JP4774981B2 - Charging device and portable electronic device - Google Patents
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Description
本発明は、携帯型コンピュータ等の携帯型電子機器に適用して好適な充電装置及び携帯型電子機器に関する。 The present invention relates to a charging device and a portable electronic device suitable for being applied to a portable electronic device such as a portable computer.
現在、コンピュータの通信分野でケーブルを使用しない無線通信即ち無線LAN(local area network)が広く利用されている。 Currently, wireless communication using no cable, that is, a wireless local area network (LAN) is widely used in the computer communication field.
この無線LANの通信中の電波は、空間に球面波として、等方向に広がり、通信では、この電波のエネルギーが全て消費されてしまうことはない。 The radio wave during communication of the wireless LAN spreads in the same direction as a spherical wave in space, and the energy of this radio wave is not consumed in communication.
ところで、特許文献1に受波した電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換して、この電気エネルギーを蓄電器又は蓄電池に蓄電し、この蓄電された電気エネルギーを上位装置に供給するようにしたパッシブ電源回路が開示されている。
然しながら、携帯型のコンピュータに搭載されている2次電池は、長期間使用されない場合、自己放電により電池の容量が減少し、過放電状態に陥ってしまい、この2次電池の劣化を早めてしまう不都合があった。 However, when the secondary battery mounted on the portable computer is not used for a long period of time, the capacity of the battery is reduced due to self-discharge, resulting in an overdischarged state, which accelerates the deterioration of the secondary battery. There was an inconvenience.
本発明は、斯かる点に鑑み、無線LANの通信中の電波のエネルギーを有効に活用し、2次電池の劣化を改善することを目的とする。 In view of such a point, an object of the present invention is to effectively utilize energy of radio waves during wireless LAN communication and to improve deterioration of a secondary battery.
本発明充電装置は、着脱可能に接続された外部充電装置から供給された電気エネルギーを、複数の組電池を含む2次電池に蓄積する充電装置であって、無線LANで発生している電波の周波数に共振して該周波数の電磁波を受信し、受信した電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段と、外部充電装置が接続されていない場合には、電波受信手段で変換された電気エネルギーが、2次電池に含まれる各組電池ごとに所定の順序で供給されるようにし、外部充電装置が接続されている場合には、2次電池に含まれる複数の組電池を直列接続させ、直列接続された複数の組電池に外部充電装置から電気エネルギーが供給されるようにする充電制御手段とを有するものである。 The charging device of the present invention is a charging device that accumulates electric energy supplied from an externally connected charging device in a detachable manner in a secondary battery including a plurality of assembled batteries, and is used for radio waves generated in a wireless LAN. When the electromagnetic wave receiving means that resonates with the frequency and receives the electromagnetic wave of the frequency and converts the received electromagnetic wave energy into electric energy and the external charging device is not connected, the electric energy converted by the electric wave receiving means Is supplied in a predetermined order for each assembled battery included in the secondary battery, and when an external charging device is connected, a plurality of assembled batteries included in the secondary battery are connected in series, Charging control means for supplying electric energy from an external charging device to a plurality of assembled batteries connected in series .
また、本発明携帯型電子機器は、着脱可能に接続された外部充電装置から供給された電気エネルギーを、複数の組電池を含む2次電池に蓄積する携帯型電子機器であって、無線LANで発生している電波の周波数に共振して該周波数の電磁波を受信し、受信した電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段と、外部充電装置が接続されていない場合には、電波受信手段で変換された電気エネルギーが、2次電池に含まれる各組電池ごとに所定の順序で供給されるようにし、外部充電装置が接続されている場合には、2次電池に含まれる複数の組電池を直列接続させ、直列接続された複数の組電池に外部充電装置から電気エネルギーが供給されるようにする充電制御手段とを設けたものである。 Further, the present invention a portable electronic device, the electric energy supplied from the external charging device, which is detachably connected to a portable electronic device for storing the secondary battery containing a plurality of assembled batteries, a wireless LAN Radio wave receiving means that resonates with the frequency of the generated radio wave and receives the electromagnetic wave of the frequency and converts the energy of the received electromagnetic wave into electric energy, and if the external charging device is not connected, the radio wave receiving means The electrical energy converted in step (b) is supplied in a predetermined order for each assembled battery included in the secondary battery, and when an external charging device is connected, a plurality of sets included in the secondary battery are included. The battery is connected in series, and charging control means is provided to allow electric energy to be supplied from an external charging device to a plurality of assembled batteries connected in series .
本発明によれば、無線LANで発生している電波のエネルギーを有効に活用できると共に携帯型電子機器に内蔵されている2次電池をこの内部の充電装置により充電することによりこの2次電池の劣化を改善することができる。 According to the present invention, the secondary battery by a secondary battery built in a portable electronic device with the energy of the radio waves are generated in the wireless LAN can be effectively used to charge the internal charging device Can be improved.
以下図1〜図4を参照して、本発明充電装置及び携帯型電子機器を実施するための最良の形態の例につき説明する。 Hereinafter, an example of the best mode for carrying out the charging device and the portable electronic device of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図4例は、携帯型電子機器である携帯型コンピュータに本例による充電装置を内部に設けた例を示す。図1において、1は無線LANで発生している電波の周波数例えば2.4GHzに共振して、この周波数の電磁波を受信し、この受信した電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段を示す。 1 to 4 show an example in which a charging device according to this example is provided in a portable computer that is a portable electronic device. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a radio wave receiving means that resonates with a frequency of a radio wave generated in a wireless LAN, for example, 2.4 GHz, receives an electromagnetic wave of this frequency, and converts the received electromagnetic wave energy into electrical energy. .
この電波受信手段1の例としては図2に示す如く、無線LANで発生している電波の周波数例えば2.4GHzに共振する共振回路より成る複数個のアンテナ1a、1b…1nを直列に接続し、この複数個のアンテナ1a、1b…1nの直列接続回路の両端に2次電池を充電するのに必要な電気エネルギー(電圧)を得る如くする。 As an example of the radio wave receiving means 1, as shown in FIG. 2, a plurality of antennas 1a, 1b... 1n consisting of resonance circuits that resonate at a frequency of radio waves generated in a wireless LAN, for example, 2.4 GHz, are connected in series. The electric energy (voltage) necessary to charge the secondary battery is obtained at both ends of the series connection circuit of the plurality of antennas 1a, 1b,.
この場合、アンテナ1a、1b…1nの夫々に得られる共振電圧をV1、V2…Vnとしたとき、この複数個のアンテナ1a、1b…1nの直列接続回路の両端に得られる電圧Vinは
Vin=V1+V2+…+Vn
である。
In this case, when the resonance voltages obtained for the antennas 1a, 1b... 1n are V1, V2... Vn, the voltage Vin obtained at both ends of the series connection circuit of the plurality of antennas 1a, 1b. V1 + V2 + ... + Vn
It is.
このアンテナ1a、1b…1nは、例えば基板上にパターンで形成されたパターンアンテナで構成する。 The antennas 1a, 1b,..., 1n are constituted by, for example, pattern antennas formed in a pattern on a substrate.
この電波受信手段1の出力側に得られるこの電圧Vinを、この電圧Vinを後述する2次電池4を充電するのに適した充電電圧にするための昇圧部2に供給する。
The voltage Vin obtained on the output side of the radio wave receiving means 1 is supplied to the
この昇圧部2としては、例えば図3に示す如く構成する。この電波受信手段1よりのこの電圧Vinが供給される一方の入力端子2aをこの電波受信手段1側への逆流を防止する逆流防止用のダイオード10を介して切換スイッチ11の一方の固定接点11bに接続し、この切換スイッチ11の他方の固定接点11cを抵抗器12を介して制御マイクロコンピュータ20より成る充放電制御部3の一方の入力端子3aに接続する。
The
この切換スイッチ11の可動接点11aを蓄電用のコンデンサ13を介して切換スイッチ14の可動接点14aに接続する。この切換スイッチ14の一方の固定接点14bを共通端である他方の入力端子2bに接続する。
The movable contact 11a of the changeover switch 11 is connected to the
この切換スイッチ14の他方の固定接点14cを接続スイッチ15の可動接点15aに接続すると共にこの接続スイッチ15の可動接点15aを蓄電用のコンデンサ16を介して他方の入力端子2bに接続し、この他方の入力端子2bを充放電制御部3の他方の入力端子3bに接続する。
The other fixed
この接続スイッチ15の固定接点15bを抵抗器17及び2次電池4への逆流を防止する逆流防止用のダイオード18の直列回路を介して2次電池4よりの正の直流電圧が供給される電源端子19に接続する。
A power source to which a positive DC voltage from the secondary battery 4 is supplied to the fixed contact 15b of the
この図3の昇圧部2において、切換スイッチ11及び14の夫々の可動接点11a及び14aと接続スイッチ15の可動接点15aは充放電制御部3の制御マイクロコンピュータ20により制御する。
3, the
この昇圧部2の動作につき説明するに、まず切換スイッチ11及び14の夫々の可動接点11a及び14aを夫々一方の固定接点11b及び14bに接続する。このときは、コンデンサ13が一方の入力端子2a及び他方の入力端子2b間に接続されるので、このコンデンサ13は、電波受信手段1よりの電圧Vinにより充電される。この場合、逆流防止用のダイオード10により電波受信手段1側への逆流が防止される。
In order to describe the operation of the
次に、接続スイッチ15をオンとし、電源端子19よりの電圧によりコンデンサ16を所定の電圧値Vccまで充電する。この場合、逆流防止用のダイオード18により2次電池4側への逆流が防止される。
Next, the
このコンデンサ13及び16の充電が終了した後、接続スイッチ15をオフとし、その後切換スイッチ11をオフ状態とし、次に切換スイッチ14の可動接点14aを他方の固定接点14cに接続し、その後切換スイッチ11の可動接点11aを他方の固定接点11cに接続する。
After the charging of the
このときは、充放電制御部3の一方の入力端子3a及び他方の入力端子3b間にコンデンサ13及び16が直列接続されたこととなり、充放電制御部3の一方の入力端子3a及び他方の入力端子3b間に2次電池4の充電電圧として、このコンデンサ13及び16の加算電圧Vin+Vccが供給される。ここで、抵抗器12及び17は過大な充電電流を防止するための電流制限抵抗である。
At this time, the
この充放電制御部3を例えば図4に示す如く構成する。図4例における本例の2次電池4は、複数個の2次電池セルを並列接続した例えば3個の単位の組電池4a、4b、4cで構成し、この2次電池4を放電時及び外部充電装置で充電するときは、3個の単位の組電池4a、4b及び4cを直列接続して使用し、この一方及び他方の入力端子3a及び3b間に供給される電圧Vin+Vccによる充電時は、大電力が期待できないので、この単位の組電池4a、4b、4c毎に充電するようにする。
The charge / discharge control unit 3 is configured as shown in FIG. The secondary battery 4 of this example in the example of FIG. 4 is configured by, for example, three unit assembled
図4において、一方の入力端子3aを昇圧部2への逆流を防止する逆流防止用のダイオード21を介して外部充電装置の充電正極端子に接続又は負荷の正極端子に接続する充放電正極端子5aに接続する。
In FIG. 4, one
また、他方の入力端子3bを昇圧部2よりの充電電流を検出する抵抗器22及び外部充電装置よりの充電電流又は負荷への放電電流を検出する抵抗器23の直列回路を介して外部充電装置の充電負極端子又は負荷の負極端子に接続する充放電負極端子5bに接続する。
Further, the external charging device is connected to the
このダイオード21及び充放電正極端子5aの接続点を電波受信手段1のアンテナ1a、1b…1nの共振を検知する比較回路を構成する演算増幅回路24の非反転入力端子+に接続し、この演算増幅回路24の反転入力端子−を比較電圧を得るための電池25を介して他方の入力端子3bに接続する。
The connection point of the
本例においては、このダイオード21と充放電正極端子5aとの接続点の電圧が電池25の比較電圧以上となったときに電波受信手段1のアンテナ1a、1b…1nが無線LANで発生している電波の周波数例えば2.4GHzに共振しているとして、この比較回路を構成する演算増幅回路24の出力側に得られる検知信号を制御マイクロコンピュータ20に供給する。
In this example, when the voltage at the connection point between the
また、本例においては、抵抗器22の両端間に得られる電圧を電流検出回路26に供給し、この電流検出回路26にて昇圧部2よりの充電電流を検出し、この電流検出回路26に得られる昇圧部2よりの充電電流の検出信号を制御マイクロコンピュータ20に供給する。
In this example, the voltage obtained across the
また、抵抗器23の両端間に得られる電圧を電流検出回路27に供給し、この電流検出回路27にて外部充電装置よりの充電電流又は負荷への放電電流を検出し、この電流検出回路27に得られる外部充電装置よりの充電電流又は負荷への放電電流の検出信号を制御マイクロコンピュータ20に供給する。
In addition, the voltage obtained across the
本例においては、ダイオード21及び充放電正極端子5aの接続点を接続スイッチ28の固定接点28bに接続すると共にこの接続スイッチ28の可動接点28aを切換スイッチ29の可動接点29aに接続する。
In this example, the connection point between the
この切換スイッチ29の第1の固定接点29bを単位の組電池4cの正極端子に接続し、この切換スイッチ29の第2の固定接点29cを単位の組電池4bの正極端子に接続し、この切換スイッチ29の第3の固定接点29dを単位の組電池4aの正極端子に接続する。
The first fixed contact 29b of the
また、抵抗器22及び23の接続点を切換スイッチ30の可動接点30aに接続し、この切換スイッチ30の第1の固定接点30bを単位の組電池4cの負極端子に接続し、この切換スイッチ30の第2の固定接点30cを単位の組電池4bの負極端子に接続し、この切換スイッチ30の第3の固定接点30dを単位の組電池4aの負極端子に接続する。
Further, the connection point of the
また、単位の組電池4bの負極端子を接続スイッチ31の可動接点31aに接続し、接続スイッチ31の固定接点31bを単位の組電池4aの正極端子に接続すると共に単位の組電池4cの負極端子を接続スイッチ32の可動接点32aに接続し、接続スイッチ32の固定接点32bを単位の組電池4bの正極端子に接続する。
Further, the negative terminal of the unit assembled
接続スイッチ28の可動接点28a及び切換スイッチ29の可動接点29aの接続点と抵抗器22及び23の接続点と間に得られる電圧を電圧検出回路33に供給し、この電圧検出回路33に得られる電圧検出信号を制御マイクロコンピュータ20に供給する。
A voltage obtained between the connection point of the
この場合、本例においては、接続スイッチ28、31及び32の夫々の可動接点28a、31a及び32aを制御マイクロコンピュータ20で制御する如くする。
In this case, in this example, the
即ち、外部充電装置で、この2次電池4を充電するとき又はこの2次電池4から負荷に放電するときには、接続スイッチ31及び32をオンとして、3個の単位の組電池4a、4b及び4cを直列接続すると共に切換スイッチ29の可動接点29aを第1の固定接点29bに接続し、更に接続スイッチ28をオンとして、2次電池4の正極端子を充放電正極端子5aに接続する。
That is, when the secondary battery 4 is charged or discharged from the secondary battery 4 to the load by the external charging device, the connection switches 31 and 32 are turned on, and the assembled
また、切換スイッチ30の可動接点30aを第3の固定接点30dに接続し、この2次電池4の負極端子を抵抗器23を介して充放電負極端子5bに接続する。
Further, the
この場合、3個の単位の組電池4a、4b及び4cを直列接続された2次電池4の電圧が電圧検出回路33で検出されると共に外部充電装置よりの充電電流又は負荷への放電電流が電流検出回路27で検出される。
In this case, the voltage of the secondary battery 4 in which three units of the assembled
次に、外部充電装置及び負荷が充放電正極端子5a及び充放電負極端子5bに接続されていないときに、昇圧部2よりの電圧Vin+Vccで充電するときは、単位の組電池4a、4b、4c毎に順次充電するごとくする。このときは、接続スイッチ31及び32を夫々オフとし、各単位の組電池4a、4b、4cを独立とする。また、接続スイッチ28はオンとする。
Next, when the external charging device and the load are not connected to the charge / discharge
先ず、単位の組電池4aを充電するときは、切換スイッチ29及び30の夫々の可動接点29a及び30aを夫々第3の固定接点29d及び30dに接続する。このときは、一方の入力端子3aよりの充電電流がダイオード21→単位の組電池4a→抵抗器22→他方の入力端子3bと流れ、この単位の組電池4aを充電する。
First, when charging the unit assembled battery 4a, the
この場合、この単位の組電池4aの電圧が電圧検出回路33で検出されると共にこのときの充電電流が電流検出回路26で検出される。
In this case, the voltage of the assembled battery 4a of this unit is detected by the
次に、単位の組電池4bを充電するときは、切換スイッチ29及び30の夫々の可動接点29a及び30aを夫々第2の固定接点29c及び30cに接続する。このときは、一方の入力端子3aよりの充電電流がダイオード21→単位の組電池4b→抵抗器22→他方の入力端子3bと流れ、この単位の組電池4bを充電する。
Next, when charging the unit assembled
この場合、この単位の組電池4bの電圧が電圧検出回路33で検出されると共にこのときの充電電流が電流検出回路26で検出される。
In this case, the voltage of the assembled
また、単位の組電池4cを充電するときは、切換スイッチ29及び30の夫々の可動接点29a及び30aを夫々第1の固定接点29b及び30bに接続する。このときは、一方の入力端子3aよりの充電電流がダイオード21→単位の組電池4c→抵抗器22→他方の入力端子3bと流れ、この単位の組電池4cを充電する。
When charging the unit assembled
この場合、この単位の組電池4cの電圧が電圧検出回路33で検出されると共にこのときの充電電流が電流検出回路26で検出される。
In this case, the voltage of the assembled
本例による携帯型コンピュータは、その他は、従来周知の携帯型コンピュータと同様に構成する。 The rest of the portable computer according to this example is configured in the same manner as a conventionally known portable computer.
本例は、上述の如く構成されているので、本例による携帯型コンピュータを長期間不使用等で、2次電池4の過放電を制御マイクロコンピュータ20が検出した場合に、上述内部充電装置を動作状態とし、無線LANで発生している電磁波を電波受信手段1で受信し、この受信した電磁波のエネルギーを電気エネルギー(電圧)に変換し、この電圧で充放電制御部3により2次電池4を充電するので、この無線LANで発生している電波のエネルギーを有効に活用できると共に携帯型コンピュータに内蔵されている2次電池をこの内部の充電装置により充電することによりこの2次電池の劣化を改善することができる。
Since this example is configured as described above, when the
尚、上述例では、本例による充電装置を携帯型コンピュータに設けた例につき述べたが
本例による充電装置を、その他の携帯型電子機器に設けても良いことは勿論である。
In the above-described example, the example in which the charging device according to the present example is provided in the portable computer has been described. However, it is needless to say that the charging device according to the present example may be provided in other portable electronic devices.
また、本発明は上述例に限ることなく、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。 Further, the present invention is not limited to the above-described example, and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
1…電波受信手段、1a、1b…1n…アンテナ、2…昇圧部、2a、3a…一方の入力端子、2b、3b…他方の入力端子、3…充放電制御部、4…2次電池、4a、4b、4、4c…単位の組電池、5a…充放電正極端子、5b…充放電負極端子、10、18、21…ダイオード、11、14、29、30…切換スイッチ、12、17、22、23…抵抗器、13、16…コンデンサ、15、28、31、32…接続スイッチ、19…電源端子、20…制御マイクロコンピュータ26、27…電流検出回路、33…電圧検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Radio wave receiving means, 1a, 1b ... 1n ... Antenna, 2 ... Boosting part, 2a, 3a ... One input terminal, 2b, 3b ... The other input terminal, 3 ... Charging / discharging control part, 4 ... Secondary battery, 4a, 4b, 4, 4c ... unit battery pack, 5a ... charge / discharge positive electrode terminal, 5b ... charge / discharge negative electrode terminal, 10, 18, 21 ... diode, 11, 14, 29, 30 ... changeover switch, 12, 17, DESCRIPTION OF
Claims (4)
無線LANで発生している電波の周波数に共振して該周波数の電磁波を受信し、受信した前記電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段と、
前記外部充電装置が接続されていない場合には、前記電波受信手段で変換された電気エネルギーが、前記2次電池に含まれる各組電池ごとに所定の順序で供給されるようにし、前記外部充電装置が接続されている場合には、前記2次電池に含まれる複数の組電池を直列接続させ、直列接続された複数の組電池に前記外部充電装置から電気エネルギーが供給されるようにする充電制御手段と、を備える
充電装置。 A charging device for accumulating electrical energy supplied from an external charging device detachably connected to a secondary battery including a plurality of assembled batteries,
A radio wave receiving means for resonating with a frequency of a radio wave generated in a wireless LAN to receive an electromagnetic wave of the frequency, and converting the received electromagnetic wave energy into electrical energy;
When the external charging device is not connected, the electric energy converted by the radio wave receiving means is supplied in a predetermined order for each assembled battery included in the secondary battery, and the external charging is performed. When a device is connected, charging is performed such that a plurality of assembled batteries included in the secondary battery are connected in series so that electric energy is supplied from the external charging device to the plurality of assembled batteries connected in series. And a charging device.
無線LANで発生している電波の周波数に共振して該周波数の電磁波を受信し、受信した前記電磁波のエネルギーを電気エネルギーに変換する電波受信手段と、
前記外部充電装置が接続されていない場合には、前記電波受信手段で変換された電気エネルギーが、前記2次電池に含まれる各組電池ごとに所定の順序で供給されるようにし、前記外部充電装置が接続されている場合には、前記2次電池に含まれる複数の組電池を直列接続させ、直列接続された複数の組電池に前記外部充電装置から電気エネルギーが供給されるようにする充電制御手段と、を備える
携帯型電子機器。 A portable electronic device that stores electrical energy supplied from an externally connected removably connected device in a secondary battery including a plurality of assembled batteries ,
A radio wave receiving means for resonating with a frequency of a radio wave generated in a wireless LAN to receive an electromagnetic wave of the frequency, and converting the received electromagnetic wave energy into electrical energy;
When the external charging device is not connected, the electric energy converted by the radio wave receiving means is supplied in a predetermined order for each assembled battery included in the secondary battery, and the external charging is performed. When a device is connected, charging is performed such that a plurality of assembled batteries included in the secondary battery are connected in series so that electric energy is supplied from the external charging device to the plurality of assembled batteries connected in series. A portable electronic device comprising a control means.
前記電波受信手段の出力に昇圧部が接続された
充電装置。 The charging device according to claim 1,
Booster is connected to an output of said radio wave reception means
Charging apparatus.
前記昇圧部の出力に前記電波受信手段の受信電波の周波数共振を検知する周波数共振検知手段が接続された
充電装置。 The charging device according to claim 3 , wherein
Frequency resonance detection means for detecting the frequency resonance of the received radio wave of the radio wave receiving means to the output of the booster is connected
Charging apparatus.
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