(57)【要約】【課題】本発明は、外部機器との接続を簡略化することができるようにし、また過充電を確実に防止し得るようにする。【解決手段】本発明は、定電流回路による充電用の電源回路１７と充電制御回路１８とを別体に配置するように構成して、この定電流回路１７からの電源を間欠的にバッテリ１５に供給した後、連続してバッテリ１５に供給する。また矩形波信号による制御信号Ｓ２より直流成分を阻止して積分値を検出し、この積分値によりバッテリ１５へ電源を供給すると共に、タイマ２７により強制的に充電を中止させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器に接続して前記外部機器から出力される電源により内蔵のバッテリを充電して動作する携帯機器であって、
前記バッテリの充電を制御する充電制御回路を有し、
前記充電制御回路から出力する１つの制御信号によりスイッチ回路を駆動して、前記外部機器に内蔵の定電流回路から出力される前記バッテリの充電用電源を、所定の繰り返し周波数により間欠的に前記バッテリに供給した後、連続して前記バッテリに供給することにより、前記バッテリを前記外部機器の電源により充電する
ことを特徴とする携帯機器。
【請求項２】
前記スイッチ回路が前記外部機器に保持されてなる
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項３】
前記スイッチ回路を内蔵してなる
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項４】
前記所定の繰り返し周波数が、
１〔Ｈｚ〕以下の繰り返し周波数である
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項５】
前記外部機器から前記充電制御回路に専用の動作用電源を入力する
ことを特徴とする請求項４に記載の携帯機器。
【請求項６】
前記外部機器から入力する前記バッテリの充電用電源から前記充電制御回路に専用の動作用電源を生成する電源回路を有する
ことを特徴とする請求項４に記載の携帯機器。
【請求項７】
前記充電制御回路は、
所定周波数の矩形波信号により前記制御信号を出力し、
前記スイッチ回路は、
前記制御信号の直流成分を阻止して積分値を得、前記積分値の立ち上がりにより充電用電源を前記バッテリに供給し、前記積分値の立ち下がりにより前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止し、
前記携帯機器は、
前記制御信号の出力の開始に対応して時間計測を開始し、所定時間の経過により前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止させる保護回路を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯機器。
【請求項８】
前記スイッチ回路に係る所定の繰り返し周波数が、
１〔Ｈｚ〕以下の繰り返し周波数であり、
前記矩形波信号の周波数が、
前記スイッチ回路に係る所定の繰り返し周波数以上であって、１００〔Ｈｚ〕以下である
ことを特徴とする請求項７に記載の携帯機器。
【請求項９】
携帯機器を接続して前記携帯機器に内蔵のバッテリに充電用の電源を供給する外部機器であって、
前記バッテリに前記充電用の電源を供給する定電流回路を有し、
前記バッテリの充電を制御する前記携帯機器に内蔵の充電制御回路から出力される１つの制御信号により動作するスイッチ回路を介して、
前記定電流回路の電源を、所定の繰り返し周波数により間欠的に前記バッテリに供給した後、連続して前記バッテリに供給することにより、前記バッテリを充電する
ことを特徴とする外部機器。
【請求項１０】
前記スイッチ回路が前記携帯機器に保持されてなる
ことを特徴とする請求項９に記載の外部機器。
【請求項１１】
前記スイッチ回路を保持されてなる
ことを特徴とする請求項９に記載の外部機器。
【請求項１２】
前記所定の繰り返し周波数が、
１〔Ｈｚ〕以下の繰り返し周波数である
ことを特徴とする請求項９に記載の外部機器。
【請求項１３】
前記充電制御回路に対して、前記充電用電源とは異なる系統により動作用の電源を出力する
ことを特徴とする請求項１２に記載の外部機器。
【請求項１４】
前記充電制御回路は、
所定周波数の矩形波信号により前記制御信号を出力し、
前記スイッチ回路は、
前記制御信号の直流成分を阻止して積分値を得、前記積分値の立ち上がりにより前記充電用電源を前記バッテリに供給し、前記積分値の立ち下がりにより前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止し、
前記外部機器は、
前記制御信号の出力の開始に対応して時間計測を開始し、所定時間の経過により前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止させる保護回路を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の外部機器。
【請求項１５】
前記スイッチ回路に係る所定の繰り返し周波数が、
１〔Ｈｚ〕以下の繰り返し周波数であり、
前記矩形波信号の周波数が、
前記スイッチ回路に係る所定の繰り返し周波数以上であって、１００〔Ｈｚ〕以下である
ことを特徴とする請求項１４に記載の外部機器。
【請求項１６】
外部機器に携帯機器を接続して、前記外部機器から出力される電源により前記携帯機器に内蔵のバッテリを充電するバッテリの充電方法であって、
前記バッテリの充電用電源を出力する定電流回路を前記外部機器に保持し、
前記バッテリの充電を制御する充電制御回路を前記携帯機器に保持し、
前記充電制御回路から出力される１つの制御信号により動作するスイッチ回路を介して、前記定電流回路の電源を、所定の繰り返し周波数により間欠的に前記バッテリに供給した後、連続して前記バッテリに供給することにより、前記バッテリを充電する
ことを特徴とするバッテリの充電方法。
【請求項１７】
前記制御信号を所定周波数の矩形波信号により前記充電制御回路から出力し、
前記スイッチ回路において、
前記制御信号の直流成分を阻止して積分値を得、前記積分値の立ち上がりにより充電用電源を前記バッテリに供給し、前記積分値の立ち下がりにより前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止し、
前記制御信号の出力に対応して時間計測を開始し、所定時間の経過により前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止させる
ことを特徴とする請求項１６に記載のバッテリの充電方法。
【請求項１８】
充電制御回路の制御により電源回路から供給される充電用電源によりバッテリを充電するバッテリの充電方法であって、
前記充電制御回路から矩形波状の制御信号を出力し、
前記制御信号の直流成分を阻止して積分値を得、前記積分値の立ち上がりにより前記充電用電源を前記バッテリに供給し、前記積分値の立ち下がりにより前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止し、
前記制御信号の出力の開始に対応して時間計測を開始し、所定時間の経過により前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止させる
ことを特徴とするバッテリの充電方法。
【請求項１９】
前記電源回路を外部機器に保持し、
前記充電制御回路を保持した携帯機器を前記外部機器に接続して前記バッテリを充電する
ことを特徴とする請求項１８に記載のバッテリの充電方法。
【請求項２０】
バッテリの充電量を検出し、該検出結果に基づいて、矩形波状の制御信号を出力すると共に、時間計測の開始信号を出力する充電制御回路と、
前記制御信号の直流成分を阻止して積分値を得、前記積分値の立ち上がりにより充電用電源を前記バッテリに供給し、前記積分値の立ち下がりにより前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止する第１の保護回路と、
前記開始信号により時間計測を開始し、所定時間の経過により前記充電用電源の前記バッテリへの供給を停止させる第２の保護手段とを有する
ことを特徴とするバッテリの充電回路。
【請求項２１】
前記電源回路が外部機器に保持され、
前記充電制御回路が、前記外部機器に接続される携帯機器に保持された
ことを特徴とする請求項２０に記載の充電回路。
【請求項２２】
前記矩形波信号の周波数が１００〔Ｈｚ〕以下である
ことを特徴とする請求項２０に記載のバッテリの充電回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充電装置、電子機器に関し、例えば携帯型のオーディオ装置とそのクレードルに適用することができる。本発明は、定電流回路による充電用の電源回路と充電制御回路とを別体に配置するように構成して、スイッチ回路の駆動によりこの定電流回路からの電源を間欠的にバッテリに供給した後、連続してバッテリに供給することにより、外部機器との接続を簡略化することができるようにする。また本発明は、定電流回路による充電用の電源回路と充電制御回路とを別体に配置する場合等において、矩形波信号による制御信号より直流成分を阻止して積分値を検出し、この積分値によりバッテリへ電源を供給すると共に、タイマにより強制的に充電を中止させることにより、過充電を確実に防止し得るようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスクを用いた携帯型のオーディオ装置等においては、バッテリにより動作し得るようになされ、ＡＣアダプタ等の外部機器から得られる直流電源によりこのバッテリを充電するようになされている。このためこの種の機器においては、バッテリを充電する充電回路を内蔵するようになされている。
【０００３】
ここでこの充電回路においては、充電用の電力をバッテリに供給する電源回路と、バッテリの端子電圧、温度等を監視して電源回路を制御する充電制御回路とにより構成される。電源回路は、充電方式によって異なり、例えば定電圧回路、定電流回路、さらにはパルス幅変調回路（特開平１１−２６０２６号公報）により構成され、これらのうち定電流回路による方式においては、簡易な構成により比較的短時間で充電を完了することができる。
【０００４】
これに対して充電制御回路は、近年、例えば特開平７−３９０８２号公報に開示されているように、マイクロコンピュータにより構成されるようになされ、この種の機器においては、この充電制御回路による電源回路の制御によりバッテリの過充電等を防止するようになされている。また併せて放電電流等を監視し、過放電等を防止するようになされている。
【０００５】
このようなバッテリの過充電を防止する保護方法としては、例えば特開平６−１４１４８４号公報に、タイマを補助的に設けて過充電を防止する方法が提案されるようになされている。
【０００６】
これに対してニッケル水素電池等のバッテリを充電する場合、例えば特開平８−１０３０２９号公報に開示のように、プリチャージにおいて、少ない充電電流で充電を試み、バッテリの異常等を検出し、さらには満充電の検出精度を向上するようになされている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２６０２６号公報
【特許文献２】
特開平７−３９０８２号公報
【特許文献３】
特開平６−１４１４８４号公報
【特許文献４】
特開平８−１０３０２９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところでこの種の携帯機器の形状をさらに一段と小型化、軽量化することができれば、一段と使い勝手を向上できると考えられる。しかして充電回路に設けられる定電流回路による電源回路は、消費電力が大きく、その分、配置のスペースを十分に確保して放熱を図ることが必要になる。これによりこの種の充電回路に要するスペースを小さくすることができれば、一段と小型化、軽量化することができると考えられる。
【０００９】
この問題を解決する１つの方法として、例えば充電回路の電源回路を外部機器側に設けるようにすれば、その分、携帯機器側の構成を簡略化、小型化することができると考えられる。
【００１０】
しかしながらこのようにすると、携帯機器と外部機器との接続が煩雑になる問題がある。すなわちこのような充電回路の電源回路を外部機器側に設けるようにすると、充電回路においては、図７に示すように構成されると考えられる。ここで外部機器１においては、プリチャージ用の電源を供給する定電流回路による電源回路２と、プリチャージ後の本来の充電電流による電源を供給する定電流回路による電源回路３と、これら電源回路２、３の出力をそれぞれ制御するトランジスタ等によるスイッチ回路４、５とが設けられ、スイッチ回路４、５の出力が携帯機器６のバッテリ７に供給される。またこのバッテリ７の電源により動作する充電制御回路８により、バッテリ７の過充電、異常発熱、バッテリ７の充電量等が監視され、この充電制御回路８の制御により、外部機器１のスイッチ回路４、５、定電流回路２、３が制御されることになる。これにより充電回路の電源回路２、３を外部に設けた分、携帯機器６側より外部の電源回路２、３を制御することが必要になり、この図７に示す例では、スイッチ回路４、５、電源回路２、３の制御の為に、別途、信号ラインが３本必要になる。なおこのようなスイッチ回路４、５、電源回路２、３に係る制御を制御データのシリアル伝送により実行することにより接続を簡略化することも考えられるが、このようにすると、このようなデータ伝送に係る構成が別途必要になり、その分、構成が煩雑になる問題がある。
【００１１】
このように携帯機器と外部機器との接続が煩雑になると、その分、配線の引回しを介して、さらにはコネクタを介して、ノイズが混入し易くなり、また静電気による影響も受け易くなり、これらにより充電制御回路８に異常が発生する恐れがある。
【００１２】
またコンピュータにおいては、バグ等によるフリーズ等の異常を完全に防止することが困難なことにより、マイクロコンピュータにより構成される充電制御回路８においても、バグ等により動作に異常をきたす恐れもある。因みに、充電回路に異常が発生すると、バッテリ７を過充電する恐れがあり、その結果、液漏れ等の事故が発生する恐れがある。
【００１３】
本発明はこれらの点を考慮してなされたもので、携帯機器及び外部機器にそれぞれバッテリ及びバッテリを充電する充電回路の電源回路を設ける構成において、外部機器との接続を簡略化することができる携帯機器、外部機器及びバッテリの充電方法を提案しようとするものである。また携帯機器及び外部機器にそれぞれバッテリ及びバッテリを充電する充電回路の電源回路を設ける構成等において、過充電を確実に防止することができるバッテリの充電方法及び充電回路を提案しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、外部機器に接続して外部機器から出力される電源により内蔵のバッテリを充電して動作する携帯機器に適用して、バッテリの充電を制御する充電制御回路を有し、充電制御回路から出力する１つの制御信号によりスイッチ回路を駆動して、外部機器に内蔵の定電流回路から出力されるバッテリの充電用電源を、所定の繰り返し周波数により間欠的にバッテリに供給した後、連続してバッテリに供給することにより、バッテリを外部機器の電源により充電する。
【００１５】
また請求項９の発明においては、携帯機器を接続して携帯機器に内蔵のバッテリに充電用の電源を供給する外部機器であって、バッテリに充電用の電源を供給する定電流回路を有し、バッテリの充電を制御する携帯機器に内蔵の充電制御回路から出力される１つの制御信号により動作するスイッチ回路を介して、定電流回路の電源を、所定の繰り返し周波数により間欠的にバッテリに供給した後、連続してバッテリに供給することにより、バッテリを充電する。
【００１６】
また請求項１６の発明においては、外部機器に携帯機器を接続して、外部機器から出力される電源により携帯機器に内蔵のバッテリを充電するバッテリの充電方法に適用して、バッテリの充電用電源を出力する定電流回路を外部機器に保持し、バッテリの充電を制御する充電制御回路を携帯機器に保持し、充電制御回路から出力される１つの制御信号により動作するスイッチ回路を介して、定電流回路の電源を、所定の繰り返し周波数により間欠的にバッテリに供給した後、連続してバッテリに供給することにより、バッテリを充電する。
【００１７】
また請求項１８の発明においては、充電制御回路の制御により電源回路から供給される充電用電源によりバッテリを充電するバッテリの充電方法に適用して、充電制御回路から矩形波状の制御信号を出力し、制御信号の直流成分を阻止して積分値を得、積分値の立ち上がりにより充電用電源をバッテリに供給し、積分値の立ち下がりにより充電用電源のバッテリへの供給を停止し、制御信号の出力の開始に対応して時間計測を開始し、所定時間の経過により充電用電源のバッテリへの供給を停止させる。
【００１８】
また請求項２０の発明においては、バッテリの充電量を検出し、該検出結果に基づいて、矩形波状の制御信号を出力すると共に、時間計測の開始信号を出力する充電制御回路と、制御信号の直流成分を阻止して積分値を得、積分値の立ち上がりにより充電用電源をバッテリに供給し、積分値の立ち下がりにより充電用電源のバッテリへの供給を停止する第１の保護回路と、開始信号により時間計測を開始し、所定時間の経過により充電用電源のバッテリへの供給を停止させる第２の保護手段とを有するようにする。
【００１９】
請求項１の構成によれば、外部機器に接続して外部機器から出力される電源により内蔵のバッテリを充電して動作する携帯機器に適用して、バッテリの充電を制御する充電制御回路を有し、充電制御回路から出力する１つの制御信号によりスイッチ回路を駆動して、外部機器に内蔵の定電流回路から出力されるバッテリの充電用電源を、所定の繰り返し周波数により間欠的にバッテリに供給した後、連続してバッテリに供給することにより、バッテリを外部機器の電源により充電することにより、充電を停止させるスイッチ回路を用いて１つの定電流回路をプリチャージにも使用してその分構成を簡略化することができる。また充電制御回路から見て、１つの制御信号により充電を制御し得、これにより接続を簡略化することができる。
【００２０】
また請求項９の構成によれば、携帯機器を接続して携帯機器に内蔵のバッテリに充電用の電源を供給する外部機器であって、バッテリに充電用の電源を供給する定電流回路を有し、バッテリの充電を制御する携帯機器に内蔵の充電制御回路から出力される１つの制御信号により動作するスイッチ回路を介して、定電流回路の電源を、所定の繰り返し周波数により間欠的にバッテリに供給した後、連続してバッテリに供給することにより、バッテリを充電することにより、充電を停止させるスイッチ回路を用いて１つの定電流回路をプリチャージにも使用してその分構成を簡略化することができる。また充電制御回路から見て、１つの制御信号により充電を制御し得、これにより接続を簡略化することができる。
【００２１】
また請求項１６の構成によれば、外部機器に携帯機器を接続して、外部機器から出力される電源により携帯機器に内蔵のバッテリを充電するバッテリの充電方法に適用して、バッテリの充電用電源を出力する定電流回路を外部機器に保持し、バッテリの充電を制御する充電制御回路を携帯機器に保持し、充電制御回路から出力される１つの制御信号により動作するスイッチ回路を介して、定電流回路の電源を、所定の繰り返し周波数により間欠的にバッテリに供給した後、連続してバッテリに供給することにより、バッテリを充電することにより、充電を停止させるスイッチ回路を用いて１つの定電流回路をプリチャージにも使用してその分構成を簡略化することができる。また充電制御回路から見て、１つの制御信号により充電を制御し得、これにより接続を簡略化することができる。
【００２２】
また請求項１８の構成によれば、充電制御回路の制御により電源回路から供給される充電用電源によりバッテリを充電するバッテリの充電方法に適用して、充電制御回路から矩形波状の制御信号を出力し、制御信号の直流成分を阻止して積分値を得、積分値の立ち上がりにより充電用電源をバッテリに供給し、積分値の立ち下がりにより充電用電源のバッテリへの供給を停止し、制御信号の出力に対応して時間計測を開始し、所定時間の経過により充電用電源のバッテリへの供給を停止させることにより、充電制御回路の異常により矩形波信号の出力が停止した場合、さらにはこのような矩形波信号による制御信号の処理系統で異常が発生した場合でも、確実に充電を中止し得、これにより過放電を確実に防止することができる。
【００２３】
また請求項２０の構成によれば、バッテリの充電量を検出し、該検出結果に基づいて、矩形波状の制御信号を出力すると共に、時間計測の開始信号を出力する充電制御回路と、制御信号の直流成分を阻止して積分値を得、積分値の立ち上がりにより充電用電源をバッテリに供給し、積分値の立ち下がりにより充電用電源のバッテリへの供給を停止する第１の保護回路と、開始信号により時間計測を開始し、所定時間の経過により充電用電源のバッテリへの供給を停止させる第２の保護手段とを有することにより、充電制御回路の異常により矩形波信号の出力が停止した場合、さらにはこのような矩形波信号による制御信号の処理系統で異常が発生した場合でも、確実に充電を中止し得、これにより過放電を確実に防止することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２５】
（１）実施の形態の構成
図１は、本発明の実施の形態に係る音楽再生システムを示すブロック図である。この音楽再生システム９は、携帯機器１２を携帯して音楽を楽しむことができるようになされている。
【００２６】
これにより携帯機器１２においては、この図面上では記載を省略しているが、この音楽に係るデータ圧縮されたオーディオデータを記録するメモリカード、このメモリカードのインターフェース、オーディオデータをデータ伸長してイヤホンを駆動する再生系、このオーディオデータを外部機器との間で入出力するインターフェース、全体の動作を制御するコントローラ等を別途有するようになされている。またこの携帯機器１２は、外部機器であるクレードル１３への載置により、このクレードル１３を介してパソコン１４との間でオーディオデータを入出力し得るように構成され、またこのクレードル１３を介して内蔵のバッテリ１５を充電できるようになされている。なおこの音楽再生システム９において、クレードル１３は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）及びＡＣアダプタ１６を接続できるように構成され、携帯機器１２は、このＵＳＢにより供給される電源により、又はクレードル１３に接続したＡＣアダプタ１６の電源によりバッテリ１５を充電できるようになされ、またＵＳＢを介してパソコン１４との間でオーディオデータを入出力できるようになされている。
【００２７】
この音楽再生システム９は、この携帯機器１２のバッテリ１５の充電に係る充電回路１０のうち、電源回路１７及び充電制御回路１８がそれぞれクレードル１３及び携帯機器１２に設けるようになされ、これにより携帯機器１２における発熱部を少なくして全体形状を小型化し、さらには携帯機器１２を軽量化するようになされている。また携帯機器１２は、このバッテリ１５を、ユーザーによっては交換困難であって、専用の設備の整ったサービスセンタ等でなければ交換できないように配置するようになされ、その分、バッテリ１５の交換に要する機構を省略して全体形状を簡略化、小型化し、さらにはデザインの自由度を確保するようになされている。
【００２８】
これによりクレードル１３において、ＤＣ−ＤＣコンバータ１９は、ＵＳＢを介してパソコン１４から供給される電源、又はＡＣアダプタ１６から供給される電源をダイオード２０を介して入力し、この電源を所定電圧に昇圧して出力する。
【００２９】
電源回路１７は、このＤＣ−ＤＣコンバータ１９から出力される電源からバッテリ１５の充電用電源を生成する定電流回路であり、プリチャージ後の本来の充電電流により電源を出力する。
【００３０】
スイッチ回路２２は、電界効果型トランジスタによるスイッチ回路であり、携帯機器１２から出力される制御信号Ｓ１の立ち上がりによりオン状態に動作を切り換え、電源回路１７から出力される充電用電源を携帯機器１２のバッテリ１５に出力する。図２（Ｂ）に示すように、この制御信号Ｓ１においては、プリチャージの期間Ｔ１及び本来の充電の期間Ｔ２以外の期間Ｔ３においては、信号レベルが立ち下がったままの状態に保持されるようになされている。またプリチャージの期間Ｔ１においては、所定周期Ｔ４により間欠的に信号レベルが立ち上がり、プリチャージ後の本来の充電の期間Ｔ２においては、継続して信号レベルが立ち上がるようになされている。制御信号Ｓ１は、この所定周期Ｔ４が１０秒に設定され、この所定周期Ｔ４に対する間欠的に信号レベルが立ち上がっている期間Ｔ５が１秒の期間に設定され、これによりこのプリチャージの期間Ｔ１においては、単位時間当たり、本来の充電期間Ｔ２においてバッテリ１５に供給される電力の１／１０の電力を供給してバッテリ１５をプリチャージするようになされている。
【００３１】
これによりこの実施の形態においては、１つの定電流回路を本来の充電の期間Ｔ２とプリチャージの期間Ｔ１とで共用し、その分、構成を簡略化できるようになされている。またこのような切り換えの制御を電源回路１７の出力ラインに配置されたスイッチ回路２２により実行して、１つの制御信号Ｓ１により充電の制御を実行し得るようになされ、その分、携帯機器１２とクレードル１３との接続を簡略化し、十分な信頼性を確保できるようになされている。
【００３２】
またこのプリチャージにおける間欠的な電力の供給を、充電制御回路１８の動作周波数に比して各段的に低い周波数０．１〔Ｈｚ〕により実行することにより、この種の切り換えによりノイズの影響を有効に回避して、その分、十分な信頼性を確保することができるようになされている。なおこの周波数においては、後述する充電制御回路１８から出力される矩形波信号Ｓ２の周波数によっても異なるが、ほぼ１〔Ｈｚ〕以下の周波数に設定して、ノイズによる影響を確実に防止することができる。
【００３３】
安定化電源回路（ＲＥＧ）２３は、いわゆるシリーズレギュレータであり、定電流回路１７から出力される電源により、バッテリ１５の充電時における充電制御回路１８の専用動作用電源を生成して出力する。これによりこの実施の形態においては、プリチャージ時において、スイッチ回路２２の駆動により極めて低い周波数により間欠的に電力を供給するようにしても、充電制御回路１８については、安定に動作させることができるようになされている。
【００３４】
携帯機器１２において、バッテリ１５は、ニッケル水素二次電池又はニッケルカドミウム二次電池により構成され、クレードル１３のスイッチ回路２２から出力される充電用電源により充電できるように接続され、また充電した電力を逆流阻止用のダイオード２５を介して携帯機器１２の電源ラインに出力するようになされている。またこの電源ラインには、充電制御回路１８が接続され、さらにクレードル１３の安定化電源回路２３から出力される電源が供給されるようになされている。これにより携帯機器１２においては、充電時においては、充電用電源とは別系統により供給される電源により充電制御回路１８のみを動作させて、この充電制御回路１８によりバッテリ１５の充電を制御するようになされ、充電を完了した後においては、バッテリ１５に充電された電力により充電制御回路１８を動作させて過放電等を防止するようになされている。
【００３５】
かくするにつき充電制御回路１８は、マイクロコンピュータにより構成され、所定の処理手順の実行により、バッテリ１５の充放電を制御する。すなわち充電制御回路１８は、バッテリ１５の電源により動作している場合、図示しない温度センサによりバッテリ１５の温度を監視し、またバッテリ１５の放電経路に配置された電流電圧変換抵抗によりバッテリ１５の放電電流を監視する。充電制御回路１８は、これらの監視によりバッテリ１５の過電流、異常発熱等を監視し、これら監視結果によりバッテリ１５からの電力の供給を停止制御し、これにより過電流、異常発熱等を防止する。またバッテリ１５の端子電圧の監視により、バッテリ１５の残量を検出し、この検出結果によりバッテリ１５からの電力供給を停止制御し、これにより過放電を防止する。なお図１に示す構成において、これら放電の制御に係る構成は、記載を省略する。
【００３６】
これに対して充電制御回路１８は、ダイオード２５の順方向電圧降下に対応する電圧上昇が電源ラインで検出されると、安定化電源回路２３からの電源の供給を検出し、これによりクレードル１３への接続を検出する。またこの検出結果により所定の充電処理手順を実行してバッテリ１５を充電する。
【００３７】
すなわち充電制御回路１８は、クレードル１３への接続が検出されると、図３に示すステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、図示しない温度センサによりバッテリ１５の温度を監視し、バッテリ１５の温度が安全かつ確実に充電可能な温度か否か判断する。ここで否定結果が得られると、この場合、例えば携帯機器１２が寒冷な屋外より屋内に持ち込まれた直後等であると考えられることにより、バッテリ１５の温度が安全かつ確実に充電可能となるまで待機する。これに対してステップＳＰ２で肯定結果が得られると、充電制御回路１８は、ステップＳＰ３に移り、制御信号Ｓ２を出力し、電源制御回路２６を介して図２について上述したようにスイッチ回路２２を間欠的にオン状態に設定し、これにより所定時間、バッテリ１５をプリチャージする。
【００３８】
またプリチャージの間、バッテリ１５の端子電圧、異常発熱を監視し、これら監視結果よりバッテリ１５の異常が検出されると、充電の処理を中止する。また同時に、端子電圧、バッテリ１５の温度からバッテリ１５の残量を検出し、この残量検出結果よりバッテリ１５が満充電の場合、充電の処理を中止する。
【００３９】
これに対して所定時間プリチャージすると、充電制御回路１８は、ステップＳＰ４に移り、電源制御回路２６に出力する制御信号Ｓ２を切り換え、これにより図２について上述したように、電源制御回路２６を介してスイッチ回路２２を連続してオン状態に設定する。これにより充電制御回路１８は、本来の充電電流による急速充電の処理を実行する。またこの急速充電を開始するタイミングで、タイマ２７にスタート信号Ｓ３を出力し、これによりタイマ２７による時間計測を開始させる。
【００４０】
充電制御回路１８は、この急速充電の期間の間、バッテリ１５の端子電圧、異常発熱を監視し、これら監視結果よりバッテリ１５の異常が検出されると、充電の処理を中止する。また同時に、端子電圧、バッテリ１５の温度からバッテリ１５の残量を検出し、この残量検出結果よりバッテリ１５が満充電となると、ステップＳＰ５に移って充電の処理を中止する。
【００４１】
電源制御回路２６は、この一連の充電制御に係る処理において、矩形波信号により制御信号Ｓ２を出力する。この携帯機器１２においては、この矩形波信号による制御信号Ｓ２の直流成分を阻止して積分値を得、この積分値の立ち上がりによりスイッチ回路２２をオン状態に設定して充電用電源をバッテリ１５に供給し、またこの積分値の立ち下がりにより充電用電源のバッテリ１５への供給を停止し、これにより充電制御回路１８に異常が発生した場合にはバッテリ１５の充電を中止して液漏れを確実に防止し得るようになされている。
【００４２】
すなわち電源制御回路２６は、図２（Ｃ）に示すように、プリチャージの期間Ｔ１において、バッテリ１５に充電用電源を供給している期間Ｔ５の間、矩形波信号による制御信号Ｓ２を出力し、残る期間Ｔ６の間、制御信号Ｓ２の信号レベルを立ち下げる。また急速充電による期間Ｔ２の間、連続して矩形波信号による制御信号Ｓ２を出力する。
【００４３】
電源制御回路２６は、この矩形波信号の周波数が５〔Ｈｚ〕に設定され、これによりプリチャージ時におけるスイッチ回路２２のオンオフ周波数に比して高い周波数であって、かつノイズによる充電制御回路１８の誤動作を確実に防止し得る周波数に設定されるようになされ、その分、十分な信頼性を確保することができるようになされている。なおこの周波数においては、ほぼ１００〔Ｈｚ〕以下の周波数に設定して、ノイズによる影響を確実に防止することができる。
【００４４】
すなわちこの携帯機器１２において、電源制御回路２６は、図４に示すように、直流阻止用のコンデンサ３０を介して制御信号Ｓ２を入力し、このコンデンサ３０の出力を抵抗３１により終端する。これにより電源制御回路２６は、充電制御回路１８から矩形波信号による制御信号Ｓ２が出力されている場合に限り、終端抵抗３１の端子電圧が立ち上がるように制御信号Ｓ２を入力する。
【００４５】
また電源制御回路２６は、この終端抵抗３１の端子電圧をダイオード３２を介して積分回路３３に入力し、これにより直流成分を阻止してなる制御信号Ｓ２を積分する。電源制御回路２６は、この積分回路３３による積分結果を波形整形して制御信号Ｓ１として出力する。これによりこの実施の形態では、充電制御回路１８の異常により制御信号Ｓ２の信号レベルが立ち上がったままの状態に保持された場合、またこれとは逆に制御信号Ｓ２の信号レベルが立ち下がったままの状態に保持された場合、充電を即座に中止するようになされている。
【００４６】
タイマ２７は、充電制御回路１８から出力されるスタート信号Ｓ３により時間計測を開始し、所定時間経過すると、電源制御回路２６から出力される制御信号Ｓ１の信号レベルを立ち下げる。ここでタイマ２７は、この時間計測の時間が、ほぼ完全に放電したバッテリ１５を満充電するのに十分な時間に設定され、これにより充電制御回路１８の異常により継続して矩形波信号Ｓ２による制御信号Ｓ２が出力されている場合でも、過充電を確実に防止し得るようになされている。
【００４７】
このタイマ２７は、充電制御回路１８とは別体に形成された集積回路により構成され、内蔵の基準信号発生回路で生成するクロックをカウントするカウンタにより構成され、これにより充電制御回路１８とは独立して動作して、充電制御回路１８に異常が発生した場合でも、確実に過充電を防止できるようになされている。
【００４８】
これにより電源制御回路２６は、制御信号Ｓ２の直流成分を阻止して積分値を得、この積分値の立ち上がりにより充電用電源をバッテリ１５に供給し、積分値の立ち下がりにより充電用電源のバッテリ１５への供給を停止する第１の保護回路を構成するのに対し、タイマ２７は、開始信号Ｓ３により時間計測を開始し、所定時間の経過により充電用電源のバッテリ１５への供給を停止させる第２の保護手段を構成するようになされている。
【００４９】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、この携帯機器１２においては（図１）、携帯してバッテリ１５の電源により動作し、メモリカードに記録されたオーディオデータを再生して音楽を楽しむことができるように構成され、このとき充電制御回路１８によるバッテリ１５の監視により、バッテリ１５の過放電が防止され、またバッテリ１５の異常によりバッテリ１５からの電力の供給が停止制御される。
【００５０】
これに対してパソコン１４を接続してなるクレードル１３に載置されると、クレードル１３を介してパソコン１４との間でオーディオデータを入出力し、これによりパソコン１４を用いて携帯機器１２で楽しむ音楽を種々に設定することができる。
【００５１】
携帯機器１２では、このようにパソコン１４に接続されてなるクレードル１３に載置されると、またＡＣアダプタ１６に接続されてなるクレードル１３に載置されると、パソコン１４又はＡＣアダプタ１６からの電源によりＤＣ−ＤＣコンバータ１９で所定電圧の電源が生成され、この電源により定電流回路による電源回路１７でバッテリ１５を充電する充電用電源が生成される。
【００５２】
携帯機器１２では、この電源回路１７による充電用電源がスイッチ回路２２を介してバッテリ１５に供給され、電源制御回路２６を介した充電制御回路１８によるスイッチ回路２２の制御により、プリチャージの期間Ｔ１においては（図２）、このスイッチ回路２２を間欠的にオン状態に切り換えてプリチャージに対応する単位時間当たりの電力がバッテリ１５に供給され、また本来の急速充電の期間Ｔ２においては、スイッチ回路２２を継続してオン状態を設定してバッテリ１５に電力が供給される。これによりこの実施の形態においては、プリチャージと本来の充電とで電源回路を共用して、またこれらをプリチャージと本来の充電との切り換えに供する制御信号と電源回路の制御に供する制御信号とを共用して、１つの制御信号Ｓ１により、クレードル１３側に電源を配置して充電の制御を実行し得、これにより本体機器と外部機器との接続を簡略化し得るようになされている。また充電制御回路１８においてもポート数を少なくして構成を簡略化できるようになされている。
【００５３】
携帯機器１２では、このような制御に係るスイッチ回路２２が外部機器であるクレードル１３側に設けられ、これによりその分、携帯機器１２側を簡略化し、さらには小型化、軽量化できるようになされている。
【００５４】
またこのプリチャージにおけるスイッチ回路２２のオンオフ周波数が、０．１〔Ｈｚ〕に設定され、これにより充電制御回路１８の誤動作を有効に回避し得るようになされている。
【００５５】
またこのようにして充電用電源を供給して、充電を制御する充電制御回路１８に対しては安定化電源回路２３より別途動作用の電源が供給され、これによっても充電制御回路１８を確実に動作させて、過充電を確実に防止し得るようになされている。またこの安定化電源回路２３においても、クレードル１３側に配置して携帯機器１２側を簡略化し、さらには小型化、軽量化できるようになされている。なおこのようにすれば、バッテリ１５の充電量を正確に把握することも可能となる。
【００５６】
携帯機器１２においては（図３）、充電制御回路１８でクレードル１３への接続が検出されると、充電制御回路１８によりこのようような充電に係る一連の制御が実行される。この制御において、携帯機器１２では、始めにバッテリ１５の温度が適温か否か判定され、適温の場合、電源制御回路２６への制御信号Ｓ２の出力により、この電源制御回路２６を介してスイッチ回路２２を制御してプリチャージの処理が実行され、これにより携帯機器１２が長期間使用されていない場合等にあっても、確実に満充電できるようにバッテリ１５が活性化される。またこの、プリチャージにおいて、バッテリ１５の異常が確認され、異常の場合には、充電の処理が中止される。また何ら異常が無い場合には、制御信号Ｓ２の切り換えにより急速充電の処理が実行される。
【００５７】
携帯機器１２では、この制御信号Ｓ２が矩形波信号により出力され、電源制御回路２６において、この制御信号Ｓ２の直流成分を阻止した後、積分値が検出され、この積分値によりスイッチ回路２２をオンオフ制御する制御信号Ｓ２が生成される。これによりこの実施の形態においては、充電制御回路１８の異常により、制御信号Ｓ２の信号レベルが立ち上がったままの状態に保持された場合、またこれとは逆に制御信号Ｓ２の信号レベルが立ち下がったままの状態に保持された場合、スイッチ回路２２をオフ状態に切り換えてバッテリ１５の充電を中止することができ、これにより確実にバッテリ１５の過充電を防止することができるようになされている。
【００５８】
またこのような過充電の保護系統とは別に、急速充電の開始によりタイマ２７で時間計測を開始し、一定の時間が経過するとこのタイマ２７により強制的に充電の処理が停止される。これにより例えば充電制御回路１８の暴走によりバッテリ１５が満充電になっても継続して矩形波信号による制御信号Ｓ２が出力されているような場合でも、確実に過充電を防止することができるようになされている。
【００５９】
またこのタイマ２７においては、充電制御回路１８とは別体に構成されて独自のクロックにより時間計測することにより、充電制御回路１８に異常が発生した場合でも、この異常の影響を受けることなく動作するように構成され、これにより確実に過充電を防止することができる。
【００６０】
これらによりこの携帯機器１２においては、確実に過充電を防止して液漏れ等による事故を防止し得るようになされている。
【００６１】
このようにして矩形波信号による制御信号Ｓ２によりスイッチ回路２２を制御するにつき、携帯機器１２においては、この矩形波信号Ｓ２の周波数が５〔Ｈｚ〕に設定され、これにより積分により確実に制御信号Ｓ１を生成し得るようになされ、また充電制御回路１８の誤動作を確実に防止し得るようになされている。
【００６２】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、定電流回路による充電用の電源回路と充電制御回路とを別体に配置するように構成して、スイッチ回路によりこの定電流回路からの電源を間欠的にバッテリに供給した後、連続してバッテリに供給することにより、外部機器との接続を簡略化することができる。
【００６３】
またこのとき、このスイッチ回路を外部機器に設けることにより、携帯機器の構成を簡略化し、小型化、軽量化することができる。
【００６４】
またこのときこのスイッチ回路のオンオフ周波数を１〔Ｈｚ〕以下の繰り返し周波数に設定したことにより、充電制御回路の誤動作を有効に回避することができる。
【００６５】
また外部機器から充電制御回路に専用の動作用電源を入力することにより、このようにして間欠的に充電用電源を供給するようにしても、充電制御回路を確実に動作させることができる。
【００６６】
また定電流回路による充電用の電源回路と充電制御回路とを別体に配置するように構成して、矩形波信号による制御信号より直流成分を阻止して積分値を検出し、この積分値によりバッテリへ電源を供給すると共に、タイマにより強制的に充電を中止させることにより、過充電を確実に防止することができる。
【００６７】
このときこの矩形波信号により制御信号の周波数を、スイッチ回路に係る所定の繰り返し周波数以上であって、１００〔Ｈｚ〕以下に設定したことにより、確実に積分値によりスイッチ回路を制御し、かつ充電制御回路の誤動作を有効に回避することができる。
【００６８】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、スイッチ回路２２を外部機器であるクレードル側に設ける場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図５及び図６に示すように、携帯機器側に設けるようにしてもよい。また安定化電源回路２３においても、さらにはタイマ２７等にあっても適宜、クレードル側、携帯機器側に設けるようにしてもよい。
【００６９】
また上述の実施の形態においては、電源回路１７の出力から充電制御回路の電源を安定化電源回路２３で生成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電源回路１７に入力される電源より生成するようにしてもよい。また実用上十分に安定に充電制御回路を駆動し得る場合には、安定化電源回路を省略するようにしてもよく、さらにはバッテリの充電用電源により充電制御回路を駆動するようにしてもよい。
【００７０】
また上述の実施の形態においては、充電制御回路と充電用電源とをそれぞれ携帯機器及びクレードルに配置する場合に、矩形波信号による制御信号の積分値によりスイッチ回路を制御すると共に、タイマによりスイッチ回路を制御する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、充電制御回路と充電用電源とを携帯機器側に一体に配置する場合、さらにはバッテリを取り外し可能としてこのバッテリを充電する充電装置に充電制御回路と充電用電源とを一体に配置する場合等に広く適用することができる。
【００７１】
また上述の実施の形態においては、本発明を音楽再生システムの携帯機器及びクレードルに適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の携帯機器等に広く適用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、定電流回路による充電用の電源回路と充電制御回路とを別体に配置するように構成して、この定電流回路からの電源を間欠的にバッテリに供給した後、連続してバッテリに供給することにより、外部機器との接続を簡略化することができる。また本発明は、定電流回路による充電用の電源回路と充電制御回路とを別体に配置する場合等において、矩形波信号による制御信号より直流成分を阻止して積分値を検出し、この積分値によりバッテリへ電源を供給すると共に、タイマにより強制的に充電を中止させることにより、過充電を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る音楽再生システムを示すブロック図である。
【図２】図１の音楽再生システムにおけるバッテリの充電の説明に供するタイムチャートである。
【図３】図２の処理に係る充電制御回路の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】電源制御回路の構成を示すブロック図である。
【図５】他の実施の形態に係る音楽再生システムを示すブロック図である。
【図６】図５とは異なる構成による他の実施の形態に係る音楽再生システムを示すブロック図である。
【図７】充電用の電源回路と充電制御回路とを別体に配置した構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１……外部機器、２、３、１７……電源回路、４、５、２２……スイッチ回路、６、１２……携帯機器、７、１５……バッテリ、８、１８……充電制御回路、１３……クレードル、２３……安定化電源回路、２６……電源制御回路、２７……タイマ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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