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)檢測單元，用于檢測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)對第一和第二充電電池進(jìn)行充電時(shí)，在完成對第二充電電池的充電后，才開始對第一充電電池充電，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9上，交流轉(zhuǎn)換器4插接在操作臺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，只有在完成對第一電池5的充電后，才開始對第二電池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)充滿電檢測單元62，用于檢測第一電池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)充滿電檢測單元62的檢測結(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)65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6 4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由充滿電檢測單元檢測，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)8W2，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，并對馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，攝像單元的驅(qū)動(dòng)和經(jīng)保險(xiǎn)絲F1，F(xiàn)2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；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，F(xiàn)2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，F(xiàn)2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22對作為內(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變到高電平H的變化點(diǎn)b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?，在輸出時(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)量級的負(fù)級電壓加到連接管腳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，由對連接管腳121的輸入時(shí)序的監(jiān)測判定交流轉(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α鹘晦D(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)滿充電檢測單元62對第一電池5的滿充電的檢測結(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，對交流轉(zhuǎn)換器4對主機(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)先級而有效防止主機(jī)充電。
請注意，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
1.一種組合有電源轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備，它內(nèi)部可拆卸安裝有一個(gè)可充電電池，所述可充電電池作為內(nèi)部電源驅(qū)動(dòng)該電子設(shè)備；所述電源轉(zhuǎn)換器從外部對上述設(shè)備提供電源；上述電源轉(zhuǎn)換器包括第一電池安裝裝置，用于安裝第一可充電電池；充電電壓發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生充電電壓以對上述第一可充電電池和安裝在上述電子設(shè)備上的第二可充電電池進(jìn)行充電；第一充電裝置，用上述充電電壓對安裝在上述第一電池安裝裝置上的第一可充電電池進(jìn)行充電；切換裝置，用于在對上述第一充電裝置提供充電電壓和對上述電子設(shè)備提供充電電壓之間進(jìn)行切換；檢測裝置，用于檢測上述第一可充電電池的充電是否完成；和切換控制裝置，根據(jù)上述檢測裝置的輸出控制上述切換裝置的切換；上述電子設(shè)備包括第二安裝裝置，安裝作為驅(qū)動(dòng)上述電子設(shè)備的內(nèi)部驅(qū)動(dòng)器的第二可充電電電池；和第二充電裝置，用于接收上述電源轉(zhuǎn)換器的充電電壓，以對上述第二可充電電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電源轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備，其特征是，當(dāng)充電電壓產(chǎn)生裝置的充電電壓由上述切換裝置的操作加到上述第一可充電電池上時(shí)，上述電子設(shè)備提供有一個(gè)進(jìn)行限流的電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電源轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備，其特征是，上述電子設(shè)備還包括一個(gè)切換裝置，用于進(jìn)行從第二充電電池作為內(nèi)部電源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)到由所述電源轉(zhuǎn)換器提供外部電源的切換或相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有電源轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備，其特征是，上述切換裝置使由電源轉(zhuǎn)換器提供的外部電源驅(qū)動(dòng)具有高優(yōu)先級。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電源轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備，其特征是，上述電子設(shè)備還包括一個(gè)切換信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生一個(gè)切換信號，使電源轉(zhuǎn)換器提供的電壓在電源電壓和充電電壓間進(jìn)行切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有電源轉(zhuǎn)換器的電子設(shè)備，其特征是，對上述第二可充電電池的充電在上述第一可充電電池的充電結(jié)束后才開始。
7.一種電子設(shè)備，內(nèi)部可拆卸安裝有可充電電池并由上述可充電電池作為內(nèi)部電源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，它包括安裝裝置，用于安裝作為內(nèi)部電源驅(qū)動(dòng)該電子設(shè)備的可充電電池；切換裝置，從由上述充電電池驅(qū)動(dòng)切換到由外部電源轉(zhuǎn)換器提供外部電源驅(qū)動(dòng)或相反；充電裝置，用上述外部電源轉(zhuǎn)換器提供的充電電壓，對上述充電電池進(jìn)行充電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電子設(shè)備還包括一個(gè)切換信號發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生一個(gè)切換信號，使上述電源轉(zhuǎn)換器提供的電壓在所述電源電壓和所述充電電壓間切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的電子設(shè)備，其特征是，上述切換裝置使電源轉(zhuǎn)換器提供的外部電源驅(qū)動(dòng)的優(yōu)先級高。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的電子設(shè)備，其特征是，當(dāng)上述電子設(shè)備的電源的電源關(guān)閉時(shí)，對上述可充電電池的充電才有效。
11.一種電源轉(zhuǎn)換器，用于為內(nèi)部可拆卸安裝有可充電電池并由作為內(nèi)部電源的上述充電電池驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備提供電源，它包括電池安裝裝置，用于安裝第二可充電電池；充電電壓發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生充電電壓，對上述第二可充電電池進(jìn)行充電。充電裝置，用上述充電電壓，對安裝在上述電池安裝裝置上的上述第二可充電電池進(jìn)行充電；切換裝置，用于將向上述電子裝置輸出的電壓在電源電壓和充電電壓間切換；用于為上述充電裝置提供上述充電電壓并為上述電子設(shè)備提供限流電壓的裝置；檢測裝置，用于檢測上述第二可充電電池的充電是否完成；和切換控制裝置，用于根據(jù)上述檢測裝置的輸出控制上述切換裝置的切換。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的電源轉(zhuǎn)換器，其特征是，上述切換裝置的切換由上述電子設(shè)備提供的切換信號控制。
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H02J7/02GK1085717SQ93117870
公開日1994年4月20日 申請日期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 申請人:索尼公司