JPH07326389A

JPH07326389A - 無線通信装置

Info

Publication number: JPH07326389A
Application number: JP6115763A
Authority: JP
Inventors: Katsuhisa Maki; 勝久牧; Seiichi Furuya; 誠一古屋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-12-12

Abstract

(57)【要約】【目的】リチウムイオン電池に対する充電、放電保護機
能を有する無線通信装置を提供する。【構成】無線通信装置１の充電器２には、携帯機本体３
の２次電池であるリチウムイオン電池の電圧値を検出
し、充電電圧、電流の制御を行う機能と、リチウムイオ
ン電池に対する過充電保護機能、異常電池の検出機能
と、リチウムイオン電池が高温時に充電を停止する機能
が内蔵されている。電池パック３００には、リチウムイ
オン電池に対する過充電保護機能と、過電流、過放電機
能とが内蔵されている。携帯機本体３には、リチウムイ
オン電池に対する過放電保護機能が内蔵されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば携帯電話機やコ
ードレス電話機のように、電源として２次電池を使用
し、その電池の充放電機能および充放電に対する保護機
能を有する無線通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信ニーズの増大や無線通信技術
の発達に伴い、種々の無線通信装置が開発されている。
なお無線通信装置では、電源として一般に２次電池が使
用され、この２次電池として最近ではリチウムイオン電
池が注目されている。

【０００３】リチウムイオン電池は、従来より多く使用
されているＮｉ−ｃｄ電池に比べて、体積エネルギー密
度および重量エネルギー密度がそれぞれ高いため、携帯
電話器等の無線通信装置のより一層の小形軽量化を実現
するうえで極めて有用である。また、リチウムイオン電
池は、充電電圧が単セルあたり４．５Ｖ以上かかると電
解液の分解によってガスが発生し、電池内部の圧力が上
昇して漏液する場合があった。更に単セルあたり１．５
Ｖ以下の過放電状態では、負極の集電体から銅が電解液
に溶解し、電池性能が劣化する場合があった。

【０００４】そのためリチウムイオン電池には過放電、
過電流に対する保護機能として異常が生じて内圧が上昇
した場合にガスを排気する安全弁と、外部短絡等による
電池の異常加熱や過電流を防止するＰＣＴ (Positive T
emperature Coefficient)素子が内蔵されたものが開発
されている。

【０００５】しかしながらリチウムイオン電池を安全に
使用するためには、リチウムイオン電池の過充電、過放
電に対する保護機能を、無線通信装置にも内蔵させる必
要があり、その保護機能を内臓した無線通信装置の開発
が進められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、リチウム
イオン電池を無線通信装置の電源として使用した場合、
リチウムイオン電池自体に過充電、過放電に対する保護
機能が備わっているが、より安全にリチウムイオン電池
を使用するためには、無線通信装置にも保護機能を内蔵
させなければならないという問題点があった。そこで本
発明は、上記問題点に鑑み、リチウムイオン電池に対す
る過充電、過放電の保護機能を備えた無線通信装置を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、外部から供給
された電源を充電用の電源に変換する手段と、充電処理
状況を表示する手段とを有する充電器と、この充電器に
電気接続され、２次電池が収納された電池パックを装着
した携帯機本体とで構成された無線通信装置において、
充電器には、携帯機本体に装着された２次電池パックの
電圧を検出する第１の電圧検出手段と、第１の電圧検出
手段で得られた２次電池パックの電圧に基づき、２次電
池パックへの充電処理を行う充電処理手段と、電池パッ
クには、２次電池の電圧を検出し、充電電圧閾値が設定
された第２の電圧検出手段と、第２の電圧検出手段で得
られた２次電池の電圧と第２の電圧検出手段に設定され
た充電電圧閾値とを比較する第１の比較手段と、第１の
比較手段で比較処理したのち、２次電池の電圧が大のと
き、充電経路をオフする手段とを有し、携帯機本体に
は、２次電池パックの電圧を検出し、放電電圧閾値が設
定された第３の電圧検出手段と、第３の電圧検出手段で
得られた２次電池パックの電圧と第３の電圧検出手段に
設定された放電電圧とを比較する第２の比較手段と、第
２の比較手段で比較処理したのち、２次電池パックの電
圧が小のとき、携帯機の電源をオフする手段とで構成さ
れる。なお電池パックに内蔵された２次電池は、リチウ
ムイオン電池が２個直列接続されている。

【０００８】

【作用】本発明では、無線通信装置の２次電池として使
用されるリチウムイオン電池の充電、放電保護機能を、
携帯機本体と２次電池パックと充電器とに内蔵し、充電
時には、リチウムイオン電池の電池電圧を検出し、過充
電を防止している。

【０００９】また、リチウムイオン電池の異常、例え
ば、過電圧、過放電、電池が高温である等の異常が検出
されると、充電処理を停止する。従って、信頼性や安全
性を向上させた無線通信装置を提供することが可能であ
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図８を参照
しながら説明する。図１において１は、例えば携帯電話
機やコードレス電話機等のような無線通信装置であり、
この無線通信装置１は、充電器２と、携帯機本体３とで
構成されている。

【００１１】充電器２には、充電中あるいは、充電動作
異常時などの動作状況を表示するためのＬＥＤ２Ａと、
充電端子２Ｃ、２Ｄとが設けられている。ＬＥＤ２Ａ
は、例えば赤色あるいは緑色のいずれかを点滅、点灯す
るＬＥＤであり、赤色を点灯時は、充電処理中を、赤色
を点滅時は、充電処理異常を示す。また、緑色を点灯時
は、充電の終了を示す。

【００１２】一方、携帯機本体３は、充電端子３Ｃ、３
Ｄが接続された電池パック３００と、送信系３５０と受
信系３６０と、アンテナ系３７０（アンテナ切替部３７
１、アンテナ３７２）とで構成されている。

【００１３】図２は、充電器２の回路構成を示すもので
ある。この充電器２は、変圧器２０、定電圧定電流回路
２１、充電制御回路２２、タイマＴ１，Ｔ２電池パック
電圧検出回路２３、電池温度／セル電圧検出回路２４、
動作表示回路２５、トリクル充電回路２６、充電電流検
出部２７とで構成されている。このような回路構成によ
る充電器２は、電源信号が変圧器２０および定電圧定電
流回路２１を介して、充電電圧に変換される。

【００１４】電池パック３００内に有するリチウムイオ
ン電池３０１、３０２（以下、組電池と称す）への充電
においては、図１に示す充電器２に電池パック３００を
装着した携帯機本体３が装着されると、充電器２の充電
端子２Ｃ、２Ｄに電池パック３００の充電端子３Ｃ、３
Ｄが接触による電気接続され、充電の前処理として、組
電池における異常の有無の検出が行われる。この電池異
常の有無の検出は、電池セル過充電検出、電池セル過放
電検出、電池セルアンバランス検出、電池パック温度検
出が行われる。

【００１５】充電制御回路２２には、電池電圧に対する
第１の閾値として４．３５Ｖ、第２の閾値として２．０
Ｖ、第３の閾値として０．５Ｖ、第４の閾値として各電
池セル電圧２Ｖ以上かつパック電圧５．５Ｖ以下、第５
の閾値として４．２Ｖ、第６の閾値として８．７Ｖ、電
池温度に対する第７の閾値として５０℃、第８の閾値と
して４５℃、充電電流に対する第９の閾値として１００
ｍＡ、第１０の閾値として、８．０Ｖの値が設定されて
いる。

【００１６】電池セル過充電検出について図２を参照し
説明する。電池温度／セル電圧検出回路２４にて、リチ
ウムイオン電池３０２の電圧値が検出され、電池温度／
セル電圧検出回路２４からリチウムイオン電池３０２の
電池電圧値を示す信号が充電制御回路２２に供給され
る。

【００１７】充電制御回路２２では、第１の閾値４．３
５Ｖと、電池温度／セル電圧検出回路２４から供給され
たリチウムイオン電池３０２の電圧値とを比較して、第
１の閾値４．３５Ｖより、リチウムイオン電池３０２の
電圧値が大であると判断すると、動作表示回路２５に対
して、異常表示を行う旨の信号を出力する。動作表示回
路２５は、充電制御回路２２からの異常表示の信号に対
して、充電器２のＬＥＤ２Ａ（図１参照）を赤点滅させ
る処理を行う。

【００１８】また、電池パック３００の充電中ならば、
充電制御回路２２から、定電圧定電流回路２２に対し
て、充電停止の信号が送られ、定電圧定電回路２２は、
充電を停止する。

【００１９】リチウムイオン電池３０１の過充電検出に
ついて説明する。電池パック電圧検出回路２３にて組電
池の電圧値を検出し、検出した電圧値を示す信号が、電
池パック電圧検出回路２３から、充電制御回路２２に供
給される。

【００２０】充電制御回路２２にて、電池パック電圧検
出回路２３で検出した組電池の電圧値と、電池温度／セ
ル電圧検出回路２４で検出したリチウムイオン電池３０
２の電圧値との差分を、リチウムイオン電池３０１の電
圧値と判断する。

【００２１】充電制御回路２２は、第１の閾値４．３５
Ｖと、リチウムイオン電池３０１の電圧値とを比較し、
第１の閾値４．３５Ｖよりリチウムイオン電池３０１の
電圧値が大であると判断すると、動作表示回路２５に対
して、異常表示を行う旨の信号を出力する。動作表示回
路２５は、充電制御回路２２からの異常表示の信号に対
して、充電器２のＬＥＤ２Ａ（図１参照）を赤点滅させ
る処理を行う。

【００２２】また、電池パック３００の充電中ならば、
充電制御回路２２から、定電圧定電流回路２２に対し
て、充電停止の信号が送られ、定電圧定電回路２２は、
充電を停止する。

【００２３】電池セル過放電検出について説明する。電
池セル過放電検出は、充電開始前に行なわれ、電池温度
／セル電圧検出回路２４にて、リチウムイオン電池３０
２の電圧値が検出され、電池温度／セル電圧検出回路２
４からリチウムイオン電池３０２の電圧値を示す信号
が、充電制御回路２２に供給される。

【００２４】充電制御回路２２では、第２の閾値２．０
Ｖと、電池温度／セル電圧検出回路２４で検出したリチ
ウムイオン電池３０２の電圧値とを比較し、第２の閾値
２．０Ｖより、リチウムイオン電池３０２の電圧値が小
であると判断すると、動作表示回路２５に対して異常表
示を行う旨の信号を出力する。動作表示回路２５、は充
電制御回路２２からの異常表示の信号に対して、充電器
２のＬＥＤ２Ａ（図１参照）を点滅させる処理を行う。

【００２５】リチウムイオン電池３０１の過放電検出に
ついて説明する。電池パック電圧検出回路２３にて、組
電池の電圧値を検出し、検出した電圧値を示す信号が電
池パック電圧検出回路２３から、充電制御回路２２に供
給される。

【００２６】充電制御回路２２にて、電池パック電圧検
出回路２３で検出した組電池の電圧値と、電池温度／セ
ル電圧検出回路２４で検出したリチウムイオン電池３０
２の電圧値との差分を、リチウムイオン電池３０１の電
圧値と判断する。

【００２７】充電制御回路２２は、第２の閾値２．０Ｖ
と、リチウムイオン電池３０１の電圧値とを比較し、第
２の閾値２．０Ｖよりリチウムイオン電池３０１の電圧
値が小であると判断すると、動作表示回路２５に対し
て、異常表示を行う旨の信号を出力する。

【００２８】動作表示回路２５は、充電制御回路２２か
らの異常表示の信号に対して、充電器２のＬＥＤ２Ａ
（図１参照）を赤点滅させる処理を行う。電池セルアン
バランス検出について説明する。電池セルアンバランス
検出は、充電開始前に行なわれ、充電制御回路２２にお
いて、電池セル過充電検出時および、セル過放電検出時
に得られた、リチウムイオン電池３０１、３０２それぞ
れの電圧値から、両者の電圧値の差分を検出し、その差
分の値と、第３の閾値０．５Ｖとを比較し、第３の閾値
０．５Ｖより、リチウムイオン電池３０１、３０２両者
の電圧値の差分の方が大であると判断すると、充電制御
回路２２は、動作表示回路２５に対して、異常表示を行
う旨の信号を出力する。

【００２９】動作表示回路２５は、充電制御回路２２か
らの異常表示の信号に対して、充電器２のＬＥＤ２Ａ
（図１参照）を赤点滅させる処理を行う。電池パック温
度検出について説明する。後述する、電池パック３００
に内蔵されたサーミスタＴＨ（図３参照）が、リチウム
イオン電池３０１とリチウムイオン電池３０２が接続さ
れた中間点に接続されており、サーミスタＴＨは、組電
池の温度により抵抗値が変化し、電池温度／セル電圧検
出回路２４はサーミスタＴＨの抵抗値を検出する事で、
組電池の温度を検出し、組電池の温度を示す信号を充電
制御回路２２に供給する。

【００３０】充電制御回路２２は、第６の閾値５０℃
と、サーミスタＴＨで検出した組電池の温度とを比較
し、第６の閾値５０℃より、サーミスタＴＨで検出した
電池温度が高いと判断すると、定電圧定電流回路２１
に、充電停止の信号を送る。定電圧定電流回路２１は、
充電制御回路２２からの充電停止の信号を受けると、充
電動作を停止する。

【００３１】組電池の温度異常で、充電中止の状態で
も、サーミスタＴＨの抵抗値の検出は継続され、サーミ
スタＴＨで検出した組電池の温度が、充電制御回路２２
で第７の閾値４５℃以下であると判断されると、充電制
御回路２２は、定電圧定電流回路２１に対して、充電を
開始する旨の信号を出力する。定電圧定電流回路２１
は、充電制御回路２２から充電開始の信号を受けると、
電池パック３００に対して、充電を行う。

【００３２】電池パック３００への定電圧定電流回路２
１による充電開始前において、電池セルの電圧値が２Ｖ
以上かつ、組電池の電圧が５．５Ｖ以下の場合の充電動
作について説明する。充電制御回路２２は、第４の閾値
にもとづき、電池パック電圧検出回路２３からの組電池
の電圧値と、５．５Ｖの値を比較し、かつ、電池温度／
セル電圧検出回路２４からの、リチウムイオン電池３０
２の電圧値および、電池パック電圧検出回路２３からの
組電池の電圧値と、電池温度／セル電圧検出回路２４か
らの、リチウムイオン電池３０２の電圧値の差分から計
算したリチウムイオン電池３０１の電圧値を、それぞれ
２Ｖの値と比較し、リチムイオン電池３０１および３０
２の電圧と、組電池の電圧が、第４の閾値の範囲内にあ
ると判断すると、トリクル充電回路２６に対して、トリ
クル充電を行う旨の信号を出力する。

【００３３】トリクル充電回路２６は、充電制御回路２
２から信号により、電池パック３００に対しトリクル充
電処理を行う。トリクル充電の時間はタイマＴ１によっ
て設定され、タイマＴ１は、充電制御回路２２から、ト
リクル充電回路２６に充電を行う旨の信号が出力された
時に、カウント開始する。

【００３４】電池パック３００へのトリクル充電が、タ
イマＴ１に設定された時間行われた後も、充電制御回路
２２が、組電池の電圧値と、リチウムイオン電池３０
１、３０２の電圧値が、第４の閾値の範囲内であると判
断した場合は、充電制御回路２２から、トリクル充電回
路２６にトリクル充電を停止する旨の信号が出力され、
トリクル充電回路２６は充電を停止する。同時に、動作
表示回路２５に対して、異常表示を行う旨の信号を出力
する。

【００３５】動作表示回路２５は、充電制御回路２２か
らの異常表示の信号に対して、充電器２のＬＥＤ２Ａ
（図１参照）を赤点滅させる処理を行う。トリクル充電
中に、充電制御回路２２は、第４の閾値にもとづき、電
池パック電圧検出回路２３からの組電池の電圧値と、
５．５Ｖの値を比較し、かつ、電池温度／セル電圧検出
回路２４からの、リチウムイオン電池３０２の電圧値お
よび、電池パック電圧検出回路２３からの組電池の電圧
値と、電池温度／セル電圧検出回路２４からの、リチウ
ムイオン電池３０２の電圧値の差分から計算したリチウ
ムイオン電池３０１の電圧値を、それぞれ２Ｖの値と比
較し、リチムイオン電池３０１および３０２の電圧と、
組電池の電圧値が、第４の閾値の範囲より、大であると
判断すると、トリクル充電回路２６に充電を停止する旨
の信号を出力し、定電圧定電流回路２１に、充電を開始
する旨の信号を出力する。

【００３６】トリクル充電回路２６は、充電制御回路２
２からの充電停止の信号により、トリクル充電を停止
し、定電圧定電流回路２１は、充電制御回路２２からの
充電開始の信号により、定電圧定電流充電を開始する。

【００３７】また充電器２による電池パック３００への
充電処理について、電池パック電圧検出回路２３で組電
池の電圧を検出し、電池温度／セル電圧検出回路２４
で、リチウムイオン電池３０２の電圧を検出し、それぞ
れの信号が充電制御回路２２に供給され、充電制御回路
２２で、第４の閾値と比較処理した結果、第４の閾値の
範囲より、電圧値が大であると判断されると、トリクル
充電処理が必要でないと判断し、充電制御回路２２は、
定電圧定電流回路２１に対し、充電開始の信号を送り、
定電圧定電流回路２１は充電を開始する。

【００３８】定電圧定電流回路２１は、図３に示すよう
に、定電流部２１Ａと、コントロール部２１Ｂとで構成
されている。定電流部２１Ａは、電池パック３００に対
し、定電流充電を行なうものであり、コントロール部２
１Ｂにより、充電電流値の制御が行なわれる。

【００３９】この充電電流値の制御について、図４を用
いて説明する。コントロール部２１Ｂは充電動作中、常
に組電池の電圧値を検出していて、組電池の電圧値が
８．４Ｖになるまでは、定電流部２１Ａを制御せず、定
電流部２１Ａは出力電流最大で、充電を行なう（図４の
ｔ０〜ｔ１の範囲）。組電池の電圧値が８．４Ｖになる
と、コントロール部２１Ｂは、定電流部２１Ａの出力電
流を、組電池の電圧値が８．４Ｖを維持するように制御
する。その場合、定電流部２１Ａの出力電流は、図４に
示すように、減少して行く（図４のｔ１〜ｔ２の範
囲）。

【００４０】なお定電圧定電流回路２１で電池パック３
００に対する充電処理中においても、上述の過電圧検出
と、組電池の温度検出は、動作しており、それぞれ、電
池の異常を検出した場合には、充電の停止、ＬＥＤ２Ａ
の赤点滅等の動作を行なう。

【００４１】電池パック３００への充電により、電池パ
ック３００が満充電となった際の充電動作について、図
４を用いて説明する。電池パック３００の充電中は、充
電制御回路２２は、充電電流検出回路２７より供給され
た、充電電流値を示す信号の値と、第９の閾値１００ｍ
Ａとを常に比較して、充電電流値が第９の閾値１００ｍ
Ａより、小さくなった場合に、タイマＴ２のカウントを
開始する。その後、定電圧定電流回路２１による電池パ
ック３００への充電はタイマＴ２に設定された時間継続
する。

【００４２】タイマＴ２のカウントが終了すると、充電
制御回路２２は、組電池が満充電であるとして、定電圧
定電流回路２１へ充電動作を停止するための信号を出力
する。定電圧定電流回路２１は充電制御回路２２からの
信号にしたがって、組電池への充電を停止する（図４の
ｔ２）。

【００４３】また、充電制御回路２２は動作表示回路２
５に対して、満充電の表示を行なう旨の信号を、供給す
る。動作表示回路２５は、充電制御回路２２からの満充
電表示の信号に対して、充電器２のＬＥＤ２Ａ（図１参
照）を緑点灯させる処理を行う。

【００４４】組電池を充電中に、移動機を動作させた場
合の、充電動作について、図４を用いて、説明する。例
えば、満充電状態の電池パック３００を装着した携帯機
本体３が、待受け動作を開始した場合（図４のｔ３以
降）、充電器２からの充電は、停止したままなので、携
帯機本体３が消費する電力は全て、電池パック３００よ
り、供給される。よって、図４のｔ３〜ｔ４に示すよう
に、電池パック３００の電圧値は、徐々に低下する。

【００４５】充電制御回路２２は、電池パック３００の
充電終了後も、電池パック電圧検出回路２３により、電
池パック３００の電圧値の検出を継続し、電池パック３
００の電圧値が第１０の閾値８．０Ｖより小さくなる
と、定電圧定電流回路２１に充電を開始する信号を供給
する。定電圧定電流回路２１は、充電制御回路２２から
の充電開始の信号により、充電を開始する（図４のｔ４
〜ｔ５）。同時に、充電制御回路２２は、動作表示回路
２５に対して、充電中を示す表示を行なう旨の信号を供
給する。

【００４６】動作表示回路２５は、充電制御回路２２か
らの充電中表示の信号に対して、充電器２のＬＥＤ２Ａ
（図１参照）を赤点灯させる処理を行う。図ｔ４〜ｔ５
の場合も、上述の図４のｔ１〜ｔ２の場合と同様にし
て、満充電になると、充電を終了しＬＥＤ２Ａを緑点灯
する（図４のｔ５）。

【００４７】また図５は、携帯機本体３に内蔵された電
池パック３００における回路構成の一例を示したもので
ある。この電池パック３００は、リチウムイオン電池３
０１、３０２および、各電池セルに対する過充電保護回
路と、過電流保護回路とで構成されている。

【００４８】過電圧保護回路の構成について説明する。
リチウムイオン電池３０１には、電圧検出器３０３が並
列に接続され、リチウムイオン電池３０２には、電圧検
出器３０４が並列に接続されている。

【００４９】電圧検出器３０３の出力端には、抵抗Ｒ１
を介してトランジスタＴｒ１のベース端子Ｂ１が接続さ
れている。トランジスタＴｒ１はＰＮＰ形トランジスタ
であり、回路のスイッチとして用いられている。トラン
ジスタＴｒ２はＰＮＰ形トランジスタであり、トランジ
スタＴｒ２のコレクタ端子Ｃ２は、トランジスタＴｒ１
のベース端子Ｂ１に接続されている。

【００５０】電圧検出器３０４の出力端には、トランジ
スタＴｒ３のベース端子Ｂ３が接続されている。トラン
ジスタＴｒ３はＮＰＮ形トランジスタであり、コレクタ
端子Ｃ３と、トランジスタＴｒ２のベース端子Ｂ２との
間には、抵抗Ｒ２が接続されている。この抵抗Ｒ２は、
トランジスタＴｒ３の保護抵抗である。なお３１０Ａ、
３１０Ｂは電界効果トランジスタ（以下ＦＥＴ１と称
す）である。

【００５１】図５において、一点鎖線で囲まれた回路
は、組電池に対する過電流保護回路を示すものである。
過電流保護回路において、Ｔｒ５Ａ、Ｔｒ５Ｂは、ＮＰ
Ｎ形トランジスタであり、これらトランジスタＴｒ５Ａ
のベース端子Ｂ５Ａと、トランジスタＴｒ５Ｂのベース
端子Ｂ５Ｂとは互いに接続されている。なおトランジス
タＴｒ５Ａ、Ｔｒ５Ｂは、ＶＢＥ特性が同様のトランジ
スタである。

【００５２】トランジスタＴｒ５Ａのコレクタ端子Ｃ５
Ａは、抵抗Ｒ１０を介して、プラス端子３２０に接続さ
れている。抵抗Ｒ１０は、トランジスタＴｒ５Ａの電流
制限抵抗である。トランジスタＴｒ５Ａのエミッタ端子
Ｅ５Ａは、抵抗Ｒ１２を介して、ＦＥＴ１３１０Ｂのド
レイン端子ＤＢに接続されている。抵抗Ｒ１２は過電流
検出リファレンス電圧発生抵抗である。

【００５３】トランジスタＴｒ５Ｂのコレクタ端子Ｃ５
Ｂは、抵抗Ｒ１１を介して、プラス端子３２０に接続さ
れている。またトランジスタＴｒ５Ｂのエミッタ端子Ｅ
５Ｂは、抵抗Ｒ１３を介してＦＥＴ１３１０Ｂのドレイ
ン端子ＤＢに接続されている。抵抗Ｒ１３は、自動復帰
用Ｐｕｌｌ−ｄｏｗｎ抵抗である。

【００５４】トランジスタＴｒ６は、スイッチング用と
してのＮＰＮ形トランジスタである。トランジスタＴｒ
６のコレクタ端子Ｃ６は、抵抗Ｒ１４、抵抗Ｒ１５を介
して、プラス端子３２０に接続されている。トランジス
タＴｒ６のコレクタ端子Ｃ６、ベース端子Ｂ６間には、
コンデンサ３１５が接続されている。トランジスタＴｒ
６のエミッタ端子Ｅ６は、ＦＥＴ１３１０Ｂのドレーン
端子ＤＢに接続されている。

【００５５】このような回路構成における組電池への過
充電保護は、各電池セルの電圧を別個に検出し、ある閾
値以上の電圧がそれぞれの電池セルにかかった場合に、
電池パック３００への充電経路を遮断する事により、行
なわれる。

【００５６】電圧検出器３０３、３０４は同じ性能を持
った電圧検出ＩＣで、その出力は、それぞれの入力電圧
が、検出電圧Ｖ２以下の場合には、Ｌｏｗとなり、解除
電圧電圧検出器３０３、３０４は同じ性能を持った電圧
検出ＩＣで、その出力は、それぞれの入力電圧が、検出
電圧Ｖ２以下の場合には、Ｌｏｗとなり、解除電圧Ｖ３
以上になると、ハイインピーダンスとなる。

【００５７】無線通信装置の通常の動作において、電圧
検出器３０３、３０４への入力電圧は、検出電圧Ｖ２以
下である。よって電圧検出器３０３、３０４からは、そ
れぞれ“Ｌ”の出力電圧信号が出力される。この時、ト
ランジスタＴｒ２、Ｔｒ３は、それぞれＯＦＦとなる。
トランジスタＴｒ１は、ＯＮ、ＦＥＴ１３１０ＡがＯＮ
となり、プラス端子３２０、マイナス端子３２１間に組
電池の電圧が出力される。

【００５８】リチウムイオン電池３０１に過電圧（電圧
検出器３０３の解除電圧Ｖ３以上の電圧）が印加された
場合、電圧検出器３０３の出力がハイインピーダンスと
なり、トランジスタＴｒ１がＯＦＦとなり、ＦＥＴ１３
１０ＡもＯＦＦとなる。そのため電池パック３００に対
する充電経路が遮断される。

【００５９】リチウムイオン電池３０２に過電圧（電圧
検出器３０４の解除電圧Ｖ３以上の電圧）が印加された
場合、電圧検出器３０４の出力がハイインピーダンスと
なり、トランジスタＴｒ３、トランジスタＴｒ２がそれ
ぞれＯＮとなり、トランジスタＴｒ１がＯＦＦ、ＦＥＴ
１３１０ＡがＯＦＦとなる。そのため電池パック３００
に対する充電経路が遮断される。

【００６０】電池パック３００の充電経路が遮断された
場合も、ＦＥＴ１３１０Ａの寄生ダイオードＤ１によ
り、プラス端子３２０、マイナス端子３２１間に組電池
の電圧から、寄生ダイオードＤ１の順方向電圧を引いた
分の電圧が出力される。この場合、放電のみ可能であ
る。

【００６１】なお組電池の電池電圧値が低下し、電圧検
出器３０３、３０４の入力電圧値が、検出電圧値Ｖ２以
下になると、ＦＥＴ１３１０ＡがＯＮとなり、過充電保
護回路が復帰し、電池パックにたいする充電が可能とな
る。

【００６２】また、後述する過電流保護回路が故障した
状態で、電池パック３００を短絡等して大電流を放電し
た場合、リチウムイオン電池３０１、３０２にそれぞれ
内蔵されたＰＴＣ素子（Positive Temperature Coeffi
cient:外部短絡等による電池の異常加熱や過電流を防止
する素子）で電流を制限するが、この２個のＰＴＣ素子
の性能バラツキによる、動作タイミングのズレが原因
で、先にトリップしたＰＴＣ素子の電池セルに、並列に
接続されたほうの電圧検出器に、逆電圧が印加され、電
圧検出器内で接地端子から、入力端子に向かっている寄
生ダイオード（図示せず）に大電流が流れて、電圧検出
器を破壊してしまうことがある。そのため、抵抗Ｒ７を
付加し、電圧検出器３０３、３０４の接地端子から入力
端子に向かって流れる電流を制限する。

【００６３】次に過電流保護回路について説明する。過
電流保護回路は、放電時に、ＦＥＴ１３１０Ｂのドレイ
ン−ソース間に発生する電圧値を検出する事により、放
電電流値を検出し、ＦＥＴ１３１０Ｂのドレイン−ソー
ス間の電圧がある値以上になると、放電経路を遮断する
ものである。

【００６４】無線通信装置１における通常の動作時は、
ＦＥＴ１３１０Ｂのゲート端子ＧＢが抵抗Ｒ１５により
ｐｕｌｌ−ｕｐされ、ソース端子ＳＢが抵抗Ｒ１３によ
りｐｕｌｌ−ｄｏｗｎされている。よってＦＥＴ１３１
０ＢはＯＮとなる。トランジスタＴｒ５は、常にＯＮ状
態である。またトランジスタＴｒ５ＡとトランジスタＴ
ｒ５Ｂは、差動回路として動作しており、トランジスタ
Ｔｒ５Ａのエミッタ端子Ｅ５ＡとトランジスタＴｒ５Ｂ
のエミッタ端子の電圧は等しい。

【００６５】放電電流値が無線通信装置１の通常使用範
囲内であれば、トランジスタＴｒ５ＢがＯＮし続ける。
その場合、トランジスタＴｒ５Ｂのコレクタ電圧は、
“Ｌ”となり、トランジスタＴｒ６はＯＦＦとなる。よ
ってＦＥＴ１３１０ＢはＯＮとなり、放電可能である。

【００６６】プラス端子３２０とマイナス端子３２１と
を任意の負荷で接続し、過電流で放電すると、ＦＥＴ１
３１０ＢのＯＮ抵抗に、放電電流を掛けた電圧値が、ト
ランジスタＴｒ５Ｂのエミッタにかかり、トランジスタ
Ｔｒ５Ｂのエミッタ電圧が、上昇する。トランジスタＴ
ｒ５Ｂのベース電位は、トランジスタＴｒ５Ａのベース
電位により決定され、変化しないので、トランジスタＴ
ｒ５Ｂのエミッタ電圧が、トランジスタＴｒ５Ａのベー
ス電圧から、トランジスタＴｒ５Ｂのベース・エミッタ
間電圧を引いた値よりも大きくなると、トランジスタＴ
ｒ５ＢはＯＦＦして、トランジスタＴｒ５Ｂのコレクタ
電流は０になる。

【００６７】トランジスタＴｒ５ＢがＯＦＦすると、ト
ランジスタＴｒ５Ｂのコレクタ電圧は“Ｈ”となり、ト
ランジスタＴｒ６がＯＮとなり、ＦＥＴ１３１０Ｂのゲ
ート電圧が“Ｌ”になる。ＦＥＴ１３１０ＢはＯＦＦと
なり、過放電電流は遮断される。

【００６８】過放電電流が遮断されても、負荷がプラス
端子３２０とマイナス端子３２１間に接続されている限
り、トランジスタＴｒ５Ｂのエミッタ電位は、トランジ
スタＴｒ５Ａのエミッタ電位よりも大である。それは、
ＦＥＴ１３１０ＢがＯＦＦとなっているため、トランジ
スタＴｒ５Ｂのエミッタ電位は、プラス端子３２０とマ
イナス端子間３２１を接続している負荷により、ｐｕｌ
ｌ−ｕｐされるためである。そのため過放電電流の経路
における電流は、遮断され続ける。

【００６９】過電流保護回路において、負荷が除外され
ると、トランジスタＴｒ５Ｂは、エミッタ電位が抵抗Ｒ
１３によりｐｕｌｌ−ｄｏｗｎされてＯＮとなり、トラ
ンジスタＴｒ６がＯＦＦとなり、ＦＥＴ１３１０ＢもＯ
Ｎとなる。よって放電経路がＯＮとなる。

【００７０】本過電流保護回路には、携帯機本体３に流
れる暗電流による放電経路の遮断、携帯機本体３への突
入電流による誤動作、電池パック３００の電圧変化によ
る過電流検出電流値の変化、温度による過電流検出値の
変動という問題点が考えられる。

【００７１】携帯機本体３に流れる暗電流による放電経
路の遮断とは、移動機に電池パック３００を装着したま
まで、電池パック３００の＋端子と、−端子が、短絡さ
れた場合等に、過電流保護回路が働いて、ＦＥＴ１３１
０ＢはＯＦＦになっている状態で、短絡が解除された場
合に、以下のようにして、電池パック３００の放電経路
が遮断される事をいう。この場合、携帯機本体３は短絡
が起きた時点で電源ＯＦＦとなり、電池パック３００か
らは、携帯機本体３へ暗電流の流れようとする放電経路
があり、図４のＴｒ５Ｂのエミッタに、携帯機本体３の
暗電流に、Ｒ１３の抵抗値を掛けた電圧がかかる。Ｔｒ
５Ｂのエミッタの電圧が、Ｔｒ５Ｂのベース電圧より高
い場合、Ｔｒ５ＢはＯＦＦとなり、ＦＥＴ１３１０Ｂ
は、ＯＦＦを継続し、電池パック３００は、放電できな
くなる。

【００７２】この現象に対する対策として、携帯機本体
３の暗電流がＲ１３に流れた時の、トランジスタＴｒ５
Ｂのエミッタ電圧が、トランジスタＴｒ５Ａのエミッタ
電圧以下になるように抵抗Ｒ１３の値を設定する。この
ように抵抗Ｒ１３の値を設定することにより、過電流保
護回路は、電池パック３００の短絡が解除になった後、
携帯機本体３に暗電流が流れ始めると、トランジスタＴ
ｒ５ＢをＯＦＦする事ができ、ひいては、ＦＥＴ１３１
０ＢをＯＮする事ができ、放電経路を復帰させることが
できる。

【００７３】携帯機本体３への突入電流による誤動作と
は、携帯機本体３の電源を投入すると、携帯機本体３内
の、電源ラインにあるコンデンサ（図示せず）に突入電
流が流れ、過電流放電と同じ状態になり、過電流保護回
路が動作し、携帯機本体３が動作できなくなるというも
のである。本過電流保護回路では、トランジスタＴｒ６
にコンデンサ３１５と、抵抗Ｒ１４とでなる積分回路を
付加して、過電流が流れてから、過電流保護が動作する
までの時間を遅らせて、突入電流による誤動作防止を行
う。

【００７４】電池パック３００の電圧変化による過電流
検出電流値の変化とは、上述のように、過電流検出は、
トランジスタＴｒ５Ａのベース電圧を基準としており、
移動機３の使用等により、電池パック３００の電圧値が
変化すると、トランジスタＴｒ５Ａのベース電圧が変化
し、過電流保護回路が動作開始する電流値も変化すると
いう事である。過電流保護回路が、動作開始する電流値
が小さすぎると、移動機本体３の動作に支障があり、過
電流保護回路が、動作開始する電流値が大きすぎると、
電池パック３００の端子を短絡された場合等に、大電流
が流れて、電池セル３０１、３０２にダメージを与えた
り、ＦＥＴ１３１０Ａ、３１０Ｂを破壊したりという不
具合が出る。

【００７５】本過電流保護回路では、電池パック３００
の電圧値が、携帯機本体３の使用可能電圧の最小値の
時、放電経路を遮断するべき放電電流の最小値で、過電
流保護が働き、電池パック３００の電圧値が、携帯機本
体３の使用可能電圧の最大値の時、放電経路を遮断する
べき放電電流のＴＹＰ値で、過電流保護が働くように、
トランジスタＴｒ５Ａのベース電圧を、設定することに
より、電池パック３００の電圧の変化による過電流検出
電流の変化に対応する。

【００７６】本過電流保護回路は、温度特性をもつ部品
（トランジスタ、ＦＥＴ）を使用しているため、それら
の部品による温度変化で、過電流検出値が変動すること
がある。本過電流保護回路は、トランジスタのＶＢＥの
温度特性が負であるため、温度が上昇すると、トランジ
スタＴｒ５Ａのエミッタ電圧が上昇する。一方、ＦＥＴ
１のＯＮ抵抗の温度特性は正であり、温度が上昇すると
トランジスタＴｒ５Ｂのエミッタ電圧が上昇する。従っ
て、トランジスタとＦＥＴ１の温度特性により、過電流
保護回路全体での温度特性が相殺され、温度による過電
流検出値の変動を緩和させることができる。

【００７７】携帯機本体３における過放電保護機能につ
いて、図６を用いて説明する。図６において、３１はＦ
ＥＴ１であり、ＦＥＴ１３１のゲート端子Ｇは、スイッ
チＳＷ１を介して、トランジスタ３２のコレクタ端子Ｃ
に接続されている。スイッチＳＷ１は、電圧検出部３３
により、ＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。

【００７８】電圧検出部３３には電圧閾値Ｖ１を設定
し、Ｖ１以上の電圧が入力されると、電圧検出部３３は
スイッチＳＷ１をＯＮし、Ｖ１以下の電圧が入力される
と、電圧検出部３３がスイッチＳＷ１をＯＦＦする事
で、ＦＥＴ１３１をＯＦＦし、電池パック３００からの
放電を止める。Ｖ１は、電池パック３００の放電終止電
圧以上に設定して、電池パック３００の、過放電を防止
する。

【００７９】携帯機本体３の電源は、ユーザーによりス
イッチＳＷ２がＯＮされる事により、ＦＥＴ１３１がＯ
Ｎし、制御部３４が起動してＴｒ３２をＯＮする事によ
り、行われる。制御部３４には、電圧閾値Ｖ２が設定さ
れている。Ｖ２は、携帯機本体３の無線部の、周波数シ
ンセサイザー回路が動作するうえで最低必要である電圧
値に対応して設定され、制御部３４が、電池パック３０
０の電圧がＶ２より小さくなった事を検出すると、Ｔｒ
３２をＯＦＦする事で、携帯機本体３の電源をＯＦＦ
し、電源電圧の低下による携帯機本体３の誤動作と、電
池パック３００の過放電を防止している。

【００８０】携帯機本体３のブロック図を説明する。図
７に示すように、携帯機本体３における送信系３５０
は、図７に示すように、情報を示す信号を入力するため
の信号入力手段と、送信出力を増幅するための終段電力
増幅部３５１と、低電力部３５２とで構成されている。
前記信号入力手段は、音声を入力するためのマイクロホ
ン３５３や、数字、文字等のデータを入力するためのキ
ーパッド（図示せず）等、送信すべき情報を入力するも
のである。

【００８１】低電力部３５２は、電圧制御発振器、位相
比較器、分周器、基準発振器（図示せず）等で構成さ
れ、所望の発信周波数を発振する周波数シンセサイザー
回路３５４と、後段の増幅回路の変動が周波数シンセサ
イザー回路３５４に影響して発信周波数が変動しないよ
うにするための緩衝増幅回路３５５と、周波数シンセサ
イザー回路３５４からの発信周波数を逓倍し、アンテナ
から発射する電波の周波数を高めるための逓倍増幅回路
３５６と、終段電力増幅部３５１を励振するための励振
増幅回路３５７と、マイクロホン３５３から出力された
音声信号等の電圧増幅を行う低周波増幅回路３５８と、
変調回路３５９とで構成されている。

【００８２】通信を行う場合、通信処理は、信号入力手
段に入力された情報が、低電力部３５２、終段電力増幅
部３５１を介して送信信号に変換され、この送信信号が
アンテナ切替部３７１、アンテナ３７１を介して、送信
される。

【００８３】なお本発明は、上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば充電器２は、図８に示すように構成
されていても良い。図２に示す充電器２と、図８に示す
充電器２とで相違する点は、充電器２内に連動スイッチ
２７を有した点である。このスイッチ２７は、充電制御
回路２２により切り換え制御が行われる。図８に示す充
電器２は、携帯機本体３に装着された電池パック３００
への充電処理と、予備電池パック３００Ａへの充電処理
とが可能である。

【００８４】図８に示す充電器２の動作について、説明
する。充電器２に、電池パック３００を装着した状態の
携帯機本体３と、予備電池パック３００Ａが装着（図示
せず）されると、初めに携帯機本体３に装着されている
電池パック３００への充電が行われる。この充電は、上
述したように、電池パック３００が満充電になるまで、
継続する。電池パック３００が満充電になると、充電制
御回路２２は、連動スイッチ２７を切り換えて、電池パ
ック３００Ａの充電を開始する。充電処理は、電池パッ
ク３００の場合と同様である。その他本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変更して実施することが可能であ
る。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、無線
通信装置の電源として、リチウムイオン２次電池を用い
ていることから、製品の小形化、軽量化に対応すること
ができる。また、充電電圧、充電電流の制御機能、過充
電保護機能、過放電保護機能、異常電池の検出機能、過
電流放電保護機能、電池パック温度高温時の充電停止機
能等、リチウムイオン２次電池に関する保護機能を無線
通信装置の充電器、電池パック、携帯機本体に内蔵させ
ているため、無線通信装置の信頼性や安全性を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わる、無線通信装置の構
成図である。

【図２】本発明の一実施例に係わる、充電器の回路構成
図である。

【図３】本発明の一実施例に係わる、定電圧定電流回路
の構成図である。

【図４】本発明の一実施例に係わる、定電圧定電流回路
の動作を説明するための図である。

【図５】本発明の一実施例に係わる、電池パックの回路
構成図である。

【図６】本発明の一実施例に係わる、携帯機本体の回路
図である。

【図７】本発明の一実施例に係わる、携帯機本体の全体
構成図である。

【図８】本発明の他の実施例に係わる、充電器の回路構
成図である。

【符号の説明】

１…無線通信装置、２…充電器、３…携帯機本体，２Ａ
…ＬＥＤ、３００…電池パック。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部から供給された電源を充電用の電源
に変換する手段と、充電処理状況を表示する手段とを有
する充電器と、この充電器に電気接続され、２次電池が
収納された電池パックと携帯機本体とで構成された無線
通信装置において、充電器には、２次電池パックの電圧
を検出する第１の電圧検出手段と、第１の電圧検出手段
で得られた２次電池の電圧に基づき、２次電池への充電
処理を行う充電処理手段と、電池パックには、２次電池
の電圧を検出し、充電電圧閾値が設定された第２の電圧
検出手段と、第２の電圧検出手段で得られた２次電池の
電圧と第２の電圧検出手段に設定された充電電圧閾値と
を比較する第１の比較手段と、第１の比較手段で比較処
理したのち、２次電池パックの電圧が大のとき、充電処
理を停止する手段とを有し、携帯機本体には、２次電池
パックの電圧を検出し、放電電圧閾値が設定された第３
の電圧検出手段と、第３の電圧検出手段で得られた２次
電池パックの電圧と第３の電圧検出手段に設定された放
電電圧とを比較する第２の比較手段と、第２の比較手段
で比較処理したのち、２次電池の電圧が小のとき、携帯
機本体の電源をオフとする手段とを具備したことを特徴
とする無線通信装置。
【請求項２】電池パックに内蔵された２次電池は、リ
チウムイオン電池が直列接続されていることを特徴とす
る請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】電池パックにおける充電処理を停止する
手段は、電池パックの回路に有するスイッチ手段の切換
えにより行うことを特徴とする請求項１記載の無線通信
装置。
【請求項４】電池パックに有するスイッチ手段はトラ
ンジスタのスイッチング動作で行われることを特徴とす
る請求項１記載の無線通信装置。
【請求項５】携帯機本体における通話処理を停止する
手段は、携帯機本体の回路に有するスイッチ手段の切換
えにより行われることを特徴とする請求項１記載の無線
通信装置。
【請求項６】電池パックには、２次電池の電池温度を
検出する電池温度検出手段を有し、充電器には、所望の
範囲を有する電池温度閾値が設定され、この電池温度閾
値の最大値と電池温度検出手段で得られた電池温度とを
比較し、電池温度が高いとき、充電処理を停止する手段
と、電池温度閾値の最小値と電池温度検出手段で得られ
た電池温度とを比較し、電池温度が低いとき、充電処理
を開始する手段とを具備したことを特徴とする請求項１
記載の無線通信装置。
【請求項７】一端が、２次電池を構成するリチウムイ
オン電池の接続点に接続され、他端が、リチウムイオン
電池に並列接続された第１の電圧検出手段の接続点に接
続された保護抵抗を電池パックを構成する回路に設けた
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項８】携帯機本体に、通話中に２次電池パック
の電圧を検出し、ある所望の電圧より２次電池パックの
電圧が小となったとき、終話処理をして携帯機本体の電
源をオフとする手段を有することを特徴とする請求項１
記載の無線通信装置。
【請求項９】携帯機本体の電源をオフとする手段は、
２次電池パックの電圧を検出時に、携帯機本体の動作の
ために必要な電圧に満たないときに行う手段であること
を特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項１０】充電器に有する充電処理状況を表示す
る手段は、充電未終了を表示する第１の表示手段と、充
電処理終了を表示する第２の表示手段とから成ることを
特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項１１】充電器に有する充電処理状況を表示す
る手段は、視覚による表示であることを特徴とする請求
項１０記載の無線通信装置。
【請求項１２】第１の表示手段は、２次電池の異常時
に発光ダイオードを点滅し、充電処理中に発光ダイオー
ドを点灯させることを特徴とする請求項１０記載の無線
通信装置。