JPH07143674A

JPH07143674A - 電池駆動電子機器

Info

Publication number: JPH07143674A
Application number: JP5288943A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Endo; 馨遠藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-11-18
Filing date: 1993-11-18
Publication date: 1995-06-02

Abstract

(57)【要約】【目的】電池電圧監視部による充電時期の早期誤判定
を防止する。【構成】充電により公称電圧を回復する二次電池１５
の出力電圧Ｖｏの大小から充電時期の到来を監視する電
池電圧監視部２１の出力を、二次電池１５の負荷群のう
ちフロッピーディスク装置１７の稼働中はＣＰＵ１９が
無視し、実質的に電圧監視動作を中断させる。これによ
り、負荷によらず常に同じ条件で電池電圧を監視したた
めに、二次電池１５の放電が浅い段階で誤って充電時期
の到来を報知してしまわないようにし、メモリ効果の芽
を摘むことで、二次電池１５の潜在能力を十分に引き出
し、電池寿命を長期に亙って確保する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電池電圧監視部によ
る充電時期の早期誤判定を防止した電池駆動電子機器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ノート型パーソナルコンピュータ、ワー
ドプロセッサ、電子手帳などの携帯用電子機器、さらに
は携帯型コンパクトディスクプレーヤ、液晶テレビ、カ
メラ一体型ビデオテープレコーダのように屋内外で使用
される電子機器は、商用交流電源に接続して使用すると
きよりも、むしろ電池を電源に駆動する電池駆動時の使
い勝手或いは基本性能が重視される。

【０００３】特に、こうした電子機器は、使い捨て型で
はなく再充電可能なニッケル・カドミウム電池やニッケ
ル・水素電池のような二次電池の使用を前提として開発
されたものが多く、連続使用時間を確保する上で二次電
池に特有の「メモリ効果」を発生させない工夫が要求さ
れる。周知のごとく、二次電池を修止電圧まで使い切ら
ないまま充電を行ってしまうと、充電を行ったときの電
圧がメモリされてしまうメモリ効果を生じ、次に放電す
るさいにメモリ電圧までしか放電させることができなく
なるため、結果的にメモリ電圧から終止電圧までの電力
が利用ができなくなるといった弊害を招くことが指摘さ
れている。

【０００４】このため、メモリ効果により実質的な電池
寿命を損なうことがないよう、取扱説明書などでユーザ
を啓蒙し、放電の浅い段階での小まめな充電を差し控え
るよう徹底するのも一つの方法であるが、それだけでは
不十分であるため、放電し切っていない二次電池を充電
する前に、例えば放電器等を使って一旦終止電圧まで放
電させ、その後に充電を行うなどの方法が推奨されてい
る。

【０００５】しかし、こうした放電器による強制放電を
実施した上で充電を行う従来のメモリ効果対策は、二次
電池を強制放電させるための道具として、本体である電
子機器以外にオプションとして特別な放電器を揃える必
要があり、二次電池にダメージを与えない過放電防止機
能が付加された放電器を購入するにしても、ユーザのコ
スト負荷は避けられない。

【０００６】そこで、ユーザによるオプション部品の購
入負担が軽減されるよう、例えば特開平４−１９０６３
８号「二次電池を用いる電子機器」には、放電器に要求
される放電機能及び過放電防止機能を機器自体に組み込
んだ電池駆動電子機器が開示されている。この公報記載
の技術では、カメラ一体型ビデオテープレコーダに組み
込まれた二次電池の出力電圧（公称電圧６．０Ｖ）が、
電子機器内部の主要負荷を動作補償し得なくなる遮断電
圧（例えば５．８Ｖ）まで低下したときに、機器の動作
不全を予防するとともに不完全放電状態からの再充電を
禁止するため、一旦負荷と二次電池との間を遮断してい
る。さらに電子機器を使用する意志のないことがはっき
りした段階（例えばビデオテープレコーダにテープカセ
ットが装着されていないことが確認された段階）で、二
次電池を上記の遮断電圧よりも低い電圧まで放電させる
よう、しきい値電圧を自動的に前記遮断電圧からさらに
低い終止電圧（例えば５．０Ｖ）に切り替え、映像及び
音声出力を禁止した状態で負荷に通電させて二次電池を
放電させる構成とされている。

【０００７】このため、ユーザがテープカセットを取り
外した状態で電源を投入したままビデオテープレコーダ
を放置するだけで、電子機器自らがメモリ効果の発生を
防止するための完全放電を行ってくれるため、ユーザは
放電器の使用から解放されることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のメモリ効果
防止対策は、機器を十分に動作補償できる遮断電圧以下
に降圧した二次電池を一旦負荷から切り離し、機器操作
に支障のないことが確認された段階で特定負荷への通電
を再開させ、終止電圧まで放電した時点で二次電池を負
荷から完全に切り離す構成とされている。このため、二
次電池の出力電圧を、遮断電圧と終止電圧の高低２種類
のしきい値電圧を基準に監視することになる。

【０００９】しかし、例えば遮断電圧をしきい値とする
監視態勢下にあるときに、消費電流が異なる様々な負荷
が操作目的に照らして随時通電駆動されたときに、その
つど二次電池の出力電圧は変動を伴いながら負荷電流に
電池内部抵抗を乗じた分だけ電圧降下することになる。
このため、負荷の稼働状況によらず同じ遮断電圧をもっ
て二次電池の出力電圧を監視するのは適切ではなく、例
えば音声をモニタする程度では電流が遮断されないの
に、ズーム機構など比較的消費電流の大きな負荷を駆動
したときに、通電余力を残しているにも拘わらず、遮断
電圧への電圧低下を捕らえた監視回路が強制的に二次電
池を負荷から切り離してしまうことになる。

【００１０】特に、カメラ一体型ビデオテープレコーダ
等の電子機器は、二次電池と負荷との間に３端子レギュ
レータが介挿されているため、３端子レギュレータの最
低入力電圧が動作保証電圧すなわちこの場合遮断電圧と
して選択される。そのために、遮断電圧（５．８Ｖ）は
二次電池の公称電圧（６．０Ｖ）に非常に接近してお
り、例えばカメラによる撮像中に二次電池の出力が遮断
電圧以下に降下してしまった場合、二次電池と負荷の間
は一切遮断されてしまうために、エジェクト機構程度は
駆動できる能力を残しながらも、電池を交換しない限り
テープカセットの取り出しさえできなくなるといった不
便が生じることもある。

【００１１】本発明の目的は、特定の負荷が作動してい
るときは、電池電圧監視部による電圧監視を実質的に中
断させ、電池電圧監視部による充電時期の早すぎる判定
を防止することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、充電により公
称電圧を回復する二次電池と、該二次電池により通電さ
れて作動する負荷群と、該負荷群と前記二次電池とを結
ぶ通電線路に接続され、しきい値電圧を基準に前記二次
電池の出力電圧を大小判別し、充電時期の到来を監視す
る電池電圧監視部と、前記負荷群のうちの特定の負荷の
作動中は、前記電池電圧監視部の電圧監視動作を実質的
に中断させ、メモリ効果に通ずる充電時期の早期誤判定
を防止する手段を具備することを特徴とする電池駆動電
子機器を提供することにより、前記目的を達成するもの
である。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、充電により公称電圧を回復
する二次電池の出力電圧の大小から充電時期の到来を監
視する電池電圧監視部に対し、二次電池の負荷群のうち
の特定の負荷が作動しているときは、電圧監視動作を実
質的に中断させ、メモリ効果に通ずる充電時期の早期誤
判定を防止することにより、負荷電流によって低下した
二次電池の出力電圧を鵜呑みにしたり、充電時期を誤判
定して時期尚早のままの充電をしてしまい、メモリ効果
を招いたりすることのないようにする。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１ないし
図５を参照して説明する。図１は、本発明の電池駆動電
子機器の一実施例を示すブロック図、図２は、実施例の
外観の一例を示す図、図３は、図１に示した電池電圧監
視部の回路構成図、図４は、図１に示したＣＰＵのメイ
ンルーチンを示すフローチャート、図５は、図１に示し
たＣＰＵのタイマ割り込みルーチンを示すフローチャー
トである。

【００１５】図１，２に示す電池駆動電子機器１は、
「ディジタルブック」や「電子ブック」と呼ばれる携帯
型電子機器であり、情報記憶媒体に記録された情報を、
画面上に読み出して通読できるよう構成されており、紙
に代わる出版文化を担う次世代商品として期待されてい
る。実施例に使用する情報記憶媒体は、磁気ヘッド２に
よる読み書きが随時可能なフロッピーディスク３であ
り、そのメモリマップは、小説や漫画といった刊行物の
内容が格納されるブックデータ格納領域と、表示に必要
なアプリケーションプログラムが格納されるアプリケー
ションプログラム格納領域と、レジュームデータを一次
保存的に格納するためレジュームデータ格納領域の３種
類の領域に区画されている。なお、ブックデータ格納領
域に格納されるデータは、３２Ｋバイトのデータを１ブ
ロックとして複数ブロックに分けて書き込まれており、
電池駆動電子機器１内のＲＡＭ４に読み出す場合も、指
定されたブロックだけすなわち３２Ｋバイト分のデータ
だけが読み出される。

【００１６】電池駆動電子機器１は、薄い小型ノート判
のブック本体５の前面の大部分を液晶ディスプレイ６が
覆っており、液晶ディスプレイ６の周囲に残された枠部
分に配設された各種入力キーがキーボード装置７を構成
している。入力キーとしては、電源キー８の外に、液晶
ディスプレイ６の画面上でカーソルを上下左右に移動さ
せるためのカーソルキー９、メニューを読み出すための
機能キー１０、目次の頁を読み出すための目次キー１
１、操作を中断するための取り消しキー１２、頁送りす
るための前頁キー１３及び次頁キー１４が用意されてい
る。

【００１７】電源となる二次電池１５には、ニッケル・
カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池が用いられ、公称電圧
１．６Ｖのセルを４セル集合した電池パック（公称電圧
６．４Ｖ）が所定箇所に装脱自在とされている。前述の
キーボード装置７や液晶ディスプレイ６を駆動するＬＣ
Ｄ駆動回路１６或いはフロッピーディスク３に読み書き
するフロッピーディスク装置１７は、インタフェース回
路１８を介してＣＰＵ１９に接続されている。フロッピ
ーディスク装置１７は、装着されたフロッピーディスク
３をモータ２０によって回転させながら周トラックに読
み書きする。従って、電池駆動電子機器１の内部では、
フロッピーディスク装置１７のモータ２０が最大の電流
消費源となる。

【００１８】ところで、二次電池１５は、前述したメモ
リ効果によって潜在的な使用可能電力範囲を狭める危険
があるため、ここでは二次電池１５の出力端子に図３に
示す電池電圧監視部２１を接続し、充電時期の目安とな
るしきい値電圧を基準に充電時期の到来を監視させ、充
電時期が到来したことが判明したならば、後述するごと
くアラーム表示を行ってレジューム動作させる構成とさ
れている。電池電圧監視部２１は、図３に示したよう
に、二次電池１５の出力端子に充電抵抗Ｒを介してコン
デンサＣを接続した電池電圧保持回路２１ａと、コンデ
ンサＣの端子電圧を比較入力端子に印加される一方、基
準入力端子にしきい値電圧Ｖｒが印加されるコンパレー
タ２１ｂとからなる。なお、公称電圧６．４Ｖの二次電
池１５に対し、しきい値電圧Ｖｒは例えば４．４Ｖに設
定される。

【００１９】また、電池駆動電子機器１に特徴的なこと
として、電池電圧監視部２１は二次電池１５の出力電圧
Ｖｏの監視を常時継続的に行うが、ＣＰＵ１９は、フロ
ッピーディスク装置１７のモータ２０に接続された開閉
スイッチ２５が閉成しているときは、消費電流の増大に
伴う二次電池１５の出力電圧Ｖｏの低下（約０．５Ｖの
電圧降下）が著しく、充電時期の早期誤判定を防止する
観点から、例外的に電池低電圧監視部２１の出力を無視
することにしている。従って、後述するごとく、フロッ
ピーディスク装置１７の稼働中は、電池電圧監視部２１
の動作は実質的に中断されることになる。

【００２０】ＣＰＵ１９には、起動プログラムやＢＩＯ
Ｓが格納されたＲＯＭ２２と、表示に必要なブックデー
タ等を書き込むためのＲＡＭ４が、それぞれデータバス
とアドレスバスを介して接続されている。ＲＡＭ４のメ
モリマップは、フロッピーディスク３から読み出された
アプリケーションプログラムを格納するためのアプリケ
ーションプログラム格納領域、フロッピーディスク３か
らブロック単位で読み出されたブックデータを格納する
ためのブックデータ格納領域、画面表示用のグラフィッ
クデータやテキストデータを格納するためのＶＲＡＭ領
域、最大例えば１６個までのキー入力をそれぞれキーコ
ードとして格納するキーバッファ領域等に区画されてい
る。

【００２１】まず、電池駆動電子機器１の使用に際し、
電源キー８を押して電源を投入すると、図４のステップ
（１０１）に続くステップ（１０２）において、ＲＯＭ
２２内の起動プログラムに従ってシステムが起動され
る。次に、フロッピーディスク装置１７にフロッピーデ
ィスク３が装着されたことが判ると、判断ステップ（１
０３）に続くステップ（１０４）において、フロッピー
ディスク３からアプリケーションプログラムが読み出さ
れ、ＲＡＭ４内のアプリケーションプログラム格納領域
に書き込まれる。これにより、液晶ディスプレイ６の表
示態勢が整う。

【００２２】次に、ＣＰＵ１９はキー入力の有無を監視
し、キー入力が一定時間以上途絶えた場合は、判断ステ
ップ（１０５）に続くステップ（１０６）において、省
電力モードに移行して液晶ディスプレイ６の表示輝度を
最低レベルに切り替える。一方、省電力モードに移行す
る前にキー入力がなされた場合は、ステップ（１０７）
において、キー入力に応じた動作指令を発する。

【００２３】ユーザが例えば目次キー１１を押したとき
は、目次の頁が液晶ディスプレイ６に表示され、そこで
カーソルキー９を操作して希望する章を指定することが
できる。指定された章に関する３２Ｋバイト分のブック
データは、一旦フロッピーディスク３から読み出された
のち、ＲＡＭ４内のブックデータ格納領域に書き込まれ
る。また、液晶ディスプレイ６には指定した章の最初の
頁が表示され、後は次頁キー１４や前頁キー１３を操作
しながら液晶ディスプレイ６上で読書を行うことができ
る。

【００２４】なお、キー入力の判断ステップ（１０５）
は、実際には後述するタイマ割り込みルーチン内でＲＡ
Ｍ４のキーバッファ領域に格納されたキーコードの有無
を見て判断され、このキーコードのなかには充電時期到
来を示すアラームフラグを操作に支障を来さない無害な
コードに変換したアラームコード（例えば、ＡＳＣＩＩ
コードで１６進表示７Ａや７Ｂに変換した疑似キーコー
ド）も含まれる。従って、キーボード装置７を経由する
キー入力がなされないために、実際にはアラーム表示を
実行したにも拘わらず、ステップ（１０６）にて動作が
停滞してしまい、ステップ（１０７）が通過できないと
いった不都合は、アラームコードの使用によって回避さ
れる。すなわち、キー入力がなされるか、又はアラーム
コードが存在する場合は、キーバッファ領域の照会結果
から、ステップ（１０７）を経由して判断ステップ（１
０８）に移行する。判断ステップ（１０８）では、アラ
ームフラグが立っている（フラグ「１」）かそうでない
（フラグ「０」）かが判断され、アラームフラグが立っ
ていた場合は、ステップ（１０９）において、液晶ディ
スプレイ６の画面上でアラーム表示を行うとともに、レ
ジュームデータをフロッピーディスク３のレジュームデ
ータ格納領域に書き込む。なお、レジュームデータとし
ては、アラーム発生時点で液晶ディスプレイ６に表示さ
れていた文書画面の「章」と「頁」に関するデータが用
いられる。

【００２５】一方、タイマ割り込みルーチンは、割り込
み周期である１／１６秒ごとに実行され、アラーム発生
とともにフラグを立てるアラーム処理や或いはキー入力
に応じたキーコードをキーバッファ領域に書き込むキー
入力処理、さらにカーソルをブリンクさせるための処理
や割り込み周期の到来を告げる処理等が、それぞれサブ
ルーチンとして所定のシーケンスに則って実行される。

【００２６】ＣＰＵ１９は、メインルーチン内で各種の
キー入力に応答する過程で、フロッピーディスク装置１
７のモータ２０が通電中か否かを、自らの制御下にある
開閉スイッチ２５の状態から常時把握することができ
る。そこで、タイマ割り込みによって、図５に示したタ
イマ割り込みルーチンが実行されると、まず最初のステ
ップ（２０１）において、モータ２０のオン／オフが判
断される。

【００２７】開閉スイッチ２５が開成していてモータ２
０が非作動状態にあるときは、続く判断ステップ（２０
２）に移行し、充電時期の到来判断を行う。その結果、
電池電圧監視部２１内のコンパレータ２１ｂの比較入力
端子に印加される二次電池１５の出力電圧Ｖｏが、基準
入力端子に与えられるしきい値電圧Ｖｒよりも低くな
り、コンパレータ２１ｂの出力がロウレベルに変化した
ならば、判断ステップ（２０２）の判断結果を受けて、
ステップ（２０３）においてアラームフラグが立てられ
る。また、これと並行して、アラームコードが前述の疑
似キーコードに変換されてＲＡＭ４内のキーバッファ領
域に格納される。ただし、この段階では、アラームフラ
グが立てられただけであり、実際のアラーム表示は、前
述のごとくメインルーチンのなかで実行される。

【００２８】一方、判断ステップ（２０１）において、
開閉スイッチ２５が閉成していてモータ２０への通電が
なされていることが判ったときは、メモリ効果防止の観
点から、前述のごとく電池電圧監視部２１の出力は無視
される。従って、判断ステップ（２０２）やステップ
（２０３）等を経由することなく、直ちにステップ（２
０４）に移行する。こうして、ステップ（２０１）〜
（２０３）までにおいて、アラーム処理サブルーチンが
実行される。

【００２９】次に、キー入力処理サブルーチンに移行
し、まず判断ステップ（２０４）において、キー入力の
有無が判断される。ここで、キー入力が例えば５分間以
上途絶えていることが判明した場合は、判断ステップ
（２０４）に続くステップ（２０５）において、電源キ
ー８を自動的にオフとする。一方、こうしたオートシャ
トオフが実行される前にキー入力がなされた場合は、ス
テップ（２０６）において、キー入力に応じたキーコー
ドをＲＡＭ４のキーバッファ領域に格納する。ただし、
この場合も、入力キーに対応した動作指令が発されるの
は、メインルーチン内のステップ（１０７）まで待たね
ばならない。ステップ（２０６）に続くステップ（２０
７）では、カーソルをブリンクさせるための出力がなさ
れ、最後に割り込み周期の経過が判断されて、判断ステ
ップ（２０８）からステップ（２０１）に復帰する。

【００３０】このように、電池駆動電子機器１によれ
ば、充電により公称電圧を回復する二次電池１５の出力
電圧Ｖｏの大小から充電時期の到来を監視する電池電圧
監視部２１に対し、二次電池１５の負荷群のうちの特定
の負荷すなわちフロッピーディスク装置１７のモータ２
０が動作しているときは、電圧監視動作を実質的に中断
させ、メモリ効果に通ずる充電時期の早期誤判定を防止
する構成としたから、モータ２０が作動しているために
負荷電流により二次電池１５の出力電圧Ｖｏが低下して
いるにも拘わらず、軽負荷時とほぼ同等の条件で電池電
圧を監視したために、二次電池１５の放電が浅い段階で
誤って充電時期の到来を報告してしまい、メモリ効果を
伴う充電により次回の使用電力が制限されてしまうとい
ったことはない。すなわち、モータ２０の稼働中は電圧
監視動作を実質的に中断させることで確実に誤報知が防
止できるため、メモリ効果の芽を摘みつつ二次電池の潜
在能力を十分に引き出し、電池寿命を長期に亙って確保
することができる。

【００３１】また、電圧監視動作の中断事由をもたらす
特定負荷が、二次電池１５により通電起動されるモータ
２０によってフロッピーディスク３を回転駆動し、磁気
ヘッド２を介してフロッピーディスク３にデータを読み
書きするフロッピーディスク装置１７であるため、フロ
ッピーディスク３の回転に伴ってモータ２が消費する電
流により、消費電流に電池内部抵抗を乗じた電圧分だけ
二次電池１５の出力電圧Ｖｏが低下するが、こうした負
荷電流に伴う電圧降下が充電時期の早期誤判定に結び付
く程度をしっかりと把握した上で、電池電圧監視部２１
の電圧監視基準を与えるしきい値電圧Ｖｒ等を適切に設
定することができる。

【００３２】なお、上記実施例では、二次電池１５の負
荷として、フロッピーディスク装置１７を例にとった
が、二次電池１５の負荷としてはＣＤ−ＲＯＭ装置や他
の様々なものが考えられる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、充電
により公称電圧を回復する二次電池の出力電圧の大小か
ら充電時期の到来を監視する電池電圧監視部に対し、二
次電池の負荷群のうちの特定の負荷が作動しているとき
は、電圧監視動作を実質的に中断させ、メモリ効果に通
ずる充電時期の早期誤判定を防止する構成としたから、
負荷が作動しているために負荷電流により二次電池の出
力電圧が低下しているにも拘わらず、軽負荷時とほぼ同
等の条件で電池電圧を監視したために、二次電池の放電
が浅い段階で誤って充電時期の到来を報知してしまい、
メモリ効果を伴う充電により次回の使用電力が制限され
てしまうといったことはなく、特定負荷の稼働中は電圧
監視動作を実質的に中断させることで確実に誤報知が防
止できるため、メモリ効果の芽を摘みつつ二次電池の潜
在能力を十分に引き出し、電池寿命を長期に亙って確保
することができる等の優れた効果を奏する。

【００３４】また、本発明は、特定の負荷が、二次電池
により通電起動されるモータによってフロッピーディス
クを回転駆動し、磁気ヘッドを介して該フロッピーディ
スクにデータを読み書きするフロッピーディスク装置で
構成されているため、フロッピーディスクの回転に伴っ
てモータが消費する電流により、消費電流に電池内部抵
抗を乗じた電圧分だけ二次電池の出力電圧が低下する
が、こうした負荷電流に伴う電圧降下が充電時期の早期
誤判定に結び付く程度をしっかりと把握した上で、電池
電圧監視部の電圧監視基準を与えるしきい値電圧等を適
切に設定することができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池駆動電子機器の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】図１に示した電池駆動電子機器の外観の一例を
示す図である。

【図３】図２に示した電池電圧監視部の回路構成図であ
る。

【図４】図２に示したＣＰＵのメインルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図５】図２に示したＣＰＵのタイマ割り込みルーチン
を示すフロチャートである。

【符号の説明】

１電池駆動電子機器１５二次電池１７フロッピーディスク装置１９ＣＰＵ２０モータ２１電池電圧監視部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充電により公称電圧を回復する二次電池
と、該二次電池により通電されて作動する負荷群と、該負荷群と前記二次電池とを結ぶ通電線路に接続され、
しきい値電圧を基準に前記二次電池の出力電圧を大小判
別し、充電時期の到来を監視する電池電圧監視部と、前記負荷群のうち特定の負荷の作動中は、前記電池電圧
監視部の電圧監視動作を実質的に中断させる手段とを具
備することを特徴とする電池駆動電子機器。
【請求項２】前記特定の負荷は、前記二次電池により
通電起動されるモータによってフロッピーディスクを回
転駆動し、磁気ヘッドを介して該フロッピーディスクに
データを読み書きするフロッピーディスク装置であるこ
とを特徴とする請求項１記載の電池駆動電子機器。