JPH1169655A

JPH1169655A - 二次電池充電装置および電子機器

Info

Publication number: JPH1169655A
Application number: JP9214514A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Fujioka; 洋一藤岡
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 1999-03-09

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、発熱による損失をなくし、ま
た、二次電池を本来の終止電圧まで使用可能とし、電子
機器の動作寿命を延ばす。【解決手段】ＤＣジャック１０が設けられると共に、
差動回路１２及び充電回路１１が設けられ、ＡＣアダプ
タ７のプラグ８が挿入されると、二次電池１５の負極側
電流路とＧＮＤ端子５とが切り離された状態とされ、Ｖ
ｃｃ端子４及びＧＮＤ端子５からＡＣアダプタ７からの
ＤＣ電源電圧が取り出されてメイン回路に供給されると
共に、二次電池１５の端子電圧に対応したＧＮＤ端子５
の電位に対する電圧値が差動回路１２により形成され
る。この電圧値に基づいて充電回路１１が制御されるこ
とによって二次電池１５の負極側の電圧が制御され、二
次電池１５に対する充電処理がなされる。二次電池およ
び充電装置が電子機器に内蔵される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、二次電池充電装
置、並びに二次電池充電装置が内蔵された電子機器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、音声・映像技術の発達と電子
回路の集積小型化によって軽量で機動性が高い携帯用の
音声再生（または記録再生）装置や映像再生（または記
録再生）装置等が数多く実用化されている。これらの携
帯用の音声・映像再生装置においては、通常、経済性等
の面から充電することにより再使用することが可能な二
次電池が用いられ、携帯使用時には、二次電池の出力に
より機器を動作させるようにしている。

【０００３】また、多くの携帯用の音声・映像再生装置
においては、二次電池の充電回路が電子機器に内蔵され
ており、屋内等にて使用する場合には、整流回路を含む
ＡＣ（交流）アダプタにより商用電源をＤＣ（直流）電
圧に変換し、その出力により機器を動作させることが可
能とされている。さらに、ＡＣアダプタの出力によって
二次電池を充電可能とされている。

【０００４】従来の二次電池充電装置の一例を図４に示
す。図４において、１１０にて示されるのがＤＣジャッ
クである。ＤＣジャック１１０は、図４に示すように＋
電極が接続された＋端子１０１、可撓部材からなる−電
極が接続された−端子１０３および接点が接続された端
子１０２を有し、端子１０２と−端子１０３とによりＡ
Ｃアダプタのプラグが挿入されるとオフし、プラグが抜
かれるとオンする機械的なスイッチが構成される。

【０００５】＋端子１０１に電源側の第１の端子（Ｖｃ
ｃ端子と称する）１０４が接続される。また、−端子１
０３に接地側の第２の端子（ＧＮＤ端子と称する）１０
５が接続される。Ｖｃｃ端子１０４とＧＮＤ端子１０５
との間に図示せずも負荷として、携帯型の電子機器の各
種回路に対する電源電圧を発生する回路が接続される。

【０００６】また、１０７にて示される充電制御回路が
＋端子１０１と−端子１０３との間に接続される。ま
た、＋端子１０１と−端子１０３との間に二次電池１０
９と制御トランジスタ１０８が直列に接続される。すな
わち、二次電池１０９の正極側が＋端子１０１に接続さ
れ、二次電池１０９の負極側が制御トランジスタ１０８
のコレクタと端子１０２と充電制御回路１０７の検出端
子とに接続される。また、制御トランジスタ１０８のベ
ースが充電制御回路１０７の制御端子に接続される。

【０００７】充電制御回路１０７と制御トランジスタ１
０８とにより所謂シリーズレギュレータ方式の充電回路
が構成される。充電制御回路１０７は、外部からのＤＣ
電源電圧により動作し、検出端子を介して得られる二次
電池１０９の端子電圧が所定値となるように制御トラン
ジスタ１０８を制御し、その制御トランジスタ１０８の
コレクタに流れる電流で直列に接続された二次電池１０
９を充電する。

【０００８】つまり、ＡＣアダプタのプラグが挿入され
ると−端子１０３と端子１０２とがオフし、二次電池１
０９の負極側電流路とＧＮＤ端子１０５とが切り離され
た状態とされ、Ｖｃｃ端子１０４およびＧＮＤ端子１０
５からＡＣアダプタからのＤＣ電源電圧が取り出されて
メイン回路に供給されると共に、メイン回路側に影響を
及ぼすことなく、また、メイン回路側から影響されるこ
となく独立した形で二次電池１０９の充電処理がなされ
る。

【０００９】また、ＡＣアダプタのプラグが抜かれると
−端子１０３と端子１０２とがオンし、二次電池１０９
の負極側電流路が端子１０２および−端子１０３を介し
て形成された状態とされ、二次電池１０９の端子電圧が
Ｖｃｃ端子１０４およびＧＮＤ端子１０５より取り出さ
れてメイン回路に供給される。尚、端子１０２および端
子１０３間に挿入されるダイオード１０６は、ＡＣアダ
プタのプラグを抜き差しする際の瞬断防止用のものであ
る。

【００１０】しかしながら、上述したシリーズレギュレ
ータ方式を採用した二次電池充電装置においては、ＤＣ
電源電圧間に二次電池１０９と制御トランジスタ１０８
とが直列に挿入されているため、ＤＣ電源電圧と二次電
池１０９の端子電圧の差と充電電流に応じた発熱が制御
トランジスタ１０８において発生する問題点がある。特
に、近年では、携帯用の電子機器においても消費電力が
増大し、二次電池の大容量化が進んで、充電電流も増加
する傾向にあるため、発熱を極力抑えた形で効率よく充
電できる二次電池充電装置が求められている。また、発
熱により低温やけど、発煙、発火等の危険性が生じる。

【００１１】このような問題点を解決するために、スイ
ッチングレギュレータ方式を採用した図５に示す二次電
池充電装置が提案されている。図５において、１１０に
て示されるのがＤＣジャックである。ＤＣジャック１１
０は、図５に示すように＋電極が接続された＋端子１０
１、可撓部材からなる−電極が接続された−端子１０３
および接点が接続された端子１０２を有するが、この場
合には、＋端子１０１と−端子１０３のみが用いられ
る。

【００１２】＋端子１０１に逆流防止用のダイオード１
１８のアノードが接続され、ダイオード１１８のカソー
ドがＶｃｃ端子１０４に接続される。また、−端子１０
３にＧＮＤ端子１０５が接続され、ＧＮＤ端子１０５側
が共通電流路として用いられる。Ｖｃｃ端子１０４とＧ
ＮＤ端子１０５との間に図示せずも負荷としてのメイン
回路が接続される。

【００１３】図５において、１１１にて示される充電回
路が＋端子１０１と−端子１０３との間に接続される。
充電回路１１１の出力端子に逆流防止用のダイオード１
１４のアノードが接続され、ダイオード１１４のカソー
ドと、Ｖｃｃ端子１０４との間にスイッチ回路が挿入さ
れる。例えばＰチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ１１５が用
いられ、ＭＯＳＦＥＴ１１５のソースがダイオード１１
４のカソード接続され、ドレインがＶｃｃ端子１０４に
接続され、ゲートが端子１１６に接続される。尚、１１
７は、素子の構造上形成された寄生ダイオードを示す。

【００１４】また、充電回路１１１の出力端子に二次電
池１０９の正極側が接続され、ＤＣジャック１１０の−
端子１０３に二次電池１０９の負極側が接続される。更
に、二次電池１０９の両極間に直列接続された２個の抵
抗１１２，１１３が接続される。抵抗１１２と抵抗１１
３との接続点が充電回路１１１の検出端子に接続され
る。

【００１５】充電回路１１１は、スイッチングレギュレ
ータ方式とされ、スイッチング素子、ダイオード、コイ
ルおよびスイッチング制御部等からなる所謂ＤＣ／ＤＣ
コンバータにより構成される。充電回路１１１は、外部
からのＤＣ電源電圧により動作し、検出端子を介して得
られる二次電池１０９の端子電圧が所定値となるように
スイッチング動作し、二次電池１０９の正極側の電圧を
制御することで二次電池１０９を充電する。

【００１６】つまり、ＡＣアダプタのプラグが挿入され
ると、Ｖｃｃ端子１０４およびＧＮＤ端子１０５からＡ
ＣアダプタからのＤＣ電源電圧がダイオード１１８の順
方向電圧分降下した形で取り出されてメイン回路に供給
されると共に、充電動作がなされる。

【００１７】充電動作がなされる時には、二次電池１０
９の端子電圧がメイン回路側に供給されないように、Ｍ
ＯＳＦＥＴ１１５のゲートの端子１１６がハイレベルに
制御されてＭＯＳＦＥＴ１１５がオフし、二次電池１０
９の正極側とＶｃｃ端子１０４との間の電流路が遮断さ
れる。従って、この時には、二次電池１０９の端子電圧
がメイン回路側に影響を及ぼすことなく、また、外部の
ＤＣ電源からの二次電池１９への電流はダイオード１１
４により阻止され、メイン回路側から影響されることな
く二次電池１０９の充電処理がなされる。

【００１８】また、ＡＣアダプタのプラグが抜かれる
と、ＭＯＳＦＥＴ１１５のゲートの端子１１６がローレ
ベルに制御されてＭＯＳＦＥＴ１１５がオンし、二次電
池１０９の正極側とＶｃｃ端子１０４とがダイオード１
１４およびＭＯＳＦＥＴ１１５を介して接続され、二次
電池１０９の端子電圧がダイオード１１４の順方向電圧
分降下した形でＶｃｃ端子１０４およびＧＮＤ端子１０
５より取り出されてメイン回路に供給される。

【００１９】尚、ＤＣ／ＤＣコンバータとしては、構成
要素の接続関係によって昇圧型、降圧型および昇降圧型
とが存在するが、ＤＣジャック１１０を介して供給され
る外部のＤＣ電源電圧に対して二次電池１０９の端子電
圧が十分に低い場合には、降圧型が用いられ、外部のＤ
Ｃ電源電圧に対して二次電池１０９の端子電圧が十分に
高い場合には、昇圧型が用いられる。

【００２０】降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの一例を図
６に示し、昇圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの一例を図７
に示す。図６および図７において、１２１で示されるの
が、スイッチング制御部であり、スイッチング制御部１
２１がコンパレータ、ＰＷＭ（パルス幅変調）回路、基
準電圧源、誤差増幅器等により構成される。端子１２６
がＤＣジャック１０の＋端子１０１に接続され、端子１
２７がＤＣジャック１０の−端子１０３に接続され、端
子１２６と端子１２７との間にスイッチング制御部１２
１が接続される。検出端子１２９を介して抵抗１１３に
発生する電圧が二次電池１０９の端子電圧に対応した出
力としてスイッチング制御部１２１に供給される。ま
た、出力端子１２８を介して取り出されたＤＣ／ＤＣコ
ンバータの電圧変換出力が二次電池１０９の正極側に供
給される。

【００２１】図６に示すように降圧型のＤＣ／ＤＣコン
バータの場合には、スイッチング素子として例えばＰチ
ャンネル型のＭＯＳＦＥＴ１２２が用いられ、ＭＯＳＦ
ＥＴ１２２のソースが端子１２６に接続され、ゲートが
スイッチング制御部１２１の制御出力端子に接続され
る。また、ＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインと出力端子１
２８との間にコイル１２４が接続され、ＭＯＳＦＥＴ１
２２のドレインにダイオード１２３のカソードが接続さ
れる。ダイオード１２３のアノードが端子１２７に接続
され、出力端子１２８と端子１２７との間にコンデンサ
１２５が接続される。

【００２２】図７に示すように昇圧型のＤＣ／ＤＣコン
バータの場合には、スイッチング素子として例えばＮチ
ャンネル型のＭＯＳＦＥＴ１３０が用いられる。端子１
２６にコイル１２４の一端が接続され、コイル１２４の
他端がダイオード１２４のアノードに接続され、ダイオ
ード１２４のカソードが出力端子１２８に接続される。
ＭＯＳＦＥＴ１３０のドレインがコイル１２４とダイオ
ード１２４との接続点に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１３０
のソースが端子１２７に接続され、ゲートがスイッチン
グ制御部１２１の制御出力端子に接続される。出力端子
１２８と端子１２７の間にコンデンサ１２５が接続され
る。コイル１２４は、トランスの一次側とされ、その二
次側にダイオード１２３およびコンデンサ１２５が接続
される構成もしばしば使用される。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たスイッチングレギュレータ方式を採用した二次電池充
電装置においては、充電動作時に二次電池１０９の端子
電圧がメイン回路側に供給されないように、ＭＯＳＦＥ
Ｔ１１５が必要となると共に、外部のＤＣ電源から二次
電池１９への電流阻止用のダイオード１１４が必要とな
る。また、二次電池１０９にてメイン回路を動作させる
際には、二次電池１０９の出力が逆流して充電回路１１
１の入力側に供給されることを防止するためのダイオー
ド１１８が必要となる。

【００２４】このように上述した二次電池充電装置にお
いては、Ｖｃｃ端子１０４側の回路構成が複雑になるば
かりかコスト的にも不利となる問題点がある。また、外
部のＤＣ電源を用いる場合においても二次電池１０９を
用いる場合においてもＶｃｃ端子１０４までの電流路中
にダイオード１１４，１１８が挿入されるため、電力的
に損失が大きいという問題点がある。

【００２５】更に、上述した二次電池充電装置において
は、寄生ダイオード１１７を介して二次電池１０９が充
電されることを阻止するために、ダイオード１１４を必
要とする。このダイオード１１４の順方向電圧降下が生
じるので、二次電池１０９の端子電圧がこの電圧降下の
分低くなる。その結果、二次電池１０９の本来の終止電
圧まで、二次電池を利用することができず、電池を使用
する電子機器の動作寿命が短くなる問題点がある。

【００２６】このような図５に示す構成が有する問題点
を解決するために、図４に示すシリーズレギュレータ方
式の二次電池充電装置のようにＶｃｃ端子１０４側を共
通電流路として用い、二次電池１０９の負極側電流路と
ＧＮＤ端子１０５とを切り離した状態で以て二次電池１
０９の負極側の電圧を制御して二次電池１０９を充電す
ることが考えられる。この二次電池充電装置の構成を図
８に示す。

【００２７】＋端子１０１にＶｃｃ端子１０４が接続さ
れ、Ｖｃｃ端子１０４側が共通電流路として用いられ
る。また、−端子１０３にＧＮＤ端子が接続される。充
電回路１１１が＋端子１０１と−端子１０３との間に接
続される。また、二次電池１０９の正極側が＋端子１０
１に接続され、二次電池１０９の負極側が端子１０２と
充電回路１１１の出力端子とに接続される。更に、二次
電池１０９の両極間に直列接続された２個の抵抗１１
２，１１３が接続され、抵抗１１２と抵抗１１３との接
続点が充電回路１１１の検出端子に接続される。

【００２８】しかしながら、図８に示す二次電池充電装
置の場合では、二次電池１０９の端子電圧に対応した検
出電圧が二次電池１０９の負極側に対する電圧であり、
ＧＮＤ端子の電位に対する電圧として規定された電圧値
でない。検出電圧として必要なのは、ＧＮＤ端子１０５
に対する電圧値である。従って、正しく二次電池１０９
の電圧を検出できない問題点がある。

【００２９】従って、この発明の目的は、逆流防止用の
ダイオードやスイッチ回路を用いることなく、簡単な構
成で安全に然も効率良く充電することができる二次電池
充電装置および電子機器を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１の発明は、外部電源により二次電池を充
電する二次電池充電装置において、外部電源の接続時に
外部電源の電源電圧を負荷回路の電源側の第１の端子と
接地側の第２の端子に供給すると共に、外部電源の接続
と連動して負荷側の第２の端子と二次電池の負極側との
間の電流路を切断するようになされた外部電源接続端子
と、二次電池の端子電圧に対応した二次電池の負極側に
対する電圧を検出し、検出された電圧を第２の端子の電
位に対する検出電圧に変換する手段と、少なくともスイ
ッチング素子、ダイオードおよびコイルを有するＤＣ／
ＤＣコンバータから構成され、検出電圧に基づいて、二
次電池に対する充電を行う充電手段とを備えたことを特
徴とする二次電池充電装置である。

【００３１】請求項４の発明は，外部電源により二次電
池を充電する二次電池充電装置が内蔵された電子機器に
おいて、二次電池充電装置は、外部電源の接続時に外部
電源の電源電圧を負荷回路の電源側の第１の端子と接地
側の第２の端子に供給すると共に、外部電源の接続と連
動して負荷側の第２の端子と二次電池の負極側との間の
電流路を切断するようになされた外部電源接続端子と、
二次電池の端子電圧に対応した二次電池の負極側に対す
る電圧を検出し、検出された電圧を第２の端子の電位に
対する検出電圧に変換する手段と、少なくともスイッチ
ング素子、ダイオードおよびコイルを有するＤＣ／ＤＣ
コンバータから構成され、検出電圧に基づいて、二次電
池に対する充電を行う充電手段とを有することを特徴と
する電子機器である。

【００３２】この発明では、外部電源（ＡＣアダプタ）
を接続するためのＤＣジャック１０が設けられると共
に、差動回路１２および充電回路１１が設けられ、ＡＣ
アダプタ７のプラグ８が挿入されるとＤＣジャック１０
の−端子３と端子２とがオフし、二次電池１５の負極側
電流路とＧＮＤ端子５とが切り離された状態とされ、Ｖ
ｃｃ端子４およびＧＮＤ端子５からＡＣアダプタ７から
のＤＣ電源電圧が取り出されてメイン回路に供給される
と共に、二次電池１５の端子電圧に対応したＧＮＤ端子
５の電位に対する電圧値が差動回路１２において形成さ
れ、この電圧値に基づいて充電回路１１が制御されるこ
とによって二次電池１５の負極側の電圧が制御されて充
電がなされる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図１を用いて説明する。図１において、１０にて示
されるのがＤＣジャックである。ＤＣジャック１０は、
図１に示すように＋電極が接続された＋端子１、可撓部
材からなる−電極が接続された−端子３および接点が接
続された端子２を有し、端子２と−端子３とにより機械
的なスイッチが構成される。

【００３４】また、図１において７で示されるのがＡＣ
アダプタであり、ＡＣアダプタ７の入力側には、コンセ
ントを介してＡＣ１００Ｖの商用電源６が接続され、Ａ
Ｃアダプタ７の出力側には、プラグ８が接続されてい
る。ＡＣアダプタ７は、交流１００Ｖを直流電圧に変換
し、その出力をプラグ８およびＤＣジャック１０を介し
て負荷側に供給する。ＡＣアダプタ７のプラグ８がＤＣ
ジャック１０に挿入されると端子２と−端子３とにより
構成される機械的スイッチがオフし、プラグ８がＤＣジ
ャック１０から抜かれると端子２と−端子３とにより構
成される機械的スイッチがオンする。

【００３５】ＤＣジャック１０の＋端子１にＶｃｃ端子
４が接続され、Ｖｃｃ端子４側が共通電流路として用い
られる。また、ＤＣジャック１０の−端子３にＧＮＤ端
子５が接続される。Ｖｃｃ端子４とＧＮＤ端子５との間
に図示せずも負荷としてのメイン回路が接続される。

【００３６】図１において、１１にて示される充電回路
が＋端子１と−端子３との間に接続される。また、二次
電池１５の正極側が＋端子１に接続され、二次電池１５
の負極側が端子２と充電回路１１の出力端子と差動回路
１２の一方の入力端子とに接続される。更に、二次電池
１５の両極間に直列接続された２個の抵抗１３，１４が
接続され、抵抗１３と抵抗１４との接続点が差動回路１
２の他方の入力端子に接続される。差動回路１２の出力
端子が充電回路１１の検出端子に接続される。

【００３７】差動回路１２は、二次電池１５の端子電圧
に対応した二次電池の負極側に対する検出電圧を抵抗１
４の両端より検出し、検出電圧をＧＮＤ端子の電位に対
する電圧値に変換し、その出力電圧を充電回路１１の検
出端子に供給する。つまり、図１中において示すように
抵抗１３と抵抗１４との接続点の電圧値ａと二次電池１
５の負極側の電圧値ｂとの差に応じたＧＮＤ端子５の電
位レベルに対する電圧値ｃ（＝ａ−ｂ）が差動回路１２
において形成され、この出力が充電回路１１の検出端子
に供給される。

【００３８】また、充電回路１１は、例えば、スイッチ
ングレギュレータ方式とされ、スイッチング素子、ダイ
オード、コイルおよびスイッチング制御部等からなる所
謂ＤＣ／ＤＣコンバータにより構成される。充電回路１
１は、ＡＣアダプタ７からのＤＣ電源電圧により動作
し、検出端子を介して得られる二次電池１５の端子電圧
が所定値となるようにスイッチング動作し、二次電池１
５の負極側の電圧を制御することで二次電池１５を充電
する。

【００３９】つまり、ＡＣアダプタ７のプラグ８が挿入
されるとＤＣジャック１０の−端子３と端子２とがオフ
し、二次電池１５の負極側電流路とＧＮＤ端子５とが切
り離された状態とされ、Ｖｃｃ端子４およびＧＮＤ端子
５からＡＣアダプタ７からのＤＣ電源電圧が取り出され
てメイン回路に供給されると共に、メイン回路側に影響
を及ぼすことなく、また、メイン回路側から影響される
ことなく独立した形で二次電池１５の充電処理がなされ
る。

【００４０】また、ＡＣアダプタ７のプラグ８が抜かれ
るとＤＣジャック１０の−端子３と端子１０２とがオン
し、二次電池１５の負極側電流路が端子２および−端子
３を介して形成された状態とされ、二次電池１５の端子
電圧がＶｃｃ端子４およびＧＮＤ端子５より取り出され
てメイン回路に供給される。

【００４１】以下、この発明の他の実施形態について図
２および図３を用いて説明する。尚、図２において図１
と対応する箇所には、同一の参照符号が付されている。
また、ＤＣジャック１０、Ｖｃｃ端子４、ＧＮＤ端子
５、二次電池１５および電圧検出用の抵抗１３，１４の
夫々の接続関係に関しては、一実施形態と同様とされて
いる。

【００４２】他の実施形態は、電子機器に充電装置およ
び二次電池が内蔵された構成である。そして、電子機器
は、二次電池を電源として動作する場合と、ＡＣアダプ
タによるＤＣ電源を使用して動作する場合とが可能とさ
れ、二次電池をＡＣアダプタにより充電するようになさ
れている。ＡＣアダプタを接続している時に、電子機器
内のコントローラ（マイクロコンピュータ）は、充電モ
ードと非充電モードとを選択するように制御する。

【００４３】図２において、２１で示されるのが発振
器、基準電圧源、誤差増幅器およびＰＷＭコンパレータ
等からなるスイッチング制御部であり、このスイッチン
グ制御部２１、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴ２２、ダ
イオード２３およびコイル２４により降圧型のＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータが構成される。また、図２において、３１
にて示されるのが差動増幅用の演算増幅器であり、演算
増幅器３１、４個の抵抗３２，３３，３４，３５により
減算器が構成される。更に、ＰＮＰ型トランジスタ４
４，４５とＮＰＮ型トランジスタ４２と抵抗４１，４３
とにより充電制御部が構成される。

【００４４】スイッチング制御部２１の電源端子がＤＣ
ジャック１０の＋端子１に接続され、スイッチング制御
部２１のＧＮＤ端子がＤＣジャック１０の−端子３に接
続される。スイッチング制御部２１の検出端子に演算増
幅器３１の出力端子が接続され、スイッチング制御部２
１の制御出力端子がＭＯＳＦＥＴ２２のゲートと接続さ
れる。尚、スイッチング制御部２１は、例えば、ローレ
ベルにおいてスイッチング動作状態となりハイレベルに
おいてスイッチング動作を停止させる休止制御端子を有
し、この休止制御端子から端子２６が導出され、この端
子２６に図示せずもコントローラから、充電モード／非
充電モードの選択のための制御信号が供給される。

【００４５】ＭＯＳＦＥＴ２２のソースがＤＣジャック
１０の−端子３に接続され、ＭＯＳＦＥＴ２２のドレイ
ンがダイオード２３のアノードおよびコイル２４の一端
との接続点に接続される。ダイオード２３のカソードが
ＤＣジャック１０の＋端子１に接続され、コイル２４の
他端とＤＣジャック１０の＋端子１との間にコンデンサ
２５が接続される。

【００４６】演算増幅器３１の電源端子がＤＣジャック
１０の＋端子１に接続され、演算増幅器３１のＧＮＤ端
子がＤＣジャック１０の−端子３に接続される。演算増
幅器３１の出力端子と反転入力端子との間に抵抗３５が
接続され、演算増幅器３１の反転入力端子が抵抗３３を
介して二次電池１５の負極側に接続される。また、演算
増幅器３１の非反転入力端子が抵抗３２を介して二次電
池１５の電圧検出用の２個の抵抗１３，１４の接続点と
ＤＣジャック１０の−端子３とに接続される。

【００４７】抵抗４１は、充電電流検出用のもので、こ
の抵抗４１がコイル２４とコンデンサ２５との接続点と
二次電池１５の負極側との間に接続される。トランジス
タ４２のベースが二次電池１５の負極側に接続され、ト
ランジスタ４２のエミッタがコイル２４とコンデンサ２
５との接続点に接続される。

【００４８】２個のＰＮＰ型のトランジスタ４４，４５
によりカレントミラー回路が構成される。すなわち、ト
ランジスタ４４のベースとトランジスタ４５のベースと
が互いに接続され、トランジスタ４４のエミッタとトラ
ンジスタ４５のエミッタとがＤＣジャック１０の＋端子
１に接続され、一方のトランジスタ４４のコレクタにベ
ースが接続される。この一方のトランジスタ４４のコレ
クタとトランジスタ４３のコレクタとの間に抵抗４３が
接続される。また、他方のトランジスタ４５のコレクタ
が二次電池１５の端子電圧検出用の２個の抵抗１３，１
４の接続点に接続される。

【００４９】尚、ＤＣジャック１０の端子２および−端
子３間に挿入されるダイオード２０は、ＡＣアダプタ７
のプラグ８を抜き差しする際の瞬断防止用のものであ
る。

【００５０】演算増幅器３１は、二次電池１５の端子電
圧に対応した二次電池の負極側に対する検出電圧を抵抗
１４の両端より検出し、検出電圧をＧＮＤ端子の電位に
対する電圧値に変換し、その出力電圧をスイッチング制
御部２１の検出端子に供給する。つまり、図２中におい
て示すように抵抗１３と抵抗１４との接続点の電圧値ａ
と二次電池１５の負極側の電圧値ｂとの差に応じたＧＮ
Ｄ端子５の電位レベルに対する電圧値ｃ（＝ａ−ｂ）が
演算増幅器３１において形成され、この出力がスイッチ
ング制御部２１の検出端子に供給される。

【００５１】また、スイッチング制御部２１は、ＡＣア
ダプタ７からのＤＣ電源電圧により動作し、負荷側のメ
イン回路が動作していない時に休止制御端子から導出さ
れた端子２６がローレベルとされることでスイッチング
動作状態となる。この充電モードでは、検出端子を介し
て得られる二次電池１５の端子電圧が所定値となるよう
にＰＷＭ出力を形成し、その出力をＭＯＳＦＥＴ２２の
ゲートに供給することでＭＯＳＦＥＴ２２をスイッチン
グ動作させて二次電池１５の負極側の電圧を制御し、二
次電池１５を充電する。

【００５２】更に、トランジスタ４４，４５とトランジ
スタ４２と抵抗４１，４３とからなる充電制御部は、二
次電池１５への充電モードを自動的に切り替えるために
設けられたもので、抵抗４１に流れる二次電池１５への
充電電流をモニターすることで充電初期においては、二
次電池１５に対して定電流充電がなされるように動作
し、二次電池１５が満充電に近づいて充電電流が減少し
はじめて、所定値以下となる時に二次電池１５に対して
定電圧充電がなされるように動作する。

【００５３】つまり、ＡＣアダプタ７のプラグ８が挿入
されるとＤＣジャック１０の−端子３と端子２とがオフ
し、二次電池１５の負極側電流路とＧＮＤ端子５とが切
り離された状態とされ、Ｖｃｃ端子４およびＧＮＤ端子
５からＡＣアダプタ７からのＤＣ電源電圧が取り出され
てメイン回路に供給される。それと共に、負荷側のメイ
ン回路が動作していない時に休止制御端子から導出され
た端子２６がローレベルとされることでスイッチング制
御部２１が動作状態となり、メイン回路側に影響を及ぼ
すことなく、また、メイン回路側から影響されることな
く独立した形で二次電池１５の充電処理がなされる。そ
して、その充電は、充電初期においては、定電流にてな
され、二次電池１５が満充電に近づくと自動的に切り替
えられて定電圧にてなされる。

【００５４】また、ＡＣアダプタ７のプラグ８が抜かれ
るとＤＣジャック１０の−端子３と端子とがオンし、二
次電池１５の負極側電流路が端子２および−端子３を介
して形成された状態とされ、二次電池１５の端子電圧が
Ｖｃｃ端子４およびＧＮＤ端子５より取り出されてメイ
ン回路に供給される。

【００５５】以下、この発明の他の実施形態の充電時の
動作について図３を用いて更に具体的に詳細に説明す
る。例えば、二次電池１５として、２セル型のリチウム
イオン電池が用いられ、ＡＣアダプタ７においてＤＣ１
０Ｖの電圧が形成されて供給される場合について説明す
る。

【００５６】リチウムイオン電池の１セル当たりの上限
規定充電電圧は、４．２Ｖ程度とされ、２セル型のリチ
ウムイオン電池の場合には、２個分の８．４Ｖとされ
る。図３において５１にて示される特性曲線は、充電電
流検出用の抵抗４１に流れる電流ｉ（図２中矢印にて示
す）を示し、５２にて示される特性曲線は、二次電池１
５（この場合には、２セル型のリチウムイオン電池）の
端子電圧ＶBAを示す。

【００５７】また、スイッチング制御部２１、ＭＯＳＦ
ＥＴ２２、ダイオード２３およびコイル２４により構成
される降圧型のＤＣ／ＤＣコンバータの下限側の制御限
界は、ＭＯＳＦＥＴ２２がオンしたままの状態となるＡ
Ｃアダプタ７の負極側のレベルと等しい０Ｖである。

【００５８】充電初期においては、図３に示すように、
定電流充電がなされる。つまり、二次電池１５の端子電
圧ＶBAが例えば充電スタート時には、６Ｖ程度とされて
十分に低く、この時の充電電流によって抵抗４１の両端
に発生する電圧がトランジスタ４２をオンさせるのに十
分なＶ_BE以上の値に設定されているため、トランジスタ
４２がオンし、抵抗４３を介してトランジスタ４４に電
流が流れる。

【００５９】トランジスタ４４に電流が流れるとカレン
トミラー回路を構成していトランジスタ４５にも同様の
電流が流れ、トランジスタ４５と並列に接続されている
抵抗１３の抵抗値を等価的に下げるように作用し、二次
電池１５への印加電圧を下がる方向に制御する。従っ
て、二次電池１５の負極側の電圧ｂとコイル２４とコン
デンサ２５の接続点の電圧ｄとの電位差が常に一定とな
るように制御されて、二次電池１５に対して定電流充電
がなされる。

【００６０】そして、図３に示すように充電が進行し、
二次電池１５の端子電圧が徐々に上昇して８．４Ｖに近
づくとＤＣ／ＤＣコンバータの制御限界となり、充電電
流が減少し始め、充電電流によって抵抗４１の両端に発
生する電圧がトランジスタ４２をオンさせるのに十分な
Ｖbe以下となるとトランジスタ４２が自動的にオフし、
二次電池１５に対して定電圧充電がなされる。

【００６１】尚、この発明の一実施形態および他の実施
形態においては、ＤＣジャック１０を用いる構成につい
て説明したが、他の機械的なスイッチを用いたり、ま
た、電子的なスイッチ回路を用いて構成するようにして
も良い。すなわち、外部電源の使用に連動して二次電池
１５の負極側電流路とＧＮＤ端子５とを切り離すことが
できれば、少なくともその構成および構造に制限されな
い。

【００６２】また、二次電池１５としては、上述したリ
チウムイオン電池の他にニッケル・ガドミウム電池やニ
ッケル・水素電池等にも同様にこの発明を適用すること
ができる。

【００６３】

【発明の効果】上述したこの発明に依れば、無駄な発熱
素子を省くことができ、電子機器の動作寿命を延ばすこ
とができる。また、ＤＣ／ＤＣコンバータは、原理的に
発熱（損失）がないので、発熱による低温やけど、発
煙、発火等の危険がない利点がある。さらに、大電流に
よる充電が可能であり、充電時間の短縮が可能である。

【００６４】また、この発明は、逆流防止用のダイオー
ドを設ける必要がないので、電池の終止電圧まで、使用
することができ、携帯型電子機器の動作寿命を延ばすこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の回路図である。

【図２】この発明の他の実施形態の回路図である。

【図３】この発明の他の実施形態の動作説明に用いる説
明図である。

【図４】従来の二次電池充電装置の一例としての回路図
である。

【図５】従来の二次電池充電装置の他の例としての回路
図である。

【図６】従来の二次電池充電装置の他の例の説明に用い
る回路図である。

【図７】従来の二次電池充電装置の他の例の説明に用い
る回路図である。

【図８】従来の二次電池充電装置の更に他の例としての
回路図である。

【符号の説明】

１・・・ＤＣジャック１０の＋端子、２・・・ＤＣジャ
ック１０の端子、３・・・ＤＣジャック１０の−端子、
４・・・Ｖｃｃ端子、５・・・ＧＮＤ端子、７・・・Ａ
Ｃアダプタ、８・・・ＡＣアダプタ７のプラグ、１０・
・・ＤＣジャック、１１・・・充電回路、１２・・・差
動回路、１３・・・二次電池１５の端子電圧検出用の抵
抗、１４・・・二次電池１５の端子電圧検出用の抵抗、
１５・・・二次電池、２１・・・スイッチング制御部、
３１・・・演算増幅器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部電源により二次電池を充電する二次
電池充電装置において、外部電源の接続時に上記外部電源の電源電圧を負荷回路
の電源側の第１の端子と接地側の第２の端子に供給する
と共に、上記外部電源の接続と連動して上記負荷側の第
２の端子と二次電池の負極側との間の電流路を切断する
ようになされた外部電源接続端子と、上記二次電池の端子電圧に対応した上記二次電池の負極
側に対する電圧を検出し、検出された上記電圧を上記第
２の端子の電位に対する検出電圧に変換する手段と、少なくともスイッチング素子、ダイオードおよびコイル
を有するＤＣ／ＤＣコンバータから構成され、上記検出
電圧に基づいて、上記二次電池に対する充電を行う充電
手段とを備えたことを特徴とする二次電池充電装置。
【請求項２】請求項１において、上記充電手段は、充電開始時においては定電流にて充電
を行い、途中から定電圧にて充電を行うことを特徴とす
る二次電池充電装置。
【請求項３】請求項１において、上記二次電池がリチウムを有する電池であることを特徴
とする二次電池充電装置。
【請求項４】外部電源により二次電池を充電する二次
電池充電装置が内蔵された電子機器において、上記二次電池充電装置は、外部電源の接続時に上記外部電源の電源電圧を負荷回路
の電源側の第１の端子と接地側の第２の端子に供給する
と共に、上記外部電源の接続と連動して上記負荷側の第
２の端子と二次電池の負極側との間の電流路を切断する
ようになされた外部電源接続端子と、上記二次電池の端子電圧に対応した上記二次電池の負極
側に対する電圧を検出し、検出された上記電圧を上記第
２の端子の電位に対する検出電圧に変換する手段と、少なくともスイッチング素子、ダイオードおよびコイル
を有するＤＣ／ＤＣコンバータから構成され、上記検出
電圧に基づいて、上記二次電池に対する充電を行う充電
手段とを有することを特徴とする電子機器。