JP2020048275A - 充電保護回路、充電装置、電子機器及び充電保護方法 - Google Patents
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Abstract
Description
二次電池を充電する電力を供給する充電回路への外部電源からの通電可否を切り替える切替部と、
前記充電回路から前記二次電池へ流れる電流及び前記二次電池の両極間の電圧のうち少なくとも一方を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に異常があるか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記検出部の検出結果に異常があると判別された場合に、前記切替部により前記充電回路への通電を遮断させる制御部と、
を備えることを特徴とする充電保護回路である。
図1は、本実施形態の電子機器1の機能構成を示すブロック図である。
充電装置10は、充電回路11と、スイッチング素子12(切替部)と、電流&電圧検出回路13(検出部)と、制御部14と、抵抗素子15と、ダイオード16などを備える。
また、後述するが、制御部14が電流&電圧検出回路13の検出結果に基づき異常を検出してスイッチング素子12をオフ状態(通電が遮断される状態)に切り替えた場合には、監視周期を1分〜10分の設定に戻してもよい。
図2は、充電回路11から出力される電力と、制御動作との対応関係を示す図である。なお、ここで示す電流や電圧の変化、特に上昇速度と低下速度の関係は、例示的なものであって、必ずしも具体的な値を反映していない。
これらの各処理のうち、ステップS102、S103の処理が本実施形態の判別部としての動作(判別ステップ)であり、ステップS104の処理が本実施形態の制御部としての動作(切替ステップ)である。
このように、充電回路11の出力に異常が生じた場合に、これを検出して充電回路11への電力供給自体を遮断するので、二次電池30の過充電を防止するだけでなく、充電回路11の異常自体を速やかに検出して動作を停止させることができる。これにより、充電装置10及び二次電池30など各部の過熱などによるトラブルを抑制することができる。
回路の短絡などにより大電流が流れる場合、電圧によっては即座に保護回路が働いて電流出力が遮断される場合があるが、これでは、比較的長い監視周期での電流検出で当該大電流が検出されない場合が生じ得る。過電圧の検出よりも低い電圧であって、大電流に応じた電流出力が遮断される場合に達する電圧レベルを検出することで、大電流が遮断された状態であっても電圧の超過によりこのような大電流の発生を検出することができるので、より確実に充電回路11の異常に対し、当該充電回路11への通電を遮断することができる。
電流&電圧検出回路13は充電異常の検出だけでなく、二次電池30の蓄電量(残量)の検出にも用いられてよく、このように構成を共通に用いることで、サイズの増大やコストの増大を抑制する。この場合には、充放電に係る電流や電圧の変化の違いに応じて適切な監視周期が各々定められてよく、これにより、不要な処理や消費電力の増大を防ぐことができる。
例えば、上記実施の形態では、充電回路11から二次電池30への出力電流と二次電池30への印加電圧(蓄電電圧)との両方を検出することとしたが、必ずしも両方を検出しなくてもよい。電流&電圧検出回路13は、電流のみを検出することとしてもよく、この場合に、電流の監視周期を上記実施形態よりも上昇させてもよい。あるいは、アナログ回路で期間内の最大値を検出し、当該最大値に基づく検出結果を所定の監視周期で制御部14に出力してもよい。あるいは、直接電流を検出せずに、電圧のみを検出し、この場合に、電圧の上昇速度などを考慮してもよい。
その他、上記実施の形態で示した構成、各構成の配置や制御内容などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
<請求項1>
二次電池を充電する電力を供給する充電回路への外部電源からの通電可否を切り替える切替部と、
前記充電回路から前記二次電池へ流れる電流及び前記二次電池の両極間の電圧のうち少なくとも一方を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に異常があるか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記検出部の検出結果に異常があると判別された場合に、前記切替部により前記充電回路への通電を遮断させる制御部と、
を備えることを特徴とする充電保護回路。
<請求項2>
前記切替部は、基本状態では、前記通電が可能な状態であることを特徴とする請求項1記載の充電保護回路。
<請求項3>
前記制御部は、当該充電保護回路が設けられている電子機器の動作制御を行い、前記基本状態は、前記電子機器の起動時の状態が含まれることを特徴とする請求項2記載の充電保護回路。
<請求項4>
前記切替部は、前記通電を遮断する状態に切り替わった場合に、遮断状態を保持することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の充電保護回路。
<請求項5>
前記切替部は、ヒューズを有し、当該ヒューズを切断することで前記通電を遮断することを特徴とする請求項4記載の充電保護回路。
<請求項6>
前記切替部は、前記通電を遮断する状態に切り替わった場合に遮断状態を保持するラッチを有するスイッチであることを特徴とする請求項4記載の充電保護回路。
<請求項7>
前記制御部は、前記異常の検出有無に応じて前記切替部により前記通電可否を切り替えさせることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の充電保護回路。
<請求項8>
前記制御部は、当該充電保護回路が設けられている電子機器の動作制御を行い、前記切替部により前記通電を遮断させる場合には、当該切替部の切り替え制御以外の動作のうち少なくとも一部を制限することを特徴とする請求項7記載の充電保護回路。
<請求項9>
前記検出部は、前記二次電池へ流れる電流を検出し、
前記判別部は、前記検出部により基準電流値よりも大きい電流が検出された場合に、前記検出部の検出結果に異常があると判別し、
前記制御部は、前記判別部により前記検出部の検出結果に異常があると判別された場合に、前記切替部により前記通電を遮断させる
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の充電保護回路。
<請求項10>
前記検出部は、前記二次電池の両極間の電圧を検出し、
前記判別部は、前記検出部により基準電圧よりも大きい電圧が検出された場合に、前記検出部の結果に異常があると判別し、
前記制御部は、前記判別部により前記検出部の検出結果に異常があると判別された場合に、前記切替部により前記通電を遮断させる
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の充電保護回路。
<請求項11>
前記外部電源から前記充電回路への通電がなされているか否かを判別する第2の判別部と、
前記第2の判別部の判別結果に基づいて、前記検出部が前記充電回路から前記二次電池へ流れる電流及び前記二次電池の両極間の電圧のうち少なくとも一方を検出する検出周期を可変に設定する検出周期設定部と、
を備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の充電保護回路。
<請求項12>
前記検出周期設定部は、前記第2の判別部により前記外部電源から前記充電回路への通電がなされていると判別された場合には、第1の検出周期を設定し、前記第2の判別部により前記外部電源から前記充電回路への充電がなされていないと判別された場合には、前記第1の検出周期よりも長い第2の検出周期を設定することを特徴とする請求項11記載の充電保護回路。
<請求項13>
前記検出周期設定部は、前記切替部により前記充電回路への通電が遮断された場合には、前記第2の検出周期を設定することを特徴とする請求項12記載の充電保護回路。
<請求項14>
請求項1〜13のいずれか一項に記載の充電保護回路と、
外部電源からの通電を受けて、二次電池を充電する電力を供給する充電回路と、
を備えることを特徴とする充電装置。
<請求項15>
請求項14記載の充電装置を備える電子機器。
<請求項16>
二次電池を充電する電力を供給する充電回路から前記二次電池へ流れる電流及び前記二次電池の両極間の電圧のうち少なくとも一方を検出する検出ステップ、
前記検出ステップでの検出結果に異常があるか否かを判別する判別ステップ、
前記判別ステップで前記検出ステップでの検出結果に異常があると判別された場合に、前記充電回路への通電を遮断させる切替ステップ
を含むことを特徴とする充電保護方法。
10 充電装置
10a 充電保護回路
11 充電回路
12 スイッチング素子
12a ヒューズ
12b スイッチング素子
12c スイッチ
13 電流&電圧検出回路
14 制御部
15 抵抗素子
16 ダイオード
20 電力供給アダプター
30 二次電池
40 機能ブロック
Ic 出力電流
IU 上限値
S 制御信号
V 蓄電電圧
VF 監視基準値
VL 基準値
VU 上限値
Claims (16)
- 二次電池を充電する電力を供給する充電回路への外部電源からの通電可否を切り替える切替部と、
前記充電回路から前記二次電池へ流れる電流及び前記二次電池の両極間の電圧のうち少なくとも一方を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に異常があるか否かを判別する判別部と、
前記判別部により前記検出部の検出結果に異常があると判別された場合に、前記切替部により前記充電回路への通電を遮断させる制御部と、
を備えることを特徴とする充電保護回路。 - 前記切替部は、基本状態では、前記通電が可能な状態であることを特徴とする請求項1記載の充電保護回路。
- 前記制御部は、当該充電保護回路が設けられている電子機器の動作制御を行い、前記基本状態は、前記電子機器の起動時の状態が含まれることを特徴とする請求項2記載の充電保護回路。
- 前記切替部は、前記通電を遮断する状態に切り替わった場合に、遮断状態を保持することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の充電保護回路。
- 前記切替部は、ヒューズを有し、当該ヒューズを切断することで前記通電を遮断することを特徴とする請求項4記載の充電保護回路。
- 前記切替部は、前記通電を遮断する状態に切り替わった場合に遮断状態を保持するラッチを有するスイッチであることを特徴とする請求項4記載の充電保護回路。
- 前記制御部は、前記異常の検出有無に応じて前記切替部により前記通電可否を切り替えさせることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の充電保護回路。
- 前記制御部は、当該充電保護回路が設けられている電子機器の動作制御を行い、前記切替部により前記通電を遮断させる場合には、当該切替部の切り替え制御以外の動作のうち少なくとも一部を制限することを特徴とする請求項7記載の充電保護回路。
- 前記検出部は、前記二次電池へ流れる電流を検出し、
前記判別部は、前記検出部により基準電流値よりも大きい電流が検出された場合に、前記検出部の検出結果に異常があると判別し、
前記制御部は、前記判別部により前記検出部の検出結果に異常があると判別された場合に、前記切替部により前記通電を遮断させる
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の充電保護回路。 - 前記検出部は、前記二次電池の両極間の電圧を検出し、
前記判別部は、前記検出部により基準電圧よりも大きい電圧が検出された場合に、前記検出部の結果に異常があると判別し、
前記制御部は、前記判別部により前記検出部の検出結果に異常があると判別された場合に、前記切替部により前記通電を遮断させる
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の充電保護回路。 - 前記外部電源から前記充電回路への通電がなされているか否かを判別する第2の判別部と、
前記第2の判別部の判別結果に基づいて、前記検出部が前記充電回路から前記二次電池へ流れる電流及び前記二次電池の両極間の電圧のうち少なくとも一方を検出する検出周期を可変に設定する検出周期設定部と、
を備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の充電保護回路。 - 前記検出周期設定部は、前記第2の判別部により前記外部電源から前記充電回路への通電がなされていると判別された場合には、第1の検出周期を設定し、前記第2の判別部により前記外部電源から前記充電回路への充電がなされていないと判別された場合には、前記第1の検出周期よりも長い第2の検出周期を設定することを特徴とする請求項11記載の充電保護回路。
- 前記検出周期設定部は、前記切替部により前記充電回路への通電が遮断された場合には、前記第2の検出周期を設定することを特徴とする請求項12記載の充電保護回路。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の充電保護回路と、
外部電源からの通電を受けて、二次電池を充電する電力を供給する充電回路と、
を備えることを特徴とする充電装置。 - 請求項14記載の充電装置を備える電子機器。
- 二次電池を充電する電力を供給する充電回路から前記二次電池へ流れる電流及び前記二次電池の両極間の電圧のうち少なくとも一方を検出する検出ステップ、
前記検出ステップでの検出結果に異常があるか否かを判別する判別ステップ、
前記判別ステップで前記検出ステップでの検出結果に異常があると判別された場合に、前記充電回路への通電を遮断させる切替ステップ
を含むことを特徴とする充電保護方法。
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