JP2014155249A - Ac adaptor and power supply determination method for ac adaptor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ACアダプタ及びACアダプタの電力供給判定方法に関する。 The present invention relates to an AC adapter and an AC adapter power supply determination method.
一般的に、ノート型パーソナルコンピュータ、液晶ディスプレイやゲーム機等の電子機器は、AC(Alternating Current)アダプタから電力を供給されて動作する形態をとっている。 In general, electronic devices such as notebook personal computers, liquid crystal displays, and game machines are configured to operate with power supplied from an AC (Alternating Current) adapter.
ACアダプタと電子機器は、脱着可能なコネクタで接続されている。ACアダプタ側のコネクタはプラグ、電子機器側のコネクタはジャックと呼ばれている。ACアダプタ側のプラグを電子機器側のジャックに接続することで電力を供給している。 The AC adapter and the electronic device are connected by a detachable connector. The connector on the AC adapter side is called a plug, and the connector on the electronic device side is called a jack. Electric power is supplied by connecting the plug on the AC adapter side to the jack on the electronic device side.
EIAJ(Japan Electronics and Information Technology Industries Association)極性統一プラグでは、電圧によってコネクタの形状やピン配列が統一されている。しかし、メーカ独自のコネクタを採用している例もある。 In a EIAJ (Japan Electronics and Information Technology Association) polarity unified plug, the shape of the connector and the pin arrangement are unified by voltage. However, there are also examples that employ manufacturer-specific connectors.
電子機器は、電子機器側の消費電力により、それぞれ仕様に適合したACアダプタを採用している。よって、電圧が同じでも、定格電流が異なる場合、ユーザは、製造メーカが指定してない不適合のACアダプタを使用することがある。 Each electronic device employs an AC adapter that conforms to the specifications depending on the power consumption on the electronic device side. Therefore, when the voltage is the same but the rated current is different, the user may use an incompatible AC adapter that is not specified by the manufacturer.
製造メーカが指定してない不適合のACアダプタの使用を抑制する技術として、特許文献1(特開2012−055085号公報)が開示されている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-055085) is disclosed as a technique for suppressing the use of an incompatible AC adapter that is not specified by a manufacturer.
この技術は、ACアダプタの固有ノイズを含んだ信号レベルを検出し、電子機器に接続されたACアダプタの適合あるいは不適合を判定するものである。 This technique detects the signal level including the inherent noise of the AC adapter, and determines whether the AC adapter connected to the electronic device is compatible or not.
その他、電源投入直後に給電を停止させる技術として、特許文献2(特開2012−022533号公報)が開示されている。 In addition, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-022533) is disclosed as a technique for stopping power supply immediately after power is turned on.
この技術は、電子機器の回路に故障があった場合に、電源投入直後に給電を停止させ、装置の保護及び安全を図ることができる電源投入制御回路を提供している。 This technology provides a power-on control circuit that can stop power supply immediately after power-on and protect and protect the device when a failure occurs in a circuit of an electronic device.
ここで、一般的なACアダプタの構成と動作を説明する。 Here, the configuration and operation of a general AC adapter will be described.
図2は、一般的な他励フライバックコンバータ方式のACアダプタの詳細構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing an example of a detailed configuration of a general separately excited flyback converter type AC adapter.
図2に示すように、ACアダプタ201の構成は、電圧を変換する変圧器(トランス)208を備えている。
As shown in FIG. 2, the configuration of the
まず、変圧器208の1次回路側の構成と動作を説明する。1次回路側には、商用電源221に接続するプラグ202と、整流回路203と、平滑回路204と、スイッチング素子205と、抵抗206と、制御回路207と、変圧器208と、フォトカプラ211とを備えている。
First, the configuration and operation of the
商用電源221は、ACアダプタにAC100V(ボルト)の交流電圧を供給している。整流回路203は、供給された交流電圧を全波整流して脈流に変換する。平滑回路204は、変換された脈流を直流電圧に平滑化する。スイッチング素子205は、平滑された直流電圧を高周波のパスル電圧に変換し、変圧器208に入力する。変圧器208は、1次回路側から入力された高周波のパルス電圧を所定の電圧まで降圧させて2次回路側へ出力する。1次回路側の制御回路207は、フォトカプラ211からの信号を受信し、抵抗206を通して一次回路のオン/オフ制御端子に接続している。
The
次に、変圧器208の2次回路側の構成と動作を説明する。2次回路側には、ダイオード209と、電解コンデンサ210と、フィードバック回路212と、プラグ213と、変圧器208と、フォトカプラ211とを備えている。
Next, the configuration and operation of the
ダイオード209と電解コンデンサ210は、所定の電圧まで降圧されたパルス電圧を直流電圧に平滑化する。プラグ213は、図示していない電子機器に接続して直流電圧を供給する。フィードバック回路212は、供給した直流電圧を安定するように制御するため、2次回路に接続されていて、1次回路側の制御回路207へフォトカプラ211を中継して信号を送信する。
The
以上説明したように、商用電源202の交流電圧が供給されるとACアダプタ201は動作する。
As described above, the
不適合のACアダプタを使用した場合、必ず異常な負荷電流が流れるとは限らないので、ACアダプタ側の過電流保護回路や電子機器側のヒューズ等が動作しない可能性がある。このような場合、ACアダプタが過負荷状態になるリスクがあった。あるいは電子機器が正常に動作しないリスクがあった。 When an incompatible AC adapter is used, an abnormal load current does not always flow, so there is a possibility that the overcurrent protection circuit on the AC adapter side, the fuse on the electronic device side, etc. will not operate. In such a case, there was a risk that the AC adapter would be overloaded. Or there was a risk that the electronic device would not operate normally.
本発明の目的は、この課題を解決したACアダプタ及びACアダプタの電力供給判定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an AC adapter and an AC adapter power supply determination method that solves this problem.
本発明は、電子機器へ電力を供給するACアダプタにおいて、変圧器と、前記変圧器の二次側に配置される電流検出手段と、時間測定手段と、前記電流検出手段が検出した電流に基づき前記時間測定手段を制御し該時間測定手段が測定した時間に基づき前記電子機器への電力供給の可否を判定する判定手段を備えることを特徴とする。 The present invention relates to an AC adapter for supplying electric power to an electronic device, based on a transformer, current detection means disposed on the secondary side of the transformer, time measurement means, and current detected by the current detection means. The apparatus includes a determination unit that controls the time measurement unit and determines whether or not power can be supplied to the electronic device based on the time measured by the time measurement unit.
本発明は、電子機器への電力供給判定方法であって、ACアダプタによって前記電子機器へ電力を供給した後前記電子機器に流れる突入電流を検出し、前記突入電流検出時から所定の負荷電流が検出されるまでの時間を測定し、前記時間を所定の時間と比較して前記電子機器への電力供給の可否を判定することを特徴とする。 The present invention is a method for determining power supply to an electronic device, wherein an inrush current flowing in the electronic device is detected after power is supplied to the electronic device by an AC adapter, and a predetermined load current is detected from the time of the inrush current detection. The time until detection is measured, and the time is compared with a predetermined time to determine whether power can be supplied to the electronic device.
本発明のACアダプタ及びACアダプタの電力供給判定方法は、ACアダプタの適合あるいは不適合を判定することができる。 The AC adapter and the power supply determination method for the AC adapter according to the present invention can determine whether the AC adapter is compatible or not.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態におけるACアダプタの構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an AC adapter according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、第1の実施形態におけるACアダプタ101の構成は、変圧手段102と、電流検出手段103と、判定手段104と、時間測定手段105とを備えている。ACアダプタ101は、商用電源121および電子機器141と接続する。変圧手段102は、電圧を変換する変圧器を備えている。電流検出手段103は、電子機器141に電力が供給されたときに流れる電流を検出する電流検出部である。判定手段104は、電流検出手段103が検出した電流に基づき時間測定手段105の駆動、停止を制御し、この測定時間に基づきACアダプタの電力供給の継続あるいは停止を判定する。時間測定手段105は、時間を測定するタイマー部である。
As shown in FIG. 1, the configuration of the
図3は、本発明の第1の実施形態におけるACアダプタの詳細構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a detailed configuration of the AC adapter according to the first embodiment of the present invention.
図3に示すように、ACアダプタ301の構成は、電圧を変換する変圧器(トランス)308を備えている。
As shown in FIG. 3, the configuration of the
まず、変圧器308の1次回路側の構成と動作を説明する。1次回路側には、商用電源321に接続するプラグ302と、整流回路303と、平滑回路304と、スイッチング素子305と、第1抵抗306と、制御回路307と、変圧器308と、第1フォトカプラ311と、第2フォトカプラ317とを備えている。
First, the configuration and operation of the
商用電源321は、ACアダプタにAC100V(ボルト)の交流電圧を供給している。整流回路303は、供給された交流電圧を全波整流して脈流に変換する。平滑回路304は、変換された脈流を直流電圧に平滑化する。スイッチング素子305は、平滑された直流電圧を高周波のパスル電圧に変換し、変圧器308に入力する。変圧器308は、1次回路側から入力された高周波のパルス電圧を所定の電圧まで降圧させて2次回路側へ出力する。1次回路側の制御回路307は、第1フォトカプラ311からの信号を受信し、第1抵抗306を通して1次回路のオン/オフ制御端子に接続している。更に、制御回路307は、第2フォトカプラ317からのACアダプタの電力供給の停止の信号も受信する。
The
次に、変圧器308の2次回路側の構成と動作を説明する。2次回路側には、ダイオード309と、電解コンデンサ310と、フィードバック回路312と、プラグ313と、変圧器308と、第1フォトカプラ311と、第2抵抗313と、電流検出部314と、判定部315と、タイマー部316、第1フォトカプラ311と第2フォトカプラ317とを備えている。
Next, the configuration and operation of the
ダイオード309と電解コンデンサ310は、所定の電圧まで降圧されたパルス電圧を直流電圧に平滑化する。プラグ313は、図示していない電子機器に接続して直流電圧を供給する。フィードバック回路312は、供給した直流電圧を安定するように制御するため、2次回路に接続されていて、1次回路側の制御回路307へ第1フォトカプラ311を中継して信号を送信する。
The
第2抵抗313は、電流を検出するために、変圧器308の2次回路に直列に配置されている。電流検出部314は、第2抵抗313と並列に配置していて、2次回路の電流を検出している。判定部315は、突入電流を検出すると同時にタイマー部316の時間計測を開始させ、通常の負荷電流を検出すると同時にタイマー部316の時間計測を停止させる。タイマー部316は、突入電流を検出してから通常の負荷電流を検出する迄の時間を測定する。
The
突入電流は、ACアダプタから電子機器に電力が供給されたときに流れる大きな電流である。突入電流を検出することにより、電子機器の電力供給が開始されたことが判る。 The inrush current is a large current that flows when electric power is supplied from the AC adapter to the electronic device. By detecting the inrush current, it can be seen that the power supply of the electronic device has been started.
そして、判定部315は、タイマー部316が測定した時間を受信し、製品の開発時に予め製品毎に定義した時間と比較して、ACアダプタの電力供給の継続あるいは停止を判定する。ここで、ACアダプタの電力供給の停止と判定したとき、判定部315は、第2フォトカプラ317を通して、1次回路側の制御回路にACアダプタの電力供給の停止の信号を送信する。また、判定部315は1次回路側の制御回路に備えられていてもよい。
Then, the
以上説明したように、商用電源321の交流電圧が供給されるとACアダプタ301は動作する。
As described above, the
製品の開発時に予め製品毎に定義した時間は、電子機器と適合するACアダプタを決定したとき、製造メーカが定義する時間であり、突入電流を検出してからが通常の負荷電流を検出するまでの固有の時間である。製造メーカは、定義した時間をACアダプタと電子機器に予め設定している。 The time defined in advance for each product at the time of product development is the time defined by the manufacturer when determining the AC adapter that is compatible with the electronic device, from when the inrush current is detected until the normal load current is detected Is the inherent time of The manufacturer presets the defined time in the AC adapter and the electronic device.
図4は、一般的な電子機器の電源入力部の構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a power input unit of a general electronic device.
図4に示すように、電子機器の電源入力部401の構成は、ACアダプタに接続するためのジャック402と、電源制御IC403と、コンデンサ404とを備えている。電源制御IC403は、ジャック402から入力した直流電圧を任意の電圧に変換し、電源入力部の外部へ出力し、更にソフトスタート機能を有している。ソフトスタート機能は、出力電圧の増加する時間を変えることが出来る機能である。コンデンサ404は、電源制御IC403のソフトスタート機能に接続されている。そして、製品の開発時に製造メーカは、コンデンサの容量値によって、電圧が出力されるまでの時間を変えることが可能である。
As shown in FIG. 4, the configuration of the
次に、タイムチャートを用いて本実施の形態の動作を詳細に説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described in detail using a time chart.
図5は、本発明の第1の実施形態におけるACアダプタの動作例のタイムチャートである。 FIG. 5 is a time chart of an operation example of the AC adapter according to the first embodiment of the present invention.
図5は、ACアダプタと商用電源とを接続するタイミングと、ACアダプタと電子機器とを接続するタイミングと、電子機器1、電子機器2および電子機器3に上記ACアダプタから電力が供給された際に該ACアダプタの2次側で測定される突入電流と負荷電流を、同じ時間軸で表している。 FIG. 5 shows the timing when the AC adapter is connected to the commercial power supply, the timing when the AC adapter is connected to the electronic device, and the time when power is supplied from the AC adapter to the electronic device 1, the electronic device 2, and the electronic device 3. Inrush current and load current measured on the secondary side of the AC adapter are represented on the same time axis.
ACアダプタと商用電源とを接続するタイミングは、図5のタイムチャートのP1の点である。P1の点以後は、ACアダプタにAC100Vの電圧が供給される。 The timing for connecting the AC adapter and the commercial power supply is point P1 in the time chart of FIG. After the point P1, a voltage of AC 100V is supplied to the AC adapter.
ACアダプタと電子機器とを接続するタイミングは、図5のタイムチャートのP2の点である。P2の点以後は、ACアダプタから電子機器に電圧が供給される。 The timing for connecting the AC adapter and the electronic device is point P2 in the time chart of FIG. After the point P2, a voltage is supplied from the AC adapter to the electronic device.
図5のタイムチャートは、最初にACアダプタと商用電源とを接続し、次にACアダプタと電子機器とを接続している。しかし、ユーザの操作によっては順番が逆になる場合もある。 In the time chart of FIG. 5, the AC adapter and the commercial power source are first connected, and then the AC adapter and the electronic device are connected. However, the order may be reversed depending on the user's operation.
電子機器1、電子機器2および電子機器3に最初に電子機器に大きな突入電流501が流れ、次に電子機器が動作を開始すると通常の負荷電流502が流れる。 A large inrush current 501 flows through the electronic device 1, the electronic device 2, and the electronic device 3 first, and then when the electronic device starts operating, a normal load current 502 flows.
前述のように、製品の開発時に製造メーカは、電源入力部のコンデンサの容量値によって、判定部が比較する時間を予め定義している。そして、電子機器1、電子機器2および電子機器3はそれぞれ異なった時間(n1、n2およびn3)を定義されている。 As described above, at the time of product development, the manufacturer predefines the time for the determination unit to compare based on the capacitance value of the capacitor in the power input unit. The electronic device 1, the electronic device 2, and the electronic device 3 are defined with different times (n1, n2, and n3).
次に、フローチャートを用いて本実施の形態の動作を詳細に説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described in detail using a flowchart.
図6は、本発明の第1の実施形態におけるACアダプタの動作例のフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart of an operation example of the AC adapter according to the first embodiment of the present invention.
図6に示すように、まず、ACアダプタと商用電源とを接続する(ステップS601)。ACアダプタには電力が供給され、このときタイマー部の時間を0秒にセット(あるいはリセット)され得る。 As shown in FIG. 6, first, the AC adapter and the commercial power source are connected (step S601). Power is supplied to the AC adapter, and at this time, the time of the timer unit can be set (or reset) to 0 seconds.
次に、ACアダプタと電子機器とを接続する(ステップS602)。しかし、ユーザの操作によっては、ステップS602は、S601の前になる場合もある。 Next, the AC adapter and the electronic device are connected (step S602). However, depending on the user's operation, step S602 may be before S601.
ACアダプタが電子機器に接続されると、電流検出部は突入電流を検出し、突入電流をトリガーにして、同時にタイマー部は時間計測を開始する(ステップS603)。あるいは判定部が突入電流をトリガーとしてタイマー部を起動する。 When the AC adapter is connected to the electronic device, the current detection unit detects an inrush current, and using the inrush current as a trigger, the timer unit starts measuring time (step S603). Alternatively, the determination unit starts the timer unit with the inrush current as a trigger.
次に、電流検出部は負荷電流を検出し、同時にタイマー部は時間計測を停止する(ステップS604)。あるいは判定部がタイマー部を停止させる。 Next, the current detection unit detects the load current, and at the same time, the timer unit stops time measurement (step S604). Alternatively, the determination unit stops the timer unit.
次に、判定部は、測定した時間が定義した時間と適合するか否かを比較し、ACアダプタの電力供給の継続あるいは停止の判定をする(ステップS605)。 Next, the determination unit compares whether or not the measured time matches the defined time, and determines whether to continue or stop the power supply of the AC adapter (step S605).
測定した時間が定義した時間と適合した場合(図のYes)、判定部は電力供給の停止の信号を制御回路に発信しない(ステップS606)。そして、ACアダプタの電力供給は継続し、電子機器の動作は継続する。 When the measured time matches the defined time (Yes in the figure), the determination unit does not transmit a power supply stop signal to the control circuit (step S606). Then, the power supply of the AC adapter continues, and the operation of the electronic device continues.
一方、測定した時間が定義した時間と適合しない場合(図のNo)、判定部は電力供給の停止の信号を制御回路に発信する(ステップS607)。そして、制御回路は電力供給のオン/オフ制御端子に接続しているので、ACアダプタの電力供給は停止し、電子機器の動作は停止する。 On the other hand, when the measured time does not match the defined time (No in the figure), the determination unit transmits a power supply stop signal to the control circuit (step S607). Since the control circuit is connected to the power supply on / off control terminal, the power supply of the AC adapter is stopped and the operation of the electronic device is stopped.
次に、表を用いて、製品の開発時に製造メーカ定義した時間の例を説明する。 Next, an example of time defined by the manufacturer at the time of product development will be described using a table.
図7は、本発明の第1の実施形態において、電子機器と適合するACアダプタを決定したとき、製品の開発時に予め製品毎に定義する時間の一例である。 FIG. 7 shows an example of the time defined for each product in advance when the product is developed when the AC adapter compatible with the electronic device is determined in the first embodiment of the present invention.
電子機器1とACアダプタ1の場合、時間(n1)を0.5〜1.0秒、電子機器2とACアダプタ2の場合、時間(n2)を1.0〜1.5秒、電子機器3とACアダプタ3の場合、時間(n3)を1.0〜1.5秒に予め定義した例である。 In the case of the electronic device 1 and the AC adapter 1, the time (n1) is 0.5 to 1.0 seconds. In the case of the electronic device 2 and the AC adapter 2, the time (n2) is 1.0 to 1.5 seconds. 3 and AC adapter 3 are examples in which time (n3) is defined in advance as 1.0 to 1.5 seconds.
以上説明したように、電子機器へ電力を供給するACアダプタにおいて、本発明は、ACアダプタの適合あるいは不適合を判定することができる。
(第2の実施形態)
図8は、本発明の第2の実施形態におけるACアダプタの詳細構成の一例を示すブロック図である。
As described above, in the AC adapter that supplies power to the electronic device, the present invention can determine whether the AC adapter is compatible or non-compliant.
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a block diagram illustrating an example of a detailed configuration of the AC adapter according to the second embodiment of the present invention.
図8に示すように、ACアダプタ801の詳細構成は、スイッチング素子205が変圧器208に巻きつけられた帰還巻線に接続されている。
As shown in FIG. 8, the detailed configuration of the
第2の実施形態において、スイッチング素子205が、変圧器208に巻きつけられた帰還巻線によって、スイッチング素子自体が自励発信を行う構成にしたこと以外は第1の実施形態と同様の構成を有する。よって、第2の実施形態と同一の構成要素には同一参照数字を付記してその説明を省略する。
In the second embodiment, the switching
第2の実施形態の電流検出部、タイマー部、判定部、フィードバック回路および制御回路は、第1の実施形態と同様の構成で制御しているため、第1の実施形態と同様の効果を有する。 Since the current detection unit, timer unit, determination unit, feedback circuit, and control circuit of the second embodiment are controlled with the same configuration as that of the first embodiment, they have the same effects as those of the first embodiment. .
尚、本願発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更、変形して実施することが出来る。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement in various changes and deformation | transformation in the range which does not deviate from the summary of this invention.
101、201、301、801 ACアダプタ
102 変圧手段
103 電流検出手段
104 判定手段
105 時間測定手段
121、221、321 商用電源
141 電子機器
202、302 プラグ
203、303 整流回路
204、304 平滑回路
205、305 スイッチング素子
206 抵抗
207、307 制御回路
208、308 変圧器
209、309 ダイオード
210、310 電解コンデンサ
211 フォトカプラ
212、312 フィードバック回路
213、313 プラグ
306 第1抵抗
311 第1フォトカプラ
313 第2抵抗
314 電流検出部
315 判定部
316 タイマー部
317 第2フォトカプラ
401 電源入力部
402 ジャック
403 電源制御IC
404 コンデンサ
501 突入電流
502 負荷電流
101, 201, 301, 801
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