JP2007174797A

JP2007174797A - 充電装置及び携帯型電子機器

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Publication number: JP2007174797A
Application number: JP2005368348A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kinoshita; 郷志木下; Hokuto Sawaumi; 北斗沢海; Shunsuke Kojima; 俊介小嶋
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: JP4774981B2

Abstract

【課題】無線ＬＡＮの通信中の電波のエネルギーを有効に活用し、２次電池の劣化を改善することを目的とする。
【解決手段】無線ＬＡＮで発生している電波の周波数に共振してこの周波数の電磁波を受信し、受信したこの電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段１と、この電波受信手段１よりの電気エネルギーを２次電池に充電する充電制御手段３とを有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯型コンピュータ等の携帯型電子機器に適用して好適な充電装置及び携帯型電子機器に関する。

現在、コンピュータの通信分野でケーブルを使用しない無線通信即ち無線ＬＡＮ（ｌｏｃａｌａｒｅａｎｅｔｗｏｒｋ）が広く利用されている。

この無線ＬＡＮの通信中の電波は、空間に球面波として、等方向に広がり、通信では、この電波のエネルギーが全て消費されてしまうことはない。

ところで、特許文献１に受波した電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換して、この電気エネルギーを蓄電器又は蓄電池に蓄電し、この蓄電された電気エネルギーを上位装置に供給するようにしたパッシブ電源回路が開示されている。
特開２００４−１０４９６０号公報

然しながら、携帯型のコンピュータに搭載されている２次電池は、長期間使用されない場合、自己放電により電池の容量が減少し、過放電状態に陥ってしまい、この２次電池の劣化を早めてしまう不都合があった。

本発明は、斯かる点に鑑み、無線ＬＡＮの通信中の電波のエネルギーを有効に活用し、２次電池の劣化を改善することを目的とする。

本発明充電装置は、無線ＬＡＮで発生している電波の周波数に共振してこの周波数の電磁波を受信し、受信したこの電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段と、この電波受信手段よりの電気エネルギーを２次電池に充電する充電制御手段とを有するものである。

また、本発明電子機器は、２次電池を内蔵した携帯型電子機器において、無線ＬＡＮで発生している電波の周波数に共振してこの周波数の電磁波を受信し、受信したこの電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段と、この電波受信手段よりの電気エネルギーを２次電池に充電する充電制御手段とを設けたものである。

本発明によれば、無線ＬＡＮで発生している電波の周波数に共振してこの周波数の電磁波を受信し、受信したこの電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段と、この電波受信手段よりの電気エネルギーを２次電池に充電する充電制御手段とを有するので、この無線ＬＡＮで発生している電波のエネルギーを使用して、２次電池を充電することができ、この無線ＬＡＮで発生している電波のエネルギーを有効に活用できると共に携帯型電子機器に内蔵されている２次電池をこの内部の充電装置により充電することによりこの２次電池の劣化を改善することができる。

以下図１〜図４を参照して、本発明充電装置及び携帯型電子機器を実施するための最良の形態の例につき説明する。

図１〜図４例は、携帯型電子機器である携帯型コンピュータに本例による充電装置を内部に設けた例を示す。図１において、１は無線ＬＡＮで発生している電波の周波数例えば２．４ＧＨｚに共振して、この周波数の電磁波を受信し、この受信した電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段を示す。

この電波受信手段１の例としては図２に示す如く、無線ＬＡＮで発生している電波の周波数例えば２．４ＧＨｚに共振する共振回路より成る複数個のアンテナ１ａ、１ｂ…１ｎを直列に接続し、この複数個のアンテナ１ａ、１ｂ…１ｎの直列接続回路の両端に２次電池を充電するのに必要な電気エネルギー（電圧）を得る如くする。

この場合、アンテナ１ａ、１ｂ…１ｎの夫々に得られる共振電圧をＶ１、Ｖ２…Ｖｎとしたとき、この複数個のアンテナ１ａ、１ｂ…１ｎの直列接続回路の両端に得られる電圧Ｖｉｎは
Ｖｉｎ＝Ｖ１＋Ｖ２＋…＋Ｖｎ
である。

このアンテナ１ａ、１ｂ…１ｎは、例えば基板上にパターンで形成されたパターンアンテナで構成する。

この電波受信手段１の出力側に得られるこの電圧Ｖｉｎを、この電圧Ｖｉｎを後述する２次電池４を充電するのに適した充電電圧にするための昇圧部２に供給する。

この昇圧部２としては、例えば図３に示す如く構成する。この電波受信手段１よりのこの電圧Ｖｉｎが供給される一方の入力端子２ａをこの電波受信手段１側への逆流を防止する逆流防止用のダイオード１０を介して切換スイッチ１１の一方の固定接点１１ｂに接続し、この切換スイッチ１１の他方の固定接点１１ｃを抵抗器１２を介して制御マイクロコンピュータ２０より成る充放電制御部３の一方の入力端子３ａに接続する。

この切換スイッチ１１の可動接点１１ａを蓄電用のコンデンサ１３を介して切換スイッチ１４の可動接点１４ａに接続する。この切換スイッチ１４の一方の固定接点１４ｂを共通端である他方の入力端子２ｂに接続する。

この切換スイッチ１４の他方の固定接点１４ｃを接続スイッチ１５の可動接点１５ａに接続すると共にこの接続スイッチ１５の可動接点１５ａを蓄電用のコンデンサ１６を介して他方の入力端子２ｂに接続し、この他方の入力端子２ｂを充放電制御部３の他方の入力端子３ｂに接続する。

この接続スイッチ１５の固定接点１５ｂを抵抗器１７及び２次電池４への逆流を防止する逆流防止用のダイオード１８の直列回路を介して２次電池４よりの正の直流電圧が供給される電源端子１９に接続する。

この図３の昇圧部２において、切換スイッチ１１及び１４の夫々の可動接点１１ａ及び１４ａと接続スイッチ１５の可動接点１５ａは充放電制御部３の制御マイクロコンピュータ２０により制御する。

この昇圧部２の動作につき説明するに、まず切換スイッチ１１及び１４の夫々の可動接点１１ａ及び１４ａを夫々一方の固定接点１１ｂ及び１４ｂに接続する。このときは、コンデンサ１３が一方の入力端子２ａ及び他方の入力端子２ｂ間に接続されるので、このコンデンサ１３は、電波受信手段１よりの電圧Ｖｉｎにより充電される。この場合、逆流防止用のダイオード１０により電波受信手段１側への逆流が防止される。

次に、接続スイッチ１５をオンとし、電源端子１９よりの電圧によりコンデンサ１６を所定の電圧値Ｖｃｃまで充電する。この場合、逆流防止用のダイオード１８により２次電池４側への逆流が防止される。

このコンデンサ１３及び１６の充電が終了した後、接続スイッチ１５をオフとし、その後切換スイッチ１１をオフ状態とし、次に切換スイッチ１４の可動接点１４ａを他方の固定接点１４ｃに接続し、その後切換スイッチ１１の可動接点１１ａを他方の固定接点１１ｃに接続する。

このときは、充放電制御部３の一方の入力端子３ａ及び他方の入力端子３ｂ間にコンデンサ１３及び１６が直列接続されたこととなり、充放電制御部３の一方の入力端子３ａ及び他方の入力端子３ｂ間に２次電池４の充電電圧として、このコンデンサ１３及び１６の加算電圧Ｖｉｎ＋Ｖｃｃが供給される。ここで、抵抗器１２及び１７は過大な充電電流を防止するための電流制限抵抗である。

この充放電制御部３を例えば図４に示す如く構成する。図４例における本例の２次電池４は、複数個の２次電池セルを並列接続した例えば３個の単位の組電池４ａ、４ｂ、４ｃで構成し、この２次電池４を放電時及び外部充電装置で充電するときは、３個の単位の組電池４ａ、４ｂ及び４ｃを直列接続して使用し、この一方及び他方の入力端子３ａ及び３ｂ間に供給される電圧Ｖｉｎ＋Ｖｃｃによる充電時は、大電力が期待できないので、この単位の組電池４ａ、４ｂ、４ｃ毎に充電するようにする。

図４において、一方の入力端子３ａを昇圧部２への逆流を防止する逆流防止用のダイオード２１を介して外部充電装置の充電正極端子に接続又は負荷の正極端子に接続する充放電正極端子５ａに接続する。

また、他方の入力端子３ｂを昇圧部２よりの充電電流を検出する抵抗器２２及び外部充電装置よりの充電電流又は負荷への放電電流を検出する抵抗器２３の直列回路を介して外部充電装置の充電負極端子又は負荷の負極端子に接続する充放電負極端子５ｂに接続する。

このダイオード２１及び充放電正極端子５ａの接続点を電波受信手段１のアンテナ１ａ、１ｂ…１ｎの共振を検知する比較回路を構成する演算増幅回路２４の非反転入力端子＋に接続し、この演算増幅回路２４の反転入力端子−を比較電圧を得るための電池２５を介して他方の入力端子３ｂに接続する。

本例においては、このダイオード２１と充放電正極端子５ａとの接続点の電圧が電池２５の比較電圧以上となったときに電波受信手段１のアンテナ１ａ、１ｂ…１ｎが無線ＬＡＮで発生している電波の周波数例えば２．４ＧＨｚに共振しているとして、この比較回路を構成する演算増幅回路２４の出力側に得られる検知信号を制御マイクロコンピュータ２０に供給する。

また、本例においては、抵抗器２２の両端間に得られる電圧を電流検出回路２６に供給し、この電流検出回路２６にて昇圧部２よりの充電電流を検出し、この電流検出回路２６に得られる昇圧部２よりの充電電流の検出信号を制御マイクロコンピュータ２０に供給する。

また、抵抗器２３の両端間に得られる電圧を電流検出回路２７に供給し、この電流検出回路２７にて外部充電装置よりの充電電流又は負荷への放電電流を検出し、この電流検出回路２７に得られる外部充電装置よりの充電電流又は負荷への放電電流の検出信号を制御マイクロコンピュータ２０に供給する。

本例においては、ダイオード２１及び充放電正極端子５ａの接続点を接続スイッチ２８の固定接点２８ｂに接続すると共にこの接続スイッチ２８の可動接点２８ａを切換スイッチ２９の可動接点２９ａに接続する。

この切換スイッチ２９の第１の固定接点２９ｂを単位の組電池４ｃの正極端子に接続し、この切換スイッチ２９の第２の固定接点２９ｃを単位の組電池４ｂの正極端子に接続し、この切換スイッチ２９の第３の固定接点２９ｄを単位の組電池４ａの正極端子に接続する。

また、抵抗器２２及び２３の接続点を切換スイッチ３０の可動接点３０ａに接続し、この切換スイッチ３０の第１の固定接点３０ｂを単位の組電池４ｃの負極端子に接続し、この切換スイッチ３０の第２の固定接点３０ｃを単位の組電池４ｂの負極端子に接続し、この切換スイッチ３０の第３の固定接点３０ｄを単位の組電池４ａの負極端子に接続する。

また、単位の組電池４ｂの負極端子を接続スイッチ３１の可動接点３１ａに接続し、接続スイッチ３１の固定接点３１ｂを単位の組電池４ａの正極端子に接続すると共に単位の組電池４ｃの負極端子を接続スイッチ３２の可動接点３２ａに接続し、接続スイッチ３２の固定接点３２ｂを単位の組電池４ｂの正極端子に接続する

接続スイッチ２８の可動接点２８ａ及び切換スイッチ２９の可動接点２９ａの接続点と抵抗器２２及び２３の接続点と間に得られる電圧を電圧検出回路３３に供給し、この電圧検出回路３３に得られる電圧検出信号を制御マイクロコンピュータ２０に供給する。

この場合、本例においては、接続スイッチ２８、３１及び３２の夫々の可動接点２８ａ、３１ａ及び３２ａを制御マイクロコンピュータ２０で制御する如くする。

即ち、外部充電装置で、この２次電池４を充電するとき又はこの２次電池４から負荷に放電するときには、接続スイッチ３１及び３２をオンとして、３個の単位の組電池４ａ、４ｂ及び４ｃを直列接続すると共に切換スイッチ２９の可動接点２９ａを第１の固定接点２９ｂに接続し、更に接続スイッチ２８をオンとして、２次電池４の正極端子を充放電正極端子５ａに接続する。

また、切換スイッチ３０の可動接点３０ａを第３の固定接点３０ｄに接続し、この２次電池４の負極端子を抵抗器２３を介して充放電負極端子５ｂに接続する。

この場合、３個の単位の組電池４ａ、４ｂ及び４ｃを直列接続された２次電池４の電圧が電圧検出回路３３で検出されると共に外部充電装置よりの充電電流又は負荷への放電電流が電流検出回路２７で検出される。

次に、外部充電装置及び負荷が充放電正極端子５ａ及び充放電負極端子５ｂに接続されていないときに、昇圧部２よりの電圧Ｖｉｎ＋Ｖｃｃで充電するときは、単位の組電池４ａ、４ｂ、４ｃ毎に順次充電するごとくする。このときは、接続スイッチ３１及び３２を夫々オフとし、各単位の組電池４ａ、４ｂ、４ｃを独立とする。また、接続スイッチ２８はオンとする。

先ず、単位の組電池４ａを充電するときは、切換スイッチ２９及び３０の夫々の可動接点２９ａ及び３０ａを夫々第３の固定接点２９ｄ及び３０ｄに接続する。このときは、一方の入力端子３ａよりの充電電流がダイオード２１→単位の組電池４ａ→抵抗器２２→他方の入力端子３ｂと流れ、この単位の組電池４ａを充電する。

この場合、この単位の組電池４ａの電圧が電圧検出回路３３で検出されると共にこのときの充電電流が電流検出回路２６で検出される。

次に、単位の組電池４ｂを充電するときは、切換スイッチ２９及び３０の夫々の可動接点２９ａ及び３０ａを夫々第２の固定接点２９ｃ及び３０ｃに接続する。このときは、一方の入力端子３ａよりの充電電流がダイオード２１→単位の組電池４ｂ→抵抗器２２→他方の入力端子３ｂと流れ、この単位の組電池４ｂを充電する。

この場合、この単位の組電池４ｂの電圧が電圧検出回路３３で検出されると共にこのときの充電電流が電流検出回路２６で検出される。

また、単位の組電池４ｃを充電するときは、切換スイッチ２９及び３０の夫々の可動接点２９ａ及び３０ａを夫々第１の固定接点２９ｂ及び３０ｂに接続する。このときは、一方の入力端子３ａよりの充電電流がダイオード２１→単位の組電池４ｃ→抵抗器２２→他方の入力端子３ｂと流れ、この単位の組電池４ｃを充電する。

この場合、この単位の組電池４ｃの電圧が電圧検出回路３３で検出されると共にこのときの充電電流が電流検出回路２６で検出される。

本例による携帯型コンピュータは、その他は、従来周知の携帯型コンピュータと同様に構成する。

本例は、上述の如く構成されているので、本例による携帯型コンピュータを長期間不使用等で、２次電池４の過放電を制御マイクロコンピュータ２０が検出した場合に、上述内部充電装置を動作状態とし、無線ＬＡＮで発生している電磁波を電波受信手段１で受信し、この受信した電磁波のエネルギーを電気エネルギー（電圧）に変換し、この電圧で充放電制御部３により２次電池４を充電するので、この無線ＬＡＮで発生している電波のエネルギーを有効に活用できると共に携帯型コンピュータに内蔵されている２次電池をこの内部の充電装置により充電することによりこの２次電池の劣化を改善することができる。

尚、上述例では、本例による充電装置を携帯型コンピュータに設けた例につき述べたが
本例による充電装置を、その他の携帯型電子機器に設けても良いことは勿論である。

また、本発明は上述例に限ることなく、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。

本発明充電装置を実施するための最良の形態の例を示すブロック図である。図１の要部の例を示す構成図である。図１の要部の例を示す構成図である。図１の要部の例を示す構成図である。

符号の説明

１…電波受信手段、１ａ、１ｂ…１ｎ…アンテナ、２…昇圧部、２ａ、３ａ…一方の入力端子、２ｂ、３ｂ…他方の入力端子、３…充放電制御部、４…２次電池、４ａ、４ｂ、４、４ｃ…単位の組電池、５ａ…充放電正極端子、５ｂ…充放電負極端子、１０、１８、２１…ダイオード、１１、１４、２９、３０…切換スイッチ、１２、１７、２２、２３…抵抗器、１３、１６…コンデンサ、１５、２８、３１、３２…接続スイッチ、１９…電源端子、２０…制御マイクロコンピュータ２６、２７…電流検出回路、３３…電圧検出回路

Claims

無線ＬＡＮで発生している電波の周波数に共振して該周波数の電磁波を受信し、受信した前記電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段と、
該電波受信手段よりの電気エネルギーを２次電池に充電する充電制御手段とを有することを特徴とする充電装置。
２次電池を内蔵した携帯型電子機器において、
無線ＬＡＮで発生している電波の周波数に共振して該周波数の電磁波を受信し、受信した前記電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段と、
該電波受信手段よりの電気エネルギーを２次電池に充電する充電制御手段とを設けたことを特徴とする携帯型電子機器。
請求項１記載の充電装置において、上記電波受信手段の出力に昇圧部が接続されたことを特徴とする充電装置。
請求項３記載の充電装置において上記昇圧部の出力に上記電波受信手段の受信電波の周波数共振を検知する周波数共振検知手段が接続されたことを特徴とする充電装置。