(57)【要約】【課題】充電用電源の電力供給能力を自動識別して二次電池の最大充電電流を決定し、保護機能の設定値を適切に変更する等の機能を実現する電源装置を提供する。【解決手段】制御装置１３は、充電用電源２の接続検出時、充電電流が零から徐々に大きくなっていくように電池１２の充電を開始する。その過程で、充電用電源２の電圧が所定の範囲を越えて低くなった場合、制御装置１３は、充電用電源２の定格に達したと判定して、当該充電用電源２の供給電力能力を越えないようにスイッチ部１８を制御しつつ電池１２の充電を実行する。充電用電源２の定格に達する前に、充電電流が電池１２の充電最大電流に達した場合、制御装置１３は、充電用電源２は、電池１２の充電最大電流で充電するに足りる電力を供給できると判定し、充電最大電流で充電するようにスイッチ部１８を制御しつつ電池１２の充電を実行する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置に電力を供給する、前記情報処理装置と切り離し自在に接続可能な電源装置において、
二次電池と、
前記二次電池の充電用の電力を入力するための入力端子と、
前記入力端子から入力される電力の電圧値を測定する電圧測定手段と、
前記二次電池の充電電流値を段階的に切り換え可能なスイッチと、
前記二次電池の充電を制御する制御手段と、
を具備し、
前記制御手段は、前記電圧測定手段の測定結果に基づき、前記入力端子からの前記充電用の電力の入力開始を検出した場合、前記二次電池の充電電流値が零から徐々に大きくなるように前記スイッチを制御していき、前記電圧測定手段によって測定される電圧値が所定の範囲を越えて低下した時点で、前記スイッチによる充電電流値の増加を停止する、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電圧測定手段によって測定される電圧値が所定の範囲を越えて低下する前に、前記スイッチによって段階的に増加させた充電電流値が前記二次電池の許容最大充電電流値に達した場合には、その時点で、前記スイッチによる充電電流値の増加を停止する、
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電圧測定手段の測定結果に基づき、前記入力端子からの前記充電用の電力の入力終了を検出するまでの間、前記スイッチにより充電電流値を増加させた過程で識別した前記入力端子からの電力供給能力を示すデータを保持し、このデータで示される電力供給能力に応じて、前記二次電池の充電を制御する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の電源装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記データで示される電力供給能力に応じた前記二次電池の充電の制御として、前記二次電池の保護機能の設定を実行することを特徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記電圧測定手段によって測定される電圧値が所定の範囲を越えて低下したことに起因して前記スイッチによる充電電流値の増加を停止させた際の当該充電電流値から予め定められた値を減じて得た充電電流量を電力供給能力と識別して前記データを保持する、
ことを特徴とする請求項１または２記載の電源装置。
【請求項６】
前記二次電池の充電電圧値を測定する第２の電圧測定手段をさらに具備し、
前記制御手段は、前記保持するデータで示される電力供給能力に応じた前記二次電池の充電中、前記第２の電圧測定手段によって測定される電圧値が低下した場合には、前記二次電池の充電電流値を小さくするように前記スイッチを制御する、
ことを特徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項７】
二次電池と、前記二次電池の充電用の電力を入力するための入力端子とを備える電源装置における前記二次電池の充電制御方法であって、
前記入力端子からの前記充電用の電力の入力が開始された際、前記二次電池の充電電流値が零から徐々に大きくなるように制御していき、前記入力端子から入力される電力の電圧値が所定の範囲を越えて低下した時点で、当該充電電流値の増加を停止する、
ことを特徴とする二次電池の充電制御方法。
【請求項８】
前記入力端子から入力される電力の電圧値が所定の範囲を越えて低下する前に、前記段階的に増加させた充電電流値が前記二次電池の許容最大充電電流値に達した場合には、その時点で、前記充電電流値の増加を停止する、
ことを特徴とする請求項７記載の二次電池の充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、バッテリ駆動可能なノートＰＣ（パーソナルコンピュータ）のセカンドバッテリユニット等に好適な二次電池の充電制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばノートＰＣや携帯電話機等、バッテリ駆動可能で携行容易な電子機器が広く普及している。そして、この種の電子機器の電力供給源（バッテリ）の１つとして、リチウムイオンバッテリが用いられている。
【０００３】
ところで、リチウムイオンバッテリの多くは、大電流で充電するには適さない構造となっている。概ね、リチウムイオンバッテリの充電最大電流は、１Ｃ(Ｃ＝充電電流/定格容量）程度と言われている。そのため、充電最大電流で充電を行っても、２〜３時間といった長期間の所要時間を必要としてしまっている。このようなことから、最近では、１０〜２０Ｃ程度の大電流でも充電可能なリチウムイオンバッテリ（以下、Ｎｅｗバッテリと称する）が開発されるに至っている。
【０００４】
しかしながら、このＮｅｗバッテリを既存の電子機器に内蔵するには、大電流で充電可能なように、基板パターンや回路部品の変更、および、充電用外部電源をより大きな物に変更しなければならない。
【０００５】
一方、携帯型の電子機器では、電力供給源として、内蔵するバッテリのほか、必要に応じてセカンドバッテリユニットを接続するという利用形態も存在する。このセカンドバッテリユニットにＮｅｗバッテリを適用すれば、既存の電子機器には何らの変更を加えることなく、短時間で充電可能な当該Ｎｅｗバッテリを使うことが可能となる。
【０００６】
前述したように、このＮｅｗバッテリは、１０〜２０Ｃといった大電流でも充電可能な反面、充電用電源がとても大きなものになってしまう。そのため、この充電用電源を持ち運ぶことは、ユーザにとって大きな負担となってしまう。
【０００７】
そこで、持ち運ぶ際は、（充電電流は小さいが）持ち運びに負担とならない規模の充電用電源でＮｅｗバッテリを充電し、事務所などに備え付けておく場合は、（充電電流が大きく）Ｎｅｗバッテリを短時間で充電可能な大規模の充電用電源を使用するといった使い分けを行うことが考えられる。バッテリを充電する際には、充電電流に応じて、保護機能の設定値を適切に変更する等を行わなければならない。そして、このような制御を行うための仕組みは、これまで種々提案されている（例えば特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１８９５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述の特許文献１に記載の充電装置では、予め定格が明らかになっている外部電源で内蔵電池を充電することを前提とし、その外部電源からの供給電流が、電池の充電電流と携帯情報端末本体の消費電流の合計を越えないように制御している。よって、定格のわからない外部電源が接続された場合には、期待する動作が得られないという問題がある。
【００１０】
例えば、定格の大きい(従来より大きな電流で供給可能な)外部電源を接続しても、充電電流を外部電源の定格に合わせて変更することができないという問題がある。
【００１１】
この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、充電用電源の電力供給能力を自動的に識別して二次電池の最大充電電流を決定し、保護機能の設定値を適切に変更する等の機能を実現する電源装置および同装置における二次電池の充電制御方法を提供することを目的と特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前述した目的を達成するために、この発明の電源装置は、情報処理装置に電力を供給する、前記情報処理装置と切り離し自在に接続可能な電源装置において、二次電池と、前記二次電池の充電用の電力を入力するための入力端子と、前記入力端子から入力される電力の電圧値を測定する電圧測定手段と、前記二次電池の充電電流値を段階的に切り換え可能なスイッチと、前記二次電池の充電を制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記電圧測定手段の測定結果に基づき、前記入力端子からの前記充電用の電力の入力開始を検出した場合、前記二次電池の充電電流値が零から徐々に大きくなるように前記スイッチを制御していき、前記電圧測定手段によって測定される電圧値が所定の範囲を越えて低下した時点で、前記スイッチによる充電電流値の増加を停止する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、充電用電源の電力供給能力を自動的に識別して二次電池の最大充電電流を決定し、保護機能の設定値を適切に変更する等の機能を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る電源装置の利用形態の一例を示す図。
【図２】同実施形態の電源装置の充電用電源が接続された場合の動作の流れを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態を説明する。
【００１６】
図１は、この発明の実施形態に係る電源装置（外部電源装置１）の利用形態の一例を示す図である。外部電源装置１は、例えば、ノートＰＣや携帯電話機等である外部機器３のセカンドバッテリユニットとして実現され、電圧変換部１１を介して外部機器３へ電力供給可能な電池１２が内蔵されている。電池１２は、ＡＣアダプタ等である充電用電源２が外部電源装置１に接続されると、当該充電用電源２からの電力により充電することが可能である。充電用電源２から供給される電力は、電池１２を充電するのみではなく、外部機器３へ供給することも可能である。
【００１７】
電圧変換部１１は、電池１２や充電用電源２からの電圧を外部機器３が必要とする電圧に変換する変換部であり、制御装置１３の出力部１３３からの信号に基づき電圧変換のオン/オフを制御する。制御装置１３は、本外部電源装置１の動作を決定するための情報を入力する入力部１３１と、入力部１３１を介して収集された情報に基づき本外部電源装置１の動作を決定する処理部１３２と、処理部１３２によって決定された動作を本外部電源装置１に行わせるための情報を出力する出力部１３３とから構成されている。
【００１８】
電圧測定部１４および電流測定部１５は、電池１２の電圧値および充放電電流値をそれぞれ所定の規則に従い（電圧値または充放電電流値を示す）電圧値へ変換し、制御装置１３の入力部１３２へ供給する。
【００１９】
同様に、電圧測定部１６および電流測定部１７は、充電用電源２の電圧値および電流値をそれぞれ所定の規則に従い（電圧値または電流値を示す）電圧値へ変換し、制御装置１３の入力部１３２へ供給する。
【００２０】
そして、スイッチ部１８は、制御装置１３の出力部１３３からの信号に基づきオン/オフすることが可能であり、充電用電源２からの電力により、電池１２の充電オン/オフを制御する。
【００２１】
次に、以上のような構成をもつ本外部電源装置１において、充電用電源２が接続された場合の動作原理について説明する。なお、制御装置１３の処理部１３２は、電圧測定部１６で測定される電圧によって、充電用の電力の入力が開始されたこと、即ち、充電用電源２が接続されたことを検出することができる。
【００２２】
外部電源装置１に充電用電源２が接続された際、電圧測定部１６で測定される電圧（Ｖａｄｐ）が規定範囲内であれば、制御装置１３の処理部１３２により、適合電源と判定される。この時の電圧（Ｖａｄｐ）を初期電圧（Ｖａｄｐ＿ｉｎｉ）とする。
【００２３】
適合電源と判定すると、制御装置１３の処理部１３２は、電池１２の充電を開始する旨を示す信号を出力部１３３から出力してスイッチ部１８を制御する。また、この時、制御装置１３の処理部１３２は、電流測定部１５で電池１２の充電電流（Ｉｃｈｇ）を監視しながら、当該充電電流（Ｉｃｈｇ）が零から徐々に、つまり段階的に大きくなっていくようにスイッチ部１８を制御する。
【００２４】
制御装置１３の処理部１３２は、充電電流（Ｉｃｈｇ）を増加していく過程で、電圧測定部１６で監視している電圧が、初期電圧（Ｖａｄｐ＿ｉｎｉ）から例えば１０％を越えて低くなったとき（”検出Ａ”と称する）、充電用電源２の定格に達したと判定する。そして、制御装置１３の処理部１３２は、その時点において電流測定部１７で測定された供給電流（Ｉａｄｐ＿ｍａｘ）の例えば５％低い値（Ｉａｄｐ＿ｍａｘ−５％）と電流測定部１５で測定された充電電流(Ｉｃｈｇ＿ｍａｘ＿０）とを、充電用電源２の電力供給能力に関するデータ（識別結果）として保持する。制御装置１３の処理部１３２は、この供給電流（Ｉａｄｐ＿ｍａｘ＿０、即ちＩａｄｐ＿ｍａｘ−５％）と充電電流（Ｉｃｈｇ＿ｍａｘ＿０）とを、当該充電用電源２が外されるまで保持し続ける。
【００２５】
また、充電電流（Ｉｃｈｇ）を増加していく過程で、充電用電源２の定格に達したとの判定がなされる前に、当該充電電流（Ｉｃｈｇ）が、電池１２の充電最大電流に達したとき（”検出Ｂ”と称する）、制御装置１３の処理部１３２は、その時点において電流測定部１７で測定された供給電流（Ｉａｄｐ＿ｍａｘ＿１）と電流測定部１５で測定された充電電流（Ｉｃｈｇ＿ｍａｘ＿１）とを、充電用電源２の電力供給能力に関するデータ（識別結果）として保持する。制御装置１３の処理部１３２は、この供給電流（Ｉａｄｐ＿ｍａｘ−１）と充電電流（Ｉｃｈｇ＿ｍａｘ＿０）とを、当該充電用電源２が外されるまで保持し続ける。
【００２６】
上記”検出Ａ”の場合は、充電用電源２の供給電力は、電池１２の充電最大電流で充電するには不足していると判定できる。この場合、制御装置１３の処理部１３２は、”検出Ａ”時に測定された充電用電源２の供給電力能力を越えないようにスイッチ部１８を制御する。
【００２７】
一方、上記”検出Ｂ”の場合は、充電用電源２は、電池１２の充電最大電流で充電するに足りる電力を供給することができると判定できる。この場合、制御装置１３の処理部１３２は、電池１２を充電する際、充電最大電流で充電するようにスイッチ部１８を制御する。ただし、充電最大電流で充電中においても、外部機器３へ電力を供給する状況を考慮して、電圧測定部１６で充電用電源２の電圧を監視し、この監視電圧が初期電圧（Ｖａｄｐ＿ｉｎｉ）の例えば１０％を越えて低くなった場合には、上記”検出Ｂ”から上記”検出Ａ”へと検出結果を変更し、この時の供給電流（Ｉａｄｐ）の例えば５％低い値を供給電流最大値（Ｉａｄｐ＿ｍａｘ＿０、即ちＩａｄｐ＿ｍａｘ−５％）として保持することとする。
【００２８】
このように、本外部電源装置１は、接続された充電用電源２の最大能力で電池１２を充電することを可能とすると共に、電池１２の保護機能に関する値を適正な値へ変更することにより、安全性を確保すること等を可能とする。
【００２９】
図２は、本外部電源装置１の充電用電源２が接続された場合の動作の流れを示すフローチャートである。
【００３０】
制御装置１３の処理部１３２は、まず、電圧測定部１６で測定される電圧が、規定範囲内か否かを調べる（ステップＳ１）。もし、規定範囲内、つまり、充電用電源２が適合電源であれば（ステップＳ１のＹＥＳ）、制御装置１３の処理部１３２は、充電電流が零から徐々に大きくなっていくように電池１２の充電を開始する（ステップＳ２）。
【００３１】
充電電流を増加していく過程で（ステップＳ２のＹＥＳ，ステップＳ４，ステップＳ５のＮＯ）、電圧測定部１６で監視している電圧が、初期電圧から所定の範囲を越えて低くなったとき（ステップＳ２のＮＯ）、制御装置１３の処理部１３２は、充電用電源２の定格に達したと判定し、その時点において電流測定部１７で測定された供給電流から予め定められた値を減じた値と電流測定部１５で測定された充電電流とを、充電用電源２の識別データとして保持する（ステップＳ６）。
【００３２】
一方、上記充電電流を増加していく過程で、充電用電源２の定格に達したとの判定がなされる前に、当該充電電流が、電池１２の充電最大電流に達したとき（ステップＳ５のＹＥＳ）、制御装置１３の処理部１３２は、その時点において電流測定部１７で測定された供給電流と電流測定部１５で測定された充電電流とを、充電用電源２の識別データとして保持する（ステップＳ７）。
【００３３】
以上のように、本外部電源装置１によれば、充電用電源の電力供給能力を自動的に識別して二次電池の最大充電電流を決定し、保護機能の設定値を適切に変更する等の機能を実現することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１…外部電源装置、２…充電用電源、３…外部機器、１１…電圧変換部、１２…電池、１３…制御装置、１４，１６…電圧測定部、１５，１７…電流測定部、１８…スイッチ、１３１…入力部、１３２…処理部、１３３…出力部。
【図１】
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【図２】
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