JP2002354694A - 充電機能付き電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充電機能付き電子機器において、充電中に動
作させても、２次電池が放電しないようにする。 【解決手段】 電子機器の外部電源入力端子２に外部電
源を接続すると、ダイオード３とスイッチ手段４と電流
検出手段５を介して、２次電池に充電電流が流れて充電
される。制御手段８は、充電電流を監視していて、２次
電池１が満充電の状態になって、充電電流が所定の値以
下になると、スイッチ手段４をＯＦＦする。スイッチ手
段がＯＦＦすると、外部電源と２次電池１とが電気的に
分離されるので２次電池の放電が阻止される。引き続い
て、外部電源が接続されている場合には、負荷７と制御
手段８にレギュレータ６を介して上記外部電源が供給さ
れるため、この場合も２次電池が放電されることがな
く、満充電の状態が維持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話機、情報
端末機、その他、充電可能な２次電池を備えた充電機能
付きの電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、携帯電話機、情報端末機等の電
子機器は、２次電池を電源としており、その充電機能を
備えている。

【０００３】図４は、従来の充電機能を備えた通常の携
帯電話機のブロック図である。図４において、２次電池
１を充電する場合には、外部電源の入力端子２に、図示
していない公知の電源アダプタ、充電台、車載コネクタ
などで得られる外部電源を接続する。

【０００４】入力端子２に外部電源を接続すると、その
外部電源よりダイオード３、スイッチ手段４、電流検出
手段５を介して２次電池１に充電電流が流れ、２次電池
１の充電が開始される。すなわち、スイッチ手段４は、
制御手段８によって制御され、当初はＯＮ状態にある。
そのため、外部電源を接続すると、そこからスイッチ手
段４、電流検出手段５を介して２次電池１に充電電流が
流れ、２次電池１の充電が開始される。２次電池１の充
電中は、電流検出手段５がその充電電流を検出してお
り、その出力によって制御手段８が、そのままスイッチ
手段４をＯＮの状態にするように動作する。

【０００５】２次電池１の充電が完了すると、それが電
流検出手段５で検出され、スイッチ手段４をＯＦＦし、
以降、充電された２次電池１の充電電圧のみが、レギュ
レータ６を介して電子機器を構成する負荷７や制御回路
８の電源として使用されることになる。

【０００６】このように、従来の充電機能付き電子機器
でも、入力端子２に外部電源を接続することにより、２
次電池１を充電し、その充電電圧を用いて電子機器を構
成する負荷７、制御手段８等を動作させることができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の充電機能付き電子機器では、スイッチ手段４の２次
電池４側、すなわち、電流検出手段５と２次電池１の接
続点よりレギュレータ６を介して負荷７、制御手段８に
電源を供給するように構成しており、したがって、２次
電池１が充電されてスイッチ手段４が完全にＯＦＦして
も、２次電池１はそのままレギュレータ６を介して負荷
７、制御手段８に接続されており、これらを通して２次
電池１が充電後直ちに放電を開始する。

【０００８】そのため、これらの電子機器では、充電が
一旦終了しても、その後直ちに放電が始まり、一定時間
経つとそれなりの電圧しかない状態になり、再び、充電
が必要になるという問題があった。

【０００９】そして、このことは、入力端子２に外部電
源を接続したままの状態にしておいても同じであり、し
たがって、この場合には、上記一定時間毎に充放電を繰
り返すことになり、充電台等に置いて長時間充電してい
たとしても、その機器を充電台より取出すときのタイミ
ングで、相当放電が行われ、満充電（一杯充電された状
態）でないばあいが有り得るという問題があった。

【００１０】本発明は、以上のような従来の問題を解決
するものであり、充電が終了した後、自動的に放電する
ことの非常に少ない優れた充電機能付き電子機器を提供
することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、請求項１の発明では、電子機器を構成す
る負荷、制御手段等を充電用のスイッチ手段の外部電源
側に接続するように構成した。したがって、充電が完了
し、スイッチ手段がＯＦＦすれば、以降、２次電池が負
荷、制御手段等を通して自動的に放電されず、いつで
も、充分な充電状態で使用することができる。

【００１２】また、請求項２の発明では、充電時に２次
電池に流れる電流を検出する検出手段を設け、この検出
手段の出力に基づいて上記２次電池の充電完了が検出さ
れたとき、上記充電用スイッチ手段をＯＦＦするように
構成した。したがって、充電時に２次電池に流れる電流
を検出する検出手段の出力によって、充電完了を正確に
検知し、充電を中止することができる。

【００１３】更に、請求項３の発明では、外部電源の通
電を検出する外部通電検出手段を設け、この通電検出手
段によって上記外部電源による通電がないことを検出し
たとき、上記スイッチ手段を強制的にＯＮする手段よう
に構成した。したがって、外部電源による通電がないと
き、上記スイッチ手段が強制的にＯＮし、２次電池を電
源として、上記電子機器を構成する負荷、制御手段への
通電が正確に行われる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜図３を参照しながら詳細に説明する。

【００１５】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態は、充電時にはＯＮして外部電源を２次電池に接
続し、充電完了時にはＯＦＦし、外部電源を切り離した
ときにＯＮするスイッチ手段を設け、外部電源とスイッ
チ手段との接続点から負荷に電源を供給する充電機能付
き電子機器である。

【００１６】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る充電機能付き電子機器の機能ブロック図、図２は、同
電子機器の動作説明図である。

【００１７】図１において、外部電源の入力端子２は、
逆流防止用のダイオード３、スイッチ手段４、電流検出
手段５を介して２次電池１に接続されている。スイッチ
手段４の外部電源側、すなわち、ダイオード３とスイッ
チ手段４との接続点には、レギュレーター６が接続さ
れ、このレギュレータ６で安定化された電圧が電子機器
を構成する負荷７、制御手段８に電源として供給されて
いる。

【００１８】一方、電流検出手段５の出力は、制御手段
８に供給され、制御手段８の出力は、ＮＯＲ回路９の一
方の入力端子に供給されている。外部電源の入力端子２
には、ダイオード１０を介して外部電源通電検出手段１
１が接続され、その出力はインバータ１２を介して上記
ＮＯＲ回路９の他方の入力端子に供給されている。

【００１９】スイッチ手段４は、ＭＯＳ―ＦＥＴ、ダイ
オードなどで構成され、上記ＮＯＲ回路４を介して供給
される制御手段８の出力信号によってＯＮ、ハーフＯ
Ｎ、ＯＦＦの状態にそれぞれ変化するように構成されて
いる。

【００２０】尚、電流検出手段５は、スイッチ手段４と
２次電池１との間に接続される比較的小さな値の抵抗
と、その両端の電圧をモニターする手段で構成されてい
る。また、制御手段８では、２次電池の電圧を直接検出
し、その検出結果と、上記電流検出手段５の電流検出結
果にしたがってスイッチ手段４を後述するようにＯＮ、
ハーフＯＮ、ＯＦＦの３つの状態に変化させるための信
号を出力するように構成されている。

【００２１】上記第１の実施の形態において、外部電源
入力端子２に外部電源を接続すると、上記外部電源入力
端子２よりダイオード３、スイッチ手段４、電流検出手
段５を介して２次電池１に充電電流が流れる。この時、
スイッチ手段４は、制御手段８の制御の基で、次のよう
に制御される。

【００２２】すなわち、今仮に、２次電池１としてリチ
ウムイオン電池を用い、これを充電するものとする。こ
の場合、通常、入力端子２に印加される外部電源は５．
８Ｖ以上のものが用いられるが、２次電池１としては、
電池電圧が４．２Ｖ以上にならないようにする必要があ
る。また、２次電池１としてリチウムイオン電池を用い
た場合には、充電電流が７００ｍＡ以上にならないよう
にする必要があり、スイッチ手段４は、このような条件
を満足するようにハーフＯＮの状態に制御される。

【００２３】図２は、この状態を示すものであり、２次
電池１の電圧が非常に低い状態では、これが制御手段８
で検知され、制御手段８よりスイッチ手段４をＯＮさせ
るに充分な値の信号が出力される。そのため、この状態
では、スイッチ手段４が完全ＯＮの状態になり、充電電
池１に比較的大きな充電電流が流れる。充電が進んで２
次電池１の電圧が徐々に高くなると、それに応じて制御
手段８より出力される信号の値が徐々に低下し、スイッ
チ手段４がハーフＯＮの状態になり、この状態で充電が
行われる。充電が進むと、２次電池１の電圧が上昇する
と共に、それに応じて２次電池に流れる充電電流が徐々
に小さくなる。

【００２４】２次電池１に流れる充電電流は、充電電流
検出手段５で検出され、制御手段８に印加される。ここ
で、充電電流検出手段５を構成する抵抗として、０．１
５Ωの抵抗を使用したとすると、その両端電圧が１５０
ｍＶであれば、１Ａの充電電流が流れたことを意味す
る。したがって、この抵抗の両端電圧を検出することに
より、２次電池１に流れる充電電流を正確に知ることが
できる。

【００２５】制御手段８は、このようにして２次電池１
に流れる充電電流をも監視しており、充電電流がある一
定の値、例えば、５０ｍＡまで低下すると、これを感知
してスイッチ手段をＯＦＦの状態に制御する。

【００２６】このようにして、充電が完了し、スイッチ
手段４がＯＦＦになると、もはや充電電流は流れなくな
り、外部電源と２次電池１は完全に分離される。したが
って、この状態で、２次電池１に充電された電荷がスイ
ッチ手段４、レギュレータ６を介して負荷７、制御手段
８で消費されることはほとんどなくなる。逆に、この状
態で入力端子２に外部電源が接続されていれば、負荷
７、制御手段８には、外部電源入力端子２から必要な電
源がそのまま供給される。

【００２７】尚、スイッチ手段４は、前述したようにＭ
ＯＳ―ＦＥＴ、ダイオード等で構成されており、完全Ｏ
ＦＦの状態を得ることができないこともあるが、その場
合でも、入力端子２に外部電源が接続されている場合に
は、レギュレータ６の入力側の電位が２次電池１の電位
より低くなることはあり得ないため、この状態でも、２
次電池１に充電された電荷がスイッチ手段４、レギュレ
ータ６を介して負荷７、制御手段８で消費されることは
なく、外部電源入力端子２からのみ必要な電源が供給さ
れる。そのため、電子機器を充電台等より取り除き、外
部電源より切り離すまでは、いかなるタイミングでも、
２次電池を満充電の状態にしておくことができる。

【００２８】次に、電子機器を充電台等から取り外し、
外部電源より切り離すと、これが外部通電検出手段１１
によって検知され、その出力がインバータ１２を介して
ＮＯＲ回路９の他方の入力端子に印加される。そのた
め、制御手段８から上記ＮＯＲ回路９の一方の入力端子
に印加される制御信号の如何に関わらず、スイッチ手段
４が強制的にＯＮ状態になり、２次電池１に充電された
電荷がスイッチ手段４、レギュレータ６を介して負荷
７、制御手段８に電源として印加される。

【００２９】尚、上記実施の形態では、２次電池として
リチウムイオン電池を用いたが、ニッケル水素電池、そ
の他の２次電池であっても同様に実施できる。また、電
流検出手段５は、スイッチ手段４の２次電池１側に設け
ているが、これを外部電源側に設けても良い。要は、２
次電池１への充電電流が流れる位置に設ければ充分であ
る。

【００３０】（第２の実施の形態）第１の実施の形態で
は、外部電源が印加されないていないとき、それを検出
するために、別個に、外部通電検出手段１１を設けてい
るが、第２の実施の形態では、制御手段８そのものに外
部電源の印加状態を検出する手段を設けている。

【００３１】図３は、本発明の第２の実施の形態におけ
る充電機能付き電子機器の機能ブロック図である。図３
において、図１と同一の符号を付したものは、図１と同
じものを示している。異なる点は、外部電源２にダイオ
ード１３を接続し、その出力側を制御手段８に接続し、
制御手段８で直接外部電源の接続、非接続を検出してい
る点である。このように構成した場合でも、上記制御手
段８の制御の基で、スイッチ手段４を外部電源が接続さ
れていないとき、強制的にＯＮするように構成すること
は容易である。

【００３２】また、図３に示す第２の実施の形態では、
ダイオード１３を介して制御手段８に外部電源が接続さ
れているか否かの情報を入力するようにしているが、こ
のようなダイオード１３を持った特別なルートがなくて
も、制御手段８に印加される電源電圧を細かく監視して
いれば、上記第２の実施の形態と同じように、上記制御
手段８の制御の基で、スイッチ手段４を外部電源が接続
されていないとき、強制的にＯＮするように構成するこ
とができる。

【００３３】すなわち、制御手段８に印加される電源電
圧は、外部電源が接続されている場合には、入力端子２
よりダイオード３、レギュレータ６を介して印加される
ため、充分な電源電圧が印加される。一方、外部電源が
接続されていない場合には、２次電池１からの電源供給
を受けるだけであるため、その電圧は外部電源が接続さ
れている場合よりも若干低くなる。したがって、この電
圧の差を制御手段８で検出すれば、制御手段８で、外部
電源が接続されているか否かを容易に検出することがで
きる。

【００３４】そのため、この検出結果により、外部電源
が接続されていると検出された場合には、電流検出手段
５からの出力により、上記制御手段８が上記スイッチ手
段４をＯＮからハーフＯＮ、ＯＦＦへと制御し、外部電
源が接続されなくなったと検出した場合には、上記制御
手段８が上記スイッチ手段４を自動的にＯＮ状態にする
ようにすれば良い。

【００３５】また、上記実施の形態では、電流検出手段
５を抵抗とその両端電圧を検出する手段で構成し、外部
電源が接続されていない場合でも、そのまま２次電池１
に直列に接続しているが、外部電源が接続されていない
場合には、自動的に上記電流検出手段５の両端をショー
トさせるように構成してもよい。

【００３６】このように構成した場合には、外部電源が
接続されていない場合、２次電池１の電圧が電流検出手
段を構成する上記抵抗で電圧降下されることなく、スイ
ッチ４、レギュレータ６を介して効率的に負荷７、制御
手段８に印加される。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
充電時に外部電源が充電用スイッチ手段を介して２次電
池に接続され、電子機器を構成する負荷が上記充電用ス
イッチ手段の上記外部電源側に接続されるように構成し
たため、充電が完了し、スイッチ手段がＯＦＦすれば、
以降、２次電池が負荷、制御手段等を通して不用意に放
電されることがほとんどなく、いつでも、充分な充電状
態で使用することができる。

【００３８】また、充電時に２次電池に流れる電流を検
出する検出手段と、この検出手段の出力に基づいて上記
２次電池の充電完了が検出されたとき、上記充電用スイ
ッチ手段をＯＦＦするように、上記充電用スイッチ手段
を制御する制御手段を設けたため、充電時に２次電池に
流れる電流を検出する検出手段の出力によって、充電完
了を正確に検知し、充電を中止することができる。

【００３９】更に、本発明によれば、外部電源の通電を
検出する外部通電検出手段と、この検出手段によって上
記外部電源による通電がないことを検出したとき、上記
スイッチ手段を強制的にＯＮする手段とを設けたため、
外部通電検出手段によって外部電源からの通電がないこ
とを検出したとき、スイッチ手段が強制的にＯＮされる
ため、外部電源から電子機器が切り離されたとき、上記
スイッチ手段が必ずＯＮし、２次電池を電源として、上
記電子機器を構成する負荷、制御手段への通電を常に正
確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における充電機能付
き電子機器の機能ブロック図、

【図２】本発明の第１の実施の形態における充電機能付
き電子機器の動作説明図、

【図３】本発明の第２の実施の形態における充電機能付
き電子機器の機能ブロック図、

【図４】従来の充電機能付き電子機器の機能ブロック図
である。

【符号の説明】

１ ２次電池 ２ 外部電源入力端子 ３ 逆流防止用ダイオード ４ スイッチ手段 ５ 電流検出手段 ６ レギュレータ ７ 負荷 ８ 制御手段 ９ ＮＯＲ回路 10 ダイオード 11 外部通電検出手段 12 インバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 CA03 CA04 CA14 CC02 DA04 DA13 5H030 AS11 BB01 BB27 FF42 FF43

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電時に外部電源が充電用スイッチ手段
   を介して２次電池に接続され、電子機器を構成する負荷
   が上記充電用スイッチ手段の上記外部電源側に接続され
   た充電機能付き電子機器。
2. 【請求項２】 充電時に２次電池に流れる電流を検出す
   る検出手段と、この検出手段の出力に基づいて上記２次
   電池の充電完了が検出されたとき、上記充電用スイッチ
   手段をＯＦＦする手段を備えたことを特徴とする請求項
   １記載の充電機能付き電子機器。
3. 【請求項３】 外部電源の通電を検出する外部通電検出
   手段と、この検出手段によって上記外部電源による通電
   がないことを検出したとき、上記スイッチ手段を強制的
   にＯＮする手段とを備えたことを特徴とする請求項２記
   載の充電機能付き電子機器。
4. 【請求項４】 制御手段に上記スイッチ手段を強制的に
   ＯＮする手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の
   充電機能付き電子機器。