(57)【要約】【課題】  電池の充電のために必要となるスイッチのオン抵抗の影響を低減でき、供給電圧の低下や電力損失を低減できるようにする。【解決手段】  電子機器は、外部装置からの電力供給を受ける第１の接続部と、電池が接続される第２の接続部と、システム制御部と前記第２の接続部との間に接続される第１のスイッチと、前記システム制御部と前記電池との間に接続され、前記第１のスイッチと並列に接続される第２のスイッチと、前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回るか否かを検出する検出手段と、前記第２のスイッチを制御する第２のスイッチ制御手段とを有し、前記外部装置からの供給がない場合、前記第２のスイッチ制御手段は、前記第２のスイッチをオンにするように制御し、前記外部装置からの供給がある場合には、前記検出手段の検出結果に応じて、前記第２のスイッチをオンまたはオフにするように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部装置からの電力供給を受ける第１の接続部と、
電池が接続される第２の接続部と、
システム制御部と前記第２の接続部との間に接続される第１のスイッチと、
前記システム制御部と前記電池との間に接続され、前記第１のスイッチと並列に接続される第２のスイッチと、
前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回るか否かを検出する検出手段と、
前記第２のスイッチを制御する第２のスイッチ制御手段と
を有し、
前記外部装置からの供給がない場合、前記第２のスイッチ制御手段は、前記第２のスイッチをオンにするように制御し、前記外部装置からの供給がある場合には、前記検出手段の検出結果に応じて、前記第２のスイッチをオンまたはオフにするように制御することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第２のスイッチ制御手段は、前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回る場合には、前記第２のスイッチをオンにするように制御し、前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回らない場合には、前記第２のスイッチをオフにするように制御することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記第２のスイッチ制御手段は、前記システム制御部により前記外部装置からの電力供給の有無と、前記システム制御部の動作状態の消費電力とに応じて、前記第２のスイッチをオンまたはオフにするように制御することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記第２のスイッチ制御手段は、前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回る場合には、前記第２のスイッチをオンにすると共に、前記システム制御部により前記外部装置からの電力供給の有無を検出し、
前記システム制御部の動作状態の消費電力が所定より大きいと判定した場合、前記第２のスイッチ制御手段は、前記システム制御部によって前記第２のスイッチをオンにする制御との両方の制御が行われた場合に、前記第２のスイッチをオンにするように制御することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項５】
前記第２のスイッチ制御手段は、前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回らない場合には、前記第２のスイッチをオフにすると共に、前記システム制御部により前記外部装置からの電力供給の有無を検出し、
前記システム制御部の動作状態の消費電力が所定より大きくないと判定した場合、前記第２のスイッチ制御手段は、前記システム制御部によって前記第２のスイッチをオフにする制御との少なくとも一方の制御が行われた場合に、前記第２のスイッチをオフにするように制御することを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
【請求項６】
前記第１の接続部は、データおよび電力の伝送機能を有するケーブルを接続するインターフェースであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
前記検出手段は、前記システム制御部へ供給される電圧値が所定値未満か否かを検出し、前記電圧値が所定値未満となった場合に前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回ると検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
前記検出手段は、前記システム制御部へ供給される電流値が所定値未満か否かを検出し、前記電流値が所定値以上となった場合に前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回ると検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項９】
前記検出手段は、前記内部入力電源端子へ供給される電流が前記内部入力電源端子への入力方向か否かの電流方向を検出し、前記電流が出力方向となった場合に前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回ると検出することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を充電することができる電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外部装置から供給された電力を用いて、システム制御部への電力供給と電池への充電との電力管理を行うパワーパス制御を有する構成が知られている（例えば、特許文献１）。このような構成においては、システム制御部へ電力供給を行う系と電池へ充電を行う系とを分離するため、電池への充電制御を行うスイッチが必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−５９２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術において、システム制御部と電池と間に接続されたスイッチの電池動作時の電力損失や電圧降下については言及されていない。通常、ＩＣ内部ではスイッチはＭＯＳＦＥＴ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）により構成され、外部電力供給がない電池動作時にオンにし、大電流が流れるとドレイン−ソース間にオン抵抗を持ち、供給電圧の低下や電力損失を招いてしまうことがある。例えば、電池電圧が低い場合はゲート電圧が低下するため、さらにオン抵抗が大きくなり、さらに供給電圧の低下し、電力損失が増大してしまう。
【０００５】
スイッチがバイポーラトランジスタで構成された場合においても、オン時に大電流が流れるとコレクタ−エミッタ間飽和電圧を持ち、同様に供給電圧の低下や電力損失を招く。
【０００６】
外部供給電力がある場合においては、システム制御部の要求する電力が外部装置からの供給電力の上限を上回ることがあると、外部供給電力と電池からの電力の両方の電力を併用することがある。
【０００７】
このような場合、電池からの電力は、充電制御のために必要なＩＣ内部のスイッチを経由してシステム制御部へ供給されるため、前述の外部供給電力がない場合と同様に、供給電圧の低下や電力損失を招いてしまうことがある。
【０００８】
そこで、本発明は、外部装置からの供給電力を用いてシステム制御部への電力供給と電池への充電とを行う構成において、電池の充電のために必要となるスイッチのオン抵抗の影響を低減でき、供給電圧の低下や電力損失を低減できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る電子機器は、外部装置からの電力供給を受ける第１の接続部と、電池が接続される第２の接続部と、システム制御部と前記第２の接続部との間に接続される第１のスイッチと、前記システム制御部と前記電池との間に接続され、前記第１のスイッチと並列に接続される第２のスイッチと、前記システム制御部の消費電力が前記外部からの供給電力を上回るか否かを検出する検出手段と、前記第２のスイッチを制御する第２のスイッチ制御手段とを有し、前記外部装置からの供給がない場合、前記第２のスイッチ制御手段は、前記第２のスイッチをオンにするように制御し、前記外部装置からの供給がある場合には、前記検出手段の検出結果に応じて、前記第２のスイッチをオンまたはオフにするように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外部装置からの供給電力を用いてシステム制御部への電力供給と電池への充電とを行う構成において、電池の充電のために必要となるスイッチのオン抵抗の影響を低減し、供給電圧の低下や電力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１における電子機器１００の構成要素の一部を説明するためのブロック図である。
【図２Ａ】外部装置２００からの電力供給が開始された場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。
【図２Ｂ】外部装置２００からの電力供給が停止した場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。
【図３】第２のスイッチ１７０の制御の一例を説明するための表である。
【図４Ａ】システム制御部１３０及び電池１２０への電力の流れの一例を示す図である。
【図４Ｂ】システム制御部１３０及び電池１２０への電力の流れの一例を示す図である。
【図５】実施形態２における電子機器１００の構成要素の一部を説明するためのブロック図である。
【図６Ａ】外部装置２００からの電力供給が開始された場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。
【図６Ｂ】外部装置２００からの電力供給が停止した場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。
【図７】実施形態３における電子機器１００の構成要素の一部を説明するためのブロック図である。
【図８Ａ】外部装置２００からの電力供給が開始された場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。
【図８Ｂ】外部装置２００からの電力供給が停止した場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
［実施形態１］
図１は、実施形態１における電子機器１００の構成要素の一部を説明するためのブロック図である。
電子機器１００は、外部接続部１１０、充電／給電部１８５、システム制御部１３０、第２のスイッチ１７０、電池１２０、電池接続部１２１、第２のスイッチ制御部１８０を有する。
【００１３】
外部装置２００は、電子機器１００へ電力供給を行うことが可能な外部電子機器である。
【００１４】
外部装置接続手段３００は、ケーブル等であり、電子機器１００と外部装置２００を接続するための接続手段である。
【００１５】
外部接続部１１０は、外部装置接続手段３００を介し、外部装置２００と接続するための接続部であり、データ通信機能及び電力伝送機能を有するインターフェースである。例えば、外部接続部１１０は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）規格又はＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格に準拠したインターフェースで構成することができる。なお、外部接続部１１０は、電力伝送機能を有するインターフェースであればどのようなインターフェースであってもよい。
【００１６】
充電／給電部１８５は、第１のスイッチ１４０、電力管理部１５０、電力制御部１６０等を含み、半導体集積回路で構成される。
【００１７】
第１のスイッチ１４０は、半導体集積回路内部に構成され、ＭＯＳＦＥＴ等で構成される。電力制御部１６０により制御される。
【００１８】
電力管理部１５０は、電流制限回路及びレギュレータやＤＣ／ＤＣコンバータに代表される電源変換回路等により構成される。電力管理部１５０は、電力制御部１６０により制御され、外部装置２００からの電源の電流制限や電圧変換を行う。例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）規格のように供給可能な電流に制限のある規格で、外部装置２００から電力供給を受ける場合に、供給可能な電流を超えないように電力管理部１５０は、電力制御部１６０によって電流制限をされ、システム制御部１３０の負荷電流が供給電力を上回る場合には、電力管理部１５０の出力電圧を電池１２０の電圧まで低下させ、上回っている分の負荷電流を電池１２０からの供給で補い、外部供給電力と電池１２０からの供給電力とを併用する。システム制御部１３０の負荷電流が供給電力以下となった場合には、外部供給電力と電池１２０の併用することを停止し、外部供給電力を使用して動作する。この場合、同時に電池１２０の充電を行ってもよい。例えば、外部供給電力がＵＳＢ経由であり、外部装置２００がパーソナルコンピュータ（ＰＣ）で５００ｍＡの電流を供給するものであれば、システム制御部１３０の消費電流が５００ｍＡを超過した場合に、外部供給電力と電池１２０の電力とを併用する。
【００１９】
外部装置２００からの電力供給で電池を充電する場合には、電力管理部１５０の出力電圧は電池１２０の電圧より高い電圧を出力し、電力制御部１６０は第１のスイッチ１４０を調整して、電池接続部１２１を介して電池１２０へ充電する電流を制御する。
【００２０】
例えば、電池１２０がリチウムイオン電池であり、その電圧が３．７Ｖであった場合に、電力管理部１５０の出力電圧は４．５Ｖであれば、電力制御部１６０は第１のスイッチ１４０を調整して電池１２０へ充電する電流を制御して電池１２０を充電する。
【００２１】
電力制御部１６０は、外部装置２００からの電力供給がない場合には、第１のスイッチ１４０をオンにするように制御して、電池１２０から第１のスイッチ１４０を介してシステム制御部１３０へ電源を供給する。外部装置２００からの電力供給がある場合には、電力管理部１５０を制御し、第１のスイッチ１４０をオンにしてシステム制御部１３０への電力供給と電池１２０への充電とを制御をする。さらに、システム制御部１３０からのサスペンド制御信号１８４により、電力管理部１５０をサスペンド制御し、システム制御部１３０への電力供給及び電池１２０への充電を停止することが可能である。
【００２２】
システム制御部１３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等により構成されており、電子機器１００を動作させるための制御部である。システム制御部１３０は、外部供給電力検出信号１８２により、外部装置２００からの電力供給の有無を検出できる。システム制御部１３０は、サスペンド制御信号１８４により、電源部への電力供給及び電池への充電を停止する制御が可能である。実施形態１では、電力管理部１５０は、システム制御部１３０からの信号が論理Ｈｉｇｈの場合、システム制御部１３０への電力供給及び電池１２０への充電を停止する。電力管理部１５０は、システム制御部１３０からの信号が論理Ｌｏｗの場合、システム制御部１３０への電力供給及び電池１２０への充電が可能である。
【００２３】
第２のスイッチ１７０は、ＭＯＳＦＥＴ等で構成されるスイッチ回路であり、第２のスイッチがオンの状態では、電池１２０から第１のスイッチと並行して、第２のスイッチ１７０を介してシステム制御部１３０へ電力を供給する。実施形態１ではＭＯＳＦＥＴとしてあるが、これに限定されるものではなく、バイポーラトランジスタや電磁リレー、ＰｈｏｔｏＭＯＳリレー、アナログスイッチＩＣ等で構成してもよい。
【００２４】
電池１２０は、リチウムイオン電池等の充電可能な電池であり、電子機器１００から着脱可能であってもよい。
【００２５】
第２のスイッチ制御部１８０は、ハード制御部１８１及びソフト制御部１８３により構成される。第２のスイッチ制御部１８０は、ハード制御部１８１及びソフト制御部１８３の両方が第２のスイッチ１７０をオンにするように制御をする論理となる場合のみ、第２のスイッチ１７０をオンにするように制御を行う。
【００２６】
ハード制御部１８１は、比較器やバイポーラトランジスタ等で構成される回路であり、外部供給電力により動作し、外部電力供給がある場合かつシステム制御部１３０が軽負荷の場合には、第２のスイッチ１７０をオフにするように制御する。
【００２７】
負荷電圧検出部１９０は、システム制御部１３０へ供給される電圧を検出し、システム制御部１３０やハード制御部１８１へ負荷状態を伝達する。負荷電圧検出部１９０は、例えば、抵抗素子で構成され、システム制御部１３０の電源電圧をハード制御部１８１やシステム制御部１３０が利用可能な電圧値に変換する。
【００２８】
ハード制御部１８１は、外部供給電力がある場合かつシステム制御部１３０が外部装置２００からの供給可能な電力を上回る重負荷状態のとき、第２のスイッチ１７０をオンにするように制御する。
【００２９】
ハード制御部１８１は、外部電力供給がない場合には、第２のスイッチ１７０をオンにするように制御を行う。
【００３０】
外部供給電力に供給可能な電力に制限がある場合には、システム制御部１３０の消費電力が供給可能電力以上の重負荷となったことを負荷電圧検出部１９０によって検出して、電池１２０からの電力供給を補助するように、第２のスイッチ１７０をオンにする。
【００３１】
システム制御部１３０の消費電力が供給可能電力未満の軽負荷状態となったことを検出して、電力管理部１５０の出力から第２のスイッチ１７０を介して電池１２０を充電することがないよう制限するために、第２のスイッチ１７０をオフにする。
【００３２】
例えば、ＵＳＢ接続により、ＰＣから５００ｍＡ以内の制限で電流を供給し、かつ、５００ｍＡ以下の軽負荷の場合には、電力管理部１５０は電池１２０より高い電圧を出力し、第２のスイッチ１８０をオフにして電池１２０へ充電することがないようにする。一方で、５００ｍＡを上回る重負荷の場合には、電力管理部１５０は電池１２０の電圧以下の電圧を出力するように調整し、電池１２０から第２のスイッチ１８０をオンにして、システム制御部へ電力を供給できるようにする。
【００３３】
実施形態１では、バイポーラトランジスタによる回路としてあるが、これに限定されるものではなく、ＭＯＳＦＥＴやロジックＩＣ等で構成してもよい。
【００３４】
ソフト制御部１８３は、システム制御部１３０によりシステム制御部１３０の動作状態と、外部供給電力の有無を検出し、第２のスイッチ１７０を制御するように構成される。外部電力供給があり、システム制御部１３０の負荷が軽く、外部供給電力だけで動作に十分な電力が確保できる場合には、第２のスイッチ１７０をオフにするようにシステム制御部１３０が制御する。同様に、外部電力供給があるが、システム制御部１３０の負荷が重く、外部供給電力だけで動作に十分な電力が確保できない場合には、第２のスイッチ１７０をオンにするようにシステム制御部１３０が制御する。負荷が重たい状態は、例えば、デジタルカメラであれば、動画像の撮影の場合や、画角を切り替えるために不図示の鏡筒を駆動する場合が挙げられる。動画撮影においては、秒間数十フレームに及ぶ画像を撮影し、画像処理、記録メディアへの記録が継続され、短時間内に複数の動作が同時に行われるためであり、鏡筒を駆動においては、モータを動作する際に消費電力が一時的に増加するためである。負荷が軽い状態は、例えば、静止画像や動画像の撮影を停止し、撮影した静止画像を不図示の表示部に表示しているような状態であり、複数の処理が短時間に同時に行われないためである。外部電力供給がない場合には、システム制御部１３０が第２のスイッチ１７０をオンにするように制御を行う。実施形態１では、ソフト制御部１８３は、システム制御部１３０からの信号が論理Ｈｉｇｈの場合は、第２のスイッチ１７０をオンにすることができ、システム制御部１３０からの信号が論理Ｌｏｗの場合は、第２のスイッチ１７０をオフにすることができる。実施形態１では、ソフト制御部１８３にバイポーラトランジスタを用いているが、これに限定されるものではなく、ＭＯＳＦＥＴ等で構成してもよいし、システム制御部１３０が第２のスイッチ１７０を直接制御する構成でもよい。
【００３５】
なお、ハード制御部１８１とソフト制御部１８３の双方がある場合について、記述したが、いずれか一方だけで実現してもよい。
【００３６】
図２Ａは、外部装置２００からの電力供給が開始された場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。図２Ｂは、外部装置２００からの電力供給が停止した場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。
【００３７】
まず、図２Ａについて説明する。ステップＳ２００では、電子機器１００は電池動作状態である。電池動作状態とは、外部装置２００からシステム制御部１３０への電力供給はなく、電池１２０からシステム制御部１３０への電力供給で動作する状態である。
【００３８】
ステップＳ２０１では、外部装置２００からの電力供給が開始された場合はステップＳ２０２及びステップＳ２０６へ進み、外部装置２００からの電力供給が開始されなかった場合はステップＳ２００へ戻り、電力供給が開始されるまで、ステップＳ２００からステップＳ２０１までを繰り返す。
【００３９】
ここで、ステップＳ２０２からステップＳ２０４までとステップＳ２０６とは同時に並行して行われ、ステップＳ２０５へ進む。ステップＳ２０３とステップＳ２０６のどちらか早い方がオフ制御を行った時点で第２のスイッチ１７０はオフにする。
【００４０】
ステップＳ２０２では、システム制御部１３０によって外部装置２００からの電力供給があることを、外部供給電力検出信号１８２により検出する。
【００４１】
ステップＳ２０３では、システム制御部１３０によって第２のスイッチ１７０をオフにするようにソフト制御部１８３が制御する。
【００４２】
ステップＳ２０４では、システム制御部１３０からのサスペンド制御信号１８４によって、電力管理部１５０へのサスペンド制御を解除する。
【００４３】
ステップＳ２０５では、外部装置２００からの電力供給により、システム制御部１３０への電力供給及び電池１２０への充電が行われる。
【００４４】
ステップＳ２０６では、システム制御部１３０は、外部装置２００からの供給電力とシステム制御部１３０の消費電力とを比較し、どちらの電力が大きいかを判定する。
【００４５】
ステップＳ２０６で外部装置２００からの供給電力よりもシステム制御部１３０の消費電力の方が大きいと判定された場合（ステップＳ２０６でＹＥＳ）、ステップＳ２０７では、第２のスイッチ１７０をオンにするように、ソフト制御部１８３を制御する。
【００４６】
ステップＳ２０６で外部装置２００からの供給電力よりもシステム制御部１３０の消費電力の方が大きくないと判定された場合（ステップＳ２０６でＮＯ）、ステップＳ２０８では、第２のスイッチ１７０をオフにするように、ソフト制御部１８３を制御する。
【００４７】
ステップＳ２０９では、ハード制御部１８３が、電池１２０の電圧とシステム制御部１３０へ充電／給電部１８５が供給している電圧とを比較し、どちらの電圧が高いかを判定する。
【００４８】
ステップＳ２０９でシステム制御部１３０へ充電／給電部１８５が供給している電圧よりも電池１２０の電圧の方が高いと判定された場合（ステップＳ２０９でＹＥＳ）、ステップＳ２１０では、第２のスイッチ１７０をオンにするように、ハード制御部１８１が動作する。
【００４９】
ステップＳ２０９でシステム制御部１３０へ充電／給電部１８５が供給している電圧よりも電池１２０の電圧の方が高くないと判定された場合（ステップＳ２０９でＮＯ）、ステップＳ２１１では、第２のスイッチ１７０をオフにするように、ハード制御部１８１が動作する。
【００５０】
次に、図２Ｂについて説明する。ステップＳ２１２では、外部装置２００からの電力供給により、システム制御部１３０への電力供給及び電池１２０への充電が行われている状態である。
【００５１】
ステップＳ２１３では、システム制御部１３０は、外部装置２００からの供給電力とシステム制御部１３０の消費電力とを比較し、どちらの電力が大きいかを判定する。
【００５２】
ステップＳ２１３で外部装置２００からの供給電力よりもシステム制御部１３０の消費電力の方が大きいと判定された場合（ステップＳ２１３でＹＥＳ）、ステップＳ２１４では、第２のスイッチ１７０をオンにするように、ソフト制御部１８３を制御する。
【００５３】
ステップＳ２１３で外部装置２００からの供給電力よりもシステム制御部１３０の消費電力の方が大きくないと判定された場合（ステップＳ２１３でＮＯ）、ステップＳ２１５では、第２のスイッチ１７０をオフにするように、ソフト制御部１８３を制御する。
【００５４】
ステップＳ２１６では、ハード制御部１８３が、電池１２０の電圧とシステム制御部１３０へ充電／給電部１８５が供給している電圧とを比較し、どちらの電圧が高いかを判定する。
【００５５】
ステップＳ２１６でシステム制御部１３０へ充電／給電部１８５が供給している電圧よりも電池１２０の電圧の方が高いと判定された場合（ステップＳ２１６でＹＥＳ）、ステップＳ２１７では、第２のスイッチ１７０をオンにするように、ハード制御部１８１が動作する。
【００５６】
ステップＳ２１６でシステム制御部１３０へ充電／給電部１８５が供給している電圧よりも電池１２０の電圧の方が高くないと判定された場合（ステップＳ２１６でＮＯ）、ステップＳ２１８では、第２のスイッチ１７０をオフにするように、ハード制御部１８１が動作する。
【００５７】
外部装置２００からの電力供給が停止した場合は、ステップＳ２１９からステップＳ２２０及びステップＳ２２４へ進む（ステップＳ２１９でＹＥＳ）。外部装置２００からの電力供給が停止していない場合は、ステップＳ２１９からステップＳ２１２へ戻り、外部装置２００からの電力供給が停止するまで、ステップＳ２１２からステップＳ２１９までを繰り返す（ステップＳ２１９でＮＯ）。
【００５８】
ここで、ステップＳ２２０からステップＳ２２２までとステップＳ２２４とは同時に並行して行われ、ステップＳ２２３へ進む。ステップＳ２２２とステップＳ２２４の両方が第２のスイッチ１７０へオン制御を行った時点で第２のスイッチ１７０はオンにする。
【００５９】
ステップＳ２２０では、システム制御部１３０によって外部装置２００からの電力供給がないことを、外部供給電力検出信号１８２により検出する。
【００６０】
ステップＳ２２１では、システム制御部１３０からのサスペンド制御信号１８４によって、電力管理部１５０へのサスペンド制御を行い、システム制御部１３０への電力供給及び電池１２０への充電を停止状態にする。
【００６１】
ステップＳ２２２では、システム制御部１３０によって第２のスイッチ１７０をオンにするようにソフト制御部１８３が制御する。
【００６２】
ステップＳ２２３では、外部装置２００からの供給電力がないことにより、システム制御部１３０へ電池１２０から供給されることとなり、第２のスイッチ１７０をオンにするようにハード制御部１８１が制御する。
【００６３】
ステップＳ２２３では、外部装置２００からの電力供給がなく、電子機器１００は電池１２０からシステム制御部１３０へ電力供給を行った電池動作状態となる。
【００６４】
図３は、第２のスイッチ１７０がハード制御部１８１及びソフト制御部１８３によってオンオフ制御された場合にどのように制御されるかを示した表である。
【００６５】
ハード制御部１８１及びソフト制御部１８３の両方がオン制御を行った場合のみ、第２のスイッチ１７０はオン制御され、第１のスイッチ１４０を介しての電池１２０からシステム制御部１３０へ電力に加え、第２のスイッチ１７０を介しても、電池１２０からシステム制御部１３０へ電力が供給される。それ以外の制御を行った場合には、第２のスイッチ１７０はオフ制御され、第２のスイッチ１７０を介して、電池１２０からシステム制御部１３０へ電力が供給されず、電力管理部１５０から第２のスイッチ１７０を介して電池１２０へ充電を行うことを防ぐ。これは、どちらかの制御部が遅延や誤動作しても所望のタイミング以外で第２のスイッチ１７０がオンにしてしまうことを防ぐためである。
【００６６】
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照し、システム制御部１３０及び電池１２０への電力の流れの一例を説明する。図４Ａ及び図４Ｂは共に、外部装置２００からの電力供給がある場合を示している。
【００６７】
図４Ａにおいて、外部装置２００から外部装置接続手段３００を介し、外部接続部１１０へ電力供給される。第２のスイッチ１７０の制御の詳細フローは、図２にて説明を行った通りである。供給された電力は、電力管理部１５０へ入力する。電力管理部１５０は、電力制御部１６０からの制御により、電流制限、電圧変換、サスペンドの有無等が行われる。その後、電力管理部１５０から出力された電力はシステム制御部１３０へ供給され、同時に第１のスイッチ１４０を介し、電池１２０への充電が行われる。この場合、第２のスイッチ１７０は、ハード制御部１８１及びソフト制御部１８３によりオフ制御され、オフ状態となっている。ここで、第１のスイッチ１４０は、電力制御部により電池１２０に適した充電電圧、充電電流となるように制御される。
【００６８】
システム制御部１３０の消費電力が増加し、外部装置２００からの供給電力で不足する場合には、図４Ｂに示すように、電力制御部１６０により電池１２０への充電を停止する。そして、第１のスイッチ１４０をオンにし、外部装置２００からの供給電力で不足する分の電力を電池１２０からの電力で補うように動作する。それに加えて、ハード制御部１８１及びソフト制御部１８３により、第２のスイッチ１７０をオンにし、外部装置２００からの供給電力で不足する分の電力を電池からの電力で補うように動作する。このことにより、第１のスイッチ１４０と第２のスイッチ１７０の双方を介して、電池１２０からシステム制御部１３０へ、外部装置２００からの供給電力で不足する分の電力１２０を電池からの電力で補って供給するよう動作する。
【００６９】
ここで、第１のスイッチ１４０に加え、第２のスイッチ１７０を介して電力供給することにより、外部装置２００からの供給電力で不足した場合にも、第１のスイッチ１４０のオン抵抗や電圧ドロップ等の電力損失を低減することできる。
【００７０】
［実施形態２］
次に、実施形態２について説明する。図５は、実施形態２における電子機器１００の構成要素の一部を説明するためのブロック図である。図５に示す構成要素のうち、図２に示す構成要素と同様のものについては、同一の番号を付し、それらの説明を省略する。
【００７１】
実施形態２における電子機器１００は、実施形態１と異なり、ハード制御部１８１Ａがシステム制御部１３０へ供給する電圧ではなく、システム制御部１３０へ供給する電流を検出する負荷電流検出部５９３を有する。
【００７２】
第２のスイッチ制御部１８０Ａは、負荷電流検出部５９３で検出したシステム制御部１３０の負荷電流が外部装置２００から供給可能な電流値を上回ったことを検出した場合に第２のスイッチ１７０をオンにするように制御を行う。
【００７３】
例えば、ＵＳＢ接続により、ホスト機器から５００ｍＡ以内の制限で電流供給を受け、かつ、５００ｍＡ以下の軽負荷で動作している場合には、負荷電流検出部５９３となる抵抗の両端の電圧が小さい。このとき、第２のスイッチ１８０Ａをオフにして電池１２０へ充電することがないようにする。一方で、５００ｍＡを上回る重負荷で動作している場合には、負荷電流検出部５９３となる抵抗の両端の電圧が大きくなり、電池１２０から第２のスイッチ１８０Ａをオンにして、システム制御部１３０へ電池１２０から電力を供給できるようにする。
【００７４】
例えば、負荷電流検出部５９３が抵抗素子であり、１００ｍΩの抵抗値を持つ場合に、システム制御部１３０が５００ｍＡの電流で動作していれば、負荷電流検出部５９３の両端の電位差は５０ｍＶとなる。ＵＳＢ規格のように外部装置２００からの供給電力に制限がある場合、制限を上回ったときに、第２のスイッチ１８０Ａをオンにするようハード制御部１８１Ａが動作するように、負荷電流検出部５９３の抵抗値とハード制御部１８１Ａの動作電圧を決定すればよい。なお、実施形態２では、負荷電流検出部５９３が抵抗素子である場合について説明したが、負荷電流検出部５９３は、システム制御部１３０の消費電流を電圧値に変換できればよく、他の手段によって構成してもよい。
【００７５】
図６Ａは、外部装置２００からの電力供給が開始された場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。図６Ｂは、外部装置２００からの電力供給が停止した場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。
【００７６】
まず、図６Ａについて説明する。図６ＡのステップＳ２００からステップＳ２０８までにおいて行われる処理は、図２ＡのステップＳ２００からステップＳ２０８までにおいて行われる処理と同様であるので、それらの説明を省略する。但し、図６Ａでは、ステップＳ２０７の次にステップＳ６０１に進み、ステップＳ２０８の次にステップＳ６０１に進む。
【００７７】
ステップＳ６０１において、負荷電流検出部５９３によってシステム制御部１３０の負荷状態をハード制御部１８３によって監視し、システム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給電力を上回るか否かを判定する。
【００７８】
ステップＳ６０１でシステム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給電力を上回ると判定された場合（ステップＳ６０１でＹＥＳ）、ステップＳ６０２では、第２のスイッチ１７０をオンにするように、ハード制御部１８１Ａが動作する。
【００７９】
ステップＳ６０１でシステム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給電力を上回らないと判定された場合（ステップＳ６０１でＮＯ）、ステップＳ６０３では、第２のスイッチ１７０をオフにするように、ハード制御部１８１Ａが動作する。
【００８０】
次に、図６Ｂについて説明する。図６ＢのステップＳ２１２からステップＳ２１５までにおいて行われる処理は、図２ＢのステップＳ２１２からステップＳ２１５までにおいて行われる処理と同様であるので、それらの説明を省略する。但し、図６Ｂでは、ステップＳ２１４の次にステップＳ６０４に進み、ステップＳ２１５の次にステップＳ６０４に進む。
【００８１】
ステップＳ６０４では、荷電流検出部５９３によってシステム制御部１３０の負荷状態をハード制御部１８３によって監視し、システム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給を上回るか否か、判定を行う。
【００８２】
ステップＳ６０４でシステム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給電力を上回ると判定された場合（ステップＳ６０４でＹＥＳ）、ステップＳ６０５では、第２のスイッチ１７０をオンにするように、ハード制御部１８１Ａが動作する。
【００８３】
ステップＳ６０４でシステム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給電力を上回らないと判定された場合（ステップＳ６０４でＮＯ）、ステップＳ６０６では、第２のスイッチ１７０をオフにするように、ハード制御部１８１Ａが動作する。
【００８４】
図６ＢのステップＳ２１９からステップＳ２２３までにおいて行われる処理は、図２ＢのステップＳ２１９からステップＳ２２３までにおいて行われる処理と同様であるので、それらの説明を省略する。但し、図６Ｂでは、ステップＳ６０５の次にステップＳ２１９に進み、ステップＳ６０６の次にステップＳ２１９に進む。
【００８５】
［実施形態３］
次に、実施形態３について説明する。図７は、実施形態３における電子機器１００の構成要素の一部を説明するためのブロック図である。図７に示す構成要素のうち、図２に示す構成要素と同様のものについては、同一の番号を付し、それらの説明を省略する。
【００８６】
実施形態３における電子機器１００は、実施形態１と異なり、ハード制御部１８１Ｂがシステム制御部１３０へ供給する電圧ではなく、電池１２０の充放電電流を検出する充放電検出部７９４を有する。
【００８７】
充放電検出部７９４は、電池１２０への充電電流、あるいは、電池１２０からの放電電流の電流量、または充放電電流の向きが放電方向にあるか否かを検出するために使用する。例えば、充放電検出部７９４は抵抗素子でもよく、その両端の電圧をハード制御部１８１Ｂで監視すればよい。第２のスイッチ制御部１８０Ｂは、充放電検出部７９４で検出した電池１２０の充放電電流が放電方向にあることを検出した場合に第２のスイッチ１７０をオンにするように制御を行う。
【００８８】
さらに、充放電検出部７９４で検出した電池１２０の充放電電流が充電方向にあることを検出した場合に、第２のスイッチ１７０をオフにするように制御を行う。放電と充電間の電流方向が切り替わる際に、オン状態の第２のスイッチを介して、電池１２０を充電することがないように、第２のスイッチをオンにするのは、充放電電流が放電方向であり、かつ、一定以上の電流値であることが望ましい。加えて、電池１２０の電圧が低い場合には、第１のスイッチのオン抵抗での電圧低下、ドロップが大きいため、電池１２０の電圧の高低に応じて第２のスイッチをオンにする放電電流を切り替えてもよい。
【００８９】
例えば、電池１２０がリチウムイオン電池であり、電圧が３．７Ｖ以下の場合には、５０ｍＡ以上の放電電流で第２のスイッチをオンにするように、３．７Ｖを上回る場合には、１００ｍＡ以上の放電電流で第２のスイッチをオンにするように、充放電検出部７９４を選択すればよい。
【００９０】
なお、実施形態３では、充放電電流検出部７９４が抵抗素子である場合の例について説明したが、充放電電流検出部７９４をバイポーラトランジスタやＦＥＴを使用したカレントミラー回路によって構成してもよい。
【００９１】
図８Ａは、外部装置２００からの電力供給が開始された場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。図８Ｂは、外部装置２００からの電力供給が停止した場合における電子機器１００の動きを説明するためのフローチャートである。
【００９２】
まず、図８Ａについて説明する。図８ＡのステップＳ２００からステップＳ２０８までにおいて行われる処理は、図２ＡのステップＳ２００からステップＳ２０８までにおいて行われる処理と同様であるので、それらの説明を省略する。但し、図８Ａでは、ステップＳ２０７の次にステップＳ８０１に進み、ステップＳ２０８の次にステップＳ８０１に進む。
【００９３】
ステップＳ８０１において、充放電電流検出部７９４によってシステム制御部１３０の負荷状態をハード制御部１８３によって監視し、システム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給を上回るか否か、判定を行う。
【００９４】
ステップＳ８０１でシステム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給電力を上回ると判定された場合（ステップＳ８０１でＹＥＳ）、ステップＳ８０２では、第２のスイッチ１７０をオンにするように、ハード制御部１８１Ｂが動作する。
【００９５】
ステップＳ８０１でシステム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給電力を上回らないと判定された場合（ステップＳ８０１でＮＯ）、ステップＳ８０３では、第２のスイッチ１７０をオフにするように、ハード制御部１８１Ｂが動作する。
【００９６】
次に、図８Ｂについて説明する。図８ＢのステップＳ２１２からステップＳ２１５までにおいて行われる処理は、図２ＢのステップＳ２１２からステップＳ２１５までにおいて行われる処理と同様であるので、それらの説明を省略する。但し、図８Ｂでは、ステップＳ２１４の次にステップＳ８０４に進み、ステップＳ２１５の次にステップＳ８０４に進む。
【００９７】
ステップＳ８０４では、充放電流検出部７９４によってシステム制御部１３０の負荷状態をハード制御部１８１Ｂによって監視し、システム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給を上回るか否か、判定を行う。
【００９８】
ステップＳ８０４でシステム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給電力を上回ると判定された場合（ステップＳ８０４でＹＥＳ）、ステップＳ８０５では、第２のスイッチ１７０をオンにするように、ハード制御部１８１Ｂが動作する。
【００９９】
ステップＳ８０４でシステム制御部１３０の消費電力が外部装置２００からの供給電力を上回らないと判定された場合（ステップＳ８０４でＮＯ）、ステップＳ８０６では、第２のスイッチ１７０をオフにするように、ハード制御部１８１Ｂが動作する。
【０１００】
図８ＢのステップＳ２１９からステップＳ２２３までにおいて行われる処理は、図２ＢのステップＳ２１９からステップＳ２２３までにおいて行われる処理と同様であるので、それらの説明を省略する。但し、図８Ｂでは、ステップＳ８０５の次にステップＳ２１９に進み、ステップＳ８０６の次にステップＳ２１９に進む。
【０１０１】
以上説明したように、実施形態１〜３によれば、外部供給電力と電池の電力とを併用して電子機器１００を動作させる場合に、電池動作時のスイッチのオン抵抗を低減し、供給電圧の低下や電力損失を低減することが可能となる。
【０１０２】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々の変形又は変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００  電子機器
１１０  外部接続部
１２０  電池
１３０  システム制御部
１４０  第１のスイッチ
１５０  電力管理部
１６０  電力制御部
１７０  第２のスイッチ
１８０  第２のスイッチ制御部
１８１  ハード制御部
１８２  外部供給電力検出信号
１８３  ソフト制御部
１８４  サスペンド制御信号
１８５  充電／給電部
１９０  負荷電圧検出部
２００  外部装置
３００  外部装置接続手段
【図１】
2018152975.tif 000003
【図２Ａ】
2018152975.tif 000004
【図２Ｂ】
2018152975.tif 000005
【図３】
2018152975.tif 000006
【図４Ａ】
2018152975.tif 000007
【図４Ｂ】
2018152975.tif 000008
【図５】
2018152975.tif 000009
【図６Ａ】
2018152975.tif 000010
【図６Ｂ】
2018152975.tif 000011
【図７】
2018152975.tif 000012
【図８Ａ】
2018152975.tif 000013
【図８Ｂ】
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