JPH11234922A - 充電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧値が同じＡＣアダプタであれば、いかな
るタイプのＡＣアダプタを用いても充電が可能な充電回
路の実現を課題とする。 【解決手段】 制御用マイコン６は、電流検出回路２内
の充電電圧にたいし２次電池１に直列に挿入される抵抗
を抵抗値の大きいものから順に選択し、より抵抗値の低
い抵抗を選択したときの入力電圧の変化を抵抗Ｒ３と抵
抗Ｒ４を用いて検出して、入力電圧値に低下が見られる
ときはより抵抗値の高い抵抗手段にもどってこれを選択
し、この入力電圧値に低下が見られないときはさらによ
り抵抗値の低い抵抗手段を選択するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充電回路に関し、
特に負荷の入力インピーダンスに応じた充電が可能な充
電回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】外装のＡＣアダプタ等によって交流電源
を直流に変換し、この変換された直流電圧を電源として
駆動されるポータブルタイプの電子機器においては、２
次電池を内部に実装してこの２次電池に蓄積された電荷
を電源として使用することができるものが多くなってい
る。このような場合には、この２次電池を充電する充電
回路を内蔵している場合が一般的である。

【０００３】最近のこのような電子機器の場合は、バッ
テリ（２次電池）による使用時間の長さが一つの目標に
なりつつあり、また、一方で機器の機能が多彩になり高
級化しているため、その消費電力も増加傾向を辿ってい
る。したがって２次電池の容量も大容量化する傾向に向
かっている。このような大容量の電池を用いている場
合、充電時間が長時間化するのを防止するため、大電流
での急速充電回路を機器内に備えている場合が多いが、
この場合、電流を供給するために付属されるＡＣアダプ
タも大電流タイプでかつ小型のものが必要になる。

【０００４】ところで直流入力の端子は、供給電圧によ
る誤動作を防ぐために電圧に応じてジャックの形状が規
格化されてはいるが、電流容量に対してはまったく制限
はない。したがって、大電流による充電を要求される機
器に小電流しか供給できないＡＣアダプタが接続されて
も利用者が気が付かないことも十分にあり得ることであ
る。この場合、大電流による充電を要求する回路側の入
力インピーダンスは非常に低いため、ＡＣアダプタの内
部回路が損傷したり、供給電圧が低下し、機器の回路側
の動作が不安定になるなどの問題があった。

【０００５】また、外出先にてＡＣアダプタを所持して
いないときに、電池の電圧が低下して充電の必要に迫ら
れたときに、大電流を供給できるＡＣアダプタは入手し
ずらく、かといって比較的容易に入手できる一般機器向
けのＡＣアダプタは小電流型が多いため、上記の理由で
充電に用いることが出来ないという問題が発生し、利用
者にとっての利便性が著しく低下することになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、従来の
充電回路では、充電電流が一意的に設定されているた
め、様々な出力容量のＡＣアダプタには対応できず、大
電流による充電を要求する回路に小電流しか供給できな
いＡＣアダプタを用いると、ＡＣアダプタの回路にも機
器側の回路にも損傷を与える虞があった。

【０００７】本発明はこの点を解決して、電圧値が同じ
ＡＣアダプタであれば、いかなるタイプのＡＣアダプタ
を用いても充電が可能な充電回路の実現を課題とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明は、電子機器内に実装された２次電池をこの
電子機器外部から与えられる外部ＤＣ電圧で充電するた
めの充電回路において、前記外部ＤＣ電圧値を検出する
入力電圧検出手段と、前記外部ＤＣ電圧に対して前記２
次電池に直列に挿入可能なそれぞれ抵抗値の異なる複数
の抵抗手段と、前記抵抗手段を選択する抵抗選択手段と
を具備し、前記抵抗選択手段は抵抗値の大きいものから
順に前記抵抗手段を選択し、より抵抗値の低い抵抗手段
を選択したときには前記入力電圧検出手段が検出する入
力電圧値を監視し、この入力電圧値に低下が見られると
きはより抵抗値の高い抵抗手段にもどってこれを選択
し、この入力電圧値に低下が見られないときはさらによ
り抵抗値の低い抵抗手段を選択することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる充電回路を
添付図面を参照にして詳細に説明する。ここで行われる
充電は、リチウムイオン系のバッテリに対してのものと
する。リチウムイオン系のバッテリでは一般的に充電初
期では定電流による急速充電を行い、充電末期では一定
電圧による定電圧充電を行う方法が推奨されている。図
１に、一般的な充電回路のブロックを示し、図２にこの
回路での電流が流れるパスを説明する。

【００１０】図１および図２において、１は装置内に設
けられた充電対象の２次電池、２は充電電流を検出する
電流検出回路、３は充電電流を制御する充電制御回路、
４はＤＣジャック、５はＡＣアダプタである。この回路
で、ＡＣアダプタ５をＤＣジャック４に挿入して充電電
圧を与えると、供給された電圧は２次電池１を通過し、
電流検出回路２を通り、充電制御回路３にて定電流充電
ができるように制御される。

【００１１】図３に電流検出回路２の一例を示す。図３
において、Ｑ１はＰＮＰ型トランジスタ、Ｒ１は電流検
出抵抗、Ｒ２はトランジスタＱ１の負荷抵抗である。２
次電池１の充電回路には、２次電池１と直列に抵抗値の
低い電流検出抵抗Ｒ１が挿入され、これと並列にトラン
ジスタＱ１のエミッタ、ベースが接続されている。電流
検出抵抗Ｒ１を流れる電流が増加するにつれ、電流検出
抵抗Ｒ１の両端に発生する電位差が増加し、この電位差
がトランジスタＱ１のベース・エミッタ間の閾値電圧
（Ｖｂｅ＝約０．６Ｖ）を超えるとトランジスタＱ１が
導通し、トランジスタＱ１のコレクタに電流が流れ、負
荷抵抗Ｒ２の両端に電圧が発生する。この負荷抵抗Ｒ２
の電圧を電流検出出力として電流値に換算し、これによ
って充電制御回路３を制御することで、一定電流による
充電が可能になる。

【００１２】ところでこのような回路構成では、トラン
ジスタＱ１がオンするまでの間は充電制御回路３は電流
を増加させる方向に動作するため、この回路が大電流に
よる充電を要求し、ＡＣアダプタ５の電流容量が少ない
場合には、ＡＣアダプタ５の回路のヒューズが切れる
か、ＡＣアダプタ５が出力している電圧そのものが低下
してしまい、機器側の回路動作も不安定になる。

【００１３】これを解決するための、本発明の充電回路
の一実施の形態のブロック図を図４に、その電流検出回
路の構成を図５に示す。図４で１は２次電池、２は電流
検出回路、３は充電制御回路、４はＤＣジャック、５は
ＡＣアダプタ、６は制御用マイコン、Ｒ３、Ｒ４はＡＣ
アダプタからの供給電圧検出抵抗である。

【００１４】まずこの実施の形態で用いられる電流検出
回路２の構成を図５に沿って説明する。この電流検出回
路２は電流検出抵抗として抵抗値の大きい順にＲ５、Ｒ
７およびＲ９の３つの抵抗が用意されている。これらの
電流検出抵抗はＭＯＳ−ＦＥＴＱ２、Ｑ３およびＱ４に
よってスイッチされる仕組みになっており、このＭＯＳ
−ＦＥＴＱ２、Ｑ３およびＱ４はそれぞれディジタルト
ランジスタＱ５、Ｑ６およびＱ７によりマイコン６の出
力によってオンオフ制御される。

【００１５】次にこの回路の動作を説明する。まず電源
投入時には、マイコン６はコントロール信号ＣＴＲＬ−
１をハイにしてディジタルトランジスタＱ５をオンに
し、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ２を導通させて抵抗値の最も高い
電流検出抵抗Ｒ５を選択し、小電流による充電を開始す
る。このとき、マイコン６は電圧検出抵抗Ｒ３とＲ４に
よって分圧されたＡＣアダプタ５からの直流入力電圧を
監視する。

【００１６】ここで、この監視している直流入力電圧が
降下しなければ、マイコン６はコントロール信号ＣＴＲ
Ｌ−１をロー、コントロール信号ＣＴＲＬ−２をハイに
してディジタルトランジスタＱ６をオンにし、ＭＯＳ−
ＦＥＴＱ３を導通させて次に抵抗値の高い電流検出抵抗
Ｒ７を選択し、今度は中電流による充電を開始する。こ
れとともに、直流入力電圧を監視を続け、入力電圧の降
下がなければ次第に充電電流を増加させる。

【００１７】電流を増加させても入力電圧の降下がなけ
れば、マイコン６はコントロール信号ＣＴＲＬ−２をロ
ー、コントロール信号ＣＴＲＬ−３をハイにしてディジ
タルトランジスタＱ７をオンにし、ＭＯＳ−ＦＥＴＱ４
を導通させて抵抗値の最も低い電流検出抵抗Ｒ７を選択
し、今度は大電流による充電を開始する。途中で入力電
圧が降下するようであれば、電流検出抵抗の選択を下げ
て充電電流を減少させる方向にマイコン６は制御を行
う。

【００１８】このようにすることにより、出力電流容量
の小さなＡＣアダプタ５を用いるときは電流検出抵抗の
抵抗値の大きいものを使用して少ない電流で充電し、出
力電流容量の大きなＡＣアダプタ５を用いるときは電流
検出抵抗の抵抗値の小さいものを使用して大きい電流で
充電するようにできるので、出力電流容量の小さなＡＣ
アダプタから電流容量の大きなＡＣアダプタまで常にＡ
Ｃアダプタの最大出力での充電が可能になる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
発明は、電子機器内に実装された２次電池をこの電子機
器外部から与えられる外部ＤＣ電圧で充電するための充
電回路において、外部ＤＣ電圧値を検出する入力電圧検
出手段と、充電電圧に対して２次電池に直列に挿入可能
なそれぞれ抵抗値の異なる複数の抵抗手段と、抵抗手段
を選択する抵抗選択手段とを具備し、抵抗選択手段は抵
抗値の大きいものから順に抵抗手段を選択し、より抵抗
値の低い抵抗手段を選択したときには入力電圧検出手段
が検出する入力電圧値を監視し、この入力電圧値に低下
が見られるときはより抵抗値の高い抵抗手段にもどって
これを選択し、この入力電圧値に低下が見られないとき
はさらにより抵抗値の低い抵抗手段を選択することを特
徴とする。これにより、自動的に充電源であるＡＣアダ
プタに適した抵抗値の抵抗を選択することができ、出力
電流容量の小さなＡＣアダプタを用いるときは電流検出
抵抗の抵抗値の大きいものを使用して少ない電流で充電
し、出力電流容量の大きなＡＣアダプタを用いるときは
電流検出抵抗の抵抗値の小さいものを使用して大きい電
流で充電するようにできるので、出力電流容量の小さな
ＡＣアダプタから電流容量の大きなＡＣアダプタまでを
用いることができて常にＡＣアダプタの最大出力での充
電が可能になる。

【００２０】本発明の請求項２の発明は、充電電流を制
御する電流制御手段と、抵抗手段の両端の電位差を検出
する電位差検出手段とを具備し、電流制御手段はこの電
位差検出手段が検出する抵抗手段の両端の電位差に応じ
て充電電圧を制御することを特徴とする。これにより、
２次電池を定電流で充電することができ、ＡＣアダプタ
に応じた定電流で安定した充電が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的な充電回路のブロック図。

【図２】図１の回路での電流が流れるパスの説明図。

【図３】電流検出回路の一例を示す回路図。

【図４】本発明の充電回路の一実施の形態のブロック
図。

【図５】図４の実施の形態における電流検出回路の構成
を示す回路図。

【符号の説明】

１…２次電池、２…電流検出回路、３…充電制御回路、
４…ＤＣジャック、５…ＡＣアダプタ、６…制御用マイ
コン、Ｑ１、Ｑ８…トランジスタ、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４…
ＭＯＳ−ＦＥＴ、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７…ディジタルトラン
ジスタ、Ｒ１〜Ｒ１１…抵抗。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子機器内に実装された２次電池をこの
   電子機器外部から与えられる外部ＤＣ電圧で充電するた
   めの充電回路において、 前記外部ＤＣ電圧値を検出する入力電圧検出手段と、 前記外部ＤＣ電圧に対して前記２次電池に直列に挿入可
   能なそれぞれ抵抗値の異なる複数の抵抗手段と、 前記抵抗手段を選択する抵抗選択手段とを具備し、 前記抵抗選択手段は抵抗値の大きいものから順に前記抵
   抗手段を選択し、より抵抗値の低い抵抗手段を選択した
   ときには前記入力電圧検出手段が検出する電圧値を監視
   し、この入力電圧値に低下が見られるときはより抵抗値
   の高い抵抗手段にもどってこれを選択し、この入力電圧
   値に低下が見られないときはさらにより抵抗値の低い抵
   抗手段を選択することを特徴とする充電回路。
2. 【請求項２】 充電電流を制御する電流制御手段と、前
   記抵抗手段の両端の電位差を検出する電位差検出手段と
   を具備し、 前記電流制御手段はこの電位差検出手段が検出する前記
   抵抗手段の両端の電位差に応じて充電電流を制御するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の充電回路。