JP2014241708A - 電子機器、充電器及び電子機器システム - Google Patents

Abstract

【課題】充電器側または電子機器側にフェールセーフ機能を持たせ二次電池への充電の安全性を向上させた電子機器、充電器及び電子機器システムを提供する。【解決手段】電子機器システムは、充電器１０と電子機器２０とからなり、電子機器２０は、端末部３０と二次電池４０とからなる。充電器１０の充電電流制御部１３は、定電流制御中において略一定値の充電電流を変化させるレファレンス電流Ｉｒｅを充電電流に付与する。充電器１０の電流変化判定部１７は、電子機器２０から受信した受信充電電流値Ｉｍｏと、レファレンス電流Ｉｒｅが付与された充電電流の値を比較し、受信充電電流値Ｉｍｏが、レファレンス電流Ｉｒｅを反映した値であるか否かを判定して、充電器１０または電子機器２０の異常を判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、携帯端末等に搭載される二次電池に充電できる電子機器、充電器及び電子機器システムに関する。

スマートフォン等の電子機器は、高性能化及び多機能化が進み、使用される二次電池の容量も増加（大容量化）し、それに伴い充電電流も増加している。二次電池の性能向上や発熱の危険性を回避した提案が成されている（例えば特許文献１〜４参照）。

特許文献１では、充電器内に定電流安定回路や定電圧安定回路及び制御部等を設け、二次電池の急速充電に関して二次電池の温度に基づくサーマルカットオフ温度の段階設けて電池の発熱による危険性を低減している。

特許文献２では、携帯端末装置に関し、認証回路と、認証回路へ電力を供給する内蔵電源と、外部電源を認証する間、外部電源から端末本体への電力供給を遮断して内蔵電源から認証回路へ電力を供給する電源管理手段とを備えている。そして、認証する外部電源を使用しないことで携帯端末本体を保護し、認証期間中のみ電力を供給することで認証に使用する内蔵電池の電力消耗を軽減させることができる。

特許文献３では、電力供給装置には、充放電装置の内部温度データを受信する受信手段と、自らの内部温度を測定する温度測定手段と、温度データに基づいて、充放電装置に供給する電力の電力供給モードを切替える電力供給モード切替手段とを備えている。そして、温度を測定することにより、温度条件に対応した適正な充電モードでバッテリパックを充電することができるので、温度適正範囲ではない状態で、バッテリパックの充電する際に、生じる過電流による充電容量の低下を抑制することが可能となる。

特許文献４では、バッテリ充電装置に関し、バッテリの両端電圧値が充電終止電圧値より小さい場合に、所要の一定の電力値でバッテリの充電を行うよう充電電力供給手段の出力を制御する充電制御手段を備えている。そして、バッテリを急速に充電することができ、定電流充電で問題となる最大必要電力の増大を回避し、バッテリ充電装置の大型化を防ぐことができる。また、異常判定用時間および異常判定用電流変化量を取得して、異常判定用時間以上の時間における充電電流値の変化量が、異常判定用電流変化量より少ないかどうかでバッテリなどを含む充電回路の異常判定を行っている。

特開平８−３０８１３９号公報 特開２００７−１９５０２１号公報 特開２００７−３２５５００号公報 特開２００９−１１０６８号公報

急速充電時の安全を考慮した機能を持たせた種々の提案がなされてはいるが（特許文献１〜４参照）、あくまで電流、電圧など異常値を検知するものである。これらの値が見かけ上正常値を取っている場合であっても充電器が停止不能など制御不能な状態に陥っている場合があり、そのような状態を放置することにより過充電や発熱の危険性が高まる可能性がある。しかしながら、これらの危険性を防止する構成等を充電器側または電子機器側に持たせた技術は提示されていない。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、充電器側または電子機器側にフェールセーフ機能を持たせ二次電池への充電の安全性を向上させた電子機器、充電器及び電子機器システムを提供することにある。

本発明の充電器は、電子機器を充電可能な充電器であって、外部の電源から電力供給を受けて、充電対象の電子機器に適合した電力を出力する電力出力部と、前記電力出力部からの電力に対して、前記電子機器の充電電流を略一定値に制御する定電流制御が可能であるとともに、当該定電流制御中において前記略一定値の充電電流を変化させるレファレンス電流を当該充電電流に付与する充電電流制御部と、前記電子機器と接続可能であって、前記定電流制御下の充電電流を前記電子機器に供給する充電接続部と、前記電子機器が前記充電接続部に接続された場合に、当該電子機器から受信した受信充電電流値と、前記レファレンス電流が付与された充電電流の値を比較し、前記受信充電電流値が、前記レファレンス電流を反映した値であるか否かを判定する電流変化判定部と、を備える。

本発明の充電器の一態様として例えば、前記充電電流制御部は、前記レファレンス電流を前記充電電流に継続的に付与する。

本発明の充電器の一態様として例えば、前記電流変化判定部が、前記受信充電電流値が前記レファレンス電流による継続的な変動を有するか否かを判定する。

本発明の充電器の一態様として例えば、前記電流変化判定部が、前記受信充電電流値が前記レファレンス電流による継続的な変動を有さないと判定した場合、前記電力出力部による電力の出力を停止する出力停止回路をさらに備える。

本発明の充電器の一態様として例えば、前記充電電流制御部が前記レファレンス電流を前記充電電流に付与するタイミング情報を取得可能な電圧変化判定部をさらに備え、当該電圧変化判定部は、当該充電器から前記電子機器に供給した電圧の値を受信し、前記タイミング情報に対応する前記電圧の値が継続的な変動を有するか否かを判定する。

本発明の充電器の一態様として例えば、前記充電電流制御部からの電流を直接監視する充電電流監視回路をさらに備え、前記電流変化判定部は、前記充電電流監視回路の監視対象である電流値が、前記レファレンス電流を反映した値であるか否かを判定する。

本発明の充電器の一態様として例えば、前記充電電流制御部は、前記定電流制御中において略一定周期で前記充電電流に対し、一定のレファレンス電流を付与することが好ましい。

本発明の電子機器システムは、本発明の充電器と電子機器とを含む。

本発明の電子機器は、充電器により充電可能な電子機器であって、充電器から電力供給を受けて、適合した電力を出力する電力出力部と、前記電力出力部からの電力に対して、充電電流を略一定値に制御する定電流制御が可能であるとともに、当該定電流制御中において前記略一定値の充電電流を変化させるレファレンス電流を当該充電電流に付与する充電電流制御部と、前記充電電流制御部からの充電電流を直接監視し、充電電流値を生成する電流監視回路と、前記電流監視回路から受信した充電電流値と、前記レファレンス電流が付与された充電電流の値を比較し、前記充電電流値が前記レファレンス電流を反映した値であるか否かを判定する電流変化判定部と、を備える。

本発明の電子機器の一態様として例えば、前記充電電流制御部は、前記レファレンス電流を前記充電電流に継続的に付与する。

本発明の電子機器の一態様として例えば、前記電流変化判定部が、前記充電電流値が前記レファレンス電流による継続的な変動を有するか否かを判定する。

本発明の電子機器の一態様として例えば、前記電流変化判定部が、前記充電電流値が前記レファレンス電流による継続的な変動を有さないと判定した場合、前記電力出力部による電力の出力を停止する出力停止回路をさらに備える。

本発明の電子機器の一態様として例えば、前記充電電流制御部からの充電電流の電圧を直接監視する電圧監視回路と、前記充電電流制御部が前記レファレンス電流を前記充電電流に付与するタイミング情報を取得可能な電圧変化判定部とをさらに備え、当該電圧変化判定部は、前記電圧監視回路が監視する電圧の値を受信し、当該電圧の値が、前記タイミング情報に対応して継続的に変動するか否かを判定する。

本発明の電子機器の一態様として例えば、前記充電電流制御部は、前記定電流制御中において略一定周期で前記充電電流に対し、一定のレファレンス電流を付与する。

本発明の電子機器システムは、電子機器と充電器とを含む。

本発明の電子機器、充電器及び電子機器システムによれば、充電電流制御部から充電電流にレファレンス電流を付与して、レファレンス電流が充電電流に反映されたか否かを電流変化判定部が判定している。従って、充電器や電子機器の出力故障や電子機器の故障があるか否かの判定が可能となる。充電器からまたは電子機器内でレファレンス電流を発生させて電流変化判定部による判定により、充電器または電子機器がフェールセーフ機能を持ち、二次電池の過充電や発熱の危険性が解消され、安全な急速充電が可能となる。

本発明に係る充電器及び電子機器システムの第１の実施形態の一例を示すブロック図。 本発明に係る充電器及び電子機器システムの急速充電の３つのフェーズを示すグラフ。 本発明に係る充電器及び電子機器システムの定電流充電フェーズに於けるレファレンス電流に対応する変化を示すグラフ、（１）電流値、（２）電圧値。 本発明の第１の実施形態に係る１）電流監視判定、２）電圧監視判定、３）充電器電流監視判定をケース毎にまとめた表。 本発明に係る充電器及び電子機器システムの第２の実施形態の一例を示すブロック図。 本発明の第２の実施形態に係る１）電流監視判定、２）電圧監視判定をケース毎にまとめた表。

以下、本発明に係る電子機器、充電器及び電子機器システムの好適な実施形態を、図１〜図６に基づいて詳述する。

図１は本発明に係る充電器及び電子機器システムの第１の実施形態の一例を示すブロック図である。

電子機器システムは、充電器１０と電子機器２０とからなる。充電器１０は、外部の商用ＡＣ電源と電気的に接続可能なプラグを備え、整流器１１と、電力出力部１２と、充電電流制御部１３と、充電電流制御指令部１４と、電圧変化判定部１５と、を備えている。充電器１０は、さらに、充電電流監視回路１６と、電流変化判定部１７と、出力停止回路１８と、電子機器２０と電気的に接続可能なＵＳＢ等からなる複数の充電接続部Ｐと、を備えている。

整流器１１は、ＡＣ／ＤＣ変換器である。電力出力部１２は、整流器１１で変換された電力に基づき、充電対象の電子機器２０に適合した電力を出力する。充電電流制御部１３は、電力出力部１２からの電力に対して、後述する定電流充電フェーズにおいて電子機器２０への充電電流を略一定値に制御する定電流制御を行うと共に、略一定値の充電電流を変化させるレファレンス電流Ｉｒｅを充電電流に付与する。また、充電電流は充電接続部Ｐを介して電子機器２０に供給される。充電電流制御指令部１４は、マイクロプロセッサー（ＣＰＵ）等を備え、充電電流の制御をプログラミングしたプログラミング回路でもあり、充電電流制御部１３に充電電流に付与するレファレンス電流Ｉｒｅやタイミングを指令する。

電圧変化判定部１５は、充電電流制御部１３がレファレンス電流Ｉｒｅを充電電流に付与するタイミング情報を充電電流制御指令部１４から取得する。充電電流監視回路１６は、充電電流制御部１３からの充電電流値Ｉを直接監視する。電流変化判定部１７は、電子機器２０から受信した受信充電電流値Ｉｍｏと、レファレンス電流Ｉｒｅが付与された充電電流の値を比較し、受信充電電流値Ｉｍｏが、レファレンス電流を反映した値であるか否かを判定する。出力停止回路１８は、電圧変化判定部１５または電流変化判定部１７からの信号を受けて電力出力部１２から供給されている電力を停止する。

電子機器２０は、端末部３０と、電子機器２０に内蔵され端末部３０と着脱可能な二次電池４０とからなる。電子機器２０は、例えばスマートフォン等の携帯電話、タブレット等の携帯端末、デジタルカメラ、携帯型パーソナルコンピュータ、無線機等、二次電池４０によって動作する携帯機器である。端末部３０は、充電制御部３１と、電流監視回路３２と、電圧監視回路３３と、充電接続部Ｔと、を備える。

充電制御部３１は、マイクロプロセッサー（ＣＰＵ）等を備え、二次電池４０の電力状態や発熱温度を検知して、適切な急速充電等が行えるよう制御する。電流監視回路３２は、二次電池４０の充電中に流れる充電電流値Ｉを監視する。電圧監視回路３３は、二次電池４０の充電中に流れる充電電圧Ｖを監視する。充電接続部Ｔは、充電器１０側の充電接続部Ｐと電気的に接続するコネクタである。

二次電池４０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池であり、外部の充電器１０等から供給される電力により充電され、充電された電力により端末部３０に備えられている各種構成を動作させる。

図２は、急速充電の３つのフェーズを示すグラフである。

充電器１０と電子機器２０とが充電接続部Ｐ、Ｔを介して電気的に接続されると、二次電池４０への急速充電が開始される。二次電池４０の急速充電には、図２のグラフに示す通り、補充電、定電流充電、定電圧充電の３つのフェーズが存在する。二次電池４０の電圧が急速充電可能な電圧（例えば３．４Ｖ）以下である場合に行うのが「補充電フェーズ」であり、二次電池４０の電圧が急速充電開始電圧に達すると定電流Ｉ１（例えば４．０Ａ）で行うのが「定電流充電フェーズ」である。定電流充電フェーズに於いて、充電電流制御部１３は、電子機器２０への充電電流を略一定値に制御する定電流制御及び略一定値の充電電流を変化させるレファレンス電流Ｉｒｅの付与を行う。そして、二次電池４０の電圧が（例えば４．２５Ｖ）以上になった場合、二次電池４０の電圧が満充電電圧Ｖ４（例えば４．３４Ｖ）になるまで行うのが「定電圧充電フェーズ」である。尚、グラフ中、太線の直線と曲線で表したグラフが二次電池４０に流れる充電電流値の変化を示し、破線の曲線で表したグラフが二次電池４０の電圧値の変化を示している。

図３は、定電流充電フェーズに於けるレファレンス電流Ｉｒｅの付与に対応する変化を示すグラフで、（１）が電流値、（２）が電圧値であり、横方向に時間（ｔ）を取っている。

充電器１０と電子機器２０とが電気的に接続され二次電池４０への急速充電が開始され、定電流充電フェーズになると、充電電流制御部１３は、電子機器２０への充電電流を略一定値Ｉ１（例えば４．０Ａ）に制御する定電流制御を行う。充電電流制御部１３は、充電電流制御指令部１４に指令を受けて、略一定値Ｉ１の充電電流を変化させるレファレンス電流Ｉｒｅ（例えば３．５Ａ）を充電電流に付与する。レファレンス電流Ｉｒｅは、例えば２０秒間隔の略一定周期でも良く、不定期（ランダム）でも良く、定電流充電フェーズ期間に複数回継続的に付与される。レファレンス電流Ｉｒｅが付与されると、充電電圧Ｖも同時に変動する（図３（２）参照）。定電流充電フェーズ期間に充電電圧ＶはＶａからＶｎに上昇していくが、グラフ上でＶ１→Ｖ２、Ｖ３→Ｖ４、として示されるとおり、レファレンス電流Ｉｒｅが付与されると同時に電圧値も変動する。

充電器１０または電子機器２０の異常判定の実施形態は、例えば、電子機器２０に供給される電流を監視する１）電流監視判定と、電圧を監視する２）電圧監視判定と、充電器１０内の電流を監視する３）充電器電流監視判定とがある。各監視判定の一例について説明する。１）、２）、３）の具体的フローについては図１を参照。

＜１）電流監視判定＞
電流変化判定部１７が電流監視回路３２から受信した受信充電電流値Ｉｍｏと、充電電流制御部１３からのレファレンス電流Ｉｒｅ電流が付与された充電電流の値とを比較判定する。

充電電流に付与されたレファレンス電流Ｉｒｅは、受電接続部Ｐ、Ｔを介して電子機器２０に供給され、端末部３０の電流監視回路３２は、電子機器２０に流れる略一定値の定電流とレファレンス電流Ｉｒｅとを常に検出監視している。電流監視回路３２は、検出された電流値を充電接続部Ｔ、Ｐを介して充電器１０の電流変化判定部１７に送信する。電流変化判定部１７は、電流監視回路３２から受信した受信充電電流値Ｉｍｏと充電電流制御指令部１４から通知のある通知電流値Ｉｋｎとを比較する。定電流制御期間であるため、充電電流値はＩ１（例えば４．０Ａの定電流値）であり、充電器１０や電子機器２０に異常がなければ、受信充電電流値Ｉｍｏは充電電流値Ｉ１であり（Ｉｍｏ＝Ｉ１）、通知電流値Ｉｋｎも充電電流値Ｉ１である（Ｉｋｎ＝Ｉ１）。また、充電電流にレファレンス電流（値）Ｉｒｅ（例えば３．５Ａ）が付与され充電器１０や電子機器２０に異常がなければ、受信充電電流値Ｉｍｏはレファレンス電流Ｉｒｅであり（Ｉｍｏ＝Ｉｒｅ）、通知電流値Ｉｋｎもレファレンス電流Ｉｒｅである（Ｉｋｎ＝Ｉｒｅ）。

即ち、電流変化判定部１７は、受信充電電流値Ｉｍｏがレファレンス電流Ｉｒｅを反映した値であるか否かを判定する。レファレンス電流Ｉｒｅの付与時は、異常判定の測定タイミングでもある。受信充電電流値Ｉｍｏとレファレンス電流Ｉｒｅとが一致しない場合（Ｉｍｏ≠Ｉｒｅ）、電流変化判定部１７は、充電器１０または電子機器２０に異常があると判定する。そして、電流変化判定部１７は、出力停止回路１８に異常判定を通知し、出力停止回路１８は、電力出力部１２による電力の出力を停止する。上述の異常とは、充電器１０または電子機器２０の回路等の故障であり、充電器１０の出力が故障して、例えば常時充電電流値４Ａを出力しており、付与されたレファレンス電流値３．５Ａを検知できない状態となる。電流変化判定部１７は、制御不能状態であることを検知して、充電器１０の出力を停止する。

充電電流にレファレンス電流Ｉｒｅを付与して、常時、レファレンス電流Ｉｒｅが充電電流に反映されたか否かを判定することにより、充電器１０の出力故障や電子機器２０の故障があるか否かの判定が可能となる。充電器１０からレファレンス電流Ｉｒｅを付与させ、充電器１０の電流変化判定部１７による判定により、充電器１０がフェールセーフ機能を持ち、二次電池４０の過充電や発熱の危険性が解消され、安全な急速充電が可能となる。また、電流変化判定部１７が、レファレンス電流Ｉｒｅの継続的な変動を判定することにより、判定精度を向上させることが可能である。

＜２）電圧監視判定＞
電圧変化判定部１５が、充電電流制御指令部１４からレファレンス電流Ｉｒｅを充電電流に付与するタイミング情報を取得し、電圧監視回路３３から電子機器に供給した電圧の値を受信し、タイミング情報に対応する電圧の値が変動を有するか否かを判定する。

充電電流に付与されたレファレンス電流Ｉｒｅは、受電接続部Ｐ、Ｔを介して電子機器２０に供給され、電子機器２０に供給される電圧とレファレンス電流Ｉｒｅ流れる際に発生する電圧変動とを、端末部３０の電圧監視回路３３は常に検出監視している。電圧監視回路３３は、検出された電圧値を充電接続部Ｔ、Ｐを介して充電器１０の電圧変化判定部１５に送信する。電圧変化判定部１５は、電圧監視回路３３から受信した受信充電電圧値Ｖｍｏの取得した時間と充電電流制御指令部１４から通知のあるタイミング情報に基づく時間とを比較する。充電器１０や電子機器２０に異常がなければ、受信充電電圧値Ｖｍｏの変動は、レファレンス電流Ｉｒｅが付与されたタイミング情報に対応して発生する。

即ち、電圧変化判定部１５は、受信充電電圧値Ｖｍｏの変動がレファレンス電流Ｉｒｅに対応した変動であるか否かを判定する。レファレンス電流Ｉｒｅの付与時は、異常判定の測定タイミングでもある。受信充電電圧値Ｖｍｏの変動がレファレンス電流Ｉｒｅの付与されたタイミング情報に対応していない場合、電圧変化判定部１５は、充電器１０または電子機器２０に異常があると判定する。そして、電圧変化判定部１５は、出力停止回路１８に異常判定を通知し、出力停止回路１８は、電力出力部１２による電力の出力を停止する。

常時、レファレンス電流Ｉｒｅのタイミング情報に対応して充電電圧の変動が反映されたか否かを電流監視判定に加えてまたは並行して判定することにより、充電器１０の出力故障や電子機器２０の故障があるか否かの判定精度がより向上する。充電器１０からレファレンス電流Ｉｒｅを付与させ、充電器１０の電圧変化判定部１５による判定により、充電器１０がフェールセーフ機能を持ち、二次電池４０の過充電や発熱の危険性が解消され、安全な急速充電が可能となる。また、電圧変化判定部１５が、レファレンス電流Ｉｒｅに対応した電圧値の継続的な変動を有するか否かを判定することにより、ユーザーが安心して急速充電を行うことが可能となる。

＜３）充電器電流監視判定＞
電流変化判定部１７が、充電電流制御部１３からの電流を直接監視している充電電流監視回路１６から取得した監視対象である電流値が、レファレンス電流Ｉｒｅを反映した値であるか否かを判定する。

充電電流制御部１３から供給された充電器１０内の電流値Ｉｊｕを充電電流監視回路１６が、常に直接監視している。充電電流監視回路１６は、検出された電流値を電流変化判定部１７に送信する。電流変化判定部１７は、充電電流監視回路１６から受信した監視充電電流値Ｉｊｕと充電電流制御指令部１４から通知のある通知電流値Ｉｋｎとを比較する。定電流制御期間であるため、充電電流値はＩ１（例えば４．０Ａ）であり、充電器１０に異常がなければ、監視充電電流値Ｉｊｕは充電電流値Ｉ１であり（Ｉｊｕ＝Ｉ１）、通知電流値Ｉｋｎも充電電流値Ｉ１である（Ｉｋｎ＝Ｉ１）。また、充電電流にレファレンス電流Ｉｒｅ（値）（例えば３．５Ａ）が付与され充電器１０に異常がなければ、監視充電電流値Ｉｊｕはレファレンス電流Ｉｒｅであり（Ｉｊｕ＝Ｉｒｅ）、通知電流値Ｉｋｎもレファレンス電流Ｉｒｅである（Ｉｋｎ＝Ｉｒｅ）。

即ち、電流変化判定部１７は、監視充電電流値Ｉｊｕがレファレンス電流Ｉｒｅを反映した値であるか否かを判定する。レファレンス電流Ｉｒｅの付与時は、異常判定の測定タイミングでもある。監視充電電流値Ｉｊｕとレファレンス電流Ｉｒｅ一致しない場合（Ｉｊｕ≠Ｉｒｅ）、電流変化判定部１７は、充電器１０（特に充電電流制御部１３）に異常があると判定する。そして、電流変化判定部１７は、出力停止回路１８に異常判定を通知し、出力停止回路１８は、電力出力部１２による電力の出力を停止する。

１）電流監視判定や２）電圧監視判定に加えて又は並行に３）充電器電流監視判定を行うことにより、充電器１０側の異常を特定できるため、充電器１０のフェールセーフにおける監視判定が強化される。

図４は、上述の１）電流監視判定、２）電圧監視判定、３）充電器電流監視判定をケース毎にまとめた表である。

ケースＡでは、各判定とも問題なく「○」、充電器１０及び電子機器２０は正常に動作し「異常なし」の判定である。ケースＢ〜Ｄは、１）電流監視判定または２）電圧監視判定またはその両方がレファレンス電流Ｉｒｅの反映がない「×」と判定したケースであり、「電子機器２０に異常がある」の判定である。ケースＥは、３）充電器電流監視判定の判定がＮＧであり「×」、「充電器１０の充電電流制御部１３に異常がある」の判定である。ケースＦ〜Ｈは、ケースＥの判定に加えて、１）電流監視判定または２）電圧監視判定またはその両方がレファレンス電流Ｉｒｅの反映がない「×」と判定したケースであり、「充電器１０および電子機器２０に異常がある」の判定である。尚、図４の表では、複数の判定を同時にまとめて説明したが、どれか一つの判定のみを備えていても良い。

図５は本発明に係る電子機器及び電子機器システムの第２の実施形態の一例を示すブロック図である。

第１の実施形態と異なる点は、充電器１０側に実装されていた整流器１１を除き、電力出力部１２から出力停止回路１８までの制御構成（充電電流監視回路１６を除く）が電子機器２０に備えられていることである。即ち、電子機器２０は、端末部３０および二次電池４０に電力制御部５０が備えられている。そして、電力制御部５０は、電力出力部１２と、充電電流制御部１３と、充電電流制御指令部１４と、電圧変化判定部１５と、電流変化判定部１７と、出力停止回路１８と、を備えている。

第１の実施形態での異常判定は、１）電流監視判定や２）電圧監視判定に加えて又は並行に３）充電器電流監視判定があることを説明した。第２の実施形態では、２）電圧監視判定は、第１の実施形態と同じであるが、第１の実施形態の１）電流監視判定は、電子機器２０に供給される電流に対して端末部３０で電流を監視する電流監視判定になる。また、この電流監視判定で、電流監視回路３２が二次電池４０の充電中に流れる充電電流値Ｉを監視する一方で、充電器１０は何ら監視機能を持たないため、第１の実施形態の３）充電器電流監視判定は存在しなくなる。

＜１）電流監視判定＞
充電電流に付与されたレファレンス電流Ｉｒｅは、二次電池４０に供給され、端末部３０の電流監視回路３２は、端末部３０内を流れる略一定値の定電流とレファレンス電流Ｉｒｅとを常に検出監視している。電流監視回路３２は、検出された電流値を電流変化判定部１７に送信する。電流変化判定部１７は、電流監視回路３２から受信した受信充電電流値Ｉｍｏと充電電流制御指令部１４から通知のある通知電流値Ｉｋｎとを比較する。定電流制御期間であるため、充電電流値はＩ１（例えば４．０Ａの定電流値）であり、端末部３０に異常がなければ、受信充電電流値Ｉｍｏは充電電流値Ｉ１であり（Ｉｍｏ＝Ｉ１）、通知電流値Ｉｋｎも充電電流値Ｉ１である（Ｉｋｎ＝Ｉ１）。また、充電電流にレファレンス電流（値）Ｉｒｅ（例えば３．５Ａ）が付与され電子機器２０に異常がなければ、受信充電電流値Ｉｍｏはレファレンス電流Ｉｒｅであり（Ｉｍｏ＝Ｉｒｅ）、通知電流値Ｉｋｎもレファレンス電流Ｉｒｅである（Ｉｋｎ＝Ｉｒｅ）。

即ち、電流変化判定部１７は、受信充電電流値Ｉｍｏがレファレンス電流Ｉｒｅを反映した値であるか否かを判定する。レファレンス電流Ｉｒｅの付与時は、異常判定の測定タイミングでもある。受信充電電流値Ｉｍｏとレファレンス電流Ｉｒｅとが一致しない場合（Ｉｍｏ≠Ｉｒｅ）、電流変化判定部１７は、端末部３０側に異常があると判定する。そして、電流変化判定部１７は、出力停止回路１８に異常判定を通知し、出力停止回路１８は、電力出力部１２による電力の出力を停止する。上述の異常とは、端末部３０内での出力故障であり、例えば常時充電電流値４Ａを出力しているが、付与されたレファレンス電流値３．５Ａを検知できない状態となる。電流変化判定部１７は、制御不能状態であることを検知して、電力出力部１２からの出力を停止する。

充電電流にレファレンス電流Ｉｒｅを付与して、常時、レファレンス電流Ｉｒｅが充電電流に反映されたか否かを判定することにより、電子機器２０の特に端末部３０側に出力故障等があるか否かの判定が可能となる。レファレンス電流Ｉｒｅを付与させ、電流変化判定部１７による判定により、電子機器２０がフェールセーフ機能を持ち、二次電池４０の過充電や発熱の危険性が解消され、安全な急速充電が可能となる。また、電流変化判定部１７が、レファレンス電流Ｉｒｅの継続的な変動を判定することにより、判定精度を向上させることが可能である。

＜２）電圧監視判定＞
二次電池４０に供給される電圧とレファレンス電流Ｉｒｅが流れる際に発生する電圧変動とを、電圧監視回路３３は常に検出監視している。電圧監視回路３３は、検出された電圧値を電圧変化判定部１５に送信する。電圧変化判定部１５は、電圧監視回路３３から受信した受信充電電圧値Ｖｍｏの取得した時間と充電電流制御指令部１４から通知のあるタイミング情報に基づく時間とを比較する。端末部３０に異常がなければ、受信充電電圧値Ｖｍｏの変動は、レファレンス電流Ｉｒｅが付与されたタイミング情報に対応して発生する。

即ち、電圧変化判定部１５は、受信充電電圧値Ｖｍｏの変動がレファレンス電流Ｉｒｅに対応した変動であるか否かを判定する。レファレンス電流Ｉｒｅの付与時は、異常判定の測定タイミングでもある。受信充電電圧値Ｖｍｏの変動がレファレンス電流Ｉｒｅの付与されたタイミング情報に対応していない場合、電圧変化判定部１５は、端末部３０に異常があると判定する。そして、電圧変化判定部１５は、出力停止回路１８に異常判定を通知し、出力停止回路１８は、電力出力部１２による電力の出力を停止する。

常時、レファレンス電流Ｉｒｅのタイミング情報に対応して充電電圧の変動が反映されたか否かを電流監視判定に加えてまたは並行して判定することにより、電子機器２０の特に端末部３０に出力故障等があるか否かの判定精度がより向上する。電力制御部５０からレファレンス電流Ｉｒｅを付与させ、電圧変化判定部１５による判定により、電子機器２０がフェールセーフ機能を持ち、二次電池４０の過充電や発熱の危険性が解消され、安全な急速充電が可能となる。また、電圧変化判定部１５が、レファレンス電流Ｉｒｅに対応した電圧値の継続的な変動を有するか否かを判定することにより、ユーザーが安心して急速充電を行うことが可能となる。

１）電流監視判定と２）電圧監視判定を行うことにより、電子機器２０の端末部３０または電力制御部５０の異常を特定できるため、電子機器２０のフェールセーフにおける監視判定が強化される。

図６は、上述の１）電流監視判定、２）電圧監視判定をケース毎にまとめた表である。

ケースＡでは、各判定とも問題なく「○」、電子機器２０の端末部３０及び電力制御部５０は正常に動作し「異常なし」の判定である。ケースＢ〜Ｄは、１）電流監視判定または２）電圧監視判定またはその両方がレファレンス電流Ｉｒｅの反映がない「×」と判定したケースであり、「電力制御部５０または端末部３０に異常がある」の判定である。尚、図６の表では、複数の判定を同時にまとめて説明したが、どれか一つの判定のみを備えていても良い。

上述の実施形態においては、充電電流にレファレンス電流Ｉｒｅを付与して、常時、レファレンス電流Ｉｒｅが充電電流に反映されたか否かを判定することにしている。しかしながら、この判定は必ずしも常時行う必要はなく、例えば所定周期ごとに所定時間に限って判定が行われてもよく、この所定周期、所定時間を変動させてもよい。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明に係る電子機器、充電器及び電子機器システムは、スマートフォン等の携帯電話、タブレット等の携帯端末、デジタルカメラ、携帯型パーソナルコンピュータ、無線機等の二次電池に充電を行う際、充電器や電子機器の異常を未然に防ぐ用途に適用可能である。

１０：充電器
１１：整流器
１２：電力出力部
１３：充電電流制御部
１４：充電電流制御指令部
１５：電圧変化判定部
１６：充電電流監視回路
１７：電流変化判定部
１８：出力停止回路
２０：電子機器
３０：端末部
３１：充電制御部
３２：電流監視回路
３３：電圧監視回路
４０：二次電池
５０：電力制御部
Ｉｒｅ：レファレンス電流
Ｐ：充電接続部
Ｔ：電子機器の充電接続部

Claims (15)

1. 電子機器を充電可能な充電器であって、
   外部の電源から電力供給を受けて、充電対象の電子機器に適合した電力を出力する電力出力部と、
   前記電力出力部からの電力に対して、前記電子機器の充電電流を略一定値に制御する定電流制御が可能であるとともに、当該定電流制御中において前記略一定値の充電電流を変化させるレファレンス電流を当該充電電流に付与する充電電流制御部と、
   前記電子機器と接続可能であって、前記定電流制御下の充電電流を前記電子機器に供給する充電接続部と、
   前記電子機器が前記充電接続部に接続された場合に、当該電子機器から受信した受信充電電流値と、前記レファレンス電流が付与された充電電流の値を比較し、前記受信充電電流値が、前記レファレンス電流を反映した値であるか否かを判定する電流変化判定部と、
   を備える充電器。
2. 請求項１に記載の充電器であって、
   前記充電電流制御部は、前記レファレンス電流を前記充電電流に継続的に付与する、充電器。
3. 請求項２に記載の充電器であって、
   前記電流変化判定部が、前記受信充電電流値が前記レファレンス電流による継続的な変動を有するか否かを判定する、充電器。
4. 請求項３に記載の充電器であって、
   前記電流変化判定部が、前記受信充電電流値が前記レファレンス電流による継続的な変動を有さないと判定した場合、前記電力出力部による電力の出力を停止する出力停止回路をさらに備える、充電器。
5. 請求項２に記載の充電器であって、
   前記充電電流制御部が前記レファレンス電流を前記充電電流に付与するタイミング情報を取得可能な電圧変化判定部をさらに備え、
   当該電圧変化判定部は、当該充電器から前記電子機器に供給した電圧の値を受信し、前記タイミング情報に対応する前記電圧の値が継続的な変動を有するか否かを判定する、充電器。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の充電器であって、
   前記充電電流制御部からの電流を直接監視する充電電流監視回路をさらに備え、前記電流変化判定部は、前記充電電流監視回路の監視対象である電流値が、前記レファレンス電流を反映した値であるか否かを判定する、充電器。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の充電器であって、
   前記充電電流制御部は、前記定電流制御中において略一定周期で前記充電電流に対し、一定のレファレンス電流を付与する、充電器。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の充電器と、電子機器とを含む電子機器システム。
9. 充電器により充電可能な電子機器であって、
   充電器から電力供給を受けて、適合した電力を出力する電力出力部と、
   前記電力出力部からの電力に対して、充電電流を略一定値に制御する定電流制御が可能であるとともに、当該定電流制御中において前記略一定値の充電電流を変化させるレファレンス電流を当該充電電流に付与する充電電流制御部と、
   前記充電電流制御部からの充電電流を直接監視し、充電電流値を生成する電流監視回路と、
   前記電流監視回路から受信した充電電流値と、前記レファレンス電流が付与された充電電流の値を比較し、前記充電電流値が前記レファレンス電流を反映した値であるか否かを判定する電流変化判定部と、
   を備える電子機器。
10. 請求項９に記載の電子機器であって、
    前記充電電流制御部は、前記レファレンス電流を前記充電電流に継続的に付与する、電子機器。
11. 請求項１０に記載の電子機器であって、
    前記電流変化判定部が、前記充電電流値が前記レファレンス電流による継続的な変動を有するか否かを判定する、電子機器。
12. 請求項１１に記載の電子機器であって、
    前記電流変化判定部が、前記充電電流値が前記レファレンス電流による継続的な変動を有さないと判定した場合、前記電力出力部による電力の出力を停止する出力停止回路をさらに備える、電子機器。
13. 請求項１０に記載の電子機器であって、
    前記充電電流制御部からの充電電流の電圧を直接監視する電圧監視回路と、
    前記充電電流制御部が前記レファレンス電流を前記充電電流に付与するタイミング情報を取得可能な電圧変化判定部をさらに備え、
    当該電圧変化判定部は、前記電圧監視回路が監視する電圧の値を受信し、当該電圧の値が、前記タイミング情報に対応して継続的に変動するか否かを判定する、電子機器。
14. 請求項９から１３のいずれか１項に記載の電子機器であって、
    前記充電電流制御部は、前記定電流制御中において略一定周期で前記充電電流に対し、一定のレファレンス電流を付与する、電子機器。
15. 請求項９から１４のいずれか１項に記載の電子機器と、充電器とを含む電子機器システム。

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