(57)【要約】【課題】より少ない部品点数で過充電、過放電の発生を防止する。【解決手段】本発明の携帯機器は、電力が供給されて動作する動作部と、前記動作部に電力を供給する電源部と、を有する携帯機器であって、前記電源部は、外部の充電器から供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池と、一端が前記二次電池と接続され、他端が前記充電器および前記動作部と接続される抵抗と、前記抵抗に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを出力する電流検出部と、前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御する充電制御部と、前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる過電流保護部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力が供給されて動作する動作部と、前記動作部に電力を供給する電源部と、を備える携帯機器であって、
前記電源部は、
外部の充電器から供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池と、
一端が前記二次電池と接続され、他端が前記充電器および前記動作部と接続される抵抗と、
前記抵抗に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを出力する電流検出部と、
前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御する充電制御部と、
前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる過電流保護部と、を有することを特徴とする携帯機器。
【請求項２】
請求項１記載の携帯機器において、
前記充電制御部は、前記充電器からの電力供給の有無を検出して、前記過電流保護部に通知し、
前記過電流保護部は、前記充電器からの電力供給がある旨が通知されている場合、電力供給がない旨が通知されている場合よりも、前記閾値を低下させることを特徴とする携帯機器。
【請求項３】
請求項１または２記載の携帯機器において
前記電流検出部は、所定期間内に検出された前記電流値の平均値を前記電流値データとして出力することを特徴とする携帯機器。
【請求項４】
動作部と、供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池とを有する携帯機器の電源回路であって、
一端が前記二次電池と接続され、他端が充電器および前記動作部と接続される抵抗と、
前記抵抗に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを出力する電流検出部と、
前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御する充電制御部と、
前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる過電流保護部と、を有することを特徴とする電源回路。
【請求項５】
請求項４記載の電源回路において、
前記充電制御部は、前記充電器からの電力供給の有無を検出して、前記過電流保護部に通知し、
前記過電流保護部は、前記充電器からの電力供給がある旨が通知されている場合、電力供給がない旨が通知されている場合よりも、前記閾値を低下させることを特徴とする電源回路。
【請求項６】
請求項４または５記載の電源回路において
前記電流検出部は、所定期間内に検出された前記電流値の平均値を前記電流値データとして出力することを特徴とする電源回路。
【請求項７】
電力が供給されて動作する動作部と、外部の充電器から供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池と、を有する携帯機器に適用される充電制御方法であって、
電流検出部が、一端が前記二次電池と接続され、他端が前記充電器および前記動作部と接続される抵抗に流れる電流の電流値を検出し、
充電制御部が、前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御し、
過電流保護部が、前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させることを特徴とする充電制御方法。
【請求項８】
請求項７記載の充電制御方法において、
前記充電制御部が、前記充電器からの電力供給の有無を検出して、前記過電流保護部に通知し、
前記過電流保護部が、前記充電器からの電力供給がある旨が通知されている場合、電力供給がない旨が通知されている場合よりも、前記閾値を低下させることを特徴とする充電制御方法。
【請求項９】
請求項７または８記載の充電制御方法において
前記電流検出部が、所定期間内に検出された前記電流値の平均値を前記電流値データとして出力することを特徴とする充電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を電源とする携帯機器、電源回路、および充電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１（特開２００８−１０４３５１号公報）には、リチウムイオン電池などの二次電池を電源とする携帯機器が開示されている。二次電池は、外部から供給された電力を充電して携帯機器に供給することができる。そのため、特許文献１に開示の携帯機器によれば、二次電池の電池電圧が低下した場合にも、充電を行うことで、電源として繰り返し用いることができる。
【０００３】
二次電池を電源とする携帯機器の一般的な構成を図１２に示す。
【０００４】
図１２に示す携帯機器２０は、電源部２００と、動作部３００と、を備える。なお、図１２において、太実線は電力供給のための電源ラインを示し、点線は制御信号の伝送などのための信号ラインを示す。
【０００５】
電源部２００は、動作部３００に電力を供給して、動作部３００を動作させる。なお、動作部３００は、例えば、携帯機器２０が携帯電話機である場合には、電波を送受信する通信部や、画像などの表示する表示部などである。
【０００６】
次に、電源部２００の構成について説明する。
【０００７】
電源部２００は、ダイオード２１０と、ＦＥＴ（Field effect transistor）２２０，２５０と、抵抗２３０，２６０と、電池パック２４０と、充電制御部２７０と、過電流保護部２８０と、を有する。
【０００８】
ダイオード２１０は、商用電源より供給される電力を携帯機器２０に合わせた形式の電力に変換して出力する充電器３０と接続可能であり、充電器３０から入力された電流を整流して出力する。
【０００９】
ＦＥＴ２２０は、充電制御部２７０の制御に従い、オンまたはオフとなり、ダイオード２１０から出力された電流の通過または遮断を行う。
【００１０】
抵抗２３０の一端には、電池パック２４０が接続されている。抵抗２３０の他端には、ダイオード２１０およびＦＥＴ２２０を介して充電器３０が接続され、さらに、ＦＥＴ２５０および抵抗２６０を介して動作部３００が接続されている。
【００１１】
電池パック２４０は、１または複数の二次電池をパッケージに収納したものであり、充電器３０からダイオード２１０、ＦＥＴ２２０および抵抗２３０を介して電流が入力されて充電される。また、電池パック２４０は、抵抗２３０、ＦＥＴ２５０および抵抗２６０を介して動作部３００に電流を出力する。
【００１２】
ＦＥＴ２５０は、過電流保護部２８０の制御に従い、オンまたはオフとなり、動作部３００に入力される電流の通過または遮断を行う。
【００１３】
抵抗２６０の一端には、ＦＥＴ２５０が接続され、抵抗２６０の他端には、動作部３００が接続される。
【００１４】
充電制御部２７０は、電池パック２４０の電池電圧、ダイオード２１０からの電流の出力の有無、および、抵抗２３０に流れる電流の電流値を検出する。なお、充電制御部２７０は、抵抗２３０に流れる電流の電流値を検出する電流検出部２７１を具備している。
【００１５】
また、充電制御部２７０は、ダイオード２１０に充電器３０が接続され、ダイオード２１０から電流が出力されると、ＦＥＴ２２０をオンにし、電流検出部２７１により検出された電流値に応じてＦＥＴ２２０を制御して、ＦＥＴ２２０から出力される電流の電流値を制御する。
【００１６】
なお、電池パック２４０の電池電圧が所定の上限電圧を超える充電（以下、過充電と称する）が行われると二次電池の特性が劣化する。そのため、充電制御部２７０により、電池電圧が上限電圧を超えないように、ＦＥＴ２２０から出力される電流の電流値が制御されることで、過充電が行われることを防ぐことができる。
【００１７】
また、動作部３００内の配線ショート等の異常により、通常動作時には流れない大電流（以下、過電流と称する）が動作部３００に流れることがある。過電流が流れると、動作部３００内の回路などに悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１８】
過電流保護部２８０は、抵抗２６０に流れる電流の電流値を検出する電流検出部２８１を有しており、電流検出部２８１により検出された電流値により、過電流が流れているか否かを判定し、過電流が流れていると判定した場合には、ＦＥＴ２５０をオフにする。ＦＥＴ２５０をオフにすることで、電源ラインが遮断され、動作部３００に過電流が流れるのを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００８−１０４３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
ところで、一般に、携帯機器の小型化、低コスト化のために、部品点数の削減が要求されるが、携帯機器２０においては、抵抗および電流検出部が２つずつ設けられているため、部品点数が増加するという課題がある。
【００２１】
本発明の目的は、上述した課題を解決することができる携帯機器、電源回路、および、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】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明の携帯機器は、
電力が供給されて動作する動作部と、前記動作部に電力を供給する電源部と、を備える携帯機器であって、
前記電源部は、
外部の充電器から供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池と、
一端が前記二次電池と接続され、他端が前記充電器および前記動作部と接続される抵抗と、
前記抵抗に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを出力する電流検出部と、
前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御する充電制御部と、
前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる過電流保護部と、を有する。
【００２３】
上記目的を達成するために本発明の電源回路は、
動作部と、供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池とを有する携帯機器の電源回路であって、
一端が前記二次電池と接続され、他端が充電器および前記動作部と接続される抵抗と、
前記抵抗に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを出力する電流検出部と、
前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御する充電制御部と、
前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる過電流保護部と、を有する。
【００２４】
上記目的を達成するために本発明の充電制御方法は、
電力が供給されて動作する動作部と、外部の充電器から供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池と、を有する携帯機器に適用される充電制御方法であって、
電流検出部が、一端が前記二次電池と接続され、他端が前記充電器および前記動作部と接続される抵抗に流れる電流の電流値を検出し、
充電制御部が、前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御し、
過電流保護部が、前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、より少ない部品点数で過充電・過電流の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態の携帯機器の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電流検出部および過電流保護部の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すアンプから出力される、充放電時のモニタ電圧を示す図である。
【図４】図２に示す閾値設定部により設定される過電流閾値を示す図である。
【図５】図２に示すアンプ、充電制御部、過電流保護部の動作を示す図である。
【図６】図１に示す携帯機器の動作を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す携帯機器の動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図８】図１に示す携帯機器の動作の他の一例を示すタイミングチャートである。
【図９】図１に示す携帯機器の動作のさらに他の一例を示すタイミングチャートであ  る。
【図１０】図１に示す携帯機器の動作のさらに他の一例を示すタイミングチャートで  ある。
【図１１】本発明の一実施形態の電源回路の構成示すブロック図である。
【図１２】関連する携帯機器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態の携帯機器１０の構成を示すブロック図である。なお、図１において、太実線は電源ラインを示し、点線は信号ラインを示し、また、図１２と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００２９】
本実施形態の携帯機器１０は、携帯機器２０と比較して、電源部２００を電源部１００に変更した点のみが異なる。
【００３０】
電源部１００は、動作部３００に電力を供給する。
【００３１】
次に、電源部１００の構成について説明する。
【００３２】
電源部１００は、ダイオード１１０と、ＦＥＴ１２０，１５０と、抵抗１３０と、電池パック１４０と、電流検出部１６０と、充電制御部１７０と、過電流保護部１８０と、を有する。
【００３３】
ダイオード１１０は、充電器３０と接続可能であり、充電器３０から入力された電流を整流して出力する。
【００３４】
ＦＥＴ１２０は、充電制御部１７０の制御に従い、オンまたはオフとなり、ダイオード１１０から出力された電流の通過または遮断を行う。
【００３５】
抵抗１３０の一端（以下、ノードＡと称する）には、電池パック１４０が接続されている。抵抗１３０の他端（以下、ノードＢと称する）には、ダイオード１１０およびＦＥＴ１２０を介して充電器３０が接続され、さらに、ＦＥＴ１５０を介して動作部３００が接続されている。
【００３６】
電池パック１４０は、１または複数の二次電池をパッケージに収納したものであり、充電器３０からダイオード１１０、ＦＥＴ１２０および抵抗１３０を介して電流が入力されて充電される。また、電池パック１４０は、抵抗１３０およびＦＥＴ１５０を介して動作部３００に電流を出力する。
【００３７】
ＦＥＴ１５０は、過電流保護部１８０の制御に従い、オンまたはオフとなり、動作部３００に入力される電流の通過または遮断を行う。
【００３８】
電流検出部１６０は、抵抗１３０に流れる電流（以下、抵抗電流と称する）の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを充電制御部１７０および過電流保護部１８０に出力する。
【００３９】
充電制御部１７０は、電池パック１４０の電池電圧、および、外部の充電器３０からの電力供給の有無を検出する。なお、充電制御部１７０は、ダイオード１１０からの電流の出力の有無により、外部電力供給の有無を検出する。外部電力供給を検出すると、充電制御部１７０は、ＦＥＴ１２０をオンにし、電流検出部１６０から出力された電流値データが示す電流値に応じてＦＥＴ１２０を制御する。具体的には、充電制御部１７０は、ＦＥＴ１２０を制御して、電池パック１４０に、電池電圧が上限電圧に達するまでは定電流を入力して充電（定電流充電）を行い、電池電圧が上限電圧に達した後は、上限電圧が維持されるような電流を入力して充電（定電圧充電）を行う。
【００４０】
また、充電制御部１７０は、外部電力供給の有無を過電流保護部１８０に通知する。
【００４１】
なお、充電制御部１７０の構成および動作は当業者にとってよく知られており、また、本発明と直接関係しないため、詳細な説明を省略する。
【００４２】
過電流保護部１８０は、電流検出部１６０から出力された電流値データが示す電流値に応じて、過電流が流れているか否かを判定し、過電流が流れていると判定した場合には、ＦＥＴ１５０をオフにする。ＦＥＴ１５０をオフにすることで、電源ラインが遮断され、動作部３００に過電流が流れるのを防ぐことができる。
【００４３】
次に、電流検出部１６０および過電流保護部１８０の構成について説明する。
【００４４】
図２は、電流検出部１６０および過電流保護部１８０の構成を示すブロック図である。
【００４５】
まず、電流検出部１６０の構成について説明する。
【００４６】
図２に示す電流検出部１６０は、アンプ１６１と、オフセット電圧源１６２と、Ａ／Ｄコンバータ１６３と、平均化部１６４と、を有する。
【００４７】
アンプ１６１は、ノードＡの電位ＩＮ＿ＡとノードＢの電位ＩＮ＿Ｂとの電位差を周期的にモニタし、モニタした電位差に応じた電圧（以下、モニタ電圧と称する）をＡ／Ｄコンバータ１６３に出力する。なお、アンプ１６１の電源電圧はＶｃｃとする。
【００４８】
オフセット電圧源１６２は、電位ＩＮ＿Ａと電位ＩＮ＿Ｂとの電位差に対してオフセットをかけるために、オフセット電圧をアンプ１６１に入力する。なお、オフセット電圧の電圧値は、アンプ１６１の電源電圧の半分（Ｖｃｃ／２）である。
【００４９】
ここで、抵抗電流の流れる方向は、電池パック１４０の充電時と放電時とで反対になる。すなわち、ノードＡからノードＢに向かう方向を正方向とすると、抵抗電流は、充電時には負方向に流れ、放電時には正方向に流れる。したがって、充電時には、電位ＩＮ＿Ａ＜電位ＩＮ＿Ｂとなるので、モニタ電圧が負電圧となる。モニタ電圧が負電圧となると、Ａ／Ｄコンバータ１６３によるＡＤ変換が困難となるので、オフセット電圧源１６２は、アンプ１６１にオフセット電圧を入力して、モニタ電圧が負電圧となるのを防ぐ。
【００５０】
電池パック１４０の充放電時にアンプ１６１から出力されるモニタ電圧を図３に示す。
【００５１】
充放電が行われていない場合、抵抗電流が流れず、電位ＩＮ＿Ａ＝電位ＩＮ＿Ｂとなる。この場合、モニタ電圧の電圧値はＶｃｃ／２となる。
【００５２】
充電時には、負方向の抵抗電流が流れ、電位ＩＮ＿Ａ＜電位ＩＮ＿Ｂとなる。この場合、モニタ電圧の電圧値は、０以上Ｖｃｃ／２未満となり、また、抵抗電流の電流値が大きいほど、０に近づき、抵抗電流の電流値が小さいほど、Ｖｃｃ／２に近づく。
【００５３】
放電時には、正方向の抵抗電流が流れ、電位ＩＮ＿Ａ＞電位ＩＮ＿Ｂとなる。この場合、モニタ電圧の電圧値は、Ｖｃｃ／２より大きくＶｃｃ以下となり、また、抵抗電流の電流値が大きいほど、Ｖｃｃに近づき、抵抗電流の電流値が小さいほど、Ｖｃｃ／２に近づく。
【００５４】
したがって、モニタ電圧の電圧値は、抵抗電流の電流値と一対一で対応する。
【００５５】
再び、図２を参照すると、Ａ／Ｄコンバータ１６３は、モニタ電圧の電圧値のＡＤ変換を行い、平均化部１６４に出力する。
【００５６】
平均化部１６４は、所定期間内にＡ／Ｄコンバータ１６３から出力されたＡＤ変換後のモニタ電圧の電圧値を平均化し、充電制御部１７０および過電流保護部１８０に出力する。ここで、上述したように、モニタ電圧の電圧値と抵抗電流の電流値とは一対一で対応するので、平均化部１６４から出力されるモニタ電圧の電圧値は、抵抗電流の電流値を示しており、上述した電流値データに対応するものとなる。なお、平均化を行うことにより、瞬時的なモニタ電圧の電圧値をサンプルして誤動作することを防ぐことができる。
【００５７】
次に、過電流保護部１８０の構成について説明する。
【００５８】
図２に示す過電流保護部１８０は、閾値設定部１８１と、コンパレータ１８２と、判定部１８３と、を有する。
【００５９】
閾値設定部１８１は、過電流が流れているか否かを判定するための閾値（以下、過電流閾値と称する）をコンパレータ１８２に設定する。
【００６０】
コンパレータ１８２は、平均化部１６４から出力されたモニタ電圧の電圧値と閾値設定部１８１により設定された過電流閾値とを比較し、結果を判定部１８３に通知する。
【００６１】
判定部１８３は、モニタ電圧の電圧値が過電流閾値よりも大きい旨がコンパレータ１８２から通知されると、過電流が流れていると判定し、ＦＥＴ１５０をオフにする。
【００６２】
ここで、閾値設定部１８１は、外部電力供給の有無に応じて、異なる過電流閾値をコンパレータ１８２に設定する。
【００６３】
図４は、閾値設定部１８１により設定される過電流閾値を示す図である。
【００６４】
図４に示すように、閾値設定部１８１は、外部電力供給がない場合には、過電流閾値１を設定し、外部電力供給がある場合には、過電流閾値１よりも、ＦＥＴ１２０から出力される最大電流（以下、リミッタ電流と称する）の電流値（以下、リミッタ値と称する）分だけ低い過電流閾値２を設定する。なお、リミッタ値は、充電器３０またはＦＥＴ１２０が出力可能な最大の電流の電流値のうち、小さい方の電流値である。
【００６５】
充電器３０が接続されている場合、充電器３０から優先的に動作部３００への電力供給が行われる。ここで、例えば、動作部３００内の配線ショートなどにより、動作部３００の負荷電流が増加し、過電流が流れたとする。この場合、負荷電流がリミッタ電流よりも大きいと、電池パック１４０からも電流が出力される。
【００６６】
図１２に示す携帯機器２０においては、抵抗２６０に流れる電流、すなわち、充電器３０および電池パック２４０から出力された電流を合わせた電流の電流値に応じて、過電流が流れているか否かを判定するため、外部電力供給の有無に関わらず、同程度の過電流しか流れない。
【００６７】
一方、本実施形態によれば、判定部１８３が過電流閾値と比較するモニタ電圧の電圧値は、電池パック１４０から出力された電流の電流値に対応するものであり、充電器３０から出力される電流分は反映されていない。したがって、外部電力供給の有無に関わらず、同じ過電流閾値をコンパレータ１８２に設定すると、外部電力供給がある場合には、外部電力供給がない場合と比べて、リミッタ値分だけ大きい過電流が流れてしまう。
【００６８】
そこで、過電流閾値２を過電流閾値１よりリミッタ値分低くすることで、外部電力供給がある場合に流れる過電流を、外部電力供給がない場合と同程度にすることができる。
【００６９】
次に、本実施形態の携帯機器１０の動作について説明する。
【００７０】
なお、以下では、充電器３０が接続されておらず、電池パック１４０からのみ電力供給が行われる状態を状態Ａと称する。また、充電器３０が接続され、充電器３０により動作部３００への電力供給と電池パック１４０への充電とが行われている状態を状態Ｂと称する。また、充電器３０が接続され、充電器３０および電池パック１４０から動作部３００に電力供給が行われている状態を状態Ｃと称する。また、状態Ｃにおいて、動作部３００に過電流が流れた状態を状態Ｄと称する。
【００７１】
図５は、状態Ａから状態Ｄにおける、アンプ１６１、充電制御部１７０、および、過電流保護部１８０の動作を示す図である。
【００７２】
状態Ａにおいては、ノードＡからノードＢの方向に抵抗電流が流れ、電位ＩＮ＿Ａ＞電位ＩＮ＿Ｂであるので、モニタ電圧は、Ｖｃｃ／２より大きくなる。また、充電制御部１７０は、外部電力供給がないので、ＦＥＴ１２０をオフにし、動作を停止する。また、過電流保護部１８０は、ＦＥＴ１５０をオンにする。ＦＥＴ１５０がオンになると、電池パック１４０から動作部３００への電力供給が行われ、過電流保護部１８０は、電流検出部１６０から出力された電流値データに応じて、過電流の監視を行う。
【００７３】
状態Ｂにおいては、ノードＢからノードＡの方向に抵抗電流が流れ、電位ＩＮ＿Ａ＜電位ＩＮ＿Ｂであるので、モニタ電圧は、Ｖｃｃ／２未満となる。また、充電制御部１７０は、外部電力供給を検出すると、ＦＥＴ１２０をオンにし、ＦＥＴ１２０から出力される電流の電流値を制御する。また、過電流保護部１８０は、ＦＥＴ１５０をオンにし、過電流の監視を行う。
【００７４】
状態Ｃにおいては、電池パック１４０からも電流が出力されるので、ノードＡからノードＢの方向に抵抗電流が流れ、電位ＩＮ＿Ａ＞電位ＩＮ＿Ｂとなり、モニタ電圧は、Ｖｃｃ／２より大きくなる。また、充電制御部１７０は、ＦＥＴ１２０をオンにし、ＦＥＴ１２０から出力される電流の電流値を制御する。また、過電流保護部１８０は、ＦＥＴ１５０をオンにし、過電流の監視を行う。
【００７５】
状態Ｄにおいては、過電流が流れていることから、ノードＡからノードＢの方向に流れる抵抗電流は、状態Ｃよりも大きくなる。この場合、電位ＩＮ＿Ａと電位ＩＮ＿Ｂとの電位差は、状態Ｃにおける電位差よりも大きくなる。したがって、モニタ電圧は、Ｖｃｃに近く（＞＞Ｖｃｃ／２）なる。また、過電流保護部１８０は、過電流が流れていることを検出すると、ＦＥＴ１５０をオフにし、過電流が流れている旨を充電制御部１７０に通知する。充電制御部１７０は、過電流が流れている旨が通知されると、ＦＥＴ１２０をオフにし、動作を停止する。
【００７６】
図６は、携帯機器１０の動作を示すフローチャートである。
【００７７】
電池パック１４０が装着されると、過電流保護部１８０は、ＦＥＴ１５０をオンにする（ステップＳ１）。ＦＥＴ１５０がオンになると、動作部３００への電力供給が行われる。
【００７８】
アンプ１６１は、モニタ電圧をＡ／Ｄコンバータ１６３に出力する。Ａ／Ｄコンバータ１６３は、モニタ電圧の電圧値のＡＤ変換を行い、平均化部１６４に出力する。平均化部１６４は、Ａ／Ｄコンバータ１６３から出力されたモニタ電圧の電圧値の平均化し（ステップＳ２）、平均値を充電制御部１７０および過電流保護部１８０に出力する。
【００７９】
コンパレータ１８２は、平均化部１６４から出力されたモニタ電圧の電圧値と所定の過電流閾値とを比較し（ステップＳ３）、結果を判定部１８３に通知する。
【００８０】
モニタ電圧の電圧値が過電流閾値よりも大きい旨が通知された場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、判定部１８３は、ＦＥＴ１５０をオフにする。また、過電流保護部１８０は、過電流が流れている旨を充電制御部１７０に通知する。充電制御部１７０は、過電流保護部１８０からの通知を受けて、ＦＥＴ１２０をオフにする（ステップＳ４）。
【００８１】
一方、モニタ電圧の電圧値が過電流閾値よりも小さい旨が通知された場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、判定部１８３は、過電流が流れていないと判定し、充電制御部１７０は、外部電力供給の有無を検出する（ステップＳ５）。
【００８２】
外部電力供給がない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、充電制御部１７０は、その旨を過電流保護部１８０に通知し、ＦＥＴ１２０をオフにする。閾値設定部１８１は、充電制御部１７０からの通知を受けて、コンパレータ１８２に過電流閾値１を設定する（ステップＳ６）。
【００８３】
一方、外部電力供給がある場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、充電制御部１７０は、その旨を過電流保護部１８０に通知し、ＦＥＴ１２０をオンにする。閾値設定部１８１は、充電制御部１７０からの通知を受けて、コンパレータ１８２に過電流閾値２を設定する（ステップＳ７）。
【００８４】
ステップＳ６またはステップＳ７の処理の後、ステップＳ２の処理に戻る。
【００８５】
次に、閾値設定部１８１およびＦＥＴ１２０，１５０の動作について図７から図１０を参照して説明する。
【００８６】
まず、状態Ａにおいて、過電流が流れた場合の動作について図７を参照して説明する。
【００８７】
図７（ａ）は、負荷電流のタイミングチャートであり、図７（ｂ）は、モニタ電圧および過電流閾値のタイミングチャートであり、図７（ｃ）は、ＦＥＴ１２０，１５０のオンオフのタイミングチャートである。なお、図７（ｂ）において、一点鎖線は、コンパレータ１８２に設定される過電流閾値を示す。
【００８８】
状態Ａにおいては、電池パック１４０からのみ電流が出力されるので、抵抗電流と負荷電流とは等しい。また、負荷電流の電流値の時間的な変化とモニタ電圧の電圧値の時間的な変化とは、相似の関係にある。
【００８９】
過電流保護部１８０は、動作部３００への電力供給を行うために、ＦＥＴ１５０をオンにする。
【００９０】
充電制御部１７０は、外部電力供給がないので、その旨を過電流保護部１８０に通知し、ＦＥＴ１２０をオフにする。閾値設定部１８１は、充電制御部１７０からの通知を受けて、コンパレータ１８２に過電流閾値１を設定する。
【００９１】
コンパレータ１８２は、モニタ電圧の電圧値と過電流閾値１とを比較する。
【００９２】
ここで、時刻ｔ１１において、モニタ電圧の電圧値が過電流閾値１を超えたとすると、判定部１８３は、過電流が流れたと判定し、ＦＥＴ１５０をオフにする。ＦＥＴ１５０がオフになることで、電源ラインが遮断され、図７（ａ）に示すように、負荷電流がゼロになり、負荷電流がゼロになると抵抗電流もゼロになるので、図７（ｂ）に示すように、モニタ電圧の電圧値は、Ｖｃｃ／２となる。
【００９３】
次に、状態Ｂの場合の動作について説明する。
【００９４】
図８（ａ）は、負荷電流のタイミングチャートであり、図８（ｂ）は、抵抗電流のタイミングチャートであり、図８（ｃ）は、モニタ電圧および過電流閾値のタイミングチャートであり、図８（ｄ）は、ＦＥＴ１２０，１５０のオンオフのタイミングチャートである。なお、図８（ｃ）において、一点鎖線は、コンパレータ１８２に設定される過電流閾値を示す。
【００９５】
時刻ｔ０からｔ２１までの間、充電器３０は接続されていないとする。
【００９６】
過電流検出部１８０は、動作部３００への電力供給を行うために、ＦＥＴ１５０をオンにする。
【００９７】
充電制御部１７０は、外部電力供給がないので、その旨を過電流保護部１８０に通知し、ＦＥＴ１２０をオフにする。閾値設定部１８１は、充電制御部１７０からの通知を受けて、コンパレータ１８２に過電流閾値１を設定する。
【００９８】
時刻ｔ２１において、充電器３０が接続されたとすると、充電制御部１７０は、外部電力供給を検出し、ＦＥＴ１２０をオンにし、ＦＥＴ１２０から出力される電流の電流値を制御し、定電流・定電圧充電を行う。すなわち、充電制御部１７０は、電池パック１４０に、時刻ｔ２１から電池パック１４０の電池電圧が上限電圧に達するまでは、定電流を入力し、時刻ｔ２２において、上限電圧に達すると、上限電圧が維持されるような電流を入力する。
【００９９】
また、充電制御部１７０は、外部電力供給を検出した旨を過電流保護部１８０に通知する。閾値設定部１８１は、充電制御部１７０からの通知を受けて、コンパレータ１８２に設定される過電流閾値を過電流閾値１から過電流閾値２に更新する。
【０１００】
状態ｔ２１において、負方向の抵抗電流が流れ、電池パック１４０が充電状態となると、図８（ｃ）に示すように、モニタ電圧は、０以上Ｖｃｃ／２未満となる。
【０１０１】
時刻ｔ２３において、電池パック１４０の充電が完了すると、充電制御部１７０は、ＦＥＴ１２０をオフにする。ＦＥＴ１２０がオフになると、外部電力供給がなくなるので、充電制御部１７０は、外部電力供給がない旨を過電流保護部１８０に通知する。閾値設定部１８１は、充電制御部１７０からの通知を受けて、コンパレータ１８２に設定される過電流閾値を過電流閾値２から過電流閾値１に更新する。
【０１０２】
次に、定電流充電または定電圧充電が行われている際に、過電流が流れた場合の動作について説明する。
【０１０３】
まず、定電流充電が行われている場合について図９を参照して説明する。
【０１０４】
図９（ａ）は、負荷電流のタイミングチャートであり、図９（ｂ）は、抵抗電流のタイミングチャートであり、図９（ｃ）は、モニタ電圧および過電流閾値のタイミングチャートであり、図９（ｄ）は、ＦＥＴ１２０，１５０のオンオフのタイミングチャートである。なお、図９（ｃ）において、一点鎖線は、コンパレータ１８２に設定される過電流閾値を示す。
【０１０５】
時刻ｔ０からｔ３１までの間、充電器３０は接続されていないとする。この場合、各部の動作は、上述した時刻ｔ０からｔ２１までの動作と同じであるので説明を省略する。
【０１０６】
時刻ｔ３１において、充電器３０が接続されたとすると、充電制御部１７０は、外部電力供給を検出し、ＦＥＴ１２０をオンにし、ＦＥＴ１２０から出力される電流の電流値を制御する。ここで、充電制御部１７０は、ＦＥＴ１２０からリミッタ電流が出力されるように制御し、定電流充電を行う。
【０１０７】
また、充電制御部１７０は、外部電力供給を検出した旨を過電流保護部１８０に通知する。閾値設定部１８１は、充電制御部１７０からの通知を受けて、コンパレータ１８２に設定される過電流閾値を過電流閾値１から過電流閾値２に更新する。
【０１０８】
抵抗電流の電流値は、図９（ｂ）に示すように、リミッタ値から負荷電流の電流値分を差し引いた値となる。ここで、負荷電流の電流値がリミッタ値を超える場合には、電池パック１４０から動作部３００に電流が出力されるため、正方向の抵抗電流が流れる。
【０１０９】
時刻ｔ３２において、モニタ電圧が過電流閾値２を超えたとすると、判定部１８３は、過電流が流れたと判定し、ＦＥＴ１５０をオフにする。また、過電流保護部１８０は、過電流が流れている旨を充電制御部１７０に通知する。充電制御部１７０は、過電流保護部１８０からの通知を受けて、ＦＥＴ１２０をオフにし、外部電力供給がない旨を過電流保護部１８０に通知する。
【０１１０】
ＦＥＴ１２０，１５０がオフになることで、図９（ａ），（ｂ）に示すように、負荷電流および抵抗電流がゼロになる。
【０１１１】
充電制御部１７０から外部電力供給がない旨が通知されると、閾値設定部１８１は、時刻ｔ３３において、コンパレータ１８２に設定される過電流閾値を過電流閾値２から過電流閾値１に更新する。
【０１１２】
次に、定電圧充電が行われている場合の動作について図１０を参照して説明する。
【０１１３】
図１０（ａ）は、負荷電流のタイミングチャートであり、図１０（ｂ）は、抵抗電流のタイミングチャートであり、図１０（ｃ）は、モニタ電圧および過電流閾値のタイミングチャートであり、図１０（ｄ）は、ＦＥＴ１２０，１５０のオンオフを示すタイミングチャートである。なお、図１０（ｃ）において、一点鎖線は、コンパレータ１８２に設定される過電流閾値を示す。
【０１１４】
時刻ｔ０からｔ４１までの間、充電器３０は接続されていないとする。この場合、各部の動作は、上述した時刻ｔ０からｔ２１までの動作と同じであるので説明を省略する。
【０１１５】
時刻ｔ４１において、充電器３０が接続されたとすると、充電制御部１７０は、外部電力供給を検出し、ＦＥＴ１２０をオンにし、ＦＥＴ１２０から出力される電流の電流値を制御する。ここで、充電制御部１７０は、ＦＥＴ１２０から出力される電流（充電電流）の電流値をリミッタ値未満で制御して、定電圧充電を行う。
【０１１６】
この場合、負荷電流が増加しても、負荷電流および充電電流の電流値の和がリミッタ値を超えなければ、図１０（ｂ）に示すように、抵抗電流は一定になる。負荷電流が大きくなり、負荷電流および充電電流の電流値の和がリミッタ値を超えると、充電電流の電流値が減少する。負荷電流がさらに大きくなり、負荷電流の電流値がリミッタ値を超えると、電池パック１４０から動作部３００への電力供給が行われるため、正方向の抵抗電流が流れる。
【０１１７】
以下、時刻ｔ４２において、判定部１８３により過電流が流れていることが検出され、時刻ｔ４３において、閾値設定部１８１によりコンパレータ１８２の過電流閾値の更新が行われる。時刻ｔ４２，ｔ４３における処理は、上述した時刻ｔ３２，ｔ３３における処理と同様なので、説明を省略する。
【０１１８】
このように、本実施形態によれば、携帯機器１０は、抵抗１３０に流れる電流の電流値に応じて、電池パック１４０への充電制御および過電流の検出を行うので、過充電・過電流の発生を防ぐために、抵抗および電流検出部を２つずつ設ける必要がなくなり、部品点数を削減することができる。
【０１１９】
なお、本実施形態においては、携帯機器１０が電源部１００を有する構成を例として説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図１１に示すように、電池パック１４０および動作部３００を有する携帯機器１０と充電器３０との間に、過充電、電流の発生を防止する電源回路４０を設けるようにしてもよい。なお、電源回路４０の構成は、図１に示した電源部１００から電池パック１４０を削除した点のみが異なり、各部の構成および動作は同様であるので、説明を省略する。
【符号の説明】
【０１２０】
１０    携帯機器
３０    充電器
４０    電源回路
１００    電源部
１１０    ダイオード
１２０，１５０    ＦＥＴ
１３０    抵抗
１４０    電池パック
１６０    電流検出部
１６１    アンプ
１６２    オフセット電圧源
１６３    Ａ／Ｄコンバータ
１６４    平均化部
１７０    充電制御部
１８０    過電流保護部
１８１    閾値設定部
１８２    コンパレータ
１８３    判定部
３００    動作部
【図１】
2012090472.tif 000003
【図２】
2012090472.tif 000004
【図３】
2012090472.tif 000005
【図４】
2012090472.tif 000006
【図５】
2012090472.tif 000007
【図６】
2012090472.tif 000008
【図７】
2012090472.tif 000009
【図８】
2012090472.tif 000010
【図９】
2012090472.tif 000011
【図１０】
2012090472.tif 000012
【図１１】
2012090472.tif 000013
【図１２】
2012090472.tif 000014