JPH04112629A - 充電回路 - 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 本発明は、ニッケルカドミウム電池等の二次電池を電源
として動作する情報処理装置に使用される充電回路に関
する。

従来の技術 従来、二次電池にて動作可能な情報処理装置は、その電
池に対する充電回路を、装置本体またはＡＣアダプタに
内蔵している。充電電流は、ＡＣアダプタ等の外部電源
より供給される電源により、充電回路によって生成され
る。充電回路は、ＡＣアダプタを家庭用電源に接続する
と同時に、数時間程度で満充電になるよう、二次電池に
対し電流を流す。

ここで、１〜３時間程度で満充電となる電流を流す充電
モードを急速充電と呼び、６〜１２時間程度で満充電と
なる電流を流す充電モードを標準充電と呼ぶことにする
。

従来は、緊急の充電が必要な装置については急速充電、
それほど必要がない装置については標準充電を適用し、
装置本体の動作・非動作状態にかかわらず単一の充電電
流によって充電するか、または電源スィッチの状態を検
出して複数の充電電流の切り替えを行なっていた。

発明が解決しようとする課題 充電回路においては、充電電流の大きさと、回路の規模
および回路からの熱量はほぼ比例する。

したがって、急速充電回路を採用した場合は、情報処理
装置本体の動作状態において、この情報処理装置全体の
消費電力が大きくなり、回路構成部品の容量を確保する
ため部品が大型化し、その結果情報処理装置本体または
ＡＣアダプタに充電回路を内蔵する際に、そのキャビネ
ット形状が大きくなる可能性があり、コスト面からみて
も不利である。またこの時、標準充電回路を採用した場
合は、情報処理装置本体が動作していない状態において
充電時間が長くなり、また、最大許容出力に比べて小さ
な電流しか流さないため、効率的な充電が出来ない等の
問題がある。

課題を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するために、交流電源から
供給される電流を一定の値にする定電流回路と、この定
電流回路に接続される情報処理装置本体の負荷に対して
並列に接続される２次電池と、前記定電流回路と前記２
次電池の間に設けられる電流制限回路とを具備し、前記
電流制限回路のインピーダンスは前記負荷が変動するこ
とにより減少する前記２次電池の電圧の減圧分と前記減
少する前記負荷に流れる電流の変化分との商により表さ
れることを特徴としたものである。

また、情報処理装置本体で消費される電流量を検出する
電流量検出手段と、この電流量検出手段の検出結果に応
じて前記２次電池に対する充電電流量を制御する充電制
御回路とを備えたものである。

作用 この発明によれば、供給される総電流量から情報処理装
置本体で消費される電流量を引いた残りの電流量が２次
電池に充電される。

また、電流量検出手段は情報処理装置本体で消費される
電流量を検出し、充電制御回路は電流量検出手段の検出
結果に基づいて２次電池に対する充電電流量を制御する
。

実施例 次に、本発明の第１実施例について第１図を参照して説
明する。

第１［は、本発明の第１実施例の充電回路を含む電源回
路の構成を示すブロック図である。

１は交流−直流交換部、２は定電流回路、３は電流制限
回路、４はスイッチである。

この第１図において、定電流回路２には、２次電池Ｅが
電流制限回路３を介して接続され、この電流制限回路３
，２次電池Ｅに対して並列に、情報処理装置本体の負荷
Ｐがスイッチ４を介して接続されている。

この構成において、情報処理装置本体が使用されている
場合は、スイッチ４は閉じており、定電流回路２から出
力される定電流Ｉ。は、負荷Ｐへ流れる電流ＩＬと、電
流制限回路３へ流れる電流ＩＣとに分割される。

この実施例において、電流制限回路３は抵抗３１で構成
され、この抵抗値をＲとする。

なお、この電流制限回路３と２次電池Ｅとは定電圧回路
を構成する。

このとき、負荷Ｐと接地点との電位差をＶ。とじ、２次
電池Ｅと接地点との電位差をＥ。とすると、抵抗値Ｒは
次の式（１）で表される。

Ｒ”　（Ｖｏ　　Ｅｏ）　／　Ｉ　ｃｏ　・・・（ＩＩ
このとき、負荷Ｐで消費される電力値をＰ。とすると、
電位差■。は次の式（２）で表せられる。

Ｖｏ　　＝ｐ。／　（ｉｔ、ｏ）　　　　−−−＋２１
この式（１）と式（２）より、抵抗値Ｒは次の式（３）
で表される。

Ｒ＝　　Ｐｏ　／　（Ｉｃｏ・　ＩＬＯ）（Ｉｃｏ　　
・Ｅｏ）　／　（Ｉｃｏ・ＩＬＯ）・　・　・（３） このとき、抵抗値Ｒはゼロ以上であり、電流値■。と電
流値■、とは共に正であるので９次の関係式（４）が成
り立つ。

Ｐ０≧ＩＬｏ　−Ｅｏ　　　　　・　・　・（４）ここ
で、負荷Ｐが最大値Ｐ。をとり変動する場合を考える。

この負荷の電力値を変数Ｐｘとすれば、次の式（５）で
表される。

Ｐｘ　”Ｖｏ　　”　Ｉ　Ｌ　　　　”　　”　　”　
ｆ５）　（Ｖｏ：　ｃｏｎｓｔ）また、２次電池Ｅも最
大値Ｅ０をとり、変動すると考え、２次電池Ｅの電位差
を変数ＥＸとすれば、次の式（６）で表される。

Ｅｘ＝Ｅｏ−ΔＥ　　　−＝−（６） ここで、負荷Ｐｘが低下した状態を考える。

負荷Ｐが最大値Ｐ０であるときの１．の電流値をＩｚ、
ｏとし、ＩＬの減、少分をΔ工、とすると、次の式（７
）・が成り立つ。

Ｉ　ｔ、　＝　Ｉ　ｔ、。−ΔＩＬ　・・・（７）さら
に、負荷Ｐが最大値Ｐ。であるときの■。

の電流値をＩｃｅとし、Ｉｃの減少分をΔＩｃとすると
、次の式（８）が成り立つ。

Ｉｃ”Ｉｃｏ−Δ１．　　−・・（８）さらにまた、Ｉ
ｏは定電流であるので１次の式％式％ この式１９＋、　＋１０１より、次の式（１１）が成り
立つ。

Δ工。＝Δ工、　　　　・・・（１１）また、Ｅｏは次
の式（１２）で表される。

Ｅ　ｏ　”　Ｅ　ｘ＋ΔＩｃ−Ｒ＝ＥＸ＋Δ１．−Ｒ・
・・（１２） したがって、抵抗値Ｒは次の式（１３）で表されるＲ＝
　　（Ｅ（１−ＥＸ　）／Δ工。

＝ΔＥ／ΔＩＬ　　　　　　　　・　・　・（１３）し
たがって、抵抗値Ｒは２次電池の減電圧ΔＥと電流量、
の減少分Δ工、で表される。

つまり、電流制限回路３のインピーダンスは、負荷Ｐの
変動により減少する電流量Δ■、と、２次電池Ｅの減少
する電位差へＥで表される。

なお、ΔＩＬの範囲はゼロ以上、Ｐ、／Ｖ、以下である
。

次に、この構成において、情報処理装置本体が使用され
ている時は、スイッチ４は閉じており、定電流回路２か
ら供給される電流の大部分は優先的に情報処理装置本体
によって消費され、残り分が電池の充電にあてられる。

情報処理装置本体が使用されていない場合は、スイッチ
４は開いており、定電流回路２からの電流はすべて充電
に当てられる。この時、２次電池はいわゆる急速充電さ
れている状態となる。

従って充電制御回路３は、情報処理装置本体が使用中の
ときに情報処理装置本体へ優先的に電流を供給する為の
追加の負荷である抵抗３１と、２次電池に流れる充電電
流量を検出する回路と、充電時間制限のためのタイマと
、急速充電になっている時には充電時間制限のためのタ
イマを０Ｎ１０ＦＦ制御する回路とを含んでいる。

さらに、トリクル充電への切り替え回路を含んだ構成で
あってもよい。

第２図は、本発明の第２実施例の充電回路を含む電源回
路の構成を示すブロック図であり、　１０１は交流−直
流変換部、１０２は電流検出回路、１０３は電流切り替
え回路、１０４は急速充電回路、１０５は標準充電回路
である。

家庭用電源の交流は、交流−直流変換部１０１によって
情報処理装置本体駆動用および充電回路用の直流に変換
されて各回路に供給される。

情報処理装置本体の動作中は、駆動用電流が大きいこと
を電流検出回路１０２が検出し、電流切り替え回路１０
３を標準充電回路１０５側に切り替える。

情報処理装置本体が動作していない時は、駆動用電流が
ないことを電流検出回路１０２が検出し、電流切り替え
回路１０３を急速充電回路１０４側に切り替える。ここ
で急速充電回路１０４は、トリクル充電回路、充電時間
制限のためのタイマ、およびトリクル充電への切り替え
回路を含んでいる。

次に第３図は、本発明の第３実施例の充電回路を含む電
源回路の構成を示すブロック図であり、交流−直流変換
部１０１、電流検出回路１０２は第１図に含まれる各部
分の回路と同様の回路である。２０１は充電回路であり
、第１図において各々独立していた急速充電回路１０４
と標準充電回路１０５の機能を、一つの回路で賄うよう
にしたものである。この場合入力電流の大きさにより充
電電流を決定するといった２つの充電回路の各構成がほ
とんど同じであり、１つの回路で兼用するために、第２
図の例に比較して回路規模をさらに小さくすることが出
来、より現実的であるといえる。

発明の詳細 な説明したような回路構成を持つ本発明の充電回路は、
装置本体の動作時に充電電流を小さくし、非動作時に充
電電流を大きくすることで、装置の電源回路としての能
力を最大限に利用できる。また内部回路の構成部品の容
量が必要最小限で済み、情報処理装置本体またはＡＣア
ダプタに充電回路を内蔵する際に、その占有容積が小さ
くなり、キャビネットの小型化や部品コストの低減が期
待できる。

さらに、情報処理装置本体が動作していない状態におい
ては急速充電を行なうため、充電時間が短くなり、かつ
効率的な充電が出来るといった利点がある。

しかも、消費電力節減のために、スリーブモード等と呼
ばれる、電源は入っているが動作していないといった状
態を備えた小型情報処理装置において、本発明の充電回
路を適用すると、スリーブモードにおいて消費電力が小
さい状態で急速充電が行なわれるため、画面情報等のデ
ータを保持しつつ、充電をすみやかに行なうことが出来
るといった効果も期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の充電回路を含む電源回路
の構成を示すブロック図であり、第２図は本発明の第２
実施例の充電回路を含む電源回路の構成を示すブロック
図であり、第３図は本発明の第２実施例の充電回路を含
む電源回路の構成を示すブロック図である。 １．１０１　・・・交流−直流変換部、定電流回路、 充電制御回路、 抵抗、 スイッチ、 電流検出回路、 電流切り替え回路、 急速充電回路、 標準充電回路、 充電回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、交流電源から供給される電流を一定の値にする
   定電流回路と、 この定電流回路に接続される情報処理装置本体の負荷に
   対して並列に接続される２次電池と、前記定電流回路と
   前記２次電池の間に設けられる電流制限回路とを具備し
   、 前記電流制限回路のインピーダンスは前記負荷が変動す
   ることにより減少する前記２次電池の電圧の減圧分と前
   記負荷に流れる電流の変化分との商により表されること
   を特徴とした充電回路。
2. （２）、２次電池を電源として動作する情報処理装置に
   使用される充電回路であって、 情報処理装置本体で消費される電流量を検出する電流量
   検出手段と、 この電流量検出手段の検出結果に応じて前記２次電池に
   対する充電電流量を制御する充電制御回路とを備えたこ
   とを特徴とする充電回路。