JP3630228B2 - 電源供給装置、電池、電気機器、およびメモリ効果検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の２次電池に係り、特に、これら２次電池におけるメモリ効果の検出を行う電源供給装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）に代表される情報端末機器や、ＭＤ（Ｍｉｎｉ Ｄｉｓｃ）装置、ビデオカメラ等の各種電気機器では、薄型化、軽量化と共に、近年、バッテリの大容量化が強く望まれている。これらの電気機器では、充放電を繰り返しながら何度も使用できるタイプの電池として、２次電池（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｂａｔｔｅｒｙ）が用いられている。この２次電池としては、比較的容量も大きく、価格も安い、ニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池やニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）電池（ニッカド電池）が広く用いられている。
【０００３】
このニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池では、完全に放電させずに中途半端な放電と充電とを繰り返し行うと、見かけ上の充電容量が低下し、連続して使用できる時間が短くなる「メモリ効果」が発生してしまう。このメモリ効果に陥った電池は、十分な放電と充電とを２〜３回繰り返すことで、容量がかなり元に近い状態まで戻ることが知られている。このように、メモリ効果が発生した場合であっても、十分な充放電を行えば回復させることが可能であるが、その前提として、メモリ効果を検出することが必要となる。
【０００４】
現在知られているメモリ効果の検出方法では、例えば、テキサスインスツルメンツ社（旧ベンチマーク社）のＢＱ２０６０などで採用されているように、浅い放電が何回、繰り返し行われたかをカウントし、例えば２０回検出されたらメモリ効果があると見なしており、現在では、かかる方式が主流となっている。
【０００５】
また、特開平７−１４６１３号公報には、他の検出方法が示されている。具体的には、まず、ニッケルカドミウム電池等の２次電池の完全充電を行った後、所定の短時間だけ大電流放電を行い、その時の電池電圧（Ｖ）を測定する。そして、この測定した電池電圧（Ｖ）と予め記憶された電池のリフレッシュ後電圧（ＲＶ）との差分（ＲＶ−Ｖ）を所定電圧と比較し、所定電圧以上であるときにメモリ効果が発生したと判定するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した現在の主流である方式では、単に中途半端な放電の回数をカウントするものであることから、メモリ効果が実際に発生していなくてもメモリ効果があると見なしてしまったり、メモリ効果があっても検出できないなどの問題がある。また、メモリ効果のあるときでも、電池を完全放電すると、電池総容量データを学習（更新）してしまうので、容量データと実際の容量との間に開きが出てしまい、容量データの誤差が発生する原因となっていた。
【０００７】
更に、特開平７−１４６１３号公報に記載された技術では、大電流放電を行ってメモリ効果を発見しているが、一般に容量の大きなところでは、初期特性とメモリ効果に陥った状態の特性との差が十分に出ないことから、誤検出をする可能性がある。また、大電流を流すためには専用回路を設ける必要があり、ノートＰＣ等の情報端末機器や一般の電気機器にてこのような専用回路を設ける場合には、その専用回路設定のためのコストがあまりにも膨大となり、この技術を適用することは現実的ではない。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、通常動作をさせながらメモリ効果の発生をより正確に検出することにある。
また他の目的は、より正確にメモリ効果を自動検出すると共に、その結果をユーザに知らせ、また、ユーザの都合によってメモリ効果を取り除くことを可能とすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明は、放電中の電池の電圧を測定し、放電電流値に対して電池電圧が低すぎることを検知すると、メモリ効果が発生していると見なすことを特徴としている。即ち、本発明が適用される電源供給装置は、本体回路に対して電力を供給する２次電池と、放電中の電流値を測定する電流測定回路と、放電中の電圧値を測定する電圧測定回路と、放電中の電流値にてメモリ効果が発生していると予め定められる特定の電圧値に比べて、電圧測定回路により測定された放電中の電圧値が低いか否かを判断することによりメモリ効果が発生しているか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
ここで、この判断手段は、２次電池の電池容量が十分にある状態ではなく、２次電池の電池容量が所定量以下のときの放電中の電流値にてメモリ効果が発生していると予め定められている特定の電圧値に比べて電圧測定回路により測定された放電中の電圧値が低いか否かを例えばメモリに記憶されたテーブル情報と比較して判断し、低い場合にメモリ効果が発生していると判断することを特徴とすれば、より正確にメモリ効果の有無を判断できる点から好ましい。また、メモリ効果が発生していると判断される場合に、ユーザに対してその旨を通知する通知手段とを備え、この通知の結果、ユーザからメモリ効果を取り除く旨の指示があった場合には、２次電池からの放電を続けることを特徴とすることができる。更に、２次電池に対して充電を行うと共に、本体回路に対して電力を供給するＡＣアダプタとを備え、メモリ効果を取り除く場合にはＡＣアダプタから本体回路に対する電力の供給を遮断して２次電池からの放電を行い、メモリ効果を取り除かない場合にはＡＣアダプタから本体回路に対して電力を供給することを特徴とすることができる。これらの発明によれば、ユーザはメモリ効果の発生を知ることができるので、コンディショニングすることにより、電池のパフォーマンスを最大限に引き出すことが可能となる。
【００１１】
他の観点から把えると、本発明が適用される電源供給装置は、本体回路に対してＡＣ電源からの電力を供給するＡＣアダプタと、このＡＣアダプタからの出力によって充電されると共に、本体回路に対して電力を供給する２次電池と、電流測定回路により測定された電流値と電圧測定回路により測定された電圧値とに基づいてメモリ効果の有無を判断するメモリ効果有無判断手段と、このメモリ効果有無判断手段によりメモリ効果が発生していると判断され、かつユーザの指示等に基づいてメモリ効果を取り除く場合に、ＡＣアダプタから本体回路に対して供給される電力を停止する停止回路とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
ここで、このメモリ効果有無判断手段は、所定の電流値にてメモリ効果が発生していると認める特定の電圧値を電流値と電圧値との対応関係において記憶する記憶手段を備え、電流測定回路により測定される電流値をこの記憶手段に記憶された所定の電流値とし、電圧測定回路により測定される電圧値が記憶手段に記憶された特定の電圧値を下回る場合にメモリ効果が発生していると判断することを特徴としている。更に、この記憶手段は、温度条件によって異なった電流値と電圧値との対応関係を記憶することを特徴とすれば、温度条件によって変わるメモリ効果の発生状態を適切に把えて判断することができる点で好ましい。この記憶手段としては、例えば、テーブル情報として、電池容量が７０％から１０％程度の間で所定の範囲に分割され、所定の範囲で分けられた放電電流値の範囲に対する特定の電圧値を記憶しておく等が挙げられる。
【００１３】
一方、本発明は、充放電を繰り返して電気機器に対して電力を供給する、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の２次電池であって、放電中の電圧値を測定する電圧測定手段と、放電中の電流値を測定する電流測定手段と、電池容量を把握する電池容量把握手段と、電池容量に対する電流値と電圧値との関係から、把握された電池容量に応じ、電流測定手段により測定された電流値にてメモリ効果が発生していると予め定められる特定の電圧値に比べて電圧測定手段により測定された電圧値が低いか否かを判断することによりメモリ効果の有無を判断する判断手段とを備えたことを特徴とすることができる。
【００１４】
更にまた、判断手段によってメモリ効果があると判断される場合に、ノートＰＣ等の電気機器に対して所定の通知を実行する通知手段とを備えたことを特徴とすれば、自動検出したメモリ効果をユーザに伝達できる点で優れている。この通知手段としては、例えば、ディスプレイ上への表示や音声表示等が挙げられるであろう。
また、この判断手段は、放電を開始して例えば５分程度経過した後等、所定時間が経た後にメモリ効果の有無を判断することを特徴とすれば、一般に使用開始直後は電池電圧が高くなる傾向があるので、これらの状況を除いてより正確にメモリ効果の有無を判断することが可能となる。
更に、この判断手段は、電池容量が所定量より小さい場合における電流値と電圧値との関係からメモリ効果の有無を判断することを特徴とすれば、電池容量によって電池電圧の下がり方が変わる特性を加味することができる点で好ましい。
【００１５】
本発明をノートＰＣ等で代表される電気機器から把えると、本発明は、ＡＣ電源から本体に対して電力を供給するＡＣアダプタと、このＡＣアダプタからの電力によって充電されると共に、放電によって本体に対して電力を供給する２次電池と、この２次電池から放電中の電流値を測定する電流測定回路と、放電中の電圧値を測定する電圧測定回路と、所定の電流値に対する特定の電圧値を予め定めて、例えばテーブル情報や数値情報として記憶するメモリと、この電流測定回路により測定された電流値をメモリにおける所定の電流値に対応させた状態にて、測定された電圧値を記憶された特定の電圧値と比較するコントローラと、ＡＣアダプタからの電力供給の停止を可能とする停止回路とを備えたことを特徴とすることができる。
【００１６】
ここで、このコントローラにより比較された電圧値が特定の電圧値よりも低いと判断された場合に、その状態をユーザに対して通知する通知手段と、この通知手段の通知に対し、その状態を改善する旨の入力を受け付ける入力受付手段とを更に備え、停止回路は、この入力受付手段による入力に基づいてＡＣアダプタからの電力供給を停止することを特徴とすれば、ユーザは、都合によってＡＣアダプタで電気機器を動作させることも、２次電池を使い続けてメモリ効果を直ちに取り除く等の状態の改善を直ちに実行することも可能となる。
【００１７】
一方、他の観点から把えると、本発明が適用される電気機器は、ＡＣ電源から本体に対して電力を供給するＡＣアダプタと、放電によって本体に対して電力を供給する２次電池と、ＡＣアダプタからの電力供給を停止する停止回路と、この停止回路を制御するコントローラとを備え、この２次電池には、放電中の電流値を測定する電流測定回路と、電圧値を測定する電圧測定回路とが備えられ、測定された電流値と測定された電圧値とをコントローラに対して出力し、コントローラは、出力された電流値と電圧値とに基づいてメモリ効果の有無を判断することを特徴とすることができる。
また、このコントローラは、電池容量に応じた電流値と電圧値との関係を示したテーブルを備え、このテーブルに格納された値と、例えば、流れている電流を積算して求められる電池容量と、測定回路から出力された電流値および電圧値に基づいてメモリ効果の有無を判断することを特徴とすることができる。
【００１８】
その他に、本発明が適用される電気機器では、２次電池の内部で測定された電流値と測定された電圧値とに基づいてメモリ効果の有無を２次電池が自ら判断し、メモリ効果がある場合にはその旨を直接、コントローラに対して通知することを特徴とすることができる。このように構成すれば、２次電池のセルの種類等によって現われる電圧値等が変わる場合に、２次電池内でメモリ効果の有無を判断することが可能となり、電池の供給者（サプライヤ）による基準の違いを認識する必要がなくなる点で優れている。
【００１９】
また、本発明が適用される電気機器は、ＡＣ電源に接続されるＡＣアダプタからの電力を供給するための第１電力供給路と、充放電される２次電池からの電力を供給するための第２電力供給路と、この第２電力供給路を介して放電される電流値を測定するための電流測定回路と、この第２電力供給路を介して放電中の電圧値を測定するための電圧測定回路と、測定された電流値と電圧値とに基づいてメモリ効果の有無を判断するコントローラと、メモリ効果が発生していると判断され、かつメモリ効果を取り除く場合に、第１電力供給路を介して供給される電力を停止する停止回路とを備えたことを特徴としている。
【００２０】
一方、本発明は、充放電を行って本体に対して電力を供給する２次電池のメモリ効果を検出するメモリ効果検出方法であって、この２次電池における電池容量を検出し、この２次電池から放電される電流値と電圧値を測定し、検出された電池容量の下で、測定された電流値にてメモリ効果が発生していると予め定められる特定の電圧値に比べて測定された電圧値が低いか否かを判断することによりメモリ効果の有無を検出することを特徴としている。また、所定の電池容量の下で所定の電流値に対する電圧値の判断基準となる基準電圧値を予め定め、測定された電圧値と基準電圧値とを比較してメモリ効果の有無を検出することを特徴とすることができる。
【００２１】
更に、この所定の電池容量は、満杯状態を１００％としたときに７０％以下の状態であることを特徴とすることができる。この７０％の数値は、実験により数々の２次電池に生じるメモリ効果の発生状況を把握して得られた値であり、満杯状態ではなくこの７０％以下の状態であれば、メモリ効果が現われやすい条件によってメモリ効果を判断できる点で好ましい。
また更に、メモリ効果の有無は、例えば、ノートＰＣ等の機能であるパワーマネージメント機能をオフしたり、機器本体がＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭなどへアクセスしている場合等を除く等、消費電流の変動が少ない状態にて判断することを特徴とすれば、メモリ効果がなくてもメモリ効果が発生していると誤認識してしまうことがなくなる点で優れている。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
ここで、本実施の形態が適用された装置等の詳細な説明に入る前に、発明者等が実施した放電特性の実測データからの考察について述べる。
図７は、ニッケル水素電池の放電特性を示した図である。図に示す横軸は放電時間（ｍｉｎ）、縦軸は電圧（Ｖ）を示している。初期状態における電池の放電特性を実線にて、メモリ効果に陥った電池の放電特性を破線で、メモリ効果に陥った電池を完全放電した後の放電特性を一点鎖線にて、その実測データを示している。電池は、単セルのニッケル水素電池を用い、容量は２．０Ａｈである。メモリ効果を発生させたときの条件は、２．０Ａの電流値で充電し、１０ｍＶの電圧降下を検出したら充電を停止（−ΔＶ＝１０ｍＶ）する充電操作と、２．０Ａで放電し、電圧が１．２Ｖ（ノーミナル電圧）に達したら放電を停止する放電操作とを２０回繰り返した。完全放電後（一点鎖線）の特性は、メモリ効果の発生した電池を完全放電させてから充電した直後１回目の放電特性である。図７より、以下のことが理解できる。
・メモリ効果の発生した電池は、通常の放電特性よりノーミナル電圧値が低い。
・メモリ効果の発生した電池を一度完全放電すると、特性が元に戻る（メモリ効果を取り除くことができる）。
この結果に基づいて、本実施の形態では、放電中の電池の電圧を測定し、放電電流値に対して電池電圧が低すぎることを検知すると、メモリ効果が発生していると見なすように構成している。また、ユーザの指示等によって、電池の完全放電を可能とし、メモリ効果を取り除くように構成している。
【００２３】
◎ 実施の形態１
図１は、本実施の形態が適用された電源供給装置の回路構成を説明するための図である。この電源供給装置は、例えば、ノート型のパーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）等の情報端末機器や、一般の電気機器に接続されて、これらの携帯情報端末機器や電気機器に対して電力を供給する装置である。本実施の形態では、ＡＣ電源から、例えばＤＣ１６Ｖを供給するＡＣアダプタ１１、２次電池としてニッケル水素電池等からなり、ＣＰＵ１３を有するインテリジェント電池１２を備え、これらの電源から内部システム１０に対して電力が供給される。内部システム１０では、大きく、ＡＣＤＣ停止回路２０、電流測定回路３０、電圧測定回路４０、メモリ効果の認識に基づく処理等を実行するコントローラ（Ｅｍｂｅｄｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１５、および、ＡＣアダプタ１１からの電源供給とインテリジェント電池１２からの電源供給とが衝突しないようにするための第１ダイオード（Ｄ１）１６、第２ダイオード（Ｄ２）１７を備えている。また、インテリジェント電池１２からは、コミュニケーションライン１４を介してコントローラ１５に対して各種情報が伝達される。
【００２４】
このＡＣＤＣ停止回路２０は、ＡＣアダプタ１１から供給される電源を停止する機能を備えている。内部システム１０では、第１ダイオード１６および第２ダイオード１７によって、ＡＣアダプタ１１と２次電池であるインテリジェント電池１２との間で電圧値の高い方から本体回路側に電力供給される。ＡＣアダプタ１１が接続されている場合には、通常、ＡＣアダプタ１１側の電圧値の方がインテリジェント電池１２側の電圧よりも高いことから、第１ダイオード１６を経由してＡＣアダプタ１１側から本体回路に対して電源が供給される。本実施の形態では、２次電池であるインテリジェント電池１２にてメモリ効果が生じた場合に、接続されているＡＣアダプタ１１側からの電源供給をＡＣＤＣ停止回路２０によって停止させて、インテリジェント電池１２による完全放電を可能としている。
【００２５】
即ち、２次電池であるインテリジェント電池１２の完全放電を実行したい場合には、コントローラ１５からハイ（Ｈｉｇｈ）の信号がＡＣＤＣ停止回路２０に供給される。ＡＣＤＣ停止回路２０の第１トランジスタ（ＴＲ１）２２は、ハイの信号を受けてオン（ＯＮ）される。この第１トランジスタ２２のオンにより第２トランジスタ（ＴＲ２）２３がオフとなり、スイッチングＦＥＴ（ＦＥＴ１）２１がオフとなる。これによって、ＡＣアダプタ１１からの供給が停止され、第１ダイオード１６への電力供給が停止されて、第２ダイオード１７を経由するインテリジェント電池１２側から本体回路に対して電力を供給することが可能となる。
【００２６】
電流測定回路３０では、２次電池であるインテリジェント電池１２から放電される電流値を求めることができる。まず、インテリジェント電池１２から流れる電流Ｉによって、抵抗（ＲＳ）３１の両端に電圧Ｉ×ＲＳが発生する。この電圧は、オペアンプ（ＡＭＰ１）３２によって差動増幅される。また、オペアンプ（ＡＭＰ２）３３とトランジスタ３５によって、オペアンプ（ＡＭＰ１）３２の出力電圧に比例する電流Ｉ１が抵抗（Ｒ１）３４を流れる。最終的に、インテリジェント電池１２の電流Ｉの値は、抵抗（Ｒ２）３６に発生する電圧Ｉ１×Ｒ２に変換することができる。この電圧（Ｉ１×Ｒ２）をコントローラ１５のＡ／Ｄ＃２ポートで受け、コントローラ１５の内部でＡ／Ｄ変換することによって、インテリジェント電池１２から放電される電流値を得ることが可能となる。
【００２７】
また、電圧測定回路４０では、インテリジェント電池１２の電圧を求めることができる。即ち、インテリジェント電池１２の電圧は、オペアンプ（ＡＭＰ３）４１によって差動増幅して変換し、一旦、低い電圧に落とされた後にコントローラ１５のＡ／Ｄ＃１ポートに渡される。コントローラ１５では、受け取った電圧をＡ／Ｄ変換することによって、インテリジェント電池１２の電圧を得ることができる。尚、図１に示す構成では、内部システム１０にて電池電流・電圧を測定することができることから、インテリジェント電池１２の代わりに内部にＣＰＵを有していないダム電池を用いた場合にも有効な回路である。
【００２８】
次に、この電流測定回路３０および電圧測定回路４０から得られた電流値および電圧値に基づいて、メモリ効果発生の検出方法と、メモリ効果を取り除く処理について説明する。
図２は、本実施の形態における処理の流れを示したフローチャートである。インテリジェント電池１２の使用を開始（ステップ１０１）した後、電池で使い始めてから所定時間が経過したか否かが判断される（ステップ１０２）。使用開始直後は電池電圧が高くなっているので、正確な値を取り出すことができないことから、電池で使い始めてから、例えば５分以上の経過を待つことが好ましい。この所定時間が経過した後、電流測定回路３０および電圧測定回路４０によって、放電される電圧値および電流値が測定される（ステップ１０３）。この測定された電圧値と電流値に基づいて、後述するテーブル（メモリ効果検出テーブル）の値を参照して、測定された電流値がテーブルの値以下か否かが判断される（ステップ１０５）。
【００２９】
図３は、ステップ１０５にて説明したメモリ効果検出テーブルの一例を示した図表である。ノートＰＣなどで使用される電池パックは、複数セルによって構成されており、この図３では、ニッケル水素電池７直列構成のときのテーブルを示している。このテーブルは、放電中の電池の電圧を測定した場合に、放電電流に対して電池電圧が低すぎるかどうかを示した指標として用いられるものであり、例えば図１に示したコントローラ１５の内部に用いられるものである。インテリジェント電池１２にてメモリ効果の有無が判断される場合には、インテリジェント電池１２の内部に設けられる。また、この図３に示すテーブルでは、いくつかのメモリ効果における現象を踏まえて構成されている。その現象として、▲１▼電池容量によって電池電圧の下がり方が変わってくること。▲２▼電池容量がいっぱいあるとき（満杯（１００％）であるとき）はメモリ効果が現れず、電池容量が７０％程度からメモリ効果が現れること。▲３▼放電電流によって電池電圧の差としての現れ方が異なってくること。即ち、電池自身が自己インピーダンスを有していて、放電電流が大きくなると、自らが有するインピーダンスで電池電圧が下がってしまう。等がある。
【００３０】
このようなメモリ効果の現象を踏まえ、図３では、８段階の電池容量に対して、６段階の電流値で比較できるように構成されている。即ち、色々な充放電のパターンを調べて見ると、電池容量によっては、メモリ効果が現れないエリアがあることから、電池容量と電流値をそれぞれパラメータとして比較できるように構成されている。即ち、電池容量が満杯のときを１００％としたときに、７１％より大きい場合には、チェックしない（Ｎ／Ａ）こととし、７０％から１１％の範囲内で、所定の電流値（電流値の範囲）における閾値としての特定の電圧値が設定されている。このテーブルを用いて、例えば、電池容量が５０％で、電流値が１．８Ａのとき、テーブルの電池容量４１−５０％の欄と、電流値１．５Ａ−２．０Ａの欄を見ることで、電圧が８．１０Ｖ以下であったらメモリ効果が発生していると判断することができるのである（図の斜線領域を参照）。ここで用いられる電池容量は、ＣＰＵ１３を有するインテリジェント電池１２の場合には、流れている電流値を積算することで算出することが可能である。一方、マイコンを有しないダム電池の場合には、本体のコントローラ１５等で、電流の出し入れを見て積算することで、電池容量を把握することが可能となる。
【００３１】
この図３に示すテーブルでは、室温（２５℃）におけるテーブルの例を示している。しかし、メモリ効果の発生現象は温度による影響もあることから、温度（例えば、６０℃、４０℃、２５℃、０℃）によってテーブルの値を最適化するように構成することも可能である。例えば、温度センサをコントローラの外部または内部に設け、温度条件を加味して生成されている複数のテーブルの中から、検出された温度に応じて適切なテーブルを選択するように構成すれば、温度条件を含めてより正確にメモリ効果を検出することが可能となる。
【００３２】
このようにして、図２に示すステップ１０５にて、測定された電流値がテーブルの値以下か否かが判断され、テーブルの値以下でない場合には、ステップ１０３の電圧値および電流値の測定に戻る。ステップ１０５にて、テーブルの値以下の場合には、メモリ効果があると判断し、ユーザに対するメッセージの表示が行われる（ステップ１０６）。
【００３３】
図４は、ステップ１０６におけるユーザへの表示例を示した図である。ここでは、インテリジェント電池１２にメモリ効果が発生しているときにＡＣアダプタ１１を接続した場合に、「電池にメモリー効果が発生しています。ＡＣアダプタが接続されていますが、電池で動作させてメモリー効果を取り除きますか？」といったようなメッセージを出力している。即ち、直ちにＡＣアダプタ１１から電力を供給するか、インテリジェント電池１２から放電を続けてメモリ効果を取り除くか、を尋ねている。この図４に示すようなメッセージの表示によって、自動検出されたメモリ効果をユーザに知らせることが可能となる。また、ユーザは、都合によってＡＣアダプタ１１で機器を動作させることも、インテリジェント電池１２を使い続けてメモリ効果を直ちに取り除くことも可能となる。即ち、図２に示すステップ１０６による表示に対し、ユーザからメモリ効果を取り除く指示があったか否かが判断される（ステップ１０７）。メモリ効果を取り除く必要がない旨の指示があった場合には、ＡＣアダプタ１１から電力を供給し（ステップ１０８）、インテリジェント電池１２の充電を行う。
【００３４】
一方、ステップ１０７にてメモリ効果を取り除く旨の指示があった場合には、ＡＣアダプタ１１からの電力供給をＡＣＤＣ停止回路２０によって停止し（ステップ１０９）、インテリジェント電池１２からの放電を続ける（ステップ１１０）。その後、メモリ効果が十分に取り除ける電圧まで放電したか否かが判断される（ステップ１１１）。十分に放電していない場合には、更に放電を続け、十分に放電した後には、ＡＣアダプタ１１からの動作に切り換えて、インテリジェント電池１２に対する充電を開始する（ステップ１１２）。このようにして、インテリジェント電池１２を完全放電するが、容量誤差が大きくなるので、電池の総容量の学習（更新）は行われない。
【００３５】
以上のような処理によって、インテリジェント電池１２のメモリ効果を自動検出することが可能となり、また、その検出結果をユーザに対して知らせることが可能となる。また、ユーザは、都合によってＡＣアダプタ１１を用いて機器を動作させることも、また、電池を使い続けてメモリ効果を直ちに取り除くことも可能であり、ユーザの要求によって電池のパフォーマンスを最大限に引き出すことができる。
【００３６】
尚、インテリジェント電池１２等の電池の電流は、機器のオペレーションに依存するので、たまたま瞬間的に大電流が流れて低い電圧値を検出してしまう不具合が考えられる。このような場合、メモリ効果がなくてもメモリ効果が発生していると誤認識をしてしまうことになる。このような問題が発生しないようにするために、電池の電流値、電圧値を測定するときだけ機器のパワーマネージメント機能をオフしたり、消費電流の変動が少ない状態にすることが効果的である。特に、ノートＰＣで採用されているストップ・クロック機能や、スロットリング機能は、測定のときだけオフにすることが望ましい。更に、機器本体がＨＤＤやＣＤ−ＲＯＭなどへアクセスしているときにも消費電流の変動が大きいので、この期間に取得した電流値や電圧値は無効とした方が良い。また、取得した電流値や電圧値は、所定の期間で平均化して取り扱えば、消費電流の変動等、メモリ効果以外の他の要因における影響を少なくして検出することが可能となる。
【００３７】
◎ 実施の形態２
実施の形態１では、内部システム１０に電流測定回路３０および電圧測定回路４０を設ける構成について説明した。実施の形態２では、電池側にこれらの機能を設けることを特徴としている。
尚、実施の形態１と同様な構成については、同様な符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００３８】
図５は、実施の形態２における電源供給装置の回路構成を説明するための図である。実施の形態２では、実施の形態１と同様に、内部システム１０にＡＣＤＣ停止回路２０を有してコントローラ１５からの指示に基づいて電源を停止しているが、メモリ効果が生じたか否かの判断はインテリジェント電池５０によって行われ、コントローラ１５に対し、コミュニケーションライン１４を介して、このインテリジェント電池５０からメモリ効果が生じた旨の通知が行われる。このとき、図３に示したテーブルと同様なテーブルをインテリジェント電池５０に備えており、メモリ効果の判断もインテリジェント電池５０にて行われる。但し、図３にて説明したテーブルを実施の形態１と同様にコントローラ１５に備えた状態で、インテリジェント電池５０からは、測定された電池電圧と測定された電流値とが通信機能であるコミュニケーションライン１４等を介して送信され、メモリ効果があった旨の判断をコントローラ１５により実行されるように構成することも可能である。
【００３９】
図６は、インテリジェント電池５０の回路構成を説明するための図である。このインテリジェント電池５０では、ＣＰＵ５１と、テーブル情報を備えたメモリ５２と、温度を検知するセンサ５３を備えている。また、電流測定回路３０と電圧測定回路４０は図１に示したものと同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。但し、この電流測定回路３０と電圧測定回路４０との出力結果は、図１ではコントローラ１５に出力されていたのに対し、図６に示す回路構成では、ＣＰＵ５１に対して出力されている。
【００４０】
まず、電流測定回路３０の電流Ｉの値は、抵抗（Ｒ２）３６に発生する電圧Ｉ１×Ｒ２に変換されて、ＣＰＵ５１に出力される。また、電圧測定回路４０のオペアンプ（ＡＭＰ３）４１によって変換された電圧は、同様にＣＰＵ５１に出力される。ＣＰＵ５１は、この電流測定回路３０と電圧測定回路４０からの出力をＡ／Ｄ変換して放電電流と電池電圧の値を得る。また、メモリ５２には、図３に示したようなテーブルを温度によって最適化された状態で備えている（温度によって異なる複数のテーブルを備えている）。ＣＰＵ５１は、センサ５３にて検出された温度によって、メモリ５２から最適化されたテーブルを選択し、得られた放電電流値、電池電圧値、および電池容量から、前述の図２に示した処理と同様にメモリ効果の発生の有無を判断する。メモリ効果が発生していると判断される場合には、通信機能を用いて、コミュニケーションライン１４を介してその情報をコントローラ１５に通知する。コントローラ１５では、実施の形態１で説明したと同様に、ユーザに対して通知してその後の処理を実行することが可能である。
【００４１】
このように、実施の形態２によれば、実施の形態１の効果に加えて、メーカや電池の種類への対応の点で優れている。即ち、一般に、電池を製造するメーカや電池の種類によってメモリ効果の有無を判断する基準（電流値と電圧値）が異なるが、電池パックであるインテリジェント電池５０自身にメモリ効果有無の判断機能を備えれば、全ての電池パックに対応できるようにコントローラ１５にてテーブルを設ける必要がない。言い換えれば、電池パックであるインテリジェント電池５０の選択の自由度を増すことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、放電中の電池の電圧を測定し、放電電流値に対して電池電圧が低すぎることを検知すると、メモリ効果が発生していると見なすことで、通常動作をさせながらメモリ効果の発生をより正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態が適用された電源供給装置の回路構成を説明するための図である。
【図２】本実施の形態における処理の流れを示したフローチャートである。
【図３】ステップ１０５にて説明したメモリ効果検出テーブルの一例を示した図表である。
【図４】ステップ１０６におけるユーザへの表示例を示した図である。
【図５】実施の形態２における電源供給装置の回路構成を説明するための図である。
【図６】インテリジェント電池５０の回路構成を説明するための図である。
【図７】ニッケル水素電池の放電特性を示した図である。
【符号の説明】
１０…内部システム、１１…ＡＣアダプタ、１２…インテリジェント電池、１３…ＣＰＵ、１４…コミュニケーションライン、１５…コントローラ、１６…第１ダイオード（Ｄ１）、１７…第２ダイオード（Ｄ２）、２０…ＡＣＤＣ停止回路、２１…スイッチングＦＥＴ（ＦＥＴ１）、２２…第１トランジスタ（ＴＲ１）、２３…第２トランジスタ（ＴＲ２）、３０…電流測定回路、３１…抵抗（ＲＳ）、３２…オペアンプ（ＡＭＰ１）、３３…オペアンプ（ＡＭＰ２）、３４…抵抗（Ｒ１）、３５…トランジスタ、３６…抵抗（Ｒ２）、４０…電圧測定回路、４１…オペアンプ（ＡＭＰ３）、５０…インテリジェント電池、５１…ＣＰＵ、５２…メモリ、５３…センサ

Claims (21)

1. 本体回路に対して電力を供給する２次電池と、
   前記２次電池における放電中の電流値を測定する電流測定回路と、
   前記２次電池における放電中の電圧値を測定する電圧測定回路と、
   前記電流測定回路により測定された放電中の電流値にてメモリ効果が発生していると予め定められる特定の電圧値に比べて前記電圧測定回路により測定された放電中の電圧値が低いか否かを判断することによりメモリ効果が発生しているか否かを判断する判断手段とを備えたことを特徴とする電源供給装置。
2. 前記判断手段は、前記２次電池の電池容量が所定量以下のときの放電中の電流値にてメモリ効果が発生していると予め定められている特定の電圧値に比べて前記電圧測定回路により測定された放電中の電圧値が低いか否かを判断し、低い場合にメモリ効果が発生していると判断することを特徴とする請求項１記載の電源供給装置。
3. メモリ効果が発生していると判断される場合に、ユーザに対してその旨を通知する通知手段とを備え、
   前記通知手段による通知の結果、ユーザからメモリ効果を取り除く旨の指示があった場合には、前記２次電池からの放電を続けることを特徴とする請求項２記載の電源供給装置。
4. 前記２次電池に対して充電を行うと共に、前記本体回路に対して電力を供給するＡＣアダプタとを備え、
   メモリ効果を取り除く場合には前記ＡＣアダプタから前記本体回路に対する電力の供給を遮断して前記２次電池からの放電を行い、メモリ効果を取り除かない場合には当該ＡＣアダプタから当該本体回路に対して電力を供給することを特徴とする請求項２記載の電源供給装置。
5. 本体回路に対してＡＣ電源からの電力を供給するＡＣアダプタと、
   前記ＡＣアダプタからの出力によって充電されると共に、前記本体回路に対して電力を供給する２次電池と、
   前記２次電池から放電される電流値を測定する電流測定回路と、
   前記２次電池から放電中の電圧値を測定する電圧測定回路と、
   前記電流測定回路により測定された電流値と前記電圧測定回路により測定された電圧値とに基づいてメモリ効果の有無を判断するメモリ効果有無判断手段と、
   前記メモリ効果有無判断手段によりメモリ効果が発生していると判断され、かつメモリ効果を取り除く場合に、前記ＡＣアダプタから前記本体回路に対して供給される電力を停止する停止回路と、を備えたことを特徴とする電源供給装置。
6. 前記メモリ効果有無判断手段は、所定の電流値にてメモリ効果が発生していると認める特定の電圧値を電流値と電圧値との対応関係において記憶する記憶手段を備え、前記電流測定回路により測定される電流値を当該記憶手段に記憶された当該所定の電流値とし、前記電圧測定回路により測定される電圧値が当該記憶手段に記憶された当該特定の電圧値を下回る場合にメモリ効果が発生していると判断することを特徴とする請求項５記載の電源供給装置。
7. 前記記憶手段は、温度条件によって異なった電流値と電圧値との対応関係を記憶することを特徴とする請求項６記載の電源供給装置。
8. 充放電を繰り返して電気機器に対して電力を供給する電池であって、
   放電中の電圧値を測定する電圧測定手段と、
   放電中の電流値を測定する電流測定手段と、
   電池容量を把握する電池容量把握手段と、
   前記電池容量把握手段により把握された電池容量に応じ、前記電流測定手段により測定された電流値にてメモリ効果が発生していると予め定められる特定の電圧値に比べて前記電圧測定手段により測定された電圧値が低いか否かを判断することによりメモリ効果の有無を判断する判断手段と、を備えたことを特徴とする電池。
9. 前記判断手段によってメモリ効果があると判断される場合に、前記電気機器に対して所定の通知を実行する通知手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項８記載の電池。
10. 前記判断手段は、放電を開始して所定時間を経た後にメモリ効果の有無を判断することを特徴とする請求項８記載の電池。
11. 前記判断手段は、電池容量が所定量より小さい場合における電流値と電圧値との関係からメモリ効果の有無を判断することを特徴とする請求項８記載の電池。
12. ＡＣ電源から本体に対して電力を供給するＡＣアダプタと、
    前記ＡＣアダプタからの電力によって充電されると共に、放電によって前記本体に対して電力を供給する２次電池と、
    前記２次電池から放電中の電流値を測定する電流測定回路と、
    前記２次電池から放電中の電圧値を測定する電圧測定回路と、
    所定の電流値に対する特定の電圧値を予め定めて記憶するメモリと、
    前記電流測定回路により測定された電流値を前記メモリにおける前記所定の電流値に対応させた状態にて、前記電圧測定回路により測定された電圧値を前記メモリに記憶された前記特定の電圧値と比較するコントローラと、
    前記ＡＣアダプタからの電力供給の停止を可能とする停止回路と、を備えたことを特徴とする電気機器。
13. 前記コントローラにより比較された電圧値が前記特定の電圧値よりも低いと判断された場合に、その状態をユーザに対して通知する通知手段と、
    前記通知手段の通知に対し、その状態を改善する旨の入力を受け付ける入力受付手段とを更に備え、
    前記停止回路は、前記入力受付手段による入力に基づいて前記ＡＣアダプタからの電力供給を停止することを特徴とする請求項１２記載の電気機器。
14. ＡＣ電源から本体に対して電力を供給するＡＣアダプタと、
    前記ＡＣアダプタからの電力によって充電されると共に、放電によって前記本体に対して電力を供給する２次電池と、
    前記ＡＣアダプタからの電力供給を停止する停止回路と、
    前記停止回路を制御するコントローラとを備え、
    前記２次電池は、放電中の電流値を測定する電流測定回路と、放電中の電圧値を測定する電圧測定回路とを備え、当該電流測定回路によって測定された電流値と当該電圧測定回路により測定された電圧値とを前記コントローラに対して出力し、
    前記コントローラは、前記２次電池から出力された電流値と電圧値とに基づいてメモリ効果の有無を判断することを特徴とする電気機器。
15. 前記コントローラは、電池容量に応じた電流値と電圧値との関係を示したテーブルを備え、当該テーブルに格納された値と、出力された電流値および電圧値に基づいてメモリ効果の有無を判断することを特徴とする請求項１４記載の電気機器。
16. ＡＣ電源から本体に対して電力を供給するＡＣアダプタと、
    前記ＡＣアダプタからの電力によって充電されると共に、放電によって前記本体に対して電力を供給する２次電池と、
    前記ＡＣアダプタからの電力供給を停止する停止回路と、
    前記停止回路を制御するコントローラとを備え、
    前記２次電池は、放電中の電流値を測定する電流測定回路と、放電中の電圧値を測定する電圧測定回路とを備え、当該電流測定回路によって測定された電流値と当該電圧測定回路により測定された電圧値とに基づいてメモリ効果の有無を判断し、メモリ効果がある場合にはその旨を前記コントローラに対して通知することを特徴とする電気機器。
17. ＡＣ電源に接続されるＡＣアダプタからの電力を供給するための第１電力供給路と、
    充放電される２次電池からの電力を供給するための第２電力供給路と、
    前記第２電力供給路を介して放電される電流値を測定するための電流測定回路と、
    前記第２電力供給路を介して放電中の電圧値を測定するための電圧測定回路と、
    前記電流測定回路により測定された電流値と前記電圧測定回路により測定された電圧値とに基づいてメモリ効果の有無を判断するコントローラと、
    前記コントローラによりメモリ効果が発生していると判断され、かつメモリ効果を取り除く場合に、前記第１電力供給路を介して供給される電力を停止する停止回路と、を備えたことを特徴とする電気機器。
18. 充放電を行って本体に対して電力を供給する２次電池のメモリ効果を検出するメモリ効果検出方法であって、
    前記２次電池における電池容量を検出し、
    前記２次電池から放電される電流値を測定し、
    前記２次電池から放電中の電圧値を測定し、
    検出された電池容量の下で、測定された電流値にてメモリ効果が発生していると予め定められる特定の電圧値に比べて測定された電圧値が低いか否かを判断することによりメモリ効果の有無を検出することを特徴とするメモリ効果検出方法。
19. 所定の電池容量の下で所定の電流値に対する電圧値の判断基準となる基準電圧値を予め定め、測定された電圧値と当該基準電圧値とを比較してメモリ効果の有無を検出することを特徴とする請求項１８記載のメモリ効果検出方法。
20. 前記所定の電池容量は、満杯状態を１００％としたときに７０％以下の状態であることを特徴とする請求項１９記載のメモリ効果検出方法。
21. メモリ効果の有無は、パワーマネージメント機能をオフにした状態にて判断することを特徴とする請求項１８記載のメモリ効果検出方法。

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