JP2000278877A - 二次電池の充電機能を備えた情報処理装置 - Google Patents

二次電池の充電機能を備えた情報処理装置

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JP2000278877A
JP2000278877A JP11077397A JP7739799A JP2000278877A JP 2000278877 A JP2000278877 A JP 2000278877A JP 11077397 A JP11077397 A JP 11077397A JP 7739799 A JP7739799 A JP 7739799A JP 2000278877 A JP2000278877 A JP 2000278877A
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Noritomo Yanagihara
典友 柳原
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、ACアダプタより電力を供給し携帯型
情報処理装置を動作しながらリチウムイオン二次電池に
充電するため、ACアダプタの出力と二次電池の両者に
電流検知部を備えていた。ACアダプタの出力のみ電流
検知しても二次電池へ許容充電電流を超えない範囲で電
流制御を行なうことにより、回路構成が簡単でロスの少
ない充電制御を実現する。 【解決手段】 ACアダプタから供給する電流を検知す
る電流検知部と、定電圧定電流制御部とを備え、二次電
池への許容充電電流を超えない範囲で定電圧定電流制御
を行なう。二次電池と情報処理装置との電流は按分され
るため、簡単な回路で効率の良い充電制御が行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は携帯時に二次電池を
電源として動作する二次電池の充電機能を備えた情報処
理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】昨今の情報処理装置には容量密度が高く
メモリ効果の影響を受けないリチウムイオン二次電池が
電源として使われている。二次電池の充電方法は空の状
態から充電途中においては定電流充電とし素早く充電す
ると共に満充電に近づくと定電圧充電に切替えて過充電
を防ぐように制御される。この二次電池への充電および
負荷となる情報処理装置への電力供給はACアダプタを
用いて商用電源から降圧直流化したのち供給している。
小型でかつ低価格で実現するためにACアダプタは二次
電池および情報処理装置がそれぞれ消費する最大電流に
供給できるが、同時に最大消費電流には供給できない。
したがって、動作しながら充電する際には情報処理装置
で消費した後の余力でもって二次電池への充電を行なっ
ている。これらの具体的な実現としては米国特許5,6
98,964号に記載されたものが知られている。
【0003】図5は従来の充電制御方法のブロック図を
示しており、52は負荷となる情報処理装置、53は主
に携帯時に電力を供給する二次電池、54は二次電池に
電流が逆流することを防止する逆流防止ダイオードであ
る。56はACアダプタが供給する電流を検知する電流
検知部、58は二次電池の端子電圧を測定する電圧検知
部、59は二次電池への充電電流を検知する充電電流検
知部、55の定電圧定電流制御部と57の制御部により
二次電池への充電が定電圧定電流充電するように制御す
る。51はこれらの回路に電力を供給するACアダプタ
である。
【0004】情報処理装置52が停止中もしくはサスペ
ンド状態においては、電圧検知部58の示す電圧が低く
満充電でないことを検知すると充電電流検知部59の値
を元に二次電池が許容する定電流値で充電を行なう。こ
れにより短時間で充電が行え、電圧検知部58が端子電
圧の上昇で満充電が近づいたことを検知すると、定電圧
定電流制御部55が定電圧で充電するように切替える。
これにより満充電に至るまで充電すると共に過充電にな
ることを防ぐ。これらの充電電圧と充電電流および満充
電での定電圧制御の関係を図6に示す。
【0005】情報処理装置52が動作中においては、同
様に定電圧定電流制御するが、充電電流検知部59の値
により充電電流が二次電池の許容する定電流値を超えな
い範囲で、かつ電流検知部56の出力がACアダプタ5
1の許容範囲内で情報処理装置52が消費した分を除い
た電流を二次電池の充電に供給する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この充電方法において
は、情報処理装置の動作状態に応じて消費した電流を除
く電流を最大限二次電池の充電に割り当てるために、小
容量のACアダプタを用いても短時間で充電が可能とな
る長所を有するが、ACアダプタの能力を超えないため
にACアダプタの出力の電流と、二次電池の充電電流を
超えないために充電電流を測定するために電流検知部が
必要であり、かかる電流検知のための部品点数が増加せ
ず、電流検知部の電圧降下による電力ロスの少ない二次
電池の充電制御が求められている。
【0007】本発明は、簡単な回路構成の充電制御でか
つ電流検知部による電力ロスの少ない二次電池の充電機
能を備えた情報処理装置を実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、二次電池の許容充電電流よりも情報処理装
置の最大消費電流が低い場合は、ACアダプタの出力を
二次電池の許容される充電電流の最大値(以降は許容充
電電流と略す)の範囲内で供給し、情報処理装置と二次
電池で電流を按分する。二次電池の端子電圧を測定し満
充電に近づくと定電圧動作に切替えることにより過充電
にならないように制御する。
【0009】また、二次電池の許容充電電流よりも情報
処理装置の最大消費電流が高い場合は、情報処理装置の
動作状態を含め、情報処理装置がサスペンド状態または
停止状態にあり消費電流が微少な場合は上記制御と同じ
電流を供給し、情報処理装置が動作状態においてはAC
アダプタの出力電流が二次電池の許容充電電流値と情報
処理装置の最少消費電流を加えた値を超えない範囲で許
容充電電流よりも高い値に変更して充電制御を行なうも
のとする。
【0010】これにより、1段の電流検知部により充電
制御が可能となり簡単な回路構成で電力ロスの少ない二
次電池の充電機能を備えた情報処理装置が実現できる。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、情報処理装置と、二次電池と、前記二次電池への充
電と前記情報処理装置へ電力を供給するACアダプタ
と、前記二次電池の端子電圧を測定する電圧検知部と、
前記ACアダプタが供給する電流を測定する電流検知部
と、前記ACアダプタの出力を定電流駆動もしくは定電
圧駆動するように制御する定電圧定電流制御部と、前記
電流検知部と前記電圧検知部が検知した値を受けて前記
定電圧定電流制御部を制御する制御部とを備え、前記二
次電池の充電は定電圧定電流充電とし、充電時における
定電流の電流値は前記情報処理装置の最大負荷電流より
も大きく、前記電圧検知部が前記二次電池の充電状態が
空もしくは充電途中においては前記制御部が前記定電圧
定電流制御部を定電流駆動するように制御し、前記電圧
検知部が満充電に近づいたことを検知した場合は前記制
御部が前記定電圧定電流制御部を定電圧駆動するように
制御することを特徴とする二次電池の充電機能を備えた
情報処理装置であり、1段の電流検知部により充電制御
が可能となり簡単な回路構成で電力ロスの少ない二次電
池の充電機能を備えた情報処理装置が実現できるという
作用を有する。
【0012】本発明の請求項2に記載の発明は、情報処
理装置と、二次電池と、前記二次電池への充電と前記情
報処理装置へ電力を供給するACアダプタと、前記二次
電池の端子電圧を測定する電圧検知部と、前記ACアダ
プタが供給する電流を測定する電流検知部と、前記AC
アダプタの出力を定電流駆動もしくは定電圧駆動するよ
うに制御する定電圧定電流制御部と、前記電流検知部と
前記電圧検知部が検知した値と前記情報処理装置の状態
を受けて前記定電圧定電流制御部を制御する制御部とを
備え、前記二次電池の充電は定電圧定電流充電とし、前
記電圧検知部が前記二次電池の充電状態が空もしくは充
電途中においては前記制御部が前記定電圧定電流制御部
を定電流駆動するように制御し、かつ前記情報処理装置
が動作状態においては前記定電圧定電流制御部が第一の
電流値に、前記情報処理装置が非動作状態あるいは待受
け状態においては前記定電圧定電流制御部が第一の電流
値より小さい第二の電流値となるように制御し、前記電
圧検知部が満充電に近づいたことを検知した場合は前記
制御部が前記定電圧定電流制御部を定電圧駆動するよう
に制御することを特徴とする二次電池の充電機能を備え
た情報処理装置であり、二次電池の許容充電電流よりも
情報処理装置の最大消費電流が大きい場合においても、
1段の電流検知部により充電制御が可能となり簡単な回
路構成で電力ロスの少ない二次電池の充電機能を備えた
情報処理装置が実現できるという作用を有する。
【0013】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図4を用いて説明する。
【0014】(実施の形態1)図1は本発明における情
報処理装置と二次電池の充電制御を含むブロック図であ
る。11はACアダプタで情報処理装置12の動作に必
要な電力および二次電池13の充電に必要な電力を供給
する。14は逆流防止ダイオードであり障害などが生じ
ても二次電池に異常な電流が流れ込むことを防ぐ。16
はACアダプタが供給する電流を検知する電流検知部で
あり、18は二次電池の端子電圧を検知する電圧検知部
である。電流検知部16の出力と電圧検知部18の出力
を元に制御部17は、二次電池13の充電状態をみてA
Cアダプタ11の出力を定電流動作あるいは定電圧動作
するよう定電圧定電流制御部15を制御する。
【0015】一般的に二次電池は定電圧定電流充電制御
により充電する。これは二次電池の残量を電池の端子電
圧でチェックし空から満充電より少ない状況においては
許容充電電流の値A1以下の充電電流を印加して充電す
る。その後充電が進み端子電圧が上昇すると満充電が近
づいたことを検知し以降は定電圧充電を行ない過充電に
なることを防いでいる。定電流充電中は許容充電電流を
超える電流を印加すると電池にストレスを与えてしまう
が、それ以下の電流で充電する限りにおいては充電時間
が長くなるだけであり品質的な影響はない。
【0016】図2に上記構成の二次電池の充電機能を備
えた情報処理装置における定電圧定電流制御を示す。こ
れは情報処理装置12の最大消費電流が二次電池13の
許容充電電流よりも少ない場合で、満充電よりも充電量
が少ない場合はACアダプタ11の出力を許容充電電流
の値になるように制御し、その出力を情報処理装置12
と二次電池の充電に按分し、満充電に近づくと以降は定
電圧に切替えて二次電池が過充電になることを防ぐ。
【0017】電池が空の状態からTa点までは、電流検
知部16の出力を受けて制御部17は定電圧定電流制御
部15を制御することでACアダプタ11の出力が定電
流となるように制御する。この間に情報処理装置12で
消費する電流は図中の負荷電流で示すように変動するた
め、二次電池13へは負荷電流より上側の領域分が充電
される。
【0018】充電が進むに従って、二次電池13の端子
電圧が上昇し、電圧検知部18の出力が規定値になると
満充電が近づいたと判断し(Ta時点)以降はACアダ
プタ11の出力を定電圧動作に切替える。その後も同様
に情報処理装置12の消費電流と充電電流がACアダプ
タ11より供給される。
【0019】厳密にはTaまでの時間は負荷電流の大小
により影響を受け、負荷電流が大きい程充電に使われる
電流は減るため時間が長くなるが絶対時間を除けば同様
の振る舞いを示すので、図6で説明した無負荷の場合と
同じ時間軸で示した。
【0020】情報処理装置12に供給される電圧は二次
電池の充電度合いにより影響を受けるが、内部は各種電
圧で動作する部品から構成されているため電源入力した
ものをそのままの電圧で使用することはなく各部品に合
せた電圧をDC−DCコンバータにより生成している。
このため、入力電圧が多少変動しても消費電流がそれに
合せて変動するだけであり動作に影響がでることはな
い。
【0021】なお、電池内部もしくは近傍に温度検知部
を設けて、温度検知部の出力を制御部に入力して制御す
ることより、より電池の温度特性を考慮した電源制御を
行なうことも可能となる。
【0022】また、定電圧定電流制御部15と、電流検
知部16と、電圧検知部18と、制御部17とをACア
ダプタ11の中に実装することにより、情報処理装置側
の電源制御回路が簡素化され情報処理装置を小型にでき
るという効果も得られる。
【0023】(実施の形態2)図3は本発明における情
報処理装置と二次電池の充電制御を含むブロック図で、
負荷の変動の情報に基づき充電の制御も行なう場合であ
る。31はACアダプタで情報処理装置32の動作に必
要な電力および二次電池33の充電に必要な電力を供給
する。34は逆流防止ダイオードであり障害などが生じ
ても二次電池に異常な電流が流れ込むことを防ぐ。36
はACアダプタが供給する電流を検知する電流検知部で
あり、38は二次電池の端子電圧を検知する電圧検知部
である。電流検知部36の出力と電圧検知部38の出力
および情報処理装置32の状態を元に制御部37は、二
次電池33の充電状態をみてACアダプタ31の出力を
定電流動作あるいは定電圧動作するよう定電圧定電流制
御部35を制御する。
【0024】図4に上記構成の二次電池の充電機能を備
えた情報処理装置における定電圧定電流制御を示す。こ
れは情報処理装置32の動作時における最大消費電流が
二次電池33の許容充電電流よりも多く、動作状態例え
ばサスペンドや停止すると消費電流が許容充電電流より
も少なくなる場合は、満充電よりも充電量が少なくかつ
情報処理装置32が動作中は情報処理装置32の最大消
費電流を超える値の電流値A2になるように制御する。
情報処理装置32がサスペンドや停止する場合は(Tb
時点で)その情報を制御部37に伝達し、定電圧定電流
制御部35の出力を二次電池33の許容充電電流の値A
1まで下げるよう制御する。これにより二次電池33に
過大な電流を印加することを防ぐ。再度情報処理装置3
2を起動した時点(Tc時点)で電流値をA2まで上昇
させる。
【0025】充電が進むに従って、二次電池33の端子
電圧が上昇し、電圧検知部38の出力が規定値になると
満充電が近づいたと判断し(Td時点)以降はACアダ
プタ31の出力を定電圧動作に切替える。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、二次電池
の充電電流を個別に測定して充電制御する必要がなくな
り、ACアダプタの出力を有効に活用できると共に、情
報処理装置側の充電制御回路を省くことが可能となり、
小型で携帯性に優れた情報処理装置が実現できるという
有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における情報処理装置と
二次電池とを含む充電回路のブロック図
【図2】本発明の一実施の形態における充電量と定電圧
定電流制御の電流・電圧の推移を示す図
【図3】本発明の第二の実施の形態における情報処理装
置と二次電池とを含む充電回路のブロック図
【図4】本発明の第二の実施の形態における充電量と定
電圧定電流制御の電流・電圧の推移を示す図
【図5】従来例における情報処理装置と二次電池とを含
む充電回路のブロック図
【図6】従来例における充電量と定電圧定電流制御の電
流・電圧の推移を示す図
【符号の説明】
11、31、51 ACアダプタ 12、32、52 情報処理装置 13、33、53 二次電池 14、34、54 逆流防止ダイオード 15、35、55 定電圧定電流制御部 16、36、56 電流検知部 17、37、57 制御部 18、38、58 電圧検知部 59 充電電流検知部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二次電池と、前記二次電池への充電と前記
    情報処理装置へ電力を供給するACアダプタと、前記二
    次電池の端子電圧を測定する電圧検知部と、前記ACア
    ダプタが供給する電流を測定する電流検知部と、前記A
    Cアダプタの出力を定電流駆動もしくは定電圧駆動する
    ように制御する定電圧定電流制御部と、前記電流検知部
    と前記電圧検知部が検知した値を受けて前記定電圧定電
    流制御部を制御する制御部とを備え、 前記二次電池の充電は定電圧定電流充電とし、充電時に
    おける定電流の電流値は前記情報処理装置の最大負荷電
    流よりも大きく、前記電圧検知部が前記二次電池の充電
    状態が空もしくは充電途中においては前記制御部が前記
    定電圧定電流制御部を定電流駆動するように制御し、前
    記電圧検知部が満充電に近づいたことを検知した場合は
    前記制御部が前記定電圧定電流制御部を定電圧駆動する
    ように制御することを特徴とする二次電池の充電機能を
    備えた情報処理装置。
  2. 【請求項2】二次電池と、前記二次電池への充電と前記
    情報処理装置へ電力を供給するACアダプタと、前記二
    次電池の端子電圧を測定する電圧検知部と、前記ACア
    ダプタが供給する電流を測定する電流検知部と、前記A
    Cアダプタの出力を定電流駆動もしくは定電圧駆動する
    ように制御する定電圧定電流制御部と、前記電流検知部
    と前記電圧検知部が検知した値と前記情報処理装置の状
    態を受けて前記定電圧定電流制御部を制御する制御部と
    を備え、 前記二次電池の充電は定電圧定電流充電とし、前記電圧
    検知部が前記二次電池の充電状態が空もしくは充電途中
    においては前記制御部が前記定電圧定電流制御部を定電
    流駆動するように制御し、かつ前記情報処理装置が動作
    状態においては前記定電圧定電流制御部が第一の電流値
    に、前記情報処理装置が非動作状態あるいは待受け状態
    においては前記定電圧定電流制御部が第一の電流値より
    小さい第二の電流値となるように制御し、前記電圧検知
    部が満充電に近づいたことを検知した場合は前記制御部
    が前記定電圧定電流制御部を定電圧駆動するように制御
    することを特徴とする二次電池の充電機能を備えた情報
    処理装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007028772A (ja) * 2005-07-14 2007-02-01 Nec Saitama Ltd 充電装置、充電方法及び充電プログラム
JP2011087342A (ja) * 2009-10-13 2011-04-28 Nec Corp 二次電池の充電制御回路
US8022676B2 (en) 2009-04-30 2011-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Electronic device

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