JP2002359936A - 充電回路および電子機器 - Google Patents

充電回路および電子機器

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JP2002359936A
JP2002359936A JP2001162929A JP2001162929A JP2002359936A JP 2002359936 A JP2002359936 A JP 2002359936A JP 2001162929 A JP2001162929 A JP 2001162929A JP 2001162929 A JP2001162929 A JP 2001162929A JP 2002359936 A JP2002359936 A JP 2002359936A
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battery
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Tamio Yamada
民夫 山田
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要な電流消費をなくした充電回路及び電子
機器の提供。 【解決手段】 充電電力供給回路10と二次電池40の
間に、充電制御回路30を接続する。定電圧回路55
は、二次電池40と接続する。電源供給バイパス回路2
0は、充電電力供給回路10の出力を定電圧電源回路5
5に入力するように、充電電力供給回路10と定電圧電
源回路55の間に、充電制御回路30及び二次電池40
とは並列に接続する。電池充電補助回路60は、定電圧
電源回路55の出力を二次電池40に入力するように接
続する。 第一の既定電池電圧以下で第二の既定電池電
圧以下のときは、充電補助回路のみで充電が行われ、第
一の既定電池電圧以上で第二の既定電池電圧以下のとき
は、充電補助回路と充電制御回路で充電が行われ、第一
の既定電池電圧以上で第二の既定電池電圧以上のとき
は、充電制御回路のみで充電が行われよう充電回路を構
成したことを特徴とする充電回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池とその充
電回路を有した携帯用電子機器の充電回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の充電回路は、リチウム二次電池に
充電を行うときに充電制御回路の二次電池出力回路がリ
チウム二次電池電圧に対して所定の電池電圧以下である
と、電池充電電流が供給されないように構成されてい
た。この構成では、電池端子電圧が所定の値以下まで放
電してしまった場合には、充電制御回路が充電を開始し
ない。このため、従来の充電制御回路に充電補助回路を
設けて、リチウム二次電池電圧が所定の電池電圧以下の
時は、この充電補助回路から充電電流を二次電池に供給
し、二次電池が前記所定の電圧以上になるよう構成され
ている。このブロック図を図3に、回路図を図4に示
す。
【0003】従来の充電回路は、充電電力供給回路10
と二次電池40の間に、充電制御回路35と充電補助回
路70を並列に接続する。二次電池40は定電圧電源回
路50と接続する。一例としてこの充電補助回路70
は、図4に示すように、ツェナーダイオードZD1−3
(ツェナー電圧3.3V)と抵抗R1−12、R1−1
3から構成されている。
【0004】次に、従来の充電回路の動作について説明
する。充電電力供給回路10からの出力電圧(約5.6
V)は、充電補助回路70の入力部抵抗R1−12と充
電制御回路35の入力部BTP1−1−Bに供給されて
いた。電池電圧が充電制御回路35の充電端子の電圧が
第一の既定電池電圧以下であると、充電制御回路35か
ら二次電池40には充電電流は供給されず、充電補助回
路70からのみの充電電流の供給となる。二次電池40
が正常な電池であれば、充電補助回路70からの充電電
流で瞬時に第一の既定電池電圧(2.0V以上)に上昇
し、充電制御回路35からの充電電流の供給が開始され
る。電池電圧が第二の既定電池電圧(ツェナーダイオー
ドZD1−3のツェナー電圧3.3V)以上に上昇する
と、充電補助回路70からの充電は停止する。電池電圧
が3.3V以上になると充電補助回路に供給される電流
は、抵抗R1−12を介してツェナーダイオードZD1
−3に流れる。この電流は抵抗R1−12の入力電圧
5.6Vと抵抗他端のツェナーダイオードZD1−3の
接続部3.3Vであるから (5.6−3.3)÷(R
1−12の抵抗値)で決まる電流が流れる。この電流は
充電制御回路35からの充電電流の供給が開始されて
も、抵抗R1−12とツェナーダイオードZD1−3と
への電流は流れつづけ、抵抗R1−12とツェナーダイ
オードZD1−3とでの発熱を誘発する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の充電回路は、充
電制御回路からの充電電流の供給が開始されても、抵抗
R1−12とツェナーダイオードZD1−3とへの電流
は流れつづけるので、抵抗R1−12とツェナーダイオ
ードZD1−3が発熱してしまう。この現象は電池の充
電が完了しても継続されるため、前記抵抗及び前記ダイ
オードの発熱とその周辺の温度上昇を誘い、充電回路周
辺部の部品への悪影響を及ぼすという欠点があった。特
に二次電池は、高温にさらされるとその特性の劣化は著
しいとされているので、この温度上昇は製品品質の低下
を来たすという欠点をも有していた。
【0006】そこで、本発明は 二次電池充電回路の内
部でのエネルギーロスによる不要な発熱を押さえて、製
品内部の温度上昇による製品の劣化、特に二次電池の劣
化を防止し、エネルギー使用効率の良い携帯用電子機器
の充電回路を提供する事にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、充電用電力を
供給する充電電力供給回路と、前記充電電力供給回路か
ら出力された電力を充電する二次電池と、前記充電電力
供給回路から出力される電力を、第一の既定電池電圧よ
り高い電圧のときに前記二次電池に電力を供給する充電
制御回路と、前記二次電池の出力に接続された定電圧電
源回路と、前記充電電力供給回路から出力された電力を
前記定電圧電源回路に供給する電源供給バイパス回路と
を備えた充電回路であることを特徴とする。
【0008】また本発明は、充電用電力を供給する充電
電力供給回路と、前記充電電力供給回路から出力された
電力を充電する二次電池と、前記二次電池の出力に接続
された定電圧電源回路と、前記充電電力供給回路から出
力される電力を、第一の既定電池電圧より高い電圧のと
きに前記二次電池の充電を行う充電制御回路と、前記二
次電池の出力に接続し、第二の既定電池電圧以下のとき
に前記二次電池の充電を行う充電補助回路と、を有する
充電回路であることを特徴とする。
【0009】また本発明は、充電用電力を供給する充電
電力供給回路と、前記充電電力供給回路から出力された
電力を充電する二次電池と、前記二次電池の出力に接続
された定電圧電源回路と、前記二次電池の出力に接続
し、第二の既定電池電圧以下のときに前記二次電池の充
電を行う充電補助回路と、前記充電電力供給回路から出
力される電力を、第一の既定電池電圧より高い電圧のと
きに前記二次電池の充電を行う充電制御回路と、 前記
充電電力供給回路から出力された電力を前記定電圧電源
回路及び前記充電補助回路に供給する電源供給バイパス
回路とを備え、前記二次電池の電圧が、前記第一の既定
電池電圧以下で前記第二の既定電池電圧以下のときに前
記充電補助回路で充電し、前記第一の既定電池電圧より
も高く前記第二の既定電池電圧以下のときに前記充電補
助回路と前記充電制御回路で充電し、前記第一の既定電
池電圧より高く前記第二の既定電池電圧より高いときに
前記充電制御回路で充電する充電回路であることを特徴
とする。
【0010】さらに、本発明は、これらの充電回路を有
する電子機器であることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態の一例について説明する。
【0012】図1は、本発明に係る充電回路のブロック
図である。本発明の充電回路は、充電電力供給回路10
と二次電池40の間に、充電制御回路30を接続する。
定電圧電源回路55は、二次電池40と接続する。電源
供給バイパス20は、充電電力供給回路10の出力を定
電圧電源回路55に入力するように、充電電力供給回路
10と定電圧電源回路55の間に、充電制御回路30及
び二次電池40とは並列に接続する。電池充電補助回路
60は、電源供給バイパス20または二次電池40から
の供給電力を低電圧出力2として出力するとともに、二
次電池電圧が第一の既定電池電圧以下の時、二次電池4
0への充電電流を二次電池40に入力するように接続す
る。
【0013】充電電力供給回路10から出力された電力
は、充電制御回路30により、二次電池40に電力を供
給するか、電源供給バイパス回路20を介して二次電池
40に電力を供給しないようにするかを制御する。電池
充電補助回路60は、二次電池40の電圧が下がると、
から電力が供給され二次電池40を充電する。また、定
電圧電源回路55は定電圧出力1出力し、電池充電補助
回路60は定電圧出力2を出力する。
【0014】動作の詳細については、図2に基づいて説
明する。
【0015】図2は、本発明に係る充電回路の回路図で
ある。電源供給バイパス回路20は、ショットキーダイ
オードD1−X1により構成する。電池充電補助回路6
0は、抵抗R−X1とショットキーダイオードD1−X
3の直列接続回路と定電圧IC3とリップル平滑用コン
デンサC1−8により構成する。
【0016】電源供給回路10は、商用電源からの電力
供給を受けるためのACプラグ100と電磁結合によっ
て二次コイルL2側に電力を転送するための一次コイル
L1を含む一次回路と、この一次コイルL1を介して転
送される電力を受け取るための二次コイルL2と、二次
コイルに転送された交流電力を所定のDC電圧として出
力するための回路とからなる。このDC電圧として出力
するための回路は、トランジスタTR1−6とコンデン
サ C1−5とショットキーダイオードD1−3とリッ
プル平滑用コンデンサC1−6と、トランジスタTR1
−7と抵抗R1−9とツェナーダイオードZD1−2と
抵抗R1−10、R1−11とから構成されている周知
の回路である。
【0017】充電制御回路30は定電流定電圧の充電制
御を行うIC1と、前記定電流値設定用の抵抗R1−1
4と、電池供給電流制御用のトランジスタTR1−9と
電流の逆流防止ショットキーダイオードD1−4とから
構成されている。二次電池40は、電池本体と電池の充
放電電流供給コネクタCN0とからなっている。CN1
は、コネクタCN0と接続するための充電回路と負荷回
路側を接続するためのコネクタである。定電圧電源回路
55は電池や充電用IC1の出力、あるいは電源供給バ
イパス回路から供給される電圧を所望の電圧に変換する
IC2(3.3V)と、電圧リップル平滑用コンデンサ
C1−7から構成されている。電池充電補助回路60
は、充電電流制限抵抗R−X1と電流逆流防止用ショッ
トキーダイオードD1−X3とIC3とC1−8とから
構成されている。なお、ショットキーダイオードD1−
X2は電源供給バイパス回路20から二次電池40に直
接電力が供給されないようにするためのものである。
【0018】次に動作について説明する。
【0019】先ず、電池電圧が、充電制御回路35の電
池接続端子電圧が充電開始できない第一の既定電池電圧
値以下の電圧である場合について説明する。充電電力供
給回路10のACプラグがコンセントに差し込まれる
と、充電電力供給回路10から電源供給バイパス回路2
0と、充電制御回路35にDC電力が供給される。電源
供給バイパス回路20に供給されたDC電力は、ショッ
トキーダイオードD1−X1を介して定電圧電源回路5
5のIC2と充電補助回路60のIC3に供給される。
この電力供給の向きは、ショットキーダイオードD1−
X1により、充電電力供給回路10から定電圧電源回路
55に一方向に伝達されるよう構成されている。ショッ
トキーダイオードD1−X1を介して定電圧電源回路5
5のIC2と充電補助回路60のIC3に供給される電
圧は約5Vで、二次電池電圧20の出力電圧は4.2V
以下なので、定電圧電源IC2、IC3に接続された負
荷は、充電電力供給回路にAC電源が接続されている時
は、二次電池40からの電力供給を受けることなく充電
電力供給回路10から電源供給バイパス回路20へて供
給される電力のみで動作する。
【0020】電池電圧が充電制御回路30の電池接続端
子の充電開始できる第一の既定電池電圧の値(ここの例
では2V)以下である場合には、電池充電補助回路60
のIC3の出力部から電池充電端子に接続されたショッ
トキーダイオードD1−X3と抵抗R−X1を介して電
池に充電電流を供給する。この電池への充電電流の供給
は、電池電圧が第二の既定電池電圧値以下(ここの例で
はIC3の出力電圧3V)の間、電池充電補助回路60
を構成するショットキーダイオードD1−X3と抵抗R
−X1を介して行なわれる。ショットキーダイオードD
1−X3は、電池電圧が2Vを超えると充電制御回路3
0からも充電電流の供給を受け急速に電池電圧が上昇
し、電池電圧が3V以上となる。この時、ショットキー
ダイオードD1−X3は、充電制御回路30を介しての
電池充電が停止すると同時に、電池充電端子TP1−6
−BからIC3への電流が逆流するのを防止するよう作
用する。抵抗R−X1は、電池電圧が極端に低い時、I
C3の出力から電池充電端子へ過大な電流が流れるのを
防止するため挿入されている。
【0021】充電制御回路30は、電池充電端子TP1
−6−Bの第一の既定電池電圧(2V)以上になると、
電池への充電電流の供給を開始する。この充電電流の最
大値は、抵抗R1−14の値で決定される。本発明の例
では、Ip=(0.1V)÷(R1−14の抵抗値:1
Ω)=100mAとなっている。充電初期においては、
前記充電電流Ipで充電が継続される。電池電圧が上昇
して3Vを超えるとIC3からの電池充電補助回路60
を介しての充電電流の供給は停止する。充電電圧電流は
充電制御IC1で既定される定電流値(本発明の例では
前記100mA)定電圧値(本発明の例では4.2V)
での充電となる。充電末期に近づくにしたがって充電電
流が減少し充電電流がIpの約30%(30mA)とな
るとIC2の3ピンがハイからローに変化して電池充電
がほぼ満杯となった事を知らせる。充電を完全に停止し
たい時には、IC1の充電制御端子1ピンをローからハ
イにすると、充電電流の供給は完全に停止される。
【0022】ショットキーダイオードD1−X2は、電
源供給バイパス回路20から供給される電力が電池充電
端子へ流入するする事を防止するために挿入されてい
る。IC2、IC3の出力に接続される負荷が、充電中
もオンであると、充電中であってもVDD1あるいはV
DD2から負荷に電力を供給できる。
【0023】次に、電池電圧が充電制御回路30の電池
接続端子の充電開始できる第一の既定電池電圧の値以上
である場合について説明する。
【0024】充電電力供給回路10のACプラグがコン
セントに差し込まれると、充電電力供給回路10から電
源供給バイパス回路20と、充電制御回路30にDC電
力が供給される。前述した電池充電補助回路60を介し
ての充電は行われず、あとは前述の充電動作と同じよう
に動作する。
【0025】これらの充電回路を電子機器に使用しても
よい。
【0026】
【発明の効果】本発明による効果は以下の通りである。
【0027】電池の電池電圧が第二の既定電池電圧の値
(本発明の例では3V)以上になると、充電制御回路3
0のみでの充電となり、充電補助回路での電流消費がな
くなるようにしたでの電力消費の削減と、この不要な電
流消費による部品の発熱をなくす事ができる。
【0028】また、本発明による構成によれば、充電回
路での電力消費の削減と発熱を押さえることができるの
で、充電時の電力効率の向上と発熱による実装電池部品
・電池などの特性劣化を防止できると言う効果を有す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るブロック図である。
【図2】本発明に係る回路図である。
【図3】従来の発明に係るブロック図である。
【図4】従来の発明に係る回路図である。
【符号の説明】
10 充電電力供給回路 20 電源供給バイパス回路 30 充電制御回路 40 二次電池 55 定電圧電源回路 60 電池充電補助回路 60 充電補助回路 D1−X1:ショットキーダイオード R1−14:抵抗 R−X1 :電流制限用抵抗 D1−X2:ショットキーダイオード D1−X3:ショットキーダイオード

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電用電力を供給する充電電力供給回路
    と、 前記充電電力供給回路から出力された電力を充電する二
    次電池と、 前記充電電力供給回路から出力される電力を、第一の既
    定電池電圧より高い電圧のときに前記二次電池に電力を
    供給する充電制御回路と、 前記二次電池の出力に接続された定電圧電源回路と、 前記充電電力供給回路から出力された電力を前記定電圧
    電源回路に供給する電源供給バイパス回路とを備えた充
    電回路。
  2. 【請求項2】 充電用電力を供給する充電電力供給回路
    と、 前記充電電力供給回路から出力された電力を充電する二
    次電池と、 前記二次電池の出力に接続された定電圧電源回路と、 前記充電電力供給回路から出力される電力を、第一の既
    定電池電圧より高い電圧のときに前記二次電池の充電を
    行う充電制御回路と、 前記二次電池の出力に接続し、第二の既定電池電圧以下
    のときに前記二次電池の充電を行う充電補助回路と、を
    有する充電回路。
  3. 【請求項3】 充電用電力を供給する充電電力供給回路
    と、 前記充電電力供給回路から出力された電力を充電する二
    次電池と、 前記二次電池の出力に接続された定電圧電源回路と、 前記二次電池の出力に接続し、第二の既定電池電圧以下
    のときに前記二次電池の充電を行う充電補助回路と、 前記充電電力供給回路から出力される電力を、第一の既
    定電池電圧より高い電圧のときに前記二次電池の充電を
    行う充電制御回路と、 前記充電電力供給回路から出力された電力を前記定電圧
    電源回路及び前記充電補助回路に供給する電源供給バイ
    パス回路とを備え、 前記二次電池の電圧が、前記第一の既定電池電圧以下で
    前記第二の既定電池電圧以下のときに前記充電補助回路
    で充電し、前記第一の既定電池電圧よりも高く前記第二
    の既定電池電圧以下のときに前記充電補助回路と前記充
    電制御回路で充電し、前記第一の既定電池電圧より高く
    前記第二の既定電池電圧より高いときに前記充電制御回
    路で充電する充電回路。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載の充電
    回路を有する電子機器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100652642B1 (ko) * 2004-07-16 2006-12-06 엘지전자 주식회사 휴대단말기의 디디엘오 상태 배터리 충전장치 및 방법
US8729868B2 (en) 2007-07-27 2014-05-20 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Method and apparatus for charging batteries

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