JPH08154338A - Ｄｃ／ｄｃコンバータ用電流制御装置及び光学的読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＤＣ／ＤＣコンバータへ電流を供給するトラ
ンジスタの特性のばらつきにかかわらず給電開始時に突
入電流を適正に調整する。 【構成】 トランジスタ２６は、給電に応じて直流をＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ２５に供給する。突入電流制限回路
２８は、トランジスタ２６のベース電流を制限すること
により過大な突入電流が流れることを防止する。突入電
流制限調整回路２９は、トランジスタ２６のベース電流
の制限を解除するように突入電流制限回路２８を動作さ
せる。動作状態検出手段３０は、給電開始から所定時間
経過したところで突入電流制限調整回路２９を動作させ
て突入電流制限回路２８の動作を解除する。従って、給
電開始時はトランジスタ２６からＤＣ／ＤＣコンバータ
２５への突入電流は一定電流に制限されると共に、所定
時間経過後は突入電流の制限は解除される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータ
への電流を制限するＤＣ／ＤＣコンバータ用電流制御装
置及び当該ＤＣ／ＤＣコンバータ用電流制御装置が搭載
された光学的読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、情報入力用の携帯端末装置
（所謂ハンディターミナル）が供されている。この携帯
端末装置はキー操作により情報を入力するのが一般的で
あるが、携帯端末装置にバーコードリーダを接続し、バ
ーコードリーダに給電すると共にバーコードから読取っ
た情報を入力可能とすることが考えられている。

【０００３】ところで、近年、この種の携帯端末装置と
して、例えば３Ｖで動作する低電圧タイプのものが供さ
れており、バーコードリーダの電源電圧と一致しないこ
とがある。従って、携帯端末装置からバーコードリーダ
に給電するには、バーコードリーダ側に携帯端末装置か
ら給電された電圧を必要となる電圧まで昇圧させる電源
装置を備える必要がある。

【０００４】そこで、バーコードリーダにＤＣ／ＤＣコ
ンバータを搭載し、そのＤＣ／ＤＣコンバータにより携
帯端末装置から給電された電圧を所定電圧まで昇圧する
ことが考えられている。

【０００５】ところが、ＤＣ／ＤＣコンバータは起動時
に数アンペアの過大な入力電流（突入電流）が流れるの
で、バーコードリーダへの給電時に携帯端末装置が過負
荷となる。従って、バーコードリーダの電源装置にＤＣ
／ＤＣコンバータへの突入電流を制限するための突入電
流制限回路を設ける必要がある。

【０００６】図９は突入電流制限回路の一例を示して
る。この図９において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１にはト
ランジスタ２のコレクタが接続されている。このトラン
ジスタ２のエミッタ及びベース間には抵抗３が接続さ
れ、ベースは抵抗４を介してアースと接続されている。
この場合、ＤＣ／ＤＣコンバータ１から負荷に供給する
電流が増大すると、それに伴ってトランジスタ２のコレ
クタ電流が増大してベース電流が増加するので、抵抗３
の電圧降下が増大してトランジスタ２のベース電圧が上
昇し、以てトランジスタ２のベース電流が低減してコレ
クタ電流が抑制されるようになる。従って、給電開始時
にトランジスタ２からＤＣ／ＤＣコンバータ１への突入
電流を抑制することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成のものでは、ＤＣ／ＤＣコンバータ１に対する突
入電流をトランジスタ２のベース電流の変動により制限
する構成であるので、携帯端末装置の電源電圧が例えば
３〜６Ｖの場合は、トランジスタのｈFE（電流増幅率）
のばらつきにより当該トランジスタ２の入力電圧の変化
に応じて突入電流制限値が数百ｍアンペアの範囲でばら
ついてしまう。この場合、トランジスタ２によるＤＣ／
ＤＣコンバータ１に対する最大電流制限値を携帯端末装
置の電源供給能力を越えない値に設定する必要がある
が、最大電流制限値がばらつきのため低く設定されすぎ
た場合に、ＤＣ／ＤＣコンバータ１の負荷変動時に増大
する入力電流が制限値を越えてしまうことがあると、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ１の出力電圧の低下によりバーコー
ドリーダが正常に動作しなくなる虞がある。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、ＤＣ／ＤＣコンバータへの電流を供給
するトランジスタの特性のばらつきにかかわらず給電開
始時に突入電流を適正に調整することができるＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ用電流制御装置及び当該ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ用電流装置を用いた光学的読取装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のＤＣ／ＤＣコン
バータ用電流制御装置は、入力電流を所定電圧に変換し
た状態で負荷に給電するＤＣ／ＤＣコンバータを設け、
ベース電流に応じたコレクタ電流を前記ＤＣ／ＤＣコン
バータに与えるトランジスタを設け、このトランジスタ
のコレクタ電流が増加するときは当該トランジスタのベ
ース電流を低減するように制御する突入電流制限回路を
設け、前記突入電流制限回路の制限値が解除されるよう
に前記突入電流制限回路の動作を調整する突入電流制限
調整回路を設け、前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの給電開
始から所定期間が経過したときは前記突入電流制限調整
回路を動作させる動作状態検出手段を設けたものである
（請求項１）。

【００１０】上記構成において、前記突入電流制限回路
をトランジスタを組合せて構成するようにしてもよい
（請求項２）。

【００１１】また、前記トランジスタの出力電圧が設定
電圧以上となったことを検出する過電圧検出手段を設
け、前記突入電流制限回路及び前記突入電流制限調整回
路を、前記過電圧検出手段の検出状態で動作するように
してもよい（請求項３）。

【００１２】また、読取対象面のパターンが結像される
と共に当該結像パターンを示す画像信号を出力する光電
変換素子を設け、上記構成のＤＣ／ＤＣコンバータ用電
流制御装置を前記光電変換素子の背面側に設けるように
してもよい（請求項４）。

【００１３】

【作用及び発明の効果】請求項１記載のＤＣ／ＤＣコン
バータ用電流制御装置の場合、給電開始時にはＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータにはトランジスタを通じて大きな電流が流
れる。このとき、突入電流制御回路は、トランジスタの
コレクタ電流が増大するときはベース電流を低減するよ
うに制御するので、ＤＣ／ＤＣコンバータに対する突入
電流を制限することができる。

【００１４】さて、上述のようにＤＣ／ＤＣコンバータ
起動時に突入電流制御回路によりＤＣ／ＤＣコンバータ
に対する突入電流を制限することができるものの、トラ
ンジスタの特性のばらつきにより入力電圧に応じて突入
電流値が大きくばらついてしまう。例えば制限値が小さ
くなった場合、ＤＣ／ＤＣコンバータの負荷変動時に増
大する入力電流が制限値を越えてしまうと、ＤＣ／ＤＣ
コンバータの出力電圧が低下してしまう。

【００１５】そこで、動作状態検出手段は、ＤＣ／ＤＣ
コンバータへの給電開始から所定期間が経過したときは
突入電流制限調整回路の動作を許可し、突入電流制限調
整回路は、トランジスタのベース電流が増加するように
突入電流制御回路の動作を調整する。これにより、ＤＣ
／ＤＣコンバータの動作状態にかかわらず適正な電流を
ＤＣ／ＤＣコンバータに供給することができる。

【００１６】請求項２記載のＤＣ／ＤＣコンバータ用電
流制御装置の場合、突入電流制限回路はトランジスタを
組合せて構成されているので、トランジスタのオンオフ
動作を利用することができる。

【００１７】請求項３記載のＤＣ／ＤＣコンバータ用電
流制御装置の場合、入力電圧の変動によりトランジスタ
の出力電圧が設定電圧以上となったときは、過電圧検出
手段が検出状態となり、突入電流制限回路の動作によ
り、トランジスタのベース電流が一定に抑制されるの
で、トランジスタの出力電圧を抑制することができる。

【００１８】請求項４記載の光学的読取装置の場合、光
電変換素子は結像パターンを画像信号として出力する。
ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ用電流制御装置は光電変
換素子の背面側に設けられているので、光電変換素子に
至る光学的通路が遮ることはなくＤＣ／ＤＣコンバータ
用電流制御装置を配置することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を携帯端末装置から給電を受け
る携帯形のバーコードリーダに適用した第１実施例を図
１乃至図５を参照して説明する。図２は、バーコードリ
ーダの電気構成を概略的に示している。この図２におい
て、照明ＬＥＤ部１１は、ＬＥＤ１２を作動することに
より検出対象としてのバーコードラベル１３に光を照射
する。また、光電変換素子としてのイメージセンサ１４
は直線状に配設された複数の受光素子を有しており、バ
ーコードラベル１３から反射された光を結像レンズ１５
により集光状態で受光することにより結像パターンに応
じた電気信号を出力する。基準レベル部１６は、イメー
ジセンサ１４からの電気信号をデジタル信号に変換す
る。

【００２０】そして、ＣＰＵ１７は、基準レベル部１６
からのデジタル信号に基づいてバーコードパターンを解
読すると共に、その解読結果をインターフェース部１８
を通じてハンディターミナル等の携帯端末装置１９に出
力する。また、ＣＰＵ１７は、読取が完了したときはブ
ザー部２０により報知音発生手段としてのブザー２１を
作動させることにより報知音を発生させると共に、確認
ＬＥＤ部２２によりＬＥＤ２３を点灯することにより使
用者に読取結果の確認を報知する。一方、ＤＣ／ＤＣ電
源部２４は、携帯端末装置１９から与えられた電力を所
定電圧まで昇圧した状態でバーコードリーダ内部の各電
気回路に出力する。

【００２１】図１は上記ＤＣ／ＤＣ電源部２４を機能ブ
ロックで示している。この図１において、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータ２５には、携帯端末装置１９の電源からトラン
ジスタ２６を通じて直流電流が供給されるようになって
いる。このＤＣ／ＤＣコンバータ２５は、供給された直
流を所定電圧に変換した状態でバーコードリーダを構成
する各種電気回路からなる負荷２７に給電する。ここ
で、上記トランジスタ２６は、ベース電流に当該トラン
ジスタ２６のｈFE（直流電流増幅率）を掛合わせたコレ
クタ電流までＤＣ／ＤＣコンバータ２５に供給すること
ができる。

【００２２】さて、上記トランジスタ２６のベースには
突入電流制限回路２８が接続されており、その突入電流
制限回路２８によりトランジスタ２６のベース電流が調
整されるようになっている。つまり、突入電流制限回路
２８は、トランジスタ２６のコレクタ電流の増加に伴っ
て当該トランジスタ２６のベース電流が増加したとき
は、そのベース電流を制限することによりトランジスタ
２６のコレクタ電流を抑制するようになっている。

【００２３】また、上記突入電流制限回路２８には突入
電流制限調整回路２９が接続されている。この突入電流
制限調整回路２９は、トランジスタ２６のベース電流が
増加するように突入電流制限回路２８の動作を制御す
る。一方、動作状態検出手段３０は突入電流制限調整回
路２９の動作を許可するものであり、その突入電流制限
調整回路２９の動作状態ではトランジスタ２６のベース
電流の制限は解除されるようになる。

【００２４】図３は、図１に示した機能ブロック図の具
体的な電気回路を示している。この図４において、トラ
ンジスタ２６（以下、第１のトランジスタと称する）
は、そのエミッタが電源入力側と接続され、コレクタが
ＤＣ／ＤＣコンバータ２５と接続されていると共に、エ
ミッタとベース間には抵抗３１が接続されている。ま
た、第２のトランジスタ３２は、そのコレクタが第１の
トランジスタ２６のベースと接続され、エミッタが抵抗
３３を介してアースと接続され、ベースが抵抗３４を介
して電源入力側と接続されている。第３のトランジスタ
３５は、そのコレクタが第２のトランジスタ３２のベー
スと接続され、エミッタがアースと接続され、ベースが
第２のトランジスタ３２のエミッタと接続されている。

【００２５】一方、第４のトランジスタ３６は、そのコ
レクタが抵抗３７を介して第２のトランジスタ３２のエ
ミッタと接続され、エミッタはアースと接続され、ベー
スはＣＰＵ１７と接続されている。この場合、抵抗３
３、トランジスタ３２，３５により突入電流制限回路２
８が構成され、第４のトランジスタ３６及び抵抗３７か
ら突入電流制限調整回路２９が構成され、ＣＰＵ１７か
ら動作状態検出手段３０が構成されている。

【００２６】図４は、図２に示した電気回路が搭載され
たプリント配線基板を示している。この図４において、
プリント配線基板３８にはイメージセンサ１４が実装さ
れたイメージセンサ基板３９が立設状態で装着されてい
る。プリント配線基板３８においてイメージセンサ基板
３９の背面側にはＤＣ／ＤＣ電源部２４が搭載されてい
る。このＤＣ／ＤＣ電源部２４は、入力した電圧を昇圧
した状態で安定化するためにコンデンサのように比較的
背の高い部品が多く使用されている。

【００２７】また、プリント配線基板３８においてイメ
ージセンサ１４の前方となる所定位置にはブザー２１が
配設されていると共に、プリント配線基板３８の前端部
には照明用のＬＥＤ１２が実装された照明用基板４０が
接続されている。尚、プリント配線基板３８の略中央部
には矩形状の孔４１が形成されている。

【００２８】図５は上記構成のプリント配線基板３８が
ケースに装着された状態を示している。この図５におい
て、照明用基板４０には照明レンズ４２が装着されてお
り、その照明レンズ４２により照明用基板４０のＬＥＤ
１２から投光された光がケース４３の前面に設けられた
読取口４４に集光するようになっている。また、プリン
ト配線基板３８の後端部にはケーブル４５が接続されて
いる。また、ケース４３には結像レンズ１５を支持する
支持部４６が突出形成されており、その支持部４７がプ
リント配線基板３８の孔４１から突出している。

【００２９】尚、上記ケース４３には図示しないケース
が一体化されることによりケース全体が形成されるよう
になっており、その一体化状態でプリント配線基板３
８、イメージセンサ基板３９、照明用基板４０及び照明
用レンズ４２が位置決めされるようになっている。

【００３０】次に上記構成の作用について説明する。携
帯端末装置１９とバーコードリーダとを接続すると、携
帯端末装置１９からバーコードリーダに給電される。す
ると、突入電流制限回路２８を構成する第２のトランジ
スタ３２がオンするので、抵抗３１及び３３を通じて電
流が流れて当該抵抗３１には通電電流に応じた電圧降下
が生じる。これにより、第１のトランジスタ２６がオン
して当該第１のトランジスタ２６にコレクタ電流が流れ
る。このとき、給電開始時においてはＤＣ／ＤＣコンバ
ータ２５のインピーダンスは低いので、第１のトランジ
スタ２６のコレクタ電流が瞬間的に増大する。

【００３１】すると、第１のトランジスタ２６において
はコレクタ電流の増大に伴ってベース電流が増大するの
で、抵抗３３を流れる電流が増大してその電流に応じた
電圧が当該抵抗３３に発生する。これにより、第３のト
ランジスタ３５のベース電圧が上昇して当該第３のトラ
ンジスタ３５がオンするので、それに伴って第２のトラ
ンジスタ３２がオフする。この結果、第１のトランジス
タ２６のベース電流ひいてはコレクタ電流が抑制され、
それに伴って当該第１のトランジスタ２６のベース電流
が低下して抵抗３３の電圧が低下するようになるので、
第３のトランジスタ３５がオフすると共に第２のトラン
ジスタ３２がオンして第１のトランジスタ２６のベース
電流ひいてはコレクタ電流が流れるようになる。

【００３２】以上の動作により、給電開始時に第１のト
ランジスタ２６を通じた突入電流がＤＣ／ＤＣコンバー
タ２５に流れようとする場合であっても、第１のトラン
ジスタ２６のベース電流は定電流化されるので、第１の
トランジスタ２６のｈFEに応じた突入電流に定電流化す
ることができる。従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５へ
の突入電流を適正に調整することができる。

【００３３】さて、上述のように第１のトランジスタ２
６を通じてＤＣ／ＤＣコンバータ２５に電流が与えられ
ると、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５は所定電圧を発生して
バーコードリーダの内部回路に給電するようになる。す
ると、ＣＰＵ１７が動作して動作開始から所定時間が経
過したところで第４のトランジスタ３６をオンする。こ
れにより、第２のトランジスタ３２のエミッタが抵抗３
３及び抵抗３７の並列回路を通じてアースと接続される
ことになるので、第３のトランジスタ３５をオフさるた
めの電圧降下が発生するのに必要な第１のトランジスタ
２６のベース電流は第４のトランジスタ３６がオンする
以前より増加することになる。これにより第１のトラン
ジスタ２６のコレクタ電流は増加する。従って、以後に
おいては、ＤＣ／ＤＣコンバータ２５起動時の突入電流
制限は解除される。

【００３４】上記構成のものによれば、給電開始時に突
入電流制限回路２８によりトランジスタ２６のベース電
流を定電流化することによりトランジスタ２６からＤＣ
／ＤＣコンバータ２５に与えられる突入電流を所定時間
だけ定電流化するようにしたので、トランジスタからＤ
Ｃ／ＤＣコンバータへの突入電流を抵抗による電圧降下
に応じて制限しようとする従来例のものと違って、トラ
ンジスタのｈFEのばらつきの影響を大きく受けることな
くＤＣ／ＤＣコンバータ２５への突入電流を適正に調整
することができる。

【００３５】また、突入電流制限回路２８をトランジス
タを組合せて構成したので、トランジスタのオンオフ動
作を利用して簡単に構成することができる。さらに、プ
リント配線基板３８においてＤＣ／ＤＣ電源部２４をイ
メージセンサ１４の背面側に配置するようにしたので、
ＤＣ／ＤＣ電源部２４を構成する電気部品がイメージセ
ンサ１４に至る光学的通路を遮断することはない。

【００３６】図６乃至図８は本発明の第２実施例を示し
ており、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説
明を省略する。この第２実施例では、図６に示すように
第１のトランジスタ２６の出力側に過電圧検出手段４７
を接続し、その過電圧制御手段４７がＤＣ／ＤＣコンバ
ータ２５の入力電圧が設定電圧以上となったことを検出
したときは突入電流制限回路２８及び突入電流制限調整
回路２９を動作させることを特徴とする。

【００３７】図７は、図６に示した機能ブロック図の具
体的な電気回路を示している。この図７において、第１
のトランジスタ２６のコレクタと第２のトランジスタ３
２のエミッタとの間には電圧制御回路としての図示極性
の定電圧ダイオード４８が接続されている。

【００３８】図７に示す電気回路の動作を説明する。給
電開始から所定時間経過するまでは第１実施例と同様に
してＤＣ／ＤＣコンバータ２５に対する突入電流を許容
範囲に制限することができる。そして、ＣＰＵ１７によ
り第４のトランジスタ３６がオンされることにより突入
電流制限が解除された状態で、入力電圧の上昇に伴って
第１のトランジスタ２６の出力電圧が上昇して定電圧ダ
イオード４８の降伏電圧を上回ると、定電圧ダイオード
４８がオンして当該定電圧ダイオード４８に電流を流れ
る。すると、抵抗３３，３７に流れる電流が増大して第
３のトランジスタ３５のベース電圧が上昇するので、当
該第３のトランジスタ３５がオンすると共に第２のトラ
ンジスタ３２がオフするようになる。これにより、第１
のトランジスタ２６のベース電流が低減し、それに伴っ
て当該第１のトランジスタ２６のＶCEが増大するので、
第１のトランジスタ２６の出力電圧を抑制することがで
きる（図８参照）。

【００３９】また、第４のトランジスタ３６がオフの場
合にも、定電圧ダイオード４８を流れる電流は抵抗３３
のみに流れ、前述と同様に第１のトランジスタ２６の出
力電圧を抑制することができる。

【００４０】この第２実施例のものによれば、第１実施
例と同様の作用効果を得られながら、過電圧検出手段４
７の動作により入力電圧の変動にかかわらずＤＣ／ＤＣ
コンバータ２５に過度に高い電圧を印加してしまうこと
を防止することができる。

【００４１】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形または拡張できる。本発明
のＤＣ／ＤＣコンバータ用電流制御装置をバーコードリ
ーダ以外の装置に適用するようにしてもよい。

【００４２】突入電流制限回路２８をトランジスタの組
合わせ以外の回路から構成するようにしてもよい。動作
状態検出手段３０をマイクロコンピュータ１７以外で構
成するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体の機能ブロック
図

【図２】全体の電気的構成を示すブロック図

【図３】ＤＣ／ＤＣ電源部を示す電気回路図

【図４】プリント配線基板を示す平面図

【図５】ケースへの装着状態で示すプリント配線基板の
平面図

【図６】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図７】図３相当図

【図８】入力電圧と出力電圧との関係を示す特性図

【図９】従来例を示す図３相当図

【符号の説明】

１９は携帯端末装置、２５はＤＣ／ＤＣコンバータ、２
６はトランジスタ、２８は突入電流制限回路、２９は突
入電流制限調整回路、３０は動作状態検出手段、４７は
過電圧検出手段である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 3/00 Ｂ (72)発明者 杉浦 秋男 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電流を所定電圧に変換した状態で負
   荷に給電するＤＣ／ＤＣコンバータと、 ベース電流に応じたコレクタ電流を前記ＤＣ／ＤＣコン
   バータに与えるトランジスタと、 このトランジスタのコレクタ電流が増加するときは当該
   トランジスタのベース電流を低減するように制御する突
   入電流制限回路と、 前記突入電流制限回路の制限値が解除されるように前記
   突入電流制限回路の動作を調整する突入電流制限調整回
   路と、 前記ＤＣ／ＤＣコンバータへの給電開始から所定期間が
   経過したときは前記突入電流制限調整回路を動作させる
   動作状態検出手段とを備えたことを特徴とするＤＣ／Ｄ
   Ｃコンバータ用電流制御装置。
2. 【請求項２】 前記突入電流制限回路はトランジスタを
   組合せて構成されていることを特徴とする請求項１記載
   のＤＣ／ＤＣコンバータ用電流制御装置。
3. 【請求項３】 前記トランジスタの出力電圧が設定電圧
   以上となったことを検出する過電圧検出手段を備え、 前記突入電流制限回路及び前記突入電流制限調整回路
   は、前記過電圧検出手段の検出状態で動作することを特
   徴とする請求項１記載のＤＣ／ＤＣコンバータ用電流制
   御装置。
4. 【請求項４】 読取対象面のパターンが結像されるよう
   に設けられ当該結像パターンを示す画像信号を出力する
   光電変換素子を備え、 請求項１乃至３の何れかに記載のＤＣ／ＤＣコンバータ
   用電流制御装置は前記光電変換素子の背面側に設けられ
   ていることを特徴とする光学的読取装置。