(57)【要約】【課題】例えば二次電池に対して劣化を抑制しつつ充電を行う【解決手段】電子機器（１００）は、充電部（３００）からの給電による充電及び被給電部（ＲＬ）への給電が可能である二次電池（２１０）に対する充電を制御する充電制御回路（２００）であって、二次電池に対する充電電流を検出する充電電流検出手段（２２０）と、二次電池の充電中に充電電流が第一の所定値となった場合に、二次電池への充電を停止すると共に、被給電部への給電を充電部から行うように制御する制御手段（２５１，２５２）とを有する充電制御回路を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電部からの給電による充電及び被給電部への給電が可能である二次電池に対する充電を制御する充電制御回路であって、
前記二次電池に対する充電電流を検出する充電電流検出手段と、
前記二次電池の充電中に前記充電電流が第一の所定値となった場合に、前記二次電池への充電を停止すると共に、前記被給電部への給電を前記充電部から行うように制御する制御手段と
を有する充電制御回路を備える電子機器。
【請求項２】
前記被給電部へ給電すべき負荷電流を検出する負荷電流検出手段を備え、
前記制御部は、（ｉ）前記二次電池の充電中に前記充電電流が前記第一の所定値となり、且つ前記負荷電流が第二の所定値以下である場合に、前記二次電池への充電を停止すると共に、前記被給電部への給電を前記充電部から行うように制御し、（ｉｉ）前記二次電池の充電中に前記充電電流が前記第一の所定値となり、且つ前記負荷電流が前記第二の所定値を超えている場合に、前記二次電池への充電を停止すると共に、前記被給電部への給電を前記二次電池から行うように制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記充電部から前記二次電池への給電の可否を切替可能な第１切替手段と、
前記被給電部への給電元を前記充電部及び前記二次電池間で相互に切替可能な第２切替手段と
を有する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】
充電部からの給電による充電及び被給電部への給電が可能である二次電池に対する充電を制御する充電制御回路であって、
前記二次電池に対する充電電流を検出する充電電流検出手段と、
前記二次電池の充電中に前記充電電流が第一の所定値となった場合に、前記二次電池への充電を停止すると共に、前記被給電部への給電を前記充電部から行うように制御する制御手段と
を備えることを特徴とする充電制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の充電を制御する充電制御回路を備えた電子機器および当該充電制御回路の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の充電制御回路として、例えば携帯電話等に用いられる二次電池への充電を制御するものがある。二次電池は、過剰な充放電が繰り返されることに起因して劣化が進むことが知られている。また、二次電池が高負荷で放電している状態での充電も、劣化の進行に悪影響を与えるとされている。
【０００３】
二次電池が劣化すると、例えば充電容量が大きく減少してしまう。また、携帯電話等に多く用いられているリチウムイオン電池は、劣化により形状が膨らむ場合がある。このような形状の変化は、二次電池と筐体や各種基板等との干渉を発生させる原因となり、設計上好ましくない。
【０００４】
このため、二次電池に対する充電制御としては、劣化を抑制するための様々な技術が提案されている。具体的には、例えば所定の条件に基づいて、二次電池への充電を一時的に停止させるという技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１９２３８３号公報
【特許文献２】特開２００１−８３７５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２１１８号公報
【特許文献４】特開平１１−２１５７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した二次電池への充電を停止させるという技術では、充電停止後の装置（即ち、二次電池が備えられる装置）への給電を二次電池が行うことになる。すると、二次電池は放電によって充電量が減少し、再び充電すべき状態となる。このような場合に充電が停止されていると、充電が行えず、結果として装置の動作を継続できなくなるという技術的問題点が生ずる。或いは、充電量が減少した場合に再び充電を開始するようにしたとしても、二次電池への充放電が繰り返されることになり、結果的に二次電池の劣化を進行させてしまうという技術的問題点が生ずる。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、例えば二次電池に対して劣化を抑制しつつ充電を行うことが可能な充電制御回路を備えた電子機器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】
【０００８】
上記課題は、充電部からの給電による充電及び被給電部への給電が可能である二次電池に対する充電を制御するものであり、充電電流検出手段と制御手段とを有する充電制御回路を備える電子機器によって解決され得る。充電電流検出手段では、二次電池に対する充電電流が検出される。制御手段では、二次電池の充電中に充電電流が第一の所定値となった場合に、二次電池への充電を停止すると共に、被給電部への給電を充電部から行うように制御される。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明した電子機器では、二次電池の充電量が満充電となった場合に、二次電池への充電が停止されると共に、被給電部への給電が充電部から行われる。このため、充放電が繰り返されることに起因する二次電池の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態の充電制御回路を備える電子機器の全体構成の一例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の充電制御回路の構成の一例を示す回路図である。
【図３】本実施形態の充電制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態の充電制御回路の非充電時の動作の一例を示す回路図である。
【図５】本実施形態の充電制御回路の充電時の動作の一例を示す回路図である。
【図６】本実施形態の充電制御回路の満充電時の動作の一例を示す回路図（その１）である。
【図７】本実施形態の充電制御回路の満充電時の動作の一例を示す回路図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づいて説明する。
【００１２】
（１）携帯端末の全体構成
図１を参照して本実施形態の充電制御回路が備えられる電子機器の全体構成の一例について説明する。図１は、本実施形態の充電制御回路を備える電子機器の全体構成の一例を示すブロック図である。尚、以下では電子機器の一例として携帯電話を挙げて説明するものとする。
【００１３】
図１において、本実施形態の充電制御回路が備えられる電子機器１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０と、音声データ制御部１３１と、スピーカ１３２と、マイク１３３と、電源部１４０と、ＲＦ（Radio Frequency）処理部１５１と、アンテナ１５２と、ＭＣＰ（Multi Chip Package）１６０と、ディスプレイ１７１と、カメラ１７２と、キー１７３と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ドライバ１７４と、ＬＥＤ１７５とを備えて構成されている。
【００１４】
ＣＰＵ１１０は、本実施形態の電子機器１００全体の動作を制御する演算回路であり、後述する各部位に対して制御信号を送信可能に構成されている。
【００１５】
音声データ制御部１３１は、例えば通話音声や着信音等の音声データをスピーカ１３２に対して出力する。また音声データ制御部１３１は、マイク１３３から入力される音声データを適切な状態へと変換しＣＰＵ１１０へと出力する。
【００１６】
電源部１４０は、本実施形態の充電制御回路を含んでおり、電子機器１００が動作するための電源を各部位へと供給する。電源部１４０は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池を含んで構成されており、充電器接続部１４１に接続される充電器からの給電によって充電可能とされている。尚、本実施形態の充電制御回路の具体的に構成については後述する。
【００１７】
ＲＦ処理部１５１は、アンテナ１５２を介してデータを送受信する。ＲＦ処理部１５１は、データを受信する場合、例えばアンテナ１５２から受信したアナログ信号である受信データ信号を、図示しないＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換すると共に復調処理を行い、ＣＰＵ１１０へと出力する。またＲＦ処理部１５１は、データを送信する場合、例えばＣＰＵ１１０から出力される送信データ信号に変調処理を行うと共に、デジタル信号である送信データ信号をＤ／Ａコンバータによってアナログ信号に変換し、アンテナ１５２へと出力する。
【００１８】
ＭＣＰ１６０は、多層型のチップからなるメモリであり、ＣＰＵ１１０における主記憶装置として機能する。ＭＣＰ１６０は、複数のチップが積層されているため、平面的に占有するスペースが小さく、電子機器１００における省スペースを実現することが可能である。
【００１９】
ディスプレイ１７１は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）として構成されており、電子機器１００における各種情報を、ユーザに対して視覚的に表示する。
【００２０】
カメラ１７２は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等として構成された比較的小型のカメラであり、写真や動画を撮影可能である。
【００２１】
キー１７３は、電子機器１００の操作を行うための操作キー（例えば、テンキーや十字キー等）であり、電子機器１００に複数設けられている。キー１７３を押下すると、押下されたキーに対応する信号がＣＰＵ１１０へと出力される。
【００２２】
ＬＥＤドライバ１７４は、ＬＥＤ１７５の発光を制御する。これにより、電子機器１００におけるイルミネーション等が実現される。
【００２３】
（２）充電制御回路の具体的な構成
図２を参照して、本実施形態の充電制御回路の具体的な構成の一例について説明する。図２は、本実施形態の充電制御回路の構成の一例を示す回路図である。尚、図２では、説明の便宜上、図１で示したＣＰＵ１１０、及び電源部１４０から電源が供給される各部位を１つの回路と見なした負荷回路ＲＬを充電制御回路の一部として図示している。
【００２４】
図２において、本実施形態の充電制御回路２００は、二次電池２１０と、充電電流検出部２２０と、負荷電流検出部２３０と、第１スイッチ２５１と、第２スイッチ２５２とを備えて構成されている。
【００２５】
二次電池２１０は、例えばリチウムイオン電池等の充電可能な電池である。二次電池２１０は、充電器接続部１４１ａ及び１４１ｂを介して接続される充電器からの給電によって充電可能とされている。また、二次電池２１０は、電子機器１００の動作させるための負荷電流を負荷回路ＲＬに給電可能に構成されている。
【００２６】
充電電流検出部２２０は、充電器から二次電池２１０へ供給される充電電流を検出する。検出された充電電流の値は、ＣＰＵ１１０に伝達可能とされている。
【００２７】
負荷電流検出部２３０は、負荷回路ＲＬに流れる負荷電流を検出する。検出された負荷電流の値は、ＣＰＵ１１０に伝達可能とされている。
【００２８】
第１スイッチ２５１及び第２スイッチ２５２は、ＣＰＵによってＯＮ／ＯＦＦが相互に切り替え可能とされており、第１スイッチ２５１及び第２スイッチ２５２は、ＯＮとされた場合に電流を流すように、ＯＦＦとされた場合に電流を止めるように設定されている。
【００２９】
（３）処理説明
図３を参照して、本実施形態の充電制御回路２００の動作の一例について説明する。図３は、実施形態の充電制御回路の動作の一例を示すフローチャートである。
【００３０】
図３において、本実施形態の充電制御回路２００は、充電器接続部１４１を介した充電器の接続を監視している（ステップＳ１０１）。充電器の接続は、例えば充電制御回路２００に流れる電流の変化等に基づいて検出される。充電器が接続された状態となると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、充電制御回路２００は、充電器からの給電による二次電池２１０への充電を開始する（ステップＳ１０２）。
【００３１】
ここで、図４及び図５を参照して、本実施形態の充電制御回路２００における非充電時及び充電時の動作について具体的に説明する。図４は、本実施形態の充電制御回路の非充電時の動作の一例を示す回路図である。図５は、本実施形態の充電制御回路の充電時の動作の一例を示す回路図である。
【００３２】
図４に示すように、本実施形態の充電制御回路２００は、非充電時において、第１スイッチ２５１がＯＦＦとされ、第２スイッチ２５２がＯＮとされる。これにより、二次電池２１０から出力される電流は、負荷回路ＲＬへと供給される。
【００３３】
図５に示すように、本実施形態の充電制御回路２００は、充電器３００が接続される充電時において、第１スイッチ２５１がＯＮとされ、第２スイッチ２５２がＯＮとされる。これにより、充電器から出力される電流は二次電池２１０へと供給される。従って、二次電池２１０が充電される。
【００３４】
図３に戻り、充電中には、充電器３００からの充電電流が充電電流検出部によって検出される。検出された充電電流の値はＣＰＵ１１０に送られ、ＣＰＵ１１０は充電電流の値が終止電流（即ち、充電を終止すべき電流）の値以下となっているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００３５】
尚、終止電流の値は、二次電池２１０の充電量が満充電となっているか否かを判定するための閾値として予め設定され、ＣＰＵ１１０が有するメモリ等に記憶されている。但し、ここでの「満充電」とは、二次電池２１０の充電量が完全に１００％となった状態を意味するだけではなく、二次電池２１０の充電量が充電を停止すべき程に高い状態（具体的には、充電を続けると何らかの不具合が発生してしまうような状態）を包括する広い概念である。
【００３６】
ＣＰＵ１１０は、充電電流の値が終止電流の値を超えている場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、二次電池２１０の充電量が満充電となっていないと判断し、充電器３００からの給電による二次電池２１０の充電を継続させる。即ち、第１スイッチ２５１及び第２スイッチ２５２を、図５で示すような状態に維持する。
【００３７】
一方で、ＣＰＵ１１０は、充電電流の値が終止電流の値以下となった場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、二次電池２１０の充電量が満充電となったと判断し、充電器３００からの給電による二次電池２１０の充電を停止させる（ステップＳ１０４）。具体的には、第１スイッチ２５１及び第２スイッチ２５２のいずれかをＯＦＦとし、充電器３００から出力される充電電流が二次電池２１０に供給されないようにする。このようにすれば、例えば高負荷放電時における充電に起因して、二次電池２１０が著しく劣化してしまうことを防止することができる。
【００３８】
二次電池２１０への充電が停止されると、負荷電流検出部２３０において、負荷回路ＲＬに流れる電流が検出される。検出された負荷電流の値は、ＣＰＵ１１０に送られ、ＣＰＵ１１０は負荷電流の値が所定の閾値以下となっているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００３９】
尚、ここでの「所定の閾値」とは、検出された負荷電流の値が、満充電とされた二次電池２１０が放電することによる不都合を発生させてしまう程度に高いか否かを判定するための閾値であり、二次電池２１０の特性（例えば、充電容量等）や、電子機器１００における各種動作時の消費電力等に基づいて予め設定される。
【００４０】
満充電とされた二次電池２１０が放電することによって発生する不都合としては、例えば二次電池２１０の電池電圧が高い状態での充放電の繰り返しに起因する劣化が挙げられる。より具体的には、満充電とされた二次電池２１０が比較的高い電流を放電することになると、充電量が時間の経過と共に減少していく。そして、二次電池２１０の充電量がある一定量まで減少すると、再び充電器３００からの充電が開始される。充電の結果、再び二次電池が満充電となると、充電が停止され、二次電池２１０による放電が開始される。このような動作が繰り返し行われると、二次電池２１０は電圧が高い状態で充放電を繰り返すこととなり、劣化が著しく進行してしまう。
【００４１】
本実施形態の充電制御回路２００は、上述した充電時における不都合の発生を、以下に示すような動作によって回避する。
【００４２】
ＣＰＵ１１０は、負荷電流の値が所定の閾値以下である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、負荷回路ＲＬに供給すべき電流は上述した不都合を発生させるまでに高くないと判断し、負荷回路ＲＬに対して二次電池２１０から給電を行うようにする（ステップＳ１０６）。以下では、図６を参照して、充電後に二次電池２１０から給電を行う場合の動作について説明する。図６は、本実施形態の充電制御回路の満充電時の動作の一例を示す回路図（その１）である。
【００４３】
図６に示すように、ＣＰＵ１１０は、負荷電流の値が所定の閾値以下である場合、第１スイッチ２５１をＯＦＦとし、第２スイッチ２５２をＯＮとする。即ち、第１スイッチ２５１及び第２スイッチ２５１の各々を、図４で示した非充電時の状態と同様の状態とする。これにより、負荷回路ＲＬは二次電池２１０から給電される状態となる。
【００４４】
図３に戻り、二次電池２１０から負荷回路ＲＬへの給電を行うようにした場合、二次電池２１０の充電量は、負荷回路ＲＬの放電により減少していくことになる。そして、電池電圧が充電すべき電池電圧として設定された充電閾値以下となると（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、再び充電器３００による二次電池２１０の充電が開始される（ステップＳ１０２）。
【００４５】
但し、この場合の負荷電流は、上述したように所定の閾値以下であるため、負荷回路ＲＬに給電している二次電池２１０の充電量の減少速度は小さい。よって、再び二次電池２１０が充電されることになったとしても、その頻度は低い。即ち、二次電池２１０が充放電を繰り返す頻度は極めて低くされる。よって、二次電池２１０の劣化が抑制される。
【００４６】
一方、ＣＰＵ１１０は、負荷電流の値が所定の閾値以下でない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、負荷回路ＲＬに供給すべき電流は上述した不都合を発生させるまでに高いと判断し、負荷回路ＲＬに対して充電器３００から給電を行うようにする。以下では、図７を参照して、充電後に充電器３００から給電を行う場合の動作について説明する。図７は、本実施形態の充電制御回路の満充電時の動作の一例を示す回路図（その２）である。
【００４７】
図７に示すように、ＣＰＵ１１０は、負荷電流の値が所定の閾値以下でない場合、第１スイッチ２５１をＯＮとし、第２スイッチ２５２をＯＦＦとする。これにより、負荷回路ＲＬは、充電器３００から給電される状態となる。
【００４８】
このようにすれば、負荷回路ＲＬの給電が充電器３００によって行われるため、二次電池２１０による放電は行われない。このため、二次電池２１０の充電量は満充電のまま維持される。よって、二次電池２１０の充電量が減少して、再び充電が行われるようなことはなく、充放電を繰り返すことによる劣化を防止することができる。
【００４９】
尚、負荷電流の値が所定の閾値以下である場合にも、負荷回路ＲＬへの給電を充電器３００によって行うようにすれば、二次電池２１０に充電が行われる頻度をより低くすることができる。但し、充電器３００による負荷回路ＲＬへの給電が行われている場合に、充電器３００が電子機器１００から外されたとすると、負荷回路ＲＬへの給電元が一時的に喪失し、電子機器１００における動作に、遅延等の不具合を発生させてしまう可能性がある。
【００５０】
これに対し本実施形態では、負荷電流の値が所定の閾値以下である場合には（即ち、二次電池２１０の充放電の頻度を低くできる状況では）、二次電池２１０から負荷回路ＲＬへの給電が行われる。よって、上述したような負荷回路ＲＬへの給電元が喪失してしまうことによる不都合の発生を、効率的に低減させることができる。
【００５１】
再び図３に戻り、上述した充電制御は、充電器３００が充電器接続部１４１に接続されている場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、繰り返し実行されることになる。即ち、負荷回路ＲＬへの給電元が一旦決定された後においても、その後の負荷電流に応じて負荷回路ＲＬへの給電元が適宜切替えられる。充電器３００が充電器接続部１４１に接続されていない状態となると（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、一連の充電制御処理は終了する。
【００５２】
以上説明したように、本実施形態の充電制御回路２００によれば、二次電池２１０が満充電となった場合に充電が停止されると共に、負荷電流に応じて負荷回路ＲＬへの給電元が適宜切替えられる。よって、二次電池２１０の劣化を抑制しつつ、好適に充電を行うことが可能である。
【００５３】
尚、上述した実施形態では、電子機器１００の一例として携帯電話を挙げて説明したが、携帯電話の動作状態としては、例えば待受状態、通話状態、メール送受信状態、ＷＥＢ閲覧状態、音楽再生状態等が挙げられる。ここで、上述した各動作状態のうち、待受状態は、他の動作状態と比べて消費電力が極めて小さい。よって、負荷電流に対する所定の閾値を、待受状態の場合に流れる電流値と、他の動作状態の場合に流れる電流値とを判別できるような値とすれば、負荷回路ＲＬへの給電元の切替を好適に行うことができる。
【００５４】
また本発明は、上述した携帯電話以外にも、携帯型の音楽プレーヤやゲーム機、タブレット端末等の各種電子機器の充電制御回路として適用することができる。また、二次電池を備える電子機器であれば、携帯端末に限らず適用することができる。
【００５５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電子機器及び充電制御回路もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１００  携帯端末
１１０  ＣＰＵ
１３１  音声データ制御部
１３２  スピーカ
１３３  マイク
１４０  電源部
１４１  充電器接続部
１５１  ＲＦ処理部
１５２  アンテナ
１６０  ＭＣＰ
１７１  ディスプレイ
１７２  カメラ
１７３  キー
１７４  ＬＥＤ制御部
１７５  ＬＥＤ
２００  充電制御回路
２１０  二次電池
２２０  充電電流検出部
２３０  負荷電流検出部
２５１  第１スイッチ
２５２  第２スイッチ
３００  充電器
ＲＬ  負荷回路
【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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【図６】
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【図７】
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