(57)【要約】【課題】ＡＣアダプタに電子機器が備えていた二次電池の充電器を備えさせても、安全に充電が行える電子機器および充電方法を提供する。【解決手段】疑似電池回路５により、充電モードを疑似的に二次電池Ｅ１のプリ充電モードなどの状態にする。ＡＣアダプタ１が充電回路を備えていれば、その電池特性に対応した電源が供給される。これにより、充電回路動作確認回路６で二次電池Ｅ１の充電に適した電源か否かが判別でき、適した電源の場合のみ、スイッチ回路４をオンとして二次電池Ｅ１の充電を行う。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電回路を有するＡＣアダプタを２端子でもって接続することで充電される二次電池を内蔵した電子機器において、
上記二次電池への充電のオン／オフを切り換えるスイッチと、
上記二次電池の充電動作の電気特性を呈する疑似電池と、
上記電気特性に対応した充電電源がＡＣアダプタから供給されるか否かを確認する確認手段とを有し、
上記スイッチがオフの状態で上記疑似電池により充電動作を行い、上記確認手段により上記ＡＣアダプタからの電源が上記電気特性に対応した電源である場合に、上記スイッチをオンとすることで充電を行う
ことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
上記電気特性は、プリ充電動作特性またはタイマ充電動作特性であ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】
充電回路を有するＡＣアダプタを２端子でもって接続することで充電される二次電池を内蔵した電子機器において、
上記二次電池への充電のオン／オフを切り換えるスイッチと、
上記充電電源の制御により生成された信号を検出する検出手段とを有し、
上記スイッチがオフの状態で、上記検出手段により所定時間内に入力電源から上記信号が検出された場合に、上記スイッチをオンとすることで充電を行う
ことを特徴とする電子機器。
【請求項４】
さらに上記二次電池の充電動作の電気特性を呈する疑似電池を有し、上記電気特性の切り替えのときに、上記信号を検出することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
上記電気特性は、プリ充電動作特性またはタイマ充電動作特性であ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】
電子機器が内蔵する二次電池を、充電回路を有するＡＣアダプタを２端子でもって接続することで充電する充電方法において、
上記二次電池への充電のオン／オフを切り換えるスイッチと、
上記二次電池の充電動作の電気特性を呈する疑似電池と、
上記電気特性に対応した充電電源がＡＣアダプタから供給されるか否かを確認する確認ステップとを用い、
上記スイッチがオフの状態で上記疑似電池により充電動作を行い、上記確認ステップにより上記ＡＣアダプタからの電源が上記電気特性に対応した電源である場合に、上記スイッチをオンとすることで充電を行う
ことを特徴とする充電方法。
【請求項７】
電子機器が内蔵する二次電池を、充電回路を有するＡＣアダプタを２端子でもって接続することで充電する充電方法において、
上記二次電池への充電のオン／オフを切り換えるスイッチと、
上記充電電源の制御により生成された信号を検出する検出ステップとを用い、
上記スイッチがオフの状態で、上記検出ステップにより所定時間内に入力電源から上記信号が検出された場合に、上記スイッチをオンとすることで充電を行う
ことを特徴とする充電方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子機器および充電方法に関し、特に、充電回路を有するＡＣアダプタを用いて充電を行う二次電池を内蔵した電子機器および二次電池の充電方法に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型電子機器の電源として、乾電池などの一次電池やニッケル・カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム・イオン電池などの二次電池などが用いられている。これら二次電池は、電池切れになっても充電することにより繰り返し使用可能である。しかしながら、電池切れのたびに使用者が電子機器から二次電池を取り外して充電器で充電することは非常に面倒である。したがって、携帯電話機などの電子機器は、二次電池を内蔵したままの状態で充電できる構造を備えている。
【０００３】
この二次電池を内蔵したままの状態での充電として、例えば家庭用商用ＡＣ電源を外部電源とし、ＡＣアダプタを用いて充電を行うことが考えられる。図１５は、従来例によるＡＣアダプタを利用した電子機器の充電の概略図を示す。図１５に示すように、従来は、ＡＣアダプタ１０１の接続コードを、コネクタ１０３などを介してセット充電回路１０２、すなわち携帯電話機などの二次電池を内蔵した電子機器の充電回路に接続し、充電を行っていた。
【０００４】
ＡＣアダプタ１０１は、差込プラグをコンセントに差し込むことで、家庭用商用電源、すなわち交流電源を入力し、変圧器により電圧を変圧し、整流回路、平滑回路を経て、所望の電圧、電流に変換された直流電源を、プラス端子、マイナス端子の２端子により出力するように構成されている。セット充電回路１０２は、電子機器が内蔵する二次電池を充電するための充電回路であり、ＡＣアダプタなどから直流電源を入力し、二次電池を充電する。
【０００５】
このセット充電回路１０２は、充電器としての機能を備えている。すなわちＡＣアダプタなどからの直流電源の電気特性が、充電する二次電池の電池特性と異なっていても、安全に充電が行われるような構成、例えば、電源の電圧／電流などが二次電池の充電に最適となるよう制御する回路、電源の電圧／電流が許容範囲外である場合には充電しないようにする回路、充電中に充電電圧／電流を検出し、二次電池の充電特性を考慮して充電電源の電圧／電流を制御する回路などを備えている。
【０００６】
このように、従来は、電子機器が内蔵する二次電池を充電する場合には、電子機器側に充電するための充電回路、すなわち充電器を設けて充電を行っていた。この電子機器側に設けられた充電器により、ＡＣアダプタからの電源の電気特性が二次電池の電池特性と異なっていても安全に充電を行うことができた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の二次電池の充電方法には次のような問題があった。すなわち、電子機器側が比較的大型の部品からなる充電器を備えているため、ＩＣ化などの電気回路の縮小化が難しい。このため、電子機器の軽量化、小型化が困難であるという問題がある。また、充電のときに電子機器が発熱するなどの悪影響を与える可能性があるという問題がある。さらには、電子機器のコストがこの充電器の分だけ余計にかかるという問題がある。
【０００８】
充電器を電子機器側でなくＡＣアダプタ側に備えさせれば良いが、その場合、充電器を備えていない一般のＡＣアダプタで充電してしまった場合に、安全性が確保されないという問題がある。
【０００９】
したがって、この発明の目的は、軽量化、小型化が可能であり、充電中の発熱を抑え、低コストで製造でき、安全に充電できる電子機器およびその電子機器が内蔵する二次電池の充電方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の請求項１の発明は、
充電回路を有するＡＣアダプタを２端子でもって接続することで充電される二次電池を内蔵した電子機器において、
二次電池への充電のオン／オフを切り換えるスイッチと、
二次電池の充電動作の電気特性を呈する疑似電池と、
電気特性に対応した充電電源がＡＣアダプタから供給されるか否かを確認する確認手段とを有し、
スイッチがオフの状態で疑似電池により充電動作を行い、確認手段によりＡＣアダプタからの電源が電気特性に対応した電源である場合に、スイッチをオンとすることで充電を行う
ことを特徴とする電子機器である。
【００１１】
また、請求項３の発明は、
充電回路を有するＡＣアダプタを２端子でもって接続することで充電される二次電池を内蔵した電子機器において、
二次電池への充電のオン／オフを切り換えるスイッチと、
充電電源の制御により生成された信号を検出する検出手段とを有し、
スイッチがオフの状態で、検出手段により所定時間内に入力電源から上記信号が検出された場合に、スイッチをオンとすることで充電を行う
ことを特徴とする電子機器である。
【００１２】
請求項１の発明では、二次電池を内蔵した電子機器で、疑似電池により充電動作を行い、ＡＣアダプタからの電源が二次電池の充電動作の電気特性に対応した電源である場合に、スイッチをオンとし充電を行うことで、充電回路をＡＣアダプタに備えさせても安全に充電することが可能である。
【００１３】
また、請求項３の発明では、二次電池を内蔵した電子機器で、充電電源の制御により生成された信号を検出された場合にスイッチをオンとし充電を行うことで、充電回路をＡＣアダプタに備えさせても安全に充電することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
まず、この発明による電子機器の充電の概略について、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明による電子機器の充電を示す一例の概略図である。
【００１５】
図１に示すように、この発明による充電は、充電機能を備えた外部電源アダプタであるＡＣアダプタ１の接続コードを、コネクタ３を介してセット充電機能確認回路、すなわち二次電池を内蔵した電子機器の充電機能を確認する回路に接続して充電を行うものである。
【００１６】
ＡＣアダプタ１は、差込プラグをコンセントに差し込むことで、家庭用商用電源、例えば交流電源を入力し、変圧器により電圧を変圧し、整流回路、平滑回路などを経て、所望の電圧、電流に変換された直流電源を、充電機能を有する充電回路を介してプラス端子、マイナス端子の２端子により外部に出力するように構成されている。
【００１７】
この充電回路は、従来、携帯電話機などの充電機能を有する電子機器が備えていた二次電池を充電するための回路、すなわち充電中に充電電圧／電流を検出し、充電する二次電池の電池特性を考慮して、充電電圧／電流の制御を行う回路や充電電源の電圧／電流を検出する回路などから構成される。
【００１８】
このように、ＡＣアダプタ１に充電器としての機能を持たせて充電を行えば、ＡＣアダプタ１から二次電池の電池特性を考慮した充電特性の電源が電子機器に送られるため、電子機器側は、充電用の回路をほとんど備えなくてもよいことになる。しかしながら、充電特性の異なるＡＣアダプタ、例えば充電機能を持たない一般のＡＣアダプタなどから電源が入力されたときは、安全性を確保する必要がある。そこで、この発明では、ＡＣアダプタ１からの電源が二次電池の充電特性に適合しているか否かを確認する回路であるセット充電機能確認回路２をセット側、すなわち電子機器側に備えている。
【００１９】
セット充電機能確認回路２は、外部から入力される充電用の電源が二次電池の充電特性に対応しているか否かを確認し、対応しているならば充電を行い、対応していなければ充電を行わない回路である。以下、この確認回路を備えた、この発明の実施形態について説明する。
【００２０】
まず、この発明の第１の実施形態による電子機器および充電方法について説明する。図２は、この発明の第１の実施形態による充電電源確認回路の回路構成の一例である。なお、この確認回路は携帯電話機に備えられている。図２に示す破線の左側がＡＣアダプタ側を示し、右側がセット側、すなわち携帯電話機側を示す。
【００２１】
この第１の実施形態による確認回路は、以下のように構成される。まずこの確認回路は、ＡＣアダプタ１のプラス端子を接続するプラス電極の端子Ａ、およびＡＣアダプタ１のマイナス端子を接続するマイナス電極の端子Ｂを備えている。そして、この端子Ａがスイッチ回路４および抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１のプラス側に接続されている。また、二次電池Ｅ１のマイナス側が、端子Ｂに接続されている。
【００２２】
スイッチ回路４は、制御回路８と接続されている。制御回路８は、他の回路からの信号によりスイッチ回路４のオン／オフを切り換える回路である。また、端子Ａからの電源ラインは、充電回路動作確認回路６と疑似電池回路５に接続されている。疑似電池回路５は、電池の動作を疑似的に行う回路であり、ここでは二次電池Ｅ１の充電時の電気特性、例えば空の電池を最初に充電するときに行われるプリ充電の電気特性などＥ１が疑似的に動作される回路である。
【００２３】
ここで、二次電池の充電動作特性について説明する。図３は、二次電池の充電動作特性を示す一例のグラフである。この図３に示すグラフは、携帯電話機に用いられる定格充電電圧が４．２Ｖであるリチウム・イオン電池の充電動作特性のグラフである。縦軸は充電電圧Ｖおよび充電電流Ｉを示し、横軸は時間Ｔを示している。
【００２４】
図３に示すように、電圧Ｖは、充電開始時には低い電圧に抑えておき、徐々に上昇させる。そして、電圧が定格充電電圧である４．２Ｖに達した後は、定電圧を保つ。一方、電流Ｉは、充電開始時から定電流、例えば５００ｍＡを流すが、定電圧状態となってから徐々に緩やかなカーブを描いて下降する。
【００２５】
プリ充電期間は、充電開始直後に、例えば図３に示すように２．５Ｖ、０．１Ｃなどの低電圧、低電流で充電が行われる充電期間のことである。また、タイマ充電期間は、継続的に弱い電流を流すことで充電容量を増やすための期間である。そして、電流が規定された値まで下降した場合に充電が完了する。ただし、タイマ充電期間が設けられていない場合には、その時点で充電が完了する。通常、このような充電特性に従って充電動作は行われる。
【００２６】
すなわち、ＡＣアダプタ１側の充電回路からは、図３に示すような、充電動作特性に従った電源が供給される。従って、例えば疑似電池回路５の疑似電池電圧を２．５Ｖ以下に設定した場合には、プリ充電モードの検出が可能であり、疑似電池電圧を４．２Ｖに設定した場合には、電流値からタイマ充電期間の検出が可能である。
【００２７】
図４は、疑似電池の回路構成の一例を示す。図４に示す疑似電池回路は、端子Ａからの電源ラインにＮＰＮ型トランジスタＱ１１のコレクタおよびツェナーダイオードＤ１１のカソードが接続されている。ツェナーダイオードＤ１１のアノードは、抵抗Ｒ１１を介してＮＰＮ型トランジスタＱ１１のベースおよびＮＰＮ型トランジスタＱ１２のコレクタに接続されている。ＮＰＮ型トランジスタＱ１１のエミッタがＮＰＮ型トランジスタＱ１２のベースおよび抵抗Ｒ１２を介して端子Ｂからの電源ラインに接続されている。そして、ＮＰＮ型トランジスタＱ１２のエミッタが端子Ｂからの電源ラインに接続されている。
【００２８】
このように疑似電池回路を構成することで、電圧Ｖ、電流Ｉを擬似的に電池特性、例えば２．５Ｖ、０．１Ｃのプリ充電動作特性などにすることができる。したがって、入力電源が充電動作特性であるか否か、すなわち適用可能な充電回路を備えたＡＣアダプタの電源か否かの判定が可能となる。
【００２９】
また疑似電池回路５は、図２に示すように、充電回路動作確認回路６と接続されている。充電回路動作確認回路６は、供給される電源と疑似電池回路５からの出力とにより、入力電源が充電回路から出力された電源であるか否かを確認する回路である。また充電回路動作確認回路６は、停止回路７を介して疑似電池回路５に接続されている。さらに充電回路動作確認回路６は、上述した制御回路８と接続されている。停止回路７は、充電回路動作確認回路６からの信号に基づき、疑似電池回路５への停止信号を生成する回路である。
【００３０】
また、電流検出抵抗である抵抗Ｒ１の両端は、電流検出回路９と接続されている。電流検出回路９は、この両端から電流を検出する回路である。また、二次電池Ｅ１の両端が電圧検出回路１０と接続されている。電圧検出回路１０は、この両端から電圧を検出する回路である。これら電流検出回路９および電圧検出回路１０は、上述した制御回路８と接続されている。
【００３１】
図５は、この発明の第１の実施形態による充電電源確認回路の一例の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら、充電が行われる際のこの確認回路の動作について説明する。
【００３２】
まず、この確認回路に充電電源が入力されると、ステップＳ１において、疑似電池回路５により二次電池Ｅ１の電池特性の動作が行われる。すなわち入力された充電電源で、疑似電池回路５により疑似的な充電動作が行われる。次に、ステップＳ２に進み、充電回路動作確認回路６において、プリ充電電圧検出などのＡＣアダプタ１の充電器検出、すなわち充電回路からの電源の検出が行われる。次に、ステップＳ３で、ステップＳ２において充電器電圧、すなわち充電回路からの電源が検出されたか否かが判定される。
【００３３】
ステップＳ３において、ＮＯと判定された場合には、ステップＳ１の処理に戻される。ＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ４に進む。ＡＣアダプタ１が二次電池Ｅ１の充電動作特性の充電回路を備えている場合には、疑似電池回路５の動作に対応した電気特性の電源が、ＡＣアダプタ１側から供給されるため、ステップＳ３の判定はＹＥＳとなるが、ＡＣアダプタ１が二次電池Ｅ１の充電特性の充電回路を備えていない場合には、疑似電池回路５の動作に対応した電気特性の電源が、ＡＣアダプタ１側から供給されないことになり、ステップＳ５の判定はＮＯとなる。
【００３４】
ステップＳ４では、充電回路動作確認回路６から停止回路７へ停止信号が送られ、停止回路７により疑似電池回路５が停止され充電器検出回路動作が停止されるとともに、制御回路８へオン信号が送られる。
【００３５】
次に、ステップＳ５に進み、制御回路８が充電回路動作確認回路６からのオン信号により、スイッチ回路４をオンさせる。そして、ステップＳ６で、二次電池Ｅ１の充電が開始される。
【００３６】
次に、ステップＳ７で、二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了、ＡＣアダプタの取り外しの有無について判別される。二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了またはＡＣアダプタの取り外しが確認されない場合には、ステップＳ７の判定は、ＮＯとなり、ステップＳ６で充電を引き続き行う。電流検出回路９、電圧検出回路１０などにより二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了またはＡＣアダプタの取り外しが確認された場合には、ステップＳ８へ進み、制御回路８によりスイッチ回路４がオフとされ、充電処理を終了する。
【００３７】
以上説明したように、この第１の実施形態による電子機器および充電方法では、二次電池Ｅ１を充電するときに、疑似電池回路５において、疑似的にプリ充電モードやタイマ充電モードなどの電池動作を行うことで、ＡＣアダプタ１から入力される電源が、二次電池Ｅ１に適した充電回路からの電源であるか否かが判別でき、二次電池Ｅ１の充電に適した電源の場合に限り、充電を行うようにすることができる。
【００３８】
また、疑似電池回路５において、疑似的に電池動作させるときに、電力の小さいプリ充電モードやタイマ充電モードの動作をさせることにより、効率良く確認回路を動作させることができる。
【００３９】
これにより、充電回路を電子機器に備えなくても、充電時の安全性が確保される。したがって、充電回路をＡＣアダプタ１側に移動することにより、二次電池を内蔵した電子機器を充電するときの発熱を抑えることができ、さらには充電電源の入力部のＩＣ化などにより、電子機器の軽量化、小型化および電子機器の製造コストの低減などが可能となる。
【００４０】
この第１の実施形態では、ＡＣアダプタ１の充電器としての動作確認によりスイッチ回路４のオン／オフを切り換え、充電動作を制御したが、ＡＣアダプタ１から信号を発生させ、その信号をセット側が検出することで充電モードを確認し、充電動作を制御することもできる。以下に説明するこの発明の第２および第３の実施形態においては、この信号検出を用いた電子機器および充電方法の説明である。
【００４１】
図６は、この発明の第２の実施形態によるＡＣアダプタおよび充電電源確認回路の回路構成の一例である。図６に示すように、ＡＣアダプタ側は、トランスＴ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、充電制御回路１１、スイッチＳＷ１、スイッチ電源／帰還回路１２、タイマ回路１３および信号発生回路１４などにより構成される。なお、変圧器であるトランスＴ１、整流回路であるダイオードＤ１、平滑回路であるコンデンサＣ１および図示しない部分については、従来のＡＣアダプタ回路によるものであり、ここでは説明を省略する。
【００４２】
平滑回路であるコンデンサＣ１のプラス電位側が充電制御回路１１、スイッチＳＷ１を介して、セット側の端子Ａに接続されている。また、コンデンサＣ１のマイナス電位側が充電制御回路１１を介して、セット側の端子Ｂに接続されている。充電制御回路１１は、所望の充電電源を安定して外部に供給できるように電源を制御する回路であり、スイッチ電源／帰還回路１２に接続されている。スイッチ電源／帰還回路１２は、トランスＴ１の一次側と接続されていて、充電制御回路１１からの制御信号に基づき電源の制御を行う回路である。
【００４３】
また、タイマ回路１３が信号発生回路１４と接続されていて、信号発生回路１４は、スイッチＳＷ１と接続されている。タイマ回路１３は、時間計測が可能な回路であり、信号発生回路１４は、タイマ回路１３の計測に基づき、パルスなどのタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号に基づきスイッチＳＷ１のオン／オフを制御する回路である。図７は、第２の実施形態によるＡＣアダプタからの信号波形の一例である。信号発生回路１４において、電源出力のオン／オフを切り換えることにより、ＡＣアダプタのプラスおよびマイナスの２端子のみで、セット側に図７Ａに示すような信号を送ることができる。図７Ｂに示す波形については、後に説明する。
【００４４】
一方、セット側は、以下のように構成される。端子Ａが抵抗Ｒ２、スイッチＳＷ２を介して二次電池Ｅ１のプラス側に接続されている。そして、二次電池Ｅ１のマイナス側が端子Ｂに接続されている。
【００４５】
また、電流検出抵抗である抵抗Ｒ２の両端が信号電流検出回路１５に接続されている。信号電流検出回路１５は、抵抗Ｒ２の両端から信号電流の検出を行う回路である。この信号電流検出回路１５は、タイマ回路１７と接続されている。タイマ回路１７は、時間計測が可能な回路である。また、信号電流検出回路１５は、制御回路１６と接続されている。制御回路１６は、スイッチＳＷ２と接続されていて、信号電流検出回路１５の信号電流検出結果を基に、スイッチＳＷ２のオン／オフを制御する回路である。
【００４６】
図８は、この発明の第２の実施形態によるＡＣアダプタおよび充電電源確認回路の一例の動作を示すフローチャートである。以下、このフローチャートを参照しながら、充電が行われる際の動作について説明する。
【００４７】
まず、電源入力が開始されると、ステップＳ１１において、タイミング信号がタイマ回路１３で生成され、信号発生回路１４に送られる。そして信号発生回路１４が、このタイミング信号によりオン／オフ信号を生成し、スイッチＳＷ１のオン／オフを行い、図７Ａに示すような充電特性信号を発生する。充電特性信号は、所謂充電特性を備えた電源の識別信号である。スイッチＳＷ１のオン／オフにより、電源電圧を図７Ａに示すような波形にすることで、変化する電流を読み取ることができる。なお、スイッチＳＷ１は、通常オン状態であり、この充電特性信号を生成するときに一時的にオフとされる。
【００４８】
次に、ステップＳ１２で、セット側の信号電流検出回路１５およびタイマ回路１７により所定時間内の電流が検出される。そして、ステップＳ１３で、検出した電流から充電特性信号が検出されたか否かが判定される。
【００４９】
ステップＳ１３において、ＮＯと判定された場合には、ステップＳ１１の処理に戻される。ＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ１４に進む。ＡＣアダプタが適切な充電特性信号を生成している場合には、この充電特性信号が信号電流検出回路１５で検出され、ステップＳ１３の判定はＹＥＳとなるが、従来のＡＣアダプタなど、ＡＣアダプタが充電特性信号を生成しない場合には、充電特性信号が信号電流検出回路１５で検出されないため、ステップＳ１３の判定はＮＯとなる。
【００５０】
ステップＳ１４では、制御回路１６が信号電流検出回路１５からのオン信号により、スイッチ回路ＳＷ２をオンさせる。そして、ステップＳ１５で、二次電池Ｅ１の充電が開始される。
【００５１】
次に、ステップＳ１６で、二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了、ＡＣアダプタの取り外しの有無について判別される。二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了またはＡＣアダプタの取り外しが確認されない場合には、ステップＳ１６の判定は、ＮＯとなり、ステップＳ１５で充電を引き続き行う。電流検出回路９、電圧検出回路１０などにより二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了またはＡＣアダプタの取り外しが確認された場合には、ステップＳ８へ進み、制御回路８によりスイッチ回路４がオフとされ、充電処理を終了する。
【００５２】
このように、スイッチＳＷ１のオン／オフの切り換えにより、２端子方式のＡＣアダプタ構成においても充電特性信号を生成することができる。また、スイッチのオン／オフではなく、電源電圧を制御することでも、この充電特性信号を生成することができる。
【００５３】
図９は、第２の実施形態によるＡＣアダプタおよび充電電源確認回路の他の例である。図９に示すように、ＡＣアダプタ１側は、トランスＴ１、ダイオードＤ１、コンデンサＣ１、充電制御回路１８、帰還回路１９、スイッチ電源回路２０、信号発生回路２１および電圧低下制御回路２２などにより構成される。なお、変圧器であるトランスＴ１、整流回路であるダイオードＤ１、平滑回路であるコンデンサＣ１および図示しない部分については、従来のＡＣアダプタ回路によるものであり、ここでは説明を省略する。
【００５４】
平滑回路であるコンデンサＣ１のプラス電位側が充電制御回路１８を介して、セット側の端子Ａに接続されている。また、コンデンサＣ１のマイナス電位側が充電制御回路１８を介して、セット側の端子Ｂに接続されている。充電制御回路１８は、所望の充電電源を安定して外部に供給できるように電源を制御する回路であり、帰還回路１９、スイッチ電源回路２０を介し、トランスＴ１の一次側と接続されている。これにより、充電制御回路１８からの信号に基づき電源の制御が可能である。
【００５５】
また、信号発生回路２１が電圧低下制御回路２２と接続されている。信号発生回路２１は、パルスなどのタイミング信号を生成し、電圧低下制御回路２２に送る回路である。電圧低下制御回路２２は、充電制御回路１８と接続されており、信号発生回路２１からの信号により、電圧低下制御信号を充電制御回路１８に送る回路である。充電制御回路１８は、この電圧低下制御回路２２からの電圧低下制御信号により、電源電圧を所定の電圧に低下させる。これにより、セット側へ送る充電特性信号の生成が可能である。図７Ｂは、電圧低下による充電特性信号の一例の波形である。電圧を一時的に低下させ、電源電圧を図７Ｂに示すような波形にすることで、変化する電流を読み取ることができる。
【００５６】
一方、セット側は、以下のように構成される。端子Ａが抵抗Ｒ２、スイッチＳＷ３を介して二次電池Ｅ１のプラス側に接続されている。そして、二次電池Ｅ１のマイナス側が端子Ｂに接続されている。
【００５７】
また、電流検出抵抗である抵抗Ｒ２の両端が信号電流検出回路２３に接続されている。信号電流検出回路２３は、抵抗Ｒ２の両端から信号電流の検出を行う回路である。また、信号電流検出回路２３は、制御回路２４と接続されている。制御回路２４は、スイッチＳＷ３と接続されていて、信号電流検出回路２３の電流の検出結果を基に、スイッチＳＷ３のオン／オフを制御する回路である。
【００５８】
このように、ＡＣアダプタ１において、充電電源の電圧を二次電池Ｅ１の電池電圧よりも一時的に低下し、充電電流を変化させることで、このときの信号波形を充電特性信号として利用することができる。この図９に示す回路の動作については、電源電圧を低下させて充電特性信号を生成していること以外は、基本的に図６で説明した回路の動作と同じであるため、ここでは説明を省略する。
【００５９】
以上説明したように、この第２の実施形態による電子機器および充電方法は、所定のタイミングにおいて電源を制御し、充電特性信号を生成するようにＡＣアダプタ１を構成しておく。そして、二次電池Ｅ１を充電するときに、セット側の確認回路で適切な充電特性信号が確認された場合に、充電に適した電源であると判別でき、二次電池Ｅ１の充電に適した電源の場合に限り、充電を行うようにすることができる。
【００６０】
これにより、充電回路を電子機器に備えなくても、充電時の安全性が確保される。したがって、充電回路をＡＣアダプタ１側に移動することにより、二次電池Ｅ１を備えた電子機器を充電するときの発熱を抑えることができ、さらには充電電源の入力部のＩＣ化などにより、電子機器の軽量化、小型化および電子機器の製造コストの低減などが可能となる。
【００６１】
第１の実施形態では、疑似電池回路５を用いて疑似電池動作を行い、ＡＣアダプタ１からの入力電源が、二次電池Ｅ１の充電特性となっていることを確認した場合に、充電可能であると判断した。また、第２の実施形態では、ＡＣアダプタ１側で、充電特性信号の生成を充電電源の制御により行い、この充電特性信号をセット側が検出した場合に、充電可能であると判断した。第３の実施形態は、これら第１および第２の実施形態を応用したものである。以下、この発明の第３の実施形態による電子機器の充電について説明する。
【００６２】
図１０は、二次電池（リチウム・イオン電池）の充電特性の動作モード切り替え期間を示す一例のグラフである。縦軸が充電電圧Ｖ、充電電流Ｉを示し、横軸が時間Ｔを示す。図１０に示すように、この二次電池の充電特性は、プリ充電期間、定電流期間および定電圧期間（タイマ充電期間を含む）を経て、充電完了となる。
【００６３】
この第３の実施形態では、適正な充電が可能なＡＣアダプタ１の構成を、充電特性が切り替わるプリ充電期間、定電流期間および定電圧期間などの切り替え期間に充電特性信号をセット側へ送るようにしておく。充電特性信号については、第２の実施形態を参照のこと。
【００６４】
また、セット側は、第１の実施形態で説明した疑似電池回路で電池特性モード、すなわち疑似電池動作ができるように構成する。電池特性としては、例えばプリ充電またはタイマ充電（９０％以上充電の特性も含む）となる電気特性が好ましい。これは、定電流期間など他の期間でも良いが、制御する場合に電力が大きくなってしまうため、比較的電力の小さいプリ充電期間およびタイマ充電期間を用いた方が効率良く行えるためである。
【００６５】
図１１は、この発明の第３の実施形態による一例の充電動作を示すフローチャートである。まず、電源入力が開始されると、ステップＳ２１において、疑似電池回路により疑似的にプリ充電またはタイマ充電モードなどを動作させることで、ＡＣアダプタ１側で充電特性信号が生成される。
【００６６】
次に、ステップＳ２２に進み、セット側で電流が検出される。そして、ステップＳ２３で、検出した電流から充電特性信号が検出されたか否かが判定される。
【００６７】
ステップＳ２３において、ＮＯと判定された場合には、ステップＳ２１の処理に戻される。ＹＥＳと判定された場合には、ステップＳ２４に進む。ＡＣアダプタが適切な充電特性信号を生成している場合には、この充電特性信号がセット側で検出され、ステップＳ２３の判定はＹＥＳとなるが、従来のＡＣアダプタなど、ＡＣアダプタが充電特性信号を生成しない場合には、充電特性信号がセット側で検出されないため、ステップＳ２３の判定はＮＯとなる。
【００６８】
ステップＳ２４では、セット側の充電動作のオン／オフを切り換えるスイッチ回路をオンさせる。そして、ステップＳ２５で、二次電池Ｅ１の充電が開始される。
【００６９】
次に、ステップＳ２６で、二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了、ＡＣアダプタの取り外しの有無について判別される。二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了またはＡＣアダプタの取り外しが確認されない場合には、ステップＳ２６の判定は、ＮＯとなり、ステップＳ２５で充電を引き続き行う。電池Ｅ１の取り外し、充電完了またはＡＣアダプタの取り外しが確認された場合には、ステップＳ２７へ進み、充電動作のオン／オフを切り換えるスイッチ回路がオフとされ、充電処理を終了する。
【００７０】
このように、疑似電池回路で疑似的にプリ充電またはタイマ充電モードなどに切り替えた場合に、ＡＣアダプタ１から供給される電源から、これらプリ充電またはタイマ充電などに対応する適切な充電特性信号が検出されれば、充電特性を持つ電源と確認でき、安全に充電を行うことができる。
【００７１】
また、このようなＡＣアダプタ１側からの信号は、以下に説明する構成の回路により、安全回路などに利用することができる。図１２は、ＡＣアダプタからの信号を利用する一例の回路を示す図である。
【００７２】
図１２に示す回路では、端子Ａがスイッチ回路２５を介して、二次電池Ｅ１のプラス側に接続されている。また、二次電池Ｅ１のマイナス側が端子Ｂに接続されている。二次電池Ｅ１と並列に信号受信回路２６が接続されている。信号受信回路２６は、ＡＣアダプタ１で生成される信号を受信する回路である。
【００７３】
また信号受信回路２６は、充電標示回路２７、充電演算回路２８、安全制御回路２９とそれぞれ接続されている。充電標示回路２７は、入力される信号を基に充電状態の標示を例えばＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｄｉｏｄｅ）の点灯などにより行う回路である。充電演算回路２８は、充電量の計算などを行う回路であり、充電標示回路２７に接続されている。安全制御回路２９は、充電を安全に行うための制御を行う回路であり、停止回路３０および、充電標示回路２７に接続されている。停止回路３０は、スイッチ回路２５と接続されていて、入力される充電停止信号により、スイッチ回路２５をオフとし充電を停止する回路である。
【００７４】
この構成の回路は、以下のように動作する。セット側の信号受信回路２６において、ＡＣアダプタ１で生成される、例えば充電電気特性の切り替え始めと終わりなどの、電池の充電特性からの部分的な信号が検出される。検出された信号は、充電標示回路２７、充電演算回路２８、安全制御回路２９に送られ、各回路の入力信号として利用される。例えば、プリ充電しても基準電圧に上がらない、電池がオープン状態であるということを通知する電池不良信号または充電完了信号、動作不良などの安全制御不能を通知する充電停止信号として、停止回路３０や充電標示回路２７を制御することで、充電量の計算、充電停止やそれら標示の制御を行うことができる。
【００７５】
以上説明したように、この第３の実施形態による電子機器および充電方法は、充電動作特性が切り替わるプリ充電期間、定電流期間および定電圧期間などの切り替え期間に充電特性信号をセット側へ送るようにＡＣアダプタ１を構成しておく。そして、二次電池Ｅ１を充電するときに、確認回路の疑似電池回路で疑似的にプリ充電モードやタイマ充電モードなどの電池動作を行う。これにより、ＡＣアダプタ１から供給される電源から適切な充電特性信号が検出された場合、充電に適した電源であると判別でき、二次電池Ｅ１の充電に適した電源の場合にのみ、充電を行うようにすることができる。
【００７６】
また、疑似電池回路において、疑似的に電池動作させるときに、電力の小さいプリ充電モードやタイマ充電モードの動作をさせることにより、効率良く確認回路を動作させることができる。
【００７７】
これにより、充電回路を電子機器に備えなくても、充電時の安全性が確保される。したがって、充電回路をＡＣアダプタ１側に移動することにより、二次電池を内蔵した電子機器を充電するときの発熱を抑えることができ、さらには充電電源の入力部のＩＣ化などにより、電子機器の軽量化、小型化および電子機器の製造コストの低減などが可能となる。
【００７８】
この発明は、上述したこの発明の実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、この実施形態では、外部電源用のアダプタとしてＡＣアダプタ１を用いているが、これに限らず車載用アダプタなど、他の外部電源用のアダプタを適用しても良い。
【００７９】
また、この実施形態では、二次電池Ｅ１としてリチウム・イオン電池を搭載した携帯電話機の充電について説明したが、二次電池Ｅ１は、ニッケル・水素電池など、他の二次電池であっても良く、また電子機器も携帯電話機に限らず、携帯型ＭＤ（ミニディスク）装置、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ　ｄｉｇｉｔａｌ　ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）またはデジタルカメラやビデオカメラなどであっても良い。
【００８０】
また、第２の実施形態では、電圧を制御することで充電特性信号を生成し、変化する電流を読み取っているが、電圧を読み取っても良いし、電流を変化させて充電特性信号を生成しても良い。
【００８１】
また、第１および第３の実施形態における、疑似電池回路による疑似電池動作は、１種類に限られたものではなく、例えばプリ充電モードとタイマ充電モードなど、複数のモード動作を行わせ、充電動作特性である電源か否かを確認しても良い。これにより、適正電源の判断の確実性を増すことができる。
【００８２】
また、第１〜第３の実施形態を組み合わせることで、充電電源を確認しても良い。図１３は、第１の実施形態（第１方式）、第２の実施形態（第２方式）、第３の実施形態（第３方式）の３つを組み合わせた回路の一例の図である。
【００８３】
図１３に示す回路は、端子Ａがスイッチ回路３１を介して二次電池Ｅ１のプラス側に接続されている。そして、二次電池Ｅ１のマイナス側が端子Ｂに接続されている。
【００８４】
また、第１方式確認回路３２、第２方式確認回路３３および第３方式確認回路３４が充電電源ラインのプラスおよびマイナスにそれぞれ接続されている。第１方式確認回路３２は、第１の実施形態での確認信号を検出する回路であり、第２方式確認回路３３は、第２の実施形態での確認信号を検出する回路であり、第３方式確認回路３４は、第３の実施形態での確認信号を検出する回路である。この確認信号は、各実施形態において、入力される電源が適合する電源であると判断された場合の信号である。
【００８５】
また、これら確認回路は２または３信号確認回路３５に接続されている。この２または３信号確認回路３５は、スイッチ回路３１と接続されていて、確認信号の合計数が２または３の場合には、スイッチ回路３１をオンとする回路である。
【００８６】
図１４は、この３方式を組み合わせた回路の一例の動作を示すフローチャートである。まず、電源入力が開始されると、ステップＳ３１において、第１方式、第２方式、第３方式による確認信号の検出が、それぞれ第１方式確認回路３２、第２方式確認回路３３、第３方式確認回路３４で行われる。そして、それぞれの検出された場合の確認信号が、２または３信号確認回路３５に送られ確認信号の合計数が算出される。
【００８７】
次に、ステップＳ３２において、確認信号の数が２または３であるか否かが判定される。ステップＳ３２においてＮＯ、すなわち確認信号数が１であった場合には、ステップ３１に処理が戻される。ステップＳ３２においてＹＥＳ、すなわち確認信号数が２または３であった場合には、ステップＳ３３へ進み、スイッチ回路３１をオンとする。そして、ステップＳ３４で二次電池Ｅ１の充電が開始される。
【００８８】
次に、ステップＳ３５で、二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了、ＡＣアダプタの取り外しの有無について判別される。二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了またはＡＣアダプタの取り外しが確認されない場合には、ステップＳ３５の判定は、ＮＯとなり、ステップＳ３４で充電を引き続き行う。二次電池Ｅ１の取り外し、充電完了またはＡＣアダプタの取り外しが確認された場合には、ステップＳ３６へ進み、スイッチ回路３１がオフとされ、充電処理を終了する。
【００８９】
このように、ＡＣアダプタ１の充電回路の確認を組み合わせて行うことで、充電する電子機器の誤動作などが防止でき、安全性を向上することができる。なお、図１３では３方式の組み合わせについて説明したが、第１方式と第２方式、第１方式と第３方式、第２方式と第３方式の組み合わせにしても良い。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、外部電源用アダプタに充電回路を備えさせ、電子機器は、その充電回路の確認回路を持つ構成とすることにより、安全に充電ができ、充電電源入力部のＩＣ化などにより電子機器の軽量化、小型化が可能であり、充電中の発熱を抑え、製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
この発明による電子機器の充電を示す一例の概略図である。
【図２】
この発明の第１の実施形態による充電電源確認回路の回路構成を示す一例のブ
ロック図である。
【図３】
二次電池の充電動作特性を示す一例のグラフである。
【図４】
疑似電池の回路構成の一例を示す図である。
【図５】
この発明の第１の実施形態による充電電源確認回路の一例の動作を示すフロー
チャートである。
【図６】
この発明の第２の実施形態によるＡＣアダプタおよび充電電源確認回路の回路
構成を示す一例のブロック図である。
【図７】
この発明の第２の実施形態によるＡＣアダプタからの信号波形を示す図である
。
【図８】
この発明の第２の実施形態による充電電源確認回路の一例の動作を示すフロー
チャートである。
【図９】
この発明の第２の実施形態によるＡＣアダプタおよび充電電源確認回路の回路
構成を示す他の例のブロック図である。
【図１０】
二次電池の充電特性の動作モード切り替えの期間を示す一例のグラフである。
【図１１】この発明の第３の実施形態による一例の充電動作を示すフローチャートである。
【図１２】ＡＣアダプタからの信号を利用する一例の回路構成を示すブロック図である。
【図１３】３方式を組み合わせた一例の回路構成を示すブロック図である。
【図１４】３方式を組み合わせた回路の一例の動作を示すフローチャートである。
【図１５】従来例によるＡＣアダプタを利用した電子機器の充電の概略図を示す。
【符号の説明】
１・・・ＡＣアダプタ、２・・・セット充電機能確認回路、Ａ，Ｂ・・・端子、Ｅ１・・・二次電池、４，ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３・・・スイッチ回路、５・・・疑似電池回路、６・・・充電回路動作確認回路、８，１６，２４・・・制御回路、１３，１７・・・タイマ回路、１４，２１・・・信号発生回路、１５，２３・・・信号電流検出回路、２２・・・電圧低下制御回路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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