(57)【要約】【課題】外部電源による充電が可能な電子機器において、満充電後の充電による電力消費を抑え、充電時間の短縮化を図る。【解決手段】電子機器１の充電制御ＩＣ３２は、充電器Ｃ１から給電され、バッテリ２の充電電流とＤＳＰ４の駆動電流との和電流をバッテリ２及びＤＳＰ４に一括供給する。バッテリ２の充電電圧値が閾値以上になったとき、上記供給電流値は、ＤＳＰ駆動電流よりも大きい電流値から、ＤＳＰ駆動電流よりも小さい電流値に切り替えられ、ＤＳＰ４により消費されなくなる。従って、上記供給電流は充電電流に等しくなり、このため、充電電流を正確に検出でき、充電電流に応じた充電停止制御を確実に行うことができる。その結果、満充電後の充電による電力消費を抑えられる。しかも、供給電流値を元に戻して、再び切り替える処理が繰り返されるので、上記供給電流値の切替後、そのままであった従来の電子機器に比べ、充電時間が短縮される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器内の各種制御を行う制御手段と、
前記制御手段を駆動するためのバッテリと、
外部電源に着脱自在に接続される受電端子を有し、前記受電端子が外部電源に接続されるとき、外部電源から該受電端子を介して給電され、前記制御手段の駆動電流と前記バッテリの充電電流との和電流を該制御手段及び該バッテリに一括供給する電流供給手段と、
前記バッテリの充電電流に応じた充電停止制御を行う充電停止制御手段と、を備えた電子機器において、
前記電流供給手段による供給電流の値を、前記駆動電流の値よりも大きい第１の電流値と、前記駆動電流の値よりも小さい第２の電流値とのいずれかに切り替える電流値切替手段と、
前記バッテリの充電電圧の値を検出する充電電圧値検出手段と、をさらに備え、
前記電流値切替手段は、前記受電端子が外部電源に接続されたときに、まず、前記供給電流値を前記第１の電流値とし、前記供給電流値が前記第１の電流値時の前記充電電圧値検出手段による検出電圧値が閾値以上になったとき以後、予め設定された切替タイミングで、前記供給電流値を前記第２の電流値に切り替えて前記第１の電流値に戻す動作を、前記第２の電流値時の前記検出電圧値が前記閾値になるまで繰り返し、前記第２の電流値時の検出電圧値が前記閾値以上になった後は、前記供給電流値を前記第２の電流値に切り替えたままにすることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記切替タイミングは、一定周期のタイミングであ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】
前記受電端子は、前記外部電源に設けられた給電用のＵＳＢポートと直接、又は、ＵＳＢケーブルを介して接続される、ＵＳＢコネクタにより構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記バッテリは、リチウムイオン二次電池により構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電器による充電が可能なバッテリを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種の電子機器として、充電器に充電制御回路を介して接続されるバッテリと、このバッテリが充電器と未接続のとき、当該バッテリにより駆動されて機器内の各種制御を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）とを備えた電子機器が知られている。上記充電制御回路は、充電器に着脱自在に接続される受電端子を有し、この受電端子が充電器に接続されるとき、充電器から受電端子を介して給電され、ＤＳＰの駆動電流とバッテリの充電電流との和電流を当該充電制御回路の１個のポートからＤＳＰ及びバッテリに一括供給する。
【０００３】
上記充電制御回路は、バッテリへの充電時において、上記ポートからの供給電流値が最大値の所定割合以下、例えば、略１０分の１以下になったとき、充電は完了したと判断して上記ポートからの電流供給を停止するように構成されている。例えば、上記最大値が５００［ｍＡ］である場合、充電制御回路は、上記供給電流値が５０［ｍＡ］以下になったとき、電流供給を停止する。
【０００４】
しかしながら、この場合において、ＤＳＰ駆動のため１５０［ｍＡ］程度の電流が消費されるとすれば、上記供給電流値は５０［ｍＡ］以下にならないので、いつまでも充電が終わらないという問題が生じ得る。
【０００５】
そこで、この問題に対する対策を施した充電制御回路による充電制御処理の手順を図４に示す。ここで、充電制御回路にバッテリの充電電圧の検出機能を持たせ、バッテリの満充電時の充電電圧値を例えば４．２［Ｖ］とし、この充電電圧値未満に閾値を設定する。この閾値は例えば４．０７［Ｖ］とする。
【０００６】
上記充電制御回路は、受電端子を介して充電器と接続されると（Ｓ１０１でＹｅｓ）、ＤＳＰ及びバッテリに５００［ｍＡ］の電流を一括して供給する（Ｓ１０２）。
【０００７】
上記供給電流値が５００［ｍＡ］であるときのバッテリの充電電圧検出値が４．０７［Ｖ］以上になったとき（Ｓ１０３でＹｅｓ）、充電制御回路は、上記供給電流値を、ＤＳＰの駆動電流未満である１００［ｍＡ］に切り替え、ＤＳＰをオフする（Ｓ１０４）。ＤＳＰのオフに伴い、上記供給電流はバッテリの充電電流と略等しくなる。
【０００８】
Ｓ１０４の処理後、バッテリが満充電になり、これにより、充電電流値、すなわち、上記供給電流値が５０［ｍＡ］以下になると（Ｓ１０５でＹｅｓ）、充電制御回路は満充電と判断し、充電を停止する（Ｓ１０６）。
【０００９】
この充電制御処理においては、バッテリの充電電圧値が４．０７［Ｖ］以上になると、ＤＳＰがオフし、ＤＳＰ及びバッテリへの一括供給電流は、ＤＳＰにより消費されなくなり、このため、バッテリの充電電流と略等しくなる。これにより、充電電流を正確に検出することができ、充電電流に応じた充電停止制御を確実に行うことができる。従って、満充電後の充電による無駄な電力消費を抑制することができる。
【００１０】
しかしながら、上記充電制御処理においては、ＤＳＰ及びバッテリへの一括供給電流値が５００［ｍＡ］から１００［ｍＡ］に切り替わったとき、この一括供給電流値の低下に伴ってバッテリの充電電圧値が低下し、そのままにされる。そのため、バッテリが満充電になるまでの充電時間が延びるという問題が生じる。
【００１１】
ところで、バッテリが満充電になるまで一定の充電電流をバッテリに供給する電子機器（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）や、充電器とは別体のＡＣ／ＤＣアダプタが機器に接続されたとき、そのＡＣ／ＤＣアダプタからの給電力を用いてバッテリの充電電流を大きくし、急速充電を行う電子機器（例えば、特許文献３参照）や、バッテリの充電電圧の制御又は検出、若しくは充電電流の検出を正確に行えるようにした電子機器（例えば、特許文献４及び特許文献５参照）が知られている。しかしながら、特許文献１乃至特許文献５に記載の電子機器においては、上記の問題を解決することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−２２１９９２号公報
【特許文献２】特開２００９−２９０９３１号公報
【特許文献３】特開２００４−０７８７４０号公報
【特許文献４】特開２００８−１０４２７０号公報
【特許文献５】特開２００７−３２２１８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記の従来の問題を解決するためになされたものであり、外部電源による充電が可能な電子機器において、満充電後の充電による電力消費を抑えることができ、充電時間の短縮化を図ることができる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】
【００１４】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、機器内の各種制御を行う制御手段と、前記制御手段を駆動するためのバッテリと、外部電源に着脱自在に接続される受電端子を有し、前記受電端子が外部電源に接続されるとき、外部電源から該受電端子を介して給電され、前記制御手段の駆動電流と前記バッテリの充電電流との和電流を該制御手段及び該バッテリに一括供給する電流供給手段と、前記バッテリの充電電流に応じた充電停止制御を行う充電停止制御手段と、を備えた電子機器において、前記電流供給手段による供給電流の値を、前記駆動電流の値よりも大きい第１の電流値と、前記駆動電流の値よりも小さい第２の電流値とのいずれかに切り替える電流値切替手段と、前記バッテリの充電電圧の値を検出する充電電圧値検出手段と、をさらに備え、前記電流値切替手段は、前記受電端子が外部電源に接続されたときに、まず、前記供給電流値を前記第１の電流値とし、前記供給電流値が前記第１の電流値時の前記充電電圧値検出手段による検出電圧値が閾値以上になったとき以後、予め設定された切替タイミングで、前記供給電流値を前記第２の電流値に切り替えて前記第１の電流値に戻す動作を、前記第２の電流値時の前記検出電圧値が前記閾値になるまで繰り返し、前記第２の電流値時の検出電圧値が前記閾値以上になった後は、前記供給電流値を前記第２の電流値に切り替えたままにするものである。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電子機器において、前記切替タイミングは、一定周期のタイミングである。
【００１６】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の電子機器において、前記受電端子は、前記外部電源に設けられた給電用のＵＳＢポートと直接、又は、ＵＳＢケーブルを介して接続される、ＵＳＢコネクタにより構成されるものである。
【００１７】
請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の電子機器において、前記バッテリは、リチウムイオン二次電池により構成されるものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、バッテリの検出電圧値が閾値以上になったとき、制御手段とバッテリとに一括供給される電流値は、制御手段の駆動電流よりも大きい第１の電流値から、上記駆動電流よりも小さい第２の電流値に切り替えられ、制御手段による消費がなくなるので、上記供給電流は充電電流と等しくなる。従って、バッテリの充電電流を正確に検出することができ、充電電流に応じた充電停止制御を確実に行うことができる。そのため、満充電後の充電による電力消費を抑えることができる。
【００１９】
しかも、上記供給電流値を第２の電流値に切り替えて第１の電流値に戻す動作が、第２の電流値時の検出電圧値が閾値になるまで繰り返されるので、上記供給電流値が第２の電流値に切り替えられた後にそのままであった従来の電子機器に比べ、バッテリが満充電に達するまでに要する充電時間を短縮することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、第１の電流値と第２の電流値との切替タイミングの制御を簡単な構成より行うことができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、外部電源への受電端子の脱着作業を簡単なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子機器の電気的ブロック図。
【図２】上記電子機器の充電制御ＩＣによるバッテリへの充電制御処理のフローチャート。
【図３】上記充電制御処理によるバッテリの充電電圧値変化を示す図。
【図４】従来の電子機器におけるバッテリへの充電制御処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態に係る電子機器について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の電子機器の構成を示す。この電子機器１は、適宜、充電器Ｃ１（外部電源）に接続されて充電される、携帯電話機又は携帯型音声再生装置等の携帯型電子機器に適用することができる。充電器Ｃ１は、充電専用機器であってもよいし、充電機能と他の機能とを併せ持つパーソナルコンピュータ等の電気機器であってもよい。
【００２４】
電子機器１は、自器と充電器Ｃ１の接続時に充電器Ｃ１により充電されるバッテリ２と、充電器Ｃ１によるバッテリ２への充電を制御する充電制御回路３（電流供給手段）と、自器内の各種制御を行うＤＳＰ（Digital Signal Processor）４（制御手段）と、各種情報を表示可能なディスプレイ５と、自器を操作するための操作部６とを備える。
【００２５】
バッテリ２は、電子機器１と充電器Ｃ１との未接続時にＤＳＰ４、ディスプレイ５及び操作部６に給電してそれらを駆動するための二次電池により構成され、当該二次電池はリチウムイオン二次電池等で構成される。
【００２６】
充電制御回路３は、充電器Ｃ１に設けられた給電用のＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートＣ１１に着脱自在に接続される受電用のＵＳＢコネクタ（以下、コネクタという）３１（受電端子）と、充電制御ＩＣ３２（充電停止制御手段、電流値切替手段、充電電圧値検出手段）とを有する。コネクタ３１は、ＵＳＢポートＣ１１に直接、又は、ＵＳＢケーブルを介して接続されるように構成されている。
【００２７】
充電制御ＩＣ３２は、コネクタ３１が充電器Ｃ１に接続されるとき、充電器Ｃ１からコネクタ３１を介して給電され、バッテリ２の充電電流とＤＳＰ４の駆動電流（以下、ＤＳＰ駆動電流という）との和電流を１個のポートからバッテリ２及びＤＳＰ４に一括供給し、バッテリ２の充電電圧の値を検出する。上記ポートには、互いに並列接続されたバッテリ２及びＤＳＰ４が接続されており、上記ポートからの一括供給電流は分流し、分流した電流はバッテリ２とＤＳＰ４とに向かい、バッテリ２及びＤＳＰ４によりそれぞれ充電電流及びＤＳＰ駆動電流として消費される。ＤＳＰ駆動電流は、ＤＳＰ４の駆動に必要な電流である。充電制御ＩＣ３２は、バッテリ２の充電電流値に応じた充電停止制御を行う。
【００２８】
また、充電制御ＩＣ３２は、バッテリ２及びＤＳＰ４に一括供給する電流の値（以下、供給電流値という）を、ＤＳＰ駆動電流の値よりも大きい第１の電流値と、ＤＳＰ駆動電流の値よりも小さい第２の電流値とのいずれかに切り替える。ここに、ＤＳＰ駆動電流は１５０［ｍＡ］とし、第１の電流値は５００［ｍＡ］とし、第２の電流値は１００［ｍＡ］とするが、それぞれ、上記に限定されない。充電制御ＩＣ３２は、上記切替処理中の所定期間を計時するためのタイマ機能を有する。
【００２９】
ＤＳＰ４は、ユーザによる操作部６への操作に応じたディスプレイ５の表示制御と、バッテリ２からディスプレイ５及び操作部６への給電制御とを行う。操作部６は、キー又はタッチパネル等により構成される。ディスプレイ５は、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等により構成される。
【００３０】
図２は、充電制御ＩＣ３２によるバッテリ２への充電制御処理の手順を示し、図３は、この充電制御処理によるバッテリ２の充電特性を示す。ここに、バッテリ２及びＤＳＰ４に一括して供給される電流値が５００［ｍＡ］、１００［ｍＡ］である状態を、それぞれ、５００［ｍＡ］時、１００ｍ［ｍＡ］時という。
【００３１】
充電制御ＩＣ３２は、充電器Ｃ１と接続されると（Ｓ１でＹｅｓ）、バッテリ２及びＤＳＰ４に５００［ｍＡ］の電流を一括して供給する（Ｓ２）。
【００３２】
５００［ｍＡ］時のバッテリ２の充電電圧検出値（検出電圧値）が、閾値として予め設定された４．０７［Ｖ］以上になったとき（Ｓ３でＹｅｓ；図３の（１））、充電制御ＩＣ３２は、上記供給電流値を１００［ｍＡ］に切り替える（Ｓ４）。この供給電流値の切替処理に起因して、バッテリ２の充電電圧値は低下し（図３の（２））、また、供給電流値がＤＳＰ４の駆動電流よりも低くなる。上記閾値は、バッテリ２の満充電時の充電電圧値、すなわち、定格充電電圧値よりも低い値であり、この定格充電電圧値に近い方が望ましい。
【００３３】
充電制御ＩＣ３２は、１００［ｍＡ］時の上記充電電圧検出値が４．０７［Ｖ］未満であれば（Ｓ５でＮｏ）、上記供給電流値を５００［ｍＡ］に戻す（Ｓ６）。この供給電流の増加に伴い、バッテリ２の充電電圧は上昇する（図３の（３））。
【００３４】
上記Ｓ４の処理から所定期間Ｔ１が経過すると（Ｓ７でＹｅｓ）、再び、Ｓ４の処理が実行され、バッテリ２の充電電圧値が下がる（図３の（４））。上記Ｓ４〜Ｓ６の処理は、１００［ｍＡ］時のバッテリ２の充電電圧検出値が４．０７［Ｖ］以上になるまで、予め設定された一定周期の切替タイミングで繰り返される。
【００３５】
１００［ｍＡ］時のバッテリ２の充電電圧検出値が４．０７［Ｖ］以上になった後は（Ｓ５でＹｅｓ；図３の（５））、充電制御ＩＣ３２は、充電が完了したと判断するまで、上記供給電流値を１００［ｍＡ］に切り替えたままにする。このとき、ＤＳＰ４は、充電制御ＩＣ３２からもバッテリ２からも駆動電流を給電されずに非動作状態であってもよいし、又は、バッテリ２から給電されて駆動してもよい。
【００３６】
バッテリ２が満充電になると充電電流は低下し、充電電流値が予め設定された５０［ｍＡ］の閾値以下になると（Ｓ８でＹｅｓ）、充電制御ＩＣ３２は、バッテリ２の充電を停止する（Ｓ９）。上記閾値は、供給電流値の最大値に応じて設定されており、最大値の略１０分の１であるが、これに限定されない。
【００３７】
上記のように構成された電子機器１においては、バッテリ２の充電電圧の検出値が閾値以上になったとき、バッテリ２とＤＳＰ４とに一括供給される電流値は、ＤＳＰ駆動電流よりも大きい第１の電流値から、上記ＤＳＰ駆動電流よりも小さい第２の電流値に切り替えられ、ＤＳＰ４による消費が殆んどなくなる。従って、上記供給電流はバッテリ２の充電電流と略等しくなり、このため、充電電流を正確に検出することができ、充電電流に応じた充電停止制御を確実に行うことができる。その結果、満充電後の充電による電力消費を抑えることができ、省電力化を図ることができる。
【００３８】
しかも、バッテリ及びＤＳＰへの一括供給電流値が第２の電流値に切り替えられた後、そのままであった従来の電子機器と異なり、上記供給電流値を第２の電流値に切り替えて第１の電流値に戻す動作が、第２の電流値時の検出電圧値が閾値になるまで繰り返される。従って、上記図３に示されるように、従来の電子機器の充電特性（点線で示す）に比べ、バッテリが満充電に達するまでに要する充電時間を、従来の時間ｔ１から時間ｔ２（ｔ１＞ｔ２）に短縮することができる。本実施形態において短縮される時間は１時間程度である。
【００３９】
また、第１の電流値と第２の電流値との切替タイミングは一定周期なので、タイミング制御を簡単な構成より行うことができる。また、コネクタ３１は充電器Ｃ１のＵＳＢポートＣ１１にワンタッチで脱着することができ、脱着作業を簡単なものにすることができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものでなく、使用目的に応じ、様々な変形が可能である。例えば、バッテリ２は、ニッケル・カドミウム電池又はニッケル・水素電池等であってもよい。また、充電制御ＩＣ３２による充電制御処理において、充電制御ＩＣ３２が、コネクタ３１と充電器Ｃ１との接続を検知した後、まず、バッテリ２及びＤＳＰ４に一括して１００［ｍＡ］の電流を供給し、次に、充電器Ｃ１と通信して、充電器Ｃ１に搭載された給電回路が５００［ｍＡ］供給に対応しているかどうかを確認し、対応していれば、バッテリ２及びＤＳＰ４に一括して５００［ｍＡ］の電流を供給してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  電子機器
２  バッテリ
３  充電制御回路（電流供給手段）
３１  ＵＳＢコネクタ（受電端子）
３２  充電制御ＩＣ（充電停止制御手段、電流値切替手段、充電電圧値検出手段）
４  ＤＳＰ（制御手段）
Ｃ１  充電器（外部電源）
Ｃ１１  ＵＳＢポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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