(57)【要約】【課題】ＡＣ電源以外に一次電池電源によっても内蔵する二次電池への充電が可能な充電装置を提供する。【解決手段】制御マイクロプロセッサ３は、ＡＤ入力ポート「ＢＡＴＴ２」３ｅが所定の閾値よりも低い場合は、一次電池７の電池容量減少か、一次電池７が接続されていないか、または電源装置Ｂが接続されていないと判断して、ポート「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄを”Ｈ”レベルにして、充電可能状態とした後、ＣＰＵ停止状態へ移行する。この状態で一次電池７が接続されるか、または電源装置Ｂが接続されると、直ちに昇圧回路１３が動作状態になり、二次電池１への充電が開始される。【選択図】図１
2005318716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体機器には、
二次電池と、
前記二次電池の充電状況を監視し、充電状況を制御する充電制御ＩＣと、
前記充電制御ＩＣの充電動作を監視するマイクロプロセッサとを備え、
前記本体機器と着脱可能な電源装置には、
前記電源装置に着脱可能な一次電池と、
前記一次電池の電圧を昇圧する昇圧回路とを備え、
前記電源装置に一次電池を装着したうえ前記本体機器に装着し、前記一次電池の電圧を前記昇圧回路で昇圧して前記本体機器の二次電池に充電可能であり、
前記マイクロプロセッサは前記電源装置の一次電池の電圧を測定して所定の閾値より低いかどうかで前記一次電池の有無または前記電源装置の装着有無を検出し、
本体機器の電源オフ時に前記一次電池が装着された前記電源装置が前記本体機器に装着されていると判断したときは前記電源装置の昇圧回路の昇圧動作を停止させ、
本体機器の電源オフ時に前記二次電池の充電が完了しており、前記一次電池が装着されていないかまたは前記電源装置が前記本体機器に装着されていないと判断すると前記電源装置の昇圧回路の昇圧動作を可能にする状態で待機し、
その後前記一次電池が装着されたかまたは前記一次電池を装着した電源装置が前記本体機器に装着されたことを検出したときは直ちに前記昇圧回路を動作させることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
機器本体のオン状態で前記二次電池への充電中に前記一次電池の電圧が所定の閾値より低ければ前記昇圧回路の動作を停止させ、
機器本体のオン状態で前記二次電池への充電が完了すれば前記昇圧回路の動作を停止させ、前記二次電池の電圧が所定の閾値より低ければ、前記昇圧回路の動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池によって駆動する機器における二次電池への充電を、ＡＣ電源の他に一次電池でも可能な充電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次電池によって駆動する機器において、ＡＣ電源からの電源供給によって二次電池を充電する充電装置が一般に知られている（例えば特許文献１参照）。またＡＣ電源以外の電源供給によって機器を駆動する場合、その電源が着脱されたか、どうかを検出する機能を持つものも知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００３】
図４は、二次電池によって駆動する機器における二次電池への充電をＡＣ電源によって行う従来の充電装置のブロック図を示す。図４において、本体機器を４Ａ、ＡＣ電源による電源装置を４Ｃとし、本体機器４Ａにおいて、二次電池４１は本体機器４Ａに内蔵されている。充電制御ＩＣ４２は、二次電池４１の充電制御を行うとともに二次電池４１の電圧を監視する。
【０００４】
制御マイクロプロセッサ４３は充電制御ＩＣ４２の充電動作状態を監視するもので、二次電池４１の電源電圧を計測するためのＡＤ入力ポート「ＢＡＴＴ１」４３ａ、制御マイクロプロセッサ４３がＣＰＵ停止状態から起動するための割り込み入力ポート「ＷＡＫＥ＿ＵＰ」４３ｂ、充電制御ＩＣ４２の充電動作状態をモニタする入力ポート「ＣＨＡＲＧＥ」４３ｃを持っている。
【０００５】
割り込み入力ポート「ＷＡＫＥ＿ＵＰ」４３ｂは、制御マイクロプロセッサ４３が外部割り込み入力ポートと設定することで、制御マイクロプロセッサ４３のＣＰＵ停止状態の時に充電制御ＩＣ４２が駆動すると、制御マイクロプロセッサ４３を起動することができる。ここでは通常”Ｈ”レベルを出力しており、起動要因時には”Ｌ”レベルを出力するものとする。
【０００６】
入力ポート「ＣＨＡＲＧＥ」４３ｃは、ここでは充電制御ＩＣ４２の充電中状態で”Ｌ”レベルを出力し、充電終了状態では”Ｈ”レベルを出力するものとする。
【０００７】
ＡＣ電源による電源装置４Ｃに接続する端子部４４は、充電制御ＩＣ４２のＶＣＣ４２ａに接続し、電源装置４Ｃ側からの電源電圧を受ける端子４４ａ、グランドに接続される端子４４ｄを持っている。
【０００８】
ＡＣ電源装置４Ｃにおいて、端子部４６は、本体機器４Ａの端子部４４と着脱可能に接続するためのもので、端子４６ａ、４６ｄは、それぞれ端子４４ａ、４４ｄと接続される。端子４６ａはコイル１６を介してＡＣ電源ジャック１８に接続され、端子４６ｄはコイル１７を介してＡＣ電源のＧＮＤ側に接続される。
【０００９】
この様に構成され、本体機器４ＡにＡＣ電源による電源装置４Ｃが接続され、電源装置４ＣのＡＣ電源ジャック１８にＡＣアダプタなどで電圧降下され、整流された電圧が接続されると、充電制御ＩＣ４２が、二次電池４１の電圧を検出して、充電が必要と判断すると二次電池４１に充電を行う。
【特許文献１】特開平１０−３２７５３７号公報
【特許文献２】特開平７−９９７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような従来の充電装置は、二次電池に充電できるのはＡＣ電源のみであり、ＡＣ電源のないところでは内蔵する二次電池への充電が不可能であり、ＡＣ電源以外の電源、例えば一次電池から充電することが求められていた。
【００１１】
また従来一次電池から内蔵の二次電池に充電するときには、一次電池を着脱するだけでなく、充電開始を手動で操作するなどの手数がかかり、ＡＣ電源と同様に容易に着脱でき、ユーザはＡＣ電源と交換して特別の操作なしに使用できることが望まれる。
【００１２】
本発明は、内蔵する二次電池によって駆動する機器において、ＡＣ電源によって内蔵する二次電池を充電可能であると共に、一次電池電源によっても内蔵する二次電池への充電が可能であり、一次電池の着脱で特別の操作なしに二次電池に充電可能な充電装置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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の充電装置は、本体機器には、二次電池と、前記二次電池の充電状況を監視し、充電状況を制御する充電制御ＩＣと、前記充電制御ＩＣの充電動作を監視するマイクロプロセッサとを備え、前記本体機器と着脱可能な電源装置には、前記電源装置に着脱可能な一次電池と、前記一次電池の電圧を昇圧する昇圧回路とを備え、前記電源装置に一次電池を装着したうえ前記本体機器に装着し、前記一次電池の電圧を前記昇圧回路で昇圧して前記本体機器の二次電池に充電可能であり、前記マイクロプロセッサは前記電源装置の一次電池の電圧を測定して所定の閾値より低いかどうかで前記一次電池の有無または前記電源装置の装着有無を検出し、本体機器の電源オフ時に前記一次電池が装着された前記電源装置が前記本体機器に装着されていると判断したときは前記電源装置の昇圧回路の昇圧動作を停止させ、本体機器の電源オフ時に前記二次電池の充電が完了しており、前記一次電池が装着されていないかまたは前記電源装置が前記本体機器に装着されていないと判断すると前記電源装置の昇圧回路の昇圧動作を可能にする状態で待機し、その後前記一次電池が装着されたかまたは前記一次電池を装着した電源装置が前記本体機器に装着されたことを検出したときは直ちに前記昇圧回路を動作させることを特徴とする構成である。
【００１４】
また本発明の充電装置は、上記構成において、機器本体のオン状態で前記二次電池への充電中に前記一次電池の電圧が所定の閾値より低ければ前記昇圧回路の動作を停止させ、
機器本体のオン状態で前記二次電池への充電が完了すれば前記昇圧回路の動作を停止させ、前記二次電池の電圧が所定の閾値より低ければ、前記昇圧回路の動作を開始することを特徴とする構成である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は上記の構成において、ＡＣ電源から電源の供給を受けて内蔵の二次電池に充電できるとともに、一次電池からも内蔵の二次電池に充電することができ、一次電池からの充電に関して、本体機器の電源オフ状態では、二次電池への充電が完了状態であれば、一次電池の電圧を見て一次電池または一次電池を装着した一次電池による電源装置が取り外されたと判断すると、昇圧回路を動作可能な状態に準備しておくことにより、一次電池による電源装置が装着されれば、直ちに昇圧動作を開始して二次電池への充電を開始するように動作させることができるので、電源装置を本体機器に装着したり、電源装置に一次電池を装着したときに一々充電開始の操作をする必要がない。
【００１６】
また、機器本体のオン状態で二次電池への充電中に一次電池の電圧が所定の閾値より低ければ昇圧回路の動作を停止させ、機器本体のオン状態で二次電池への充電が完了すれば昇圧回路の動作を停止させ、二次電池の電圧が所定の閾値より低ければ、二次電池への充電を開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態における充電装置について説明する。図１は本発明の一実施形態における充電装置のブロック図、図２は同じくそのタイミミングチャート図、図３は同じくその制御フロー図である。
【００１８】
図１において、本体機器をＡ、一次電池による電源装置をＢ、ＡＣ電源による電源装置をＣとし、本体機器Ａにおいて、二次電池１は本体機器Ａに内蔵されている。充電制御ＩＣ２は、二次電池１の充電制御を行うとともに二次電池１の電圧を監視することで充電状況を監視する。
【００１９】
制御マイクロプロセッサ３は充電制御ＩＣ２の充電動作状態を監視するもので、二次電池１の電源電圧を計測するためのＡＤ入力ポート「ＢＡＴＴ１」３ａ、制御マイクロプロセッサ３がＣＰＵ停止状態から起動するための割り込み入力ポート「ＷＡＫＥ＿ＵＰ」３ｂ、充電制御ＩＣ２の充電動作状態をモニタする入力ポート「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃ、一次電池による電源装置に内蔵されている昇圧回路を制御する昇圧回路制御ポート「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄ、一次電池の電源電圧を計測するためのＡＤ入力ポート「ＢＡＴＴ２」３ｅを持っている。
【００２０】
割り込み入力ポート「ＷＡＫＥ＿ＵＰ」３ｂは、制御マイクロプロセッサ３が外部割り込み入力ポートと設定することで、制御マイクロプロセッサ３のＣＰＵ停止状態の時に充電制御ＩＣ２が駆動すると、制御マイクロプロセッサ３を起動することができる。ここでは通常は”Ｈ”レベルを出力しており、起動要因時には”Ｌ”レベルを出力するものとする。
【００２１】
入力ポート「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃは、ここでは充電制御ＩＣ２の充電中状態で”Ｌ”レベルを出力し、充電終了状態では”Ｈ”レベルを出力するものとする。
【００２２】
昇圧回路制御ポート「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄは、昇圧回路の電源を制御する制御マイクロプロセッサ３の出力ポートで、ここでは”Ｈ”レベルの出力で昇圧回路の電源供給をオンにし、”Ｌ”レベルの出力で昇圧回路の電源供給をオフにするものとする。
【００２３】
一次電池による電源装置ＢまたはＡＣ電源による電源装置Ｃに接続する端子部４は、充電制御ＩＣ１のＶＣＣ２ａに接続し、電源装置Ｂ側からの電源電圧を受ける端子４ａ、制御マイクロプロセッサ３の端子３ｄ、３ｅのそれぞれに接続される端子４ｂ、４ｃ、グランドに接続される端子４ｄを持っている。
【００２４】
電源装置Ｂにおいて、着脱可能な一次電池７からヒユーズ８を通ってＧＮＤとの間に接続されたコンデンサ９、直列のコイル１０、コイル１０の他端とグランドとの間に接続されたＦＥＴ１１、コイル１０の他端からダイオード１２を経て昇圧回路１３の低圧供給端子１３ａに印加されている。昇圧回路１３の高圧端子１３ｂからコンデンサ１４がＧＮＤとの間に接続されている。
【００２５】
端子部５は、本体機器Ａの端子部４と着脱可能に接続するためのもので、端子５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、それぞれ端子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと接続される。
【００２６】
端子５ａは昇圧回路１３の高圧端子１３ｂに接続され、端子５ｃはヒユーズ８とコイル１０との接続点に接続され、また端子５ｂからは昇圧回路１３の起動端子１３ｃに接続され、この点から抵抗器１５で接地されている。端子５ｄはＧＮＤに接続されている。
【００２７】
ＡＣ電源装置Ｃにおいて、端子部６は、本体機器Ａの端子部４と着脱可能に接続するためのもので、端子６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄは、それぞれ端子４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと接続される。端子６ａはコイル１６を介してＡＣ電源端子１８に接続され、端子６ｄはコイル１７を介してＡＣ電源のＧＮＤ側に接続され、端子６ｂと端子６ｃは無接続となっている。このＡＣ電源装置Ｃの動作は図４のＡＣ電源装置４Ｃと同様であり、説明を省略する。
【００２８】
このように構成され、つぎにその動作を図２を用いて説明する。図２において点２−１で「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄが”Ｈ”レベルにされると、「ＢＡＴＴ＿１」３ａのレベルが低いと「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃは点２−２で”Ｌ”レベルとなり、充電中となる。
【００２９】
「ＢＡＴＴ＿１」３ａが点２−３で、ある閾値より高くなると、「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃは点２−４で”Ｈ”レベルになり、「ＢＡＴＴＥ＿ＣＥ」３ｄは点２−５で”Ｌ”レベルとなり、昇圧回路１３は停止して充電は終了する。
【００３０】
二次電池１が、使用により電圧低下して、点２−６である閾値を下回れば、「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄは点２−７で”Ｈ”レベルとなり、「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃは点２−８で”Ｌ”レベルとなり、充電中となる。一次電池の電圧が低下して、点２−９である閾値を下回れば、「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄは点２−１０で”Ｌ”レベルとなり、「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃは点２−１１で”Ｈ”レベルとなり、充電完了となる。
【００３１】
図３において本体機器Ａの図示しない電源スイッチのオンによって二次電池１から電源が与えられて本体機器Ａが動作を開始し、Ｓ１で制御マイクロプロセッサ３が「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄを、まず”Ｈ”レベルにすることで、昇圧回路１３を動作させ、充電制御ＩＣ２を二次電池１へ充電する準備をする。
【００３２】
充電制御ＩＣ２は二次電池１の端子電圧が予め設定した、ある閾値よりも低い場合に充電を開始するように設定されている。動作を開始したときにすでに充電が必要であれば、Ｊ１で充電を開始すると共に入力ポート「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃに”Ｌ”レベル（充電中状態）を出力し、制御マイクロプロセッサ３はＳ２で昇圧回路制御ポート「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄを”Ｈ”レベルに維持して昇圧回路１３の動作を継続する。
【００３３】
Ｊ２でＡＤ入力ポート「ＢＡＴＴ２」３ｅで読みとった一次電池７の電圧値が、予め決めた閾値よりも低いときは、一次電池７の電池容量が少ないか、一次電池７が電源装置Ｂに接続されていないか、または電源装置Ｂが本体機器Ａに接続されていないと判断して、Ｓ３で昇圧回路制御ポート「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄを”Ｌ”レベルとし、昇圧回路１３の動作を停止させて、二次電池１への充電を停止する。
【００３４】
また、Ｊ１で二次電池１の端子電圧が閾値より高く、充電制御ＩＣ２が入力ポート「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃを”Ｈ”レベル（充電終了状態）にしたとき、制御マイクロプロセッサ３はＳ４で昇圧回路制御ポート「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄを”Ｌ”レベルとして昇圧回路１３の動作を停止させて二次電池１への充電を停止する。Ｊ２で一次電池７の電圧値が、予め決めた閾値よりも高い場合は次のステップへ進む。
【００３５】
つぎに、Ｊ３で制御マイクロプロセッサ３がＡＤ入力ポート「ＢＡＴＴ１」３ａより読みとった二次電池１の電圧値が、予め決めた閾値よりも低い場合は、二次電池１の電池容量が少ないと判断し、昇圧回路制御ポート「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄを”Ｈ”レベルにし、昇圧回路１３の動作を開始して充電制御ＩＣ２に電源が供給され、二次電池１への充電が開始される。Ｊ３で二次電池１の電圧値が、予め決めた閾値よりも高い場合は次のステップへ進む。
【００３６】
Ｊ４で本体機器が、図示しない電源スイッチの操作などで電源オフにされたときは、制御マイクロプロセッサ３は、Ｓ６で、まず強制的に昇圧回路制御ポート「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄに”Ｈ”レベルを出力する。そしてＪ５で入力ポート「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃを見て、”Ｌ”レベル（充電中状態）であれば、このポートが”Ｈ”レベル（充電完了）になるまで、制御マイクロプロセッサ３はＣＰＵ停止状態に移行しないで現状を維持する。
【００３７】
Ｊ５で入力ポート「ＣＨＡＲＧＥ」３ｃが”Ｈ”レベル（充電完了）となった場合、Ｊ６でＡＤ入力ポート「ＢＡＴＴ２」３ｅが所定の閾値よりも低かった場合は、一次電池７の電池容量が少ないか、一次電池７が電源装置Ｂに接続されていないか、または電源装置Ｂが本体機器Ａに接続されていないと判断して、Ｓ７で図２のように「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄを”Ｈ”レベルに維持して、充電可能な状態とした後、制御マイクロプロセッサ３はＣＰＵ停止状態へ移行する。
【００３８】
Ｓ７で「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄが”Ｈ”レベルに維持されているので、この状態で一次電池７が接続されるか、または一次電池７が接続された一次電池による電源装置Ｂが接続されると、直ちに昇圧回路１３が動作状態になり、充電制御ＩＣ２が動作状態となり、それによってポート［ＷＡＫＥ＿ＵＰ」３ｂが”Ｌ”レベルになることにより制御マイクロプロセッサ３が起動し、二次電池１への充電が開始される。
【００３９】
Ｊ６でＡＤ入力ポート「ＢＡＴＴ２」３ｅが所定の閾値よりも高かった場合「ＢＡＴＴ＿ＣＥ」３ｄを”Ｌ”レベルにし、昇圧回路１３の動作を停止状態とし、その後に制御マイクロプロセッサ３はＣＰＵ停止状態へ移行する。
【００４０】
このように、本実施形態においては、ＡＣ電源から電源の供給を受けて内蔵の二次電池に充電できるとともに、一次電池からも内蔵の二次電池に充電することができ、一次電池からの充電に関して、機器本体のオン状態で二次電池への充電中に一次電池の電圧が所定の閾値より低ければ昇圧回路の動作を停止させ、機器本体のオン状態で二次電池への充電が完了すれば昇圧回路の動作を停止させ、二次電池の電圧が所定の閾値より低ければ、昇圧回路制御ポートを”Ｈ”レベルにして二次電池への充電を開始する。
【００４１】
そして本体機器の電源オフ状態では、二次電池への充電が完了状態であれば、一次電池の電圧を見て一次電池または一次電池を装着した一次電池による電源装置が取り外されたと判断すると、昇圧回路を動作可能な状態に準備しておくことにより、一次電池による電源装置が装着されれば、直ちに昇圧動作を開始して二次電池への充電を開始するように動作させることができるので、電源装置を本体機器に装着したり、電源装置に一次電池を装着したときに一々充電開始の操作をする必要がない。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の充電装置は、上記のように、電源オフ状態で一次電池の電圧を見て一次電池または一次電池を装着した一次電池による電源装置が取り外されたと判断すると、昇圧回路を動作可能な状態に準備しておくことにより、いったん取り外された一次電池による電源装置が装着されれば、直ちに昇圧動作を開始して二次電池への充電を開始するように動作させることができるので、電源装置を本体機器に装着したり、電源装置に一次電池を装着したときに一々充電開始の操作をする必要がないという産業上の利用可能性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態における充電装置のブロック図
【図２】同じくそのタイミミングチャート
【図３】同じくその制御フロー図
【図４】従来の充電装置のブロック図
【符号の説明】
【００４４】
１    二次電池
２    充電制御ＩＣ
３    制御マイクロプロセッサ
４    端子部
５    端子部
７    一次電池
１３    昇圧回路
【図１】
2005318716.tif 000003
【図２】
2005318716.tif 000004
【図３】
2005318716.tif 000005
【図４】
2005318716.tif 000006