JP2006340586A - 携帯端末及び携帯端末の充電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造によって充電電流を制御することができる携帯端末及び携帯端末の充電制御方法を提供する。
【解決手段】 充電端末１に充電器が接続されると、充電端子１から電源ＩＣ３へと信号Ａが入力される。電源ＩＣ３は、信号Ａを受け取ると信号Ｂに変換して制御部５へと送信し、同時に、充電電流制御部４がＦＥＴ８をＯＮにし、降圧して充電を開始する。ここで、制御部５は電源ＩＣ３から信号Ｂを受け取ると、ＲＦ部７が通信中か確認を行い、通信中ではない場合には、制御部５が信号Ｃを用いて充電電流制御部４を制御する。一方、ＲＦ部７が通信中の場合には、ＦＥＴ９を制御して、充電端末１からの電流を消費電流の値よりも大きくなるように増加させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、充電制御を自動的に切り替えることの可能な携帯端末及び携帯端末の充電制御方法に関する。

昨今では、携帯端末の高性能化によって、その機能を利用する際の消費電流の増化が著しい。そのため、携帯端末を充電器にセットして充電を行っても十分に充電されず、さらに、充電を行いながらその機能を利用していると電池から電流が持ち出されてしまう。したがって、充電器に携帯端末を接続しているにも関わらず電池が空の状態になってしまい、電源が切断されたり（電池切れ）、リセットされてしまうケースがある。

例えば、消費電流の多くなってしまうＷ−ＣＤＭＡなどの３Ｇ通信では、基地局にて受信されるＲＦパワーが小さい場合、すなわち、受信される電波が小さい場合には、基地局から携帯端末側にパワーの増加をするような信号が発信される。発信された信号により携帯端末はパワーを増加させることになるが、消費電流はパワーに依存して増加する為に、共に増加してしまうこととなる。

また、携帯端末に一般的に使用されているリチウムイオン電池は、電池容量が６００ｍＡのものが主流である。したがって、携帯端末が最大送信パワーで送信した場合には、充電していても充電器からの充電電流より消費電流が多くなってしまうことがあり、充電池からの電流を持ち出すことがある。

このような問題を解決する従来の技術として、特許文献１から特許文献３に開示された発明が公知である。特許文献１には、携帯電話機の充電中に電流を消費する機能が実行された場合であっても、充電時間の延長を防止する発明が開示されている。

また、特許文献２には、移動通信端末機に入力される電流量に該当する補償電流をバッテリに供給することで、移動通信端末機の動作有無には関係なしに、充電が進行中のバッテリに常に所定電流を供給し得る移動通信端末機の充電装置及びその方法を提供する発明が開示されている。

また、特許文献３には、携帯電話機の動作状態に関係なく所望の充電電流を維持することができる携帯電話機の充電装置を提供する発明が開示されている。
特開２００４−０３２３０４号公報 特開２００４−２０８４９７号公報 特開平４−１８３２３１号公報

しかし、従来の技術には、以下に述べるような問題があった。

特許文献１に記載の発明は、電流の制御を携帯電話機の各モード状態に応じて制御しており、各モードごとに電流の状態をチェックして電流を制御するものである。また、特許文献２に記載の発明は、移動通信端末機内に電流センサを設け、この電流センサによって電流を検出し、補償電流を供給するように電流を制御するものである。また、特許文献３に記載の発明は、携帯電話機の内部に電流検出器を設け、この電流検出器によって電流を制御するものである。

いずれの文献に開示された発明も電流を制御するものではあるが、電流を検出するための構造が複雑であり、したがって、電流を制御するまでの工程が増えてしまう。

そこで本発明は、簡単な構造によって充電電流を制御することができる携帯端末及び携帯端末の充電制御方法を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、充電を行うときの通信状態に応じて充電電流を制御する携帯端末であって、携帯端末が通信中に充電を行う場合には、携帯端末の通信中における電波状況に応じて充電電流を変更することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の携帯端末において、携帯端末は通信状態に対応するしきい値をさらに有し、しきい値と通信状態に応じて変化する携帯端末内の電流値とを比較して、該比較の結果に基づいて充電電流を制御することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の携帯端末において、携帯端末が通信中に充電を行う場合には、充電に係る充電電流が通信に係る消費電流よりも大きくなることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の携帯端末において、携帯端末は、電圧調整手段をさらに有し、携帯端末が通信中に充電を行う場合に、電圧調整手段にて電圧を変更することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、充電を行うときの通信状態に応じて充電電流を制御する携帯端末の充電制御方法であって、携帯端末が通信中に充電を行う場合には、携帯端末の通信中における電波状況に応じて充電電流を変更することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の携帯端末の充電制御方法において、携帯端末は通信状態に対応するしきい値をさらに有し、しきい値と通信状態に応じて変化する携帯端末内の電流値とを比較して、該比較の結果に基づいて充電電流を制御することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の携帯端末の充電制御方法において、携帯端末が通信中に充電を行う場合には、充電に係る充電電流が通信に係る消費電流よりも大きくなるように制御することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項５から７のいずれか１項に記載の携帯端末の充電制御方法において、携帯端末は、電圧調整工程をさらに有し、携帯端末が通信中に充電を行う場合に、電圧調整工程にて電圧を変更することを特徴とする。

このように、本発明の携帯端末及び携帯端末の充電制御方法によれば、簡単な構造によって充電電流を制御することが可能となる。

以下に、本実施形態の携帯端末及びその制御方法を、図面を用いて説明する。なお、本実施形態は、以下に述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。
図１は、本実施形態の携帯端末の構成を示すブロック図である。

本実施形態の携帯端末は、充電端子１と、電池２と、電源ＩＣ３と、充電電流制御部４と、制御部５と、メモリ６と、ＲＦ（Radio Frequency）部７と、ＦＥＴ（Field-Effect Transistor）８，９と、抵抗１０とで構成される。

充電端子１は、本実施形態の携帯端末に充電器を接続するものである。電池２は、本実施形態の携帯端末の各デバイスを駆動させるための電流を供給するものである。電源ＩＣ３は、充電端末１に充電器が接続される際に発生する信号Ａを受け取り、信号Ｂに変換して充電器の接続を制御部５に通知するものである。充電電流制御部４は、抵抗１０の両端の電圧を監視して、ＦＥＴ９により充電電流を制御するものである。

制御部５は、充電端子１に充電器が接続されたことを電源ＩＣ３からの信号Ｂにて識別して、信号Ｃによって充電電流制御部４を制御するものである。充電電流制御部４を制御することにより、さらにはＦＥＴ９も制御することになる。メモリ６は、ＴＶ視聴やＴＶ電話など、各種の通信モードにおける充電電流の切り替えを行う際に使用するしきい値を格納するものである。

ＲＦ部７は、外部とのＲＦ信号の送受信を行うものである。ＦＥＴ８は、充電器からの充電のＯＮ／ＯＦＦを行うものである。ＦＥＴ９は、本実施形態の携帯端末全体における電圧の降圧、及び、充電電流の制御を行うものである。抵抗１０は、本実施形態の携帯端末の電圧を監視するものである。

本実施形態の携帯端末は、上述した各通信モード（ＴＶ視聴、ＴＶ電話ｅｔｃ・・・）において、制御部５が充電電流を制御する。この場合には、まず、ＲＦ部７から送信されてくるＲＦパワーの値に応じて、メモリ６に格納されている各通信モードのしきい値を読み出す。そして、読み出したしきい値とＲＦパワー値とを比較してＦＥＴ９を制御する。このようにして、充電電流を制御することになる。

なお、本実施形態におけるＲＦパワー値とは、例えば、携帯電話機における電波状況を示すアンテナバーのようなものであり、地下やエレベータ内のように電波状況の悪い環境下ではこのＲＦパワー値を上昇させて送信を行う。
また、メモリ６に格納されてるしきい値は、各通信モードにおいて、充電電流よりも消費電流が大きくなる電波状況のしきい値が格納されている。

次に、本実施形態の携帯端末の動作について、図面を用いて説明する。
図３は、本実施形態の携帯端末の動作を示すフローチャートであり、充電器が本実施形態の携帯端末の充電端子１に接続された場合に、通信中か否かによって充電電流の制御を行うものである。

まず、本実施形態の携帯端末の充電端末１に充電器が接続されたかどうかを確認する（ステップＳ１０１）。充電端末１に充電器が接続されていない場合には（ステップＳ１０１／Ｎｏ）、充電器が接続されるまで待機することになる。充電端末１に充電器が接続された場合には（ステップＳ１０１／Ｙｅｓ）、充電端子１から電源ＩＣ３へと信号Ａが入力される（ステップＳ１０２）。次に、電源ＩＣ３は、充電端子１から信号Ａを受け取ると、信号Ｂに変換して制御部５へと送信する（ステップＳ１０３）。このとき同時に、充電電流制御部４がＦＥＴ８をＯＮにして降圧し、充電を開始する（ステップＳ１０４）。

ここで、制御部５は、電源ＩＣ３から信号Ｂを受け取ると、ＲＦ部７が通信中か否かの確認を行う（ステップＳ１０５）。ＲＦ部７が通信していない場合には（ステップＳ１０５／Ｎｏ）、制御部５が信号Ｃを用いて充電電流制御部４を制御する（ステップＳ１０６）。この充電電流制御部４からの制御とは、抵抗１０の両端の端子を監視しながら、ＦＥＴ９にて充電電流の制御を行うものである。そして、充電電流を変更することなく、そのまま充電処理を行うことになる。

一方、ＲＦ部７が通信中の場合には（ステップＳ１０５／Ｙｅｓ）、本実施形態の携帯端末が通信中であるため、このままでは消費電流が充電電流を上回ってしまうことになる。したがって、ここでＦＥＴ９を制御することにより、充電器からの充電電流を制御して充電端末１からの電流を増加させる（ステップＳ１０７）。このとき増加させる充電電流の値は、消費電流の値よりも大きくなるように増加させる。このように充電電流を増加させた後は、そのまま充電を続ける処理を行うことになる。

従来の充電制御は、充電器の挿入の有無によって充電を開始していた。図６は、従来の充電制御の動作を示すフローチャートである。図６に示すように、従来の充電制御は、充電器が接続されたかどうかを確認して（ステップＳ３０１）、充電器が接続された場合に（ステップＳ３０１／Ｙｅｓ）充電を開始する（ステップＳ３０２）。従来はこのようにして充電制御を行っていたが、本実施形態では上述したように、通信の状態を監視して通信状態によって充電電流の制御を行うことを特徴としている。

また従来、例えば、携帯通信端末における電源バーの表示などのため、電圧を検出するセンサ等は内蔵されていたが、電流を検出するセンサの内蔵は無かった。しかし本実施形態の携帯端末では、直接電流値を基に充電電流を制御するのではなく、間接的に、すなわち、送信電力制御を行うなど送信パワーを指定して通信を行うことを特徴としている。したがって、新たなセンサを追加せずに、間接的に分かる送信パワーにより、充電電流制御を行うことができる。送信パワーは、携帯端末に流れる電流値と異なり、既存の携帯端末等が有する機能により、容易に知ることができるので、新たにセンサを追加する必要もない。

次に、本実施形態の携帯端末において、しきい値を用いて充電電流の制御を行う場合を、図面を用いて説明する。
図４は、充電器が充電端子１に接続されたときに、各通信モードの電波状況に応じてしきい値を読み出して比較し、充電電流の制御を行う場合の動作を示すフローチャートである。

まず、本実施形態の携帯端末の充電端末１に充電器が接続されたかどうかを確認する（ステップＳ２０１）。充電端末１に充電器が接続されていない場合には（ステップＳ２０１／Ｎｏ）、充電器が接続されるまで待機することになる。充電端末１に充電器が接続された場合には（ステップＳ２０１／Ｙｅｓ）、充電端子１から電源ＩＣ３へと信号Ａが入力される（ステップＳ２０２）。次に、電源ＩＣ３は、充電端子１から信号Ａを受け取ると、信号Ｂに変換して制御部５へと送信する（ステップＳ２０３）。このとき同時に、充電電流制御部４がＦＥＴ８をＯＮにして降圧し、充電を開始する（ステップＳ２０４）。

ここで、制御部５は、電源ＩＣ３から信号Ｂを受け取ると、ＲＦ部７が通信中か否かの確認を行う（ステップＳ２０５）。ＲＦ部７が通信していない場合には（ステップＳ２０５／Ｎｏ）、制御部５が信号Ｃを用いて充電電流制御部４を制御する（ステップＳ２０６）。この充電電流制御部４からの制御とは、抵抗１０の両端の端子を監視しながら、ＦＥＴ９にて充電電流の制御を行うものである。そして、充電電流を変更することなく、そのまま充電処理を行うことになる。

一方、ＲＦ部７が通信中の場合には（ステップＳ２０５／Ｙｅｓ）、次に、ＲＦ部７が各通信モード（ＴＶ、３Ｇ通話、２Ｇ通話など）で通信を行っているか確認する（ステップＳ２０７）。ここで、各通信モードでの通信を行っている場合には（ステップＳ２０７／Ｙｅｓ）、各通信モードに対応するしきい値をメモリ６から読み出す（ステップＳ２０８）。本実施形態の携帯端末におけるしきい値は、図５に示すようなデータが記録されている。なお、この図５では、６００ｍＡ以上で充電電流の制御を行うように設定されている。なお、この確認の時点で各通信モードでの通信を行っていない場合には（ステップＳ２０７／Ｎｏ）、充電電流を変更することなく、そのまま充電処理を行うことになる。

メモリ６からしきい値を取り出すと、次に、ＲＦ部７にて送信されているＲＦパワー値としきい値とを比較する（ステップＳ２０９）。ここで、ＲＦパワー値がしきい値以下の場合には（ステップＳ２０９／Ｎｏ）現在の充電電流を変更せずに充電処理を行う。

一方、ＲＦパワー値がしきい値よりも大きい場合には（ステップＳ２０９／Ｙｅｓ）、充電器からの充電電流を増加させるために、まず、制御部５から充電電流制御部４へ信号Ｃを送信する。この信号Ｃは充電電流を変更する信号であり、充電電流制御部４は信号Ｃに基づいてＦＥＴ９の制御を行い、これにより充電器からの充電電流を増加させる（ステップＳ２１０）。

なお、充電電流の変更を行う際に、充電状態で通信モードに入ったが、通信モードに入った時点ではＲＦパワー値がメモリ６内のしきい値を超えずに後で（一定時間の経過後に）しきい値を超えた場合には、しきい値を超えたその時点で充電電流の変更を行ってもよい。

このような処理を行うことで、本実施形態の携帯端末で通信中に充電器を接続していても、充電電流が消費電流よりも必ず大きくなる。したがって、通信中に充電を行っていても充電電流以上に電流を消費されることがなく、充電中に電源が切れたりリセットされたりすることを防止でき、さらに、各通信モードに応じた充電電流の制限・制御を行うことも可能となる。

また、本実施形態の携帯端末によれば、充電器からの充電のＯＮ／ＯＦＦ制御を行っていたＦＥＴ８の代わりに、図２に示すように、ＤＣＤＣコンバータを用いることも可能である。この場合、ＦＥＴ９が行っていた降圧制御をＤＣＤＣコンバータ１１が行うことになる。

充電端子１での電圧は、電池２への配線抵抗及び電池２へ充電する電流の関係から、電池２の満充電時における電圧よりも高い電圧を入力しなければならない。そのため、降圧と電流制御とをＦＥＴ９にて行うことになるが、ＦＥＴ９のみで降圧と電流制御とを行うと、ＦＥＴ９からの発熱が著しく増大してしまう。したがって、ＦＥＴ８の代わりにＤＣＤＣコンバータ１１を用いることにより、ＦＥＴ９が行っていた降圧制御をＤＣＤＣコンバータ１１が行うことになる。ＤＣＤＣコンバータ１１は、小さな電力損失で電圧変換が可能なので、著しい発熱には繋がらない。これにより、ＦＥＴ９の発熱を抑制することができる。

以上、本実施形態の携帯端末及びその制御方法によれば、消費電流が充電電流よりも多い場合は、充電器からの電流を増加して電池からの電流の持ち出しをなくすことができる。したがって、充電中に携帯端末が接続されている状態で、ＴＶ視聴やＴＶ電話機能などでの通信を行った場合であっても、携帯端末が充電電流以上の電流を消費して電池から電流を持ち出すことを防ぐことができる。したがって、携帯端末への充電ができずに電源断やリセットされることを防止できる。

本実施形態の携帯端末の構造を示すブロック図である。 本実施形態の携帯端末において、ＤＣＤＣコンバータを用いた場合を示すブロック図である。 本実施形態の携帯端末の動作を示すフローチャートである。 本実施形態の携帯端末の動作において、しきい値によって充電制御を行う場合の動作を示すフローチャートである。 本実施形態の携帯端末において、メモリ６内に格納されたしきい値の一例を示す図である 従来の充電制御の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 充電端子
２ 電池
３ 電源ＩＣ
４ 充電電流制御部
５ 制御部
６ メモリ
７ ＲＦ部
８，９ ＦＥＴ
１０ 抵抗
１１ ＤＣＤＣコンバータ

Claims (8)

1. 充電を行うときの通信状態に応じて充電電流を制御する携帯端末であって、
   前記携帯端末が通信中に充電を行う場合には、
   前記携帯端末の前記通信中における電波状況に応じて充電電流を変更することを特徴とする携帯端末。
2. 前記携帯端末は前記通信状態に対応するしきい値をさらに有し、
   前記しきい値と前記通信状態に応じて変化する前記携帯端末内の電流値とを比較して、該比較の結果に基づいて充電電流を制御することを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
3. 前記携帯端末が通信中に充電を行う場合には、
   充電に係る前記充電電流が通信に係る消費電流よりも大きくなることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯端末。
4. 前記携帯端末は、電圧調整手段をさらに有し、
   前記携帯端末が通信中に充電を行う場合に、前記電圧調整手段にて電圧を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の携帯端末。
5. 充電を行うときの通信状態に応じて充電電流を制御する携帯端末の充電制御方法であって、
   前記携帯端末が通信中に充電を行う場合には、
   前記携帯端末の前記通信中における電波状況に応じて充電電流を変更することを特徴とする携帯端末の充電制御方法。
6. 前記携帯端末は前記通信状態に対応するしきい値をさらに有し、
   前記しきい値と前記通信状態に応じて変化する前記携帯端末内の電流値とを比較して、該比較の結果に基づいて充電電流を制御することを特徴とする請求項５に記載の携帯端末の充電制御方法。
7. 前記携帯端末が通信中に充電を行う場合には、
   充電に係る前記充電電流が通信に係る消費電流よりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の携帯端末の充電制御方法。
8. 前記携帯端末は、電圧調整工程をさらに有し、
   前記携帯端末が通信中に充電を行う場合に、前記電圧調整工程にて電圧を変更することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の携帯端末の充電制御方法。

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