JPH0946914A - 電源供給装置及びその充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の電源系のそれぞれの使用率を平衡化
し、電池パックの使用効率を向上させる。 【構成】 ２つの組電池２４，２５と各負荷３１，３２
とを接続する各電源ライン４１，４２を断接する切替え
スイッチ３６，３７と、これら各電源ライン４１，４２
の間を断接する電池選択スイッチ３８と、各スイッチ３
６，３７，３８の切り替え制御を行う制御部４８とを備
えた。各組電池２４，２５の使用率の違いに応じて制御
部４８で切り替え制御を行い、各組電池２４，２５のう
ち使用率の高いものを切り、使用率の低いものを各負荷
３１，３２に接続してそれぞれの使用率を平衡化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は複数の負荷回路に個別
に電源を供給する電源供給装置及びその充電装置に関
し、特にＴＤＭＡ方式の無線装置等の携帯型の電子装置
に用いて好適な電源供給装置及びその充電装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】携帯型の電子装置では電池が電源として
使用されることが多い。このような携帯型の電子装置に
は携帯電話機等があり、主に電子装置本体と電池パック
に分けられる。この電子装置の一例を図２に示す。この
図２は携帯電話機である。この携帯電話機１は、電子装
置本体としての携帯電話機本体２と、電池パック３とか
ら構成されている。電池パック３は、複数のセルからな
る組電池４及び保護回路５等から構成されている。携帯
電話機本体２の内部には負荷回路６が内蔵されている。

【０００３】このような構成の携帯電話機本体２におい
ては、低消費電力化の要請があり、電池パック３の電池
電圧が低下する傾向にある。例えばＮｉＣｄ電池の場
合、従来の５セルから３セル構成となり、公称３．７５
Ｖで動作する携帯電話機１も現れている。

【０００４】しかしながら、前記携帯電話機１の場合、
次のような問題点があった。［１］電池パック３が低電
圧化している一方で、携帯電話機本体２の消費電流は反
対に増加しているため、電源残留インピーダンスによる
電圧低下が大きくなってしまう。［２］デジタルＴＤＭ
Ａ方式特有の携帯電話機の場合においては、バーストノ
イズのために携帯電話機の安定動作電圧範囲が狭くなっ
てします。［３］バーストにより可聴帯域ノイズが発生
する。

【０００５】これらの問題点を解決するために本出願人
は、図３に示すように、電池パック内に複数の組電池を
設けることによって、複数の独立な電源系を１つの電池
パック内に収納する構成を提案している（特願平６−０
９８３８９）。

【０００６】この携帯電話機１０は、ＴＤＭＡ方式の携
帯電話機で、携帯電話機本体１１と電池パック１２とか
ら構成されている。携帯電話機本体１１は、バースト性
負荷１３と非バースト性負荷１４を有して構成されてい
る。電池パック１２は、第１組電池１５、第２組電池１
６及びこれらの保護回路１７，１８から構成されてい
る。そして、バースト性負荷１３は第１組電池１５に、
非バースト性負荷１４は第２組電池１６にそれぞれ接続
されている。これにより、上記問題点［１］〜［３］を
解決していた。

【０００７】バースト性負荷１３には、大電流をバース
ト制御する電力増幅器等が含まれている。非バースト性
負荷１４には、動作電源電圧の安定動作範囲条件が厳し
い制御部やＣＰＵ等が含まれている。

【０００８】電源のインピーダンスはそれぞれ第１電源
インピーダンスと第２電源インピーダンスに分かれてお
り、共通インピーダンスが存在しないので、閾値を越え
た低電圧状態やバーストノイズに弱く、また誤動作の恐
れがあるＣＰＵ等はバースト性負荷１３の影響を受けず
に安定動作ができる。

【０００９】また、同じような考え方で例えば、送信系
の負荷と受信系の負荷とに分けて第１組電池１５及び第
２組電池１６にそれぞれ接続するように構成することも
できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
携帯電話機１０では、電池パック１２の構成によって次
のような問題点があり、十分な特徴を生かしているとは
言えなかった。即ち、図３のように複数に分離した負荷
（バースト性負荷１３及び非バースト性負荷１４）にお
いては、電池消耗のスピードがそれぞれ一致しない場
合、電池パック１２のすべての容量を有効に使用できな
い場合がある。例えば、図３中のバースト性負荷１３用
の第１組電池１５が先にすべての容量を使用してしまっ
た場合、非バースト性負荷１４側の第２組電池１６がす
べての容量を使い切る前に、電池パック１２としては機
能を停止することになる。また、逆の場合もあり得る。

【００１１】通常、バースト性負荷１３は電力増幅器を
含むため大電流を消費する。このため、第１組電池１５
が第２組電池１６に比較して大きい電池容量を持つよう
に割り付けられる。ところがこのように割り付けられた
場合でも、送信をほとんど行なわないで待ち受け状態で
携帯電話機１０を使い続けると、非バースト性負荷１４
に接続される第２組電池１６が先に消費されてしまう。
従って、このような使い方では第１組電池１５を大容量
にする意味が失われてしまう。また、これと逆の場合も
あり得る。

【００１２】このように、使用条件の違いによって複数
の組電池１５，１６の消費量にアンバランスが生じてし
まうので、電池パック１２を全体として有効に使用する
ことができないという問題点がある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、複数の電源系と負荷回路とを接続する各電
源ラインを断接する切替えスイッチと、複数の電源ライ
ンの各２本間をつないでこれらの間を断接する電源選択
スイッチと、これらの切り替え制御を行う制御部とを備
えた。

【００１４】

【作用】複数の電源系の使用率の違いに応じて制御部で
切り替え制御を行い、各電源系のうち、使用率の高いも
のを切り、使用率の低い電源系を各負荷回路に接続して
各電源系の使用率を平衡化する。

【００１５】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照しながら
詳述する。

【００１６】（Ａ）第１実施例 図１は本発明の第１実施例を示すブロック図である。な
お、本実施例でも携帯型の電子装置として携帯電話機を
例に説明する。

【００１７】本実施例の携帯電話機２１は、図１に示す
ように、電池パック２２と携帯電話機本体２３とから構
成されている。電池パック２２は、第１及び第２組電池
２４，２５と、これらの保護回路２６，２７とを備えた
２系統の電源系によって構成され、１つの筐体内に収
納、保持されている。各組電池２４，２５は通常素電池
（セル）を直列接続して構成されている。この各組電池
２４，２５のセル数は必要に応じて適宜設定される。ま
た、各組電池２４，２５のセル数は互いに異なるように
設定してもよい。電池パック２２は、携帯電話機本体２
３に対して着脱可能な構造となっている。電池パック２
２の着脱機構は既知の技術が用いられる。

【００１８】携帯電話機本体２３は、バースト性負荷３
１と非バースト性負荷３２とを備えて構成されている。
バースト性負荷３１は電池パック２２の第１組電池２４
に第１電源ライン４１を介して接続され、非バースト性
負荷３２は第２組電池２５に第２電源ライン４２で接続
されている。

【００１９】また、携帯電話機本体２３は、電池パック
２２だけでなく、他の外部機器から電源を供給されて動
作する機能も備えており、このために第１及び第２外部
電源入力端子３３，３４が設けられている。この各外部
電源入力端子３３，３４には、安定動作マージンをとっ
て電池パック２２の各組電池２４，２５よりもやや高い
電圧が供給される。

【００２０】携帯電話機本体２３内には２つの切替えス
イッチ３６，３７及び電源選択スイッチ３８が設けられ
ている。このうち、各スイッチ３６，３７により、バー
スト性負荷３１及び非バースト性負荷３２への電源であ
る第１及び第２組電池２４，２５と、第１及び第２外部
電源入力端子３３，３４とを選択的に切り替える。

【００２１】第１及び第２切替えスイッチ３６，３７
は、前記第１電源ライン４１及び第２電源ライン４２に
それぞれ設けられている。各切替えスイッチ３６，３７
はＭＯＳトランジスタにより構成され、そのソース側が
第１及び第２組電池２４，２５に、ドレイン側がバース
ト性負荷３１及び非バースト性負荷３２にそれぞれ接続
されている。第１及び第２外部電源入力端子３３，３４
の第１及び第２外部電源ライン４３，４４は、前記第１
及び第２電源ライン４１，４２のうち各切替えスイッチ
３６，３７のドレイン側に接続されている。これによ
り、各切替えスイッチ３６，３７で各電源ライン４１，
４２が遮断された状態で、各負荷３１，３２に外部から
電力が供給されるようになっている。

【００２２】電源選択スイッチ３８は、前記第１及び第
２電源ライン４１，４２のうち、第１及び第２外部電源
ライン４３，４４との接続点と各負荷３１，３２との間
においてこれら第１及び第２電源ライン４１，４２を互
いに接続するように設けられている。電源選択スイッチ
３８のソース側は第１電源ライン４１に、ドレイン側は
第２電源ライン４２にそれぞれ接続されている。これに
より、第１組電池２４を各負荷３１，３２に接続した
り、第２組電池２５を各負荷３１，３２に接続したりす
る。

【００２３】各切替えスイッチ３６，３７及び電源選択
スイッチ３８の各ゲートには、後述する第１及び第２電
圧検出器４６，４７及び非バースト性負荷３２に内蔵さ
れた制御部４８がそれぞれ接続されている。具体的に
は、第１切替えスイッチ３６に第１電圧検出器４６及び
制御部４８が、第２切替えスイッチ３７に第２電圧検出
器４７及び制御部４８がそれぞれ接続されている。各切
替えスイッチ３６，３７は各電圧検出器４６，４７及び
制御部４８からの２つの制御信号のうち、いずれか一方
の信号によって断接制御が行われるようになっている。
なお、この２つの信号のうちの一方によって制御を行う
手段としては、アンドゲート回路による論理和回路等を
用いてもよい。

【００２４】電源選択スイッチ３８には制御部４８が接
続され、この制御部４８によって断接制御がなされるよ
うになっている。

【００２５】第１電圧検出器４６は第１外部電源ライン
４３に接続されてこの第１外部電源ライン４３に外部電
源が接続されているか否かを電圧の変化で検出する。こ
の第１電圧検出器４６で外部電源の接続を検知した場合
にはその制御信号を第１切替えスイッチ３６のゲートに
送信して第１電源ライン４１を遮断する。

【００２６】第２電圧検出器４７は第２外部電源ライン
４４に接続されてこの第２外部電源ライン４４に外部電
源が接続されているか否かを電圧の変化で検出する。こ
の第第２電圧検出器４７で外部電源の接続を検知した場
合にはその制御信号を第２切替えスイッチ３７のゲート
に送信して、第２電源ライン４２を遮断する。なお、第
１及び第２外部電源ライン４３，４４には逆流防止ダイ
オード５３，５４がそれぞれ設けられている。

【００２７】制御部４８には、バースト性負荷３１に印
加される第１電源ライン４１の電圧を検出する第３電圧
検出器５１と、非バースト性負荷３２に印加される第２
電源ライン４２の電圧を検出する第４電圧検出器５２と
がそれぞれ接続され、各電源ライン４１，４２への印加
電圧に基づいて各スイッチ３６，３７，３８を制御する
ようになっている。この制御部４８は、各電圧検出器５
１，５２で検出した電圧に基づいて電池パック２２の各
組電池２４，２５の使用率を推定する。この推定は次の
条件で行われる。

【００２８】一般に、電池の放電電圧は時間とともに図
４に示すような特性を持って変化する。放電電圧値は、
温度と放電電流の条件を定めれば、一意に定まってしま
うものである。携帯電話機２１の場合、温度条件は、通
常の使用態様によって概ね特定でき、放電電流の条件は
携帯電話機本体２３の消費電力によって特定できる。こ
れらの条件に基づく図４のような特性を持つ組電池２
４，２５の放電特性に従って、電圧と使用率（放電時
間）との関係を特定しておく。これにより、各電圧検出
器５１，５２で検出した電圧を基に、電池パック２２の
各組電池２４，２５の全充電容量に対する使用率（残存
率）を推定できる。図４の例においては、放電端子電圧
がＡ点（約6.3Ｖ）のときに使用率が５０％になってい
るため、各電圧検出器５１，５２で6.3Ｖの電圧を検出
したときに使用率が５０％になったと推定することがで
きる。各電圧検出器５１，５２にはＡＤ変換器が内蔵さ
れており、このＡＤ変換器で電圧値がディジタルデータ
に変換されて制御部４８に送信され、この制御部４８で
前記使用率の推定が行われる。

【００２９】［動作］以上のように構成された携帯電話
機２１は次のように動作する。

【００３０】外部電源が第１及び第２外部電源入力端子
３３，３４を介して供給されているときには電池パック
２２に接続された第１及び第２電源ライン４１，４２を
遮断し、外部電源が供給されていないときには第１及び
第２電源ライン４１，４２を接続するように動作する。

【００３１】外部電源が第１及び第２外部電源入力端子
３３，３４に接続されているときは、第１及び第２電圧
検出器４６，４７がそれぞれ電圧の変化を検出し、第１
及び第２切替えスイッチ３６，３７をオフにする制御信
号をそれぞれのゲートに供給する。これにより、第１及
び第２切替えスイッチ３６，３７が第１及び第２電源ラ
イン４１，４２を遮断し、外部電源が各外部電源ライン
４３，４４、各逆流防止ダイオード５３，５４及び各電
源ライン４１，４２を介してバースト性負荷３１及び非
バースト性負荷３２にそれぞれ接続される。

【００３２】一方、外部電源に接続されていないとき
は、第１及び第２電圧検出器４６，４７がそれぞれ電圧
の変化がないことを検出し、第１及び第２切替えスイッ
チ３６，３７をオンにする制御信号をそれぞれのゲート
に供給する。これにより、第１及び第２切替えスイッチ
３６，３７が第１及び第２電源ライン４１，４２を接続
し、電池パック２２の各組電池２４，２５が各電源ライ
ン４１，４２を介してバースト性負荷３１及び非バース
ト性負荷３２にそれぞれ接続される。

【００３３】このようにして第１切替えスイッチ３６及
び第２切替えスイッチ３７は、電池パック２２と外部電
源との電源切替え機能を実行する。

【００３４】通常の携帯電話機２１の使用では、長時間
待ち受け状態を続けたり、話し続けたりすることがある
が、このように使用条件がアンバランスだと、電池パッ
ク２２の各組電池２４，２５の消費量もアンバランスに
進行していく。この場合は次のようにしてアンバランス
を修正する。

【００３５】送信を行なわないで待ち受け状態が長く続
いた場合には、バースト性負荷３１が接続されている第
１組電池２４はほとんど電力を消費しない。このため、
第１組電池２４の使用率はほとんど０％に近い。その一
方で、第２組電池２５は待ち受け動作により使用率が進
む。

【００３６】第３及び第４電圧検出器５１，５２と制御
部４８とで、第１組電池２４の使用率がほぼ０％、第２
組電池２５の使用率がほぼ５０％になっていると推定し
た場合を例に説明する。この場合には、使用率が進んで
いる第２組電池２５を切り離して、第１組電池２４を使
用するように制御する。

【００３７】具体的には、第３電圧検出器５１からの使
用率ほぼ０％のディジタルデータと、第４電圧検出器５
２からの使用率ほぼ５０％のディジタルデータとを受け
た制御部４８が、電源選択スイッチ３８をオン状態にし
て非バースト性負荷３２を第１電源ライン４１を介して
第１組電池２４に接続すると共に、第２切替えスイッチ
３７をオフ状態にして非バースト性負荷３２と第２組電
池２５との間を遮断する。

【００３８】この状態でしばらく使用する。そして、第
３電圧検出器５１（又は第４電圧検出器５２）で検出す
る電圧値から推定した使用率が５０％またはそれに近い
値になった時点で、制御部４８によって第２切替えスイ
ッチ３７がオン状態に、電源選択スイッチ３８がオフ状
態に戻される。このようにして、使用率が低い第１組電
池２４の電池容量を使用して、各組電池２４，２５の使
用率の平均化が行なわれる。

【００３９】この制御のアルゴリズム例を以下に示す。

【００４０】［制御例１］図５は第１組電池２４の使用
率が第２組電池２５よりも大きい場合の例である。な
お、バースト性負荷３１には電力増幅器を含むため、携
帯電話機２１の通常の使用（送信及び受信の両方を行う
態様）においてはほとんどの場合第１組電池２４の使用
率が大きくなる。また、図中のｘ，ｙは第３電圧検出器
５１及び第４電圧検出器５２からのディジタル信号に基
づいて制御部４８で推定する使用率（％）であって、ｘ
は第１組電池２４の使用率を示し、ｙは第２組電池２５
の使用率を示す。これらの使用率は第３及び第４電圧検
出器５１，５２と制御部４８によって常時推定されてお
り、その変化を基に以下の処理がなされる。

【００４１】ステップ１において、ｘとｙとの差が設定
値ｈよりも大きくなったか否かを判断する。このｘとｙ
との差が設定値ｈよりも小さい場合には大きくなるまで
待つ。大きくなった場合にはステップ２の処理に進む。
なお、設定値ｈは、携帯電話機本体２３の各素子の許容
能力等を考慮して設定され、通常５０％〜１０％程度で
ある。

【００４２】ステップ２ではｘとｙのいずれが大きいか
を判断する。ｘが大きい場合にはステップ３に進み、ｙ
が大きい場合にはステップ４の処理に進む。

【００４３】ステップ３では特に処理をしないでステッ
プ１に戻る。これは、すぐにｙの使用率の方が大きくな
るためである。

【００４４】ステップ４においては第１組電池２４をバ
ースト性負荷３１及び非バースト性負荷３２に接続する
分流モードに切り替える。即ち、電源選択スイッチ３８
をオンにして第２切替えスイッチ３７をオフにし、第２
切替えスイッチ３７を遮断して第１切替えスイッチ３６
及び電源選択スイッチ３８を接続状態にする。これによ
り、第１組電池２４が、第１切替えスイッチ３６及び電
源選択スイッチ３８を介してバースト性負荷３１及び非
バースト性負荷３２にそれぞれ接続され、ｙの使用率を
上げる。

【００４５】次いで、ステップ５において送信状態が発
生したか否かを判断する。送信状態が発生した場合に
は、ステップ７に進み、ただちに分離モード（第１組電
池２４でバースト性負荷３１を、第２組電池２５で非バ
ースト性負荷３２をそれぞれ個別に駆動する通常の接続
状態）に切り替える。送信状態が発生していない場合に
はステップ６に進む。

【００４６】ステップ６ではｘとｙとの差が設定値ｋよ
り小さくなったか否かを判断する。なお、この設定値ｋ
は、ｘとｙとのアンバランスの解消を考慮した数値であ
る。この数値は０％が望ましいが、許容範囲として１０
％〜０％程度の範囲で設定する。このｘとｙとの差が設
定値ｋより大きい場合には、ステップ５で送信状態が発
生したか否かを見ながら分流モードの状態を保つ。ｘと
ｙとの差が設定値ｋより小さくなったら、即ちｘとｙと
のアンバランスが解消したら、ステップ７に進む。

【００４７】ステップ７では各スイッチ３６，３７，３
８を切り替えて分離モードに戻し、バーストノイズを分
離して機器の動作を安定化させる。

【００４８】［制御例２］制御例１は、第１組電池２４
の使用率が第２組電池２５よりも大きい場合の例であっ
たが、これと逆に第２組電池２５の使用率が第１組電池
２４よりも大きい場合もある。この場合であって送信状
態でのアンバランス解消処理の例を図６に示す。この処
理は送信状態が発生したときにスタートする。

【００４９】ステップ１１において、ｘとｙとの差が５
０％よりも大きくなったか否かを判断する。ｘがｙより
５０％以上大きくない場合にはステップ１４に進む。な
お、数値５０％は一例であり、前記設定値ｈと同様に各
条件に合わせて適宜設定する。ｘがｙより５０％以上大
きい場合にはステップ１２の処理に進む。

【００５０】ステップ１２では第２組電池２５をバース
ト性負荷３１及び非バースト性負荷３２に接続する分流
モードに切り替える。即ち、電源選択スイッチ３８をオ
ンにして第１切替えスイッチ３６をオフにし、第１切替
えスイッチ３６を遮断して第２切替えスイッチ３７及び
電源選択スイッチ３８を接続状態にする。これにより、
第２組電池２５が第２切替えスイッチ３７及び電源選択
スイッチ３８を介してバースト性負荷３１及び非バース
ト性負荷３２にそれぞれ接続され、ｙの使用率を上げ
る。

【００５１】ステップ１３ではｙの使用率が８０％を越
えたか否かを判断する。越えていない場合には越えるま
で待つ。８０％を越えた場合にはステップ１４に進む。
この数値８０％は、第２組電池２５で２つの負荷３１，
３２を作動させたときに、これらが問題なく作動する限
度の数値であって、８０％はその一例である。

【００５２】ステップ１４では各スイッチ３６，３７，
３８を切り替えて分離モードに戻す。

【００５３】［制御例３］電池パック２２の各組電池２
４，２５の容量を使い切ってしまう間には、使用態様に
よって第１組電池２４の使用率が第２組電池２５よりも
大きい状態とその逆の状態とがそれぞれ発生してしまう
場合がある。この場合の処理の一例を図７に基づいて説
明する。

【００５４】ステップ２１ではｘとｙとの差が前記設定
値ｈよりも大きいか否かを判断する。小さい場合には大
きくなるまで待つ。大きくなった場合にはステップ２２
に進む。

【００５５】ステップ２２ではｘとｙのいずれが大きい
かを判断する。ｙが大きい場合にはステップ２３に、ｘ
が大きい場合にはステップ２４に進む。

【００５６】ステップ２３においては、各スイッチ３
６，３７，３８を適宜切り替えて、第２組電池２５をバ
ースト性負荷３１及び非バースト性負荷３２に接続す
る。

【００５７】次いで、ステップ２５で送信状態が発生し
たか否かを判断する。送信状態が発生した場合には直ち
にステップ２９に進む。送信状態が発生していない場合
にはステップ２６に進む。

【００５８】ステップ２６ではｘとｙとの差が前記設定
値ｋよりも小さくなったか否かを判断する。小さくなっ
ていない場合にはステップ２５に戻り、送信状態の発生
の有無を見ながら、ｘとｙとの差が設定値ｋよりも小さ
くなるまで待つ。小さくなったらステップ２９に進む。

【００５９】一方、ステップ２２でｘが大きいと判断し
てステップ２４に進んだ場合には、このステップ２４に
おいて、各スイッチ３６，３７，３８を適宜切り替え
て、第１組電池２４をバースト性負荷３１及び非バース
ト性負荷３２に接続する。

【００６０】次いで、ステップ２７で送信状態が発生し
たか否かを判断する。送信状態が発生した場合には直ち
にステップ２９に進む。送信状態が発生していない場合
にはステップ２８に進む。

【００６１】ステップ２８ではｘとｙとの差が前記設定
値ｋよりも小さくなったか否かを判断する。小さくなっ
ていない場合にはステップ２７に戻り、送信状態の発生
の有無を見ながら、ｘとｙとの差が設定値ｋよりも小さ
くなるまで待つ。小さくなったらステップ２９に進む。

【００６２】ステップ２９では、第１組電池２４でバー
スト性負荷３１を、第２組電池２５で非バースト性負荷
３２をそれぞれ個別に駆動する通常の接続状態である分
離モードに切り替える。

【００６３】［第１実施例の効果］以上により、各スイ
ッチ３６，３７，３８を諸条件に応じて適宜切り替える
ことで、電池パック２２内の第１及び第２組電池２４，
２５の一方を選択して使用することができるようにな
る。これにより、各組電池２４，２５の使用率のアンバ
ランスを解消することができ、両方を同時に使い切るこ
とができるようになる。この結果、バーストノイズ等の
問題を発生させずに、電池パック２２の使用効率を大幅
に向上させることができるようになる。

【００６４】（Ｂ）第２実施例 図８は第２実施例の携帯電話機６１を示すブロック図で
ある。本実施例の携帯電話機６１の全体構成は前記第１
実施例の携帯電話機２１とほぼ同様である。本実施例の
携帯電話機６１の特徴は、電池パック２２の第１組電池
２４Ａ及び第２組電池２５Ａの電池電圧がまったく等し
い構成とした点にある。これによって、外部電源を２つ
設ける必要がなくなる。即ち、１つの外部電源を各電源
ライン４１，４２に接続すれば足りる。このため、外部
電源入力端子６２が１つだけ設けられ、この外部電源入
力端子６２に１本の外部電源ライン６３が設けられてい
る。この外部電源ライン６３は途中で分割させて２つの
ラインになり、途中に逆流防止ダイオード５３，５４を
設けて各電源ライン４１，４２にそれぞれ接続されてい
る。これにより、外部電源が、外部電源入力端子６２、
外部電源ライン６３及び各電源ライン４１，４２を介し
てバースト性負荷３１と非バースト性負荷３２にそれぞ
れ接続される。

【００６５】外部電源ライン６３にはこのラインの電圧
を検出する電圧検出器６４が設けられている。この電圧
検出器６４の出力は各切替えスイッチ３６，３７にそれ
ぞれ接続されて断接制御がなされるようになっている。
即ち、電圧検出器６４が外部電源の電圧を検出した場
合、制御信号を各切替えスイッチ３６，３７に出力して
各第１及び第２電源ライン４１，４２を遮断し、外部電
源を各負荷３１，３２に接続するようになっている。

【００６６】本実施例では、第３及び第４電圧検出器５
１，５２に対応する電圧検出器は設けられていない。こ
の電圧検出器の代わりにタイマ回路６５が設けられてい
る。バースト性負荷３１及び非バースト性負荷３２の消
費電力は予め分かっているため、各組電池２４Ａ，２５
Ａが各負荷３１，３２に接続されている時間を検出すれ
ば、各組電池２４Ａ，２５Ａに使用率が分かる。このた
め、タイマ回路６５によって第１及び第２電源ライン４
１，４２が接続されている時間（各組電池２４Ａ，２５
Ａが各負荷３１，３２に接続されていてそれぞれの負荷
３１，３２が作動している時間）を検出することによ
り、各組電池２４Ａ，２５Ａの動作時間を積算すること
ができる。これにより、各組電池２４Ａ，２５Ａの使用
率が推定である。この推定方向は、前述した図４の関係
を用いる。前記第１実施例では電圧の変化から放電状態
（使用率）を推定したが、本実施例では放電時間から放
電状態（使用率）を推定する。

【００６７】以上のように構成することにより、第１実
施例の第１及び第２電圧検出器４６，４７のうちの一方
と、第３及び第４電圧検出器５１，５２の３つの回路を
省略することができると共に、第１及び第２外部電源入
力端子３３，３４の一方を省略することができ、回路の
簡素化を図ることができる。

【００６８】また、使用率の推定の前記第１実施例の電
圧を用いた場合よりも、使用率の推定制度が向上するこ
とが期待できる。

【００６９】（Ｃ）第３実施例 本実施例は電池パック２２の各組電池２４，２５を充電
する充電装置である。

【００７０】第１実施例における電池パック２２の各組
電池２４，２５としては、放電してしまったものを再び
充電して繰り返し使用する２次電池を用いることが多
い。このため、充電時の動作において次のような工夫を
することにより、複数の組電池２４，２５を有する電池
パック２２を有効に使用することができる。

【００７１】本実施例の充電装置７１は、図９に示すよ
うに、各組電池２４，２５をそれぞれ充電する充電回路
７２と、各組電池２４，２５が完全に使用されていない
場合に強制的に放電させる強制放電回路７３と、充電回
路７２を各組電池２４，２５に選択的に接続する充電選
択スイッチ７４と、強制放電回路７３を各組電池２４，
２５に選択的に接続する放電選択スイッチ７５と、これ
ら充電回路７２、強制放電回路７３、充電選択スイッチ
７４及び放電選択スイッチ７５をそれぞれ制御する充電
制御回路７６とから構成されている。

【００７２】充電回路７２には、各組電池２４，２５の
充電状態を検出する充電状態検出手段７７が内蔵されて
いる。強制放電回路７３にも、各組電池２４，２５の充
電状態（放電状態）を検出する充電状態検出手段７８が
内蔵されている。

【００７３】充電選択スイッチ７４は、充電回路７２が
接続される接続端子７４Ａと、電池パック２２の各組電
池２４，２５がそれぞれ接続される第１端子７４Ｂ及び
第２端子７４Ｃを有する。これらは充電制御回路７６に
よって制御され、接続端子７４Ａと第１端子７４Ｂ及び
第２端子７４Ｃとが適宜切り替えられるようになってい
る。

【００７４】放電選択スイッチ７５は、強制放電回路７
３が接続される接続端子７５Ａと、電池パック２２の各
組電池２４，２５がそれぞれ接続される第１端子７５Ｂ
及び第２端子７５Ｃを有する。これらは充電制御回路７
６によって制御され、接続端子７５Ａと第１端子７５Ｂ
及び第２端子７５Ｃとが適宜切り替えられるようになっ
ている。

【００７５】［作用］以上のように構成された充電装置
７１はその充電制御回路７６による制御によって次のよ
うに動作する。

【００７６】まず、放電状態を検出する。放電選択スイ
ッチ７５を適宜切り替えて各組電池２４，２５と強制放
電回路７３をそれぞれ接続し、充電状態検出手段７８で
いずれも完全放電しているか否かを検出する。使用状態
の違いで放電状態にアンバランスが生じて各組電池２
４，２５のいずれかが完全放電していない場合があるた
めである。

【００７７】各組電池２４，２５のいずれかが完全放電
していない場合には放電処理を行う。この放電処理は、
まず充電状態検出手段７８で検出した完全放電状態でな
い組電池２４，２５側に放電選択スイッチ７５を切り替
えて、その組電池２４，２５と強制放電回路７３とを接
続し、放電させる。

【００７８】以上の放電処理を行っている間に同時進行
的に充電処理を行う。充電選択スイッチ７４を適宜切り
替えて充電回路７２と各組電池２４，２５とを接続し、
充電状態検出手段７７で各組電池２４，２５の充電状態
を点検する。完全放電状態の組電池２４，２５があれ
ば、充電処理に移る。具体的には、充電選択スイッチ７
４を完全放電状態の組電池２４，２５側に切り替えてそ
の組電池２４，２５と充電回路７２とを接続し、充電す
る。

【００７９】このとき、他方の組電池２４，２５の強制
放電が終了すれば、こちらも充電処理に移る。これによ
り、２つのの組電池２４，２５が両方ともに充電可能と
なるが、この場合には両方の組電池２４，２５を同時進
行的に充電する。

【００８０】一方、両方の組電池２４，２５を同時に充
電できる状態の態様としては、両方ともに完全放電して
いる場合、第１組電池２４のみが完全放電状態で第２組
電池２５は充電途中である場合、第２組電池２５のみが
完全放電状態で第１組電池２４は充電途中である場合が
ある。以下に、それぞれの場合について説明する。な
お、ここでは、第１組電池２４と第２組電池２５の電池
容量の比を１：２とする。

【００８１】各組電池２４，２５が両方ともに完全放電
している場合は、それぞれの電池容量の比に対応して図
１０の比率で充電する。なお、図中のＡは第１組電池２
４の電池容量を、Ｂは第２組電池２５の電池容量を示
す。

【００８２】各組電池２４，２５の比率は１：２である
ため、充電時間も１：２の割合で交互に充電する。即
ち、充電制御回路７６の制御により、充電選択スイッチ
７４を１：２の時間配分で交互に切り替えて充電する。
これにより、各組電池２４，２５がともに同じ速度で充
電が進行して行き、充電速度のアンバランスを生じるこ
となく、ほぼ同じ時間で充電が終了し、完全充電状態に
なる。なお、切替え時間の間隔は、各組電池２４，２５
の完全充電状態（充電終了状態）が正しく検出できる長
さであればよい。例えば数ｍｓｅｃ〜数分程度にする。

【００８３】次に、各組電池２４，２５の一方が先行し
て充電されている場合について説明する。ここでは、第
１組電池２４が５０％充電され、第２組電池２５が完全
放電状態になっているとする。

【００８４】この場合には、図１１に示すように、第１
組電池２４と第２組電池２５との容量の比率は１：４の
割合になるので、時間配分も１：４の割合で交互に切り
替えながら充電する。

【００８５】またこれと逆の場合もある。この例を図１
２に示す。この例では、第２組電池２５が２５％充電さ
れ、第１組電池２４が完全放電状態となっている。これ
により、第１組電池２４と第２組電池２５との容量の比
率は２：３の割合になるので、時間配分も２：３の割合
で交互に切り替えながら充電する。

【００８６】以上のように、各組電池２４，２５の容量
比に合わせて充電時間を細かく切り替えることにより、
各組電池２４，２５を同時に完全充電状態にすることが
できるようにいなる。また、完全には充電せず、途中で
充電をやめる場合でも、各組電池２４，２５の充電率の
平衡化することができる。

【００８７】［変形例］なお、前記実施例では、電池パ
ック２２を着脱式にしたが、装置の大型化が問題になら
ない態様においては、携帯電話機２１に内蔵してもよ
い。この場合には、充電装置７１も内蔵することにな
る。

【００８８】第１切替えスイッチ３６、第２切替えスイ
ッチ３７及び電源選択スイッチ３８としてＭＯＳトラン
ジスタを用いたが、リレー等の他の素子を用いてもよ
い。

【００８９】また、前記実施例では電池パック２２の電
源系を第１組電池２４と第２組電池２５の２系統にした
が、３系統以上でもよいことはいうまでもない。なお、
このときは、電源選択スイッチ３８は各２本の電源ライ
ン間を接続するように設けられるため、電源ラインの本
数から２本を選ぶ組み合わせの数（例えば３本では３
個、４本では６個）だけ設けられることになる。この場
合には、充電装置７１の充電選択スイッチ７４及び放電
選択スイッチ７５も電源系の数に合わせて端子を設ける
ことになる。これにより、充電回路７２は、同時に２系
統以上の電源系と接続されて充電が行われる場合があ
る。また、強制放電回路７３も同様である。

【００９０】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の電源供
給装置及びその充電装置によれば、次のような効果を奏
することができる。

【００９１】本発明の電源供給装置では、複数の電源系
を複数の負荷回路に選択的に接続できるようにしたの
で、複数の電源系の使用率が不均衡な場合でも、使用率
の低いものを選択的に使用することにより、不均衡を解
消することができるようになる。この結果、電池パック
の使用効率を向上させることができ、その容量を最大限
に、かつ最も効率的に使用することができるようにな
る。

【００９２】この電源供給装置をＴＤＭＡ方式の携帯電
話等に使用すると、その通話時間を大幅に延長させるこ
とができるようになる。

【００９３】また、本発明の充電装置によれば、充電回
路と放電回路とを１つにまとめ、充電電流も１種類にし
たので、充電装置の回路を簡素化することができる。

【００９４】放電と充電とを同時並行的に行うようにし
たので、電池パック全体を完全に充電してしまうまでの
総合充電時間を大幅に短縮することができる。

【００９５】各電源系の容量比に合わせて充電時間を細
かく切り替えるようにしたので、充電スピードを平衡化
することができ、各電源系を同時に完全充電状態にする
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る携帯電話機の構成を示すブロック
図である。

【図２】従来の携帯電話機の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】図２の携帯電話機を改良型電話機の構成を示す
ブロック図である。

【図４】電池パックに内蔵した組電池の放電特性を示す
特性線図である。

【図５】第１の制御例を示すフローチャートである。

【図６】第２の制御例を示すフローチャートである。

【図７】第３の制御例を示すフローチャートである。

【図８】携帯電話機の変形例を示すブロック図である。

【図９】充電装置を示すブロック図である。

【図１０】充電装置による充電時間配分を変えた第１例
を示すブロック図である。

【図１１】充電装置による充電時間配分を変えた第２例
を示すブロック図である。

【図１２】充電装置による充電時間配分を変えた第３例
を示すブロック図である。

【符号の説明】

２１…携帯電話機、２２…電池パック、２３…携帯電話
機本体、２４…第１組電池、２５…第２組電池、３１…
バースト性負荷、３２…非バースト性負荷、３３…第１
外部電源入力端子、３４…第２外部電源入力端子、３６
…第１切替えスイッチ、３７…第２切替えスイッチ、３
８…電池選択スイッチ、４１…第１電源ライン、４２…
第２電源ライン、４６…第１電圧検出器、４７…第２電
圧検出器、４８…制御部、５１…第３電圧検出器、５２
…第４電圧検出器。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の独立した電源系を有し、複数の負
   荷回路に個別に電源を供給する電源供給装置において、 複数の独立した電源系を内蔵した電池パックと、 この電池パックの複数の電源系と前記複数の負荷回路と
   を個々に接続する複数の電源ラインと、 この各電源ラインにそれぞれ設けられこのラインを断接
   する複数の切替えスイッチと、 前記複数の電源ラインの各２本間をつないで設けられこ
   れらの間を断接する１又は複数の電源選択スイッチと、 前記複数の電源系の使用率の違いに応じて前記複数の切
   替えスイッチのうちの一部を切ってそれに対応する負荷
   回路の電源ラインを遮断すると共に前記電源選択スイッ
   チを接続して当該対応負荷回路を他の電源系に接続する
   切り替え制御を行う制御部とを備えたことを特徴とする
   電源供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電源供給装置におい
   て、 前記電池パックの各電源系の使用率を個別に検出する使
   用率検出手段を設け、この使用率検出手段によって検出
   した使用率の違いに応じて前記制御部で切り替え制御を
   行うことを特徴とする電源供給装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の電源供給装置に
   おいて、 前記各負荷回路に前記各電源ラインと並列に接続された
   複数の外部電源ラインと、 この外部電源ラインに外部電源が印加されたときに前記
   各切替えスイッチを切って各電源ラインを遮断する切り
   替え手段とを備えたことを特徴とする電源供給装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の電
   源供給装置において、 前記電池パックが２つの電源系を有して構成されると共
   に、この２つの電源系に接続される２つの負荷回路が、
   送信時のみに動作する送信回路と送信時及び非送信時に
   動作する受信回路により構成されたことを特徴とする電
   源供給装置。
5. 【請求項５】 電池パックに内蔵された複数の独立した
   電源系をそれぞれ充電する充電装置において、 前記電池パックに内蔵された各電源系を充電する充電回
   路と、 この充電回路を電池パックの各電源系に選択的に接続す
   る充電選択スイッチと、 前記充電回路が接続された電源系の充電状態を検出する
   充電状態検出手段と、 前記電池パックの各電源系が完全放電状態にないときに
   強制的に放電させる強制放電回路と、 この強制放電回路を電池パックの各電源系に選択的に接
   続する放電選択スイッチと、 前記強制放電回路が接続された電源系の充電状態を検出
   する充電状態検出手段と、 各電源系のうち完全放電状態にないものは放電選択スイ
   ッチ及び充電状態検出手段でその状態を検出して強制放
   電回路により強制放電を行う強制放電制御、完全放電状
   態にあるものは充電選択スイッチ及び充電状態検出手段
   でその状態を検出して充電回路により充電を行う充電制
   御、及び前記強制放電が終了したものは充電選択スイッ
   チで充電回路に接続して充電を行う切り替え制御の各制
   御を同時並行的に独立して行う充電制御回路とを備えた
   ことを特徴とする充電装置。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の充電装置において、 前記充電制御回路が、前記各電源系の容量が相違する場
   合にその容量の比に対応した時間比率で各電源系と前記
   充電回路とを順次切替えて充電を行なうことを特徴とす
   る充電装置。