JP2003259560A - 充電回路 - Google Patents
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Abstract
した充電回路を提供することを目的とする。 【解決手段】 充電システム100では、予備バッテリ
4に対する充電電流の供給路にダイオード10を設置す
ることにより、充電回路1の負荷が充電回路3の負荷よ
りも高くなり、本体バッテリ5へ供給される充電電流の
方が予備バッテリ4へ供給される充電電流よりも大きく
なる。また、充電システム100では、本体バッテリ5
へ供給される充電電流が減少するにつれて、予備バッテ
リ4へ供給される充電電流が増加する。
Description
する第1の充電回路と、該第1の充電回路と共に動作し
第2の電池を充電する第2の充電回路と、前記第1の充
電回路及び前記第2の充電回路に電流を供給する電源と
を有する充電回路に関する。
普及している。その理由として、携帯電話による移動通
信は、利用者がどこにいても、且つ、いつでも利用可能
であるという利便性が挙げられる。このような利便性を
確保するため、携帯電話機に使用される電池を充電する
充電器には、携帯電話機本体の電池とともに予備の電池
を充電可能とすることが要求される。
予備の電池を充電する充電器に関する従来例を図6に示
す。同図に示す充電システム200は、充電の優先度の
低い電池である予備バッテリ201、携帯電話機等の携
帯機器202、携帯機器202内の充電の優先度の高い
電池である本体バッテリ203、トランジスタ204、
携帯機器202内の充電回路205、電流検出部20
6、マイコン及びコントロール回路207、トランジス
タ204のスイッチングを制御する充電制御回路20
8、トランジスタ209、トランジスタ209のスイッ
チングを制御する充電制御回路210、予備バッテリ2
01の温度管理用のサーミスタ素子としての抵抗器21
1により構成される。
201と本体バッテリ203との双方を充電するもので
ある。なお、初期状態では、トランジスタ204がオン
状態、トランジスタ209がオフ状態になっているもの
とする。
源から供給される交流電流を直流電流に変換して、充電
電流として予備バッテリ201及び本体バッテリ203
へ供給する。電流検出部206は、本体バッテリ203
に供給される充電電流を検出し、その検出結果をマイコ
ン及びコントロール回路207に送る。
電流検出部206によって充電電流が検出されている場
合、換言すれば、充電回路205によって本体バッテリ
203が充電されている場合、充電制御回路208及び
充電制御回路210に対して、トランジスタ204及び
トランジスタ209のスイッチングを指示しない。この
ため、トランジスタ204のオン状態及びトランジスタ
209のオフ状態が維持され、本体バッテリ203のみ
の充電が継続される。
7は、電流検出部206によって検出される充電電流が
流れなくなった場合、換言すれば、本体バッテリ203
が満充電になった場合、充電制御回路208及び充電制
御回路210に対して、トランジスタ204及びトラン
ジスタ209の制御を指示する。充電制御回路208
は、この指示に応じてトランジスタ204のベース電圧
を下げる。また、充電制御回路210は、この指示に応
じてトランジスタ209のベース電圧を上げる。このた
め、本体バッテリ203には微小な充電電流のみが供給
され、いわゆるトリクル充電が行われる。一方、予備バ
ッテリ201には大きな充電電流が供給され、充電が開
始される。
場合には、電流検出部206によって充電電流が検出さ
れなくなる。この場合、マイコン及びコントロール回路
207は、充電制御回路208及び充電制御回路210
に対して、トランジスタ204及びトランジスタ209
の制御を指示する。充電制御回路208は、この指示に
応じてトランジスタ204をオフ状態にする。一方、充
電制御回路210は、この指示に応じてトランジスタ2
09をオン状態にする。このため、予備バッテリ201
にのみ大きな充電電流が供給され、充電が開始される。
テリ203に供給される充電電流の時間経過を示す図で
ある。同図に示すように、まず本体バッテリ203に充
電電流が供給される。そして、本体バッテリ203が満
充電に近づくにつれて、当該本体バッテリ203に供給
される充電電流が低下し、充電が完了した時にほぼゼロ
になり、以後トリクル充電が行われる。その後、予備バ
ッテリ201に充電電流が供給される。
に予備の電池を充電する充電器に関する従来技術の一例
としては、特公平8−8747公報に記載された「複数
バッテリ複数速度バッテリ充電器」がある。
た従来の充電手順は、ACアダプタ250から本体バッ
テリ203に供給される充電電流が減少しても、予備バ
ッテリ201の充電は行われず、効率的な充電を行って
いない。また、マイコン及びコントロール回路207を
用いることにより、コストが向上するという問題もあ
る。
り、その目的は、効率的な充電を低コストで行うことが
可能な充電回路を提供することにある。
め、請求項1に記載の発明は、第1の電池を充電する第
1の充電回路と、該第1の充電回路と共に動作し第2の
電池を充電する第2の充電回路と、前記第1の充電回路
及び前記第2の充電回路に電流を供給する電源とを有す
る充電回路において、前記電源から供給される電流から
前記第1の充電回路における第1の電池に対する第1の
充電電流を差し引いた電流を、前記第2の充電回路にお
ける第2の電池に対する第2の充電電流として用い、該
第2の充電電流の大きさを前記第1の充電電流の大きさ
未満に設定する電流設定手段を前記第2の充電回路に備
えることを特徴とする。
給される電流から第1の充電回路による第1の電池の充
電に用いられる第1の充電電流を差し引いた第2の充電
電流の大きさを、第1の充電電流未満にして供給するた
め、電源から供給される充電電流を効率よく利用し、第
1及び第2の充電電流を連続的に変化させて効率的な充
電を行うことができる。
に記載の充電回路において、前記電流設定手段は、ダイ
オードであることを特徴とし、請求項3に記載の発明
は、請求項1に記載の充電回路において、前記電流設定
手段は、抵抗器であることを特徴とする。
抵抗器である場合には、充電電流の設定を容易に行うこ
とができるため、従来のようにマイコン及びコントロー
ル回路等を用いることなく、コストを低減させることが
可能となる。
乃至3の何れかに記載の充電回路において、前記第2の
電池の電圧と電源電圧とを比較する電圧比較手段と、前
記電源電圧が前記第2の電池の電圧を下回った場合に、
該第2の電池への充電電流の供給を停止する充電電流停
止手段とを備えることを特徴とする。
低い電池の電圧を下回った場合に、当該電池に対する充
電電流の供給が停止されるため、誤動作及び満充電誤検
出を防止することができる。
に基づいて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係
る充電回路を用いた充電システムの構成例を示す図であ
る。同図に示す充電システム100は、充電回路1、充
電の優先度の高い電池である本体バッテリ5を内蔵する
携帯電話機等の携帯機器2、充電回路1によって充電さ
れる充電の優先度の低い電池である予備バッテリ4、A
Cアダプタ50により構成される。予備バッテリ4及び
本体バッテリ5は、例えばリチウムイオン電池である。
5と予備バッテリ4に対し、同時に充電電流を供給する
が、その際、本体バッテリ5に対し、予備バッテリ4よ
りも大きな充電電流を供給することにより、本体バッテ
リ5の充電を優先させつつ、予備バッテリ4と本体バッ
テリ5の双方を同時に充電することができる。
テリ4と本体バッテリ5のそれぞれについて充電状態を
示す、図示しない発光ダイオード(LED)が備えられ
ている。これらの発光ダイオードは、対応する予備バッ
テリ4あるいは本体バッテリ5が充電されていない状態
の場合には待機状態を示す表示(無点灯)、充電中の場
合には充電中を示す表示(赤色の点灯)、充電完了の場
合には充電完了を示す表示(緑色の点灯)となる。
から供給される交流電流を直流電流に変換して、充電電
流Icとして予備バッテリ4及び本体バッテリ5へ供給
する。以下においては、本体バッテリ5に供給可能な充
電電流の最大値と予備バッテリ4に供給可能な充電電流
の最大値は同一であり、ACアダプタ50によって供給
される充電電流Icの最大値は、これら本体バッテリ5
及び予備バッテリ4のそれぞれに供給可能な充電電流の
最大値より大きく当該最大値の2倍より小さいものとし
て説明する。なお、ACアダプタの代わりに直流電源を
用いることも可能である。
リ5を内蔵する。充電回路3は、ACアダプタからの充
電電流Ic1を本体バッテリ5へ供給する。これにより本
体バッテリ5が充電される。
流の供給路に設置された電流設定手段としてのダイオー
ド10と、スイッチング素子としてのPNPトランジス
タ11と、予備バッテリ4の温度管理用のサーミスタ素
子としての抵抗器12と、PNPトランジスタ11を制
御する充電制御回路13と、電圧比較回路14とを備え
る。なお、ダイオード10の代わりに抵抗器を用いるよ
うにしても良い。
器12は、予備バッテリ4の近傍に配置されるものであ
り、バッテリパック(図示せず)内に予備バッテリと共
に内蔵される。
リ4に接続され、アノードがPNPトランジスタ11の
コレクタに接続されている。PNPトランジスタ11
は、エミッタがACアダプタ50に接続され、ベースが
充電制御回路13に接続されている。
11のベース、抵抗器12及び電圧比較回路14に接続
されている。更に、電圧比較回路14は、ACアダプタ
50、ダイオード10のカソード及び充電制御回路13
に接続されている。
出力電圧を電源として動作する。初期状態では、充電制
御回路13は、ローレベルの制御信号をPNPトランジ
スタ11のベースに出力する。このため、PNPトラン
ジスタ11はオン状態になり、ACアダプタ50から予
備バッテリ4へ充電電流Ic2が供給される。これによ
り、予備バッテリ4が充電される。
充電電流Ic1により充電される一方、予備バッテリ4が
充電電流Ic2により充電される。この際、充電電流Ic1
と充電電流Ic2とを加えた電流は、ACアダプタ50に
よって供給される充電電流I cとなる。
電回路3のインピーダンスと、ダイオード10を備える
充電回路1のインピーダンスとの比率に反比例する。充
電回路1内にダイオード10が接続されていることによ
って、当該充電回路1のインピーダンスは充電回路3の
インピーダンスよりも大きくなる。このため、充電電流
Ic2は充電電流Ic1より小さくなる。なお、充電回路3
では、充電電流Ic1が本体バッテリ5に供給可能な最大
の充電電流となるように、内蔵するトランジスタ等の制
御素子(図示せず)のインピーダンスが調整される。
て、本体バッテリ5には所定の充電電流Ic1が継続的に
供給され、予備バッテリ4にはACアダプタ50によっ
て供給される充電電流Icから充電電流Ic1を差し引い
た所定の充電電流Ic2が継続的に供給される。
テリ4の電圧は徐々に上昇する。但し、上述の通り、本
体バッテリ5に供給される充電電流Ic1は、予備バッテ
リ4に供給される充電電流Ic2よりも大きいため、本体
バッテリ5の電圧の方が早く上昇する。
体バッテリ5の電圧が所定値に達すると、充電回路3
は、定電圧制御を行い、当該充電回路3のインピーダン
スが増加する。このため、本体バッテリ5に供給される
充電電流Ic1は徐々に減少する。この時、予備バッテリ
4に供給される充電電流Ic2は、徐々に増加する。そし
て、充電電流Ic2が所定値に達した場合、充電回路1内
の充電制御回路13は、その所定値を超える充電電流が
予備バッテリ4に流れないように、定電流制御を行う。
き、当該予備バッテリ4の電圧が所定値に達すると、充
電回路1内の充電制御回路13は、充電制御を定電流制
御から定電圧制御に切り替える。このため、予備バッテ
リ4に供給される充電電流Ic2は徐々に減少する。
4の温度管理用のサーミスタ素子としての抵抗器12の
電圧を検知する。抵抗器12の電圧変化は、予備バッテ
リ4の温度変化に伴う抵抗値の変化を示す。このため、
充電制御回路13は、抵抗器12の電圧が所定値になっ
た場合には、予備バッテリ4に何らかの異常が発生して
高温になったものとみなして、PNPトランジスタ11
への制御信号をハイレベルにする。これにより、PNP
トランジスタ11はオフ状態になって、予備バッテリ4
へ充電電流が流れなくなる。
動作する。具体的には、電圧比較回路14は、電源電圧
Vccと予備バッテリ4の電圧VBATとを検知し、これら
を比較して、その結果を充電制御回路13へ出力する。
充電制御回路13は、電圧比較回路14による比較結果
が、予備バッテリ4の電圧VBATの方が電源電圧Vccと
よりも大きいことを示している場合には、充電電流停止
手段として動作し、誤動作及び満充電誤検出を防止すべ
く、PNPトランジスタ11への制御信号をハイレベル
にする。これにより、PNPトランジスタ11はオフ状
態になって、予備バッテリ4へ充電電流が流れなくな
る。
ッテリ4及び本体バッテリ5への充電の過程を説明す
る。図2は、予備バッテリ4及び本体バッテリ5の双方
が未充電状態の場合における充電電流の時間経過を示
す。
中の場合には、当該本体バッテリ5へ供給される充電電
流Ic1は大きく、予備バッテリ4へ供給される充電電流
Ic2は小さい。この時、予備バッテリ4の充電状態を示
すLEDは充電中を示す表示(赤色の点灯)となる。
と、充電回路3による充電制御が定電圧制御になり、本
体バッテリ5へ供給される充電電流Ic1が減少し、予備
バッテリ4へ供給される充電電流Ic2が増加する。そし
て、充電電流Ic2が所定値に達した場合、充電回路1内
の充電制御回路13は、その所定値を超える充電電流が
予備バッテリ4に流れないように、定電流制御を行う。
その後、予備バッテリ4が満充電に近づくと、充電制御
回路13による充電制御が定電圧制御になるため、予備
バッテリ4に供給される充電電流Ic2が減少する。そし
て、予備バッテリ4の充電が完了すると、当該予備バッ
テリ4の充電状態を示すLEDは充電完了を示す表示
(緑色の点灯)となる。
態、本体バッテリ5が未充電状態の場合における充電電
流の時間経過を示す。
が満充電に近い状態であるため、当該予備バッテリ4に
は充電電流Ic2は供給されない。一方、本体バッテリ5
には、充電回路1による定電流制御によって、充電電流
Ic1が供給される。この時、予備バッテリ4の充電状態
を示すLEDは待機状態を示す表示(無点灯)となる。
は、設定によりなくすことも可能であり、図2のように
小さい充電電流を予備バッテリ4に供給することも可能
である。
と、充電回路1による充電制御が定電圧制御になり、本
体バッテリ5へ供給される充電電流Ic1が減少する。こ
の時、予備バッテリ4は若干放電しているため、充電電
流Ic2が供給されるが、まもなく満充電になるため、該
充電電流Ic2は減少する。そして、充電電流Ic2がゼロ
になった時点で、予備バッテリ4の充電状態を示すLE
Dは充電完了を示す表示(緑色の点灯)となる。
体バッテリ5が満充電に近い状態の場合における充電電
流の時間経過を示す。
へ供給される充電電流Ic1の方が予備バッテリ4へ供給
される充電電流Ic2より大きいが、本体バッテリ5が満
充電に近い状態であるため、充電電流Ic1は直ちに減少
する。このため、予備バッテリ4へ供給される充電電流
Ic2が増加する。そして、充電電流Ic2が所定値に達す
ると、充電回路1内の充電制御回路13により定電流制
御が行われる。その後、予備バッテリ4が満充電に近づ
くと、充電回路1内の充電制御回路13により定電圧制
御が行われ、充電電流Ic2が減少する。そして、予備バ
ッテリ4の充電が完了すると、当該予備バッテリ4の充
電状態を示すLEDは充電中を示す表示(赤色の点灯)
から充電完了を示す表示(緑色の点灯)に変化する。
5の双方が満充電に近い状態の場合における充電電流の
時間経過を示す。
及び本体バッテリ5は若干放電しているため、双方に充
電電流が供給される。この場合、本体バッテリ5へ供給
される充電電流Ic1の方が予備バッテリ4へ供給される
充電電流Ic2より大きいが、本体バッテリ5が直ちに満
充電になるため、充電電流Ic1は減少する。このため、
若干放電状態である予備バッテリ4へ供給される充電電
流Ic2は、一旦増加するが、予備バッテリ4も直ちに満
充電になるために減少する。そして、予備バッテリ4の
充電が完了した時点で、当該予備バッテリ4の充電状態
を示すLEDは充電中を示す表示(赤色の点灯)から充
電完了を示す表示(緑色の点灯)に変化する。
00は、予備バッテリ4に対する充電電流の供給路にダ
イオード10を設置することにより、充電回路1のイン
ピーダンスを充電回路3のインピーダンスよりも高くし
て、本体バッテリ5の充電を優先させつつ、同時に予備
バッテリ4を充電することができる。また、充電システ
ム100では、本体バッテリ5へ供給される充電電流が
減少するにつれて、予備バッテリ4へ供給される充電電
流が増加する。このため、効率的な充電を実現すること
ができる。
0の代わりとしての抵抗器を用いることにより、充電電
流の設定を容易に行うことができるため、従来のように
マイコン及びコントロール回路等を用いることなく、コ
スト削減を図ることが可能となる。
を下回った場合に、充電制御回路13によって当該予備
バッテリ4に対する充電電流の供給が停止されるため、
誤動作及び満充電誤検出を防止することができる。
リ5を充電の優先度の高い電池、予備バッテリ4を充電
の優先度の低い電池として説明したが、これらが逆であ
っても良い。また、本体バッテリ5と予備バッテリ4の
充電に限らず、充電の優先度の高い電池と充電の優先度
の低い電池の双方を充電する場合に本発明を適用するこ
とができる。
路3及び予備バッテリ4の充電制御回路13がそれぞれ
定電流制御を行った例で説明したが、充電電流Icを供
給するACアダプタのみ定電流制御を行い、本体充電回
路3及び予備バッテリ4の充電制御回路13が定電流制
御を行わない場合にも、本発明を適用することができ
る。
源によって供給される充電電流から第2の充電回路によ
る第1の電池の充電に用いられる第1の充電電流を差し
引いた第2の充電電流の大きさを、第1の充電電流未満
にして供給するため、電源から供給される充電電流を効
率よく利用し、第1及び第2の充電電流を連続的に変化
させて効率的な充電を行うことができる。
よれば、電流設定手段がダイオードや抵抗器である場合
には、充電電流の設定を容易に行うことができるため、
従来のようにマイコン及びコントロール回路等を用いる
ことなく、コストを低減させることが可能となる。
ば、電源電圧が充電の優先度の低い電池の電圧を下回っ
た場合に、当該電池に対する充電電流の供給が停止され
るため、誤動作及び満充電誤検出を防止することができ
る。
構成例を示す図である。
態の場合の充電電流の時間経過を示す図である。
充電に近い状態の場合の充電電流の時間経過を示す図で
ある。
リが未充電状態の場合の充電電流の時間経過を示す図で
ある。
近い状態の場合の充電電流の時間経過を示す図である。
過を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 第1の電池を充電する第1の充電回路
と、該第1の充電回路と共に動作し第2の電池を充電す
る第2の充電回路と、前記第1の充電回路及び前記第2
の充電回路に電流を供給する電源とを有する充電回路に
おいて、 前記電源から供給される電流から前記第1の充電回路に
おける第1の電池に対する第1の充電電流を差し引いた
電流を、前記第2の充電回路における第2の電池に対す
る第2の充電電流として用い、該第2の充電電流の大き
さを前記第1の充電電流の大きさ未満に設定する電流設
定手段を前記第2の充電回路に備えることを特徴とする
充電回路。 - 【請求項2】 請求項1に記載の充電回路において、 前記電流設定手段は、ダイオードであることを特徴とす
る充電回路。 - 【請求項3】 請求項1に記載の充電回路において、 前記電流設定手段は、抵抗器であることを特徴とする充
電回路。 - 【請求項4】 請求項1乃至3の何れかに記載の充電回
路において、 前記第2の電池の電圧と電源電圧とを比較する電圧比較
手段と、 前記電源電圧が前記第2の電池の電圧を下回った場合
に、該第2の電池への充電電流の供給を停止する充電電
流停止手段と、 を備えることを特徴とする充電回路。
Priority Applications (4)
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