JP2014217115A - 電子機器及び充電器 - Google Patents

Abstract

【課題】満充電後の二次電池の充電において当該電池の電圧を一定に保つことができるとともに、再充電における省電力化が図れる電子機器及び充電器を提供する。【解決手段】電子機器２は、電池セル１７が満充電になると充電を停止するとともに、電子機器２の受信制御部１１、表示部１２及び制御部１３の負荷の大きさに応じた再送電時間を充電器３に通知する。これにより、満充電後の電池セル１７の充電において当該電池セル１７の電圧を一定に保つことができる。また、充電器３は、電子機器２から送電停止の指示を受けると、送電を停止し、次に停止時間が経過した後に送電を再開する。これにより、電池セル１７の再充電における省電力化が図れる。【選択図】図１

Description

本発明は、無接点充電機能を有する電子機器及び充電器に関する。

近年、無接点充電機能を有する電子機器（例えば、スマートフォン等の携帯端末）が市場に流通している。この種の電子機器で使用される無接点充電装置として、例えば特許文献１に記載された非接触電力伝送装置や特許文献２に記載された無接点電力伝送システムがある。

特許文献１に記載された非接触電力伝送装置は、送電装置及び受電装置からなり、一次コイルと二次コイルとを電磁的に結合させて、送電装置が受電装置に対して電力の伝送を行う。送電装置は、二次電池の満充電後に再充電動作させる際に、所定のタイミングごとに一次コイルを駆動させ、その駆動開始から所定時間経過後に一次コイルに流れる電流を検出し、その検出電流に基づいて以後の一次コイルの駆動動作を行う。

特許文献２に記載された無接点電力伝送システムも送電装置及び受電装置からなり、送電装置は、負荷が有する二次電池が満充電状態になったことが検出された場合に、受電装置に対する通常送電を停止して間欠送電を行い、間欠送電期間において、二次電池が再充電必要状態になったことが検出された場合に、受電装置に対する通常送電を再開する制御を行う。受電装置は、間欠送電期間において、二次電池の再充電状態に関する情報を知らせる再充電コマンドを送電装置に対して送信する制御を行う。

送電装置としての充電置き台（充電器）には、満充電後の再充電（再送電）制御を行う機能を有するものがある。再充電制御は、充電置き台が持つタイマに基づいて行われ、このタイマに設定された時間が経過した時点で再充電が行われる。

特開２００８−２３６９６８号公報 特開２００８−１７８１９５号公報

ところで、上述した特許文献１に記載された非接触電力伝送装置では、充電停止中に間欠送電を行って充電電流を監視しているが、二次電池の電圧が低下してなくても充電を行うため、無駄な電力を消費し、また過充電になる虞がある。
また、上述した特許文献２に記載の無接点電力伝送システムも充電停止中に間欠送電を行うので、無駄な電力を消費し、また過充電になる虞がある。
また、上述した充電置き台においても実質的に間欠送電を行っていることから、無駄な電力を消費し、また過充電になる虞がある。

また、無接点充電機能を有する電子機器に、上述した一定時間毎に再充電を行う充電置き台を使用した場合、満充電で充電が停止した後に二次電池の電圧が低下しても一定時間経過しない限り再充電できない。このため、負荷の重いプログラムを起動させている場合、充電を再開するまでに二次電池が空になってしまう虞がある。

本発明は、係る事情に鑑みてなされたものであり、満充電後の二次電池の充電において電池電圧を一定に保つことができるとともに、再充電における省電力化が図れる電子機器及び充電器を提供することを目的とする。

本発明の電子機器は、電力を受電する受電部と、前記受電部で受電する電力を基に充電される二次電池と、を備え、外部に対して、少なくとも送電の停止時間を指示することが可能であり、前記二次電池の放電電流で動作する、電子機器であって、動作状態に応じて、前記停止時間を変化させる。

上記構成によれば、電子機器は、充電器に指示する送電の停止時間を自身の動作状態に応じて変化させるので、満充電後の二次電池の充電において電池電圧を一定に保つことができる。また、間欠的に充電を行う場合と比べて省電力化が図れる。

上記構成において、所定のプログラムの動作を表示可能な表示部を備え、動作しているプログラムに応じて、前記停止時間を変化させる。

上記構成によれば、動作しているプログラムを表示するので、動作中のプログラムを知ることができる。また、動作しているプログラムに応じて停止時間を変化させるので、プログラムの動作状況に応じた充電が可能となる。

上記構成において、前記所定のプログラムは、少なくとも第１プログラムと第２プログラムを含み、前記第１プログラム動作時の消費電力が、前記第２プログラムの消費電力より大きい場合、前記第１プログラムに対応する停止時間は、前記第２プログラムに対応する停止時間より短い。

上記構成によれば、第２プログラムの消費電力より大きい第１プログラムに対応する停止時間を第２プログラムに対応する停止時間より短くするので、プログラムの動作状況に応じた充電が可能となる。

上記構成において、消費電力に応じて、前記停止時間を変化させる。

上記構成によれば、消費電力に応じて停止時間を変化させるので、消費電力に応じた充電が可能となる。

上記構成において、消費電力が大きくなるに従って、前記停止時間を短くする。

上記構成によれば、消費電力が大きくなるに従って停止時間を短くするので、消費電力に応じた充電が可能となる。

上記構成において、少なくとも消費電流を検出可能な消費電力検出部を備える。

上記構成によれば、消費電流を検出できるので、消費電力に応じた充電が可能となる。

上記構成において、前記受電部は、電磁コイルを有する。

上記構成において、前記停止時間の指示は、前記受電部を介して送信される。

本発明の充電器は、電力を送電する送電部を備え、外部からの送電の停止時間の指示に対応して、前記送電を停止及び再開する。

上記構成において、外部からの送電の停止時間の指示を受けた場合、前記送電を停止し、次に前記停止時間が経過した後に前記送電を再開する。

上記構成において、前記送電部は、電磁コイルを有する。

上記構成において、前記停止時間の指示は、前記送電部を介して受信される。

上記構成において、外部の商用電源より電力の供給を受ける。

本発明の電子機器充電システムは、前記電子機器と、前記充電器と、を少なくとも有する。

上記構成によれば、満充電後の二次電池の充電において電池電圧を一定に保つことができるとともに、再充電における省電力化が図れる電子機器充電システムを提供できる。

本発明によれば、満充電後の二次電池の充電において電池電圧を一定に保つことができるとともに、再充電における省電力化が図れる。

本発明の一実施の形態に係る電子機器充電システムの概略構成を示すブロック図 図１の電子機器充電システムにおける電子機器の制御部及び無接点充電制御部の動作と充電器の送電制御部の動作を示すフローチャート 図１の電子機器充電システムにおける電子機器と充電器との間の通信に用いられるパケットのフォーマットを示す図 端末負荷として、起動中のアプリを確認するようにした電子機器の制御部及び無接点充電制御部の動作と充電器の送電制御部の動作を示すフローチャート

以下、本発明を実施するための好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電子機器充電システムの概略構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る電子機器充電システムの電子機器は、マルチメディア放送を受信可能な機能を有する携帯端末として用いられるものである。

同図において、本実施の形態に係る電子機器充電システム１は、電子機器２と、充電器３とを少なくとも有する。電子機器２は、アンテナ１０、受信制御部１１、表示部１２、制御部１３、受電部１４、電池パック１６、端末負荷監視部（消費電力検出部）２０及び無接点充電制御部２１を備える。アンテナ１０は、マルチメディア放送の受信に用いられ、受信制御部１１は、アンテナ１０を介してマルチメディア放送を受信する。表示部１２は、受信制御部１１で受信されたマルチメディア放送の表示や起動中のアプリケーションプログラムの表示などの電子機器２の使用における各種情報を表示する。

制御部１３は、電子機器２の各部を制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵを制御するプログラムを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）及びＣＰＵの動作において使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。制御部１３は、受信制御部１１との間、表示部１２との間、端末負荷監視部２０との間及び無接点充電制御部２１との間のそれぞれにおいて制御信号や動作信号等のやりとりを行う。受電部１４は、電磁コイル１５を有し、充電器３より送電される電力を受電する。なお、充電器３は、電子機器２の充電置き台として使用されるものであり、電子機器２の二次電池を充電するときは電子機器２を充電器３上に置く。

端末負荷監視部２０は、電池パック１６の電池セル（二次電池）１７の放電電流で動作し、また同電流を受信制御部１１、表示部１２及び制御部１３に供給する。また、端末負荷監視部２０は、受信制御部１１、表示部１２及び制御部１３それぞれにおける消費電流を検出する。電池パック１６は、機器本体に対して着脱自在な構造を成しており、機器本体に装着することで、＋端子１８と−端子１９を介して電子機器２と電気的に接続される。

無接点充電制御部２１は、受電部１４で受電された第１の電力（無接点充電制御部２１を起動できる程度の電力）を基に動作し、また受電部１４で受電された第２の電力（電池セル１７を充電できる程度の大きさの電力）で電池パック１６の電池セル１７の充電を行う。また、無接点充電制御部２１は、電池セル１７が満充電になると、その旨を制御部１３に通知する。そして、その通知によって制御部１３から再送電時間通知と充電停止指示が送られてくると、電池パック１６の電池セル１７の充電を停止し、その後、再送電時間と送電停止指示を充電器３に通知する。そして、再送電時間が経過して充電器３からの送電が再開されると、電池セル１７の充電を再開する。

制御部１３は、無接点充電制御部２１から、電池セル１７が満充電になった旨の通知を受けると、端末負荷監視部２０で検出された受信制御部１１、表示部１２及び制御部１３それぞれにおける消費電流から電子機器２の負荷（これを“端末負荷”と呼ぶ）を観測する。そして、端末負荷の観測結果を取得すると、その観測結果から再送電時間を決定する。この場合、端末負荷が大きいと再送電時間を短くし、小さいと再送電時間を長くする。即ち、電子機器２の端末負荷が大きくなるに従って再送電時間を短くする。なお、消費電力は、電圧が一定であれば、電流を検出できれば検出可能である。

制御部１３は、無接点充電制御部２１に対し、決定した再送電時間を通知するとともに充電停止を指示する。無接点充電制御部２１は、制御部１３からの再送電時間通知及び充電停止指示を受けると、これらの情報を充電器３に送る。ここで、再送電時間は、送電の停止時間を意味するものである。充電器３は、再送電時間が通知されると、その時間だけ送電を停止する。そして、当該時間が経過すると、送電を再開する。

充電器３は、電池パック１６の電池セル１７を充電するための電力を供給するものであり、電磁コイル２６を有する送電部２７と、送電部２７を制御し、電子機器２からの送電の停止時間の指示に対応して送電を停止及び再開する送電制御部２８とを備える。送電部２７は、電磁コイル２６を介して充電用の電力を送電する。なお、充電器３側の電磁コイル２６と電子機器２側の電磁コイル１５とが電磁結合することで、電力の授受が行われる。送電制御部２８は、電池セル１７が満充電になることで電子機器２から送信される再送電時間及び送電停止指示に従って再送電時間が経過するまで送電を停止する。送電制御部２８は、外部の商用電源２９より電力の供給を受ける。

次に、本実施の形態に係る電子機器充電システム１の電子機器２と充電器３の動作について説明する。
図２は、電子機器２の制御部１３及び無接点充電制御部２１の動作と充電器３の送電制御部２８の動作を示すフローチャートである。なお、同図において、一部人の手による操作があるが、そのままステップで表記することとする。

まず電子機器２を充電置き台としての充電器３に置くと（ステップＳ１）、充電器３の送電制御部２８が、電子機器２が置かれたことと、その位置を検出する（ステップＳ２０）。次いで、電子機器２の無接点充電制御部２１を起動できる程度の電力（第１の電力）の伝送を行う（ステップＳ２１）。

電子機器２において、充電器３から無接点充電制御部２１を起動できる程度の電力（第１の電力）の伝送が行われることで、無接点充電制御部２１の電源がオンとなる（即ち、起動する、ステップＳ２）。無接点充電制御部２１は、起動することで充電器３に対して信号強度をパケットにて送信する（ステップＳ３）。さらに、無接点充電制御部２１は、ＩＤ情報及び設定情報をパケットにて送信する（ステップＳ４）。なお、このＩＤ情報は、無接点充電制御部２１等を集積回路で実現した場合の当該集積回路の製造者番号（Manufacturer Code）や同一製造者内における集積回路（デバイス）の識別番号（Basic Device Identifier）を含んでも良いし、電子機器２に対応する識別情報を含んでも良い。また、ステップＳ３，Ｓ４の処理は、ＷＰＣ（Wireless Power Consortium）規格等に基づく処理である。

充電器３において、送信制御部２８は、電子機器２から送信された信号強度やＩＤ情報及び設定情報を受信する（ステップＳ２２，Ｓ２３）。これらの情報を受信した後、送信制御部２８は、電子機器２の電池セル１７を充電可能な程度の大きさの電力（第２の電力、例えば４Ｗ弱）の伝送を行う（ステップＳ２４）。なお、ステップＳ２０〜ステップＳ２４の処理は、ＷＰＣ規格等に基づく処理である。

電子機器２において、無接点充電制御部２１は、充電器３から充電可能な程度の大きさの電力を受電することで、電池セル１７に対する充電を開始する（ステップＳ５）。電池セル１７の充電開始後、電池セル１７が満充電かどうか判定し（ステップＳ６）、満充電でない場合（即ち、ステップＳ６の判定で「Ｎｏ」と判断した場合）、満充電になるまでステップＳ６の判定を繰り返し、満充電になった場合（即ち、ステップＳ６の判定で「Ｙｅｓ」と判断した場合）、その旨を制御部１３に通知する。

制御部１３は、マルチメディア放送を視聴する処理（ステップＳ４０）を行っている最中に、無接点充電制御部２１から電池セル１７が満充電となった旨の通知を受けると、端末負荷監視部２０を利用して端末負荷を観測する（ステップＳ４１）。即ち、電子機器２の受信制御部１１、表示部１２及び制御部１３それぞれにおける消費電流を観測する。制御部１３は、端末負荷を観測してその結果（“観測結果Ａ”と呼ぶ）を取得すると（ステップＳ４２）、その観測結果Ａから再送電時間を決定する（ステップＳ４３）。そして、無接点充電制御部２１に再送電時間を通知するとともに、充電停止を指示する（ステップＳ４４）。

無接点充電制御部２１は、制御部１３から指示された充電停止により電池セル１７に対する充電を停止する（ステップＳ７）。電池セル１７に対する充電を停止した後、再送電時間と送電停止指示を充電器３の送電制御部２８に通知する（ステップＳ８）。図３は、電子機器２と充電器３との間の通信に用いられるパケットのフォーマットを示す図である。同図に示すように、当該パケットはヘッダとメッセージとからなり、ヘッダには“送電停止”が記述され、メッセージには“充電完了，再充電時間（例えば、３０分や６０分）”が記述される。

充電器３において、送電制御部２８は、電子機器２の無接点充電制御部２１から通知された送電停止指示に従い、送電を停止する（ステップＳ２５）。送電の停止後、再送電時間に基づく再送電時間タイマをセットする（ステップＳ２６）。この場合、端末負荷が軽いと長い時間がセットされ、端末負荷が重いと短い時間がセットされる。再送電時間タイマをセットした後、タイマ満了かどうか判定し（ステップＳ２７）、タイマ満了でないと判断した場合（即ち、ステップＳ２７の判定で「Ｎｏ」と判断した場合）、タイマ満了となるまでこの判定を繰り返す。これに対し、タイマ満了と判断した場合（即ち、ステップＳ２７の判定で「Ｙｅｓ」と判断した場合）、送電を再開する（ステップＳ２８）。

電子機器２において、無接点充電制御部２１は、充電器３が送電を再開し、送電された電力を受電すると、電池セル１７に対する充電を再開する（ステップＳ９）。

このように本実施の形態に係る電子機器充電システム１によれば、電子機器２は、電池セル１７が満充電になると充電を停止するとともに、端末負荷の大きさに応じた再送電時間を充電器３に通知するので、満充電後の電池セル１７の充電において当該電池セル１７の電圧を一定に保つことができる。また、充電器３は、電子機器２から送電停止の指示を受けると、送電を停止し、次に停止時間が経過した後に送電を再開するので、電池セル１７の再充電における省電力化が図れる。

なお、本実施の形態に係る電子機器充電システム１の電子機器２では、電池セル１７の満充電時に端末負荷を観測するようにしたが、電池セル１７が満充電になって送電を停止する直前に端末負荷を観測するようにしても良い。

また、本実施の形態に係る電子機器充電システム１の電子機器２では、端末負荷として、受信制御部１１、表示部１２及び制御部１３それぞれにおける消費電流を観測するようにしたが、起動中（又は動作中）のアプリ（プログラム）を確認するようにしても良い。図４は、端末負荷として、起動中のアプリを確認するようにした電子機器２の制御部１３及び無接点充電制御部２１の動作と充電器３の送電制御部２８の動作を示すフローチャートである。同図において、制御部１３が起動中のアプリを確認し、その確認結果から再送電時間を決定して無接点充電制御部２１に通知するまでの処理以外は、前述した図２に示す処理と同様であるので、共通する処理の説明は省略する。

制御部１３は、マルチメディア放送を視聴する処理を行っている最中に無接点充電制御部２１から電池セル１７が満充電となった旨の通知を受けると、起動中のアプリを確認し（ステップＳ４５）、そのアプリの確認結果（これを“確認結果Ａ”と呼ぶ）を取得すると（ステップＳ４６）、その確認結果Ａから再送電時間を決定する（ステップＳ４７）。そして、無接点充電制御部２１に再送電時間を通知するとともに、充電停止を指示する（ステップＳ４８）。ここで、例えば起動中のプログラムが、少なくとも第１プログラムと第２プログラムを含み、第１プログラム動作時の消費電力が、第２プログラムの消費電力より大きい場合とすると、送電制御部２８は、ステップＳ２６の処理において、第１プログラムに対応する停止時間を第２プログラムに対応する停止時間より短くしてタイマセットする。消費電力の大きいプログラムに対してタイマ時間を短くすることで、電池セル１７が空になる前に送電を再開できる。

また、本実施の形態に係る電子機器充電システム１は、送電の停止を停止時間（再送電時間）で指示するようにしたが、停止時間に対応する情報であれば、どのような情報であっても構わない。即ち、明示的に時間でなくても、例えば、“長”、“短”の２値でも良い。

また、本実施の形態に係る電子機器充電システム１は、マルチメディア放送を受信可能な機能を有する電子機器２と、その充電置き台である充電器３で構成したが、その他、例えば、有線や無線ネットワーク経由でディジタル動画を受信し、デコードして表示する機能を有する電子機器２と、その充電置き台である充電器３で構成することや、有線接続の電話機の子機である電子機器２と、その充電置き台である充電器３で構成することも可能である。

本発明は、満充電後の二次電池の充電において電池電圧を一定に保つことができるとともに、再充電における省電力化が図れるといった効果を有し、無接点充電機能を搭載した携帯端末等の電子機器への適用が可能である。

１ 電子機器充電システム
２ 電子機器
３ 充電器
１０ アンテナ
１１ 受信制御部
１２ 表示部
１３ 制御部
１４ 受電部
１５ 電磁コイル
１６ 電池パック
１７ 電池セル
１８ ＋端子
１９ −端子
２０ 端末負荷監視部
２１ 無接点充電制御部
２６ 電磁コイル
２７ 送電部
２８ 送電制御部
２９ 商用電源

Claims (14)

1. 電力を受電する受電部と、
   前記受電部で受電する電力を基に充電される二次電池と、を備え、
   外部に対して、少なくとも送電の停止時間を指示することが可能であり、
   前記二次電池の放電電流で動作する、
   電子機器であって、
   動作状態に応じて、前記停止時間を変化させる、
   電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器であって、
   所定のプログラムの動作を表示可能な表示部を備え、
   動作しているプログラムに応じて、前記停止時間を変化させる、
   電子機器。
3. 請求項２に記載の電子機器であって、
   前記所定のプログラムは、少なくとも第１プログラムと第２プログラムを含み、
   前記第１プログラム動作時の消費電力が、前記第２プログラムの消費電力より大きい場合、前記第１プログラムに対応する停止時間は、前記第２プログラムに対応する停止時間より短い、
   電子機器。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   消費電力に応じて、前記停止時間を変化させる、
   電子機器。
5. 請求項４に記載の電子機器であって、
   消費電力が大きくなるに従って、前記停止時間を短くする、
   電子機器。
6. 請求項４又は請求項５に記載の電子機器であって、
   少なくとも消費電流を検出可能な消費電力検出部を備える、
   電子機器。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記受電部は、電磁コイルを有する、
   電子機器。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電子機器であって、
   前記停止時間の指示は、前記受電部を介して送信される、
   電子機器。
9. 電力を送電する送電部を備え、
   外部からの送電の停止時間の指示に対応して、前記送電を停止及び再開する、
   充電器。
10. 請求項９に記載の充電器であって、
    外部からの送電の停止時間の指示を受けた場合、前記送電を停止し、
    次に前記停止時間が経過した後に前記送電を再開する、
    充電器。
11. 請求項９又は請求項１０に記載の充電器であって、
    前記送電部は、電磁コイルを有する、
    充電器。
12. 請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の充電器であって、
    前記停止時間の指示は、前記送電部を介して受信される、
    充電器。
13. 請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の充電器であって、
    外部の商用電源より電力の供給を受ける、
    充電器。
14. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電子機器と、
    請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の充電器と、
    を少なくとも有する、
    電子機器充電システム。

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