JP2006115654A

JP2006115654A - 充電制御回路、充電制御方法、及び該充電制御回路が設けられた電子機器

Info

Publication number: JP2006115654A
Application number: JP2004302763A
Authority: JP
Inventors: Makoto Nagasawa; 誠長澤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2006-04-27
Also published as: CN1764037A; EP1648071A2; EP1648071A3; US20060082346A1; US7541780B2

Abstract

【課題】
小型の電子機器に装着された二次電池の充電を安全に行うと共に、電池容量の増加に伴う充電時間の延長を抑制する。
【解決手段】携帯電話機４０本体又は周囲の温度が温度センサ４２で検出され、同温度が二次電池５４に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低いときに第１の電流値の充電電流が同二次電池５４に供給され、温度が適正範囲の上限値以下かつ基準値以上のときに第１の電流値よりも小さい第２の電流値の充電電流が二次電池５４に供給される。また、温度が適正範囲以外のときに二次電池２４に対する充電が停止する。このため、二次電池５４の劣化、膨れ、発煙、破裂などの危険性が防止される。また、基準値が適正範囲の上限値の近傍に設定されているので、本体又は周囲の温度が適正範囲の上限値に近くなるまで第１の電流値による充電が継続され、充電が早く完了する。
【選択図】図１

Description

この発明は、充電制御回路、充電制御方法、及び該充電制御回路が設けられた電子機器に係り、特に、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants ）、携帯用音楽再生機器などのような小型の携帯用電子機器に用いて好適な充電制御回路、充電制御方法、及び該充電制御回路が設けられた電子機器に関する。

携帯電話機などのような携帯用の電子機器では、装着された二次電池を電源として所定の動作が行われ、電源を入れたとき、同二次電池の残存容量が表示部に自動的に表示されるようになっている。そして、ユーザは、この残存容量がない、あるいは少ないことを認識したとき、電子機器に充電装置を装着することにより、二次電池を充電する。

この種の電子機器は、たとえば図６に示すように、携帯電話機１であり、上側ユニット１０と、下側ユニット２０とから構成され、同下側ユニット２０は同上側ユニット１０に対してヒンジ部１１を介して結合されている。そして、上側ユニット１０には、アンテナ１２が設けられ、又、下側ユニット２０に接するように折り畳んだときに同下側ユニット２０に接する前面側に表示部１３及び受話部１４が設けられている。下側ユニット２０は、上側ユニット１０に接するように折り畳んだときに同上側ユニット１０に接する前面に、複数のボタンスイッチなどで構成された操作部２１、及び送話部（マイクロホン）２２が設けられ、電源用の二次電池が放電したときには専用の充電装置の置台３０に装着載置されて充電される。充電装置の置台３０は、ＡＣアダプタ３１から供給される電源電圧を下側ユニット２０の図示しない充電用電源入力端子へ供給する。

図７は、図６中のＡＣアダプタ３１及び携帯電話機１内の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この携帯電話機１は、ＣＰＵ（中央処理装置）２３と、充電制御ＩＣ２４と、抵抗２５と、二次電池２６とを備えている。ＣＰＵ２３は、プログラムに基づいて同携帯電話機１全体を制御し、特に、この例では、二次電池２６の充電中に高レベル（以下、“Ｈ”という）の制御信号ａを出力する。充電制御ＩＣ２４は、ＣＰＵ２３からの制御信号ａが“Ｈ”のとき、ＡＣアダプタ３１から供給される電源を元に、抵抗２５で設定される充電電流を二次電池２６に供給する。この充電電流は、充電制御ＩＣ２４内の図示しないエミッタホロワ又はソースホロアにより制御される。二次電池２６は、たとえばリチウムイオン電池などで構成され、携帯電話機１に対して着脱可能となっている。そして、これらのＣＰＵ２３、充電制御ＩＣ２４及び抵抗２５により、充電制御回路が構成されている。

この充電制御回路では、抵抗２５の抵抗値が適切に設定されることより、二次電池２６の充電中に、同二次電池２６及び充電制御ＩＣ２４内のエミッタホロワ又はソースホロアの発熱が過度に至らない程度に充電電流が抑えられる。この場合、たとえば図８に示すように、充電開始時では、ＣＣ（Constant Current、定電流）充電により、一定の電流で充電が行われる。充電制御ＩＣ２４では、この電流値が外付けの抵抗２５で可変される。この後、電池電圧が約４．１Ｖを超えたところでＣＶ（Constant Voltage、定電圧）充電に自動的に切換えられ、一定の電圧で充電が行われる。そして、電池電圧は、満充電電圧である４．２Ｖに漸次近付いていく。充電制御ＩＣ２４は電圧４．２Ｖを出力し、二次電池２６が要求する電流を流すので、時刻ｔｅにおける充電完了に至るまで徐々に電流が減少していく。

上記の携帯電話機の他、従来、この種の技術としては、たとえば、次のような文献に記載されるものがあった。
特許文献１に記載された車両用蓄電池装置では、蓄電池に対して定電圧充電を行うための充電電流を供給する充電線の一部に、温度が上昇すると抵抗が増加する導電性プラスチック製の過熱保護素子を介在させ、かつ同素子が蓄電池の電槽の表面に密着している。これにより、蓄電池の温度上昇時の充電電流の増加が抑制され、同蓄電池の早期の劣化が防止される。

特許文献２に記載されたバッテリ充電器では、温度上昇によって特性が変化する感熱素子が二次電池と熱結合され、同二次電池の温度上昇により充電電流が減少又は遮断される。このため、二次電池の過充電が防止される。

特許文献３に記載された充電装置では、同充電装置の周囲温度及びバッテリの温度が測定され、同周囲温度や同バッテリの温度が高くなったとき、充電器の制限電流値及び充電電圧値を減少させて充電することにより、バッテリの過充電が防止される。

特許文献４に記載された温度センサを有する充電器では、電源回路のトランジスタやトランスなどの発熱部品の温度が温度センサで検出されて二次電池の充電電流が制御され、また、満充電の検出にエラーが発生するときは、満充電の検出を中断して二次電池が充電される。
実開平１−１０７８７５号公報（第１頁、図１）実開平６−２４３５９号公報（要約書、図１，５，４，６）特開２００１−３１４０４５号公報（要約書、図１）特開平７−２２２３７０号公報（第５頁、図１）

しかしながら、上記従来の充電制御回路では、次のような問題点があった。
すなわち、携帯電話機１のように、二次電池２６が装着されて動作する電子機器では、近年では、動作時間を延長するために、同二次電池２６の容量が増大する傾向にある。このため、従来通りの充電電流では、二次電池２６の充電開始から完了するまでの充電時間が長くなるので、充電電流を増加させることにより、同充電時間を短縮することが望まれている。ところが、充電電流は、充電制御ＩＣ２４内のエミッタホロワ又はソースホロアにより制御されるので、充電電流を増加させると、同エミッタホロワ又はソースホロアにおける発熱が増加し、携帯電話機１本体の表面まで高温になる事態が発生する。

電子機器が、たとえばノートパソコンなど、比較的大型のものである場合では、ヒートシンクや冷却ファンなどにより、熱を拡散又は本体外部に排出するなどの対策が施されているが、上記携帯電話機１の他、ＰＤＡ、携帯音楽再生機器などの小型の携帯機器では、筐体が小さいため、上記のような積極的な対策は製品の性質上不可能である。この場合、充電電流を増加させると、発熱のため、携帯機器の使用者に低温火傷の被害が発生することがある。よって、これらの小型の携帯機器では、発熱が過度に至らない程度に充電電流を減らすことにより発熱が抑えられている。このため、充電電流が小さく、長時間充電しなければ満充電に至らないというという問題点がある。

また、特許文献１に記載された車両用蓄電池装置では、蓄電池の寿命を延ばすことが目的であり、又、蓄電池に対して定電圧充電を行うことに限定されているため、この発明とは主旨が異なる。

特許文献２に記載されたバッテリ充電器では、二次電池の充電が完了すると同二次電池の温度が上昇する性質を利用して、電池の過充電を防止しているため、この発明とは主旨が異なる。

特許文献３に記載された充電装置は、バッテリの過充電を防止するものであり、この発明とは主旨が異なる。

特許文献４に記載された温度センサを有する充電器では、電源回路のトランジスタの熱暴走を防止することが目的であり、この発明とは主旨が異なる。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、二次電池の充電を安全に行うと共に、電池容量の増加に伴う充電時間の延長を抑制する充電制御回路を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、装着された二次電池を電源として所定の動作を行う電子機器に用いられ、前記二次電池に供給される充電電流を制御する充電制御回路に係り、当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出し、該温度が前記二次電池に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低いときに第１の電流値の前記充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上のときに前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値の前記充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲以外のときに前記二次電池に対する充電を停止する構成とされていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の充電制御回路に係り、当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出して該温度に対応した温度検出電圧を出力する温度検出部と、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の温度に対応した値のときにアクティブモードの判定信号を出力する一方、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の温度に対応した値以外のときにノンアクティブモードの判定信号を出力するレベル判定部と、前記判定信号がアクティブモードのとき、外部電源装置から供給される電源を元に、設定された充電電流を前記二次電池に供給する一方、前記判定信号がノンアクティブモードのとき、前記充電電流の供給を停止する充電制御部と、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低い温度に対応した値のとき、前記充電電流を前記第１の電流値に設定する一方、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上の温度に対応した値のとき、前記充電電流を前記第２の電流値に設定する充電電流設定部とから構成されていることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の充電制御回路に係り、前記基準値は、前記適正範囲の上限値の近傍に設定されていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、充電制御方法に係り、装着された二次電池を電源として所定の動作を行う電子機器に用いられ、前記二次電池に供給される充電電流を制御する充電制御方法に係り、当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出し、該温度が前記二次電池に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低いときに第１の電流値の前記充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上のときに前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値の前記充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲以外のときに前記二次電池に対する充電を停止することを特徴としている。

請求項５記載の発明は、電子機器に係り、装着された二次電池を電源として所定の動作を行う電子機器に係り、当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出し、該温度が前記二次電池に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低いときに第１の電流値の充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上のときに前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値の充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲以外のときに前記二次電池に対する充電を停止する充電制御回路が設けられていることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の電子機器に係り、前記充電制御回路は、当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出して該温度に対応した温度検出電圧を出力する温度検出部と、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の温度に対応した値のときにアクティブモードの判定信号を出力する一方、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の温度に対応した値以外のときにノンアクティブモードの判定信号を出力するレベル判定部と、前記判定信号がアクティブモードのとき、外部電源装置から供給される電源を元に、設定された充電電流を前記二次電池に供給する一方、前記判定信号がノンアクティブモードのとき、前記充電電流の供給を停止する充電制御部と、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低い温度に対応した値のとき、前記充電電流を前記第１の電流値に設定する一方、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上の温度に対応した値のとき、前記充電電流を前記第２の電流値に設定する充電電流設定部とから構成されていることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の電子機器に係り、前記基準値は、前記適正範囲の上限値の近傍に設定されていることを特徴としている。

この発明の構成によれば、当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出し、同温度が二次電池に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低いときに第１の電流値の充電電流を同二次電池に供給し、同温度が同適正範囲の上限値以下かつ同基準値以上のときに同第１の電流値よりも小さい第２の電流値の同充電電流を同二次電池に供給し、同温度が同適正範囲以外のときに同二次電池に対する充電を停止する構成とされているので、同二次電池の劣化、膨れ、発煙、破裂などの危険性を防止できる。また、基準値は、適正範囲の上限値の近傍に設定されているので、電子機器の本体又は周囲の温度が適正範囲の上限値に近くなるまで第１の電流値による充電を継続でき、充電を早く完了できる。また、二次電池の電池容量が増大しても、充電時間が長くなることを回避できる。

二次電池を電源として動作する電子機器本体又は周囲の充電中の温度を監視し、適正温度範囲以外では充電を停止し、同適正温度範囲の上限になる前に充電電流を減らすことにより温度の上昇を抑制する充電制御回路を提供する。

図１は、この発明の第１の実施例である充電制御回路が設けられた電子機器の要部の電気的構成を示すブロック図である。
この例の電子機器は、同図に示すように、携帯電話機４０であり、ＣＰＵ４１と、温度センサ４２と、コンパレータ４３と、基準電圧源４４と、コンパレータ４５と、基準電圧源４６と、コンパレータ４７と、基準電圧源４８と、ＡＮＤ回路４９と、充電制御ＩＣ５０と、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（以下、「ｎＭＯＳ」という）５１と、抵抗５２，５３と、二次電池５４とから構成されている。ＣＰＵ４１は、プログラムに基づいて携帯電話機４０全体を制御し、特に、この実施例では、二次電池５４の充電中に“Ｈ”の制御信号ａを出力する。温度センサ４２は、携帯電話機４０の本体又は周囲の温度を検出して同温度に対応した温度検出電圧ｂを出力する。

コンパレータ４３は、温度検出電圧ｂを基準電圧源４４の基準電圧（たとえば、０．７Ｖ）と比較し、同温度検出電圧ｂが０．７Ｖ以上のときに“Ｈ”の出力信号ｃを出力し、同温度検出電圧ｂが０．７Ｖよりも小さいときに低レベル（以下、“Ｌ”という）の出力信号ｃを出力する。コンパレータ４５は、温度検出電圧ｂを基準電圧源４６の基準電圧（たとえば、１．６Ｖ）と比較し、同温度検出電圧ｂが１．６Ｖ以下のときに“Ｈ”の出力信号ｄを出力し、同温度検出電圧ｄが１．６Ｖよりも大きいときに“Ｌ”の出力信号ｄを出力する。ＡＮＤ回路４９は、制御信号ａ、出力信号ｃ、及び出力信号ｄが全て“Ｈ”のとき、“Ｈ”の出力信号ｆを出力する。これらのコンパレータ４３，４５及びＡＮＤ回路４９でレベル判定部が構成されている。レベル判定部は、温度検出電圧ｂのレベルが二次電池５４に対応した適正範囲の温度に対応した値のときにアクティブモードの判定信号（たとえば“Ｈ”の出力信号ｆ）を出力する一方、温度検出電圧ｂのレベルが適正範囲の温度に対応した値以外のときにノンアクティブモードの判定信号（たとえば“Ｌ”の出力信号ｆ）を出力する。

充電制御ＩＣ５０は、エミッタホロワ又はソースホロアを有し、ＳＨＤＮ端子に入力されるＡＮＤ回路４９の出力信号ｆが“Ｈ”のとき、外部電源装置（たとえば、商用電源から所定の直流電源を生成するＡＣアダプタ３１）から供給される電源を元に、ＰＲＯＧ端子とグラウンドとの間に接続される抵抗により設定された充電電流を二次電池５４に供給する一方、同出力信号ｆが“Ｌ”のとき、充電電流の供給を停止する。この充電電流は、抵抗の抵抗値が大きくなると減少し、同抵抗値が小さくなると増加する。また、充電制御ＩＣ５０は、二次電池５４が満充電になると、自動的に充電を停止する。この場合、二次電池５４の電圧は、充電の進行に伴って上昇し、充電完了期にピークとなり、この後に降下するが、充電制御ＩＣ５０は、このピーク後の降下電圧を検出することにより充電を停止する。これにより、充電制御ＩＣ５０は、二次電池５４を過充電することなく、充電を完了する。二次電池５４は、たとえばリチウムイオン電池などで構成され、携帯電話機４０に対して着脱可能となっている。

コンパレータ４７は、温度検出電圧ｂを基準電圧源４８の基準電圧（たとえば、０．８Ｖ）と比較し、同温度検出電圧ｂが０．８Ｖ以上のときに“Ｈ”の出力信号ｅを出力し、同温度検出電圧ｂが０．８Ｖよりも小さいときに“Ｌ”の出力信号ｅを出力する。ｎＭＯＳ５１は、ゲート電極にコンパレータ４７の出力信号ｅが入力され、同出力信号ｅが“Ｈ”のときにソース電極とドレーン電極との間がオン状態となり、同出力信号ｅが“Ｌ”のときオフ状態となる。抵抗５２は、充電制御ＩＣ５０のＰＲＯＧ端子とグラウンドとの間に接続され、たとえば５ｋΩに設定されている。抵抗５３は、充電制御ＩＣ５０のＰＲＯＧ端子とグラウンドとの間にｎＭＯＳ５１を介して接続され、たとえば５ｋΩに設定されている。

上記コンパレータ４３，４５，４７、基準電圧源４４，４６，４８、ＡＮＤ回路４９、ｎＭＯＳ５１、及び抵抗５２，５３で充電電流設定部が構成されている。この充電電流設定部は、温度検出電圧ｂのレベルが二次電池５４に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低い温度に対応した値のとき、充電電流を第１の電流値に設定する一方、温度検出電圧ｂのレベルが同適正範囲の上限値以下かつ同基準値以上の温度に対応した値のとき、同充電電流を同第１の電流値よりも小さい第２の電流値に設定する。上記基準値は、特に、この実施例では、基準電圧源４８の基準電圧に対応する温度として、上記適正範囲の上限値の近傍に設定されている。また、上記ＣＰＵ４１、温度センサ４２、コンパレータ４３，４５，４７、基準電圧源４４，４６，４８、ＡＮＤ回路４９、充電制御ＩＣ５０、ｎＭＯＳ５１、及び抵抗５２，５３で充電制御回路が構成されている。また、この充電制御回路の各構成要素のうちで二次電池５４の充電中に電源を必要とするものに対しては、ＡＣアダプタ３１から電源が供給される（たとえば、ＣＰＵ４１、温度センサ４２の電源電圧ＶＣＣなど）。

図２は、図１中の温度センサ４２の出力特性を示す図であり、縦軸に温度検出電圧ｂ、及び横軸に温度がとられている。
この温度センサ４２は、同図２に示すように、携帯電話機４０の本体又は周囲の温度に反比例した温度検出電圧ｂを出力し、たとえば、温度が０℃のときに１．６Ｖの温度検出電圧ｂ、温度が４０℃のときに０．８Ｖの温度検出電圧ｂ、温度が４５℃のときに０．７Ｖの温度検出電圧ｂを出力する。

図３は、図１中の充電制御回路の動作を説明する図であり、縦軸に充電電流及び電池電圧、及び横軸に充電時間がとられている。
この図及び図２を参照して、この例の充電制御回路に用いられる充電制御方法の処理内容について説明する。
この充電制御方法では、携帯電話機４０本体又は周囲の温度が温度センサ４２で検出され、同温度が二次電池５４に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低いときに第１の電流値の充電電流が同二次電池５４に供給され、同温度が同適正範囲の上限値以下かつ同基準値以上のときに同第１の電流値よりも小さい第２の電流値の充電電流が同二次電池５４に供給される。また、同温度が同適正範囲以外のときに同二次電池２４に対する充電が停止する。

すなわち、携帯電話機４０の使用者に対して低温火傷の被害を防止するために、同携帯電話機４０本体又は周囲の温度を４５℃以下に保つと仮定する。また、リチウムイオン電池で構成される二次電池５４の充電に適切な温度範囲は、通常、０℃〜４５℃程度である。この温度範囲外で二次電池５４を充電すると、電池の劣化、膨れ、発煙、破裂などの危険性があるため、充電時には、電池温度を適切な温度範囲内に保つ必要がある。このため、携帯電話機４０の充電制御回路は、同携帯電話機４０本体又は周囲の温度が０℃以下又は４５℃以上の場合、二次電池５４に対する充電を停止する。

本体又は周囲の温度が０℃を下回った場合、温度センサ４２の温度検出電圧ｂは、図２に示すように、１．６Ｖ以上となる。すると、コンパレータ４５は“Ｌ”の出力信号ｄを出力し、ＡＮＤ回路４９が“Ｌ”の出力信号ｆを出力する。このため、充電制御ＩＣ５０は、二次電池５４に対する充電電流の供給を停止する（状態［１］）。同様に、表面温度が４５℃を上回った場合、温度センサ４２の温度検出電圧ｂは、図２に示すように、０．７Ｖ以下となる。すると、コンパレータ４３は“Ｌ”の出力信号ｃを出力し、ＡＮＤ回路４９が“Ｌ”の出力信号ｆを出力する。このため、充電制御ＩＣ５０は、二次電池５４に対する充電電流の供給を停止する（状態［４］）。

充電制御ＩＣ５０は、ＰＲＯＧ端子とグラウンドとの間に接続されている抵抗が５ｋΩのとき、たとえば３００ｍＡの充電電流を二次電池５４に供給し、同抵抗が２．５ｋΩのとき、たとえば６００ｍＡの充電電流を供給する。このため、図２中の状態［３］すなわち“温度高：充電電流（減）”の状態では、３００ｍＡの充電電流が二次電池５４に供給され、状態［２］すなわち“適温：充電電流（増）”の状態では、６００ｍＡの充電電流が供給される。充電開始時、携帯電話機４０本体又は周囲の温度が０℃〜４０℃の範囲にある場合、温度センサ４２の温度検出電圧ｂが０．８Ｖ〜１．６Ｖとなり、コンパレータ４７から“Ｈ”の出力信号ｅが出力される。このとき、ｎＭＯＳ５１のソース−ドレーン間がオン状態となり、充電制御ＩＣ５０のＰＲＯＧ端子とグラウンドとの間に、抵抗５２と抵抗５３とを並列接続した２．５ｋΩの抵抗が接続されている状態となり、図３中の時間Ｔ１において、二次電池５４に６００ｍＡの充電電流が供給される。

この状態では、充電制御ＩＣ５０が発熱し、携帯電話機４０本体又は周囲の温度が上昇する方向にあり、同温度が４０℃を超えると、コンパレータ４７の出力信号ｅが“Ｌ”となる。このとき、ｎＭＯＳ５１がオフ状態となり、抵抗５２が回路から切り離される。このため、充電制御ＩＣ５０のＰＲＯＧ端子とグラウンドと間には抵抗５３のみが接続された状態となり、図３中の時間Ｔ２において、二次電池５４に３００ｍＡの充電電流が供給される。この後、充電制御ＩＣ５０の発熱が抑えられ、携帯電話機４０本体又は周囲の温度も低下する。そして、同温度が４０℃を下回った場合、コンパレータ４７の出力信号ｅは“Ｈ”となってｎＭＯＳ５１がオン状態となり、図３中の時間Ｔ３において、再び二次電池５４に６００ｍＡの充電電流が供給される。そして、この動作が電池電圧が約４．１Ｖになるまで繰り返され、適温では充電電流が６００ｍＡとなり、温度が上昇して４０℃を超えたときに同充電電流が３００ｍＡとなり、温度の上昇が抑制される。

この後、電池電圧が約４．１Ｖを超えたところでＣＶ（Constant Voltage）充電に自動的に切換えられ、一定の電圧で充電が行われる。そして、電池電圧は、満充電電圧である４．２Ｖに漸次近付いていく。充電制御ＩＣ５０は電圧４．２Ｖを出力し、二次電池５４が要求する電流を流すので、時刻ｔｆにおける充電完了に至るまで徐々に電流が減少していく。このようにして、温度が常に適温にあることを前提とした充電電流でゆっくり充電するよりも、遥かに高速に充電が行われ、従来の図８中に示す充電完了時刻ｔｅよりも早い時刻ｔｆに充電が完了し、充電時間が短縮される。

以上のように、この第１の実施例では、携帯電話機４０本体又は周囲の温度が検出され、二次電池５４の充電に適正な範囲外では充電が停止されるので、同二次電池５４の劣化、膨れ、発煙、破裂などの危険性が防止される。また、携帯電話機４０の本体又は周囲の温度が二次電池５４の充電に適正な範囲外に到達する前に、適正な範囲内に復帰させることを目的に充電電流を減らすことにより、充電が停止することなく継続される。また、携帯電話機４０の本体又は周囲の温度上昇を無視した充電電流が設定できるため、温度上昇を恐れて充電電流を減らしてゆっくり充電するよりも、早く充電が完了する。また、二次電池５４の電池容量が増加しても、充電時間が長くなることが回避される。

図４は、この発明の第２の実施例である充電制御回路が設けられた携帯電話機の電気的構成を示すブロック図であり、第１の実施例を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
この例の携帯電話機４０Ａでは、同図４に示すように、図１中の温度センサ４２、コンパレータ４７及び基準電圧源４８に代えて、異なる構成の温度センサ４２Ａ、コンパレータ４７Ａ及び基準電圧源４８Ａが設けられている。温度センサ４２Ａは、図５に示すように、携帯電話機４０Ａの本体又は周囲の温度に比例した温度検出電圧ｂを出力し、たとえば、温度が０℃のときに０．７Ｖの温度検出電圧ｂ、温度が４０℃のときに１．５Ｖの温度検出電圧ｂ、温度が４５℃のときに１．６Ｖの温度検出電圧ｂを出力する。コンパレータ４７Ａは、温度検出電圧ｂを基準電圧源４８Ａの基準電圧（たとえば、１．５Ｖ）と比較し、同温度検出電圧ｂが１．５Ｖ以下のときに“Ｈ”の出力信号ｅを出力し、同温度検出電圧ｂが１．５Ｖよりも大きいときに“Ｌ”の出力信号ｅを出力する。他は、図１と同様の構成である。

この携帯電話機４０Ａでは、本体又は周囲の温度が０℃を下回った場合、温度センサ４２Ａの温度検出電圧ｂは、図５に示すように、０．７Ｖ以下となる。すると、コンパレータ４３は“Ｌ”の出力信号ｃを出力し、ＡＮＤ回路４９が“Ｌ”の出力信号ｆを出力する。このため、充電制御ＩＣ５０は、二次電池５４に対する充電電流の供給を停止する（状態［１］）。同様に、表面温度が４５℃を上回った場合、温度センサ４２の温度検出電圧ｂは、図５に示すように、１．６Ｖ以上となる。すると、コンパレータ４５は“Ｌ”の出力信号ｄを出力し、ＡＮＤ回路４９が“Ｌ”の出力信号ｆを出力する。このため、充電制御ＩＣ５０は、二次電池５４に対する充電電流の供給を停止する（状態［４］）。

また、図５中の状態［３］すなわち“温度高：充電電流（減）”の状態では、３００ｍＡの充電電流が二次電池５４に供給され、状態［２］すなわち“適温：充電電流（増）”の状態では、６００ｍＡの充電電流が供給される。また、充電開始時、携帯電話機４０Ａ本体又は周囲の温度が０℃〜４０℃の範囲にある場合、温度センサ４２Ａの温度検出電圧ｂが０．７Ｖ〜１．５Ｖとなり、コンパレータ４７から“Ｈ”の出力信号ｅが出力される。この後、第１の実施例と同様の処理が行われ、同様の利点がある。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成は同実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても、この発明に含まれる。
たとえば、商用電源に接続されるＡＣアダプタ３１は、同ＡＣアダプタ３１と同じ電圧を出力する大容量のバッテリや自動車のシガライタなどでも良い。また、基準電圧源４４，４６，４８の各基準電圧は、二次電池５４の適正範囲に対応した値であれば良く、上記実施例の値に限定されない。また、ｎＭＯＳ５１は、コンパレータ４７，４７Ａの出力信号ｅの論理レベルを逆にすることにより、ｐＭＯＳ（ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ）でも良い。また、ｎＭＯＳ５１は、バイポーラトランジスタで構成しても、上記実施例とほぼ同様の作用、効果が得られる。

この発明は、携帯電話機、ＰＤＡ、携帯用音楽再生機器（ＭＤプレーヤ、ハードディスクプレーヤなど）のような小型の携帯用の電子機器全般に適用できる。

この発明の第１の実施例である充電制御回路が設けられた電子機器の電気的構成を示すブロック図である。図１中の温度センサ４２の出力特性を示す図である。図１中の充電制御回路の動作を説明する図である。この発明の第２の実施例である充電制御回路が設けられた電子機器の電気的構成を示すブロック図である。図４中の温度センサ４２Ａの出力特性を示す図である。従来の充電制御回路が設けられた電子機器の二次電池が充電される状態を示す図である。図６中のＡＣアダプタ３１及び携帯電話機１内の要部の電気的構成を示すブロック図である。図７中の充電制御回路の動作を説明する図である。

符号の説明

３１ＡＣアダプタ（外部電源装置）
４０，４０Ａ携帯電話機（電子機器）
４１ＣＰＵ（中央処理装置、充電制御回路の一部）
４２，４２Ａ温度センサ（温度検出部、充電制御回路の一部）
４３，４５，４７，４７Ａコンパレータ（レベル判定部の一部、充電電流設定部の一部、充電制御回路の一部）
４４，４６，４８，４８Ａ基準電圧源（レベル判定部の一部、充電電流設定部の一部、充電制御回路の一部）
４９ＡＮＤ回路（レベル判定部の一部、充電電流設定部の一部、充電制御回路の一部）
５０充電制御ＩＣ（充電制御部、充電制御回路の一部）
５１ｎＭＯＳ（ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ、充電電流設定部の一部、充電制御回路の一部）
５２，５３抵抗（充電電流設定部の一部、充電制御回路の一部）
５４二次電池

Claims

装着された二次電池を電源として所定の動作を行う電子機器に用いられ、前記二次電池に供給される充電電流を制御する充電制御回路であって、
当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出し、該温度が前記二次電池に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低いときに第１の電流値の前記充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上のときに前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値の前記充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲以外のときに前記二次電池に対する充電を停止する構成とされていることを特徴とする充電制御回路。
当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出して該温度に対応した温度検出電圧を出力する温度検出部と、
前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の温度に対応した値のときにアクティブモードの判定信号を出力する一方、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の温度に対応した値以外のときにノンアクティブモードの判定信号を出力するレベル判定部と、
前記判定信号がアクティブモードのとき、外部電源装置から供給される電源を元に、設定された充電電流を前記二次電池に供給する一方、前記判定信号がノンアクティブモードのとき、前記充電電流の供給を停止する充電制御部と、
前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低い温度に対応した値のとき、前記充電電流を前記第１の電流値に設定する一方、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上の温度に対応した値のとき、前記充電電流を前記第２の電流値に設定する充電電流設定部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の充電制御回路。
前記基準値は、
前記適正範囲の上限値の近傍に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の充電制御回路。
装着された二次電池を電源として所定の動作を行う電子機器に用いられ、前記二次電池に供給される充電電流を制御する充電制御方法であって、
当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出し、該温度が前記二次電池に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低いときに第１の電流値の前記充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上のときに前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値の前記充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲以外のときに前記二次電池に対する充電を停止することを特徴とする充電制御方法。
装着された二次電池を電源として所定の動作を行う電子機器であって、
当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出し、該温度が前記二次電池に対応した適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低いときに第１の電流値の充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上のときに前記第１の電流値よりも小さい第２の電流値の充電電流を前記二次電池に供給し、該温度が前記適正範囲以外のときに前記二次電池に対する充電を停止する充電制御回路が設けられていることを特徴とする電子機器。
前記充電制御回路は、
当該電子機器の本体又は周囲の温度を検出して該温度に対応した温度検出電圧を出力する温度検出部と、
前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の温度に対応した値のときにアクティブモードの判定信号を出力する一方、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の温度に対応した値以外のときにノンアクティブモードの判定信号を出力するレベル判定部と、
前記判定信号がアクティブモードのとき、外部電源装置から供給される電源を元に、設定された充電電流を前記二次電池に供給する一方、前記判定信号がノンアクティブモードのとき、前記充電電流の供給を停止する充電制御部と、
前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の下限値以上かつ所定の基準値よりも低い温度に対応した値のとき、前記充電電流を前記第１の電流値に設定する一方、前記温度検出電圧のレベルが前記適正範囲の上限値以下かつ前記基準値以上の温度に対応した値のとき、前記充電電流を前記第２の電流値に設定する充電電流設定部とから構成されていることを特徴とする請求項５記載の電子機器。
前記基準値は、
前記適正範囲の上限値の近傍に設定されていることを特徴とする請求項５又は６記載の電子機器。