(57)【要約】【課題】二次電池の有無に応じて適切に充電動作を制御することができる充電制御回路を実現する。【解決手段】スイッチ１２は充電モードになると一旦閉じる。制御回路１４は、二次電池２からの出力電流またはスイッチ１２が閉じられた場合に供給される充電電流の少なくともいずれか一方によって動作し、スイッチ１２を開放し、継続して動作していればスイッチ１２を閉じる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器における充電制御回路であって、
前記二次電池の接続端子と充電器との間に設けられ、充電モードになると一旦閉じるスイッチと、
前記二次電池からの出力電流及び前記スイッチが閉じられた場合に供給される充電電流が電源端子に接続され、前記出力電流または前記充電電流の少なくともいずれか一方によって動作する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記スイッチを開放し、継続して動作していれば前記スイッチを閉じることを特徴とする充電制御回路。
【請求項２】
着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器における充電制御回路であって、
前記二次電池の接続端子と充電器との間に設けられ、充電モードになると一旦閉じるスイッチと、
前記二次電池からの出力電流及び前記スイッチが閉じられた場合に供給される充電電流が電源端子に接続され、前記出力電流または前記充電電流の少なくともいずれか一方によって動作する制御手段と、
前記二次電池電圧を測定する電圧測定手段とを備え、
前記制御手段は、前記二次電池電圧が前記充電器による所定の充電電圧以上である場合に、前記スイッチを開放し、継続して動作していれば前記スイッチを閉じることを特徴とする充電制御回路。
【請求項３】
着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器において、
請求項１または請求項２に記載の充電制御回路を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項４】
着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器における充電制御方法であって、
充電モードになると、前記二次電池の接続端子と充電器との間に設けられたスイッチが閉じる過程と、
前記二次電池からの出力電流または前記充電器から供給される充電電流の少なくともいずれか一方によって制御手段が動作する過程と、
前記制御手段が前記スイッチを開放する過程と、
前記スイッチの開放後、前記制御手段が継続して動作していれば前記スイッチを閉じる過程と、
を含むことを特徴とする充電制御方法。
【請求項５】
着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器における充電制御方法であって、
充電モードになると、前記二次電池の接続端子と充電器との間に設けられたスイッチが閉じる過程と、
前記二次電池からの出力電流または前記充電器から供給される充電電流の少なくともいずれか一方によって制御手段が動作する過程と、
前記二次電池電圧を測定する過程と、
前記制御手段が、前記測定結果の電圧が前記充電器による所定の充電電圧以上である場合に、前記スイッチを開放する過程と、
前記スイッチの開放後、前記制御手段が継続して動作していれば前記スイッチを閉じる過程と、
を含むことを特徴とする充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着脱可能な二次電池を電源として使用する携帯電話機等の電子機器における充電制御回路及び充電制御方法、並びにその充電制御回路を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯電話機等の電子機器には、着脱可能な二次電池を電源として使用し、該二次電池を装着して充電することが可能なものがある。例えば、携帯電話機では、外付けの充電器を接続して充電電流の供給を受け、装着している二次電池の充電を行う。さらに、二次電池を充電しながら動作することが可能である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２３６１６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術では、二次電池が装着されていない場合に充電器が接続されて充電電流が供給されると、該充電電流のみによって電子機器が動作する。しかしながら、充電電流のみでは電源として不十分であるために、当該電子機器の性能をフル活用する場合など、消費電力が大きくなったときには動作が不安定となる虞がある。このため、二次電池の有無に応じて適切に充電動作を制御することが要望されている。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、二次電池の有無に応じて適切に充電動作を制御することができる充電制御回路及び充電制御方法を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、本発明の充電制御回路を備えた電子機器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の充電制御回路は、着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器における充電制御回路であって、前記二次電池の接続端子と充電器との間に設けられ、充電モードになると一旦閉じるスイッチと、前記二次電池からの出力電流及び前記スイッチが閉じられた場合に供給される充電電流が電源端子に接続され、前記出力電流または前記充電電流の少なくともいずれか一方によって動作する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記スイッチを開放し、継続して動作していれば前記スイッチを閉じることを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の充電制御回路は、着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器における充電制御回路であって、前記二次電池の接続端子と充電器との間に設けられ、充電モードになると一旦閉じるスイッチと、前記二次電池からの出力電流及び前記スイッチが閉じられた場合に供給される充電電流が電源端子に接続され、前記出力電流または前記充電電流の少なくともいずれか一方によって動作する制御手段と、前記二次電池電圧を測定する電圧測定手段とを備え、前記制御手段は、前記二次電池電圧が前記充電器による所定の充電電圧以上である場合に、前記スイッチを開放し、継続して動作していれば前記スイッチを閉じることを特徴としている。
【０００９】
請求項３に記載の電子機器は、着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器において、請求項１または請求項２に記載の充電制御回路を備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項４に記載の充電制御方法は、着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器における充電制御方法であって、充電モードになると、前記二次電池の接続端子と充電器との間に設けられたスイッチが閉じる過程と、前記二次電池からの出力電流または前記充電器から供給される充電電流の少なくともいずれか一方によって制御手段が動作する過程と、前記制御手段が前記スイッチを開放する過程と、前記スイッチの開放後、前記制御手段が継続して動作していれば前記スイッチを閉じる過程とを含むことを特徴としている。
【００１１】
請求項５に記載の充電制御方法は、着脱可能な二次電池を電源として使用する電子機器における充電制御方法であって、充電モードになると、前記二次電池の接続端子と充電器との間に設けられたスイッチが閉じる過程と、前記二次電池からの出力電流または前記充電器から供給される充電電流の少なくともいずれか一方によって制御手段が動作する過程と、前記二次電池電圧を測定する過程と、前記制御手段が、前記測定結果の電圧が前記充電器による所定の充電電圧以上である場合に、前記スイッチを開放する過程と、前記スイッチの開放後、前記制御手段が継続して動作していれば前記スイッチを閉じる過程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による充電制御回路を備えた電子機器１の構成を示すブロック図である。この図１には、本発明に係る構成部分のみが示されている。
図１において、電子機器１は二次電池２を電源として使用する。二次電池２は着脱可能である。この二次電池２を充電する際には、充電器３が電子機器１に接続される。そして、該充電器３から電子機器１へ充電電流が供給される。また、電子機器１は、二次電池２を充電しながら動作することが可能である。
【００１３】
電子機器１は、コネクタ１１とスイッチ１２と二次電池２の接続端子１３と制御回路１４とを備える。
コネクタ１１は、充電器３を接続するためのものである。コネクタ１１は、充電器３からの充電電流の入力端子１１ａを有する。また、コネクタ１１は、充電器３が接続されたときに、充電モード信号１０１を出力する。充電モード信号１０１は、電子機器１が二次電池２を充電する状態（充電モード）であることを示す信号である。
スイッチ１２は、２つの端子１２ａ，１２ｂを有し、これら端子間を開放又は閉じるものである。スイッチ１２の一つの端子１２ａは入力端子１１ａと接続されている。そして、もう一方の端子１２ｂは二次電池２の接続端子１３と接続されている。
【００１４】
スイッチ１２には、コネクタ１１から充電モード信号１０１が入力される。この充電モード信号１０１が入力されると、スイッチ１２は、端子１２ａ，１２ｂ間を一旦閉じる。また、スイッチ１２には、制御回路１４からスイッチ制御信号１０２が入力される。スイッチ１２は、入力されたスイッチ制御信号１０２に従って端子１２ａ，１２ｂ間を開放又は閉じる。
【００１５】
二次電池２の接続端子１３は、電子機器１に二次電池２が装着されたときに該二次電池２の電極が接続するようになっている。
【００１６】
制御回路１４は二次電池２を充電するための充電動作を制御するものである。制御回路１４には、コネクタ１１から充電モード信号が入力される。また、制御回路１４は、スイッチ１２の開閉を制御するスイッチ制御信号１０２を出力する。
【００１７】
また、制御回路１４は電源回路１４ａを備えている。電源回路１４ａは制御回路１４が動作するためのものである。電源回路１４ａの電源端子１５は、スイッチ１２の端子１２ａ及び二次電池２の接続端子１３の双方に接続されている。制御回路１４は、二次電池２からの出力電流、又は、スイッチ１２が閉じられた場合に充電器３から供給される充電電流の少なくともいずれか一方によって動作可能である。
【００１８】
なお、上記制御回路１４は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、制御回路１４はメモリおよびＣＰＵ（中央処理装置）により構成され、制御回路１４の機能を実現するためのプログラムを実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
【００１９】
次に、図２，図３を参照して、上述した図１の電子機器１における充電に係る動作を説明する。図２，図３は、図１に示す電子機器１における充電制御処理を説明するための図である。
初めに、図２を参照して、二次電池２が電子機器１に装着されている状態で充電動作が行われる場合を説明する。先ず、充電器３が電子機器１のコネクタ１１に接続されると、コネクタ１１から充電モード信号１０１が出力される。この充電モード信号１０１が入力されると、スイッチ１２は、図２に示されるように端子１２ａ，１２ｂ間を閉じる。また、制御回路１４は、入力された充電モード信号１０１により充電モードであることを認識する。
【００２０】
この状態（図２に示される状態）では、制御回路１４は、スイッチ１２を介して供給される充電電流Ｉａ及び二次電池２からの出力電流Ｉｂによって動作している。次いで、制御回路１４が、スイッチ１２へ開放を指示するスイッチ制御信号１０２を出力する。このスイッチ制御信号１０２により、スイッチ１２は、端子１２ａ，１２ｂ間を開放する。これにより、充電動作は中断され、スイッチ１２を介して制御回路１４へ供給されていた充電電流Ｉａはなくなる。しかし、制御回路１４は、二次電池２からの出力電流Ｉｂによって動作を継続する。
【００２１】
次いで、制御回路１４は、動作が継続しているので二次電池２が装着されていると判断し、充電動作を再開させるために、スイッチ１２へ閉を指示するスイッチ制御信号１０２を出力する。このスイッチ制御信号１０２により、スイッチ１２は、端子１２ａ，１２ｂ間を閉じる。これにより、充電動作が再開されて二次電池２が充電される。
【００２２】
次に、図３を参照して、二次電池２が電子機器１に装着されていない状態で充電動作が行われる場合を説明する。先ず、充電器３が電子機器１のコネクタ１１に接続されると、上記図２と同様にコネクタ１１から充電モード信号１０１が出力されて、スイッチ１２が図３に示されるように端子１２ａ，１２ｂ間を閉じる。また、制御回路１４が充電モードであることを認識する。
【００２３】
この状態（図３に示される状態）では、制御回路１４は、スイッチ１２を介して供給される充電電流Ｉａのみによって動作している。次いで、制御回路１４が、スイッチ１２へ開放を指示するスイッチ制御信号１０２を出力する。このスイッチ制御信号１０２により、スイッチ１２は、端子１２ａ，１２ｂ間を開放する。これにより、充電動作は中断される。また、スイッチ１２を介して制御回路１４へ供給されていた充電電流Ｉａはなくなる。したがって、制御回路１４には給電されなくなるので、制御回路１４は動作を停止する。この結果、充電動作は中断されたままとなり、二次電池２が未装着のまま充電動作が行われることが防止される。
【００２４】
なお、制御回路１４の電源回路１４ａは、給電されなくなった場合に、コンデンサ等に蓄えられていた電荷が放電される回路構成とすることが好ましい。さらには、制御回路１４は、スイッチ１２を開放した時点から、該放電に要する所定期間が経過した後に、二次電池２の有無を判断するのが好ましい。これにより、コンデンサ等に蓄えられていた電荷の放電によって、一時的に制御回路１４が継続して動作することが排除される。
【００２５】
次に、第２の実施形態を説明する。図４は、本発明の第２の実施形態による充電制御回路を備えた電子機器１の構成を示すブロック図である。この図４において図１の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図４において、電子機器１には、上記図１の構成にさらに電圧測定回路２１が設けられている。電圧測定回路２１は、二次電池２の電圧を測定する。そして、測定した電圧を示す電圧通知信号２０１を制御回路１４へ出力する。制御回路１４は、入力された電圧通知信号２０１の電圧値を二次電池２の有無の判別に利用する。
【００２６】
この第２の実施形態では、二次電池２が未装着の場合において充電器３が接続されたときは、充電器３による充電電圧が二次電池２の満充電状態と略同じの最大値程度となること、及び、二次電池２が装着されており充電しているときは、電池残量が少ないほど充電器３による充電電圧がより低下することを利用して、二次電池２の有無の一次判定を行う。
【００２７】
上記一次判定においては、少なくとも制御回路１４が動作できる電池残量の二次電池２が装着された場合には、これ以上低くはならないと想定される充電電圧の下限値を、二次電池２が装着されていると判断するための電池有判別閾値として使用する。これにより、少なくとも充電器３による充電電圧が該電池有判別閾値を下回るときは、かなり消耗した二次電池２が装着されていると判断することができる。そして、該一次判定で二次電池２が装着されていると判断した場合には、上述した第１の実施形態で説明したスイッチ１２の開放による二次電池２の有無判定を省略する。
【００２８】
これにより、制御回路１４が動作不可能なほど二次電池２が消耗している場合には、スイッチ１２の開放は実行されず、充電動作が継続されるので、確実に充電を行うことが可能となる。これは、スイッチ１２の開放による二次電池２の有無判定のみによって充電動作の制御を行う場合に懸念される以下の課題を解決するものである。すなわち、電子機器１に装着されている二次電池２が制御回路１４の動作が不可能なほど消耗している場合でも、充電器３が接続されてスイッチ１２が閉じれば、充電器３からの充電電流によって制御回路１４は動作する。しかし、そのままスイッチ１２を開放すると、制御回路１４は動作できなくなってスイッチ１２を閉じることができなくなる。この結果、二次電池２が装着されているにもかかわらず充電動作が停止するという問題が生じる。しかしながら、上記した一次判定によって、制御回路１４が動作不可能なほど二次電池２が消耗している場合には二次電池２が装着されていると判断されるので、スイッチ１２の開放は実行されず、充電動作が継続される。これにより、二次電池２の充電が確実に実行される。
【００２９】
図４において、二次電池２が未装着の場合にスイッチ１２が閉じられたときは、充電器３による充電電圧が制御回路１４の電源端子１５に略そのまま印加される。そこで、制御回路１４は、電池有判別閾値と上記電圧測定回路２１による測定電圧値とを比較し、該測定電圧値が電池有判別閾値未満である場合には二次電池２が装着されていると判断する。なお、電池有判別閾値は予め制御回路１４に設定される。
【００３０】
一方、電圧測定回路２１による測定電圧値が電池有判別閾値以上である場合には、二次電池２が装着されており且つ電池残量が多いために充電で消費される電流が少ないことから測定電圧値が高いのか、あるいは二次電池２が未装着であるために測定電圧値が高いのかを判別できないので、上述した第１の実施形態と同様に、スイッチ１２を開放して二次電池２の有無の判定を行う。
【００３１】
次に、図５を参照して、上述した図４の電子機器１における充電に係る動作を説明する。図５は、図４に示す電子機器１における充電制御処理の流れを示すフローチャートである。
先ず、充電器３が電子機器１のコネクタ１１に接続されると、コネクタ１１から充電モード信号１０１が出力される。これにより、電子機器１の充電動作が開始され、スイッチ１２が端子１２ａ，１２ｂ間を閉じ、また、制御回路１４が充電モードであることを認識する。
【００３２】
次いで、電圧測定回路２１が、二次電池２の電圧を測定して電圧通知信号２０１を制御回路１４へ出力する（ステップＳ１）。次いで、ステップＳ２では、制御回路１４が、入力された電圧通知信号２０１の電圧値を、予め設定されている電池有判別閾値と比較する（ステップＳ２）。この比較の結果、該閾値以上ならばステップＳ３へ進み、上述した第１の実施形態と同様に、制御回路１４が、スイッチ１２を開放して充電動作を中断し、それでも継続して動作していれば（ステップＳ４の判断結果がＹＥＳの場合）、二次電池２が装着されていると判断できるのでスイッチ１２を閉じて充電動作を再開する（ステップＳ５）。一方、スイッチ１２を開放して充電動作を中断後、制御回路１４の動作が停止すれば、すなわち二次電池２が未装着のときには充電動作が停止する。
【００３３】
一方、上記ステップＳ２の比較の結果、電圧測定回路２１による測定電圧値が電池有判別閾値未満ならば、二次電池２が装着されていると判断できるので、ステップＳ６へ進み、充電動作を継続する。
【００３４】
上述した第２の実施形態によれば、二次電池２が装着されているのか、あるいは未装着なのかを確実に判定して充電動作の制御が実行されるので、二次電池２が装着されている場合には確実に充電を行うことが可能となる。
【００３５】
なお、上述した実施形態では、充電器３が電子機器１に接続されることによって充電モードになるようにしたが、マニュアルで充電モードに設定することができるようにしてもよい。
【００３６】
なお、本発明の電子機器としては、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ：個人用情報機器）と称される携帯型の端末、携帯型のパーソナルコンピュータ、携帯型のコンピューターゲーム機及び携帯型の音声又は画像再生機などの携帯機器、さらには据置型の電子機器も含むものとする。
【００３７】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、二次電池の有無に応じて適切に充電動作を制御することができる。これにより、二次電池が未装着の場合には充電動作を停止して電子機器への充電電流の供給を阻止することができるので、電子機器が動作できなくなり、不安定な動作が発生することを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による充電制御回路を備えた電子機器１の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電子機器１における充電制御処理を説明するための第１の図である。
【図３】図１に示す電子機器１における充電制御処理を説明するための第２の図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による充電制御回路を備えた電子機器１の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す電子機器１における充電制御処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…電子機器、２…二次電池、３…充電器、１１…コネクタ、１２…スイッチ、１３…二次電池の接続端子、１４…制御回路、１４ａ…電源回路、１５…電源端子、２１…電圧測定回路
【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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