JPH10201109A

JPH10201109A - 電源装置と二次電池の充電方法

Info

Publication number: JPH10201109A
Application number: JP8358598A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hinohara; 誠日野原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-27
Filing date: 1996-12-27
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】大電力の電源回路を要することなく、かつ二
次電池を過充電することもなく短時間で二次電池の充電
を完了することができるようにした。【解決手段】所定の満充電情報を含む二次電池８の電
池状態情報を第１のＣＰＵ１１で検出し、その検出情報
を第１のドライバ１８、データ端子５を介して第２のＣ
ＰＵ２３に送信する。そして、第２のＣＰＵ２３では斯
かる満充電情報に基づいて二次電池８の充放電を制御す
る。このとき定電圧定電流回路３０により第２のＣＰＵ
２３には装置本体２の消費電流とは無関係に一定電力が
供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池を充電す
るのに好適した電源装置と二次電池の充電方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】携帯型コンピュータ等に使用される小型
の二次電池（例えば、ニッケルカドミウム電池やニッケ
ル水素電池）の充電方法としては、一般に携帯型コンピ
ュータ本体制御による下記の（ａ）〜（ｃ）に示す充電
方式がある。すなわち、（ａ）一定の充電電流を二次電池に供給し、タイマにセ
ットされた所定の時間が経過したときに、充電電流の供
給を停止するようにしたタイマ制御方式（ｂ）一定の充電電流を二次電池に供給して充電中の二
次電池の端子電圧を検出し、その後検出された電圧が二
次電池の満充電後に降下して当該降下電圧が所定値にな
ったときに、充電電流の供給を停止するようにした電圧
センサ制御方式（ｃ）一定の充電電流を二次電池に供給して充電中の二
次電池の外装表面温度を検出し、その後検出された温度
が二次電池の満充電温度に達したときに、充電電流の供
給を停止するようにした温度センサ制御方式等が知られ
ている。

【０００３】一方、上述した携帯型コンピュータの充電
方式を実現するためには、コンピュータ本体の電源が遮
断されている場合は急速充電に必要な充電電力を供給す
ることができる電源回路を具備する必要があり、また、
コンピュータ本体が通電状態にある場合はコンピュータ
本体が動作するのに必要な動作電力と上述した急速充電
に必要な充電電力とを同時に供給することができる大電
力の電源回路を具備する必要がある。

【０００４】また、携帯型コンピュータの内部空間には
限界があるため、上述した大電力の電源回路を装備する
のは困難であり、このため、コンピュータ本体の動作中
に充電可能とされた携帯型コンピュータの多くは、コン
ピュータ本体が動作するのに必要な動作電力と低電流充
電に必要な充電電力を供給することができる最小限の電
源回路をコンピュータ本体内に装備し、上記タイマ制御
方式により低電流でもって長時間に亙って二次電池の充
電を行なっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記タ
イマ制御方式で二次電池の充電を行なう場合、電池残容
量とは無関係に、タイマにセットされた所定時間が充電
時間として費やされるため、タイマにセットされた充電
時間によっては二次電池を過充電する虞があるという問
題点があった。

【０００６】また、上述したように二次電池の充電には
長時間を要するため、作業効率が悪いという問題点があ
った。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであって、大電力の電源回路を要することなく、か
つ二次電池を過充電することもなく短時間で二次電池の
充電を完了することができる電源装置と電池の充電方法
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る請求項１記載の発明は、装置本体と、二
次電池を内蔵して前記装置本体に着脱可能とされた電池
パックとからなる電源装置において、前記二次電池の電
池状態情報を検出する電池状態検出手段と、前記電池状
態情報に基づいて充放電を制御する充放電制御手段とを
備えていることを特徴としている。

【０００９】また、請求項９記載の二次電池の充電方法
は、二次電池の電池状態情報を検出し、斯かる電池状態
情報に基づいて充放電を制御し、前記二次電池を充電す
ることを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳説する。

【００１１】図１は本発明に係る電源装置の一実施の形
態を示す電気回路図であって、該電源装置は、電池パッ
ク１が装置本体２に装着されている。すなわち、電池パ
ック１は、装置本体２への電力供給源となるプラス端子
３及びマイナス端子４、前記装置本体２との間でデータ
通信を行なうデータ端子５、クロック信号送受信用のク
ロック端子６、及び二次電池の残量表示を行なうための
ＬＥＤＯＮ端子７を介して装置本体２と着脱可能に接続
されている。

【００１２】しかして、電池パック１において、８は二
次電池（以下、単に「電池」という。）であって、本実
施の形態では１０本のニッケル水素（ＮｉＭＨ）電池が
直列に接続されてなり、一方の端子がプラス端子３を介
して装置本体２に接続され、他方の端子は抵抗器９（本
実施の形態では、抵抗値は０．０２Ω）を介してマイナ
ス端子４に接続されている。さらに、電池８の前記一方
の端子は定電圧回路１０を介して第１のＣＰＵ１１に接
続される一方、前記他方の端子は直接第１のＣＰＵ１１
に接続され、前記定電圧回路１０により第１のＣＰＵ１
１には５Ｖの一定電圧が供給される。

【００１３】また、第１のＣＰＵ１１は、０〜５Ｖの範
囲の入力アナログ信号を８ビットで分解してデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器１２を内蔵しており、さらに
マイナス端子４及び抵抗器９の間の接続点ａと前記Ａ／
Ｄ変換器１２との間には反転増幅器１３及び非反転増幅
器１４が介装されている。反転増幅器１３及び非反転増
幅器１４は、共に接続点ａの電圧を増幅する。本実施の
形態では増幅度は約８０倍に設定されている。

【００１４】さらに、第１のＣＰＵ１１は、抵抗器１５
ａ〜１５ｅを介して発光ダイオード（ＬＥＤ）１６ａ〜
１６ｅが接続されている。本実施の形態では電池８の残
容量が０％〜１９％のときには１個のみ（例えば、ＬＥ
Ｄ１６ａのみ）が点灯し、電池の残容量が増加するに伴
いその点灯個数が増加して残容量が８０％〜１００％の
ときに全てのＬＥＤ１６ａ〜１６ｅが点灯する。また、
第１のＣＰＵ１１には電池８の残量表示を開始するボタ
ンスイッチ１７が接続されており、該ボタンスイッチ１
７を１回押下する毎に約３秒間点灯し、その後消灯す
る。

【００１５】また、第１のＣＰＵ１１とデータ端子５及
びクロック端子６との間には夫々オープンコレクタの第
１及び第２のドライバ１８、１９が介装されており、各
々データ信号又はクロック信号を装置本体２に送信す
る。さらに、第１のＣＰＵ１１には、装置本体２側から
のレディ信号線、クロック信号線及びＬＥＤＯＮ信号線
が夫々接続されている。尚、２０及び２１は電池８の電
圧を分圧するための分圧抵抗器であり、２２は電池８の
表面温度を検出するサーミスタである。

【００１６】一方、装置本体２において、２３は第２の
ＣＰＵであって、第１のＣＰＵ１１と略同様のＡ／Ｄ変
換器２４を内蔵すると共に、上述した電池パック１から
の各種信号線と接続され、さらに第２のＣＰＵ２３とデ
ータ端子５及びクロック端子６との間には夫々オープン
コレクタの第３及び第４のドライバ２５、２６が介装さ
れている。そして、ＲＯＭ２７に格納されている充放電
プログラムや通信制御プログラム等を実行して充電及び
放電の制御を行なうと共に電池８の残容量の積算値や電
池電圧及び電池温度を読み込んだり、第１のＣＰＵ１１
からのデータを読み込み、これらのデータをＲＡＭ２８
に格納する。

【００１７】２９は整流平滑回路であって、１００Ｖの
交流電源（ＡＣ電源）を２２０Ｖの直流電源（ＤＣ電
源）に変換し、定電圧定電流回路３０で装置本体２が動
作するのに必要な最大動作電力（本実施の形態では最大
電圧Ｖ１：２０Ｖ、最大電流Ｉ１：２．４Ａ）に変換し
た後、第１のスイッチング回路３１を介して第２のＣＰ
Ｕ２３に供給する。

【００１８】３２は定電圧回路であって、プラス端子３
及び定電圧定電流回路３０の間に介装され、定電圧定電
流回路３０の出力電圧と電池８の電圧の高い方からの電
力供給を受け、第２のＣＰＵ２３等に５Ｖの電源を供給
する。例えば、装置本体２がＡＣ電源に接続されておら
ず、電池パック１のみと接続されている場合は、電池パ
ック１からの電力供給を受け、ＡＣ電源、又はＡＣ電源
及び電池パック１の双方に接続されているときはＡＣ電
源からの電力供給を受け、これらの電源を第２のＣＰＵ
２３等に供給する。

【００１９】また、第２のＣＰＵ２３は、第２のスイッ
チング回路３３を介して放電抵抗３４に接続されてい
る。また、３６は液晶パネル（ＬＣＤ）３５を内蔵した
駆動回路である。

【００２０】尚、第２のＣＰＵ２３は、ＡＣ電源及び電
池パック１が接続されていないときは動作を停止し、電
池パック１が装置本体２に接続されたときに第１のＣＰ
Ｕ１１との間で通信を開始し、電池パック１が装置本体
２に接続したことを使用者に報告する。

【００２１】図２は上記定電圧定電流制御回路３０の電
気回路図であって、該定電圧定電流制御回路３０は、第
１及び第２のトランジスタ３７，３８と、定電流ダイオ
ード３９と、シャントレギュレータ４０と、該シャント
レギュレータ４０の基準電圧を決定する第１及び第２の
分圧抵抗器４１、４２と、抵抗器４３とを備えている。

【００２２】次に、該定電圧定電流制御回路３０の動作
について説明する。出力電圧Ｖ′が増加すると、第１及
び第２の分圧抵抗器４１、４２によって分圧された電圧
も増加し、シャントレギュレータ４０の基準電圧が増加
する。これに伴い、シャントレギュレータ４０に流れ込
む電流Ｉｋが増加する。シャントレギュレータ４０，第
１及び第２のトランジスタ３７、３８に流れ込む電流の
総和は定電流ダイオード３９によって一定とされている
ため、前述した電流Ｉｋが増加すると、第１のトランジ
スタ３７のベース電流Ｉｂが減少することになり、出力
電圧Ｖ′が減少する。

【００２３】一方、出力電圧Ｖ′が減少すると、第１及
び第２の分圧抵抗器４１、４２によって分圧された電圧
も減少し、シャントレギュレータ４０の基準電圧が減少
するため、該シャントレギュレータ４０に流れ込む電流
Ｉｋが減少し、これによって、第１のトランジスタ３７
のベース電流Ｉｂが増加することになり、出力電圧Ｖ′
が増加する。このようにして出力電圧Ｖ′が定電圧に保
たれることとなる。

【００２４】また、出力電圧Ｖ′に接続された負荷電流
が増加すると、抵抗器４３の電圧降下が増加する。これ
に伴い、第２のトランジスタ３８のベース−エミッタ間
電圧ｂｅが増加し、コレクタ電流Ｉｃが増加する。そし
て、コレクタ電流Ｉｃが増加すると、定電圧ダイオード
３９により第１のトランジスタ３７のベース電流Ｉｂが
減少することとなり、負荷電流が減少する。

【００２５】一方、前記負荷電流が減少すると、抵抗器
４３の電圧降下も減少し、これによって第２のトランジ
スタ３８のベース−エミッタ間電圧ｂｅが減少するた
め、コレクタ電流Ｉｃが減少し、第１のトランジスタ３
７のベース電流Ｉｂが増加する。このようにして出力電
流が定電流に保たれることとなる。

【００２６】図３は定電圧定電流回路３０の出力が装置
本体２の状態によってどのように変化するかを示した電
流（Ｉ）−電圧（Ｖ）特性図である。

【００２７】装置本体２がＡＣ電源に接続されていない
ときに電池パック１を充電する場合は、電流Ｉは最大動
作電流Ｉ１（＝２．４Ａ）となる。また、電圧Ｖは電池
８の電圧Ｖ２となり、該電圧Ｖは充電により上昇する。
そして、このとき出力される電力は、図中、面積Ｖ２・
０・Ｉ１・Ｓで囲まれる面積に相当する。

【００２８】一方、装置本体２のみ動作しているとき
は、電圧Ｖは最大動作電圧Ｖ１（＝２０Ｖ）となる。ま
た、電流Ｉは装置本体２の消費電流Ｉ２となり、該電流
Ｉは消費電流Ｉ２の増減により変化する。そして、この
とき出力される電力は、図中、面積Ｖ１・０・Ｉ２・Ｕ
で囲まれる面積に相当する。

【００２９】また、装置本体２がＡＣ電源に接続されて
いるときに電池パック１を充電する場合は、電流Ｉは最
大動作電流Ｉ１（＝２．４Ａ）となる。また、電圧Ｖは
電池８の電圧Ｖ３となり、該電圧Ｖは充電により上昇す
る。そして、このとき出力される電力は、図中、面積Ｖ
３・０・Ｉ１・Ｐで囲まれる面積に相当し、その内容は
装置本体２の消費電力と電池８の充電電力を加算したも
のである。従って、装置本体２の動作モードの変化によ
る消費電力の増減に応じて随時充電電力も減増し、常に
定電圧定電流回路３０の最大出力電力（＝面積Ｖ１・０
・Ｉ１・Ｒで囲まれる面積）を得ることができる。

【００３０】このように本実施の形態では、装置本体２
の消費電流が変化した場合であっても、電池パック１に
供給される電流は自動的に電源回路の最大値となるよう
に制御される。

【００３１】次に、第１のＣＰＵ１１で実行される電池
８の残容量の積算方法について説明する。

【００３２】第１のＣＰＵ１１は電池８の初期容量、即
ち最大容量を該第１のＣＰＵ１１に内蔵されたＲＡＭ
（不図示）に記憶し、抵抗器９の両端の電圧から所定時
間毎に充電電流又は放電電流を求め、これらの電流と前
記所定時間とを積算して充電容量又は放電容量を求め、
斯かる容量の加減算を行う。例えば、本実施の形態の電
池パック１の放電可能電流値を０〜３．１２５Ａとし、
充電可能電流値を０〜２．４Ａとした場合、２５ｍＡ〜
３．１２５Ａの電流値においてはＡ／Ｄ変換器１２によ
って検出された電流値を残容量積算のために使用し、０
〜２４ｍＡの電流値においてはデータ端子５とクロック
端子６の状態によって定められた電流値を残容量積算の
ために使用する。

【００３３】すなわち、Ａ／Ｄ変換器１２によって検出
される電流に基づいて、電池８の残容量を積算する場合
は、まず、抵抗器９（抵抗値Ｒ：０．０２Ω）に流れる
１２．５ｍＡ〜３．１２５Ａの電流の変化は０．２５ｍ
Ｖ〜６２．５ｍＶの電圧の変化（接続点ａの電圧）に変
換される。次に、反転増幅器１３又は非反転増幅器１４
の増幅度にしたがって接続点ａの電圧が約８０倍に増幅
され、点ｂ又は点ｃでは２０ｍＶ〜５．０Ｖの変化とな
る。本実施の形態で用いられるＡ／Ｄ変換器１２は０〜
５Ｖの範囲を８ビットで分解する能力を持っているの
で、１ビット当たり２０ｍＶの検出が可能である。この
２０ｍＶの電圧は抵抗器９に流れる電流に換算すると１
２．５ｍＡに相当するが、Ａ／Ｄ変換器１２の最下位ビ
ット（ＬＳＢ）には誤差が含まれるので、検出最小電流
は２ビット分、つまり２５ｍＡである。そして、第１の
ＣＰＵ１１は２５ｍＡ以上の電流を検出すると、電池８
が充電状態又は放電状態にあることを認識する。

【００３４】そして、この後、上述したように抵抗器９
の両端の電圧から所定時間毎に充電電流又は放電電流を
求め、これらの電流と前記所定時間とを積算して充電容
量又は放電容量を求め、斯かる容量の加減算を行う。例
えば、抵抗器９の接続点ａの電圧を反転増幅器１３、非
反転増幅器１４により増幅し、Ａ／Ｄ変換器１２により
変換する。そして、反転増幅器１３の出力電圧をＶ４、
非反転増幅器１８の出力電圧をＶ５とすると、Ｖ４＞０
であるとき充電中、Ｖ５＞０であるとき放電中と判断
し、充電中のときは出力電圧Ｖ４のＡ／Ｄ変換器１２の
値により、放電中のときは出力電圧Ｖ５のＡ／Ｄ変換器
１２の値により、数式（１）を用いて充電電流又は放電
電流Ｉ３を算出し、第１のＣＰＵ１１はディジタル値を
得る。

【００３５】Ｉ３＝Ｖ４又はＶ５／Ｒ×η …（１）ここで、ηは充電又は放電の効率であって、電池８の表
面温度に応じた値が予め設定されている。すなわち、電
池８の温度はサーミスタ２２によって電圧として検出さ
れ、Ａ／Ｄ変換器１２によって第１のＣＰＵ１１が取り
扱えるディジタル信号に変換される。

【００３６】次に、第１のＣＰＵ１１は充電又は放電電
流の電流値に基づき数式（２）にしたがって充電容量又
は放電容量Ｗ１を算出する。

【００３７】Ｗ１＝Ｉ３×Ｔ …（２）ここで、Ｔはサンプリング時間であって、本実施の形態
では１ｍＳに設定されている。これにより、サンプリン
グ時間Ｔ毎の充電容量又は放電容量Ｗを逐次増減算する
ことにより電池８の残容量を求めることができる。ま
た、第１のＣＰＵ１１は抵抗器９の接続点ａの電圧から
求めた電流が充電中と判断された場合、電池８の残容量
に応じた個数のＬＥＤ１６…点灯し、前記接続点ａの電
圧から求めた電流が放電中と判断された場合は、電池８
の残容量が０〜１９％の範囲になるとＬＥＤ１６…のう
ちの１個のＬＥＤ１６ａのみを自動的に点灯する。

【００３８】さらに、第２のＣＰＵ２３は駆動回路３６
に信号を送出すると同時にＬＥＤＯＮ信号を第１のＣＰ
Ｕ１１に送出し、ＬＥＤＯＮ信号を受けた第１のＣＰＵ
１１はボタンスイッチ１７が押下されたときと同様にＬ
ＥＤ１６…を点灯させる。

【００３９】一方、Ａ／Ｄ変換器１２で検出できない微
小電流の場合の電池８の残容量は以下のようにして積算
される。

【００４０】Ａ／Ｄ変換器１２で検出できない装置本体
２の動作状態としてはサスペンド状態とオフ状態の２種
類があり、本実施の形態では電池８はサスペンド状態で
７ｍＡ、オフ状態で３ｍＡを消費する。第１のＣＰＵ１
１はＡ／Ｄ変換器１２によって電流の充放電が検出され
ないときにはデータ端子５とクロック端子６の状態によ
って装置本体２がサスペンド状態又はオフ状態であるこ
とを検出する。装置本体２がサスペンド状態のときは７
ｍＡ、オフ状態のときは３ｍＡの単位時間当たりの電流
値を残存容量から減算する。

【００４１】図４は第２のＣＰＵ２３で実行される充放
電制御ルーチンのフローチャートであって、本プログラ
ムはＲＯＭ２７に予め格納されており、第２のＣＰＵ２
３が電池パック１及びＡＣ電源に接続されることにより
実行される。

【００４２】まずステップＳ１では第２のＣＰＵ２３が
充電命令を受けると、第３のドライバ２５を介してレデ
ィ信号をハイレベルからローレベルにして送出する。レ
ディ信号がローレベルになると、第１のＣＰＵ１１は第
１のドライバ１８を介してデータ端子５から装置本体２
側に電池の残容量、電池電圧、電池温度のデータを出力
し、第２のＣＰＵ２３はこれらのデータを読み込む（ス
テップＳ２）。

【００４３】続いて、第２のＣＰＵ２３は電池８の残容
量が８０％以上であるか否かを判別し（ステップＳ
３）、該残容量が８０％以上のときには本ルーチンを終
了する。また、残容量が８０％未満のときは該残容量が
３０％未満であるか否かを判別する（ステップＳ４）。
３０％未満であるときは電池８を放電した（ステップＳ
５）後に、充電して（ステップＳ６）本ルーチンを終了
する。一方、電池残容量が３０％以上であるときはその
まま電池８を充電して（ステップＳ６）本ルーチンを終
了する。

【００４４】すなわち、電池８の充電は、第２のＣＰＵ
２３が第１のスイッチング回路３１をオンすることによ
り開始し、第２のＣＰＵ２３は後述する電池状態データ
を受信してその内容から満充電であると判断したときに
第１のスイッチング回路３１をオフして充電動作を停止
することとなる。

【００４５】尚、上記充放電制御ルーチンでは電池８の
残容量が１００％になることで満充電を判断している
が、電池電圧データや電池温度データに基づいて満充電
を判断してもよい。例えば、充電中に通信によって得た
電池電圧推移が最大値より降下し、その最大電圧からの
降下電圧が所定値以上になったときに満充電と判断して
もよく、或いは充電中に通信によって得た電池８の表面
温度が所定値以上になったときに満充電と判断してもよ
い。

【００４６】次に、電池パック１と装置本体２との間で
行なわれる通信について説明する。

【００４７】装置本体２がサスペンド状態になると第２
のＣＰＵ２３は第３のドライバ２５を介してレディ信号
をハイレベルにし、第４のドライバ２６を介してクロッ
ク信号をローレベルにする。そして、第１のＣＰＵ１１
はデータ端子５からのレディ信号（ハイレベル）とクロ
ック端子６からのクロック信号（ローレベル）を取り込
み、装置本体２がサスペンド状態となったことを認識す
る。

【００４８】一方、装置本体２がオフ状態になると、第
２のＣＰＵ２３は第３のドライバ２５を介してレディ信
号をハイレベルにし、第４のドライバ２６を介してクロ
ック信号をハイレベルにする。そして、第１のＣＰＵ１
１はデータ端子５からのレディ信号（ハイレベル）とク
ロック端子６からのクロック信号（ハイレベル）を取り
込み、装置本体２がオフ状態となったことを認識する。

【００４９】しかして、図５は１バイトのデータ転送の
タイミングを示すタイムチャートである。

【００５０】第２のＣＰＵ２３は第３のドライバ２５を
介してレディ信号を一定時間ローレベルにし、その後ハ
イレベルに切り替える。そして、第１のＣＰＵ１１がレ
ディ信号の上記ローレベルを検出すると第２のＣＰＵ２
３がデータを受け取る準備ができたと判断し、クロック
信号の立ち下がりエッジに同期してデータを第１のドラ
イバ１８を介してデータ端子５から第２のＣＰＵ２３に
出力する。このデータ送信はＬＳＢからＭＳＢまでの８
ビットを出力することにより行なわれる。すなわち、第
２のＣＰＵ２３は第１のＣＰＵ１１から送信されたデー
タをクロック信号の立ち上がりエッジに同期して取り込
み、図６に示しすように、１バイトのデータ転送を８回
繰り返すことにより８バイトのデータ転送が実現する。

【００５１】図７は転送データのデータフォーマットを
示す図である。Ｄ７はストップビット、Ｄ６は奇数パリ
ティ、Ｄ５〜Ｄ２はデータ、Ｄ１は最終データ表示ビッ
ト、Ｄ０は先頭データ表示ビットを夫々示す。先頭デー
タ表示ビットＤ０は、転送データが先頭データのときは
「１」に設定され、先頭データ以外のときは「０」に設
定される。最終データ表示ビットＤ１は、転送データが
最終データのときは「１」に設定され、最終データ以外
のときは「０」に設定される。また、ストップビットＤ
７は転送データの最終を示すものであり「１」に設定さ
れる。

【００５２】図８は転送データ列を示す図であって、本
実施の形態ではこのように図７に示す転送データを１ブ
ロックとして８ブロックの転送データにより、第１及び
第２のＣＰＵ１１、２３間でデータ通信が行なわれる。

【００５３】この図８から明らかなように、先頭バイト
の先頭データ表示ビットＤ０には「１」が書き込まれ
（図８（ａ））、また最終バイトの最終データ表示ビッ
トＤ１には、「１」が書き込まれている（図８
（ｈ））。

【００５４】そして、Ｄ２〜Ｄ５にはデータが書き込ま
れて転送されるが、その内訳は先頭バイト（図８
（ａ））には残容量データ下位４ビット、第２バイト
（図８（ｂ））には残容量データ上位４ビット、第３バ
イト（図８（ｃ））には電池電圧下位４ビット、第４バ
イト（図８（ｄ））には電池電圧上位４ビット、第５バ
イト（図８（ｅ））には電池温度下位４ビット、第６バ
イト（図８（ｆ））には電池温度上位４ビット、第７バ
イト（図８（ｇ））には電池状態下位４ビット、最終バ
イト（図８（ｈ））には電池状態上位４ビットが夫々書
き込まれている。

【００５５】具体的には、残容量データは２バイト（８
ビット）構成で０〜１００％、電池電圧データは２バイ
ト（８ビット）構成で０〜２０．４８Ｖ、電池温度デー
タは２バイト（８ビット）構成で−５〜７１．８℃の範
囲を夫々示している。

【００５６】また、電池状態データは２バイト（８ビッ
ト）構成で第７バイトにおけるＤ２、Ｄ３は電池状態と
して休止の場合は「００」、放電の場合は「０１」、充
電の場合は「１０」、リザーブの場合は「１１」が夫々
書き込まれる。また、Ｄ４及びＤ５には充電フラグが設
定される。すなわち、Ｄ４は、残量が１００％のときに
満充電と判断して「１」を書き込み、それ以外のときは
「０」を書き込む。また、Ｄ５は、充電中の電池電圧の
推移が最大電圧から降下し、該最大電圧からの降下電圧
が所定値以上になったときに満充電と判断して「１」を
書き込み、それ以外のときは「０」を書き込む。

【００５７】さらに、最終バイトのＤ２にも充電フラグ
が設定される。すなわち、Ｄ２は、充電中の電池８の表
面温度が所定値以上になったときに満充電と判断して
「１」を書き込み、それ以外のときは「０」を書き込
む。また、最終バイトのＤ３〜Ｄ５にはリザーブ「１１
１」が書き込まれる。

【００５８】図９は第２のＣＰＵ２３で実行する電池８
の残容量を確認するための通信制御ルーチンのフローチ
ャートである。

【００５９】まず、第２のＣＰＵ２３はＡ／Ｄ変換器２
４を介してプラス端子３の電池電圧Ｖを読み込む（ステ
ップＳ１１）。次いで、読み込んだ電池電圧Ｖが０Ｖを
越えているか否かを判別し（ステップＳ１２）、越えて
いる場合は、電池パック１が装置本体２に接続されたこ
とを第２のＣＰＵ２３は認識してステップＳ１３の処理
に移行する。一方、電池電圧が０Ｖ以下の場合は以後何
もすることなく本ルーチンを終了する。続いて、第２の
ＣＰＵ２３はレディ信号を第１のＣＰＵ１１に送出して
データの受入れ準備をする（ステップＳ１３）。その
後、第２のＣＰＵ２３は第１のＣＰＵ１１から送られて
くる電池８の残容量、電池電圧、電池温度データを読み
込む（ステップＳ１４）。そして、第２のＣＰＵ２３は
予めステップＳ１１においてＡ／Ｄ変換器２４によって
読み込まれた電池電圧ＶとステップＳ１４で読み込まれ
た電池電圧のデータとが等しいか否かを判断し（ステッ
プＳ１５）、等しくないときはそのまま処理を終了する
一方、等しければＬＥＤＯＮ信号を送出する（ステップ
Ｓ１６）。ＬＥＤＯＮ信号を受信した第１のＣＰＵ１１
は、ボタンスイッチ７が押されたときと同様にＬＥＤ６
を３秒間点灯させる。

【００６０】図１０は第１のＣＰＵ１１が実行する通信
制御ルーチンのフローチャートであって、本ルーチンは
図９に示した第２のＣＰＵ２３による通信制御ルーチン
とコミュニケーションをとりながら実行されるものであ
る。

【００６１】電池パック１が装置本体２に取り付けられ
ると、第１のＣＰＵ１１は、レディ信号がハイレベルか
らローレベルに切り替わるのを待ち（ステップＳ２
１）、レディ信号がローレベルになると、第１のドライ
バ１８を介してデータ端子５から装置本体２側に電池の
残容量、電池電圧、電池温度のデータを出力する（ステ
ップＳ２２）。

【００６２】次いで、第２のＣＰＵ２３からＬＥＤＯＮ
信号が送信されるのを所定時間待ち続け（ステップＳ２
３）、所定時間経過しても、第２のＣＰＵ２３からＬＥ
ＤＯＮ信号が送信されてこないときはそのまま本ルーチ
ン終了する一方、ＬＥＤＯＮ信号が送信されてきたとき
は該当するＬＥＤ６…を点灯し（ステップＳ２４）、処
理を終了する。

【００６３】このように本実施の形態においては、電池
状態データを装置本体２に送信することにより、該装置
本体は受信した電池状態データに基づいて電池の充電状
態を制御することが可能となり、過充電を防止すること
もできる。しかも、電池８に供給される電流値は定電圧
定電流回路３０により自動的に最大値に制御されるの
で、装置本体２の消費電流が変化した場合であっても短
時間で充電を完了することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る電源
装置及び二次電池の充電方法によれば、二次電池の状態
を示す電池状態情報をに基づいて該二次電池の満充電を
制御するので、過充電することなく最適な二次電池の充
電を行なうことがてきる。

【００６５】また、電力供給手段により装置本体の消費
電流が変化しても電池パックには所望の定電圧定電流を
供給することができるので、充電は短時間で完了する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置の一実施の形態を示す電
気回路図である。

【図２】定電圧定電流制御回路の詳細構成を示す電気回
路図である。

【図３】定電圧定電流制御回路の動作を示す電流（Ｉ）
−電圧（Ｖ）特性図である。

【図４】充放電制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図５】１バイトのデータ転送のタイミングを示すタイ
ミングチャートである。

【図６】８バイト（１ブロック）のデータ転送タイミン
グを示すタイミングチャートである。

【図７】転送データのデータフォーマットを示すフォー
マット図である。

【図８】転送データ列の詳細を示すフォーマット図であ
る。

【図９】第２のＣＰＵで実行される通信制御ルーチンの
フローチャートである。

【図１０】第１のＣＰＵで実行される通信制御ルーチン
のフローチャートである。

【符号の説明】

１電池パック２装置本体８二次電池１１第１のＣＰＵ（電池状態検出手段、送信手段）２２サーミスタ（表面温度検出手段）２３第２のＣＰＵ（充放電制御手段）３０定電圧定電流回路（電力供給手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】装置本体と、二次電池を内蔵して前記装
置本体に着脱可能とされた電池パックとからなる電源装
置において、前記二次電池の電池状態情報を検出する電池状態検出手
段と、前記電池状態情報に基づいて充放電を制御する充
放電制御手段とを備えていることを特徴とする電源装
置。
【請求項２】前記電池パックが前記電池状態検出手段
を有すると共に、前記装置本体が充放電制御手段を有
し、かつ、前記電池パックが、前記電池情報検出手段により
検出された電池状態情報が前記充放電制御手段に送信す
る送信手段を備えていることを特徴とする請求項１記載
の電源装置。
【請求項３】前記電池状態情報には少なくとも満充電
情報が含まれていることを特徴とする請求項１又は請求
項２記載の電源装置。
【請求項４】前記満充電情報は、二次電池の残容量が
１００％のときに満充電と判断する情報であることを特
徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項５】前記満充電情報は、充電中の前記二次電
池の電圧推移が最大電圧から降下し、かかる降下電圧が
所定値になったときに満充電と判断する情報であること
を特徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項６】前記二次電池の表面温度を検出する表面
温度検出手段を備え、前記満充電情報は、前記二次電池
の表面温度が所定値以上になったときに満充電と判断す
る情報であことを特徴とする請求項３記載の電源装置。
【請求項７】前記満充電情報は、前記二次電池の残容
量が１００％のときに満充電と判断する情報、又は充電
中の前記二次電池の電圧推移が最大電圧から降下し、か
かる降下電圧が所定値になったときに満充電と判断する
情報、或いは前記二次電池の表面温度が所定値以上にな
ったときに満充電と判断する情報のうちの少なくともい
ずれか１つ以上を含むことを特徴とする請求項３記載の
電源装置。
【請求項８】前記装置本体は、前記電池パックに定電
圧定電流を供給する電力供給手段を有していることを特
徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の電源
装置。
【請求項９】二次電池の電池状態情報を検出し、斯か
る電池状態情報に基づいて充放電を制御し、前記二次電
池を充電することを特徴とする二次電池の充電方法。
【請求項１０】二次電池の電池状態情報を前記二次電
池が内蔵された電池パックで検出し、該検出した電池状
態情報を前記電池パックに着脱可能に装着された装置本
体に送信し、該装置本体で前記二次電池の充放電を制御
し、前記二次電池の充電を行なう二次電池の充電方法。
【請求項１１】前記電池状態情報には少なくとも満充
電情報が含まれていることを特徴とする請求項９又は請
求項１０記載の二次電池の充電方法。
【請求項１２】前記満充電情報は、二次電池の残容量
が１００％のときに満充電と判断する情報であることを
特徴とする請求項１１記載の二次電池の充電方法。
【請求項１３】前記満充電情報は、充電中の前記二次
電池の電圧推移が最大電圧から降下し、かかる降下電圧
が所定値になったときに満充電と判断する情報であるこ
とを特徴とする請求項１１記載の二次電池の充電方法。
【請求項１４】前記満充電情報は、前記二次電池の表
面温度が所定値以上になったときに満充電と判断する情
報であことを特徴とする請求項１１記載の二次電池の充
電方法。
【請求項１５】前記満充電情報は、前記二次電池の残
容量が１００％のときに満充電と判断する情報、又は充
電中の前記二次電池の電圧推移が最大電圧から降下し、
かかる降下電圧が所定値になったときに満充電と判断す
る情報、或いは前記二次電池の表面温度が所定値以上に
なったときに満充電と判断する情報のうちの少なくとも
いずれか１つ以上を含むことを特徴とする請求項１１記
載の二次電池の充電方法。
【請求項１６】前記装置本体は、前記電池パックに定
電圧定電流を供給することを特徴とする請求項１０又は
請求項１５のいずれかに記載の二次電池の充電方法。