(57)【要約】【課題】  短時間で充電でき、外出先等へ簡単に携行できて、携帯電話器バッテリに十分に時間をかけて充電できる充放電器を提供すること。【解決手段】  電力入力部１２と、電力入力部１２から電力が供給されるスイッチング電源部１と、マイコン・ロジック回路２５を備えスイッチング電源部１から電気エネルギを供給される制御部２と、制御部２から供給される電気エネルギを蓄える複数の電気化学二重層コンデンサ４を有する蓄電部３と、電気化学二重層コンデンサ４の充電状態を制御部２に送信する帰還回路５と、電気化学二重層コンデンサ４に蓄えられた電気エネルギを携帯電話１０のバッテリ８へ定電圧で供給するための出力部６とを備えた充放電器。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力入力部（１２）と、該電力入力部（１２）から電力が供給されるスイッチング電源部（１）と、マイコン・ロジック回路（２５）を備え上記スイッチング電源部（１）から電気エネルギを供給される制御部（２）と、該制御部（２）から供給されれる電気エネルギを蓄える複数の電気化学二重層コンデンサ（４）を有する蓄電部（３）と、上記電気化学二重層コンデンサ（４）の充電状態を上記制御部（２）に送信する帰還回路（５）と、上記電気化学二重層コンデンサ（４）に蓄えられた電気エネルギを携帯電話（１０）のバッテリ（８）へ定電圧で供給するための出力部（６）とを備え、上記帰還回路（５）によって送信される上記電気化学二重層コンデンサ（４）の上記充電状態に対応して上記電気化学二重層コンデンサ（４）の充放電及び供給電圧（Ｅ）を上記制御部（２）によって制御するように構成したことを特徴とする携帯電話用充放電器。
【請求項２】
電力入力部（１２）が、商用電源（１４）及び自動車バッテリ（１３）に択一的に接続可能とされている請求項１記載の携帯電話用充放電器。
【請求項３】
複数の電気化学二重層コンデンサ（４）が直列接続されている請求項１又は２記載の携帯電話用充放電器。  
【請求項４】
電気化学二重層コンデンサ（４）を充電する電源を（Ｉ1 ）とすると共に、上記携帯電話（１０）のバッテリ（８）を充電するため上記電気化学二重層コンデンサ（４）から出力部（６）へ流れる電流を（Ｉ2 ）とすると、Ｉ1 》Ｉ2 となるように制御部（２）にて制御するようにした請求項１，２又は３記載の携帯電話用充放電器。
【請求項５】
５≦Ｉ1 ／Ｉ2 ≦５０に設定されている請求項４に記載の携帯電話用充放電器。
【請求項６】
複数の電気化学二重層コンデンサ（４）を直列接続し、該電気化学二重層コンデンサ（４）の各端子電圧（Ｖ1 ）（Ｖ2 ）（Ｖ3 ）・・・ を検出して帰還回路（５）にて制御部（２）へ送信し、該制御部（２）のマイコン・ロジック回路（２５）のプログラム制御により、上記各端子電圧（Ｖ1 ）（Ｖ2 ）（Ｖ3 ）・・・ が使用耐圧範囲内になるように総電圧値を演算して、供給電圧（Ｅ）として上記直列接続の複数の電気化学二重層コンデンサ（４）に供給するようにした請求項１，２，４又は５記載の携帯電話用充放電器。
【請求項７】
複数の電気化学二重層コンデンサ（４）を直列接続し、該電気化学二重層コンデンサ（４）の各端子電圧（Ｖ1 ）（Ｖ2 ）（Ｖ3 ）・・・ を検出して帰還回路（５）にて制御部（２）へ送信しつつ、スイッチング電源部（１）の電力能力最大限の電流（Ｉ1 ）を上記電気化学二重層コンデンサ（４）に供給するように、上記制御部（２）のマイコン、ロジック回路（２５）のプログラム制御により、上記スイッチング電源部（１）を制御するように構成した請求項１，２，４，５又は６記載の携帯電話用充放電器。
【請求項８】
複数の電気化学二重層コンデンサ（４）を有する蓄電部（３）と、電力入力部（１２）と、出力部（６）とを備えた充放電器（３０）の上記電力入力部（１２）を、商用電源（１４）又は自動車バッテリ（１３）に接続して上記蓄電部（３）に急速充電し、その後、上記電力入力部（１２）を分離して上記充放電器（３０）を携帯し、携帯した上記充放電器（３０）の上記出力部（６）を携帯電話（１０）のバッテリ（８）に接続して、上記急速充電の５倍〜５０倍の時間を掛けて充電させることを特徴とする携帯電話用充放電器の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話用充放電器及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、以下に述べるような携帯電話等の充放電器が知られているが、それぞれに問題があった。まず、携帯電話器の充電方法として一般的に採用されてきた方法は、商用電源に充電器を接続し、その充電器に携帯電話器のバッテリを接続して長時間掛けて充電する方法であったが、この方法では、充電器設置場所に携帯電話器が拘束されるという問題点があった。また、携帯電話器に制御器を通じて乾電池を接続して充電するものはあったが、乾電池が消耗すると更に取り替えることが必要であるから、コスト高になっていた。さらに、予備の携帯用バッテリを用意する例もあるが、高価であり、サイクルの早い携帯電話器の予備電池の需要は少ない。一方、電気二重層コンデンサを二次電池に変えて電源とし複数のコ−ドレス機器を共通の充電器で充電するものも知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このものは、携帯電話器の移動携行用に適さない。また、コ−ドレス機器の電気二重層コンデンサと接続される充電用直流電源と、その直流電源と電気二重層コンデンサ間に並列に接続される充電用コンデンサを直流電源で充電し、その充電された充電用コンデンサでもって電気二重層コンデンサに充電する技術は知られている（例えは上記特許文献１の請求項１参照）。しかしながら、この技術は、充電用コンデンサに充電された電気エネルギを電気二重層コンデンサに移し変えるのみで、携帯電話器のバッテリ充電には適さない。
【０００３】
【特許文献１】特公平３−３１３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、従来の上記いずれの充（放）電器も、携帯電話用としては適切なものが知られていなかった。特に、最初に述べた従来の携帯電話器用充電器は、商用電源をバッテリに見合う直流電圧に変換し、充電器と携帯電話器を接続して、一定時間を掛けて充電するため、バッテリが満充電になるまで携帯電話器の使用は制限されるという大きな欠点があった。
【０００５】
そこで本発明の目的は、携帯電話器のバッテリ容量に見合う電気エネルギを商用電源又は自動車用バッテリから数分以内に充放電器に蓄え、その後、充放電器を商用電源又は自動車用バッテリから取り外して、充放電器を携行したまま携帯電話器のバッテリに十分な時間を掛けて充電する等の全く新しい方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の本発明に係る携帯電話用充放電器は、電力入力部と、該電力入力部から電力が供給されるスイッチング電源部と、マイコン・ロジック回路を備え上記スイッチング電源部から電気エネルギを供給される制御部と、該制御部から供給される電気エネルギを蓄える複数の電気化学二重層コンデンサを有する蓄電部と、上記電気化学二重層コンデンサの充電状態を上記制御部に送信する帰還回路と、上記電気化学二重層コンデンサに蓄えられた電気エネルギを携帯電話のバッテリへ定電圧で供給するための出力部とを備え、上記帰還回路によって送信される上記電気化学二重層コンデンサの上記充電状態に対応して上記電気化学二重層コンデンサの充放電及び供給電圧を上記制御部によって制御するように構成した。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載のものにおいて、電力入力部が、商用電源及び自動車バッテリに択一的に接続可能とされている。さらに、請求項３に記載の発明は、これら請求項１又は２に記載のものにおいて、複数の電気化学二重層コンデンサが直列接続されている。また、請求項４に記載いの発明は、電気化学二重層コンデンサを充電する電流をＩ1 とすると共に、上記携帯電話のバッテリを充電するために、上記電気化学二重層コンデンサから出力部へ流れる電流をＩ2 とすると、Ｉ1 ≫Ｉ2 となるように、制御部にて制御する。さらに、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のものに加えて、５≦Ｉ1 ／Ｉ2 ≦５０に設定している。
【０００８】
上記請求項６に記載の発明は、複数の電気化学二重層コンデンサを直列接続し、該電気化学二重層コンデンサの各端子電圧を検出して帰還回路にて制御部へ送信し、該制御部のマイコン・ロジック回路のプログラム制御により、上記各端子電圧が使用耐圧範囲内になるように総電圧値を演算して、供給電圧として上記直列接続の複数の電気化学二重層コンデンサに供給する。
【０００９】
また、請求項７に記載の発明は、複数の電気化学二重層コンデンサを直列接続し、該電気化学二重層コンデンサの各端子電圧を検出して帰還回路にて制御部へ送信しつつ、スイッチング電源部の電力能力最大限の電流を上記電気化学二重層コンデンサに供給するように、上記制御部のマイコン・ロジック回路のプログラム制御により、上記スイッチング電源部を制御する。
【００１０】
また、請求項８に記載の本発明に係る携帯電話用充放電器の使用方法は、複数の電気化学二重層コンデンサを有する蓄電部と、電力入力部と、出力部とを備えた充放電器の上記電力入力部を、商用電源又は自動車バッテリに接続して上記蓄電部に急速充電し、その後、上記電力入力部を分離して上記充放電器を携帯し、携帯した上記充放電器の上記出力部を携帯電話のバッテリに接続して、上記急速充電の５倍〜５０倍の時間を掛けて充電させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、上述の構成により次のような著大な効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、電気化学二重層コンデンサ４が損傷を受けない限度内で急速充電することができて至便である。従って、充放電器を充電中に拘束される時間が短くなる。さらに、コンパクト化も図りやすく、携帯電話１０と共に、充電後の充放電器を、バッグやポケットに入れて持ち運べば、出先で必要な時にいつでも携帯電話１０へ充電することができて、一層便利である。また、出力部６はバッテリ８へ定電圧で供給するため、長い時間にわたって十分に充電することができる。
【００１２】
上記電気化学二重層コンデンサ４は、通常の電気二重層コンデンサと異なり、電解質を含むもので、同じ寸法の従来の電気二重層コンデンサに比べて、蓄電容量が大きく、従来の電気二重層コンデンサの２倍程度の体積エネルギー密度を達成することも可能であるとされている。
【００１３】
また、上記請求項２に記載の発明によれば、商用電源１４だけでなく自動車バッテリ１３を電源にして充電が可能なので、充電場所が商用電源１４の設置場所に限定されず、自動車での外出先に於ても充電が可能となり、便利である。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、複数の電気化学二重層コンデンサ４・・・ は、携帯電話１０のバッテリ８の充電に必要な十分な電気エネルギを蓄えることができる。
【００１５】
請求項４又は５に記載の発明によれば、充放電器の充電を急速に（例えば３０秒〜２分以内にて）行うことができるので、急いで出掛ける際等の待ち時間が少なくなる。しかも、その後の携帯電話１０のバッテリ８へは、時間をかけて、外出先のハンドバッグ内やポケット内等に於て、充電することが可能となって、至便であり、そのような画期的な充電方法を用い得る。
【００１６】
請求項６に記載の発明によれば、制御回路が簡素化できて、安価提供ができ、しかも、各電気化学二重層コンデンサ４の耐久性も十分に長くすることが可能となり、実用性が極めて高い。
【００１７】
請求項７に記載の発明によれば、複雑な制御を必要とせず休息充電を行い得るので、実用性が高く優れている。
【００１８】
請求項８に記載の発明によれば、急いで出掛ける際に、充放電器３０に充電することで、直ちに出掛けることが可能であり、出先に於て、ゆっくりと時間を掛けて、携帯電話１０を充電するので、携帯電話１０を従来よりも一層便利に使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
【００２０】
図１は、本発明の携帯電話用充放電器の実施の一形態を示す斜視図で、図２は、基本的な回路説明図である。この図１及び図２に於て、この充放電器３０は、電力入力部１２と、電力入力部１２とコ−ド２９にて連結される充放電ケ−ス１５と、充放電ケ−ス１５とコ−ド９にて連結される出力部６とを備えている。電力入力部１２としては、商用電源１４用プラグ１２Ａを具備し、（所望により）自動車バッテリ１３用プラグ１２Ｂも具備する。好ましくは、電力入力部１２が、商用電源１４及び自動車バッテリ１３に択一的に接続可能とする。
【００２１】
この充放電ケ−ス１５内には、本発明の主要部が内蔵されている。即ち、電力入力部１２から電力が供給されるスイッチング電源部１と、マイコン・ロジック回路２５を備えスイッチング電源部１から電気エネルギを供給される制御部２と、制御部２から供給される電気エネルギを蓄える複数の電気化学二重層コンデンサ４を有する蓄電部３と、電気化学二重層コンデンサ４の充電状態を制御部２に送信する帰還回路５とを備えている。そして、複数個の電気化学二重層コンデンサ４は直列に接続されている。電力入力部１２は、商用電源１４又は自動車用バッテリ１３等の電源７に（接続分離自在に）接続され、出力部６は、携帯電話１０のバッテリ８に（接続分離自在に）接続される。
【００２２】
制御部２から電気化学二重層コンデンサ４へ流れる電流Ｉ1 は、電気化学二重層コンデンサ４から出力部６へ流れる電流Ｉ2 よりも極めて大きく（Ｉ1 ≫Ｉ2 ）なるように、上記制御部２により制御される。例えば、５≦Ｉ1 ／Ｉ2 ≦５０に設定する。より望ましくは、１０≦Ｉ1 ／Ｉ2 ≦２５に設定する。そして、帰還回路５によって送信される上記電気化学二重層コンデンサ４の充電状態に対応して、電気化学二重層コンデンサ４の充放電及び供給電圧を上記制御部２によって制御する。なお、出力部６は定電圧（ＤＣ−ＤＣ）コンバ−タを有し、バッテリ８へは定電圧で供給（出力）される。
【００２３】
３１は各電気化学二重層コンデンサ４の端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ・・・ を検出するために各電気化学二重層コンデンサ４に対して設けられた検出部であり、この検出部３１にて検出した各電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ・・・ を帰還回路５にて制御部２へ送信する。制御部２のマイコン・ロジック回路２５のプログラム制御により、（各電気化学二重層コンデンサ４の静電容量・内部抵抗のばらつきが存在したとしても）各端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 ・・・ が各々使用耐圧範囲内となるように総電圧値を演算して、供給電圧Ｅとして直列接続の複数の電気化学二重層コンデンサ４に供給する（図３参照）。２６は、そのための（充電用）電流・電圧制御部である。
【００２４】
そして、スイッチング電源部１は、商用電源１４から電力が供給される整流回路１６と、整流回路１６から電気エネルギが供給されるスイッチング部１７及び補助電源１９と、スイッチング部１７から出力トランス２２を介して電気エネルギが供給される高周波整流回路１８とを備える。さらに、高周波整流回路１８から制御部２へ供給される電気エネルギの電圧を検出して定電圧とするための定電圧制御部２１及びＰＷＭ制御部２０と、ＰＷＭ制御部２０からスイッチング部１７へ制御信号が送信される駆動トランス２３とを備える。また、高周波整流回路１８は、自動車用バッテリ１３と接続されている。充放電ケ−ス１５は、例えば、縦辺Ｌ1 （１０ｃｍ〜１５ｃｍ），横辺Ｌ2 （８ｃｍ〜１０ｃｍ），厚さＬ3 （０．５ｃｍ〜３ｃｍ）を有する直方体形として、ハンドバッグやポケットやカバンに容易に収納して携帯可能な大きさ（サイズ）とする。
【００２５】
図３は、直列に接続された複数の電気化学二重層コンデンサ４・・・ の回路図であり、電気化学二重層コンデンサ４・・・ は、静電容量Ｃ1 ，Ｃ2 ・・・ ，Ｃn を有し、Ｖ1 ，Ｖ2 ・・・ ，Ｖn は、上述した夫々の端子電圧を示す。また、Ｅは、既述した蓄電部３の供給電圧であって、Ｅ＝Ｖ1 ＋Ｖ2 ＋Ｖ3 ＋・・・ ＋Ｖn （総電圧）に相当する。
【００２６】
図４は、横軸に時間Ｔ（ｓｅｃ）を示し、縦軸に電気化学二重層コンデンサ４・・・ へ流れる電流Ｉ1 （Ａ）及び上記供給電圧Ｅ（Ｖ）を示したグラフ図である。ｔ1 は定電流期間で、ｔ2 は定電圧期間であり、Ｉp は、蓄電部３に電流が流れ始めた際の突入電流の値を示す。
【００２７】
充電電流Ｉ1 の変化と、電気化学二重層コンデンサ４・・・ への供給（充電）電圧Ｅの変化について説明する。定電流期間ｔ1 （例えば３０秒〜１２０秒）では、電流Ｉ1 は、充電開始の瞬間にはピ−クを示して突入電流Ｉp となり、その後、定電流（８Ａ〜１２Ａ）となる。定電流期間ｔ1 中は、電圧Ｅは、緩やかに上昇して、前述したプログラム制御のために（予め）入力した総充電電圧値（供給電圧）Ｅが、Ｅ0 に達する。突入電流Ｉp が流れるときの電圧Ｅは極めて低いので、この突入電流Ｉp をコントロ−ル（制御）する必要は（一般には）低い。
【００２８】
しかしながら、供給電圧Ｅが所定値Ｅ0 に到達した後は、コントロ−ル（制御）しないと、２点鎖線にて示すＥ2 曲線のように急激に上昇して、各電気化学二重層コンデンサ４の耐圧をオ−バ−する危険性が生ずる。そこで、制御部２（電流・電圧制御部２６等）によって、定電圧期間ｔ2 に於ては、電流Ｉ1 を緩やかに減少させつつ、供給（充電）電圧Ｅを一定値Ｅ0 となるように制御する。この際、点線Ｅ3 にて示すように、不安定に電圧Ｅ3 が変動することも、制御部２によってコントロ−ルする。定電圧期間ｔ2 の最終時（例えば、スタ−トから１００秒〜２００秒後）には、１（Ａ）等の低い値となる。上記Ｅ0 としては、例えば、４〜８（Ｖ）の値とする。
【００２９】
次に、定電流期間ｔ1 中の上記定電流Ｉ1 について述べる。複数の電気化学二重層コンデンサ４の各端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ・・・ ，Ｖn を検出して帰還回路５にて制御部２へ送信しつつ、スイッチング電源部１の電力能力最大限の電流Ｉ1 を供給するように、制御部２のマイコン・ロジック回路２５のプログラム制御によって、スイッチング電源部１を制御する。言い換えると、直列接続の大容量の電気化学二重層コンデンサ４を急速充電する手段として、電気化学二重層コンデンサ４の端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ・・・ ，Ｖn 及び充電電流Ｉ1 を検出し、供給電源部１の電力能力最大限の電流Ｉ1 、及び、この電流Ｉ1 を供給すべき電圧Ｅ（Ｅ0 ）を、マイコン・ロジック回路２５のプログラムによって、制御して、図４に示す定電流期間ｔ1 の制御を行う。
【００３０】
なお、制御部２にソフトスタ−タを設けると、突入電流Ｉp を制御し、充電初期の電流Ｉ1 を、電流Ｉf のように略定電流以下に抑え、電気化学二重層コンデンサ４の耐圧を越えないように一層安全に充電を行うことも可能である。
【００３１】
以上のように、図示例の携帯電話用充放電器３０は、カバン，バッグ，ポケット等に入れられる大きさであり、電気化学二重層コンデンサ４に充電されて携行できるので、外出先で、消耗した携帯電話１０のバッテリ８を接続して充電を行ったり、あるいは接続したまま携帯電話１０を使用することも可能である。
【００３２】
また、プラグ１２Ａとプラグ１２Ｂを付設すれば、この充放電器３０は商用電源１４だけでなく自動車バッテリ１３を電源７にして充電が可能なので、充電場所が商用電源１４の設置場所に限定されず、自動車での外出先においても充電が可能である。
【００３３】
電気化学二重層コンデンサ４へ流れる電流Ｉ1 が、出力部６を介して携帯電話１０のバッテリ８へ流れる電流Ｉ2 よりも極めて大きいので、充放電器３０の充電を急速に（３０秒〜２分にて）行うことができ、急いで出掛ける際の待ち時間が少なくる。携帯電話１０のバッテリ８へは、時間をかけて放電されるので、このコンパクトな充放電器３０をポケットやカバン等に入れて携帯電話１０と共に持ち歩く（携帯する）と、バッテリ８が充電を必要としたときにはコ−ド９にて接続して直ちに、どこでも、充電が可能となり、さらに、出先にて携帯電話１０の使用中に充電しておけば、携帯電話１０を長時間使用することが可能である。
【００３４】
即ち、本発明に係る携帯電話用充放電器の使用方法によれば、複数の電気化学二重層コンデンサ４を有する蓄電部３と、電力入力部１２と、出力部６とを備えた充放電器３０の電力入力部１２を、商用電源１４又は自動車バッテリ１３に接続して蓄電部３に急速充電し、その後、電力入力部１２を分離して充放電器３０を携帯し、携帯した充放電器３０の出力部６を携帯電話１０のバッテリ８に接続して、急速充電の５倍〜５０倍の時間を掛けて充電させる方法であり、家庭や自動車内で急速充電の後に、じっくりと携帯電話１０のバッテリ８を充電させ得るものである。
【００３５】
また、直列に接続する複数の電気化学二重層コンデンサ４・・・ の夫々の端子電圧Ｖ1 ，Ｖ2・・・，Ｖn を検出部３１にて検出して、ト−タルの総電圧Ｅを予めプログラム入力した電圧（使用耐圧）Ｅ0 内に制御したので、電気化学二重層コンデンサ４・・・ を損傷させることなく、充放電器３０を有効に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の携帯電話用充放電器の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】基本的構成説明用回路図である。
【図３】電気化学二重層コンデンサの回路図である。
【図４】時間と、電気化学二重層コンデンサへの充電電流と充電電圧の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  スイッチング電源部
２  制御部
３  蓄電部
４  電気化学二重層コンデンサ
５  帰還回路
６  出力部
８  バッテリ
１０  携帯電話
１２  電力入力部２５マイコン・ロジック回路
３０充放電器  
Ｅ  （供給）電圧
Ｅ0 （供給）電圧
Ｉ1 電流
Ｉ2 電流
【図１】
2007312506.tif 000003
【図２】
2007312506.tif 000004
【図３】
2007312506.tif 000005
【図４】
2007312506.tif 000006