JPH0562153U

JPH0562153U - 充電ユニット

Info

Publication number: JPH0562153U
Application number: JP855892U
Authority: JP
Inventors: 節哉奥
Original assignee: 関西日本電気株式会社
Priority date: 1992-01-28
Filing date: 1992-01-28
Publication date: 1993-08-13

Abstract

(57)【要約】【目的】電源を供給する機器とＡＣアダプタを共用可
能にし、この電源を供給する機器での電圧変換による発
熱が大きくならないようにすることができる充電ユニッ
トを提供することを目的とする。【構成】充電時には第１バッテリＢ1 と第２バッテリ
Ｂ2 を並列に接続し、放電時には第１バッテリＢ1 と第
２バッテリＢ2 を直列に接続する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、充電可能な２次電池によってコードレスホン等の機器に電源を供給する充電ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

コードレスホンは、電話回線に接続された親機（ＣＥ：接続装置）とコードレスの子機（ＴＥＬ：電話機）とによって構成される。そして、この子機には２次電池が内蔵されているが、親機はＡＣアダプタからのＤＣ電源が供給されるようになっているので、停電時等にはコードレスホンが使用できなくなり、他に通常の電話機を接続しておかなければならないという不便がある。

【０００３】そこで、親機にも２次電池を内蔵しておき、停電時等にはここから電源を供給するようにしたコードレスホンが従来からあった。しかし、このように親機に２次電池を内蔵すると、コードレスホンのコストアップの原因となり、親機が大型化するという欠点がある。このため、従来は、別にオプション等で充電ユニットを提供するのが通常であった。

【０００４】上記充電ユニットは、ＡＣアダプタと親機との間に接続し、通常時にＡＣアダプタから供給されるＤＣ電源によって２次電池を充電しながら親機にも電源を供給し、停電時等には、充電された２次電池によって親機に電源を供給するようにしたものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記充電ユニットの２次電池は、それ自身の出力電圧よりも高い電圧で充電しなければならず、しかも、これを高速で充電しようとすると、さらに高電圧が必要となる。即ち、例えば親機が５ＶのＤＣ電源で駆動される場合、充電ユニットには６Ｖ程度の２次電池を装備することになり、この２次電池を充電するための電圧は１５Ｖ程度が必要となる。このため、従来のコードレスホンは、親機に直接接続するＡＣアダプタであれば６Ｖ程度のもので足りるにもかかわらず、充電ユニットに接続する場合には１５Ｖ程度のＡＣアダプタが必要となり、同じコードレスホンに２種類の電圧のＡＣアダプタを用意しなければならなくなる。

【０００６】また、５Ｖの定電圧を作る親機の定電圧源（３端子レギュレータ）を６Ｖ〜１５Ｖ程度の広い範囲の入力電圧で駆動できるようにしておけば、ＡＣアダプタからの１５Ｖの電源もそのまま使用することができるようになる。しかしながら、このように定電圧源での変換電圧の差が大きくなると発生する熱量も多くなり、特に近年は子機と共に親機も薄型小型化される傾向が強いために、この定電圧源での発熱を効率よく放熱することが困難になってきている。

【０００７】このため、従来は、充電ユニットの入力電圧と出力電圧が大きく異なるために、電源システムの構成が複雑になり、ＡＣアダプタ等の製造や保守用の保管が面倒なものになるという問題が生じたり、機器が幅広い範囲の入力電圧を受け付けるようにした場合に発熱が大きくなりすぎるという問題が生じていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、請求項１の充電ユニットは、充電可能な２次電池が複数の組に分割されると共に、この２次電池の各組を並列に接続して入力電圧を印加する充電手段と、この２次電池の各組を直列に接続し電源として出力に供給する放電手段とが設けられたことを特徴としている。

【０００９】また、請求項２の充電ユニットは、充電可能な２次電池が複数の組に分割されると共に、入力電圧の異常を検出する入力電圧検出回路が設けられ、この入力電圧検出回路が入力電圧の異常を検出しない場合に、入力電圧をそのまま電源として出力に供給すると共に、２次電池の各組を並列に接続して入力電圧を印加し、また、入力電圧検出回路が入力電圧の異常を検出した場合に、２次電池の各組を直列に接続し電源として出力に供給する充放電切換回路とが設けられたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】

本考案の構成により、充電ユニットへの入力電圧は、２次電池の各組を並列接続した回路に印加され、充電ユニットの出力電圧は、２次電池の各組を直列接続した電圧となる。

【００１１】従って、充電ユニットの入力電圧をこの充電ユニットが出力に供給する電圧とほぼ同じにしたとしても、２次電池の各組に対しては、出力電圧のほぼ分割数倍の電圧で充電を行うことができるようになる。しかも、このように入出力電圧をほぼ同じにすれば、充電ユニットに入力を行う電源をそのままこの充電ユニットが電源を供給する機器に接続したとしても、機器内で大きな電圧の変換を行う必要がなくなる。

【００１２】この結果、本考案によれば、充電ユニットの入出力電圧をほぼ同じにしても２次電池を十分に高い電圧で充電できるので、電源電圧を統一でき電源システムの構成を融通の利くものにすると共に、機器側でも電源電圧の変換による発熱を抑制することができるようになる。

【００１３】また、請求項２の考案によれば、充電ユニットへの入力電圧をそのまま電源として出力に供給しながら２次電池の充電を行うことができ、しかも、この入力電圧に異常が発生した場合には、入力電圧検出回路が充放電切換回路を制御して２次電池から出力に電源を供給することができるようになるので、停電時等における無停電電源装置として使用することができる。

【００１４】なお、請求項１における充電手段と放電手段の切り換えは、手動操作によって行うようにしてもよいし、請求項２のように入力電圧検出回路等の検出結果に基づいて自動的に切り換えるようにすることもできる。また、請求項１における充電手段と放電手段及び請求項２における充放電切換回路は、有接点又は無接点のスイッチ回路のみによって構成することもできるが、ダイオード等を組み合わせて電流の方向を規制すれば、より簡単な回路構成とすることができる。さらに、請求項１における充電手段や請求項２における充放電切換回路には、充電抵抗等が適宜挿入される。

【００１５】

【実施例】

以下、図面を参照しながら、本考案の実施例を詳述する。〔第１実施例〕

【００１６】図１は本考案の一実施例を示すものであって、充電ユニットの回路図である。

【００１７】本実施例は、請求項１の考案についての実施例を示すものであり、例えば玩具等の補助電源として用いる充電ユニットについて説明する。

【００１８】充電ユニットの入力端子ＩＮには、ＡＣアダプタからの６ＶのＤＣ電源が入力されるようになっている。この入力端子ＩＮは、第１スイッチ１の第１端子と第２スイッチ２の共通端子に接続されている。また、この第１スイッチ１の共通端子は、充電ユニットの出力端子ＯＵＴに接続されている。

【００１９】上記第２スイッチ２の第２端子は、第１充電回路５の抵抗Ｒ1 及びダイオードＤ1 を介して第１バッテリＢ1 の正極と第３スイッチ３の共通端子に接続されると共に、第２充電回路６の抵抗Ｒ2 及びダイオードＤ2 を介して上記第１スイッチ１の第３端子と第２バッテリＢ2 の正極に接続されている。第１充電回路５と第２充電回路６の抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 は、それぞれ第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 の充電抵抗である。また、第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 は、それぞれ１．２Ｖの２次電池を３セル直列に接続した３．６Ｖのバッテリである。

【００２０】上記第１バッテリＢ1 の負極側は接地されている。また、上記第２バッテリＢ 2 の負極側は、上記第３スイッチ３の第３端子に接続されると共に、第４スイッチ４の第２端子に接続されている。そして、この第４スイッチ４は、共通端子が接地されている。

【００２１】上記第１スイッチ１，第２スイッチ２，第３スイッチ３及び第４スイッチ４は、１個のスライドスイッチによって連動するスイッチであり、このスイラドスイッチの操作により、それぞれの共通端子が第１端子，第２端子又は第３端子に共通に接続されるようになっている。

【００２２】上記構成の充電ユニットの動作を説明する。

【００２３】スライドスイッチの操作により、第１スイッチ１，第２スイッチ２，第３スイッチ３及び第４スイッチ４の各共通接点が図示のように第１端子に接続された場合には、入力端子ＩＮに入力された６ＶのＤＣ電源がそのまま出力端子ＯＵＴから出力される。従って、この充電ユニットに接続される玩具等は、ＡＣアダプタから直接電源を供給されたときと同じ状態になる。

【００２４】また、スライドスイッチの操作により、第１スイッチ１，第２スイッチ２，第３スイッチ３及び第４スイッチ４の各共通接点が第２端子に接続された場合には、第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 が並列接続になり、入力端子ＩＮに入力された６ＶのＤＣ電源が第１充電回路５の抵抗Ｒ1 及びダイオードＤ1 を介して第１バッテリＢ1 に印加されると共に、第２充電回路６の抵抗Ｒ2 及びダイオードＤ2 を介して第２バッテリＢ2 に印加される。従って、３．６Ｖの第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 は、約６Ｖの高電圧で充電されることになり、高速充電が可能となる。

【００２５】さらに、スライドスイッチの操作により、第１スイッチ１，第２スイッチ２，第３スイッチ３及び第４スイッチ４の各共通接点が第３端子に接続された場合には、第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 が直列接続になり、これらの電圧の和の７．２Ｖが出力端子ＯＵＴから電源として出力される。従って、この場合には、充電ユニットに接続された玩具等がＡＣ電源から分離されて内蔵２次電池によって駆動されることになる。

【００２６】この結果、本実施例の充電ユニットでは、入力端子ＩＮの入力電圧と出力端子ＯＵＴの出力電圧がほぼ同じであるため、この充電ユニットにＤＣ電源を供給するＡＣアダプタを直接玩具等に接続することが可能となり、しかも、玩具等の側では、６Ｖ〜７．２Ｖ程度の入力電圧をほぼ同じ電圧である５Ｖの定電圧に変換するればよいので、この変換の際の発熱量もわずかなものとなる。〔第２実施例〕

【００２７】図２は本考案の他の実施例を示すものであって、充電ユニットの回路図である。なお、図１に示した第１実施例と同様の機能を有する構成部材には同じ符号を付記する。

【００２８】本実施例は、請求項２の考案についての実施例を示すものであり、コードレスホンの親機の無停電電源として用いる充電ユニットについて説明する。

【００２９】充電ユニットの入力端子ＩＮには、ＡＣアダプタからの６ＶのＤＣ電源が入力されるようになっている。この入力端子ＩＮは、第１スイッチ１１のブレーク端子に接続されると共に、停電検出回路１２，第１充電回路１３及び第２充電回路１４にもそれぞれ接続されている。第１スイッチ１１の共通端子は、出力端子ＯＵＴに接続されると共に、電解コンデンサＣを介して接地されている。

【００３０】停電検出回路１２は、入力端子ＩＮと接地間に接続され、この入力端子ＩＮに入力されるＤＣ電源の停電を検出する回路であり、リセットＩＣ等によって構成される。そして、上記第１スイッチ１１は、この停電検出回路１２が停電を検出した場合に、共通端子をブレーク端子からメーク端子側に切り換えて接続するようになっている。

【００３１】第１充電回路１３は、抵抗Ｒ1 とダイオードＤ1 との直列回路である。そして、この第１充電回路１３は、さらに第１バッテリＢ1 を介して接地されている。第２充電回路１４は、抵抗Ｒ2 とダイオードＤ2 との直列回路である。そして、この第２充電回路１４は、さらに第２バッテリＢ2 と第２スイッチ１５の共通端子−ブレーク端子間を介して接地されている。第２スイッチ１５は、第１スイッチ１１と同様に、上記停電検出回路１２が停電を検出した場合に、共通端子をブレーク端子からメーク端子側に切り換えて接続するようになっている。第１充電回路１３のダイオードＤ1 と第１バッテリＢ1 との間は、この第２スイッチ１５のメーク端子に接続されている。また、第２充電回路１４のダイオードＤ2 と第１バッテリＢ2 との間は、上記第１スイッチ１１のメーク端子に接続されている。

【００３２】上記構成の充電ユニットの動作を説明する。

【００３３】入力端子ＩＮにＡＣアダプタからの６ＶのＤＣ電源が入力されている場合には、第１スイッチ１１の共通端子がブレーク端子に接続されたままとなるので、この入力端子ＩＮのＤＣ電源がそのまま出力端子ＯＵＴから出力される。従って、この充電ユニットが接続されるコードレスホンの親機は、同じＡＣアダプタから直接電源を供給されたときと同じ状態になる。また、この場合には、第２スイッチ１５も共通端子がブレーク端子に接続されたままとなるので、第１バッテリＢ 1 と第２バッテリＢ2 が並列接続になり、入力端子ＩＮのＤＣ電源が第１充電回路１３の抵抗Ｒ1 及びダイオードＤ1 を介して第１バッテリＢ1 に印加されると共に第２充電回路１４の抵抗Ｒ2 及びダイオードＤ2 を介して第２バッテリＢ2 にも印加される。従って、３．６Ｖの第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 は、約６Ｖの高電圧を印加されて充電されることになり、高速充電が可能となる。

【００３４】ここで、例えば停電が発生したりＡＣアダプタがコンセントから抜け落ちる等の事故により入力端子ＩＮにＤＣ電源が供給されなくなった場合には、停電検出回路１２がこれを検出して第１スイッチ１１と第２スイッチ１５の共通端子をメーク端子側の接続に切り換える。すると、第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 が直列接続になり、これらの電圧の和の７．２Ｖが出力端子ＯＵＴから電源として出力される。従って、この充電ユニットに接続されたコードレスホンの親機は、ＡＣアダプタからＤＣ電源が供給されなくなった場合にも直ちにバッテリバックアップされて使用可能状態になる。なお、上記電解コンデンサＣは、この第１スイッチ１１と第２スイッチ１５の切り換え時におるけ電源の瞬断を防止するためのものである。

【００３５】この結果、本実施例の充電ユニットによれば、停電時等にも直ちにコードレスホンの親機にＤＣ電源が供給されるようになる。しかも、この充電ユニットの入力端子ＩＮの入力電圧と出力端子ＯＵＴの出力電圧がほぼ同じであるため、ＡＣアダプタを親機と共用することが可能となり、また、この親機の側では、６Ｖ〜７．２Ｖ程度の入力電圧をほぼ同じ電圧である５Ｖの定電圧に変換すればよいので、電圧変換の際の発熱量もわずかなものとなる。〔第３実施例〕

【００３６】図３は本考案のさらに他の実施例を示すものであって、充電ユニットの回路図である。なお、図１及び図２に示した第１実施例及び第２実施例と同様の機能を有する構成部材には同じ符号を付記する。

【００３７】本実施例は、第２実施例と同様に請求項２の考案についての実施例を示すものであり、入力電圧検出回路と充放電切換回路をトランジスタを利用したスイッチ回路によって構成した場合について説明する。

【００３８】充電ユニットの入力端子ＩＮには、ＡＣアダプタからの６・５ＶのＤＣ電源が入力されるようになっている。この入力端子ＩＮは、ダイオードＤ3 を介して出力端子ＯＵＴに接続されている。また、この出力端子ＯＵＴは、瞬断防止用の電解コンデンサＣを介して接地されている。

【００３９】上記入力端子ＩＮは、第１充電回路２１，第２充電回路２２，第１入力電圧検出回路２３及び第２入力電圧検出回路２４にも接続されている。

【００４０】第１充電回路２１は、ダイオードＤ1 と抵抗Ｒ1 との直列回路である。そして、この第１充電回路２１は、さらに第１バッテリＢ1 を介して接地されると共にｐｎｐ型第１トランジスタＱ1 のエミッタに接続されている。第２充電回路２２は、ダイオードＤ2 と抵抗Ｒ2 との直列回路である。そして、この第２充電回路２２は、さらに第２バッテリＢ2 を介して第１トランジスタＱ1 のコレクタとｎｐｎ型第２トランジスタＱ2 のコレクタに接続されると共に、ダイオードＤ4 を介して出力端子ＯＵＴに接続されている。

【００４１】第１入力電圧検出回路２３は、ダイオードＤ5 と分圧抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 との直列回路を接地したものであり、この分圧抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 間が上記ｐｎｐ型第１トランジスタＱ1 のベースに接続されている。従って、入力端子ＩＮに６．５ＶのＤＣ電源が入力されている場合には第１トランジスタＱ1 がＯＦＦとなり、ＤＣ電源が入力されなくなるとこの第１トランジスタＱ1 がＯＮとなる。第２入力電圧検出回路２４は、分圧抵抗Ｒ5 ，Ｒ6 の直列回路を接地したものであり、この分圧抵抗Ｒ5 ，Ｒ6 間中間接続点が上記ｎｐｎ型第２トランジスタＱ2 のベースに接続されている。従って、入力端子ＩＮに６．５ＶのＤＣ電源が入力されている場合には第２トランジスタＱ2 がＯＮとなり、ＤＣ電源が入力されなくなるとこの第２トランジスタＱ2 がＯＦＦとなる。

【００４２】上記構成の充電ユニットの動作を説明する。

【００４３】入力端子ＩＮにＡＣアダプタからの６．５ＶのＤＣ電源が入力されている場合には、ダイオードＤ3 がＯＮとなるので、このダイオードＤ3 における順方向電圧の０．５Ｖを除算した６Ｖの電源が出力端子ＯＵＴから出力される。従って、この充電ユニットが接続されるコードレスホンの親機は、同じＡＣアダプタから直接電源を供給されたときとほぼ同じ状態になる。また、この場合には、第１トランジスタＱ1 がＯＦＦとなり第２トランジスタＱ2 がＯＮとなるので、第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 が並列接続になり、入力端子ＩＮのＤＣ電源が第１充電回路２１のダイオードＤ1 及び抵抗Ｒ1 を介して第１バッテリＢ1 に印加されると共に第２充電回路２２のダイオードＤ2 及び抵抗Ｒ2 を介して第２バッテリＢ2 にも印加される。従って、３．６Ｖの第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 は、約６Ｖの高電圧で充電されることになり、高速充電が可能となる。

【００４４】ここで、停電等の発生により入力端子ＩＮにＤＣ電源が供給されなくなった場合には、第１トランジスタＱ1 がＯＮとなり第２トランジスタＱ2 がＯＦＦとなる。すると、第１バッテリＢ1 と第２バッテリＢ2 が直列接続になり、これらの電圧の和の７．２Ｖから第１トランジスタＱ1 におけるコレクタ−エミッタ間電圧の０．７ＶとダイオードＤ4 における順方向電圧の０．５Ｖを除算した電圧６Ｖが出力端子ＯＵＴより電源として出力される。従って、この充電ユニットに接続されたコードレスホンの親機は、ＡＣアダプタからＤＣ電源が供給されなくなった場合にも直ちにバッテリバックアップされて使用可能状態になる。

【００４５】この結果、本実施例の充電ユニットによれば、停電時等にも直ちにコードレスホンの親機にＤＣ電源が供給されるようになる。しかも、この充電ユニットの入力端子ＩＮの入力電圧と出力端子ＯＵＴの出力電圧がほぼ同じであるため、ＡＣアダプタを親機と共用することが可能となり、また、この親機の側では、６Ｖ程度の入力電圧をほぼ同じ電圧である５Ｖの定電圧に変換するればよいので、電圧変換の際の発熱量もわずかなものとなる。

【００４６】なお、本実施例では、停電等が発生した際に第２トランジスタＱ2 がＯＦＦとなる前に第１トランジスタＱ1 がＯＮになると第２バッテリＢ2 がショートされるので、確実に第２トランジスタＱ2 の方が先にＯＦＦとなるように第１入力電圧検出回路２３と第２入力電圧検出回路２４の回路定数を定めておく必要がある。また、入力端子ＩＮに入力されるＤＣ電源の電圧が低下するような場合には、電圧が重畳されて出力するおそれがあるので、このような場合には、図２に示した第２実施例のようにリセットＩＣ等を利用した停電検出回路１２を用いる必要が生じる。

【００４７】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案の充電ユニットは、入出力電圧をほぼ同じにしても２次電池を十分に高い電圧で充電することができるので、電源電圧を統一し機器の電源システムの構成を融通の利くものにすると共に、この機器側での電源電圧の変換による発熱を抑制することができるようになるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すものであって、充電ユ
ニットの回路図である。

【図２】本考案の他の実施例を示すものであって、充電
ユニットの回路図である。

【図３】本考案のさらに他の実施例を示すものであっ
て、充電ユニットの回路図である。

【符号の説明】

１第１スイッチ２第２スイッチ３第３スイッチ４第４スイッチ１１第１スイッチ１２停電検出回路１５第２スイッチ２３第１入力電圧検出回路２４第２入力電圧検出回路Ｂ1 バッテリＢ2 バッテリＱ1 無接点スイッチ（ｐｎｐ型トランジスタ）Ｑ2 無接点スイッチ（ｎｐｎ型トランジスタ）

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】充電可能な２次電池が複数の組に分割され
ると共に、この２次電池の各組を並列に接続して入力電圧を印加す
る充電手段と、この２次電池の各組を直列に接続し電源として出力に供
給する放電手段とが設けられたことを特徴とする充電ユ
ニット。
【請求項２】充電可能な２次電池が複数の組に分割され
ると共に、入力電圧の異常を検出する入力電圧検出回路が設けら
れ、この入力電圧検出回路が入力電圧の異常を検出しない場
合に、入力電圧をそのまま電源として出力に供給すると
共に、２次電池の各組を並列に接続して入力電圧を印加
し、また、入力電圧検出回路が入力電圧の異常を検出し
た場合に、２次電池の各組を直列に接続し電源として出
力に供給する充放電切換回路とが設けられたことを特徴
とする充電ユニット。
【請求項３】前記充放電切換回路を無接点スイッチを用
いて構成したことを特徴とする請求項２記載の充電ユニ
ット。