(57)【要約】【課題】複数電池セルを直列に接続した電池パックを使用する電子機器において、電池電圧監視回路を含む集積回路を高耐圧化することなく、電池パックの取り外しを検知することが可能な電池取り外し検知装置を提供すること。【解決手段】バックアップ電池充電回路１０６の出力電圧を集積回路１０４に供給できるように整流素子１０８を配置することにより、低耐圧の電圧監視部１３２を用いて電池パック１０１の取り外しを検知することが出来るようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルを直列に接続して構成される電池パックと、前記電池パックを作動用電源とする電子機器とからなる電池パック取り外し検知装置であって、
前記電子機器は前記電池パックがユーザーによって着脱可能に構成され、
さらに、前記電子機器は、各種動作制御を行う制御部と、前記電子機器の動作時に前記電池パックの電池電圧を降圧して出力する降圧ＤＣＤＣ変換回路と、前記降圧ＤＣＤＣ変換回路の降圧出力電圧を入力電圧として動作する集積回路と、時刻およびカレンダーを計時するリアルタイムクロック部と、前記電池パックからの電源供給が無い場合に、前記リアルタイムクロック部の動作を保持するためのバックアップ電池と、前記電池パックが前記電子機器に装着されている場合、前記電池パックから供給される電池電圧を降圧して前記バックアップ電池に供給することで前記バックアップ電池を充電するバックアップ電池充電部とを備え、
さらに前記電子機器の前記集積回路は、前記降圧ＤＣＤＣ変換回路から供給される降圧出力電圧を入力として、前記電子機器の前記制御部を含む複数の機能回路の動作電源電圧を生成して供給する電圧変換部と、前記電圧変換部の入力電圧を監視する電圧監視部と、前記電圧監視部の監視結果を記録する記憶部と、前記リアルタイムクロック部とを内蔵するように構成された、前記電池パックの電池電圧範囲よりも低い耐圧を有する集積回路であって、さらに前記電子機器は前記バックアップ電池充電部の出力電源を前記集積回路の前記電圧監視部へ入力するための整流素子を備えていることを特徴とする電池パック取り外し検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池によって駆動される電子機器における、電池の取り外し検知方法に関し、特に複数の電池セルを直列に接続して構成される電池パックを使用する電子機器に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池によって駆動される電子機器の電池装着部に装着された電池から、電子機器へ供給される電池電圧を監視することで、電池の取り外しを検知する技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平8-205416号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような電池駆動式の電子機器では、電子機器内部の電子回路が動作上必要とする電力を供給するうえで最適な出力電圧の電池が使用される。出力電圧の異なる電池は、電池セルを複数直列に接続した電池パックとして提供されている。
【０００５】
例えば、リチウムイオン電池では単セル当たり２．８Ｖ〜４．２Ｖ程度の電圧を有しているので２個の電池セルを直列に接続した電池パックからは、５．６Ｖ〜８．４Ｖ程度の電圧が電池電圧として電子機器に供給される。
【０００６】
したがって、電池から供給される電池電圧を監視して電子機器からの電池の取り外しを検知する場合、使用している電池の出力電圧に応じて監視すべき電圧範囲が異なっている。
また、電池電圧を監視する電圧監視回路は耐圧が決まっており、複数の電池セルを直列に接続して構成される電池パックの電圧を監視するための電圧監視回路では、単セルの電圧を監視するための電圧監視回路と比較して高い耐圧が必要とされる。
【０００７】
しかし、電圧監視回路の耐圧を高くするためには、耐圧の高い回路素子を使用する必要があるため、電圧監視回路の大型化、高コスト化といった問題が生じる。特に、この電圧監視回路を、電子機器で使用される他の機能回路と複合した集積回路に搭載する場合、電圧監視回路に要求される耐圧を満足するために集積回路全体の耐圧を高める必要が生じてしまうことがあるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、電圧監視回路を内蔵した集積回路を用いて、前記集積回路の耐圧よりも高い電池電圧を有する電池パックの取り外し検知を行うことができるようにする電池パック取り外し検知装置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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の電池パック取り外し検知装置は、複数の電池セルを直列に接続して構成される電池パックと、前記電池パックを作動用電源とする電子機器とからなる電池パック取り外し検知装置であって、前記電子機器は前記電池パックがユーザーによって着脱可能に構成され、さらに、前記電子機器は、各種動作制御を行う制御部と、前記電子機器の動作時に前記電池パックの電池電圧を降圧して出力する降圧ＤＣＤＣ変換回路と、前記降圧ＤＣＤＣ変換回路の降圧出力電圧を入力電圧として動作する集積回路と、時刻およびカレンダーを計時するリアルタイムクロック部と、前記電池パックからの電源供給が無い場合に、前記リアルタイムクロック部の動作を保持するためのバックアップ電池と、前記電池パックが前記電子機器に装着されている場合、前記電池パックから供給される電池電圧を降圧して前記バックアップ電池に供給することで前記バックアップ電池を充電するバックアップ電池充電部とを備え、さらに前記電子機器の前記集積回路は、前記降圧ＤＣＤＣ変換回路から供給される降圧出力電圧を入力として、前記電子機器の前記制御部を含む複数の機能回路の動作電源電圧を生成して供給する電圧変換部と、前記電圧変換部の入力電圧を監視する電圧監視部と、前記電圧監視部の監視結果を記録する記憶部と、前記リアルタイムクロック部とを内蔵するように構成された、前記電池パックの電池電圧範囲よりも低い耐圧を有する集積回路であって、さらに前記電子機器は前記バックアップ電池充電部の出力電源を前記集積回路の前記電圧監視部へ入力するための整流素子を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電池パック取り外し検知装置によれば、電圧監視回路を含む集積回路を高耐圧化することなく複数電池セルを直列に接続して構成される電池パックの電子機器からの取り外しを検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る電池パック取り外し検知装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本実施形態による電池パック取り外し検知装置の構成例を示す図である。
【００１４】
図１に示すように、電池パック取り外し検知装置１００は、電池パック１０１と電子機器１１０とから構成されている。
【００１５】
電子機器１１０は、制御部１０２、降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３、集積回路１０４、バックアップ電池１０５、バックアップ電池充電部１０６、整流素子１０７および１０８、を備えている。電池パック１０１は、電子機器１１０からユーザーが着脱可能であり、不図示の電池装着部に装着された状態において後述する降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３およびバックアップ電池充電部１０６へ電池電圧を供給する。
【００１６】
制御部１０２は電子機器１１０の各種動作制御を行う。降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３は、電子機器１１０の動作時に電池パック１０１の電池電圧を降圧して出力する降圧型のスイッチング電源回路である。集積回路１０４は後述する電圧変換部１３１、電圧監視部１３２、記憶部１３３、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）部１３４を内蔵し、電池パック１０１の電池電圧範囲よりも低い耐圧を有する半導体集積回路である。
【００１７】
バックアップ電池１０５は、電池パック１０１が電子機器１１０から取り外された場合に、後述するＲＴＣ部１３４の動作を保持するためのバックアップ電池である。
【００１８】
バックアップ電池充電部１０６は、電池パック１０１が電子機器１１０に装着されている場合、電池パック１０１から供給される電池電圧を降圧してバックアップ電池１０５に供給することでバックアップ電池１０５を充電するリニアレギュレータ回路である。
【００１９】
整流素子１０７はバックアップ電池１０５とバックアップ電池充電部１０６との間に配置され、バックアップ電池１０５からバックアップ電池充電部１０６に向かう放電電流を阻止するためのダイオードである。
【００２０】
整流素子１０８はバックアップ電池充電部１０６と集積回路１０４との間に配置され、降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３停止時に、バックアップ電池充電部１０６の出力電圧を集積回路１０４に供給するためのダイオードである。
【００２１】
電圧変換部１３１は、電子機器１１０動作時に、降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３の降圧出力電圧を入力として、制御部１０２を含む電子機器１１０の複数の機能回路の動作電源電圧を生成して供給する。
【００２２】
電圧監視部１３２は、電圧変換部１３１の入力電圧を監視して、所定の電圧値以下に低下したことを検知した場合、記憶部１３３の所定の低電圧検知情報書き込み領域に対して、電圧変換部１３１の入力電圧が所定の電圧以下になったことを記憶させる。
【００２３】
記憶部１３３は電圧監視部１３２が検知した低電圧検知情報や後述するＲＴＣ部１３４が計時した日時情報を含む各種の情報を保持する記憶装置であって、集積回路１０４内部の各部および制御部１０２から読出し、書き込みが可能に接続される。
【００２４】
ＲＴＣ部１３４は、時刻およびカレンダーを計時するリアルタイムクロック回路である。ＲＴＣ部１３４は、電池パック１０１が装着されている場合、バックアップ電池充電部１０６の出力電圧を電源として動作を行い、電池パック１０１が取り外されている場合、バックアップ電池１０５を電源として動作を行う。
【００２５】
以下、本実施例において、電池パック１０１はリチウムイオン電池セルを２個直列に接続して構成された電池パックであり、電池電圧として５．６〜８．４Ｖ程度を有している。また、降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３は動作時において４．５Ｖを電圧変換部１３１へ供給する。また集積回路１０４は５．５Ｖ耐圧を有しており、バックアップ電池充電部１０６は出力電圧３．３Ｖを整流素子１０８を介してバックアップ電池１０５へ供給する。さらに電圧監視部１３２は２．５Ｖ以下の電圧を検知したときに、記憶部１３３に低電圧検知情報を記録する場合を例に挙げて、電池パック取り外し検知方法を説明する。なお、以上に示した電池パック１０１のセルの数や、集積回路１０４の耐圧値等は単なる例示であり、本発明はこれに限定されない。
【００２６】
最初に電子機器１１０はユーザーによって電池パック１０１を装着され、不図示の電源スイッチを操作されることで動作状態となる。
【００２７】
前記ユーザーからの電源スイッチ操作を受けて、降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３が動作状態になることで、集積回路１０４に対して降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３から出力電圧４．５Ｖが供給される。集積回路１０４の電圧変換部１３１はＤＣＤＣ変換回路１０３から供給された４．５Ｖを入力電源として、制御部１０２を含む複数の機能回路の動作電源電圧を生成して供給する。
【００２８】
制御部１０２は動作開始後に、まず記憶部１３３の時刻およびカレンダー情報を参照する。初めて電源が投入された時、ＲＴＣ部１３４は計時動作をしていないため記憶部１３３は日時情報を保持していない。
【００２９】
制御部１０２は記憶部１３３において日時情報が保持されていないことを検知した場合、ユーザーに対して日時設定を含む電子機器１１０の各種初期設定を要求する。
【００３０】
制御部１０２は前記各種初期設定処理の中で、電圧監視部１３２の低電圧検知情報書き込み領域に対し低電圧未検知であることを初期値として記憶させる。本実施例では、電子機器１１０の動作状態においては電圧監視部１３２に対して降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３から４．５Ｖが供給されるため、電圧監視部１３２で２．５Ｖ以下の低電圧は検知されない。その後ユーザーが電子機器１１０の使用を終了すると、降圧ＤＣＤＣ変換回路１０３および集積回路１０４の動作が停止される。本実施例では、電子機器１１０の停止状態において、電池パック１０１が装着されている場合、バックアップ電池充電部１０６の出力電圧３．３Ｖが整流素子１０８を介して供給されるため、電圧監視部１３２において２．５Ｖ以下の電圧は検知されない。
【００３１】
この状態で、ユーザーが再度電子機器１１０を動作させると、制御部１０２は記憶部１３３において保持されている日時情報を読み取ることが出来る。制御部１０２は記憶部１３３において日付情報が保持されていることを検知した場合、引き続き記憶部１３３の低電圧検知情報の読み取りを行う。この場合電圧監視部１３２において２．５Ｖ以下の低電圧が検知されていないため、低電圧未検知であることが認識され、制御部１０２は電子機器１１０からユーザーによって電池パック１０１が取り外されていないと判断して所定の動作を継続する。
【００３２】
一方、ユーザーが電子機器１１０の使用終了後、電子機器１１０の停止状態において、電池パック１０１を取り外した場合、バックアップ電池充電部１０６への電池パック１０１からの電池電圧供給がなくなるため、電圧監視部１３２の監視電圧が低下する。このため電圧監視部１３２で２．５Ｖ以下の低電圧が検知され、記憶部１３３の所定の低電圧検知情報書き込み領域に対して、低電圧検知したことが書き込まれる。なお、ＲＴＣ部１３４の計時動作はバックアップ電池１０５によって保持されているため、記憶部１３３の日時情報も保持されている。
【００３３】
この状態で、ユーザーが再度電子機器１１０に電池パック１０１を装着して電子機器１１０を動作させると、制御部１０２は記憶部１３３において保持されている日時情報を読み取ることが出来る。制御部１０２は記憶部１３３において日付情報が保持されていることを検知した場合、引き続き記憶部１３３の低電圧検知情報の読み取りを行う。この場合電圧監視部１３２において２．５Ｖ以下の低電圧が検知されていることから、低電圧検知したことが認識され、制御部１０２は電子機器１１０からユーザーによって電池パック１０１が取り外されたことを検知する。
【００３４】
以上詳しく説明したように、本実施形態によれば、バックアップ電池充電回路１０６の出力電圧を集積回路１０４に供給できるように整流素子１０８を配置することにより、低耐圧の電圧監視部１３２を用いて電池パック１０１の取り外しを検知することが出来る。
【符号の説明】
【００３５】
１０１  電池パック、１０３  降圧ＤＣＤＣ変換回路、１０４  集積回路、
１０５  バックアップ電池、１０６  バックアップ電池充電部、１０８  整流素子、
１３１  電圧変換部、１３２  電圧監視部、１３３  記憶部、
１３４  ＲＴＣ（リアルタイムクロック）部
【図１】
2016167922.tif 000003