JP2019062690A - 充電装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】外部機器から受けた電力を用いてバッテリを充電する充電装置において、様々なタイプの外部機器に対応して効率的な充電を可能とする充電装置を提供する。【解決手段】充電装置は、外部機器から入力した電力を用いて、設定された充電電流で二次電池を充電する充電部と、充電部における充電電流を制御する充電制御部と、を備える。充電制御部は充電電流の設定値を複数有している。充電制御部は、二次電池の充電開始時において、充電部における充電電流を前記複数の設定値の中の一の設定値に設定し（Ｓ１１）、二次電池の充電中、外部機器からの入力電圧が所定値より低くなったときに（Ｓ１２、Ｓ１５）、充電部における充電電流を他の設定値に切り替える（Ｓ１４、Ｓ１７）。【選択図】図５

Description

本開示は、外部機器から受けた電力で内蔵する二次電池を充電する充電装置およびそれを備えた電子機器に関する。

特許文献１は、電子機器に備えられる二次電池を充電する電子機器における充電装置を開示する。充電装置は、通信ケーブルを通じて他の電子機器と接続されたことを検知する検出手段と、通信ケーブルの電源供給線からの電源電圧により二次電池を充電する充電手段と、充電手段の充電動作による電源電圧の電圧降下の程度を示す測定値を測定する測定手段と、二次電池を充電するときの充電電流値を指示して前記充電手段に充電を行わせる制御手段とを備える。制御手段は、検出手段により他の電子機器との接続が検知されると、充電手段に指示する充電電流値を初期電流値から上昇させながら測定手段の測定値を監視し、当該測定値の監視結果に基づいて充電電流値を決定する。

この構成によれば、接続元の他の電子機器からその規格電流等の充電に必要な情報を取得できなくても、監視結果に基づいて決定した充電電流値で充電することで、二次電池の充電を安定に行うことができる。

特開２０１０−１５４６９２号公報

本開示は、外部機器から受けた電力を用いてバッテリを充電する充電装置において、様々なタイプの外部機器に対応して効率的な充電を可能とする充電装置及びそれを備えた電子機器を提供する。

本開示に係る充電装置は、外部機器から入力した電力を用いて、設定された充電電流で二次電池を充電する充電部と、充電部における充電電流を制御する充電制御部と、を備える。充電制御部は、充電電流の設定値を複数有している。充電制御部は、二次電池の充電開始時において、充電部における充電電流を複数の設定値の中の一の設定値に設定し、二次電池の充電中、外部機器からの入力電圧が所定値より低くなったときに、充電部における充電電流を他の設定値に切り替える。

本開示の充電装置は、外部機器の電源供給能力に応じて充電電流を設定するため、外部機器のタイプに応じた効率的な充電が可能となる。

本開示の電子機器の一例であるデジタルカメラと外部機器の一例であるＵＳＢ電源アダプタが接続されている様子を説明した図 本開示の電子機器の一実施形態であるデジタルカメラの構成を示す図 本開示の一実施形態の充電回路の構成を示す図 ＵＳＢ端子に外部機器が接続された時に実行される充電回路のマイコンの処理を示すフローチャート 実施の形態１におけるＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御処理を示すフローチャート バッテリ充電時の、バッテリ電圧、充電電流、ＵＳＢアダプタの出力電圧およびＵＳＢアダプタの出力電流の時間的変化を示す図（充電電流の設定値が切り替えられない場合） バッテリ充電時の、バッテリ電圧、充電電流、ＵＳＢアダプタの出力電圧およびＵＳＢアダプタの出力電流の時間的変化を示す図（充電電流の設定値が切り替えられる場合） 実施の形態２における、ＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御処理を示すフローチャート 実施の形態２における、ＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御処理における充電電流の判定、設定処理を示すフローチャート（充電電流の起点を第３設定値とした場合） 実施の形態２における、ＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御処理における充電電流の判定、設定処理を示すフローチャート（充電電流の起点を第２設定値とした場合）

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者（ら）は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

［１−１．構成］
図１は、本開示の電子機器の一例であるデジタルカメラ１００と外部機器の一例であるＵＳＢ電源アダプタ３００が接続されている様子を示した図である。デジタルカメラ１００は、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)規格に準拠した外部機器を接続するためのＵＳＢ端子を有する。デジタルカメラ１００は、ＵＳＢ端子に接続されたＵＳＢケーブル２５０を介してＵＳＢ電源アダプタ３００と接続される。ＵＳＢ電源アダプタ３００は商用電源４００に接続される。ＵＳＢ電源アダプタ３００は商用電源からの電圧をＵＳＢ規格に規定される電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）に変換し、デジタルカメラ１００に供給する。デジタルカメラ１００は、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの電力を受けて内蔵するバッテリを充電することができる。

図２は、デジタルカメラ１００の電気的構成図である。デジタルカメラ１００は、光学系１１０を介して形成された被写体像をＣＭＯＳイメージセンサ１１５で撮像する。ＣＭＯＳイメージセンサ１１５は撮像した被写体像に基づく撮像データ（ＲＡＷデータ）を生成する。画像処理部１２０は、撮像により生成された撮像データに対して各種処理を施して画像データを生成する。コントローラ１３５は、画像処理部１２０にて生成された画像データをカードスロット１４０に装着されたメモリカード１４２に記録する。また、コントローラ１３５は、メモリカード１４２に記録された画像データを、使用者による操作部１５０の操作にしたがい液晶モニタ１３０上に表示させること（再生）ができる。

また、デジタルカメラ１００はＵＳＢケーブルを介して外部機器３５０と接続される。デジタルカメラ１００は、外部機器３５０との間でＵＳＢ規格に準拠した通信を行うことができ、外部機器からＵＳＢ規格にしたがい電力を入力し、入力した電力で内蔵するバッテリ２００を充電することができる。

光学系１１０は、フォーカスレンズ、ズームレンズ、光学式手ぶれ補正レンズ（ＯＩＳ）、絞り、シャッタ、等を含む。光学系１１０に含まれる各種レンズは、何枚から構成されるものであっても、何群から構成されるものであってもよい。

ＣＭＯＳイメージセンサ１１５は、光学系１１０を介して形成された被写体像を撮像して撮像データを生成する。ＣＭＯＳイメージセンサ１１５は、所定のフレームレート（例えば、３０フレーム／秒）で新しいフレームの画像データを生成する。ＣＭＯＳイメージセンサ１１５における、撮像データの生成タイミングおよび電子シャッタ動作は、コントローラ１３５によって制御される。なお、撮像素子はＣＭＯＳイメージセンサに限定されず、ＣＣＤイメージセンサやＮＭＯＳイメージセンサなど、他のイメージセンサを用いてもよい。

画像処理部１２０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１１５から出力された撮像データに対して各種の処理を施して画像データを生成する。また、画像処理部１２０は、メモリカード１４２から読み出した画像データに各種の処理を施して、液晶モニタ１３０に表示するための画像を生成する。各種処理としては、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が挙げられるが、これらに限定されない。画像処理部１２０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。

液晶モニタ１３０は、デジタルカメラ１００の背面に固定してまたは可動に取り付けられる。液晶モニタ１３０は、画像処理部１２０にて処理された画像データに基づく画像を表示する。なお、表示装置は、液晶モニタに限定されず、有機ＥＬモニタなど、他のモニタを用いてもよい。

コントローラ１３５はＣＰＵを含み、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御する。コントローラ１３５は、ＣＰＵに代えて、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、マイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、コントローラ１３５は、画像処理部１２０などと共に1つの半導体チップで構成してもよい。なお、図示していないが、コントローラ１３５はＲＯＭを内蔵する。ＲＯＭには、例えば、他の通信機器とのＷｉ-Ｆｉ通信を確立するために必要な情報が記録されている。また、ＲＯＭには、ＣＰＵにより実行される、オートフォーカス制御（ＡＦ制御）や通信制御に関するプログラム、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御するためのプログラムが記録されている。

バッファメモリ１２５は、画像処理部１２０やコントローラ１３５のワークメモリとして機能する記憶媒体である。バッファメモリ１２５は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などにより実現される。

カードスロット１４０は、着脱可能なメモリカード１４２が挿入される手段である。カードスロット１４０は、メモリカード１４２を電気的及び機械的に接続可能である。メモリカード１４２は、内部にフラッシュメモリ等の記録素子を備えた外部メモリである。メモリカード１４２は、画像処理部１２０で生成される画像データなどのデータを格納できる。

フラッシュメモリ１４５は不揮発性の記録媒体である。

操作部１５０は、デジタルカメラ１００の外装に設けられた操作釦や操作レバー等のハードキーの総称であり、使用者による操作を受け付ける。操作部１５０は、例えば、レリーズ釦、モードダイヤル、タッチパネルを含む。操作部１５０はユーザによる操作を受け付けると、ユーザ操作に対応した操作信号をコントローラ１３５に送信する。

通信モジュール１５５は、通信規格ＩＥＥＥ８０２．１１に準拠した通信を行う通信モジュール（回路）である。デジタルカメラ１００は、通信モジュール１５５を介して、他の機器とＷｉ-Ｆｉ規格に準拠した通信を行なうことができる。デジタルカメラ１００は、他の機器と直接通信を行ってもよいし、アクセスポイント経由で通信を行ってもよい。なお、通信モジュール１５５は、Ｗｉ-Ｆｉ規格に加えて、または、それに替えて、他の通信規格に準拠した通信を行なってもよい。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＨＤＭＩ（登録商標）、３Ｇ、４Ｇ、等の規格にしたがった通信を行なってもよい。

ＵＳＢインタフェース１６０は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格にしたがいＵＳＢケーブル２５０を介して外部機器３５０を接続するためのインタフェースである。ＵＳＢインタフェース１６６は、ＵＳＢ規格に準拠したＵＳＢ端子と、ＵＳＢ規格に準拠した通信を行う通信回路とを含む。ＵＳＢ端子は電源供給用のＶbus端子とGND端子及びデータ伝送用のＤ＋端子とＤ−端子とを含む。外部機器３５０はＵＳＢ規格にしたがい通信が可能な電子機器である。外部機器３５０は、例えば、商用電源からの電圧をＵＳＢ規格で規定される電圧に変換して電子機器に供給するＵＳＢ電源アダプタ３００やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。

バッテリ２００は、デジタルカメラ１００の各部へ電力を供給する電源である。バッテリ２００は、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池のような充電可能な二次電池で構成される。

デジタルカメラ１００は、ＵＳＢインタフェース１６０に接続された外部機器３５０から受けた電力を用いてバッテリ２００を充電することができる。このため、デジタルカメラ１００は、バッテリ２００を充電するための充電回路１７０（充電装置の一例）を備えている。図３は、充電回路１７０の具体的な構成を示した図である。

充電回路１７０は、入力電圧を検出する入力電圧検出回路１７５と、入力電圧を所定の電圧に昇圧する昇圧回路１８０と、充電制御回路１９０とを備える。

入力電圧検出回路１７５は、ＵＳＢインタフェース１６０に接続された外部機器３５０から入力される電圧を入力電圧として検出する。具体的には、入力電圧検出回路１７５は、ＵＳＢ規格のＶbus端子の電圧（Ｖbus）を入力電圧として検出する。

昇圧回路１８０は、ＵＳＢインタフェース１６０から入力した入力電圧Ｖbus（例えば、５Ｖ）を所定の電圧（例えば、８．４Ｖ）に変換する。昇圧回路１８０は、スイッチング素子を用いてスイッチング制御方式で昇圧を行う電源ＩＣ１８２を備える。電源ＩＣ１８２は、充電制御回路１９０からの制御信号にしたがいバッテリ２００に供給する充電電流を切り替える。

充電制御回路１９０は、コンパレータＣＰと、複数の抵抗Ｒ０〜Ｒ４、Ｒ１１〜Ｒ１２と、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２と、マイコン１９２とを備える。コンパレータＣＰの負入力端子は、バッテリ２００の低圧側端子に接続される。すなわち、コンパレータＣＰの負入力端子にはバッテリ２００の充電電流がフィードバックされている。コンパレータＣＰの正入力端子には抵抗Ｒ４の一端が接続される。抵抗Ｒ４の他端には抵抗Ｒ１〜Ｒ３が接続される。抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒ１〜Ｒ３が接続されるノードは抵抗Ｒ０を介して電源ＩＣの基準電圧端子（ＲＥＦ）に接続される。基準電圧端子（ＲＥＦ）からは所定の基準電圧が出力されている。

コンパレータＣＰの正入力端子には、基準電圧が抵抗Ｒ１〜Ｒ４によって分圧された電圧が入力される。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のオンオフにより、コンパレータＣＰの正入力端子に接続する抵抗の抵抗値が三段階に切り替えられる。これにより、コンパレータＣＰの正入力端子に入力される基準電圧が三段階に切り替えられる。

マイコン１９２は、入力電圧検出回路１７５で検出した入力電圧（Ｖbus）に基づき、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２をそれぞれオン、オフ制御する。マイコン１９２は、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の双方をオフした状態、トランジスタＴｒ１のみをオンした状態、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の双方をオンした状態の３通りのうちのいずれかの状態となるようにトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のオンオフを制御する。コンパレータＣＰは、バッテリ２００からの充電電流のフィードバック値と、抵抗Ｒ０〜Ｒ４で決定される基準電圧との差分を制御信号として電源ＩＣ１８２に出力する。電源ＩＣ１８２は、コンパレータＣＰからの制御信号にしたがいバッテリ２００の充電電流を制御する。

［１−２．動作］
以上のように構成されたデジタルカメラ１００における、ＵＳＢケーブル２５０を介して接続された外部機器３５０からの電力を用いたバッテリ２００の充電動作を以下に説明する。

図４は、デジタルカメラ１００にＵＳＢケーブル２５０を介した外部機器３５０が接続された時の充電回路１７０における処理を示すフローチャートである。本処理は主として充電回路１７０におけるマイコン１９２により実行される。

まず、マイコン１９２は、ＵＳＢインタフェース１６０のＶbus端子の電圧を監視し、ＵＳＢインタフェース１６０に外部機器３５０が接続されたか否かを判断する（Ｓ１）。ＵＳＢインタフェース１６０に外部機器３５０が接続されている場合（Ｓ１でＹＥＳ）、マイコン１９２は、接続された外部機器３５０の種類を判断する（Ｓ２）。なお、接続された外部機器３５０の種類は、Ｄ＋／Ｄ−端子を介して外部機器３５０と通信することで判断できる。

接続された外部機器３５０がＰＣ（パーソナルコンピュータ）である場合（Ｓ３でＹＥＳ）、マイコン１９２はＰＣ用の充電制御を行う（Ｓ６）。一方、接続された外部機器３５０がＰＣでない場合（Ｓ３でＮＯ）、マイコン１９２は、接続された外部機器３５０がＵＳＢ電源アダプタであるか否かを判断する（Ｓ４）。

接続された外部機器３５０がＵＳＢ電源アダプタである場合（Ｓ４でＹＥＳ）、マイコン１９２はＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御を行う（Ｓ５）。接続された外部機器３５０がＵＳＢ電源アダプタでない場合（Ｓ４でＮＯ）、マイコン１９２は他の充電制御を行う（Ｓ７）。

ＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御（Ｓ５）においては、ＵＳＢインタフェース１６０に接続されたＵＳＢ電源アダプタ個々の電源供給能力に応じて充電電流の設定値を切り替える。具体的には、充電制御回路１９０は、充電電流の設定値として三種類の設定値が設定できるように構成されている。すなわち、充電制御回路１９０は、充電電流の値として、第１設定値（例えば、８５０ｍＡ）、第２設定値（例えば、４２０ｍＡ）および第３設定値（例えば、２００ｍＡ）のいずれかを設定できる。充電制御回路１９０は、ＵＳＢインタフェース１６０に接続されたＵＳＢ電源アダプタの電源供給能力を判断し、電源供給能力に応じて充電電流の設定値を切り替える。このようにＵＳＢ電源アダプタ（すなわち、外部機器）の電源供給能力に応じて充電電流を設定することで、ＵＳＢ電源アダプタ個々の電源供給能力に応じた効率の良い充電が実現できる。

図５は、マイコン１９２によるＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御の処理を示すフローチャートである。以下、図５を参照して、ＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御を説明する。

充電回路１７０のマイコン１９２は、まず、充電電流の設定値を最も大きい第１設定値（例えば、８５０ｍＡ）に設定する（Ｓ１１）。このとき、マイコン１９２は、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２をともにオフする。これにより、電源ＩＣ１８２において充電電流の設定値として第１設定値が設定される。この状態で、昇圧回路１８０を動作させてバッテリ２００の充電を行う。このとき、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力が、８５０ｍＡの充電電流の引き込みに対して必要な能力よりも低い場合、ＵＳＢ電源アダプタ３００から供給される入力電圧（Ｖbus）が５Ｖから大きく低下する。

そこで、マイコン１９２は入力電圧（Ｖbus）の値を監視し、入力電圧が基準値以上か否かを判断する（Ｓ１２）。基準値は、ＵＳＢ規格により定められた電源電圧の範囲（４．７５Ｖ〜５．２５Ｖ）の下限値よりも低い値（例えば、４．７Ｖ）に設定する。このように、本実施の形態では、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの入力電圧（Ｖbus）の低下を判断することで、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力を判断している。

入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は第１設定値の充電電流の供給に対しては十分であると考えられる。よって、入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、バッテリ２００が満充電になるまで（Ｓ１３）、充電が継続される。バッテリ２００が満充電に達したか否かはバッテリ２００の電圧を検出することで判断できる。すなわち、バッテリ電圧が所定値（例えば８．４Ｖ）以上に達したときにバッテリ２００が満充電に達したと判断できる。

一方、入力電圧が基準値未満である場合（Ｓ１２でＮＯ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、第１設定値の充電電流に対して要求される能力よりも低いと考えられる。よって、この場合、マイコン１９２は充電電流の設定値を第１設定値（例えば、８５０ｍＡ）よりも低い第２設定値（例えば、４２０ｍＡ）に設定する（Ｓ１４）。このとき、マイコン１９２は、トランジスタＴｒ１をオンし、トランジスタＴｒ２をオフする。これにより、電源ＩＣ１８２において充電電流の設定値として第２設定値が設定される。そして、この状態でバッテリ２００の充電を行う。

このとき、マイコン１９２は、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの入力電圧（Ｖbus）を監視し、入力電圧が基準値以上か否かを判断する（Ｓ１５）。

入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は第２設定値の充電電流に対しては十分であると考えられる。よって、入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、バッテリ２００が満充電になるまで（Ｓ１６）、充電が継続される。

一方、入力電圧が基準値未満となった場合（Ｓ１５でＮＯ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、第２設定値の充電電流に対して要求される能力よりも低いと考えられる。よって、この場合（Ｓ１５でＮＯ）、さらに、マイコン１９２は充電電流の設定値を第２設定値よりも低い第３設定値（例えば、２００ｍＡ）に設定する（Ｓ１７）。このとき、マイコン１９２は、トランジスタＴｒ１とトランジスタＴｒ２をともにオンに制御する。これにより、電源ＩＣ１８２において充電電流として第３設定値が設定される。

そして、マイコン１９２は、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの入力電圧（Ｖbus）を監視し、入力電圧が基準値以上か否かを判断する（Ｓ１８）。

入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は第３設定値の充電電流に対しては十分であると考えられる。よって、入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ１８でＹＥＳ）、バッテリ２００が満充電になるまで（Ｓ１９）、充電が継続される。

一方、入力電圧が基準値未満となった場合（Ｓ１８でＮＯ）、外部機器の電源供給能力は、第３設定値の充電電流に対して要求される能力よりも低いと考えられる。この場合、マイコン１９２は、エラーをコントローラ１３５に通知する（Ｓ２０）。コントローラ１３５は、液晶モニタ１３０に、外部機器による充電に不具合があることを示す情報（メッセージ、アイコン等）を表示して、その旨をユーザに報知する。

なお、図５のフローチャートに示すように、本実施の形態では、バッテリ２００の充電中も常時、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの入力電圧の値を監視し（Ｓ１２，Ｓ１５、Ｓ１８）、入力電圧が基準値未満に低下すると、充電電流の設定値を低減するか、または、エラー通知を行うような制御を行っている。これは、バッテリ２００の充電の進行に伴い、ＵＳＢ電源アダプタ３００に対して要求される能力が徐々に増大するため、当初、ＵＳＢ電源アダプタ３００が必要な能力を満たしていても、バッテリ２００が充電されるにつれ、ＵＳＢ電源アダプタ３００が必要な能力を満たさないようになることがあるからである。このような場合、充電電流の設定値を低下させることで、ＵＳＢ電源アダプタ３００が必要な能力を満たすようになる。

図６及び図７は、本実施の形態のデジタルカメラ１００における充電回路１７０による充電動作時の、バッテリ２００の電圧、充電電流、ＵＳＢ電源アダプタの出力電圧（Ｖbus）およびＵＳＢ電源アダプタの出力電流の時間変化を示した図である。

図６は、デジタルカメラ１００に、第１設定値（８５０ｍＡ）の充電電流に対して十分な電源供給能力を有するＵＳＢ電源アダプタ３００が接続されたときの、バッテリ電圧等の時間変化を示した図である。図６に示す例では、充電電流は第１設定値（８５０ｍＡ）に設定され、その後、充電電流の設定値は切り替えられていない。これは、ＵＳＢ電源アダプタが、第１設定値（８５０ｍＡ）の充電電流に対して十分に高い電源供給能力を有しているからである。

図６を参照すると、充電が開始されると、充電電流が８５０ｍＡに設定される。その後、充電の進行にともないバッテリ２００の電圧が上昇していく。充電電流は一定であるため、バッテリ２００の電圧が上昇すると、バッテリ２００の充電に要する電力が増大する。このため、ＵＳＢ電源アダプタ３００から取り込む電力も増加する。ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は十分に高いために、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの入力電圧は５Ｖ近傍で略一定に維持される。このため、ＵＳＢ電源アダプタ３００から入力する電流は増加している。バッテリ電圧が満充電を示す８．４Ｖに達した時点で充電が完了する。

図７は、デジタルカメラ１００に、第１設定値（８５０ｍＡ）の充電電流に対して電源供給能力が十分でないＵＳＢ電源アダプタ３００が接続されたときの、バッテリ電圧等の時間変化を示す図である。図７の例では、充電電流の設定値が第１設定値（８５０ｍＡ）から第２設定値（４２０ｍＡ）へ切り替えられている。

図７において、充電が開始されると、充電電流は当初第１設定値（８５０ｍＡ）に設定される。図７のＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、第１設定値（８５０ｍＡ）の充電電流での充電に対しては十分でないため、充電開始後に、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの入力電圧は５．２Ｖから４．７Ｖ未満へ低下する。これにより、マイコン１９２は充電電流の設定値を第１設定値から第２設定値（４２０ｍＡ）へ切り替える。図７のＵＳＢ電源アダプタ３００は、第２設定値（４２０ｍＡ）の充電電流での充電に対しては十分な電源供給能力を有するため、以後は、この充電電流で充電が実施され、その後、バッテリ電圧が満充電を示す８．４Ｖに達した時点で充電を完了する。

［１−３．効果等］
以上のように本実施の形態のデジタルカメラ１００は、充電可能なバッテリ２００（二次電池の一例）と、バッテリ２００を充電する充電回路１７０（充電装置の一例）とを備える。充電回路１７０は、ＵＳＢ電源アダプタ３００（外部機器の一例）から入力した電力を用いて、設定された充電電流でバッテリ２００を充電する昇圧回路１８０（充電部の一例）と、昇圧回路１８０における充電電流を制御する充電制御回路１９０（充電制御部の一例）と、を備える。充電制御回路１９０は、充電電流の設定値を複数（第１〜第３設定値）有している。充電制御回路１９０は、バッテリ２００の充電開始時において、昇圧回路１８０における充電電流を複数の設定値の中の一の設定値に設定する。バッテリ２００の充電中、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの入力電圧が基準値（所定値の一例）より低くなったときに、昇圧回路１８０における充電電流を他の設定値に切り替える。

以上のように充電回路１７０は、バッテリ２００の充電電流を、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力に応じて、複数の設定値の中から選択した適切な設定値に制御する。これにより、ＵＳＢ電源アダプタ３００（すなわち、外部機器）の種類によらず、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力に応じた効率のよい充電が可能となる。

充電回路１７０は、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの入力電圧が基準値より低くなったときに、バッテリ２００の充電電流を、現在設定されている設定値よりも低い設定値に設定してもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１では、図５に示すＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御において、充電電流の設定値として、最初、最も高い第１設定値に設定し（Ｓ１１）、その後、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力が不足している場合に、より低い設定値へ切り替える例を説明した。最初に設定する充電電流の設定値は第１設定値に限らない。最初に設定する充電電流の設定値を、最も低い第３設定値または中間の第２設定値に設定してもよい。すなわち、第２設定値または第３設定値を起点として、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力に応じて適宜電流設定値を切り替えるようにしてもよい。以下、第２または第３設定値を充電電流の設定値の起点とした場合の充電制御を説明する。

図８及び図９または１０のフローチャートは、最初に、充電電流の設定値の起点として第２または第３設定値を設定する場合のＵＳＢアダプタ用の充電制御を示すフローチャートである。以下、図８及び図９または１０のフローチャートを参照し、本実施の形態におけるＵＳＢ電源アダプタ用の充電制御を説明する。

図８のフローチャートにおいて、マイコン１９２はまず充電電流の初期設定を行う（Ｓ３１）。充電電流の初期設定では、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力を判定し、判定結果に基づき充電電流を第１ないし第３設定値のいずれかの値に設定する。この充電電流の初期設定処理（Ｓ３１）の詳細は後述する。

充電電流の初期設定後、設定された設定値の充電電流でバッテリ２００の充電を行なう。その際、マイコン１９２は入力電圧（Ｖbus）の値を監視し、入力電圧が基準値（例えば、４．７Ｖ）以上か否かを判断する（Ｓ３２）。入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００は、設定された充電電流の供給に対して十分な電源供給能力を有していると考えられる。よって、入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ３２でＹＥＳ）、バッテリ２００が満充電になるまで（Ｓ３３）、充電が継続される。バッテリ２００が満充電に達すると、バッテリ２００の充電が終了する。

一方、入力電圧が基準値未満である場合（Ｓ３２でＮＯ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００は、現在設定されている充電電流の設定値の充電電流の供給に対して十分な電源供給能力を有していないと考えられる。この場合、電流設定値を低下させる必要があるが、現在の設定値が最も低い第３設定値である場合はさらに低下させることはできない。

そこで、入力電圧が基準値未満である場合（Ｓ３２でＮＯ）、マイコン１９２は、現在の充電電流の設定値が第３設定値であるか否かを判断する（Ｓ３４）。現在の設定値が第３設定値である場合（Ｓ３４でＹＥＳ）、これ以上設定値を下げることはできないので、マイコン１９２は、エラーをコントローラ１３５に通知する（Ｓ３５）。

現在の設定値が第３設定値でない場合（Ｓ３４でＮＯ）、マイコン１９２は充電電流の設定値を１段階だけ低い設定値に切り替える（Ｓ３６）。例えば、現在の充電電流の設定値が第１設定値であれば、設定値を第２設定値に切り替える。または、現在の充電電流の設定値が第２設定値であれば、充電電流の設定値を第３設定値に切り替える。

以上のようにして、マイコン１９２は、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力を判定しながら（Ｓ３２）、充電電流をＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力に応じた値に適宜切り替えていく（Ｓ３６）。

図９は、図８のフローチャートにおける充電電流の初期設定処理（Ｓ３１）の具体的な処理を示すフローチャートである。図９のフローチャートは、最初に、最も低い第３設定値を設定する場合の充電電流の初期設定についての処理を示す。

図９に示すように、マイコン１９２は最初、充電電流の設定値を最も低い第３設定値に設定する（Ｓ３１１）。次に、マイコン１９２はＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力を判定する（Ｓ３１２）。具体的には、マイコン１９２は、ＵＳＢ電源アダプタ３００からの入力電圧（Ｖbus）の値を監視し、入力電圧が基準値以上か否かを判断する（Ｓ３１２）。ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力が、現在設定されている第３設定値の充電電流に対して要求される能力よりも低い場合、入力電圧が大きく低下する。よって、入力電圧を監視することにより、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力を判定できる。

ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力が、現在設定されている第３設定値の充電電流に対して要求される能力よりも低い場合であっても、これ以上設定値を下げることはできない。そこで、入力電圧が基準値未満である場合（Ｓ３１２でＮＯ）、マイコン１９２は、コントローラ１３５にエラーを通知する（Ｓ３１７）。

一方、入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ３１２でＹＥＳ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、現在設定されている第３設定値の充電電流に対して十分であると判断される。この場合、さらに１段階上の充電電流の設定値に対して、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力が十分であるか否かを判断する。このため、マイコン１９２は、充電電流の設定値をさらに１段階上の第２設定値に切り替えて（Ｓ３１３）、入力電圧（Ｖbus）を基準値と比較することでＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力を判定する（Ｓ３１４）。

判定の結果、入力電圧が基準値未満となる場合（Ｓ３１４でＮＯ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、現在設定されている第２設定値の充電電流に対して要求される能力よりも低いと判断される。よって、マイコン１９２は、充電電流の設定値を１段階下の第３設定値に設定する（Ｓ３１８）。

一方、入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ３１４でＹＥＳ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、現在設定されている第２設定値の充電電流に対して十分であると判断される。このとき、マイコン１９２は、充電電流の設定値をさらに１段階上の第１設定値に切り替えて（Ｓ３１５）、入力電圧（Ｖbus）を基準値と比較することでＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力を判定する（Ｓ３１６）。

入力電圧が基準値未満である場合（Ｓ３１６でＮＯ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、現在設定されている第１設定値の充電電流に対して要求される能力よりも低いと考えられる。よって、マイコン１９２は、充電電流の設定値を１段階下の第２設定値に切替える（Ｓ３１９）。

一方、入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ３１６でＹＥＳ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、現在設定されている第１設定値の充電電流に対して十分であると判断される。この場合、マイコン１９２は充電電流の設定値を第１設定値に維持する。

以上のような処理により、充電電流の設定値として第３設定値を起点とした場合であっても、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力に応じて適切な充電電流を初期設定することができる。

図１０は、図８のフローチャートにおける充電電流の初期設定処理（Ｓ３１）の別の例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは、第２設定値を起点として設定する場合の充電電流の初期設定についての処理を示す。

図１０において、マイコン１９２は最初、充電電流の設定値を中間の第２設定値に設定する（Ｓ３２１）。次に、マイコン１９２は、入力電圧（Ｖbus）と基準値を比較することでＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力を判定する（Ｓ３２２）。具体的には、マイコン１９２は入力電圧（Ｖbus）の値を監視し、入力電圧が基準値（例えば，４．７Ｖ）以上か否かを判断する（Ｓ３２２）。

ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力が、現在設定されている第２設定値の充電電流に対して要求される能力よりも低い場合、入力電圧が大きく低下する。よって、入力電圧が基準値未満である場合（Ｓ３２２でＮＯ）、マイコン１９２は、充電電流の設定値を１段階下の第３設定値に切り替える（Ｓ３２６）。

一方、入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ３２２でＹＥＳ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、現在設定されている第２設定値の充電電流に対して十分であると判断される。この場合、さらに１段階上の充電電流の設定値に対して、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力が十分であるか否かを判断する。このため、マイコン１９２は、充電電流の設定値をさらに１段階上の第１設定値に切り替えて（Ｓ３２３）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力を判定する（Ｓ３２４）。

ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力が現在設定されている第１設定値の充電電流に対して要求される能力よりも低い場合、入力電圧が大きく低下する。よって、入力電圧が基準値未満である場合（Ｓ３２４でＮＯ）、マイコン１９２は、充電電流の設定値を１段階下の第２設定値に切替える（Ｓ３２５）。

一方、入力電圧が基準値以上である場合（Ｓ３２４でＹＥＳ）、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力は、現在設定されている第１設定値の充電電流に対して十分であると判断される。この場合、マイコン１９２は充電電流の設定値を第１設定値に維持する。

以上のようなマイコン１９２の処理により、充電電流の設定値として第２設定値を起点とした場合であっても、ＵＳＢ電源アダプタ３００の電源供給能力に応じて適切な充電電流を設定することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１、２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態１、２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

上記の実施の形態では、充電電流の設定値として第１ないし第３設定値の３種類の設定値を設定したが、充電電流の設定値の数は３に限定されない。４種類以上のより多くの設定値を設定してもよい。さらにこの場合、入力電圧が基準値よりも低いレベルが所定値よりも小さい場合は、充電電流の設定値を実施の形態１、２で示した１段階ダウンとし、入力電圧が基準値よりも低いレベルが所定値よりも大きい場合は、充電電流の設定値を複数段階ダウンに設定を切り替えてもよい。同様に入力電圧が基準値よりも高いレベルが所定値よりも高い場合は、充電電流の設定値を実施の形態２で示した１段階アップとし、入力電圧が基準値よりも高いレベルが所定値よりも大きい場合は、充電電流の設定値を複数段階アップに設定を切り替えてもよい。

上記の実施の形態では、電子機器の一例してデジタルカメラを用いて説明したが、本開示の充電回路１７０における充電制御は他の電子機器に対しても適用できる。例えば、本開示の充電制御は、外部機器からの電力を受けて内蔵するバッテリを充電する電子機器（スマートフォン、携帯電話、ＵＳＢ通信が可能な電子機器、等）であれば、同様に適用することができる。

また、上記の実施の形態では、図５、図８〜１０のフローチャートに示す処理を、ＵＳＢ電源アダプタが接続されたときに適用した。しかし、図８〜１０のフローチャートに示す処理を、ＵＳＢ電源アダプタ以外の外部機器（電力を供給する電子機器）が接続されたときに適用することができる。

上記の実施の形態では、ＵＳＢ電源アダプタ（外部機器の一例）の電源供給能力を、ＵＳＢ電源アダプタ（電力を取り込む外部機器の一例）からの入力電圧（Ｖbus）に基づき判断した。ＵＳＢ電源アダプタ（外部機器の一例）の電源供給能力を、入力電圧（Ｖbus）に限らず、他の情報に基づいて判断してもよい。

上記の実施の形態では、ＵＳＢ規格に準拠した通信を介して外部機器から受けた電力を用いて充電を行う場合を説明したが、ＵＳＢ規格以外の規格に準拠した通信で外部機器から電力を受ける場合であっても、本開示の思想を適用できることは言うまでもない。

上記の実施の形態では、充電回路１７０は昇圧回路１８０によりＶbus端子から入力した電圧を所定の電圧（８．４Ｖ）に昇圧し、その昇圧した電圧でバッテリ２００を充電した。ここで、ＵＳＢ規格にしたがいＶbus端子から所定の電圧（８．４Ｖ）よりも高い電圧（例えば、１２Ｖ）が供給される場合もある（例えば、USB Power Delivery）。その場合、充電回路１７０はＶbus端子を介して入力した電圧を所定の電圧（８．４Ｖ）に降圧する必要がある。よって、種々の状況を考慮して、充電回路１７０は昇圧回路１８０に代えてまたは昇圧回路１８０に加えて降圧回路を備えてもよい。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、外部機器からの電力を用いて内蔵の二次電池を充電する充電回路に有用である。

１００ デジタルカメラ
１３５ コントローラ
１６０ ＵＳＢインタフェース
１７０ 充電回路
１８０ 昇圧回路
１８２ 電源ＩＣ
１９０ 充電制御回路
１９２ マイコン
２００ バッテリ
２５０ ＵＳＢケーブル
３００ ＵＳＢ電源アダプタ
３５０ 外部機器（ＵＳＢ電源アダプタ含む）
４００ 商用電源
ＣＰ コンパレータ
Ｒ０〜Ｒ１２ 抵抗

Claims (7)

1. 外部機器から入力した電力を用いて、設定された充電電流で二次電池を充電する充電部と
   前記充電部における充電電流を設定する充電制御部と、を備え、
   前記充電制御部は、
   充電電流の設定値を複数有しており、
   前記二次電池の充電開始時において、前記充電部における充電電流を前記複数の設定値の中の一の設定値に設定し、
   前記二次電池の充電中、前記外部機器からの入力電圧が所定値より低くなったときに、前記充電部における充電電流を他の設定値に切り替える、
   充電装置。
2. 前記充電制御部は、前記外部機器からの入力電圧が前記所定値より低くなったときに、前記充電部における充電電流を現在設定されている設定値よりも低い設定値に設定する、請求項１記載の充電装置。
3. 前記充電制御部は、前記二次電池の充電開始時において、前記充電部における充電電流を、前記複数の充電電流の設定値の中で最も高い設定値に設定する、請求項１記載の充電装置。
4. 前記充電制御部は３種類の充電電流の設定値を管理する、請求項１記載の充電装置。
5. 前記充電部は、前記外部機器から、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)規格にしたがった通信を介して電力を入力する、請求項１記載の充電装置。
6. 前記所定値は、ＵＳＢ規格で規定される出力電圧の範囲の下限値よりも低い値に設定される、請求項５記載の充電装置。
7. 充電可能な二次電池と、
   前記二次電池を充電する請求項１ないし６のいずれかの充電装置と
   を備えた、
   電子機器。

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