JP5456328B2 - 電子機器及び充電制御方法 - Google Patents
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Description
ところで、二次電池は充電動作保証範囲内の温度下で充電させるべきであることから、通常、二次電池の温度が充電動作保証範囲の上限を超えた場合には二次電池の充電を中断するようになっている。
以下、本発明の第1の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
<携帯電話機の外観>
本実施の形態の携帯電話機の外観について図1を参照しつつ説明する。図1(a)は本実施の形態の携帯電話機の開状態の正面図であり、(b)はその背面図である。
図1の携帯電話機1の機能構成について図2を参照しつつ説明する。図2は図1の携帯電話機1の回路図である。
携帯電話機1は、上述した光発電を行うためのソーラパネル10と、ソーラ充電回路30と、コンデンサ(容量素子)40と、スイッチ45と、二次電池50と、電流検出回路55と、回路ブロックBと、ACアダプタ90とを備える。回路ブロックBは、急速充電回路60と、CPU(Central Processing Unit)70と、メモリ80とを有する。
ソーラ充電回路30は、ソーラパネル10の出力電圧を検出するための、抵抗素子31、電圧検出回路32、及び電圧検出回路32の過電圧保護用のツエナーダイオード33を備える。ソーラパネル10の出力電圧は、抵抗素子31とツエナーダイオード33とで分圧され、電圧検出回路33は分圧電圧の電圧値Vを検出し、検出した電圧値Vを示す分圧電圧情報をCPU70へ出力する。
LDO35は、npn型のトランジスタ35aと、抵抗素子35b,35cと、基準電圧回路35dと、アンプ35eとを備える。但し、CPU70は、ソーラ充電回路30を駆動させる場合にはアンプ35eを駆動させ、ソーラ充電回路30を停止させる場合にはアンプ35eを停止させる。
CPU70の制御によってアンプ35eが駆動している場合、ソーラ充電回路30では次のような動作を行う。トランジスタ35aは、ダイオード34からエミッタに供給されるエミッタ電流をアンプ35eからベースに供給されるベース電流に応じて増幅し、コレクタからコレクタ電流を出力する。トランジスタ35aのコレクタ電圧は、抵抗素子35bと抵抗素子35cとで分圧され、アンプ35eは分圧電圧の電圧値Vaと基準電圧回路35dによって生成される基準電圧の基準電圧値Vrefとに基づいて、電圧値Vaと基準電圧値Vrefとが等しくなるような電流値の電流をトランジスタ35aのベースに供給する。これによって、ソーラ充電回路30は、入力電圧を定電圧化して、定電流出力を行う。
スイッチ45は、LDO35から二次電池50及び回路ブロックBへの電流供給経路に設けられ、CPU70によってオン、オフが制御される。なお、スイッチ45として、例えば、バイポーラトランジスタやMOSFETなどを用いることができる。
回路ブロックBの急速充電回路60は、ACアダプタ90に接続された入力部61、npn型のトランジスタ62、抵抗素子63、及び充電制御回路64を備える。充電制御回路64は、二次電池50の温度の検出を行い、検出した温度を示す温度情報をCPU70へ出力する。充電制御回路70はトランジスタ62のオン、オフを制御し、これによって商用電源の電力を用いた二次電池50の充電制御が行われる。
なお、携帯電話機1及び後述する第2の実施の形態の携帯電話機1aは、充電制御回路64が二次電池50の電圧を検出して監視し、二次電池50の過充電が起きないようにスイッチ45、62の制御が行われる。
図2のCPU70によって行われるLDO35及びスイッチ45の制御処理について図5を参照しつつ説明する。図5は図2のCPU70が行うLDO35及びスイッチ45の制御処理の手順を示すフローチャートである。なお、CPU70はメモリ80から図5に動作フローを示すLDO35及びスイッチ45の制御処理を実行するためのプログラムを読み出して、読み出したプログラムを実行する。
電圧値Vが電圧閾値Vth以上で(S1:NO)、温度Tが温度閾値Tth以上で(S3:NO)、電流値Iが電流閾値Ith未満であれば(S5:YES)、CPU70は、LDO35を稼働させ、スイッチ45をオフにする(ステップS6)。また、電圧値Vが電圧閾値Vth以上で(S1:NO)、温度Tが温度閾値Tth以上で(S3:NO)、電流値Iが電流閾値Ith以上であれば(S5:NO)、CPU70は、LDO35を稼働させ、スイッチ45をオンにする(ステップS7)。
図2の携帯電話機1の動作例について図6から図8を参照しつつ説明する。但し、図6から図8の各図において、横軸は時間である。また、図6から図8の各図における、ソーラパネル10の分圧電圧、二次電池50の温度及び回路ブロックBの消費電流の夫々では、縦軸の上に行くにつれて値が大きくなる。
図6は図2の携帯電話機1の動作例を説明するためのタイミングチャートである。但し、携帯電話機1は受信期間及びスリープ期間が交互に現れる動作を行い、回路ブロックBはスリープ期間では電流閾値Ith未満の電流を消費し、受信期間では電流閾値Ith以上の電流を消費するものとする。
時間T1以降分圧電圧の電圧値Vが電圧閾値Vth以上であり、時間T2以降二次電池50の温度Tが温度閾値Tth以上である。時間T2から時間T3までは回路ブロックBの消費電流の電流値IがIth未満なので、CPU70は、LDO35を稼働させ、スイッチ45をオブにする。このとき、コンデンサ40はソーラパネル10において発電された電力を用いて充電され、二次電池50は充電されない。
また、回路ブロックBの消費電流が小さい期間にソーラパネル10において発電された電力がコンデンサ40に蓄えられ、回路ブロックBの消費電流が大きい期間に回路ブロックBによって利用されるため、コンデンサ40を設けることによって、ソーラパネル50において発電された電力を更に効率的に使用でき、二次電池50の電池残量の低下を更に抑制できる。
[動作例(その2)]
図7は図2の携帯電話機1の他の動作例を説明するためのタイミングチャートである。但し、携帯電話機1はスリープ期間の後通話期間の通話動作を行い、回路ブロックBはスリープ期間では電流閾値Ith未満の電流を消費し、通話期間では電流閾値Ith以上の電流を消費するものとする。
時間T11以降分圧電圧の電圧値Vが電圧閾値Vth以上であり、時間T12まで二次電池50の温度Tが温度閾値Tth未満なので、CPU70は、LDO35を稼働させ、スイッチ45をオンにする。二次電池50はソーラパネル10において発電された電力を用いて充電される。
図8は図2の携帯電話機1の動作例を説明するためのタイミングチャートである。但し、携帯電話機1は受信期間及びスリープ期間が交互に現れる動作を行い、回路ブロックBはスリープ期間及び受信期間ともに電流閾値Ith以上の電流を消費するものとする。
電圧検出回路32はソーラパネル10の出力電圧が分圧された分圧電圧の電圧値Vを検出しており、検出した分圧電圧の電圧値Vを示す分圧電圧情報をCPU70へ出力する。また、充電制御回路64は、二次電池50の温度Tを検出しており、検出した温度Tを示す温度情報をCPU70へ出力する。電流検出回路55は、回路ブロックBの消費電流の電流値Iを検出しており、検出した消費電流の電流値Iを示す消費電流情報をCPU70へ出力する。
時間T31以降分圧電圧の電圧値Vが電圧閾値Vth以上であり、時間T32まで二次電池50の温度Tが温度閾値Tth未満なので、CPU70は、LDO35を稼働させ、スイッチ45をオンにする。二次電池50はソーラパネル10において発電された電力を用いて充電される。
以下、本発明の第2の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。第1の実施の形態の携帯電話機1は回路ブロックBの消費電流の電流値を検出して、スイッチ45のオン、オフの制御を行う。これに対して、本実施の形態の携帯電話機1aはCPU70が回路ブロックBの動作内容を判断してスイッチ45のオン、オフの制御を行う。なお、本実施の形態において、第1の実施の形態と実質的に同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明が適用できるため本実施の形態ではその説明を省略する。
本実施の形態の携帯電話機1aの機能構成について図9を参照しつつ説明する。図9は本実施の形態の携帯電話機1aの回路図である。なお、メモリ80には、図5に動作フローを示すLDO35及びスイッチ45の制御処理を実行するためのプログラムの代わりに、図11に動作フローを示すLDO35及びスイッチ45の制御処理を実行するためのプログラムが記憶されている。
図9のCPU70aによって行われるLDO35及びスイッチ45の制御処理について図11を参照しつつ説明する。図11は図9のCPU70aが行うLDO35及びスイッチ45の制御処理の手順を示すフローチャートである。なお、CPU70aはメモリ80から図11に動作フローを示すLDO35及びスイッチ45の制御処理を実行するためのプログラムを読み出して、読み出したプログラムを実行する。
本発明は上記の実施の形態で説明した内容に限定されず、本発明の目的とそれに関連又は付随する目的を達成するためのいかなる形態においても実施可能であり、例えば、以下であってもよい。
(1)上記の各実施の形態では、携帯電話機を対象として説明したが、これに限らず、携帯電話機以外の携帯通信機器などの電子機器を対象にしてもよい。
(4)上記の各実施の形態では、LDO35及びスイッチ45の制御処理(図5、図11)をCPU70,70aが行うものとして説明したが、これに限らず、例えば専用の回路によってLDO35及びスイッチ45の制御処理(図5、図11)を行うようにしてもよい。
(6)上記の各実施の形態では、LDO35及びスイッチ45の制御にCPU70に接続された制御線を分岐して使用しているが、これに限らず、例えば、CPU70に接続された別個の制御線を使用するようにしてもよい。
10 太陽パネル
30 ソーラ充電回路
35 LDO
40 コンデンサ
45 スイッチ
50 二次電池
55 電流検出回路
64 充電制御回路
70 CPU
80 メモリ
Claims (8)
- 二次電池及び当該二次電池を充電する充電手段を備えた電子機器であって、
前記充電手段から前記二次電池への電流供給経路に設けられたスイッチ手段と、
制御手段を含み、前記二次電池から電流供給を受けるとともに、前記スイッチ手段を経由して前記充電手段から電流供給を受ける回路ブロックと、
前記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、
前記回路ブロックによる消費電流の電流値を検出する電流検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記充電手段から前記二次電池への電流供給ができ、前記温度検出手段により検出された温度が所定の温度以上である場合において、
前記電流検出手段が検出した電流値が前記充電手段を含む電流供給手段の出力電流値を超えるように定められた所定の電流値未満のときには前記スイッチ手段をオフにし、当該所定の電流値以上のときには前記スイッチ手段をオンにする
ことを特徴とする電子機器。 - 前記電流供給経路の前記充電手段から前記スイッチ手段までの間に一端が接続され、他端が接地された容量素子
を更に備えることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 前記充電手段は、
ソーラパネルと、
前記ソーラパネルの出力電圧を定電圧化して、前記二次電池及び前記回路ブロックに電流供給を行うソーラ充電手段と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の電子機器。 - 二次電池及び当該二次電池を充電する充電手段を備えた電子機器であって、
前記充電手段から前記二次電池への電流供給経路に設けられたスイッチ手段と、
制御手段を含み、前記二次電池から電流供給を受けるとともに、前記スイッチ手段を経由して前記充電手段から電流供給を受ける回路ブロックと、
前記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記充電手段から前記二次電池への電流供給ができ、前記温度検出手段により検出された温度が所定の温度以上である場合において、
前記回路ブロックが前記充電手段を含む電流供給手段の出力電流値を超えるように定められた所定の電流値未満の電流を消費する動作を行っているときには前記スイッチ手段をオフにし、当該所定の電流値以上の電流を消費する動作を行っているときには前記スイッチ手段をオンにする
ことを特徴とする電子機器。 - 前記電流供給経路の前記充電手段から前記スイッチ手段までの間に一端が接続され、他端が接地された容量素子
を更に備えることを特徴とする請求項4記載の電子機器。 - 前記充電手段は、
ソーラパネルと、
前記ソーラパネルの出力電圧を定電圧化して、前記二次電池及び前記回路ブロックに電流供給を行うソーラ充電手段と、
を備えることを特徴とする請求項4記載の電子機器。 - 二次電池と、前記二次電池を充電する充電手段と、前記充電手段から前記二次電池への電流供給経路に設けられたスイッチ手段と、制御手段を含み、前記二次電池から電流供給を受けるとともに、前記スイッチ手段を経由して前記充電手段から電流供給を受ける回路ブロックと、有する電子機器において行われる充電制御方法であって、
前記制御手段は、
前記充電手段から前記二次電池への電流供給ができ、前記二次電池の温度が所定の温度以上である場合において、
前記回路ブロックにおいて消費される電流の電流値が前記充電手段を含む電流供給手段の出力電流値を超えるように定められた所定の電流値未満のときには前記スイッチ手段をオフにし、当該所定の電流値以上のときには前記スイッチ手段をオンにする
ことを特徴とする充電制御方法。 - 二次電池と、前記二次電池を充電する充電手段と、前記充電手段から前記二次電池への電流供給経路に設けられたスイッチ手段と、制御手段を含み、前記二次電池から電流供給を受けるとともに、前記スイッチ手段を経由して前記充電手段から電流供給を受ける回路ブロックと、有する電子機器において行われる充電制御方法であって、
前記制御手段は、
前記充電手段から前記二次電池への電流供給ができ、前記二次電池の温度が所定の温度以上である場合において、
前記回路ブロックが前記充電手段を含む電流供給手段の出力電流値を超えるように定められた所定の電流値未満の電流を消費する動作を行っているときには前記スイッチ手段をオフにし、当該所定の電流値以上の電流を消費する動作を行っているときには前記スイッチ手段をオンにする
ことを特徴とする充電制御方法。
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