spannungsabgabe für den Personal-Computer 10 erfolgt dadurch, dass eine in der Unterseite bzw. Bodenfläche der Spannungsversorgungseinheit 1 enthaltene Verbindungsleitung 3 herausgezogen und in diesem Zustand mit dem Personal-Computer 10 verbunden wird. Eine Spannungsabgabe an die Spannungsversorgungseinheit 1 erfolgt dadurch, dass ein in der Seitenfläche der Spannungsversorgungseinheit 1 angeordnete (nicht dargestellte) Wechselspannungseingang mit einer Netzwechselspannungsquelle mittels einer Wechselspannungsleitung 2 verbunden wird. Obwohl nicht dargestellt, ist eine LED zur Anzeige einer Kapazität einer Batterie bzw. eines Akkumulators an bzw. in der Seitenfläche der Spannungsversorgungseinheit 1 so angeordnet, dass eine Restkapazität der Batterie bzw. des Akkumulators festgestellt werden kann, währenddessen der Personal-Computer 10 benutzt wird.
  • Die Spannungsversorgungseinheit 1 weist beispielsweise nahezu dieselben äußeren Abmessungen auf wie der Personal-Computer 10, und sie kann den Personal-Computer über eine lange Zeit durch den eingebauten Akkumulator betreiben.
  • 2 zeigt einen Gesamtaufbau der Ausführungsform der Erfindung. Wie in 2 veranschaulicht, umfasst die Ausführungsform der Erfindung: eine AC/DC- bzw. Wechselspannungs-/Gleichspannungs-Schaltnetzteilschaltung 12, zwei Schaltkreise 13 und 15, eine Batterie- bzw. Akkumulatoreinheit 16, ein DC/DC- bzw. Gleichspannungs-/Gleichspannungs-Schaltnetzteilschaltung 17, zwei Detektierschaltungen 18 und 21, zwei Stoppsignal-Bildungsschaltungen 19 und 20, eine Steuerschaltung 22 und dergleichen.
  • In 2 ist mit dem Bezugszeichen 11 ein AC- bzw. Wechselspannungseingang für eine Verbindung der Spannungsversorgungseinheit 1 mit der Netzspannungsquelle bezeichnet, und mit 14 ist ein Verbinder für eine Verbindung der Spannungsversorgungseinheit 1 mit einem elektronischen Gerät als Last bezeichnet. Eine Netzspannung von der Netzspannungsquelle wird der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 über ein Paar von Leistungs- bzw. Spannungsversorgungs-Eingangsanschlüssen 11a und 11b des AC-Eingangs zugeführt. Auf ein Steuersignal von der Steuerschaltung 22 hin regelt die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 eine AC- bzw. Wechselspannung von 100V, die eingangsseitig zugeführt wird, auf eine bestimmte DC- bzw. Gleichspannung, die von der mit dem Verbinder 14 verbundenen Lastseite benötigt wird, und gibt die Gleichspannung ab. Die durch die RC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 gebildete Abgabe- bzw. Ausgangsspannung wird den Eingangsanschlüssen der Schaltkreise 13 und 15 zugeführt.
  • Ein Ausgangsanschluss des Schaltkreises 13 ist mit einem Anschluss 14a der Anschlüsse des Verbinders 14 verbunden. Der andere Anschluss 14b des Verbinders 14 ist mit Erde bzw. Masse verbunden. Eine Plusseite der Akkumulatoreinheit 16 ist mit einem Ausgangsanschluss des Schaltkreises 15 verbunden.
  • Der Schaltkreis 13 weist zwei Steueranschlüsse auf, und er wird in Übereinstimmung mit den Zuständen an den beiden Steueranschlüssen eingeschaltet. Ein Steuersignal von der Steuerschaltung 22, die später erläutert werden wird, wird einem der Steueranschlüsse zugeführt, und ein Stopp-Ausgangssignal von der Stoppsignal-Bildungsschaltung 19 wird dem anderen Steueranschluss zugeführt. Ein Zustand des Schaltkreises 13 wird durch die Detektierschaltung 21 ermittelt. Ein Detektier-Ausgangssignal der Detektierschaltung 21 wird der Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 zugeführt. Die Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 bildet ein Stopp-Ausgangssignal zur Abschaltung bzw. Ausschaltung des Schaltkreises 15 auf der Grundlage des von der Detektierschaltung 21 abgegebenen Detektier-Ausgangssignals, wenn der Schaltkreis 13 eingeschaltet ist bzw. sich im Zustand EIN befindet.
  • Der Schaltkreis 15 weist zwei Steueranschlüsse auf, und er wird in Übereinstimmung mit den Zuständen an den beiden Steueranschlüssen eingeschaltet. Ein Steuersignal von der Steuerschaltung 22, die später erläutert wird, wird dem einen der Steueranschlüsse zugeführt, und das Stopp-Ausgangssignal von der Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 wird dem anderen Steueranschluss zugeführt. Ein Zustand des Schaltkreises 15 wird durch die Detektierschaltung 18 ermittelt. Ein Detektier-Ausgangssignal der Detektierschaltung 18 wird der Stoppsignal-Bildungsschaltung 19 zugeführt. Die Stoppsignal-Bildungsschaltung 19 bildet ein Stopp-Ausgangssignal zum Abschalten bzw. Ausschalten des Schaltkreises 13 auf der Grundlage des Detektier-Ausgangssignals von der Detektierschaltung 18, wenn der Schaltkreis 15 eingeschaltet ist bzw. sich im Zustand EIN befindet. Dieses Stopp-Ausgangssignal wird dem anderen Steueranschluss des Schaltkreises 13 zugeführt.
  • Die Akkumulatoreinheit 16 ist beispielsweise durch Verwendung einer Vielzahl von nicht-wässrigen Akkumulatoren aus Lithiumionen-Akkumulatoren gebildet. Eine Minus-Seite (–) der Akkumulatoreinheit ist mit Erde bzw. Masse verbunden. Die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 regelt bzw. stabilisiert eine Ausgangsspannung der Akkumulatoreinheit 16 auf eine bestimmte Gleichspannung, die auf der mit dem Verbinder 14 verbundenen Lastseite erforderlich ist, und zwar entsprechend dem Steuersignal von der Steuerschaltung 22, und gibt die betreffende Gleichspannung auf. Die durch die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 gebildete Abgabe- bzw. Ausgangsspannung wird einem Eingangsanschluss des Schaltkreises 13 zugeführt.
  • Die oben erwähnte Steuerschaltung 22 zur Steuerung des jeweiligen Abschnitts ist hauptsächlich mittels eines Mikrocomputers aufgebaut. Die Steuerschaltung 22 überwacht Betriebszustände eines Spannungsversorgungs-EIN-Schalters, eines Betriebsartfestlegungsschalters und dergleichen, ein Detektier-Ausgangssignal einer Schutzschaltung und dergleichen (obwohl nicht dargestellt), bildet entsprechend dem jeweiligen Zustand ein Steuersignal und gibt das Steuersignal an den jeweiligen Abschnitt ab. Dadurch wird die gesamte Spannungsversorgungseinheit vereint gesteuert.
  • In dem Fall, dass beispielsweise der Leistungs- bzw. Spannungsversorgungsschalter eingeschaltet ist, und die Spannungsversorgungseinheit in einen Abgabemodus eingestellt ist, in einen Zustand, in welchem die Netzversorgungsspannung dem AC-Eingang 11 zugeführt wird, macht die Steuerschaltung 22 die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 wirksam, schaltet den Schaltkreis 13 ein und macht die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 unwirksam. In diesem Fall wird daher die Ausgangsspannung der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 über den Schaltkreis 13 und den Verbinder 14 an die Lastseite abgegeben. In diesem Zustand wird der Schaltkreis 15 durch das Stopp-Ausgangssignal der Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 gesteuert und überhaupt nicht eingeschaltet. Wenn in diesem Zustand durch die Schutzschaltung eine Abnormalität ermittelt wird, macht die Steuerschaltung 22 die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 unwirksam und schaltet den Schaltkreis 13 aus.
  • Andererseits wird in dem Fall, in welchem der Netzschalter eingeschaltet ist und die Spannungsversorgungseinheit in einen Lademodus eingestellt ist, in einem Zustand, in welchem die Netzversorgungsspannung dem AC-Eingang 11 zugeführt wird, durch die Steuerschaltung 22 die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 wirksam gemacht und der Schaltkreis 15 eingeschaltet sowie die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 unwirksam gemacht. In diesem Fall wird daher die Abgabe- bzw. Aus gangsspannung der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 über den Schaltkreis 15 zur Seite der Akkumulatoreinheit 16 abgegeben. In diesem Zustand wird der Schaltkreis 13 durch das Stopp-Ausgangssignal der Stoppsignal-Bildungsschaltung 19 gesteuert und überhaupt nicht eingeschaltet. Wenn in diesem Zustand durch die Schutzschaltung eine Abnormalität ermittelt wird, macht die Steuerschaltung 22 die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 unwirksam und schaltet den Schaltkreis 15 aus.
  • Andererseits schaltet die Steuerschaltung 22 in dem Fall, dass der Netzschalter in einem Zustand eingeschaltet ist, in welchem die Netzspannung dem AC-Eingang 11 nicht zugeführt wird, den Schaltkreis 13 ein und macht die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 wirksam. In diesem Zustand wird daher die mittels der DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 aus der elektrischen Leistung der Akkumulatoreinheit 16 gebildete Abgabespannung über den Schaltkreise 13 und den Verbinder 14 an die Lastseite abgegeben. In diesem Zustand wird der Schaltkreis 15 durch das Stopp-Ausgangssignal der Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 gesteuert und überhaupt nicht eingeschaltet. Wenn in diesem Zustand durch die Schutzschaltung eine Abnormalität ermittelt wird, macht die Steuerschaltung 22 die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 unwirksam und schaltet den Schaltkreis 13 aus.
  • 3 zeigt einen Gesamtaufbau einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Wie in 3 veranschaulicht, umfasst die weitere Ausführungsform der Erfindung: eine AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32, zwei Schaltkreise 13 und 35, die Batterie- bzw. Akkumulatoreinheit 16, zwei Detektierschaltungen 38 und 41, die beiden Stoppsignal-Bildungsschaltungen 19 und 20, eine Steuerschaltung 42, zwei Steuersignal-Bildungsschaltungen 23 und 24 und dergleichen. In 3 sind diejenigen Teile, die jenen in 2 entsprechen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erläuterung der gemeinsamen Teile wird hier weggelassen.
  • Die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 weist drei Steueranschlüsse auf und regelt bzw. stabilisiert die AC-Spannung von 100V, die eingangsseitig zugeführt wird, auf eine bzw. zu einer bestimmten DC- bzw. Gleichspannung V1, die auf der mit dem Verbinder 14 verbundenen Lastseite erforderlich ist, und sie gibt die betreffende Spannung ab, oder die betreffende Schaltung regelt bzw. stabilisiert die eingangsseitige Wechselspannung von 100V auf eine bestimmte Gleichspannung V2, die zum Aufladen der Akkumulatoreinheit 16 erforderlich ist, und gibt diese Gleichspannung auf ein Steuersignal C1 von der Steuerschaltung 42 und auf Steuersignale C2 und C3 von den beiden Steuersignal-Bildungsschaltungen 23 bzw. 24 ab. Eine durch die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 gebildete Abgabe- bzw. Ausgangsspannung wird an Eingangsanschlüsse der Schaltkreise 13 und 35 abgegeben.
  • Der Schaltkreis 13 weist zwei Steueranschlüsse auf, und er wird entsprechend den Zuständen an jenen zwei Steueranschlüssen eingeschaltet. Das Steuersignal von der Steuerschaltung 42, die später erläutert wird, wird dem einen Steueranschluss der beiden Steueranschlüsse zugeführt, und das Stopp-Ausgangssignal von der Stoppsignal-Bildungsschaltung 19 wird dem anderen Steueranschluss zugeführt. Der Zustand des Schaltkreises 13 wird mittels der Detektierschaltung 41 ermittelt. Ein Detektier-Ausgangssignal der Detektierschaltung 41 wird der Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 zugeführt und an die Steuersignal-Bildungsschaltung 24 abgegeben. Wenn der Schaltkreis 13 eingeschaltet ist bzw. sich im Zustand EIN befindet, bildet die Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 das Stopp-Ausgangssignal zum Ausschalten des Schaltkreises 35 auf der Grundlage des Detektier-Ausgangssignals der Detektierschaltung 41. Dieses Stopp-Ausgangssignal wird einem zweiten Steueranschluss des Schaltkreises 35 zugeführt.
  • Das Steuersignal von der Steuerschaltung 42 wird der Steuersignal-Bildungsschaltung 24 zugeführt. Wenn der Schaltkreis 13 eingeschaltet ist bzw. sich im Zustand EIN befindet, bildet die Steuersignal-Bildungsschaltung 24 das Steuersignal C3 für eine solche Steuerung, dass die Abgabespannung der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 gleich einer bestimmten Abgabespannung ist, und zwar auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuerschaltung 42 und des Detektier-Ausgangssignals der Detektierschaltung 41. Das Steuersignal C3 wird der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 zugeführt.
  • Der Schaltkreis 35 weist zwei Steueranschlüsse auf, und er wird entsprechend den Zuständen an jenen beiden Steueranschlüssen eingeschaltet. Das Steuersignal von der Steuerschaltung 42, die später erläutert wird, wird dem ersten Steueranschluss zugeführt, und das Stopp-Ausgangsignal von der Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 wird dem zweiten Steueranschluss zugeführt. Der Zustand des Schaltkreises 35 wird durch die Detektierschaltung 38 ermittelt. Ein Detektier-Ausgangssignal der Detektierschaltung 38 wird der Stoppsignal-Bildungsschaltung 19 zugeführt und an die Steuersignal-Bildungsschaltung 23 abgegeben. Wenn der Schaltkreis 35 eingeschaltet ist bzw. sich im Zustand EIN befindet, bildet die Stoppsignal-Bildungsschaltung 19 das Stopp-Ausgangssignal zum Ausschalten des Schaltkreises 13 auf der Grundlage des Detektier-Ausgangssignals der Detektierschaltung 38. Dieses Stopp-Ausgangssignal wird dem anderen Steueranschluss des Schaltkreises 13 zugeführt.
  • Das Steuersignal von der Steuerschaltung 42 wird der Steuersignal-Bildungsschaltung 23 zugeführt. Wenn der Schaltkreis 35 eingeschaltet ist bzw. sich im Zustand EIN befindet, bildet die Steuersignal-Bildungsschaltung 23 das Steuersignal C2 für eine solche Steuerung, dass die Ausgangsspannung der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 gleich einer bestimmten Ausgangsspannung ist, und zwar auf der Grundlage des Steuersignals von der Steuerschaltung 42 und des Detektier-Aus gangssignals der Detektierschaltung 38. Das Steuersignal C2 wird der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 zugeführt.
  • Die oben erwähnte Steuerschaltung 42 zur Steuerung des jeweiligen Abschnitts, ist hauptsächlich mittels eines Mikrocomputers aufgebaut. Die Steuerschaltung 42 überwacht Betriebszustände des Netz-Einschalters, des Betriebsart-Festlegungsschalters und dergleichen, des Detektier-Ausgangssignals der Schutzschaltung und dergleichen, obwohl diese nicht dargestellt ist, bildet entsprechend dem jeweiligen Zustand ein Steuersignal und gibt das Steuersignal an den jeweiligen Abschnitt ab, wodurch die gesamte Spannungsversorgungseinheit vereint gesteuert wird.
  • In dem Fall, dass der Netz- bzw. Spannungsversorgungsschalter beispielsweise eingeschaltet und die Spannungsversorgungseinheit auf den Abgabemodus in einem Zustand eingestellt ist, in welchem die Netzspannung dem AC-Eingang 11 zugeführt worden ist, macht die Steuerschaltung 42 die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 wirksam und nimmt eine solche Steuerung vor, dass das Steuersignal C3 der Steuersignal-Bildungsschaltung 24 bestätigt bzw. gültig wird. In diesem Fall wird daher die bestimmte Gleichspannung V1, die auf der Lastseite erforderlich ist, von der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 gebildet, und diese Abgabespannung wird über den Schaltkreis 13 und den Verbinder 14 zur Lastseite hin abgegeben.
  • In diesem Zustand wird der Schaltkreis 35 durch das Stopp-Ausgangssignal der Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 gesteuert und überhaupt nicht eingeschaltet. Wenn in diesem Zustand durch die Schutzschaltung eine Abnormalität festgestellt wird, macht die Steuerschaltung 42 die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 unwirksam und schaltet den Schaltkreis 13 aus.
  • Andererseits wird in dem Fall, dass der Netzschalter eingeschaltet ist und dass die Spannungsversorgungseinheit in den Lademodus in einen Zustand versetzt ist, in welchem die Netzspannung dem AC-Eingang 11 zugeführt worden ist, die Steuerschaltung 42 die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 wirksam machen und eine solche Steuerung vornehmen, dass das Steuersignal C3 der Steuersignal-Bildungsschaltung 24 bestätigt bzw. gültig wird. In diesem Fall wird daher die bestimmte Gleichspannung V2, die zur Aufladung der Akkumulatoreinheit 16 erforderlich ist, von der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 gebildet, und diese Abgabespannung wird über den Schaltkreis 35 zur Seite der Akkumulatoreinheit 16 hin abgegeben. In diesem Zustand wird der Schaltkreis 13 durch das Stopp-Ausgangssignal der Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 gesteuert und überhaupt nicht eingeschaltet. Wenn in diesem Zustand durch die Schutzschaltung eine Abnormalität festgestellt wird, macht die Steuerschaltung 42 die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 unwirksam und schaltet den Schaltkreis 35 aus.
  • Andererseits bildet die Steuerschaltung 42 in dem Fall, dass der Netzschalter in einem Zustand eingeschaltet wird, in welchem die Netzspannung dem AC-Eingang 11 nicht zugeführt wird, das Steuersignal zum Einschalten des Schaltkreises 13 und zum Unwirksammachen des Stopp-Ausgangssignals der Stoppsignal-Bildungsschaltung 20 und schaltet den Schaltkreis 35 ein. In diesem Zustand wird daher die Ausgangs- bzw. Abgabespannung der Akkumulatoreinheit 16 über die Schaltkreise 35 und 13 und den Verbinder 14 zur Lastseite hin abgegeben. Wenn in diesem Zustand durch die Schutzschaltung eine Abnormalität festgestellt wird, schaltet die Steuerschaltung 42 den Schaltkreis 35 und den Schaltkreis 13 jeweils aus. Die betreffende weitere Ausführungsform wird in dem Fall angewandt, dass die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung zur Regelung bzw. Stabilisierung der Spannung von der Spannungsversorgungseinheit in dem elektronischen Gerät vorgesehen ist, welches als Last dient, oder in dem Fall, dass ein Eingangs spannungsbereich des elektronischen Geräts als Last groß ist.
  • 4 veranschaulicht in einem Kennliniendiagramm ein spezifisches Beispiel eines Betriebszustands bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist beispielsweise angenommen, dass die Akkumulatoreinheit 16 insgesamt zwölf Lithiumionen-Akkumulatoren enthält, die durch Reihenschaltung von vier Lithiumionen-Akkumulatoren gebildet sind, deren jede durch Parallelschalten von drei Lithiumionen-Akkumulatoren aufgebaut ist, und dass eine obere Grenzspannung auf das Laden hin auf beispielsweise 4,2V festgelegt ist. Es wird ferner angenommen, dass ein tragbares elektronisches Gerät mit dem Verbinder 14 verbunden ist und dass eine Eingangsspannung dieses elektronischen Geräts auf beispielsweise 16V festgelegt ist.
  • Im Abgabemodus wird in diesem Fall durch die Wirksamkeit des Steuersignals C2, wie in 4 durch eine voll ausgezogene Linie 48 veranschaulicht, und durch Wirksammachen der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 die Ausgangsspannung von 16V an das elektronische Gerät abgegeben. Im Lademodus wird durch die Wirksamkeit des Steuersignals C3, wie dies durch eine voll ausgezogene Linie 49 in 4 veranschaulicht ist, und durch Wirksammachen der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 die Ausgangsspannung von 17V (obere Grenzspannung: 4,2 × 4 = 16,8V) an die Akkumulatoreinheit 16 abgegeben.
  • 5 zeigt ein Beispiel einer spezifischen Schaltung für die Ausführung des Betriebs, der dem Betrieb äquivalent ist, welcher bei der vorstehenden Ausführungsform durch die Schaltkreise 13 und 15, die Detektierschaltungen 18 und 21 und die Stoppsignal-Bildungsschaltungen 19 und 20 ausgeführt wird. Eine Source-Elektrode eines MOSFETs (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) 52 vom p-Kanaltyp ist an einem Ausgangsanschluss der in 2 dargestellten AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 angeschlossen. Der Anschluss 14a des Verbinders 14 ist mit einer Drain-Elektrode des MOSFETs 52 verbunden. Eine Diode 52a stellt eine parasitäre Diode dar. Eine Gate-Elektrode des MOSFETs 52 ist über einen Widerstand 58 mit einem Kollektor eines Transistors 54 vom npn-Leitfähigkeitstyp verbunden. Ein Emitter des Transistors 54 liegt an Erde bzw. Masse.
  • Ein Emitter eines Transistors 51 vom pnp-Leitfähigkeitstyp ist mit dem Ausgangsanschluss der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 verbunden. Eine Plus-Seite (+) der Akkumulatoreinheit 16 ist mit einem Kollektor des Transistors 51 verbunden. Die Minus-Seite (–) der Akkumulatoreinheit 16 ist mit Erde bzw. Masse verbunden. Eine Basis des Transistors 51 ist über einen Widerstand 55 mit einem Kollektor eines Transistors 53 vom npn-Leitfähigkeitstyp verbunden. Ein Emitter des Transistors 53 ist mit Erde bzw. Masse verbunden.
  • Ein Steueranschluss 60 ist von einer Basis des Transistors 54 weggeführt. Eine Diode 56 ist zwischen der Basis des Transistors 54 und dem Kollektors des Transistors 53 so angeschlossen, dass sie von der Basis des Transistors 54 zum Kollektor des Transistors 53 in Durchlassrichtung beansprucht ist. Ein Steueranschluss 59 ist von einer Basis des Transistors 53 weggeführt. Eine Diode 57 ist zwischen der Basis des Transistors 53 und dem Kollektor des Transistors 54 so angeschlossen, dass sie von der Basis des Transistors 53 zum Kollektor des Transistors 54 in Durchlassrichtung beansprucht ist. Als Dioden 56 und 57 sind Dioden ausgewählt, deren Durchlassspannung jeweils kleiner ist als eine Spannung, die durch Addieren einer Vorspannung VBE jedes der Transistoren 53 und 54 und einer Spannung VCE zwischen dem Kollektor und dem Emitter jedes dieser Transistor im EIN-Zustand erhalten wird. Unter der Annahme, dass die Vorspannung VBE der Transistoren 53 und 54 jeweils beispielsweise innerhalb eines Bereiches von 0,6 bis 0,7V liegt, werden Transistoren niedriger Spannung, wie Schottky-Dioden oder dergleichen, verwendet, deren Durchlassspannung VF gleich etwa 0,4V beträgt.
  • Befindet sich die in der oben erwähnten Weise aufgebaute Schaltung im Abgabemodus, so wird eine Spannung, die hinreichend höher ist als die Vorspannung VBE, über einen Begrenzungswiderstand als Steuersignal an den Steueranschluss 60 abgegeben. Da der Transistor 54 eingeschaltet ist, wird daher die Gate-Elektrode des MOSFETs 52 auf den niedrigen Pegel gesteuert, und der MOSFET 52 wird eingeschaltet; die Ausgangsspannung der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 wird über den MOSFET 52 entnommen. Sogar dann, wenn zu diesem Zeitpunkt die Spannung, die hinreichend höher ist als die Vorspannung VBE, über einen Begrenzungswiderstand als Steuersignal an den Steueranschluss 59 abgegeben wurde, wird der Transistor 53 überhaupt nicht eingeschaltet, da die Spannung an der Basis des Transistors 53 auf nahezu der Durchlassspannung der Diode 57 festliegt.
  • Im Falle des Lademodus wird demgegenüber die Spannung, die hinreichend höher ist als die Vorspannung VBE, über den Begrenzungswiderstand als Steuersignal an den Steueranschluss 59 abgegeben. Da der Transistor 53 eingeschaltet ist, wird daher die Basis des Transistors 51 auf den niedrigen Pegel gesteuert, wodurch der Transistor 51 eingeschaltet wird, und die Ausgangsspannung der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 12 wird über den Transistor 51 an die Akkumulatoreinheit 16 abgegeben. Sogar dann, wenn die Spannung, die hinreichend höher ist als die Vorspannung VBE, über den Begrenzungswiderstand als Steuersignal an den Steueranschluss 60 abgegeben wurde, wird der Transistor 54 überhaupt nicht eingeschaltet, da die Spannung an der Basis des Transistors 54 auf nahezu der Durchlassspannung der Diode 56 festliegt.
  • Obwohl oben der Fall der Verwendung des MOSFETs 52 und der Transistoren 51, 53 und 54 als Schaltvorrichtungen beschrieben worden ist, können auch andere Schaltvorrichtungen ver wendet werden. So kann beispielsweise der MOSFET 52 durch einen Transistor vom pnp-Leitfähigkeitstyp ersetzt sein; der Transistor 51 kann durch einen MOSFET vom p-Kanaltyp ersetzt sein, und die Transistoren 53 und 54 können durch MOSFETs vom n-Kanaltyp ersetzt sein. Im Falle des Ersatzes der Transistoren 53 und 54 durch MOSFETs vom n-Kanaltyp genügt es, Dioden, deren Durchlassspannungen gleich oder niedriger sind als eine EIN-Spannung des MOSFETs als Dioden 56 und 57 zu verwenden, und übliche Siliziumdioden, deren Durchlassspannung in einem Bereich von 0,7 bis 1,0V liegt, können verwendet werden.
  • 6 zeigt ein Beispiel einer spezifischen Schaltung zur Ausführung des Betriebs, der dem Betrieb äquivalent ist, welcher bei der vorstehenden weiteren Ausführungsform durch die AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32, die Schaltkreise 13 und 35, die Detektierschaltungen 38 und 41, die Stoppsignal-Bildungsschaltungen 19 und 20 und die Steuersignal-Bildungsschaltungen 23 und 24 ausgeführt wird. In 6 sind Teile, die jenen in 5 entsprechen, durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine Erläuterung der gemeinsamen Teile wird hier weggelassen.
  • Ein Hauptteil der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 wird zuerst beschrieben. In 6 ist mit dem Bezugszeichen 62 ein Schalttransformator bezeichnet. Ein Anschluss 61 ist von einem Ende einer Primärwicklung des Schalttransformators 62 weggeführt. Obwohl nicht dargestellt, wird eine Gleichspannung, die durch Vollweggleichrichtung und Glättung der Netzspannung mittels einer Gleichrichterbrücke erhalten wird, dem Anschluss 61 zugeführt. Eine Drain-Elektrode eines MOS-FETs 63 vom n-Kanaltyp ist mit dem anderen Ende der Primärwicklung des Schalttransformators 62 verbunden. Eine Source-Elektrode des MOSFETs 63 ist mit Erde bzw. Masse verbunden. Eine Diode 63a stellt eine parasitäre Diode dar. Ein PWM-Ausgangssignal von einer PWM-Steuerschaltung 64 wird einer Gate-Elektrode des MOSFETs 63 zugeführt. Ein Kollektor eines Fototransistors 92b, mit dem ein Optokoppler 92 aufgebaut ist, ist mit einem Steueranschluss der PWM- bzw. Pulsbreitenmodulations-Steuerschaltung 64 verbunden. Ein Emitter des Fototransistors 92b ist mit Erde bzw. Masse verbunden.
  • Eine Anode einer Gleichrichterdiode 65 ist mit einem Ende einer Sekundärwicklung des Schalttransformators 62 verbunden. Eine Kathode der Gleichrichterdiode 65 ist über einen Kondensator 66 mit Erde bzw. Masse verbunden. Ein Ende eines Widerstands 67 zur Stromermittlung ist mit einem Verbindungspunkt der Gleichrichterdiode 65 und des Kondensators 66 verbunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung des Schalttransformators 62 ist mit Erde bzw. Masse verbunden.
  • Der Verbindungspunkt der Gleichrichterdiode 65 und des Kondensators 66 ist über in Reihe geschaltete Widerstände 81 und 82 mit Erde bzw. Masse verbunden. Ein Verbindungspunkt der Widerstände 81 und 82 ist mit einem nicht-invertierenden Eingangsanschluss eines Differenzverstärkers 83 verbunden. Eine Zener-Diode 84 als Referenzspannungsquelle ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 83 verbunden. Eine Ausgangsspannungs-Detektierschaltung ist aus den Widerständen 81 und 82, der Zener-Diode 84 und dem Differenzverstärker 83 aufgebaut.
  • Ferner ist der Verbindungspunkt der Gleichrichterdiode 65 und des Kondensators 66, nämlich das eine Ende des Widerstands 67 über in Reihe geschaltete Widerstände 85 und 86 mit Erde bzw. Masse verbunden. Ein Verbindungspunkt der Widerstände 85 und 86 ist mit einem nicht-invertierenden Eingangsanschluss eines Differenzverstärkers 89 verbunden. Das andere Ende des Widerstands 67 ist über in Reihe geschaltete Widerstände 87 und 88 mit Erde bzw. Masse verbunden. Ein Verbindungspunkt der Widerstände 87 und 88 ist mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Differenzverstärkers 89 verbunden. Eine Ausgangsstrom-Detektierschaltung ist aus den Widerständen 67, 85, 86, 87 und 88 und dem Differenzverstärker 89 aufgebaut.
  • Ein Ausgangsanschluss des Differenzverstärkers 83 der Ausgangsspannungs-Detektierschaltung sowie ein Ausgangsanschluss des Differenzverstärkers 89 der Ausgangsstrom-Detektierschaltung sind miteinander verbunden. Eine Anode einer Infrarotstrahl-Leuchtdiode bzw. LED 92a, mit der der Optokoppler 92 aufgebaut ist, ist mit einem solchen gemeinsamen Verbindungspunkt verbunden. Eine Kathode der Infrarotstrahl-LED 92a ist mit Erde bzw. Masse verbunden. Wenn beispielsweise ein Ausgangsstrom innerhalb eines gewöhnlichen bzw. normalen Bereichs liegt, wird die Infrarotstrahl-LED 92a durch ein Ausgangssignal des Differenzverstärkers 83 auf der Seite der Ausgangsspannungs-Detektierschaltung angesteuert, und die PWM-Steuerschaltung 64 wird entsprechend einer Ausgangsspannung des Fototransistors 92b gesteuert.
  • Genauer gesagt werden eine Spannung der Zener-Diode 84 und eine durch Teilen einer Spannung auf der Seite des einen Endes des Widerstands 67 durch die Widerstände 81 und 82 erhaltenen Spannung mittels des Differenzverstärkers 83 verglichen, und es wird ein Verstärkungs-Ausgangssignal einer Differenz zwischen den betreffenden Spannungen erzeugt. Die Infrarotstrahl-LED 92a wird durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 83 angesteuert, und die PWM-Steuerschaltung 64 wird gesteuert. Wenn die Spannung auf der Seite des einen Endes des Widerstands 67 niedriger ist als eine spezifizierte Zielspannung, wird daher eine Impulsbreite erweitert, die als EIN-Intervall des MOSFETs 63 dient. Wenn demgegenüber die Spannung auf der Seite des einen Endes des Widerstands 67 höher ist als die spezifizierte Zielspannung, wird die Impulsbreite schmaler gemacht. Somit wird die Spannung auf der Seite des einen Endes des Widerstands 67 auf einen bestimmten Wert geregelt.
  • Wenn der Ausgangsstrom außerhalb des normalen Bereichs liegt und ein Überstrom fließt, wird die Infrarotstrahl-LED 92a durch ein Ausgangssignal des Differenzverstärkers 89 auf der Seite der Ausgangsstrom-Detektierschaltung angesteuert, und die PWM-Steuerschaltung 64 wird entsprechend der Ausgangsspannung des Fototransistors 92b gesteuert.
  • Genauer gesagt werden eine Spannung, die durch Teilen der Spannung auf der Seite des einen Endes des Widerstands 67 durch die Widerstände 85 und 86 erhalten wird, und eine Spannung, die durch Teilen einer Spannung auf der Seite des anderen Endes des Widerstands 67 durch die Widerstände 87 und 88 erhalten wird, mittels des Differenzverstärkers 89 verglichen, und es wird ein Verstärkungs-Ausgangssignal von einer Differenz zwischen den betreffenden Spannungen erzeugt. Die Infrarotstrahl-LED wird durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 89 angesteuert, und die PWM-Steuerschaltung 64 wird gesteuert. Daher wird die Impulsbreite so gesteuert, dass sie schmaler wird, und der Ausgangsstrom wird bzw. ist begrenzt.
  • Die Source-Elektrode des oben erwähnten MOSFETs 52 und der Emitter des Transistors 51 sind mit dem anderen Ende des Widerstands 67 der in der oben erwähnten Weise aufgebauten AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 verbunden. Obwohl bei dem vorstehenden Beispiel die Diode 56 zwischen der Basis des Transistors 54 und dem Kollektor des Transistors 53 so angeschlossen ist, dass sie von der Basis des Transistors 54 zum Kollektor des Transistors 53 in Durchlassrichtung beansprucht ist, ist eine Diode 71 zwischen der Basis des Transistors 54 und dem Kollektor des Transistors 53 so angeschlossen, dass sie vom Kollektor des Transistors 53 zur Basis des Transistors 54 in Durchlassrichtung beansprucht ist, wie dies in 6 im Falle dieses Beispiels veranschaulicht ist.
  • Ein Ende eines Widerstands 93 ist mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 81 und 82 der Ausgangsspannungs-Detektierschaltung verbunden. Das andere Ende des Widerstands 93 und ein Kollektor eines Transistors 73 vom npn-Leitfähigkeitstyp sind miteinander verbunden. Ein Emitter des Transistors 73 ist mit Erde bzw. Masse verbunden. Der Verbindungspunkt der Widerstände 85 und 86 der Ausgangsstrom-Detektierschaltung und ein Ende eines Widerstands 90 sind miteinander verbunden. Das andere Ende des Widerstands 90 ist mit einer Anode einer Diode 91 verbunden, und eine Kathode der Diode 91 ist mit dem Kollektor des Transistors 73 verbunden. Ferner ist eine Diode 76 zwischen der Basis des Transistors 54 und dem Kollektor des Transistors 73 so angeschlossen, dass sie von der Basis des Transistors 54 zum Kollektor des Transistors 73 hin in Durchlassrichtung beansprucht ist. Eine Basis des Transistors 73 und die Basis des Transistors 53 sind miteinander verbunden.
  • Bei der in der obigen Weise aufgebauten Schaltung wird im Falle des Liefer- bzw. Abgabebetriebs eine Spannung, die hinreichend höher ist als die Vorspannung VBE, über einen Begrenzungswiderstand als Steuersignal an den Steueranschluss 60 abgegeben. Da der Transistor 54 eingeschaltet wird, wird die Gate-Elektrode des MOSFETs 52 daher auf den niedrigen Pegel gesteuert; der MOSFET 52 wird eingeschaltet, und die Ausgangsspannung der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 wird über den MOSFET 52 entnommen. Sogar dann, wenn die Spannung, die hinreichend höher ist als die Vorspannung VBE, über einen Begrenzungswiderstand als Steuersignal an den Steueranschluss 59 abgegeben wurde, wurden zu diesem Zeitpunkt mit Rücksicht darauf, dass die Spannungen an den Basen der beiden Transistoren 53 und 73 bei nahezu der Durchlassspannung der Diode 57 festliegen, die betreffenden Transistoren nicht gleichzeitig eingeschaltet.
  • Demgegenüber wird im Falle des Ladebetriebs bzw. -modus eine Spannung, die hinreichend höher ist als die Vorspannung VBE, über einen Begrenzungswiderstand als Steuersignal an den Steueranschluss 59 abgegeben. Da der Transistor 53 eingeschaltet wird, wird daher die Basis des Transistors 51 auf den niedrigen Pegel gesteuert, und der Transistor 51 wird eingeschaltet; die Ausgangsspannung der AC/DC-Schaltnetzteilschaltung 32 wird über den Transistor 51 an die Akkumulatoreinheit 16 abgegeben. Zum selben Zeitpunkt wird bzw. ist der Transistor 73 eingeschaltet, und es wird ein Zustand erhalten, in welchem der Widerstand 93 dem Widerstand 82 der Ausgangsspannungs-Detektierschaltung parallel geschaltet ist. Daher ist die Spannung am nicht-invertierenden Eingangsanschluss niedriger als die Spannung am invertierenden Eingangsanschluss. Die Infrarotstrahl-LED 92a wird durch das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 83 angesteuert, und die PWM-Steuerschaltung 64 wird gesteuert. Daher wird die Impulsbreite so gesteuert, dass sie erweitert wird und dass die Ausgangsspannung auf einen bestimmten Wert geregelt wird, der höher ist als jener im Abgabebetrieb. Sogar dann, wenn die Spannung, die hinreichend höher ist als die Vorspannung VBE, über einen Begrenzungswiderstand als Steuersignal an den Steueranschluss 60 angelegt wurde, wird in diesem Fall der Transistor 54 überhaupt nicht eingeschaltet, da die Spannung an der Basis des Transistors 54 bei nahezu der Durchlassspannung der Diode 76 festliegt.
  • Obwohl bei der vorstehenden Ausführungsform der Fall beschrieben worden ist, dass die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 durch das Steuersignal von der Steuerschaltung 22 wirksam/unwirksam gemacht wird, ist es auch möglich, die Spannungsversorgungseinheit in einer solchen Weise aufzubauen, dass ein Schaltkreis zwischen der Plus-Seite (+), der Akkumulatoreinheit 16 und dem Eingangsanschluss der DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 eingefügt wird, wobei der Schaltkreis durch die Steuerschaltung 22 gesteuert wird und die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 von dem Strompfad getrennt ist, wodurch die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 unwirksam gemacht wird. Im Falle der Einfügung des Schaltkreises zur Trennung der Akkumulatoreinheit 16 und der DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 wird der Schaltkreis ausgeschaltet, um nicht auf ein Aufladen hin durch das Ausgangssignal der Stoppsignal-Bildungsschaltung 19 gleichzeitig eingeschaltet zu werden. Ferner ist es im Falle der Einfügung des Schaltkreises zum Trennen der Akkumulatoreinheit 16 und der DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 auch möglich, eine Steuerung in einer solchen Weise vorzunehmen, dass eine Detektierschaltung zur Ermittlung eines Zustands des Schaltkreises und eine Stoppsignal-Bildungsschaltung vorgesehen sind, wobei eine Stopp-Ausgangssignal der Stoppsignal-Bildungsschaltung dem Schaltkreis 15 zugeführt wird; wenn die DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 arbeitet, wird bzw. ist der Schaltkreis 15 nicht gleichzeitig eingeschaltet.
  • Obwohl bei der Ausführungsform und bei der oben erwähnten weiteren Ausführungsform der Erfindung der Fall beschrieben worden ist, dass eine Vielzahl von Lithiumionen-Akkumulatoren als Akkumulatoreinheit 16 verwendet wird, kann eine Ladeschaltung auch zwischen dem Schaltkreis 15 und der Akkumulatoreinheit 16 oder zwischen dem Schaltkreis 35 und der Akkumulatoreinheit 16 vorgesehen sein. Ein Nickel-Cadmium-Akkumulator, ein Nickel-Wasserstoff-Sammler oder dergleichen kann ebenfalls als Sekundärbatterie bzw. Akkumulator verwendet werden. Die optimale Aufladung wird für jeden Akkumulator durchgeführt.
  • Obwohl bei der vorstehenden Ausführungsform der Erfindung der Fall beschrieben worden ist, dass die Ausgangsspannung der DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 über den Schaltkreis 13 gewonnen wird, kann die Ausgangsspannung der DC/DC-Schaltnetzteilschaltung 17 auch direkt dem einen Anschluss 14a des Verbinders 14 ohne Hindurchleiten durch den Schaltkreis 13 zugeführt werden.
  • Bei den Ausführungsformen sind die Spannungsumsetzungseinrichtungen, die Akkumulatoreinheit, die ersten und zweiten Schalteinrichtungen und die Steuereinrichtung vorgesehen und so aufgebaut, dass die ersten und zweiten Schalteinrichtungen nicht gleichzeitig eingeschaltet werden. Gemäß den Ausführungsformen wird daher nach Bestätigung, dass die erste Schalteinrichtung ein- oder ausgeschaltet wurde, die zweite Schalteinrichtung aus- oder eingeschaltet. Nach Bestätigung, dass die zweite Schalteinrichtung ein- oder ausgeschaltet wurde, wird in entsprechender Weise die erste Schalteinrichtung aus- oder eingeschaltet. Da die Spannungsversorgungseinheit sogar dann ohne ein Problem arbeitet, wenn eine Erschütterung auftritt, können somit das Aufladen und Entladen des Akkumulators genau geregelt bzw. gesteuert werden und die Zuverlässigkeit kann weiter gesteigert werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind viele Modifikationen und Abwandlungen im Umfang der beigefügten Patentansprüche der Erfindung möglich.

Claims (4)

  1. Spannungsversorgungseinheit (1), die zwischen einer verfügbaren Netzspannungsquelle und einem elektronischen Gerät (10) elektrisch anschließbar ist, in welchem ein Akkumulator enthalten ist, wobei die betreffende Spannungsversorgungseinheit derart betreibbar ist, dass sie an einem Spannungsversorgungs-Ausgangsanschluss (14a) eine Ausgangsspannung an das betreffende elektronische Gerät abgibt, und wobei die Spannungsversorgungseinheit (1) in einem Versorgungsmodus oder in einem Lademodus betreibbar ist, wenn sie von der verfügbaren Netzspannungsquelle Leistung erhält, umfassend: eine Spannungsumsetzungseinrichtung (12; 32) zur Umsetzung einer Spannung der verfügbaren Netzspannungsquelle in eine bestimmte, für das elektronische Gerät notwendige geregelte bzw. stabilisierte Gleichspannung, eine Akkumulatoreinheit (16), die aus einer Vielzahl von Akkumulatoren aufgebaut ist und die derart betreibbar ist, dass sie eine Ausgangsspannung an dem genannten Spannungsversorgungsanschluss (14a) abgibt, wenn die betreffende verfügbare Netzspannungsquelle nicht vorhanden ist, eine erste Schalteinrichtung (15; 35), die zwischen der genannten Spannungsumsetzungseinrichtung (12; 32) und der genannten Akkumulatoreinheit (16) elektrisch angeschlossen ist, um die geregelte bzw. stabilisierte Gleichspannung der Spannungsumsetzungseinrichtung (12; 32) an die Akkumulatoreinheit (16) selektiv abzugeben, eine zweite Schalteinrichtung (13), die zwischen der genannten Spannungsumsetzungseinrichtung (12; 32) und dem genannten Spannungsabgabeanschluss (14a) elektrisch angeschlossen ist, um die betreffende geregelte bzw. stabilisierte Gleichspannung an dem genannten Spannungsabgabeanschluss (14a) selektiv abzugeben, und eine Steuereinrichtung (18, 21), die mit den ersten und zweiten Schalteinrichtungen (15; 35; 13) verbunden ist, – um in dem genannten Versorgungsmodus die erste Schalteinrichtung (15; 35) auszuschalten, wenn die zweite Schalteinrichtung (13) eingeschaltet ist, derart, dass die genannte geregelte bzw. stabilisierte Gleichspannung an dem genannten Spannungsabgabeanschluss (14a) abgegeben wird, und – um in dem genannten Lademodus die zweite Schalteinrichtung (13) auszuschalten, wenn die erste Schalteinrichtung (15; 35) eingeschaltet ist, derart, dass die genannte geregelte bzw. stabilisierte Gleichspannung nicht an dem genannten Spannungsabgabeanschluss (14a) abgegeben wird.
  2. Einheit nach Anspruch 1, umfassend eine zweite Spannungsumsetzungseinrichtung (17) zur Umsetzung einer Spannung der genannten Akkumulatoreinheit (16) in eine bestimmte, für das genannte elektronische Gerät (2) notwendige geregelte bzw. stabilisierte Gleichspannung und eine zweite Steuereinrichtung (22), welche die betreffende zweite Spannungsumsetzungseinrichtung (17) unwirksam macht, wenn die genannte Spannungsumsetzungseinrichtung (12) in Betrieb ist.
  3. Einheit nach Anspruch 1, umfassend eine Ausgangssignal-Einstelleinrichtung (23, 24) zur Veränderung eines Ausgangssignals der genannten Spannungsumsetzungseinrichtung (32) durch Heranziehen eines Ausgangssignals der genannten Steu ereinrichtung auf die Zustände der genannten ersten und zweiten Schalteinrichtungen (35; 13) hin.
  4. Einheit nach Anspruch 2, umfassend eine dritte Schalteinrichtung, die zwischen der genannten Akkumulatoreinheit (16) und der genannten zweiten Spannungsumsetzungseinrichtung (17) elektrisch angeschlossen ist, wobei die genannte Steuereinrichtung (1821) ferner so arbeitet, dass die erste Schalteinrichtung (15) ausgeschaltet ist, wenn die dritte Schalteinrichtung eingeschaltet ist.
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