JP3780502B2 - 太陽電池式モバイル機器用充電器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、携帯電話機、ＰＤＡ、小型ノートパソコン等の移動用機器（以下、モバイル機器と呼ぶ）に使用するモバイル機器用充電器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報化社会の形成に伴い携帯電話、ＰＤＡ、小型ノートパソコンをはじめ、多種多様のモバイル機器が使用されるようになった。
従来、モバイル機器用充電器としては、交流コンセント（電圧１００Ｖから２４０Ｖ）からモバイル機器本体に充電する方法が一般的であるが、機器の使用時間が長くなり、また高機能化により消費電力も増えてきた結果、外出中あるいは交流コンセント電源が利用できない場合などに、電池がなくなり機器が使用できないことが発生している。
【０００３】
また近年、携帯電話機用充電器として、乾電池を電源に用いた使い捨ての充電器もしくは、太陽電池を電源とした携帯電話機用充電器が市販されている。乾電池を電源に用いた使い捨ての充電器の場合には、乾電池は使い捨てになり、次に使用するときには乾電池を新たに購入することになって資源の浪費にもなり好ましくない。
【０００４】
太陽電池は、発電機能をもつが、通常は蓄電機能をもたない。従って、太陽電池を単独で用いる場合は昼間の晴れの時にしか使用できない。また、携帯用として太陽電池の大きさが制限されるため、充電電流が小さくなり、多少の充電時間では、殆ど通話時間が確保できない。
【０００５】
これに対して、太陽電池で発電した電気を蓄電部分に蓄電する場合は、使用したいときに使用可能となる。
太陽電池式充電器として、蓄電部分をもつ従来型の太陽電池式充電器を図７から図９を用いて説明する。図７は概略外観図で、１は太陽電池、２は携帯電話への出力をするコネクタ、３はプラスチック等の外装である。
【０００６】
図８は、図７のＡ−Ａ’に沿う概略断面図であり、４は回路基板、５は蓄電部分であり、鉛電池、ニッケルカドミウム電池、リチウム電池等の繰り返し使用が可能な蓄電池や電気二重層コンデンサなどが使用される。
【０００７】
図９は回路構成を示すブロック図である。１は太陽電池、７は太陽電池１から蓄電部分５に充電された電圧を所定の電圧に変換を行ってコネクタ２へ供給するＤＣ／ＤＣコンバータである。なお、６はモバイル機器で、例えば携帯電話機である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、太陽電池式充電器として、蓄電部分をもつタイプのものは、昼間蓄電しておくことができるので使用したい時にはいつでも使用可能であるが、蓄電量は、天候や充電時間に左右されるため、十分な蓄電が確保できな場合があり、曇天時や冬季などにはモバイル機器の使用時間が短くなってしまう。
【０００９】
本発明の目的は、蓄電部分をもつ太陽電池式モバイル機器用充電器であって、その蓄電部分が手軽に満充電、又はこれに近い状態を常時、実現できる太陽電池式モバイル機器用充電器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、モバイル機器を充電するための充電用コネクタと外部電源の受電端子および蓄電部分をもつ太陽電池式モバイル機器用充電器において、太陽電池により発生した電力を蓄電部分に充電し、ＤＣ／ＤＣコンバータによりモバイル機器用の充電電力を供給する第１の回路と、外部電源の受電端子を介して供給される直流電力を、直接もしくは電圧変換してモバイル機器用の充電電力として充電用コネクタへ供給する第２の回路と、外部電源の受電端子を介して供給される直流電力を蓄電部分への充電電力として供給する第３の回路と、からなる充電制御回路を有し、外部電源の受電端子を介して直流電力が前記充電制御回路に供給されたときには、この充電制御回路は、第２及び第３の回路を同時に動作させ該第２及び第３の回路によりモバイル機器及び蓄電部分を充電するか又は第２の回路を動作させ該第２の回路によりモバイル機器を充電した後に第３の回路を動作させ該第３の回路により蓄電部分を充電する構成としたものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池式モバイル機器用充電器において、前記外部電源の受電端子がリセプタクルであり、直流を入力することを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池式モバイル機器用充電器において、前記外部電源の受電端子が交流受電用のコンセント用プラグであり、前記交流プラグからの交流をＡＣ／ＤＣコンバータにより直流変換する回路を有することを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池式モバイル機器用充電器において、前記蓄電部分が、少なくとも二次電池または電気二重層コンデンサもしくは二次電池と電気二重層コンデンサの両方から構成されることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の太陽電池式モバイル機器用充電器において、前記蓄電部分が、電気二重層コンデンサを二次電池の前段に設け、電気二重層コンデンサから二次電池に充電することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項１に記載の発明の作用は次のとおりである。このように構成される太陽電池式モバイル機器用充電器では、第１の回路により、太陽電池からの電力を、モバイル機器の充電電力として供給することができる。第２の回路により、外部電源の受電端子を介して供給される直流電力をモバイル機器の充電電力として供給し、また第３の回路により、外部電源の受電端子を介して供給される直流電力を蓄電部分への充電電力として供給することができる。交流電力が利用できるときに、例えばモバイル機器の充電用アダプタの入力側をコンセントに接続し、出力側は、本充電器のリセプタクルへ接続するかもしくは本充電器のコンセント用プラグを交流コンセントへ直接接続することにより、モバイル機器及び太陽電池式モバイル機器用充電器の蓄電部分を同時に満充電又はこれに近い状態にすることができる。または、モバイル機器を最初に充電し、次に太陽電池式モバイル機器用充電器の蓄電部分を満充電又はこれに近い状態にすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明の作用は次のとおりである。外部電源の受電端子は、リセプタクルで直流が供給されるものである。従って、例えばリセプタクルには、モバイル機器付属のＡＣアダプタの入力を交流コンセントに接続し、その出力側（直流）をリセプタクルへ接続することにより、本発明の太陽電池式モバイル機器用充電器は、モバイル機器及び太陽電池式モバイル機器用充電器の蓄電部分を満充電又はこれに近い状態にすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、外部電源の受電端子は、交流受電用のコンセント用プラグであり、ＡＣ／ＤＣコンバータにより、交流から直流に変換された直流電源により、本発明の太陽電池式モバイル機器用充電器は、モバイル機器及び太陽電池式モバイル機器用充電器の蓄電部分を満充電又はこれに近い状態にすることができる。
請求項４に記載の発明によれば、蓄電部分を２次電池もしくは電気二重層コンデンサ、又は２次電池と電気二重層コンデンサの両方で構成することができる。
さらに、請求項５に記載の発明によれば、電気二重層コンデンサを二次電池の前段に設け、電気二重層コンデンサから二次電池に充電することにより蓄電部分を構成することができる。電気二重層コンデンサは、微少電流による充電が可能である。従って、太陽電池が昼間のように十分に日照が得られない曇天や雨天あるいは、室内照明のような太陽電池の出力が弱いときでも、充電が可能であるので、二次電池と併用すれば効率的に充電ができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。
図１から図３に第１実施例の発明に係る太陽電池式モバイル機器用充電器を示す。図１は充電器の概略外観図で、１は太陽電池、２はモバイル機器の例としての携帯電話へ直流を出力するコネクタ、３はプラスチック等の外装、８は外部電源の受電端子としてのリセプタクルで、直流を供給する。
【００１５】
図２は図１のＢ−Ｂ’に沿う概略断面図を示し、４は回路基板、５は蓄電部分であり、この蓄電部分５としては、鉛電池、ニッケルカドミウム電池、リチウム電池等の繰り返し使用が可能な蓄電池（以下、二次電池と呼ぶ）や電気二重層コンデンサが使用される。携帯電話機用としては、太陽電池（４．０Ｖ−１００ｍＡ）、１．２Ｖ−７００ｍＡｈのニッケル水素電池２直列（２．４Ｖ−７００ｍＡｈ）等が使用できる。
【００１６】
図３は回路構成を示すブロック図である。太陽電池１で発電した電気を蓄電部分５に蓄電する際、太陽電池１と蓄電部分５との間には、ダイオード等の逆流防止機能部品を配置する。
さらに、蓄電部分の過電圧を防止するために過電圧防止回路を配置する場合がある。６はモバイル機器で例えば携帯電話機である。なお、鎖線で示す９は太陽電池式モバイル機器用充電器本体である。
【００１７】
太陽電池１は、充電制御回路１６に入力され、蓄電部分５へは、充電制御出力１５として蓄電部分を充電し、ＤＣ／ＤＣコンバータ７により電圧を調整し、コネクタ２に接続する。これが本発明の第１の回路を構成する。
第１の回路の機能は、外部電源の受電端子としてのリセプタクル８に直流電源が接続されていないときに、充電制御回路１６によりモバイル機器６を充電するものである。
また電気二重層コンデンサを、繰り返し使用可能な二次電池の前段に配置し、電気二重層コンデンサで電気を受けた後、二次電池に蓄電する方法は、晴天でない場合に有効に充電することができる。
充電制御回路１６は、リセプタクル８に直流入力がないときに第１の回路を動作させるように制御する。
【００１８】
外部電源の受電端子となるリセプタクル８を介して供給される直流電力１４は充電制御回路１６へ入力される。リセプタクル８からの直流電圧を検知してモバイル機器としての携帯電話機６を直接充電する電力は、充電制御回路１６の出力１７としてコネクタ２に接続される。これが本発明の第２の回路を構成する。
第２の回路の機能は、外部電源の受電端子としてのリセプタクル８に直流電源が接続されたときに、充電制御回路１６によりモバイル機器、例えば携帯電話機６を充電することである。
【００１９】
充電制御回路出力１８は、リセプタクルからの直流入力があるときに、蓄電部分５を充電する。これが本発明の第３の回路を構成する。第３の回路の機能は、外部電源の受電端子としてのリセプタクル８に直流電源が接続されたときに、充電制御回路１６により蓄電部分５を充電することである。
【００２０】
第２の回路と第３の回路は、充電制御回路１６によりリセプタクル８からの直流電圧として所定の入力電圧があるときに同時に動作させると、携帯電話機６と蓄電部分５とを同時に充電することができる。
また、第２の回路と第３の回路は、例えばモバイル機器のＡＣアダプタ１１を外部直流電源として使用することができる。この場合の回路構成を、図３により説明する。１０は交流コンセント、１１はモバイル機器のＡＣアダプタ、１２はＡＣアダプタのＡＣ入力であり、交流コンセント１０に接続され、１３はＡＣアダプタの直流出力であり、太陽電池式モバイル機器用充電器本体９に設置されているリセプタクル８と接続される。モバイル機器用ＡＣアダプタ１１は、例えば携帯電話機本体に付属しているものを用いるのが好ましい。付属品以外のものを用いる場合は、携帯電話機の充電制御方法により変わってくる。
一般には、電圧は、携帯電話機６の電池の充電電圧上限値以上、電流値は充電率として１Ｃの充電条件付近を用いる。携帯電話機６に充電が行われる際、蓄電部分５の使用時の充電状態における能力や、携帯電話機６の蓄電池の充電状態にもよるが、充電器のＤＣ／ＤＣコンバータ７の出力側の最大電流に影響される。
【００２１】
第２の回路と、第３の回路は、充電制御回路１６によりリセプタクルからの直流電圧を検知して、所定の入力電圧があるときに同時に動作させると、携帯電話機本体と蓄電部分５とを同時に充電させることができる。
また、充電制御回路１６は、リセプタクルからの直流電圧を検知して、第２の回路だけを動作させて携帯電話機６を充電し、充電が終了したら、次に第３の回路だけ動作させて蓄電部分５を充電することもできる。あるいは、この逆の方法でも良い。
【００２２】
ＡＣアダプタ１１を用いたときの第２の回路と第３の回路の動作方法を３通り示したが、他の動作方法でも良い。いずれも充電制御回路１６を用いてマイコン制御等により容易に制御することができる。このような充電制御回路１６は、各種のＩＣ、ＬＳＩ、トランジスタ、ダイオード、発光ダイオード等の半導体装置、抵抗、コンデンサ、インダクタンス等の受動素子、リレー、スイッチ等の周知の電子部品により製作することができる。
いずれの場合においても、ＡＣアダプタ１１を使用すれば、常時、携帯電話機の二次電池と本発明の太陽電池式モバイル機器用充電器の蓄電部分５の両方を常時、満充電又はこれに近い状態とすることができる。
【００２３】
次に、太陽電池式モバイル機器用充電器の第２の実施の形態について、図４から図６を用いて説明する。この実施の形態は、携帯電話機等のＡＣアダプタ１１を使用しないで、交流コンセント用プラグを交流コンセントに接続して使用できるようにしたものである。
図４は概略外観図で、１は太陽電池、２は携帯電話機へ直流を出力するコネクタ、３はプラスチック等の外装である。また、１９は交流コンセント用プラグである。また、図５は、図４のＣ−Ｃ’に沿う概略断面図であり、２０は回路基板、５は蓄電部分を示す。
【００２４】
次に、図６は上記実施の形態の回路構成を示すブロック図であり、鎖線で示す２１は、太陽電池式モバイル機器用充電器本体である。交流コンセント用プラグ１９から入力された交流入力は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２により所定の直流へ変換される。そして、外部電源の受電端子となる交流コンセント用プラグ１９及びＡＣ／ＤＣコンバータ２２を介して供給される直流電力１４は、充電制御回路１６に入力される。
なお、交流入力をＡＣ／ＤＣコンバータ２２で変換する回路以外は、第１の実施の形態の構成と同じであるので説明は省略する。
【００２５】
回路の機能は、第１の実施の形態と同一である。すなわち、第１の回路によりコネクタ２を介してモバイル機器６を充電することができる。また、交流入力があるときには、ＡＣ／ＤＣコンバータ２２により発生する直流電力により、モバイル機器としての携帯電話機６を充電する第２の回路、蓄電部分５を充電する第３の回路が動作する。なお、第１の回路乃至第３の回路の駆動方法も第１の実施の形態と同様に行うことができる。
【００２６】
上記いずれの場合においても、本実施の形態では、例えば、外出時に携帯電話機のＡＣアダプタがない場合であっても、本携帯電話機に交流コンセントプラグ１９が内蔵されているので、常時、携帯電話機本体と本発明の太陽電池式モバイル機器用充電器の蓄電部分の両方を、満充電又はこれに近い状態に維持することができる。また、交流電源がない場所では、太陽電池１とほぼ満充電又はこれに近い状態にある蓄電部分によりモバイル機器を充電することができる。
【００２７】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成することにより、交流コンセントがない場所では、太陽電池による充電を行い、交流コンセントがある場所では交流電源からのモバイル機器本体への充電と蓄電部分への充電の両方ができるため、天候の良し悪しにかかわらず充電器を満充電又はこれに近い状態に維持することができる。したがって、天候に左右されず手軽に満充電状態を実現でき、非常に利便性の高い太陽電池式モバイル機器用充電器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による太陽電池式モバイル機器用充電器の概略外観図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ’に沿う断面図である。
【図３】図１の太陽電池式モバイル機器用充電器と使用方法を説明する回路構成のブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による太陽電池式モバイル機器用充電器の概略外観図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ’に沿う断面図である。
【図６】図４の太陽電池式モバイル機器用充電器と使用方法を説明する回路構成のブロック図である。
【図７】従来の太陽電池式モバイル機器用充電器の概略外観図である。
【図８】図７のＡ−Ａ’に沿う断面図である。
【図９】図７の太陽電池式モバイル機器用充電器の回路構成のブロック図である。
【符号の説明】
１ 太陽電池
２ コネクタ
３ 外装
４，９，２０ 回路基板
５ 蓄電部分
６ 携帯電話
７ ＤＣ／ＤＣコンバータ
８ リセプタクル
９，２１ 太陽電池式モバイル機器用充電器本体
１０ 交流コンセント
１１ ＡＣアダプタ
１２ ＡＣアダプタの交流入力
１３ ＡＣアダプタの直流出力
１４ 外部電源の受電端子を介して供給される直流電力
１５ 太陽電池からの蓄電部分への充電出力
１６ 充電制御回路
１７ 充電制御回路からモバイル機器への充電出力
１８ 充電制御回路から蓄電部分への充電出力
１９ 交流コンセント用プラグ
２２ ＡＣ／ＤＣコンバータ

Claims (5)

1. モバイル機器を充電するための充電用コネクタと外部電源の受電端子と蓄電部分とを有する太陽電池式モバイル機器用充電器において、
   太陽電池により発生した電力を前記蓄電部分に充電し、ＤＣ／ＤＣコンバータによりモバイル機器用の充電電力を供給する第１の回路と、
   前記外部電源の受電端子を介して供給される直流電力を、直接もしくは電圧変換してモバイル機器用の充電電力として前記充電用コネクタへ供給する第２の回路と、
   前記外部電源の受電端子を介して供給される直流電力を前記蓄電部分への充電電力として供給する第３の回路と、
   からなる充電制御回路を有し、
   前記外部電源の受電端子を介して直流電力が前記充電制御回路に供給されたときには、該充電制御回路は、前記第２及び第３の回路を同時に動作させ該第２及び第３の回路によりモバイル機器及び蓄電部分を充電するか、又は、前記第２の回路を動作させ該第２の回路によりモバイル機器を充電した後に前記第３の回路を動作させ該第３の回路により前記蓄電部分を充電することを特徴とする、太陽電池式モバイル機器用充電器。
2. 前記外部電源の受電端子がリセプタクルであり、直流を入力することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池式モバイル機器用充電器。
3. 前記外部電源の受電端子が交流受電用のコンセント用プラグであり、前記交流プラグからの交流をＡＣ／ＤＣコンバータにより直流変換する回路を有することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池式モバイル機器用充電器。
4. 前記蓄電部分が、少なくとも二次電池もしくは電気二重層コンデンサ、または二次電池と電気二重層コンデンサの両方から構成されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池式モバイル機器用充電器。
5. 前記蓄電部分は、電気二重層コンデンサを二次電池の前段に設け、電気二重層コンデンサから二次電池に充電することを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池式モバイル機器用充電器。

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