JP2012223077A

JP2012223077A - 充電システム

Info

Publication number: JP2012223077A
Application number: JP2011090151A
Authority: JP
Inventors: Shigeyuki Kikkawa; 茂行吉川
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2011-04-14
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】給電ケーブルが細く浮遊抵抗が大きい場合であっても、携帯電話機に掛かる負荷電圧のばらつきを抑制することができる充電システムを提供する。
【解決手段】本発明は、ＡＣアダプタと給電ケーブルとから構成され、前記給電ケーブルを携帯端末に接続することにより前記携帯端末に内蔵されている二次電池を充電する充電システムであって、前記ＡＣアダプタは、外部から供給される交流電圧を直流の充電用電圧に変換する入力段回路と、前記給電ケーブルによる電圧降下を測定する測定回路と、測定された電圧降下分に相当する電圧値を増大して供給するように充電用電圧の電圧値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話機などの携帯端末を充電するための充電システムに関する。

携帯電話機に流れる電流（以下、「負荷電流」と呼ぶ。）は、携帯電話機が実行する処理に応じて変動し、特に、通話やデータ通信のときに負荷電流は増加する（例えば、８００ｍＡ程度となる）。負荷電流の変動に伴い、電池から携帯電話機の回路に掛かる電圧（以下、「負荷電圧」と呼ぶ。）にばらつきが生じると、回路に供給される電力が不安定になり、携帯電話機の動作が不安定になる。

ここで、特許文献１では、携帯情報端末に供給されている直流電圧と実際の負荷電圧との誤差を求め、誤差に基づいて供給される直流電圧を調整するスイッチングレギュレータの発明を開示している。これにより、携帯情報端末に流れる負荷電流が変動している状況であっても、回路への供給電力の安定化を図っている。

特開２００７−６６６８号公報

ところで、携帯電話機内部の二次電池を充電するための充電装置として、近年では、ＡＣアダプタと給電ケーブルとが分離する分離型ＡＣアダプタが用いられることがある。分離型ＡＣアダプタは、ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ）コネクタを備えており、給電ケーブルとして、ＵＳＢケーブル内の電源線を用いる。ＵＳＢ規格に準拠したＵＳＢケーブルは、少なくとも４本の信号線（２本の電源線と２本のデータ線）を含んでおり、各信号線は、従来用いられている充電装置の給電ケーブルと比較して細く、線のインピーダンス（以下、「浮遊抵抗」と呼ぶ。）が大きい。

従来ＡＣアダプタは、内部の帰還回路を用いて出力する電圧値を補正しているが、分離型ＡＣアダプタの場合、給電ケーブルの浮遊抵抗により電圧降下が生じるため、ＡＣアダプタ内部の帰還回路では電圧値を適切に補正することができない。
そこで、分離型ＡＣアダプタを充電装置として用いた場合に、充電中の動作により携帯電話機に負荷電流が流れると、浮遊抵抗の影響により、携帯電話機に掛かる負荷電圧のばらつきが増大するという問題がある。なお、特許文献１の技術は、携帯電話機内部の電源回路に関する発明を開示するものであり、携帯電話機が充電装置と接続されている状況については考慮されていない。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、充電装置の給電ケーブルが細く浮遊抵抗が大きい場合であっても、携帯電話機に掛かる負荷電圧のばらつきを抑制することが可能な充電システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、ＡＣアダプタと給電ケーブルとから構成され、前記給電ケーブルを携帯端末に接続することにより前記携帯端末に内蔵されている二次電池を充電する充電システムであって、前記ＡＣアダプタは、外部から供給される交流電圧を直流の充電用電圧に変換する入力段回路と、前記給電ケーブルによる電圧降下を測定する測定回路と、測定された電圧降下分に相当する電圧値を増大して供給するように充電用電圧の電圧値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

上記の構成により、充電装置の給電ケーブルが細く浮遊抵抗が大きい場合であっても、携帯電話機に掛かる負荷電圧のばらつきを抑制することが可能となる。

実施形態１に係る充電システムの構成を示す図である。実施形態１に係る充電システムの動作を説明するためのタイムチャートである。実施形態２に係る充電システムの構成を示す図である。実施形態３に係る充電システムの構成を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
１．実施形態１
ここでは、本発明に係る充電システムの第１の実施形態（実施形態１）について説明する。
図１は、実施形態１に係る充電システムの構成図である。実施形態１に係る充電システムは、ＡＣアダプタ１およびＵＳＢケーブル２から構成されるが、説明の便宜のため、図１では、携帯電話機３および交流電源４も含めて記載している。

＜概要＞
先ず、ＡＣアダプタ１およびＵＳＢケーブル２から成る充電システムの概要について説明する。
ＡＣアダプタ１は、図示していないプラグを備えており、プラグを商用交流電源４のコンセントに差し込むことにより１００Ｖの交流電源が供給される。ＡＣアダプタ１は、１００Ｖの交流電源を、携帯端末の一例である携帯電話機３に内蔵されている二次電池を充電するための直流電圧Ｖ_ｉｎに変換する。ＡＣアダプタ１は、ＵＳＢコネクタ２５を備え、ＵＳＢコネクタ２５には、ＵＳＢケーブル２の一端に設けられたＵＳＢコネクタ２６が接続されている。ＵＳＢケーブル２の他端に設けられたＵＳＢコネクタ２９には、携帯電話機３のＵＳＢコネクタが接続されている。

ＵＳＢケーブル２は、ＵＳＢ規格に準拠した２本の電源線（ＶＢＵＳ、ＧＮＤ）、および２本のデータ線（Ｄ＋、Ｄ−）から成る計４本の信号線を含む。図１では、ＶＢＵＳ２７および１本のデータ線２８のみを記載している。ＡＣアダプタ１から出力された直流電圧Ｖ_ｉｎは、本発明に係る給電ケーブルとしてのＶＢＵＳを介して携帯電話機３に供給される。

ＡＣアダプタ１からＵＳＢケーブル２を介して携帯電話機３に流れる負荷電流をＩ_０とし、ＶＢＵＳの浮遊抵抗をＲ_０とすると、負荷電圧Ｖ_０は、Ｖ_０＝Ｖ_ｉｎ−Ｉ_０Ｒ_０となる。ＡＣアダプタ１は、携帯電話機３の動作を安定化させるために、負荷電圧Ｖ_０が４．７５Ｖ〜５．２５Ｖとなるように直流電圧Ｖ_ｉｎの値を調整する。
＜構成＞
ここでは、ＡＣアダプタ１から携帯電話機３に供給される直流電圧Ｖ_ｉｎの値を調整する回路構成について説明する。

ＡＣアダプタ１は、本発明に係る入力段回路を構成するダイオードブリッジ１１、スイッチ１２、ダイオード１４、トランス１５、ダイオード１７、ダイオード１８、および平滑コンデンサ１９と、本発明に係る測定回路を構成する差動増幅器２０、電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下「ＦＥＴ」と呼ぶ。）２１、およびフォトカプラ２２と、本発明の補正手段を構成するダイオード２３、コンパレータ２４、およびスイッチング制御部１３とから構成される。

入力段回路では、先ず、１００Ｖの商用交流電源をダイオードブリッジ１１により一方向の脈流に整流する。ダイオードブリッジ１１の出力端には本発明のスイッチング素子としてのスイッチ１２が接続されている。本実施形態では、スイッチ１２の一例としてＭＯＳＦＥＴを用いる。
スイッチ１２のゲートには、スイッチング制御部１３が接続されており、スイッチ１２は、スイッチング制御部１３から出力される制御パルス信号にしたがってオン／オフを切り替えることにより、ダイオードブリッジ１１にて一旦整流された電力を、パルス状の電力に変換する。その後、スイッチ１２の出力端に接続されているダイオード１４により電流量を調整した後に、パルス状の交流電圧はトランス１５によって降圧される。降圧された交流電圧は、ダイオード１７および１８と、平滑コンデンサ１９とにより安定した直流電圧Ｖ_ｉｎに変換される。

測定回路では、第１の電圧比較器としての差動増幅器２０の非反転入力端子に、入力段回路の出力端の電位が入力され、反転入力端子に、ＵＳＢコネクタ２９内部におけるＶＢＵＳ２７の電位が、データ線２８を介して入力される。
差動増幅器２０は、入力段回路の出力端の電位とＶＢＵＳ２７の電位とを比較し、その電位差である電圧信号を出力する。ここで、入力段回路の出力端の電位は、ＡＣアダプタ１から出力される入力電圧Ｖ_ｉｎと等しいので、携帯電話機３に流れる負荷電流をＩ_０とし、ＶＢＵＳ２７の浮遊抵抗をＲ_０とすると、差動増幅器２０から出力される電圧信号は、Ｖ_ｉｎ−Ｉ_０Ｒ_０＝Ｖ_０（負荷電圧）となる。

ＦＥＴ２１のゲート電極には、差動増幅器２０から出力された電圧信号が入力される。ここで、ＦＥＴ２１は入力インピーダンスが高いため、ゲート電極に入力される電圧は、負荷電圧Ｖ_０からの誤差が少なく、負荷電圧Ｖ_０を高精度で測定可能である。ＦＥＴ２１のゲート電極に入力された負荷電圧Ｖ_０は増幅された後、フォトカプラ２２に入力される。

フォトカプラ２２は、発光素子である発光ダイオードと、受光素子であるフォトトランジスタとから構成される。光ダイオードとフォトトランジスタとはパッケージングされており、測定回路と入力段回路とを絶縁しながら、差動増幅器２０およびＦＥＴ２１により測定された負荷電圧Ｖ_０の値をコンパレータ２４へ伝達する。
補正手段では、第２の電圧比較器であるコンパレータ２４の反転入力端子には基準電位Ｖが接続されている。コンパレータ２４の非反転入力端子にフォトカプラ２２から出力された負荷電圧Ｖ_０が入力されると、コンパレータ２４は、負荷電圧Ｖ_０と基準電位Ｖとを比較する。コンパレータ２４は、負荷電圧Ｖ_０が、基準電位Ｖより大きい場合にはＨｉｇｈレベルの電圧信号を出力し、負荷電圧Ｖ_０が、基準電位Ｖより小さい場合にはＬｏｗレベルの電圧信号を出力する。

コンパレータ２４から出力された電圧信号は、スイッチング制御部１３に入力される。スイッチング制御部１３は、スイッチ１２のゲートに接続されており、コンパレータ２４から出力された電圧信号を基に、スイッチ１２を駆動させるための制御パルス信号（矩形波）を供給する。本実施形態のスイッチング制御部１３は、一例として、予め２つの周波数ｆ１およびｆ２を保持しており、入力される電圧信号に応じて、２つの周波数ｆ１およびｆ２の一方を選択して制御パルス信号を生成する。

ここで、図２に示すタイムチャートを用いて、スイッチング制御部１３の動作について説明する。
負荷電圧Ｖ_０が基準電位Ｖより高いとき、コンパレータ２４から出力される電圧信号はＨｉｇｈレベルとなる。このときスイッチング制御部１３は、スイッチ１２に周波数ｆ１の制御パルス信号を供給する。

負荷電圧Ｖ_０が基準電位Ｖより低いとき、コンパレータ２４から出力される電圧信号はＬｏｗレベルとなる。このときスイッチング制御部１３は、スイッチ１２に周波数ｆ２（ｆ１＜ｆ２）の制御パルス信号を供給する。
このように、入力段回路では、負荷電圧Ｖ_０が基準電位Ｖより高いとき、ＵＳＢケーブル２へ供給される直流電圧Ｖ_ｉｎの値が小さくなるように補正する。一方、負荷電圧Ｖ_０が基準電位Ｖより低いとき、電源線２７で生じる電圧降下分に相当する電圧値を増大して携帯電話機３に供給するように、直流電圧Ｖ_ｉｎの値が大きくなるように補正する。
２．実施形態２
ここでは、本発明に係る充電システムの第２の実施形態（実施形態２）について説明する。

図３は、実施形態２に係る充電システムの構成図である。実施形態２に係る充電システムは、ＡＣアダプタ１ａおよびＵＳＢケーブル２ａから構成されるが、実施形態１と同様に、説明の便宜のため、図３では、携帯電話機３および交流電源４も含めて記載している。なお、図３において、実施形態１と同様の構成要素については、図１と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施形態１との相違点は、ＡＣアダプタ１ａが第１の電圧比較器としての差動増幅器を備えていない点、ＵＳＢケーブル２ａのＶＢＵＳ２７に抵抗３０を挿入している点、および、ＵＳＢケーブル２ａのＵＳＢコネクタ２９内部に第１の電圧比較器としての差動増幅器２０ａを備える点である。抵抗３０は、ＵＳＢコネクタ２９の内部でＶＢＵＳ２７に直列に挿入されている。

実施形態２では、抵抗３０により携帯電話機３に流れる負荷電流Ｉ_０を電圧Ｉ_０Ｒに変換する。そして、差動増幅器２０ａにより、抵抗３０の両端の電位差を測定することにより、携帯電話機３に掛かる負荷電圧Ｖ_０＝Ｉ_０Ｒの値を出力する。差動増幅器２０ａから出力される負荷電圧Ｖ_０は、データ線２８を介してＦＥＴ２１のゲート電極に入力される。その他の構成については、実施形態１と同様である。
３．実施形態３
ここでは、本発明に係る充電システムの第３の実施形態（実施形態３）について説明する。

図４は、実施形態３に係る充電システムの構成図である。実施形態３に係る充電システムは、ＡＣアダプタ１ｂおよびＵＳＢケーブル２ｂから構成されるが、実施形態１と同様に、説明の便宜のため、図４では、携帯電話機３および交流電源４も含めて記載している。なお、図４において、実施形態１および実施形態２と同様の構成要素については、図１および図３と同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施形態３は、抵抗３０がＵＳＢコネクタ２９の内部でＶＢＵＳ２７に直列に挿入されており、抵抗３０によって負荷電流Ｉ_０を電圧Ｉ_０Ｒに変換する点は実施形態２と同様である。
実施形態２では、第１の電圧比較器としての差動増幅器２０ａがＵＳＢコネクタ２９に備えられていたのに対して、実施形態３では、第１の電圧比較器としての差動増幅器２０ｂがＡＣアダプタ１ｂに備えられている。

そして、ＵＳＢケーブル２ｂは、データ線２８ａおよびデータ線２８ｂを介して、抵抗３０の両端部の電位を、差動増幅器２０ｂの非反転入力端子および反転入力端子に入力する。
差動増幅器２０ｂは、抵抗３０の両端の電位差を測定することにより、携帯電話機３に掛かる負荷電圧Ｖ_０＝Ｉ_０Ｒを出力する。差動増幅器２０ｂから出力される負荷電圧Ｖ_０は、ＦＥＴ２１のゲート電極に入力される。その他の構成については、実施形態１と同様である。
４．実施形態の効果
上記の本実施形態１〜３によると、ＵＳＢケーブル２のＶＢＵＳ２７のように細い給電ケーブルを携帯電話機３の充電に用いる場合であっても、給電ケーブルによる電圧降下を高精度に測定した上で入力段回路のスイッチ１２の駆動を補正することが可能となる。そのため、充電中の携帯電話機３を使用することにより負荷電流が変動する場合であっても、負荷電圧Ｖ_０のばらつきを抑制し、携帯電話機３の動作を安定化させることが可能となる。
５．その他の変形例
以上、本発明に係る充電システムの実施形態を説明したが、例示した充電システムを以下のように変形することも可能であり、本発明が上述の実施形態で示したとおりの充電システムに限られないことは勿論である。
（１）上記の実施形態では、給電ケーブルとして、ＵＳＢケーブルの電源線であるＶＢＵＳを用いたが、本発明に用いる給電ケーブルはこれに限定されず、如何なるケーブルを用いてもよい。本発明は、特に線が細く浮遊抵抗による電圧降下が負荷電圧に影響を与えると予測されるケーブルに対して有用である。
（２）上記の実施形態では、ＡＣアダプタと給電ケーブルとが分離する分離型のＡＣアダプタを用いたが、本発明に用いるＡＣアダプタは、分離型に限定されないのは勿論である。給電ケーブルが一体となっているＡＣアダプタを用いてもよい。
（３）上記の実施形態における携帯電話機は、負荷の一例にすぎない。本発明の充電システムが電力を供給する負荷は、携帯電話機に限らず、ＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔｓ）や携帯型のゲーム機などの携帯端末であればよい。
（４）上記の実施形態におけるＵＳＢケーブルは、４本の信号線を含む構成であった。しかし、本発明で用いるＵＳＢケーブルはこれに限定されない。少なくとも４本の信号線を含んでいれば良く、更に多くの信号線を含むＵＳＢケーブルを用いてもよい。
（５）上記の実施形態において説明したＡＣアダプタの入力段回路および補正手段の回路構成は一例である。本発明で用いる入力段回路としては、少なくとも１００Ｖの商用電源を５Ｖの直流電圧に変換することができる回路構成が必要であるが、図１、３．４に記載した回路に加えて、ノイズ低減フィルタ回路、保護回路、ダイオードブリッジに接続される平滑コンデンサなど備える構成でもよい。更に、上記の実施形態では、スイッチ１２としてＭＯＳＦＥＴを用いているが、他のスイッチング素子を用いてもよい。
６．補足
以下、更に本発明の一実施形態としての充電システムおよびその変形例と効果について説明する。
（ａ）本発明の一実施形態に係る充電システムは、ＡＣアダプタと給電ケーブルとから構成され、前記給電ケーブルを携帯端末に接続することにより前記携帯端末に内蔵されている二次電池を充電する充電システムであって、前記ＡＣアダプタは、外部から供給される交流電圧を直流の充電用電圧に変換する入力段回路と、前記給電ケーブルによる電圧降下を測定する測定回路と、測定された電圧降下分に相当する電圧値を増大して供給するように充電用電圧の電圧値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

この構成によると、携帯端末に電力を供給する給電ケーブルが細く、給電ケーブルの浮遊抵抗が大きい場合であっても、浮遊抵抗による電圧降下分を見込んで補正された充電用電圧を携帯端末に供給することができる。これにより、携帯端末に掛かる負荷電圧のばらつきを抑制することが可能となる。
また、給電ケーブルは製造工場において大量生産されるため、それぞれの給電ケーブルの浮遊抵抗にばらつきがある。しかし、本発明は浮遊抵抗による電圧降下を実際に測定するので、給電ケーブルの固有毎に適切な補正を行うことができる。
（ｂ）前記充電システムにおいて、前記入力段回路は、スイッチング素子を備え、前記測定回路は、前記入力段回路の出力端の電位と前記給電ケーブルの携帯端末側に設けられたコネクタの電位とを比較し、電位差に基づく電圧信号を出力する第１の電圧比較器と、前記第１の電圧比較器から出力される電圧信号が入力されるゲート電極を有し、前記電圧信号を増幅して出力する電界効果トランジスタとを備え、前記補正手段は、前記電界効果トランジスタから出力される電圧信号と基準電位との電位差を比較し、電位差に基づく電圧信号を出力する第２の電圧比較器と、前記第２の電圧比較器から出力される電圧信号に応じて、前記スイッチング素子のオン／オフを制御するスイッチング制御部とを備えるように構成してもよい。

この構成によると、コネクタの電位をＡＣアダプタの測定回路に帰還させることにより、第１の電圧比較器において携帯端末に掛かる負荷電圧を測定することができる。また、第１の電圧比較器から出力される電圧信号を電界効果トランジスタに入力されることにより、負荷電圧の検出精度が向上する。
（ｃ）前記充電システムにおいて、前記ＡＣアダプタはＵＳＢコネクタを備え、前記ＵＳＢコネクタを介して、電源線およびデータ線を含むＵＳＢケーブルと接続されており、前記給電ケーブルは、前記ＵＳＢケーブルに含まれる電源線であり、前記給電ケーブルの携帯端末側に設けられたコネクタの電位は、前記データ線を介して前記第１の電圧比較器に入力されるように構成してもよい。

ＵＳＢ規格に準拠したＵＳＢケーブルには少なくとも４本の信号線が含まれている。ＵＳＢケーブルに含まれる各信号線は細く浮遊抵抗が大きい。
そこで、本発明を用いると、電源線ＶＢＵＳによる電圧降下分を見込んで補正された充電用電圧を携帯端末に供給することができるので、携帯端末に掛かる負荷電圧のばらつきを抑制することが可能となる。
（ｄ）本発明の一実施形態に係る充電システムはＡＣアダプタと給電ケーブルとから構成され、前記給電ケーブルを携帯端末に接続することにより前記携帯端末に内蔵されている二次電池を充電する充電システムであって、前記給電ケーブルは、前記携帯端末を接続するためのコネクタ内部に抵抗を備え、前記充電システムは、外部から供給される交流電圧を直流の充電用電圧に変換する入力段回路と、前記抵抗による電圧降下を測定する測定手段と、測定された電圧降下の値を用いて前記入力段回路から出力される充電用電圧の電圧値を補正する補正手段とを備えることを特徴とする。

この構成によると、給電ケーブルのコネクタ内部の抵抗による電圧降下を測定することにより、負荷電圧を検出することができる。
そこで、給電ケーブルが細く、浮遊抵抗が大きい場合であっても、負荷電圧の値を用いて充電用電圧を補正することができるので、携帯端末に掛かる負荷電圧のばらつきを抑制することが可能となる。
（ｅ）前記充電システムにおいて、前記入力段回路は、スイッチング素子を備え、前記測定手段は、前記抵抗の両端の電位を比較し、電位差に基づく電圧信号を出力する第１の電圧比較器と、前記第１の電圧比較器から出力される電圧信号が入力されるゲート電極を有し、前記電圧信号を増幅して出力する電界効果トランジスタとを備え、前記補正手段は、前記電界効果トランジスタから出力される電圧信号と基準電位との電位差を比較し、電位差に基づく電圧信号を出力する第２の電圧比較器と、前記第２の電圧比較器から出力される電圧信号に応じて、前記スイッチング素子のオン／オフを制御するスイッチング制御部とを備えるように構成してもよい。

この構成によると、第１の電圧比較器において携帯端末に掛かる負荷電圧を測定することができる。また、第１の電圧比較器から出力される電圧信号を電界効果トランジスタに入力されることにより、負荷電圧の検出精度が向上する。
（ｆ）前記充電システムにおいて、前記給電ケーブルの前記コネクタは、前記第１の電圧比較器を備え、前記ＡＣアダプタは、前記電界効果トランジスタと、前記入力段回路と、前記補正手段とを備えるように構成してもよい。

この構成によると、給電ケーブルのコネクタ内に備えれらた第１の電圧比較器にて、携帯端末に掛かる負荷電圧を測定することができる。
（ｇ）前記充電システムにおいて、前記ＡＣアダプタはＵＳＢコネクタを備え、前記ＵＳＢコネクタを介して、電源線およびデータ線を含むＵＳＢケーブルと接続されており、前記給電ケーブルは、前記ＵＳＢケーブルに含まれる電源線であり、前記電界効果トランジスタのゲート電極に入力される電圧信号は、前記データ線を介して前記ゲート電極に入力されるように構成してもよい。

ＵＳＢ規格に準拠したＵＳＢケーブルには少なくとも４本の信号線が含まれている。ＵＳＢケーブルに含まれる各信号線は細く浮遊抵抗が大きい。
そこで、本発明を用いると、電源線ＶＢＵＳによる電圧降下分を見込んで補正された充電用電圧を携帯端末に供給することができるので、携帯端末に掛かる負荷電圧のばらつきを抑制することが可能となる。
（ｈ）前記充電システムにおいて、前記ＡＣアダプタは、前記第１の電圧比較器と、前記電界効果トランジスタと、前記入力段回路と、前記補正手段とを備えるように構成してもよい。

この構成によると、給電ケーブルのコネクタ内部には第１の電圧比較器を備える必要がなくなる。
（ｉ）前記充電システムにおいて、前記ＡＣアダプタはＵＳＢコネクタを備え、前記ＵＳＢコネクタを介して、電源線およびデータ線を含むＵＳＢケーブルと接続されており、前記給電ケーブルは、前記ＵＳＢケーブルに含まれる電源線であり、前記抵抗の両端部の電位は、前記データ線を介して前記第１の電圧比較器に入力されるように構成してもよい。

ＵＳＢ規格に準拠したＵＳＢケーブルには少なくとも４本の信号線が含まれている。ＵＳＢケーブルに含まれる各信号線は細く浮遊抵抗が大きい。
そこで、本発明を用いると、電源線ＶＢＵＳによる電圧降下分を見込んで補正された充電用電圧を携帯端末に供給することができるので、携帯端末に掛かる負荷電圧のばらつきを抑制することが可能となる。

本発明は、携帯電話機などの携帯端末を充電する充電装置を製造および販売する産業において、給電ケーブルが細く、給電ケーブルの浮遊抵抗が大きい場合であっても、負荷電圧のばらつきを抑制して携帯端末の動作の安定化を図る仕組みとして利用することができる。

１、１ａ、１ｂＡＣアダプタ
２、２ａ、２ｂＵＳＢケーブル
３携帯電話機
４商用交流電源
１１ダイオードブリッジ
１２スイッチ
１３スイッチング制御部
１４、１７、１８、２３ダイオード
１５トランス
１９平滑コンデンサ
２０、２０ａ、２０ｂ差動増幅器
２２フォトカプラ
２４コンパレータ
２５、２６、２９ＵＳＢコネクタ
３０抵抗

Claims

ＡＣアダプタと給電ケーブルとから構成され、前記給電ケーブルを携帯端末に接続することにより前記携帯端末に内蔵されている二次電池を充電する充電システムであって、
前記ＡＣアダプタは、
外部から供給される交流電圧を直流の充電用電圧に変換する入力段回路と、
前記給電ケーブルによる電圧降下を測定する測定回路と、
測定された電圧降下分に相当する電圧値を増大して供給するように充電用電圧の電圧値を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする充電システム。
前記入力段回路は、スイッチング素子を備え、
前記測定回路は、
前記入力段回路の出力端の電位と前記給電ケーブルの携帯端末側に設けられたコネクタの電位とを比較し、電位差に基づく電圧信号を出力する第１の電圧比較器と、
前記第１の電圧比較器から出力される電圧信号が入力されるゲート電極を有し、前記電圧信号を増幅して出力する電界効果トランジスタとを備え、
前記補正手段は、
前記電界効果トランジスタから出力される電圧信号と基準電位との電位差を比較し、電位差に基づく電圧信号を出力する第２の電圧比較器と、
前記第２の電圧比較器から出力される電圧信号に応じて、前記スイッチング素子のオン／オフを制御するスイッチング制御部とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
前記ＡＣアダプタはＵＳＢコネクタを備え、前記ＵＳＢコネクタを介して、電源線およびデータ線を含むＵＳＢケーブルと接続されており、
前記給電ケーブルは、前記ＵＳＢケーブルに含まれる電源線であり、
前記給電ケーブルの携帯端末側に設けられたコネクタの電位は、前記データ線を介して前記第１の電圧比較器に入力される
ことを特徴とする請求項２に記載の充電システム。
ＡＣアダプタと給電ケーブルとから構成され、前記給電ケーブルを携帯端末に接続することにより前記携帯端末に内蔵されている二次電池を充電する充電システムであって、
前記給電ケーブルは、前記携帯端末を接続するためのコネクタ内部に抵抗を備え、
前記充電システムは、
外部から供給される交流電圧を直流の充電用電圧に変換する入力段回路と、
前記抵抗による電圧降下を測定する測定手段と、
測定された電圧降下の値を用いて前記入力段回路から出力される充電用電圧の電圧値を補正する補正手段と
を備えることを特徴とする充電システム。
前記入力段回路は、スイッチング素子を備え、
前記測定手段は、
前記抵抗の両端の電位を比較し、電位差に基づく電圧信号を出力する第１の電圧比較器と、
前記第１の電圧比較器から出力される電圧信号が入力されるゲート電極を有し、前記電圧信号を増幅して出力する電界効果トランジスタとを備え、
前記補正手段は、
前記電界効果トランジスタから出力される電圧信号と基準電位との電位差を比較し、電位差に基づく電圧信号を出力する第２の電圧比較器と、
前記第２の電圧比較器から出力される電圧信号に応じて、前記スイッチング素子のオン／オフを制御するスイッチング制御部とを備える
ことを特徴とする請求項４に記載の充電システム。
前記給電ケーブルの前記コネクタは、前記第１の電圧比較器を備え、
前記ＡＣアダプタは、前記電界効果トランジスタと、前記入力段回路と、前記補正手段とを備える
ことを特徴とする請求項５に記載の充電システム。
前記ＡＣアダプタはＵＳＢコネクタを備え、前記ＵＳＢコネクタを介して、電源線およびデータ線を含むＵＳＢケーブルと接続されており、
前記給電ケーブルは、前記ＵＳＢケーブルに含まれる電源線であり、
前記電界効果トランジスタのゲート電極に入力される電圧信号は、前記データ線を介して前記ゲート電極に入力される
ことを特徴とする請求項６に記載の充電システム。
前記ＡＣアダプタは、前記第１の電圧比較器と、前記電界効果トランジスタと、前記入力段回路と、前記補正手段とを備える
ことを特徴とする請求項５に記載の充電システム。
前記ＡＣアダプタはＵＳＢコネクタを備え、前記ＵＳＢコネクタを介して、電源線およびデータ線を含むＵＳＢケーブルと接続されており、
前記給電ケーブルは、前記ＵＳＢケーブルに含まれる電源線であり、
前記抵抗の両端部の電位は、前記データ線を介して前記第１の電圧比較器に入力される
ことを特徴とする請求項８に記載の充電システム。