JPH0799737A

JPH0799737A - 電源回路

Info

Publication number: JPH0799737A
Application number: JP25885993A
Authority: JP
Inventors: Noribumi Hosogaya; 則文細萱; Shinji Katsuki; 信二勝木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1995-04-11

Abstract

(57)【要約】【目的】リチウムイオン二次電池が常に満充電とされ
る適正な時点で充電動作を終了させる事で、過充電や充
電不足になる事を防ぐ。【構成】充電時にリチウムイオン二次電池１の充電電
圧Ｖ_C を検出し、充電電圧Ｖ_C が４．１Ｖ以上となった
時点で充電電圧Ｖ_C の検出を停止すると共に１時間のタ
イマーを起動させ、このタイマー時間が経過した時点で
充電動作を終了させる処理が行われるよう電源回路を構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子機器等に用いられる
電源回路に関わり、特にリチウムイオン二次電池等を充
電可能な電源回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、比較的小型の携帯可能な各種電
子機器の電源システムの１例としては、外部のＡＣアダ
プタ等を接続して所定電圧の直流電源を得るのに加え、
充電可能な二次電池により電源を得るように構成されて
いるものが多く知られており、このような二次電池は、
通常機器本体に内蔵されていたり、あるいは別体の充電
パックのような形態とされて機器本体に装着することで
電源の供給が可能なようにされている。そして二次電池
に対して充電する場合には、例えばこの二次電池が上記
のように機器本体に内蔵あるいは装着されている状態に
おいて、上記ＡＣアダプタ等を機器本体と接続する。す
ると、ＡＣアダプタから所定電圧の直流が機器内部の電
源回路に供給され、更にこの電源回路を介して充電用に
変換された所定電圧が二次電池に印加されいくことで充
電が行われていくようにされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記二次電
池の種類の１つとしては、リチウムイオン二次電池が知
られている。図８に示す曲線はこのリチウムイオン二次
電池に対してある一定電圧により充電した場合の充電特
性を示すもので、縦軸は充電電圧を、横軸は時間を示し
ている。この図から分かるように、リチウムイオン二次
電池は充電開始から満充電とされる電圧値Ａよりもわず
かに低い電圧値Ｂ付近までは比較的に短時間で上昇して
いく。対して、この電圧値Ｂ付近から満充電の電圧値Ａ
に至るまでは相当の時間を要するため、非常に緩やかな
カーブが得られるような充電特性を有している。

【０００４】また、充電池としてこのリチウムイオン二
次電池を用いるような場合には、ニッカド二次電池をト
リクル充電するような場合とは異なり、満充電となった
際には過充電防止のためにこれ以上充電電流を供給しな
いようにすることが好ましい。そこで、例えば機器側の
電源回路において充電時のリチウムイオン二次電池の両
端の電圧の検出を行い、満充電とされる電圧値が検出さ
れた時点で、リチウムイオン二次電池への充電動作を停
止させるように構成する等のことが行われている。

【０００５】ところが、図８にて示したようにリチウム
イオン二次電池の充電時の電圧値Ｂから満充電の電圧値
Ａへの電圧変化は微妙であるため、この期間に於いて上
述のようにリチウムイオン二次電池の充電電圧値の検出
により満充電とされる時点を特定するのは非常に難し
く、実際の満充電とされる時点の前後において誤検出が
行われてしまうことで、過充電や充電不足が起こってし
まうという問題を有している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の電源回
路は上記した問題点を解決するため、二次電池の充電電
圧の検出を行う電圧検出部と、所定時間の計数を行うタ
イマー部と、充電動作開始時以降において、電圧検出部
から出力される検出情報より充電電圧が所定レベル以上
と判別された時点でタイマー部の計数動作を開始させ、
所定時間が経過した時点で充電動作を終了させることの
できる制御部とを設けることとした。

【０００７】

【作用】例えばリチウムイオン二次電池はその充電特性
に基づき、前述の充電特性として緩やかな曲線に移行す
る起点の電圧値が得られた時点から、満充電とされるま
での時間長をあらかじめ特定することができる。従っ
て、上記構成によりこの緩やかな曲線に移行する起点の
電圧値が検出された後は、この時点から満充電とされる
までの時間が設定されたタイマー部を起動させ、タイマ
ー時間が経過した時点で充電動作を終了させるようにす
れば、すなわち二次電池が満充電となった時点で充電動
作が終了することとなる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の電源回路の一実施例について
説明する。図６は、本実施例の電源回路が適用された電
子機器本体の一部と外部電源からなるシステムの一例を
示す斜視図である。この図において１０は、例えば携帯
用で比較的小型の電子機器の本体部の一部を示してい
る。そして、この本体部１０の内部に装着されている１
は充電池としてのリチウムイオン二次電池バッテリー
で、本実施例の場合では４．２Ｖが満充電時の電圧とさ
れる。そして、このリチウムイオン二次電池１は例えば
本体部１０に対して挿脱可能な電池パックとして構成さ
れている。

【０００９】ここで、本実施例におけるリチウムイオン
二次電池１の充電特性について図７を参照して説明す
る。この図において縦軸は電圧を、横軸は時間を示して
おり、条件としては所定の一定電圧により通常速度の充
電が行われる場合のものとされる本実施例の場合４．２
Ｖのリチウムイオン二次電池が用いられることから、例
えば図のように残留電圧２．５Ｖ付近から充電を行って
いったとして、４．１Ｖ付近までは比較的短時間で電圧
が上昇していく。そして、この４．１Ｖあたりから満充
電とされる４．２Ｖまでは比較的時間をかけて上昇して
いくような非常に緩やかなカーブの特性となる。

【００１０】また、図６において本体部１の側面に設け
られている２は後述する外部電源が接続されるＤＣジャ
ックを示している。また、本体部１０の上面部に設けら
れている９は後述するバッテリー表示の他各種表示がな
されるＬＣＤ表示部を示しているが、ＬＣＤ以外の他の
ディスプレイ装置により表示が行われてもよい。

【００１１】また、１１は商用電源を所定電圧の直流に
変換するＡＣアダプターを示し、例えば本実施例の場合
には６Ｖの直流電圧を得ることができるものとされる。
そして、このＡＣアダプター１１のプラグ１１ａを本体
部１０に設けられているＤＣジャック２に接続すること
で直流電源が機器側に供給されることとなる。なお、本
実施例のシステムではＤＣジャック２とプラグ１１ａが
接続され、かつリチウムイオン二次電池１が本体部１０
にセットされている場合には、後述する構成によりリチ
ウムイオン二次電池１は駆動電源とされず、ＡＣアダプ
ター１１が優先して駆動電源とされる。また、このとき
には後述のようにしてＡＣアダプター１１の電源を利用
して自動的にリチウムイオン二次電池１に対して充電が
行われるようにも構成されている。

【００１２】１２は、例えば所定数の単乾電池をセット
することにより、所定値の直流電圧を得ることのできる
補助バッテリーパックを示す。本実施例の場合、補助バ
ッテリーパック１２の内部には単３乾電池１２ｂを直列
接続で３本収納することが可能とされ、従って、この補
助バッテリーパック１２は４．５Ｖの直流電圧を供給す
ることができる。そして、この補助バッテリーパック１
２のプラグ１２ａを本体部１０側のＤＣジャック２に差
し込むようにして、本体部１０に補助バッテリーパック
１２をセットすれば機器側に電源が供給されることとな
る。そして、ＤＣジャック２とプラグ１２ａが接続さ
れ、かつリチウムイオン二次電池１が本体部１０にセッ
トされている場合には、後述する構成によりリチウムイ
オン二次電池と補助バッテリーパック１２のうち残留電
圧の高いほうが優先して駆動電源とされるように本体部
１０側にて構成されている。また、この場合には補助バ
ッテリーパック１２の電源によりリチウムイオン二次電
池１への充電は行わないようにされている。

【００１３】このように、本実施例においては機器を駆
動するのに、リチウムイオン二次電池１、ＡＣアダプタ
ー１１、補助バッテリーパック１２の３つの電源手段の
うちいずれかを用いることが可能であり、またリチウム
イオン二次電池１への充電は、このリチウムイオン二次
電池１を本体部１０に装着した上でＡＣアダプター１１
を接続することで行うことができる。なお、以下ＡＣア
ダプター１１及び補助バッテリーパック１２を共に表す
場合にはこれらをまとめて外部電源ということにする。

【００１４】図１は本発明の電源回路の一実施例を示す
ものであり、上述の電子機器の本体部１０内部に実装さ
れているものとされる。この図において破線で示す１は
リチウムイオン二次電池を示し、実際には図６で示した
ようにパック形状とされている。そして、このリチウム
イオン二次電池１は図に示す端子部分にて着脱が可能な
ものとされる。２はＤＣジャックを示し、実際には前述
の図６に示したように本体部１０の側面部に取り付けら
れている。このＤＣジャック２において２ａはプラスの
接続端子を、２ｂはマイナス（ＧＮＤ側）の接続端子を
示している。また２ｃはマイナスの接続端子２ｂ側に設
けられているスイッチ端子で、ＤＣジャック２にプラグ
が挿入されない場合は接点２ｄが接触し、プラグが挿入
されていれば接点２ｄは離れるようにされている。ま
た、リチウムイオン二次電池１のマイナス側とＧＮＤ間
に挿入されているＤ₁ はショットキーダイオードを示し
ている。

【００１５】ここで先ず、この電源回路においてリチウ
ムイオン二次電池１と外部電源（ＡＣアダプター１１と
補助バッテリーパック１２）を駆動電源として選択する
動作について説明する。例えばリチウムイオン二次電池
１が機器本体部に内蔵され、かつＤＣジャック２にプラ
グが接続されていない状態では、リチウムイオン二次電
池１のマイナス側はスイッチ端子２ｃ（接点２ｄ）を介
してＧＮＤ側とつながるために、このリチウムイオン二
次電池１が供給電源として用いられる。

【００１６】そして上記の状態から、ＤＣジャック２に
ＡＣアダプター１１又は補助バッテリーパック１２の外
部電源のプラグが差し込まれると、接点２ｄが離れるこ
ととなる。ところでこの際、接点２ｄが離れた瞬間に外
部電源のプラグがＤＣジャックのプラスマイナス各端子
２ａ，２ｂと確実に接しておらず、外部電源の供給が遮
断されるような不都合状態になることが考えられるが、
本実施例の場合ショットキーダイオードＤ₁ が設けられ
ているので、このような状態に陥った場合ショットキー
ダイオードＤ₁ に順方向電圧が印加されて導通し、リチ
ウムイオン二次電池１のマイナス側がＧＮＤと接続され
るために、リチウムイオン二次電池１による電源の供給
が継続されることになる。ただし、この際ショットキー
ダイオードＤ₁ の順方向電圧分だけ駆動電圧は降下す
る。また、挿入されていた外部電源のプラグがＤＣジャ
ック２から抜かれる場合にも同様の動作をする。

【００１７】そして、確実に外部電源のプラグがＤＣジ
ャック２に接続されると、前述のようにリチウムイオン
二次電池１の電圧が４．２Ｖであるのに対して、ＡＣア
ダプター１１は６Ｖ、補助バッテリーパック１２は４．
５Ｖとされているので、この電位差によりショットキー
ダイオードＤ₁ に順方向電圧がかからず導通しない状態
となり、リチウムイオン二次電池１のマイナス側がオー
プンの状態となる。従って、外部電源が駆動電圧とされ
ることになる。

【００１８】ただし、外部電源のうちＡＣアダプター１
１からは６Ｖが安定して供給されるが、補助バッテリー
パック１２については内部にある電池が消耗していて
４．２Ｖよりも低い電圧に低下している状態も考えら
れ、この場合はリチウムイオン二次電池１のほうが残留
電圧が高いこともありえる。そこで、リチウムイオン二
次電池１が内蔵された状態で補助バッテリーパック１２
が接続されており、かつ、リチウムイオン二次電池１の
ほうが補助バッテリーパック１２よりも電圧が高くなっ
たような場合は、ショットキーダイオードＤ₁ に順方向
電圧がかかって導通状態とされるため、リチウムイオン
二次電池１が駆動電圧とされ、補助バッテリーパック１
２の電圧は回路に対して供給されないことになる。な
お、リチウムイオン二次電池１が機器本体部１０にセッ
トされていない状態で、外部電源が接続されている場合
には、常にこの外部電源により電力が供給される状態で
あることは言うまでもない。

【００１９】このように、リチウムイオン二次電池１と
外部電源との駆動電源は、プラス側（つまり＋Ｂライ
ン）を共通のコモンラインとして、マイナス側でＧＮＤ
側に設けられたスイッチ端子２ｃのオン／オフ及びショ
ットキーダイオードＤ₁ を挿入して電源ごとの電位差を
利用することに基づいて切換わるようにされる。

【００２０】また、ＡＣアダプター１１と補助バッテリ
ーパック１２は供給用端子をＤＣジャック２により兼用
している。例えば、ＡＣアダプターと補助バッテリーパ
ックを使用可能なシステムを構成するに当たり、各々の
供給用端子を別々に設け、電源回路内でダイオードやト
ランジスタ等の素子を付加する等の方法により両者の電
源の切換えを行うような場合には、回路構成の複雑化や
上記素子による電圧降下が問題となることがあるが、本
実施例の場合には、スイッチ端子２ｃ付きのＤＣジャッ
ク２とショットキーダイオードＤ₁ 等による簡単な回路
構成であり、また、素子による電力ロスもショットキー
ダイオードＤ₁ が導通してリチウムイオン二次電池１が
電源とされる場合のみに限られる。

【００２１】また、図１に示す３はＡＣアダプター１１
からの供給電源を用いてリチウムイオン二次電池１に充
電を行うために設けられる３端子の負定電圧回路であ
る。この負定電圧回路３は例えば図２に示すような構成
とされる。この図において、Ｑ₁ はパワートランジスタ
を示し、エミッタがＩＮ端子側とされコレクタがＯＵＴ
端子側とされる。また、Ａ_E は誤差検出増幅アンプを、
Ｅは所定値の基準電圧Ｖ_R が設定された基準電源を示し
ている。そして、Ｒ₂ はパワートランジスタＱ₁ のベー
ス電流制限用抵抗であり、Ｒ₃ ，Ｒ₄ はＯＵＴ端子の出
力電圧を所定比に分割するための抵抗である。この図に
示すように、誤差検出増幅アンプＡ_E の非反転入力には
抵抗Ｒ₃ とＲ₄ により所定比に分圧されたＯＵＴ端子の
出力電圧が供給され、反転入力には基準電源Ｅから出力
される基準電圧Ｖ_R が供給される。なお、この基準電圧
Ｖ_R は規定電圧を抵抗Ｒ₃ とＲ₄ により分圧して得られ
る電圧値に対応している。この回路構成では、ＯＵＴ端
子の出力電圧を分圧した電圧値と基準電圧Ｖ_R との差に
応じて誤差検出増幅アンプＡ_E の出力、すなわち抵抗Ｒ
₂ を介したパワートランジスタＱ₁ のベース電流が増減
する。これにより、パワートランジスタＱ₁ のコレクタ
−エミッタ間のインピーダンスが変化することになる結
果、ＯＵＴ端子の出力電圧が一定の規定電圧で保たれる
よう制御されることとなる。そして、本実施例ではこの
規定電圧が−４．２Ｖとされるように負定電圧回路３内
部の上記各素子等が設定されているものである。

【００２２】このような回路構成の負定電圧回路３は、
図１に示すようにＩＮ（入力）端子がＧＮＤと接続さ
れ、ＯＵＴ（出力）端子が抵抗Ｒ₁ を介してリチウムイ
オン二次電池１のマイナスと接続され、プラスの電源ラ
イン（以下＋Ｂラインという）がＣＯＭ（コモン）端子
に対して接続されており、この電源回路の＋Ｂラインに
対して−４．２Ｖ（±５０ｍＶ）の定電圧回路として構
成される。なお、抵抗Ｒ₁ は＋Ｂラインに対するリチウ
ムイオン二次電池１の両端の電圧と負定電圧回路３の出
力電圧との差を電流量として得るためのものである。こ
れによりリチウムイオン二次電池１には最大４．２Ｖま
での充電が行われることが可能とされる。

【００２３】前述のように、本実施例の電源回路はＧＮ
Ｄ側ではなく＋Ｂライン側がコモンラインとされる。し
たがって上記のように外部電源が接続されて、ＤＣジャ
ック２のスイッチ端子２ｃの接点２ｄが離れてオープン
の状態となったリチウムイオン二次電池１のマイナス側
に負定電圧回路３のＯＵＴ端子が接続されていること
で、負電源による充電が可能とされる。

【００２４】例えば、正定電圧回路により二次電池に充
電を行うような構成の場合、外部電源と内蔵二次電池の
充電／放電の経路を切換えることが必要となり、リレー
放電等のための回路構成が複雑化するが、本実施例のよ
うにＤＣジャック２のスイッチ端子２ｃ（ＧＮＤ側）と
ショットキーダイオードＤ₁ と負定電圧回路３を組み合
わせた充電用の回路を構成すれば、上記リレー放電等の
ための回路は特に必要なくなり簡単な回路構成になる。

【００２５】そして、図１に示す４は、＋Ｂラインと負
定電圧回路３のＣＯＭ端子間に直列に接続される充電ス
イッチであり、この充電スイッチ４により負定電圧回路
３による充電動作をオン／オフすることができる。ま
た、５は＋ＢラインとＧＮＤ間に接続されて、実際に回
路部に供給される駆動電圧を検出してシステムコントロ
ーラ７に検出信号を出力するすることのできる高電圧検
出部で、６は、図のようにリチウムイオン二次電池１の
両端に対して接続されることによりリチウムイオン二次
電池１の電圧を検出してシステムコントローラ７に検出
信号を出力する充電電圧検出部である。

【００２６】７は、少なくともこの電源回路を含む各機
能回路部の動作を制御するシステムコントローラを示し
ている。また、８は後述する充電動作残り時間が設定さ
れるタイマー部であり、９は図６に示したように機器本
体部１０に設けられるＬＣＤ表示部を示している。

【００２７】そこで、上記のように構成された本実施例
の電源回路の充電時の動作について説明する。図１に示
したように、本実施例の電源回路にはリチウムイオン二
次電池１の電圧Ｖ_C を検出する充電電圧検出部６と、＋
ＢラインとＧＮＤ間の電圧Ｖ_O を検出することのできる
高電圧検出部５が設けられ、両者の検出出力はシステム
コントローラ７に供給されている。そこで、システムコ
ントローラ７ではこれらの検出結果に基づいて、現在の
リチウムイオン二次電池１や外部電源の接続状態、駆動
電圧及び充電電圧等を判別して、充電動作時の処理を行
うことができる。

【００２８】先ずこの電源回路においては、リチウムイ
オン二次電池１が本体部１０にセットされ、かつ外部電
源のうちＡＣアダプター１１から電源電圧が供給されて
いる接続状態となった場合のみ、システムコントローラ
７がこれを判別して負定電圧回路３を動作させ、自動的
にリチウムイオン二次電池１に対して充電を開始するよ
うにされている。

【００２９】図３のフローチャートはこのような充電開
始時におけるシステムコントローラ７の処理動作を示し
ている。この場合先ず、システムコントローラ７では充
電電圧検出部６で検出されるリチウムイオン二次電池１
の電圧Ｖ_C が０Ｖ＜Ｖ_C ≦４．２Ｖであるかどうかを判
別（F101) しており、ここで０Ｖ＜Ｖ_C ≦４．２Ｖでは
ない、つまり０Ｖかあるいは４．２Ｖより上であるよう
な場合にはリチウムイオン二次電池１は本体部１０にセ
ットされていない、あるいは異常充電等が行われたよう
な状態であるから、ステップF104に進んで充電スイッチ
４はオフとされるように制御を行う。また、０＜Ｖ_C ≦
４．２Ｖであると判別された場合にはリチウムイオン二
次電池１がセットされているとしてステップF102に進ん
で、高電圧検出部５で検出される＋ＢラインとＧＮＤ間
の電圧Ｖ_O が５Ｖ以上であるかどうかを判別する。この
ステップF102で電圧Ｖ_O が５Ｖ以上でないと判別されれ
ば、ステップF104に進んで充電スイッチ４がオフとなる
ようにされる。つまり、この場合はリチウムイオン二次
電池１が本体部１０にセットされ、かつ外部電源からの
電圧供給が全くない（この場合は０Ｖを検出）場合か、
あるいは外部電源のうち最大約４．５Ｖの電圧を供給す
る補助バッテリーパック１２が接続されている場合であ
り、この場合ステップF104に進んで充電動作は行わない
ようにする。補助バッテリーパック１２の供給電源によ
りリチウムイオン二次電池１に対して充電が行われるの
は当然好ましくないが、この処理により補助バッテリー
パック１２による充電は行われない。

【００３０】一方、ステップF102で電圧Ｖ_O が５Ｖ以上
であると判別された場合には、リチウムイオン二次電池
１が本体部１０にセットされ、かつ外部電源のうち６Ｖ
の電圧のＡＣアダプターが接続された状態であるので、
ステップF103に進んで充電スイッチをオンとする。これ
により＋Ｂラインと負定電圧回路３のＣＯＭ端子が接続
されるので、負定電圧回路３はＡＣアダプター１１の６
Ｖ電源を入力して、リチウムイオン二次電池１に対して
−４．２Ｖの一定電圧を供給することになる。

【００３１】上記のようにしてＡＣアダプター１１が接
続された時のみ充電が行われるようにし、補助バッテリ
ーパック１２による充電を防止するよう構成すれば、例
えばＡＣアダプター１１と補助バッテリーパック１２の
供給用端子を別々に設け、電源回路内でダイオードやト
ランジスタ等の素子により、充電経路を切換えるような
方法に比べ、簡単な回路構成とすることが可能である。

【００３２】次に、上記充電開始後の充電期間中の動作
について説明する。この充電中においてはシステムコン
トローラ７は充電電圧検出部６からのリチウムイオン二
次電池１の充電電圧Ｖ_C の検出を継続することとなる。
そして、例えば充電電圧Ｖ_Cが４．１Ｖであることが検
出されると、この時点からシステムコントローラ７は充
電電圧Ｖ_C の検出を停止して、以後、例えば１時間の充
電動作を継続させる。そして、この１時間が経過したら
満充電されたとして充電動作を終了させる、つまり充電
スイッチ４をオフとすることになる。

【００３３】このような処理を行うのは、図７にて説明
したように本実施例のリチウムイオン二次電池１の充電
特性が４．１Ｖから満充電の４．２Ｖまで上昇するのに
時間がかかり非常に緩やかなカーブとなり、この間は充
電電圧検出部６による電圧検出を正確に行うことが難し
いことによる。そこで、リチウムイオン二次電池の充電
容量や設定される充電電流量等に基づき、上記緩やかな
カーブの起点となる電圧値から満充電となるまでの時間
は特定することが可能であることを利用し、例えば本実
施例のリチウムイオン二次電池１についていえば、図７
に示した充電特性に基づき４．１Ｖから４．２Ｖとなる
までの時間が約１時間であるということを予め特定し、
上記のように４．１Ｖとなった以降は１時間の充電で終
了させるようにすれば、常にリチウムイオン二次電池１
が満充電の状態とされるほぼ適正な時点で充電動作が終
了することとなる。

【００３４】また本実施例の電源回路は、充電時には上
記充電電圧の検出情報に基づいて、ＬＣＤ表示部９にて
バッテリーの残量を示すために設けられたバッテリー表
示部を利用して充電容量の表示を行うことも可能とな
る。

【００３５】図４はこのバッテリー表示部９ａの表示状
態を示す説明図で、図の左列の（ａ）〜（ｆ）に示すバ
ッテリー表示部９ａの表示状態に対応して、残量表示時
の電圧と、充電容量表示時の電圧を示している。ここ
で、先ず充電容量表示を説明する前に、通常のバッテリ
ー残量表示の一例について説明する。バッテリー残量表
示が行われるのは、リチウムイオン二次電池１あるいは
補助バッテリーパック１２が（以後両者を一括してバッ
テリー電源という）駆動電源として用いられている場合
であり、ＡＣアダプターが駆動電源とされている場合に
は、例えば表示は行われないようにされる。なお、現在
どの電源により駆動されているかは、前述した高電圧検
出部５及び充電電圧検出部６の検出情報に基づきシステ
ムコントローラ７が判別可能である。そして、バッテリ
ー残量表示時のバッテリーの電圧検出は高電圧検出部５
により行われるようにされればよい。

【００３６】この図に示すように残量表示時としては、
高電圧検出部５の検出情報によりバッテリー電源の残量
が電圧として３．９０Ｖ以上の場合には、図４（ａ）に
示すフル表示が行われる。そして、バッテリー電源の電
圧が３．９０Ｖより下から３．５５Ｖまでの範囲にある
場合には図４（ｂ）に示すようにメータ表示部９ｂ₁〜
９ｂ₄ のうち、メータ表示部９ｂ₁ が消えて第１次消耗
表示を行う。次にバッテリー電源の電圧が３．５５Ｖよ
り下から３．２０Ｖまでの範囲にある場合には図４
（ｃ）に示すように、さらにメータ表示部９ｂ₂ が消え
て第２次消耗表示を行い、３．２０Ｖより下から２．８
５Ｖまでの範囲は図４（ｄ）に示すように、さらにメー
タ表示部９ｂ₃ が消えてメータ表示部９ｂ₄ のみが点灯
する第３次消耗表示を行い、２．８５Ｖより下から２．
５０Ｖの範囲では図４（ｅ）に示すようにメータ表示部
９ｂ₄ が点滅する第４次消耗表示が行われる。そして、
２．５０Ｖより低くなってしまった場合には、図４
（ｆ）に示すようにメータ表示部９ｂ₄ が消え、回路を
駆動するに足る残量がないことを示す。

【００３７】次に、リチウムイオン二次電池１に充電が
行われる際の充電容量表示時について説明する。この場
合リチウムイオン二次電池１の充電電圧Ｖ_C の検出は充
電電圧検出部６により行われる。例えば、リチウムイオ
ン二次電池１の充電電圧Ｖ_C が３．０５Ｖ以下であれば
図４（ｅ）に示す表示が行われる。あるいは図４（ｆ）
に示す表示が行われても良い。そして、充電電圧が上昇
して３．０５Ｖより上から３．４０Ｖ以下の範囲内とな
った場合には図４（ｄ）に示す表示が行われ、３．４０
Ｖより上から３．７５Ｖ以下の範囲となった場合には図
４（ｃ）に示す表示が行われ、３．７５Ｖより上から
４．１０Ｖまでの範囲となった場合には図４（ｂ）に示
す表示が行われる。この後、満充電とされる充電終了時
点までは前述のようにシステムコントローラ７では充電
電圧の検出は行わなわず、１時間の充電継続期間が設け
られるが、この期間は例えば図４（ａ）に示すフル表示
を行い、充電動作の終了と共に何らかの充電終了表示を
するようにする、あるいはこの１時間は図４（ｂ）に示
す表示を継続し、充電終了時に図４（ａ）のフル表示、
あるいは何らかの充電終了表示をするなど考えられる。

【００３８】ここで、上述してきた充電開始から充電終
了までのシステムコントローラ７の処理動作について図
５のフローチャートを参照して説明する。図３にて説明
したようにして、充電スイッチ４がオンとされて充電が
開始する（F201）と、システムコントローラ７は充電電
圧検出部６を動作させてリチウムイオン二次電池１の充
電電圧Ｖ_C の検出を継続して行う（F202) こととなる。
そして、先のステップF202で検出される充電電圧Ｖ_C に
対応して、図４に示した充電容量表示を行うようＬＣＤ
表示部９を制御することとなる（F203) 。次に、システ
ムコントローラ７はステップF204に進み、充電電圧Ｖ_C
が４．１Ｖ以上と検出されたかどうかを判別することに
なる。ここで、充電電圧Ｖ_C が４．１Ｖに満たない場合
にはステップF202に戻り、充電電圧の検出（F202) に続
き充電容量の表示制御（F203) を繰り返す。そして、ス
テップF204で充電電圧Ｖ_C が４．１Ｖ以上と検出された
場合には、ステップF205に進んで充電電圧の検出を停止
し、さらにステップF206に進んでタイマー部８を起動さ
せる。このタイマー部９は１時間のタイマー時間が設定
されているものである。この後、システムコントローラ
７はステップF207に進んで、タイマー時間の経過を判別
することとなり、タイマー時間が経過しない場合にはス
テップF207の処理を繰り返す、つまりタイマー時間の経
過を待機することとなる。そして、タイマー時間（１時
間）が経過すると、システムコントローラ７は例えばス
テップF208に進んで、先ず充電終了としての表示を行
う。なお、充電終了表示としては、充電容量表示を停止
させてしまうことも考えられる。そして次にステップF2
09に進んで充電スイッチをオフに切換えて充電動作を停
止させることとなる。

【００３９】なお、上記実施例として示した本発明の電
源回路は一例であり、上述したと同様の充電動作が行わ
れれば、例えばリチウムイオン二次電池１及び外部電源
などの設定電圧等を初め、使用機器等の条件に応じて各
種変更が可能とされる。また、図４に示したバッテリー
表示部９ａの表示形態もあくまでも一例であり、他の表
示形態とされても良いことはいうまでもない。また、残
量及び充電容量表示時のメータ表示に対応する電圧値も
一例であり、メータ表示ごとの電圧値は図４に示したも
のに限定されない。また、本実施例ではリチウムイオン
二次電池について説明したが、リチウムイオン二次電池
とほぼ同様の充電特性を有する二次電池がある場合に
は、このような二次電池の充電にも応用が可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の電源回路
は、リチウムイオン二次電池を充電する場合にこの充電
特性のカーブが緩やかになる起点とされる電圧値が検出
された時点で充電電圧の検出を停止し、その後は満充電
に至るとされる時間まで充電動作を継続してから充電を
終了するように構成することで、満充電となる時点を誤
検出して不適性な時期に充電動作を終了させてしまうよ
うなことがなくなり、常にリチウムイオン二次電池が満
充電となる適正な時点で充電動作を終了させることがで
きるという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源回路の実施例を示すブロック回路
図である。

【図２】本実施例の負定電圧回路の構成を示す回路図で
ある。

【図３】本実施例の電源回路における充電開始時の処理
動作を示すフローチャートである。

【図４】本実施例の電源回路が搭載された機器のバッテ
リー表示部の表示状態を示す説明図である。

【図５】本実施例の電源回路の充電時の処理動作を示す
フローチャートである。

【図６】本実施例の電源回路が搭載された機器と外部電
源のシステムを示す斜視図である。

【図７】本実施例にて用いられるリチウムイオン二次電
池の充電特性を示す充電特性図である。

【図８】リチウムイオン二次電池の一般的な充電特性を
示す充電特性図である。

【符号の説明】

１リチウムイオン二次電池２ＤＣジャック３負定電圧回路４充電スイッチ５高電圧検出部６充電電圧検出部７システムコントローラ８タイマー部９ＬＣＤ表示部９ａバッテリー表示部１０本体部１１ＡＣアダプター１２補助バッテリーパックＤ₁ ショットキーダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次電池の充電電圧の検出を行う電圧検
出手段と、所定時間の計数を行うことのできるタイマー
手段と、充電動作開始以降において、前記電圧検出手段から出力
される検出情報より前記充電電圧が所定値以上と判別さ
れた時点で、前記タイマー手段の計数動作を開始させる
と共に、前記所定時間が経過した時点で充電動作を終了
させることのできる制御手段が設けられていることを特
徴とする電源回路。