(57)【要約】【課題】充電電流供給能力の低い充電器を用いた場合であっても、確実に電池を充電することができる定電流充電方式の充電回路及び該充電回路を用いた充電制御方法の提供。【解決手段】充電器検出回路６と、充電電流監視回路７と、定電流基準用電源と、電圧監視回路８と、定電圧用基準電源１１と、定電流定電圧充電回路９と、ＦＥＴ２と、充電制御回路１２とを少なくとも備える定電流定電圧充電方式の充電回路に、充電器の供給電圧を監視する充電器電圧監視回路５を設け、定電流用基準電源として電圧値が可変可能な定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０を用い、充電器側の供給電圧が閾値以下に達した場合、定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０の電圧を充電器に適した充電電流に調整して定電流セーブ充電を実行する。これにより、充電電流供給能力の低い充電器を用いた場合でも確実に電池を充電することができる。【選択図】図１
2007037225.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路において、
充電器の供給電圧に応じて、定電流充電時の充電電流が切り替え可能に構成されていることを特徴とする充電回路。
【請求項２】
定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路において、
定電流充電時に、充電器の供給電圧と予め定めた閾値とを比較する手段と、
前記充電器の供給電圧が前記閾値以下となった場合に、前記定電流充電の充電電流を、第１の充電電流から、前記充電器の性能に応じて設定される第２の充電電流に切り替える手段と、を少なくとも備えることを特徴とする充電回路。
【請求項３】
充電器を検出する充電器検出回路と、充電電流を監視する充電電流監視回路と、電池電圧及び充電電圧を監視する電圧監視回路と、定電流充電時の電源となる定電流基準用電源と、定電圧充電時の電源となる定電圧用基準電源と、定電流又は定電圧で充電を行う定電流定電圧充電回路と、充電電流及び充電電圧の調整を行うためのＦＥＴと、充電の切り替え制御を行う充電制御回路と、を少なくとも備える定電流定電圧充電方式の充電回路において、
前記充電器の供給電圧を監視する充電器電圧監視回路を備え、
前記定電流基準用電源は、第１の充電電流と、前記充電器の性能に応じて設定される第２の充電電流とが切替可能であり、
前記充電器電圧監視回路で、前記充電器の供給電圧と予め定めた閾値とを比較した結果、前記充電器の供給電圧が前記閾値以下となった場合に、前記充電制御手段により、定電流充電の充電電流が、前記第１の充電電流から前記第２の充電電流に切り替えられることを特徴とする充電回路。
【請求項４】
前記定電流用基準電源はＤ／Ａコンバータであることを特徴とする請求項３記載の充電回路。
【請求項５】
前記充電器の供給電圧が前記閾値以下となった場合に、ＣＰＵに割り込み信号を発生させることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一に記載の充電回路。
【請求項６】
定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路を用いた充電制御方法であって、
充電器の供給電圧に応じて、定電流充電時の充電電流を切り替える制御を行うことを特徴とする充電制御方法。
【請求項７】
定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路を用いた充電制御方法であって、
定電流充電中に充電器の供給電圧が予め定めた閾値以下となった場合に、前記定電流充電の充電電流を、第１の充電電流から、前記充電器の性能に応じて設定される第２の充電電流に切り替える制御を行うことを特徴とする充電制御方法。
【請求項８】
定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路を用いた充電制御方法であって、
第１の充電電流で充電するステップと、
充電器の供給電圧を測定し、前記充電器の供給電圧と予め定めた閾値とを比較するステップと、
前記充電器の供給電圧が前記閾値以下となった場合に、定電流充電の充電電流を、前記第１の充電電流から、前記充電器の性能に応じて設定される第２の充電電流に切り替えるステップと、
電池電圧を測定し、前記電池電圧と予め定めた他の閾値とを比較するステップと、
前記電池電圧が前記他の閾値以上となった場合に、定電圧充電に切り替えるステップと、を少なくとも有することを特徴とする充電制御方法。
【請求項９】
定電流充電時の定電流用基準電源としてＤ／Ａコンバータを使用することを特徴とする請求項８記載の充電制御方法。
【請求項１０】
前記充電器の供給電圧が前記閾値以下となった場合に、ＣＰＵに割り込み信号を発生させることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一に記載の充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電回路及び該充電回路を用いた充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの電池を充電する方法として定電流定電圧充電方式があり、電池を充電する際にある一定の電池電圧まで定電流充電方式で充電し、その後、定電圧充電方式に切り替える充電回路が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。図５は従来の定電流定電圧充電方式の充電回路の構成を示す回路図であり、図６は従来の充電回路を用いた充電の手順を示すフローチャートである。
【０００３】
図５に示すように、従来の定電流定電圧充電方式の充電回路は、携帯電話機の電源となる電池１０１と、充電器が接続されるコネクタ１０４と、充電器が接続されたことを検出する充電器検出回路１０６と、充電電流により電位差を発生させるための充電電流検出用抵抗１０３と、上記電位差により充電電流を監視する充電電流監視回路１０７と、定電流充電時の充電電流調整の基準となる定電流基準用電源１１０と、電池１０１の電圧及び充電電圧を監視する電圧監視回路１０８と、定電圧充電時の充電電圧調整の基準となる定電圧用基準電源１１１と、定電流充電及び定電圧充電の２種類の充電制御を行う定電流定電圧充電回路１０９と、充電電流及び充電電圧の調整を行うためのＦＥＴ１０２と、上記充電回路の全てを制御する充電制御回路１１２などにより構成される。
【０００４】
上記充電回路では、図６に示すように、コネクタ１０４に充電器が接続されると充電器検出回路１０６が充電器の接続を検出し（Ｓ２０１）、充電制御回路１１２の制御により予備充電を開始する（Ｓ２０２）。そして、電圧監視回路１０８で監視している電圧値が定電流充電に移行する閾値レベルかを判断し（Ｓ２０３）、閾値レベル以上に達した場合は定電流充電に移行する（Ｓ２０４）。次に、電圧監視回路１０８で監視している電池１０１の電圧値が定電圧充電への移行閾値レベルかを判断し（Ｓ２０５）、閾値レベル以上に達したら定電流定電圧充電回路１０９は定電圧充電を行い（Ｓ２０６）、充電完了まで充電動作を行う（Ｓ２０７、Ｓ２０８）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２２４４６号公報（第５−７頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記充電回路では、定電流充電で充電する際に、電池の充電時間を考慮して一定の大電流で充電を行うが、正規品の充電器以外の市販されている簡易充電器の中には大電流で充電する能力が無い充電器もあり、このような充電電流供給能力の低い充電器を使用した場合、定電流充電時に充電器側の供給電圧が低下して充電可能な電圧を下まわり、充電停止状態になる。そして、充電が停止されることで充電器側の供給電圧が上昇し、また定電流充電を開始するため、充電の開始／停止を繰り返し、電池が充電されないという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、充電電流供給能力の低い充電器を用いた場合であっても、確実に電池を充電することができる定電流充電方式の充電回路及び該充電回路を用いた充電制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の回路は、定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路において、充電器の供給電圧に応じて、定電流充電時の充電電流が切り替え可能に構成されているものである。
【０００９】
また、本発明の回路は、定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路において、定電流充電時に、充電器の供給電圧と予め定めた閾値とを比較する手段と、前記充電器の供給電圧が前記閾値以下となった場合に、前記定電流充電の充電電流を、第１の充電電流から、前記充電器の性能に応じて設定される第２の充電電流に切り替える手段と、を少なくとも備えるものである。
【００１０】
また、本発明の回路は、充電器を検出する充電器検出回路と、充電電流を監視する充電電流監視回路と、電池電圧及び充電電圧を監視する電圧監視回路と、定電流充電時の電源となる定電流基準用電源と、定電圧充電時の電源となる定電圧用基準電源と、定電流又は定電圧で充電を行う定電流定電圧充電回路と、充電電流及び充電電圧の調整を行うためのＦＥＴと、充電の切り替え制御を行う充電制御回路と、を少なくとも備える定電流定電圧充電方式の充電回路において、前記充電器の供給電圧を監視する充電器電圧監視回路を備え、前記定電流基準用電源は、第１の充電電流と、前記充電器の性能に応じて設定される第２の充電電流とが切替可能であり、前記充電器電圧監視回路で、前記充電器の供給電圧と予め定めた閾値とを比較した結果、前記充電器の供給電圧が前記閾値以下となった場合に、前記充電制御手段により、定電流充電の充電電流が、前記第１の充電電流から前記第２の充電電流に切り替えられるものである。
【００１１】
本発明においては、前記定電流用基準電源はＤ／Ａコンバータとすることができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記充電器の供給電圧が前記閾値以下となった場合に、ＣＰＵに割り込み信号を発生させる構成とすることができる。
【００１３】
また、本発明の方法は、定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路を用いた充電制御方法であって、充電器の供給電圧に応じて、定電流充電時の充電電流を切り替える制御を行うものである。
【００１４】
また、本発明の方法は、定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路を用いた充電制御方法であって、定電流充電中に充電器の供給電圧が予め定めた閾値以下となった場合に、前記定電流充電の充電電流を、第１の充電電流から、前記充電器の性能に応じて設定される第２の充電電流に切り替える制御を行うものである。
【００１５】
また、本発明の方法は、定電流定電圧充電方式により電池を充電する充電回路を用いた充電制御方法であって、第１の充電電流で充電するステップと、充電器の供給電圧を測定し、前記充電器の供給電圧と予め定めた閾値とを比較するステップと、前記充電器の供給電圧が前記閾値以下となった場合に、定電流充電の充電電流を、前記第１の充電電流から、前記充電器の性能に応じて設定される第２の充電電流に切り替えるステップと、電池電圧を測定し、前記電池電圧と予め定めた他の閾値とを比較するステップと、前記電池電圧が前記他の閾値以上となった場合に、定電圧充電に切り替えるステップと、を少なくとも有するものである。
【００１６】
このように、本発明では、定電流充電中に充電器側の供給電圧が予め定めた閾値以下になった場合に、定電流基準用電源の電圧値を充電電流に適した電圧値に調整して定電流セーブ充電を実行するため、従来のように充電器側の供給電圧が低下して充電の開始／停止を繰り返すことがなく、確実に電池の充電を行うことができる。また、充電器側の供給電圧が予め定めた閾値以下になった場合に、ＣＰＵに対して割り込み信号を発生させることにより、使用している充電器が正規充電器ではないことや充電器が異常であることを使用者に報知することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の充電回路及び充電制御方法によれば、充電の開始／停止を繰り返すことなく、装着された充電器に最適な充電電流で充電することができ、また、不具合を使用者に報知することができる。
【００１８】
その理由は、充電回路に、充電器側の供給電圧を監視する充電器電圧監視回路を設け、定電流充電中の充電器側の供給電圧を充電器電圧監視回路で監視し、充電器側の供給電圧が閾値以下に達した場合に、定電流基準用電源の電圧を充電器に適した充電電流になるような電圧値に調整して定電流セーブ充電を実行するからである。
【００１９】
また、充電器側の供給電圧が閾値以下に達した場合に、ＣＰＵに対して割り込み信号を発生させ、使用している充電器が正規充電器ではないことや、充電器が異常であることを表示画面に表示するなどの制御を行うからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の充電回路は、その好ましい一実施の形態において、電源となる電池と、充電器が接続されるコネクタと、充電器が接続されたことを検出する充電器検出回路と、充電電流により電位差を発生させるための充電電流検出用抵抗と、上記電位差により充電電流を監視する充電電流監視回路と、定電流充電時の充電電流調整の基準となる定電流基準用電源と、電池電圧及び充電電圧を監視する電圧監視回路と、定電圧充電時の充電電圧調整の基準となる定電圧用基準電源と、定電流充電及び定電圧充電の２種類の充電制御を行う定電流定電圧充電回路と、充電電流及び充電電圧の調整を行うためのＦＥＴと、上記充電回路の全てを制御する充電制御回路とを備える定電流定電圧充電方式の充電回路に、充電器側の供給電圧を監視する充電器電圧監視回路を設け、定電流用基準電源として電圧値が可変可能な定電流基準用Ｄ／Ａコンバータを用い、充電器側の供給電圧が低下した場合に、定電流基準用電源の電圧を制御する。
【００２１】
具体的には、定電流充電中の充電器側の供給電圧を充電器電圧監視回路で監視し、充電器側の供給電圧が閾値以下に達した場合、充電電流監視回路で充電電流を測定した結果に基づいて、定電流基準用Ｄ／Ａコンバータの電圧を充電器に適した充電電流になるように調整して定電流セーブ充電を実行する。これにより、正規充電器以外の充電電流供給能力の低い充電器を用いて電池を充電する場合であっても、確実に電池を充電することが可能となる。また、充電器側の供給電圧が閾値以下に達した場合にＣＰＵに対して割り込み信号を発生させることにより、使用している充電器が正規充電器ではないことや充電器が異常であることを使用者に報知することが可能となる。
【実施例１】
【００２２】
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の第１の実施例に係る充電回路及び充電制御方法について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、携帯電話機などに組み込まれる充電回路の構成を示すブロック図であり、図２は、本実施例の充電回路を用いた充電の手順を示すフローチャート図である。また、図３は、予備充電から定電圧充電までの各状態における充電器電圧、充電電流、電池電圧を示す図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施例の充電回路は、携帯電話機の電源となる電池１と、図示していない充電器が接続されるコネクタ４と、充電器が接続されたことを検出する充電器検出回路６と、充電器からの供給電圧レベルを監視する充電器電圧監視回路５と、充電電流により電位差を発生させるための充電電流検出用抵抗３と、充電電流検出用抵抗３で発生した電位差により充電電流を監視する充電電流監視回路７と、電圧値が可変可能且つ定電流充電、予備充電、定電流セーブ充電での充電電流調整の基準となる定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０と、電池１の電圧及び充電電圧を監視する電圧監視回路８と、定電圧充電時の充電電圧調整の基準となる定電圧用基準電源１１と、充電電流監視回路７での監視結果と定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０の電圧値により充電電流を制御する定電流充電及び電圧監視回路８の監視結果と定電圧用基準電源１１により充電電圧を制御する定電圧充電の２種類の充電制御を行う定電流定電圧充電回路９と、充電電流及び充電電圧の調整を行うためのＦＥＴ２と、定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０の電圧切替及び定電流定電圧充電回路９を含む上記充電回路の全てを制御する充電制御回路１２と、携帯電話機としての機能の制御及び携帯電話機の状態を判断し、充電制御回路１２から割り込み信号を受けるとともに携帯電話機の基本動作を行うＣＰＵ１３とにより構成される。
【００２４】
上記構成の充電回路の動作について図２のフローチャート図を参照して説明する。
【００２５】
まず、コネクタ４に充電器が接続されると、ステップＳ１０１で、充電器検出回路５は充電器の接続を検出する。そして、ステップＳ１０２で、充電制御回路１２の制御により、定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０の電圧値を予備充電用の電圧値に可変して予備充電を開始する。
【００２６】
次に、ステップＳ１０３で、電圧監視回路８で監視している電圧値が定電流充電に移行する閾値レベルかを判断し、閾値レベル以上に達していない場合は予備充電を維持し、閾値レベル以上に達した場合は、充電制御回路１２は定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０の電圧値を定電流充電用の電圧値に可変して定電流充電に移行する。
【００２７】
ここで、従来の充電回路では、定電流充電中に電圧監視回路で監視している電池１の電圧値が定電圧充電移行の閾値レベルかを判断し、閾値レベル以上に達したら定電圧充電を行っていたが、この制御方法では、充電器側の供給電圧が低下して充電可能な電圧を下まわった場合に充電停止状態になり、充電が停止されて充電器側の供給電圧が上昇すると、また定電流充電を開始するため、充電の開始／停止を繰り返してしまう。
【００２８】
そこで、本実施例では、ステップＳ１０５で、定電流充電中に充電電圧監視回路１５で充電器からの供給電圧レベルを監視し、充電器側の供給電圧と予め定めた閾値レベルとを比較し、その比較結果に応じた処理を行う。
【００２９】
具体的には、充電器側の供給電圧が閾値レベル以下でなければ、従来と同様に、ステップＳ１０６で、電圧監視回路８で監視している電池１の電圧値が定電圧充電に移行する閾値レベルかを判断し、定電圧充電移行の閾値レベル以上に達したら、ステップＳ１０７で、定電流定電圧充電回路９は定電圧充電を行い、充電完了まで充電動作を行う（Ｓ１０８、Ｓ１０９）。
【００３０】
一方、ステップＳ１０５で、定電流充電中に充電電圧監視回路５での充電器側の供給電圧が閾値レベル以下に達した場合は、ステップＳ１１０で、ＣＰＵ１３に対して割り込み信号を発生させて、使用している充電器が正規充電器ではないことや充電器が異常であることを表示手段に表示するなどして使用者に報知した後、ステップＳ１１１で、充電電流検出用抵抗３の電位差をもとに充電電流を測定し、ステップＳ１１２で、充電制御回路１２は定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０の電圧値を測定した充電電流に適した電圧値に変更し、ステップＳ１１３で、充電器に適した充電電流で定電流セーブ充電を行う。そして、ステップＳ１１４で、定電流セーブ充電中に充電電圧監視回路１５で充電器からの供給電圧レベルを監視し、供給電圧が閾値レベルを上回ったら、通常の充電動作を行う（Ｓ１０６〜Ｓ１０９）。
【００３１】
図３は、予備充電から定電圧充電までの各状態における充電器電圧、充電電流、電池電圧を示しており、定電流充電中に充電器電圧が定電流セーブ充電への移行閾値レベル以下になった場合に、定電流セーブ充電に移行し、定電流セーブ充電中に充電器電圧が定電流セーブ充電からの復帰閾値レベル以上になった場合に、定電圧充電に移行していることが分かる。
【００３２】
このように、定電流定電圧充電方式の充電回路に、充電器側の供給電圧を監視する充電器電圧監視回路５を設け、定電流用基準電源として電圧値が可変可能な定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０を用い、定電流充電中の充電器側の供給電圧を充電器電圧監視回路５で監視し、充電器側の供給電圧が閾値以下に達した場合、充電電流監視回路７で充電電流を測定した結果に基づいて、定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０の電圧を充電器に適した充電電流になるように調整して定電流セーブ充電を実行するため、充電の開始／停止を繰り返し、電池が充電されないという問題を回避することができる。また、充電器側の供給電圧が閾値以下に達した場合にＣＰＵ１３に対して割り込み信号を発生させることにより、使用している充電器が正規充電器ではないことや充電器が異常であることを使用者に報知することもできる。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の第２の実施例に係る充電回路及び充電制御方法について、図４を参照して説明する。図４は、本実施例の充電回路の構成を示すブロック図である。
【００３４】
前記した第１の実施例では、定電流充電時の充電電流の切り替えに際して、充電器側の供給電圧の低下を検出し、充電電流の測定を行ってＤ／Ａコンバータの電圧を調整したが図４に示すように、定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ１０の代わりに、定電流用基準電源１０ａと定電流セーブ用基準電源１０ｂとを設け、充電器側の供給電圧の低下を検出した場合に、定電流セーブ用基準電源１０ｂに切り替えて定電流セーブ充電を行う構成とすることもできる。
【００３５】
この構成では、定電流セーブ充電制御が簡単になり、充電電流供給能力の低い充電器での充電においても充電停止することなく電池の充電が可能となる。
【００３６】
なお、図１及び図４の回路構成は例示であり、充電器側の供給電圧を監視し、充電器側の供給電圧が閾値以下に達した場合に、定電流基準用電源の電圧値を充電電流に適した電圧値に調整して定電流セーブ充電を実行することが可能な任意の充電回路を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の充電回路及び充電制御方法は、携帯電話機に限らず、定電流定電圧充電方式を用いて充電を行う任意の装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る充電回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る充電回路を用いた充電の手順を示すフローチャートである。
【図３】予備充電、定電流充電、定電流セーブ充電、定電圧充電の各状態における充電器電圧、充電電流、電池電圧の変化を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る充電回路の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の充電回路の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の充電回路を用いた充電の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１  電池
２  充電制御用ＦＥＴ
３  充電電流検出用抵抗
４  コネクタ
５  充電器電圧監視回路
６  充電器検出回路
７  充電電流監視回路
８  電圧監視回路
９  定電流定電圧充電回路
１０  定電流基準用Ｄ／Ａコンバータ
１０ａ  定電流用基準電源
１０ｂ  定電流用セーブ基準電源
１１  定電圧用基準電源
１２  充電制御回路
１３  ＣＰＵ
１０１  電池
１０２  充電制御用ＦＥＴ
１０３  充電電流検出用抵抗
１０４  コネクタ
１０６  充電器検出回路
１０７  充電電流監視回路
１０８  電圧監視回路
１０９  定電流定電圧充電回路
１１０  定電流用基準電源
１１１  定電圧用基準電源
１１２  充電制御回路
【図１】
2007037225.tif 000003
【図２】
2007037225.tif 000004
【図３】
2007037225.tif 000005
【図４】
2007037225.tif 000006
【図５】
2007037225.tif 000007
【図６】
2007037225.tif 000008