JP2008220050A - 電子機器及び充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源用とグランド用の２線に、認証用の信号線を追加することなく、二次電池が装着された電子機器側に認証信号を送信するとともに、認証が成功すれば充電電力を供給する充電アダプタを提供することを目的とする。
【解決手段】 電子機器１と接続されたことを検出する電子機器検出部５と、電源からの交流電圧を直流電圧に変換して充電用信号線３を介して電子機器１に出力するとともに、外部からの制御信号Ｅ０に応じて直流電圧の出力と出力停止、または直流電圧の電圧レベルの高低の切り換えを行うＡＣ／ＤＣ電源４と、電子機器検出部５が電子機器１の接続を検出すると、ＩＤデータに基づいてＡＣ／ＤＣ電源４に対する制御信号Ｅ０を生成するとともに、ＡＣ／ＤＣ電源４に出力するＩＤ認証データ送信制御部６とを設けた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、携帯電話機のような二次電池により駆動される電子機器と、この電子機器を充電する充電装置に関する。

従来、携帯電話機等の電子機器には、二次電池パックを装着した状態で充電アダプタに接続すると、その電子機器内部の充電回路が、二次電池パックへの充電を自動的に開始させるようになっているものがある。このような電子機器では、アダプタのコネクタの形状を規格化することで、不適切な充電アダプタを用いて充電することを予防している。しかし、この方法では、正規のコネクタの形状を模擬すれば、電子機器に充電可能となるという問題がある。

特許文献１には、電子機器に適合しない二次電池パックを検出し、不適切な二次電池パックが装着された場合には、この二次電池パックに対して充電されないように制御する携帯端末装置が開示されている。具体的には、二次電池パックが保持するＩＤ(Identity)情報を抽出する手段を備え、装着されている二次電池パックが適切なものかＩＤ情報に基づいて認証を行う。

特開２００５―３４１７７５号公報

また、特許文献２には、非正規品の充電器によって充電されることを防止するため、電池パック内のＣＰＵと充電器を信号ラインで接続し、充電器と電池パックが信号ラインを介して認証を行うことにより充電を制御する充電制御方法が開示されている。電池パック内のＣＰＵと充電器が信号ラインを介して認証を行うことにより、非正規品の充電器により充電処理が行われることを防止し、電池の信頼性を確保している。

特開２００６―１６４５４７号公報

ところで、特許文献１に記載の携帯端末装置は、非正規の電池パックへの充電を禁止するものであり、非正規の充電アダプタによる充電を防止するものではない。また、特許文献２に記載の充電制御方法は、非正規の充電器による充電を予防するものであるが、充電器にＣＰＵや専用の信号線を設ける必要がある。より具体的には、充電器には、電源用（充電用電源ライン）とグランド用の２線が設けられているが、さらに充電器と電池パック間の認証用の信号線を追加しなければならないので、充電器の構成が複雑になるほか、コストが上昇するという問題がある。本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、電源用とグランド用の２線に、認証用の信号線を追加することなく、二次電池が装着された電子機器側に認証信号を送信するとともに、認証が成功すれば充電電力を供給する充電アダプタを提供することを目的とする。また、本発明は、充電アダプタから送信された認証信号に基づいて認証を行い、認証が成功した場合に充電アダプタから供給された電力を二次電池に供給するよう充電制御を行う電子機器に関する。

本発明に係る電子機器は、充電装置と接続されたことを検出する充電装置検出部と、充電装置から充電用信号線を介して出力された出力電圧に含まれる、充電装置に対応したＩＤデータに基づいて、充電装置からの充電を許可するか判断するＩＤ認証制御部と、充電装置検出部が充電装置の接続を検出すると、充電装置からの出力電圧をＩＤ認証制御部に供給し、ＩＤ認証制御部が充電装置からの充電を許可すると判断した場合に、出力電圧を二次電池に供給する充電制御部とを設けたものである。

本発明に係る充電装置は、電子機器と接続されたことを検出する電子機器検出部と、電源からの交流電圧を直流電圧に変換して充電用信号線を介して電子機器に出力するとともに、外部からの制御信号に応じて直流電圧の出力と出力停止、または直流電圧の電圧レベルの高低の切り換えを行うＡＣ／ＤＣ電源と、電子機器検出部が電子機器の接続を検出すると、固有のＩＤデータに基づいてＡＣ／ＤＣ電源に対する制御信号を生成するとともに、ＡＣ／ＤＣ電源に出力するＩＤ認証データ送信制御部とを設けたものである。

本発明に係る電子機器は、充電装置と接続されたことを検出する充電装置検出部と、充電装置から充電用信号線を介して出力された出力電圧に含まれる、充電装置に対応したＩＤデータに基づいて、充電装置からの充電を許可するか判断するＩＤ認証制御部と、充電装置検出部が充電装置の接続を検出すると、充電装置からの出力電圧をＩＤ認証制御部に供給し、ＩＤ認証制御部が充電装置からの充電を許可すると判断した場合に、出力電圧を二次電池に供給する充電制御部とを設けたので、非正規品の充電装置からの充電を防止することができ、電池の信頼性が高まるという効果を奏する。

本発明に係る充電装置は、電子機器と接続されたことを検出する電子機器検出部と、電源からの交流電圧を直流電圧に変換して充電用信号線を介して電子機器に出力するとともに、外部からの制御信号に応じて直流電圧の出力と出力停止、または直流電圧の電圧レベルの高低の切り換えを行うＡＣ／ＤＣ電源と、電子機器検出部が電子機器の接続を検出すると、固有のＩＤデータに基づいてＡＣ／ＤＣ電源に対する制御信号を生成するとともに、ＡＣ／ＤＣ電源に出力するＩＤ認証データ送信制御部とを設けたので、充電装置に電源用とグランド用の２線以外に認証用の信号線を追加する必要がなくなり、充電装置の構成の簡略化、低コスト化を確保できる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。図１は携帯電話機と充電アダプタとを接続した状態を説明する説明図である。充電アダプタ２は製品固有のＩＤデータを保有しており、充電開始時に充電アダプタ２よりＩＤデータを充電用電源ライン３に送信し、携帯電話機１がＩＤデータを受信する。受信したＩＤデータと携帯電話機１が記憶するＩＤデータが一致する場合、二次電池への充電が行われる。図２は、本発明に係る電子機器の一例である携帯電話機と充電アダプタの構成を示すブロック図である。図２において、充電アダプタ２は、コンセント１５からの交流電圧を直流定電圧に変換するＡＣ／ＤＣ電源４を備えており、充電に必要な電圧を携帯電話機１に出力する。携帯電話機１では充電制御部７が充電アダプタ２の接続を検出するための充電装置検出部として機能する。充電アダプタ２の接続を検出するために、充電アダプタ２からの出力電圧が利用される。充電アダプタ２が接続されたとき、携帯電話機１の充電制御部７が、充電アダプタ２からの出力電圧を検出する。充電制御部７は、充電アダプタ２からの出力電圧を検出すると、制御信号Ｃ０をＩＤ認証制御ＳＷ８に出力してオン状態とする。ＩＤ認証制御ＳＷ８がオン状態になると、ＩＤ認証制御部９が充電用電源ライン３に接続される。

充電アダプタ２は、ＩＤデータ送信開始のタイミングを充電用電源ライン３への負荷電流を利用して検出する。具体的には、充電アダプタ２から定電圧が出力されることで、携帯電話機１のプルダウン抵抗１０に定電流Ｉ０が流れる。これにより充電用電源ライン３に定電流Ｉ０とほぼ同程度の電流が流れる。充電アダプタ２の電流検出部５は、充電用電源ライン３を流れる電流を検出すると、電流検出信号Ｉ１をＩＤ認証データの送信を制御するＩＤ認証データ送信制御部であるＩＤ認証データ送信用モジュール６に送信する。ＩＤ認証データ送信用モジュール６は、電流検出信号Ｉ１を受信すると、ＡＣ／ＤＣ電源４のオン／オフを制御するイネーブル信号Ｅ０を出力する。このイネーブル信号Ｅ０に従ってＡＣ／ＤＣ電源４が出力する電圧波形がＩＤデータを意味する。なお、携帯電話機１の抵抗１０による定電流Ｉ０を充電電流とは異なる値に設定することで、ＩＤ認証開始時(ＩＤ認証制御用ＳＷ８がオン状態)のみ、充電アダプタ２のＩＤ認証データ送信用モジュール６はＩＤデータを出力できる。

充電アダプタ２がＩＤデータを携帯電話機１へ送信する方法について説明する。まず、ＩＤ認証データ送信用モジュール６は認証用のＩＤデータに応じたイネーブル信号Ｅ０を生成し、ＡＣ／ＤＣ電源４に出力する。このＩＤデータ(High/Lowによるシリアルデータ)に応じたイネーブル信号Ｅ０に基づいて、ＡＣ／ＤＣ電源４はオン／オフを切り換えながら電圧を充電用電源ライン３に出力する。このように受信アダプタ２から出力された電圧波形は、ハイ／ローあるいはオン／オフの配列で表されるＩＤデータに応じた固有の波形を有しているので、受信側でもとのＩＤデータとの比較を容易に実現できる。携帯電話機１は、充電用電源ライン３を介して伝達された電圧波形を受信すると、ＩＤ認証制御部９は、この電圧波形から再現されたＩＤデータと予め携帯電話機１が保持するＩＤデータ（受信側保持データと称する）とを用いて認証を行う。認証の結果、受信した電圧波形から再現されたＩＤデータと受信側保持データが一致した場合、ＩＤ認証制御部９は、認証成功とみなして、充電制御部７に充電開始信号Ｃ１を出力する。充電制御部７は充電開始信号Ｃ１を受け取ると、充電制御信号Ｃ２を充電制御ＳＷ１１に出力し、充電制御ＳＷ１１をオン状態とする。充電制御ＳＷ１１がオン状態になると、二次電池１２に対して充電が開始される。

図３は、本発明に係る充電アダプタが認証用に電源ラインに送出する出力電圧の波形を示す説明図である。ＩＤ認証時には充電アダプタ２よりＩＤデータに応じた波形を持つ出力電圧を出力し、充電時には充電電圧を出力する。この充電アダプタ２と携帯電話機１間の通信は非同期式シリアル通信で行われる。なお、ＩＤ認証制御部９の電源は二次電池１２であり、ＩＤ認証時に充電アダプタ２からの送信データがロー（Low 出力電圧＝0V）時でも動作可能であり、ＩＤデータの受信動作に支障をきたさない。

図４は、本発明に係る電子機器と充電アダプタにより実行される認証方法を示すフローチャートである。図４のフローチャートに示される処理は、携帯電話機１に充電アダプタ２が接続されたときに実行される。図４のステップＳ１において、携帯電話機１の充電制御部７が充電アダプタ２からの出力電圧を検出すると（S1でYes）、ステップＳ２でＩＤ認証用ＳＷ８をオン状態にし、ステップ３にて充電アダプタ２からのＩＤデータに応じた出力電圧の送信を待つ。一方、充電アダプタ２は、ステップＳ４において、電流検出部５がＩＤ認証開始用の電流Ｉ０を検出すると（S4でYes）、ステップＳ５で充電アダプタ２から携帯電話機１へＩＤデータに応じた波形の電圧を充電用電源ライン３に出力する。この充電アダプタ２からの出力電圧から再現されたもとのＩＤデータは、携帯電話機１のＩＤ認証制御部９において携帯電話機１が保持しているＩＤと照合され、正規の充電アダプタ２であるかが判定される。この判定結果が否の場合（ステップS6でNo）、つまり、非正規の充電アダプタが携帯電話機１に接続されていると判断した場合、ステップＳ７にてＩＤ認証制御ＳＷ８をオフ状態にした後、充電を行わず処理を終了する。一方、判定結果が肯定の場合（ステップS6でYes）、ステップＳ８にてＩＤ認証制御用ＳＷ８をＯＦＦ状態にした後、ステップＳ９で充電制御ＳＷ１１をオン状態とし、ステップＳ１０で二次電池１２に充電を開始する。この二次電池１２への充電を完了するとき、ステップＳ１１で充電制御用ＳＷ１１をオフ状態にして一連の処理を終了させる。

上記説明のように、本発明に係る電子機器は、ＩＤデータに応じた波形の電圧を充電用電源ラインを介して出力する充電アダプタからの出力電圧に基づいて認証を行い、認証が成功した場合に充電アダプタから供給された電力を二次電池に供給するよう充電制御を行う。また、本発明に係る充電アダプタは電源用とグランド用の２線を備え、二次電池が装着された電子機器側に認証信号である出力電圧を充電用電源ラインを介して送信するとともに、認証が成功すれば充電電力を供給する。したがって、非正規品の充電器による充電を防止することができるので、携帯電話機に装着される電池の信頼性を確保できる。また、充電アダプタに電源用（充電用電源ライン）とグランド用の２線以外に認証用の信号線を追加する必要がないので、充電アダプタの構成の複雑化、コスト上昇を防止することができるという効果がある。

実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る充電アダプタが認証用に電源ラインに送出する出力電圧の波形を示す説明図である。以下、この発明の実施の形態２について説明する。携帯電話機１の二次電池１２の電圧が最低駆動電圧を下回っている場合、実施形態１ではＩＤ認証制御部９が動作しないため充電を開始できないという問題があった。そこで、実施の形態２に係る充電アダプタは、ＩＤ認証制御部９の電源を充電アダプタ２からの充電電圧として、ＩＤ認証制御部９を動作させるために、通信用の電圧は、携帯電話機１の最低駆動電圧以上でハイとロー（High/Low）を切り換えることにより、ＩＤ認証制御部９を動作させることとした。

実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る電子機器の構成を示すブロック図である。以下、この発明の実施の形態３を図６に基づいて説明する。図６に示す携帯電話機１は、通信手段１４を備え、例えば、基地局経由で充電を許可する充電アダプタのＩＤデータの新規登録や修正などの更新を行うものである。この通信手段１４を備えることにより、携帯電話機１は、ＩＤ認証時のＩＤデータに関して、携帯電話機１が保有している照合用のＩＤをメモリ１３に保管しておき、通信手段１４を通して基地局と通信し、メモリ１３のデータを受信したデータで更新することによって新規に発売される充電アダプタへの対応や、不具合が生じた充電アダプタを非対応に変更させて充電異常や端末の故障を防ぐことができる。なお図６において図１と同一の符号は同一又は相当部分を示すので説明は省略する。

携帯電話機と充電アダプタとを接続した状態を説明する説明図である。 本発明に係る電子機器の一例である携帯電話機と充電アダプタの構成を示すブロック図である。 本発明に係る充電アダプタが認証用に電源ラインに送出する出力電圧の波形を示す説明図である。 本発明に係る電子機器と充電アダプタにより実行される認証方法を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る充電アダプタが認証用に電源ラインに送出する出力電圧の波形を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る電子機器の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 携帯電話機、２ アダプタ、３ 充電用電源ライン、４ ＡＣ／ＤＣ電源、
５ 電流検出部、６ ＩＤ認証データ送信用モジュール、７ 充電制御部、
８ ＩＤ認証制御用ＳＷ、９ ＩＤ認証制御部、１０ プルダウン抵抗、
１１ 充電制御用ＳＷ、１２ 二次電池、１３ メモリ、１４ 通信手段、
１５ コンセント

Claims (3)

1. 充電装置と接続されたことを検出する充電装置検出部と、
   前記充電装置から充電用信号線を介して出力された出力電圧に含まれる、前記充電装置に対応したＩＤデータに基づいて、前記充電装置からの充電を許可するか判断するＩＤ認証制御部と、
   前記充電装置検出部が前記充電装置の接続を検出すると、前記充電装置からの前記出力電圧を前記ＩＤ認証制御部に供給し、前記ＩＤ認証制御部が前記充電装置からの充電を許可すると判断した場合に、前記出力電圧を二次電池に供給する充電制御部とを設けたことを特徴とする電子機器。
2. 充電装置に対応したＩＤデータを記憶する記憶部と、この記憶部に記憶される前記ＩＤデータを外部から受信する通信部とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 電子機器と接続されたことを検出する電子機器検出部と、
   電源からの交流電圧を直流電圧に変換して充電用信号線を介して前記電子機器に出力するとともに、外部からの制御信号に応じて前記直流電圧の出力と出力停止、または前記直流電圧の電圧レベルの高低の切り換えを行うＡＣ／ＤＣ電源と、
   前記電子機器検出部が前記電子機器の接続を検出すると、固有のＩＤデータに基づいて前記ＡＣ／ＤＣ電源に対する前記制御信号を生成するとともに、前記ＡＣ／ＤＣ電源に出力するＩＤ認証データ送信制御部とを設けたことを特徴とする充電装置。

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