(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランジスタ（６）と前記トランジスタ（６）に接続され再充電可能な電池（２）への充電電流を制御する制御手段（９）とを有し、携帯装置（２３）の前記電池（２）の充電調整を行う電圧／電流調整器（１）であって、
前記制御手段（９）は、
前記調整器（１）の前記トランジスタ（６）における電力散逸を判断し、
前記電力散逸が最大許容電力散逸を越えているかどうかを判断し、
もし、前記電力散逸が前記最大許容電力散逸を越えているならば、特定の電流幅だけ前記充電電流を小さくし、
もし、前記電力散逸が前記最大許容電力散逸を越えていないならば、仮に前記電流幅だけ前記充電電流を大きくしたときに前記電力散逸が前記最大許容電力散逸を越えるかどうかを判断し、前記電流幅だけ前記充電電流を大きくしても前記電力散逸が前記最大許容電力散逸を越えないであろうなら、前記電流幅だけ前記充電電流を大きくすることが可能であることを特徴とする電圧／電流調整器。
【請求項２】
前記制御手段（９）は、
前記装置（２３）と前記電池（２）との内、少なくともいずれかの温度を検出し、
前記温度が所定の最大許容温度限度以上であるかどうかを判断し、
もし、それ以上であれば、前記装置の放熱を小さくするために、特定の電力幅だけ前記最大許容電力散逸を小さくし、
もし、それ以上ではないなら、前記温度が所定の最小許容温度限度以下であるかどうかを判断し、そして、それ以下であれば、前記電力幅だけ前記最大許容電力散逸を大きくすることが可能であることを特徴とする請求項１に記載の電圧／電流調整器。
【請求項３】
再充電可能な電池（２）への充電を調整する手段を有する電池の電力が供給される電子装置であって、
前記充電を調整する手段は、請求項１又は２に記載の電圧／電流調整器であることを特徴とする電池の電力が供給される電子装置。
【請求項４】
前記装置に備えられ、そして前記制御手段（９）に接続され、前記装置の温度を検出し、対応する温度指示信号を前記制御手段（９）に送信する温度検知手段（２４）を有することを特徴とする請求項３に記載の電池の電力が供給される電子装置。
【請求項５】
電池（２）の温度を示す温度検知手段（２７）と、前記温度検知手段（２７）に結合されそして前記制御手段（９）に接続され対応する温度指示信号を前記制御手段（９）に送信する端子（２９）とを含む電池（２）を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の電池の電力が供給される電子装置。
【請求項６】
携帯装置（２３）の電池（２）への充電中に電圧／電流調整器（１）の充電電流を制御するトランジスタ（６）を有する前記電圧／電流調整器（１）における電圧／電流調整の方法であって、
前記調整器（１）の前記トランジスタ（６）における電力散逸を判断する工程と、
前記電力散逸が最大許容電力散逸を越えているかどうかを判断する工程（２０２）と、
もし、前記電力散逸が前記最大許容電力散逸を越えているならば、特定の電流幅だけ前記充電電流を小さくする工程（２０３）と、
もし、前記電力散逸が前記最大許容電力散逸を越えていないならば、仮に前記電流幅だけ前記充電電流を大きくしたときに前記電力散逸が前記最大許容電力散逸を越えるかどうかを判断する工程（２０３′，２０４）と、
前記電流幅だけ前記充電電流を大きくしても前記電力散逸が前記最大許容電力散逸を越えないであろうなら、前記電流幅だけ前記充電電流を大きくする工程（２０５）とを有することを特徴とする方法。
【請求項７】
前記装置（２３）の温度を検出する工程（２０６）と、
前記温度が所定の最大許容温度限度以上であるかどうかを判断する工程（２０７）と、
もし、それ以上であれば、前記装置の放熱を小さくするために、特定の電力幅だけ前記最大許容電力散逸を小さくする工程と（２０８）と、
もし、それ以上ではないなら、前記温度が所定の最小許容温度限度以下であるかどうかを判断し、そして、それ以下であれば、前記電力幅だけ前記最大許容電力散逸を大きくする工程（２０９）とをさらに有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記温度検出、ソース及びドレイン電圧測定、及び前記電流の必要な調整とを含む調整過程は、指定された時間間隔で実行されることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の技術分野
本発明は、一般には携帯型電子機器の再充電可能な電池への充電を調整する電圧／電流調整器及びその方法に関する。
【０００２】
従来技術の説明
充電状態にある再充電可能な電池が用いられて、携帯電話器或いは他の類似の電子機器を含む産業用そしてコンシューマー用の応用製品のような種々の電子機器の電源となるために電流を供給する。しかしながら、その電池が放電されるなら、それは充電される必要がある。電池の充電は一般に適当な電流をその電池に対して一定の時間印加することを意味する。
【０００３】
必要とされる充電電流は、どんなタイプの再充電可能なセルや電池が用いられるのかに依存し、あるタイプの再充電可能な電池であれば、その電流値は充電過程の間に変化させられねばならない。それ故に、充電中にその電流を調整するために充電プログラムが用いられる。
【０００４】
リチウム系、或いはＬｉ電池は、その軽量さ、高電圧、高エネルギー密度、フラットな放電特性、及び長期保存寿命などのために、上述した機器で一般に用いられる電池である。しかしながら、Ｌｉ電池の充電サイクルのある段階では、その充電電流の線形的な調整をすることが要求される。それ故に、トランジスタが用いられてその電流を制御し、その調整中にはそのドレインからソースへの電圧降下がある。それ故に、そのトランジスタには熱が発生し、電力が散逸する。
【０００５】
コストと基板上の空間の制限のために、できるだけ小さいトランジスタを用いることが望ましい。しかしながら、小さいトランジスタは扱うことのできる電力散逸量がより小さいものとなる。その結果、温度、電圧レベル、充電電流に関して全ての場合をカバーするために、電流が低く設定されねばならない。しかしながら、このことは多くの場合に、その電流が不必要に低くなることを意味し、その結果、充電時間がより長くかかってしまう。
【０００６】
別の対案は、通常の場合には充電時間を短縮するために高電流を印加することである。しかしながら、ある場合には、その電流は余りにも高すぎ、その結果、トランジスタや電話器が高温度になり、ある場合にはその電話器のユーザをいらいらさせ、また、そのトランジスタの寿命も短くしてしまう。
【０００７】
要    約
それ故に、本発明は、携帯装置における電池充電用の電圧／電流調整器とその方法を提供し、上述の問題を解決することを目的とする。
【０００８】
このことは、本発明に従う電圧／電流調整器装置によって成し遂げられ、その装置は一定の電力を散逸するために調整される。ここで、その装置における電力散逸と温度に関し最大許容電流が、その装置の充電電流トランジスタにおいて用いられる。
【０００９】
本発明の利点は、その充電電流が実際の入力電圧と電話と電池の内部温度に対して動的に調整されることである。その結果、その最大散逸を決して越えることはないけれども、最短充電時間が常に達成される。
【００１０】
さらに、電話器における不都合な温度の上昇はなく、このことは非常にコンパクトな電話の設計に関して特に重要である。その温度上昇は、その電話器のわずかな温度上昇さえもユーザには気づくものである。一般に、充電による温度上昇をできるだけ低くすることが本発明の利点である。
【００１１】
本  発  明  の  詳  細  な  説  明
図１において、本発明に従う電圧／電流調整器１が充電される再充電可能な電池パック２と外部充電器３とに接続される。
【００１２】
電圧／電流調整器１は、充電器３の対応する第１の端子５への接続が意図されている第１の端子４を有している。
【００１３】
さらに、調整器１は、充電電流を制御するトランジスタ６を有する。ソース電圧ＤＣＩＯを有するトランジスタのソース７が、充電調整のための制御手段９の第１の端子８と端子４とに接続される。制御手段９の第２の端子１０は、トランジスタ６のゲート１１に接続される。ドレイン電圧ＶＢＡＴをもつ、そのトランジスタのドレイン１２が、制御手段９の第３の端子１３とインピーダンス１５の第１の端子１４とに接続されている。そのインピーダンスの第２の端子１６は、制御手段９の第４の端子１７と調整器１の第２の端子１９を介して電池２の第１の端子１８とに接続されている。電池２はまた、その第２の端子２１を介してグランド２０と、調整器１の第３の端子２２とに接続されている。
【００１４】
制御手段９は、電力散逸、即ち、１．ソース電圧７であるＤＣＩＯ、２．ドレイン電圧１２であるＶＢＡＴ、及び３．トランジスタを介して電池パック２への充電電流であるＩchargeを制御するために、３つのパラメータへのアクセスがある。
【００１５】
本発明に従う方法において、制御手段９はトランジスタ６における瞬間的電力散逸Ｐdissを、ステップ２０１において、
Ｐdiss  ＝  Ｉcharge（ＤＣＩＯ−ＶＢＡＴ）
によって決定する。
【００１６】
Ｐmaxは最大許容Ｐdissである。ＰdissがＰmaxを越えるかどうかがステップ２０２においてチェックされ、もし、そうであるなら、Ｉchargeがステップ２０３においてＩstepだけ減らされる。ここで、ＩstepはＩchargeの増分／減分の値である。
【００１７】
ステップ２０２において、もし、ＰdissがＰmaxよりも小さいと判断されるなら、２つの対案が利用可能であり、それは、ＩchargeがＩstepだけ大きくされるか、或いは、変わらないかである。
【００１８】
一時的なパラメータＮewＰdissが、ステップ２０３′において割当てられる（Ｉcharge＋Ｉstep）（ＤＣＩＯ−ＶＢＡＴ）。それから、ＮewＰdiss＜Ｐmaxであるかどうかがステップ２０４でチェックされ、そして、もしそうであるなら、第１の対案がステップ２０５で実行される、即ち、ＩchargeがＩstepだけ大きくされる、そうでないならば、Ｉchargeは変化しない。
【００１９】
しかしながら、もし、最後の場合において、ＩchargeがＩstepだけ大きくされるなら、Ｐmaxを越えることになるであろう。
【００２０】
再び、図１において、調整器１が、移動電話、個人手帳、ハンドヘルド−コンピュータ、或いは他の類似の電池駆動の装置のような電子機器２３に備えられている。Ｐmaxを判断するとき、機器２３と電池２の温度もまた考慮される。その温度は制御手段９に接続された温度検知手段によって検出される。第１のセンサ手段２４が、機器の温度を検出するために機器２３に備えられ、そして、端子２６を介して調整器１の第５の端子２５に接続され、対応する温度信号を制御手段９に送信する。
【００２１】
第２のセンサ手段２７は、電池温度を検出するために電池２に関連して備えられる。そのセンサ手段は、電池の第３の端子２９を介して、調整器１の第５の端子２８に接続され、その電池は制御手段９に接続されて対応する温度信号を送信する。装置２３、或いは、電池２、或いはその両方における温度レベル、それはユーザによってはほとんど高いものと考えられるが、その温度レベルが高温限度Ｔmaxであるようにセットされる。それ故に、温度がＴmaxを越えるとき、充電電流Ｉchargeは減らされねばならない。図２に図示された本発明の方法に従えば、装置２３の温度ＡＴｅｍｐ及び／或いは電池２の温度ＢＴｅｍｐがステップ２０６で検出される。それから、温度Ｔｅｍｐ（Ｔｅｍｐ＝ｍａｘ［ＡＴｅｍｐ，ＢＴｅｍｐ］）がＴmax以上であれば、それはステップ２０７でチェックされるのであるが、Ｐmaxはステップ２０８において、その装置の放熱を減らすために特定の値Ｐstepだけ減らされる。
【００２２】
別の場合、温度がかなり低く、ユーザは満足している。その温度が低温限度であるようにセットされた別の値Ｔminより下に低下するなら、より大きなＰmaxが受容可能であり、従って、Ｐmaxは大きくされる。それ故に、もし、その温度がステップ２０７における高温限度より十分に低いと判断されるなら、処理はステップ２０９に進み、そこで、その温度がＴmin以下であるかどうかが判断される。もし、そうであるなら、ステップ２１０において、ＰmaxはＰstepだけ大きくされる。その結果、最大許容電力散逸は装置の温度に関して調整される。
【００２３】
温度検出、ソース及びドレイン電圧の測定、及び電流の必要な調整を含む調整過程は、制御手段９のタイマで制御される指定された時間間隔で実行される。電流調整は、充電電流の変化が制御された最大頻度で実行されることを保証するその時間間隔内では実行されない。このことは本発明の実施形態におけるステップ２１１でのタイマの遅延によって実施される。
【００２４】
上述した説明において、本発明の特徴と利点とが説明されたとしても、その開示はただ例示的なものであり、請求の範囲の広く一般的な意味によって示唆される本発明の原理の範囲内で詳細には変更がなされても良いことが理解されるべきである。
【００２５】
例えば、本発明の別の実施形態においては、装置の温度測定のために、ただ１つの温度手段が備えられる。
【図面の簡単な説明】
本発明をより詳細に、また、本発明の利点と特徴とを説明するために、好適な実施形態の詳細な説明において、添付図面が参照されるが、その図面は以下の通りである。
【図１】  本発明に従う電圧／電流調整器を含む充電環境の例示的なブロック図である。
【図２】  本発明に従う電圧／電流調整方法の実施形態を図示したフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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