JP5370105B2 - 充電装置及び充電システム - Google Patents

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Description

本発明は、電源として二次電池を有する機器が電気的に結合されることによって上記二次電池を充電可能な充電装置に関し、詳しくは、外部回線と通信可能な通信回路も備えた充電装置、及び、その充電装置と上記機器とを備えた充電システムに関する。
従来より、この種の充電装置として、二次電池の一例としてのバッテリーを有するハンドセット(機器の一例)をセット可能で、自身も通信回路の一例としての通話回路を備えたベースセットが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このベースセットは、ハンドセットがセットされたとき、自身が備えた一次コイルに交流電流を通電することでハンドセットが備えた二次コイルを介してハンドセットのバッテリーを充電する。また、このベースセットでは、商用交流電源から供給される交流電流を電源回路で整流して上記通話回路や上記一次コイルに通電しているが、上記バッテリーの充電の必要がないときは上記電源回路から上記一次コイルへの電力供給を停止している。
特開2000−83326号公報
ところが、電源として二次電池を有する機器の上記二次電池を充電可能であると共に上記通話回路のような通信回路を備えた充電装置では、上記二次電池を充電する必要がない場合でも上記通話回路には通電し続ける必要がある。特許文献1の装置のように商用電源からの電力を変換して上記通話回路に供給していると、その変換時のロスによって無駄に電力を消費してしまう場合があった。
そこで、本発明は、電源として二次電池を有する機器の上記二次電池を充電可能であると共に外部回線と通信可能な通信回路を備えた充電装置、若しくは、その充電装置と上記機器とを備えた充電システムにおいて、商用電源からの電力を変換する際のロスを減少させて消費電力を低減することを目的としてなされた。
上記目的を達するためになされた本発明の充電装置は、外部回線と通信可能な第1の通信回路と、電力を蓄積し、その蓄積された電力を上記第1の通信回路に供給する第1の二次電池と、上記第1の二次電池の電池残量を検出する第1電池残量検出部と、電源として第2の二次電池を有する機器と少なくとも電気的に結合可能で、該結合された上記機器の上記第2の二次電池に充電を行う充電部と、商用電源からの電力を変換して、上記第1の通信回路,上記充電部,及び上記第1の二次電池に供給する電源回路と、上記商用電源から上記電源回路への電力供給を制御する電力供給制御部と、を備え、上記電力供給制御部は、上記第1電池残量検出部が上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量を検出した場合、上記電力供給を停止するように制御し、上記第1電池残量検出部が上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量を検出していない場合、上記電力供給を行うように制御することを特徴としている。
このように構成された本発明の充電装置では、充電部は、電源として第2の二次電池を有する機器と少なくとも電気的に結合可能で、その結合された機器の上記第2の二次電池に充電を行う。また、第1の通信回路は、外部回線と通信を行うことができる。この第1の通信回路には、第1の二次電池に蓄積された電力が供給され、第1電池残量検出部はその第1の二次電池の電池残量を検出する。
また、充電装置に備えられた電源回路は、商用電源からの電力を変換して、上記第1の通信回路,上記充電部,及び上記第1の二次電池に供給する。すなわち、上記第1の通信回路は、上記電源回路,上記第1の二次電池のいずれからでも電力の供給を受けることができる。
上記商用電源から上記電源回路への電力供給は電力供給制御部によって制御されており、この電力供給制御部は、上記第1電池残量検出部の検出結果に基づいて、上記電力供給を次のように制御する。すなわち、上記第1電池残量検出部が上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量を検出した場合、上記電力供給制御部は、上記商用電源から上記電源回路への電力供給を停止するように制御する。このため、上記第1の二次電池の電池残量が十分であるときは、上記商用電源から上記電源回路への電力供給を停止することによって電力変換に伴うロスをほぼ0にして、充電装置の消費電力を良好に低減することができる。なお、この場合は、上記第1の通信回路は上記第1の二次電池から供給される電力によって十分に外部回線との通信を行うことができる。
また、上記第1電池残量検出部が上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量を検出していない場合は、上記電力供給制御部は、上記商用電源から上記電源回路への電力供給を行うように制御する。このため、上記第1の通信回路及び上記第1の二次電池への電力供給が即座に可能となり、上記第1の通信回路は、上記商用電源から上記電源回路を介して供給される電力によって上記外部回線との通信を行うことができる。また、上記第1の二次電池は、上記商用電源から上記電源回路を介して供給される電力を蓄積する。
また、本発明の充電装置は、上記第1の二次電池から上記第1の通信回路への電力供給を制御する通信系電力供給制御部を、更に備え、上記通信系電力供給制御部は、上記第1電池残量検出部が上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量を検出していない場合、上記電力供給を停止するように制御することも特徴としている
この場合、通信系電力供給制御部は、上記第1の二次電池から上記第1の通信回路への電力供給を制御する。そして、上記第1電池残量検出部が上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量を検出していない場合、上記通信系電力供給制御部は、上記第1の二次電池から上記第1の通信回路への電力供給を停止するように制御する。このため、上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量が上記第1の二次電池に無くなったとき、その第1の二次電池から上記第1の通信回路へ電力が流れ出るのを防止して、上記第1の二次電池に電力を効率的に蓄積することができる。このため、上記第1の二次電池の無駄な充放電を抑制し、その第1の二次電池の寿命を長くすることができる。
更に、本発明の充電装置は、上記電源回路から上記充電部への電力供給を制御する充電系電力制御部と、上記機器と上記充電部とが電気的に結合しているか否かを検出する結合検出部と、上記機器の上記第2の二次電池の電池残量を検出する第2電池残量検出部と、を備え、上記第1の二次電池は上記電源回路を介して上記充電部に電力を供給可能であり、上記結合検出部が上記結合していることを検出し、かつ、上記第2電池残量検出部が検出した電池残量が所定の閾値未満の場合、上記充電系電力制御部及び上記電力供給制御部は、それぞれ上記電力供給を行うように制御することも特徴としている
この場合、充電系電力制御部は、上記電源回路から上記充電部への電力供給を制御する。また、結合検出部は、上記機器と上記充電部とが電気的に結合しているか否かを検出する。更に、第2電池残量検出部は、上記機器の上記第2の二次電池の電池残量を検出する。そして、上記結合検出部が上記結合していることを検出し、かつ、上記第2電池残量検出部が検出した電池残量が所定の閾値未満の場合、上記電力供給制御部は上記商用電源から上記電源回路への電力供給を行うように制御し、上記充電系電力制御部は上記電源回路から上記充電部への電力供給を行うように制御する。このため、上記第2の二次電池の電池残量が減少した上記機器に対する上記二次電池の充電を、良好に行うことができる。また、この場合、上記第1の二次電池から上記充電部に電力が供給されるのを抑制することができ、延いては、上記第1の二次電池の無駄な充放電を抑制してその第1の二次電池の寿命を長くすることができる。
また、本発明の充電システムは、上記第2電池残量検出部を備えた上記充電装置と、その充電装置の上記充電部に結合可能な上記機器とを備えた充電システムであって、上記機器は、上記第2の二次電池の電池残量に関する情報を上記第1の通信回路に送信可能な第2の通信回路を備え、上記第2電池残量検出部は、上記第1の通信回路によって兼ねられ、上記第2の通信回路からの上記第2の二次電池の電池残量に関する情報を取得することによって上記第2の二次電池の電池残量を検出することを特徴としている。
このように構成された本発明の充電システムでは、上記機器に備えられた第2の通信回路は、上記第2の二次電池の電池残量に関する情報を上記充電装置の上記第1の通信回路に送信し、上記第1の通信回路は、上記第2の通信回路からの上記第2の二次電池の電池残量に関する情報を取得することによって上記第2電池残量検出部として機能する。このため、本発明の充電システムでは、上記第2電池残量検出部を備えた上記充電装置と同様の効果に加えて、上記第1の通信回路が上記第2電池残量検出部を兼ねるため、構成を一層簡略化することができるといった効果が生じる。
第1の実施の形態の電話機の構成を表すブロック図である。 その電話機における処理を表すフローチャートである。 第2の実施の形態の電話機の構成を表すブロック図である。 その電話機における処理を表すフローチャートである。 第3の実施の形態の電話機の構成を表すブロック図である。 その電話機における処理を表すフローチャートである。
[第1の実施の形態の構成]
次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図1は、本発明が適用された充電システムの一例としての電話機の構成を表すブロック図である。なお、本実施の形態の電話機は充電装置の一例としての充電台1と、機器の一例としての子機80とを備えて構成されている。
図1に示すように、充電台1は、プラグ2を介して図示省略した商用交流電源と接続して使用されるもので、内部には、次のような通信回路3(第1の通信回路,第2電池残量検出部の一例),電源回路4,二次電池5(第1の二次電池の一例),電圧モニタ6(第1電池残量検出部の一例),一次コイル7(充電部の一例),発振部8,ROM9,CPU10を備えている。通信回路3は、外部回線の一例としての電話回線と通信可能な周知のもので、電源回路4によって所定電圧の直流電流に整流された電力が供給される。また、この通信回路3は、二次電池5に蓄積された電力(直流電圧)も供給され、いずれの電力によっても動作可能である。二次電池5には、電源回路4によって上記所定電圧の直流電流に整流された電力が供給されて蓄電され、電圧モニタ6は、その二次電池5の電池残量に対応する電圧を検出してCPU10に入力している。
発振部8は、電源回路4によって上記所定電圧の直流電流に整流された電力を供給され、その電力を交流に変換して一次コイル7に通電する。更に、CPU10も、通信回路3と同様に、電源回路4,二次電池5のいずれからも電力の供給を受けることができ、ROM9に記憶されたプログラムに基づいて後述の処理を実行する。
また、充電台1は、プラグ2から電源回路4に至る通電経路に設けられた第1スイッチ11と、電源回路4から発振部8に至る通電経路に設けられた第2スイッチ12とを備えている。これらの第1スイッチ11,第2スイッチ12は、CPU10によってON/OFFが制御され、第1スイッチ11とCPU10とが電力供給制御部に、第2スイッチ12とCPU10とが充電系電力制御部に、それぞれ相当する。更に、充電台1は、子機80に設けられた後述の永久磁石81が近接するとONし、その永久磁石81が離間するとOFFする第5スイッチ15(結合検出部の一例)も備えており、そのON/OFF状態もCPU10に入力されている。
子機80は、全体としてハンドセット状に構成されており、前述の永久磁石81の他、次のような通信回路82,二次電池83(第2の二次電池の一例),電圧モニタ84(第2電池残量検出部の一例),電源回路85,二次コイル86を備えている。子機80を充電台1の予め規定された位置にセット(以下、単にセットという)すると、二次コイル86は一次コイル7と対向配置され、永久磁石81は第5スイッチ15と対向配置される。このため、充電台1に子機80がセットされると、第5スイッチ15がONし、その状態で一次コイル7に前述のように交流電流が通電されると、二次コイル86にも交流電流が誘起される。
二次コイル86に誘起された交流電流は、電源回路85によって所定電圧の直流電流に整流されて二次電池83に充電され、二次電池83に蓄えられた電力は、電源回路85を介して通信回路82に供給される。通信回路82は、その電力を利用して充電台1の通信回路3と無線通信を行う。また、二次電池83の電池残量に対応する電圧は電圧モニタ84によって検出され、その検出結果は通信回路82を介して通信回路3へ送信される。
[第1の実施の形態における処理及びその効果]
図2は、CPU10がROM9に記憶されたプログラムに基づいて定期的に実行する処理を表すフローチャートである。なお、充電台1の購入時には、二次電池5の電池残量がCPU10の起動に必要なだけ残っていない場合もあるが、出荷時には第1スイッチ11がONとされており、上記商用交流電源から電源回路4を介してCPU10に供給される電力により本処理が実行可能となる。また、出荷時に第1スイッチ11,第2スイッチ12が共にONとされていると、充電台1に子機80がセットされていなくても一次コイル7に電力が供給されてしまうので、出荷時には第2スイッチ12がOFFとされている。
図2に示すように、この処理では、先ずS1(Sはステップを表す:以下同様)にて、電圧モニタ6が検出している電圧値が取得される。続くS2では、その電圧値に基づいて、二次電池5の電池残量が閾値以上であるか否かが判断され、閾値未満の場合は(S2:N)、S3にて第1スイッチ11がONされた後、閾値以上の場合は(S2:Y)、S4にて第1スイッチ11がOFFされた後、それぞれ処理はS5へ移行する。なお、上記閾値は、通信回路3の駆動に必要な電池残量として予め設定された所定値である。
S5では、第5スイッチ15のON/OFF状態に基づき、子機80が当該充電台1にセットされているか否かが判断される。子機80がセットされていない場合は(S5:N)、処理は前述のS1へ移行して、S1〜S5の処理が繰り返し実行される。このS1〜S5の処理により、二次電池5の電池残量が上記閾値以上に維持される。すなわち、二次電池5の電池残量が上記閾値未満の場合は(S2:N)、上記商用電源から第1スイッチ11,電源回路4を介して二次電池5の充電がなされ(S3)、上記電池残量が上記閾値以上となると(S2:Y)、第1スイッチ11がOFFされる(S4)。
一方、子機80がセットされている場合は(S5:Y)、処理はS6へ移行し、第2スイッチ12がONされる。すると、その時点で第1スイッチ11がONであれば、上記商用交流電源から電源回路4を介して発振部8に供給される電力により、一次コイル7に交流電流が通電され、それによって子機80の二次電池83が充電される。また、その時点で第1スイッチ11がOFFの場合は(S4参照)、二次電池5に蓄積された電力が電源回路4を介して発振部8に供給される。
S6に続くS7では、子機80の二次電池83の電池残量が閾値(例えば、通信回路82の駆動に必要な電池残量)以上であるか否かが、通信回路3による通信回路82との通信を介して判断される。そして、二次電池83の電池残量が閾値未満の場合は(S7:N)、S8にて第1スイッチ11がONされ、処理はS7へ戻る。すると、このS7,S8の処理が繰り返される間に、二次電池83は上記商用交流電源から電源回路4を介して発振部8に供給される電力によって効率的に充電される。
一方、S7にて二次電池83の電池残量が閾値以上であると判断されると(S7:Y)、S10にて第2スイッチ12がOFFされ、S11にて第1スイッチ11がONされた後、処理が一旦終了する。すると、続いて処理はS1から再開される。
このように、本実施の形態では、二次電池5の電池残量が閾値以上で(S2:Y)、子機80がセットされていないときは(S5:N)、第1スイッチ11をOFFして上記商用電源から電源回路4への電力供給を停止する(S4)。このため、その電源回路4における電力変換に伴うロスをほぼ0にして消費電力を低減することができる。なお、この場合は、通信回路3は二次電池5から供給される電力によって十分に上記外部回線や子機80との通信を行うことができる。一般的に、電源回路4の変換効率よりも二次電池5の充電効率の方が優れているので、本実施の形態の電話機では良好に消費電力を低減することができる。
また、二次電池5の電池残量が閾値未満のときは(S2:N)、第1スイッチ11がONされることによって(S3)、上記商用電源から上記電源回路4を経由した通信回路3,二次電池5への電力供給が即座に可能となる。このため、通信回路3は、上記商用電源から電源回路4を介して供給される電力によって上記外部回線との通信を行うことができる。また、二次電池5は、上記商用電源から電源回路4を介して供給される電力を蓄積する。従って、二次電池5の電池残量減少時にも通信等に支障が生じない。
更に、本実施の形態では、第5スイッチ15を介して子機80がセットされていることが検出され(S5:Y)、かつ、二次電池5の電池残量が閾値未満の場合(S7:N)、第1スイッチ11,第2スイッチ12が共にONされる(S6,S8)。このため、子機80の二次電池83の充電を良好に行うことができる。また、第1スイッチ11がONされることにより二次電池5から発振部8に電力が供給されるのを抑制することができ、延いては、二次電池5の無駄な充放電を抑制してその二次電池5の寿命を長くすることができる。しかも、本実施の形態では、通信回路3を介して二次電池83の電池残量を検出しているので、当該電池残量を検出するための構成を別途設ける必要がなく、構成を一層簡略化することができる。
[第2の実施の形態]
次に、図3は、本発明が適用された第2の実施の形態としての電話機の構成を表すブロック図である。なお、本実施の形態は、子機80の構成は上記第1の実施の形態と同様で、充電台101の構成が以下のように異なるので、相違点についてのみ説明する。
図3に示すように、充電台101は、二次電池5から通信回路3に至る通電経路に第3スイッチ13を備え、二次電池5からCPU10に至る通信経路に第4スイッチ14を備えた点において充電台1と異なり、他は同様に構成されている。なお、これらの第3スイッチ13,第4スイッチ14も、CPU10によってON/OFFが制御され、第3スイッチ13とCPU10とが通信系電力供給制御部に相当する。
次に、図4は、この第2の実施の形態においてCPU10が実行する処理を表すフローチャートである。この処理は、第1の実施の形態における処理と以下の点が異なるのみであるので、相違点についてのみ説明する。なお、本実施の形態では、出荷時には第1スイッチ11,第3スイッチ13,第4スイッチ14の全てがONとされ、第2スイッチ12がOFFとされている。
図4に示すように、この処理では、S3に代わるS203にて、第1スイッチ11が第1の実施の形態と同様にONされると共に、第3スイッチ13,第4スイッチ14が共にOFFされる。逆に、S4に代わるS204では、第1スイッチ11が第1の実施の形態と同様にOFFされると共に、第3スイッチ13,第4スイッチ14が共にONされる。また、二次電池83の電池残量が閾値未満となって(S7:N)、S8にて第1スイッチがONされた後は、S209にて第3スイッチ13,第4スイッチ14が共にOFFされてから処理がS7へ移行する。逆に、二次電池83の電池残量が閾値以上となって(S7:Y)、S10にて第2スイッチ12がOFFされ、S11にて第1スイッチ11がONされた後は、S212にて第3スイッチ13,第4スイッチ14が共にONされてから処理が一旦終了する。
本実施の形態では、二次電池5または83の電池残量が閾値未満となって(S2:NまたはS7:N)、その二次電池5または83を充電するために第1スイッチ11がONされたときには(S203,S8)、第3スイッチ13,第4スイッチ14をOFFすることができる(S203,S209)。このため、本実施の形態では、上記のように第1スイッチ11がONされたときは上記商用電源からの電力のみを利用して通信回路3やCPU10が駆動される。従って、本実施の形態では、二次電池5から通信回路3やCPU10に電力が流れ出るのを抑制することができ、延いては、二次電池5の無駄な充放電を抑制してその二次電池5の寿命を一層長くすることができる。なお、本実施の形態において、第3スイッチ13,第4スイッチ14がONされているときの動作は、上記第1の実施の形態と同様である。
[第3の実施の形態]
次に、図5は、本発明が適用された第3の実施の形態としての電話機の構成を表すブロック図である。なお、本実施の形態は、充電台201,子機280の構成が以下のように第2の実施の形態と異なり、他は第2の実施の形態と同様に構成されているので、相違点についてのみ説明する。
図5に示すように、子機280は、電圧モニタ84を有さず、代わりに、電源回路85を介して二次電池83の充電がなされる際に電流が通電されて磁力を発生する電磁石87を備えている。また、充電台201の第2スイッチ12は、子機280がセットされたときに電磁石87と対向する位置に設けられた磁気スイッチによって構成され、充電台201にセットされた子機280の電磁石87が発生する磁力によってONの状態に維持される。また、第2スイッチ12(本実施の形態では第2電池残量検出部の一例)は、CPU10によって一時的にONすることができるが、電磁石87に磁力が発生していないときはすぐにOFFの状態に戻る構成となっている。更に、第2スイッチ12のON/OFF状態はCPU10に入力されている。
次に、図6は、この第3の実施の形態においてCPU10が実行する処理を表すフローチャートである。この処理は、第2の実施の形態における処理と以下の点が異なるのみであるので、相違点についてのみ説明する。なお、本実施の形態でも、出荷時には第1スイッチ11,第3スイッチ13,第4スイッチ14の全てがONとされ、第2スイッチ12がOFFとされている。
図6に示すように、この処理では、S7に代わるS307にて、第2スイッチ12がOFFであるか否かが判断される。すなわち、S6にて前述のように第2スイッチ12が一時的にONされると、二次電池83がフル状態でなければ、二次電池5から電源回路4を介して発振部8に電力が供給されることにより、子機280の二次電池83が電源回路85を介して充電される。このため、その充電中は電磁石87が磁力を発生し、第2スイッチ12がONの状態に維持される(S307:N)。一方、二次電池83がフル状態の場合は、電磁石87に電流が流れず、その電磁石87が磁力を発生しないため、第2スイッチ12はすぐにOFFの状態に戻る(S307:Y)。
そこで、本実施の形態では、CPU10は第2スイッチ12のON/OFF状態を判断することにより(S307)、前述のS7で行っていた二次電池83の電池残量の判断に代えているのである。また、このため、本実施の形態では、S10の処理は省略することができる。そして、このように構成された本実施の形態でも、上記第2の実施の形態と同様の作用・効果が生じる。
[他の実施の形態]
なお、本発明は上記各実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、商用電源からの電力を変換する電源回路は、商用電源が直流電源の場合はDC−DCコンバータ等でもあってもよい。また、結合検出部の構成としても種々の形態が考えられ、一次コイル7のインダクタンスや機械的接点により子機の80の有無を検出してもよい。更に、充電部は、機器(例えば子機80)の表面に露出した接点に機械的に接触する接点を介して充電を行うものであってもよい。また更に、本発明は、電話機に限らず、例えばテレビのリモコン、無線LANを有する携帯ゲーム機等、種々の充電システムに適用することができる。
1,101,201…充電台 2…プラグ 3,82…通信回路
4,85…電源回路 5,83…二次電池 6,84…電圧モニタ
7…一次コイル 8…発振部 10…CPU
11…第1スイッチ 12…第2スイッチ 13…第3スイッチ
14…第4スイッチ 15…第5スイッチ 80,280…子機
81…永久磁石 86…二次コイル 87…電磁石

Claims (2)

  1. 外部回線と通信可能な第1の通信回路と、
    電力を蓄積し、その蓄積された電力を上記第1の通信回路に供給する第1の二次電池と、
    上記第1の二次電池の電池残量を検出する第1電池残量検出部と、
    電源として第2の二次電池を有する機器と少なくとも電気的に結合可能で、該結合された上記機器の上記第2の二次電池に充電を行う充電部と、
    商用電源からの電力を変換して、上記第1の通信回路,上記充電部,及び上記第1の二次電池に供給する電源回路と、
    上記商用電源から上記電源回路への電力供給を制御する電力供給制御部と、
    上記第1の二次電池から上記第1の通信回路への電力供給を制御する通信系電力供給制御部と、
    上記電源回路から上記充電部への電力供給を制御する充電系電力制御部と、
    上記機器と上記充電部とが電気的に結合しているか否かを検出する結合検出部と、
    上記機器の上記第2の二次電池の電池残量を検出する第2電池残量検出部と、
    を備え、
    上記電力供給制御部は、上記第1電池残量検出部が上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量を検出した場合、上記電力供給を停止するように制御し、上記第1電池残量検出部が上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量を検出していない場合、上記電力供給を行うように制御し、
    上記通信系電力供給制御部は、上記第1電池残量検出部が上記第1の通信回路の駆動に必要な電池残量を検出していない場合、上記電力供給を停止するように制御し、
    上記第1の二次電池は上記電源回路を介して上記充電部に電力を供給可能であり、
    上記結合検出部が上記結合していることを検出し、かつ、上記第2電池残量検出部が検出した電池残量が所定の閾値未満の場合、上記充電系電力制御部及び上記電力供給制御部は、それぞれ上記電力供給を行うように制御することを特徴とする充電装置。
  2. 請求項記載の充電装置と、その充電装置の上記充電部に結合可能な上記機器とを備えた充電システムであって、
    上記機器は、上記第2の二次電池の電池残量に関する情報を上記第1の通信回路に送信可能な第2の通信回路を備え、
    上記第2電池残量検出部は、上記第1の通信回路によって兼ねられ、上記第2の通信回路からの上記第2の二次電池の電池残量に関する情報を取得することによって上記第2の二次電池の電池残量を検出することを特徴とする充電システム。
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