JPH02276427A - 電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は電子機器、特に機器各部を駆動するための充電
式電池と、外部電源入力により充電式電池を充電する充
電回路を有する電子機器に関するものである。

［従来の技術］ 従来より、装置に内蔵された充電式電池によって装置の
各部を動作させる電子機器が知られている。また、この
種の装置ではトランス、！１流器、および平滑回路から
構成されたいわゆるＡＣアダプタを用い、内蔵された充
電式電池を充電する構造が知られている。

この種の機器の充電回路は、充電電流を制限するための
抵抗、充電回路を開閉するためのスイッチ、およびこの
スイッチを所定時間オンとして一定時間の充電を行なわ
せるためのタイマから構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ 充電式電池の充電には専用の充電器を用いることもでき
るが、一般にこのような充電器は高価であり、上記のよ
うに構成された充電回路によつて装置に内蔵された充電
式電池を充電する方が簡単安価であり、また上記の回路
程度のものは小型の機器であっても容易に装置に内蔵で
きる。

ところが、上記のような充電回路ではＡＣアダプタを用
いているため、ＡＣアダプタの入力電源電圧が変動する
と通常この種のアダプタには安定化回路などが組み込ま
れていないのでその出力電圧も変化する。商用交流電源
の電圧保証範囲は地域差があり、定格（公称）電圧の±
ｌＯ〜１５％程度の変動はあり得る。

したがって、上記のように常に一定時間の充電を行なう
構成では、ＡＣアダプタの入力電源電圧が変化するとＡ
Ｃアダプタ出力電圧も変化し、この結果充電される電池
に流れ込む充電電流の大きさが違ってくるため、電源電
圧が低い場合には充電電流が減少して所望の充電量を確
実に得ることができない、また電源電圧が高い場合には
充電電流が必要以上に大きくなり、電池が過充電状態と
なって寿命が短くなるなどの問題があった。

本発明は以上の問題を解決するもので、簡単安価な構成
によって内蔵された充電式電池を最適な充電条件で充電
できるようにした電子機器を提供することを課題とする
。

［課題を解決するための手段］ 以上の課題を解決するために、本発明においては、機器
各部を駆動するための充電式電池と、外部電源入力によ
り充電式電池を充電する充電回路を有する電子機器にお
いて、前記外部電源の出力電圧を検出する手段と、この
検出手段の出力に応じて充電式電池の充電時間および充
電電流の積がほぼ一定になるように前記充電回路を制御
する手段を設けた構成を採用した。

［作　用］ 以上の構成によれば、外部電源人力の出力電圧が変動し
ても、充電式電池の充電時間および充電電流の積がほぼ
一定になるように充電式電池の充電処理を制御すること
ができる。

［実施例１ 以下、図面に示す実施例に基づき、本発明の詳細な説明
する。

第１図に本発明を採用した電子機器の構成を示す、ここ
では電子計算機、オーディオ機器その他各種の充電式電
池を内蔵する電子機器の構造を示す。

第１図において符号ｌは商用交流電源などから成る交流
電源で、ＡＣアダプタ２に交流電圧を供給する。ＡＣア
ダプタ２は公知のものと同様に変圧器、整流器および平
滑用コンデンサなどから構成される。

ＡＣアダプタ２の出力は電子機器１２に所定のターミナ
ルなどを介して供給される。電子機器１２では電源回路
４０にＡＣアダプタ２の出力を入力するか、あるいは装
置内部に内蔵された充電式の電池１１の出力を入力する
かを切り換えるスイッチ３が設けられている。電源回路
は公知のスイッチング電源などの安定化回路から構成さ
れ、制御回路６０および装置を構成する液晶表示器など
から成る表示部７０、およびプリンタなどの機構部５０
に給電を行なう。

制御回路６０はＭＰＵ７ＪＪ：びＲＯＭ６１、ＲＡＭ６
２から構成される。

また、ＡＣアダプタ２の出力はスイッチ３を介さずに充
電式電池１１の充電回路８ｏ・に入力されている。この
充電回路８０は制御回路６０内のＭＰＵ７によって制御
される。ＡＣアダプタ２の出力は充電回路８０内におい
て抵抗５で分圧され、Ａ／Ｄコンバータ６に人力される
。

Ａ／Ｄコンバータ６は入力された抵抗５による分圧値を
デジタル値に変換して、ＭＰＵ７に入力する。ＭＰＵ７
は入力されたＡＣアダプタ２の出力電圧に対応した値に
応じ、後述の制御によってタイマ８の計時時間を決定し
て充電時間を制御する。

タイマ８はＭＰＵ７から設定された時間の間アナログス
イッチなどから構成されたスイッチ回路９をオンとし、
電流制限用の抵抗ｉｏを介して充電式電池１１を充電さ
せる。また、充電回路８０には手動制御によって充電式
電池１１の充電を開始させるためのスイッチ４が設けら
れており、この出力はＭＰＵ７に入力されている。

次に以上の構成における動作につき説明する。

まず、スイッチ３により装置の電力供給源としてＡＣア
ダプタ２が選択されている場合につき示す。

この場合、充電式電池１１からの電力供給はないが、ス
イッチ４をオンにするとＭＰＵ７の制御による充電式電
池１１の充電が開始される。このとき、ＡＣアダプタ２
の出力電圧は抵抗５により分圧され、Ａ／Ｄコンバータ
６を介してＭＰＵ７により検出される。

ＭＰＵ７は、Ａ／Ｄコンバータ６から入力されたデジタ
ル値により表現された電源ライン電圧を検出し、この値
に応じて充電条件を決定する。

ここで、第２図（Ａ）に代表的な充電式電池の充電特性
を示す、第２図（Ａ）において、充電中の電池の端子電
圧ＶＢは、曲！！１８のように変化する。

一方、第１図の構成では、ＡＣアダプタ２の出力電圧を
ＶＡ、電流制御抵抗ｌＯの抵抗値をＲとすると、充電電
流Ｉｃは次のように示される。

また、充電量をＣ（％）、電池の公称電流容量をＧｏ、
充電時間をｔ　（ｈ）とすると、充電量は次のように示
される。

ここで、充電時間ｔを一定とし、充電中の充電式電池１
１の端子電圧ＶＢを一定とみなすと（１）、（２）式に
より充電量ＣはＡＣアダプタ２の出力電圧ＶＡに比例す
ることがわかる。つまり、ＡＣアダプタ２の出力電圧Ｖ
Ａが高ければ充電量Ｃは通常１２０％程度で飽和してく
るので過充電状態となり、逆に電圧ＶＡが低ければ所望
の充電量が得られない。

このような過充電、あるいは充電不足を防止するために
は、ＡＣアダプタ２の出力電圧ＶＡに応じて、充電電流
ＩＣと充電時間ｔの積を所定値に保つような制御が必要
である。このために、第１図の構成では、タイマ８によ
り充電時間ｔを制御するか、電流制御抵抗ｌＯの抵抗値
Ｒを調節することが考えられる。まず、充電時間ｔを調
節する方法を第２図（Ｂ）に示す、第２図（Ｂ）はＭＰ
Ｕ７の充電制御手順を示している。

スイッチ４により充電開始が命令されると、ＭＰＵ７は
第２図（Ｂ）のステップＳｌにおいてＡ／Ｄコンバータ
６を介してＡＣアダプタ２の出力電圧ＶＡを測定する。

このとき、ＡＣアダプタ２の出力電圧はＡ／Ｄコンバー
タ６を介して検出されるが、Ａ／Ｄコンバータ６をｎビ
ットのコンバータとすると、その入力電圧は２の５乗ス
テップに電子化されて出力されるから、ＭＰＵ７はステ
ップＳ２において入力されたステップに対応して充電時
間を割り当てたテーブルを参照してタイマ８に設定する
充電式電池１１の充電時間を決定すればよい、このテー
ブルでは、ＡＣアダプタ２の出力電圧に反比例して充電
電圧が変化するように作成される。このテーブルは制御
回路６０内のＲＯＭ６１に格納しておく。

このようにして、充電式電池ｉｔの充電時間をタイマ８
に設定すると、ＭＰＵ７はステップＳ３でタイマ８をス
タートさせる。これによりタイマ８はスイッチ回路９を
オンとし、ＡＣアダプタ２からスイッチ回路９、電流制
御抵抗ｌＯを介して充電式電池１１に充電電流が供給さ
れる。

タイマ８に設定した充電時間が経過すると、タイマ８は
スイッチ回路９を遮断し充電処理を停止させる。

以上の構成によれば、ＡＣアダプタ２の出力電圧に応じ
て充電式電池１１の充電時間を制御するようにしている
ため充電式電池１１の過充電ないしそれによ、る寿命の
短縮、あるいは充電不足ないしそれによる機器の動作不
良を防止することができる。

第２図（Ｃ）に異なる制御手順を示す、第２図（Ｂ）で
は、充電時間を決定したのち充電終了まで充電時間を補
正しないが、第２図（Ｃ）では、充電開始後も一定時間
（たとえば３０分、１時間など）おきに充電時間の補正
を行なう。

第２図（Ｃ）のステップＳ４では、上記ステップＳ１．
Ｓ２と同様にＡＣアダプタ２の出力電圧ＶＡを測定し、
テーブル演算により充電時間を決定し、その値をステッ
プＳ５においてタイマ８に入力する。

ステップＳ６ではタイマ８をスタートさせるが、同時に
充電時間の補正インターバルを決定するＭＰＵ７の内蔵
タイマ（ソフトウェアなどにより構成する）をスタート
させる。

ステップＳ７では、ＭＰＵ７の内蔵タイマが一定時間（
たとえば３０分、１時間など）を計時したかどうかを判
定する。ステップＳ７が肯定された場合には、ステップ
Ｓ８において再度ＡＣアダプタ２の出力電圧をＡ／Ｄコ
ンバータ６によりサンプリングする。なお、内蔵タイマ
は充電終了までリセットされず、経過時間を測定するも
のとする。また、ステップＳ７では、タイマ８のオーバ
ーフローを検出し、タイマ８の計時が終了している場合
には充電処理を停止させる。

ステップＳ９では、再度テーブル演算によりＡＣアダプ
タ２の出力電圧に応じて充電時間と充電電流の積が所定
値になるように新しい充電時間を求め、ステップＳＩＯ
ではこの新充電時間と、内蔵タイマが計時した今までの
充電時間の差をタイマ８に設定すべき充電時間として決
定し、ステップＳ５に移行する。

このような制御によれば、一定時間ごとにＡＣアダプタ
２の出力電圧に応じて残り充電時間を補正するため、よ
り正確に充電制御を行なうことができる。

次に、充電電流を制御する構成を第３図に示す。

第３図は、第１図の充電回路８０の構造を変更したもの
で、その他の構成は第１図と同じである。第３図では、
充電式電池１１に可変抵抗器１５、スイッチ回路１４を
介して充電電流を与えるようにしたものである。可変抵
抗器１５は、複数の抵抗を内蔵し、充電式電池１１の充
電電流を多値に制御できるようにしたもので、スイッチ
回路１４により可変抵抗器１５内部の抵抗を選択できる
ようになっている。スイッチ回路１４のスイッチングは
セレクタ回路１６により選択される。

第４図に、第３図のスイッチ回路１４、可変抵抗器１５
．セレクタ回路１６の構造を詳細に示す。

第４図において、可変抵抗器１５は抵抗Ｒ１・・−Ｒｍ
により構成され、これらの所望の抵抗を選択して充電ラ
インに接続することにより、充電電流をｍ段階に制御で
きるようになっている。

スイッチ回路１４は図示のように可変抵抗器１５の抵抗
Ｒ１・・・Ｒｍに直列にエミッターコレクタを接続され
たトランジスタＱｌ・・−Ｑｍを有している。

さらに、所望のトランジスタＱ！・・・Ｑｍｅべ一に ス豐りイマ８の出力を入力するよう、マルチプレクサな
どから構成されたセレクタ回路１６がＭＰＵ７により制
御される。なお、第４図において、タイマ８は計時期間
中、ハイレベルを出力するものとする。

このような構成では、タイマ８に設定する充電時間は一
定値とする。また、ＲＯＭ６１に格納された充電制御の
ためのテーブルは、充電時間と充電電流の積が所定値に
なるように、ＡＣアダプタ２の出力電圧ＶＡに可変抵抗
器１５の選択すべき抵抗Ｒ１−・−Ｒｍを決定するデー
タを格納したものとする。

このとき、Ａ／Ｄコンバータ６の出力ステップ数を２の
ｎ乗とすると、可変抵抗器１５の抵抗の数ｍはこの値を
その公約数で除した数に設定しておく。すなわち、ＲＯ
Ｍ６１のテ、−プルでは上記公約数のステップ数ごとに
ディジタル出力範囲をｍ個の区間に分割したもので、各
区間に可変抵抗２３１５の抵抗Ｒ１・・−Ｒｍを割り当
てるように構成され、各抵抗Ｒ１・・−Ｒｍの値は上記
各区間の中心の値に対応するｍ個のＡ／Ｄコンバータ６
の出力電圧値に対して充電電流が同一になるように選択
される。

第４図の構成においても、第２図（Ａ）（Ｂ）のものと
ほぼ同様の制御手順を用いることができる。ただし第２
図（Ａ）、（Ｂ）におけるタイマ８の設定時間を決定す
る処理は、可変抵抗器１５の抵抗値を決定する処理に置
き換えるのはいつまでもない。

すなわち、第２図（Ｂ）のステップＳ２では、ＲＯＭ６
１に格納したテーブルにより可変抵抗器１５の抵抗値を
選択し、以後それにより定まる充電電流により充電を行
なう、また、第２図（Ｃ）のステップＳ４、Ｓ５では、
ＲＯＭ６１に格納したテーブルにより可変抵抗器１５の
抵抗値を選択しＭＰＵ７の内蔵タイマにより制御される
所定時間おきに、ステップ８８〜ＳｌＯにおいて新しい
充電電流を補正する。

第３図、第４図の構成においても、前述の実施例とまっ
たく同様の効果を期待できる。

また、第１図、第３図の構成を両方設ける、つまり、充
電時間と充電電流を独立して制御できるようにしておけ
ば、より広範囲の電源電圧変動に対応して充電条件を制
御できるのはいうまでもなしＸ　。

［発明の効果］ 以上から明らかなように、本発明によれば、機器各部を
駆動するための充電式電池と、外部電源人力により充電
式電池を充電する充電回路を有する電子機器において、
前記外部電源の出力電圧を検出する手段と、この検出手
段の出力に応じて充電式電池の充電時間および充電電流
の積がほぼ一定になるように前記充電回路を制御する手
段を設けた構成を採用しているので、外部電源入力の出
力電圧が変動しても、充電式電池の充電時間および充電
電流の積がほぼ一定になるように充電式電池の充電処理
を制御することができ、外部電源の出力電圧が変動して
も常に一定の充電条件を設定でき、充電式電池の過充電
による消耗、あるいは充電不足による機器の動作不良を
未然に防止できるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を採用した電子機器の構造を示したブロ
ック図、第２図（Ａ）は充電式電池の特性を示した線図
、第２図（Ｂ）、（Ｃ）は第１図の制御回路のそれぞれ
異なる充電制御手順を示したフローチャート図、第３図
は本発明による異なる電子機器の構造を示したブロック
図、第４図は第３図の構造をより詳細に示したブロック
図である。 ２・−・ＡＣアダプタ ４・・・スイッチ ６・・・Ａ／Ｄコンバータ ８・・・タイマ ｌＯ・・・電流制御抵抗 １２・・・電子機器 １５・・−可変抵抗器 ５０−−・機構部 ６１・・・ＲＯＭ ７０・−表示部 ｌ・・・交流電源 ３・・・スイッチ ５・・・抵抗 ７・−・ＭＰＵ ９・−スイッチ回路 １１・・−充電式電池 １４・・・スイッチ回路 １６・・・セレクタ回路 ６０・・・制御回路 ６２−・−ＲＡＭ ８０・・・充電回路 バフテリ電圧ｖｅ［ｖｌ え電制浩Ｐ午１自のフローへ斗配 第２図ＣＢ） 侘電制智午・自のフ〇−ぢ斗ｌ 第２Ｉ２１（Ｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）機器各部を駆動するための充電式電池と、外部電源
   入力により充電式電池を充電する充電回路を有する電子
   機器において、前記外部電源の出力電圧を検出する手段
   と、この検出手段の出力に応じて充電式電池の充電時間
   および充電電流の積がほぼ一定になるように前記充電回
   路を制御する手段を設けたことを特徴とする電子機器。 ２）前記充電処理開始後、一定時間おきに前記検出手段
   の出力に応じて前記充電回路の充電条件を補正すること
   を特徴とする請求項第１項に記載の電子機器。