JP2001501076A - 電池駆動式電気装置用電源装置及び充電器並びにその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 統一された電池充電方法であって、一定また時間と共に変化する電流源の制御を可能とする。定電流源用に使用される充電方法とは異なり、時間と共に変化する電流源の入力電流は、充電工程中、連続してチェックされなければならない。電池に充電したり、または電話機電源に供給する電流出力量は、入力電流測定値に基づきデューティ割合を選択することにより希望する値にセットされる。異なる電源及び種々の要求電流に対する統一式は、必要な出力電流補償を改善する。従って、この統一式は、定電流源または時間と共に変化する電流源の何れが使用されるかに無関係に、入力及び出力電流を制御するために使用できる。より滑らかな電流平均値を得るために、この方法は、調整可能な時間周期を組み込んでおり、これは入力電流と要求出力電流との間の差に基づいて決定される。

Description

【発明の詳細な説明】 電池駆動式電気装置用電源装置及び充電器並びにその方法 産業上の利用分野 本発明は、一般的に再充電可能な電池から給電される電気装置に係わり、更に 詳細には電源及び充電装置並びに電気装置の運転および可変電流電源による電池 充電方法に関する。 セルラ電話機の様な電気器具では、電池が典型的に、その器具への電源である 。例えば電話機電池は、電話機を充電器と呼ばれる外部電源に接続して充電され る。典型的に、この充電工程は電話機内に搭載されたソフトウェアで制御される 。 本発明による構造及び方法は電流制御方法を定電流源から、新しい製品で必要 とされる時間と共に変化する電流源に拡張される。すなわち、従来型定電流源は 、製造するのが高価であるので、製造コストを下げるため新製品は、時間と共に 変化する電流を供給する非常に廉価な充電器を含む。本発明は、可変電流での電 話機の電池充電と操作を制御するために新たな方法を用いる。この方法は、可変 電源を用いた電池充電と電源供給の両方に対して統一された電流制御式を開発し ている。変化時間周期が提案されていて平均出力電流を平滑化する。 以前は、セルラ電話機用の充電器は、定電流源を提供していた。電話機電池は 、充電器を直接、電話機にいかなる電流制御をも介さずに接続して充電すること が出来た。電流を電話機に供給する際は、式は衝撃係数（duty cycle）を計算す るために使用さたが、これは定期的な時間周期Ｔに対するＯＮにスイッチされて いる充電電流（Ｉ_charge）のパーセンテージである。従って電流（Ｉ_phone）の 時間周期に対する平均量は、提案された電話機電流に等しい。 duty-cycle=(I_phone/I_charge)xT・・・・・・・・・・・・・(1) 定電流源に対してＩ_chargeは、一定であるので、Ｉ_phoneは、電話機電力レベル に対応して一定である。衝撃係数は、従って各電力レベルで一定である。 標準充電器は、単純なＡＣ／ＤＣアダプタであり、これは電話機を電話機のシ ステム接続器を介して直接壁のコンセントに接続する。標準充電器は、フィルタ 処理されず安定化されていない出力電流を従来型変圧器と全波整流素子を用いて １１０Ｖ（または２２０Ｖ）交流電流（ＡＣ）を６Ｖ直流電流（ＤＣ）に変換し て提供する。標準充電器の出力電流量は、時間およびその負荷に掛かる電圧に依 存して変化する。一般的に、この出力電流は、１２０Ｈｚ（または１００Ｈｚ） の０から１．５Ａ強度の全波で、平均値が約７００ｍＡである。この場合、充電 器の負荷電圧が典型的に電池電圧である。負荷電圧が低くなればなるほど、出力 電流は高くなり、その逆も言える。 時間と共に変化する電流源を用いて電池に充電する場合、電話機電池は、単に 充電電流を駆動するだけでは充電できない。入力充電電流が連続的に測定されな ければならない。従って低電流源を用いる従来式電池充電方法は、もはや適切で はなく、好ましい充電電流を全ての期間に渡って発生するための新たな方法が必 要である。 発明の要約 本発明によれば、低電流源と同様に時間と共に変化する電流源を制御すること の出来る統一された電池充電方法が提案されている。低電流源で使用された充電 方法とは異なり、時間と共に変化する電流源の入力電流は、充電工程の間、連続 的にチェックされなければならない。電池を充電したり電話機電源に給電するた めの電流出力量は、入力電流測定値に基づいて異なる衝撃係数を選択することで 異なる希望の値にセット出来る。好適な出力電流計算を改善するために、異なる 電源（Ｉ_input）と種々の希望する電流（Ｉ_out-des）に対して統一された計算式 が提案されており、これは予め定められた関係に基づいて行われる。この方法の 特長は、電話機への電流を制御するための計算方法が、電流源が一定であっても 時間と共に変化しても関係なく正確であることである。電話機電池に充電する場 合、Ｉ_out-desは、電池に充電するために必要な電流量である。電話機電源を供 給する場合は、Ｉ_out-desは、電話機を異なる動作モードで動作させるのに必要 な電流量である。定電源を使用する場合、Ｉ_inputは、外部電源からの一定値で ある。時間と共に変化する電源を使用する場合、Ｉ_inputは、変化するので常に 測定されなければならない。全ての状況の組み合わせに対して、種々の希望の出 力電流が時間周期内のデューティ割合を変更する事で得られる。 本発明の別の特徴として、より滑らかな電流平均値を得るために調整可能時間 周期が提案されており、これは充電効率を改善する。例えば、入力電流が希望す る電流よりかなり高い場合、デューティ割合は、電流が短いパルスで供給される ように、かなり小さくされなければならない。デューティ割合は、充電電流（Ｉ_input ）が通常時間周期Ｔに対してＯＮに切り替えられている割合であるから、 短いパルスは、充電電流がＯＦＦに切り替えられている長い時間間隔を作り出す 。この様な間欠的充電工程は、滑らかでないので望ましくない。時間と共に変化 する電流源に対して、望ましい出力電流と入力電流との間の差も時間と共に変化 する。固定時間周期が使用されている場合、その差が大きくなればなるほど、平 均結果は、悪くなる。従って、時間周期ｔは、Ｉ_inputとＩ_out-desとの間の差に 基づいて修正することが出来る。この差が０未満の場合（すなわちＩ_input＜Ｉ_{o ut-des} ）、時間周期は△Ｉがその符号を変えるまで拡張し続ける。 例として示す実施例に於いて、本発明に基づく方法は、（ａ）電流源からの入 力電流（Ｉ_input）を測定し、（ｂ）望ましい出力電流（Ｉ_out-des）を予め定め られた動作パラメータに基づいて選択し、（ｃ）Ｉ_inputおよびＩ_out-desに基づ いて衝撃係数を決定し、（ｄ）この衝撃係数に基づいて電気装置へ電源（Ｉ_{outp ut} ）を供給することを含む。ステップ（ｂ）は、Ｉ_out-desを電池充電動作に基 づいて選択することで実施され、ステップ（ｄ）は、電源を電池に充電するため に供給することで実施される。衝撃係数は、デューティ割合と時間周期との積で ある。この点に関して、ステップ（ｃ）は、デューティ割合を時間周期全体に渡 って変化させることにより実施される。これに代わるプロセスとして時間周期は 、（Ｉ_input−Ｉ_out-des）の関数であり、ステップ（ｃ）は、時間周期を変化さ せることで実施される。 ステップ（ｂ）は、電池が充電を必要としているかを判定し、そうであるなら ば、Ｉ_out-desを電池電流（Ｉ_battery）として設定することで実施される。この 点に関して、電池が充電を必要としていない場合は、ステップ（ｂ）は、Ｉ_{out- des} を装置動作電流（Ｉ_device）として設定することで実施される。 本発明に基づく別の例として示す実施例には、電池給電式電気装置用電源装置 が具備されている。この電源装置は、定電流源および時間と共に変化する電流源 の１つに結合可能である。この電源装置は、電流源からの入力電流（Ｉ_input） を監視するＡ／Ｄ変換器、予め定められた動作パラメータに対応する必要な出力 電流（Ｉ_out-des）を格納するためのメモリ、およびＩ_inputとＩ_out-desとに基 づいてデューティ割合を決定するための制御装置を含み、この制御装置は、入力 電流（Ｉ_input）を電気装置に駆動するスイッチを衝撃係数に基づいて制御する 。電源装置は、更に電流源が取り外された際に電気装置に給電するように電気装 置に結合された再充電可能電池を含むことも可能である。 電源装置は、更に制御装置と通信する充電装置を含むことも可能であり、この 制御装置は、予め定められたパラメータの１つに基づいて電池へ充電するための 充電回路を閉じる。この予め定められたパラメータは、好適に少なくとも１つの 充電モードと装置運転モードとを含む。この点に関して、この装置が充電モード の時、制御装置は、Ｉ_out-desを電池充電電流（Ｉ_battery）にセットし、この装 置が装置運転モードの時、制御装置は、Ｉ_out-desを装置運転電流（Ｉ_device） にセットする。 図面の簡単な説明 本発明のこれら及びその他の特徴並びに長所を添付図を参照して詳細に説明す る。 図１は、本発明に基づく電源装置を図示するブロック図。 図２は、電源装置のマイクロプロセッサで実行される処理手順を図示する流れ 図。 図３は、横軸を時間に取ったＩ_inputとＩ_out-desを示す電流制御グラフ。 図４は、Ｉ_input＞＞Ｉ_out-desの場合の平均出力電流を図示するグラフ。 図５Ａ−５Ｃは、可変時間周期を用いた電流制御を図示するグラフ。 図６は、本発明に基づく状態機械図。 実施例の詳細な説明 図１は、本発明に基づく電源装置構造を図示するブロック図である。電源装置 １０は、充電器１２を含み、これは壁コンセントの様なＡＣ電源に接続されてい る。入力電流Ｉｃｈは、スイッチ１４に向かって流れ、このスイッチは、マイク ロプロセッサ１６からの信号ＩＣＴＲＬに基づいて開閉される。マイクロプロセ ッサは、スイッチ１４を本発明の制御アルゴリズムに基づき充電回路１８経由で 制御する。マイクロプロセッサ１６は、ＥＥＰＲＯＭにアクセスするが、これは 電話機の充電および運転パラメータ用に必要な出力電流（Ｉ_out-des）を格納し ている。このＥＥＰＲＯＭは、下記の表に基づく、その他の変数をも格納してい る： 装置電池２０は、電源装置が充電モードでスイッチ１４が閉じられている時に電 池に充電するための入力電流Ｉ_batteryを受信する。 本発明に基づく構成で実行されるアルゴリズムを図２を参照して説明する。説 明のため、電子機器としてセルラ電話機が記述されているが、本発明は、その他 の電子機器にも適用可能であり、本発明は、セルラ電話機に制限されることを意 図してはいない。 充電器が電話機（電池を具備）に接続された時、充電サイクルが開始される。 充電機能は、電話機がＯＮで完全サービス中もまたはＯＦＦの時もいずれの場合 も実行できる。充電電流は、充電サイクル中に充電スイッチＩＣＴＲＬを制御す ることにより常に変調されている。電話機または電池に供給される電流量は、異 なる運転モード及び電池電圧に依存する。 充電器接続は、ステップＳ１０１で充電電流をセンスすることにより検出され る。この電流は、毎秒ＩＣＴＲＬをＯＮに切り替え、充電器から充電回路を通し て流れる電流出力を読みとることでセンスされる。充電器は、平均電流値が充電 電流閾値レベルよりも高い場合に検出される（ステップＳ１０２）。 充電器が検出されると、充電アルゴリズムがステップＳ１０３で起動される。 先に説明したように、定電流源で使用される従来型充電方法とは異なり、時間と 共に変化する電流源の入力電流は、充電工程中、連続的にチェックされなければ ならない（ステップＳ１０４）。続いて入力電流Ｉ_chargeがステップＳ１０５で Ｉ_inputに平均化される。すなわち、充電電流は、ＩＣＴＲＬがＯＮの間、読み とられなければならない。標準ＡＣ／ＤＣ充電器からの電流出力は、１２０Ｈｚ 全波である。１つの標準急速充電器を考えると、ここには４７００μＦキャパシ タが存在し、これはＩＣＴＲＬが変化する毎に長い遷移時間を作り出しており、 電流は、５秒毎にＩＣＴＲＬを５０ミリ秒の間、ＯＮにセットした後、８ミリ秒 の間に１０サンプル採取して測定される。新たな電流読み取り値は１０サンプル の平均値である。続いてＩ_inputが計算され、これは新たな電流読み取り値と従 前のＩ_inputにそれぞれ重み１／３２および３１／３２を掛けて加算したフィル タ平均を用いて行われる。 次にステップＳ１０６に於いて電池が充電を必要としているか否かが判定され る。必要な場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、マイクロプロセッサは、ステップＳ１０ ７へ進む。不要の場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、マイクロプロセッサは、Ｓ １０８へ進む。ステップＳ１０７及びＳ１０８に於いて、電池を充電したり、ま たは電話機を操作するのに必要な電流は、それぞれ必要な出力電流Ｉ_out-desと して動作モードに基づいてセットされる。電池を充電したり、または電話機電源 に供給する電流出力量は、入力電流測定値（図３参照）に基づいて異なるデュー ティ割合を選択して、マイクロプロセッサによって必要な値としてセットされる 。異なる電源（Ｉ_input）および種々の要求電流（Ｉ_out-des）に対する統一式は 、次のように与えられる： Ｉ_out-des＝Ｉ_inputｘデューティ割合・・・・・・・・・（２） 衝撃係数＝デューティ割合ｘＴ・・・・・・・・・（３） ここでＴは、平均電流Ｉ_out-desを求めるための時間周期である。先に説明した ように統一式の長所は、使用される電流源の種類が一定または時間と共に変化の 何れであっても、式（２）が常に共通の計算方法として使用出来る点である。電 話機電池に充電する時、Ｉ_out-desは、電池に充電するために必要な電流量であ り、電話機電源を供給する時は、Ｉ_out-desは、種々の運転モードで消費される 電話機電流を補償するための電流量である。定電源を使用する際、Ｉ_inputは、 外部電源からの一定値である。時間と共に変化する電源を使用する場合、Ｉ_{inpu t} は、変化するので、常時測定されなければならない。全ての組み合わせ状況に 対して、デューティ割合を時間周期の中で変更することにより種々の出力電流が 実測される。図３は、電池充電及び電話機電源供給の両方に対して、式（２）お よび（３）を使用した電流制御を図示する。指定された出力電流Ｉ_out-desに対 して入力電流Ｉ_inputが下がると、デューティ割合が増加することに注意された い。 ステップＳ１０９に於いて、衝撃係数は、式（２）および（３）に基づきＩ_{in put} およびＩ_out-desに従って、次のように計算される。 衝撃係数＝（Ｉ_out-des／Ｉ_input）ｘＴ・・・・・・（４） 続いて衝撃係数がＩＣＴＲＬスイッチをＯＮまたはＯＦＦ制御するために出力さ れ、電力（Ｉ_output）が決定された衝撃係数に基づいて電気装置に供給される。 マイクロプロセッサの計算負荷を下げるために、衝撃係数を事前に計算してＥＥ ＰＲＯＭのテーブル内に格納していても構わない。マイクロプロセッサは、対応 するテーブルにアクセスし、入力電流Ｉ_input及び要求出力電流Ｉ_out-desに基づ いて衝撃係数を選定する。 I_inputがＩ_out-desより低い場合、衝撃係数は、１００％にセットされる。 特殊な場合として、送信機がＯＮで電池電圧が５．３Ｖ以上の時、ＩＣＴＲＬは 、時間周期の残り部分が低にセットされ電話機が内部的に過熱されるのを防止す る。 衝撃係数がＯＮの間、電池電圧を測定するために短いＩＣＴＲＬ低パルスが存 在する。ＩＣＴＲＬがＯＦＦの間（ｔ_p−（衝撃係数））、充電器接続を検出す るために短いＩＣＴＲＬ高パルスが存在する。 調整可能な時問周期Ｔを用いることでより、滑らかな電流平均値が得られる。 入力電流が時間と共に変化するため、出力電流と入力電流との間の差も時間と共 に変化する。固定時間周期が使用される場合、その差が大きくなればなるほど、 平均値結果は、貧弱となる（図４参照）。 ｔを電流を平均化するために使用される可変時間周期とすると、式（３）の中 の衝撃係数は、従って、衝撃係数＝デューティ割合ｘｔとなる。この式の中で、 時間周期ｔは、Ｉ_inputとＩ_out-desとの間の差に基づいて修正される。一般的に 、ｔは△Ｉの関数として表現でき ｔ＝ｆ（△Ｉ）＝ｆ（Ｉ_input−Ｉ_out-des）・・・・・・（５） △Ｉが増加する時、時間周期Ｔは短くなり、その逆も言える。△Ｉがゼロ未満（ Ｉ_input＜Ｉ_out-des）の時、時間周期は、△Ｉが符号を変えるまで拡張し続ける 。図５Ａ−５Ｃは、式（５）で計算された可変時間周期を用いて滑らかに平均化 された出力電流を示す。 図６は、本発明に基づくアルゴリズム用の状態機械図である。電話機が電池ま たは外部電源のいずれかで給電されているとき、充電アルゴリズムは、開始状態 に入り、アルゴリズムに関連する全てのパラメータが初期化される。１０分間、 開始タイマが起動され、電話機が電池温度を得られるようになる。電話機は、充 電器接続の一定したチェックを開始し、電話機に給電している電源の型式を識別 する。充電器が検出されない場合、電話機は電池から給電されており、アルゴリ ズムは、携帯状態に入り、充電は、不実施で、電話機は、携帯型受話器として動 作する。 充電器が検出されると常に、充電が開始され状態は、携帯状態から待機状態に 変化される。待機状態は、充電アルゴリズムの分析状態である。待機状態中、マ イクロプロセッサは、全ての充電要求をチェックし、電池が安全な状況で充電さ れることを保証する。この要求は、（１）開始タイマが完了した事、（２）送信 機がＯｆｆであること、（３）電話機がシステムにアクセスしたり、またはチャ ンネルを走査していないこと、（４）電池温度が充電に適した範囲内であること 、（５）電池電圧が“第一満了”レベル以下であることを含む。全ての要求が満 たされると、アルゴリズムは、充電状態に切り替えられる。それ以外の場合、ア ルゴリズムは待機状態に留まり電池を維持する。充電の前に電池電圧が“第一満 了”レベル以上と検出されると、アルゴリズムは、直接充電完了状態に入り満了 状態の電池が過充電されることを防止する。 充電状態に於いて、電池は、電源装置からの充電電流で充電される。充電中、 いくつかの要求、例えば送信機の状態、電池温度および電話機運転モードが常に 監視される。これらの要求のどれか１つが許容範囲外のレベルに達すると、アル ゴリズムは、待機状態に戻る。それ以外の場合、電池は、電池満了状態に達する まで連続して充電される。電池が満了充電に達した事を判定するために４つの条 件を使用している。（１）マイナスデルタＶ検出、（２）ピーク電圧検出、（３ ）最大電池電圧、および（４）安全タイマ限界である。これらの条件のいずれか １つが整合すると、充電状態は終了される。アルゴリズムは、続いて充電完了状 態に切り替えられ、電池満了状態が宣言される。 充電完了状態の於いて、アルゴリズムは、充電電流を変調して電池を満了充電 された状態に維持する。クリックアウト（clock-out）機能により電池が短時間 の後に再充電されることが防止される。待機状態でチェックされた要求は、再び 充電完了状態の中でも検査される。電圧が待機モード中に待機再充電レベル以下 に低下すると、アルゴリズムは、充電状態に戻り電池を再充電する。電池電圧が 会話モード中に会話再充電レベルまで低下すると、アルゴリズムは、待機状態に 戻り続いて送信機がＯｆｆの時は充電状態に戻る。 充電処理工程中に３秒問充電器が検出されない場合は、アルゴリズムは、携帯 状態に戻り充電工程を廃棄する。 充電器を電話機に接続することで電話機の電源を投入した時または充電器を接 続した状態で電話機の電源を切った時、充電単一モードに入る。充電単一モード では、トランシーバ装置は、Ｏｆｆでキーパッドは無効となる。電池充電工程の みが起動中の機能である。充電制御ソフトウェアは、正常及び充電単一モードの 両方に対して設計された統一機能である。 充電器と接続する時、電話機は、＜ＥＮＤ＞キーを押すことにより正常モード と充電単一モードとの間を切り替えることが出来る。モード遷移の間、充電工程 は、現在の動作モードから別のモードへ滑らかに移動する。充電工程を継続する ために、いくつかの充電状態が予約されている。電話機が動作モード切替のため にリセットされる時、充電サイクルは、開始されない。この設計は、電話機がソ フトウェアで再始動（暖機開始またはリブート）される様な状況にも適用可能で ある。 充電電流は、時間と共に変化するため、電池を充電したり、または電話機に給 電するために必要な電流は、同様に常に変調されなければならない。この変調は 調整時間周期の割合である衝撃係数を時間周期全体に渡っての平均電流が必要な 充電電流と等しくなるように生成する。この衝撃係数は、その値が充電電流量お よび要求電流のみならず、その他の多くのパラメータ、例えば充電状態、電池電 圧、送信機ＯＮ／ＯＦＦ及び電源レベル並びに背景光ＯＮ／ＯＦＦ選択に依存す る変数である。この点に関して、 衝撃係数＝（Ｉ_out-des／Ｉ_input）ｘＴ_p・・・・・・（６） ここでＴ_pは、調整時間周期（５秒）、Ｉ_chargeは、充電器からの平均化された 充電電流、Ｉ_out-desは、電池を充電するため、または電話機電流を供給するた めに必要な電流である。 電池に充電する場合、衝撃係数は、Ｉ_input及び電池充電電流Ｉ_batteryの関数 である。 衝撃係数＝（Ｉ_battery／Ｉ_input）ｘＴ_p・・・・・・（７） 電話機電流を供給する場合、衝撃係数は、Ｉ_inputと電話機電流Ｉ_phoneの関数で ある。１０％の追加の衝撃係数が用意されていて、これは充電効率を考慮したも のである。例えば、 衝撃係数＝（Ｉ_phone／Ｉ_input）ｘＴ_pｘ１００％・・・・・・（８） 背景光がＯＮの場合、衝撃係数は、背景光電流Ｉ_backlightで補償される。そし て、 衝撃係数＝（Ｉ_battery＋Ｉ_backlight／Ｉ_input）ｘＴ_p・・・・・・（９） または 衝撃係数＝（Ｉ_phone＋Ｉ_battery／Ｉ_input）ｘＴ_pｘ１１０％・・・・・・（１０） 送信機がＯＮで電池電圧が５．３Ｖ以上の場合、または電話機がシステムにアク セス中であるか、またはチャンネルを走査中で電池電圧が４．５Ｖ以上の場合、 衝撃係数は、ゼロにセットされる。送信機がＯＮで電池電圧が４．５Ｖ以下の場 合、衝撃係数は、式（７）を用いて計算される。 ＣＨＡＲＧＩＮＧ状態に於いて、ＡＷＡＩＴ状態でチェックされた全ての充電 要求が満たされている場合、充電電流は、電池満了状態が判定されるまで電池に 供給される。電池内にはサーミスタが組み込まれていないので、電池満了検出は 、電圧の読み取りのみによる。平均化された電圧Ｖ_MEANが計算され新たな電圧読 み取り値と前回値と比較することにより、毎分チェックされる。充電曲線が増加 する場合、最大読み取り値Ｖ_MEANMAXが新たな読み取り値Ｖ_MEANで更新される。 それ以外の場合は、電池満了判定がＶ_MEANMAXが電池満了レベルを超えたときに なされる。 （１）マイナスデルタＶ検出 電池電圧、Ｖ_MEANが最大読み取り値、Ｖ_MEANMAXよりＡ／Ｄ読み取り値で２つ 分（約２８ｍＶに相当）、連続した２周期の間小さい場合、電池は、満了状態に 充電されている。 （２）ピーク電圧検出 電池電圧Ｖ_MEANが１０分間、最大読み取り値、Ｖ_MEANMAX以下の場合、充電は 、完了する。 （３）最大電圧制限 電池電圧Ｖ_MEANが電池電圧の最大レベルに達するか、または超えた場合、充電 は、停止する。 （４）安全タイマ制限 最大充電時間に達すると充電は終了される。このタイマは、電池が実際に充電 されると起動される。 標準充電器に於いても、充電電流の変化は、電池電圧の変動の原因となる。こ の電圧は、Ａ／Ｄ変換器を直接、読み取ることでは測定できない。電圧測定は、 ＩＣＴＲＬがＯＦＦの間、５秒毎に行われる。電圧は、ＩＣＴＲＬを１００ミリ 秒間、ＯＦＦにセットした後サンプリングされ、新たな平均電圧は、新たなサン プル値と前回平均電圧との平均値である。 サーミスタを組み込むことなく、電池温度は、発振器サーミスタから提供され る電話機内部温度が参照される。実際の電池温度は、サーミスタでは正確には測 定できないので、これは充電工程中、電話機周囲温度の参考として使用される。 温度が指定された範囲外の場合、電池は、充電されない。温度は、１秒間に１度 チェックされ、新たな温度読み取り値と前回平均温度値とをそれぞれ重み１／８ 及び７／８とを付けて加算するフィルタ平均を用いて平均化される。温度制限値 は、全充電工程に対して要求される。 本発明によれば、電流源が一定であろうが、または時間と共に変化しようが、 それには関係なく電気装置を運転したり装置電池に充電するための電源装置並び に方法が提供されている。従って、上記の時間と共に変化する電流を供給する標 準充電器の様な廉価な充電器を組み込めるので、全体製造コストが削減できる。 更に、電流を平均化するための調整可能時間周期を用いることでより、滑らかな 電流平均、従って、より効率的な充電が実現できる。 本発明を現在のところ最も実際的と考えられる提案された実施例に関連して説 明してきたが、理解されるように本発明は開示された実施例に限定されるもので は無く、その反対に添付の請求の範囲の精神並びに範囲に含まれる種々の修正変 更および等価な構成をカバーすることを意図している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１１月７日（１９９８．１１．７） 【補正内容】 duty-cycle=(I_phone/I_charge)xT・・・・・・・・・・・・・(1) 定電流源に対してＩ_chargeは一定であるので、Ｉ_phoneは電話機電力レベルに対 応して一定である。衝撃係数は、従って各電力レベルで一定である。 標準充電器は、単純なＡＣ／ＤＣアダプタであり、これは電話機を電話機のシ ステム接続器を介して直接壁のコンセントに接続する。標準充電器は、フィルタ 処理されず、また安定化されていない出力電流を従来型変圧器と全波整流素子を 用いて１１０Ｖ（または２２０Ｖ）交流電流（ＡＣ）を６Ｖ直流電流（ＤＣ）に 変換して提供する。標準充電器の出力電流量は、時問およびその負荷に掛かる電 圧に依存して変化する。一般的に、この出力電流は、１２０Ｈｚ（または１００ Ｈｚ）の０から１．５Ａ強度の全波で、平均値が約７００ｍＡである。この場合 、充電器の負荷電圧が典型的に電池電圧である。負荷電圧が低くなればなるほど 、出力電流は高くなる、またその逆も言える。 米国特許第５，５３９，２９８号は、ＡＣアダプタと電池パックとに接続され るコンピュータシステムを開示している。ＡＣアダプタが存在しない場合、コン ピュータは電池から給電され、ＡＣアダプタが存在する場合、ＡＣ電源は、コン ピュータへ給電するとともに電池を充電する。充電電流は、パルス化され、その パルスのピークレベルは、コンピュータの電源が入れられているか、または切ら れているかに依存する。しかしながら、このシステムの欠点は、時間と共に変化 する電流源に適用できない事である。 時間と共に変化する電流源を用いて電池に充電する場合、電話機電池は、単に 充電電流を駆動するだけでは充電できない。入力充電電流は、連続的に測定され なければならない。従って、低電流源を用いる従来式電池充電方法は、もはや適 切ではなく、好ましい充電電流を全ての期間に渡って発生するための新たな方法 が必要である。 発明の要約 本発明によれば、低電流源と同様に時間と共に変化する電流源を制御すること の出来る統一された電池充電方法が提案されている。低電流源で使用された充電 方法とは異なり、時間と共に変化する電流源の入力電流は、充電工程の間連続的 にチェックされなければならない。電池を充電したり電話機電源に給電するため の電流出力量は、入力電流測定値に基づいて異なる衝撃係数を選択することで異 なる希望の値にセット出来る。好適な出力電流計算を改善するために、異なる電 源（Ｉ_input）と種々の希望する電流（Ｉ_out-des）に対して統一された計算式が 提案されており、これは、予め定められた関係に基づいて行われる。この方法の 特長は、電話機への電流を制御するための計算方法が電流源が一定であっても、 時間と共に変化しても関係なく正確であることである。電話機電池に充電する場 合、Ｉ_out-desは、電池に充電するために必要な電流量である。電話機電源を供 給する場合は、Ｉ_out-desは、電話機を異なる動作モードで動作させるのに必要 な電流量である。定電源を使用する場合、Ｉ_inputは、外部電源からの一定値で ある。時間と共に変化する電源を使用する場合、Ｉ_inputは、変化するので常に 測定されなければならない。全ての状況の組み合わせに対して、種々の希望の出 力電流が時間周期内のデューティ割合を変更する事で得られる。 本発明の別の特徴として、より滑らかな電流平均値を得るために調整可能時間 周期が提案されており、これは充電効率を改善する。例えば、入力電流が希望す る電流よりかなり高い場合、デューティ割合は、電流が短いパルスで供給される ように、かなり小さくされなければならない。デューティ割合は、充電電流（I_{i nput} ）が通常時間周期Ｔに対してＯＮに切り替えられている割合であるから、短 いパルスは、充電電流がＯＦＦに切り替えられている長い時間間隔を作り出す。 この様な間欠的充電工程は、滑らかでないので望ましくない。時間と共に変化す る電流源に対して、望ましい出力電流と入力電流との間の差も時間と共に変化す る。固定時間周期が使用されている場合、その差が大きくなればなるほど平均結 果は、悪くなる。従って、時間周期ｔは、Ｉ_inputとＩ_out-desとの間の差に基づ いて修正することが出来る。この差が０未満の場合（すなわちＩ_input＜Ｉ_{out-d es} ）、時間周期は△Ｉがその符号を変えるまで拡張し続ける。 例として示す実施例に於いて、本発明に基づく方法は、（ａ）電流源からの入 力電流（Ｉ_input）を測定し、（ｂ）望ましい出力電流（Ｉ_out-des）を予め定め られた動作パラメータに基づいて選択し、（ｃ）Ｉ_inputおよびＩ_out-desに基づ いて衝撃係数を決定し、（ｄ）この衝撃係数に基づいて電気装置へ電源（Ｉ_{outp ut} ）を供給することを含む。ステップ（ｂ）は、Ｉ_out-desを電池充 電動作に基づいて選択することにより実施され、ステップ（ｄ）は、電源を電池 に充電するために供給することにより実施される。衝撃係数は、デューティ割合 と時間周期との積である。この点に関して、ステップ（ｃ）は、デューティ割合 を時間周期全体に渡って変化させることにより実施される。これに代わるプロセ スとして時間周期は、（Ｉ_input−Ｉ_out-des）の関数であり、ステップ（ｃ）は 、時間周期を変化させることにより実施される。 ステップ（ｂ）は、電池が充電を必要としているかを判定し、そうであるなら ばＩ_out-desを電池充電電流（Ｉ_battery）として設定することにより実施される 。この点に関して、電池が充電を必要としていない場合は、ステップ（ｂ）は、 Ｉ_out-desを装置動作電流（Ｉ_devive）として設定することにより実施される。 本発明に基づく別の例として示す実施例には、電池給電式電気装置用電源装置 が具備されている。この電源装置は、定電流源および時間と共に変化する電流源 の１つに結合可能である。この電源装置は、これは電流源からの入力電流（Ｉ_{in put} ）を監視するＡ／Ｄ変換器、予め定められた動作パラメータに対応する必要 な出力電流（Ｉ_out-des）を格納するためのメモリ、およびＩ_inputとＩ_out-des とに基づいてデューティ割合を決定するための制御装置を含み、この制御装置は 、入力電流（Ｉ_input）を電気装置に駆動するスイッチを衝撃係数に基づいて制 御する。電源装置は、更に電流源が取り外された際に電気装置に給電するように 電気装置に結合された再充電可能電池を含むことも可能である。 電源装置は、更に制御装置と通信する充電装置を含むことも可能であり、この 制御装置は、予め定められたパラメータの１つに基づいて、電池へ充電するため の充電回路を閉じる。この予め定められたパラメータは、好適に少なくとも１つ の充電モードと装置運転モードとを含む。この点に関して、この装置が充電モー ドの時、制御装置はＩ_out-desを電池充電電流（Ｉ_battery）にセットし、この装 置が装置運転モードの時、制御装置はＩ_out-desを装置運転電流（Ｉ_device）に セットする。 図面の簡単な説明 本発明のこれら及びその他の特徴並びに長所を添付図を参照して詳細に説明す る。ここで、 図１は、本発明に基づく電源装置を図示するブロック図。 図２は、電源装置のマイクロプロセッサで実行される処理手順を図示する流れ 図。 図３は、横軸を時間に取ったＩ_inputとＩ_out-desを示す電流制御グラフ。 図４は、Ｉ_input＞＞Ｉ_out-desの場合の平均出力電流を図示するグラフ。 図５Ａ−５Ｃは、可変時間周期を用いた電流制御を図示するグラフ。 図６は、本発明に基づく状態機械図。 実施例の詳細な説明 図１は、本発明に基づく電源装置構造を図示するブロック図である。電源装置 １０は、充電器１２を含み、これは壁コンセントの様なＡＣ電源に接続されてい る。入力電流Ｉｃｈは、スイッチ１４に向かって流れ、このスイッチは、マイク ロプロセッサ１６からの信号ＩＣＴＲＬに基づいて開閉される。マイクロプロセ ッサは、スイッチ１４を本発明の制御アルゴリズムに基づき充電回路１８経由で 制御する。マイクロプロセッサ１６は、ＥＥＰＲＯＭにアクセスするが、これは 電話機の充電および運転パラメータ用に必要な出力電流（Ｉ_out-des）を格納し ている。このＥＥＰＲＯＭは、下記の表に基づく、その他の変数をも格納してい る：装置電池２０は、電源装置が充電モードでスイッチ１４が閉じられている時に電 池に充電するための入力電流Ｉ_batteryを受信する。 本発明に基づく構成で実行されるアルゴリズムを図２を参照して説明する。説 明のため、電子機器としてセルラ電話機が記述されているが、本発明は、その他 の電子機器にも適用可能であり、本発明は、セルラ電話機に制限されることを意 図してはいない。 充電器が電話機（電池を具備）に接続された時、充電サイクルが開始される。 充電機能は、電話機がＯＮで完全サービス中もＯＦＦの時もいずれの場合も実行 できる。充電電流は、充電サイクル中に充電スイッチＩＣＴＲＬを制御すること により常に変調されている。電話機または電池に供給される電流量は、異なる運 転モード及び電池電圧に依存する。 充電器接続は、ステップＳ１０１で充電電流をセンスすることにより検出され る。この電流は、毎秒ＩＣＴＲＬをＯＮに切り替え、充電器から充電回路を通し て流れる電流出力を読みとることでセンスされる。充電器は、平均電流値が充電 電流閾値レベルよりも高い場合に検出される（ステップＳ１０２）。 充電器が検出されると、充電アルゴリズムがステップＳ１０３で起動される。 先に説明したように、定電流源で使用される従来型充電方法とは異なり、時間と 共に変化する電流源の入力電流は、充電工程中、連続的にチェックされなければ ならない（ステップＳ１０４）。続いて入力電流Ｉ_chargeがステップＳ１０５で Ｉ_inputに平均化される。すなわち、充電電流は、ＩＣＴＲＬがＯＮの問読みと られなければならない。また標準ＡＣ／ＤＣ充電器からの電流出力は、１２０Ｈ Ｚ全波である。１つの標準急速充電器を考えると、ここには４７００μＦキャパ シタが存在し、これは、ＩＣＴＲＬが変化する毎に長い遷移時間を作り出してお り、電流は、５秒毎にＩＣＴＲＬを５０ミリ秒の間、ＯＮにセットした後、８ミ リ秒の間に１０サンプル採取して測定される。新たな電流読み取り値は、１０サ ンプルの平均値である。続いてＩ_inputが計算され、これは新たな電流読み取り 値と従前のＩ_inputにそれぞれ重み１／３２および３１／３２を掛けて加算した フィルタ平均を用いて行われる。 次にステップＳ１０６に於いて電池が充電を必要としているか否かが判定され る。必要な場合（Ｓ１０６でＹＥＳ）、マイクロプロセッサは、ステップＳ１０ ７へ進む。不要の場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、マイクロプロセッサは、Ｓ １０８へ進む。ステップＳ１０７及びＳ１０８に於いて、電池を充電したり、ま たは電話機を操作するのに必要な電流は、それぞれ必要な出力電流Ｉ_out-desと して動作モードに基づいてセットされる。電池を充電したり、または電話機電源 に供給する電流出力量は、入力電流測定値（図３参照）に基づいて異なるデュー ティ割合を選択してマイクロプロセッサによって必要な値としてセットされる。 異なる電源（Ｉ_input）および種々の要求電流（Ｉ_out-des）に対する統一式は、 次のように与えられる： Ｉ_out-des＝Ｉ_inputｘデューティ割合・・・・・・（２） 衝撃係数＝デューティ割合ｘＴ・・・・・・（３） ここでＴは、平均電流Ｉ_out-desを求めるための時間周期である。先に説明した ように統一式の長所は、使用される電流源の種類が一定または時間と共に変化の 何れであっても、式（２）が常に共通の計算方法として使用出来る点である。電 話機電池に充電する時Ｉ_out-desは、電池に充電するために必要な電流量であり 、また電話機電源を供給する時は、Ｉ_out-desは種々の運転モードで消費される 電話機電流を補償するための電流量である。定電源を使用する際、Ｉ_inputは、 外部電源からの一定値である。時間と共に変化する電源を使用する場合、Ｉ_{inpu t} は変化するので、常時、測定されなければならない。全ての組み合わせ状況に 対して、デューティ割合を時間周期の中で変更することにより、種々の出力電流 が実測される。図３は、電池充電及び電話機電源供給の両方に対して式（２）お よび（３）を使用した電流制御を図示する。指定された出力電流Ｉ_out-desに対 して入力電流Ｉ_inputが下がると、デューティ割合が増加することに注意される 。 ステップＳ１０９に於いて、衝撃係数は、式（２）および（３）に基づきＩ_{in put} およびＩ_out-desに従って、次のように計算される： 衝撃係数＝（Ｉ_out−_des／Ｉ_input）ｘＴ・・・・・・（４） 続いて衝撃係数がＩＣＴＲＬスイッチをＯＮまたはＯＦＦ制御するために出力さ れ、電力（Ｉ_output）が決定された衝撃係数に基づいて電気装置に供給される。 マイクロプロセッサの計算負荷を下げるために、衝撃係数を事前に計算してＥＥ ＰＲＯＭのテーブル内に格納していても構わない。マイクロプロセッサは、対応 するテーブルにアクセスし、入力電流Ｉ_input及び要求出力電流Ｉ_out-desに基づ いて衝撃係数を選定する。 Ｉ_inputがＩ_out-desより低い場合、衝撃係数は、１００％にセットされる。特 殊な場合として、送信機がＯＮで電池電圧が５．３Ｖ以上の時、ＩＣＴＲＬは、 時間周期の残り部分は低にセットされ電話機が内部的に過熱されるのを防止する 。 衝撃係数がＯＮの間、電池電圧を測定するために短いＩＣＴＲＬ低パルスが存 在する。ＩＣＴＲＬがＯＦＦの間（ｔ_p−（衝撃係数））充電器接続を検出する ために短いＩＣＴＲＬ高パルスが存在する。 調整可能な時間周期Ｔを用いることでより、滑らかな電流平均値が得られる。 入力電流が時間と共に変化するため、出力電流と入力電流との間の差も時間と共 に変化する。固定時間周期が使用される場合、その差が大きくなればなるほど、 平均値結果は貧弱となる（図４参照）。 ｔを電流を平均化するために使用される可変時間周期とすると、式（３）の中 の衝撃係数は、従って、衝撃係数＝デューティ割合ｘｔとなる。この式の中で、 時間周期ｔは、Ｉ_inputとＩ_out-desとの間の差に基づいて修正される。一般的に ｔは、△Ｉの関数として表現でき ｔ＝ｆ（ΔＩ）＝ｆ（Ｉ_input−Ｉ_out-des）・・・・・・（５） △Ｉが増加する時、時問周期Ｔは短くなり、その逆も言える。△Ｉがゼロ未満（ Ｉ_input＜Ｉ_out-des）の時、時間周期は△Ｉが符号を変えるまで拡張し続ける。 図５Ａ−５Ｃは、式（５）で計算された可変時間周期を用いて滑らかに平均化さ れた出力電流を示す。 図６は、本発明に基づくアルゴリズム用の状態機械図である。電話機が電池ま たは外部電源のいずれかで給電されているとき、充電アルゴリズムは、開始状態 に入り、アルゴリズムに関連する全てのパラメータが初期化される。１０分間開 始タイマが起動され、電話機が電池温度を得られるようになる。電話機は、充電 器接続の一定したチェックを開始し、電話機に給電している電源の型式を識別す る。充電器が検出されない場合、電話機は電池から給電されており、アルゴリズ ムは、携帯状態に入り、充電は、不実施で電話機は、携帯型受話器として動作す る。 充電器が検出されると常に、充電が開始され状態は、携帯状態から待機状態に 変化される。待機状態は、充電アルゴリズムの分析状態である。待機状態中、マ イクロプロセッサは、全ての充電要求をチェックし、電池が安全な状況で充電さ れることを保証する。この要求は、（１）開始タイマが完了した事、（２）送信 機がＯｆｆであること、（３）電話機がシステムにアクセスしたりまたはチャン ネルを走査していないこと、（４）電池温度が充電に適した範囲内であること、 （５）電池電圧が“第一満了”レベル以下であることを含む。全ての要求が満た されると、アルゴリズムは、充電状態に切り替えられる。それ以外の場合、アル ゴリズムは待機状態に留まり電池を維持する。充電の前に電池電圧が“第一満 了”レベル以上と検出されると、アルゴリズムは、直接、充電完了状態に入り満 了状態の電池が過充電されることを防止する。 充電状態に於いて、電池は、電源装置からの充電電流で充電される。充電中、 いくつかの要求、例えば送信機の状態、電池温度および電話機運転モードが常に 監視される。これらの要求のどれか１つが許容範囲外のレベルに達すると、アル ゴリズムは待機状態に戻る。それ以外の場合、電池は電池満了状態に達するまで 連続して充電される。電池が満了充電に達した事を判定するために４つの条件を 使用している。（１）マイナスデルタＶ検出、（２）ピーク電圧検出、（３）最 大電池電圧、（４）安全タイマ限界である。これらの条件のいずれか１つが整合 すると、充電状態は終了される。アルゴリズムは続いて充電完了状態に切り替え られ、電池満了状態が宣言される。 充電完了状態に於いて、アルゴリズムは、充電電流を変調して電池を満了充電 された状態に維持する。クリックアウト（clock-out）機能により電池が短時間 の後に再充電されることが防止される。待機状態でチェックされた要求は、再び 充電完了状態の中でも検査される。電圧が待機モード中に待機再充電レベル以下 に低下すると、アルゴリズムは、充電状態に戻り電池を再充電する。電池電圧が 会話モード中に会話再充電レベルまで低下すると、アルゴリズムは、待機状態に 戻り続いて送信機がＯｆｆの時は充電状態に戻る。 充電処理工程中に３秒間充電器が検出されない場合は、アルゴリズムは、携帯 状態に戻り充電工程を廃棄する。 充電器を電話機に接続することで電話機の電源を投入した時または充電器を接 続した状態で電話機の電源を切った時、充電単一モードに入る。充電単一モード では、トランシーバ装置は、Ｏｆｆでキーパッドは無効となる。電池充電工程の みが起動中の機能である。充電制御ソフトウェアは、正常及び充電単一モードの 両方に対して設計された統一機能である。 充電器と接続する時、電話機は＜ＥＮＤ＞キーを押すことにより正常モードと 充電単一モードとの間を切り替えることが出来る。モード遷移の間、充電工程は 現在の動作モードから別のモードへ滑らかに移動する。充電工程を継続するため に、いくつかの充電状態が予約されている。電話機が動作モード切替のためにリ セットされる時、充電サイクルは開始されない。この設計は、電話機がソフトウ ェアで再始動（暖機開始またはリブート）される様な状況にも適用可能である。 充電電流は時間と共に変化するため、電池を充電したり、または電話機に給電 するために必要な電流は同様に常に変調されなければならない。この変調は、調 整時間周期の割合である衝撃係数を時間周期全体に渡っての平均電流が必要な充 電電流と等しくなるように生成する。この衝撃係数は、その値が充電電流量およ び要求電流のみならず、その他の多くのパラメータ、例えば充電状態、電池電圧 、送信機ＯＮ／ＯＦＦ及びその電源レベル並びに背景光ＯＮ／ＯＦＦ選択に依存 する変数である。この点に関して、 衝撃係数＝（Ｉ_out-des／Ｉ_input）ｘＴ_p・・・・・・（６） ここでＴ_pは、調整時間周期（５秒）、Ｉ_chargeは、充電器からの平均化された 充電電流、Ｉ_out-desは、電池を充電するため、または電話機電流を供給するた めに必要な電流である。 電池に充電する場合、衝撃係数は、Ｉ_input及び電池充電電流Ｉ_batteryの関数 である。 衝撃係数＝（Ｉ_battery／Ｉ_input）ｘＴ_p・・・・・・（７） 電話機電流を供給する場合、衝撃係数は、Ｉ_inputと電話機電流Ｉ_phoneの関数で ある。１０％の追加の衝撃係数が用意されていて、これは充電効率を考慮したも のである。例えば、 衝撃係数＝（Ｉ_phone／Ｉ_input）ｘＴ_pｘ１００％・・・・・・（８） 背景光がＯＮの場合、衝撃係数は、背景光電流Ｉ_backlightで補償される。そし て、 衝撃係数＝（Ｉ_battery＋Ｉ_backlight／Ｉ_input）ｘＴ_p・・・・・・（９） または 衝撃係数＝（Ｉ_phone＋Ｉ_battery／Ｉ_input）ｘＴ_pｘ１１０％・・・・・・（１０） 送信機がＯＮで電池電圧が５．３Ｖ以上の場合、または電話機がシステムにアク セス中であるか、またはチャンネルを走査中で電池電圧が４．５Ｖ以上の場合、 衝撃係数は、ゼロにセットされる。送信機がＯＮで電池電圧が４．５Ｖ以下の場 合、衝撃係数は、式（７）を用いて計算される。 ＣＨＡＲＧＩＮＧ状態に於いて、もしもＡＷＡＩＴ状態でチェックされた全て の充電要求が満たされている場合、充電電流は、電池満了状態が判定されるまで 電池に供給される。電池内にはサーミスタが組み込まれていないので、電池満了 検出は電圧の読み取りのみによる。平均化された電圧Ｖ_MEANが計算され新たな電 圧読み取り値と前回値と比較することにより、毎分チェックされる。充電曲線が 増加する場合、最大読み取り値Ｖ_MEANMAXが新たな読み取り値Ｖ_MEANで更新され る。それ以外の場合は、電池満了判定がＶ_MEANMAXが電池満了レベルを超えたと きになされる。 以下に示す方法は電池が満了状態であるかを判定するために使用される。 （１）マイナスデルタＶ検出 電池電圧、Ｖ_MEANが最大読み取り値Ｖ_MEANMAXよりＡ／Ｄ読み取り値で２つ分 （約２８ｍＶに相当）、連続した２周期の間小さい場合、電池は満了状態に充電 されている。 （２）ピーク電圧検出 電池電圧、Ｖ_MEANが１０分間最大読み取り値Ｖ_MEANMAX以下の場合、充電は完 了する。 （３）最大電圧制限 電池電圧Ｖ_MEANが電池電圧の最大レベルに達するか、または超えた場合、充電 は停止する。 （４）安全タイマ制限 最大充電時間に達すると、充電は終了される。このタイマは、電池が実際に充 電されると起動される。 標準充電器に於いても、充電電流の変化は、電池電圧の変動の原因となる。こ の電圧は、Ａ／Ｄ変換器を直接読み取ることでは測定できない。電圧測定は、Ｉ ＣＴＲＬがＯＦＦの間、５秒毎に行われる。電圧は、ＩＣＴＲＬを１００ミリ秒 問ＯＦＦにセットした後サンプリングされ、新たな平均電圧は、新たなサンプル 値と前回平均電圧との平均値である。 サーミスタを組み込むことなく、電池温度は、発振器サーミスタから提供され る電話機内部温度が参照される。実際の電池温度は、サーミスタでは正確には測 定できないので、これは充電工程中、電話機周囲温度の参考として使用される。 温度が指定された範囲外の場合、電池は充電されない。温度は、１秒間に１度チ ェックされ、新たな温度読み取り値と前回平均温度値とをそれぞれ重み１／８及 び７／８とを付けて加算するフィルタ平均を用いて平均化される。温度制限値は 、全充電工程に対して要求される。 本発明によれば、電流源が一定であろうが、または時間と共に変化しようが、 それには関係なく電気装置を運転したり装置電池に充電するための電源装置並び に方法が提供されている。従って上記の時間と共に変化する電流を供給する標準 充電器の様な廉価な充電器を組み込めるので、全体製造コストが削減できる。更 に、電流を平均化するための調整可能時間周期を用いることでより、滑らかな電 流平均従ってより効率的な充電が実現できる。 請求の範囲 1. 電池給電式電気装置への外部電源からの電流供給を制御する方法であって 、電流源は、定電流源及び時間と共に変化する電流源の１つであり、 （ａ）電流源からの入力電流Ｉ_inputを測定し、 （ｂ）要求出力電流Ｉ_out-desを予め定められた運転パラメータに基づいて選 択し、 （ｃ）Ｉ_input及びＩ_out-desに基づいて衝撃係数を決定し、 （ｄ）この衝撃係数に基づいて電力Ｉ_outputを電気装置に供給する前記方法。 2. 請求項１記載の方法に於いて、ステップ（ｂ）は、電池充電動作に基づい てＩ_out-desを選定することにより実施され、ステップ（ｄ）は、電池に充電す るための電力を供給することにより実施される前記方法。 3. 請求項１記載の方法に於いて、衝撃係数は、デューティ割合と時間周期と の積であり、ステップ（ｃ）は、デューティ割合を時間周期全体に渡って変化さ せることで実施される前記方法。 4. 請求項１記載の方法に於いて、衝撃係数は、デューティ割合と時間周期と の積であり、時間周期は、（Ｉ_input−Ｉ_out-des）の関数であり、ステップ（ｃ ）は、時間周期を変化させることにより実施される前記方法。 5. 請求項１記載の方法に於いて、ステップ（ｄ）は、電池が充電を必要とし ているか否かを判定することによって実施され、電池が充電を必要とする場合、 Ｉ_out-desを電池充電電流Ｉ_batteryに設定する前記方法。 6. 請求項５記載の方法に於いて、電池が充電を必要としない場合、ステップ （ｂ）は、Ｉ_out-desを装置動作電流Ｉ_deviceに設定することにより実施される 前記方法。 7. 電池給電式電気装置用電源装置であって、この電源装置は、定電流源およ び時間と共に変化する電流源の１つに結合可能であり、 電流源から電気装置への入力電流Ｉ_inputを監視するＡ／Ｄ変換器と、 電気装置の予め定められた運転パラメータに対応する要求出力電流Ｉ_out-des を格納するためのメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）と、 前記Ａ／Ｄ変換器および前記メモリと通信する制御装置（１６）であって、前 記予め定められた運転パラメータに基づいてＩ_out-desを選択し、Ｉ_inputとＩ_{ou t-des} とに基づいてデューティ割合を決定し、衝撃係数に基づいて電気装置への 入力電流（Ｉ_input）を導く前記制御装置とを含む前記電源装置。 8. 請求項７記載の電源装置であって、更に電気装置に結合され電流源が取り 外された時に電気装置に電源を供給するための再充電可能電池（２０）を含む前 記電源装置。 9. 請求項８記載の電源装置であって、更に前記制御装置と通信する充電スイ ッチ（１４）を含み、前記制御装置は、前記予め定められたパラメータの１つに 基づいて前記電池に充電するために前記充電スイッチを閉路する前記電源装置。 10．請求項７記載の電源装置に於いて、前記予め定められたパラメータは、少 なくとも１つの充電モードと装置運転モードとを含む前記電源装置。 11．請求項１０記載の電源装置に於いて、装置が前記充電モードにある時、前 記制御装置は、Ｉ_out-desを電池充電電流Ｉ_batteryにセットする前記電源装置。 12．請求項１０記載の電源装置に於いて、装置が前記装置運転モードにある時 、前記制御装置は、Ｉ_out-desを装置運転電流Ｉ_deviceにセットする前記電源装 置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 電池給電式電気装置を電流源で運転する方法であって、電流源は、定電流 源及び時間と共に変化する電流源の１つであり、 （ａ）電流源からの入力電流（Ｉ_input）を測定し、 （ｂ）要求出力電流（Ｉ_out-des）を予め定められた運転パラメータに基づい て選択し、 （ｃ）Ｉ_input及びＩ_out-desに基づいて衝撃係数を決定し、 （ｄ）この衝撃係数に基づいて電力（Ｉ_output）を電気装置に供給する前記方 法。 2. 請求項１記載の方法に於いて、ステップ（ｂ）は、電池充電動作に基づい てＩ_out-desを選定することにより実施され、ステップ（ｄ）は、電池に充電す るための電力を供給することにより実施される前記方法。 3. 請求項１記載の方法に於いて、衝撃係数は、デューティ割合と時間周期と の積であり、ステップ（ｃ）は、デューティ割合を時間周期全体に渡って変化さ せることにより実施される前記方法。 4. 請求項１記載の方法に於いて、衝撃係数は、デューティ割合と時間周期と の積であり、時間周期は、（Ｉ_input−Ｉ_out-des）の関数であり、ステップ（ｃ ）は、時間周期を変化させることにより実施される前記方法。 5. 請求項１記載の方法に於いて、ステップ（ｄ）は、電池が充電を必要とし ているか否かを判定することによって実施され、電池が充電を必要とする場合Ｉ_out-des を電池充電電流（Ｉ_battery）に設定する前記方法。 6. 請求項５記載の方法に於いて、電池が充電を必要としない場合、ステップ （ｂ）は、Ｉ_out-desを装置動作電流（Ｉ_device）に設定することにより実施さ れる前記方法。 7. 電池給電式電気装置用電源装置であって、この電源装置は、定電流源およ び時間と共に変化する電流源の１つに結合可能であり、 電流源からの入力電流（Ｉ_input）を監視するＡ／Ｄ変換器と、 予め定められた運転パラメータに対応する要求出力電流（Ｉ_out-des）を格納 するためのメモリと、 前記Ａ／Ｄ変換器および前記メモリと通信する制御装置であって、前記予め定 められた運転パラメータに基づいてＩ_out-desを選択し、Ｉ_inputとI_out-desとに 基づいてデューティ割合を決定し、衝撃係数に基づいて電気装置への入力電流（ Ｉ_input）を導く前記制御装置とを含む前記電源装置。 8. 請求項７記載の電源装置であって、更に電気装置に結合され電流源が取り 外された時に電気装置に電源を供給するための再充電可能電池を含む前記電源装 置。 9. 請求項８記載の電源装置であって、更に前記制御装置と通信する充電スイ ッチを含み、前記制御装置は、前記予め定められたパラメータの１つに基づいて 前記電池に充電するために前記充電スイッチを閉路する前記電源装置。 10．請求項７記載の電源装置に於いて、前記予め定められたパラメータは、少 なくとも１つの充電モードと装置運転モードとを含む前記電源装置。 11．請求項１０記載の電源装置に於いて、前記装置は、前記充電モードにある 時、前記制御装置は、Ｉ_out-desを電池充電電流（Ｉ_battery）にセットする前記 電源装置。 12．請求項１０記載の電源装置に於いて、前記装置は、前記装置運転モードに ある時、前記制御装置は、Ｉ_out-desを装置運転電流（Ｉ_device）にセットする 前記電源装置。