JP2009112116A - 携帯電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態に応じて効率良く燃料電池と二次電池を切り替え制御することができる電子機器を提供する。
【解決手段】システムＩＣ６８は、Ｉ／Ｏポートとして、ＡＣアダプタの接続の有無を検出する第１の検出端子６８ａと、燃料電池４４の電圧状態（電池残量）検出する第２の検出端子６８ｂと、二次電池４３の電圧状態（電池残量）が装着されているか否かを検出する第３の検出端子６８ｃとを備え、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態と、ＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されているか否かと、二次電池４３の充電状態に応じて、第１のスイッチ部６４と、第２のスイッチ部６６と、第３のスイッチ部６７のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替え制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、二次電池と燃料電池とを有する携帯電子機器に関する。
携帯電話における負荷への電力供給源として、燃料電池と二次電池（リチウムイオン電池等）とを組み合わせて利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
特許文献１には、携帯電話の動作に応じて電池を切り替え制御する技術が示されている。具体的には、負荷電流の小さい電話の着信待受け期間中（待ち受け機能を実行中）は、二次電池を選択するように切り替え制御を行い、一方、負荷電流の大きい通話中（通信機能実行中）は、燃料電池を選択するように切り替え制御を行う。
特開２００４−２４７９９５号公報
しかしながら、燃料電池は、給電効率は二次電池よりも優れているものの、一般的に直流抵抗が二次電池よりも大きいため、動作される機能の負荷電流が大きい機能を燃料電池の給電により実行するとエネルギーの無駄な損失が生じてしまうという課題があった。
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、動作される機能に応じて効率良く燃料電池と二次電池の給電制御をすることにより、エネルギーの無駄な損失を抑制することができる携帯電子機器を提供することにある。
本発明に係る携帯電子機器は、上記課題を解決するために、燃料電池と、二次電池と、前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの給電により機能が動作される機能動作部と、前記機能動作部により動作される機能に応じて前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの前記機能動作部への給電方法を制御する制御部と、を有することを特徴とする。
また、上記携帯電子機器では、前記制御部は、所定の電流値未満の給電により動作可能な機能が前記機能動作部により動作された場合、前記燃料電池から前記機能動作部への給電を行い、所定の電流値以上の給電により動作可能な機能が前記機能動作部により動作された場合、前記二次電池から前記機能動作部への給電を行うことが好ましい。
また、上記携帯電子機器では、アンテナを有し、前記制御部は、前記機能動作部により前記アンテナを用いた通信機能が動作されると前記二次電池から前記機能動作部への給電を行って前記アンテナを用いた通信機能を動作させることが好ましい。
また、本発明に係る携帯電子機器は、上記課題を解決するために、燃料電池と、二次電池と、前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの給電により機能が動作される機能動作部と、燃料電池から前記機能動作部への給電に係る電流値を検出する電流値検出部と、前記電流値検出部により検出された燃料電池から前記機能動作部への給電に係る電流値が、予め定められた電流値未満の場合には、前記燃料電池から前記機能動作部に給電を行い、予め定められた電流値以上の場合には、前記二次電池から前記機能動作部に給電を行う制御部と、を有することを特徴とする。
また、本発明に係る携帯電子機器は、上記課題を解決するために、燃料電池と、二次電池と、前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの給電により機能が動作される機能動作部と、燃料電池の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された燃料電池の温度が、予め定められた温度未満の場合には、前記燃料電池から前記機能動作部に給電を行い、予め定められた温度以上の場合には、前記二次電池から前記機能動作部に給電を行う制御部と、を有することを特徴とする。
また、上記携帯電話機器では、前記二次電池の電圧状態を検出する電圧状態検出部を有し、前記制御部は、前記電圧状態検出部により検出された前記二次電池の電圧状態が所定の電圧値以下の場合には、前記燃料電池から前記二次電池に給電することが好ましい。
また、上記携帯電子機器では、外部電源が接続される外部電源接続部を有し、前記制御部は、前記外部電源接続部に前記外部電源が接続されている場合であって前記電圧状態検出部により検出された前記二次電池の電圧状態が所定の電圧値以下の場合には、前記外部電源からの前記二次電池への給電を前記燃料電池から前記二次電池への給電よりも優先して行うことが好ましい。
また、上記携帯電子機器では、外部電源が接続される外部電源接続部を有し、前記機能動作部は、前記外部電源接続部からの給電により機能を動作可能に構成され、前記制御部は、前記外部電源接続部に前記外部電源が接続されている場合には、前記外部電源からの前記機能動作部への給電を前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの前記機能動作部への給電よりも優先して行うことが好ましい。
本発明によれば、動作される機能に応じて効率良く燃料電池と二次電池の給電制御をすることにより、エネルギーの無駄な損失を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る携帯電子機器の一例である携帯電話装置１の外観斜視図を示す。なお、以下では、携帯電話装置について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン等であっても良い。
携帯電話装置１は、操作部側筐体部２と、表示部側筐体部３と、を備えて構成される。操作部側筐体部２は、表面部１０に、操作キー群１１と、携帯電話装置１の使用者が通話時に発した音声が入力されるマイク１２と、を備えて構成される。操作キー群１１は、各種設定や電話帳機能やメール機能等の各種機能を動作させるための機能設定操作ボタン１３と、電話番号の数字やメール等の文字等を入力するための入力操作ボタン１４と、各種操作における決定やスクロール等を行う決定操作ボタン１５と、から構成されている。
また、表示部側筐体部３は、表面部２０に、各種情報を表示するためのディスプレイ２１と、通話の相手側の音声を出力する音声出力部２２と、を備えて構成されている。
また、操作部側筐体部２の上端部と表示部側筐体部３の下端部とは、ヒンジ機構４を介して連結されている。また、携帯電話装置１は、ヒンジ機構４を介して連結された操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを相対的に回転することにより、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが互いに開いた状態（開放状態）にしたり、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とが折り畳まれた状態（折畳み状態）にしたりできる。
なお、図１は、いわゆる折り畳み型の携帯電話装置の形態を示しているが、本発明に係る携帯電話装置の形態としては特にこれに限られず、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３とを重ね合わせた状態から一方の筐体を一方向にスライドさせるようにしたスライド式や、操作部側筐体部２と表示部側筐体部３との重ね合せ方向に沿う軸線を中心に一方の筐体を回転させるようにした回転式（ターンタイプ）等であっても良い。
また、図２は、操作部側筐体部２の一部を分解した斜視図を示している。操作部側筐体部２は、図２に示すように、基板４０と、ＲＦＩＤ部４１と、リアケース部４２と、二次電池４３と、燃料電池４４と、充電池カバー４５と、によって構成されている。なお、図２においては、二次電池４３と燃料電池４４とがリアケース部４２の長手方向に対して並列配置されているが、これに限られず、リアケース部４２の垂直方向に対して積層配置されても良い。
また、図２では、二次電池４３と燃料電池４４とは、近接に配置されるように示しているが、二次電池４３が操作部側筐体部２に配置され、燃料電池４４が表示部側筐体部３に配置されるように、二次電池４３と燃料電池４４とが一定の距離だけ離すように配置されても良い。
これは、二次電池４３と燃料電池４４とが近接配置されると、燃料電池４４の使用時に発生する反応熱の影響を二次電池４３が受けることになり、例えば、二次電池４３がリチウムイオン電池の場合には、その特性上、満充電状態において高温下に置かれると二次電池４３の劣化の原因になってしまう。このような現象を避けるために、二次電池４３と燃料電池４４とが一定の距離だけ離すように配置しても良い。
基板４０は、所定の演算処理を行うＣＰＵ等の素子が実装されており、表面部１０上の操作キー群１１がユーザにより操作が行われたときに、所定の信号がＣＰＵに供給される。
ＲＦＩＤ部４１は、第１の使用周波数帯により外部装置と通信を行う磁界アンテナ５０と、磁界アンテナ５０により通信される情報に対して所定の処理を行うＲＦＩＤチップ５１と、から構成されている。なお、ＲＦＩＤチップ５１は、図２に示すように、ＲＦＩＤ部４１と対向する基板４０上に配置されている。
リアケース部４２は、ヒンジ機構４を固定するヒンジ機構固定部４２Ａと、第１の使用周波数帯よりも高い周波数帯である第２の使用周波数帯により通信を行うメインアンテナ４６を収納するメインアンテナ収納部４２Ｂと、二次電池４３及び燃料電池４４を格納する電池格納部４２Ｃと、ＲＦＩＤ部４１を固定するＲＦＩＤ部固定部４２Ｄとを備えている。
二次電池４３は、本実施例では、小型・軽量・容量等の観点から充放電可能なリチウムイオン（Ｌｉ ｉｏｎ）電池であるとするが、特にこれに限られず、例えば、リチウムポリマー電池等であっても良い。
燃料電池４４は、例えば、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）を燃料とした小型のダイレクトメタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ、Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌｓ）である。ＤＭＦＣの発電部分は、燃料極、負（触媒）電極、セパレータ（電解質膜）、正（触媒）電極、空気極を積層した平面構造になっている。
ここで、図３を用いて燃料電池４４の動作原理について説明する。燃料電池４４は、図３に示すように、燃料極１０１と、負（触媒）電極１０２と、セパレータ（電解質膜）１０３と、正（触媒）電極１０４と、空気極１０５とから構成される発電部分と、負（触媒）電極１０２に電気的に接続されている負極導体１０６と、正（触媒）電極１０４に電気的に接続されている正極導体１０７とにより構成されている。
また、燃料極１０１と負（触媒）電極１０２との間には密閉等のための外周シール１０８が設けられ、正（触媒）電極１０４と空気極１０５との間には密閉等のための外周シール１０９が設けられている。また、燃料極１０１には、燃料であるメタノール（ＣＨ３ＯＨ）と水（Ｈ２Ｏ）を注入するための燃料注入口１１０が設けられている。また、燃料極１０１内には、燃料注入口１１０から注入されたメタノール（ＣＨ３ＯＨ）と水（Ｈ２Ｏ）が流れる流路１１１が形成されている。
ここで、燃料極１０１では、メタノール（ＣＨ３ＯＨ）が水（Ｈ２Ｏ）と反応して二酸化炭素（ＣＯ２）と、水素イオン（Ｈ＋）と、電子（ｅ−）を生成する（ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−）。
水素イオン（Ｈ＋）は、電解質膜１０３を通って空気極１０５へ移動し、一方、電子（ｅ−）は、負極導体１０６から負荷１１２及び正極導体１０７を介して空気極１０５に移動する。なお、負荷１１２は、例えば、後述するシステムＩＣ６８や、送受信処理ブロック６０や、モジュール部６１等である。
空気極１０５では、空気中から吸収した酸素（３／２Ｏ２）と、電解質膜１０３を介して移動してきた水素イオン（６Ｈ＋）と、負極導体１０６から負荷１１２及び正極導体１０７を介して移動してきた電子（６ｅ−）とが反応して水（水蒸気）になる（３／２Ｏ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−→３Ｈ２Ｏ）。したがって、空気極１０５では、酸素（３／２Ｏ２）の吸入と水蒸気（３Ｈ２Ｏ）の排気が行われる。
このようにして、燃料極１０１と空気極１０５とにおける反応が繰り返されることにより、負極導体１０６と正極導体１０７間に一定電流が生じ、負極導体１０６と正極導体１０７との間に配設されている負荷１１２に一定の電圧が印加される。
また、燃料電池４４の電流能力は、最大でも二次電池４３の性能劣化を及ぼさない範囲の電流値の容量及びサイズとする。このように構成することにより、電流制限回路を設ける必要がなくなり、充電制御及び装置を簡略化することができる。
また、図４は、携帯電話装置１の機能を示す機能ブロック図である。携帯電話装置１は、図４に示すように、メインアンテナ４６と、メインアンテナ４６に接続されている送受信処理ブロック６０と、所定の動作を行うモジュール部６１と、商用電源に接続され、ＡＣアダプタが接続される外部電源接続部６２と、外部電源接続部６２に接続される第１のレギュレータ部６３と、第１のレギュレータ部６３の出力側に設けられている第１のスイッチ部６４と、燃料電池４４と、燃料電池４４から電圧が供給される第２のレギュレータ部６５と、第２のレギュレータ部６５の出力側に設けられている第２のスイッチ部６６と、二次電池４３と、二次電池４３の出力側に設けられている第３のスイッチ部６７と、システムＩＣ６８（機能動作部、制御部、電圧状態検出部）と、操作キー群１１と、を備える。
メインアンテナ４６は、所定の使用周波数帯（例えば、８００ＭＨｚ）で外部装置（基地局）と通信を行う。なお、本実施の形態では、所定の使用周波数帯として、８００ＭＨｚとしたが、これ以外の周波数帯であっても良い。また、メインアンテナ４６は、所定の使用周波数帯の他に、他の使用周波数帯（例えば、２ＧＨｚ）に対応できる、いわゆるデュアルバンド対応型による構成であっても良いし、さらに、３つ以上の使用周波数帯にも対応できる複数バンド対応型により構成されていても良い。
送受信処理ブロック６０は、メインアンテナ４６によって受信した信号をローノイズアンプにより増幅し、増幅後の信号を復調処理し、処理後の信号をシステムＩＣ６８に供給し、また、システムＩＣ６８から供給された信号を変調処理し、変調処理後の信号をパワーアンプにより増幅し、増幅後の信号をメインアンテナ４６から外部装置（基地局）に送信する。
モジュール部６１は、例えば、音楽データを再生処理する再生処理部等が含まれている。
外部電源接続部６２は、商用電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣアダプタが接続される。
第１のレギュレータ部６３は、外部電源接続部６２を介してＡＣアダプタから供給される直流電圧を所定の電圧に変換し、変換後の電圧をシステムＩＣ６８に供給する。なお、第１のレギュレータ部６３は、二次電池４３の充電電圧に適合するように所定の電圧に変換する。
第１のスイッチ部６４は、第１のレギュレータ部６３とシステムＩＣ６８の中間に設けられており、システムＩＣ６８の制御にしたがって、第１のレギュレータ部６３とシステムＩＣ６８が電気的に遮断（ＯＦＦ）状態又は導通（ＯＮ）状態に切り替えられる。
第２のレギュレータ部６５は、燃料電池４４から供給される電圧を所定の電圧に変換し、変換後の電圧をシステムＩＣ６８に供給する。なお、第２のレギュレータ部６５は、二次電池４３の充電電圧に適合するように所定の電圧に変換する。
第２のスイッチ部６６は、第２のレギュレータ部６５とシステムＩＣ６８の中間に設けられており、システムＩＣ６８の制御にしたがって、第２のレギュレータ部６５とシステムＩＣ６８が電気的に遮断（ＯＦＦ）状態又は導通（ＯＮ）状態に切り替えられる。
第３のスイッチ部６７は、二次電池４３とシステムＩＣ６８との中間に設けられており、システムＩＣ６８の制御にしたがって、二次電池４３とシステムＩＣ６８が電気的に遮断（ＯＦＦ）状態又は導通（ＯＮ）状態に切り替えられる。
システムＩＣ６８は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＬＵ（Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ａｎｄ Ｌｏｇｉｃ Ｕｎｉｔ）、クロック信号生成部、Ａ／Ｄコンバータ部、複数のＩ／Ｏポート、リセット回路部等を備えている。
また、システムＩＣ６８は、Ｉ／Ｏポートとして、ＡＣアダプタの接続の有無を検出する第１の検出端子６８ａと、燃料電池４４の電圧状態（電池残量）検出する第２の検出端子６８ｂと、二次電池４３の電圧状態（電池残量）が装着されているか否かを検出する第３の検出端子６８ｃとを備え、システムＩＣ６８、送受信処理ブロック６０、モジュール部６１等の図４に示される各種構成（以下、「各部の構成」とする）への負荷電流の状態と、ＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されているか否かと、二次電池４３の充電状態に応じて、第１のスイッチ部６４と、第２のスイッチ部６６と、第３のスイッチ部６７のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替え制御する。なお、システムＩＣ６８は、リセット（動作開始）電圧に達するまでは、第３のスイッチ部６７をＯＮ状態にしておき、リセット電圧に達した後に、本発明に係る各種の切り替え制御が行われる。
また、システムＩＣ６８は、操作キー群１１が接続されており、操作キー群１１から供給される操作信号に応じて、所定の動作を行う。
ここで、システムＩＣ６８による第１のスイッチ部６４と、第２のスイッチ部６６と、第３のスイッチ部６７の切り替え制御について図５のフローチャート及び図６のスイッチ切り替え図を用いて説明する。
ステップＳ１において、システムＩＣ６８は、ＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されているか否かを判断する。具体的には、システムＩＣ６８は、第１の検出端子６８ａにＡＣアダプタの接続検出信号（ＡＤＰ＿ＤＥＴ）が検出できるか否かによりＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されているか否かを判断する。外部電源接続部６２にＡＣアダプタが接続されていると判断した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ２に進み、外部電源接続部６２にＡＣアダプタが接続されていないと判断した場合（Ｎｏ）には、ステップＳ５に進む。
なお、外部電源接続部６２にＡＣアダプタが接続されている場合には、各部の構成（例えば、送受信処理ブロック６０等）への電源供給は、優先的にＡＣアダプタにより行われる。また、外部電源接続部６２にＡＣアダプタが接続されていない場合には、各部の構成への電源供給は、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態に応じて二次電池４３又は燃料電池４４により行われる。
ステップＳ２において、システムＩＣ６８は、二次電池４３が満充電状態であるか否かを判断する。システムＩＣ６８は、第３の検出端子６８ｃにより二次電池４３の電池残量検出信号（ＢＡＴ＿ＤＥＴ）を検出し、二次電池４３の電池残量を確認する。二次電池４３が満充電状態ではない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ３に進み、二次電池４３が満充電状態である場合（Ｙｅｓ）には、ステップ４に進む。なお、ステップＳ２の工程では、二次電池４３が満充電状態であるか否かを判断するとしたが、これに限られず、満充電状態に満たないある一定の充電状態であるか否かを判断しても良い。
ステップＳ３において、システムＩＣ６８は、第２のスイッチ部６６をＯＦＦ状態に切り替え、第３のスイッチ部６７をＯＮ状態に切り替える。ここで、第２のスイッチ部６６がＯＦＦ状態に切り替えられることにより、燃料電池４４から各部の構成への電源供給を遮断することができる。また、第３のスイッチ部６７がＯＮ状態に切り替えられることにより、ＡＣアダプタによって二次電池４３に充電を行うことができる。
ステップＳ４において、システムＩＣ６８は、第２のスイッチ部６６及び第３のスイッチ部６７をＯＦＦ状態に切り替える。第２のスイッチ部６６がＯＦＦ状態に切り替えられることにより、燃料電池４４から各部の構成への電源供給を遮断することができ、また、第３のスイッチ部６７がＯＦＦ状態に切り替えられることにより、二次電池４３から各部の構成への電源供給を遮断することができる。したがって、本発明によれば、各部の構成に対して効率的にＡＣアダプタから電源供給を行うことができる。
また、ステップＳ５において、システムＩＣ６８は、二次電池４３が満充電状態であるか否かを判断する。システムＩＣ６８は、第３の検出端子６８ｃにより二次電池４３の電池残量信号（ＢＡＴ＿ＤＥＴ）を検出し、二次電池４３の電池残量を確認する。二次電池４３が満充電状態ではない場合（Ｎｏ）には、ステップＳ６に進み、二次電池４３が満充電状態である場合（Ｙｅｓ）には、ステップ７に進む。なお、ステップＳ５の工程では、二次電池４３が満充電状態であるか否かを判断するとしたが、これに限られず、満充電状態に満たないある一定の充電状態であるか否かを判断しても良い。
ステップＳ６において、システムＩＣ６８は、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態を判断する。各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が低軽負荷状態（例えば、通話の待ち受け機能等が動作された状態）又は軽負荷状態（例えば、音楽再生機能、ラジオ再生機能、Ｅメール作成機能が動作された状態）の場合には、ステップＳ７に進み、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が中負荷状態（音楽再生機能における早送り機能等の特殊な機能、ラジオ再生機能における選局等の特殊な機能が動作された状態）又は高負荷状態（通話機能、Ｅメール送受信機能、インターネット閲覧機能、ＴＶ視聴機能が動作された状態）の場合には、ステップＳ８に進む。システムＩＣ６８は、送受信処理ブロック６０やモジュール部６１から入力されるＯＮ信号に応じて、負荷の状態を判断する。例えば、システムＩＣ６８は、送受信処理ブロック６０からパワーアンプのＯＮ信号（ＰＡ＿ＯＮ）が入力された場合、通話機能が動作された状態であると判断し、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が高負荷状態であると判断する。
ステップＳ７において、システムＩＣ６８は、第２のスイッチ部６６及び第３のスイッチ部６７をＯＮ状態に切り替える。ここで、システムＩＣ６８は、燃料電池４４から各部の構成に電源供給するように制御し、また、二次電池４３が満充電状態に達するまで燃料電池４４により充電動作を行うように制御する。ここで、二次電池４３は、ある一定値以上の電池残量を有していない場合には、電池自体の寿命が短くなる特性を有している。したがって、常に二次電池４３の電圧を満充電状態又は満充電状態に満たないある一定の充電状態に保っておくことにより、二次電池４３の寿命を延ばすことができる。
ステップＳ８において、システムＩＣ６８は、第２のスイッチ部６６及び第３のスイッチ部６７をＯＮ状態に切り替える。ここで、システムＩＣ６８は、二次電池４３から各部の構成に電源供給するように制御し、また、二次電池４３が満充電状態に達するまで燃料電池４４により充電動作を行うように制御する。
ステップＳ９において、システムＩＣ６８は、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態を判断する。各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が低軽負荷状態又は軽負荷状態の場合には、ステップＳ１０に進み、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が中負荷状態又は高負荷状態の場合には、ステップＳ１１に進む。システムＩＣ６８は、送受信処理ブロック６０やモジュール部６１から入力されるＯＮ信号に応じて、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態を判断する。例えば、システムＩＣ６８は、送受信処理ブロック６０からパワーアンプのＯＮ信号（ＰＡ＿ＯＮ）が入力された場合、通話機能が動作された状態であると判断し、高負荷であると判断する。
ステップＳ１０において、システムＩＣ６８は、第２のスイッチ部６６及び第３のスイッチ部６７をＯＮ状態に切り替える。また、各部の構成には、燃料電池４４により電源供給される。また、燃料電池４４は、二次電池４３が満充電状態に達するまで充電動作を行う。したがって、常に二次電池４３の電圧を満充電状態又は満充電状態に満たないある一定の充電状態に保っておくことにより、二次電池４３の寿命を延ばすことができる。
ステップＳ１１において、システムＩＣ６８は、第２のスイッチ部６６及び第３のスイッチ部６７をＯＮ状態に切り替える。各部の構成には、二次電池４３により電源供給される。
また、システムＩＣ６８は、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が低軽負荷状態又は軽負荷状態から中負荷状態又は高負荷状態に変動して、各部の構成に対する電源供給源を燃料電池４４から二次電池４３に切り替えるとき、及び各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が中負荷状態又は高負荷状態から低軽負荷状態又は軽負荷状態に変動して、各部の構成に対する電源供給源を二次電池４３から燃料電池４４に切り替えるときには、図７に示すように、燃料電池４４と二次電池４３とが共にＯＮ状態になる一定のオーバーラップ期間を設けるように切り替え制御を行う。こうすることにより、電池の切り替え制御に伴う電源断状態を回避することができる。
このようにして本発明によれば、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態、すなわち、システムＩＣ６８により動作制御される各機能の動作状態と、ＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されているか否かと、二次電池４３の充電状態に応じて、図６に示すように、第１のスイッチ部６４と、第２のスイッチ部６６と、第３のスイッチ部６７とを適宜切り替えることにより、燃料電池４４の反応熱による利用不能状態を回避することができ、また、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態に応じて効率良く電源供給源を選択することができる。また、二次電池４３を満充電状態に常に保つので、二次電池４３の寿命を延ばすことができる。
また、本発明では、直流抵抗の小さい二次電池４３を負荷電流が大きい場合（高負荷状態時）の主電源とし、また、直流抵抗の大きい燃料電池４４を負荷電流が少ない場合（低軽負荷状態及び軽負荷状態）の主電源とするので、熱エネルギー損失を最小限に抑えることができる。
また、本発明では、高負荷状態時において燃料電池４４を主電源として用いないため、小型の燃料電池４４を採用することができるので、携帯性を損なわない携帯電話装置１を製造することができる。
また、二次電池４３がリチウムイオン電池の場合には、携帯時において、過放電が行われてしまうと、電池内部の負極にダメージを与えることになり、二次電池４３の寿命が短縮化されてしまう。ところが、本発明では、燃料電池４４により二次電池４３が満充電状態になるように常に給電し続ける構成なので、過放電状態が防止され、二次電池４３の高寿命化を図ることができる。
また、本発明では、燃料電池４４を備えるので、二次電池４３が過放電状態に陥らず、メモリのバックアップデータが消失するのを防ぐことができる。
また、本発明では、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態と、ＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されているか否かと、二次電池４３の充電状態に応じて、図６に示すように、第１のスイッチ部６４と、第２のスイッチ部６６と、第３のスイッチ部６７とを適宜切り替えるので、外部電源（ＡＣアダプター等）と燃料電池４４を使用するフィールド条件に対して効率良く使い分けることができる。
また、本発明では、燃料電池４４の供給電流値を二次電池４３のトリクル充電許容電流以下に設定することにより、トリクル充電制御を簡素化することができる。
また、本発明では、燃料電池４４を併用するので、二次電池４３の電池残量（電圧）を高い状態で保持でき、連続使用時間を延ばすことでき、別途、予備の二次電池等を必要としない。
なお、本実施例においては、中負荷状態においては、電源供給源として二次電池４３側に切り替える構成としたが、これに限られず、低軽負荷状態及び軽負荷状態と同様に燃料電池４４に切り替えるような構成であっても良い。
また、ユーザが燃料電池４４からの電源の供給を止めたい場合には、ユーザが操作キー群１１に対して所定の操作を行った場合に、燃料電池４４からの電源供給を止め、二次電池４３に切り替えるような構成であっても良い。
＜他の実施例１＞
また、上述では、負荷の動作状態（機能の動作状態）に応じて燃料電池４４と二次電池４３とを切り替え制御する構成であるとして説明したが、これに限られない。例えば、携帯電話装置１は、電流を検出する電流検出抵抗器６９（電流値検知部）を備える構成であっても良い。電流検出抵抗器６９は、各部の構成に対する電源供給源（ＡＣアダプタ、二次電池４３又は燃料電池４４）から電源供給される電圧値から電流を検出する。システムＩＣ６８は、電流検出抵抗器６９により検出された電流から各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態を把握し、当該各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態と、ＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されているか否かに応じて、第２のスイッチ部６６と、第３のスイッチ部６７のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替え制御する。
このような構成によれば、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が大きくなる（高負荷状態）と電流は小さくなり、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が小さくなる（低軽負荷状態）と電流は大きくなるので、システムＩＣ６８は、電流検出抵抗器６９により得られる電流値を監視することにより負荷の状態を把握することができる。
したがって、本発明によれば、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態と、ＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されているか否かと、二次電池４３の充電状態に応じて、図６に示すように、第１のスイッチ部６４と、第２のスイッチ部６６と、第３のスイッチ部６７とを適宜切り替えることにより、燃料電池４４の反応熱による利用不能状態を回避することができ、また、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態に応じて効率良く電源供給源を選択することができる。また、二次電池４３を満充電状態に常に保つので、二次電池４３の寿命を延ばすことができる。
また、このように電流検出抵抗器６９を設ける構成を採用した場合には、システムＩＣ６８に流れる電流から各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態を把握し、二次電池４３と燃料電池４４を適宜切り替えることができ、さらに、通信状態だけにとらわれず、二次電池４３の満充電以降の負荷電流に応じて、電源供給を燃料電池４４と二次電池４３とで切り替えることができる。
＜他の実施例２＞
また、携帯電話装置１は、温度を検出する温度検出センサ７０（温度検出部）を備える構成であっても良い。温度検出センサ７０は、燃料電池４４により生ずる反応熱による温度を検出する。システムＩＣ６８は、温度検出センサ７０により供給された温度に基づいて、第２のスイッチ部６６と、第３のスイッチ部６７のＯＮ状態とＯＦＦ状態とを切り替え制御する。
このような構成によれば、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が大きくなる（高負荷状態）と温度が高くなり、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が小さくなる（低軽負荷状態）と温度が低くなるので、システムＩＣ６８は、温度検出センサ７０により得られる温度を監視することにより各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態を把握することができる。
したがって、本発明によれば、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態と、ＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されているか否かと、二次電池４３の充電状態に応じて、図６に示すように、第１のスイッチ部６４と、第２のスイッチ部６６と、第３のスイッチ部６７とを適宜切り替えることにより、燃料電池４４の反応熱による利用不能状態を回避することができ、また、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態に応じて効率良く電源供給源を選択することができる。また、二次電池４３を満充電状態に常に保つので、二次電池４３の寿命を延ばすことができる。
また、本発明によれば、温度検出センサ７０により燃料電池４４の温度を監視することで、ユーザの安全に支障をきたす温度に達した時点で、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態にかかわらず電源供給源を燃料電池４４から二次電池４３側に切り替えることができる。
＜他の実施例３＞
また、携帯電話装置１は、第３のスイッチ部６７をバイパスするダイオード７１を備える構成であっても良い。ダイオード７１が第３のスイッチ部６７に並列に接続することにより、第３のスイッチ部６７が電気的に遮断状態にあっても二次電池４３からの電源電圧がシステムＩＣ６８に供給されるように構成されている。
このような構成によれば、ＡＣアダプタが外部電源接続部６２に接続されていない状態であり、二次電池４３が満充電状態である場合に、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が低軽負荷状態から高負荷状態に変化したとき、ダイオード７１を介して二次電池４３から電源電圧が負荷に供給される。
このようにして、各部の構成への電源供給に伴う負荷電流の状態が高負荷状態に変わっても、レスポンスの関係でまだ第３のスイッチ部６７がＯＮ状態に切り替わらない場合であっても、ダイオード７１を介して二次電池４３からの電源供給を可能とするので、燃料電池４４と二次電池４３とが同時にＯＮ状態になるオーバーラップ期間を自立的に設けることができ、電源断を回避することができる。
本発明に係る携帯電話装置の外観を示す斜視図である。 本発明に係る携帯電話装置に備えられている操作部側筐体部の構成を示す斜視図である。 燃料電池の断面を示す模式図である。 本発明に係る携帯電話装置の機能を示すブロック図である。 システムＩＣによる電源供給源の切り替え動作の説明に供するフローチャートである。 システムＩＣによる電源供給源の切り替え動作の説明に供する図である。 負荷に対する電源供給源を、燃料電池から二次電池に切り替えるとき、及び二次電池から燃料電池に切り替えるときの切り替えタイミングを示す図である。
符号の説明
１ 携帯電話装置
２ 操作部側筐体部
３ 表示部側筐体部
４ ヒンジ機構
１１ 操作キー群
４３ 二次電池
４４ 燃料電池
４６ メインアンテナ
６０ 送受信処理ブロック
６１ モジュール部
６２ 外部電源接続部
６３ 第１のレギュレータ部
６４ 第１のスイッチ部
６５ 第２のレギュレータ部
６６ 第２のスイッチ部
６７ 第３のスイッチ部
６８ システムＩＣ（動作状態検出、切替制御手段）
６９ 電流検出抵抗器
７０ 温度センサ
７１ ダイオード

Claims (8)

  1. 燃料電池と、
    二次電池と、
    前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの給電により機能が動作される機能動作部と、
    前記機能動作部により動作される機能に応じて前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの前記機能動作部への給電方法を制御する制御部と、を有することを特徴とする携帯電子機器。
  2. 前記制御部は、所定の電流値未満の給電により動作可能な機能が前記機能動作部により動作された場合、前記燃料電池から前記機能動作部への給電を行い、所定の電流値以上の給電により動作可能な機能が前記機能動作部により動作された場合、前記二次電池から前記機能動作部への給電を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器。
  3. アンテナを有し、
    前記制御部は、前記機能動作部により前記アンテナを用いた通信機能が動作されると前記二次電池から前記機能動作部への給電を行って前記アンテナを用いた通信機能を動作させる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の携帯電子機器。
  4. 燃料電池と、
    二次電池と、
    前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの給電により機能が動作される機能動作部と、
    燃料電池から前記機能動作部への給電に係る電流値を検出する電流値検出部と、
    前記電流値検出部により検出された燃料電池から前記機能動作部への給電に係る電流値が、予め定められた電流値未満の場合には、前記燃料電池から前記機能動作部に給電を行い、予め定められた電流値以上の場合には、前記二次電池から前記機能動作部に給電を行う制御部と、を有することを特徴とする携帯電子機器。
  5. 燃料電池と、
    二次電池と、
    前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの給電により機能が動作される機能動作部と、
    燃料電池の温度を検出する温度検出部と、
    前記温度検出部により検出された燃料電池の温度が、予め定められた温度未満の場合には、前記燃料電池から前記機能動作部に給電を行い、予め定められた温度以上の場合には、前記二次電池から前記機能動作部に給電を行う制御部と、を有することを特徴とする携帯電子機器。
  6. 前記二次電池の電圧状態を検出する電圧状態検出部を有し、
    前記制御部は、前記電圧状態検出部により検出された前記二次電池の電圧状態が所定の電圧値以下の場合には、前記燃料電池から前記二次電池に給電する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の携帯電子機器。
  7. 外部電源が接続される外部電源接続部を有し、
    前記制御部は、前記外部電源接続部に前記外部電源が接続されている場合であって前記電圧状態検出部により検出された前記二次電池の電圧状態が所定の電圧値以下の場合には、前記外部電源からの前記二次電池への給電を前記燃料電池から前記二次電池への給電よりも優先して行う、ことを特徴とする請求項６に記載の携帯電子機器。
  8. 外部電源が接続される外部電源接続部を有し、
    前記機能動作部は、前記外部電源接続部からの給電により機能を動作可能に構成され、
    前記制御部は、前記外部電源接続部に前記外部電源が接続されている場合には、前記外部電源からの前記機能動作部への給電を前記燃料電池と前記二次電池の少なくとも一方からの前記機能動作部への給電よりも優先して行う、ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の携帯電子機器。
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