JP2004007854A - 充電装置および充電方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】二次電池を充電するための外部電源を入力する入力端子を複数備えた充電装置において充電を行う場合に、入力された電源の電流を使用していない他の充電用の入力端子から外部に出力しないようにする。また、複数の入力端子から入力があった場合には、最適に充電が行われるように入力電源を制御する。
【解決手段】外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の２つの入力端子と、二次電池Ｅ１との間にそれぞれ、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２を設ける。そして、制御ＩＣ１３が、どちらか一方の入力電源電圧を検出した場合には、検出した方のトランジスタをオンとする。また、制御ＩＣ１３が、両方の入力電源電圧を検出した場合には、所定の条件で優先度を付け、優先度の高い方の電源により二次電池Ｅ１を充電する。
【選択図】 図３
【解決手段】外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の２つの入力端子と、二次電池Ｅ１との間にそれぞれ、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２を設ける。そして、制御ＩＣ１３が、どちらか一方の入力電源電圧を検出した場合には、検出した方のトランジスタをオンとする。また、制御ＩＣ１３が、両方の入力電源電圧を検出した場合には、所定の条件で優先度を付け、優先度の高い方の電源により二次電池Ｅ１を充電する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、充電装置および充電方法に関し、特に、充電のための入力端子を２つ以上備えた携帯電話機などの二次電池の充電装置および充電方法に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型電子機器の電源として、乾電池などの一次電池やニッケル・カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム・イオン電池などの二次電池などが用いられている。二次電池は、電池切れになっても充電することにより繰り返し使用可能である。しかしながら、電池切れのたびに使用者が携帯型電子機器から二次電池を取り外して充電器で充電することは非常に面倒である。したがって、携帯電話機などは、二次電池を搭載したままの状態で充電できる構造を備えている。
【０００３】
この二次電池を搭載したままの状態での充電として、例えば家庭用商用ＡＣ電源を外部電源とし、ＡＣアダプタを用いて充電を行ったり、自動車のバッテリを外部電源とし、シガーソケット、車載用アダプタなどを介して充電を行ったりすることが考えられる。また最近の携帯型電子機器は、これら外部電源用のアダプタの端子を直接挿入して充電を行う差込口を備えていることに加え、携帯電話機やＭＤ（ミニディスク）プレーヤなどのように、外部電源用のアダプタに接続された置き台に置くだけで充電が可能な携帯型電子機器が存在する。
【０００４】
通常の携帯電話機では、自宅などの利用拠点では充電作業の容易さを重視して、外部電源用のアダプタに接続された置き台による充電が行えるように、また外出先や自動車内などの移動場所では持ち運びの容易さを重視して、外部電源用のアダプタのみによる充電が行えるように、置き台用の充電端子とアダプタ用の充電端子との２つの充電用端子を備えている。このように複数の充電方法に対応させるため、携帯型電子機器に充電用の入力端子を複数備えることで、使用者は快適に充電を行うことができる。
【０００５】
ここで、このような充電用端子を複数備える従来の携帯型電子機器の充電装置について説明する。図１０は、従来からの携帯電話機の充電用回路の一例である。この充電用回路は、外部電源アダプタ用端子１０１、置き台用端子１０２、ダイオードＤ１０１，Ｄ１０２、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１、抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０２、制御ＩＣ１０３および二次電池Ｅ１０１により構成される。
【０００６】
外部電源アダプタ用端子１０１は、外部電源用アダプタの接続端子を直接接続し、外部電源用アダプタにより変換された直流電源を入力する入力端子であり、プラス電極の端子１０１ａおよびマイナス電極の端子１０１ｂにより構成される。置き台用端子１０２は、外部電源用アダプタが接続された置き台の端子と接続し、置き台を介して外部電源用アダプタにより変換された直流電源を入力する入力端子であり、プラス電極の端子１０２ａおよびマイナス電極の端子１０２ｂにより構成される。二次電池Ｅ１０１は、リチウム・イオン電池やニッケル水素電池などの、所謂携帯電話機のバッテリである。
【０００７】
端子１０１ａはダイオードＤ１０１を介して、また端子１０２ａはダイオード１０２を介してＰＮＰ型トランジスタＱ１０１の入力電極、すなわちエミッタおよび制御ＩＣ１０３に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１の出力電力、すなわちコレクタは、抵抗Ｒ１０１を介して二次電池Ｅ１０１のプラス側に接続されている。また、抵抗Ｒ１０１の両端が制御ＩＣ１０３に接続されている。さらに、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１の制御電極、すなわちベースは、抵抗Ｒ１０２を介して制御ＩＣ１０３に接続されている。二次電池のマイナス側および制御ＩＣ１０３の一部は、端子１０１ｂ、端子１０２ｂと接続されている。
【０００８】
この充電用回路において、外部電源電圧の電流が端子１０１ａから入力された場合には、順方向バイアスによりダイオードＤ１０１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１および制御ＩＣ１０３に電源電圧の電流が流れる。このように制御ＩＣ１０３が電圧を検出した場合には、制御ＩＣ１０３の制御のもと、抵抗Ｒ１０２を介してＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のベースに電流が流れる。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のエミッタ−コレクタ間が導通し、抵抗Ｒ１０１を介して二次電池Ｅ１０１が充電される。
【０００９】
また、外部電源電圧の電流が端子１０２ａから入力された場合には、順方向バイアスによりダイオードＤ１０２がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１および制御ＩＣ１０３に電源電圧の電流が流れる。このように制御ＩＣ１０３が電圧を検出した場合には、制御ＩＣ１０３の制御のもと、抵抗Ｒ１０２を介してＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のベースに電流が流れる。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のエミッタ−コレクタ間が導通し、抵抗Ｒ１０１を介して二次電池Ｅ１０１が充電される。
【００１０】
なお、この充電用回路にて充電する場合には、二次電池Ｅ１０１への定電圧および定電流などが測定され、制御ＩＣ１０３により所望の電圧、電流で充電が行われるように制御される。例えば満充電を検出した場合には、制御ＩＣ１０３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のベースに電流を流すのをやめて充電を停止する。
【００１１】
このように、図１０に示す充電用回路では、端子１０１ａから外部電源電圧の電流が入力された場合には、順方向バイアスによりダイオードＤ１０１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１および制御ＩＣ１０３に電源電圧の電流が流れる。このとき、ダイオードＤ１０２では逆方向バイアスとなるため、ダイオードＤ１０２はオフとなり、端子１０２ａにはほとんど電流が流れない。同様に、端子１０２ａから外部電源電圧の電流が入力された場合には、順方向バイアスによりダイオードＤ１０２がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１および制御ＩＣ１０３に電源電圧の電流が流れる。このとき、ダイオードＤ１０１では逆方向バイアスとなるため、ダイオードＤ１０１はオフとなり、端子１０１ａにはほとんど電流が流れない。
【００１２】
すなわち、ダイオードの単方向性を利用することで、一方の充電用の入力端子から外部電源が入力された場合に、他方の充電用の入力端子から出力されるのを防いでいた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の充電装置および充電方法には次のような問題があった。図１１は、ダイオード−トランジスタ間の電圧、電流を説明するための一例の図である。図１１Ａは電圧、図１１Ｂは電流についての図である。図１１Ａに示すように、ダイオード出力後の電圧をＶｑとし、ダイオードＤ１０１に入力される電圧をＶｄ１とすると、所定の電圧Ｖｑを得るためには、Ｖｄ１はＶｑよりも高くする必要がある。同様に、ダイオードＤ１０２に入力される電圧をＶｄ２とすると、所定の電圧Ｖｑを得るためには、Ｖｄ２はＶｑよりも高くする必要がある。これは、ダイオードによる電圧降下（ドロップ電圧）が生じるためである。
【００１４】
したがって、充電用回路に入力した電源電圧を他の充電用の入力端子から出力されないようにダイオードを使用し、所定の電圧を得るためには、ダイオードへの入力電圧をドロップ電圧分だけ高くする必要があるため、充電用回路の効率が落ちるという問題がある。
【００１５】
また、図１１Ｂに示すように、ダイオードＤ１０１とダイオードＤ１０２との両方に電源電圧が入力された場合、ダイオードＤ１０１に流れる電流をＩｄ１、ダイオードＤ１０１に流れる電流をＩｄ２とすると、合流後の電流Ｉｑは、Ｉｑ＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２となる（動作電流であるトランジスタＱ１０１のベース電流は考慮しない）。
【００１６】
したがって、複数の充電用端子から同時に電源電圧を充電用回路に入力した場合、電源電流も複数の充電端子から流れるため、二次電池や充電用回路に過電流が流れ悪影響を与えてしまい、充電装置の安全性が悪くなる可能性があるという問題がある。
【００１７】
したがって、この発明の目的は、充電に用いる入力端子を複数備える充電装置において、安全性を確保し、効率が良い充電装置および方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の請求項１の発明は、
電源電圧源が接続される第１および第２の入力端子と、
第１および第２の入力端子がそれぞれ入力電極に接続される第１および第２の電源制御用半導体素子と、
第１および第２の電源制御用半導体素子の出力電極が共通接続され、共通接続電位点と基準電位点との間に接続された二次電池と、
二次電池の端子電圧および充電電流を所望のものに制御する制御回路と、
第１および第２の電源制御用半導体素子の入力電極に発生する電圧を検出し、電圧が検出された電源制御用半導体素子の入出力電極間をオンとするための切り換え信号を生成する切り換え信号発生手段とを有する
ことを特徴とする充電装置である。
【００１９】
この発明では、第１および第２の入力端子と二次電池との間に、それぞれ電源制御用半導体素子を設け、電源制御用半導体素子の入力電極に発生する電圧を検出し、検出結果により電源制御用半導体素子の入出力電極間をオン／オフを切り換えていることにより、電源入力のない入力端子から電流が流れることを防止しつつ、安全性が高く効率の良い電源の切り換えが可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
まず、この発明を適用する携帯型電子機器について図面を参照しながら説明する。図１は、充電用の外部電源の入力端子を２つ備えた携帯電話機の一例を示す。図１Ａに示す携帯電話機１は、所謂折りたたみ式の携帯電話機であり、ＡＣアダプタなどの外部電源アダプタの接続端子を直に接続して充電が可能なコネクタ２および置き台を介して外部電源アダプタから充電が可能な端子部３を備えている。図１Ｂはコネクタ２の拡大図を示し、図１Ｃは端子部３の拡大図を示す。
【００２１】
図１Ｂに示すコネクタ２は、携帯電話機１の外部インターフェース用のコネクタであり、電源端子であるプラス電極の端子１１ａおよびマイナス電極の端子１１ｂを備えている。以下、この実施形態では、この端子１１ａと端子１１ｂとを外部電源アダプタ用端子１１とする。このコネクタ２に外部電源アダプタの接続端子、例えばＡＣアダプタを接続することで、携帯電話機１の備える二次電池を充電することが可能である。
【００２２】
図１Ｃに示す端子部３は、置き台を介して外部電源から二次電池の充電が可能なプラス電極の端子１２ａおよびマイナス電極の端子１２ｂを備えている。この端子１２ａと端子１２ｂとを置き台用端子１２とする。置き台の備える端子にこの置き台用端子１２が接するように携帯電話機１を置くことで、携帯電話機１の備える二次電池を充電することが可能である。
【００２３】
図２は、携帯電話機の充電状態を示す一例の図である。図２ＡはＡＣアダプタを携帯電話機に接続して充電している図であり、図２Ｂは、置き台を利用して充電している図である。
【００２４】
すなわち、図２Ａに示す充電では、携帯電話機１のコネクタ２にＡＣアダプタ４を接続し、ＡＣアダプタ４の電気プラグをコンセント６に差し込むことで、外部電源アダプタ用端子１１から携帯電話機１の内部の充電用回路に所定の直流電源が入力される。図２Ｂに示す充電では、携帯電話機１の置き台用端子１２が置き台５に設けられた端子と接触するようはめ込み、置き台５に接続されたＡＣアダプタ４の電気プラグをコンセント６に差し込むことで、置き台用端子１２を介して携帯電話機１の内部の充電用回路に所定の直流電源が入力される。なお、ここでは外部電源として家庭用商用電源を用いて説明しているが、自動車のバッテリなどを適用することも可能である。
【００２５】
以上説明したような複数の充電用外部電源入力端子を備えた電子機器に、この発明による充電装置を適用することができる。以下、この発明の実施形態について説明する。まず、この発明の第１の実施形態による充電装置について説明する。
【００２６】
図３はこの発明の第１の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第１の実施形態による充電用回路は、外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、制御ＩＣ１３および二次電池Ｅ１により構成される。
【００２７】
図１を用いて上述説明したように、外部電源アダプタ用端子１１は、ＡＣアダプタ４などの外部電源用アダプタの接続端子を直接接続し、外部電源用アダプタにより変換された所定の直流電源を入力する入力端子であり、プラス電極の端子１１ａおよびマイナス電極の端子１１ｂにより構成される。また置き台用端子１２は、外部電源用アダプタが接続された置き台５が備える端子と接触させ、置き台を介して外部電源用アダプタにより変換された所定の直流電源を入力する入力端子であり、プラス電極の端子１２ａおよびマイナス電極の端子１２ｂにより構成される。
【００２８】
二次電池Ｅ１は、リチウム・イオン電池やニッケル水素電池などの、所謂携帯電話機のバッテリに使用される二次電池である。ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、この充電用回路において、入力される外部電源のスイッチングおよび電圧、電流の制御を行う。制御ＩＣ１３は、充電電圧、電流などの検出、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御、その他この充電用回路の制御を行う。
【００２９】
この充電用回路では、端子１１ａがＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極、すなわちエミッタおよび制御ＩＣ１３に接続されている。また、端子１２ａがＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極、すなわちエミッタおよび制御ＩＣ１３に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の出力電極、すなわちコレクタは、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１のプラス側に接続されている。また、抵抗Ｒ１の両端は、制御ＩＣ１３に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１の制御電極、すなわちベースは、抵抗Ｒ２を介して制御ＩＣ１３に接続されていて、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の制御電極、すなわちベースは、抵抗Ｒ３を介して制御ＩＣ１３に接続されている。二次電池のマイナス側および制御ＩＣ１３の一部は、端子１１ｂ、端子１２ｂと接続されている。
【００３０】
次に、以上のように構成されたこの第１の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２のうちの一方の入力端子から充電した場合の動作について説明する。
【００３１】
この第１の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａから入力される。そして入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタおよび制御ＩＣ１３に入力される。これにより、制御ＩＣ１３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ、すなわち入力電極部の電源電圧を検出する。制御ＩＣ１３は、この電源電圧を検出した場合、抵抗Ｒ２を介してＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースに電流を流す。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１はオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ間が導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００３２】
また、置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１２ａから入力される。そして入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタおよび制御ＩＣ１３に入力される。これにより、制御ＩＣ１３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ、すなわち入力電極部の電源電圧を検出する。制御ＩＣ１３は、この電源電圧を検出した場合、抵抗Ｒ３を介してＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ２はオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間が導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００３３】
なお、この第１の実施形態による充電用回路にて充電する場合には、二次電池Ｅ１への定電圧および定電流などが測定され、制御ＩＣ１３により所望の電圧、電流で充電が行われるように制御される。また満充電を検出した場合には、制御ＩＣ１３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のベースに電流を流すのを中止し、充電を完了する。充電を行う場合には、外部電源アダプタ用端子１１や置き台用端子１２から入力する電源電圧は、充電する二次電池の電圧よりも高くする。
【００３４】
この第１の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２のうちの一方の入力端子から充電した場合は、外部電源が入力される入力端子に接続されたトランジスタがオンとされ、他の入力端子に接続されたトランジスタがオフとされる。しかしながら、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２とを両方接続することも考えられる。この場合には、制御ＩＣ１３が所定の条件に基づき入力電源を制御する。このように両方の充電用の入力端子から電源を入力する場合については、以降の第３〜第７の実施形態において説明する。
【００３５】
以上説明したように、この第１の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１を用いて充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１およびＰＮＰ型トランジスタＱ２のコレクタに入力される。このときＰＮＰ型トランジスタＱ２にはベース電流が流れていないため、ＰＮＰ型トランジスタＱ２はオフとなっており、またＰＮＰ型トランジスタＱ２へ入力される電圧も逆方向電圧であるため、端子１２ａには電流が流れないようにすることができる。
【００３６】
同様に、置き台用端子１２を用いて充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ２がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１およびＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタに入力される。このときＰＮＰ型トランジスタＱ１には、ベース電流が流れていないためＰＮＰ型トランジスタＱ１はオフとなっており、またＰＮＰ型トランジスタＱ１へ入力される電圧も逆方向電圧であるため、端子１１ａには電流が流れないようにすることができる。
【００３７】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【００３８】
また、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、制御ＩＣ１３などにより、所定の条件に基づき選択的に一方の外部電源のみから充電を行うなどの制御が可能であるため、充電時の過電流による発熱などを防ぐことができ、充電用回路、およびこの充電用回路を備えた電子機器の安全性を向上することができる。
【００３９】
次に、この発明の第２の実施形態による充電装置について説明する。この第２の実施形態は、切り換え信号により入力電源を選択する充電用回路である。なお、この第２の実施形態においては、２つある充電用の入力端子の一方から外部電源の入力があるものとする。両方の入力端子から電源の入力があった場合については、第３の実施形態以降で説明する。
【００４０】
図４は、この発明の第２の実施形態による充電用回路の一例の図である。この充電用回路の基本的な構成は、第１の実施形態で説明した図３に示したものと同じである。すなわち、端子１１ａがＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタに接続されている。また、端子１２ａがＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタに接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタは、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１のプラス側に接続されている。また、二次電池のマイナス側は、端子１１ｂ、端子１２ｂと接続されている。以後説明する第３〜第７の実施形態においても、これらの構成は同様であるため、以後の実施形態において、これらの構成の説明は省略する。
【００４１】
また他の部分、すなわちＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。Ｑ１電圧検出回路２１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ１に入力される電源の電圧を検出可能な回路である。Ｑ２電圧検出回路２２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ２に入力される電源の電圧を検出可能な回路である。
【００４２】
また、Ｑ１電圧検出回路２１およびＱ２電圧検出回路２２は、切り換え信号生成回路２４に接続されている。切り換え信号生成回路２４は、Ｑ１電圧検出回路２１およびＱ２電圧検出回路２２の電圧の検出結果に基づき、切り換え信号を生成する回路である。また、切り換え信号生成回路２４は、切り換え回路２５と接続されている。
【００４３】
切り換え回路２５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のベースに接続されていて、切り換え信号生成回路２４から送られる切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを切り換える回路である。
【００４４】
電流検出回路２６、充電停止検出回路２７、定電流検出回路２８および定電圧検出回路２９は、所謂この充電用回路の充電電源安定用の回路である。この充電電源安定用の回路は、充電動作中には、常に動作し、充電電源の監視を行う。電流検出回路２６は、抵抗Ｒ１の両端に接続されていて、この両端の電流を検出する回路である。また電流検出回路２６は、定電流検出回路２８および充電停止検出回路２７に接続されている。
【００４５】
定電流検出回路２８は、電流検出回路２６で検出された電流から定電流を検出する回路である。また、充電停止検出回路２７は、電流検出回路２６で検出された電流から、二次電池Ｅ１の満充電などによる充電停止を検出する回路である。定電圧検出回路２９は、二次電池Ｅ１の両端から定電圧を検出する回路である。また、これら定電流検出回路２８、充電停止検出回路２７および定電圧検出回路２９は、制御回路２３に接続されている。
【００４６】
制御回路２３は、定電流検出回路２８、充電停止検出回路２７および定電圧検出回路２９などから送られる検出結果を基に、二次電池を充電するのに最適となるよう入力される電源を制御し、充電電圧または電流が規定値以外であったり、二次電池Ｅ１が満充電であったりした場合には、制御信号を生成する回路である。また、制御回路２３は、上述した切り換え回路２５と接続されている。切り換え回路２５は、制御回路２３から制御信号を受け取った場合には、その制御信号に対応したＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフの切り換えも行う回路である。
【００４７】
次に、この第２の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２のうちの一方から充電した場合の動作について説明する。
【００４８】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａから入力される。そして入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタおよびＱ１電圧検出回路２１に流れる。よってＱ１電圧検出回路２１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、その検出結果が切り換え信号生成回路２４へ送られる。
【００４９】
切り換え信号生成回路２４は、その検出結果に応じた切り換え信号を生成する。生成した切り換え信号は、切り換え回路２５へ送られる。切り換え回路２５は、切り換え信号生成回路２４からの切り換え信号により、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースへ電流を流す。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００５０】
また、置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１２ａから入力される。そして入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタおよびＱ２電圧検出回路２２に流れる。よってＱ２電圧検出回路２２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、その検出結果が切り換え信号生成回路２４へ送られる。
【００５１】
切り換え信号生成回路２４は、その検出結果に応じた切り換え信号を生成する。生成した切り換え信号は、切り換え回路２５へ送られる。切り換え回路２５は、切り換え信号生成回路２４からの切り換え信号によりＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースへ電流を流す。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００５２】
なお、二次電池Ｅ１の充電中は、充電電源安定用の回路および制御回路２３により安全に動作するよう制御される。すなわち、電流検出回路２６により、抵抗Ｒ１の両端電流が計測され、この計測結果が定電流検出回路２８に送られる。定電流検出回路２８は、この計測結果から定電流を検出した場合、定電流検出信号を生成する。また、電流検出回路２６での計測結果は、充電停止検出回路２７にも送られる。充電停止検出回路２７は、この計測結果から二次電池の満充電などを検出した場合、充電停止信号を生成する。
【００５３】
これら定電流検出信号および充電停止信号は、制御回路２３へ送られる。また、定電圧検出回路２９は、二次電池Ｅ１の両端から定電圧を検出する。定電圧が検出された場合、定電圧検出回路２９は定電圧検出信号を生成する。そしてこの定電圧検出信号は、制御回路２３に送られる。制御回路２３は、これらの信号を基に、入力される外部電源の電圧、電流を、充電するのに最適な状態となるよう制御する。
【００５４】
また、充電する電源の電圧、電流が規定値外である場合や、充電停止検出回路２７から充電停止信号が送られてきた場合には、制御回路２３は、切り換え回路２５に制御信号を送る。制御信号を受け取った切り換え回路２５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２にベース電流を送るのをやめ、二次電池Ｅ１への充電を停止する。
【００５５】
以上説明したように、この第２の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１を用いて充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１およびＰＮＰ型トランジスタＱ２のコレクタに入力される。このときＰＮＰ型トランジスタＱ２にはベース電流が流れていないため、ＰＮＰ型トランジスタＱ２はオフとなっており、またＰＮＰ型トランジスタＱ２へ入力される電圧も逆方向電圧であるため、端子１２ａには電流が流れないようにすることができる。
【００５６】
同様に、置き台用端子１２を用いて充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ２がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１およびＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタに入力される。このときＰＮＰ型トランジスタＱ１には、ベース電流が流れていないためＰＮＰ型トランジスタＱ１はオフとなっており、またＰＮＰ型トランジスタＱ１へ入力される電圧も逆方向電圧であるため、端子１１ａには電流が流れないようにすることができる。
【００５７】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、この充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【００５８】
また、この第２の実施形態では、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２のうち、一方の充電用の入力端子から充電した場合の動作について説明したが、実際には両方の充電用の入力端子から充電する場合も考えられる。その場合には、上述した切り換え信号の生成を、以下の実施形態で説明するような優先順位をつけて、それに従い一方のみを使用することで、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【００５９】
ここで、この発明の第３の実施形態による充電装置について説明する。以下、第３〜第６の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から電源の入力があった場合に、充電電源を所定の優先順位により選択的に制御するものである。なお、一方の充電用の入力端子から電源の入力があった場合については、上述した第２の実施形態において説明したので、以後の実施形態での説明は省略する。
【００６０】
図５は、この発明の第３の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第３の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。Ｑ１電圧検出回路３１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ１に入力される電源の電圧を検出可能な回路である。Ｑ２電圧検出回路３２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ２に入力される電源の電圧を検出可能な回路である。
【００６１】
また、Ｑ１電圧検出回路３１およびＱ２電圧検出回路３２は、優先順位回路３４に接続されている。優先順位回路３４は、外部電源コネクタ用端子１１および置き台用端子１２の両方を用いて充電作業が行われた際に、どちらを優先するかという所定の優先順位データを有する回路であり、Ｑ１電圧検出回路３１およびＱ２電圧検出回路３２の両方から電源電圧を検出した場合には、その優先順位に対応した制御信号を生成する回路である。なお、優先順位回路３４は、Ｑ１電圧検出回路３１、Ｑ２電圧検出回路３２のうち一方だけしか電源電圧が検出されていない場合には、検出された方を優先とする。また、優先順位回路３４は、制御回路３３および制御回路３５と接続されている。
【００６２】
制御回路３３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースに接続されていて、優先順位回路２４から受け取る制御信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のオン／オフを切り換える回路である。また、制御回路３５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに接続されていて、優先順位回路２４から受け取る制御信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ２にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のオン／オフを切り換える回路である。言い換えれば、制御回路３３は、優先順位回路３４からの制御信号により、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の方がＰＮＰ型トランジスタＱ２よりも優先であると判断した場合は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１をオンとする回路である。また、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の方がＰＮＰ型トランジスタＱ１よりも優先であると判断した場合は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ２をオンとする回路である。
【００６３】
過電流検出回路３６、充電停止回路３７および定電圧検出回路３８は、所謂この充電用回路の充電電源安定用の回路である。過電流検出回路３６は、抵抗Ｒ１の両端に接続されていてこの両端から過電流を検出する回路である。また過電流検出回路３６は、充電停止回路３７に接続されている。
【００６４】
充電停止回路３７は、過電流検出回路３６で過電流が検出された場合に、充電停止信号を生成する回路である。また、定電圧検出回路３８は、二次電池Ｅ１の両端の定電圧を検出する回路である。これら充電停止回路３７および定電圧検出回路３８は、ともに制御回路３３および制御回路３５に接続されている。なお、この実施形態では、充電電源の安定用の回路である電流検出回路、充電停止検出回路、定電流検出回路、定電圧検出回路３８およびこれら回路の動作についての説明は省略する。
【００６５】
次に、この第３の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子から外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【００６６】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１およびＱ１電圧検出回路３１に流れる。よってＱ１電圧検出回路３１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極部の電源電圧を検出する。
【００６７】
また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２およびＱ２電圧検出回路３２に流れる。よってＱ２電圧検出回路３２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、これらＱ１電圧検出回路３１およびＱ２電圧検出回路３２の検出結果は、優先順位回路３４へ送られる。
【００６８】
優先順位回路３４は、電圧検出の信号をＱ１電圧検出回路３１、Ｑ２電圧検出回路３２の両方から受け取った場合、予め設定されていた優先順位に基づきオン信号を生成する。そして、生成したオン信号を制御回路３３または制御回路３５に送る。例えば、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の方を優先すると設定されていた場合に制御回路３３にオン信号を送る。
【００６９】
制御回路３３、制御回路３５は、優先順位回路３４からオン信号を受け取った場合に、それぞれＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、優先順位の高い方のトランジスタのエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。また、制御回路３３、制御回路３５は、充電中に充電停止信号などを受け取った場合は、直ちにベース電流を流すのをやめ、二次電池Ｅ１の充電を停止する。
【００７０】
以上説明したように、この第３の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のうち、予め設定されていた優先順位の高い方のトランジスタがオンとなり、そのトランジスタのエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１および他方のトランジスタのコレクタに入力される。このとき他方のトランジスタにはベース電流が流れていないため、他方のトランジスタはオフとなっており、入力される電圧も逆方向電圧であるため、他方のトランジスタからは電流が流れないようにすることができる。
【００７１】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【００７２】
また、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方から外部電源が入力されても、予め設定しておいた一方の外部電源のみを選択的に使用するよう制御できるため、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【００７３】
次に、この発明の第４の実施形態による充電装置について説明する。この第４の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から電源の入力があった場合に、先に所定の電圧値が検出された方の外部電源を選択的に使用するものである。
【００７４】
図６は、この発明の第４の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第４の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。Ｑ１電圧検出回路４１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ１に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。Ｑ２電圧検出回路４２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ２に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。
【００７５】
また、Ｑ１電圧検出回路４１およびＱ２電圧検出回路４２は、先信号優先回路４４に接続されている。先信号優先回路４４は、最初に所定の電圧を検出した方の外部電源の優先度を高くし、その優先度に対応した切り換え信号を生成する回路である。携帯電話機の充電の場合には、例えば先に２００ｍＶ以上を検出した方の優先度を高くするなどのように設定しておく。なお、Ｑ１電圧検出回路４１、Ｑ２電圧検出回路４２のうち一方からしか電圧が検出されていない場合には、検出されている方を優先とする。また、先信号優先回路４４は、切り換え回路４５と接続されている。
【００７６】
切り換え回路４５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースおよびＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに接続されていて、先信号優先回路４４からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを切り換える回路である。
【００７７】
また切り換え回路４５は、制御回路４３と接続されている。この制御回路４３および過電流検出回路４６、充電停止回路４７、定電圧検出回路４８などの充電電源安定用の回路については、上述の第２および第３の実施形態において説明したのでここでは省略する。
【００７８】
次に、この第４の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子に外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【００７９】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１およびＱ１電圧検出回路４１に流れる。よってＱ１電圧検出回路４１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極部の電源電圧を検出する。
【００８０】
また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２およびＱ２電圧検出回路４２に流れる。よってＱ２電圧検出回路４２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、これらＱ１電圧検出回路４１およびＱ２電圧検出回路４２の検出結果は、先信号優先回路４４へ送られる。
【００８１】
先信号優先回路４４は、電圧検出の信号をＱ１電圧検出回路４１、Ｑ２電圧検出回路４２の両方から受け取った場合、先に所定の電圧値以上の電圧を検出している方の外部電源を優先とし、その優先順位に基づき切り換え信号を生成する。生成した切り換え信号は、切り換え回路４５に送られる。
【００８２】
切り換え回路４５は、先信号優先回路４４からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、優先順位の高い方のトランジスタのエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００８３】
以上説明したように、この第４の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のうち、先に所定の電圧値が検出された方のトランジスタがオンとなり、そのトランジスタのエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１および他方のトランジスタのコレクタに入力される。このとき他方のトランジスタにはベース電流が流れていないため、他方のトランジスタはオフとなっており、入力される電圧も逆方向電圧であるため、他方のトランジスタからは電流が流れないようにすることができる。
【００８４】
また、充電用入力端子からの電流を他の充電用入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【００８５】
また、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方から外部電源が入力されても、先に電源電圧が検出された方の外部電源のみを選択的に使用するよう制御できるため、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【００８６】
次に、この発明の第５の実施形態による充電装置について説明する。この第５の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から電源の入力があった場合に、より安全性の高い方の外部入力電源を選択的に使用するものである。
【００８７】
図７は、この発明の第５の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第５の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。Ｑ１電圧検出回路５１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ１に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。Ｑ２電圧検出回路５２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ２に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。
【００８８】
また、Ｑ１電圧検出回路５１およびＱ２電圧検出回路５２は、低電圧優先回路５４に接続されている。低電圧優先回路５４は、電源電圧が規定の最小入力電圧値以上であることを満たし、より電圧が低い方の外部電源の優先度を高くし、その優先度に対応した切り換え信号を生成する回路である。例えば、低電圧優先回路５４は、規定の入力電圧値が２８０ｍＶであった場合に、５００ｍＶと３００ｍＶの２つの外部電源の入力があった場合には、３００ｍＶの方を優先する。なお、Ｑ１電圧検出回路５１、Ｑ２電圧検出回路５２のうち一方からしか電圧が検出されていない場合には、検出された方の外部電源を優先とする。また、低電圧優先回路５４は、切り換え回路５５と接続されている。
【００８９】
切り換え回路５５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースおよびＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに接続されていて、低電圧優先回路５４からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを切り換える回路である。
【００９０】
また切り換え回路５５は、制御回路５３と接続されている。この制御回路５３および電流検出回路５６、充電停止回路５７、定電流検出回路５８、定電圧検出回路５９などの充電電源安定用の回路については、第２および第３の実施形態において説明したのでここでは省略する。
【００９１】
次に、この第５の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子から外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【００９２】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタおよびＱ１電圧検出回路５１に流れる。よってＱ１電圧検出回路５１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極部の電源電圧を検出する。
【００９３】
また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタおよびＱ２電圧検出回路５２に流れる。よってＱ２電圧検出回路５２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、これらＱ１電圧検出回路５１およびＱ２電圧検出回路５２の検出結果は、低電圧優先回路５４へ送られる。
【００９４】
低電圧優先回路５４は、電圧検出の信号をＱ１電圧検出回路５１、Ｑ２電圧検出回路５２の両方から受け取った場合、検出した電圧の値が規定の最小入力電圧値以上であり、より低い電圧である方の外部電源を優先する。そして、その優先順位に基づき切り換え信号を生成する。生成した切り換え信号は、切り換え回路５５に送られる。
【００９５】
切り換え回路５５は、低電圧優先回路５４からの切り換え信号を基に、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、規定の最小入力電圧値以上の電圧であり、より低い電圧である方の電源が入力されるトランジスタのエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００９６】
なお、この実施形態では、定電圧検出回路５４により、入力される電源電圧が規定の最小入力電圧値以上であることを満たし、より電圧が低い方の外部電源の優先度を高くして、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の発熱などを抑え、充電用回路の安全性を向上しているが、電力の小さい方の優先度を高くすることで充電用回路の安全性を向上してもよい。
【００９７】
その場合、図７の破線に示すＱ１電圧検出回路５１、Ｑ２電圧検出回路５２および電流検出回路５６と接続された電力検出回路６０を用いる。電力検出回路６０は、Ｑ１電圧検出回路５１、Ｑ２電圧検出回路５２それぞれの検出結果と電流検出回路５６からの電流により、それぞれの電力を検出する回路である。また、電力検出回路６０は、検出した電力の小さい方の外部電源を優先とし、その優先度に基づく切り換え信号を生成しする回路である。低電圧優先回路５４の代わりにこの電力検出回路を用いれば、電力が低い方の外部電源を選択的に使用可能となる。
【００９８】
以上説明したように、この第５の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のうち、電源電圧が規定の最小入力電圧値以上であり、より低い電圧である方の電源のトランジスタがオンとなり、そのトランジスタのエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１および他方のトランジスタのコレクタに入力される。このとき他方のトランジスタにはベース電流が流れていないため、他方のトランジスタはオフとなっており、入力される電圧も逆方向電圧であるため、他方のトランジスタからは電流が流れないようにすることができる。
【００９９】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【０１００】
また、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方から外部電源が入力されても、より安全性の高い方の外部電源のみを選択的に使用するよう制御できるため、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【０１０１】
次に、この発明の第６の実施形態による充電装置について説明する。この第６の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から電源の入力があった場合に、入力される外部電源の電圧が、より入力基準電圧に近い方の外部電源を選択的に使用するものである。
【０１０２】
図８は、この発明の第６の実施形態による充電用回路の一例の図である。なお、充電電源安定用の回路、二次電池などについては、上述した第２および第３の実施形態において説明したので、ここでは省略する。この第６の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。
【０１０３】
入力電圧検出回路６１は、外部電源コネクタ用端子１１のプラス電極である端子１１ａとマイナス電極である端子１１ｂとの間に接続されており、外部電源コネクタ用端子１１に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。入力電圧検出回路６２は、置き台用用端子１２のプラス電極である端子１２ａとマイナス電極である端子１２ｂとの間に接続されており、置き台用端子１２に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。
【０１０４】
また、入力電圧検出回路６１は、差検出回路６３および充電停止回路６６に接続されていて、入力電圧検出回路６２は、差検出回路６４および充電停止回路６６に接続されている。充電停止回路６６は、制御回路６９と接続されており、入力電圧検出回路６１、入力電圧検出回路６２の検出結果に基づき充電停止のための制御信号を生成する回路である。
【０１０５】
差検出回路６３および差検出回路６４は、基準電圧回路６５と接続されている。基準電圧回路６５は、予め設定された外部入力電源の理想的な電圧である基準電圧（以下、基準入力電圧値と称する）が格納されている回路であり、差検出回路６３は、この基準電圧回路６５の基準入力電圧値と入力電圧検出回路６１で検出された入力電圧との差を検出する回路である。差検出回路６４は、基準電圧回路６５の基準入力電圧値と入力電圧検出回路６２で検出された入力電圧との差を検出する回路である。
【０１０６】
また、差検出回路６３および差検出回路６４は、差小検出回路６７と接続されている。差小検出回路６７は、差検出回路６３で計算された差と、差検出回路６４で計算された差とを比較し、差が小さい方の外部電源の優先度を高くし、その優先度に対応した切り換え信号を生成する回路である。また、差小検出回路６７は、切り換え回路６８と接続されている。
【０１０７】
切り換え回路６８は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースおよびＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに接続されていて、差小検出回路６７からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを切り換える回路である。
【０１０８】
また制御回路６９は、充電停止信号生成回路７０および切り換え回路６８に接続されている。充電停止信号生成回路７０は、制御回路６９からの制御信号を基に、充電停止信号を生成する回路である。この充電停止信号は、充電停止中であることを表す信号である。また、充電停止信号生成回路７０は、動作信号生成回路７１と接続されている。動作信号生成回路７１は、充電停止信号生成回路７０から充電停止信号が送られた場合、動作信号を生成する回路である。また動作信号生成回路７１は、差小検出回路６７と接続されている。
【０１０９】
次に、この第６の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子から外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【０１１０】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタおよび入力電圧検出回路６１に流れる。よって入力電圧検出回路６１は、外部電源アダプタ用端子１１に入力される外部電源電圧を検出する。
【０１１１】
また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２および入力電圧検出回路６２に流れる。よって入力電圧検出回路６２は、置き台用端子１２から入力される外部電源電圧を検出する。入力電圧検出回路６１の検出結果は、差検出回路６３および充電停止回路６６に送られ、入力電圧検出回路６２の検出結果は、差検出回路６４および充電停止回路６６に送られる。
【０１１２】
差検出回路６３および差検出回路６４では、基準電圧回路６５からの基準電圧との差が検出され、それぞれの結果が、差小検出回路６７に送られる。
【０１１３】
この差小検出回路６７は、動作信号生成回路７１からの動作信号により動作する。すなわち充電停止回路６６に入力電圧検出回路６１および入力電圧検出回路６２の両方から検出信号が送られた場合、充電停止回路６６は、制御回路６９に充電停止のための信号を送る。制御回路６９は、この充電停止のための信号を受け取った場合、切り換え回路６８に充電を停止させるための切り換え信号を送り二次電池Ｅ１への充電を停止させる。
【０１１４】
また、制御回路６９は、充電を停止する際、充電停止信号生成回路７０に充電停止状態であることを示す信号を送る。充電停止信号生成回路７０は、この信号を受け取った場合、充電停止信号を生成し、動作信号生成回路７１に送る。充電停止信号が送られたら動作信号生成回路７１は、動作信号を生成し、差小検出回路６７へ送る。これにより、差小検出回路６７が動作する。
【０１１５】
差小検出回路６７では、差が小さい方を優先、すなわち基準電圧に近い方の電源を優先とし、その優先順位に基づき切り換え信号が生成される。そして、その切り換え信号は、切り換え回路６８に送られる。
【０１１６】
切り換え回路６８は、差小検出回路６７からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、基準電圧に近い方の外部電源が入力されるトランジスタのエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、二次電池が充電される。
【０１１７】
以上説明したように、この第６の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のうち、より基準入力電圧に近い方の外部電圧が入力されるトランジスタがオンとなり、そのトランジスタのエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が他方のトランジスタのコレクタおよび図示しない二次電池に入力される。このとき他方のトランジスタにはベース電流が流れていないため、他方のトランジスタはオフとなっており、入力される電圧も逆方向電圧であるため、他方のトランジスタからは電流が流れないようにすることができる。
【０１１８】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【０１１９】
また、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方から外部電源が入力されても、基準入力電圧に近い方の外部電源のみを選択的に使用するよう制御できるため、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【０１２０】
次に、この発明の第７の実施形態による充電装置について説明する。この第７の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から外部電源の入力があった場合に、２つの合計入力電流が基準値以内であるときには、両方の外部電源から充電を行い、入力される合計電流が基準値外であるときには、一方の外部電源のみから充電を行うものである。
【０１２１】
図９は、この発明の第７の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第７の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。
【０１２２】
抵抗Ｒ１の両端には、電流検出回路７７および過電流検出回路７６が接続されている。この電流検出回路７７は、二次電池Ｅ１への充電電流を検出する回路である。また、抵抗Ｒ１の両端には、過電流検出回路７６も接続されている。この過電流検出回路７６は、二次電池への過電流を検出する回路である。
【０１２３】
電流検出回路７７は、動作切り換え回路７４と接続されている。この動作切り換え回路７４は、電流検出回路７７の検出結果により、一方のみの動作に切り換えるか否かを判別する回路である。また、動作切り換え回路７４は、一方停止回路７５と接続されている。一方停止回路７５は、動作切り換え回路７４からの一方を停止するか否かの判定結果に基づき、制御信号を生成する回路である。また、一方停止回路７５は、動作検出回路７８と接続されていて、一方停止回路７５の動作中に、動作信号を動作検出回路７８に送る回路である。動作検出回路７８は、過電流検出回路７６と接続されていて、動作検出信号の検出結果に基づき過電流検出回路７６の動作の制御を行う回路である。
【０１２４】
また過電流検出回路７６は、動作検出回路７９と接続されていて、過電流検出回路７６の動作中に、動作信号を動作検出回路７９に送る回路である。また、動作停止回路７９は、制御回路７２，７３と接続されていて、過電流検出回路７６からの動作信号を検出し、動作停止の制御信号を制御回路７２および７３へ送る回路である。
【０１２５】
また、一方停止回路７５は、制御回路７２，７３と接続されていて、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の一方をオフとする制御信号を制御回路７２または７３へ送る回路である。制御回路７２は、ＰＮＰトランジスタＱ１のベースと接続されており、制御信号に基づきＰＮＰ型トランジスタＱ１へのベース電流を制御し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のオン／オフを切り換える回路である。また、制御回路７３は、ＰＮＰトランジスタＱ２のベースと接続されており、制御信号に基づきＰＮＰ型トランジスタＱ２へのベース電流を制御し、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のオン／オフを切り換える回路である。
【０１２６】
また、定電圧検出回路８０が二次電池Ｅ１の両端に接続されている。定電圧検出回路８０は、制御回路７２，７３と接続されていて、充電する電圧から定電圧を検出し、検出結果を制御回路７２，７３に送る回路である。なお、図示しない充電電源安定用の回路については、上述の第２および３の実施形態で説明したので、ここでは省略する。
【０１２７】
次に、この第７の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子から外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【０１２８】
上述した第１〜第６の実施形態では、外部電源の接続前は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の両方を常にオフの状態としておき、所定の条件により、どちらか一方をオンとした。この第７の実施形態においては、外部電源の接続前は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の両方を常にオンの状態としておき、過電流を検出した場合に、どちらか一方をオフとする。
【０１２９】
すなわち、この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１を介して二次電池Ｅ１に流れる。また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２を介して二次電池Ｅ１に流れる。
【０１３０】
充電中には、電流検出回路７７により充電電流が検出される。検出された電流は、動作切り換え回路７４に送られ、電流値が、基準電流以上であるか否かが判定される。基準電流以上である場合には、一方停止回路７５に、動作切り換え信号を送り、一方停止回路７５は、その動作切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のうち一方のみをオンとするための制御信号を生成する。
【０１３１】
一方停止回路７５で生成された制御信号は、制御回路７２，７３へ送られる。この制御信号により、制御回路７２，７３は、充電する外部電源をどちらか一方となるように、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の一方のみにベース電流を流す。この際、どちらを優先するかは、上述した第１〜第６の実施形態を適用して決定することも可能である。
【０１３２】
このように、一方停止回路７５が動作切り換え回路７４からの動作信号を検出し、電源の切り換え動作中には、一方停止回路７５は、動作検出回路７８へ動作信号を送る。動作検出回路７８は、この動作信号を検出した場合、過電流検出回路７６へ一時停止信号を送る。この動作検出回路７８からの一時停止信号により、過電流検出回路７６は、一方の電源のみの入力に切り換えるときには一時停止状態となる。電源の切り換え停止後、すなわち一方停止回路７５が動作切り換え回路７４からの動作信号を検出しない場合には、一方停止回路７５は、動作検出回路７８へ動作信号を送るのをやめ、過電流検出回路７６が動作する。
【０１３３】
また、過電流検出回路７６が動作中には、過電流検出回路７６は、動作検出回路７９に動作信号を送り、制御回路７２，７３に動作停止信号を送る。この動作停止信号により、過電流検出中には、電源切り換え動作を行わないようにする。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２などを保護しつつ、電源の切り換えを行える。また、定電圧検出回路８０で検出される二次電池Ｅ１の両端の定電圧が制御回路７２，７３に送られ、充電に適した電圧の外部電源により二次電池Ｅ１の充電が行われる。
【０１３４】
以上説明したように、この第７の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電するため、充電の入力端子から外部へ電流が流れることを防止でき、また２つの外部電源の合計電流が、基準電流以内であれば、両方の外部電源を使用して充電を行うため、効率よく充電を行うことができる。
【０１３５】
また、充電用入力端子からの電流を他の充電用入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【０１３６】
この発明は、上述したこの発明の実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述のＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、ＰＮＰ型トランジスタに限らず、ＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）など、入力電極、出力電極および出力電極を制御する制御電極を有する他の半導体素子であってもよい。
【０１３７】
また例えば、充電用の入力端子として、外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の２つを用いているが、これに限らず、３つ以上の充電用の入力端子から充電するようにしてもよい。
【０１３８】
また例えば、上述した実施形態では、この発明の充電装置を備えた携帯型電子機器として、携帯電話機を用いて説明したが、これに限らず、ＭＤプレーヤ、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ビデオカメラなどに適用してもよい。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、充電に用いる入力端子を２つ以上備える充電装置において、トランジスタなどの入力電極、出力電極および出力電極を制御する制御電極を有する半導体素子を用いて外部電源の入力のオン／オフを切り換えることにより、安全性を保ち、効率良く二次電池の充電を行うことができる。
【０１４０】
また、複数の充電用の入力端子から外部電源の入力があった場合に、充電動作の安全性や充電効率を考慮して、優先順位を付け、その優先順位の高い方の外部電源を選択的に使用して充電することにより、安全性を保ち、効率良く二次電池の充電を行うことができる。
【０１４１】
また、複数の充電用の入力端子から外部電源の入力があった場合に、入力される外部電源の合計電流値が、入力基準電源より小さい場合、複数の充電用の入力端子から外部電源の入力を行い、入力基準電源以上である場合、外部電源を選択的に使用することで、安全性を保ち、効率良く二次電池の充電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】充電用の外部電源の入力端子を２つ備えた携帯電話機の一例を示す略線図である。
【図２】携帯電話機の充電状態を示す一例の略線図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明の第２の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図５】この発明の第３の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図６】この発明の第４の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図７】この発明の第５の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図８】この発明の第６の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図９】この発明の第７の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図１０】従来からの携帯電話機の充電回路の一例を示すブロック図である。
【図１１】従来からの携帯電話機の充電回路におけるダイオード−トランジスタ間の電圧、電流を説明するための一例の図である。
【符号の説明】
４・・・ＡＣアダプタ、５・・・置き台、１１・・・外部電源アダプタ用端子、１２・・・置き台用端子、Ｑ１，Ｑ２・・・ＰＮＰ型トランジスタ、Ｅ１・・・二次電池、２１，３１，４１，５１・・・Ｑ１電圧検出回路、２２，３２，４２，５２・・・Ｑ２電圧検出回路、２３，３３，３４，４３，６９・・・制御回路、２４・・・切り換え信号生成回路、２５，４５，６８・・・切り換え回路、３４・・・優先順位回路、４４・・・先信号優先回路、５４・・・低電圧優先回路、６０・・・電力検出回路、６１，６２・・・入力電圧検出回路、６７・・・差小検出回路
【発明の属する技術分野】
この発明は、充電装置および充電方法に関し、特に、充電のための入力端子を２つ以上備えた携帯電話機などの二次電池の充電装置および充電方法に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型電子機器の電源として、乾電池などの一次電池やニッケル・カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム・イオン電池などの二次電池などが用いられている。二次電池は、電池切れになっても充電することにより繰り返し使用可能である。しかしながら、電池切れのたびに使用者が携帯型電子機器から二次電池を取り外して充電器で充電することは非常に面倒である。したがって、携帯電話機などは、二次電池を搭載したままの状態で充電できる構造を備えている。
【０００３】
この二次電池を搭載したままの状態での充電として、例えば家庭用商用ＡＣ電源を外部電源とし、ＡＣアダプタを用いて充電を行ったり、自動車のバッテリを外部電源とし、シガーソケット、車載用アダプタなどを介して充電を行ったりすることが考えられる。また最近の携帯型電子機器は、これら外部電源用のアダプタの端子を直接挿入して充電を行う差込口を備えていることに加え、携帯電話機やＭＤ（ミニディスク）プレーヤなどのように、外部電源用のアダプタに接続された置き台に置くだけで充電が可能な携帯型電子機器が存在する。
【０００４】
通常の携帯電話機では、自宅などの利用拠点では充電作業の容易さを重視して、外部電源用のアダプタに接続された置き台による充電が行えるように、また外出先や自動車内などの移動場所では持ち運びの容易さを重視して、外部電源用のアダプタのみによる充電が行えるように、置き台用の充電端子とアダプタ用の充電端子との２つの充電用端子を備えている。このように複数の充電方法に対応させるため、携帯型電子機器に充電用の入力端子を複数備えることで、使用者は快適に充電を行うことができる。
【０００５】
ここで、このような充電用端子を複数備える従来の携帯型電子機器の充電装置について説明する。図１０は、従来からの携帯電話機の充電用回路の一例である。この充電用回路は、外部電源アダプタ用端子１０１、置き台用端子１０２、ダイオードＤ１０１，Ｄ１０２、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１、抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０２、制御ＩＣ１０３および二次電池Ｅ１０１により構成される。
【０００６】
外部電源アダプタ用端子１０１は、外部電源用アダプタの接続端子を直接接続し、外部電源用アダプタにより変換された直流電源を入力する入力端子であり、プラス電極の端子１０１ａおよびマイナス電極の端子１０１ｂにより構成される。置き台用端子１０２は、外部電源用アダプタが接続された置き台の端子と接続し、置き台を介して外部電源用アダプタにより変換された直流電源を入力する入力端子であり、プラス電極の端子１０２ａおよびマイナス電極の端子１０２ｂにより構成される。二次電池Ｅ１０１は、リチウム・イオン電池やニッケル水素電池などの、所謂携帯電話機のバッテリである。
【０００７】
端子１０１ａはダイオードＤ１０１を介して、また端子１０２ａはダイオード１０２を介してＰＮＰ型トランジスタＱ１０１の入力電極、すなわちエミッタおよび制御ＩＣ１０３に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１の出力電力、すなわちコレクタは、抵抗Ｒ１０１を介して二次電池Ｅ１０１のプラス側に接続されている。また、抵抗Ｒ１０１の両端が制御ＩＣ１０３に接続されている。さらに、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１の制御電極、すなわちベースは、抵抗Ｒ１０２を介して制御ＩＣ１０３に接続されている。二次電池のマイナス側および制御ＩＣ１０３の一部は、端子１０１ｂ、端子１０２ｂと接続されている。
【０００８】
この充電用回路において、外部電源電圧の電流が端子１０１ａから入力された場合には、順方向バイアスによりダイオードＤ１０１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１および制御ＩＣ１０３に電源電圧の電流が流れる。このように制御ＩＣ１０３が電圧を検出した場合には、制御ＩＣ１０３の制御のもと、抵抗Ｒ１０２を介してＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のベースに電流が流れる。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のエミッタ−コレクタ間が導通し、抵抗Ｒ１０１を介して二次電池Ｅ１０１が充電される。
【０００９】
また、外部電源電圧の電流が端子１０２ａから入力された場合には、順方向バイアスによりダイオードＤ１０２がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１および制御ＩＣ１０３に電源電圧の電流が流れる。このように制御ＩＣ１０３が電圧を検出した場合には、制御ＩＣ１０３の制御のもと、抵抗Ｒ１０２を介してＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のベースに電流が流れる。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のエミッタ−コレクタ間が導通し、抵抗Ｒ１０１を介して二次電池Ｅ１０１が充電される。
【００１０】
なお、この充電用回路にて充電する場合には、二次電池Ｅ１０１への定電圧および定電流などが測定され、制御ＩＣ１０３により所望の電圧、電流で充電が行われるように制御される。例えば満充電を検出した場合には、制御ＩＣ１０３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１のベースに電流を流すのをやめて充電を停止する。
【００１１】
このように、図１０に示す充電用回路では、端子１０１ａから外部電源電圧の電流が入力された場合には、順方向バイアスによりダイオードＤ１０１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１および制御ＩＣ１０３に電源電圧の電流が流れる。このとき、ダイオードＤ１０２では逆方向バイアスとなるため、ダイオードＤ１０２はオフとなり、端子１０２ａにはほとんど電流が流れない。同様に、端子１０２ａから外部電源電圧の電流が入力された場合には、順方向バイアスによりダイオードＤ１０２がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１０１および制御ＩＣ１０３に電源電圧の電流が流れる。このとき、ダイオードＤ１０１では逆方向バイアスとなるため、ダイオードＤ１０１はオフとなり、端子１０１ａにはほとんど電流が流れない。
【００１２】
すなわち、ダイオードの単方向性を利用することで、一方の充電用の入力端子から外部電源が入力された場合に、他方の充電用の入力端子から出力されるのを防いでいた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の充電装置および充電方法には次のような問題があった。図１１は、ダイオード−トランジスタ間の電圧、電流を説明するための一例の図である。図１１Ａは電圧、図１１Ｂは電流についての図である。図１１Ａに示すように、ダイオード出力後の電圧をＶｑとし、ダイオードＤ１０１に入力される電圧をＶｄ１とすると、所定の電圧Ｖｑを得るためには、Ｖｄ１はＶｑよりも高くする必要がある。同様に、ダイオードＤ１０２に入力される電圧をＶｄ２とすると、所定の電圧Ｖｑを得るためには、Ｖｄ２はＶｑよりも高くする必要がある。これは、ダイオードによる電圧降下（ドロップ電圧）が生じるためである。
【００１４】
したがって、充電用回路に入力した電源電圧を他の充電用の入力端子から出力されないようにダイオードを使用し、所定の電圧を得るためには、ダイオードへの入力電圧をドロップ電圧分だけ高くする必要があるため、充電用回路の効率が落ちるという問題がある。
【００１５】
また、図１１Ｂに示すように、ダイオードＤ１０１とダイオードＤ１０２との両方に電源電圧が入力された場合、ダイオードＤ１０１に流れる電流をＩｄ１、ダイオードＤ１０１に流れる電流をＩｄ２とすると、合流後の電流Ｉｑは、Ｉｑ＝Ｉｄ１＋Ｉｄ２となる（動作電流であるトランジスタＱ１０１のベース電流は考慮しない）。
【００１６】
したがって、複数の充電用端子から同時に電源電圧を充電用回路に入力した場合、電源電流も複数の充電端子から流れるため、二次電池や充電用回路に過電流が流れ悪影響を与えてしまい、充電装置の安全性が悪くなる可能性があるという問題がある。
【００１７】
したがって、この発明の目的は、充電に用いる入力端子を複数備える充電装置において、安全性を確保し、効率が良い充電装置および方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の請求項１の発明は、
電源電圧源が接続される第１および第２の入力端子と、
第１および第２の入力端子がそれぞれ入力電極に接続される第１および第２の電源制御用半導体素子と、
第１および第２の電源制御用半導体素子の出力電極が共通接続され、共通接続電位点と基準電位点との間に接続された二次電池と、
二次電池の端子電圧および充電電流を所望のものに制御する制御回路と、
第１および第２の電源制御用半導体素子の入力電極に発生する電圧を検出し、電圧が検出された電源制御用半導体素子の入出力電極間をオンとするための切り換え信号を生成する切り換え信号発生手段とを有する
ことを特徴とする充電装置である。
【００１９】
この発明では、第１および第２の入力端子と二次電池との間に、それぞれ電源制御用半導体素子を設け、電源制御用半導体素子の入力電極に発生する電圧を検出し、検出結果により電源制御用半導体素子の入出力電極間をオン／オフを切り換えていることにより、電源入力のない入力端子から電流が流れることを防止しつつ、安全性が高く効率の良い電源の切り換えが可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
まず、この発明を適用する携帯型電子機器について図面を参照しながら説明する。図１は、充電用の外部電源の入力端子を２つ備えた携帯電話機の一例を示す。図１Ａに示す携帯電話機１は、所謂折りたたみ式の携帯電話機であり、ＡＣアダプタなどの外部電源アダプタの接続端子を直に接続して充電が可能なコネクタ２および置き台を介して外部電源アダプタから充電が可能な端子部３を備えている。図１Ｂはコネクタ２の拡大図を示し、図１Ｃは端子部３の拡大図を示す。
【００２１】
図１Ｂに示すコネクタ２は、携帯電話機１の外部インターフェース用のコネクタであり、電源端子であるプラス電極の端子１１ａおよびマイナス電極の端子１１ｂを備えている。以下、この実施形態では、この端子１１ａと端子１１ｂとを外部電源アダプタ用端子１１とする。このコネクタ２に外部電源アダプタの接続端子、例えばＡＣアダプタを接続することで、携帯電話機１の備える二次電池を充電することが可能である。
【００２２】
図１Ｃに示す端子部３は、置き台を介して外部電源から二次電池の充電が可能なプラス電極の端子１２ａおよびマイナス電極の端子１２ｂを備えている。この端子１２ａと端子１２ｂとを置き台用端子１２とする。置き台の備える端子にこの置き台用端子１２が接するように携帯電話機１を置くことで、携帯電話機１の備える二次電池を充電することが可能である。
【００２３】
図２は、携帯電話機の充電状態を示す一例の図である。図２ＡはＡＣアダプタを携帯電話機に接続して充電している図であり、図２Ｂは、置き台を利用して充電している図である。
【００２４】
すなわち、図２Ａに示す充電では、携帯電話機１のコネクタ２にＡＣアダプタ４を接続し、ＡＣアダプタ４の電気プラグをコンセント６に差し込むことで、外部電源アダプタ用端子１１から携帯電話機１の内部の充電用回路に所定の直流電源が入力される。図２Ｂに示す充電では、携帯電話機１の置き台用端子１２が置き台５に設けられた端子と接触するようはめ込み、置き台５に接続されたＡＣアダプタ４の電気プラグをコンセント６に差し込むことで、置き台用端子１２を介して携帯電話機１の内部の充電用回路に所定の直流電源が入力される。なお、ここでは外部電源として家庭用商用電源を用いて説明しているが、自動車のバッテリなどを適用することも可能である。
【００２５】
以上説明したような複数の充電用外部電源入力端子を備えた電子機器に、この発明による充電装置を適用することができる。以下、この発明の実施形態について説明する。まず、この発明の第１の実施形態による充電装置について説明する。
【００２６】
図３はこの発明の第１の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第１の実施形態による充電用回路は、外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、制御ＩＣ１３および二次電池Ｅ１により構成される。
【００２７】
図１を用いて上述説明したように、外部電源アダプタ用端子１１は、ＡＣアダプタ４などの外部電源用アダプタの接続端子を直接接続し、外部電源用アダプタにより変換された所定の直流電源を入力する入力端子であり、プラス電極の端子１１ａおよびマイナス電極の端子１１ｂにより構成される。また置き台用端子１２は、外部電源用アダプタが接続された置き台５が備える端子と接触させ、置き台を介して外部電源用アダプタにより変換された所定の直流電源を入力する入力端子であり、プラス電極の端子１２ａおよびマイナス電極の端子１２ｂにより構成される。
【００２８】
二次電池Ｅ１は、リチウム・イオン電池やニッケル水素電池などの、所謂携帯電話機のバッテリに使用される二次電池である。ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、この充電用回路において、入力される外部電源のスイッチングおよび電圧、電流の制御を行う。制御ＩＣ１３は、充電電圧、電流などの検出、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御、その他この充電用回路の制御を行う。
【００２９】
この充電用回路では、端子１１ａがＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極、すなわちエミッタおよび制御ＩＣ１３に接続されている。また、端子１２ａがＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極、すなわちエミッタおよび制御ＩＣ１３に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の出力電極、すなわちコレクタは、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１のプラス側に接続されている。また、抵抗Ｒ１の両端は、制御ＩＣ１３に接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１の制御電極、すなわちベースは、抵抗Ｒ２を介して制御ＩＣ１３に接続されていて、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の制御電極、すなわちベースは、抵抗Ｒ３を介して制御ＩＣ１３に接続されている。二次電池のマイナス側および制御ＩＣ１３の一部は、端子１１ｂ、端子１２ｂと接続されている。
【００３０】
次に、以上のように構成されたこの第１の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２のうちの一方の入力端子から充電した場合の動作について説明する。
【００３１】
この第１の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａから入力される。そして入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタおよび制御ＩＣ１３に入力される。これにより、制御ＩＣ１３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ、すなわち入力電極部の電源電圧を検出する。制御ＩＣ１３は、この電源電圧を検出した場合、抵抗Ｒ２を介してＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースに電流を流す。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１はオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ間が導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００３２】
また、置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１２ａから入力される。そして入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタおよび制御ＩＣ１３に入力される。これにより、制御ＩＣ１３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ、すなわち入力電極部の電源電圧を検出する。制御ＩＣ１３は、この電源電圧を検出した場合、抵抗Ｒ３を介してＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ２はオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間が導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００３３】
なお、この第１の実施形態による充電用回路にて充電する場合には、二次電池Ｅ１への定電圧および定電流などが測定され、制御ＩＣ１３により所望の電圧、電流で充電が行われるように制御される。また満充電を検出した場合には、制御ＩＣ１３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のベースに電流を流すのを中止し、充電を完了する。充電を行う場合には、外部電源アダプタ用端子１１や置き台用端子１２から入力する電源電圧は、充電する二次電池の電圧よりも高くする。
【００３４】
この第１の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２のうちの一方の入力端子から充電した場合は、外部電源が入力される入力端子に接続されたトランジスタがオンとされ、他の入力端子に接続されたトランジスタがオフとされる。しかしながら、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２とを両方接続することも考えられる。この場合には、制御ＩＣ１３が所定の条件に基づき入力電源を制御する。このように両方の充電用の入力端子から電源を入力する場合については、以降の第３〜第７の実施形態において説明する。
【００３５】
以上説明したように、この第１の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１を用いて充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１およびＰＮＰ型トランジスタＱ２のコレクタに入力される。このときＰＮＰ型トランジスタＱ２にはベース電流が流れていないため、ＰＮＰ型トランジスタＱ２はオフとなっており、またＰＮＰ型トランジスタＱ２へ入力される電圧も逆方向電圧であるため、端子１２ａには電流が流れないようにすることができる。
【００３６】
同様に、置き台用端子１２を用いて充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ２がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１およびＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタに入力される。このときＰＮＰ型トランジスタＱ１には、ベース電流が流れていないためＰＮＰ型トランジスタＱ１はオフとなっており、またＰＮＰ型トランジスタＱ１へ入力される電圧も逆方向電圧であるため、端子１１ａには電流が流れないようにすることができる。
【００３７】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【００３８】
また、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、制御ＩＣ１３などにより、所定の条件に基づき選択的に一方の外部電源のみから充電を行うなどの制御が可能であるため、充電時の過電流による発熱などを防ぐことができ、充電用回路、およびこの充電用回路を備えた電子機器の安全性を向上することができる。
【００３９】
次に、この発明の第２の実施形態による充電装置について説明する。この第２の実施形態は、切り換え信号により入力電源を選択する充電用回路である。なお、この第２の実施形態においては、２つある充電用の入力端子の一方から外部電源の入力があるものとする。両方の入力端子から電源の入力があった場合については、第３の実施形態以降で説明する。
【００４０】
図４は、この発明の第２の実施形態による充電用回路の一例の図である。この充電用回路の基本的な構成は、第１の実施形態で説明した図３に示したものと同じである。すなわち、端子１１ａがＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタに接続されている。また、端子１２ａがＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタに接続されている。ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタは、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１のプラス側に接続されている。また、二次電池のマイナス側は、端子１１ｂ、端子１２ｂと接続されている。以後説明する第３〜第７の実施形態においても、これらの構成は同様であるため、以後の実施形態において、これらの構成の説明は省略する。
【００４１】
また他の部分、すなわちＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。Ｑ１電圧検出回路２１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ１に入力される電源の電圧を検出可能な回路である。Ｑ２電圧検出回路２２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ２に入力される電源の電圧を検出可能な回路である。
【００４２】
また、Ｑ１電圧検出回路２１およびＱ２電圧検出回路２２は、切り換え信号生成回路２４に接続されている。切り換え信号生成回路２４は、Ｑ１電圧検出回路２１およびＱ２電圧検出回路２２の電圧の検出結果に基づき、切り換え信号を生成する回路である。また、切り換え信号生成回路２４は、切り換え回路２５と接続されている。
【００４３】
切り換え回路２５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のベースに接続されていて、切り換え信号生成回路２４から送られる切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを切り換える回路である。
【００４４】
電流検出回路２６、充電停止検出回路２７、定電流検出回路２８および定電圧検出回路２９は、所謂この充電用回路の充電電源安定用の回路である。この充電電源安定用の回路は、充電動作中には、常に動作し、充電電源の監視を行う。電流検出回路２６は、抵抗Ｒ１の両端に接続されていて、この両端の電流を検出する回路である。また電流検出回路２６は、定電流検出回路２８および充電停止検出回路２７に接続されている。
【００４５】
定電流検出回路２８は、電流検出回路２６で検出された電流から定電流を検出する回路である。また、充電停止検出回路２７は、電流検出回路２６で検出された電流から、二次電池Ｅ１の満充電などによる充電停止を検出する回路である。定電圧検出回路２９は、二次電池Ｅ１の両端から定電圧を検出する回路である。また、これら定電流検出回路２８、充電停止検出回路２７および定電圧検出回路２９は、制御回路２３に接続されている。
【００４６】
制御回路２３は、定電流検出回路２８、充電停止検出回路２７および定電圧検出回路２９などから送られる検出結果を基に、二次電池を充電するのに最適となるよう入力される電源を制御し、充電電圧または電流が規定値以外であったり、二次電池Ｅ１が満充電であったりした場合には、制御信号を生成する回路である。また、制御回路２３は、上述した切り換え回路２５と接続されている。切り換え回路２５は、制御回路２３から制御信号を受け取った場合には、その制御信号に対応したＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフの切り換えも行う回路である。
【００４７】
次に、この第２の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２のうちの一方から充電した場合の動作について説明する。
【００４８】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａから入力される。そして入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタおよびＱ１電圧検出回路２１に流れる。よってＱ１電圧検出回路２１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、その検出結果が切り換え信号生成回路２４へ送られる。
【００４９】
切り換え信号生成回路２４は、その検出結果に応じた切り換え信号を生成する。生成した切り換え信号は、切り換え回路２５へ送られる。切り換え回路２５は、切り換え信号生成回路２４からの切り換え信号により、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースへ電流を流す。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００５０】
また、置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１２ａから入力される。そして入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタおよびＱ２電圧検出回路２２に流れる。よってＱ２電圧検出回路２２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、その検出結果が切り換え信号生成回路２４へ送られる。
【００５１】
切り換え信号生成回路２４は、その検出結果に応じた切り換え信号を生成する。生成した切り換え信号は、切り換え回路２５へ送られる。切り換え回路２５は、切り換え信号生成回路２４からの切り換え信号によりＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースへ電流を流す。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００５２】
なお、二次電池Ｅ１の充電中は、充電電源安定用の回路および制御回路２３により安全に動作するよう制御される。すなわち、電流検出回路２６により、抵抗Ｒ１の両端電流が計測され、この計測結果が定電流検出回路２８に送られる。定電流検出回路２８は、この計測結果から定電流を検出した場合、定電流検出信号を生成する。また、電流検出回路２６での計測結果は、充電停止検出回路２７にも送られる。充電停止検出回路２７は、この計測結果から二次電池の満充電などを検出した場合、充電停止信号を生成する。
【００５３】
これら定電流検出信号および充電停止信号は、制御回路２３へ送られる。また、定電圧検出回路２９は、二次電池Ｅ１の両端から定電圧を検出する。定電圧が検出された場合、定電圧検出回路２９は定電圧検出信号を生成する。そしてこの定電圧検出信号は、制御回路２３に送られる。制御回路２３は、これらの信号を基に、入力される外部電源の電圧、電流を、充電するのに最適な状態となるよう制御する。
【００５４】
また、充電する電源の電圧、電流が規定値外である場合や、充電停止検出回路２７から充電停止信号が送られてきた場合には、制御回路２３は、切り換え回路２５に制御信号を送る。制御信号を受け取った切り換え回路２５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２にベース電流を送るのをやめ、二次電池Ｅ１への充電を停止する。
【００５５】
以上説明したように、この第２の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１を用いて充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１およびＰＮＰ型トランジスタＱ２のコレクタに入力される。このときＰＮＰ型トランジスタＱ２にはベース電流が流れていないため、ＰＮＰ型トランジスタＱ２はオフとなっており、またＰＮＰ型トランジスタＱ２へ入力される電圧も逆方向電圧であるため、端子１２ａには電流が流れないようにすることができる。
【００５６】
同様に、置き台用端子１２を用いて充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ２がオンとなり、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１およびＰＮＰ型トランジスタＱ１のコレクタに入力される。このときＰＮＰ型トランジスタＱ１には、ベース電流が流れていないためＰＮＰ型トランジスタＱ１はオフとなっており、またＰＮＰ型トランジスタＱ１へ入力される電圧も逆方向電圧であるため、端子１１ａには電流が流れないようにすることができる。
【００５７】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、この充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【００５８】
また、この第２の実施形態では、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２のうち、一方の充電用の入力端子から充電した場合の動作について説明したが、実際には両方の充電用の入力端子から充電する場合も考えられる。その場合には、上述した切り換え信号の生成を、以下の実施形態で説明するような優先順位をつけて、それに従い一方のみを使用することで、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【００５９】
ここで、この発明の第３の実施形態による充電装置について説明する。以下、第３〜第６の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から電源の入力があった場合に、充電電源を所定の優先順位により選択的に制御するものである。なお、一方の充電用の入力端子から電源の入力があった場合については、上述した第２の実施形態において説明したので、以後の実施形態での説明は省略する。
【００６０】
図５は、この発明の第３の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第３の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。Ｑ１電圧検出回路３１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ１に入力される電源の電圧を検出可能な回路である。Ｑ２電圧検出回路３２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ２に入力される電源の電圧を検出可能な回路である。
【００６１】
また、Ｑ１電圧検出回路３１およびＱ２電圧検出回路３２は、優先順位回路３４に接続されている。優先順位回路３４は、外部電源コネクタ用端子１１および置き台用端子１２の両方を用いて充電作業が行われた際に、どちらを優先するかという所定の優先順位データを有する回路であり、Ｑ１電圧検出回路３１およびＱ２電圧検出回路３２の両方から電源電圧を検出した場合には、その優先順位に対応した制御信号を生成する回路である。なお、優先順位回路３４は、Ｑ１電圧検出回路３１、Ｑ２電圧検出回路３２のうち一方だけしか電源電圧が検出されていない場合には、検出された方を優先とする。また、優先順位回路３４は、制御回路３３および制御回路３５と接続されている。
【００６２】
制御回路３３は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースに接続されていて、優先順位回路２４から受け取る制御信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のオン／オフを切り換える回路である。また、制御回路３５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに接続されていて、優先順位回路２４から受け取る制御信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ２にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のオン／オフを切り換える回路である。言い換えれば、制御回路３３は、優先順位回路３４からの制御信号により、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の方がＰＮＰ型トランジスタＱ２よりも優先であると判断した場合は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１をオンとする回路である。また、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の方がＰＮＰ型トランジスタＱ１よりも優先であると判断した場合は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２にベース電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ２をオンとする回路である。
【００６３】
過電流検出回路３６、充電停止回路３７および定電圧検出回路３８は、所謂この充電用回路の充電電源安定用の回路である。過電流検出回路３６は、抵抗Ｒ１の両端に接続されていてこの両端から過電流を検出する回路である。また過電流検出回路３６は、充電停止回路３７に接続されている。
【００６４】
充電停止回路３７は、過電流検出回路３６で過電流が検出された場合に、充電停止信号を生成する回路である。また、定電圧検出回路３８は、二次電池Ｅ１の両端の定電圧を検出する回路である。これら充電停止回路３７および定電圧検出回路３８は、ともに制御回路３３および制御回路３５に接続されている。なお、この実施形態では、充電電源の安定用の回路である電流検出回路、充電停止検出回路、定電流検出回路、定電圧検出回路３８およびこれら回路の動作についての説明は省略する。
【００６５】
次に、この第３の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子から外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【００６６】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１およびＱ１電圧検出回路３１に流れる。よってＱ１電圧検出回路３１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極部の電源電圧を検出する。
【００６７】
また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２およびＱ２電圧検出回路３２に流れる。よってＱ２電圧検出回路３２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、これらＱ１電圧検出回路３１およびＱ２電圧検出回路３２の検出結果は、優先順位回路３４へ送られる。
【００６８】
優先順位回路３４は、電圧検出の信号をＱ１電圧検出回路３１、Ｑ２電圧検出回路３２の両方から受け取った場合、予め設定されていた優先順位に基づきオン信号を生成する。そして、生成したオン信号を制御回路３３または制御回路３５に送る。例えば、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の方を優先すると設定されていた場合に制御回路３３にオン信号を送る。
【００６９】
制御回路３３、制御回路３５は、優先順位回路３４からオン信号を受け取った場合に、それぞれＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、優先順位の高い方のトランジスタのエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。また、制御回路３３、制御回路３５は、充電中に充電停止信号などを受け取った場合は、直ちにベース電流を流すのをやめ、二次電池Ｅ１の充電を停止する。
【００７０】
以上説明したように、この第３の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のうち、予め設定されていた優先順位の高い方のトランジスタがオンとなり、そのトランジスタのエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１および他方のトランジスタのコレクタに入力される。このとき他方のトランジスタにはベース電流が流れていないため、他方のトランジスタはオフとなっており、入力される電圧も逆方向電圧であるため、他方のトランジスタからは電流が流れないようにすることができる。
【００７１】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【００７２】
また、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方から外部電源が入力されても、予め設定しておいた一方の外部電源のみを選択的に使用するよう制御できるため、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【００７３】
次に、この発明の第４の実施形態による充電装置について説明する。この第４の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から電源の入力があった場合に、先に所定の電圧値が検出された方の外部電源を選択的に使用するものである。
【００７４】
図６は、この発明の第４の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第４の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。Ｑ１電圧検出回路４１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ１に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。Ｑ２電圧検出回路４２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ２に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。
【００７５】
また、Ｑ１電圧検出回路４１およびＱ２電圧検出回路４２は、先信号優先回路４４に接続されている。先信号優先回路４４は、最初に所定の電圧を検出した方の外部電源の優先度を高くし、その優先度に対応した切り換え信号を生成する回路である。携帯電話機の充電の場合には、例えば先に２００ｍＶ以上を検出した方の優先度を高くするなどのように設定しておく。なお、Ｑ１電圧検出回路４１、Ｑ２電圧検出回路４２のうち一方からしか電圧が検出されていない場合には、検出されている方を優先とする。また、先信号優先回路４４は、切り換え回路４５と接続されている。
【００７６】
切り換え回路４５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースおよびＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに接続されていて、先信号優先回路４４からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを切り換える回路である。
【００７７】
また切り換え回路４５は、制御回路４３と接続されている。この制御回路４３および過電流検出回路４６、充電停止回路４７、定電圧検出回路４８などの充電電源安定用の回路については、上述の第２および第３の実施形態において説明したのでここでは省略する。
【００７８】
次に、この第４の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子に外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【００７９】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１およびＱ１電圧検出回路４１に流れる。よってＱ１電圧検出回路４１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極部の電源電圧を検出する。
【００８０】
また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２およびＱ２電圧検出回路４２に流れる。よってＱ２電圧検出回路４２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、これらＱ１電圧検出回路４１およびＱ２電圧検出回路４２の検出結果は、先信号優先回路４４へ送られる。
【００８１】
先信号優先回路４４は、電圧検出の信号をＱ１電圧検出回路４１、Ｑ２電圧検出回路４２の両方から受け取った場合、先に所定の電圧値以上の電圧を検出している方の外部電源を優先とし、その優先順位に基づき切り換え信号を生成する。生成した切り換え信号は、切り換え回路４５に送られる。
【００８２】
切り換え回路４５は、先信号優先回路４４からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、優先順位の高い方のトランジスタのエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００８３】
以上説明したように、この第４の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のうち、先に所定の電圧値が検出された方のトランジスタがオンとなり、そのトランジスタのエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１および他方のトランジスタのコレクタに入力される。このとき他方のトランジスタにはベース電流が流れていないため、他方のトランジスタはオフとなっており、入力される電圧も逆方向電圧であるため、他方のトランジスタからは電流が流れないようにすることができる。
【００８４】
また、充電用入力端子からの電流を他の充電用入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【００８５】
また、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方から外部電源が入力されても、先に電源電圧が検出された方の外部電源のみを選択的に使用するよう制御できるため、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【００８６】
次に、この発明の第５の実施形態による充電装置について説明する。この第５の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から電源の入力があった場合に、より安全性の高い方の外部入力電源を選択的に使用するものである。
【００８７】
図７は、この発明の第５の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第５の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。Ｑ１電圧検出回路５１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ１に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。Ｑ２電圧検出回路５２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタ側、コレクタ側の両端と接続されており、この両端からＰＮＰ型トランジスタＱ２に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。
【００８８】
また、Ｑ１電圧検出回路５１およびＱ２電圧検出回路５２は、低電圧優先回路５４に接続されている。低電圧優先回路５４は、電源電圧が規定の最小入力電圧値以上であることを満たし、より電圧が低い方の外部電源の優先度を高くし、その優先度に対応した切り換え信号を生成する回路である。例えば、低電圧優先回路５４は、規定の入力電圧値が２８０ｍＶであった場合に、５００ｍＶと３００ｍＶの２つの外部電源の入力があった場合には、３００ｍＶの方を優先する。なお、Ｑ１電圧検出回路５１、Ｑ２電圧検出回路５２のうち一方からしか電圧が検出されていない場合には、検出された方の外部電源を優先とする。また、低電圧優先回路５４は、切り換え回路５５と接続されている。
【００８９】
切り換え回路５５は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースおよびＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに接続されていて、低電圧優先回路５４からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを切り換える回路である。
【００９０】
また切り換え回路５５は、制御回路５３と接続されている。この制御回路５３および電流検出回路５６、充電停止回路５７、定電流検出回路５８、定電圧検出回路５９などの充電電源安定用の回路については、第２および第３の実施形態において説明したのでここでは省略する。
【００９１】
次に、この第５の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子から外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【００９２】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタおよびＱ１電圧検出回路５１に流れる。よってＱ１電圧検出回路５１は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１の入力電極部の電源電圧を検出する。
【００９３】
また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のエミッタおよびＱ２電圧検出回路５２に流れる。よってＱ２電圧検出回路５２は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２の入力電極部の電源電圧を検出する。そして、これらＱ１電圧検出回路５１およびＱ２電圧検出回路５２の検出結果は、低電圧優先回路５４へ送られる。
【００９４】
低電圧優先回路５４は、電圧検出の信号をＱ１電圧検出回路５１、Ｑ２電圧検出回路５２の両方から受け取った場合、検出した電圧の値が規定の最小入力電圧値以上であり、より低い電圧である方の外部電源を優先する。そして、その優先順位に基づき切り換え信号を生成する。生成した切り換え信号は、切り換え回路５５に送られる。
【００９５】
切り換え回路５５は、低電圧優先回路５４からの切り換え信号を基に、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、規定の最小入力電圧値以上の電圧であり、より低い電圧である方の電源が入力されるトランジスタのエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、抵抗Ｒ１を介して二次電池Ｅ１が充電される。
【００９６】
なお、この実施形態では、定電圧検出回路５４により、入力される電源電圧が規定の最小入力電圧値以上であることを満たし、より電圧が低い方の外部電源の優先度を高くして、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の発熱などを抑え、充電用回路の安全性を向上しているが、電力の小さい方の優先度を高くすることで充電用回路の安全性を向上してもよい。
【００９７】
その場合、図７の破線に示すＱ１電圧検出回路５１、Ｑ２電圧検出回路５２および電流検出回路５６と接続された電力検出回路６０を用いる。電力検出回路６０は、Ｑ１電圧検出回路５１、Ｑ２電圧検出回路５２それぞれの検出結果と電流検出回路５６からの電流により、それぞれの電力を検出する回路である。また、電力検出回路６０は、検出した電力の小さい方の外部電源を優先とし、その優先度に基づく切り換え信号を生成しする回路である。低電圧優先回路５４の代わりにこの電力検出回路を用いれば、電力が低い方の外部電源を選択的に使用可能となる。
【００９８】
以上説明したように、この第５の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のうち、電源電圧が規定の最小入力電圧値以上であり、より低い電圧である方の電源のトランジスタがオンとなり、そのトランジスタのエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が抵抗Ｒ１および他方のトランジスタのコレクタに入力される。このとき他方のトランジスタにはベース電流が流れていないため、他方のトランジスタはオフとなっており、入力される電圧も逆方向電圧であるため、他方のトランジスタからは電流が流れないようにすることができる。
【００９９】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【０１００】
また、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方から外部電源が入力されても、より安全性の高い方の外部電源のみを選択的に使用するよう制御できるため、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【０１０１】
次に、この発明の第６の実施形態による充電装置について説明する。この第６の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から電源の入力があった場合に、入力される外部電源の電圧が、より入力基準電圧に近い方の外部電源を選択的に使用するものである。
【０１０２】
図８は、この発明の第６の実施形態による充電用回路の一例の図である。なお、充電電源安定用の回路、二次電池などについては、上述した第２および第３の実施形態において説明したので、ここでは省略する。この第６の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。
【０１０３】
入力電圧検出回路６１は、外部電源コネクタ用端子１１のプラス電極である端子１１ａとマイナス電極である端子１１ｂとの間に接続されており、外部電源コネクタ用端子１１に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。入力電圧検出回路６２は、置き台用用端子１２のプラス電極である端子１２ａとマイナス電極である端子１２ｂとの間に接続されており、置き台用端子１２に入力される外部電源の電圧を検出可能な回路である。
【０１０４】
また、入力電圧検出回路６１は、差検出回路６３および充電停止回路６６に接続されていて、入力電圧検出回路６２は、差検出回路６４および充電停止回路６６に接続されている。充電停止回路６６は、制御回路６９と接続されており、入力電圧検出回路６１、入力電圧検出回路６２の検出結果に基づき充電停止のための制御信号を生成する回路である。
【０１０５】
差検出回路６３および差検出回路６４は、基準電圧回路６５と接続されている。基準電圧回路６５は、予め設定された外部入力電源の理想的な電圧である基準電圧（以下、基準入力電圧値と称する）が格納されている回路であり、差検出回路６３は、この基準電圧回路６５の基準入力電圧値と入力電圧検出回路６１で検出された入力電圧との差を検出する回路である。差検出回路６４は、基準電圧回路６５の基準入力電圧値と入力電圧検出回路６２で検出された入力電圧との差を検出する回路である。
【０１０６】
また、差検出回路６３および差検出回路６４は、差小検出回路６７と接続されている。差小検出回路６７は、差検出回路６３で計算された差と、差検出回路６４で計算された差とを比較し、差が小さい方の外部電源の優先度を高くし、その優先度に対応した切り換え信号を生成する回路である。また、差小検出回路６７は、切り換え回路６８と接続されている。
【０１０７】
切り換え回路６８は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のベースおよびＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに接続されていて、差小検出回路６７からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のオン／オフを切り換える回路である。
【０１０８】
また制御回路６９は、充電停止信号生成回路７０および切り換え回路６８に接続されている。充電停止信号生成回路７０は、制御回路６９からの制御信号を基に、充電停止信号を生成する回路である。この充電停止信号は、充電停止中であることを表す信号である。また、充電停止信号生成回路７０は、動作信号生成回路７１と接続されている。動作信号生成回路７１は、充電停止信号生成回路７０から充電停止信号が送られた場合、動作信号を生成する回路である。また動作信号生成回路７１は、差小検出回路６７と接続されている。
【０１０９】
次に、この第６の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子から外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【０１１０】
この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のエミッタおよび入力電圧検出回路６１に流れる。よって入力電圧検出回路６１は、外部電源アダプタ用端子１１に入力される外部電源電圧を検出する。
【０１１１】
また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２および入力電圧検出回路６２に流れる。よって入力電圧検出回路６２は、置き台用端子１２から入力される外部電源電圧を検出する。入力電圧検出回路６１の検出結果は、差検出回路６３および充電停止回路６６に送られ、入力電圧検出回路６２の検出結果は、差検出回路６４および充電停止回路６６に送られる。
【０１１２】
差検出回路６３および差検出回路６４では、基準電圧回路６５からの基準電圧との差が検出され、それぞれの結果が、差小検出回路６７に送られる。
【０１１３】
この差小検出回路６７は、動作信号生成回路７１からの動作信号により動作する。すなわち充電停止回路６６に入力電圧検出回路６１および入力電圧検出回路６２の両方から検出信号が送られた場合、充電停止回路６６は、制御回路６９に充電停止のための信号を送る。制御回路６９は、この充電停止のための信号を受け取った場合、切り換え回路６８に充電を停止させるための切り換え信号を送り二次電池Ｅ１への充電を停止させる。
【０１１４】
また、制御回路６９は、充電を停止する際、充電停止信号生成回路７０に充電停止状態であることを示す信号を送る。充電停止信号生成回路７０は、この信号を受け取った場合、充電停止信号を生成し、動作信号生成回路７１に送る。充電停止信号が送られたら動作信号生成回路７１は、動作信号を生成し、差小検出回路６７へ送る。これにより、差小検出回路６７が動作する。
【０１１５】
差小検出回路６７では、差が小さい方を優先、すなわち基準電圧に近い方の電源を優先とし、その優先順位に基づき切り換え信号が生成される。そして、その切り換え信号は、切り換え回路６８に送られる。
【０１１６】
切り換え回路６８は、差小検出回路６７からの切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１またはＰＮＰ型トランジスタＱ２のベースに電流を流す。これにより、基準電圧に近い方の外部電源が入力されるトランジスタのエミッタ−コレクタ間がオン、すなわち導通し、二次電池が充電される。
【０１１７】
以上説明したように、この第６の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電した場合、ＰＮＰ型トランジスタＱ１、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のうち、より基準入力電圧に近い方の外部電圧が入力されるトランジスタがオンとなり、そのトランジスタのエミッタ−コレクタ間が導通し、電源電圧の電流が他方のトランジスタのコレクタおよび図示しない二次電池に入力される。このとき他方のトランジスタにはベース電流が流れていないため、他方のトランジスタはオフとなっており、入力される電圧も逆方向電圧であるため、他方のトランジスタからは電流が流れないようにすることができる。
【０１１８】
また、充電用の入力端子からの電流を他の充電用の入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【０１１９】
また、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方から外部電源が入力されても、基準入力電圧に近い方の外部電源のみを選択的に使用するよう制御できるため、過電流による発熱などを防止し、充電装置の安全性を保つことができる。
【０１２０】
次に、この発明の第７の実施形態による充電装置について説明する。この第７の実施形態による充電装置は、２つの充電用の入力端子から外部電源の入力があった場合に、２つの合計入力電流が基準値以内であるときには、両方の外部電源から充電を行い、入力される合計電流が基準値外であるときには、一方の外部電源のみから充電を行うものである。
【０１２１】
図９は、この発明の第７の実施形態による充電用回路の一例の図である。この第７の実施形態による充電用回路において、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の制御用回路は、以下のように構成される。
【０１２２】
抵抗Ｒ１の両端には、電流検出回路７７および過電流検出回路７６が接続されている。この電流検出回路７７は、二次電池Ｅ１への充電電流を検出する回路である。また、抵抗Ｒ１の両端には、過電流検出回路７６も接続されている。この過電流検出回路７６は、二次電池への過電流を検出する回路である。
【０１２３】
電流検出回路７７は、動作切り換え回路７４と接続されている。この動作切り換え回路７４は、電流検出回路７７の検出結果により、一方のみの動作に切り換えるか否かを判別する回路である。また、動作切り換え回路７４は、一方停止回路７５と接続されている。一方停止回路７５は、動作切り換え回路７４からの一方を停止するか否かの判定結果に基づき、制御信号を生成する回路である。また、一方停止回路７５は、動作検出回路７８と接続されていて、一方停止回路７５の動作中に、動作信号を動作検出回路７８に送る回路である。動作検出回路７８は、過電流検出回路７６と接続されていて、動作検出信号の検出結果に基づき過電流検出回路７６の動作の制御を行う回路である。
【０１２４】
また過電流検出回路７６は、動作検出回路７９と接続されていて、過電流検出回路７６の動作中に、動作信号を動作検出回路７９に送る回路である。また、動作停止回路７９は、制御回路７２，７３と接続されていて、過電流検出回路７６からの動作信号を検出し、動作停止の制御信号を制御回路７２および７３へ送る回路である。
【０１２５】
また、一方停止回路７５は、制御回路７２，７３と接続されていて、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の一方をオフとする制御信号を制御回路７２または７３へ送る回路である。制御回路７２は、ＰＮＰトランジスタＱ１のベースと接続されており、制御信号に基づきＰＮＰ型トランジスタＱ１へのベース電流を制御し、ＰＮＰ型トランジスタＱ１のオン／オフを切り換える回路である。また、制御回路７３は、ＰＮＰトランジスタＱ２のベースと接続されており、制御信号に基づきＰＮＰ型トランジスタＱ２へのベース電流を制御し、ＰＮＰ型トランジスタＱ２のオン／オフを切り換える回路である。
【０１２６】
また、定電圧検出回路８０が二次電池Ｅ１の両端に接続されている。定電圧検出回路８０は、制御回路７２，７３と接続されていて、充電する電圧から定電圧を検出し、検出結果を制御回路７２，７３に送る回路である。なお、図示しない充電電源安定用の回路については、上述の第２および３の実施形態で説明したので、ここでは省略する。
【０１２７】
次に、この第７の実施形態による充電用回路において、充電の際に外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の両方の入力端子から外部電源を入力した場合の動作について説明する。
【０１２８】
上述した第１〜第６の実施形態では、外部電源の接続前は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の両方を常にオフの状態としておき、所定の条件により、どちらか一方をオンとした。この第７の実施形態においては、外部電源の接続前は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の両方を常にオンの状態としておき、過電流を検出した場合に、どちらか一方をオフとする。
【０１２９】
すなわち、この充電用回路において、外部電源アダプタ用端子１１および置き台用端子１２を用いて充電した場合、外部電源電圧の電流が端子１１ａおよび端子１２ａから入力される。端子１１ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ１を介して二次電池Ｅ１に流れる。また、端子１２ａから入力された外部電源電圧の電流は、ＰＮＰ型トランジスタＱ２を介して二次電池Ｅ１に流れる。
【０１３０】
充電中には、電流検出回路７７により充電電流が検出される。検出された電流は、動作切り換え回路７４に送られ、電流値が、基準電流以上であるか否かが判定される。基準電流以上である場合には、一方停止回路７５に、動作切り換え信号を送り、一方停止回路７５は、その動作切り換え信号に基づき、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２のうち一方のみをオンとするための制御信号を生成する。
【０１３１】
一方停止回路７５で生成された制御信号は、制御回路７２，７３へ送られる。この制御信号により、制御回路７２，７３は、充電する外部電源をどちらか一方となるように、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２の一方のみにベース電流を流す。この際、どちらを優先するかは、上述した第１〜第６の実施形態を適用して決定することも可能である。
【０１３２】
このように、一方停止回路７５が動作切り換え回路７４からの動作信号を検出し、電源の切り換え動作中には、一方停止回路７５は、動作検出回路７８へ動作信号を送る。動作検出回路７８は、この動作信号を検出した場合、過電流検出回路７６へ一時停止信号を送る。この動作検出回路７８からの一時停止信号により、過電流検出回路７６は、一方の電源のみの入力に切り換えるときには一時停止状態となる。電源の切り換え停止後、すなわち一方停止回路７５が動作切り換え回路７４からの動作信号を検出しない場合には、一方停止回路７５は、動作検出回路７８へ動作信号を送るのをやめ、過電流検出回路７６が動作する。
【０１３３】
また、過電流検出回路７６が動作中には、過電流検出回路７６は、動作検出回路７９に動作信号を送り、制御回路７２，７３に動作停止信号を送る。この動作停止信号により、過電流検出中には、電源切り換え動作を行わないようにする。これにより、ＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２などを保護しつつ、電源の切り換えを行える。また、定電圧検出回路８０で検出される二次電池Ｅ１の両端の定電圧が制御回路７２，７３に送られ、充電に適した電圧の外部電源により二次電池Ｅ１の充電が行われる。
【０１３４】
以上説明したように、この第７の実施形態による充電用回路では、外部電源アダプタ用端子１１と置き台用端子１２の両方から外部電源を入力して充電するため、充電の入力端子から外部へ電流が流れることを防止でき、また２つの外部電源の合計電流が、基準電流以内であれば、両方の外部電源を使用して充電を行うため、効率よく充電を行うことができる。
【０１３５】
また、充電用入力端子からの電流を他の充電用入力端子から出力しないための半導体素子として、トランジスタを使用しているため、ダイオードを使用した場合に比べて電圧降下が少ない。したがって、充電用回路での電圧の損失を少なくすることができ、充電効率が向上する。
【０１３６】
この発明は、上述したこの発明の実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述のＰＮＰ型トランジスタＱ１，Ｑ２は、ＰＮＰ型トランジスタに限らず、ＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）など、入力電極、出力電極および出力電極を制御する制御電極を有する他の半導体素子であってもよい。
【０１３７】
また例えば、充電用の入力端子として、外部電源アダプタ用端子１１、置き台用端子１２の２つを用いているが、これに限らず、３つ以上の充電用の入力端子から充電するようにしてもよい。
【０１３８】
また例えば、上述した実施形態では、この発明の充電装置を備えた携帯型電子機器として、携帯電話機を用いて説明したが、これに限らず、ＭＤプレーヤ、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ビデオカメラなどに適用してもよい。
【０１３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、充電に用いる入力端子を２つ以上備える充電装置において、トランジスタなどの入力電極、出力電極および出力電極を制御する制御電極を有する半導体素子を用いて外部電源の入力のオン／オフを切り換えることにより、安全性を保ち、効率良く二次電池の充電を行うことができる。
【０１４０】
また、複数の充電用の入力端子から外部電源の入力があった場合に、充電動作の安全性や充電効率を考慮して、優先順位を付け、その優先順位の高い方の外部電源を選択的に使用して充電することにより、安全性を保ち、効率良く二次電池の充電を行うことができる。
【０１４１】
また、複数の充電用の入力端子から外部電源の入力があった場合に、入力される外部電源の合計電流値が、入力基準電源より小さい場合、複数の充電用の入力端子から外部電源の入力を行い、入力基準電源以上である場合、外部電源を選択的に使用することで、安全性を保ち、効率良く二次電池の充電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】充電用の外部電源の入力端子を２つ備えた携帯電話機の一例を示す略線図である。
【図２】携帯電話機の充電状態を示す一例の略線図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図４】この発明の第２の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図５】この発明の第３の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図６】この発明の第４の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図７】この発明の第５の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図８】この発明の第６の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図９】この発明の第７の実施形態による充電用回路の一例を示すブロック図である。
【図１０】従来からの携帯電話機の充電回路の一例を示すブロック図である。
【図１１】従来からの携帯電話機の充電回路におけるダイオード−トランジスタ間の電圧、電流を説明するための一例の図である。
【符号の説明】
４・・・ＡＣアダプタ、５・・・置き台、１１・・・外部電源アダプタ用端子、１２・・・置き台用端子、Ｑ１，Ｑ２・・・ＰＮＰ型トランジスタ、Ｅ１・・・二次電池、２１，３１，４１，５１・・・Ｑ１電圧検出回路、２２，３２，４２，５２・・・Ｑ２電圧検出回路、２３，３３，３４，４３，６９・・・制御回路、２４・・・切り換え信号生成回路、２５，４５，６８・・・切り換え回路、３４・・・優先順位回路、４４・・・先信号優先回路、５４・・・低電圧優先回路、６０・・・電力検出回路、６１，６２・・・入力電圧検出回路、６７・・・差小検出回路
Claims (9)
- 電源電圧源が接続される第１および第２の入力端子と、
上記第１および第２の入力端子がそれぞれ入力電極に接続される第１および第２の電源制御用半導体素子と、
上記第１および第２の電源制御用半導体素子の出力電極が共通接続され、上記共通接続電位点と基準電位点との間に接続された二次電池と、
上記二次電池の端子電圧および充電電流を所望のものに制御する制御回路と、
上記第１および第２の電源制御用半導体素子の入力電極に発生する電圧を検出し、電圧が検出された電源制御用半導体素子の入出力電極間をオンとするための切り換え信号を生成する切り換え信号発生手段とを有する
ことを特徴とする充電装置。 - 上記第１および第２の電源制御用半導体素子の両方の入力電極から電圧が検出された場合には、予め設定した優先順位に従って、上記第１および第２の電源制御用半導体素子のうち、一方の入出力電極間をオンとすることで、上記第１および第２の入力端子から入力される入力電源を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
- 上記第１および第２の電源制御用半導体素子の両方の入力電極から電圧が検出された場合には、所定電圧値以上の電圧が先に検出された方を優先とする優先順位に従って、上記第１および第２の電源制御用半導体素子のうち、一方の入出力電極間をオンとすることで、上記第１および第２の入力端子から入力される入力電源を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
- 上記第１および第２の電源制御用半導体素子の両方の入力電極から電圧が検出された場合には、所定の電圧値以上であって、より低い電圧の方を優先とする優先順位に従って、上記第１および第２の電源制御用半導体素子のうち、一方の入出力電極間をオンとすることで、上記第１および第２の入力端子から入力される入力電源を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
- 上記第１および第２の電源制御用半導体素子の両方の入力電極から電圧が検出された場合には、電力の低い方を優先とする優先順位に従って、上記第１および第２の電源制御用半導体素子のうち、一方の入出力電極間をオンとすることで、上記第１および第２の入力端子から入力される入力電源を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
- 上記第１および第２の入力端子の両方から電源電圧が検出された場合には、電源電圧が入力基準電圧に最も近いものを優先とする優先順位に従って、上記第１および第２の電源制御用半導体素子のうち、一方の入出力電極間をオンとすることで、上記第１および第２の入力端子から入力される入力電源を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
- 上記第１および第２の入力端子の両方から電源電圧を入力し、上記二次電池に流れる電流が基準値以内ならば、上記第１および第２の電源制御用半導体素子の両方の入出力電極間をオンとし、上記二次電池に流れる電流が基準値より大きければ、上記第１および第２の電源制御用半導体素子のうち、一方の入出力電極間をオフとすることで、上記第１および第２の入力端子から入力される入力電源を制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
- 上記第１および第２の入力端子は、ＡＣアダプタ接続用の端子と置き台用端子である請求項１に記載の充電装置。
- 電源電圧源が接続される第１および第２の入力端子と、
上記第１および第２の入力端子がそれぞれ入力電極に接続される第１および第２の電源制御用半導体素子と、
上記第１および第２の電源制御用半導体素子の出力電極が共通接続され、上記共通接続電位点と基準電位点との間に接続された二次電池と、
上記二次電池の端子電圧および充電電流を所望のものに制御する制御回路と、
上記第１および第２の電源制御用半導体素子の入力電極に発生する電圧を検出する検出ステップとを用いて、
上記検出ステップで電圧が検出された電源制御用半導体素子の入出力電極間をオンとする
ことを特徴とする充電方法。
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