JP2009131002A - 電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズの発生を抑制すると共にうなり音の発生も抑制し、かつコスト低減を図り得る電気機器を提供する。
【解決手段】二次電池７と、負荷（モータ８）とを備え、商用電源を所定電圧に降圧するトランスを備えたＡＣアダプタ２からの出力を用いて、二次電池７の充電および負荷（モータ８）の駆動を行う電気機器であって、制御回路５により、ＡＣアダプタ２出力の二次電池７および負荷（モータ８）への供給を制御するスイッチング素子３のオン／オフ制御を、商用電源周波数の倍数にならない１［ｋＨｚ］以下の周波数で行う。
【選択図】図１

Description

本発明は電源トランスタイプのＡＣアダプタを用いて商用電源を所定電圧に降圧させた電圧を使用し、負荷駆動と二次電池の充電を並行して行う電気機器に係り、特に、ノイズの発生を抑制すると共にうなり音の発生も抑制し、かつコスト低減を図り得る電気機器に関する。

電源部に商用電源を利用して充電される二次電池を備え、該二次電池の充電と負荷駆動を同時に行う小型電気機器として、例えば特許第２５５５３２３号公報に開示されているものがある。

この従来の電気機器は、インバータ回路を含み、該インバータ回路に於いて商用電源の周波数と電圧値の変換を行う電力供給手段と、該電力供給手段に接続されて駆動電力が供給される負荷部と、該負荷部の負荷量を検出する手段と、その検出手段で検出された負荷量の大小に対応させて、負荷部の駆動状態を予め設定された状態に維持可能とする制御手段と、検出手段における負荷量検出動作と連繋して電力供給手段から出力される電流量を制限する手段と、を備えて構成し、また負荷部を二次電池とその他の負荷とから構成し、二次電池を電力供給手段に常時接続することにより、負荷駆動と充電を並行して行うものである。
特許第２５５５３２３号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術においては、電気機器内にインバータ回路を備えて、高周波でスイッチングさせながら所定電圧に降圧して負荷駆動と充電を行うため、インバータ回路により電気機器自体が大きくなり重量も増すことから、電気かみそり等の小型電気機器に適用した場合に、使用者が操作し難いといった事情がある。

また、インバータ回路が高速でスイッチングしているためノイズが発生し易く、ノイズ対策が必要となりコストアップにつながるという事情もあった。さらに、電気機器内に商用電源電圧が存在することから、例えば水洗い可能な電気かみそりに適用した場合に、水洗い時に感電するおそれもある。

また近年、電源トランスまたはスイッチング電源タイプのＡＣアダプタを用いて商用電源を所定電圧に降圧させた電圧を使用し、負荷（モータ）駆動と二次電池の充電を並行して行う電気かみそり等の電気機器も多く実用化されている。スイッチング電源タイプのＡＣアダプタを用いる場合には、ＡＣアダプタ内部において高周波でスイッチングしているためノイズが発生し易く、ノイズ対策が必要となりコストアップにつながるという事情があった。

また、電源トランスタイプのＡＣアダプタを用いる場合には、該ＡＣアダプタから商用電源周期（５０［Ｈｚ］／６０［Ｈｚ］）で出力が供給されるため、そのままの周波数で負荷（モータ）を駆動させると電圧変動によるうなりが発生する。

電源トランスタイプのＡＣアダプタを用いる場合、実験により１［ｋＨｚ］以上の駆動周波数で負荷（モータ）を駆動させるとモータ音のうなりが聞こえないことが分かっており、例えば約２［ｋＨｚ］の駆動周波数で負荷（モータ）を駆動させている。しかしながら、駆動周波数が約２［ｋＨｚ］と高速であるため、間欠駆動のためのスイッチング素子におけるスイッチングロスが大きく、該スイッチング素子が発熱し易い。そのため、オン抵抗が小さいスイッチング素子、或いは定格の大きなスイッチング素子を使用する必要があり、コストアップにつながるという事情があった。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、電源トランスタイプのＡＣアダプタを用いて商用電源を所定電圧に降圧させた電圧を使用し、負荷駆動と二次電池の充電を並行して行う電気機器であって、ノイズの発生を抑制すると共にうなり音の発生も抑制し、かつコスト低減を図り得る電気機器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る電気機器は、二次電池と、負荷とを備え、商用電源を所定電圧に降圧するトランスを備えたＡＣアダプタからの出力を用いて、前記二次電池の充電および前記負荷の駆動を行う電気機器であって、前記ＡＣアダプタ出力の前記二次電池および前記負荷への供給を制御するスイッチング素子と、前記スイッチング素子のオン／オフ制御を、前記商用電源周波数の倍数にならない１［ｋＨｚ］以下の周波数で行う制御手段と、を備えることを第１の特徴とする。

また、本発明に係る電気機器は、前記負荷はモータであることを第２の特徴とする。

また、本発明に係る電気機器は、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段を備え、前記制御手段は、前記電圧検出手段による電圧検出毎に前記スイッチング素子の制御周期におけるオン時間を徐々に変動させることを第３の特徴とする。

また、本発明に係る電気機器は、前記制御手段は、前記電圧検出手段による検出結果に応じた前記スイッチング素子の制御周期におけるオン時間で前記スイッチング素子のオン／オフ制御を開始することを第４の特徴とする。

また、本発明に係る電気機器は、前記二次電池の残容量を検出する電池残容量検出手段を備え、前記制御手段は、前記電池残容量検出手段による検出結果に応じた前記スイッチング素子の制御周期におけるオン時間で前記スイッチング素子のオン／オフ制御を開始することを第５の特徴とする。

さらに、本発明に係る電気機器は、前記電圧検出手段は、前記スイッチング素子がオンになる直前のタイミングで前記二次電池の電圧を検出することを第６の特徴とする。

本発明に係る第１の特徴の電気機器では、スイッチング素子のオン／オフ制御を、商用電源周波数の倍数にならない１［ｋＨｚ］以下の周波数で行うこととしたので、電池電圧の周期的な電圧変動を抑えてうなり音の発生を抑制することができ、また低周波数による間欠駆動によりノイズの発生を抑制することができ、結果としてコスト低減を図り得る電気機器を実現することができる。

また、本発明に係る第２の特徴の電気機器では、負荷をモータとして、該モータによるうなり音の発生を抑制することができる。

また、本発明に係る第３の特徴の電気機器では、電圧検出手段による電池電圧の検出毎に、制御手段によるスイッチング素子のオン／オフ制御におけるオンデューティを徐々に変動させるので、電池電圧の電圧変動幅をさらに抑制して、うなり音の発生をさらに抑制することができる。

また、本発明に係る第４の特徴の電気機器では、制御手段によりスイッチング素子３のオン／オフ制御を開始する際のオンデューティの初期設定を、電圧検出手段による二次電池の電池電圧検出結果に応じて行うので、負荷の駆動開始からできるだけ短時間で所定電圧に到達させることができ、結果として、電池電圧が変動する時間帯をより短くすることができ、うなり音の発生を抑制することができる。

また、本発明に係る第５の特徴の電気機器では、制御手段によりスイッチング素子のオン／オフ制御を開始する際のオンデューティの初期設定を、電池残容量検出手段による二次電池の電池残容量検出結果に応じて行うので、負荷の駆動開始からできるだけ短時間で所定電圧に到達させることができ、結果として、電池電圧が変動する時間帯をより短くすることができ、うなり音の発生を抑制することができる。

さらに、本発明に係る第６の特徴の電気機器では、電圧検出手段による二次電池の電池電圧検出をスイッチング素子がオンになる直前のタイミングで行うので、電圧検出手段による二次電池の電池電圧検出精度を高めて、より安定した二次電池の充電制御および負荷の駆動制御を行うことが可能となる。

以下、本発明の電気機器の実施例について、〔実施例１〕、〔実施例２〕、〔実施例３〕、〔実施例４〕、〔実施例５〕の順に図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例の説明では、電気機器として内部に二次電池および負荷（モータ）を備えた電気かみそり等の小型電気機器を例に説明する。

〔実施例１〕
図１は本発明の実施例に係る電気機器の構成図である。同図において、本実施例の電気機器は、商用電源１を所定電圧に降圧するトランスを備えたＡＣアダプタ２からの出力を用いる小型電気機器５０であり、負荷としてのモータ８と、モータ８の駆動電源としての二次電池７と、ＡＣアダプタ２出力の二次電池７およびモータ８への供給を制御するスイッチング素子３と、半波整流するダイオード４と、負荷（モータ８）の駆動をオン／オフするスイッチ９と、スイッチング素子３のオン／オフ制御を、商用電源周波数の倍数にならない１［ｋＨｚ］以下の周波数で行う制御回路５と、二次電池６の電圧を検出する電圧検出回路６と、二次電池６の残容量を検出する電池残容量検出回路１０と、を備えて構成されている。

ここで、電圧検出回路６は例えば抵抗体を用いて構成されており、その抵抗体の電圧降下により生じた電圧を電圧検知信号として制御回路５および電池残容量検出回路１０へ出力する。

また、電池残容量検出回路１０は、例えば電池電圧と二次電池７の残容量との関係をテーブル形式で或いは演算式として予め記憶しておき、これを用いて二次電池７の残容量を推定的に導出すし、導出した電池残容量を制御回路５０へ出力する。

なお、電池電圧は、一般的に、放電時間が長くなるほど略線形的に小さくなる特性を持ち、また、電池電圧は電池温度に影響を受け、電池温度が高くなるほど大きくなることから、二次電池７の温度を検出する温度検出回路（図示せず）を備えて、電池残容量検出回路１０において、電池温度および電池電圧と二次電池７の残容量との関係をテーブル形式で或いは演算式として予め記憶しておき、それらを用いて、電圧検出回路６で検出された電池電圧と、温度検出回路から出力される電池温度情報が示す電池温度とに基づいて、二次電池７の残容量を推定的に導出するようにしても良い。

次に、以上の構成を備えた小型電気機器５０の充電時および負荷（モータ８）駆動時の動作について具体的に説明する。

商用電源１にＡＣアダプタ２が電気的に接続されると、ＡＣアダプタ２は、商用電源１の交流電圧を所定電圧まで降圧させて小型電気機器５０に供給する。小型電気機器５０の充電時は、スイッチ９がオフされた状態であり、制御回路５により、商用電源周波数の倍数にならない１［ｋＨｚ］以下の周波数で、また所定のオンデューティ（駆動周期においてスイッチング素子３をオンとする時間比率）でスイッチング素子３のオン／オフ制御が行われ、ダイオード４を介して（オンデューティに応じた）所定の電流が二次電池７に供給されて、二次電池７が充電される。

なお、充電時には、電池残容量検出回路１０により二次電池６の残容量が検出されており、制御回路５は、電池残容量検出回路１０により検出された電池残容量に基づき、満充電と判断した時に、スイッチング素子３をオフして二次電池６の充電を完了させる。

また、小型電気機器５０の負荷（モータ８）駆動時は、スイッチ９がオンされた状態であり、負荷（モータ８）駆動と二次電池６の充電が並行して行われる。このとき、制御回路５は、電圧検出回路６で検出される二次電池６の電池電圧が所定電圧（例えば２．６［Ｖ］）になるように、スイッチング素子３のオン／オフ制御におけるオンデューティを変更する。

つまり、電池電圧が所定電圧より高いときはオンデューティを小さくし、また逆に、電池電圧が所定電圧より低いときはオンデューティを大きくすることにより、二次電池６の電池電圧を一定に保つ。スイッチング素子３のオン／オフ制御におけるオンデューティにより決定される（ダイオード４の）出力電流から負荷（モータ８）へ流れる負荷電流を引いた値が二次電池６に供給される電流となるので、オンデューティを変更することにより二次電池６の状態を充電状態または放電状態にすることができ、二次電池６の電池電圧を調整することができる。

上述のように、スイッチング素子３は制御回路５からの制御信号によりオン／オフ制御されるが、図２（ａ）に、本実施例におけるスイッチング素子３のオン／オフ制御信号を例示する。スイッチング素子３のオン／オフ制御の周波数は、商用電源周波数（５０［Ｈｚ］／６０［Ｈｚ］）の倍数にならない１［ｋＨｚ］以下の周波数とし、負荷（モータ８）駆動時には周波数約１７０［Ｈｚ］で、また充電時には周波数約９１［Ｈｚ］でスイッチング素子３のオン／オフ制御を行う。

電源トランスタイプのＡＣアダプタを用いる場合には、実験により１［ｋＨｚ］以上の駆動周波数で負荷（モータ）を駆動させるとモータ音のうなりが聞こえないことが分かっており、従来は、例えば約２［ｋＨｚ］の周波数（図２（ｂ）参照）で負荷（モータ８）を駆動させていた。しかしながら、周波数を約２［ｋＨｚ］とすると、スイッチング素子３におけるスイッチングロスが大きく、スイッチング素子が発熱し易く、オン抵抗が小さいスイッチング素子、或いは定格の大きなスイッチング素子を使用する必要があり、コストアップにつながっていた。

また、周波数を１［ｋＨｚ］以下で商用電源周波数（５０［Ｈｚ］）の倍数となる例えば１００［Ｈｚ］とすると、図３に示すように、ＡＣアダプタ２からの出力電流（図３（ｂ）参照）の変動周期に同調して、電池電圧（モータ電圧）（図３（ａ）参照）の変動が大きくなり、うなり音が発生する。

そこで、本発明では、周波数を１［ｋＨｚ］以下で商用電源周波数（５０［Ｈｚ］／６０［Ｈｚ］）の倍数とならない例えば１７０［Ｈｚ］として、負荷（モータ８）駆動と二次電池６の充電を行うこととしている。この場合、図４に示すように、商用電源周波数（ＡＣアダプタ２からの出力電流（図４（ｂ）参照）の変動周期）に同調せず、電池電圧（モータ電圧）（図４（ａ）参照）の電圧変動は小さいため、うなり音が発生しない。

以上説明したように、本実施例の電気機器では、二次電池７と、負荷（モータ８）とを備え、商用電源を所定電圧に降圧するトランスを備えたＡＣアダプタ２からの出力を用いて、二次電池７の充電および負荷（モータ８）の駆動を行う電気機器であって、制御回路５により、ＡＣアダプタ２出力の二次電池７および負荷（モータ８）への供給を制御するスイッチング素子３のオン／オフ制御を、商用電源周波数の倍数にならない１［ｋＨｚ］以下の周波数で行うこととしたので、電池電圧（モータ電圧）の周期的な電圧変動を抑えて、うなり音の発生を抑制することができる。

また、例えば１７０［Ｈｚ］の低いスイッチング周波数で間欠駆動させているため、スイッチング素子３のスイッチングロスを低減させることができ、該スイッチング素子３の発熱を抑えることができるため、安価なタイプのスイッチング素子３を使用することが可能となりコストダウンを図ることができる。さらに、スイッチング周波数が例えば１７０［Ｈｚ］と低いため、ノイズが発生しづらくノイズ対策部品を削減することが可能となり、コストダウンを図ることができる。

〔実施例２〕
次に、本発明の実施例２に係る電気機器について説明する。本実施例の電気機器は、実施例１の小型電気機器５０において、電圧検出回路６による電池電圧の検出毎に、制御回路５によるスイッチング素子３のオン／オフ制御におけるオンデューティ（スイッチング素子３をオンとする時間比率）を徐々に変動させるものである。

図５は、電圧検出回路６による電池電圧が所定電圧（例えば２．６［Ｖ］）よりも高い場合のスイッチング素子３のオン／オフ制御におけるオンデューティの変化を例示している。なお、スイッチング素子３のスイッチング周波数は実施例１と同様に１７０［Ｈｚ］であり、電圧検出回路６による電池電圧の検出は、例えば約０．７［秒］（即ち、約１２０［駆動周期］）毎に行われるものとする。

まず、電圧検出回路６により電池電圧検出値Ｖｃ１が検出されたとき、制御回路５は任意のオンデューティ（オン時間幅Ｔｃ１）を設定してスイッチング素子３のオン／オフ制御を開始する。次に約０．７［秒］（約１２０［駆動周期］）後に、電圧検出回路６により所定電圧（２．６［Ｖ］）よりも高い電池電圧検出値Ｖｃ２が検出されたとき、制御回路５はより小さいオンデューティ（オン時間幅Ｔｃ２＜Ｔｃ１）を設定してスイッチング素子３のオン／オフ制御を行う。以下、電圧検出回路６により電池電圧検出値が所定電圧（２．６［Ｖ］）に低下するまで、電圧検出回路６による電池電圧の検出毎にオンデューティを徐々に小さくして行く。オンデューティの変化の刻みは、例えば、スイッチング素子３のスイッチング周波数Ｔａ（＝５．８８［ｍ秒］）を２３０分割したものとし、オンデューティをＴａ／２３０ずつ変化させている。

また、図６は、電圧検出回路６による電池電圧が所定電圧（２．６［Ｖ］）よりも低い場合のスイッチング素子３のオン／オフ制御におけるオンデューティの変化を例示している。なお、スイッチング素子３のスイッチング周波数は１７０［Ｈｚ］であり、電圧検出回路６による電池電圧検出は、約０．７［秒］毎に行われるものとする。

まず、電圧検出回路６により電池電圧検出値Ｖｄ１が検出されたとき、制御回路５は任意のオンデューティ（オン時間幅Ｔｄ１）を設定してスイッチング素子３のオン／オフ制御を開始する。次に約０．７［秒］（約１２０［駆動周期］）後に、電圧検出回路６により所定電圧（２．６［Ｖ］）よりも低い電池電圧検出値Ｖｄ２が検出されたとき、制御回路５はより大きいオンデューティ（オン時間幅Ｔｄ２＞Ｔｄ１）を設定してスイッチング素子３のオン／オフ制御を行う。以下、電圧検出回路６により電池電圧検出値が所定電圧（２．６［Ｖ］）に上昇するまで、電圧検出回路６による電池電圧の検出毎にオンデューティを徐々に大きくして行く。オンデューティの変化の刻みは、例えば、Ｔａ／２３０である。

なお、二次電池６の電池電圧が所定電圧（２．６［Ｖ］）に達した後に、電池電圧が変動（上昇または低下）した場合にも、再び所定電圧（２．６［Ｖ］）に達するまでオンデューティを徐々に変動させていく。

以上説明したように、本実施例の電気機器では、電圧検出回路６による電池電圧の検出毎に、制御回路５によるスイッチング素子３のオン／オフ制御におけるオンデューティを徐々に変動させるので、電池電圧（モータ電圧）の電圧変動幅をさらに抑制して、うなり音の発生をさらに抑制することができる。

〔実施例３〕
次に、本発明の実施例３に係る電気機器について説明する。本実施例の電気機器は、実施例１または実施例２の小型電気機器５０において、制御回路５によりスイッチング素子３のオン／オフ制御を開始する際のオンデューティの初期設定を、電圧検出回路６による二次電池６の電池電圧検出結果に応じて行うものである。

図７に、二次電池６の電池電圧ＶＢに応じたスイッチング素子３のオンデューティ初期値を例示する。電池電圧ＶＢが所定電圧（２．６［Ｖ］）よりかなり小さい（例えば電池電圧ＶＢ≦２．２［Ｖ］の）場合には、オンデューティを可能な限り大きな値（１００［％］）として、また、電池電圧ＶＢが所定電圧（２．６［Ｖ］）より少し小さい（例えば２．２［Ｖ］＜電池電圧ＶＢ≦２．５５［Ｖ］の）場合には、オンデューティを相対的に大きな値（例えば８０［％］）として、スイッチング素子３のオン／オフ制御を開始し、二次電池６が充電されるようにする。

また逆に、電池電圧ＶＢが所定電圧（２．６［Ｖ］）より少し大きい（例えば電池電圧ＶＢ＞２．６５［Ｖ］の）場合には、オンデューティを相対的に小さい値（例えば４０［％］）として、スイッチング素子３のオン／オフ制御を開始し、二次電池６が放電するようにする。

さらに、電池電圧ＶＢがほぼ所定電圧（２．６［Ｖ］）近傍にある（例えば２．５５［Ｖ］＜電池電圧ＶＢ≦２．６５［Ｖ］の）場合には、負荷電流に相当するオンデューティ（例えば６０［％］）でスイッチング素子３のオン／オフ制御を開始する。ここで、負荷電流は負荷（モータ８）に流れる電流を検出する負荷電流検出手段（図１に図示せず）によって得る構成としても良いし、負荷（モータ８）の種別によって定まる定格値等を用いても良い。

二次電池７は使用環境または電池の状態等によって電池電圧が変動するが、以上説明したように、本実施例の電気機器では、制御回路５によりスイッチング素子３のオン／オフ制御を開始する際のオンデューティの初期設定を、電圧検出回路６による二次電池６の電池電圧検出結果に応じて行うので、負荷（モータ８）の駆動開始からできるだけ短時間で所定電圧（例えば２．６［Ｖ］）に到達させることができ、結果として、電池電圧が変動する時間帯をより短くすることができ、うなり音の発生を抑制することができる。

また、二次電池６の電池電圧が所定電圧に到達して安定駆動することは、ＡＣアダプタ２からの供給電流が負荷電流と等しくなることであり、二次電池７の充放電が無くなり、二次電池６に対するストレスが低減することから、短時間で所定電圧に到達できることは、二次電池６の電池寿命をより長くすることにもつながる。

〔実施例４〕
次に、本発明の実施例４に係る電気機器について説明する。本実施例の電気機器は、実施例１または実施例２の小型電気機器５０において、制御回路５によりスイッチング素子３のオン／オフ制御を開始する際のオンデューティの初期設定を、電池残容量検出回路１０による二次電池６の電池残容量検出結果に応じて行うものである。

図８に、二次電池６の電池残容量ＣＡＰに応じたスイッチング素子３のオンデューティ初期値を例示する。電池残容量ＣＡＰがかなり少ない（例えば電池残容量ＣＡＰ≦２５［％］の）場合には、オンデューティを可能な限り大きな値（１００［％］）として、また、電池残容量ＣＡＰが半分よりやや少ない（例えば５０［％］＜電池残容量ＣＡＰ≦２５［％］の）場合には、オンデューティを相対的に大きな値（例えば７０［％］）として、スイッチング素子３のオン／オフ制御を開始し、二次電池６が充電されるようにする。

また逆に、電池残容量ＣＡＰが半分よりかなり多い（例えば電池残容量ＣＡＰ＞７０［％］の）場合には、オンデューティを相対的に小さい値（例えば３５［％］）として、スイッチング素子３のオン／オフ制御を開始し、二次電池６が放電するようにする。

さらに、電池残容量ＣＡＰが半分程度存在する（例えば７０［％］＜電池残容量ＣＡＰ≦５０［％］の）場合には、負荷電流に相当するオンデューティ（例えば６５［％］）でスイッチング素子３のオン／オフ制御を開始する。

二次電池７は電池残容量によっても電池電圧が変動するが、以上説明したように、本実施例の電気機器では、制御回路５によりスイッチング素子３のオン／オフ制御を開始する際のオンデューティの初期設定を、電池残容量検出回路１０による二次電池６の電池残容量検出結果に応じて行うので、負荷（モータ８）の駆動開始からできるだけ短時間で所定電圧（例えば２．６［Ｖ］）に到達させることができ、結果として、電池電圧が変動する時間帯をより短くすることができ、うなり音の発生を抑制することができる。

また、実施例３と同様に、短時間で所定電圧に到達できることは、二次電池６の電池寿命をより長くすることにもつながる。

〔実施例５〕
次に、本発明の実施例５に係る電気機器について説明する。本実施例の電気機器は、実施例１〜実施例４の小型電気機器５０において、電圧検出回路６による二次電池６の電池電圧検出をスイッチング素子３がオンになる直前のタイミングで行うものである。

図９は負荷（モータ８）の駆動周期における二次電池６の電池電圧変動を例示する説明図である。同図に示すように、スイッチング素子３がオンすると、ＡＣアダプタ２から出力が供給され二次電池７が充電されるため、二次電池６の電池電圧は上昇する。その後スイッチング素子３がオフすると、ＡＣアダプタ２からの出力が遮断されるため、二次電池６の電池電圧は徐々に低下して、ある電池電圧で安定する。

このように、スイッチング素子３のオン／オフにより二次電池６の電池電圧は変動し、同じ駆動周期内でも電圧検出回路６が検出するタイミングによって二次電池６の電池電圧は異なり、上記実施例１〜実施例４の小型電気機器５０における制御の精度が低下することになる。

そこで、本実施例の電気機器では、スイッチング素子３がオンになる直前が最も二次電池６の電池電圧が安定していることから、電圧検出回路６による二次電池６の電池電圧検出をスイッチング素子３がオンになる直前のタイミングで行うこととした。これにより、電圧検出回路６による二次電池６の電池電圧検出精度を高めて、より安定した二次電池６の充電制御および負荷（モータ８）の駆動制御を行うことが可能となる。

本発明の実施例に係る電気機器の構成図である。 図２（ａ）は実施例におけるスイッチング素子のオン／オフ制御信号を、図２（ｂ）は従来のオン／オフ制御信号を、それぞれ例示する説明図である。 周波数を１００［Ｈｚ］とした場合の電池電圧（モータ電圧）の変動を例示する説明図である。 周波数を１７０［Ｈｚ］とした場合の電池電圧（モータ電圧）の変動を例示する説明図である。 電池電圧が所定電圧より高い場合のスイッチング素子のオン／オフ制御におけるオンデューティの変化を例示する説明図である。 電池電圧が所定電圧より低い場合のスイッチング素子のオン／オフ制御におけるオンデューティの変化を例示する説明図である。 二次電池の電池電圧に応じたスイッチング素子のオンデューティ初期値を例示する説明図である。 二次電池の電池残容量に応じたスイッチング素子のオンデューティ初期値を例示する説明図である。 負荷（モータ）の駆動周期における二次電池の電池電圧変動を例示する説明図である。

符号の説明

１ 商用電源
２ ＡＣアダプタ
３ スイッチング素子
４ ダイオード
５ 制御回路
６ 電圧検出回路
７ 二次電池
８ モータ（負荷）
９ スイッチ
１０ 電池残容量検出回路
５０ 小型電気機器

Claims (6)

1. 二次電池と、負荷とを備え、商用電源を所定電圧に降圧するトランスを備えたＡＣアダプタからの出力を用いて、前記二次電池の充電および前記負荷の駆動を行う電気機器であって、
   前記ＡＣアダプタ出力の前記二次電池および前記負荷への供給を制御するスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子のオン／オフ制御を、前記商用電源周波数の倍数にならない１［ｋＨｚ］以下の周波数で行う制御手段と、
   を有することを特徴とする電気機器。
2. 前記負荷はモータであることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記電圧検出手段による電圧検出毎に前記スイッチング素子の制御周期におけるオン時間を徐々に変動させることを特徴とする請求項１または請求項２の何れか１項に記載の電気機器。
4. 前記制御手段は、前記電圧検出手段による検出結果に応じた前記スイッチング素子の制御周期におけるオン時間で前記スイッチング素子のオン／オフ制御を開始することを特徴とする請求項３に記載の電気機器。
5. 前記二次電池の残容量を検出する電池残容量検出手段を有し、
   前記制御手段は、前記電池残容量検出手段による検出結果に応じた前記スイッチング素子の制御周期におけるオン時間で前記スイッチング素子のオン／オフ制御を開始することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の電気機器。
6. 前記電圧検出手段は、前記スイッチング素子がオンになる直前のタイミングで前記二次電池の電圧を検出することを特徴とする請求項３〜請求項５の何れか１項に記載の電気機器。

Images