JP4662003B2 - Ａｃアダプタ出力端子ショートによる保護回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は出力電流を制御することができるＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、充電用アダプタにおいて、大電流が流れたり、ＡＣアダプタ出力端子ショートした場合、出力電圧が一旦ゼロとなり、再び、５００ｍＡ程度の負荷電流を流して再充電していた。また、発熱に対してはアダプタの筐体に発熱防止のための対策が採られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようにＡＣアダプタ出力端子ショートした場合、出力電圧が一旦ゼロとし５００ｍＡ程度の負荷電流を流して再充電していたのでは、繰り返しＡＣアダプタ出力端子ショートが起こりかねないし、負荷にダメージを与える可能性もあり熱に対する対策にも限界入がある。
【０００４】
本発明の目的は、出力電流を制御することによって発熱対策不要となるＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、定電圧制御電圧値を使用範囲以下になった場合のみ小さくすれば熱的対策も不要となることに着目して創作したものである。
【０００６】
本発明によれば、エミッタには電源（ＶＣＣ）が、コレクタには出力端子（ＯＵＴ）が接続されている電流出力スイッチングトランジスタ（Ｔｒ３）と、定電圧制御電圧値が前記電源の電圧及び出力電圧間の電圧差（ΔＶＦ１）が使用範囲を超える程度になったときにオンする第１のスイッチングトランジスタ（Ｔｒ１）と、該第１のスイッチングトランジスタがオンしたときオンするように接続された第２のスイッチングトランジスタ（Ｔｒ２）と、前記電源（ＶＣＣ）の電圧が所定の電圧以下になると前記電流出力スイッチングトランジスタ（Ｔｒ３）をオフするよう制御するスイッチ制御アンプと、第２のスイッチングトランジスタ（Ｔｒ２）がオンして保護動作状態になった時定電流の制御を行う定電流制御アンプとを具備し、前記定電流制御アンプのマイナス入力端子（−）には第１、第２、及び第３の抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）が接続され、前記第２の抵抗（Ｒ２）の他端には基準電圧源（Ｖｚ）が接続され、前記定電流制御アンプのプラス入力端子（＋）には定電流検出抵抗（Ｒ ＣＳ ）が接続され、充電時に、充電電流（負荷電流）を前記定電流検出抵抗（Ｒ ＣＳ ）と前記基準電圧（Ｖｚ）の抵抗分圧とで定電流制御され、前記電圧差（ΔＶＦ１）が基準電圧以上になった場合にのみ前記制御電圧を小さくし、出力電流を保護することを特徴とするＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路の一実施の形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路の構成を示した回路図である。本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路は、図１に示すように電流出力スイッチングトランジスタＴｒ３と、スイッチ制御アンプと、スイッチングトランジスタＴｒ１と、スイッチングトランジスタＴｒ２と、定電流制御アンプとで構成されている。
【０００８】
スイッチ制御アンプは、電流出力スイッチングトランジスタＴｒ３のオン／オフを制御するためのものである。電流出力スイッチングトランジスタＴｒ３のエミッタ・コレクタ間には負荷検出抵抗ＲＬＳが接続され、ベースにはＲＬＢが接続されている。さらに、電流出力スイッチングトランジスタＴｒ３のエミッタには電源ＶＣＣが、コレクタには出力端子ＯＵＴが接続されている。
【０００９】
電源ＶＣＣはスイッチングトランジスタＴｒ１のエミッタにも接続され、出力端子ＯＵＴはスイッチングトランジスタＴｒ１のベースにも接続されている。スイッチングトランジスタＴｒ１のコレクタはスイッチングトランジスタＴｒ２のベースに接続されている。
【００１０】
定電流制御アンプのマイナス入力端子（−）には抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が接続されている。さらに抵抗Ｒ２の他端には基準電圧源Ｖｚが接続されている。定電流制御アンプのプラス入力端子（＋）には定電流検出抵抗ＲＣＳが接続されている。
【００１１】
次に、本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路の動作について説明する。図２は図１の負荷に流れる負荷電流Ｉ（充電電流）と出力電圧ＯＵＴの関係を示すグラフである。上記構成による保護回路では、充電中に定電流制御は以下の数１に示される電流Ｉ1で制御される。
【００１２】
【数１】
【００１３】
一方、スイッチ制御アンプは、電源ＶＣＣの電圧低下防止によりＶＣＣが２．４Ｖ（４ＶＦ）以下ではスイッチングトランジスタＴｒ３をオフするように設定されている。この状態で、負荷を大きくするとＶCC−ＯＵＴ間の電圧が０．６Ｖ（１ＶＦ）以上になり、スイッチングトランジスタＴｒ１がオンする。これにより、Ｔｒ２がオンし定電流制御アンプのマイナス端子電圧は以下の数２に示すとおりとなる。
【００１４】
【数２】
【００１５】
したがって、図１に示される保護回路における保護動作時は以下の数３に示される電流Ｉ２で制御される。
【００１６】
【数３】
【００１７】
以上説明した保護動作による出力電圧ＯＵＴと負荷電流Ｉの関係は図２に示すとおりとなり、保護動作開始電圧は図２に示す使用範囲における出力電圧（Ｖ）で決定される。
【００１８】
図２に示すように、上記動作による出力Ｖ−Ｉカーブは、使用範囲が例えば２Ｖ〜５Ｖの場合、出力電圧が２Ｖ以下になると、出力電流を下げて保護を行う。従来では、使用範囲が２Ｖ以下になったとしても負荷電流ＩはＩ１（５００ｍＡ程度）のままである。また、出力端子がショートした場合には、一旦出力電圧が０Ｖとなり、その後負荷には負荷電流Ｉ２（１６０ｍＡ程度）が流れ、使用範囲以上になると負荷電流Ｉ１が流れ、次第に小さくなっていく。すなわち、理想的なフの字の特性となるような電流制御を行うことができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、出力端子がショートして出力電圧が使用範囲以下になった場合、出力電流の保護が働くと同時に、電流出力スイッチの保護をも行うことが可能である。又、出力電流の制御を行うことにより熱的対策が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路の構成を示した図である。
【図２】保護動作による出力電圧ＯＵＴと負荷電流Ｉの関係を示すグラフである。
【発明の属する技術分野】
本発明は出力電流を制御することができるＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、充電用アダプタにおいて、大電流が流れたり、ＡＣアダプタ出力端子ショートした場合、出力電圧が一旦ゼロとなり、再び、５００ｍＡ程度の負荷電流を流して再充電していた。また、発熱に対してはアダプタの筐体に発熱防止のための対策が採られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようにＡＣアダプタ出力端子ショートした場合、出力電圧が一旦ゼロとし５００ｍＡ程度の負荷電流を流して再充電していたのでは、繰り返しＡＣアダプタ出力端子ショートが起こりかねないし、負荷にダメージを与える可能性もあり熱に対する対策にも限界入がある。
【０００４】
本発明の目的は、出力電流を制御することによって発熱対策不要となるＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、定電圧制御電圧値を使用範囲以下になった場合のみ小さくすれば熱的対策も不要となることに着目して創作したものである。
【０００６】
本発明によれば、エミッタには電源（ＶＣＣ）が、コレクタには出力端子（ＯＵＴ）が接続されている電流出力スイッチングトランジスタ（Ｔｒ３）と、定電圧制御電圧値が前記電源の電圧及び出力電圧間の電圧差（ΔＶＦ１）が使用範囲を超える程度になったときにオンする第１のスイッチングトランジスタ（Ｔｒ１）と、該第１のスイッチングトランジスタがオンしたときオンするように接続された第２のスイッチングトランジスタ（Ｔｒ２）と、前記電源（ＶＣＣ）の電圧が所定の電圧以下になると前記電流出力スイッチングトランジスタ（Ｔｒ３）をオフするよう制御するスイッチ制御アンプと、第２のスイッチングトランジスタ（Ｔｒ２）がオンして保護動作状態になった時定電流の制御を行う定電流制御アンプとを具備し、前記定電流制御アンプのマイナス入力端子（−）には第１、第２、及び第３の抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）が接続され、前記第２の抵抗（Ｒ２）の他端には基準電圧源（Ｖｚ）が接続され、前記定電流制御アンプのプラス入力端子（＋）には定電流検出抵抗（Ｒ ＣＳ ）が接続され、充電時に、充電電流（負荷電流）を前記定電流検出抵抗（Ｒ ＣＳ ）と前記基準電圧（Ｖｚ）の抵抗分圧とで定電流制御され、前記電圧差（ΔＶＦ１）が基準電圧以上になった場合にのみ前記制御電圧を小さくし、出力電流を保護することを特徴とするＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路が得られる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路の一実施の形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路の構成を示した回路図である。本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路は、図１に示すように電流出力スイッチングトランジスタＴｒ３と、スイッチ制御アンプと、スイッチングトランジスタＴｒ１と、スイッチングトランジスタＴｒ２と、定電流制御アンプとで構成されている。
【０００８】
スイッチ制御アンプは、電流出力スイッチングトランジスタＴｒ３のオン／オフを制御するためのものである。電流出力スイッチングトランジスタＴｒ３のエミッタ・コレクタ間には負荷検出抵抗ＲＬＳが接続され、ベースにはＲＬＢが接続されている。さらに、電流出力スイッチングトランジスタＴｒ３のエミッタには電源ＶＣＣが、コレクタには出力端子ＯＵＴが接続されている。
【０００９】
電源ＶＣＣはスイッチングトランジスタＴｒ１のエミッタにも接続され、出力端子ＯＵＴはスイッチングトランジスタＴｒ１のベースにも接続されている。スイッチングトランジスタＴｒ１のコレクタはスイッチングトランジスタＴｒ２のベースに接続されている。
【００１０】
定電流制御アンプのマイナス入力端子（−）には抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が接続されている。さらに抵抗Ｒ２の他端には基準電圧源Ｖｚが接続されている。定電流制御アンプのプラス入力端子（＋）には定電流検出抵抗ＲＣＳが接続されている。
【００１１】
次に、本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路の動作について説明する。図２は図１の負荷に流れる負荷電流Ｉ（充電電流）と出力電圧ＯＵＴの関係を示すグラフである。上記構成による保護回路では、充電中に定電流制御は以下の数１に示される電流Ｉ1で制御される。
【００１２】
【数１】
一方、スイッチ制御アンプは、電源ＶＣＣの電圧低下防止によりＶＣＣが２．４Ｖ（４ＶＦ）以下ではスイッチングトランジスタＴｒ３をオフするように設定されている。この状態で、負荷を大きくするとＶCC−ＯＵＴ間の電圧が０．６Ｖ（１ＶＦ）以上になり、スイッチングトランジスタＴｒ１がオンする。これにより、Ｔｒ２がオンし定電流制御アンプのマイナス端子電圧は以下の数２に示すとおりとなる。
【００１４】
【数２】
したがって、図１に示される保護回路における保護動作時は以下の数３に示される電流Ｉ２で制御される。
【００１６】
【数３】
以上説明した保護動作による出力電圧ＯＵＴと負荷電流Ｉの関係は図２に示すとおりとなり、保護動作開始電圧は図２に示す使用範囲における出力電圧（Ｖ）で決定される。
【００１８】
図２に示すように、上記動作による出力Ｖ−Ｉカーブは、使用範囲が例えば２Ｖ〜５Ｖの場合、出力電圧が２Ｖ以下になると、出力電流を下げて保護を行う。従来では、使用範囲が２Ｖ以下になったとしても負荷電流ＩはＩ１（５００ｍＡ程度）のままである。また、出力端子がショートした場合には、一旦出力電圧が０Ｖとなり、その後負荷には負荷電流Ｉ２（１６０ｍＡ程度）が流れ、使用範囲以上になると負荷電流Ｉ１が流れ、次第に小さくなっていく。すなわち、理想的なフの字の特性となるような電流制御を行うことができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、出力端子がショートして出力電圧が使用範囲以下になった場合、出力電流の保護が働くと同時に、電流出力スイッチの保護をも行うことが可能である。又、出力電流の制御を行うことにより熱的対策が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路の構成を示した図である。
【図２】保護動作による出力電圧ＯＵＴと負荷電流Ｉの関係を示すグラフである。
Claims (2)
- エミッタには電源（ＶＣＣ）が、コレクタには出力端子（ＯＵＴ）が接続されている電流出力スイッチングトランジスタ（Ｔｒ３）と、
定電圧制御電圧値が前記電源の電圧及び出力電圧間の電圧差（ΔＶＦ１）が使用範囲を超える程度になったときにオンする第１のスイッチングトランジスタ（Ｔｒ１）と、
該第１のスイッチングトランジスタがオンしたときオンするように接続された第２のスイッチングトランジスタ（Ｔｒ２）と、
前記電源（ＶＣＣ）の電圧が所定の電圧以下になると前記電流出力スイッチングトランジスタ（Ｔｒ３）をオフするよう制御するスイッチ制御アンプと、
第２のスイッチングトランジスタ（Ｔｒ２）がオンして保護動作状態になった時定電流の制御を行う定電流制御アンプと
を具備し、
前記定電流制御アンプのマイナス入力端子（−）には第１、第２、及び第３の抵抗（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）が接続され、前記第２の抵抗（Ｒ２）の他端には基準電圧源（Ｖｚ）が接続され、前記定電流制御アンプのプラス入力端子（＋）には定電流検出抵抗（Ｒ ＣＳ ）が接続され、
充電時に、充電電流（負荷電流）を前記定電流検出抵抗（Ｒ ＣＳ ）と前記基準電圧（Ｖｚ）の抵抗分圧とで定電流制御され、
前記電圧差（ΔＶＦ１）が基準電圧以上になった場合にのみ前記制御電圧を小さくし、出力電流を保護することを特徴とするＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路。 - 前記電圧差（ΔＶＦ１）は０．６ボルトであることを特徴とする請求項１記載のＡＣアダプタ出力端子ショートによる保護回路。
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2002
- 2002-02-04 US US10/067,059 patent/US6788503B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
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| US6788503B2 (en) | 2004-09-07 |
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