JP2008125280A

JP2008125280A - 充電装置、情報処理端末、及び、情報処理システム

Info

Publication number: JP2008125280A
Application number: JP2006307889A
Authority: JP
Inventors: Jun Sato; 藤潤佐
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-05-29

Abstract

【課題】複数の二次電池を充電可能な充電装置の充電時間の短縮を図る。
【解決手段】充電装置は、充電可能な二次電池を装着するための、複数の二次電池装着部と、前記複数の二次電池装着部に装着された二次電池への充電電流を制御するために、前記複数の二次電池装着部のそれぞれに対応して設けられた、複数の充電電流制御部であって、所定の電流容量の電源アダプタを介して電源の供給を受け、それぞれが個別に、二次電池への充電電流の制御を行う、複数の充電電流制御部と、を備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電装置、情報処理端末、及び、情報処理システムに関し、特に、充電時間の短縮を図った充電装置、そのような充電装置を内蔵した情報処理端末、及び、そのような情報処理端末を備える情報処理システムに関する。

最近の小型の情報処理端末には、この情報処理端末で用いられる充電可能な電池（以下、二次電池という）の充電をするための充電装置が内蔵されているものが多い。この二次電池の容量は、情報処理端末の動作時間を可能な限り長くするために、大きくなる傾向にある。また、小型の情報処理端末においては、二次電池に対する充電電流の制御のために用いられる充電ＩＣは、発熱を抑える観点から、充電電流の最大値が制限されている。

二次電池の充電に要する時間は、充電する二次電池の容量と、充電電流の最大値とにより、定まる。すなわち、充電する二次電池の容量が大きくなればなるほど、充電に要する時間は長くなり、また、充電電流の最大値が小さくなればなるほど、充電に要する時間は長くなる。

複数の二次電池を一度に充電可能な充電装置においては、充電時間の短縮を図るとともに、個別に二次電池の抜き差しをできることが求められている。すなわち、２個の二次電池を一度に充電可能な充電装置においては、２個の二次電池を充電することができるとともに、１個の二次電池でも充電できることが求められている。

さらに、充電装置に電源を供給するための電源アダプタに、ＡＣアダプタが用いられており、このＡＣアダプタがコンセント電源をＤＣ電源に変換し、充電装置に供給している。しかし、このＡＣアダプタにも供給電流の最大値である電流容量が定められており、この電流容量を上げようとすると、ＡＣアダプタのサイズが大型化してしまうという弊害が生じる。

このような充電装置に関しては、例えば、特開平８−２１４４６８号公報（特許文献１）に、単一の充電装置を用いて、複数の二次電池を充電する際の充電時間の短縮を図る手法が開示されている。しかし、この特開平８−２１４４６８号公報に開示されている充電装置では、例えば、２個の二次電池を一度に充電すると、充電電流は、１個の二次電池しか充電しない場合の充電電流の１／２になってしまい、充電時間が約１．５倍程度になってしまう。
特開平８−２１４４６８号公報

そこで本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、複数の二次電池を充電可能な充電装置の充電時間の短縮を図ることを目的とする。また、そのような充電装置を用いた情報処理端末、及び、そのような情報処理端末を備える情報処理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る充電装置は、
充電可能な二次電池を装着するための、複数の二次電池装着部と、
前記複数の二次電池装着部に装着された二次電池への充電電流を制御するために、前記複数の二次電池装着部のそれぞれに対応して設けられた、複数の充電電流制御部であって、所定の電流容量の電源アダプタを介して電源の供給を受け、それぞれが個別に、二次電池への充電電流の制御を行う、複数の充電電流制御部と、
を備えることを特徴とする。

この場合、充電装置は、
前記複数の二次電池装着部に二次電池が装着されているかどうかを個別に検出する、二次電池検出部と、
前記二次電池検出部で検出された二次電池が複数である場合には、前記二次電池検出部で検出された二次電池に前記電源アダプタの電流容量を均等に割り振った電流容量を、前記充電電流制御部が二次電池に充電電流として供給することのできる最大の電流量である充電電流設定値として、前記二次電池が装着された二次電池装着部に対応する前記充電電流制御部に設定するとともに、前記二次電池検出部で検出された二次電池が１個である場合には、前記充電電流制御部が二次電池に充電電流として供給することのできる最大の電流量を、二次電池が装着されている前記充電電流制御部の前記充電電流設定として設定する、充電電流設定部と、
をさらに備えるようにしてもよい。

或いは、充電装置は、
前記複数の二次電池装着部に装着されている二次電池への充電電流を個別に検出する、充電電流検出部と、
前記充電電流検出部で検出された充電電流が減少した場合には、その減少した充電電流の分を、充電電流が減少した二次電池が装着されている二次電池検出部以外の二次電池装着部に対応する充電電流制御部についての、充電電流として供給することのできる最大の電流量である充電電流設定値として設定する、充電電流設定値制御部と、
をさらに備えるようにしてもよい。

この場合、前記充電電流設定値制御部は、充電開始当初は、前記電源アダプタの電流容量を前記複数の充電電流制御部に均等に割り振った電流容量を、前記充電電流設定値として、それぞれの充電電流制御部に設定するようにしてもよい。

また、前記充電電流検出部は、二次電池への充電電流が流れる抵抗により構成されており、
前記充電電流設定値制御部は、ＣＰＵを備えて構成されており、
前記抵抗の前後の電圧を前記ＣＰＵが取り込み、この電圧に基づいて、前記ＣＰＵが充電電流を算出するようにしてもよい。

また、前記電源アダプタの電流容量は、前記複数の充電電流制御部のそれぞれが二次電池に供給できる充電電流における最大の電流量の和よりも、小さくてもよい。

さらに、このような充電装置を用いて、情報処理端末を構成することもできる。また、このような情報処理端末における前記充電装置に電源を供給する電源アダプタと、前記充電装置の前記二次電池装着部に装着される二次電池とにより、情報処理システムを構成することもできる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態では、複数の充電ＩＣを用いて、複数の二次電池の充電を制御することにより、充電時間の短縮を図りつつ、充電装置の小型化を維持したものである。より詳しくを、以下に説明する。

図１は、本実施形態に係る充電システム１０の全体構成を説明するブロック図である。この図１に示すように、本実施形態に係る充電システム１０は、電源アダプタであるＡＣアダプタ２０と、このＡＣアダプタ２０から電源の供給を受ける充電装置３０とを備えて構成されている。この充電装置３０には、二次電池を装着するための二次電池装着部３２Ａ、３２Ｂが２個設けられており、この二次電池装着部３２Ａ、３２Ｂに二次電池４０Ａ、４０Ｂをそれぞれ装着することにより、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂを同時に充電することが可能である。

但し、本実施形態に係る充電装置３０では、これら２個の二次電池装着部３２Ａ、３２Ｂの一方に、１個の二次電池を装着して、１個だけ充電することも可能である。図１では、２個の二次電池を、二次電池装着部３２Ａ、３２Ｂに装着した場合を例示している。また、本実施形態では、二次電池４０Ａ、４０Ｂとして、２５００ｍＡｈのリチウムイオン電池の使用を想定しているが、二次電池４０Ａ、４０Ｂの種類は任意に選択可能である。

ＡＣアダプタ２０は、電源アダプタの一例であり、コンセント電源からＤＣ電源を生成して、充電装置２０に供給する。本実施形態では、例えば、このＡＣアダプタ２０が供給できる最大電流量である電流容量は、２．０アンペアであるものとする。

ＡＣアダプタ２０からの電源は、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂに供給される。この充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂは、二次電池４０Ａ、４０Ｂへの充電電流を制御するための制御回路である。具体的には、充電の際に二次電池４０Ａ、４０Ｂに充電電流を供給するとともに、この充電電流の電流値を監視し、充電電流の電流値が所定の値以下になった場合には、その二次電池への充電を終了する。つまり、充電の終了は、２個の充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂがそれぞれ別個に判断する。

また、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂは、二次電池４０Ａ、４０Ｂに供給する充電電流の最大値を制限する。具体的には、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂは、この充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂに設定されている充電電流設定値を、二次電池４０Ａ、４０Ｂに供給することのできる最大の充電電流として、充電電流の制御を行う。本実施形態では、例えば、この充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値は、１．０アンペアに設定されている。このため、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂは、ＡＣアダプタ２０からこれ以上の電流が供給されても、１．０アンペア以上の充電電流を二次電池４０Ａ、４０Ｂに流さないようにしている。

但し、本実施形態では、この充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂ自体が流すことのできる最大充電電流は１．３アンペアである。換言すれば、ＡＣアダプタ２０の電流容量は、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの最大充電電流の和よりも、小さい。これは、ＡＣアダプタ２０の用途が、充電装置３０に対して用いられるだけではなく、この充電装置３０が搭載された情報処理端末でも用いられるからである。すなわち、ＡＣアダプタ２０の電流容量は、この充電装置３０が搭載される情報処理端末の仕様に基づいて、定まっている。

一方、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの最大充電電流を大きくするために、容量の大きい充電ＩＣを充電装置３０に用いることは可能であるが、容量の大きな充電ＩＣはその発熱量も大きい。充電ＩＣの発熱量が大きくなると、放熱対策も施さなければならなくなり、充電装置３０の大型化及びコスト増大を招いてしまう。特に、充電装置３０を小型の情報処理端末に搭載して使用する場合、情報処理端末の小型化の要求と反するものになってしまう。このため、本実施形態では、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの最大充電電流は、１．３アンペアに制限されているのである。

図２は、充電装置３０で、（１）１個の空の二次電池を充電する場合と、（２）１個の空の二次電池と１個の空ではない二次電池とを同時に充電する場合と、（３）２個の空の二次電池を同時に充電する場合の充電電流設定値と充電時間の関係の一例を表にまとめて示す図である。

この図２に例示するように、（１）１個の空の二次電池を充電する場合、充電ＩＣ３４Ａ（又は３４Ｂ）における最大の充電電流である充電電流設定値は１．０アンペアであるので、二次電池の充電に３時間４０分程度必要となる。

図３は、このときの充電を開始してからの時間の経過に対する、電池電圧と充電電流との関係をグラフ化して示す図である。この図３に示すように、充電開始後しばらくの間は最大の充電電流の値である１．０アンペアの充電電流で二次電池の充電を行い、電池電圧がある程度上昇した時点で、充電電流が次第に下がり、この充電電流が所定の値（例えば１００ｍＡ）以下になった時点で、充電が完了したと判断して、充電を終了する。充電が完了したかどうかの判断は、それぞれの充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂで個別になされる。

（２）１個の空の二次電池と１個の空ではない二次電池とを同時に充電する場合、ここでは、例えば、二次電池装着部３２Ａに空の二次電池４０Ａを装着し、二次電池装着部３２Ｂに空ではない二次電池４０Ｂを装着したとすると、空の二次電池４０Ａの充電にはやはり３時間４０分程度必要となり、空ではない二次電池４０Ｂの充電には、３時間４０分より短い、二次電池４０Ｂの電池残量に依存した充電時間が必要となる。空の二次電池４０Ａに関する充電を開始してからの時間の経過に対する、電池電圧と充電電流との関係は、図３と同様である。一方、空ではない二次電池４０Ｂの経過時間に対する電池電圧と充電電流の関係は、二次電池４０Ｂの残存している電池電圧に依存して、図３の経過時間の途中から開始することとなる。

（３）２個の空の二次電池４０Ａ、４０Ｂを充電する場合、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂにおける最大の充電電流である充電電流設定値は１．０アンペアであるので、二次電池４０Ａ、４０Ｂの充電に３時間４０分程度必要となる。すなわち、ＡＣアダプタ２０の最大電流が２．０アンペアであるので、このＡＣアダプタ２０の電流容量まで充電電流を二次電池４０Ａ、４０Ｂに供給することができる。換言すれば、充電ＩＣ３４Ａの充電電流設定値と、充電ＩＣ３４Ｂの充電電流設定値の和が、ＡＣアダプタ２０の電流容量となるように、充電電流設定値が設定されている。充電が完了したかどうかの判断は、それぞれの充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂで個別になされるが、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂがともに空であれば、両者の充電時間に大きな差はないと考えられる。

以上のように、本実施形態によれば、二次電池４０Ａ、４０Ｂが装着される２個の二次電池装着部３２Ａ、３２Ｂのそれぞれに対して、個別に、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂを設けたので、二次電池４０Ａ、４０Ｂの充電電流を個別に制御できるようになる。このため、（１）１個の空の二次電池を充電する場合でも、（２）一方が空であり、他方が空ではない２個の二次電池を充電する場合でも、（３）２個の空の二次電池を充電する場合でも、充電時間を同等に揃えることができる。

また、発熱量やＩＣ専有面積などの制約から、最大充電電流が１．３アンペア以上の充電ＩＣが使用できない場合でも、最大充電電流が１．３アンペアの充電ＩＣを２個使用したので、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂを充電する場合の充電時間の短縮を図ることができる。すなわち、最大充電電流が１．３アンペアの１個の充電ＩＣで充電装置を構成した場合、２個の二次電池を充電する際には、１個あたりの二次電池について０．６５アンペアしか充電電流を供給できないが、本実施形態によれば個別に充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂを設けたので、ＡＣアダプタ２０の最大の電流量である１．０アンペア×２の充電電流を供給することができる。このような観点からすれば、本実施形態においては、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂについては、最大充電電流が１．０アンペアの充電ＩＣを用いても実現することができることとなるが、１個の二次電池を充電する場合の充電時間を短縮するためには、可能な限り最大充電電流の大きな充電ＩＣを用いた方が望ましい。

〔第２実施形態〕
第２実施形態は、上述した第１実施形態を変形して、充電している二次電池の個数を検出し、検出された充電している二次電池の個数に基づいて、充電ＩＣの充電電流設定値を変更するようにしたものである。以下、上述した第１実施形態と異なる部分を説明する。

図４は、本実施形態に係る充電システム１０の全体構成を説明するブロック図である。この図４に示すように、本実施形態に係る充電システム１０の充電装置１００は、第１実施形態に係る充電装置３０に充電電流設定部１１０が追加されて構成されている。

具体的には、この充電電流設定部１１０は、二次電池装着部３２Ａに二次電池４０Ａが装着されているかどうかを検出し、また、二次電池装着部３２Ｂに二次電池４０Ｂが装着されているかどうかを検出する。

そして、充電電流設定部１１０は、二次電池装着部３２Ａ、３２Ｂの双方に二次電池４０Ａ、４０Ｂが装着されていることを検出した場合には、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの双方に、充電電流設定値を１．０アンペアとする充電電流設定信号を出力する。すなわち、充電ＩＣ３４Ａの充電電流設定値と充電ＩＣ３４Ｂの充電電流設定値との和が、ＡＣアダプタ２０の電流容量となるように、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値を設定する。

一方、二次電池装着部３２Ａ、３２Ｂの一方に二次電池４０Ａ（又は４０Ｂ）が装着されていることを検出した場合には、二次電池が装着されている方の充電ＩＣ３４Ａ（又は３４Ｂ）に、充電電流設定値を１．３アンペアとする充電電流設定信号を出力し、二次電池が装着されていない方の充電ＩＣ３４Ｂ（又は３４Ａ）に、充電電流設定値を０アンペアとする充電電流設定信号を出力する。すなわち、二次電池が装着されている二次電池装着部に対応する充電ＩＣの充電電流設定値を、充電ＩＣが二次電池に供給することのできる最大の充電電流の大きさに、設定する。

図５は、充電装置１００で、（１）１個の空の二次電池を充電する場合と、（２）１個の空の二次電池と１個の空ではない二次電池とを同時に充電する場合と、（３）２個の空の二次電池を同時に充電する場合の充電電流設定値と充電時間の関係の一例を表にまとめて示す図である。

この図５に例示するように、（１）１個の空の二次電池を充電する場合、充電ＩＣ３４Ａ（又は３４Ｂ）には、充電電流設定値を１．３アンペアにする充電電流設定信号が出力されるので、充電電流は１．３アンペアとなる。つまり、充電ＩＣ３４Ａ（又は３４Ｂ）が二次電池４０Ａ（又は４０Ｂ）に流すことのできる最大の充電電流である１．３アンペアに、充電電流設定値が設定される。このため、二次電池の充電に必要な時間は、３時間程度となる。

図６は、このときの充電を開始してからの時間の経過に対する、電池電圧と充電電流との関係をグラフ化して示す図である。この図６に示すように、充電開始後しばらくの間は最大の充電電流の値である１．３アンペアの充電電流で二次電池の充電を行い、電池電圧がある程度上昇した時点で、充電電流が次第に下がり、この充電電流が所定の値（例えば１００ｍＡ）以下になった時点で、充電が完了したと判断して、充電を終了する。充電が完了したかどうかの判断は、それぞれの充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂで個別になされる。

また、第１実施形態と同様に、（２）１個の空の二次電池と１個の空ではない二次電池とを同時に充電する場合として、二次電池装着部３２Ａに空の二次電池４０Ａを装着し、二次電池装着部３２Ｂに空ではない二次電池４０Ｂを装着した場合を想定する。この場合、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂが二次電池装着部３２Ａ、３２Ｂに装着されているので、充電電流設定部１１０は、充電電流設定値を１．０アンペアとする充電電流設定信号を充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂに出力する。すなわち、充電ＩＣ３４Ａの充電電流設定値と充電ＩＣ３４Ｂの充電電流設定値との和が、ＡＣアダプタ２０の電流容量である２．０アンペアとなるように、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値が設定される。

このため、二次電池４０Ａ、４０Ｂへの最大充電電流は１．０アンペアとなり、上述した第１実施形態における図３に示したように、空の二次電池４０Ａの充電には３時間４０分程度必要となり、空ではない二次電池４０Ｂの充電には、３時間４０分より短い、二次電池４０の電池残量に依存した充電時間が必要となる。

（３）２個の空の二次電池４０Ａ、４０Ｂを充電する場合も、上記（２）と同様に、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂが二次電池装着部３２Ａ、３２Ｂに装着されているので、充電電流設定部１１０は、充電電流設定値を１．０アンペアとする充電電流設定信号を充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂに出力する。すなわち、充電ＩＣ３４Ａの充電電流設定値と充電ＩＣ３４Ｂの充電電流設定値との和が、ＡＣアダプタ２０の電流容量である２．０アンペアとなるように、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値が設定される。このため、二次電池４０Ａ、４０Ｂへの最大充電電流はそれぞれ１．０アンペアとなり、上述した第１実施形態における図３に示したように、２個の空の二次電池４０Ａ、４０Ｂの充電には３時間４０分程度必要となる。

図７は、上述した充電電流設定部１１０の回路構成の一例を示す図であり、図８は、この図７の充電電流設定部１１０における各抵抗のパラメータの一例と、スイッチング素子のオン／オフ状態と充電電流設定値との関係を、示す図である。

図７に示すように、本実施形態に係る充電電流設定部１１０は、抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａ、Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ｂと、スイッチング素子ＳＷ１Ａ、ＳＷ１Ｂと、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１Ａ、ＮＡ１Ｂとを、備えて構成されている。

充電ＩＣ３４Ａに対応して、抵抗Ｒ１Ａ、Ｒ２Ａと、スイッチング素子ＳＷ１Ａと、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１Ａとが設けられており、これらにより抵抗可変回路１１２Ａが構成されている。また、充電ＩＣ３４Ｂに対応して、抵抗Ｒ１Ｂ、Ｒ２Ｂと、スイッチング素子ＳＷ１Ｂと、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１Ｂとが設けられており、これらにより抵抗可変回路１１２Ｂが構成されている。

本実施形態に係る抵抗可変回路１１２Ａにおいては、充電ＩＣ３４ＡのＩ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンの間に、抵抗Ｒ１Ａと抵抗Ｒ２Ａとが直列に接続されている。また、この抵抗Ｒ２Ａと並列に、スイッチング素子ＳＷ１Ａが設けられている。このスイッチング素子ＳＷ１のオン／オフは、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１Ａの出力信号に基づいて切り換えられる。

ＮＡＮＤ回路ＮＡ１Ａの一方の入力端子には、充電ＩＣ３４ＡのＢＡＴＴピンの出力が入力され、もう一方の入力端子には、充電ＩＣ３４ＢのＢＡＴＴピンの出力が入力される。充電ＩＣ３４ＡのＢＡＴＴピンの出力は、二次電池４０Ａが接続されている場合には、２．５Ｖ以上になるが、二次電池４０Ａが接続されていない場合には、１Ｖ以下となる。同様に、充電ＩＣ３４ＢのＢＡＴＴピンの出力は、二次電池４０Ｂが接続されている場合には、２．５Ｖ以上になるが、二次電池４０Ｂが接続されていない場合には、１Ｖ以下となる。このため、ＮＡＮＤ回路ＮＡ１Ａの出力信号は、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂが接続されている場合にはローレベルになり、１個の二次電池４０Ａ又は４０Ｂしか接続されていない場合にはハイレベルになる。

したがって、図８にも示すように、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂが接続されている場合、スイッチング素子ＳＷ１Ａはオフ状態になり、Ｉ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンとの間の抵抗Ｒｉｒｅｆが８２Ｋオームになる。本実施形態における充電ＩＣ３４Ａでは、Ｉ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンとの間の抵抗の大きさで、充電電流設定値の大きさの設定を行うことができるように構成されている。具体的には、充電電流設定値が、０．８／Ｒｉｒｅｆ×１０^５アンペアとなるように構成されている。このため、スイッチング素子ＳＷ１Ａがオフ状態の場合、０．８／８２Ｋオーム×１０^５アンペア≒０．９８アンペアの充電電流設定値となる。すなわち、充電ＩＣ３４ＡのＢＡＴＴピンからは、最大で約１．０アンペアの充電電流が、二次電池４０Ａに向けて流れることとなる。

一方、１個の二次電池４０Ａ（又は４０Ｂ）しか接続されていない場合、スイッチング素子ＳＷ１Ａはオン状態になり、抵抗Ｒ２Ａがバイパスされて、Ｉ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンとの間の抵抗Ｒｉｒｅｆが６２Ｋオームに下がる。このため、スイッチング素子ＳＷ１Ａがオン状態の場合、充電ＩＣ３４Ａでは、０．８／６２Ｋオーム×１０^５アンペア≒１．２９アンペアの充電電流設定値となる。すなわち、充電ＩＣ３４ＡのＢＡＴＴピンからは、最大で約１．３アンペアの充電電流が、二次電池４０Ａに向けて流れることとなる。

充電ＩＣ３４Ｂ及び抵抗可変回路１１２Ｂにおいても、この充電ＩＣ３４Ａ及び抵抗可変回路１１２Ａと同様の動作をするので、結果として、図７に例示した充電電流設定部１１０を備える充電装置１００は、図５に示したような動作をすることとなる。

以上のように、本実施形態によれば、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂを充電する場合には、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂのそれぞれに対して１．０アンペアの充電電流設定値とすることにより、ＡＣアダプタ２０が供給できる最大電流である２．０アンペアを用いて、充電を行うことができるようになる。このため、このＡＣアダプタ２０を用いて２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂを充電する場合の最短時間で、充電を行うことができる。

一方、１個の二次電池４０Ａ又は二次電池４０Ｂだけを充電する場合には、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの最大充電電流である１．３アンペアの充電電流設定値とすることにより、この充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの最大充電電流で充電を行うことができるようになる。このため、この充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂを用いて１個の二次電池４０Ａ又は二次電池４０Ｂを充電する場合の最短時間で、充電を行うことができる。

〔第３実施形態〕
第３実施形態は、上述した第１実施形態及び第２実施形態を変形して、二次電池４０Ａ、４０Ｂのそれぞれに実際に流れている充電電流を検出し、この実際に流れている充電電流に基づいて、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値を随時変更するようにしたものである。以下、上述した第１実施形態及び第２実施形態と異なる部分を説明する。

図９は、本実施形態に係る充電システム１０の全体構成を説明するブロック図である。この図９に示すように、本実施形態に係る充電システム１０の充電装置２００は、第１実施形態に係る充電装置３０に、充電電流検出部２１０Ａ、２１０ＢとＣＰＵ（Central Processing Unit）２２０と充電電流設定部２３０とが、追加されて構成されている。

充電電流検出部２１０Ａは、充電ＩＣ３４Ａから二次電池４０Ａに流れる充電電流の大きさを検出する回路である。本実施形態では、充電電流検出部２１０Ａは、例えば、５０ｍオームのセンス抵抗により構成されており、このセンス抵抗の両端の電圧をそれぞれＣＰＵ２２０のＡＤポートに入力し、センス抵抗における降下電圧を算出することにより、充電電流が算出される。

同様に、充電電流検出部２１０Ｂは、充電ＩＣ３４Ｂから二次電池４０Ｂに流れる充電電流の大きさを検出する回路である。本実施形態では、この充電電流検出部２１０Ｂは、例えば、５０ｍオームのセンス抵抗により構成されており、このセンス抵抗の両端の電圧をＣＰＵ２２０のＡＤポートに入力し、センス抵抗における降下電圧を算出することにより、充電電流が算出される。

ＣＰＵ２２０では、算出された充電電流に基づいて、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値を随時、変更するための制御を行う。すなわち、二次電池４０Ａが充電されてきて、二次電池４０Ａへの充電電流が減少した場合には、その分、二次電池４０Ｂへの充電電流設定値を増加させ、逆に、二次電池４０Ｂが充電されてきて、二次電池４０Ｂへの充電電流が減少した場合には、その分、二次電池４０Ａへの充電電流設定値を増加させるための制御を行う。

具体的には、二次電池４０Ａへの充電電流が減少した場合、ＣＰＵ２２０は、充電ＩＣ３４Ｂの充電電流設定値を増加させるための充電電流制御信号を、充電電流設定部２３０に出力する。充電電流設定部２３０では、この充電電流制御信号を受けて、二次電池４０Ｂへの充電電流設定値を増加させる充電電流設定信号を、充電ＩＣ３４Ａに出力する。

これとは逆に、二次電池４０Ｂへの充電電流が減少した場合、ＣＰＵ２２０は、充電ＩＣ３４Ａの充電電流設定値を増加させるための充電電流制御信号を、充電電流設定部２３０に出力する。充電電流設定部２３０では、この充電電流制御信号を受けて、二次電池４０ＢＡへの充電電流設定値を増加させる充電電流設定信号を、充電ＩＣ３４Ａに出力する。

このことから分かるように、ＣＰＵ２２０と充電電流設定部２３０とにより、本実施形態における充電電流設定値制御部が構成されている。なお、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値を、ＣＰＵ２２０から出力されたデジタル信号により直接設定可能である場合には、充電電流設定部２３０は不要な回路となる。

図１０は、充電装置２００で、（１）１個の空の二次電池を充電する場合と、（２）１個の空の二次電池と１個の空ではない二次電池とを同時に充電する場合と、（３）２個の空の二次電池を同時に充電する場合の充電電流設定値と充電時間の関係の一例を表にまとめて示す図である。

この図１０に例示するように、（１）１個の空の二次電池を充電する場合、充電ＩＣ３４Ａ（又は３４Ｂ）には、充電電流設定値を１．３アンペアにする充電電流設定信号がＣＰＵ２２０から出力されるので、充電電流は１．３アンペアとなる。つまり、充電ＩＣ３４Ａ（又は３４Ｂ）が二次電池４０Ａ（又は４０Ｂ）に流すことのできる最大の充電電流である１．３アンペアに、充電電流設定値が設定される。このため、第２実施形態と同様に、二次電池の充電に必要な時間は、３時間程度必要となる。このときの充電を開始してからの時間の経過に対する、電池電圧と充電電流との関係は、上述した図６と同様である。

（２）１個の空の二次電池と１個の空ではない二次電池とを同時に充電する場合として、二次電池装着部３２Ａに空の二次電池４０Ａを装着し、二次電池装着部３２Ｂに空ではない二次電池４０Ｂを装着した場合を想定する。この場合、上述した図３に示したように、充電開始当初は、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値は共に、１．０アンペアに設定されている。このため、二次電池４０Ａにも、二次電池４０Ｂにも、１．０アンペアの充電電流が流れる。

図３の例で、充電開始後、ある程度の時間が経過すると、空ではなかった二次電池４０Ｂへの充電電流が減少してくる。本実施形態では、この減少した分の充電電流を、空だった二次電池４０Ａへの充電電流に振り向ける。例えば、空ではなかった二次電池４０Ｂへの充電電流が０．９アンペアに減少したとすると、ＡＣアダプタ２０の最大電流が２．０アンペアであるので、空だった二次電池４０Ａには１．１アンペアの充電電流を振り向けることができる。このため、ＣＰＵ２２０は、充電ＩＣ３４Ａの充電電流設定値を１．１アンペアにする充電電流制御信号を出力する。

このように、ＡＣアダプタ２０の電流容量の範囲内で、ＣＰＵ２２０が充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値を適切に振り分けることにより、空の二次電池４０Ａの充電に要する時間を短縮することができる。上述した図３に示したように、第１実施形態では、空の二次電池４０Ａの充電には３時間４０分程度必要となるが、本実施形態では、３時間乃至３時間４０分程度の充電時間となる。どの程度の充電時間になるかは、空ではない二次電池４０Ｂの電池残量に依存するが、空ではない二次電池４０Ｂの電池残量が半分程度の場合には、空の二次電池４０Ａに対する充電電流を１．３アンペアに設定できるので、充電時間短縮の十分な効果が得られると考えられる。

（３）２個の空の二次電池４０Ａ、４０Ｂを充電する場合、ＣＰＵ２２０は、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値を１．０アンペアにする充電電流制御信号を出力する。このため、二次電池４０Ａ、４０Ｂへの最大充電電流はそれぞれ１．０アンペアとなり、上述した第１実施形態における図３に示したように、２個の空の二次電池４０Ａ、４０Ｂの充電には３時間４０分程度必要となる。

なお、本実施形態においては、充電開始当初は、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂに、均等に充電電流設定値を割り振っておく。すなわち、何個の二次電池が装着されているか不明であり、また、その電池残量も不明であるので、ＡＣアダプタ２０の電流容量を均等に割り振って、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値を１．０アンペアに設定しておく。

そして、充電を開始し、充電電流検出部２１０Ａ、２１０Ｂで検出される充電電流の電流量に基づいて、１個の二次電池が装着されているのか、それとも２個の二次電池が装着されているのかを、ＣＰＵ２２０が判断する。すなわち、充電電流が流れなければ、その分の充電電流を、充電電流が流れている方に振り向けることができる。このため、結果的に、１個の二次電池が装着されている場合には、その二次電池が装着されている二次電池装着部に対応する充電ＩＣの充電電流設定値は、１．３アンペアになるのである。

図１１は、上述した充電電流設定部２３０の回路構成の一例を示す図であり、図１２は、この図１１の充電電流設定部２３０における各抵抗のパラメータの一例と、スイッチング素子のオン／オフ状態と充電電流設定値との関係を、示す図である。ここでは、充電電流設定部２３０のうち、充電ＩＣ３４Ａに対応する回路構成のみを示しているが、充電ＩＣ３４Ｂに対応する回路構成もこれと同様であるので、説明は省略する。

図１１に示すように、本実施形態に係る充電電流設定部２３０は、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３と、備えて構成されている。また、実施形態における充電ＩＣ３４Ａも、上述した第２実施形態と同様に、Ｉ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンとの間の抵抗の大きさで、充電ＩＣ３４Ａの充電電流設定値の設定を行うことができるように構成されている。

充電ＩＣ３４ＡのＩ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンとの間には、抵抗Ｒ１〜Ｒ４が直列に接続されている。また、抵抗Ｒ４と並列にスイッチング素子ＳＷ１が設けられており、抵抗Ｒ３、Ｒ４と並列にスイッチング素子ＳＷ２が設けられており、抵抗Ｒ２〜Ｒ４と並列にスイッチング素子ＳＷ３が設けられている。これらのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３は、ＣＰＵ２２０から出力された充電電流制御信号に基づいて、オン／オフが制御される。すなわち、ＣＰＵ２２０は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３のオン／オフ状態を、充電電流制御信号に基づいて切り換えることにより、充電ＩＣ３４Ａの充電電流設定値を変更することができる。

上述した第２実施形態と同様に、Ｉ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンの間の抵抗をＲｉｒｅｆとすると、充電ＩＣ３４Ａは、充電電流設定値が０．８／Ｒｉｒｅｆ×１０^５アンペアとなるように構成されている。このため、すべてのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３がオフ状態であると、０．８／８２Ｋオーム×１０^５アンペア≒０．９８アンペアの充電電流設定値となる。つまり、約１．０アンペアの充電電流設定値となる。

また、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態となり、他のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３がオフ状態となると、抵抗Ｒ４がバイパスされるので、Ｉ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンの間の抵抗Ｒｉｒｅｆは７３Ｋオームとなり、０．８／７３Ｋオーム×１０^５アンペア≒１．１０アンペアの充電電流設定値となる。つまり、約１．１アンペアの充電電流設定値となる。

また、スイッチング素子ＳＷ２がオン状態となり、他のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ３がオフ状態となると、抵抗Ｒ３、Ｒ４がバイパスされるので、Ｉ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンの間の抵抗Ｒｉｒｅｆは６７Ｋオームとなり、０．８／６７Ｋオーム×１０^５アンペア≒１．１９アンペアの充電電流設定値となる。つまり、約１．２アンペアの充電電流設定値となる。

また、スイッチング素子ＳＷ３がオン状態となり、他のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２がオフ状態となると、抵抗Ｒ２〜Ｒ４がバイパスされるので、Ｉ−ＳＥＴピンとＧＮＤピンの間の抵抗Ｒｉｒｅｆは６２Ｋオームとなり、０．８／６２Ｋオーム×１０^５アンペア≒１．２９アンペアの充電電流設定値となる。つまり、約１．３アンペアの充電電流設定値となる。

また、二次電池４０Ａ、４０Ｂへの充電電流を随時検出し、一方の二次電池の充電電流が減少した場合には、その減少した充電電流の分を、他方の二次電池の充電電流に振り向けることとした。このため、２個の二次電池４０Ａ、４０Ｂのうち、一方の二次電池は空であるが、他方の二次電池は空ではないような場合に、空の二次電池の充電時間を短縮することができる。

これは結果的に、１個の二次電池４０Ａ又は二次電池４０Ｂだけを充電する場合には、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの最大充電電流である１．３アンペアの充電電流設定値とすることになり、この充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの最大充電電流で充電を行うことがでることとなる。このため、この充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂを用いて１個の二次電池４０Ａ又は二次電池４０Ｂを充電する場合の最短時間で、充電を行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されず種々に変形可能である。例えば、上述した実施形態では、充電装置３０、１００、２００は、いずれも２個の二次電池を同時に充電可能な場合を例に本発明を説明したが、３個、４個・・・の二次電池を同時に充電可能な充電装置に対しても本発明は適用できる。

３個以上の二次電池を充電装置に装着して同時に充電できる場合には、第１実施形態においては、ＡＣアダプタ２０が供給できる最大の電流容量を、それぞれの充電ＩＣの充電電流設定値として均等に割り振ればよい。例えば、第１実施形態で例示したように、ＡＣアダプタ２０の電流容量が２．０アンペアである場合に、４個の二次電池を同時に充電できるように４個の充電ＩＣが設けられている場合には、それぞれの充電ＩＣの充電電流設定値は０．５アンペアにすればよい。

また、第２実施形態においては、二次電池装着部に装着されている二次電池の個数が複数である場合には、充電電流設定部１１０は、検出された二次電池にＡＣアダプタ２０の電流容量を均等に割り振った電流容量を、二次電池が装着されている二次電池装着部に対応する充電ＩＣの充電電流設定値として設定する。例えば、第２実施形態で例示したように、ＡＣアダプタ２０の電流容量が２．０アンペアであり、４個の二次電池を同時に充電可能な充電装置の場合、３個の二次電池が装着されているときには、３つの充電ＩＣの充電電流設定値を０．６６アンペアに設定すればよい。

但し、この充電電流設定値が、充電ＩＣが二次電池に充電電流として供給するこのできる最大の電流量を超えている場合には、充電ＩＣの最大の電流量を、充電電流設定値としなければならない。

一方、二次電池装着部に装着されている二次電池が１個である場合には、充電電流設定部１１０は、充電ＩＣが二次電池に充電電流として供給することのできる最大の電流量を、二次電池が装着されている二次電池装着部に対応する充電ＩＣの充電電流設定として設定すればよい。

また、第３実施形態においては、充電開始当初、ＣＰＵ２２０は、ＡＣアダプタ２２０の電流容量を、この充電装置２００に設けられている充電ＩＣに均等に割り振った電流容量を、充電電流設定値として、それぞれの充電ＩＣに設定すればよい。例えば、第３実施形態で例示したように、ＡＣアダプタ２０の電流容量が２．０アンペアである場合に、４個の二次電池を同時に充電できるように４個の充電ＩＣが設けられている場合には、それぞれの充電ＩＣの充電電流設定値は０．５アンペアにすればよい。

そして、充電開始後、充電電流検出部で検出された充電電流が減少した場合には、ＣＰＵ２２０は、その減少した充電電流の分を、充電電流が減少した二次電池が装着されている二次電池検出部以外の二次電池装着部に対応する充電ＩＣの充電電流設定値として設定すればよい。減少した分の充電電流をどのように他の充電ＩＣに割り振るかは任意であるが、例えば、他の充電ＩＣに均等に割り振ったり、流れている充電電流の最も大きい充電ＩＣに割り振ったりすればよい。

また、上述した第３本実施形態では、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値は、１．０〜１．３アンペアの間を０．１アンペア刻みで、ステップ的に設定することとしていたが、このステップ数やステップ間隔は任意に変更可能である。さらには、充電ＩＣ３４Ａ、３４Ｂの充電電流設定値は、ステップ的に設定するのではなく、連続的に設定できるようにしてもよい。充電電流設定値を連続的に設定できるようにすれば、より細かい充電電流設定値の制御が可能となる。

また、上述した充電装置３０、１００、２００は、様々な情報処理端末に組み込んで、使用することができる。図１３は、上述した充電装置３０、１００又は２００が組み込まれた情報処理端末３００の一例を示す図である。そして、この情報処理端末３００に、ＡＣアダプタ２０が接続され、二次電池４０Ａ、４０Ｂが装着されて、１つの情報処理システム３１０が構築されている。

情報処理端末３００の内部構成は、この情報処理端末３００の処理する情報に依存して様々であるが、この図１３の例では、例えば、ＣＰＵ３２０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０と、ハードディスクドライブ３５０とを備えて構成されている。これら、ＣＰＵ３２０と、ＲＡＭ３３０と、ＲＯＭ３４０と、ハードディスクドライブ３５０とは、二次電池４０Ａ、４０Ｂから電源の供給を受けて動作する。また、二次電池４０Ａ、４０Ｂが装着されていない場合や電池残量が空の場合には、ＡＣアダプタ２０から電源の供給を受けても動作する。

情報処理端末３００が小型の携帯用の端末である場合には、ユーザは、ＡＣアダプタ２０を情報処理端末３００に接続した上で、二次電池４０Ａ、４０Ｂの充電を行った後、情報処理端末３００に接続されているＡＣアダプタ２０を抜けば、情報処理端末３００を持ち運んで使用可能になる。

なお、第３実施形態におけるＣＰＵ２２０は、図１３のＣＰＵ３２０で構成することも可能である。すなわち、情報処理端末３００全体を制御するＣＰＵ３２０を兼用して、充電電流設定値制御部の一部を構成するＣＰＵ２２０として使用することも可能である。

第１実施形態に係る充電システムの全体構成を説明するための図である。図１の充電システムに設けられた充電装置の使用態様と充電時間との関係を表にまとめて示す図である。１アンペアで二次電池を充電した場合における、充電時間に対する電池電圧と充電電流の関係をグラフにして示す図である。第２実施形態に係る充電システムの全体構成を説明するための図である。図４の充電システムに設けられた充電装置の使用態様と充電時間との関係を表にまとめて示す図である。１．３アンペアで二次電池を充電した場合における、充電時間に対する電池電圧と充電電流の関係をグラフにして示す図である。図４の充電装置における充電電流設定部の回路構成の一例を示す図である。図７の充電電流設定部における各抵抗のパラメータの一例と、スイッチング素子のオン／オフ状態に対する充電電流設定値とを、表にまとめて示す図である。第３実施形態に係る充電システムの全体構成を説明するための図である。図９の充電システムに設けられた充電装置の使用態様と充電時間との関係を表にまとめて示す図である。図９の充電装置における充電電流設定部の回路構成の一例を示す図である。図１１の充電電流設定部における各抵抗のパラメータの一例と、スイッチング素子のオン／オフ状態に対する充電電流設定値とを、表にまとめて示す図である。第１実施形態乃至第３実施形態のいずれかの充電装置を組み込んだ情報処理端末の内部構成の一例と、この情報処理端末を含んで構成された情報処理システムの構成の一例を示す図である。

符号の説明

１０充電システム
２０ＡＣアダプタ
３０充電装置
３２Ａ、３２Ｂ二次電池装着部
３４Ａ、３４Ａ充電ＩＣ
４０Ａ、４０Ｂ二次電池

Claims

充電可能な二次電池を装着するための、複数の二次電池装着部と、
前記複数の二次電池装着部に装着された二次電池への充電電流を制御するために、前記複数の二次電池装着部のそれぞれに対応して設けられた、複数の充電電流制御部であって、所定の電流容量の電源アダプタを介して電源の供給を受け、それぞれが個別に、二次電池への充電電流の制御を行う、複数の充電電流制御部と、
を備えることを特徴とする充電装置。
前記複数の二次電池装着部に二次電池が装着されているかどうかを個別に検出する、二次電池検出部と、
前記二次電池検出部で検出された二次電池が複数である場合には、前記二次電池検出部で検出された二次電池に前記電源アダプタの電流容量を均等に割り振った電流容量を、前記充電電流制御部が二次電池に充電電流として供給することのできる最大の電流量である充電電流設定値として、前記二次電池が装着された二次電池装着部に対応する前記充電電流制御部に設定するとともに、前記二次電池検出部で検出された二次電池が１個である場合には、前記充電電流制御部が二次電池に充電電流として供給することのできる最大の電流量を、二次電池が装着されている前記充電電流制御部の前記充電電流設定として設定する、充電電流設定部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
前記複数の二次電池装着部に装着されている二次電池への充電電流を個別に検出する、充電電流検出部と、
前記充電電流検出部で検出された充電電流が減少した場合には、その減少した充電電流の分を、充電電流が減少した二次電池が装着されている二次電池検出部以外の二次電池装着部に対応する充電電流制御部についての、充電電流として供給することのできる最大の電流量である充電電流設定値として設定する、充電電流設定値制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
前記充電電流設定値制御部は、充電開始当初は、前記電源アダプタの電流容量を前記複数の充電電流制御部に均等に割り振った電流容量を、前記充電電流設定値として、それぞれの充電電流制御部に設定する、ことを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
前記充電電流検出部は、二次電池への充電電流が流れる抵抗により構成されており、
前記充電電流設定値制御部は、ＣＰＵを備えて構成されており、
前記抵抗の前後の電圧を前記ＣＰＵが取り込み、この電圧に基づいて、前記ＣＰＵが充電電流を算出する、
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の充電装置。
前記電源アダプタの電流容量は、前記複数の充電電流制御部のそれぞれが二次電池に供給できる充電電流における最大の電流量の和よりも、小さい、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の充電装置。
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の充電装置を備えることを特徴とする、情報処理端末。
請求項７に記載の情報処理端末における前記充電装置に電源を供給する前記電源アダプタと、
前記充電装置の前記二次電池装着部に装着される前記二次電池と、
を備えることを特徴とする情報処理システム。