JP2002218668A - 携帯型情報処理装置、充電装置及び方法 - Google Patents

携帯型情報処理装置、充電装置及び方法

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JP2002218668A
JP2002218668A JP2001011561A JP2001011561A JP2002218668A JP 2002218668 A JP2002218668 A JP 2002218668A JP 2001011561 A JP2001011561 A JP 2001011561A JP 2001011561 A JP2001011561 A JP 2001011561A JP 2002218668 A JP2002218668 A JP 2002218668A
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浩一 松田
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秀清 小澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】携帯使用での充電容量の増加と机上使用での電
池の劣化防止を両立させる。 【解決手段】充電制御部２４は、ＡＣアダプタ１４によ
る外部電源が接続されたことにより内蔵電池１０の充電
を開始するときには、内蔵電池１０の充電容量が可能な
限り大きくなる第１の充電電圧に設定して充電させる。
またＡＣアダプタ１４を常時接続状態としている机上使
用で、内蔵電池１０が自己放電により容量が減少したこ
とを認識して充電を開始するときには、第１の充電電圧
より低い第２の充電電圧を設定して充電させ、電池の劣
化を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＣアダプタ等に
よる外部電源の接続時には外部電源から負荷に電力を供
給すると共に内蔵した電池を充電する携帯型情報処理装
置、充電装置及び方法に関し、特に、外部電源を接続し
た状態で使用している際の電池の劣化を防止するための
携帯型情報処理装置、充電装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、素子の小型化、ＬＳＩの高集積
化、ＣＰＵの高性能化が進み、携帯電話、パソコン通
信、インターネット等、通信設備が充実したことによ
り、ノート型パソコン、ハンディターミナル、モバイル
コンピュータ等の携帯型機器の市場が拡大している。
【０００３】このような携帯型機器の電池としては、近
年、リチウムイオン電池（Ｌ＋電池）の使用が急激に広
がっている。リチウムイオン電池は、重量エネルギー密
度がニカド・ニッケル水素電池の約３倍、体積エネルギ
ー密度で約２倍となり、小型で軽量の高容量の電池であ
り、様々な携帯機器に使用されている。
【０００４】またリチウムイオン電池は、公称電圧３．
６ボルトを発生する電池セルを基本単位とし、携帯型端
末が必要とする電源電圧に応じたセル数だけ円筒形や角
形のパッケージに収納している。例えば２セルであれば
７．２ボルト、３セルであれば１０．８ボルトとなる。
【０００５】ノートパソコン等の携帯型機器に搭載され
るリチウムイオン電池の充電方法は定電圧定電流充電が
必要となっている。このような電池の充電においては、
充電電圧、充電電流、及び充電時間によって充電される
量が決定される。
【０００６】ノートパソコンなどの携帯型機器は、リチ
ウムイオン電池の充電される量、即ち、満充電時の容量
が多いほど電池での稼働時間が長くなり、このため許容
範囲内で可能な限り高い電圧で充電させて満充電時の容
量が多くなるようにしている。また放電終止電圧として
機器が安定して稼動しうる最低限の電圧値を設定する必
要があるが、放電終止電圧の設定の仕方によっても装置
稼働時間は変化する。
【０００７】一方、リチウムイオン電池は、充電状態で
高温環境下に放置しておくだけでも、充放電させたのと
同じように容量が低下してしまうという劣化特性があ
る。劣化の度合は放置温度と充電電圧に依存し、温度が
高い程劣化が早い。
【０００８】ノートパソコンの使用方法は、携帯使用に
限らず、机上で常にＡＣアダプタを接続した状態で使用
することもある。この場合、ノートパソコンの電源は常
にＡＣアダプタから供給され、内蔵の電池から供給され
ることはない。しかし、ノートパソコンの電力が常にＡ
Ｃアダプタから供給されていても、商用電源の瞬断や瞬
停止、停電等の異常時を考えると、電池充電容量が空で
あることは好ましくない。
【０００９】更には、通常は机上での運用が主である
が、急に携帯使用しようとした時にも、電池が空である
と、電池の充電が終るまで待たなければ携帯使用ができ
ない問題もある。このように、ノートパソコンが机上で
常にＡＣアダプタを接続した状態で使用する場合であっ
ても、内蔵電池の充電容量は１００％に近い満充電状態
に保つ必要がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】通常、ＡＣアダプタを
接続した状態で運用されている場合、内蔵の電池から装
置に電力が供給されることは無いので、内蔵電池は一度
充電されると充電容量は１００％に近い満充電の状態に
保たれ、再度充電する必要はない。しかし、リチウムイ
オン電池に限らず、２次電池は満充電状態においても内
部リークにより徐々に充電容量が減少していく。これを
自己放電という。
【００１１】そこで、ノートパソコン等の装置がＡＣア
ダプタを接続した状態で運用される場合であっても、内
蔵電池の自己放電による充電容量の自己減少分を、再度
充電することで補う必要がある。Ｎｉｃａｄ電池やＮｉ
ＭＨ電池では、自己放電分に等しい量を常に充電し続け
るトリクル充電が一般的な方法である。
【００１２】一方、リチウムイオン電池は、トリクル充
電を続けると電池が損傷する危険があるため、電池残量
を監視し、ある程度まで残量が目減りした時に充電を行
う方法で自己放電量を補うようになっている。
【００１３】このためノートパソコンを机上で常にＡＣ
アダプタに接続した状態で使用すると、負荷に対しては
ＡＣアダプタからの電力供給となるため、リチウムイオ
ン電池からの放電はないが、リチウムイオン電池は常に
満充電状態に置かれるために負荷に対し充放電をしなく
ても劣化する問題がある。
【００１４】このような問題は、リチウムイオン電池に
限らず、リチウムポリマー電池等の他の２次電池でも、
程度の差こそあれ同様に起きている。
【００１５】リチウムイオン２次電池の充電電圧を高く
すれば充電容量が増加し、携帯使用でのノートパソコン
の電池による稼働時間を延ばすことができるが、反面、
充電電圧が高いと、ＡＣアダプタでの運用等で電池を放
電しないような場合であっても、電池の充放電を行った
と同様な劣化が発生する。
【００１６】高温環境下における電池の劣化を解決する
ための最もてっとり早い方法は、充電電圧を下げること
である。しかし、電池充電電圧を下げると高温環境下に
おける電池の劣化は防止できるが、電池の充電量が下が
るので、ノートパソコンでの電池による可動時間が短く
なる問題がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決することを目的とし、パソコン等の装置が携帯使
用であるときは、電池での稼働時間が最大となるように
電池の充電電圧を高くして充電容量を増加させ、パソコ
ン等の装置が常時ＡＣアダプタ接続による机上での使用
である場合は、電池の充電電圧を下げて高温環境下にお
ける電池の劣化を防止するようにしたことにある。
【００１８】パソコン等の装置が携帯使用か机上での使
用であるかを識別するには、装置に内蔵される電池の充
電を開始する時のトリガーとなる事象を識別することで
可能となる。パソコン等の装置が机上での使用である場
合は、常時ＡＣアダプタが接続された状態にあり、この
ときには内蔵電池の自己放電を補う充電が主である。
【００１９】一方、携帯使用では、電池による装置の運
用が主であるため、内蔵電池の充電が行われるのは、Ａ
Ｃアダプタが装置に装着された時、或いはＡＣアダプタ
が装置に接続されている状態で、内蔵電池が装置に装着
された時である。このように、内蔵電池の充電を開始す
るトリガーとなる事象に対応して、装置の運用形態を知
ることができる。
【００２０】そこで、本発明においては、内蔵電池の充
電を開始するトリガー事象に応じて内蔵電池の充電電圧
を変えることで、常にＡＣアダプタを接続している机上
使用での電池の劣化防止と、携帯使用における電池充電
容量の確保の両方を実現する携帯型情報処理装置、充電
装置及び充電方法を提供することを目的とする。
【００２１】図１は本発明の電池説明図である。本発明
は、例えば外部電源の未接続時には内蔵した電池から負
荷に電力を供給し、外部電源の接続時には外部電源から
負荷に電力を供給すると共に内蔵した電池を充電する携
帯型情報処理装置や充電装置を対象とし、図１（Ａ）の
ように、ＡＣアダプタ１４等による外部電源の未接続時
には内蔵した電池１０から負荷に電力を供給し、外部電
源の接続時には外部電源から負荷に電力を供給すると共
に内蔵した電池を充電する機器の充電装置であって、異
なった充電電圧の設定により内蔵電池１０を充電可能な
充電回路部１２と、充電回路部１２と内装電池の充電を
開始するトリガーとなる事象に対応して、内蔵電池１０
の充電電圧を可変設定させる充電制御部２４とを備えた
ことを特徴とする。
【００２２】このように本発明は、ＡＣアダプタの接続
検出や電池の装着検出での充電では充電電圧を高くして
可能な限り充電を行うが、自己放電による目減りを補う
充電では充電電圧を低くすることで、リチウムイオン電
池の自己放電に起因した充放電サイクルの発生を抑制
し、電池の劣化を防止し寿命を伸ばす。
【００２３】ここで、充電制御部２４は、内蔵電池１０
の充電を開始するトリガー事象に対応して、内蔵電池１
０の充電容量が可能な限り大きくなる第１の充電電圧又
は前記第１の充電電圧より低い第２の充電電圧のいずれ
かを設定して充電させる。
【００２４】また充電制御部２４は、ＡＣアダプタ１４
による外部電源が接続されたことにより内蔵電池１０の
充電を開始するときには、内蔵電池１０の充電容量が可
能な限り大きくなる第１の充電電圧に設定して充電さ
せ、内蔵電池１０が自己放電により容量が減少したこと
を認識して充電を開始するときには、第１の充電電圧よ
り低い第２の充電電圧を設定して充電させる。
【００２５】また外部電源が接続された状態にあると
き、充電制御部２４は、内蔵電池１０が装置に装着され
たことにより電池の充電を開始するときには、内蔵電池
１０の充電容量が可能な限り大きくなる第１の充電電圧
に設定して充電させ、内蔵電池１０が自己放電により容
量が減少したことを認識して充電を開始するときには、
第１の充電電圧より低い第２の充電電圧を設定して充電
させる。
【００２６】また、充電回路部１４に設定する充電電圧
として、内蔵電池の充電を開始するトリガー事象毎に決
められている設定電圧を、任意の電圧に変更するための
設定変更部を設ける。この設定変更部は、リチウムイオ
ン電池について、例えば１セル当り４．２ボルトの第１
充電電圧と１セル当り４．１ボルトの第２充電電圧を充
電回路部１４に設定する。
【００２７】更に、充電回路部１２に対し第１の充電電
圧又は第２の充電電圧のいずれか一方の設定にユーザが
切替える切替操作部を設ける。これによってユーザの判
断による充電電圧の選択が可能となる。例えばＡＣアダ
プタを外して携帯使用する場合、ユーザはＡＣアダプタ
を外す前に、充電電圧を高い電圧に設定変更すること
で、可能な限り充電を行った後に携帯使用とするような
使い方ができる。
【００２８】また本発明は、外部電源の未接続時には内
蔵した電池から負荷に電力を供給し、外部電源の接続時
には外部電源から負荷に電力を供給すると共に内蔵した
電池を充電する機器の充電方法を提供するものであり、
内蔵電池の充電を開始するトリガーとなる事象に対応し
て、内蔵電池の充電電圧を変更して充電することを特徴
とする。
【００２９】より具体的には、内蔵電池の充電を開始す
るトリガー事象に対応して、内蔵電池の充電容量が可能
な限り大きくなる第１の充電電圧又は第１の充電電圧よ
り低い第２の充電電圧のいずれかを設定して充電させる
ことを特徴とする。この充電方法の詳細は装置構成の場
合と基本的に同じになる。
【００３０】
【発明の実施の形態】図２は本発明による充電装置を備
えた携帯型情報処理装置としてのノートバソコンであ
り、図３はノートパソコンに内蔵した充電装置のブロッ
ク図である。
【００３１】図２において、ノートパソコン１００は、
本体１０２とカバー１０４で構成され、本体１０２の内
側には液晶カラーディスプレイ１０６を配置している。
【００３２】本体１０２にはキーボード１０８が設けら
れ、その手前に液晶カラーディスプレイ１０６上でマウ
スポインタを操作するフラットポイント１１０を設け、
続いてマウスの左釦と右釦に相当する左クリック釦１１
２と右クリック釦１１４を設けている。
【００３３】図３において、携帯型情報処理装置として
のノートパソコンには内蔵電池としてリチウムイオン電
池のセルを使用した電池パック１０が設けられており、
この電池パック１０に対し充電回路部１２が設けられて
いる。外部からの電源供給はＡＣアダプタ１４の接続に
より行われる。
【００３４】ＡＣアダプタ１４のコンセントをＡＣ電源
に接続すると、ＡＣアダプタ１４より所定の直流電圧Ｖ
ａが出力される。ＡＣアダプタ１４からの電源ラインは
ダイオード１８を介して携帯型機器の負荷１６に接続さ
れている。
【００３５】充電回路部１２に対してはＡＣアダプタ１
４の出力ラインが分岐して入力され、充電回路部１２か
らの出力は電流センス抵抗３６を介して電池パック１０
のプラス側に接続され、更にダイオード２０を介してＡ
Ｃアダプタ１４からの電源供給ラインに対する負荷１６
側に接続される。
【００３６】ここで電池パック１０には例えばリチウム
イオン電池の１セルが内蔵されており、リチウムイオン
電池は１セル当たり公称３．６Ｖの電池電圧Ｖｂを負荷
に供給する。またリチウムイオン電池の１セル当たりの
満充電での容量を最大とする充電電圧は、例えば４．２
Ｖに決められている。
【００３７】ここで電池パック１０としてはリチウム電
池セルの１セルを内蔵した公称電池電圧３．６Ｖ、充電
電圧４．２Ｖの場合を例にとっているが、必要に応じて
使用するセル数を増加させることができ、公称電池電圧
及び充電電圧はセル数に比例して増加する。
【００３８】例えば２セルの場合には公称電池電圧は
７．２Ｖ、充電電池電圧は８．４Ｖとなり、また３セル
の場合には公称電池電圧は１０．８Ｖ、充電電池電圧は
１２．６Ｖとなる。
【００３９】また電池パック１０を満充電とした場合の
電池電圧Ｖｂに対しＡＣアダプタ１４からの出力電圧Ｖ
ａは高く、このためＡＣアダプタ１４を接続した外部電
源の供給状態にあってはダイオード１８が順バイアスを
受けて導通することでＡＣアダプタ１４から負荷１６に
電力を供給している。
【００４０】これに対し電池パック１０に対してはダイ
オード２０が電池電圧Ｖｂより高いアダプタ出力電圧Ｖ
ａの逆バイアスを受けてオフとなっており、ＡＣアダプ
タ１４の出力電圧Ｖａによって電池パック１０の充電が
行われることはない。
【００４１】充電回路部１２は、コントローラ２２に設
けている充電制御部２４により電池パック１０に対する
充電制御を受ける。コントローラ２２としては例えば１
チップＭＰＵなどが使用され、充電制御部２４はその制
御プログラムによって機能が実現される。
【００４２】コントローラ２２に対しては外部電源検出
部２６が設けられる。外部電源検出部２６はコンパレー
タ２８、抵抗３０，３２、基準電圧源３４で構成され
る。コンパレータ２８はＡＣアダプタ１４の出力電圧Ｖ
ａを抵抗３０，３２で分圧してプラス入力端子に加え、
マイナス入力端子３４の基準電圧Ｖｒ１と比較し、出力
電圧Ｖａが基準電圧Ｖｒ１より高いときにＨレベル出力
を生じ、これによってコントローラの充電制御部２４は
ＡＣアダプタ１４の接続状態を認識することができる。
【００４３】コントローラ２２の充電制御部２４は、電
池パック１０の電池電圧Ｖｂをコンパレータ４０で基準
電圧源４２の基準電圧Ｖｒ２と比較し、電池電圧Ｖｒ２
が基準電圧Ｖｒ２以下となったときのコンパレータ４０
のＬレベル出力で充電オン信号Ｅ３を充電回路部１２に
出力して充電を開始する。
【００４４】充電回路部１２による電池パック１０の充
電は定電圧定電流充電を行う。この定電圧定電流充電中
にあっては、充電回路部１２の出力ラインに挿入してい
る電流センス抵抗３６の充電電流に比例した電圧をコン
パレータ３８で検出して電流センス信号Ｅ１をコントロ
ーラ２２に入力している。コントローラ１２は、電流セ
ンス信号Ｅ１による充電電流が所定電流以下例えば５０
ｍＡ以下となったときに電池パック１０の充電が１００
％になったと判断して、充電オン信号Ｅ３を停止して充
電回路部１２の充電動作をオフさせる。
【００４５】更に本発明にあっては、コントローラ２２
に設けた充電制御部２４は、外部電源検出部２６によっ
てＡＣアダプタ１４が接続されて外部電源が供給される
ＡＣアダプタ装着検出で充電を開始する時は、携帯使用
と判断して電池パック１０の充電容量を最大とする第１
充電電圧Ｖｃ１を充電電圧設定信号Ｅ４により充電回路
部１２に設定して充電を行う。この充電使用時の容量を
最大とする第１充電電圧としては、第１充電電圧Ｖｃ１
＝４．２Ｖ／セルを設定する。
【００４６】また、ＡＣアダプタ１４により外部電源が
接続された状態にあるとき、充電制御部２４は、電池パ
ック１０が装着されたことにより電池の充電を開始する
ときには、ＡＣアダプタ装着検出時と同様に携帯使用と
判断し、内蔵電池の充電容量が可能な限り大きくなる第
１充電電圧Ｖｃ１＝４．２Ｖ／セルに設定して充電を行
う。
【００４７】これに対しＡＣアダプタ１４の常時接続状
態で電池パック１０の自己放電により容量が減少したこ
とを認識して充電を開始する時には、机上での使用と判
断して、充電制御部２４は充電電圧設定信号Ｅ４によっ
て第１充電電圧Ｖｃ１＝４．２Ｖ／セルより低い第２充
電電圧Ｖｃ２例えばＶｃ２＝４．１Ｖ／セルを切替え設
定し、ＡＣアダプタ装着検出時や電池パック装着検出時
の充電より低い充電電圧による充電を行う。
【００４８】この第２充電電圧Ｖｃ２＝４．１Ｖ／セル
は、第１充電電圧Ｖｃ１＝４．２Ｖ／セルに対し０．１
Ｖ／セル低くした電圧であり、充電電圧を下げることで
高温環境下での電池パック１０の劣化を防止し、寿命を
延ばす。
【００４９】ここでコントローラ２２の充電制御部２４
による充電開始は、コンパレータ４０からの電圧センス
信号Ｅ２により行う。コンパレータ４０は、電池パック
１０の電圧Ｖを基準電圧Ｖｒ２、例えばＶｒ２＝２．８
ボルトと比較しており、電池パック１０の放電により電
池電圧Ｖｂが基準電圧Ｖｒ２以下に低下したときのコン
パレータ４０のＬレベル出力で充電を開始する。
【００５０】更に図３の実施形態にあっては、ユーザの
設定操作によって充電回路部１２に対し外部から強制的
に充電電圧を切り替えるための充電電圧切替操作部４４
を設けている。充電電圧切替操作部４４は携帯型装置に
設けているスイッチボタンなどの操作により充電電圧切
替信号Ｅ５を出力し、オア回路４６を介して充電電圧切
替信号Ｅ６として充電回路部１２に与えられることで、
この実施形態にあっては第１充電電圧Ｖｃ１＝４．２Ｖ
／セルと第２充電電圧Ｖｃ２＝４．１Ｖ／セルのいずれ
か一方を切替設定できるようにしている。
【００５１】例えばユーザがＡＣアダプタ１４を常時接
続して机上使用で運用しており、その途中で携帯使用と
する事情が生じたときには、充電電圧切替操作部４４の
操作で強制的に充電回路部１２の充電電圧を高い方の第
１充電電圧Ｖｃ１＝４．２Ｖ／セル替え、電池パック１
０の充電容量を可能な限り大きくなるように充電する。
【００５２】また充電電圧切替操作部４４による切替え
は、携帯型機器に設けているボタンスイッチの操作以外
に、コントローラ２２におけるソフトウェアに対する負
荷１６側の指示、具体的には画面上でのウィンドウを使
用したマウスクリックなどによるソフトウェアによる指
示で切り替えるようにすることもできる。
【００５３】図４は、図３の充電回路部１２の実施形態
である。充電回路部１２には、スイッチング素子として
のＦＥＴ４８、制御ＩＣ５０、整流用のツェナダイオー
ド５２、インダクタンス５４、平滑用コンデンサ５６を
備えたスイッチングレギュレータが設けられている。
【００５４】この充電回路部１２に設けられたスイッチ
ングレギュレータは、降圧チョッパを構成している。制
御ＩＣ５０に対しては図３のコントローラ２２からの充
電オン信号Ｅ３と充電電圧設定信号Ｅ６が入力される。
またスイッチングレギュレータの出力ラインに挿入した
電流センス抵抗５８の両端からの信号ラインによって電
圧センス信号Ｅ７と出力電圧センス信号Ｅ８が入力され
ている。
【００５５】この制御ＩＣ５０は図５に示す回路構成を
備えている。制御ＩＣ５０にはＰＷＭコンパレータ６０
が設けられている。ＰＷＭコンパレータ６０に対しては
定電流制御を行うためオペアンプ６２，６４が設けられ
る。オペアンプ６２には図３の電流センス抵抗５８のプ
ラス側からの電流センス信号Ｅ７が入力され、マイナス
側には出力ライン側からの出力電圧センス信号Ｅ８が入
力されており、両信号Ｅ７，Ｅ８の差分として電流セン
ス信号Ｅ９を出力している。
【００５６】このオペアンプ６２からの電流センス信号
Ｅ９はオペアンプ６４のマイナス入力側に与えられ、プ
ラス入力側には図３のコントローラ２２からの充電オン
信号Ｅ３が入力されている。この充電オン信号Ｅ３は、
実際にはコンパレータ６０に対する目標出力電流を設定
する充電電流設定信号となる。
【００５７】このためオペアンプ６４は、オペアンプ６
２から出力された電流センス信号Ｅ９とコントローラ２
２からの充電電流設定信号Ｅ３との誤差に応じた定電流
制御信号Ｅ１０をＰＷＭコンパレータ６０に出力する。
ＰＷＭコンパレータ６０は、三角波発振器７８からの三
角波信号と基準電圧を比較し、基準電圧のレベルに応じ
たパルス幅をもつパルス信号を出力しており、基準電圧
のレベルがオペアンプ６４からの定電流制御信号Ｅ１０
により変化される。
【００５８】このためＰＷＭコンパレータ６０はドライ
バ８０を介してＦＥＴ４８のスイッチング周期を充電電
流が充電設定電流に一致するように制御する定電流制御
を行うことになる。
【００５９】またＰＷＭコンパレータ６０に対しては定
電圧制御用のオペアンプ６６が設けられる。オペアンプ
６６のマイナス入力には抵抗６８，７０で分圧された出
力電圧センス信号Ｅ８が入力される。オペアンプ６６の
プラス入力には切替回路７２で選択された基準電圧源７
４，７６が接続される。
【００６０】ここで基準電圧源７４は第１充電電圧Ｖｃ
１＝４．２Ｖ／セルを発生し、基準電圧源７６は第２充
電電圧Ｖｃ２＝４．１Ｖを発生し、図２のコントローラ
２２からの充電電圧切替信号Ｅ６を受けた切換回路７２
で切替えられる。また基準電圧源７４，７４は可変電圧
源として示され、充電電圧の設定を変更可能な設定変更
部を構成している。
【００６１】コンパレータ６６は、切替回路７２で切り
替えられた第１充電電圧Ｖｃ１または第２充電電圧Ｖｃ
２のいずれかと抵抗６８，７０で分圧された出力電圧セ
ンス信号との誤差に応じた定電圧制御信号Ｅ１１をＰＷ
Ｍコンパレータ６０に出力し、三角波信号に対する基準
電圧レベルを定電圧制御信号Ｅ１１に応じて変化させ、
ドライバ８０を介して図４のＦＥＴ４８のスイッチング
制御におけるオン時間を、出力電圧を一定に保つように
制御することになる。
【００６２】図６は、図３の実施形態におけるＡＣアダ
プタ１４の接続時における充電制御のタイムチャートで
ある。図６において、時刻ｔ１以前はＡＣアダプタ１４
が未接続であり、このためＡＣアダプタ検出信号Ｅ０は
Ｌレベルにあり、電池パック１０から負荷１６に対し電
力供給が行われ、この放電によって電池電圧Ｖｂが時間
の経過と共に減少している。
【００６３】このように電池パック１０からの負荷１６
に対する電力供給によって電池電圧Ｖｂがコンパレータ
４０の基準電圧源４２の基準電圧Ｖｒで決まる充電開始
電圧Ｖｓを下回った後の時刻ｔ１でＡＣアダプタ１４を
接続して外部からの電源供給を行ったとする。
【００６４】この時刻ｔ１におけるＡＣアダプタ１４の
接続による出力電圧Ｖａにより、外部電源検出回路２６
のコンパレータ２８の出力となるＡＣアダプタ検出信号
Ｅ０がＨレベルとなり、コントローラ２２の充電制御部
２４はＡＣアダプタ１４の接続を認識する。
【００６５】また、このとき既に電池電圧Ｖｂは充電開
始電圧Ｖｓに対応した基準電圧Ｖｒ２を下回ってコンパ
レータ４０からの電圧センス信号Ｅ２がＬレベルとなっ
ているため、充電制御部２４はＡＣアダプタ１４の装着
検出による充電であることを認識して、充電電圧設定信
号Ｅ４により充電回路部１２に第１充電電圧Ｖｃ１＝
４．２Ｖ／セルの設定を指示し、更に充電回路部１２に
充電オンオフ信号Ｅ３を出力して充電を開始させる。
【００６６】このため時刻ｔ１から充電回路部１２によ
って電池パック１０に対する定電流定電圧充電が開始さ
れ、これによって電池電圧Ｖｂが充電電圧Ｖｃ１＝４．
２Ｖ／セルに向かって増加する。そして電流センス抵抗
３６の検出電圧に基づく電流センス信号Ｅ１によって充
電制御部２４が、充電電流が所定電流例えば５０ｍＡに
減少したことを検出すると、電池パック１０の１００％
充電完了と判断し、充電回路部１２による充電を時刻ｔ
２で停止する。
【００６７】時刻ｔ２以降にあっては、ＡＣアダプタ１
４の接続状態にあるため、負荷１６に対してはＡＣアダ
プタ１４より電力供給が行われており、電池パック１０
からの負荷に対する電力供給は行われず、電池パック１
０は自己放電によって徐々に電池電圧Ｖｂが低下してい
る。
【００６８】この自己放電による電池電圧Ｖｂの低下に
よって時刻ｔ３で充電開始電圧Ｖｓを下回ると、コンパ
レータ４０からの電圧センス信号Ｅ２がＬレベルとな
り、コントローラ２２の充電制御部２４は充電回路部１
２による充電を行う。
【００６９】この場合はＡＣアダプタ１４の装着検出に
よる充電ではないことから、充電制御部２４は自己放電
により容量が減少したと認識し、充電回路部１２に対し
充電電圧設定信号Ｅ４によって第１サイクル目より低い
４．１Ｖ／セルの第２充電電圧Ｖｃ２を設定して定電流
定電圧充電を開始し、充電電流が規定電流に下がったと
きの時刻ｔ４で充電を終了する。
【００７０】時刻ｔ４以降にあっては、机上使用の運用
によりＡＣアダプタ１４が接続されている限り、自己放
電による容量の減少に対し第２充電電圧Ｖｃ２＝４．１
Ｖ／セルの設定による放電が繰り返される。このように
自己放電による容量の減少に対する充電については、低
い充電電圧の設定による充電を繰り返すことによって電
池の劣化を抑制する。
【００７１】一方、携帯使用では、ＡＣアダプタ１４の
装着検出による充電が頻繁に繰り返されることとなり、
この携帯使用では、第１充電電圧Ｖｃ１＝４．２Ｖ／セ
ルの設定により電池パック１０の容量が可能な限り大き
くなるよう充電できる。
【００７２】図７は、図３のコントローラ２２に設けた
充電制御部２４による充電制御のフローチャートであ
る。
【００７３】図７において、充電制御部２４は、まずス
テップＳ１で電池パック１０の装着検出で充電するか否
かチェックする。電池パック１０が既に装着済みであれ
ば、ステップＳ２に進みＡＣアダプタ装着検出で充電す
るか否かチェックする。ステップＳ２でＡＣアダプタ装
着検出での充電が判別された時には、ノートパソコン等
の装置を携帯使用していると判断し、ステップＳ４に進
んで充電電圧を第１充電電圧Ｖｃ１＝４．２／セルに設
定する。
【００７４】またステップＳ１で電池セル１０の装着検
出が判別された場合には、ステップＳ３でＡＣアダプタ
１４による接続状態にあることを判別して携帯使用して
いると判断し、同じくステップＳ４に進んで充電電圧と
して第１充電電圧Ｖｃ１＝４．２Ｖ／セルを設定する。
【００７５】一方、ステップＳ２でＡＣアダプタ装着検
出による充電と判別されなかった場合には、机上使用で
電池パック１０の自己放電により容量が減少したときの
充電と判断し、ステップＳ５に進み、第２充電電圧Ｖｃ
２＝４．１Ｖ／セルを設定する。
【００７６】ステップ４又はステップＳ５の充電電圧の
設定が済むと、ステップＳＳ６で充電電流を設定し、ス
テップＳ７で充電回路部１２を動作させて定電流定電圧
充電を行う。
【００７７】続いてステップＳ８で時間待ち及び充電中
止待ちとなり、ステップＳ９で充電の中止要求をチェッ
クし、またステップＳ１０で充電完了をチェックし、充
電完了であればステップＳ１１に進んで充電完了処理を
行い、ステップＳ１３で充電回路部１２を停止させる。
また充電中に充電の停止要求があればステップＳ９から
ステップＳ１２に進んで充電中止処理を行い、ステップ
Ｓ１３で充電回路部１２を停止させる。
【００７８】尚、上記の実施形態はリチウムイオン電池
を例にとるものであったが、本発明はこれに限定され
ず、携帯型機器の２次電池として使用される例えばリチ
ウムポリマー電池やそれ以外の適宜の２次電池であって
も、ＡＣアダプタ接続状態における電池の内部インピー
ダンスによる放電に対する劣化対策として本発明をその
まま適用することができる。この場合の第１充電電圧Ｖ
ｃ１及び第２充電電圧Ｖｃ２の具体的な値は、各電池の
性能に適合した値を使用することになる。
【００７９】また、本発明はその目的と利点を損なわな
い適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値
による限定は受けない。
【００８０】（付記） （付記１）外部電源の未接続時には内蔵した電池から負
荷に電力を供給し、外部電源の接続時には外部電源から
負荷に電力を供給すると共に内蔵した電池を充電する携
帯型情報処理装置に於いて、異なった充電電圧の設定に
より前記電池を充電可能な充電回路部と、前記内蔵電池
の充電を開始するトリガーとなる事象に対応して、前記
内蔵電池の充電電圧を可変設定させる充電制御部と、を
備えたことを特徴とする携帯型情報処理装置。（１）
【００８１】（付記２）外部電源の未接続時には内蔵し
た電池から負荷に電力を供給し、外部電源の接続時には
外部電源から負荷に電力を供給すると共に内蔵した電池
を充電する機器の充電装置に於いて、異なった充電電圧
の設定により前記電池を充電可能な充電回路部と、前記
内蔵電池の充電を開始するトリガーとなる事象に対応し
て、前記内蔵電池の充電電圧を可変設定させる充電制御
部と、を備えたことを特徴とする充電装置。（２）
【００８２】（付記３）付記２記載の充電装置に於い
て、前記充電制御部は、前記内蔵電池の充電を開始する
トリガー事象に対応して、前記内蔵電池の充電容量が可
能な限り大きくなる第１の充電電圧又は前記第１の充電
電圧より低い第２の充電電圧のいずれかを設定して充電
させることを特徴とする充電装置。（３）
【００８３】（付記４）付記２記載の充電装置に於い
て、前記充電制御部は、前記外部電源が接続されたこと
により前記内蔵電池の充電を開始するときには、前記内
蔵電池の充電容量が可能な限り大きくなる第１の充電電
圧に設定して充電させ、前記内蔵電池が自己放電により
容量が減少したことを認識して充電を開始するときに
は、前記第１の充電電圧より低い第２の充電電圧を設定
して充電させることを特徴とする充電装置。（４）
【００８４】（付記５）付記２記載の充電装置に於い
て、前記外部電源が接続された状態にあるとき、前記充
電制御部は、前記内蔵電池が装置に装着されたことによ
り電池の充電を開始するときには、前記内蔵電池の充電
容量が可能な限り大きくなる第１の充電電圧に設定して
充電させ、前記内蔵電池が自己放電により容量が減少し
たことを認識して充電を開始するときには、前記第１の
充電電圧より低い第２の充電電圧を設定して充電させる
ことを特徴とする充電装置。（５）
【００８５】（付記６）付記２記載の充電装置に於い
て、前記充電回路部に設定する充電電圧として、前記内
蔵電池の充電を開始するトリガー事象毎に決められてい
る設定電圧を、任意の電圧に変更するための設定変更部
を設けたことを特徴とする充電装置。（６）
【００８６】（付記７）付記２記載の充電装置に於い
て、更に、前記充電回路部に対し前記第１充電電圧又は
第２充電電圧のいずれか一方の設定に切替える切替操作
部を設けたことを特徴とする充電装置。（７）
【００８７】（付記８）外部電源の未接続時には内蔵し
た電池から負荷に電力を供給し、外部電源の接続時には
外部電源から負荷に電力を供給すると共に内蔵した電池
を充電する機器の充電方法に於いて、前記内蔵電池の充
電を開始するトリガーとなる事象に対応して、前記内蔵
電池の充電電圧を変更して充電することを特徴とする充
電方法。（８）
【００８８】（付記９）付記８記載の充電方法に於い
て、前記内蔵電池の充電を開始するトリガー事象に対応
して、前記内蔵電池の充電容量が可能な限り大きくなる
第１の充電電圧又は前記第１の充電電圧より低い第２の
充電電圧のいずれかを設定して充電させることを特徴と
する充電方法。（９）
【００８９】（付記１０）付記８記載の充電装置に於い
て、前記外部電源が接続されたことにより前記内蔵電池
の充電を開始するときには、前記内蔵電池の充電容量が
可能な限り大きくなる第１の充電電圧に設定して充電さ
せ、前記内蔵電池が自己放電により容量が減少したこと
を認識して充電を開始するときには、前記第１の充電電
圧より低い第２の充電電圧を設定して充電させることを
特徴とする充電方法。（１０）
【００９０】（付記１１）付記８記載の充電方法に於い
て、前記外部電源が接続された状態にあるとき、前記内
蔵電池が装置に装着されたことにより電池の充電を開始
するときには前記内蔵電池の充電容量が可能な限り大き
くなる第１の充電電圧に設定して充電させ、前記内蔵電
池が自己放電により容量が減少したことを認識して充電
を開始するときには、前記第１の充電電圧より低い第２
の充電電圧を設定して充電させることを特徴とする充電
方法。
【００９１】（付記１２）付記８記載の充電方法に於い
て、前記充電回路部に設定する充電電圧として、前記内
蔵電池の充電を開始するトリガー事象毎に決められてい
る設定電圧を、設定変更部により任意の電圧に変更する
ことを特徴とする充電方法。
【００９２】（付記１３）付記８記載の充電方法に於い
て、更に、外部操作によって第１充電電圧又は第２充電
電圧のいずれか一方の設定に切替えることを特徴とする
充電方法。
【００９３】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、ＡＣアダプタの装着検出時やＡＣアダプタの接続状
態での内蔵電池の装着検出時により装置の携帯使用を判
断して電池の充電を開始させるときには、充電電圧を高
くして可能な限り充電容量を大きくし、これに対し常時
ＡＣアダプタを接続している机上使用で、内蔵電池の自
己放電により容量が減少したことを認識して充電を開始
させるときには、充電電圧を低くすることで、高温環境
下における電池の劣化を防止し、寿命を延ばすことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明が適用されるノートパソコンの説明図
【図３】図２のノートパソコンに内蔵される本発明の実
施形態の回路ブロック図
【図４】図３の充電回路の回路ブロック図
【図５】図４の制御ＩＣの回路ブロック図
【図６】図３の充電制御のタイムチャート
【図７】図３の充電制御のフローチャート
【符号の説明】
１０：電池パック １２：充電回路部 １４：ＡＣアダプタ １６：負荷 １８，２０：ツェナダイオード ２２：コントローラ ２４：充電制御部 ２６：外部電源検出部 ２８，４０：コンパレータ ３４，４２，７４，７６：基準電圧源 ３６，５８：電流センス抵抗 ３８，６２，６４，６６：オペアンプ ４４：充電電圧切換操作部 ４６：オア回路 ４８：ＭＯＳ−ＦＥＴ ５０：制御ＩＣ ５２：整流ツェナダイオード ５４：インダクタンス ５６：平滑用コンデンサ ６０：ＰＷＭコンパレータ ７２：切換回路 ７８：三角波発振器 ８０：ドライバ １００：ノートパソコン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 秀清 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 田中 重穂 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5B011 DA02 DA13 DB03 EA04 GG04 JB10 5G003 AA01 BA01 CC07 DA18 FA07 GB03 5H030 AA10 AS18 BB02 BB03 BB04 FF41 FF43 FF44

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外部電源の未接続時には内蔵した電池から
    負荷に電力を供給し、外部電源の接続時には外部電源か
    ら負荷に電力を供給すると共に内蔵した電池を充電する
    携帯型情報処理装置に於いて、 異なった充電電圧の設定により前記電池を充電可能な充
    電回路部と、 前記内蔵電池の充電を開始するトリガーとなる事象に対
    応して、前記内蔵電池の充電電圧を可変設定させる充電
    制御部と、を備えたことを特徴とする携帯型情報処理装
    置。
  2. 【請求項２】外部電源の未接続時には内蔵した電池から
    負荷に電力を供給し、外部電源の接続時には外部電源か
    ら負荷に電力を供給すると共に内蔵した電池を充電する
    機器の充電装置に於いて、 異なった充電電圧の設定により前記電池を充電可能な充
    電回路部と、 前記内蔵電池の充電を開始するトリガーとなる事象に対
    応して、前記内蔵電池の充電電圧を可変設定させる充電
    制御部と、を備えたことを特徴とする充電装置。
  3. 【請求項３】請求項２記載の充電装置に於いて、前記充
    電制御部は、前記内蔵電池の充電を開始するトリガー事
    象に対応して、前記内蔵電池の充電容量が可能な限り大
    きくなる第１の充電電圧又は前記第１の充電電圧より低
    い第２の充電電圧のいずれかを設定して充電させること
    を特徴とする充電装置。
  4. 【請求項４】請求項２記載の充電装置に於いて、前記充
    電制御部は、前記外部電源が接続されたことにより前記
    内蔵電池の充電を開始するときには、前記内蔵電池の充
    電容量が可能な限り大きくなる第１の充電電圧に設定し
    て充電させ、前記内蔵電池が自己放電により容量が減少
    したことを認識して充電を開始するときには、前記第１
    の充電電圧より低い第２の充電電圧を設定して充電させ
    ることを特徴とする充電装置。
  5. 【請求項５】請求項２記載の充電装置に於いて、前記外
    部電源が接続された状態にあるとき、前記充電制御部
    は、前記内蔵電池が装置に装着されたことにより電池の
    充電を開始するときには、前記内蔵電池の充電容量が可
    能な限り大きくなる第１の充電電圧に設定して充電さ
    せ、前記内蔵電池が自己放電により容量が減少したこと
    を認識して充電を開始するときには、前記第１の充電電
    圧より低い第２の充電電圧を設定して充電させることを
    特徴とする充電装置。
  6. 【請求項６】請求項２記載の充電装置に於いて、前記充
    電回路部に設定する充電電圧として、前記内蔵電池の充
    電を開始するトリガー事象毎に決められている設定電圧
    を、任意の電圧に変更するための設定変更部を設けたこ
    とを特徴とする充電装置。
  7. 【請求項７】請求項２記載の充電装置に於いて、更に、
    前記充電回路部に対し前記第１充電電圧又は第２充電電
    圧のいずれか一方の設定に切替える切替操作部を設けた
    ことを特徴とする充電装置。
  8. 【請求項８】外部電源の未接続時には内蔵した電池から
    負荷に電力を供給し、外部電源の接続時には外部電源か
    ら負荷に電力を供給すると共に内蔵した電池を充電する
    機器の充電方法に於いて、 前記内蔵電池の充電を開始するトリガーとなる事象に対
    応して、前記内蔵電池の充電電圧を変更して充電するこ
    とを特徴とする充電方法。
  9. 【請求項９】請求項８記載の充電方法に於いて、前記内
    蔵電池の充電を開始するトリガー事象に対応して、前記
    内蔵電池の充電容量が可能な限り大きくなる第１の充電
    電圧又は前記第１の充電電圧より低い第２の充電電圧の
    いずれかを設定して充電させることを特徴とする充電方
    法。
  10. 【請求項１０】請求項８記載の充電方法に於いて、前記
    外部電源が接続されたことにより前記内蔵電池の充電を
    開始するときには、前記内蔵電池の充電容量が可能な限
    り大きくなる第１の充電電圧に設定して充電させ、前記
    内蔵電池が自己放電により容量が減少したことを認識し
    て充電を開始するときには、前記第１の充電電圧より低
    い第２の充電電圧を設定して充電させることを特徴とす
    る充電方法。
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