JP3105755U

JP3105755U - 携帯電源装置

Info

Publication number: JP3105755U
Application number: JP2004003267U
Authority: JP
Inventors: 国孝有村; 哲高橋
Original assignee: 株式会社エム・エステクノロジー
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2010-06-07
Also published as: WO2005122360A1

Abstract

【課題】対応可能な携帯機器の種類を多様化させることにより、汎用性のある携帯電源装置を提供する。
【解決手段】光を電気に変換する発電素子を表面に配設して形成した太陽電池パネルと、太陽電池パネルを内側に装備し、ヒンジ連結によってこれを折り畳み収納する外装部材と、太陽電池パネルで発電した電力を、電圧制御器を介して充電するように設けた二次電池とを備え、発電する際に、外装部材を開いて、太陽電池パネルを露光するように構成し、二次電池で充電をし、備えられた端子を介して携帯用機器に電気を供給する。
【選択図】図１

Description

本考案は、光を電気に変換する発電素子、及び／又は、商用交流電源を利用して充電し、携帯用機器に内蔵された二次電池や一次電池の電池切れに対処する携帯用の電源装置に関する。

携帯可能に構成された携帯用機器（携帯電話、ＣＤ，ＭＤ，デジカメ、ウォークマン、パーム、ＰＤＡ、ノートパソコン等）には、通常、充放電を繰り返し行なえる二次電池や使い捨ての一次電池が内臓されており、二次電池へのチャージには発電所から送電される商用交流電源や、光を電気に変換する発電素子を用いて行う方法が知られている。このように携帯機器に内蔵された二次電池へチャージして、必要に応じて電気を供給するように構成されるものとして、本考案者は、特開２００１−９５１７８号公報において、充電ユニット、電源装置、及び携帯機器を開示した。この公報に記載の電源装置は、発電素子（セル）と、負荷（携帯機器）との間に、充放電制御回路と二次電池を設け、太陽光発電で二次電池を充電するものである。これにより、二次電池の電力が不足しても、電源装置を携帯機器の電源とすることができる。また、このような電源装置が備えられた携帯機器においては、常に、電源装置の二次電池で電気が補充ないしは充電されるので、携帯機器に内臓された二次電池の電力不足で、携帯用機器が使用できなくなるようなトラブルが発生しないものとなっている。
特開２００１−９５１７８号公報

上述した電源装置は、発電素子（セル）、電圧制御器、二次電池を備えたものであり、二次電池の出力を昇圧させることにより、携帯機器として比較的小パワーで機能する携帯電話等に対応させて、充電できる電圧を対応させているものである。また、昇圧を必要としない機器に補助電源としてケーブルを接続して、電力を供給する機能も備えている。本考案は、対応可能な携帯機器の種類を多様化させることにより、汎用性のある携帯電源装置を提供する一方、太陽光が得られない時でも商用電源から二次電池に充電できるようにする。

上記目的を達成するために、本考案の電源装置は、携帯用機器の電池切れに対処するために、前記携帯用機器に接続して電気を補う電源装置であって、光を電気に変換する発電素子を表面に配設して形成した太陽電池パネルと、前記太陽電池パネルを内側に装備し、ヒンジ連結によって、これを折り畳み収納する外装部材と、前記太陽電池パネルで発電した電力を、電圧制御器を介して充電するように設けた二次電池とを備え、発電する際に、前記外装部材を開いて、前記太陽電池パネルを露光するように構成し、前記二次電池で、前記携帯用機器に電気を供給することを特徴とする。また、前記電源装置には、商用交流電源からの電力で、前記二次電池を充電する回路が設けられていること、前記二次電池の出力を昇圧する昇圧制御部が設けられていること、及び、出力電圧の異なる複数の出力端子を備えていることを特徴とする。
さらに、前記電源装置は、前記二次電池と前記昇圧制御部の間に機械的あるいは電子的スイッチが設けられていて、前記昇圧制御部を介して構成される前記出力端子側にジャックが差し込まれることにより、前記昇圧制御部に電力が供給されることを特徴とする。
前記電源装置には、プッシュボタン式スイッチが設けられ、これを押してオンにすることにより、前記二次電池の充電状態が表示されることを特徴とする。
前記電源装置には、前記二次電池と前記出力端子の間にポリスイッチが設けられ、前記二次電池を保護していることを特徴とする。
前記電源装置には、充電中に発光して充電状態を表わすＬＥＤが設けられていることを特徴とする。

本考案の携帯電源装置は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。
即ち、携帯電源装置は、外装部材を折り畳み可能に構成したことにより、携帯時には閉じて携帯できるので携帯し易くなり、必要に応じて開くことにより、太陽光で発電できる。また、このように携帯可能に構成したことにより、いつでも、二次電池切れで作動不能になった携帯用機器を再作動させることができる。
太陽光で二次電池が充電できるので経済的であり、太陽光が利用できなかった場合であっても、商用交流電源が利用できる。
複数の電圧の異なる出力端子を備えているので、種々の携帯用機器に対応できるという汎用性がある。
さらに、携帯用機器のジャックが差し込まれることによりオンとなるスイッチが設けられた場合、常時には昇圧制御部に電力が供給されていない状態となっているので、電池の消耗を少なくすることができる。
プッシュボタン式スイッチが設けられていることにより、二次電池の充電状態が表示できる。
ポリスイッチは、復帰可能なヒューズであり、二次電池や回路を守ることができる。
ＬＥＤを発光させることにより、充電中であることが表わされる。

携帯電源装置として汎用性のあるものとするために、折り畳むことにより、携帯可能な掌サイズとし、２ヶ所の電力供給端子は、３〜３．６Ｖおよび５．５Ｖの電圧で電力が出力されるようにした。太陽電池パネルの発電素子は、単結晶と多結晶シリコンセルを利用した。携帯電源装置に装備された二次電池に充電する方法は、上述した発電素子を利用する他に、商用交流電源からも電力を充電可能に構成した。また、電池の充電状態はＬＥＤを発光させて示し、赤は不十分な充電状態を緑は充分な充電状態を表すようにした。

図１は、本考案による携帯電源装置の一例を示す平面図であり、図２および図３は、その正面図（拡大して表わす）および側面図である。これら図１ないし図３に示したように、この携帯電源装置１０は、外装部材が蓋体１と筐体２とからなり、軸３で蓋体下部１ａと筐体上部２ａとをヒンジ連結して折り畳めるように形成されたものである。蓋体１と筐体２の内側には、それぞれ太陽電池パネル４が装備され、発電する際には、外装部材を開くことにより、太陽電池パネル４が露光可能になるように構成した。

さらに、携帯電源装置１０は携帯可能なサイズ（掌サイズ）に形成され、それぞれ異なる電圧で電力を取り出せるように設けられた２ヶ所の電力供給端子５と、商用交流電源から電力を充電するように設けられた入力端子７と、充電中の状態を赤と緑で発光して示すＬＥＤ７ａとが、筐体２の正面に併設されている。上述した２ヶ所の電力供給端子５は、５．５Ｖの電圧で電力が出力される第１の電力供給端子５ａ、及び、３〜３．６Ｖの電圧で電力が出力される第２の電力供給端子５ｂである。また、携帯電源装置１０の側面には、二次電池に充電されている電力をチェックするためのチェックボタン（プッシュボタン式スイッチ）８と、このチェックボタン８を押すことにより、上述したＬＥＤ７ａが、充電量のレベルを異なる発光色で示すようになっている。

図４は、携帯電源装置１０の電気回路を示したものである。この図４に示すように、携帯電源装置１０は、太陽電池パネル４、電圧制御器１１（充電電圧制御部、満充電制御部、検出制御表示部を含む）、二次電池１６を備え、太陽電池パネル４で発電される電力を二次電池１６に充電できるように構成されている。また、商用交流電源２１から、外付けの交流―直流変換機（ＡＣ−ＤＣアダプター）を介して、二次電池１６に充電するようにも構成されている。さらに、商用交流電源からの電流が、太陽電池パネル４側に逆流しないようにするダイオード９が設けられている。これにより、太陽電池パネル４だけの発電だけに頼ることなく、必要に応じて、商用交流電源２１からも、二次電池１６に充電できる。

電圧制御部１１は、充電電圧制御部、満充電制御部、及び、検出制御表示部を有し、充電電圧制御部は太陽電池パネル４で発電させた電気を充電電圧制御部で所定レベルの定電圧にして出力することにより二次電池１６に充電する。満充電制御部は、二次電池に充電された電力を検出し、過充電にならないように制御するものであり、満充電状態から更に充電を続けると、満充電制御スイッチが充電回路を切るように構成されている。検出制御表示部は、後述する放電制御部１５で二次電池１６のリチウムイオン電池の出力が所定の電圧以下になったことを検出した場合、ＬＥＤ７ａを赤色に発光させる。因みに、ＬＥＤ７ａを常時発光させておき、所定の電圧以下になった時に発光させないようにしてもよい。放電制御部１５には、更に、ポリスイッチが備えられ、外部接続端子の短絡等による異常電流を検出した場合、これを検知して二次電池１６を保護するようにスイッチを備えている。これにより、二次電池や回路を守ることができる。

図５は、図４に示した携帯電源装置１０の電気回路の他の例を示したものである。同図中、図４と同一または相当部分に同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。この図５に示した携帯電源装置１０の電気回路は、携帯用機器のジャックを挿入することにより、昇圧制御部１７を作動させる回路がオンとなるものである。これにより、二次電池１６の出力側に備えられた昇圧制御部（昇圧回路）１７は、電力供給端子に負荷が接続されないかぎり動作しないものとなる。因みに、通常、電子的なスイッチで回路はオフの状態となっているが、ジャックの挿入により、ＦＥＴ等による電子スイッチがオンとなり昇圧制御部１７が作動する（図６参照）。尚、電圧制御部１１は、充電電圧制御部、満充電制御部、検出制御表示部、及び、放電制御部を含む。

太陽電池パネル４は、光を電気に変換する発電素子（単結晶あるいは多結晶シリコンセル）を表面に配設し、この発電素子を電極とリード線で連結して樹脂で薄板状に固定したものである。この発電素子は、変換効率が約１４％〜１５％程度であり、これを使用した場合、大きさが１０ｃｍ×１０ｃｍであるとすると、その発電力は、太陽光を直接照射した場合、１．４Ｗ（変換効率を１４％とする）の電力を発生できる。即ち、１日２時間太陽に照らした場合、１．４×２＝２．８ＷＨとなる。ウォークマン等の携帯用機器は３Ｖ、１５０ｍＡ程度なので、３×０．１５×ｔ＝２．８ＷＨからｔ＝６．２Ｈを得る。これにより、６時間近く電力量を提供できるものとなる。尚、発電素子として、多結晶シリコンセルでの実施例を示したが、単結晶シリコンセルやアモルファスシリコンセルおよび有機、無機、色素発電素子等を使用することもできる。因みに、実施例では、横５３ｍｍ縦８．４ｍｍの太陽電池モジュールを使用した。

二次電池１６としては、例えば、ニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等が好適に利用できる。本考案は、これらの二次電池１６から出力される電圧を一方において電圧調整し、２ヶ所から異なった電圧で電力が出力できるようにしたものである。このため、５．５Ｖの電圧で電力が出力される第１の電力供給端子５ａ側に昇圧制御部１７を設けている。尚、第１の電力供給端子５ａ、第２の電力供給端子５ｂは、放電制御部１５を介して、直接二次電池１６から放電される電力が利用できるものとなっている。これにより、本考案の携帯電源装置１０は、汎用性のあるものとなり、また、このように構成された回路で充電された電気は、これを負荷に接続することにより、様々な携帯用機器を作動させる電源となる。即ち、携帯電源装置１０は、バッテリー切れで作動不能になった携帯用機器を再作動させると共に、携帯用機器のバッテリーを充電するものとなる。

主として、携帯電話、ＣＤ，ＭＤ，デジカメ、ウォークマン、ノートパソコン等の携帯用機器などの軽負荷の電源および充電に利用できる。

本考案による携帯電源装置の一例を示す平面図である。同装置の正面図である。同装置の右側面図である。同装置の一例を示す電気回路ブロック図である。同装置の他の電気回路ブロック図である。ジャックの挿入で作動するスイッチ回路の説明図である。

符号の説明

１蓋体
２筐体
４太陽電池パネル
５電力供給端子
５ａ第１の出力端子
５ｂ第２の出力端子
７入力端子
８チェックボタン
１０携帯電源装置
１１電圧制御部
１５放電制御部
１６二次電池
１７昇圧制御部
１８スイッチ

Claims

携帯用機器の電池切れに対処するために、前記携帯用機器に接続して電気を補う電源装置であって、
光を電気に変換する発電素子を表面に配設して形成した太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルを内側に装備し、ヒンジ連結によって、これを折り畳み収納する外装部材と、
前記太陽電池パネルで発電した電力を、電圧制御器を介して充電するように設けた二次電池とを備え、
発電する際に、前記外装部材を開いて、前記太陽電池パネルを露光するように構成し、前記二次電池で、前記携帯用機器に電気を供給することを特徴とする携帯電源装置。
前記電源装置には、商用交流電源からの電力で、前記二次電池を充電する回路が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯電源装置。
前記電源装置には、前記二次電池の出力を昇圧する昇圧制御部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の携帯電源装置。
前記電源装置は、出力電圧の異なる複数の出力端子を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の携帯電源装置。
前記電源装置には、前記二次電池と前記昇圧制御部の間に機械的あるいは電子的スイッチが設けられていて、前記昇圧制御部を介して構成される前記出力端子側にジャックが差し込まれることにより、前記昇圧制御部に電力が供給されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の携帯電源装置。
前記電源装置には、プッシュボタン式スイッチが設けられ、これを押してオンにすることにより、前記二次電池の充電状態が表示されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の携帯電源装置。
前記電源装置には、前記二次電池と前記出力端子の間にポリスイッチが設けられ、前記二次電池を保護していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の携帯電源装置。
前記電源装置には、充電中に発光して充電状態を表わすＬＥＤが設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の携帯電源装置。