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Die
Erfindung bezieht sich auf Spannungsversorgungs einheiten.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Verschieden
Aspekte und Merkmale der Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen festgelegt.
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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.
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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.
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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.
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Aus
dem US-Patent US-A-5.731.693 ist eine Spannungsversorgungseinheit
bekannt, deren Ausgangsspannung gesteuert wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Spannungsversorgungseinheit (1)
gemäß dem Patentanspruch
1 bereit.
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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.
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Die
Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beispielhaft erläutert,
in denen entsprechende Einzelteile durch entsprechende Bezugszeichen
bezeichnet sind.
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In
den Zeichnungen zeigen
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1 eine
Perspektivansicht einer Vorrichtung, bei der die Erfindung angewandt
ist,
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2 ein
Blockdiagramm, welches einen Gesamtaufbau einer Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht,
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3 ein
Blockdiagramm, welches einen Gesamtaufbau einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht,
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4 ein
Kennliniendiagramm, welches zur Erläuterung der Arbeitsweise der
weiteren Ausführungsform
der Erfindung herangezogen wird,
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5 ein
Schaltungsdiagramm, welches ein spezifisches Beispiel eines Hauptteiles
der Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht, und
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6 ein
Schaltungsdiagramm, welches ein spezifisches Beispiel eins Hauptabschnitts
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung veranschaulicht.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.