(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリーの利用効率を向上させる。【解決手段】機器３１は、第１の電池４１と第２の電池４３と接続可能である。機器３１には、ＤＣ/ＤＣ変換器３７と、ＤＣ/ＤＣ変換器３７から電源電圧が供給され、その他の各回路３５とが含まれる。第１の電池４３に接続される電圧変換回路はＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５が配置されている。切り替え供給制御回路５１は、抵抗４７と電圧検出部５１と電流検出部５３と、ダイオード５５と、を有している。ＤＣ/ＤＣ変換器３７の出力は端子Ｃを介してＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５と電圧検出部５１と電流検出部５３とに出力される。ＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５の出力は、切り替え供給制御回路５１の＋端子と−端子とに接続されている。−端子と電圧検出部５１の入力端子との間を接続する配線には抵抗４７が配置され、＋端子とダイオード５５とを接続する配線の間にはトランジスタが設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のバッテリーによりバッテリー駆動される電子機器本体部を有する電子機器であって、
前記第１のバッテリーとは異なる第２のバッテリーからの供給電圧を入力し、前記第１のバッテリーの電圧に基づいて変換して出力する電圧変換回路と、
前記第１のバッテリーと前記第２のバッテリーとの電圧を監視しながら、前記電圧変換回路からの出力を入力して前記電子機器本体へ出力する電圧を制御する切り替え供給制御回路と
を有することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記切り替え供給制御回路は、前記電子機器本体に供給される電圧を消費電力が低い方向にコントロールす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】
前記機器本体が停止状態の場合に、前記第１のバッテリーを前記第２のバッテリーにより充電する際に、定電圧、定電流で、かつ、予備充電コントロールを行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
【請求項４】
初期は少ない充電電流で充電を行ない、一定時間内に電圧が復帰（電圧が上がる）すれば正規な電池と判断し、一定時間内に電圧がある基準まで上がらない場合はショート電池（微小ショート電池も含む）と判断し、その後に、正規電池であれば急速充電に移行し、ショート電池と判断された場合は充電中止となるように制御することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に関し、特に電子機器のバッテリーの駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の急速な発展に伴って、携帯電話機や携帯型テレビジョンなどが盛んに開発されている。携帯型機器では、機器の小型化が重要であるとともに、電子機器のバッテリー性能も重要なポイントとなる。一般的な電子機器には、本体に内蔵されるリチウムイオン電池が用いられる。加えて、予備のバッテリーを利用することで、長時間の使用を可能としている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０２４８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
機器内蔵のバッテリーの他に、別のバッテリーも併用する場合には、それぞれのバッテリーをどのようにして利用するかが重要になってくる。従来は、例えば、内蔵のバッテリーが切れた場合に、外部バッテリーにより機器に電力を供給する仕組みになっている。あるいは、両方のバッテリーを併用する場合には、電流制限によりコントロールするのが一般的であった。
【０００５】
しかしながら、前者の切り替え式では切り替え時の瞬間停止が問題となる為、電池残量に余力を残しながら切り替えていた為、バッテリーの全容量が使用できなかった。
【０００６】
また、後者の電流制限による併用使用の場合、片方が空電池又はショート電池の課題が有る為、電流制限回路が必要なのと、同種類の電池でのみしかその安全上使用できなかった。または専用電池のみの限定使用となっていた。
【０００７】
本発明は、外部バッテリーの新たな利用方法を提供するとともに、バッテリーの利用効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、第１のバッテリーによりバッテリー駆動される電子機器本体部を有する電子機器であって、前記第１のバッテリーとは異なる第２のバッテリーからの供給電圧を入力し、前記第１のバッテリーの電圧に基づいて変換して出力する電圧変換回路と、前記第１のバッテリーと前記第２のバッテリーとの電圧を監視しながら、前記電圧変換回路からの出力を入力して前記電子機器本体へ出力する電圧を制御する切り替え供給制御回路と、を有することを特徴とする電子機器が提供される。この電子機器においては、電圧をコントロールする事により結果的に電流が制御される。
【０００９】
前記切り替え供給制御回路は、前記電子機器本体に供給される電圧を消費電力が低い方向にコントロールすることが好ましい。これにより、本体消費電力が少ない状態を持続できる為、より長く電池を効率的に使用できる。
【００１０】
前記機器本体が停止状態の場合に、前記第１のバッテリーを前記第２のバッテリーにより充電する際に、定電圧、定電流で、かつ、予備充電コントロールを行なうことが好ましい。予備充電が必要な理由は、電池パックの状態が分からない為である。ショート電池なのか過放電された電池なのかは、電圧が０Ｖの場合には判別できないからである。
【００１１】
初期は少ない充電電流で充電を行ない、一定時間内に電圧が復帰（電圧が上がる）すれば正規な電池と判断し、一定時間内に電圧がある基準まで上がらない場合はショート電池（微小ショート電池も含む）と判断し、その後に、正規電池であれば急速充電に移行し、ショート電池と判断された場合は充電中止となるように制御することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内蔵のバッテリーが切れた場合に、外部バッテリーにより機器に電力を供給することができる。また、本体消費電力が少ない状態を持続でき、より長く電池を効率的に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態による電子機器システムの一構成例を示す機能ブロック図である。図１に示すように、電子機器システムＡは、ＤＶＤプレイヤーなどの機器３１と、例えば内蔵リチウムイオン電池などの第１のバッテリー（電池（１））４１と、第２のバッテリー（電池（２））４３と、電圧変換回路７と、切り替え供給制御回路１１と、を有している。第２のバッテリー４３は電圧変換回路７と接続されており、電圧変換回路７の入力はコネクタを介して機器３１と接続されて機器３１からの電池状態を電圧変換回路７に伝える。また、電圧変換回路７の出力は切り替え供給制御回路１１と接続され、切り替え供給制御回路１１は機器のＤＣ端子と接続されて電力を供給する。
【００１４】
一般的な使用状態においては、第１のバッテリー４１から機器３１へと電力が供給される。ここで、外部からの電池電源（例えば、第２のバッテリー４３）を使用して簡単に電池の駆動時間を長くすることが好ましい。そのために本実施の形態において新たに設けた回路（外部バッテリー電源供給時の回路）は以下の回路である。
【００１５】
１）第１のバッテリー４１の電圧状態（電池残量状態）を検出して電圧変換回路７において適切な電力に供給する。第１と第２のバッテリー４１、４３の電圧を監視しながら、供給電圧のコントロールをする（流出電流をコントロール）切り替え供給制御回路１１を設ける。また、機器３１に供給される電圧を最も消費電力が低い電圧へコントロールすることも可能である。このようにすれば、機器本体の消費電力が少ない状態を持続できるため、電池をより長持ちさせることができ電池を効率的に使用することができる。
２）機器３１が未使用時に充電も可能である。機器３１が非動作の場合には、機器３１側の第１のバッテリー４１の充電をすることも出来る
３)コントロール方法としては、従来は、電流制限によりコントロールしていたのに対して、本実施の形態では、電圧をコントロールすることにより結果的に電流が制御されるように構成されている。
【００１６】
より詳細には、機器３１は、第１の電池４１と第２の電池４３と接続可能である。機器３１には、ＤＣ/ＤＣ変換器３７と、ＤＣ/ＤＣ変換器３７から電源電圧が供給されて動作するその他の各回路３５とが含まれる。
【００１７】
第２の電池４３に接続される電圧変換回路７にはＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５が配置されている。切り替え供給制御回路１１は、電流検出抵抗４７と電圧検出部５１と電流検出部５３と、ダイオード５５、ｏｎ／ｏｆｆ用トランジスター５６、を有している。
【００１８】
ここで、ＤＣ/ＤＣ変換器３７の出力状態は端子Ｃを介してＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５と電圧検出部５１と電流検出部５３とに入力される。ＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５の出力は、切り替え供給制御回路１１にて出力電圧をコントロールされている。−端子と電圧検出部５１の入力端子との間を接続する配線には電流検出抵抗４７が配置されその電圧にてＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５からＤＣ/ＤＣ変換器３７へ流れる電流を検出している。＋端子とダイオード５５とを接続する配線の間にはトランジスタ（スイッチ）が設けられていてＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５の出力をＯＮ／ＯＦＦできる。
【００１９】
尚、ダイオード５５は、逆流防止用のダイオードであり、ＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５で電圧を制御するようにすることで省略可能である。
【００２０】
図２は、図１に示すスイッチング回路（電圧変換：降圧）の説明図である。図２に示す回路は、ＤＣ入力端子と、トランジスタ２３を含むスイッチングコントロールＩＣ２１と、コイル２４と、コンデンサ２５とダイオード２９、ＤＣ出力端子とを有している。コイル２４の一端側にＤＣ入力が、他端側にＤＣ出力が接続されている。ＤＣ入力とＤＣ出力の間には、入力側からトランジスタ２３の制御端子と、コイル２４とが接続されている。スイッチングコントロールＩＣ２１の出力は、コイル２４の出力側と節点２７において接続されている。節点２７と接地との間の配線にはコンデンサ２５が配置されている。
【００２１】
上記構成を有することにより、下図に示すように、ＤＣ出力である節点２７における電圧をスイッチングコントロールＩＣ２１の基準三角波と比較しＴｏｎ期間とＴｏｆｆ期間が決定されトランジスタ２３を介して出力電圧が一定になる様コントロールされる。
【００２２】
右図のように、ダイオードとコンデンサで平滑され、スイッチングの面積（Ｖ×Ｔｏｎ）により出力電圧を制御することができる。
【００２３】
図３は、上記構成（図１）による放電カーブの例を示す図である。時間軸ｔに沿って時系列的に電圧Ｖの変化について説明する。まず、電力供給がスタートすると、例えばリチウムイオン電池の特性に従って、機器に第１の電池から供給される電圧Ｖは少しずつ低下する。ある値までＶが低下した時点において外部電源の供給を開始する（第２の電池による）。第１の電池からの供給電圧は、さらにある時点で急激に低下（シャットダウン）するが、第２の電池からの電力供給によりほぼ一定の電圧Ｖが機器に供給できる。さらに、第２の電池からの電力供給が少なくなるとある時点で機器に印加される電圧は急激に低下する。
【００２４】
ここで、図４に示すように、入力電圧と効率との関係をみると、ある入力電圧の時に最大の効率を示すことがわかる（矢印）。従って、最大の効率を示す入力電圧又はその近傍の電圧に固定するように制御することで、電池の使用効率を高めることが可能である。この際、第１の電池の電圧と第２の電池の電圧とが合わなくても、ＤＣ/ＤＣ変換器（昇降圧回路）４５で電圧を高い場合には降圧し低い場合には昇圧するように制御することで、機器の消費電力が最も少なくなる方向に電圧を制御し、電圧を制御することにより電流を制御することができる。
【００２５】
図５は、機器３１が動作していない場合における時間と電圧との関係を示す図である。図５に示すように、機器停止状態においては、第１の電池への充電が可能である。ただし、第２の電池から第１の電池への充電となるため、定電圧、定電流、予備充電コントロールが必要となる。
【００２６】
予備充電が必要な理由は、電池パックの状態が分からない為である。ショート電池なのか過放電された電池なのかは、電圧が０Ｖの場合には判別できないからである。安全のため、初期は少ない充電電流で一定時間内に電圧が復帰（電圧が上がる）すれば正規な電池と判断でき、一定時間内に電圧がある基準まで上がらない場合はショート電池（微小ショート電池も含む）と判断する。その後は、正規電池であれば急速充電に移行し、ショート電池と判断された場合は充電中止となるように制御される。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明はバッテリー駆動可能な電子機器に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態による電子機器システムの一構成例を示す機能ブロック図である。
【図２】一般的なスイッチング電源（電圧変換型）の構成と動作例を示す図である。
【図３】図１による構成における放電カーブの例を示す図である。
【図４】入力電圧と効率との関係を示す図である。
【図５】機器が動作していない場合における時間と電圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ａ…電子機器システム、７…電圧変換回路、１１…切り替え供給制御回路、３１…機器、４１…第１のバッテリー、４３…第２のバッテリー。
【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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