(57)【要約】      （修正有）【課題】携帯端末と電源回路との切断以降に携帯端末と電源回路との接続、非接続を判定することができる携帯端末接続判定構造を提供する。【解決手段】タブレット、スマホなどの携帯端末６に内装されるリチュウムイオン電池に端末の外部から充電電流を供給する電源回路５、充電電流の供給を接続、切断する制御回路４、充電電流を測定する電流センサー回路２で構成し、電池の充電量が予め設定する値以上の場合に満充電と判断して充充電電流の供給を切断するスイッチ３を備えるとともに、充電電流の供給を切断状態から接続状態に切り替えることにより接続初期の微弱な電流を監視して、電源回路５と携帯端末６との接続、非接続を判定する機能を備える。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
タブレット、スマホなどの携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池に端末の外部から充電電流を供給する電源回路、充電電流の供給を接続、切断する制御回路、充電電流を測定する電流センサー回路で構成し、電池の充電量が予め設定する値以上の場合に満充電と判断して充充電電流の供給を切断する機能を備えるとともに、充電電流の供給を切断状態から接続状態に切り替えることにより接続初期の微弱な電流を監視して、電源回路と携帯端末との接続、非接続を判定する機能を備える、携帯端末接続判定構造。
【請求項２】
電源回路の交流入力で充電電流の接続、切断を行う、請求項１に記載する携帯端末接続判定構造。
【請求項３】
電源回路の直流出力で充電電流の接続、切断を行う、請求項１に記載する携帯端末接続判定構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】タブレット、スマホなどの携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池の充電量が予め設定する値以上の場合に満充電と判断して充電電流の供給を切断するとともに、充電電流の供給を切断から接続に切り替えることにより接続初期の微弱な電流を監視して、電源回路と携帯端末との接続、非接続を判定する携帯端末接続判定構造。
【背景技術】
【０００２】タブレット、スマホなどの携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池への充電は携帯端末の充電ＩＣにより電池容量の１００％程度を満充電とすべく制御され、１００％満充電以降は微小なトリクル電流を流し続けて充電電流を切断することは無いため、この充電電流を監視することにより電源回路と携帯端末との接続、非接続を判定することは容易であるが、電池寿命にとって望ましい１００％未満の充電量を満充電に設定することは出来ない。
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】タブレット、スマホなどの携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池の充電は、充電制御ＩＣが充電量１００％を一律で満充電とし、１００％満充電以降は微小なトリクル電流を流して充電が継続される。一般的に二次電池は満充電の電池量を多くするほど電池温度が上昇し電池寿命にとって不利であり、例えば８０％を満充電とすれば１００％を満充電とする場合と比較して電池寿命は１．５倍伸びる。さらに満充電において充電を切断すればトリクル充電の継続の場合と比較して電池の温度低下が促進されるが、これらの機能は端末の外部から変更することは容易ではない。さらに、従来の１００％満充電においては満充電後も微小なトリクル充電が継続していたため、充電電流の監視により携帯端末と電源回路との接続判定は容易であるが、充電電流の供給を切断する場合は監視電流が無いため、切断以降に携帯端末と電源回路との接続、非接続を判定することが困難になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】タブレット、スマホなどの携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池を充電する場合に電池壽命を優先して満充電量を８０％などに低く設定し、満充電に達した場合に充電電流を切断するとともに、携帯端末の充電電流を切断状態から接続状態に移行したタイミングで携帯端末の充電ＩＣなどが起動することにより流れる微弱電流を監視することにより携帯端末と電源回路との接続、非接続の判定を行う。
【考案の効果】
【０００５】タブレット、スマホなどの携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池の満充電量を低く設定し、かつ満充電以降の電池の温度低下を促進するために、満充電において充電電流の供給を切断することにより電池の温度を適切に保つとともに、充電電流の供給が切断から接続に移行するタイミングで流れる微弱電流を監視することにより携帯端末と電源回路との接続、非接続の判定が可能になる。
【考案を実施するための形態】
【０００６】タブレット、スマホなどの携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池を取り出さずに充電する場合、電池は端末に組み込まれている制御ＩＣにより充電制御されているため、端末の外部から電池の充電状態の監視は充電電流に限られる。携帯端末に内装される二次電池は、充電容量、サイズ、重量などからリチュウムイオン電池が主流であり、充電方式はＣＣＣＶ充電（定電流・定電圧充電）が採用されている。ＣＣＣＶ充電の充電特性を図３に示すが、充電開始では充電制御ＩＣなどによる携帯端末の初期電流が流れ、充電量が電池容量のほぼ８０％まではＣＣ充電（定電流）が行なわれ、８０〜１００％の間はＣＶ充電（定電圧）が行なわれ満充電に向けて充電電流減少し、１００％の満充電以降は過放電を防ぐ目的で電流を大幅に減少させたトリクル充電が継続される。従ってリチュウムイオン電池の充電状態は、充電開始、ＣＣからＣＶへの変化、満充電の３項目を充電電流から監視する事ができる。
【０００７】図１、図２に本考案に基づく携帯端末接続判定構造の概念図を示す。５は充電電流を供給する電源回路、３、４は充電電流の供給を接続、切断する制御回路、１、２は充電電流を測定する電流センサー回路、６は携帯端末を示す。図１は電源回路の交流入力で充電電流の接続、切断を行い、図２は電源回路の直流出力で充電電流の接続、切断を行う構成である。７はＡＣ１００Ｖの入力プラグである。いずれも携帯端末に供給される充電電流値を電流センサー１により、充電開始、ＣＣからＣＶへの変化、１００％満充電の３ポイントを監視して、制御回路４により接続、切断スイッチ３をＯＮ，ＯＦＦして供給する充電電流を制御する。充電開始は微弱電流の発生、８０％満充電はＣＣからＣＶへの移行による充電電流の減少、１００％満充電はトリクル充電による微小電流の検出で認識する。
【０００８】リチュウムイオン電池はアレニウス温度２倍測で定義されるように、温度が１０℃上昇すると寿命の劣化は２倍に加速されるため、８０％であれ、１００％であれ満充電に達した場合はトリクル充電をせずに充電電流を接断することが望ましいが、充電電流を切断して以降は、充電電源と携帯端末が接続されているのか、非接続なのかの判断が出来なくなる。従来の１００％を満充電とする場合は満充電以降も微小なトリクル電流が継続しているため、端末の接続、非接続はトリクル電流を監視すれば判断できた。この課題を解決する方策として、電源の切断以降に充電電源と携帯端末との接続、非接続を判定する機能フローチャートを図４に示す。判定は、切断されていた充電電源を再接続することにより生ずる充電開始に流れる微弱電流を監視することにより行う。機能フローチヤート図４における判断ボックスに記載する電流検出はこの充電開始微弱電流の検出を指す。このように、本考案の携帯端末接続判定構造によれば、タブレット、スマホなどの携帯端末に内装されるリチュウムイオン電池の満充電量を低く設定し、かつ満充電以降の電池の温度低下を促進させるために満充電において充電電流の供給を切断するとともに、充電電流の供給を切断から接続に移行するタイミングで流れる微弱電流を監視することにより携帯端末と電源回路との接続、非接続の判定を可能とする。
【実施例】
【０００９】電流センサー１は交流電流も直流電流も検出可能なピエゾ素子を使用し、電流センサー回路は整流、増幅、Ａ／Ｄ変換、記憶回路で形成し、測定結果により、交流はトライアツク、直流はトランジスターにより充電電流の供給を接続、切断制御した。ただし。満充電で切断した充電電流を再度接続すると充電が再開されて電池の充電が進むことにより満充電を超えるため、携帯端末と電源回路との接続、非接続のための接続判定時間は可能な限り短くして判定後には充電電流を再度切断する。本実施例での判定時間を１秒としたため再充電の影響は問題にならなかった。ＣＣとＣＶとの移行ポイントで８０％満充電を判定する事例を示したが、本提案による充電電流監視は充電量８０％〜１００％の任意の充電量を満充電として設定することが可能である。さらに、電流センサーはピエゾ素子に限るものではなく、微小な抵抗素子を流れる電流による電圧を測定しても良いなど、機能、性能、使用する素材などに関しては本考案の趣旨を逸脱しない範囲であれば種々変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電源回路の交流入力で充電電流の接続、切断を行う本考案の構成概念図
【図２】電源回路の直流出力で充電電流の接続、切断を行う本考案の構成概念図
【図３】リチュウムイオン電池の充電特性の概念図
【図４】電源回路と携帯端末との接続、非接続を判定する機能フローチャート
【符号の説明】１．電流センサー
２．電流センサー回路
３．充電電流の接続、切断スイッチ
４．充電電流の接続、切断制御回路
５．電源回路
６．携帯端末
７．ＡＣ１００Ｖプラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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