(57)【要約】【課題】電池側とシステム回路側とで認証処理を実行している認証待機状態において、充電器と非接続状態になった場合であっても、突入電流の発生を防ぐことができる充電回路を提供する。【解決手段】本発明による充電回路は、所定の認証処理を実行し、認証に成功したことを条件として電池の充電動作を開始する充電回路であって、認証処理の実行中に充電装置と非接続状態となったか否かを検出する接続状態検出手段１０と、接続状態検出手段１０が非接続状態になったことを検出すると、充電装置が接続されていた接続ラインの残存電圧が電池によって供給される電圧より小さくなった状態で電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する電源供給制御手段２０とを備えたことを特徴とする。【選択図】図７
2011055604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の認証処理を実行し、認証に成功したことを条件として電池の充電動作を開始する充電回路であって、
前記認証処理の実行中に充電装置と非接続状態となったか否かを検出する接続状態検出手段と、
前記接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、前記充電装置が接続されていた接続ラインの残存電圧が前記電池によって供給される電圧より小さくなった状態で前記電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する電源供給制御手段とを
備えたことを特徴とする充電回路。
【請求項２】
接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、接続ラインに並列に設けられたラインに負荷をかける負荷手段を備え、
電源供給制御手段は、前記負荷手段が負荷をかけた状態で所定時間が経過すると、電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する
請求項１記載の充電回路。
【請求項３】
接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、電池によって供給される電圧と接続ラインの残存電圧とを比較する電圧比較手段を備え、
電源供給制御手段は、前記電圧比較手段の比較結果に基づいて、前記接続ラインの残存電圧が前記電池によって供給される電圧より小さくなると、前記電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する
請求項１又は請求項２記載の充電回路。
【請求項４】
電源供給制御手段は、認証処理を充電装置からの電源供給によって実行するように制御する
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の充電回路。
【請求項５】
接続状態検出手段は、接続ラインの電圧に基づいて、接続状態を検出する
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の充電回路。
【請求項６】
所定の認証処理を実行し、認証に成功したことを条件として電池の充電動作を開始する充電制御方法であって、
前記認証処理の実行中に充電装置と非接続状態となったか否かを検出し、
非接続状態になったことを検出すると、前記充電装置が接続されていた接続ラインの残存電圧が前記電池によって供給される電圧より小さくなった状態で前記電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する
ことを特徴とする充電制御方法。
【請求項７】
非接続状態になったことを検出すると、接続ラインに並列に設けられたラインに負荷をかけ、
負荷をかけた状態で所定時間が経過すると、電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する
請求項６記載の充電制御方法。
【請求項８】
所定の認証処理を実行し、認証に成功したことを条件として装着する電池の充電動作を開始する電子機器であって、
前記認証処理の実行中に充電装置と非接続状態となったか否かを検出する接続状態検出手段と、
前記接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、前記充電装置が接続されていた接続ラインの残存電圧が前記電池によって供給される電圧より小さくなった状態で前記電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する電源供給制御手段とを
備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、接続ラインに並列に設けられたラインに負荷をかける負荷手段を備え、
電源供給制御手段は、前記負荷手段が負荷をかけた状態で所定時間が経過すると、電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する
請求項８記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の認証処理を実行し、認証に成功したことを条件として電池の充電動作を開始する充電回路、充電制御方法及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電池の安全性が重要視されている。そのため、充電動作を開始する前に、電池及び電池が装着される電子機器のシステム回路において、充電可能な正規の電池（例えば、メーカ純正の電池）であるか否か、周囲の環境条件を満たし充電動作可能であるか否か等の情報を取得し、相互に認証してから充電動作を開始する等の安全性対策が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、電池パックと充電装置との間で認証を行い、正規でない充電装置による充電を防止する充電制御方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１６４５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的な充電回路の構成図と動作説明とを図１、２に示す。図１は、一般的な充電回路の構成例を示すブロック図である。図２は、一般的な充電回路の動作例を示す説明図である。
【０００６】
図１に示す充電回路は、電池側とシステム回路側とで認証処理を行い、認証結果に基づいて充電動作の開始／停止をする。
【０００７】
このような認証機能を有する充電回路では、認証動作が完了するまでの間は電池の充電を開始できないので、電池への充電パスをＯＦＦしなければならない。この場合、システム回路への電源供給を行うために、充電器側からシステム回路に対して電源供給を行う状態がある（以下、この状態を“認証待機状態”という）。
【０００８】
この認証待機状態（図２に示す０−１）において、ユーザが誤って電子機器から充電器を取り外してしまった場合（図２に示す０−２）を想定する。この場合、一般的な充電回路は、充電器が取り外されたことを検出（図２に示す０−４）し、システム回路への電源供給を充電器側から電池側に切り替える処理を実行する。
【０００９】
しかし、充電器側からの電源供給が停止されていても、システム回路電源供給ライン１１４の電圧は自然放電により緩やかにしか低下しない（図２に示す０−５）。そのため、システム回路電源供給ライン１１４の電圧が電池の電圧より高い状態で切り替わる場合が生じることがある（図２に示す０−６）。このような場合には、切り替えた瞬間に、電池の電圧がシステム回路電源供給ライン１１４の電圧よりも低いため、電池側への突入電流が発生してしまうこととなる（図２に示す０−７）。そのため、突入電流により、電池を損傷する恐れがある。
【００１０】
また、上記の例と同様に、特許文献１に記載された方法でも、認証待機状態において、電子機器が充電装置と非接続状態になった場合に、電池側への突入電流が発生する可能性がある。
【００１１】
そこで、本発明は、認証待機状態において充電器と非接続状態になった場合であっても、突入電流の発生を防ぐことができる充電回路、充電制御方法及び電子機器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】
【００１２】
本発明による充電回路は、所定の認証処理を実行し、認証に成功したことを条件として電池の充電動作を開始する充電回路であって、認証処理の実行中に充電装置と非接続状態となったか否かを検出する接続状態検出手段と、接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、充電装置が接続されていた接続ラインの残存電圧が電池によって供給される電圧より小さくなった状態で電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する電源供給制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明による充電制御方法は、所定の認証処理を実行し、認証に成功したことを条件として電池の充電動作を開始する充電制御方法であって、認証処理の実行中に充電装置と非接続状態となったか否かを検出し、非接続状態になったことを検出すると、充電装置が接続されていた接続ラインの残存電圧が電池によって供給される電圧より小さくなった状態で電池から電源供給する状態に切り替えるように制御することを特徴とする。
【００１４】
本発明による電子機器は、所定の認証処理を実行し、認証に成功したことを条件として装着する電池の充電動作を開始する電子機器であって、認証処理の実行中に充電装置と非接続状態となったか否かを検出する接続状態検出手段と、接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、充電装置が接続されていた接続ラインの残存電圧が電池によって供給される電圧より小さくなった状態で電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する電源供給制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、認証待機状態において充電器と非接続状態になった場合であっても、突入電流の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な充電回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】一般的な充電回路の動作例を示す説明図である。
【図３】本発明による充電回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】充電回路の動作例を示す説明図である。
【図５】第２の実施形態における充電回路の構成例を示すブロック図である。
【図６】第２の実施形態における充電回路の動作例を示す説明図である。
【図７】充電回路の最小の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図３は、本発明による充電回路の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、充電回路は、充電器接続コネクタ１０１と、電池電源端子１１０と、電池ＧＮＤ端子１１１と、電池認証端子１１２と、充電器接続回路１０２と、充電器供給電流検出抵抗１０４と、充電器供給電流検出回路１０３と、定電圧検出回路１０７と、充電検出回路１０９と、充電電流電圧制御用ＦＥＴ１０５と、充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴ１０８と、強制負荷回路１１６と、充電制御回路１０６とを含む。
【００１８】
本実施形態では、充電回路は、携帯電話機やＰＨＳ端末、ノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載されているものとする。また、充電回路は、電子機器に装着された電池を充電の対象とする。
【００１９】
システム回路１１３は、電子機器に搭載されており、電池の認証等の処理を行う機能を備えている。システム回路１１３は、例えば、電池認証端子１１２を介して、電池から認証情報を読み出して電池を認証する。なお、電池が搭載するマイクロコンピュータが、システム回路１１３から認証情報を読み出してシステム回路１１３を認証する処理を実行することで、相互に認証処理を行うようにしてもよい。
【００２０】
充電器接続コネクタ１０１は、充電器が接続される。電池電源端子１１０は、電池が接続される。充電器接続回路１０２は、充電器が接続されているか否かを検出する機能を備えている。充電器供給電流検出抵抗１０４は、充電器からの供給電流により電位差を発生させる機能を備えている。
【００２１】
充電器供給電流検出回路１０３は、充電器供給電流検出抵抗１０４で発生した電位差により充電器からの供給電流を検出する機能を備えている。定電圧検出回路１０７は、システム回路１１３に一定の電圧を供給するために電圧を検出する機能を備えている。
【００２２】
充電検出回路１０９は、充電電圧を検出する機能を備えている。充電電流電圧制御用ＦＥＴ１０５は、充電電圧や充電電流を制御する機能を備えている。充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴ１０８は、電池への充電パスをＯＮ／ＯＦＦする機能を備えている。すなわち、充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴ１０８は、電池への充電パスを接続又は非接続状態にする機能を備えている。
【００２３】
強制負荷回路１１６は、具体的には、可変抵抗器等によって実現される。強制負荷回路１１６は、認証待機状態において、充電器が非接続状態になった場合に、強制的に負荷をかけた状態にし、システム回路電源供給ライン１１４にかかる抵抗値を低下させ、電圧を低下させることによって、システム回路電源供給ライン１１４から強制的に電荷を除去する機能を備えている。なお、強制負荷回路１１６は、充電制御回路１０６の制御に従って動作する。
【００２４】
充電制御回路１０６は、上記の回路を用いて充電動作等の制御を行う機能を備えている。
【００２５】
次に、充電回路が実行する処理について説明する。図４は、充電回路が実行する処理例を示す説明図である。
【００２６】
電子機器に装着された電池を充電するために、ユーザが電子機器を充電器に接続すると、電子機器が搭載する充電回路の充電器接続コネクタ１０１に充電器が接続される。すると、充電制御回路１０６は、充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴ１０８をＯＦＦし、電池への充電パスを遮断する。（すなわち、充電制御回路１０６は、電池への充電電流を遮断する。）
【００２７】
次に、充電制御回路１０６は、充電電流電圧制御用ＦＥＴ１０５をＯＮする。すなわち、充電制御回路１０６は、システム回路電源供給ライン１１４に定電圧を出力するように制御する（図４に示す１−１）。その後、充電回路は、所定の認証処理を行うため、認証待機状態となる。なお、システム回路１１３は、認証処理として、いかなる方法を用いてもよい。ただし、システム回路１１３は、充電器からの電源供給によって認証処理を実行するものとする。なお、システム回路１１３が認証に成功した場合、充電回路は、充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴ１０８をＯＮし、電池への充電を開始する。
【００２８】
次に、認証待機状態において、例えば、ユーザが誤って電子機器から充電器を取り外してしまうと（図４に示す１−２）、充電器からの電源供給がなくなるため、充電器供給ライン１１５の電圧が低下する（図４に示す１−３）。そして、充電器接続検出回路１０２は、携帯電話機が充電器と非接続状態になったことを検出する（図４に示す１−４）。充電器接続検出回路１０２は、例えば、充電器供給ライン１１５の電圧を監視しておき、急激に電圧が低下して閾値以下となると、非接続状態として検出する。
【００２９】
充電器接続検出回路１０２が非接続状態になったことを検出すると、充電制御回路１０６は、充電電流電圧制御用ＦＥＴ１０５をＯＦＦする。すなわち、充電制御回路１０６は、システム回路電源供給ライン１１４への定電圧の出力を停止する。また、充電制御回路１０６は、強制負荷回路１１６をＯＮすることで（図４に示す１−５）、システム回路電源供給ライン１１４の電荷を強制的に除去し、システム回路電源供給ライン１１４の電圧を急激に低下させる（図４に示す１−６）。例えば、強制負荷回路１１６は、強制的に負荷をかけた状態にし、システム回路電源供給ライン１１４にかかる電圧を低下させることによって、電荷を除去する。
【００３０】
その後、充電制御回路１０６は、所定時間経過すると、充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴ１０８をＯＮする（図４に示す１−７）ことで、システム回路１１３への電源供給を電池からの供給に切り替える（図４に示す１−９）。なお、所定時間とは、具体的には、電池の電圧がシステム回路電源供給ライン１１４の電圧より大きくなる十分な時間である。本実施形態では、強制的に負荷をかけることによって、この時間を短縮することができる。
【００３１】
以上のように、本実施形態では、充電開始前の認証待機状態において、充電器が非接続状態になった場合には、充電器接続検出回路１０２が非接続状態になったことを検出する。そして、充電制御回路１０６は、強制負荷回路１１６をＯＮさせることでシステム回路電源供給ライン１１４の電荷を強制的に除去する。そして、充電制御回路１０６は、電池の電圧がシステム回路電源供給ライン１１４の電圧よりも高い状態を確保した後に、電池からの電源供給に切り替える。そのため、システム回路電源供給ライン１１４の残電荷による電池への突入電流の発生を防ぐことができる（図４に示す１−８）。
【００３２】
実施形態２．
次に、本発明の第２の実施形態について図５及び図６を参照して説明する。図５は、第２の実施形態における充電回路の構成の一例を示すブロック図である。図６は、第２の実施形態における充電回路の動作の一例を示す説明図である。
【００３３】
第１の実施形態では、電子機器が充電器と非接続状態になったことを検出すると、システム電源供給ライン１１４の電荷を強制的に除去し、システム回路電源供給ライン１１４の電圧を低下させることで、電池の電圧がシステム回路電源供給ライン１１４の電圧より大きくなる条件を満たすようにしている。
【００３４】
本発明の第２の実施形態における充電回路では、図５に示すように、第１の実施形態に比べ、強制負荷回路１０６に代えて電圧比較回路５１６を含む点で異なる。電圧比較回路５１６は、システム回路電源供給ライン１１４の電圧と電池電圧とを比較する機能を備えている。
【００３５】
以下、本発明の第２の実施形態における充電回路の動作のうち、第１の実施形態と異なる部分について説明する。なお、本実施形態においても、充電回路は、携帯電話機やＰＨＳ、ノート型パーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載されているものとする。また、充電回路は、電子機器に装着された電池を充電の対象とする。
【００３６】
認証待機状態において、充電器接続検出回路１０２が、電子機器が充電器と非接続状態になったことを検出すると（図６に示す２−４）、充電制御回路１０６は、電圧比較回路１１６を用いて、システム回路電源供給ライン１１４の電圧と電池の電圧とを比較する。このとき、自然放電によって、システム回路電源供給ライン１１４の電圧が緩やかに低下する（図６に示す２−５）。
【００３７】
そして、充電制御回路１０６は、電池の電圧がシステム回路電源供給ライン１１４の電圧より大きいという条件を満たした時（すなわち、システム回路電源供給ライン１１４の電圧が自然放電によって電池の電圧を下回った時）に、充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴをＯＮする（図６に示す２−６）。このことによって、システム回路電源供給ライン１１４の残電荷による電池への突入電流の発生を防ぐことができる（図６に示す２−７）。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、充電開始前の認証待機状態において、充電器が非接続状態になった場合には、充電制御回路１０６は、電圧比較回路１１６を用いて、システム回路電源供給ライン１１４の電圧と電池の電圧とを比較する。そして、充電制御回路１０６は、比較結果に基づいて、電池の電圧がシステム回路電源供給ライン１１４の電圧よりも高い状態を確保した後に、電池からの電源供給に切り替える。そのため、システム回路電源供給ライン１１４の残電荷による電池への突入電流の発生を防ぐことができる。
【００３９】
なお、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせるようにしてもよい。そのようにすることによって、システム回路電源供給ライン１１４の電圧を急激に低下させることができ、さらに、電池の電圧がシステム回路電源供給ライン１１４の電圧より大きくなったことを確認してから電源からの電源供給に切り替えることができる。
【００４０】
次に、本発明による充電回路の最小構成について説明する。図７は、充電回路の最小の構成例を示すブロック図である。図７に示すように、充電回路は、最小の構成要素として、接続状態検出手段１０と、電源供給制御手段２０とを備えている。
【００４１】
図７に示す最小構成の充電回路では、接続状態検出手段１０は、認証処理の実行中に充電装置との接続状態を検出する。そして、接続状態検出手段１０が非接続状態になったことを検出すると、電源供給制御手段２０は、電源供給するラインの電圧が電池の電圧より小さくなった状態で電池から電源供給するように制御する。
【００４２】
従って、最小構成の充電回路によれば、認証待機状態において、充電装置と非接続状態になった場合であっても、電源供給するラインの電圧が電池の電圧より小さくなった状態で電池から電源供給するように制御するので、突入電流の発生を防ぐことができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、以下の（１）〜（５）に示すような充電回路の特徴的構成が示されている。
【００４４】
（１）充電回路は、所定の認証処理を実行し、認証に成功したことを条件として電池の充電動作を開始する充電回路であって、認証処理の実行中に充電装置（例えば、充電器）と非接続状態であるか否かを検出する接続状態検出手段（例えば、充電器接続検出回路１０２によって実現される）と、接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、充電装置が接続されていた接続ライン（例えば、システム回路電源供給ライン１１４）の残存電圧が電池から供給される電圧より小さくなった状態で電池から電源供給する状態に切り替えるように制御する電源供給制御手段（例えば、充電制御回路１０６及び充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴ１０８によって実現される）とを備えていることを特徴とする。
【００４５】
（２）充電回路は、接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、接続ラインに並列に設けられたラインに負荷をかける負荷手段（例えば、充電制御回路１０６及び強制負荷回路１１６によって実現される）を備え、電源供給制御手段は、負荷手段が負荷をかけた状態で所定時間経過すると、電池から電源供給する状態に切り替えるように制御するように構成されていてもよい。
【００４６】
（３）充電回路は、接続状態検出手段が非接続状態になったことを検出すると、電池によって供給される電圧と接続ラインの電圧とを比較する電圧比較手段（例えば、充電制御回路１０６及び電圧比較回路１１７によって実現される）を備え、電源供給制御手段は、電圧比較手段の比較結果に基づいて、接続ラインの電圧が電池によって供給される電圧より小さくなると電池から電源供給する状態に切り替えるように制御するように構成されていてもよい。
【００４７】
（４）充電回路において、電源供給制御手段は、認証処理を充電装置からの電源供給によって実行するように制御する（例えば、充電制御回路１０６、充電電流電圧制御用ＦＥＴ１０５及び充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴ１０８によって実現される）ように構成されていてもよい。
【００４８】
（５）充電回路において、接続状態検出手段は、接続ライン（例えば、充電器供給ライン１１５）の電圧に基づいて、接続状態を検出するように構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、携帯電話機等の電子機器が装着する電池を充電する用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０  接続状態検出手段
２０  電源供給制御手段
１０１  充電器接続コネクタ
１０２  充電器接続回路
１０３  充電器供給電流検出回路
１０４  充電器供給電流検出抵抗
１０５  充電電流電圧制御用ＦＥＴ
１０６  充電制御回路
１０７  定電圧検出回路
１０８  充電ＯＮ／ＯＦＦ用ＦＥＴ
１０９  充電検出回路
１１０  電池電源端子
１１１  電池ＧＮＤ端子
１１２  電池認証端子
１１３  システム回路
１１４  システム回路電源供給ライン
１１５  充電器供給ライン
１１６  強制負荷回路
１１７  電圧比較回路
【図１】
2011055604.tif 000003
【図２】
2011055604.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011055604.tif 000006
【図５】
2011055604.tif 000007
【図６】
2011055604.tif 000008
【図７】
2011055604.tif 000009