(57)【要約】 【課題】電子機器側で直接または間接的に充電ケーブルの異常を発見できるフェールセーフ機能を持たせ二次電池への充電の安全性を向上させた電子機器および電子機器システムを提供する。【解決手段】電子機器システムは、充電器１０と電子機器２０とからなる。充電器１０は電力出力部１２と出力停止部１３と充電ケーブルＫとを備えている。電子機器２０は、端末部３０と、二次電池４０とからなり、端末部３０は、遮断回路３１とシャント抵抗３２と電流検出部３３と電圧検出部３４とインピーダンス演算部３５と充電ケーブル状態判定部３６と電路３７と、を備え、内部負荷３８が存在する。インピーダンス演算部３５は、充電電圧の値ＶＯＵＴと充電電流の値ＩＣＨＧと二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬと二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴとに基づいて充電ケーブルＫのインピーダンスＲＣＢＬを算出する。【選択図】図１
2015012710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器により充電可能な二次電池と、
充電ケーブルを介して前記充電器に接続可能であり、当該充電器から充電電圧が印加されるとともに充電電流が供給され、更に当該充電器から前記充電電圧の値と前記充電電流の値を受信可能な充電接続部と、
少なくとも前記充電電圧の値と、前記充電電流の値と、前記二次電池を充電する二次電池充電電圧の値と、前記二次電池に供給される二次電池充電電流の値とに基づき、前記充電ケーブルのインピーダンスを算出するインピーダンス演算部と、
を備える電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器であって、
前記充電電流が流れる電路と、
前記電路から分岐して接続された内部負荷と、
前記電路および前記内部負荷の接続点と前記二次電池との間において、前記電路に設けられたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗に流れ、前記二次電池に供給される二次電池充電電流を検出する電流検出部とを、更に備え、
前記充電電圧が、少なくとも前記二次電池充電電圧と前記シャント抵抗において発生する降下電圧とに分圧されるとともに、前記充電電流が、少なくとも前記二次電池充電電流と前記内部負荷に供給される負荷電流とに分流される、電子機器。
【請求項３】
請求項２に記載の電子機器であって、
前記充電電圧の値がＶＯＵＴ、前記充電電流の値がＩＣＨＧ、前記二次電池充電電圧の値がＶＢＡＴＴ、前記負荷電流の値がＩＬであり、前記シャント抵抗の値がＲ１のとき、前記インピーダンス演算部は下記の式により、前記充電ケーブルのインピーダンスＲＣＢＬを算出する、電子機器。
2015012710.tif 000007
【請求項４】
請求項１に記載の電子機器であって、
前記充電電流が流れる電路と、
前記電路から分岐して接続された内部負荷と、
前記電路および前記内部負荷の接続点と前記二次電池との間において、前記電路に設けられたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗において発生する降下電圧を検出する電圧検出部とを、更に備え、前記充電電圧が、少なくとも前記二次電池充電電圧と前記降下電圧とに分圧されるとともに、前記充電電流が、少なくとも前記二次電池充電電流と前記内部負荷に供給される負荷電流とに分流される、電子機器。
【請求項５】
請求項４に記載の電子機器であって、前記充電電圧の値がＶＯＵＴ、前記充電電流の値がＩＣＨＧ、前記二次電池充電電圧の値がＶＢＡＴＴ、前記降下電圧の値がＶＤＲＯＰのとき、前記インピーダンス演算部は下記の式により、前記充電ケーブルのインピーダンスＲＣＢＬを算出する、電子機器。
2015012710.tif 000008
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記充電ケーブルのインピーダンスの値を前記充電器に送信する通信接続部を更に備える、電子機器。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記充電ケーブルのインピーダンスの値が所定の値より大きい場合、当該インピーダンスが異常であると判定する充電ケーブル状態判定部と、
前記充電ケーブル状態判定部が、前記インピーダンスが異常であると判定した場合、インピーダンス異常信号を前記充電器に送信する通信接続部と、をさらに備える、電子機器。
【請求項８】
請求項７に記載の電子機器であって、
前記インピーダンス異常信号の送信時に、前記充電器からの前記充電電圧の印加および前記充電電流の供給を遮断する遮断回路をさらに備える、電子機器。
【請求項９】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記充電ケーブルのインピーダンスの値が所定の値より大きい場合、当該インピーダンスが異常であると判定する充電ケーブル状態判定部と、
前記充電ケーブル状態判定部が、前記インピーダンスが異常であると判定した場合、インピーダンス異常信号および前記充電電圧の印加および前記充電電流の供給を停止する停止命令コマンドを前記充電器に送信する通信接続部と、をさらに備える、電子機器。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子機器であって、
前記インピーダンス異常信号および前記停止命令コマンドの送信時に、前記充電器からの前記充電電圧の印加および前記充電電流の供給を遮断する遮断回路をさらに備える、電子機器。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の電子機器と、充電器とを含む電子機器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末等に搭載される二次電池に充電できる電子機器および電子機器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートフォン等の電子機器は、高性能化および多機能化が進み、使用される二次電池の容量も増加（大容量化）し、それに伴い充電電流も増加している。二次電池の性能向上や発熱の危険性を回避した提案が成されている（例えば特許文献１〜４参照）。
【０００３】
特許文献１では、充電器内に定電流安定回路や定電圧安定回路および制御部等を設け、二次電池の急速充電に関して二次電池の温度に基づくサーマルカットオフ温度の段階設けて電池の発熱による危険性を低減している。
【０００４】
特許文献２では、携帯端末装置に関し、認証回路と、認証回路へ電力を供給する内蔵電源と、外部電源を認証する間、外部電源から端末本体への電力供給を遮断して内蔵電源から認証回路へ電力を供給する電源管理手段とを備えている。そして、認証する外部電源を使用しないことで携帯端末本体を保護し、認証期間中のみ電力を供給することで認証に使用する内蔵電池の電力消耗を軽減させることができる。
【０００５】
特許文献３では、電力供給装置には、充放電装置の内部温度データを受信する受信手段と、自らの内部温度を測定する温度測定手段と、温度データに基づいて、充放電装置に供給する電力の電力供給モードを切替える電力供給モード切替手段とを備えている。そして、温度を測定することにより、温度条件に対応した適正な充電モードでバッテリパックを充電することができるので、温度適正範囲ではない状態で、バッテリパックの充電する際に、生じる過電流による充電容量の低下を抑制することが可能となる。
【０００６】
特許文献４では、バッテリ充電装置に関し、バッテリの両端電圧値が充電終止電圧値より小さい場合に、所要の一定の電力値でバッテリの充電を行うよう充電電力供給手段の出力を制御する充電制御手段を備えている。そして、バッテリを急速に充電することができ、定電流充電で問題となる最大必要電力の増大を回避し、バッテリ充電装置の大型化を防ぐことができる。また、異常判定用時間および異常判定用電流変化量を取得して、異常判定用時間以上の時間における充電電流値の変化量が、異常判定用電流変化量より少ないかどうかでバッテリなどを含む充電回路の異常判定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３０８１３９号公報
【特許文献２】特開２００７−１９５０２１号公報
【特許文献３】特開２００７−３２５５００号公報
【特許文献４】特開２００９−１１０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
急速充電時の安全を考慮した機能を持たせた種々の提案がなされてはいるが（特許文献１〜４参照）、あくまで電流、電圧など異常値を検知するものである。これらの値が見かけ上正常値を取っている場合であっても、充電器と電子機器を接続する充電ケーブルが異常な状態に陥っている場合があり、そのような状態を放置することにより過充電や発熱の危険性が高まっている。しかしながら、これらの危険性を防止する構成等を持たせた技術は提示されていない。
【０００９】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、電子機器側で直接または間接的に充電ケーブルの異常を発見できるフェールセーフ機能を持たせ二次電池への充電の安全性を向上させた電子機器および電子機器システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電子機器は、充電器により充電可能な二次電池と、充電ケーブルを介して前記充電器に接続可能であり、当該充電器から充電電圧が印加されるとともに充電電流が供給され、更に当該充電器から前記充電電圧の値と前記充電電流の値を受信可能な充電接続部と、少なくとも前記充電電圧の値と、前記充電電流の値と、前記二次電池を充電する二次電池充電電圧の値と、前記二次電池に供給される二次電池充電電流の値とに基づき、前記充電ケーブルのインピーダンスを算出するインピーダンス演算部と、を備える。
【００１１】
本発明の電子機器の一多様として例えば、前記充電電流が流れる電路と、前記電路から分岐して接続された内部負荷と、前記電路および前記内部負荷の接続点と前記二次電池との間において、前記電路に設けられたシャント抵抗と、前記シャント抵抗に流れ、前記二次電池に供給される二次電池充電電流を検出する電流検出部とを、更に備え、前記充電電圧が、少なくとも前記二次電池充電電圧と前記シャント抵抗において発生する降下電圧とに分圧されるとともに、前記充電電流が、少なくとも前記二次電池充電電流と前記内部負荷に供給される負荷電流とに分流される。
【００１２】
本発明の電子機器の一多様として例えば、前記充電電圧の値がＶＯＵＴ、前記充電電流の値がＩＣＨＧ、前記二次電池充電電圧の値がＶＢＡＴＴ、前記負荷電流の値がＩＬであり、前記シャント抵抗の値がＲ１のとき、前記インピーダンス演算部は下記の式により、前記充電ケーブルのインピーダンスＲＣＢＬを算出する。
【数１】
2015012710.tif 000003
【００１３】
本発明の電子機器の一多様として例えば、前記充電電流が流れる電路と、前記電路から分岐して接続された内部負荷と、前記電路および前記内部負荷の接続点と前記二次電池との間において、前記電路に設けられたシャント抵抗と、前記シャント抵抗において発生する降下電圧を検出する電圧検出部とを、更に備え、前記充電電圧が、少なくとも前記二次電池充電電圧と前記降下電圧とに分圧されるとともに、前記充電電流が、少なくとも前記二次電池充電電流と前記内部負荷に供給される負荷電流とに分流される。
【００１４】
本発明の電子機器の一多様として例えば、前記充電電圧の値がＶＯＵＴ、前記充電電流の値がＩＣＨＧ、前記二次電池充電電圧の値がＶＢＡＴＴ、前記降下電圧の値がＶＤＲＯＰのとき、前記インピーダンス演算部は下記の式により、前記充電ケーブルのインピーダンスＲＣＢＬを算出する。
【数２】
2015012710.tif 000004
【００１５】
本発明の電子機器の一多様として例えば、前記充電ケーブルのインピーダンスの値を前記充電器に送信する通信接続部を更に備える。
【００１６】
本発明の電子機器の一多様として例えば、前記充電ケーブルのインピーダンスの値が所定の値より大きい場合、当該インピーダンスが異常であると判定する充電ケーブル状態判定部と、前記充電ケーブル状態判定部が、前記インピーダンスが異常であると判定した場合、インピーダンス異常信号を前記充電器に送信する通信接続部と、をさらに備える。
【００１７】
本発明の電子機器の一多様として例えば、前記インピーダンス異常信号の送信時に、前記充電器からの前記充電電圧の印加および前記充電電流の供給を遮断する遮断回路をさらに備える。
【００１８】
本発明の電子機器の一多様として例えば、前記充電ケーブルのインピーダンスの値が所定の値より大きい場合、当該インピーダンスが異常であると判定する充電ケーブル状態判定部と、前記充電ケーブル状態判定部が、前記インピーダンスが異常であると判定した場合、インピーダンス異常信号および前記充電電圧の印加および前記充電電流の供給を停止する停止命令コマンドを前記充電器に送信する通信接続部と、をさらに備える。
【００１９】
本発明の電子機器の一多様として例えば、前記インピーダンス異常信号および前記停止命令コマンドの送信時に、前記充電器からの前記充電電圧の印加および前記充電電流の供給を遮断する遮断回路をさらに備える。
【００２０】
本発明の電子機器システムであって、電子機器と、充電器とを含む。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の電子機器および電子機器システムによれば、充電器と電子機器を電気的に接続する充電ケーブルのインピーダンスを、充電電圧の値と、充電電流の値と、二次電池充電電圧の値と、二次電池充電電流の値とに基づいて電子機器側で直接または間接的に算出している。従って、電子機器側で充電ケーブルのインピーダンスを常時算出、監視して、断線の可能性のある充電ケーブルの異常を初期状態で見いだすことができ、過充電や充電ケーブルの発熱の危険性を未然に回避することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る電子機器および電子機器システムの第１の実施形態の一例を示すブロック図。
【図２】（ａ）本発明に係る電子機器および電子機器システムの一例を示す模式図、（ｂ）（ａ）のＡ部拡大図。
【図３】本発明に係る電子機器および電子機器システムの第２の実施形態の一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る電子機器および電子機器システムの好適な実施形態を、図１〜図３に基づいて詳述する。
【００２４】
図１は、本発明に係る電子機器および電子機器システムの第１の実施形態の一例を示すブロック図である。
【００２５】
電子機器システムは、充電器１０と電子機器２０とからなる。充電器１０は、外部の商用ＡＣ電源と電気的に接続可能なプラグを備え、整流器１１と、電力出力部１２と、出力停止部１３と、を備えている。また、充電器１０は、電子機器２０と電気的に接続可能なＵＳＢ等からなる充電ケーブルＫと直結また電気的に接続する充電接続部Ｐと、電子機器２０から送られてくる信号を取得する通信接続部Ｓを備えている。
【００２６】
整流器１１は、ＡＣ／ＤＣ変換器である。電力出力部１２は、整流器１１で変換された電力に基づき、充電対象の電子機器２０に適合した電力を出力する。出力停止部１３は、電子機器２０からの信号に基づいて電力出力部１２から供給される電力を停止する。
【００２７】
電子機器２０は、端末部３０と、電子機器２０に内蔵され端末部３０と着脱可能な二次電池４０とからなる。電子機器２０は、例えばスマートフォン等の携帯電話、タブレット等の携帯端末、デジタルカメラ、携帯型パーソナルコンピュータ、無線機等、二次電池４０によって動作する携帯機器である。端末部３０は、遮断回路３１と、シャント抵抗３２と、電流検出部３３と、電圧検出部３４と、インピーダンス演算部３５と、充電ケーブル状態判定部３６と、充電接続部Ｑと、通信接続部Ｔと、これらを電気的に繋ぐ電路３７と、を備える。
【００２８】
端末部３０内には、上述の構成の他、端末部３０の制御等を行う各種の回路等が実装され、二次電池４０への充電中に動作することにより生じる内部負荷３８が存在する。内部負荷３８は、一例として、遮断回路３１とシャント抵抗３２との間で電路３７から分岐して接続された状態で記載されている（図１参照）。また、内部負荷３８に流れる負荷電流の値をＩＬとしている。
【００２９】
遮断回路３１は、充電ケーブル状態判定部３６からの信号を受信して、充電器１０からの充電電圧の印加および充電電流の供給を遮断する。シャント抵抗３２は、電路３７に流れる電流を検出するための抵抗器であり、シャント抵抗の値Ｒ１を持って電路上３５に配置（実装）されている。電流検出部３３は、シャント抵抗３２に並列して配置され、電路３７に流れる二次電池充電電流の値（充電電流から負荷電流を差し引いた値：ＩＣＧＨ−ＩＬ）を検出する。電圧検出部３４は、電路３７に供給されている二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴを検出する。後述するように、充電電圧は、二次電池充電電圧と、電路３７において発生する降下電圧とに分圧される。
【００３０】
インピーダンス演算部３５は、マイクロプロセッサー（ＣＰＵ）等を備え、電流検出部３３および電圧検出部３４から送信されてくる二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬと二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴを取得するとともに、充電器１０の電力出力部１２から送信されてくる充電電圧の値ＶＯＵＴと充電電流の値ＩＣＨＧを取得する。そして、これらの取得した値を基づいて充電ケーブルＫのインピーダンスＲＣＢＬを算出（演算）する。充電ケーブル状態判定部３６は、インピーダンス演算部３５から送られてくる演算結果を基に、充電ケーブルＫのインピーダンスが異常であるか否かを判定し、異常であると判定した場合、インピーダンス異常信号および停止命令コマンドを生成する。
【００３１】
二次電池４０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池であり、外部の充電器１０等から供給される電力により充電され、充電された電力により端末部３０に備えられている各種構成を動作させる。また、二次電池４０は、二次電池４０内の温度を監視する正の抵抗温度特性を備えるＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）４１と、電池セル４２と、保護回路（保護ＦＥＴ）４３と、を備えている。
【００３２】
図２（ａ）は、本発明に係る電子機器および電子機器システムの一例を示す模式図、（ｂ）は、（ａ）のＡ部拡大図である。
【００３３】
充電ケーブルＫは、充電器１０から直接配線され、充電ケーブルＫの端部は電子機器２０の充電接続部Ｑとコネクタ等の嵌合により電気的に接続される。充電ケーブルＫは、複数の銅線Ｄが束（例えば２０本）になり耐熱ビニル等で被覆されている。ユーザ側では、充電ケーブルを自由に屈曲等行うため、銅線Ｄに負荷が掛かり断線（矢印Ｂ参照）することもある。完全に切断した場合は、充電ケーブル内を充電電流が流れなくなる故障として見いだすこともある。しかしながら、断線しかかった場合は、二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬや二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴに変化が見られず、正常充電と見なされてしまう危険性がある。そのまま充電し続けると、充電電圧の値ＶＯＵＴが上昇して（例：４Ｖ→６Ｖ等）充電ケーブルＫに負荷が掛かり、発熱等を生じることもある。その際、充電ケーブルＫのインピーダンスＲＣＢＬが上昇する。例えば、銅線Ｄの２０本の内、半分の部分断線を生じるとインピーダンスＲＣＢＬは０．１Ω（正常値）から０．２Ωに上昇する。
【００３４】
本発明は、充電ケーブルＫのインピーダンスＲＣＢＬを常時監視して、断線の可能性のある充電ケーブルＫの異常を初期状態で見いだし、断線の危険性を未然に回避している。尚、断線とは、断線しかかっている状態の他、完全に切断される前に部分的にのみ銅線Ｄが繋がっている状態も指し、充電ケーブルＫの所定の値（正常値）に比較してインピーダンスＲＣＢＬが増加（上昇）した状態を言う。
【００３５】
充電ケーブルＫのインピーダンスの値ＲＣＢＬは、下記の数式（１）で導くことができる。
【数３】
2015012710.tif 000005
【００３６】
式（１）に於いて、ＲＣＢＬは充電ケーブルＫのインピーダンス、ＶＯＵＴは充電電圧の値、ＶＢＡＴＴは二次電池充電電圧の値、Ｒ１はシャント抵抗３２の値、ＩＣＨＧは充電電流の値、ＩＬは負荷電流の値である。
【００３７】
即ち、充電電圧の値ＶＯＵＴから二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴと、シャント抵抗３２の値Ｒ１および二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬの積（Ｒ１×ＩＣＧＨ−ＩＬ）と、を引いた電圧の値（ＶＯＵＴ−ＶＢＡＴＴ−Ｒ１×（ＩＣＧＨ−ＩＬ））を算出する。そして、電圧の値（ＶＯＵＴ−ＶＢＡＴＴ−Ｒ１×（ＩＣＧＨ−ＩＬ））を充電電流の値ＩＣＧＨで割るとインピーダンスＲＣＢＬが算出できる。各値の取得およびそれに基づく算出、算出結果に基づく異常判定については、図１を参照して以下詳述する。
【００３８】
充電器１０と電子機器２０とが充電ケーブルＫを介して電気的に接続されると、電力出力部１２から充電接続部Ｐ、充電ケーブルＫおよび充電接続部Ｑを介して電子機器２０へ充電電圧が印加されるとともに充電電流が供給される。そして、電力出力部１２から電子機器２０に供給される充電電圧の値ＶＯＵＴと充電電流の値ＩＣＨＧは、電力出力部１２から通信接続部Ｓに送信され、充電ケーブルＫおよび電子機器２０の通信接続部Ｔを介してインピーダンス演算部３５に送信される。インピーダンス演算部３５は、予め記憶されているシャント抵抗３２の値Ｒ１とともに、受信した充電電圧の値ＶＯＵＴと充電電流の値ＩＣＨＧとを記憶する。
【００３９】
充電電流の一部は内部負荷３８に必要な負荷電流（値ＩＬ）として分流され、負荷電流を引いた電流の値が二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬと成る。また、充電電圧は、電路３７上で二次電池充電電圧とシャント抵抗３２によって発生する降下電圧に分圧される。
【００４０】
電流検出部３３では、シャント抵抗３２間を流れる二次電池充電電流を検出し、電圧検出部３４では、シャント抵抗３２を通過した二次電池充電電圧を検出している。そして、電流検出部３３で検出された二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬと電圧検出部３４で検出された二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴは、インピーダンス演算部３５に送信される。
【００４１】
インピーダンス演算部３５は、取得された充電電圧の値ＶＯＵＴ、充電電流の値ＩＣＨＧ、二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬ、二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴおよびシャント抵抗３２の値Ｒ１に基づいて充電ケーブルＫのインピーダンスＲＣＢＬを算出する。上述の式（１）参照。算出されたインピーダンスＲＣＢＬは、充電ケーブル状態判定部３６に送信される。
【００４２】
充電ケーブル状態判定部３６は、充電器１０から送信される充電ケーブルＫのインピーダンスＲＣＢＬの所定の値も記憶する。算出されたインピーダンスＲＣＢＬが所定の値より大きい場合、即ち、充電ケーブルＫのインピーダンスが異常であると判定した場合、インピーダンス異常信号および停止命令コマンドを生成する。そして、充電ケーブル状態判定部３６は、インピーダンス異常信号および停止命令コマンドを端末部３０の通信接続部Ｔに送信する。次に、端末部３０の通信接続部Ｔは、充電ケーブルＫおよび充電器１０の通信接続部Ｓを介して、インピーダンス異常信号および充電電圧の印加および充電電流の供給を停止する停止命令コマンドを、充電器１０の出力停止部１３に送信する。そして、インピーダンス異常信号および停止命令コマンドを受信した出力停止部１３は、停止命令コマンドに基づいて電力出力部１２からの充電電圧の印加および充電電流の供給を停止させる。
【００４３】
端末部３０のインピーダンス演算部３５は、取得された各種の値に基づいて充電ケーブルＫのインピーダンスＲＣＢＬを常に算出し、その結果を充電ケーブル状態判定部３６に送信している。そして、算出されたインピーダンスＲＣＢＬの値が所定の値より大きいと充電ケーブル状態判定部３６が判定した場合、出力停止部１３を介して充電器１０の電力出力部１２から電子機器２０への充電電圧の印加および充電電流の供給を停止させる。この動作により、充電ケーブルＫの断線等の異常を初期状態で見いだすことができ、過充電や充電ケーブルＫの発熱の危険性を未然に回避することが可能である。
【００４４】
一方、充電ケーブル状態判定部３６は、インピーダンス異常信号および停止命令コマンドを、通信接続部Ｔに送信時に遮断回路３１にも送信する。遮断回路３１は、停止命令コマンドに基づいて、充電器１０からの充電電圧の印加および充電電流の供給を遮断する。遮断回路３１を備えることにより、充電器１０側で故障等の異常が発生して電子機器２０への充電電圧の印加および充電電流の供給が継続された場合でも、二次電池４０への充電を遮断することができる。従って、電子機器２０側でも独自に充電器１０側からの充電電圧の印加および充電電流の供給を遮断できるため、電子機器２０への過充電等を防止することが可能となり、充電時の安全性がより向上する可能性がある。
【００４５】
図３は、本発明に係る電子機器および電子機器システムの第２の実施形態の一例を示すブロック図である。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、シャント抵抗３２と並列に電圧検出部３４が実装されている点である。電圧検出部３４は、例えば、図示しない周知の切り替えスイッチが時分割制御されることで、シャント抵抗３２によって発生する降下電圧の値ＶＤＲＯＰと二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴとを取得するが、その具体的な構成は特に限定されない。尚、第１の実施形態と同じ動作等は記載を省略する。
【００４６】
電圧検出部３４は、シャント抵抗３２によって発生する降下電圧の値ＶＤＲＯＰと二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴを検出する。充電器１０と電子機器２０とが充電ケーブルＫを介して電気的に接続されると、インピーダンス演算部３５は、予め記憶されているシャント抵抗３２と値Ｒ１とともに、電力出力部１２から受信した充電電圧の値ＶＯＵＴと充電電流の値ＩＣＨＧとを記憶する。そして、インピーダンス演算部３５は、シャント抵抗３２によって発生する降下電圧の値ＶＤＲＯＰと二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴとを電圧検出部３４から取得する。
【００４７】
インピーダンス演算部３５は、充電電圧の値ＶＯＵＴ、二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴ、降下電圧の値ＶＤＲＯＰおよび充電電流の値ＩＣＨＧに基づいて、下記の数式（２）で充電ケーブルＫのインピーダンスの値ＲＣＢＬを算出する。
【数４】
2015012710.tif 000006
【００４８】
即ち、充電電圧の値ＶＯＵＴから二次電池充電電圧の値ＶＢＡＴＴと降下電圧の値ＶＤＲＯＰとを引いた電圧の値（ＶＯＵＴ−ＶＢＡＴＴ−ＶＤＲＯＰ）を、充電電流の値ＩＣＧＨで割ってインピーダンスＲＣＢＬが算出できる。
【００４９】
充電ケーブル状態判定部３６は、算出されたインピーダンスＲＣＢＬが所定の値より大きい場合、インピーダンス異常信号および停止命令コマンドを生成して、通信接続部Ｔ、充電ケーブルＫおよび通信接続部Ｓを介して、充電器１０に送信する。そして、インピーダンス異常信号および停止命令コマンドを受信した出力停止部１３は、停止命令コマンドに基づいて電力出力部１２からの充電電圧の印加および充電電流の供給を停止させる。同時に、遮断回路３１が遮断して、充電器１０から電子機器２０への充電電圧の印加および充電電流の供給を停止させる点は第１の実施形態と同じである。
【００５０】
第１の実施形態では式（１）を、第２の実施形態では式（２）を上述したが、式（１）および式（２）は、第１の実施形態でも第２の実施形態でも利用可能である。尚、式（１）および式（２）は、充電ケーブルＫのインピーダンスＲＣＢＬを算出する一例であり特に限定されない。
【００５１】
第１の実施形態では、二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬが検知できているため、二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬから降下電圧の値ＶＤＲＯＰを算出して、式（２）を利用することができる。即ち、式（２）の降下電圧の値ＶＤＲＯＰは、二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬとシャント抵抗３２の値の積によって算出できる（ＶＤＲＯＰ＝Ｒ１×（ＩＣＧＨ−ＩＬ））。また、第２の実施形態では、降下電圧の値ＶＤＲＯＰが検知できているため、降下電圧の値ＶＤＲＯＰから二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬを算出して、式（１）を利用することができる。即ち、式（１）の二次電池充電電流の値ＩＣＧＨ−ＩＬは、降下電圧の値ＶＤＲＯＰをシャント抵抗３２の値Ｒ１で割って算出できる（（ＩＣＧＨ−ＩＬ）＝ＶＤＲＯＰ／Ｒ１）。
【００５２】
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係る電子機器および電子機器システムは、スマートフォン等の携帯電話、タブレット等の携帯端末、デジタルカメラ、携帯型パーソナルコンピュータ、無線機等の二次電池に充電を行う際、充電ケーブルの異常を未然に防ぐ用途に適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０：充電器
１１：整流器
１２：電力出力部
１３：出力停止部
２０：電子機器
３０：端末部
３１：遮断回路
３２：シャント抵抗
３３：電流検出部
３４：電圧検出部
３５：インピーダンス演算部
３６：充電ケーブル状態判定部
３７：電路
３８：内部負荷
４０：二次電池
Ｋ：充電ケーブル
Ｐ、Ｑ：充電接続部
Ｓ、Ｔ：通信接続部
ＩＣＧＨ：充電電流の値
ＩＬ：負荷電流の値
ＩＣＧＨ−ＩＬ：二次電池充電電流の値
Ｒ１：シャント抵抗の値
ＲＣＢＬ：充電ケーブルのインピーダンス
ＶＯＵＴ：充電電圧の値
ＶＢＡＴＴ：二次電池充電電圧の値
【図１】
2015012710.tif 000009
【図２】
2015012710.tif 000010
【図３】
2015012710.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月10日(2014.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器により充電可能な二次電池と、
充電ケーブルを介して前記充電器に接続可能であり、当該充電器から充電電圧が印加されるとともに充電電流が供給され、更に当該充電器から前記充電電圧の値と前記充電電流の値を受信可能な充電接続部と、
少なくとも前記充電電圧の値と、前記充電電流の値と、前記二次電池を充電する二次電池充電電圧の値と、前記二次電池に供給される二次電池充電電流の値とに基づき、前記充電ケーブルのインピーダンスを算出するインピーダンス演算部と、
を備える電子機器電子機器であって、
前記充電電流が流れる電路と、
前記電路から分岐して接続された内部負荷と、
前記電路および前記内部負荷の接続点と前記二次電池との間において、前記電路に設けられたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗に流れ、前記二次電池に供給される二次電池充電電流を検出する電流検出部とを、更に備え、
前記充電電圧が、少なくとも前記二次電池充電電圧と前記シャント抵抗において発生する降下電圧とに分圧されるとともに、前記充電電流が、少なくとも前記二次電池充電電流と前記内部負荷に供給される負荷電流とに分流される、電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器であって、
前記充電電圧の値がＶＯＵＴ、前記充電電流の値がＩＣＨＧ、前記二次電池充電電圧の値がＶＢＡＴＴ、前記負荷電流の値がＩＬであり、前記シャント抵抗の値がＲ１のとき、前記インピーダンス演算部は下記の式により、前記充電ケーブルのインピーダンスＲＣＢＬを算出する、電子機器。
2015012710.tif 000012
【請求項３】
充電器により充電可能な二次電池と、
充電ケーブルを介して前記充電器に接続可能であり、当該充電器から充電電圧が印加されるとともに充電電流が供給され、更に当該充電器から前記充電電圧の値と前記充電電流の値を受信可能な充電接続部と、
少なくとも前記充電電圧の値と、前記充電電流の値と、前記二次電池を充電する二次電池充電電圧の値と、前記二次電池に供給される二次電池充電電流の値とに基づき、前記充電ケーブルのインピーダンスを算出するインピーダンス演算部と、
を備える電子機器であって、
前記充電電流が流れる電路と、
前記電路から分岐して接続された内部負荷と、
前記電路および前記内部負荷の接続点と前記二次電池との間において、前記電路に設けられたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗において発生する降下電圧を検出する電圧検出部とを、更に備え、前記充電電圧が、少なくとも前記二次電池充電電圧と前記降下電圧とに分圧されるとともに、前記充電電流が、少なくとも前記二次電池充電電流と前記内部負荷に供給される負荷電流とに分流される、電子機器。
【請求項４】
請求項３に記載の電子機器であって、前記充電電圧の値がＶＯＵＴ、前記充電電流の値がＩＣＨＧ、前記二次電池充電電圧の値がＶＢＡＴＴ、前記降下電圧の値がＶＤＲＯＰのとき、前記インピーダンス演算部は下記の式により、前記充電ケーブルのインピーダンスＲＣＢＬを算出する、電子機器。
2015012710.tif 000013
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記充電ケーブルのインピーダンスの値を前記充電器に送信する通信接続部を更に備える、電子機器。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記充電ケーブルのインピーダンスの値が所定の値より大きい場合、当該インピーダンスが異常であると判定する充電ケーブル状態判定部と、
前記充電ケーブル状態判定部が、前記インピーダンスが異常であると判定した場合、インピーダンス異常信号を前記充電器に送信する通信接続部と、をさらに備える、電子機器。
【請求項７】
請求項６に記載の電子機器であって、
前記インピーダンス異常信号の送信時に、前記充電器からの前記充電電圧の印加および前記充電電流の供給を遮断する遮断回路をさらに備える、電子機器。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器であって、
前記充電ケーブルのインピーダンスの値が所定の値より大きい場合、当該インピーダンスが異常であると判定する充電ケーブル状態判定部と、
前記充電ケーブル状態判定部が、前記インピーダンスが異常であると判定した場合、インピーダンス異常信号および前記充電電圧の印加および前記充電電流の供給を停止する停止命令コマンドを前記充電器に送信する通信接続部と、をさらに備える、電子機器。
【請求項９】
請求項８に記載の電子機器であって、
前記インピーダンス異常信号および前記停止命令コマンドの送信時に、前記充電器からの前記充電電圧の印加および前記充電電流の供給を遮断する遮断回路をさらに備える、電子機器。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の電子機器と、充電器とを含む電子機器システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の電子機器は、充電器により充電可能な二次電池と、充電ケーブルを介して前記充電器に接続可能であり、当該充電器から充電電圧が印加されるとともに充電電流が供給され、更に当該充電器から前記充電電圧の値と前記充電電流の値を受信可能な充電接続部と、少なくとも前記充電電圧の値と、前記充電電流の値と、前記二次電池を充電する二次電池充電電圧の値と、前記二次電池に供給される二次電池充電電流の値とに基づき、前記充電ケーブルのインピーダンスを算出するインピーダンス演算部と、を備える電子機器であって、前記充電電流が流れる電路と、前記電路から分岐して接続された内部負荷と、前記電路および前記内部負荷の接続点と前記二次電池との間において、前記電路に設けられたシャント抵抗と、前記シャント抵抗に流れ、前記二次電池に供給される二次電池充電電流を検出する電流検出部とを、更に備え、前記充電電圧が、少なくとも前記二次電池充電電圧と前記シャント抵抗において発生する降下電圧とに分圧されるとともに、前記充電電流が、少なくとも前記二次電池充電電流と前記内部負荷に供給される負荷電流とに分流される、電子機器。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の電子機器は、充電器により充電可能な二次電池と、充電ケーブルを介して前記充電器に接続可能であり、当該充電器から充電電圧が印加されるとともに充電電流が供給され、更に当該充電器から前記充電電圧の値と前記充電電流の値を受信可能な充電接続部と、少なくとも前記充電電圧の値と、前記充電電流の値と、前記二次電池を充電する二次電池充電電圧の値と、前記二次電池に供給される二次電池充電電流の値とに基づき、前記充電ケーブルのインピーダンスを算出するインピーダンス演算部と、を備える電子機器であって、前記充電電流が流れる電路と、前記電路から分岐して接続された内部負荷と、前記電路および前記内部負荷の接続点と前記二次電池との間において、前記電路に設けられたシャント抵抗と、前記シャント抵抗において発生する降下電圧を検出する電圧検出部とを、更に備え、前記充電電圧が、少なくとも前記二次電池充電電圧と前記降下電圧とに分圧されるとともに、前記充電電流が、少なくとも前記二次電池充電電流と前記内部負荷に供給される負荷電流とに分流される。