JP2004215464A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの周囲温度が充電時定格使用温度範囲外で放電時定格使用温度範囲内でも充電回路よりの充電電流を利用できるようにする。
【解決手段】ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等のバスパワー対応のインターフェース１と、このインターフェース１を介してデータを送受信する電子機器本体４と、このインターフェース１よりのバスパワーが供給される充電回路５と、電子機器本体４の電源ラインに供給する切換スイッチ１０と、バッテリ７とを有し、このバッテリ７の充電時の定格使用温度範囲内のときはこの切換スイッチ１０の可動接点１０ａをこの他方の固定接点１０ｃに接続し、このバッテリ７の充電時の定格使用温度範囲外でこのバッテリ７の放電時の定格使用温度範囲内のときにこの切換スイッチ１０の可動接点１０ａをこの一方の固定接点１０ｂに接続するようにしたものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はパーソナルコンピュータの周辺機器に適用して好適なＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等のバスパワー対応インターフェースを有する電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にパーソナルコンピュータの周辺機器例えばメモリとしてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）装置、ＣＤ・ドライブ装置等の電子機器はデータが送受信できると共にバスパワー（電源）に対応することができるようにしたＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｅ Ｂｕｓ）やＩＥＥＥ１３９４等のバスパワー対応のインターフェースが設けられ、このインターフェースを介してＵＳＢケーブルやＩＥＥＥ１３９４ケーブル等のケーブルを介してパーソナルコンピュータに接続する如くしている。
【０００３】
図６は従来のハードディスクドライブ装置、ＣＤ・ドライブ装置等の電子機器を示し、図６において、１はＵＳＢケーブルやＩＥＥＥ１３９４ケーブル等のケーブル２を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３に接続されるバスパワー（電源）対応のインターフェースを示す。
【０００４】
このインターフェース１はハードディスクドライブ装置本体、ＣＤ・ドライブ装置本体等の電子機器本体４とデータの送受信を行う如くなすと共にこのバスパワー対応のインターフェース１より得られるバスパワーを充電回路５に供給し、この充電回路５よりの充電電流をバッテリ７に供給する如くする。
【０００５】
また、バッテリ７よりの放電電流を所定電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ８を介して電子機器本体４の動作電流として供給する如くする。
【０００６】
また、７ａはバッテリ７の温度を検出する温度センサを示し、この温度センサ７ａの検出温度によりバッテリ充電の定格使用温度範囲内外を判断し充電回路５の動作、不動作を制御する如くしている。
【０００７】
一般にハードディスクドライブ装置、ＣＤ・ドライブ装置等の電子機器に使用されるリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリ等のバッテリにおいて、バッテリの充電時と放電時との定格使用温度範囲があり、この定格使用温度範囲が充電時と放電時とが異なり充電時の方が狭くなっている。
【０００８】
例えば一般的なリチウムイオンバッテリでは、充電時定格使用温度Ｔａ範囲は
０℃≦Ｔａ≦＋４５℃
であり、放電時定格使用温度Ｔｂ範囲は
−２０℃≦Ｔｂ≦＋６０℃
である。
【０００９】
従って周囲温度によって、放電はできるが充電はできないという温度範囲が存在する。この一般的なリチウムイオンバッテリは−２０℃から０℃、＋４５℃から＋６０℃では、充電できない仕様になっている。
【００１０】
従来このバッテリ７として例えばリチウムイオンバッテリを使用したときには、充電回路５をバッテリ７の周囲温度が充電時定格使用温度Ｔａ範囲内の０℃〜＋４５℃では動作状態とする如くすると共に放電はできるが充電はできない温度範囲−２０℃〜０℃、＋４５℃〜＋６０℃ではこの充電回路５を不動作状態（動作停止）とする如くしている。
【００１１】
また特許文献１にパーソナルコンピュータのＵＳＢポートから供給される電源で携帯電話のバッテリを充電する技術が記載されている。
【００１２】
【特許文献１】
特許第３３１８５５４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
斯る図６に示す如き従来例においては、バッテリ７の周囲温度が、このバッテリ７の充電時定格使用温度Ｔａ範囲以内では、電子機器本体４の動作電流はバッテリ７より供給されるが、バスパワーを利用した充電回路５からの充電電流があるため、見かけ上、
電子機器本体７の動作電流＞バッテリ７の放電電流
となり、バッテリ７の容量以上にこの電子機器本体４を長時間駆動させることができる。
【００１４】
また電子機器本体４がスタンバイ等の低消費電流の場合、即ち
電子機器本体４の動作電流＜充電電流
の場合はこの動作電流と充電電流との差分がバッテリ７の充電電流となり、バッテリ７の容量を消費することなく、電子機器本体４を動作させることができる。
【００１５】
然しながら、バッテリ７の周囲温度が充電時定格使用温度Ｔａ範囲外で放電時定格使用温度Ｔｂ範囲内例えば−２０℃〜０℃、＋４５℃〜＋６０℃では充電回路５を不動作とするので、充電回路５よりの充電電流が利用できなくなり、電子機器本体４のバッテリ７での駆動時間が短くなり、ユーザの使い勝手も悪くなる不都合があった。
【００１６】
本発明は斯る点に鑑み、バッテリの周囲温度が充電時定格使用温度Ｔａ範囲外で放電時定格使用温度Ｔｂ範囲内でも充電回路よりの充電電流を利用できるようにし電子機器本体のバッテリの駆動時間を長くできるようにし使い勝手が良くなるようにすることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明電子機器は、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等のバスパワー対応のインターフェースと、このインターフェースを介してデータを送受信する電子機器本体と、このインターフェースよりのバスパワーが供給される充電回路と、この充電回路よりの電流が可動接点に供給されると共に一方の固定接点よりの電流をこの電子機器本体の電源ラインに供給する切換スイッチと、この切換スイッチの他方の固定接点よりの電流が充電電流として供給されると共に放電電流をこの電子機器本体の電源ラインに供給するバッテリとを有し、このバッテリの充電時の定格使用温度範囲内のときはこの切換スイッチの可動接点をこの他方の固定接点に接続し、このバッテリの充電時の定格使用温度範囲外でこのバッテリの放電時の定格使用温度範囲内のときにこの切換スイッチの可動接点をこの一方の固定接点に接続するようにしたものである。
【００１８】
斯る本発明によれば、バッテリの範囲温度が充電時定格使用温度Ｔａ範囲外で放電時定格使用温度Ｔｂ範囲内のときは切換スイッチの可動接点を一方の固定接点に接続し、充電回路よりの充電電流をバッテリ７に供給されることなく、電子機器本体の電源ラインにバックアップ電流として供給するようにしたので、この電子機器本体の電源ラインにはバッテリの放電電流とこの充電回路よりのバックアップ電流としての充電電流との和の電流が動作電流として供給され、このバックアップ電流としての充電電流の分だけこのバッテリの放電電流を少なくすることができ、この電子機器本体のバッテリでの駆動時間を長くすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１、図２を参照して本発明電子機器の実施の形態の例につき説明しよう。この図１において、図６に対応する部分に同一符号を付して示す。
【００２０】
図１は本例のハードディスクドライブ装置、ＣＤ・ドライブ装置等の電子機器を示し、図１において、１はＵＳＢケーブルやＩＥＥＥ１３９４ケーブル等のケーブル２を介してパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３に接続されるバスパワー（電源）対応のインターフェースを示す。
【００２１】
このインターフェース１はハードディスクドライブ装置本体、ＣＤ・ドライブ装置本体等の電子機器本体４とデータの送受信を行う如くなすと共にこのバスパワー対応のインターフェース１より得られるバスパワーを充電回路５に供給する。
【００２２】
本例においてはこの充電回路５よりの充電電流を切換スイッチ１０の可動接点１０ａに供給する。この切換スイッチ１０の一方の固定接点１０ｂに得られる電流を直流電圧を所定の電圧の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ８に供給し、この切換スイッチ１０の他方の固定接点１０ｃに得られる電流をバッテリ７に充電電流として供給する如くする。このバッテリ７として例えばリチウムイオンバッテリを使用する。
【００２３】
また、バッテリ７よりの放電電流をＤＣ−ＣＤコンバータ８に供給し、このＤＣ−ＤＣコンバータ８に得られる電流を電子機器本体４の動作電流として供給する如くする。
【００２４】
また、７ａはバッテリ７の周囲温度を検出する温度センサを示し、この温度センサ７ａの検出温度に応じてＳＷ切換制御回路６が切換スイッチ１０の可動接点１０ａを切換制御する如くする。
【００２５】
一般にハードディスクドライブ装置、ＣＤ・ドライブ装置等の電子機器に使用されるリチウムイオンバッテリやニッケル水素バッテリ等のバッテリにおいて、バッテリの充電時と放電時との定格使用温度範囲があり、この定格使用温度範囲が充電時と放電時とが異なり充電時の方が狭くなっている。
【００２６】
例えば一般的なリチウムイオンバッテリでは、充電時定格使用温度Ｔａ範囲は
０℃≦Ｔａ≦＋４５℃
であり、放電時定格使用温度Ｔｂ範囲は
−２０℃≦Ｔｂ≦＋６０℃
である。
【００２７】
従って周囲温度によって、放電はできるが充電はできないという温度範囲が存在する。この一般的なリチウムイオンバッテリは−２０℃から０℃、＋４５℃から＋６０℃では、充電できない仕様になっている。
【００２８】
本例においては、このバッテリ７としてリチウムイオンバッテリを使用しており、このバッテリ７の周囲温度が充電時定格使用温度Ｔａ範囲内即ち図２に示す如く充電下限使用温度例えば０℃と充電上限使用温度例えば４５℃との間のときは温度センサ７ａよりの温度検出信号により切換スイッチ１０の可動接点１０ａを他方の固定接点１０ｃに接続する。
【００２９】
この場合電子機器本体４の動作電流はバッテリ７より供給されるが、バスパワーを利用した充電回路５からの充電電流があるため、見かけ上、
電子機器本体７の動作電流＞バッテリ７の放電電流
となり、バッテリ７の容量以上にこの電子機器本体４を長時間駆動させることができる。
【００３０】
また電子機器本体４がスタンバイ等の低消費電流の場合、即ち
電子機器本体４の動作電流＜充電電流
の場合はこの動作電流と充電電流との差分がバッテリ７の充電電流となり、バッテリ７の容量を消費することなく、電子機器本体４を動作させることができる。
【００３１】
また本例においては、バッテリ７の周囲温度が充電時定格使用温度Ｔａ範囲外で放電時定格使用温度Ｔｂ範囲内即ち図２に斜線Ａで示す如く放電下限使用温度例えば−２０℃以上で充電下限使用温度例えば０℃以下の範囲と、充電上限使用温度例えば＋４５℃以上で放電上限使用温度例えば＋６０℃以下の範囲のときは温度センサ７ａよりの温度検出信号により切換スイッチ１０の可動接点１０ａを一方の固定接点１０ｂに接続する。
【００３２】
この場合充電回路５よりの充電電流をバッテリ７に供給することなく、ＤＣ−ＤＣコンバータ８を介して電子機器本体４の電源ラインにバックアップ電流として供給するので、この電子機器本体４の電源ラインにはＤＣ−ＤＣコンバータ８を介してバッテリ７の放電電流とこの充電回路５よりのバックアップ電流としての充電電流との和の電流が動作電流として供給され、このバックアップ電流としての充電電流の分だけこのバッテリ７の放電電流を少なくすることができ、この電子機器本体４のバッテリ７での駆動時間を長くすることができる。
【００３３】
斯る本例によればバッテリ７の充電定格使用温度範囲外においても、バスパワー対応インターフェース１のバスパワーを有効に利用でき、バッテリ７での電子機器本体４の駆動時間を延ばすことができる。
【００３４】
従ってバッテリ７の充電の頻度を少なくすることができ、ユーザの使い勝手を向上することができる。
【００３５】
また、本例によればバッテリ７への依存度が軽減できるため、同一容量のバッテリ７を搭載する場合はバッテリ７の寿命が延ばせると共にバッテリ７の寿命を同等として設計する場合は容量を減らすことができ、コストダウンにつなげられる。
【００３６】
また図３、図４及び図５は夫々図１例の充電回路５を含め切換スイッチ１０を電子スイッチで構成した具体例を示す。まず図３につき説明するに、２０はバスパワー対応のインターフェース１からのバスパワーが供給されるバスパワー入力端子を示す。
【００３７】
また図３において、２１はコントロール回路を示し、このコントロール回路２１にはバッテリ７の充電制御に必要な機能及び温度センサ７ａよりのバッテリ７の周囲温度をもとにバッテリ７の充電の可否を判断し、充電オフ信号の切り換えを行う機能が含まれている。
【００３８】
またバスパワー対応インターフェース１には消費してもよい電流上限値が規定されているのが一般的である。また一般に充電制御機能の最大充電電流はそれぞれのインターフェースから供給可能な電流上限内、かつバッテリ７の最大定格電流内に設定している。これにより各インターフェースの規格を満足させると共に、バッテリの定格を満足させている。
【００３９】
図３の例ではバスパワー入力端子２０に得られるバスパワーを電流検出用の抵抗器２２を介してｐｎｐトランジスタ２３及び２４の夫々のエミッタに供給すると共に抵抗器２２の両端に得られる電流検出信号をコントロール回路２１に供給する。このトランジスタ２４を制御することで充電電流、充電電圧の制御を行う。このトランジスタ２４のコレクタをバッテリ７の充電端子に接続する。
【００４０】
このトランジスタ２４のエミッタ−ベース間にｐｎｐトランジスタ２５のエミッタ−コレクタを接続し、このトランジスタ２５のベースにコントロール回路２１よりのチャージオフ信号を抵抗器２６を介して供給することにより、このトランジスタ２４を強制的にオフさせる如くする。
【００４１】
またコントロール回路２１よりの駆動信号を抵抗器２７を介してこのトランジスタ２４のベースに供給すると共にこの駆動信号を抵抗器２８を介してトランジスタ２３のベースに供給する如くする。このトランジスタ２３のコレクタをＤＣ−ＤＣコンバータ８に接続する如くする。
【００４２】
バッテリ７の周囲温度の温度センサ７ａよりの検出温度が充電定格使用温度Ｔａ範囲内の場合、トランジスタ２３及び２４に電流が流れる。トランジスタ２４に流れる電流はバッテリ７への充電電流となり、トランジスタ２３に流れる電流は電子機器本体４の動作電流となる。夫々に流れる電流の割合はコントロール回路２１で設定される最大充電電流の範囲内で、バッテリの電圧、電子機器本体側のインピーダンス（負荷）等によって決定される。
【００４３】
例えば電子機器本体４がスタンバイ状態でほとんど消費電流が流れない場合は、充電回路の出力電流は、バッテリ７の充電電流となり、トランジスタ２４を流れる。またバッテリ７が満充電状態で、電子機器本体４が動作中であれば充電回路５の出力電流はほとんどが電子機器本体４の動作電流として、トランジスタ２３を流れる。
【００４４】
一方、バッテリ７の周囲温度の温度センサ７ａよりの検出温度が充電定格使用温度Ｔａ範囲外の場合、トランジスタ２４は強制的にオフされ、トランジスタ２３にのみ電流が流れる。このトランジスタ２３の電流は電子機器本体４の動作電流として供給される。この流れる電流はコントロール回路２１で設定される最大充電電流の範囲内で、電子機器本体４側のインピーダンス（負荷）によって決定される。
【００４５】
また図４及び図５につき説明するに図３に対応する部分には同一符号を付しその詳細説明は省略する。
【００４６】
図４例はバスパワー入力端子２０よりのバスパワーをトランジスタ２３のエミッタに供給すると共にこのトランジスタ２３のコレクタに得られる電流を電子機器本体４とｐｎｐトランジスタ２９のエミッタに供給し、このトランジスタ２９のコレクタをバッテリ７の充電端子に接続し、このトランジスタ２９のベースにコントロール回路２１よりのチャージオフ信号を抵抗器３０を介して供給し、このトランジスタ２９をオフすることでバッテリ７への充電電流を停止するようにしたものである。その他は図３と同様に構成したものであり、この図４例においても図３例同様の作用効果が得られることは容易に理解できよう。
【００４７】
図５例は図４例のバッテリ７の電圧検出点をトランジスタ２９の入力側としたのをトランジスタ２９の出力側とした点が異なるのみで、その他は図４例と同様に構成したものである。
この図５例においても図４例と同様の作用効果が得られることは勿論である。
【００４８】
尚本発明は上記例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
斯る本発明によればバッテリの充電定格使用温度範囲外においても、バスパワー対応インターフェースのバスパワーを有効に利用でき、バッテリ７での電子機器本体４の駆動時間を延ばすことができる。
【００５０】
従って、本発明によれば、バッテリの充電の頻度を少なくすることができ、ユーザの使い勝手を向上することができる。
【００５１】
また、本発明によればバッテリへの依存度が軽減できるため、同一容量のバッテリ７を搭載する場合はバッテリの寿命が延ばせると共にバッテリの寿命を同等として設計する場合は容量を減らすことができ、コストダウンにつなげられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明電子機器の実施の形態の例を示す構成図である。
【図２】本発明の説明に供する線図である。
【図３】本発明の要部の具体例を示す構成図である。
【図４】本発明の要部の具体例を示す構成図である。
【図５】本発明の要部の具体例を示す構成図である。
【図６】従来の電子機器の例を示す構成図である。
【符号の説明】
１‥‥バスパワー対応インターフェース、３‥‥パーソナルコンピュータ、４‥‥電子機器本体、５‥‥充電回路、７‥‥バッテリ、１０‥‥切換スイッチ

Claims (2)

1. ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４等のバスパワー対応のインターフェースと、
   前記インターフェースを介してデータを送受信する電子機器本体と、
   前記インターフェースよりのバスパワーが供給される充電回路と、
   前記充電回路よりの電流が可動接点に供給されると共に一方の固定接点よりの電流を前記電子機器本体の電源ラインに供給する切換スイッチと、
   前記切換スイッチの他方の固定接点よりの電流が充電電流として供給されると共に放電電流を前記電子機器本体の電源ラインに供給するバッテリとを有し、
   前記バッテリの充電時の定格使用温度範囲内のときは前記切換スイッチの可動接点を前記他方の固定接点に接続し、前記バッテリの充電時の定格使用温度範囲外で前記バッテリの放電時の定格使用温度範囲内のときに前記切換スイッチの可動接点を前記一方の固定接点に接続するようにしたことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１記載の電子機器において、
   前記切換スイッチは電子スイッチであることを特徴とする電子機器。

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