JP3974351B2 - 電源装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は、電源と接続され、負荷に電力供給を行う電源装置であって、特に蓄電素子を充電し、その電荷により電力供給を行う機能を備えた電源装置に関するものである。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
最近、電子機器の電源装置には、電池またはACアダプタなどの直流電源によって負荷に電力供給を行う際に、前記直流電源により蓄電素子例えば電気二重層コンデンサのような蓄電素子を充電し、この蓄電素子に蓄電された電荷からも補助的に電力供給を行う電源装置がある。
【0003】
電気二重層コンデンサのような蓄電素子を充電するには、DC/DCコンバータをスイッチング動作、すなわち連続してON/OFF動作させて蓄電素子を充電している。この場合、電子機器の電源には、ACアダプタ電源や、一次電池または2次電池が用いられることとなる。これらの電源の放電能力は電源の種類によって異なる。ここに、電源の放電能力とは、電源から取出せる電流値の大小を意味する。
【0004】
一方、電源から急激に大電流が流れて電源自体や負荷が破壊されることを防止する目的および電子機器を安定して動作させる目的で、抵抗などの電流制限手段を介して、電源から蓄電素子に通電される充電電流を所定値以下に制限して蓄電素子を充電している。
【0005】
ところが、上記充電電流は電源の種類に拘らず共通した値に設定されているため、放電能力の低い電源では、蓄電素子から負荷へ供給される電力が不安定になることがあった。
【0006】
さらに、蓄電素子への充電電圧レベルは電源の種類に拘らず一定の値に設定されているため、放電能力の低い電源では、蓄電素子への充電時間がかかり、電源からの電源供給を受けてから電子機器が使用可能な状態となるまでに要する起動時間が遅延する。すなわち、1台の電子機器において、使用する電源の種類によって、起動時間や起動時動作に差違が生じ、電子機器の使用者に違和感を与えることになる。
【0007】
【発明の目的】
本発明の目的は、複数種の電源での駆動が可能な電子機器において、用いられる電源の種類にかかわらず、安定して電子機器を起動できる電源装置を提供することにある。
【0008】
前記目的を達成するため、本発明に係る電源装置は、電源と接続可能で、前記電源の電力を負荷に供給する電源装置であって、前記負荷に接続される蓄電素子と、前記電源と前記蓄電素子との間に設けられ、前記電源により前記蓄電素子を充電可能な給電手段と、前記給電手段に電力供給する前記電源の種別を判別する種別判定手段と、前記種別判定手段からの検出信号に基いて前記給電手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記種別判定手段が判別した種別に応じて、電源の放電能力が低いほど、前記電源から前記給電手段に流れる電流量が少なくなるように電流量を設定する電流レベル制御手段と、前記蓄電素子の充電電圧が低くなるように充電電圧を設定する電圧レベル制御手段とを含み、前記制御手段は、前記電流レベル制御手段と前記電圧レベル制御手段とで設定された電流量および充電電圧に基づいて前記給電手段による前記蓄電素子の充電量を調節することを特徴とする。
【0011】
また前記給電手段はDC/DCコンバータで構成され、スイッチング動作により、前記電流レベル制御手段で設定された電流量で前記蓄電素子の充電電圧が前記電圧レベル制御手段で設定された充電電圧となるように、前記蓄電素子を間欠充電するようにしてもよいものである。
【0012】
また前記電流レベル制御手段と前記電圧レベル制御手段とは、それぞれ抵抗値が変化可能な可変抵抗で構成され、
前記制御手段は、前記電源の放電能力に応じて前記可変抵抗の抵抗値を変更することが望ましい。
【0013】
また前記電流レベル制御手段及び前記電圧レベル制御手段は、種別判定手段により、複数種の電源が接続されていることが検出された場合、放電能力が最も高い電源の放電能力に基づいて前記設定を行なうようにしてもよいものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【0015】
図1は、本発明の実施形態1に係る電源装置の主要構成を示すブロック図である。図1に示す本発明の実施形態に係る電源装置は、電子機器、たとえば電子スチルカメラ(不図示)に設けられている。
【0016】
図1において、電源装置100は、複数種の電源1a、1b、1cと負荷2、3、4との間に接続される。この電源1a、1b、1cはいずれも直流の主電源であり、本実施形態においては、電源1aとしてACアダプタ、電源1bとしてリチウムイオン電池(2次電池)、電源1cとしてアルカリ電池(1次電池)を用いる場合について説明する。一般にACアダプタによる電力供給が一番安定しており、しかもACアダプタの放電能力が一番高く、リチウムイオン電池の放電能力が二番目に高く、アルカリ電池の放電能力が3番目に高いものとして取扱われている。
【0017】
例えば電子スチルカメラには、小電流で動作する負荷2、3と、大電流で動作する負荷4とが設けられている。電子スチルカメラの負荷2、3にはLCD等が含まれる。負荷4には、ストロボ、AF駆動用モータ等のように瞬間的な大電流による駆動が必要な機器類が含まれる。電源装置100は、小電流で動作する負荷2、3にはDC/DCコンバータ5、6のスイッチング動作により電力供給を行う機能と、大電流で動作する負荷4には、DC/DCコンバータ11のスイッチング動作と合わせて、蓄電素子7の電荷で電力供給を行う機能とを有している。
【0018】
DC/DCコンバータ5、6には、逆流防止素子8aを介して電源1aが、逆流防止素子8bを介して電源1bが、逆流防止素子8cを介して電源1cがそれぞれ接続される。さらに前記各電源1a、1b、1cには、電源の種類を判別する種別判定回路9a、9b、9cが接続される。なお、電源1a、電源1b、電源1cにおいては、その形状や電極接点の位置等の違いにより、電源1aは種別判定回路9aにのみ、電源1bは種別判別回路9bにのみ、電源1cは種別判定回路9cにのみそれぞれ接続可能な構成となっている。
【0019】
マイコン10から種別判定回路9a、9b、9cにはラインL1、L2、L3を通してHighレベルのイネーブル信号が出力され、このHighレベルのイネーブル信号に基いて種別判定回路9a、9b、9cは接続された電源1a、1b、1cの種別を判定し、その判定結果をラインL4、L5、L6を通してマイコン10に出力する。
【0020】
図1の場合には3種類の電源1a、1b、1cが選択的に電源装置100に接続される前提としており、しかも放電能力は電源1a>電源1b>電源1cの関係にある場合を前提としている。また、各電源1a、1b、1cからの電流が他の電源に対応する種別判定回路9a、9b、9cに流れて誤判別するのを防止するため、逆流防止素子8a、8b、8cをそれぞれ設けている。ここに、逆流防止素子8a、8b、8cは、ダイオード、或いは半導体スイッチング素子の組合せ等から構成される。
【0021】
種別判定回路9a、9b、9cは、各電源1a、1b、1c毎にそれぞれに設定されている終止電圧値と、電子機器に装填される電源1a、1b、1cの電圧値とを比較して論理レベルでの検出信号をマイコン10に出力する。すなわち、種別判定回路9a、9b、9cは、電源1a、1b、1cについて予め設定されている終止電圧値と、電子機器に装填された電源1a、1b、1cの電圧値とを比較し、電源1a、1b、1cの電圧値が前記終止電圧値より大きい場合に、電源1a、1b、1cが装填されたことを論理Highレベルの検出信号としてマイコン10に出力する。一方、種別判定回路9a、9b、9cは、電源1a、1b、1cの前記終止電圧値と前記電圧値とを比較して前記電圧値が前記終止電圧値より小さい場合に、使用可能な電源1a、1b、1cが電子機器に装填されていないことを論理Lowレベル信号の検出信号としてマイコン10に出力する。
【0022】
またDC/DCコンバータ5、6は、電源1a、1b、1cの何れかから電力供給を受けてスイッチング動作することにより、負荷2、3に電力供給を行う。ここに、DC/DCコンバータ5、6のスイッチング動作とは、DC/DCコンバータ5、6を連続してON/OFF動作させることを意味する。
【0023】
また蓄電素子7は、DC/DCコンバータ11の出力端子と負荷4に接続される。そして蓄電素子7は、DC/DCコンバータ11のスイッチング動作により充電され、負荷4に電力供給する。ここに、DC/DCコンバータ11のスイッチング動作とは、DC/DCコンバータ11を連続してON/OFF動作させることを意味する。また電源1a、1b、1cは、逆流防止素子8a、8b、8c及び電源ラインを介してDC/DCコンバータ11の第1電源入力端子に接続される。また電源1a、1b、1cは、並列接続された電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3と、電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3に直列接続されたスイッチSW1、SW2、SW3とを介してDC/DCコンバータ11の第2電源入力端子に接続される。これらの電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3は、電源1a、1b、1cの放電能力に応じて該電源1a、1b、1cからDC/DCコンバータ11に入力する電流量を検出するものである。
【0024】
図2(a)、(b)は、前記電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3を用いることにより、電源1a、1b、1cの放電能力に応じてDC/DCコンバータ11に入力する電流量を検出する具体的な回路の実施例を示す図である。図2(a)に示すように直列接続した電流検出抵抗(Rs1、Rs2、Rs3の合成抵抗)Rsの一端がDC/DCコンバータ11の電源ラインに接続され、他端が負荷4(図1参照)を介してグランドに接続される。
【0025】
さらに前記電流検出抵抗Rsの両端部は、比較器11aの2つの入力端子にそれぞれ接続され、比較器11aの出力端子がフリップフロップ11bのリセット端子Rに接続される。またオシレータ11cがフリップフロップ11bのセット端子Sに接続され、DC/DCコンバータ11に含まれるスイッチング回路11dがDC/DCコンバータ11の前記検出入力端子を介してフリップフロップ11bの出力端子Qに接続される。
【0026】
図2(a)において、負荷4に流れる電流によって電流検出抵抗Rsの両端に発生する電圧(Vrs)が、比較器11aに設定した所定の電圧値を越えたときに、比較器11aからフリップフロップ11bのリセット端子Rにリセット信号が出力される。これにより、オシレータ11cからスイッチングロジック回路11dへのパルスが一時的に間引かれる。したがって、その間引かれる時間だけDC/DCコンバータ11のスイッチング動作が行なわれないことになり、DC/DCコンバータ11から負荷4への電力供給が中断する。ここに、電流検出抵抗Rs、負荷4以外の構成機器はDC/DCコンバータ11に組み込まれる。
【0027】
前記電圧(Vrs)が下がり、その値が所定値以下であれば、比較器11aからフリップフロップ11bのリセット端子Rへのリセット信号がクリアされる。これにより、DC/DCコンバータ11のスイッチング動作が再開する。次のスイッチング時に再度所定値を越える場合には再度電力供給が中断する。これを繰返すことで、負荷4側へある電流値以上は流れないようにスイッチング動作が制御される。
【0028】
図2(a)の電流検出方法は電流検出抵抗Rsの両端部に発生する電位差をDC/DCコンバータ11のON/OFFのスイッチング動作に反映したものであるが、これに限定されるものではない。すなわち図2(b)に示すように、電流検出抵抗Rsに流れる電流によって発生する電圧を検出し、その電圧値の検出信号を比較器11aの2つの入力端子に入力し、比較器11aは比較検出する電圧差に比例してトランジスタ11eのベースに流れるベース電流を増加させ、これに伴ってトランジスタ11eのエミッタとグランドとの間の抵抗RLに流れる電流の変化を電圧値の変化として監視し、この電圧値の変化に基いてDC/DCコンバータ11のスイッチング動作を制御するようにしてもよいものである。
【0029】
さらにDC/DCコンバータ11には、グランドと電源ラインとの間に接続される分圧抵抗Rref、Rfb1と、電圧調整抵抗Rfb2、Rfb3と、分圧抵抗Rfb1に電圧調整抵抗Rfb2、Rfb3を並列接続するスイッチSW4、SW5とが接続されている。そして、制御手段としてのマイコン10は、電源1a、1b、1cの放電能力に応じてスイッチSW4、SW5をON/OFF制御して、並列接続される分圧抵抗Rref、Rfb1と電圧調整抵抗Rfb2、Rfb3とによる接続点Cでの分圧比(可変抵抗)を変更することにより、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への充電電圧レベルを電源1a、1b、1cの放電能力に応じて変更する。すなわち、DC/DCコンバータ11は、電源(1a、1b、1c)の放電能力が高い場合には、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7へ供給される電圧値を高い値に設定する。一方、電源(1a、1b、1c)の放電能力が低くなるほど、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への充電電圧値を低い値に設定する。
【0030】
図1における電源1a、1b、1cの放電能力は、電源1a>電源1b>電源1cの関係に設定しており、マイコン10は、電源1aのように放電能力が一番大きい場合には3個のスイッチSW1、SW2、SW3を全てONさせて3個の並列接続した電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3の合成抵抗とし、電源1bのように放電能力が電源1aと1cとの中間の大きさの場合には2個のスイッチSW1、SW2をONさせて残り1個のスイッチSW3をOFFさせ、2個の並列接続した電流検出抵抗Rs1、Rs2の合成抵抗とし、電源1cのように放電能力が一番小さい場合には1個のスイッチSW1をONさせ、残りのスイッチSW2、SW3をOFFさせて1個の電流検出抵抗Rs1の抵抗として、各電源1a、1b、1cからDC/DCコンバータ11に流れる電流量を変化させる。
【0031】
マイコン10はA/D変換器12を含み、負荷2、3及び4の動作制御、DC/DCコンバータ5、6及び11の制御、種別判定回路9a、9b、9cからの信号に基く電源1a、1b、1cの確認及び電源1a、1b、1cの優先順位の決定の制御、スイッチSW1、SW2、SW3のON/OFF制御による蓄電素子7に流れる電流レベルの制御、スイッチSW4、SW5のON/OFF制御による蓄電素子7の充電電圧レベルの制御など、本電源回路100における動作を統括制御するものである。さらにマイコン10は、電源1a>電源1b>電源1cの関係を基準としてソフト処理により、電源1a、1b、1cを使用する優先順位を決定するように設定されている。
【0032】
マイコン10には、電源1a、1b、1cの電圧をモニタするためのA/D変換器12が接続され、さらに電子機器が使用される際にオン側に操作されるメインスイッチ13及びバックアップ電源14が接続されている。そしてマイコン10は、電子機器が待機状態(メインスイッチ13がオフ状態)、あるいは電源1a、1b、1cが電子機器から抜かれた状態であっても、バックアップ電源14から給電されて常時動作可能な状態に維持される。またマイコン10は、Highレベルのイネーブル信号をDC/DCコンバータ5、6に出力し、DC/DCコンバータ5、6をスイッチング動作させて電源1a、1b、1cの何れかから電力供給を負荷2、3に行うように制御するとともに、Highレベルのイネーブル信号をDC/DCコンバータ11に出力し、DC/DCコンバータ11をスイッチング動作させて電源1a、1b、1cの何れかで蓄電素子7を充電する制御を行う。
【0033】
またマイコン10は、種別判定回路9a、9b、9cからの判定信号とAD変換器12からの検出信号と、予め設定された電源1a、1b、1cの優先順位とのデータに基いて、使用する1個の電源1a、1b又は1cを決定し、その決定された電源1a、1b又は1cの放電能力に応じたスイッチSW1、SW2、SW3、SW4、SW5のON/OFF制御を行なう制御手段を構成するものであり、前記制御手段としてのマイコン10は、スイッチSW1、SW2、SW3をON/OFF制御して蓄電素子7に流れる充電電流レベルを制御するとともに、スイッチSW4、SW5を制御して蓄電素子7の充電電圧レベルを制御する作用を行う。
【0034】
ここに、DC/DCコンバータ5、6は、マイコン10による動作指令信号に基いて電源1a、1b、1cから負荷2、3にそれぞれ電力供給を行う第2給電手段を構成する。
またDC/DCコンバータ11は、蓄電素子7を充電可能な第1給電手段を構成する。
また種別判定回路9a、9b、9cは、DC/DCコンバータ11に電力供給する電源1a、1b、1cの種別を判別する種別判定手段を構成する。
電源の放電能力に応じて電源から第1給電手段に流れる電流量を設定する電流レベル制御手段は、スイッチSW1〜SW3と、電流検出抵抗Rs1〜Rs3とから構成される。
また電圧レベル制御手段は、分圧抵抗Rfb1と、電圧調整抵抗Rfb2、Rfb3と、分圧抵抗Rfb1に電圧調整抵抗Rfb2、Rfb3を並列接続するスイッチSW4、SW5等から構成される。
なお、前記電流レベル制御手段と電圧レベル制御手段とは、それぞれ抵抗値が変化可能な可変抵抗で構成されるものであれば、図示したものに限定されるものではない。
またマイコン10はA/D変換器12を備えて制御手段101を構成しており、この制御手段101には前記電流レベル制御手段、前記電圧レベル制御手段が機能的に含まれる。
【0035】
図1に示す電源装置100の動作を図3に基いて説明する。図3は電源装置100におけるマイコン10の制御動作フローチャートである。ステップS1においてマイコン10は、メインスイッチ13がONしているか否か、再起動であるか否かを判定する。ここに、再起動とは、種別判定回路9a、9b、9cからの判定信号やA/D変換器12の入力がなかったことによって電気的に0FF処理が行われた場合、メインスイッチ13はメカ的にONの位置のままであるためにメインスイッチ13を一度OFFして再度ONすることを意味する。
【0036】
ステップS2において、メインスイッチ13がONされた場合にマイコン10が起動する。
【0037】
マイコン10が起動すると、マイコン10は、種別判定回路9a、9b、9cのそれぞれにラインL1、L2、L3を通してHighレベルのイネーブル信号をそれぞれ出力する(ステップS3)。このイネーブル信号を受けて種別判定回路9a、9b、9cは、対応する電源1a、1b、1cの有無を判定し、その判定結果をラインL4、L5、L6を通して出力信号をマイコン10に出力する。
【0038】
ステップS4において、マイコン10は各種別判定回路9a、9b、9cからの検出信号の入力状態をチェックする。
【0039】
全ての種別判定回路9a、9b、9cから論理Lowレベル信号の検出信号が入力した場合には使用可能な接続電源が無いものとして、論理Lowレベルのイネーブル信号を種別判定回路9a、9b、9cにそれぞれ出力して種別判定回路9a、9b、9cをOFF状態にし(ステップS5)、マイコン10は、次のメインスイッチ13がONされ、或いは再起動されるまで起動を停止する(ステップS6)。すなわち、スリープの低消費電力状態に移行する。
【0040】
ステップS4において、少なくとも種別判定回路9a、9b、9cのいずれか1つから論理Highレベルの検出信号が入力されている場合、マイコン10は少なくとも使用可能な電源1a、1b、1cのいずれかが接続されたものとして電源の投入を確認し、ステップS7に処理を移行させて各DC/DCコンバータ5、6、11にラインL7、L8、L9を通して論理Highレベルの起動信号を出力するとともに、ラインL10を通して論理Highレベルの起動信号をA/D変換器12に出力する。A/D変換器12は電圧レベルの検出信号をライン11を通してマイコン10に出力する。
【0041】
ここで、マイコン10には、複数種の電源が接続された場合、放電能力の高いものを優先して選択するようにしている。たとえば、電源1aと電源1bの両方が接続され、種別判定回路9aと9bとから論理Highレベルの検出信号が出力された場合には、種別判定回路9aの出力のみを有効として、電源1a(ACアダプタ)を他の電源1b(リチウムイオン電池、アルカリ電池)よりも優先して選択するように設定してある。同様に、電源1bとしてのリチウムイオン電池と電源1cとしてのアルカリ電池とが接続され、ACアダプタ(電源1a)が接続されていない場合には、リチウムイオン電池(電源1b)がアルカリ電池(電源1c)に優先して選択される。
【0042】
上記条件の下に、マイコン10は、種別判定回路9aから論理Highレベルの検出信号が入力されたか否かを判別する(ステップS9)。そして、検出信号がHレベルならば、電源1aが接続されていると判断して、ステップS12へ進み、種別判定回路9aの検出信号がLレベルならば、ステップS10へ進む。
【0043】
ステップS9において、電源1a(ACアダプタ)の接続を判別した場合、マイコン10は、ラインL12を通して論理Highレベルの制御信号を3つのスイッチSW1、SW2、SW3にそれぞれ出力し、3つのスイッチSW1、SW2、SW3をONして3個の電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3を並列接続し、電流制限が最も緩和された状態にする(ステップS12)。これと同時にマイコン10は、ラインL13を通して論理Lowレベルの制御信号をスイッチSW4、SW5にそれぞれ出力してスイッチSW4、SW5をOFFし、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電圧値を最大値に設定する(ステップS13)。
【0044】
次にマイコン10は、電源1aの終止電圧Nを設定し、DC/DCコンバータ11に論理Highレベルのイネーブル信号を出力して起動開始の制御信号を送り(ステップS14)、通常動作可能な状態に移行させる(ステップS15)。DC/DCコンバータ11は、上記ステップS14においてマイコン10から出力される起動開始信号を受けてスイッチング動作を開始する。この場合、DC/DCコンバータ11は、3種類の電源のうちで、最も大きい電流の供給が許容され、かつマイコンによって設定された最大の電圧値まで電力を蓄電素子7に供給する。蓄電素子7は、上記DC/DCコンバータ11からの電力を受けて充電される。
【0045】
一方、ACアダプタが接続されていない場合は、使用可能な電源の選択判別動作に入る。すなわち、ステップ10に進み、放電能力が二番目に高い電源1b用の種別判定回路9bから論理Highレベルの検出信号が入力されたか否かをチェックし、検出信号レベルがHレベルならば、使用可能な電源1bが接続されていると判別してステップS17へ進み、検出信号レベルがLレベルならば、ステップS11へ進む。
【0046】
ステップS10において、マイコン10が電源1b(リチウムイオン電池)を使用可能な電池として選択した場合、マイコン10はラインL12を通して論理Highレベルの制御信号を2つのスイッチSW1、SW2にそれぞれ出力して2つのスイッチSW1、SW2をONし、かつラインL12を通して論理Lowレベルの制御信号をスイッチSW3に出力してスイッチSW3をOFFして2個の電流検出抵抗Rs1、Rs2を並列接続し、DC/DCコンバータ11に電源1bから流れ込む電流量が中間値になるように設定する(ステップS17)。これと同時にマイコン10は、ラインL13を通して論理Highレベルの制御信号をスイッチSW4に出力してスイッチSW4をONし、かつ論理Lowレベルの制御信号をスイッチSW5に出力してスイッチSW5をOFFし、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電圧値を中間値に設定する(ステップS18)。
【0047】
次にマイコン10は、電源1bとしてのリチウムイオン電池の終止電圧Nを設定し、DC/DCコンバータ11に論理Highレベルのイネーブル信号を出力して起動開始の制御信号を送り(ステップS19)、通常動作可能な状態の処理に移行させる(ステップS15)。DC/DCコンバータ11は、上記ステップS19においてマイコン10から出力される起動開始信号を受けてスイッチング動作を開始する。この場合、DC/DCコンバータ11は、抵抗Rs1,Rs2による電流制限下で、スイッチング動作を行ない、かつ蓄電素子7を設定された中間値まで充電すべく、電力を蓄電素子7に供給する。
【0048】
ステップS11において、マイコン10は、使用する電源として電源1c(アルカリ電池)を選択し、マイコン10はラインL12を通して論理Highレベルの制御信号をスイッチSW1に出力してスイッチSW1をONし、かつラインL12を通して論理Lowレベルの制御信号をスイッチSW2、SW3に出力してスイッチSW2、SW3をOFFし、電流検出抵抗Rs1を用いて、DC/DCコンバータ11に電源1cから流れ込む電流量が最小となるように設定する(ステップS11)。これと同時にマイコン10は、ラインL13を通して論理Highレベルの制御信号をスイッチSW4、SW5に出力してスイッチSW4をONし、かつ論理Highレベルの制御信号をスイッチSW5に出力してスイッチSW5をONし、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電圧値を最低値に設定する(ステップS20)。
【0049】
次にマイコン10は、電源1cとしてのアルカリ電池の終止電圧Nを設定し、DC/DCコンバータ11に論理Highレベルのイネーブル信号を出力して起動開始の制御信号を送り(ステップS21)、通常動作可能な状態の処理に移行させる(ステップS15)。DC/DCコンバータ11は、上記ステップS21においてマイコン10から出力される起動開始信号を受けてスイッチング動作を開始する。この場合、DC/DCコンバータ11は、マイコン10で設定された最低値の電圧まで充電すべく、電力を蓄電素子7に供給する。
【0050】
ステップS15の通常動作に入った後、マイコン10は、ステップS14、S19、S21のいずれかの処理で設定された電源1a、1b、1cの終止電圧NとA/D変換器12が検出した使用している電源の電圧とを定期的に比較し(ステップS16)、A/D変換器12が検出した電圧が前記設定した終止電圧Nより高い場合には、ステップS9〜S14、ステップS10〜S19、ステップS11〜S21の処理を繰り返して、蓄電素子7の充電、蓄電素子7の電荷による電力供給を継続して行なう。
【0051】
一方、A/D変換器12が検出した電圧が前記設定した終止電圧より低い場合、すなわち、電源1a、1b、1c(ACアダプタ、リチウムイオン電池、アルカリ電池)の何れも終止電圧を下回って使用できない場合には、処理をステップ22に移行させ、ラインL7、L8、L9を通して論理Lowレベルのディスイネーブル信号をDC/DCコンバータ5、6、11にそれぞれ出力して各DC/DCコンバータ5、6、11の駆動を停止させ、処理をステップ23に移行させる。
【0052】
ステップ23においてマイコン10はラインL1〜L3、L7〜L13を通して、種別判定回路9a、9b、9c、A/D変換器12、スイッチSW1〜SW5にそれぞれ論理Lowレベルのディスイネーブル信号を出力して、種別判定回路9a、9b、9c、A/D変換器12、スイッチSW1〜SW5をそれぞれOFF状態に復帰させる。その後、マイコン10は駆動停止状態(スリープ、低消費電力状態)で待機する(ステップS24)。
【0053】
なお、図1に示す実施形態において、種別判定回路9a、9b、9cの出力をマイコン10に入力し、その信号に基いて電源1a、1b、1cの選択をマイコン10によるソフト処理で行うようにしたが、これに限定されるものではない。
【0054】
図4(a)は、本発明の実施形態2に係る電源装置の主要構成を示すブロック図、図4(b)は真理値表を示す図である。この実施形態2において、実施形態1と同一、同様な機能の部材には同一の符号を付して省略する。この実施形態での制御手段101は、マイコン(A/D変換器12を含む)10と、このマイコン10と組合せた論理回路15を含んで構成される。そして、種別判定回路9a、9b、9cの出力を論理回路15に入力し、その信号に基いて電源1a、1b、1cの選択を論理回路15でハード的に処理し、その選択結果に基いて、スイッチSW1、SW2、SW3をON/OFFし、スイッチSW1、SW2、SW3のON/OFFにより電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3が並列接続される合成抵抗を用いることにより、DC/DCコンバータ11に各電源1a、1b、1cから流れる電流量が設定される。また論理回路15からスイッチSW1、SW2、SW3に出力されるON/OFFの制御信号が終止電圧設定用にマイコン10に入力しており、論理回路15はマイコン10から起動信号を受けて動作する。
さらに論理回路15は、前記電源1a、1b、1cの選択結果に基いて、スイッチSW4、SW5をON/OFFし、スイッチSW4、SW5のON/OFFにより、分圧抵抗Rref、Rfb1と電圧調整抵抗Rfb2、Rfb3とからなる可変抵抗の抵抗値を変化させ、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への充電電圧値を電源1a、1b、1cの放電能力に応じて設定する。
【0055】
この実施形態の電流レベル制御手段は、負荷2に電力供給を行うDC/DCコンバータ5と、蓄電素子7に充電を行うDC/DCコンバータ11とに流れる電流のレベルを電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3で制御し、かつDC/DCコンバータ11に直列接続した電流検出抵抗Rs4によりDC/DCコンバータ5とDC/DCコンバータ11とに分流する電流値の比を制御している。
【0056】
この実施形態では、電流検出抵抗Rs4がDC/DCコンバータ11のみに直列接続されているため、並列接続される電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3からの電流が2つのDC/DCコンバータ5と11とに流れ込む場合に、DC/DCコンバータ5には、並列接続される電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3のみで制限された電流が流れる。
【0057】
一方、DC/DCコンバータ11には、並列接続される電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3と直列接続される電流検出抵抗Rs4で制限された電流が流れ込む。つまり、電流検出抵抗Rs4によりDC/DCコンバータ5とDC/DCコンバータ11とに分流する電流値の比が制御され、本実施形態では負荷2と負荷4へ流入する電流量を電源の種別に応じて同時に設定しているので、システム全体への電力供給が不安定になることを防止している。
【0058】
さらに、この実施形態では、論理回路15に種別判定回路9a、9b、9cからの検出信号を入力させて、電子機器に装填された電源1a、1b、1cのうちから放電能力が一番高い電源1a、1b又は1cを論理回路15で判別し、その判別信号に基いて並列接続する電流制限抵抗Rs1、Rs2、Rs3を制御している。
【0059】
図4(b)に示す真理値表は、種別判定回路9a〜9cの判定結果と、選択される電源1a〜1cとの関係及び、設定される抵抗値との関係を示している。種別判定回路9a〜9cがHighの場合は有効な電源1a〜1cが接続されている場合、種別判定回路9a〜9cがLowの場合は有効な電源1a〜1cが接続されていない場合を示している。
【0060】
論理回路出力の欄に記載した“抵抗値”は並列接続される電流制限抵抗Rs1、Rs2、Rs3の合成抵抗値を表記してあり、“1”は合成抵抗値が一番小さい場合であって、この場合に電源の放電能力が一番高い(電源1a)。また“2”は合成抵抗値が中間値である場合であって、この場合に電源の放電能力が二番目に高い(電源1b)。また“3”は合成抵抗値が一番大きい場合であって、この場合に電源の放電能力が三番目に高い(電源1c)。また論理回路出力の欄に記載した“電源”の“1”は放電能力が一番高い電源であって、電源1aに対応する。また“2”は放電能力が二番目に高い電源であって、電源1bに対応する。また“3”は放電能力が三番目に高い電源であって、電源1cに対応する。いずれの電源も接続されていない場合には、全ての種別判定回路9a、9b、9cから検出信号が出力されていないため、論理演算がされず、論理回路15が休止状態にある。
【0061】
種別判定回路9aがHighのときは、種別判定回路9b、9cの状態に拘らず、論理回路15は放電能力が一番高い電源1aを選択し、3つのスイッチSW1、SW2、SW3に論理Highレベルのイネーブル信号を出力する。これにより、スイッチSW1、SW2、SW3がONし、その抵抗値は並列接続の電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3の合成抵抗値となる。
【0062】
また種別判定回路9aがLowで、種別判定回路9bがHighの場合には、種別判定回路9cの状態に拘らず、論理回路15は放電能力が二番目に高い電源1bを選択し、2つのスイッチSW1、SW2に論理Highレベルのイネーブル信号を出力し、残りのスイッチSW3に論理Lowレベルのイネーブル信号を出力する。これにより、2つのスイッチSW1、SW2がONし、スイッチSW3がOFFし、その抵抗値は並列接続の2つの電流検出抵抗Rs1、Rs2の合成抵抗値となる。
【0063】
また放電能力が三番目に高い電源1cだけ種別判定回路9cで検出されて論理Highレベルの検出信号を出力している場合、論理回路15は放電能力が三番目に高い電源1cを選択し、1つのスイッチSW1に論理Highレベルのイネーブル信号を出力し、残りのスイッチSW2、SW3に論理Lowレベルのイネーブル信号を出力する。これにより、1つのスイッチSW1がONし、スイッチSW2、SW3がOFFし、その抵抗値は1つの電流検出抵抗Rs1の抵抗値となる。
【0064】
図4(a)に示す電源装置100は、論理回路15がマイコン10に代って種別判定回路9a、9b、9cからの検出信号に基いてDC/DCコンバータ5、11への電流制限(スイッチSW1〜SW3およびスイッチSW4、SW5のON/OFF)を行う以外の動作は、図3に示すフロートチャートの流れに基いて行われる。
【0065】
この実施形態の電源装置では、論理回路15がマイコン10に代って種別判定回路9a、9b、9cからの検出信号に基いてDC/DCコンバータ5、11への電流制限を行うため、マイコン10の負担を軽減することができる。さらにマイコン10に設けられる入出力ポートは設置本数に制限があるため、図1に示すように種別判定回路9a、9b、9c毎にポートを割り当てる場合にはマイコン10の入出力ポートの利用効率は向上しないが、この実施形態の電源装置は、マイコン10の入出力ポートの電流制限制御に使用するポート数を減らすことができ、マイコン10の入出力ポートを有効利用することができる。
【0066】
図5は、本発明の実施形態3に係る電源装置の主要構成を示すブロック図である。この実施形態3において、実施形態1と同一、同様な機能の部材には同一の符号を付して省略する。この実施形態の電源装置は、使用する電源の種類と、その電源の使用本数とによって決まる終止電圧値の違いを利用して、電源の入力レベルから電源の種別判定を行い、その検出信号に基いて蓄電素子充電用のDC/DCコンバータの電流制限、及び充電電圧設定抵抗値を可変することを特徴とするものである。
【0067】
図5において、電源装置100は、複数種の電源1a、1bと負荷2、4との間に接続される。この実施形態での電源1a、1bは主電源であり、たとえばリチウムイオン電池、アルカリ電池等の一次電池を複数本接続して用いられる。この実施形態では、電源1aとしてリチウムイオン電池を2本直列に接続して用い、電源1bとしてアルカリ電池を4本直列接続して用いる場合について説明する。
【0068】
3.7Vのリチウムイオン電池(電源1a)を2本直列に接続すると、合計電圧値は7.4Vとなり、1.5Vのアルカリ電池(電源1b)を4本直列に接続すると、合計電圧値は6Vとなる。リチウムイオン電池1本あたりの終止電圧を3Vとすると、2本使用時の終止電圧は6Vとなり、それ未満ではアルカリ電池の使用しか考えられないので、この閾値を利用して、ハード的な電源検知を行なっている。
【0069】
図5に示す電源装置100は、小電流で動作する負荷2にはDC/DCコンバータ5のスイッチング動作により電力供給を行う機能と、大電流で動作する負荷4には蓄電素子7の電荷で電力供給を行う機能とを有している。
【0070】
DC/DCコンバータ5には、逆流防止素子8aを介して電源1aが、逆流防止素子8bを介して電源1bがそれぞれ接続される。さらに前記各電源1a、1bには、電源の種類を判別する電圧検出器16が接続される。放電能力が大きい電源1aから放電能力の小さい電源1bに電流が逆流するのを防止するために逆流防止素子8a、8bがそれぞれ設けられ、逆流防止素子8a、8bは、ダイオード、或いは半導体スイッチング素子の組合せ等から構成される。
【0071】
前記電圧検出器16は、放電能力が高い方の電源、図5の例では電源1a(リチウムイオン電池)の終止電圧を閾値として設定しており、その閾値と前記電源の電源電圧とに基いて電源の種別を判定する種別判定手段を構成しており、電源1a、1bの電源電圧を検出し、その電源電圧が前記閾値以上であるか否かによってスイッチSW1をON/OFF制御して電流検出抵抗Rs1、Rs2の合成抵抗を形成するとともに、スイッチSW4をON/OFF制御して、並列接続される分圧抵抗Rref、Rfb1と電圧調整抵抗Rfb2とによる可変抵抗を変更する。
【0072】
またDC/DCコンバータ5は、電源1a、1bの何れかから電力供給を受けてスイッチング動作することにより負荷2に電力供給を行う。
【0073】
また蓄電素子7は、DC/DCコンバータ11の出力端子と負荷4に接続される。そして蓄電素子7は、DC/DCコンバータ11のスイッチング動作により充電され、負荷4に電力供給する。また電源1a、1bとDC/DCコンバータ11の検出入力端子との間には、並列接続された電流検出抵抗Rs1、Rs2と、電流検出抵抗Rs2に直列接続されたスイッチSW1とが設けられる。これらの電流検出抵抗Rs1、Rs2は、電源1a、1bの放電能力に応じて該電源1a、1bからDC/DCコンバータ11に入力する電流量を設定するものである。
【0074】
さらにDC/DCコンバータ11には、並列接続される電流制限抵抗Rs1、Rs2の合成抵抗を変更してDC/DCコンバータ11へ流入する電流量を電源の放電能力に応じて調節する電流レベル制御手段と、並列接続される分圧抵抗Rref、Rfb1と電圧調整抵抗Rfb2とによる可変抵抗を変更してDC/DCコンバータ11から蓄電素子7に供給される電圧値を電源の放電能力に応じて調節する電圧レベル制御手段とが接続されている。
【0075】
そして、電圧検出器16は電源1a、1bの放電能力に応じてスイッチSW4をON/OFF制御して、並列接続される分圧抵抗Rrefと電圧調整抵抗Rfb1、Rfb2とによる可変抵抗を変更することにより、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電圧値を電源1a、1bの放電能力に応じて変更する。すなわち、電圧検出器16は、電源(1a、1b)の放電能力が高い場合には、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電圧値を高い値に変更して蓄電素子7をフル充電させる。一方、電源(1a、1b)の放電能力が低くなるほど、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電圧値を低い値に変更して、蓄電素子7の充電を行なわせる。したがって、放電能力が低い電源であっても、蓄電素子7の充電時間が必要以上に延びるのを防止することができ、電子機器の起動時において使用者に違和感を与えることがない。
【0076】
図5に示す電源装置100は、2種類の電源1a、1bのうち放電能力が大きい電源1aの電源電圧が電圧検出器16に設定した閾値(電源1aの終止電圧)以上である場合には、電圧検出器16はHighレベルを出力するので、電源1aの放電能力に適合させて、前記電流レベル変更手段で調節する。さらに放電能力が大きい電源1aの電源電圧が電圧検出器16に設定した閾値(電源1aの終止電圧)以下になった場合には、電圧検出器16はLowレベルを出力するので、電源1bの放電能力に適合させて、前記電流レベル制御手段で設定する。
【0077】
図5に示す電源装置100では、スイッチSW4がOFFの場合には、電源ラインとグランド電位との間に抵抗Rrefと抵抗Rfb1との直列抵抗回路が形成され、スイッチSW4がONの場合には、電源ラインとグランド電位との間に、抵抗Rfb1及び抵抗Rfb2の並列抵抗と抵抗Rrefとの直列回路が形成されることとなり、スイッチSW4を電圧検出器16の出力でON/OFF制御して電圧レベル制御手段の可変抵抗を変更することにより、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電圧値のレベルが調節する。
【0078】
したがって、放電能力が電源1a>電源1bの関係にある場合には、電源1aの電源電圧が電圧検出器16に設定した閾値(電源1aの終止電圧)以上である場合には、電圧検出器16はHighレベルを出力するので、スイッチSW4をOFFにして、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7に供給される電圧値を一番高めに設定する。電源1aの電源電圧が電圧検出器16に設定した閾値(電源1aの終止電圧)以下になった場合には、電圧検出器16はLowレベルを出力するので、スイッチSW4をONして、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7に供給される電圧値を低めに設定する。
【0079】
以上のように電圧検出器16の出力信号に基き、電源1a、1bの放電能力に応じて、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電圧値及びDC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電流量を制御することにより、蓄電素子7の充電時間を電源1a、1bの放電能力の大小に拘らず見掛け上一定にしている。
【0080】
図5に示す電源装置100の動作を図6に基いて説明する。図6は電源装置100におけるマイコン10及び電圧検出器16による制御動作フローチャートである。
【0081】
ステップS25においてマイコン10は、メインスイッチ13がONしているか否か、再起動であるか否かを判定する。ここに、再起動とは、A/D変換器12の入力がなかったことによって電気的に0FF処理が行われた場合、メインスイッチ13はメカ的にONの位置のままであるためにメインスイッチ13を一度OFFして再度ONすることを意味する。
【0082】
ステップS26において、メインスイッチ13がONされた場合にマイコン10が起動する。
【0083】
マイコン10が起動すると、マイコン10は、ラインL10を通してHighレベルのイネーブル信号をA/D変換器12に出力してA/D変換器12をONし(ステップS27)、ラインL11を通して入力するA/D変換器12からの検出信号に基いて電源1a、1bの投入の有無を判別し、いずれの電源1a、1bも装填されていない場合には(ステップS28:NO)、マイコン10は、論理Lowレベルのデイスイネーブル信号をA/D変換器12に出力してA/D変換器12をOFF状態にし(ステップS29)、マイコン10は、次のメインスイッチ13がONされ、或いは再起動されるまで起動を停止する(ステップS30)。
【0084】
ステップS28において、マイコン10がA/D変換器12に論理Highレベルのイネーブル信号を出力し、起動したA/D変換器12から電源1a、1bの電源電圧値のA/D値が入力した場合、マイコン10は少なくとも電源1a、1bのいずれかが投入されたものとして電源の投入を確認し(ステップS31)、ステップS32に処理を移行させて各DC/DCコンバータ5、11にラインL7、L11を通して論理Highレベルの起動信号を出力する。
【0085】
次にステップS33において、電圧検出器16は装填された電源1a、1bの電源電圧値を検出し、その電源電圧値が閾値以上であるか否かを判断する(ステップS34)。前記電圧検出器16は、検出した電源電圧値が閾値以上である場合にステップS35に処理を進め、スイッチSW1に論理Highレベルのイネーブル信号を出力するとともに、スイッチSW4に論理Lowレベルのディスイネーブル信号を出力し、スイッチSW1をONし、かつスイッチSW4をOFFする。DC/DCコンバータ11から蓄電素子7に給電する電流量が大きくなるように調節し、かつDC/DCコンバータ11から蓄電素子7に供給される電圧値を一番高めに設定し、蓄電素子7を充電する(ステップS36)。
【0086】
一方、マイコン10はA/D変換器12からの入力値に基いて電源の種別を放電能力が大きい電源1aであると判定し、電源1aに対応する終止電圧レベルの決定を行う(ステップS37)。この状態で通常の動作状態に移行する(ステップS38)。
【0087】
マイコン10は、A/D変換器12からの入力値を定期的に判別し、電源1aの電源電圧値が終止電圧まで降下したか否かを監視する(ステップS39)。
【0088】
マイコン10がA/D変換器12からの入力値に基いて電源1aの電源電圧値が終止電圧まで降下していないと判断した場合には、電圧検出器16は、電源1aの電源電圧値が閾値以上であるか否かの監視を継続して行い、電源1aの電源電圧値が閾値以下に低下した場合には、ステップS40に処理を移行させる。
【0089】
ステップS40において、前記電圧検出器16は、検出した電源電圧値が閾値以下であるとして、スイッチSW1に論理Lowレベルのディスイネーブル信号を出力するとともに、スイッチSW4に論理Highレベルのイネーブル信号を出力し、スイッチSW1をOFFし、かつスイッチSW4をONする。これにより、上述したDC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電流量及びDC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電圧値が電源1bの放電能力に応じて変更される(ステップS41)。
【0090】
一方、マイコン10は、A/D変換器12からの入力値を定期的に判別し、電源1bの電源電圧値が終止電圧まで降下したか否かを監視しているが(ステップS39)、マイコン10がA/D変換器12からの入力値に基いて電源1bの電源電圧値が終止電圧まで降下していると判断した場合には、マイコン10は、A/D変換器12、DC/DCコンバータ5、11に論理Lowレベルのディスイネーブル信号を出力し(ステップS43)、マイコン10は駆動停止状態(スリープ;低消費電力状態)に待機する(ステップS44)。
【0091】
次に図7を用いて本発明の実施形態3に係る電源装置の具体例を説明する。図7において、逆流防止素子8a、8bとしてダイオードを用いており、これらをダイオード8a、8bとして表記する。
【0092】
A/D変換器12のVcc端子にはダイオード8a、8b及び分圧抵抗R1を介して電源1a、1bが接続され、A/D変換器12のGND端子はグランド電位に接続され、A/D変換器12のVcc端子は分圧抵抗R2を介してグランド電位に接続される。またA/D変換器12のD1、D2端子はA/D変換した電源1a、1bの電圧を出力する端子であり、それぞれのD1、D2端子はマイコン10に接続されている。またA/D変換器12のENB端子にはマイコン10からの論理Highレベルのイネーブル信号、或いは論理Lowレベルのディスイネーブル信号が入力する。
【0093】
またDC/DCコンバータ5のVcc端子には、ダイオード8a、8bを介して電源1a、1bが接続され、またDC/DCコンバータ5のVcc端子は、コンデンサC1を介してグランド電位に接続され、A/D変換器12のGND端子はグランド電位に接続される。またA/D変換器12のENB端子にはマイコン10からの論理Highレベルのイネーブル信号或いは論理Lowレベルのディスイネーブル信号が入力する。またDC/DCコンバータ12のスイッチング動作による出力端子SWには、ダイオード16、コイル17及びコンデンサ18からなる平滑回路を介して負荷2が接続される。
【0094】
また電圧検出器16のVi端子には電源1a、1bがダイオード8a、8bを介して接続され、その接続点はコンデンサ19を介してグランド電位に接続される。
【0095】
またDC/DCコンバータ11は、Vcc端子に電源1a、1bがダイオード8a、8bを介して接続され、そのGND端子がグランド電位に接続される。
【0096】
さらに電圧検出器16のVi端子には、電流検出抵抗Rs1とRs2との並列回路が接続されるが、図7では電流検出抵抗Rs2に代え、ソース−ドレーン間にON抵抗のあるMOSFET20が電流検出抵抗として電流検出抵抗Rs1に並列接続される。MOSFET20は、ONすることにより生じるON抵抗が電流検出抵抗Rs1に並列接続される電流検出抵抗として作用するとともに、OFFすると絶縁状態になるので、スイッチの働きもする。そのため、MOSFET20はドレーンがDC/DCコンバータ11のSNS端子に接続され、ソースがダイオード8a、8bを介して電源1a、1bにそれぞれ接続され、MOSFET20のON抵抗が電流検出抵抗Rs1に並列に接続される。
【0097】
トランジスタ21のコレクタが抵抗22を介してMOSFET20のソースに接続され、MOSFET20のゲートがトランジスタ21のコレクタに接続される。またトランジスタ21のエミッタがグランド電位に接続され、トランジスタ21のベースとエミッタとの間に抵抗23が接続され、トランジスタ21のベースが抵抗24を介して電圧検出器16の出力端子Voに接続される。ここに、電流検出抵抗Rs1、MOSFET20、トランジスタ21、抵抗23、24等により電流レベル制御手段が構成される。
【0098】
さらにDC/DCコンバータ11のSW端子に、ダイオード25、コイル26及び蓄電素子7からなる平滑回路が接続され、DC/DCコンバータ11のON/OFF動作により蓄電素子7が充電される。
【0099】
図5に示す電圧レベル制御手段は、グランドと電源ラインとの間に接続される分圧抵抗Rref、Rfb1と、電圧調整抵抗Rfb2と、分圧抵抗Rfb1に電圧調整抵抗Rfb2を並列接続するスイッチSW4とを含んでいるが、図7に示す電圧レベル制御手段は、スイッチSW4の代りにMOSFET27を含んでいる。MOSFET27はMOSFET20がOFFした場合にONし、分圧抵抗Rfb1に電圧調整抵抗Rfb2を並列接続することにより、接続点Cの分圧比(可変抵抗)を変更してDC/DCコンバータ11から蓄電素子7に供給される電圧値のレベルが変更される。
【0100】
図7において、電圧検出器16からの信号がトランジスタ21のベースに入力すると、トランジスタ21がONする。これに伴って、MOSFET20がONし、MOSFET20のON抵抗が電流検出抵抗Rs1に並列接続し、電源1aの放電能力に応じてDC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電流量が調整される。
【0101】
またMOSFET20がONすると、MOSFET27がOFFして分圧抵抗Rfb1に電圧調整抵抗Rfb2が並列接続されず、電源1aの放電能力に応じてDC/DCコンバータ11から蓄電素子7へ給電される電圧値のレベルが調整される。
【0102】
また電圧検出器16が、電源1aの電源電圧が閾値(電源1aの終止電圧)以下に低下した場合には、電圧検出器の出力はLowとなるので、トランジスタ21のベースにベース電流が流れなくなり、MOSFET20がOFF、MOSFET2027がONすることにより、電源1bの放電能力に応じた、DC/DCコンバータ11から蓄電素子7への電流量及びDC/DCコンバータ11から蓄電素子7へ給電される電圧値のレベルがそれぞれ調整される。
【0103】
なお、図4(a)に示す電流検出抵抗Rs1、Rs2、Rs3、Rs4の回路構成を図1、図5及び図7に示す実施形態に適用してもよいものである。また図4(a)に示す論理回路15を図1、図5及び図7に示す実施形態に適用してもよいものである。
【0104】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数種の電源での駆動が可能な電子機器において、電子機器に用いられる電源の種類を判別し、その判別した電源が有する放電電力が高い場合には、DC/DCコンバータから蓄電素子へ供給される電流値を高い値に変更して蓄電素子をフル充電し、電源の放電能力が低くなるほど、DC/DCコンバータから蓄電素子への電流値、充電電圧を低い値に変更して充電し、負荷に蓄電素子の電荷による電力供給を行うため、蓄電素子から負荷に供給される電力を安定して供給することができるばかりでなく、放電能力が高低に拘らず、蓄電素子7の充電時間を略一定にすることができ、電子機器の起動時において使用者に違和感を与えることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る電源装置の主要構成を示すブロック図である。
【図2】電源の放電能力に応じてDC/DCコンバータに入力する電流量を検出する具体的な回路の実施例を示す図である。
【図3】本発明の実施形態1に係る電源装置におけるマイコンの制御動作フローチャートである。
【図4】(a)は、本発明の実施形態2に係る電源装置の主要構成を示すブロック図、(b)は真理値表を示す図である。
【図5】本発明の実施形態3に係る電源装置の主要構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の実施形態3に係る電源装置におけるマイコン及び電圧検出器の制御動作フローチャートである。
【図7】本発明の実施形態3に係る電源装置の具体例を示す回路図である。
【符号の説明】
1a 1b 1c 電源
2 3 4 負荷
5 6 DC/DCコンバータ
7 蓄電素子
9a 9b 9c 種別判定回路
10 マイコン
11 DC/DCコンバ−タ
Rs1 Rs2 Rs3 電流検出抵抗
Rref Rfb1 分圧抵抗
Rfb2 Rfb3 電圧調整抵抗
SW1 SW2 SW3 SW4 SW5 スイッチ
15 論理回路
16 電圧検出器
Claims (4)
- 電源と接続可能で、前記電源の電力を負荷に供給する電源装置であって、
前記負荷に接続される蓄電素子と、
前記電源と前記蓄電素子との間に設けられ、前記電源により前記蓄電素子を充電可能な給電手段と、
前記給電手段に電力供給する前記電源の種別を判別する種別判定手段と、
前記種別判定手段からの検出信号に基いて前記給電手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記種別判定手段が判別した種別に応じて、
電源の放電能力が低いほど、前記電源から前記給電手段に流れる電流量が少なくなるように電流量を設定する電流レベル制御手段と、
前記蓄電素子の充電電圧が低くなるように充電電圧を設定する電圧レベル制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記電流レベル制御手段と前記電圧レベル制御手段とで設定された電流量および充電電圧に基づいて前記給電手段による前記蓄電素子の充電量を調節することを特徴とする電源装置。 - 請求項1記載の電源装置において、
前記給電手段はDC/DCコンバータで構成され、スイッチング動作により、前記電流レベル制御手段で設定された電流で前記蓄電素子の充電電圧が前記電圧レベル制御手段で設定された充電電圧となるように、前記蓄電素子を間欠充電することを特徴とする電源装置。 - 請求項1記載の電源装置において、
前記電流レベル制御手段と前記電圧レベル制御手段とは、それぞれ抵抗値が変化可能な可変抵抗で構成され、
前記制御手段は、前記電源の放電能力に応じて前記可変抵抗の抵抗値を変更することを特徴とする電源装置。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の電源装置において、
前記電流レベル制御手段及び前記電圧レベル制御手段は、種別判定手段により、複数種の電源が接続されていることが検出された場合、放電能力が最も高い電源の放電能力に基づいて前記設定を行なうことを特徴とする電源装置。
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