JP2017017884A

JP2017017884A - 電子機器、充電装置、充電プログラム及び充電方法

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Publication number: JP2017017884A
Application number: JP2015133188A
Authority: JP
Inventors: 裕哉廣瀬; Hiroya Hirose
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2035-07-02
Also published as: JP6144727B2; US20170005485A1

Abstract

【課題】安全性を向上させることが可能な電子機器、充電装置、充電プログラム及び充電方法を提供する。
【解決手段】スマートフォン１０５は、二次電池２１４と、二次電池２１４を充電する電力が入力する端子４０９ａ，４０９ｂと、二次電池２１４と端子４０９ａ，４０９ｂとの間の接続をオンオフするスイッチ２１６と、二次電池２１４の充電を開始する場合に、所定期間、スイッチ２１６をオフとする制御を行う制御部とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子機器、充電装置、充電プログラム及び充電方法に関する。

従来のスマートフォンなどの電子機器では、リチウム電池等の二次電池を使用している。そして、このような電子機器では二次電池を充電する際の発熱を排除する技術が知られている（特許文献１参照）。

特開平１０−９４１８９号公報

電子機器では、二次電池を充電する際の安全性をさらに向上することが期待されている。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、安全性を向上させることが可能な電子機器、充電装置、充電プログラム及び充電方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、一態様は、二次電池と、前記二次電池を充電する電力が入力する第１の端子と、前記二次電池と前記第１の端子との間の接続をオンオフする第１のスイッチと、前記二次電池の充電を開始する場合に、所定期間、前記第１のスイッチをオフとする制御を行う第１の制御部と、を備える電子機器である。

また、他の一態様は、二次電池に電力を供給するための第２の端子と、前記第２の端子に流れる電流を検出する検出部と、前記二次電池と前記第２の端子との間の接続をオンオフする第２のスイッチと、前記二次電池への充電が開始した場合に所定期間、前記検出部により電流が検出された場合は、前記第２のスイッチをオフとする制御を行う第２の制御部と、を備える充電装置である。

また、他の一態様は、電子機器に、二次電池への充電の開始を検出する工程、及び、前記二次電池の充電を開始する場合に、所定期間、前記二次電池と接続された第１のスイッチをオフとする制御を行う工程、を実行させる充電プログラムである。

また、他の一態様は、電子機器に、二次電池に充電電力を供給する第２の端子に流れる電流を検出する工程、及び、前記二次電池への充電が開始した場合に所定期間、前記検出する工程において電流が検出された場合は、前記第２のスイッチをオフとする工程、を実行させる充電プログラムである。

また、他の一態様は、二次電池への充電の開始を検出する工程と、前記二次電池の充電を開始する場合に、所定期間、前記二次電池と接続された第１のスイッチをオフとする制御を行う工程と、を備える充電方法である。

また、他の一態様は、二次電池に充電電力を供給する第２の端子に流れる電流を検出する工程と、前記二次電池への充電が開始した場合に所定期間、前記検出する工程において電流が検出された場合は、前記第２のスイッチをオフとする工程と、を備える充電方法である。

本発明は、安全性を向上させることが可能な電子機器、充電装置、充電プログラム及び充電方法を提供することができる。

本実施形態の電子機器が適用される充電システムの概略図である。図１に示されるスマートフォン１０５の内部構成のブロック図である。図１に示される充電器１０３の内部構成のブロック図である。図１に示される充電システムの接続概略図である。図１に示される充電システムの動作のタイミングチャートである。図１に示される充電システムの動作のタイミングチャートである。図１に示される充電システムの動作のフローチャートである。本発明の電子機器の一実施形態を適用した充電システムの変形例の接続概略図である。

以下、電子機器の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の電子機器が適用される充電システムの概略図である。なお、以下の説明は、本発明の充電プログラム及び充電方法の実施形態の説明を兼ねる。

図１において、１０１はコンセント、１０３は充電器、１０５は本実施形態の電子機器としてのスマートフォンである。コンセント１０１からの電力が充電器１０３のケーブル１０３ａを介してスマートフォン１０５に供給される。充電器１０３とスマートフォン１０５との接続にはｍｉｃｒｏＵＳＢが使用される。

次に、図１に示されるスマートフォン１０５の内部構成について図２を参照して説明する。図２は、図１に示されるスマートフォン１０５の内部構成のブロック図である。

図２に示すように、スマートフォン１０５は、装置全体の制御を司る制御部（例えば、ＣＰＵなど）２０２と、本実施形態の充電プログラムその他のプログラムやデータ等を記憶する記憶部２０４とを備える。さらに、スマートフォン１０５は、例えばタッチパネルディスプレイにより構成され、画像や文字などを表示する表示部２０６と、近距離無線や有線ケーブル等により外部装置と通信を行う通信部２０８とを備える。

また、スマートフォン１０５は、電源のオンオフを操作するボタンや音量を調整するボタンその他の操作をするためのボタンなどからなる入力部２１０を備える。また、スマートフォン１０５は、例えばｍｉｃｒｏＵＳＢにより充電器１０３などの外部機器と接続するＩＦ部２１２を備える。

また、スマートフォン１０５は、装置全体に電力を供給する二次電池２１４を備える。この二次電池２１４は取り外しが可能であって良い。スマートフォン１０５の電源として本実施形態では二次電池２１４を用いるが、充電を行うことにより電気を蓄えて電池として使用できるものであれば、リチウム電池以外のものであっても良い。

また、スマートフォン１０５は、充電器１０３からの充電電力のオンオフを切り替えるためのスイッチ２１６を備える。

次に、図１に示される充電器１０３の内部構成について図３を参照して説明する。図３は、図１に示される充電器の内部構成のブロック図である。

図３に示されるように、充電器１０３は、コンセント１０１からの電流を整流する整流部３０１と、ＤＣ電圧を必要なデューティサイクルのＡＣ電圧に変換するスイッチング部３０３と、ＡＣ電圧を変換するトランス部３０５と、スイッチング部３０３などを制御する制御部３０７とを備える。なお充電器１０３は、ｉｎ側の端子から電力が入力し、ｏｕｔ側端子から電力を出力する。

また、充電器１０３は、スマートフォン１０５への充電端子に流れる電流を検出する電流検出部３０９と、スマートフォン１０５への充電端子に流れる電流のオンオフを切り替えるためのスイッチ３１１とを備える。

次に、図４を参照して図１に示される充電システムの接続状態について説明する。図４は、図１に示される充電システムの接続概略図である。なお、図４では、接続関係を説明するため、図１に示される充電システムの一部のみを図示している。

図４では、充電器１０３とスマートフォン１０５とが接続されている。充電器１０３は、スイッチ３１１と電流検出部３０９とが接続されている。また、充電器１０３からは、スマートフォン１０５と接続され、スマートフォンに電力を供給するための端子４０７ａ、４０７ｂが設けられている。

スマートフォン１０５は、スイッチ２１８や二次電池２１４の他、表示部や通信部などからなる負荷回路４０５が設けられている。負荷回路４０５は、スイッチ２１６と二次電池２１４とに接続されている。また、スマートフォン４０３には、充電器１０３の端子４０７ａと端子４０７ｂとが接続されるコネクタ部４０３を備える。スマートフォン１０５は、充電器１０３の端子４０７ａと端子４０７ｂと接続される端子４０９ａと端子４０９ｂとを備える。

本実施形態では、充電器１０３の端子４０７ａと端子４０７ｂとの間に異常部４０１が発生したとする。この異常部４０１は、例えば、端子４０７ａと端子４０７ｂとの間の短絡や、端子４０７ａや端子４０７ｂの漏電等がある。もちろん、本実施形態の異常部４０１として、短絡や漏電に限定されるものではなく、例えば水やほこりなどの異物混入などの任意の異常であっても良い。本実施形態では、この異常部４０１は、例えば、端子４０７ａと端子４０７ｂとの間の短絡であるとして以下説明する。この異常部４０１は、抵抗と等価である。

充電器１０３とスマートフォン１０５とは、端子４０７ａ、４０７ｂなどを通じて相互に、制御信号などの情報をやりとりする。

次に、図１に示される充電システムの動作について、図４、図５、図６及び図７を参照して説明する。図５及び図６は、図１に示される充電システムの動作のタイミングチャートである。図５に示される場合は、充電システムに異常が発生していない場合のタイミングチャートであり、図６に示される場合は、充電システムに異常が発生している場合のタイミングチャートであり、図７は、図１に示される充電システムの動作のフローチャートである。

スマートフォン１０５の制御部２０２は、スマートフォン１０５と充電器１０３とが接続された際に、充電を開始させる（ステップＳ７０１）。

制御部２０２は、スイッチ２１６について、ＯＮ、ＯＦＦの動作をするよう制御する（ステップＳ７０３）。このＯＮ、ＯＦＦのそれぞれの回数は、スマートフォン１０５に充電器１０３に接続された後に一度だけとしても良いし、ＯＮ、ＯＦＦを複数回繰り返すとしても良い。ここで、制御部２０２は、スマートフォン１０５に充電器１０３が接続されていない初期状態においてスイッチ２１６をＯＮ状態にしておくものとする。もちろん、制御部２０２は、スイッチ２１６を初期状態においてＯＦＦ状態にしておくとしても良い。また、制御部２０２がスイッチ２１６をＯＦＦする期間は短くてもよい。

次に、充電器１０３の制御部３０７は、電流検出部３０９により、スイッチ２１６がＯＦＦ状態の場合に、電流を検出したか否かを判断する（ステップＳ７０５）。

次に、制御部３０７は、電流を検出した場合（ステップＳ７０５、Ｙｅｓ）、スイッチ３１１をＯＦＦとし、充電を停止させる（ステップＳ７０７）。また、制御部３０７は、電流を検出しなかった場合（ステップＳ７０５、Ｎｏ）、スイッチ３１１のＯＮを継続し、充電を継続し（ステップＳ７１１）、動作を終了する。

次に、制御部３０７は、充電を停止した後、スマートフォン１０５に電流を検出した旨を通知し（ステップＳ７０９）、動作を終了する。

次に図１に示される充電システムの動作についてさらに説明する。
１）正常時の動作
正常な状態であれば、スイッチ２１６をオフとすれば、充電中であっても電流検出部３０９が検出する電流がゼロとなる（図５における期間Ｔ１、Ｔ２）。制御部３０７は、この電流がゼロとなる期間Ｔ１，Ｔ２の検出により正常と判断する。

２）異常時の動作
異常時、例えば、異常部４０１の存在により本来の充電経路以外に電流が流れている場合、スイッチ２１６をオフにしても、端子４０７ａと端子４０７ｂとの間には電流が流れ続けることになる。この場合、電流検出部３０９は、充電開始から一定期間が経っても電流を検出し、スイッチ２１６をオフとしている間でも電流を検出する（図６の期間Ｔ３）。制御部３０７は、正常であれば電流が検出されないはずの期間に電流が検出されると、異常と判定する。そして、制御部３０７は、異常と判定するとスイッチ３１１をオフにして充電動作（電流供給）を停止させる。

このように、本実施形態の電子機器を用いた充電システムによれば、電流が検出されたか否かにより異常発生の有無を検知しているため、発熱検知の為の温度センサ等が不要となる。

そのため、本実施形態の電子機器を用いた充電システムによれば、センサを搭載する場合と比較して、様々な箇所での発熱を想定して複数のセンサデバイスを搭載する必要が無くなるためコスト的に有利となる。

また、従来では、充電器１０３は、流れている電流が正常かどうかの判断ができず、異常時の充電停止が難しかったが、本実施形態の電子機器を用いた充電システムによれば、充電器１０３で異常状態を検出することが可能となる。そのため、充電器１０３が電流停止のスイッチなどの保護回路を発動させることが可能となる。

（変形例）
本発明の電子機器の一実施形態を適用した充電システムとしては、上記に限定されるものではない。本発明の電子機器の一実施形態を適用した充電システムの変形例について図８を参照して説明する。図８は、本発明の電子機器の一実施形態を適用した充電システムの変形例の接続概略図である。

図８に示される充電システムでは、異常部８０１が、スマートフォン１０５のコネクタ４０３の内部に発生している。このような異常部８０１として、例えば、水や埃などの異物がコネクタ４０３内部に侵入した場合が考えられるが、本実施形態の異常部８０１としてはこのようなものに限定されず、適宜なもので有ってよい。図８に示される充電システムの動作は、図１から図７を参照して説明した充電システムと同様である。

図８に示される充電システムであっても、図１から図７を参照して説明した充電システムと同様の効果を奏する。

なお、上記実施形態に説明した場合に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、制御部３０７は、正常であれば電流が検出されないはずの期間に電流が検出され異常と判定した場合に、充電動作における電流供給量を低減させるとしても良い。

１０１コンセント
１０３充電器
１０５スマートフォン
２０２制御部
２１４二次電池
２１６スイッチ
３０９電流検出部
３１１スイッチ
４０１異常部
８０１異常部

Claims

二次電池と、
前記二次電池を充電する電力が入力する第１の端子と、
前記二次電池と前記第１の端子との間の接続をオンオフする第１のスイッチと、
前記二次電池の充電を開始する場合に、所定期間、前記第１のスイッチをオフとする制御を行う第１の制御部と、を備える電子機器。
二次電池に電力を供給するための第２の端子と、
前記第２の端子に流れる電流を検出する検出部と、
前記二次電池と前記第２の端子との間の接続をオンオフする第２のスイッチと、
前記二次電池への充電が開始した場合に所定期間、前記検出部により電流が検出された場合は、前記第２のスイッチをオフとする制御を行う第２の制御部と、を備える充電装置。
電子機器に、
二次電池への充電の開始を検出する工程、及び、
前記二次電池の充電を開始する場合に、所定期間、前記二次電池と接続された第１のスイッチをオフとする制御を行う工程、を実行させる充電プログラム。
電子機器に、
二次電池に充電電力を供給する第２の端子に流れる電流を検出する工程、及び、
前記二次電池への充電が開始した場合に所定期間、前記検出する工程において電流が検出された場合は、前記第２のスイッチをオフとする工程、を実行させる充電プログラム。
二次電池への充電の開始を検出する工程と、
前記二次電池の充電を開始する場合に、所定期間、前記二次電池と接続された第１のスイッチをオフとする制御を行う工程と、を備える充電方法。
二次電池に充電電力を供給する第２の端子に流れる電流を検出する工程と、
前記二次電池への充電が開始した場合に所定期間、前記検出する工程において電流が検出された場合は、前記第２のスイッチをオフとする工程と、を備える充電方法。