(57)【要約】【課題】充電中に消費電流が充電電流を上回った場合に発熱量を最低限に抑制しながらも低電圧アラームを発生させない。【解決手段】外部から供給された電流によって充電される二次電池７０を具備し、二次電池７０に対する充電あるいは所定の動作をすることによって生じた発熱が閾値を超えた場合、外部から供給された電流の内部への流入を抑制する携帯端末１における充電制御方法であって、携帯端末１が所定の動作をしている場合では、発熱が閾値を超えた場合であっても、携帯端末１の内部に流入した電流の値が、所定の動作のために消費される電流の値未満にならないように、外部から供給された電流の内部への流入を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給された電流によって充電される二次電池と、前記二次電池に対する充電あるいは所定の動作をすることによって生じた発熱が閾値を超えた場合、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制する電流制御手段とを有する携帯端末において、
前記電流制御手段は、前記携帯端末が前記所定の動作をしている場合では、当該電流制御手段を介して内部に流入した電流の値が、前記所定の動作のために消費される電流の値未満にならないように、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制することを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯端末において、
前記携帯端末が前記所定の動作をしている場合に、前記電流制御手段を介して内部に流入した電流のうち前記所定の動作のために消費されずに前記二次電池に供給される電流の値を検出する検出手段を有し、
前記電流制御手段は、前記検出手段にて検出された電流の値が“０”となるように、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制する携帯端末。
【請求項３】
請求項２に記載の携帯端末において、
前記検出手段は、電流検出用抵抗の両端の電位差を測定し、該測定された電位差と前記電流検出用抵抗の抵抗値とに基づいて、前記電流制御手段を介して内部に流入した電流のうち前記所定の動作のために消費されずに前記二次電池に供給される電流の値を検出する携帯端末。
【請求項４】
外部から供給された電流によって充電される二次電池を具備し、前記二次電池に対する充電あるいは所定の動作をすることによって生じた発熱が閾値を超えた場合、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制する携帯端末における充電制御方法であって、
前記携帯端末が前記所定の動作をしている場合では、前記発熱が閾値を超えた場合であっても、前記携帯端末の内部に流入した電流の値が、前記所定の動作のために消費される電流の値未満にならないように、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制する、携帯端末における充電制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の携帯端末における充電制御方法において、
前記携帯端末が前記所定の動作をしている場合に、前記携帯端末の内部に流入した電流のうち前記所定の動作のために消費されずに前記二次電池に供給される電流の値を検出し、
前記検出された電流の値が“０”となるように、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制する携帯端末における充電制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の携帯端末における充電制御方法において、
電流検出用抵抗の両端の電位差を測定し、該測定された電位差と前記電流検出用抵抗の抵抗値とに基づいて、前記携帯端末の内部に流入した電流のうち前記所定の動作のために消費されずに前記二次電池に供給される電流の値を検出する携帯端末における充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末に関し、特に、充電時における充電電流の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末は、通話機能以外にも様々な機能が付加され、一般のパーソナルコンピュータと同様に、電子メールを送信したり、インターネットに接続したりすることができ、さらには、画像を撮影するカメラ機能を有するものも実用化されている。そのため、携帯端末の消費電流が増加する傾向にあり、それに伴い、電池の大容量化が進んでいる。また、電池を大容量化することにより、充電時の充電電流が増加し、それに伴って電池の発熱量が増加している。また、携帯端末の様々な機能を同時に動作させた場合、消費電流が増加し、それによっても発熱量が増加することになる。
【０００３】
このような携帯端末の発熱量の増加について、製品の安全設計の観点から、充電時において複数の機能を同時に動作させる場合、発熱時には機能を制限するか充電電流を抑制する等して発熱を抑えることが行われている。また、急速充電を行っている場合において通話中になると急速充電を停止させることにより、発熱を抑える技術も考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１３０４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のように、充電中に発熱を抑えるために充電電流を抑制した場合、充電中にも関わらず携帯端末における消費電流が充電電流を上回ってしまい、低電圧アラームが発生し、「充電してください」等のメッセージと共に携帯端末の電源がＯＦＦとなってしまう場合がある。このような現象を経験した携帯端末のユーザーは、充電中にも関わらず携帯端末の機能を使用中に電源が突然ＯＦＦになってしまったことへの不満が残ってしまう。
【０００６】
本発明は、上述したような技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、充電中に消費電流が充電電流を上回った場合に発熱量を最低限に抑制しながらも低電圧アラームを発生させない携帯端末及び充電制御方法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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、
外部から供給された電流によって充電される二次電池と、前記二次電池に対する充電あるいは所定の動作をすることによって生じた発熱が閾値を超えた場合、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制する電流制御手段とを有する携帯端末において、
前記電流制御手段は、前記携帯端末が前記所定の動作をしている場合では、当該電流制御手段を介して内部に流入した電流の値が、前記所定の動作のために消費される電流の値未満にならないように、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制することを特徴とする。
【０００８】
また、外部から供給された電流によって充電される二次電池を具備し、前記二次電池に対する充電あるいは所定の動作をすることによって生じた発熱が閾値を超えた場合、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制する携帯端末における充電制御方法であって、
前記携帯端末が前記所定の動作をしている場合では、前記発熱が閾値を超えた場合であっても、前記携帯端末の内部に流入した電流の値が、前記所定の動作のために消費される電流の値未満にならないように、前記外部から供給された電流の内部への流入を抑制する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【００１０】
（１）携帯端末が充電中に通話等の所定の動作を行っても、充電及びその動作による発熱を最小限に抑えることができる。
【００１１】
（２）発熱を抑えるために、外部から供給される電流の内部への流入を抑制しながらも、二次電池の電圧が下がり続けて電源がＯＦＦになってしまうことがない。
【００１２】
（３）新規回路を追加せずに上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の携帯端末の実施の一形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示した携帯端末における一般的な充電フローを説明するための図である。
【図３】図１に示した携帯端末において充電中に通話等の機能を使用することにより、携帯端末が発熱した場合の充電制御を説明するための図である。
【図４】図１に示した携帯端末にて発熱量を抑えるために充電電流を抑制したことによって携帯端末の電源がＯＦＦとなってしまうことを回避する方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の携帯端末の他の実施の形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の携帯端末の実施の一形態を示すブロック図である。
【００１６】
本形態は図１に示すように、充電器２を介して外部から電流が供給され、その電流によって充電される二次電池７０を有するものであって、充電制御ＩＣ／電源ＩＣ１０と、ＣＰＵ／メモリ２０と、充電端子３０と、充電制御トランジスタ４０と、電流検出用抵抗５０，６０とを有している。
【００１７】
充電器２は、家庭用コンセントの交流電源から携帯端末１に合致した直流を作り出す、一般的にＡＣアダプタと呼ばれるものである。また、自動車用シガライターの１２Ｖから携帯端末１に合致した直流を作り出すＤＣ／ＤＣコンバータと呼ばれるものであってもよい。
【００１８】
充電制御ＩＣ／電源ＩＣ１０は、携帯端末１内部の全てのデバイスに対して、二次電池７０の電圧をそれぞれのデバイスに合った電圧に変換して電源として供給するＩＣであり、充電制御も司る。この充電制御ＩＣ／電源ＩＣ１０は、充電制御トランジスタ４０の動作を制御するトランジスタ制御部１１と、電流検出用抵抗５０の両端の電位差を測定し、この電位差と電流検出用抵抗５０の抵抗値とに基づいて、電流検出用抵抗５０を流れる電流を検出する電流検出部１２と、電流検出用抵抗６０の両端の電位差を測定し、この電位差と電流検出用抵抗６０の抵抗値とに基づいて、電流検出用抵抗６０を流れる電流を検出する電流検出部１３とを有している。なお、充電制御トランジスタ４０とトランジスタ制御部１１とから本発明の電流制御手段が構成され、また、電流検出部１３が本発明の検出手段となる。
【００１９】
ＣＰＵ／メモリ２０は、充電制御ＩＣ／電源ＩＣ１０も含めて携帯端末１の全ての動作を司る。
【００２０】
充電端子３０は、携帯端末１の外部に向けたインターフェイスであって、充電器２を接続し、充電するための端子である。
【００２１】
充電制御トランジスタ４０は、充電制御ＩＣ／電源ＩＣ１０のトランジスタ制御部１１によって制御され、充電器２を介して外部から供給された電流の内部への流入を制御するものである。二次電池７０に充電を行う場合はＯＮとなり、充電が完了するとＯＦＦとなる。また、内部に流入する電流を増やしたり絞ったりする。内部に流入する電流を絞る場合は、充電器２を介して外部から供給された電流を抑制して内部に流入させることにより、電流を絞ることになる。
【００２２】
電流検出用抵抗５０は、充電中に充電器２を介して供給され、充電制御トランジスタ４０を介して携帯端末１の内部に流れ込む充電電流を検出するための抵抗素子であって、充電制御ＩＣ／電源ＩＣ１０の電流検出部１２は、電流検出用抵抗５０の両端の電位差と、電流検出用抵抗５０の抵抗値とに基づいて、携帯端末１の内部に流れ込む充電電流を検出し、トランジスタ制御部１１を介して充電制御トランジスタ４０を制御する。
【００２３】
電流検出用抵抗６０は、充電中に二次電池７０に流れ込む電流を検出したり、充電中でない場合は、二次電池７０が消費する電流を検出したりするための抵抗素子であって、充電制御ＩＣ／電源ＩＣ１０の電流検出部１３は、電流検出用抵抗６０の両端の電位差と、電流検出用抵抗６０の抵抗値とに基づいて、充電中にて二次電池７０に流れ込む電流を検出したり、充電中でない場合に二次電池７０が消費する電流を検出したりする。そして、これを積算することにより、二次電池７０にどのくらいのエネルギーが残っているかをＣＰＵ／メモリ２０に通知することができる。
【００２４】
二次電池７０は、一般的なバッテリーで、充電を行うことで繰り返し使用することができるものである。
【００２５】
図１においては、一般的な充電時の電流の流れを実線の矢印で示しており、また、その他の信号の流れは破線の矢印で示している。充電器２から充電端子３０、充電制御トランジスタ４０、電流検出抵抗５０，６０を介して、二次電池７０に充電電流が流れ込む。同時に、電流検出抵抗５０と電流検出抵抗６０との間から、携帯端末１全体に電流を供給する経路がある。これが電池電圧で、充電制御ＩＣ／電源ＩＣ１０を介して携帯端末１内部の各デバイスに供給されることになる。
【００２６】
以下に、上記のように構成された携帯端末１における充電制御方法について説明する。
【００２７】
まず、一般的な充電フローについて説明する。
【００２８】
図２は、図１に示した携帯端末１における一般的な充電フローを説明するための図である。
【００２９】
図２に示すように、充電開始直後は、例えば、８００ｍＡの定電流充電を行い、二次電池７０の電池電圧が満充電の４．２Ｖに近づくと、約４．１Ｖ近辺で、定電圧充電に切り替わる。この時点で、二次電池７０が引っ張れるだけの電流に変わり、満充電に近づくに従って、充電電流が減少する。
【００３０】
携帯端末１は、二次電池７０に対する充電中においても、ある一定の電流消費をしているため、充電電流がゼロになるまで充電を続けることはできない。
【００３１】
充電電流がある一定の閾値、例えば６０ｍＡ程度まで減少したら、充電完了を判定して、充電動作を止める。
【００３２】
次に、図１に示した携帯端末１において充電中に通話等の機能を使用することにより、携帯端末１が発熱した場合の充電制御について説明する。
【００３３】
図３は、図１に示した携帯端末１において充電中に通話等の機能を使用することにより、携帯端末１が発熱した場合の充電制御を説明するための図である。
【００３４】
充電開始後は、定電流充電によって８００ｍＡの電流が充電器２から流れ込むため、携帯端末１内部回路の損失で、回路基板が発熱する。さらにユーザーが通話機能等を使用することにより、回路が所定の動作をすることによって発熱量が増大する。携帯端末１は、人体に接触して使用することから、低温やけど等を防ぐ目的で、筐体表面温度がある一定の閾値を超えると、発熱量を抑えるために、トランジスタ制御部１１の制御によって充電制御トランジスタ４０が動作し、充電端子３０に接続された充電器２を介して外部から供給された電流の携帯端末１内部への流入が抑制される。図３に示す例では、充電電流が８００ｍＡから半分の４００ｍＡに抑制されている。これにより、通話機能で発生する発熱は変化ないものの、充電による発熱が抑制され、それにより、携帯端末１全体としての筐体表面温度は低下する。
【００３５】
しかしながら、このように充電端子３０に接続された充電器２を介して外部から供給された電流の携帯端末１内部への流入が抑制された場合、通話機能により４００ｍＡ以上の電流が消費されてしまうと、二次電池７０による電池電圧が減り続け、最終的に低電圧アラームが発生して、「充電してください」等のメッセージと共に携帯端末１の電源がＯＦＦとなってしまう。
【００３６】
次に、図１に示した携帯端末１において発熱量を抑えるために充電電流を抑制したことによって携帯端末１の電源がＯＦＦとなってしまうことを回避する方法を説明する。
【００３７】
図４は、図１に示した携帯端末１にて発熱量を抑えるために充電電流を抑制したことによって携帯端末１の電源がＯＦＦとなってしまうことを回避する方法を説明するためのフローチャートである。
【００３８】
まず、電源に接続された充電器２が携帯端末１に接続されると、電源から供給される電流が充電器２によって携帯端末１に合致した直流に変換され、充電端子３０を介して携帯端末１に供給されることにより、携帯端末１の二次電池７０に対する充電が開始される。なおこの際、充電制御トランジスタ４０は、トランジスタ制御部１１の制御によってＯＮとなっており、充電端子３０を介して供給された電流がそのまま携帯端末１の内部に流入する。
【００３９】
二次電池７０に対する充電が開始されると、上述したように携帯端末１内部回路の損失によって携帯端末１内の回路基板が発熱する。なお、本発明は、通話等の機能を使用した場合の充電制御に関するものであるため、通話等の機能を使用しない場合の充電フローは通常の充電フローとして動作詳細の説明は省略する。
【００４０】
携帯端末１にて通話等の機能を使用することにより、携帯端末１が所定の動作をしている場合に（ステップ１）、二次電池７０に対する充電や、携帯端末１が所定の動作を行うことにより生じた発熱が閾値以下の場合は、充電開始から発熱閾値判定までを繰り返すため、充電は継続される。
【００４１】
また、二次電池７０に対する充電や、携帯端末１が所定の動作を行うことにより生じた発熱が閾値を超えた場合は（ステップ２）、さらに携帯端末１の温度が充電停止温度に到達すると（ステップ３）、携帯端末１の温度が充電再開温度まで低下するまでは充電を一時停止する（ステップ４）。
【００４２】
一方、二次電池７０に対する充電や、携帯端末１が所定の動作を行うことにより生じた発熱が閾値を超えた場合であって、携帯端末１の温度が充電停止温度に到達していない場合は、電流検出部１２において、充電制御トランジスタ４０を介して携帯端末１の内部に流れ込む充電電流を電流検出用抵抗５０を用いて検出するとともに、電流検出部１３において、充電制御トランジスタ４０を介して携帯端末１の内部に流れ込んだ充電電流のうち、通話等の機能による動作のために消費されずに二次電池７０に流れ込む電流を電流検出用抵抗６０を用いて検出する（ステップ５）。具体的には、電流検出部１２においては、電流検出用抵抗５０の両端の電位差と電流検出用抵抗５０の抵抗値とに基づいて、充電制御トランジスタ４０を介して携帯端末１の内部に流れ込む充電電流を検出し、電流検出部１３においては、電流検出用抵抗６０の両端の電位差と電流検出用抵抗６０の抵抗値とに基づいて、二次電池７０に流れ込む電流を検出する。例えば、電流検出用抵抗５０，６０が０．１Ωである場合、電流検出用抵抗５０，６０の両端の電位差（Ｖ）を測定し、電流Ｉ（Ａ）＝電位差Ｖ（Ｖ）÷０．１Ωで算出する。
【００４３】
携帯端末１においては、通話等の機能を使用することにより所定の動作をしている場合、上述したように、携帯端末１の発熱が閾値を超えていると、トランジスタ制御部１１の制御によって充電制御トランジスタ４０が動作し、充電端子３０を介して充電器２から流れ込んだ電流が抑制されるが、トランジスタ制御部１１においては、電流検出部１３にて検出される電流値が、“０”、すなわち±０ｍＡとなるように充電制御トランジスタ４０の動作が制御される（ステップ６）。これにより、充電制御トランジスタ４０を介して携帯端末１の内部に流れ込んだ充電電流が全て携帯端末１で消費されることになる。すなわち、携帯端末１に供給される充電電流と、携帯端末１にて消費される消費電流との関係が、（充電電流＝消費電流）となるように充電制御トランジスタ４０の動作が制御されることになる。この状態であれば、図２に示したように、携帯端末１の内部に流れ込む充電電流を４００ｍＡに抑制することによって電池電圧が低電圧になって携帯端末１の電源がＯＦＦになるような状態に陥ることはない。すなわち、充電中ではあるが、通話機能に必要な必要最小限の電流を携帯端末１に供給することによって、発熱を抑制しながら、携帯端末１の機能を使用することが可能となる。
【００４４】
なお、本形態においては、携帯端末１に供給される充電電流と、携帯端末１にて消費される消費電流との関係が、（充電電流＝消費電流）となるように充電制御トランジスタ４０の動作が制御されているが、携帯端末１に供給される充電電流と、携帯端末１にて消費される消費電流との関係が、（充電電流＝消費電流＋α）となるように充電制御トランジスタ４０の動作を制御すれば、通話等の機能を使用している場合でも、＋α分だけ二次電池７０に対して充電が行われ、電池電圧を上昇させることができる。これにより、充電停止温度になって、充電が完全に停止した場合でも、ある一定の時間は通話を継続することが可能になる。すなわち、本発明においては、携帯端末１の発熱が閾値を超えた場合であっても、トランジスタ制御部１１の制御により、充電制御トランジスタ４０を介して携帯端末１の内部に流れ込む電流の値が、携帯端末１における通話等の所定の動作のために消費される電流の値未満にならないように、充電制御トランジスタ４０による電流の携帯端末１内部への流入を抑制すればよい。ただし、携帯端末１に供給される充電電流と、携帯端末１にて消費される消費電流との関係が、（充電電流＝消費電流＋α）となるように充電制御トランジスタ４０の動作を制御する場合は、（充電電流＝消費電流）となるように充電制御トランジスタ４０の動作を制御する場合に比べて、携帯端末１の発熱量が若干多くなる。
【００４５】
また、本形態においては、通話等の機能を使用した場合を例に挙げて説明したが、実際の動作としては、ＴＶ電話、データ通信、ワンセグ放送視聴、ワンセグ放送録画等の動作が考えられる。
【００４６】
（他の実施の形態）
図５は、本発明の携帯端末の他の実施の形態を示すブロック図である。
【００４７】
本形態は図５に示すように、図１に示したものに対して、電流検出部１３及び電流検出用抵抗６０が設けられておらず、その代わりにＦｕｅｌ  Ｇａｕｇｅ８０が搭載されている点のみが異なるものである。Ｆｕｅｌ  Ｇａｕｇｅ８０は、ＩＣの周辺回路に電流検出抵抗を配置し、二次電池７０に流入する電流と、二次電池７０から流出する電流を常時測定し、二次電池７０の電池容量が満充電時を１００％した場合に、どの程度の残量があるかを計算するＩＣであって、ＣＰＵ／メモリ２０にそのデータを送信する。
【００４８】
そのため、本形態においても、図１に示したものと同様に、携帯端末１の発熱が閾値を超えた場合であっても、トランジスタ制御部１１の制御により、充電制御トランジスタ４０を介して携帯端末１の内部に流れ込む電流の値が、携帯端末１における通話等の所定の動作のために消費される電流の値未満にならないように、充電制御トランジスタ４０による電流の携帯端末１内部への流入を抑制することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，１０１    携帯端末
２    充電器
１０，１１０    充電制御ＩＣ／電源ＩＣ
１１    トランジスタ制御部
１２，１３    電流検出部
２０    ＣＰＵ／メモリ
３０    充電端子
４０    充電制御トランジスタ
５０，６０    電流検出抵抗
７０    電池
８０    Ｆｕｅｌ  Ｇａｕｇｅ
【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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