專利名稱：攝像機(jī)的充電電池系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于為攝像機(jī)提供電源的攝像機(jī)充電系統(tǒng)。
在此以前，與外部電源一起作為攝像機(jī)電源的輔助電池被設(shè)計(jì)成可拆卸的，并安裝在攝像機(jī)主機(jī)外側(cè)。另外，由于輔助電池要由專用充電器充電，輔助電池必須從攝像機(jī)主機(jī)上拆下，然后再安在專用充電器上。
這樣，每當(dāng)對(duì)其充電時(shí)從攝像機(jī)主機(jī)上拆下輔助電池再安到專用充電器上是一個(gè)麻煩的操作。這樣就希望把輔助電池與充電器連接起來而使輔助電池在充電時(shí)還留在攝像機(jī)主機(jī)內(nèi)，但是，把輔助電池留在攝像機(jī)主機(jī)內(nèi)充電是很費(fèi)時(shí)的。
可以設(shè)想，如果用專用充電器對(duì)輔助電池充電和輔助電池留在攝像機(jī)主機(jī)內(nèi)充電可在同一個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，那么第一種充電和第二種充電的缺點(diǎn)在這種充電方法中互相抵消。但現(xiàn)在還設(shè)有這樣的攝像機(jī)充電系統(tǒng)。
本發(fā)明的一個(gè)目的就是要為攝像機(jī)提供一種新的充電系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是為攝像機(jī)提供一種充電系統(tǒng)，它使安在電源轉(zhuǎn)換器上的輔助電池在對(duì)攝像機(jī)主機(jī)內(nèi)的輔助電池充電前就被充電，這樣就可立即得到可用的輔助電池。
本發(fā)明提供一種電子設(shè)備，它帶有與電源轉(zhuǎn)換器組合的可充電電池。該可充電電池可拆卸安裝在該電子設(shè)備上，作為驅(qū)動(dòng)該電子設(shè)備的內(nèi)部電源。電源轉(zhuǎn)換器用于為該電子設(shè)備提供外部電源，它包括一個(gè)用于安裝第一充電電池的第一電池安裝單元，一個(gè)充電電壓發(fā)生單元，用于產(chǎn)生對(duì)安裝在該電子設(shè)備上的第一充電電池和第二充電電池進(jìn)行充電的充電電壓；一個(gè)第一充電單元，用于由充電電壓對(duì)安裝在第一電池安裝單元上的第一充電電池進(jìn)行充電；一個(gè)切換單元，用于在為第一充電單元提供充電電壓和為該電子設(shè)備提供充電電壓之間進(jìn)行切換；一個(gè)檢測(cè)單元，用于檢測(cè)第一充電電池的充電是否完成；和一個(gè)切換控制單元，用于根據(jù)檢測(cè)單元的輸出，控制切換單元的切換。該電子設(shè)備包括一個(gè)第二安裝單元，用于安裝作為驅(qū)動(dòng)該電子設(shè)備的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)器的第二充電電池；和一個(gè)第二充電單元，用于接收電源轉(zhuǎn)換器的充電電壓，對(duì)第二充電電池充電。由于第二充電電池是從外部安裝到電源轉(zhuǎn)換器上，并且其充電要比安在攝像機(jī)主機(jī)內(nèi)的第一充電電池的充電快，所以，第一充電電池可與第一充電電池交換，這樣，不必等到安在主機(jī)上的第一充電電池充電完成就可使用攝像機(jī)。
這樣，采用本發(fā)明的攝像機(jī)充電系統(tǒng)，電源轉(zhuǎn)換器為攝像機(jī)主機(jī)提供外部電源，同時(shí)對(duì)第二充電電池進(jìn)行充電。安裝有第二充電電池的電源與包括第一充電電池的攝像機(jī)主機(jī)相連接。當(dāng)對(duì)第一和第二充電電池進(jìn)行充電時(shí)，在完成對(duì)第二充電電池的充電后，才開始對(duì)第一充電電池充電，這樣，快速充電的第一充電電池與第一充電電池交換，不必等到安在主機(jī)上的第一充電電池充電完成就可使用攝像機(jī)。如果有足夠的時(shí)間，就可不拆下包含在攝像機(jī)主機(jī)內(nèi)的輔助充電電池，這樣攝像機(jī)可一直由隨后處于充電完成狀態(tài)的輔助電池驅(qū)動(dòng)。
由以下對(duì)實(shí)施例的描述和權(quán)利要求書可清楚地看出本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種攝像機(jī)的充電系統(tǒng)裝置的透視示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的一種攝像機(jī)的充電系統(tǒng)裝置在使用狀態(tài)的透視示意圖；圖3為交流轉(zhuǎn)換器中充電電源切換單元裝置的方框圖；圖4為本實(shí)施例采用的攝像機(jī)的電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖5為一個(gè)示范性外部/內(nèi)部電源切換單元的電路圖；圖6為表示交流轉(zhuǎn)換器提供的電源電壓的切換的時(shí)序圖；圖7為與圖6相似的表示由交流轉(zhuǎn)換器提供的電源電壓的切換的時(shí)序圖；圖8為本實(shí)施例的基本元件的電路圖，說明模式控制器的操作；圖9為主機(jī)充電操作的時(shí)序圖；圖10為在快速充電時(shí)的主機(jī)充電操作時(shí)序圖；圖11為示范性主機(jī)充電電路的電路圖。
參考附圖，將詳細(xì)說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，它是本發(fā)明應(yīng)用于集成攝像機(jī)型攝像機(jī)(camera-integrated type video camera)的攝像機(jī)充電系統(tǒng)。
圖1和2說明本實(shí)施例的示意性結(jié)構(gòu)。
本實(shí)施例說明對(duì)包含在攝像機(jī)1主機(jī)內(nèi)的輔助電池進(jìn)行充電的充電系統(tǒng)，攝像機(jī)1有電源開關(guān)2。該充電系統(tǒng)包括一個(gè)電源轉(zhuǎn)換器4，其不僅具有為攝像機(jī)1的主機(jī)提供外部電源的功能，還對(duì)輔助電池充電，以下稱其為交流轉(zhuǎn)換器。
圖1示出攝像機(jī)1的主機(jī)和交流轉(zhuǎn)換器4，它們由專用連接線連接在一起。圖2表示攝像機(jī)1的主機(jī)安裝在作為專用安裝器的操作臺(tái)9上，交流轉(zhuǎn)換器4插接在操作臺(tái)9上。在這兩圖中，電源由交流電源插頭連接到交流轉(zhuǎn)換器4上。
在圖1和2中，交流轉(zhuǎn)換器4用于對(duì)連在其上的第一充電電池5和連在攝像機(jī)1主機(jī)上的第二充電電池3進(jìn)行充電。第一充電電池的安裝由第一電池安裝單元完成，它有，例如，一個(gè)用于將安裝單元附著在充電電池的外殼上的擎爪凹槽型連接裝置(pawl groove typeengaging means)。第二充電電池的安裝由第二安裝部件完成，它把第二充電電池的外殼封閉起來。安裝有第一電池5的交流轉(zhuǎn)換器4連接到包含第二電池3的攝像機(jī)1的主機(jī)上。把連接在交流轉(zhuǎn)換器4上的交流電源插頭6連到電源插座上，關(guān)閉電源開關(guān)2，就可對(duì)第一電池5和第二電池3進(jìn)行充電。
在這種方式下，只有在完成對(duì)第一電池5的充電后，才開始對(duì)第二電池3充電?？焖偻瓿傻牡谝浑姵?的充電稱為迅速(prompt)充電或快速(quick)充電，對(duì)第二電池3的充電稱作主機(jī)充電。
為完成迅速充電或主機(jī)充電，在交流轉(zhuǎn)換器4連接到攝像機(jī)1的主機(jī)上，并且交流電源插頭6連到交流電源插座上以后，必須滿足以下條件首先，為開始迅速充電，需要關(guān)閉攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2。其次，需要把第一電池5安裝在交流轉(zhuǎn)換器4上，并且還要求第一電池5未充滿電。
另一方面，為開始主機(jī)充電，需要關(guān)閉攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2，并要求第二電池3封裝在攝像機(jī)1的主機(jī)內(nèi)。其次，要求第二電池3未充滿電，并還要求迅速充電已經(jīng)結(jié)束。
迅速充電和主機(jī)充電用交流轉(zhuǎn)換器4的一個(gè)輸出作為電源。交流轉(zhuǎn)換器4為迅速充電和主機(jī)充電輸出，例如，8.4伏的電源電壓，同時(shí)輸出一個(gè)驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)1主機(jī)的，例如，6.5伏的電源電壓。也就是，如果打開電源開關(guān)2，交流轉(zhuǎn)換器4輸出一個(gè)，例如，6.5伏的電源電壓以驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)1的主機(jī)。另一方面如果關(guān)閉電源電關(guān)2，交流轉(zhuǎn)換器4輸出一個(gè)，例如，8.4伏的電源電壓，用于迅速充電和主機(jī)充電。
如上所述，用于作上述迅速充電和主機(jī)充電的交流轉(zhuǎn)換器4輸出的電源電壓是8.4伏。但是，與主機(jī)充電時(shí)的輸出電源電壓相關(guān)的電流限制大約為20毫安。結(jié)果，主機(jī)充電進(jìn)行的不很良好，以至于，實(shí)際上充電并未進(jìn)行。在迅速充電結(jié)束后，交流轉(zhuǎn)換器4輸出8.4伏的電源電壓，沒有電流限制，以進(jìn)行主機(jī)充電。結(jié)果，主機(jī)充電正常進(jìn)行。
圖3表示交流轉(zhuǎn)換器4的電源電壓在迅速充電或主機(jī)充電間切換的裝置，它是充電電源電壓切換單元60。
在圖3中，充電電源電壓切換單元60由以下部分組成一個(gè)充電電源單元61，用于在電源開關(guān)2關(guān)閉時(shí)，輸出一個(gè)8.4伏的充電電源電壓；一個(gè)切換開關(guān)單元64，用于在從充電電源單元61經(jīng)輸出節(jié)點(diǎn)65向封裝在攝像機(jī)1的主機(jī)內(nèi)的第二電池3提供電源電壓的狀態(tài)和向安裝在交流轉(zhuǎn)換器4上的第一電池5提供電源電壓的狀態(tài)之間進(jìn)行切換；一個(gè)充滿電檢測(cè)單元62，用于檢測(cè)第一電池5是否達(dá)到充滿電狀態(tài)；和一個(gè)切換控制單元63，用于根據(jù)充滿電檢測(cè)單元62的檢測(cè)結(jié)果控制切換開關(guān)單元64的切換。
切換控制單元63根據(jù)用于判決該實(shí)施例是否滿足迅速充電的所有條件的迅速充電條件判決單元(未示出)的判決結(jié)果或根據(jù)用于判決該實(shí)施例是否滿足主機(jī)充電的所有條件的主機(jī)充電條件判決單元(未示出)，控制切換開關(guān)單元64的切換操作。
切換開關(guān)單元64包括一個(gè)開關(guān)SW1，連接到限流電阻Rm上，Rm用于限制充電電源單元61的輸出電源電壓的電流。開關(guān)單元64用于實(shí)現(xiàn)在從輸出節(jié)點(diǎn)65向第二電池3提供限流的電源電壓的狀態(tài)和不按這種方式提供電壓的狀態(tài)之間進(jìn)行切換。開關(guān)單元64還包括一個(gè)切換開關(guān)SW2，用于實(shí)現(xiàn)在經(jīng)輸出節(jié)點(diǎn)6 5向第二電池3直接提供充電電源單元61的輸出電源電壓的狀態(tài)和不按這種方式提供電壓的狀態(tài)之間進(jìn)行切換；和一個(gè)切換開關(guān)SW3，用于實(shí)現(xiàn)將充電電源單元61的輸出電源電壓提供給第一電池5的狀態(tài)和未按這種方式提供電壓的狀態(tài)間進(jìn)行切換。
充電電源單元61和切換開關(guān)SW3組成第一充電裝置，對(duì)第一電池5進(jìn)行充電。
一個(gè)齊納二極管Dz，它的陰極連接到切換開關(guān)SW3和第一電池5上，在第一電池5達(dá)到充滿電狀態(tài)時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)反向電流。它的陰極連接到充滿電檢測(cè)單元62上。
以下將說明在滿足迅速充電條件和主機(jī)充電條件后，充電電源電壓切換單元60的操作。
切換開關(guān)單元63首先接通切換開關(guān)單元64的切換開關(guān)SW1和SW3，開關(guān)閉切換開關(guān)SW2。由限流電阻Rm進(jìn)行限流的電源電壓由輸出節(jié)點(diǎn)65加到包含在攝像機(jī)1的主機(jī)內(nèi)的第二電池3上。充電電源61的電源電壓直接加到安裝在交流轉(zhuǎn)換器4上的第一電池5上。由此開始對(duì)第一電池5進(jìn)行迅速充電。在迅速充電時(shí)，第二電池3進(jìn)行不完全主機(jī)充電。這種不完全主機(jī)充電率很低，幾乎與實(shí)際上未進(jìn)行至機(jī)充電時(shí)相似。
當(dāng)?shù)谝浑姵?達(dá)到充滿電狀態(tài)時(shí)，該狀態(tài)通過齊納二極管Dz由充滿電檢測(cè)單元檢測(cè)，然后切換開關(guān)單元63使切換開關(guān)單元64的切換開關(guān)SW1,SW2關(guān)閉，這樣就停止了迅速充電和不完全主機(jī)充電。
在開關(guān)持續(xù)關(guān)閉，例如，兩秒后，充電開關(guān)單元63接通切換開關(guān)單元64中的切換開關(guān)SW2，同時(shí)關(guān)閉切換開關(guān)SW1和SW3。這就使充電電壓源61的電源電壓經(jīng)輸出節(jié)點(diǎn)65直接加到包含在攝像機(jī)1的主機(jī)內(nèi)的第二電池3上。另一方面，充電電壓源61的電源電壓未加到安裝在交流轉(zhuǎn)換器4上的第一電池5上。結(jié)果，就只進(jìn)行主機(jī)充電。
同時(shí)，有兩套電流供電系統(tǒng)，第一電池5和第二電池3之一驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)1的主機(jī)，作為內(nèi)部電源；外部電源來自交流轉(zhuǎn)換器4，作為驅(qū)動(dòng)攝攝像機(jī)1的主機(jī)的電流供電系統(tǒng)。另一方面，由主機(jī)充電方式進(jìn)行的內(nèi)部電源充電電源也來自交流轉(zhuǎn)換器。
也就是，攝像機(jī)1的主機(jī)電源分成內(nèi)部電源，用于在交流轉(zhuǎn)換器4未與電源線相連，電源開關(guān)2接通時(shí)，驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)1的主機(jī)，驅(qū)動(dòng)外部電源，用于在交流轉(zhuǎn)換器4與電源線相連，電源開關(guān)2接通時(shí)，驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)1的主機(jī)；和外部電源，用于在交流轉(zhuǎn)換器4與電源線相連，電源開關(guān)2關(guān)閉時(shí)，對(duì)包含在攝像機(jī)1的主機(jī)內(nèi)的電池進(jìn)行主機(jī)充電。
以下說明攝像機(jī)內(nèi)配備的電源系統(tǒng)，它包括由本實(shí)施例進(jìn)行充電的電池(內(nèi)部電源)。
圖4說明電源系統(tǒng)裝置。
電源系統(tǒng)由以下幾部分組成連到第二電池3上的電池輸出單元10；內(nèi)部/外部電源切換單元20，經(jīng)節(jié)點(diǎn)25,26,27和28連到交流轉(zhuǎn)換器4上；直流/直流轉(zhuǎn)換器30，用于在外部電源或內(nèi)部電源驅(qū)動(dòng)間進(jìn)行直流/直流轉(zhuǎn)換；和模式控制器40，用于控制電源切換單元20在外部/內(nèi)部電源間的切換。外部/內(nèi)部電源切換單元20的功能是在內(nèi)部電源和外部電源間進(jìn)行切換和用主機(jī)充電外部電源對(duì)作為內(nèi)部電源的第二電池3進(jìn)行充電。
電池輸出單元10與作為內(nèi)部電源的第二電池3相連，并對(duì)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，攝像單元的驅(qū)動(dòng)和經(jīng)保險(xiǎn)絲F1,F2和F3與直流/直流轉(zhuǎn)換器30連接的磁帶錄像機(jī)提供內(nèi)部電源。
外部/內(nèi)部電源切換單元20在輸入節(jié)點(diǎn)25(+)和輸入節(jié)點(diǎn)26(-)接收來自交流轉(zhuǎn)換器4的外部電源，并把來自驅(qū)動(dòng)外部電源的電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部電源或相反，為直流/直流轉(zhuǎn)換器30提供可選擇電源。外部/內(nèi)部電源切換單元20包括一個(gè)充電電路22，用主機(jī)充電外部電源對(duì)連在電池輸出單元10上的第二電池3進(jìn)行充電。交流轉(zhuǎn)換器4經(jīng)節(jié)點(diǎn)28和開關(guān)三極管24連接到模式控制器40上。
外部/內(nèi)部電源切換單元20通過它的切換，由交流轉(zhuǎn)換器4向直流/直流轉(zhuǎn)換器30提供驅(qū)動(dòng)外部電源。即使在第二電池3作為內(nèi)部電源連接到電池輸出單元10上時(shí)，也可由交流轉(zhuǎn)換器4向直流/直流轉(zhuǎn)換器30提供驅(qū)動(dòng)外部電源。另一方面，只有在沒有外部電源輸入時(shí)，才能由第二電池3向直流/直流轉(zhuǎn)換器30提供內(nèi)部電源。
圖5示出外部/內(nèi)部電源切換單元20的具體裝置。作為外部電源的交流轉(zhuǎn)換器4控制外部/內(nèi)部電源切換單元20的切換的模式控制器40和第二電池3都連接到外部/內(nèi)部電源切換單元20上。
在外部/內(nèi)部電源切換單元20的交流轉(zhuǎn)換器一邊，有連接管腳111,112和113由交流轉(zhuǎn)換器4提供外部電源的負(fù)極；連接管腳117,118，接到外部電源的正極；連接管腳116向交流轉(zhuǎn)換器4中的電壓控制單元(包含在虛線內(nèi))輸出電壓控制信號(hào)；和其它連接管腳114,115和119。
在外部/內(nèi)部電源切換單元20的第二電池一邊，有連接管腳105,106，接到第二電池3的負(fù)極；連接管腳103,104，接到第二電池3的正極；和連接管腳101,102，由交流轉(zhuǎn)換器4向直流/直流轉(zhuǎn)換器(未示出)提供外部電源的負(fù)極。
以下說明由交流轉(zhuǎn)換器4提供外部電源時(shí)，外部/內(nèi)部電源切換單元20的操作。
當(dāng)交流轉(zhuǎn)換器4的外部電源的正極連接到管腳117和118上而負(fù)極連接到管腳111,112上時(shí)，正極經(jīng)連接管腳103,104和保險(xiǎn)絲F1,F2和F3連接到直流/直流轉(zhuǎn)換器30上(未示出)，而負(fù)極經(jīng)連接管腳101,102，連接到直流/直流轉(zhuǎn)換器上。除非連接管腳117,118,111和112斷開，交流轉(zhuǎn)換器4的外部電源加到直流/直流轉(zhuǎn)換器30上。
如果連接管腳113在與外部電源的負(fù)極相連的同時(shí)，還與管腳117、118相連，三極管Q3,Q2,Q4和Q5截止，這樣，連接在管腳105,106上的第二電源3的負(fù)極輸出處于斷開狀態(tài)，這樣第二電池3就不能提供電源輸出了。
以下說明在第二電池3提供內(nèi)部電源時(shí)，外部/內(nèi)部電源切換單元20的操作。
如果連接管腳117,118,111,112和113斷開，三極管Q3的基極經(jīng)電阻R3上拉到第二電池3的正極電壓，這樣，三極管Q3,Q2,Q4和Q5導(dǎo)通。由于三極管Q4和Q5在導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的電阻大約是40mΩ，第二電池3的電源電壓經(jīng)連接管腳103,104,105和106，保險(xiǎn)絲F1,F2和F3和三極管Q4和Q5加到直流/直流轉(zhuǎn)換器30上。
由于交流轉(zhuǎn)換器4的電壓輸出是，例如，8.4伏和，例如，6.5伏，用于經(jīng)充電電路2 2對(duì)作為內(nèi)部電源的第二電池3進(jìn)行充電，也就是分別用于主機(jī)充電和驅(qū)動(dòng)攝像機(jī)，故可以改進(jìn)直流/直流轉(zhuǎn)換器30的轉(zhuǎn)換效率并且調(diào)節(jié)它引起的內(nèi)部溫度的升高。由模式控制器40的管腳122的時(shí)序輸出在高電平(H)和低電平(L)間切換，使三極管Q1導(dǎo)通和截止，經(jīng)電阻R2使電源電壓進(jìn)行切換。也就是，在連接管腳122的時(shí)序輸出為高電平和低電平時(shí)，交流轉(zhuǎn)換器4的輸出電壓分別為6.5伏和8.4伏。
圖6和7說明在攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2打開和關(guān)閉期間連接端122的輸出時(shí)序及交流轉(zhuǎn)換器4的電壓輸出的變化。也就是，圖6和7是攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2分別在打開和關(guān)閉時(shí)的時(shí)序圖。在圖中，圖形A,B,C和D分別代表攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2打開和關(guān)閉的時(shí)序，模式控制器40的管腳122的輸出時(shí)序，交流轉(zhuǎn)換器4的輸出電壓的變化和模式控制器40到直流/直流轉(zhuǎn)換器30的輸出時(shí)序。
也就是，如圖6的時(shí)序圖所示，在攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2從開狀態(tài)變到關(guān)閉狀態(tài)的變化點(diǎn)a以后，例如，40至50毫秒，電源系統(tǒng)使連接管腳122的輸出時(shí)序從低電平變L到高電平H。在從輸出時(shí)序由低電平L交到高電平H的變化點(diǎn)6的時(shí)間間隔，例如，最大為100毫秒的時(shí)間內(nèi)，電源系統(tǒng)使外部電源的輸出電壓從8.4伏切換到6.5伏。在從變化點(diǎn)b起經(jīng)過160毫秒后，模式控制器40到直流/直流轉(zhuǎn)換器30的輸出時(shí)序從低電平變成高電平。
參考圖7的時(shí)序圖，在攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2從高電平變到低電平的變化點(diǎn)C后，經(jīng)過，例如，最大3秒時(shí)間間隔，電源系統(tǒng)使連接管腳122的輸出時(shí)序從高電平變?yōu)榈碗娖剑谳敵鰰r(shí)序從高電平變?yōu)榈碗娖降淖兓c(diǎn)d后，電源系統(tǒng)使外部電源的輸出電壓逐漸從6.5伏切換到8.4伏。在變化點(diǎn)d的同一時(shí)刻，模式控制器40到直流/直流轉(zhuǎn)換器30的輸出時(shí)序從高電平變?yōu)榈碗娖健?br> 根據(jù)本發(fā)明的攝像機(jī)充電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的操作以下將結(jié)合對(duì)作為電源系統(tǒng)的內(nèi)部電源的第二電池3進(jìn)行充電的主機(jī)充電和對(duì)第一電池5進(jìn)行充電的迅速充電進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例中，如上所述，當(dāng)攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2打開時(shí)，主機(jī)充電和迅速充電都不進(jìn)行。對(duì)第一電池5的充電(迅速充電)在電源開關(guān)2關(guān)閉后，由交流轉(zhuǎn)換器4進(jìn)行，而在迅速充電結(jié)束后，對(duì)第二電池3的充電(主機(jī)充電)才在攝像機(jī)1的主機(jī)內(nèi)進(jìn)行。
當(dāng)上述主機(jī)充電條件全部滿足后，主機(jī)充電才進(jìn)行。這些條件以下修改為(ⅰ)攝像機(jī)1主機(jī)上的電源開關(guān)2關(guān)閉；(ⅱ)第二電池3安裝在攝像機(jī)1的主機(jī)內(nèi)，并且電池的輸出電壓不高于7.8伏；(ⅲ)交流轉(zhuǎn)換器4的電源電壓接通；并且(ⅳ)迅速充電已結(jié)束。四個(gè)條件中，條件(ⅰ),(ⅱ)和(ⅲ)由模式控制器40判定。模式控制器40就是上述主機(jī)充電條件判定單元。
對(duì)于條件(ⅳ)，由于來自交流轉(zhuǎn)換器4的充電電源電壓受電流限制的影響，當(dāng)提供不受電流限制的電源電壓時(shí)，就滿足條件(ⅳ)。
由模式控制器40給出的判定以下結(jié)合圖8說明。
模式控制器40一直監(jiān)測(cè)攝像機(jī)1主機(jī)的電源的狀態(tài)，也就是，它是打開還是關(guān)閉，以判定條件(ⅰ)。模式控制器40還監(jiān)測(cè)第二電池3的輸出電壓，如果輸出電壓不高于7.8伏，就判定未達(dá)到充滿電狀態(tài)。
當(dāng)滿足充電條件后，充電電路22改變到切換開關(guān)22a，使第二電池3的大小在，例如，0到3.6伏數(shù)量級(jí)的負(fù)級(jí)電壓加到連接管腳123上，以下將有更詳細(xì)的說明。如果充電條件不滿足，充電電路22從切換開關(guān)22a轉(zhuǎn)到電源電壓邊22b，向連接管腳123提供，例如，5伏的電壓。也就是，模式控制器40監(jiān)測(cè)輸入到管腳123的切換開關(guān)22a的輸出電壓，根據(jù)閾值電壓，例如，4.5伏，判定充電是否應(yīng)該開始。條件(ⅱ)以同樣方式進(jìn)行判定。
模式控制器40還判定條件(ⅲ)是否滿足，也就是，交流轉(zhuǎn)換器4的電源是開還是關(guān)。由于在攝像機(jī)1的主機(jī)使用外部電源時(shí)，外部/內(nèi)部電源切換單元20的連接管腳113置為地電平，在模式控制器40的連接管腳121上有一個(gè)低電平輸入時(shí)序。如果攝像機(jī)1的主機(jī)沒有用外部電源，由于電阻R3和二極管D1，在連接管腳121上有一個(gè)高電平輸出時(shí)序。也就是，由對(duì)連接管腳121的輸入時(shí)序的監(jiān)測(cè)判定交流轉(zhuǎn)換器4的電源的開/關(guān)狀態(tài)。
由此模式控制器40監(jiān)測(cè)輸入到管腳123上的切換開關(guān)22a的輸出電壓，根據(jù)例如，4.5伏的閾值電壓，電壓為0至3.6伏或5伏，如圖9中A所示，當(dāng)輸出電壓低于，例如，4.5伏時(shí)，模式控制器40把連接管腳124的輸出時(shí)序從高電平變?yōu)榈碗娖?，如圖9中B所示，以開始由充電電路22進(jìn)行主機(jī)充電。當(dāng)如圖9中A所示的輸出電壓達(dá)到如圖9中A所示的0.1伏時(shí)，如圖9中所示的主機(jī)充電結(jié)束。此時(shí)，為防止振蕩，在連接管腳123的輸入電壓的變化點(diǎn)e和f之后1秒后，管腳124的輸出時(shí)序改變。
另一方面，如果從切換開關(guān)22a到連接管腳123的輸入電壓超過4.5伏，而攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2是打開的，在電源開關(guān)2關(guān)閉后，連接管腳124的輸出時(shí)序變?yōu)榈碗娖酱蠹s1秒。
上述主機(jī)充電是在迅速充電結(jié)束之后才開始的。在本實(shí)施例中，當(dāng)攝像機(jī)1主機(jī)上的電源開關(guān)2關(guān)閉時(shí)，充電電源電壓由交流轉(zhuǎn)換器4提供，以進(jìn)行主機(jī)充電和迅速充電。在迅速充電時(shí)，電流限制在大約20毫安，即使設(shè)定了主機(jī)充電模式，主機(jī)充電實(shí)際上也未進(jìn)行。
特別是，主機(jī)充電由一系列操作完成，如圖10的時(shí)序圖所示。
首先，從切換開關(guān)22a輸出到模式控制器40的連接管腳123上的電壓改變，如圖10A所示。這是因?yàn)閷?duì)流交轉(zhuǎn)換器4的電源電壓實(shí)行電流限制。也就是，當(dāng)切換開關(guān)22a的輸出電壓低于4.5伏，模式控制器40的輸出時(shí)序由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，如圖10中B所示，第二電池3被暫時(shí)充電。由于此時(shí)充電電源電壓被限流電阻Rm阻流，第二電池3的正極端電壓被降低。第二電池3的負(fù)極端電壓低于0.1伏，使切換開關(guān)22a到連接管腳13的輸入電壓切換到5伏。模式控制器40的連接管腳124的輸出時(shí)序在間隔2秒后，如圖10B所示，變?yōu)榈碗娖?。充電電?2用輸出時(shí)序的低電平對(duì)第二電池3暫時(shí)充電。因而在迅速充電時(shí)，第二電池3幾乎未被充電。
也就是，第一電池5被交流轉(zhuǎn)換器4迅速充電時(shí)，從交流轉(zhuǎn)換器4到主機(jī)1中的充電電路22的輸出被限流，使得即使在充電模式為主機(jī)充電模式時(shí)，主機(jī)充電實(shí)際未進(jìn)行而僅進(jìn)行迅速充電。
當(dāng)切換控制單元63根據(jù)滿充電檢測(cè)單元62對(duì)第一電池5的滿充電的檢測(cè)結(jié)果改變切換開關(guān)單元64時(shí)，迅速充電結(jié)束。由于交流轉(zhuǎn)換器4的輸出在迅速充電結(jié)束后并閉大約2秒，一旦電源接通，攝像機(jī)1的主機(jī)進(jìn)行主機(jī)充電操作。
參考主機(jī)充電電路的一個(gè)實(shí)施例，以下將說明從迅速充電結(jié)束和其后開始的主機(jī)充電直到主機(jī)充電結(jié)束之間的操作。
圖11表示主機(jī)充電電路的具體實(shí)施例的電路圖。
如果從交流轉(zhuǎn)換器4經(jīng)輸入節(jié)點(diǎn)(+)51和輸入節(jié)點(diǎn)(-)52向主機(jī)充電電路22提供充電電源電壓，此處為8.4伏，電壓EVR,5伏，也同時(shí)經(jīng)輸入節(jié)點(diǎn)53提供。
如果在裝有第二電池3時(shí)，三極管Q106的基極變?yōu)榇蠹s0.6伏或更高，三極管Q106和Q108導(dǎo)通，向集成電路101提供電源。此時(shí)，三極管Q115導(dǎo)通，而三極管Q103和Q102截止，使第二電池3的負(fù)極經(jīng)電阻R111和R108和輸出節(jié)點(diǎn)54向模式控制器40的連接管腳123提供電壓。
但是，如果外部/內(nèi)部電源切換單元20連接到節(jié)點(diǎn)55上的管腳114為地電平，三極管Q102被強(qiáng)制導(dǎo)通，使從輸出節(jié)點(diǎn)54到連接管腳123的電壓為大約5伏。
電阻R109,R110和三極管Q104組成一個(gè)電壓限幅器，防止在三極管Q102截止時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)54到連接管腳123的電壓超過3.6伏或更高。用此電壓限幅器可防止模式控制器40的誤動(dòng)作。
當(dāng)上述鑒別主機(jī)充電開始條件的操作順序，也就是，充電開始條件滿足時(shí)，經(jīng)過1秒后，模式控制器40的接線端124向輸入節(jié)點(diǎn)56提供一個(gè)低電平時(shí)序輸出，這就使三極管Q107和其后的三極管Q109,Q110導(dǎo)通，使充電電流可以從交流轉(zhuǎn)換器4經(jīng)輸入節(jié)點(diǎn)51、52流向第二電池3，開始主機(jī)充電。
由電阻R115和R116的分壓，在集成電路101的管腳P5上產(chǎn)生一個(gè)參考電壓，此處大約為0.2伏，集成電路101的管腳106的電壓是由集成電路101內(nèi)的一個(gè)運(yùn)算放大器進(jìn)行反饋控制的，大約為0.2伏。因而流過三極管Q110的電流大約為0.3安。
當(dāng)該主機(jī)充電電路如上所述開始充電時(shí)，三極管Q109的基極電壓約為1.5伏，使三極管Q118導(dǎo)通，使充電發(fā)光二極管發(fā)光以提醒使用者充電系統(tǒng)正在充電。如果發(fā)光二極管直接由連接管腳124到輸入節(jié)點(diǎn)56的時(shí)序輸出驅(qū)動(dòng)，由于交流轉(zhuǎn)換器4進(jìn)行迅速充電時(shí)，主機(jī)充電電路22的重復(fù)開/關(guān)操作，使發(fā)光二極管在1秒內(nèi)閃爍，所以對(duì)充電發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)要避免這種情況。
以下說明結(jié)束主機(jī)充電的操作。
由電阻R117和R118進(jìn)行分壓而在集成電路101的管腳P2上產(chǎn)生一個(gè)參考電壓，這里大約為0.1伏。當(dāng)?shù)诙姵?的負(fù)極電壓降到1.2伏以下時(shí)，由電阻R123和R124的分壓，集成電路101的電壓低于0.1伏，而集成電路101的管腳P1的輸出變?yōu)榈碗娖?。由于此時(shí)三極管Q109、Q110截止，主機(jī)充電結(jié)束。另外，由于三極管Q105,Q108截止，三極管Q115截止，同時(shí)，三極管Q103和Q102導(dǎo)通，使輸出節(jié)點(diǎn)54到連接管腳123的電壓變?yōu)榇蠹s5伏。如果連接管腳123的輸出電壓為高電平，也就是高于4.5伏，模式控制器40的連接管腳124的輸出在大約1秒內(nèi)為高電平。
為防止在主機(jī)充電剛結(jié)束后充電再次開始，在三極管Q116、Q117連接到三極管Q106的基極上，以防止在連接管腳124的時(shí)序輸出為低電平時(shí)，三極管Q106導(dǎo)通。結(jié)果，充電結(jié)束后1秒內(nèi)，充電不能再次開始，防止交流轉(zhuǎn)換器4進(jìn)行迅速充電時(shí)的誤動(dòng)作。
主機(jī)充電電路22從硬件和軟件兩方面提供有保護(hù)功能，在，例如，非正常電池安裝的情況下，保證共它全性。
在硬件方面二極管D110可防止交流轉(zhuǎn)換器4的輸出電壓不正常以致輸出電壓超過9.1伏時(shí)，進(jìn)行充電。另外，二極管D109,D111可防止電池兩端電壓在電壓低于2.7伏時(shí)進(jìn)行充電以防電池兩端短路。
在軟件方面，如果充電開始30分鐘后電池兩端電壓低于6伏，給出電池出現(xiàn)故障的判決并強(qiáng)制終止充電。同樣，如果充電開始8小時(shí)后，充電還未完成，判定電池故障并強(qiáng)制終止充電。在這兩種情況下，在電池交換后或電源再次接通后，充電再次開始。
在本實(shí)施例中，在攝像機(jī)1的主機(jī)上的電源開關(guān)2關(guān)閉后，對(duì)交流轉(zhuǎn)換器4對(duì)主機(jī)充電的輸出電源電壓進(jìn)行限流，以通過使迅速充電具有高優(yōu)先級(jí)而有效防止主機(jī)充電。
請(qǐng)注意，本發(fā)明并不只限于上實(shí)施例。例如，主機(jī)充電電路可有不同于上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1．一種電源轉(zhuǎn)換器，電子設(shè)備由可拆卸地安裝在其上的用以向所述電子設(shè)備輸送電能的可再充電電池予以驅(qū)動(dòng)，所述電源轉(zhuǎn)換器包括用以裝載可再充電電池的電池裝載裝置；用以產(chǎn)生充電電壓，對(duì)裝載在所述電源轉(zhuǎn)換器上的所述可再充電電池和安裝在所述電子設(shè)備上的所述可再充電電池進(jìn)行充電的充電裝置；以及用以在所述電源轉(zhuǎn)換器和所述電子設(shè)備之間切換所述充電電壓的切換裝置，其特征在于當(dāng)所述電池裝載在所述電源轉(zhuǎn)換器上時(shí)，所述切換裝置優(yōu)先對(duì)裝載在所述電源轉(zhuǎn)換器上的所述可再充電電池充電。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)裝載在該電源轉(zhuǎn)換器上的所述可再充電電池的狀態(tài)，以控制所述切換裝置。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的攝像機(jī)和電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述檢測(cè)裝置檢測(cè)所述可再充電電池是否處在完全充電狀態(tài)。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述切換裝置有一個(gè)響應(yīng)所述檢測(cè)到的可再充電電池的狀態(tài)、限制輸送給電子設(shè)備的充電電流的限流電路。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于還包括檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)供電給裝載在該電源轉(zhuǎn)換器上的所述可再充電電池的狀態(tài)，以控制所述切換裝置。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的攝像機(jī)和電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述檢測(cè)裝置檢測(cè)所述電源轉(zhuǎn)換器是否能對(duì)所述可再充電電池充電。
7．根據(jù)權(quán)利要求5的電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述充電裝置有一個(gè)響應(yīng)所述檢測(cè)到的可再充電電池的狀態(tài)、限制輸送給電子設(shè)備的充電電流的限流電路。
全文摘要
一種帶有充電電池與電源轉(zhuǎn)換器組合的電子設(shè)備，充電電池可拆卸安裝于電子設(shè)備內(nèi)并作為其內(nèi)部電源。電源轉(zhuǎn)換器為電子設(shè)備提供外部電源，包括第一電池安裝單元，充電電壓發(fā)生單元，第一充電單元，切換單元，檢測(cè)單元和切換控制單元。電子設(shè)備包括第二電池安裝單元和第二充電單元。由于第二充電電池是從外部安裝到電源轉(zhuǎn)換器上，它的充電比安在攝像機(jī)主機(jī)內(nèi)的第一充電電池充電快，所以第一充電電池與安裝在攝像機(jī)主機(jī)內(nèi)的第一充電電池互換，就可不等第一充電電池充電結(jié)束就使用攝像機(jī)。
文檔編號(hào)G11B33/06GK1227978SQ99100980
公開日1999年9月8日 申請(qǐng)日期1993年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月18日
發(fā)明者小山紀(jì)男, 荒川博行 申請(qǐng)人:索尼公司