(57)【要約】      （修正有）【課題】  簡易な構成により、充電池が充電器に対して逆極性で接続された場合の誤充電の防止、充電池の異常又は接続異常などの検出を可能とする充電池の充電装置を提供する。【解決手段】  充電池は充電端子に接続され、充電端子を経由して充電電流が充電池に供給される。また、極性検出部により、充電端子に接続された充電池の極性が検出され、その結果に応じて充電電流の供給が制御される。極性検出部はスイッチ部を有し、スイッチ部は充電池の充電端子に対する接続の極性に応じてオン状態又はオフ状態となり、それらの状態に対応する２値レベルを出力する。そして、充電制御部は、これら２値レベルに基づいて、充電電流の供給を制御する。接続検出部は、前記充電池の前記充電端子に対する接続が正極性であるか逆極性であるかに拘わらず接続の有無を検出することができる。さらに、極性検出部は、前記接続の有無に基づいて前記充電池の極性を検出する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電池の端子に接続される充電端子と、
前記充電池に充電電流を供給する充電電流供給部と、
前記充電端子に接続された充電池の極性を検出する極性検出部と、
前記極性検出部の検出結果に基づいて、前記充電端子を経由して前記充電池に対する充電電流の供給を制御する充電制御部と、を備え、
前記極性検出部は、前記充電制御部と前記充電端子との間に電気的に接続され、前記充電端子に接続される前記充電池の極性に応じてオン状態又はオフ状態となり、オン状態及びオフ状態に対応する２値レベルを出力するスイッチ部を有し、
前記充電制御部は、前記スイッチ部から出力された前記２値レベルに基づいて前記充電電流の供給を制御することを備えることを特徴とする充電池の充電装置。
【請求項２】
充電池の端子に接続される充電端子と、
前記充電池に充電電流を供給する充電電流供給部と、
前記充電端子に接続された充電池の極性を検出する極性検出部と、
前記極性検出部の検出結果に基づいて、前記充電端子を経由して前記充電池に対する充電電流の供給を制御する充電制御部と、
前記充電端子に対する前記充電池の接続の有無を検出する接続検出部と、を備え、
前記接続検出部は、前記充電池の前記充電端子に対する接続が正極性であるか逆極性であるかに拘わらず接続の有無を検出し、
前記極性検出部は、前記接続の有無に基づいて前記充電池の極性を検出することを特徴とする充電池の充電装置。
【請求項３】
前記充電電流を検出する充電電流検出部を備え、
前記充電制御部は、前記充電電流検出部が充電電流の異常を検出したときに、前記充電電流の供給を停止することを特徴とする請求項１又は２に記載の充電池の充電装置。
【請求項４】
前記充電池の充電状態を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の充電池の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電池の充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電池（バッテリー、二次電池）を内蔵した携帯型機器側の充電端子と、充電器側の充電端子とを電気的に接触させることにより、携帯型機器内の充電池を充電する充電器が知られている。例えば、ワイヤレスヘッドホンシステムにおける充電器の例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
このような充電器においては、充電端子が逆極性に接続された場合の誤充電や、過充電を防止するための対策がなされているものがある。例えば、逆極性の状態では機器側の充電端子と充電器側の充電端子とが接触しないように、機器及び充電装置の物理的な形状や構造を工夫したものが知られている。また、例えばダイオードブリッジなどを使用することにより、充電池が接続された極性に関係なく充電を可能とする充電回路も知られている。
【０００４】
充電池が充電器に逆極性で装着された場合の誤充電などを防止する機能を備えた充電器の例が特許文献２乃至４に記載されている。また、充電端子間の短絡、充電池の異常などを検出する機能を有するバッテリーチャージャーの例が特許文献５に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第２７７０３８９号公報
【特許文献２】特開平６−３１１６５７号公報
【特許文献３】特開昭４９−４４２４３号公報
【特許文献４】実開昭５５−４６３１号公報
【特許文献５】特開平５−２１９６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
機器及び充電器の構造上誤充電を防止できない場合、上記のように極性に関係なく充電可能な回路を搭載すると、充電器自体のコストアップになるとともに、充電効率が低下する場合もある。また、機器の構造上、ダイオードブリッジなどの回路を搭載できない場合もある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には、上記のものが一例として挙げられる。本発明は、簡易な構成により、充電池が充電器に対して逆極性で接続された場合の誤充電の防止、充電池の異常又は接続異常などの検出を可能とする充電池の充電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明では、充電池の充電装置は、充電池の端子に接続される充電端子と、前記充電池に充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充電端子に接続された充電池の極性を検出する極性検出部と、前記極性検出部の検出結果に基づいて、前記充電端子を経由して前記充電池に対する充電電流の供給を制御する充電制御部と、を備え、前記極性検出部は、前記充電制御部と前記充電端子との間に電気的に接続され、前記充電端子に接続される前記充電池の極性に応じてオン状態又はオフ状態となり、オン状態及びオフ状態に対応する２値レベルを出力するスイッチ部を有し、前記充電制御部は、前記スイッチ部から出力された前記２値レベルに基づいて前記充電電流の供給を制御することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、充電池の充電装置は、充電池の端子に接続される充電端子と、前記充電池に充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充電端子に接続された充電池の極性を検出する極性検出部と、前記極性検出部の検出結果に基づいて、前記充電端子を経由して前記充電池に対する充電電流の供給を制御する充電制御部と、前記充電端子に対する前記充電池の接続の有無を検出する接続検出部と、を備え、前記接続検出部は、前記充電池の前記充電端子に対する接続が正極性であるか逆極性であるかに拘わらず接続の有無を検出し、前記極性検出部は、前記接続の有無に基づいて前記充電池の極性を検出することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の１つの実施形態では、充電池の充電装置は、充電池の端子に接続される充電端子と、前記充電池に充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充電端子に接続された充電池の極性を検出する極性検出部と、前記極性検出部の検出結果に基づいて、前記充電端子を経由して前記充電池に対する充電電流の供給を制御する充電制御部と、を備え、前記極性検出部は、前記充電制御部と前記充電端子との間に電気的に接続され、前記充電端子に接続される前記充電池の極性に応じてオン状態又はオフ状態となり、オン状態及びオフ状態に対応する２値レベルを出力するスイッチ部を有し、前記充電制御部は、前記スイッチ部から出力された前記２値レベルに基づいて前記充電電流の供給を制御する。
【００１１】
上記の充電装置によれば、充電池は充電端子に接続され、充電端子を経由して充電電流が充電池に供給される。また、極性検出部により、充電端子に接続された充電池の極性が検出され、その結果に応じて充電電流の供給が制御される。即ち、充電池が充電端子に対して正極性で接続されている場合には充電電流が供給され、逆極性で接続されている場合には充電電流は供給されない。
【００１２】
極性検出部はスイッチ部を有し、スイッチ部は充電池の充電端子に対する接続の極性に応じてオン状態又はオフ状態となり、それらの状態に対応する２値レベルを出力する。２値レベルのうち一方のレベルは充電池の充電端子に対する接続が正極性であることを示し、他方のレベルは充電池の充電端子に対する接続が逆極性であることを示す。そして、充電制御部は、これら２値レベルに基づいて、充電電流の供給を制御する。従って、充電池と充電端子との極性が誤って逆極性で接続された場合、充電電流は供給されず、誤充電が防止できる。
【００１３】
本発明の他の実施形態では、充電池の充電装置は、充電池の端子に接続される充電端子と、前記充電池に充電電流を供給する充電電流供給部と、前記充電端子に接続された充電池の極性を検出する極性検出部と、前記極性検出部の検出結果に基づいて、前記充電端子を経由して前記充電池に対する充電電流の供給を制御する充電制御部と、前記充電端子に対する前記充電池の接続の有無を検出する接続検出部と、を備え、前記接続検出部は、前記充電池の前記充電端子に対する接続が正極性であるか逆極性であるかに拘わらず接続の有無を検出し、前記極性検出部は、前記接続の有無に基づいて前記充電池の極性を検出する。
【００１４】
上記の充電装置によれば、充電池は充電端子に接続され、充電端子を経由して充電電流が充電池に供給される。また、極性検出部により、充電端子に接続された充電池の極性が検出され、その結果に応じて充電電流の供給が制御される。即ち、充電池が充電端子に対して正極性で接続されている場合には充電電流が供給され、逆極性で接続されている場合には充電電流は供給されない。
【００１５】
また、上記の充電装置は、充電端子に対する前記充電池の接続の有無を検出する接続検出部を備え、この接続検出部は、前記充電池の前記充電端子に対する接続が正極性であるか逆極性であるかに拘わらず接続の有無を検出することができる。そして、極性検出部は、前記接続の有無に基づいて前記充電池の極性を検出する。従って、充電池が接続されている場合のみ、極性検出などを行えばよい。
【００１６】
上記の充電池の充電装置の一態様では、前記充電電流を検出する充電電流検出部を備え、前記充電制御部は、前記充電電流検出部が充電電流の異常を検出したときに、前記充電電流の供給を停止する。この態様では、例えば充電端子がショートしたとき、充電池が著しい性能劣化状態にあるときなどの異常状態において、通常より過大な充電電流が流れた場合にこれを検出し、充電電流の供給を停止することができる。よって、異常状態における安全性を確保することができる。
【００１７】
上記の充電池の充電装置の他の一態様は、前記充電池の充電状態を表示する表示部を備える。これによれば、ユーザは充電状態を視覚的に把握することができる。好適な例では、表示部はＬＥＤなどにより構成され、正常な充電中の状態はＬＥＤの点灯により示され、異常状態はＬＥＤの点滅により示される。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、本発明を適用した機器の実施例であるワイヤレスヘッドホンの概略構成を示す外観図である。図１（ａ）は、ワイヤレスヘッドホンを充電器に装着した状態の正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）における矢印１７の方向から見た側面図である。
【００２０】
図１（ａ）及び１（ｂ）において、ワイヤレスヘッドホン（以下、「ヘッドホン」と呼ぶ。）１０は充電器１５に装着された状態で充電される。ヘッドホン１０は、左右のスピーカ部１１Ｌ及び１１Ｒと、それらを保持するアーム１２とを備える。ヘッドホン１０は、図１（ａ）に示すように正面方向から見て台形状の充電器１５上に、アーム１２及び左右のスピーカ部１１Ｌ、１１Ｒが支持された状態で装着される。
【００２１】
ヘッドホン１０内部には充電池（バッテリー）１８（図２参照）が内蔵されている。また、ヘッドホン１０には、充電池１８に電気的に接続されたヘッドホン側の充電端子１３ａが設けられる。一方、充電器１５側には充電端子１３ｂが設けられている。ヘッドホン１０が充電器１５に対して適正な状態で装着されたときに、ヘッドホン側の充電端子１３ａは、充電器側の充電端子１３ｂと電気的に接触する。なお、図１（ａ）及び１（ｂ）においては、充電端子１３ａ、１３ｂは、アーム１２の中央部、及び、左右のスピーカ部１１Ｌ、１１Ｒの３箇所に設けられているものを図示しているが、これは充電端子１３ａ、１３ｂを配置可能な位置の例を複数例示したに過ぎず、実際はいずれか１カ所に設ければよい。
【００２２】
なお、充電器１５には、充電中であることを示す表示部２３が設けられている。表示部２３は、充電中に点灯するＬＥＤなどにより構成される。
【００２３】
図２は、充電器１５に搭載される充電回路１を示す。図示のように、充電回路１は、充電電流供給回路２０と、充電制御部として機能するマイクロプロセッサ２１と、充電池接続検出回路２２と、ＬＥＤからなる表示部２３と、充電電流検出回路２４と、極性検出回路２６と、充電器側の充電端子１３ｂとを備える。
【００２４】
一方、ヘッドホン１０は、充電池１８と、その充電池１８に接続された、ヘッドホン側の充電端子１３ａとを備える。前述のように、ヘッドホン１０が充電器１５に対して正しく装着された状態では、ヘッドホン１０側の充電端子１３ａと充電器側の充電端子１３ｂとが接触し、ヘッドホン１０内部の充電池１８が充電回路１に電気的に接続される。
【００２５】
充電電流供給回路２０は、マイクロプロセッサ２１からの充電制御信号Ｓ２に応じて、充電電流Ｉchgを充電池充電端子１３ｂへ供給する。充電池１８が正しく接続された状態では、充電電流Ｉchgは充電端子１３ａ及び１３ｂを介して充電池１８を充電する。
【００２６】
充電池接続検出回路２２は、充電池１８が装着されているか否かを検出する回路であり、電源２２１、ダイオード２２２、及び、２つのトランジスタＴｒ３及びＴｒ４を含む。電源電圧Ｖｃｃは充電池１８の電圧よりも高く設定される。
【００２７】
充電池１８が装着されると、ダイオード２２２がオン、トランジスタＴｒ３がオンとなり、トランジスタＴｒ４もオンとなる。よって、トランジスタＴｒ４のコレクタ電圧がロー（Low）レベルとなり、これが充電池接続検出信号Ｓ１としてマイクロプロセッサ２１へ供給される。一方、充電池１８が装着されていない場合、充電端子１３ｂはオープンとなり、ダイオード２２２及びトランジスタＴｒ３はオフとなる。よって、トランジスタＴｒ４もオフとなり、ハイ（High）レベルのコレクタ電圧が充電池接続検出信号Ｓ１としてマイクロプロセッサ２１へ供給される。即ち、マイクロプロセッサ２１へ供給される充電池接続検出信号Ｓ１は、Ｌレベルのとき充電池１８が存在することを示し、Ｈレベルのとき充電池１８が存在しないことを示す。
【００２８】
なお、充電池１８が逆極性で装着されているとき、及び、何らかの異常により充電端子１３ａ、１３ｂがショート状態にある場合でも、ダイオード２２２はオンとなり、トランジスタＴｒ３及びＴｒ４もオンとなるので、充電池が存在することを示すＬレベルの充電池接続検出信号Ｓ１がマイクロプロセッサ２１へ供給される。即ち、充電池接続検出回路２２は、充電池１８の充電端子１３ａ、１３ｂに対する接続が正極性であるか逆極性であるかに拘わらず接続の有無を検出することができる。
【００２９】
極性検出回路２６は、スイッチ部として機能するトランジスタＴｒ１を含む。充電池１８が正しい極性で装着されている場合、トランジスタＴｒ１はオフとなり、Ｈレベルのコレクタ電圧が極性検出信号Ｓ４としてマイクロプロセッサ２１へ供給される。一方、充電池１８が逆極性で装着されている場合、トランジスタＴｒ１がオンとなり、Ｌレベルのコレクタ電圧が極性検出信号Ｓ４としてマイクロプロセッサ２１へ供給される。即ち、極性検出信号Ｓ４は、Ｈレベルのときに充電池１８が正極性（正しい極性）で接続されていることを示し、Ｌレベルのときに充電池１８が逆極性（誤った極性）で接続されていることを示す。
【００３０】
充電電流検出回路２４はトランジスタＴｒ２及び抵抗２４１を含む。極性検出回路２６による極性の検出が不能であり、かつ、異常状態（例えば、充電端子１３ａ、１３ｂがショートしたとき、又は、充電池１８の性能が著しく劣化しているときなど）では、抵抗２４１に異常電流（通常より大きい電流）が流れる。このため、異常電流により、抵抗２４１にかかる電圧がトランジスタＴｒ２のオン電圧を超え、トランジスタＴｒ２がオンとなる。その結果、トランジスタＴｒ２にベース電流が流れ、これが異常検出信号Ｓ３としてマイクロプロセッサ２１へ供給される。
【００３１】
表示部２３はＬＥＤにより構成され、マイクロプロセッサ２１によりその点灯が制御される。マイクロプロセッサ２１は、正常な充電中には、表示部２３を点灯させる。また、異常検出信号Ｓ３により充電池１８の異常が検出された場合、及び、極性検出信号Ｓ４により充電池１８の接続が逆極性であることが検出された場合には、マイクロプロセッサ２１は、ＬＥＤを点滅させ、充電池の接続が異常であることをユーザに告知する。また、マイクロプロセッサ２１は、充電池接続検出信号Ｓ１に基づいて、充電池１８が取り除かれるまで（即ち、充電池接続検出信号Ｓ１がＨレベルとなるまで）、異常状態を示す表示部２３の点滅を継続する。
【００３２】
次に、充電回路１による充電処理について説明する。図３は充電処理のフローチャートである。なお、以下に述べる充電処理は、マイクロプロセッサ２１が、充電池接続検出信号Ｓ１、異常電流検出信号Ｓ３、極性検出信号Ｓ４などを監視することにより実行される。
【００３３】
まず、マイクロプロセッサ２１は、充電池接続検出信号Ｓ１に基づいて、充電池１８が装着されているか否かを判定する（ステップＳ１）。充電池１８が装着されていない場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、処理は終了する。
【００３４】
充電池が装着されている場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、マイクロプロセッサ２１は、極性検出信号Ｓ４に基づいて、充電池１８の接続が逆極性であるか否かを判定する（ステップＳ２）。なお、前述のように、極性検出回路２６は、正極性のときにＨレベル、逆極性のときにＬレベルの極性検出信号Ｓ４を出力する。逆極性でない場合（ステップＳ２；Ｎｏ）、充電池１８は充電回路１に対して正しく接続されているので、マイクロプロセッサ２１は充電開始を示す充電制御信号Ｓ２を充電電流供給回路２０へ出力し、充電池１８へ充電電流Ｉchgを供給して充電を開始する（ステップＳ３）。
【００３５】
次に、マイクロプロセッサ２１は、充電開始後、異常電流が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４）。異常電流が検出されない場合（ステップＳ４；Ｎｏ）、マイクロプロセッサ２１は表示部２３を点灯させる（ステップＳ５）。これにより、ユーザは充電が開始したことを知ることができる。一方、異常電流が検出された場合（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、マイクロプロセッサ２１は充電電流の供給を停止し（ステップＳ６）、表示部２３を点滅させて異常状態であることをユーザに告知する（ステップＳ７）。
【００３６】
また、ステップＳ２において、充電池１８の接続が逆極性であると判定された場合も、同様にマイクロプロセッサ２１は表示部２３を点滅させて異常状態であることをユーザに告知する（ステップＳ７）。
【００３７】
以上のようにして、マイクロプロセッサ２１は、充電池１８の充電を行う。なお、マイクロプロセッサ２１は、充電中も異常電流検出信号Ｓ３を監視し、充電開始後に異常電流が検出された場合には、充電電流の供給を停止して充電を中止するとともに、表示部２３を点滅させてユーザに異常状態を告知している。
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、簡易な構成で充電池の逆極性接続による誤充電を防止するとともに、充電池の接続や充電池自体の異常状態も検出して充電を行うか否かを制御することができる。
【００３９】
より詳しくは、充電池の充電回路１は、充電池１８の端子に接続される充電端子１３ａ、１３ｂと、充電池１８に充電電流Ｉchgを供給する充電電流供給回路２０と、充電端子１３ａ、１３ｂに接続された充電池１８の極性を検出する極性検出回路２６と、極性検出回路２６の検出結果に基づいて、充電端子１３ａ、１３ｂを経由して充電池１８に対する充電電流Ｉchgの供給を制御するマイクロプロセッサ２１と、を備える。極性検出回路２６は、マイクロプロセッサ２１と充電端子１３ａ、１３ｂとの間に電気的に接続され、充電端子１３ａ、１３ｂに接続される充電池１８の極性に応じてオン状態又はオフ状態となり、オン状態及びオフ状態に対応する２値レベルを出力するトランジスタＴｒ１を有する。マイクロプロセッサ２１は、トランジスタＴｒ１から出力された２値レベルに基づいて充電電流Ｉchgの供給を制御する。従って、充電池と充電端子との極性が誤って逆極性で接続された場合、充電電流は供給されず、誤充電が防止できる。
【００４０】
また、充電回路１は、充電端子１３ａ、１３ｂに対する充電池１８の接続の有無を検出する充電池接続検出回路２２を備え、充電池接続検出回路２２は、充電池１８の充電端子１３ａ、１３ｂに対する接続が正極性であるか逆極性であるかに拘わらず接続の有無を検出する。そして、極性検出回路２６は、接続の有無に基づいて充電池１８の極性を検出する。従って、充電池が接続されている場合のみ、極性検出などを行えばよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用した機器の実施例であるワイヤレスヘッドホンの概略構成を示す外観図である。
【図２】充電器に搭載される充電回路を示す。
【図３】充電処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１  充電回路
１０  ワイヤレスヘッドホン
１１Ｌ、１１Ｒ  スピーカ部
１２  アーム
１３ａ、１３ｂ  充電端子
１５  充電器
１８  充電池
２０  充電電流供給回路
２１  マイクロプロセッサ
２２  充電池接続検出回路
２３  表示部
２４  充電電流検出回路
２６  極性検出回路
【図１】
2006320154.tif 000003
【図２】
2006320154.tif 000004
【図３】
2006320154.tif 000005