JPH06225478A - 充電制御装置 - Google Patents

充電制御装置

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JPH06225478A
JPH06225478A JP2478293A JP2478293A JPH06225478A JP H06225478 A JPH06225478 A JP H06225478A JP 2478293 A JP2478293 A JP 2478293A JP 2478293 A JP2478293 A JP 2478293A JP H06225478 A JPH06225478 A JP H06225478A
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JP
Japan
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charging
power
battery
power supply
voltage
Prior art date
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JP2478293A
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English (en)
Inventor
Masakazu Yoshida
昌和 吉田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作電力がたえず変化している機器に対し
て、該機器の動作電力と電池の充電電力との和が交流電
源の電力(一定)となるように制御し、もって交流電源
を最大限有効に使用する。 【構成】 交流電源を整流して得た直流電源(端子A,
B)と、充電可能な電池電源と、前記交流電源で電池1
1を充電する充電手段(充電スイッチ7)とを有する。
電池11を充電する時、前記交流電源の電力から機器の
動作電力を差し引いた電力で、電池11を充電する。す
なわち、交流電源の電力を一定に維持し、この一定電力
から機器の動作電力を差し引いた残りの電力を用いて電
池を充電する。或いは、機器の動作電力を小さくするこ
とにより、充電時間を短くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、充電制御装置、より詳
細には、交流電源を整流して得た直流電源、及び、充電
可能な2次電池を電源とする電池電源を有する電子機器
において、前記電池を前記交流電源を整流して得た直流
電源にて充電するための充電制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電源を整流して得た直流電源と、充
電可能な2次電池より得た電池電源とを具備し、前記電
池の電圧が低下した時に、前記交流電源を整流して得た
直流電源にて該電池を充電するようにした機能を有する
機器は、例えば、パソコン、ワープロ等において周知で
ある。
【0003】上述のごとき、電池充電機能を具備した機
器の動作と充電の関係は次の2種類に分けられる。 動作中も充電できる。この場合、動作電力と充電電力
とを合わせた電力分をもつ大きなAC電力源を用いてい
る。 動作中は充電できない。スタンバイ時(未動作時)又
はパワーオフ時に充電する。この場合、動作電力と充電
電力とのいずれか一方しか供給できない程度の電力分し
かもたない小さなAC電力源を用いている。
【0004】具体例として、動作電力15W、充電電力
15W(充電時間は2時間)の機器があった場合 動作中も充電する方法: (A)AC電源として30Wのものを使用する。 (B)AC電源として20Wのものを使用し、5W分を
充電電力として利用する。 動作中は充電せずに、スタンバイ時もしくはパワーオ
フ時に充電する方法:AC電源として15Wのものを使
用する。
【0005】図1は、上述のごとき従来技術と本発明と
の関係を解りやすく説明するための図で、(a)〜
(c)は従来の充電方式、(d)は本発明による充電方
式を示す。以下、動作電力と充電電力の関係を用いて説
明するが、図(a)〜(d)において、上半分が動作電
力、下半分が充電電力で、T1は動作スタート、T2は動
作ストップ、T3は充電スタート、T4は充電終了を示
す。
【0006】図1(a)は前記−(A)に相当し、A
C電源として30Wのものを用い、動作用に15W、充
電用に15Wを同時に供給可能としたものである。図1
(b)は前記−(B)に相当し、AC電源として20
Wのものを用い、動作用に15W、充電用に5Wを同時
供給可能としたものである。図1(c)は前記に相当
し、AC電源として15Wを用いたもので、動作と充電
とは同時には不可のものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上が従来の方法であ
るが、(−(A))の場合、AC電源が約2倍の大き
さになり、設置時や持運び時にじゃまになる。また、当
然、AC電源のコストも高くなる。(−(B))の場
合、AC電源の大きさ、コストアップは−(A)に比
べて小さくなるが、充電時間が3倍(=6時間(15W
÷5W))になり、操作性が悪くなる。()の場合、
AC電源の大きさ、コストは最小であるが、動作中は充
電できず、また充電中は動作できないので、操作性は最
も悪い。
【0008】ノートパソコンを例にとると、動作時、電
力が大きくなるのはFDDやHDDのディスクのモータ
をオンしたときやシークしたとき等であり、時間的には
使用時間全体の数%〜数10%である。それ以外は最大
消費電力の半分ぐらいで使用されている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)交流電源を整流した直流電源と充
電可能な2次電池から成る電池電源と、前記直流電源に
より前記電池を充電する充電手段とを具備した機器にお
いて、前記交流電源から供給する電力から前記機器の動
作電力を差し引いた電力で、前記電流を充電することを
特徴とし、更には、(2)前記(1)において、前記機
器の動作電力を小さくする手段を有し、電池充電時、該
機器の動作電力を小さくし、電池の充電電力を大きくす
るようにしたことを特徴としたものであり、或いは、
(3)電池の充電時に、該電池の電圧を検出し、該電池
電圧のピークからの降下分により満充電を検出するとと
もに、前記電池の充電電流を検出し、その電流量が変動
しているときに、前記満充電検出のための電圧降下分を
前記電流量に合わせて補正することを特徴としたもので
ある。
【0010】
【作用】動作電力がたえず変化している機器に対して、
動作電力と充電電力の和がAC電源の電力(一定)とな
るように充電電力を制御し、もって、AC電源を最大限
有効に使用する。これを図1(d)で示すと、AC電源
としては、15Wのものを用い、動作中に充電開始する
と、15Wのうちの動作電力を引いた分が充電電力とし
て供給される。この方式だとAC電源は小さくコストも
小でかつ、充電時間も長くならず、操作性も悪くない。
【0011】
【実施例】図2は、本発明の一実施例を説明するための
電気ブロック図で、図2(a)はAC電源部のブロック
図、図2(b)は機器内電源部のブロック図である。図
2(a)において、1は整流回路、2はスイッチ、3は
電圧検出回路、4は電流検出回路、5は制御部で、この
AC電源部は、周知のように、AC(交流)電圧を入力
し、入力した交流電圧を整流回路1により直流に変換
し、これをスイッチ2によりトランスTをスイッチング
して電圧変換し、端子A,BにDC(直流)電圧を得る
ものである。ここで、端子Aには20V、端子Bには0
Vを出力するものとする。
【0012】図2(b)において、6はDC/DCコン
バータ、7は充電スイッチ、8は電流検出回路、9は電
圧検出回路、10は充電制御部、11は電池で、この電
池11は、充電可能な2次電池である。端子Aより供給
される20Vの直流電圧はダイオードD1を通して、D
C/DCコンバータ6に供給され、該DC/DCコンバ
ータ6は、当該機器に必要な直流電圧を端子C,D,E
より直流電源として出力する。なお、端子Bは機器のグ
ランドとする。
【0013】図2(b)において、交流電源がない場
合、つまり、端子A,Bに直流電圧が供給されない時
は、電池11よりダイオードD2を通してDC/DCコ
ンバータ6に電源電圧が供給される。また、電池11が
LOW(空)になったときは、充電制御部10が充電ス
イッチ7をONにすることにより、端子Aの電源が充電
スイッチ7を通って電池11へ供給され、該電池11を
充電する。
【0014】ここで、電池11の電圧がLOWの時10
V、満充電の時15Vとすると、電池11の電圧が10
Vより高い時にこの機器が起動すると、充電制御部10
は充電スイッチ7をOFFしており、端子Aの20Vが
ダイオードD1を通ってDC/DCコンバータ6へ供給
されている。このとき、図2(a)のAC電源は、電圧
検出回路3により電圧が検出されており、端子Aに20
Vの定電圧が出力されるよう、トランスTをスイッチン
グするスイッチ2を制御している。電池11の電圧が1
0Vのときに、この機器が起動すると、充電制御部10
は充電スイッチ7をONにする。その時、端子Aの電圧
は電池11の電圧と同じ10Vとなる。この時、AC電
源は、端子Aの電圧が10Vに下がったのを検出し、
1.5Aの電流(15W÷10V=1.5A)を流し続け
る定電流源として、トランスTのスイッチングを制御す
る。従って、図2(b)では、端子Aより10V、1.
5Aの電力が供給される。この1.5Aの内の動作に必
要な分がダイオードD1を通り、DC/DCコンバータ
6に供給され、残りの電流が充電スイッチ7を通って電
池11へ充電される。電池が満充電(15V)になる
と、充電制御部8は充電スイッチ7をOFFし、また、
AC電源は定電圧源に戻る。
【0015】以上が本発明の動作原理で、上記では、満
充電検出として、電池電圧検出方式(15Vで満充電)
を用いて説明したが、次に満充電検出として現在よく用
いられている−△V(マイナスデルタブイ)方式につい
て説明する。
【0016】図3は、Ni−Cd電池の特性として、充
電電流Iと電池電圧Vの関係を示す図で、図3(a)
に、一定の充電電流Iを流し続けたときの電池電圧Vを
示すが、図示のように、満充電Voになると電圧はピー
クとなり、それ以降は電圧が下がる。この特性を利用し
て、充電時、電池電圧を検出し、電圧が下がったときに
充電をストップするのが−△方式である。次に、図3
(b)に、充電電流が変化したときの電池電圧の変化特
性を示す。充電電流Iが減ったとき(T点)、電池電圧
Vが下がってしまうので、従来の−△V方式だとT点で
満充電であると誤った判断をしてしまう。以上のよう
に、充電電流が変化した場合、従来の−△V方式だと誤
ってしまうが、これを正確に判断する手段を次に述べ
る。
【0017】図4は、図2(b)に示した充電制御部1
0の動作説明をするためのフロー図で、まず、起動時、
電池電圧がLOW(10V)だと、充電スイッチ7をO
Nにし、充電を開始する。その後、電池11の電圧と充
電電流の値をそれぞれA1,B1としてレジスタに格納
し、次に検出したものをA2,B2としてレジスタに格
納する。A1とA2とを比較し、A1>A2、つまり、
電圧が降下したかどうか判断する。降下してなければ、
A2,B2のレジスタの値をA1,B1レジスタに格納
し、新しく検出した値をA2,B2に格納し、A1とA
2を比較するループを繰返す。A1>A2のとき、つま
り、電圧降下したときは、前述した誤判断をさけるた
め、B1とB2の値、つまり、電流量の変化による電圧
降下分を考慮して補正する。
【0018】ここで、図5のグラフのに示すように、
充電電流の変化量△Iと、そのときの電池電圧降下△V
が線形の特性をもつ電池の場合、図4のフローに示した
ように、傾きの定数Kを使った式、すなわち、(A2−
A1)>K(B1−B2)、により電圧降下分が充電電
流の変化だけによるものか、満充電後の電圧降下も含ま
れているかどうか判断できる。前者の場合は、A2,B
2レジスタをA1,B1に格納し、検出、比較するルー
プに戻る。後者の場合は、満充電されたので、充電スイ
ッチをOFFし、充電制御は修了する。次に、図5のグ
ラフののように非線形な特性をもつ電池の場合は、そ
の近似関数を用いるか、充電制御部が各△I値に対する
△V値をテーブル(例えば、ROM)としてもっている
ことにより、そのテーブルの値と比較する方法を用いる
ことにより実現できる。以上のことにより、充電電流が
変化しても、−△V方式による満充電検出は可能であ
る。
【0019】次に、本方式を用いて、かつ充電時間を短
くする方式を述べる。図6に具体例として、ノートパソ
コンの外観図を示す。このノートパソコン20には、図
に示すように、通常充電と急速充電との切替スイッチが
ついている。ユーザがパソコンを使用しながら、かつ、
速く電池を充電したいときは、スイッチ21を急速充電
に切替る。そのとき、充電制御部10は、パソコン内の
CPUのクロックを遅くし、また使用していないIO
(たとえばFDD)の電源をOFFすること等により、
パソコンの動作電力を少なくし、これにより、充電に使
われる電力量が大きくなり、急速に充電可能となる。
【0020】図7は、前記急速充電スイッチ21によっ
て充電制御部10を制御した時の動作説明をするための
図で、前述のように、急速充電スイッチ21を操作する
と、充電制御部10は、クロック分周制御部23におい
て、発振器22からの周波数を分周して、CPU24の
クロックを遅くし、また、電源供給部制御25を制御し
て、使用していないFDD26の電源をオフにし、パソ
コンの動作電力を小さくする。
【0021】図8は、上記急速充電スイッチ21を操作
しない時の通常充電の場合(a)と、前記急速充電スイ
ッチ21を操作した時の急速充電の場合(b)を示す図
で、図8(b)に示すように、急速充電スイッチを操作
することにより、充電時間を格段に短縮することができ
る。
【0022】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。請求項1に対応する効
果:最大動作電力を供給するだけの電力をもつ交流電源
を使用し、通常動作時は、余った電力を電池の充電用に
使用できるので、機器動作中も充電でき、操作性が向上
し、かつ、交流電源を小さくし、安価にできる。請求項
2に対応する効果:機器の動作電力を小さくすることに
より、充電時間を短縮することができ、操作性を向上さ
せることができる。従来では、電池の充電時間がほぼ一
定であったが、機器を使用しながら(動作を続けなが
ら)充電時間を短縮できるので、操作性の向上がはかれ
る。請求項3に対応する効果:満充電検出方法として、
−△V方式を用いた装置で、充電電流量により電圧降下
を補正しているので、誤った検出をなくすことができ
る。また、電池の充電電流が変化しても満充電の誤検出
を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の充電動作と本発明による充電動作を比
較説明するための図である。
【図2】 本発明による充電制御装置の一実施例を説明
するための電気ブロック図である。
【図3】 電池の充電特性を示す図である。
【図4】 図2に示した充電制御装置の動作説明をする
ためのフロー図である。
【図5】 充電電流の変化量(△I)と電池の電圧降下
(△V)との関係を示す特性図である。
【図6】 本発明が適用されたノートパソコンの例を示
す図である。
【図7】 急速充電スイッチを操作した時の動作説明を
するためのブロック図である。
【図8】 急速充電スイッチを操作しない時と操作した
時の充電特性を示す図である。
【符号の説明】
1…整流回路、2…スイッチ、3…電圧検出回路、4…
電流検出回路、5…制御部、6…DC/DCコンバー
タ、7…充電スイッチ、8…電流検出回路、9…電圧検
出回路、10…充電制御部、11…電池、20…パソコ
ン、21…急速充電スイッチ、22…発振器、23…ク
ロック分周制御部、25…電源供給制御部。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源を整流した直流電源と、充電可
    能な2次電池から成る電池電源と、前記直流電源により
    前記電池を充電する充電手段とを具備した機器におい
    て、前記交流電源から供給する電力から前記機器の動作
    電力を差し引いた電力で、前記電池を充電することを特
    徴とする充電制御装置。
  2. 【請求項2】 前記機器の動作電力を小さくする手段を
    有し、電池充電時、該機器の動作電力を小さくし、電池
    の充電電力を大きくするようにしたことを特徴とする請
    求項1に記載の充電制御装置。
  3. 【請求項3】 電池の充電時に、該電池の電圧を検出
    し、該電池電圧のピークからの降下分により満充電を検
    出するとともに、前記電池の充電電流を検出し、その電
    流量が変動しているときに、前記満充電検出のための電
    圧降下分を前記電流量に合わせて補正することを特徴と
    する充電制御装置。
JP2478293A 1993-01-20 1993-01-20 充電制御装置 Pending JPH06225478A (ja)

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JP2478293A JPH06225478A (ja) 1993-01-20 1993-01-20 充電制御装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101380748B1 (ko) * 2006-10-10 2014-04-02 삼성전자 주식회사 사용자 선택에 따라 배터리 충전모드를 변경하는컴퓨터시스템 및 그 제어방법

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