JPH09215214A - ポータブル電子機器及び充電制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、定電流充電及び定電圧充電が必要な
二次電池を複数組着脱可能にしたバッテリィ電源機構を
もつポータブル電子機器に於いて、複数組の二次電池を
一組ずつ順に定電流充電し、全ての二次電池の定電流充
電終了後、複数組の二次電池を同時に定電圧充電する充
電制御手段を備えて、装着された全てのバッテリィを満
充電状態にするまでの充電時間を短縮させたことを特徴
とする。 【解決手段】先ず、バッテリィ１を当該バッテリィ電圧
が規定値に達するまで定電流充電制御し、バッテリィ１
の定電流充電が完了したならば、定電流充電から定電圧
充電に移行するのではなく、次に二組目のバッテリィ２
を上記同様に定電流充電制御する。すべてのバッテリィ
１，２に対しての定電流充電が完了すると、その各バッ
テリィ１，２に対して定電圧充電を同時に行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電流充電及び定電
圧充電が必要な二次電池を複数組着脱可能にしたバッテ
リィ電源機構及びその充電機構をもつ、例えばポータブ
ルコンピュータ等のポータブル電子機器に関する。ま
た、本発明は、定電流充電及び定電圧充電が必要な複数
組の二次電池を充電制御対象とする二次電池の充電機構
に適用される充電制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ラップトップタイプ、ノートブ
ックタイプ、またはペン入力タイプのポータブルコンピ
ュータに於いては、外部から供給される一次電源だけで
なく、内蔵バッテリィから供給される二次電源によって
も駆動できるように構成されている。

【０００３】二次電源であるバッテリィ（二次電池）
は、ポータブルコンピュータに電力を供給するために放
電し、再度使用するためには充電を行なう必要があり、
機種によっては、二次電源であるバッテリィの充電も行
なえるように構成されている。この種機器に於いては、
バッテリィ（二次電池）として、定電流充電及び定電圧
充電が必要なリチウムイオン電池が広く用いられてい
る。

【０００４】この種バッテリィ（二次電池）の充電は、
最初に定電流充電を行ない、バッテリィの電圧が一定に
達した時点で定電圧充電に切り替え、バッテリィが１０
０％充電されるまでそれを続ける。

【０００５】従来、上記したような電流充電及び定電圧
充電が必要なバッテリィを複数組着脱可能にしたバッテ
リィ電源機構及びその充電機構をもつポータブルコンピ
ュータ等のポータブル電子機器に於いて、複数組のバッ
テリィを装着した状態で充電する際、１組のバッテリィ
毎に、上記したような充電を行なっていた。

【０００６】即ち、図３に示すように、１組目のバッテ
リィ（バッテリィ１）に対して、先ず定電流充電を行な
い、当該バッテリィの電圧が一定に達した時点で定電圧
充電に切り替えて、１００％充電される（満充電状態と
なる）まで定電圧充電を続ける。１組目のバッテリィに
対して充電が終了すると、残る２組目のバッテリィ（バ
ッテリィ２）に対して上記同様の充電を行なう。

【０００７】このような従来の充電制御手段に於いて
は、図３から分かるように、機器に装着された複数組の
バッテリィがそれぞれ一組ずつ時間を違えて充電が行な
われることから、充電対象となるバッテリィの組数に比
例した充電時間が必要となる。例えば２組のバッテリィ
を充電する場合は、１組の場合に比して２倍の充電時間
を必要とする。

【０００８】この際の従来技術を図３に示す充電制御の
タイムチャートを参照して説明する。尚、ここでは説明
を簡素にするため、定電流・定電圧充電を必要とする２
組のバッテリィ（バッテリィ１，２）を充電する場合を
例に説明する。この２組のバッテリィ（バッテリィ１，
２）は、それぞれが共通に用いられるメインバッテリィ
パックであってもよいし、又は、一方が、メインバッテ
リィ、他方がサブ（補助）バッテリィであってもよい。

【０００９】図３に於いて、１つ目のバッテリィ１に定
電流充電を行なうと、当該バッテリィ１の電圧は上昇
し、安全上設定された電圧（規定値）まで上昇した後
（ｔ１）、さらに満充電状態となるまで充電を続けるた
め定電圧充電を行なう。

【００１０】バッテリィ１の定電圧充電中は充電電流量
が少なくなり、一定の値まで下がったら満充電状態にな
ったとして充電を終了する（ｔ２）。この後、２つ目の
バッテリィ２の充電に入り、その定電流充電が完了した
後（ｔ３）、定電圧充電を行ない２つのバッテリィ１，
２の充電を完了する（ｔ４）。

【００１１】このように従来では２組のバッテリィ充電
の総時間は１組のバッテリィを充電する時間の２倍にな
っている。同様に３組のバッテリィを充電する場合は３
倍になることが容易に理解出来る。

【００１２】尚、複数のバッテリィの定電流充電を同時
に行なわないのは、電源回路が大規模になるためであ
る。このように従来では、定電流充電の後に満充電状態
となるまで定電圧充電を行なうバッテリィを複数組備え
た機器に於いて、装着されたすべてのバッテリィを満充
電状態にするまでに、バッテリィの組数に比例した充電
時間を必要とし、すべてのバッテリィを満充電状態にす
るまでに多くの時間を要するという問題があった。

【００１３】この問題点を解消するためには、複数組の
バッテリィを組別に独立して定電流・定電圧充電できる
よう、複数組の定電流・定電圧充電機構を設けた構成と
すればよいが、この際は、充電機構が大型化・重量化
し、これに伴い充電機構を内蔵する機器も大型化・重量
化し、かつ高価となることから、特にポータブルコンピ
ュータ等の小型電子機器に於いては致命的な問題となり
採用が困難である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
では、定電流充電の後に満充電状態となるまで定電圧充
電を行なうバッテリィを複数組備えた機器に於いて、装
着されたすべてのバッテリィを満充電状態にするまで
に、バッテリィの組数に比例した充電時間を必要とし、
すべてのバッテリィを満充電状態にするまでに多くの時
間を要するという問題があった。

【００１５】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
定電流充電の後に満充電状態となるまで定電圧充電を行
なうバッテリィを複数組備えた機器に於いて、一組の充
電機構を有効に用いて機器の大型化・重量化を招くこと
なく、装着されたすべてのバッテリィを満充電状態にす
るまでの充電時間を大幅に短縮することのできるように
したポータブル電子機器及び充電制御方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、定電流充電の
後に満充電状態となるまで定電圧充電を行なう、複数組
のバッテリィを充電する場合に、一組目のバッテリィの
定電流充電が完了した後、直ちに定電圧充電に移るので
はなく、残る他のバッテリィの定電流充電を行ない、す
べてのバッテリィの定電流充電が完了した後に、すべて
のバッテリィの定電圧充電を同時に行なうことにより、
バッテリィの充電時間を短縮することを特徴とする。

【００１７】即ち、本発明は、定電流充電及び定電圧充
電が必要な二次電池を複数組着脱可能にしたバッテリィ
電源機構をもつポータブル電子機器に於いて、複数組の
二次電池を一組ずつ順に定電流充電し、全ての二次電池
の定電流充電終了後、前記複数組の二次電池を同時に定
電圧充電する充電制御手段を備えたことを特徴とする。

【００１８】又、上記充電制御手段に加えて、一組の二
次電池の定電流充電及び定電圧充電が終了した後に他の
二次電池の定電流充電及び定電圧充電を行なう充電制御
手段を併せ持ち、複数種の充電制御手段から一つの充電
制御手段を選択できる機構を備えたことを特徴とする。

【００１９】又、上記複数組の二次電池を同時に定電圧
充電する充電制御手段に、複数組の二次電池の定電流充
電の順序を設定できる機能を備えたことを特徴とする。
又、本発明は、定電流充電及び定電圧充電を必要とする
複数組の二次電池に充電を行なう際の充電制御方法に於
いて、複数組の二次電池を一組ずつ順に定電流充電し、
全ての二次電池の定電流充電終了後、前記複数組の二次
電池を同時に定電圧充電することを特徴とする。

【００２０】又、本発明は、定電流充電及び定電圧充電
が必要な複数組の二次電池を充電制御対象とする二次電
池の充電機構に於ける充電制御方法に於いて、充電モー
ドを選択するステップと、第１の充電モードが選択され
たとき、定電流充電及び定電圧充電を必要とする複数組
の二次電池に充電を行なう際に、複数組の二次電池を一
組ずつ順に定電流充電し、全ての二次電池の定電流充電
終了後、前記複数組の二次電池を同時に定電圧充電する
充電制御シーケンスと、第２の充電モードが選択された
とき、一組の二次電池の定電流充電及び定電圧充電が終
了した後に残る二次電池の定電流充電及び定電圧充電を
行なう充電制御シーケンスとを備えたことを特徴とす
る。

【００２１】このように、充電制御の対象となる複数組
のバッテリィについて、定電流充電を１組ずつ順に行な
い、すべてのバッテリィに対しての定電流充電が完了し
た後に、各バッテリィの定電圧充電を同時に行なうこと
により、一組の充電機構を有効に用いて機器の大型化・
重量化を招くことなく、装着されたすべてのバッテリィ
を満充電状態にするまでの充電時間を大幅に短縮するこ
とができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明の基本概念を示す充電
制御のタイムチャートである。ここでは、定電流充電の
後に満充電状態となるまで定電圧充電を行なう、２組の
バッテリィ（バッテリィ１，バッテリィ２）を対象に、
その各バッテリィの充電制御シーケンスを示している。

【００２３】この図１の充電制御は、先ず、一組目のバ
ッテリィ（バッテリィ１）を定電流充電制御する。その
バッテリィ１の電圧が規定電圧値に達した時点（ｔ５）
で定電流充電を完了する。

【００２４】ここで従来では定電流充電から定電圧充電
に移行していたが、本発明に於いては、バッテリィ１の
定電流充電完了後、次に二組目のバッテリィ（バッテリ
ィ２）を定電流充電に入る。

【００２５】二組目のバッテリィ（バッテリィ２）の電
圧が規定電圧値に達した時点（ｔ６）で定電流充電を完
了する。すべてのバッテリィ１，２に対しての定電流充
電が完了すると、その各バッテリィの定電圧充電を同時
に行ない充電を完了する（ｔ７）。

【００２６】この際、定電圧充電は定電流充電に比べて
電源回路への負担が軽いため、同時に行なう方法でも電
源回路の規模を大きくする必要がない。これまでの説明
で分かるとおり、充電制御対象となるバッテリィが２組
（２パック）の場合は全体の充電時間を１組分の定電圧
充電の時間だけ短縮できる。同様にバッテリィが３組の
場合は２組分の定電圧充電の時間だけ短縮できる。

【００２７】以上説明したとおりバッテリィの数が増え
ても従来の充電方式より定電圧充電の時間分短縮できる
ため、ポータブルコンピュータ等の小型電子機器に於い
て、消費電力増加に伴うバッテリィ容量アップなどにそ
の効果は大きい。

【００２８】このように、充電制御の対象となる複数組
のバッテリィ（バッテリィ１，バッテリィ２）につい
て、定電流充電を１組ずつ順に行ない、すべてのバッテ
リィに対しての定電流充電が完了した後に、各バッテリ
ィの定電圧充電を同時に行なうことにより、一組の充電
機構を有効に用いて機器の大型化・重量化を招くことな
く、装着されたすべてのバッテリィを満充電状態にする
までの充電時間を大幅に短縮することができる。

【００２９】図２は本発明の実施形態を示すもので、こ
こでは本発明の充電制御手段をポータブルコンピュータ
に適用した場合のシステムブロック図を示している。図
１に於いて、ポータブルコンピュータ本体のシステムバ
ス、１１はシステム全体の制御を司るＣＰＵ、１２はシ
ステム電源をオン／オフするパワースイッチである。

【００３０】１３はシステムの各構成要素（コンポーネ
ント）に所定の電源を供給する電源装置であり、外部か
ら供給される一次電源だけでなく、内蔵バッテリィから
供給される二次電源によっても駆動できるように構成さ
れている。ここでは二次電源であるバッテリィ（二次電
池）を２組（２パック）着脱できるバッテリィ装着機構
１３Ａを備えている。

【００３１】このバッテリィ装着機構１３Ａに装着され
る２組（２パック）のバッテリィ１，２はバッテリィ駆
動のとき、それぞれ、ポータブルコンピュータに電力を
供給するために放電し、再度使用するために電源装置１
３に内蔵された充電制御回路（ＰＳＣ）１５により充電
制御される。この際、２組（２パック）のバッテリィ
１，２はそれぞれ定電流・定電圧充電を行なう必要があ
る。

【００３２】１４は上記電源装置１３に設けられた電源
制御用マイクロコンピュータ（ＰＣ−ＣＰＵ）であり、
バッテリィ装着機構１３Ａに装着される各バッテリィ
１，２に対して、図１に示すような定電流・定電圧充電
制御を行なう。

【００３３】１５は上記電源装置１３に設けられた電源
制御回路（ＰＳＣ）であり、上記電源制御用マイクロコ
ンピュータ（ＰＣ−ＣＰＵ）１４の制御のもとに、上記
バッテリィ装着機構１３Ａに装着されるバッテリィ１，
２を充放電制御し、各構成要素（コンポーネント）へ供
給する電源を出力制御する。

【００３４】ここで図１を参照して、上記図２に示すポ
ータブルコンピュータの充電制御作用を説明する。電源
装置１３に設けられた電源制御用マイクロコンピュータ
（ＰＣ−ＣＰＵ）１４は、先ず、バッテリィ装着機構１
３Ａに装着された２つのバッテリィ１，２のうち、バッ
テリィ１を定電流充電制御する。

【００３５】この定電流充電によりバッテリィ１の電圧
が規定電圧値に達すると（ｔ５）、バッテリィ１の定電
流充電を完了する。次に、バッテリィ２を定電流充電制
御する。

【００３６】このバッテリィ２の電圧が規定電圧値に達
すると（ｔ６）、バッテリィ２の定電流充電を完了す
る。すべてのバッテリィ１，２に対しての定電流充電が
完了すると、その各バッテリィ１，２の定電圧充電を同
時に行ない、満充電と判断した際（ｔ７）に各バッテリ
ィ１，２の充電を完了する。

【００３７】又、他の実施形態として、電源装置１３に
設けられた電源制御用マイクロコンピュータ（ＰＣ−Ｃ
ＰＵ）１４は、システムバス１０、及びインタフェース
回路（ＰＳ−ＩＦ）を介してＣＰＵ１１より充電モード
の設定情報を受け、その充電モードの設定内容に従い、
バッテリィ装着機構１３Ａに装着された２つのバッテリ
ィ１，２を定電流・定電圧充電制御する。

【００３８】この際、電源制御用マイクロコンピュータ
（ＰＣ−ＣＰＵ）１４は、充電モードの設定内容が第１
の充電モードであるとき、図３に示すような充電制御を
行ない、第２の充電モードであるとき、図１に示すよう
な充電制御を行なう。

【００３９】即ち、充電モードの設定内容が第１の充電
モードであるときは、先ず、バッテリィ１に定電流充電
を行ない、当該バッテリィ１の電圧が上昇し安全上設定
された電圧（規定値）まで達すると（ｔ１）、さらに当
該バッテリィ１が満充電状態となるまで定電圧充電を続
行する。

【００４０】そしてバッテリィ１の定電圧充電中に於い
て充電電流量が所定の値まで下がり満充電状態になると
バッテリィ１の充電を終了する（ｔ２）。その後、続い
て、バッテリィ２に定電流充電を行ない、当該バッテリ
ィ２の電圧が上昇し安全上設定された電圧（規定値）ま
で達すると（ｔ３）、さらに当該バッテリィ２が満充電
状態となるまで定電圧充電を続行する。

【００４１】そしてバッテリィ２の定電圧充電中に於い
て充電電流量が所定の値まで下がり満充電状態になると
バッテリィ２の充電を終了する（ｔ４）。以上により、
バッテリィ装着機構１３Ａに装着された２つのバッテリ
ィ１，２の充電を完了する。

【００４２】又、充電モードの設定内容が第２の充電モ
ードであるときは、先ず、バッテリィ１を定電流充電制
御する。そのバッテリィ１の電圧が規定電圧値に達した
時点（ｔ５）で定電流充電を完了する。

【００４３】ここで、第１の充電モードではバッテリィ
１の定電流充電から定電圧充電に移行していたが、この
第２の充電モードでは、上記バッテリィ１の定電流充電
完了後、次にバッテリィ２の定電流充電に入る。

【００４４】そして、このバッテリィ２の電圧が規定電
圧値に達した時点（ｔ６）で、定電流充電を完了する。
このようにして全てのバッテリィ１，２に対して先ず定
電流充電を行ない、その定電流充電が完了すると、続い
て各バッテリィ１，２の定電圧充電を同時に行なう。

【００４５】バッテリィ１，２の充電電流量が所定の値
まで下がり満充電状態を検出すると、バッテリィ装着機
構１３Ａに装着された２つのバッテリィ１，２の充電を
完了する（ｔ７）。

【００４６】このようにして、充電モードの設定内容に
応じた充電制御で、バッテリィ装着機構１３Ａに装着さ
れた２つのバッテリィ１，２がそれぞれ定電流・定電圧
充電制御される。

【００４７】尚、上記した充電モードの設定は、具体的
には、例えばセットアップメニュ、ポップアップメニュ
等によって行なわれ、変更の都度、ＣＰＵ１１から電源
制御用マイクロコンピュータ（ＰＣ−ＣＰＵ）１４に通
知される。

【００４８】更に、他の実施形態として、充電モードの
設定に加えて（又は独立して）各バッテリィ１，２の充
電順序を同時に設定することで、電源制御用マイクロコ
ンピュータ（ＰＣ−ＣＰＵ）１４が、その設定された充
電順序に従い、各バッテリィ１，２の充電制御する。

【００４９】尚、上記実施形態に於いては、ポータブル
コンピュータのみを対象に説明したが、これに限らず、
例えばパーソナルワードプロセッサ、ハンディターミナ
ル等の各種小型電子機器に於いても同様に適用可能であ
る。

【００５０】又、充電制御の対象となる二次電池の数も
２個（２組）に限らず、３個（３組）以上の複数のバッ
テリィを装着可能な機器に対しても同様に適用可能であ
る。更に、この際の充電制御の対象となるバッテリィ
は、全てがメインバッテリィパックであってもよいし、
又は、一方（又は複数個）がメインバッテリィ、他方
（又は１個）がサブ（補助）バッテリィであってもよ
い。

【００５１】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、定
電流充電の後に満充電状態となるまで定電圧充電を行な
うバッテリィを複数組備えた機器に於いて、一組目のバ
ッテリィの定電流充電が完了した後、直ちにそのバッテ
リィの定電圧充電に移るのではなく、残る他のバッテリ
ィの定電流充電を行ない、すべてのバッテリィの定電流
充電が完了した後に、すべてのバッテリィの定電圧充電
を同時に行なう充電制御機能を備えたことにより、一組
の充電機構を有効に用いて機器の大型化・重量化を招く
ことなく、装着されたすべてのバッテリィを満充電状態
にするまでの充電時間を大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態によるバッテリィ充電制御動
作を説明するためのタイムチャート。

【図２】本発明の実施形態によるポータブルコンピュー
タのシステム構成を示すブロック図。

【図３】従来のバッテリィ充電制御動作を説明するため
のタイムチャート。

【符号の説明】

１…定電流・定電圧充電が必要なバッテリィ（ＢＡＴＴ
−Ａ）、 ２…定電流・定電圧充電が必要なバッテリィ（ＢＡＴＴ
−Ａ）、 １０…システムバス、 １１…ＣＰＵ、 １２…パワースイッチ、 １３…電源装置、 １３Ａ…バッテリィ装着機構、 １４…電源制御用マイクロコンピュータ（ＰＣ−ＣＰ
Ｕ）、 １５…電源制御回路（ＰＳＣ）。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定電流充電及び定電圧充電が必要な二次
   電池を複数組着脱可能にしたバッテリィ電源機構をもつ
   ポータブル電子機器に於いて、 前記複数組の二次電池を一組ずつ順に定電流充電し、全
   ての二次電池の定電流充電終了後、前記複数組の二次電
   池を同時に定電圧充電する充電制御手段を備えたことを
   特徴とするポータブル電子機器。
2. 【請求項２】 一組の二次電池の定電流充電及び定電圧
   充電が終了した後に他の二次電池の定電流充電及び定電
   圧充電を行なう充電制御手段を併せ持ち、複数種の充電
   制御手段から一つの充電制御手段を選択できる請求項１
   記載のポータブル電子機器。
3. 【請求項３】 複数組の二次電池の定電流充電の充電順
   序を設定できる請求項１記載のポータブル電子機器。
4. 【請求項４】 充電制御の対象となる二次電池が一組の
   みであるとき、当該二次電池に対して、定電流充電終了
   後、直ちに定電圧充電を開始する請求項１記載のポータ
   ブル電子機器。
5. 【請求項５】 定電流充電及び定電圧充電を必要とする
   複数組の二次電池に充電を行なう際に、複数組の二次電
   池を一組ずつ順に定電流充電し、全ての二次電池の定電
   流充電終了後、前記複数組の二次電池を同時に定電圧充
   電することを特徴とする充電制御方法。
6. 【請求項６】 定電流充電及び定電圧充電が必要な複数
   組の二次電池を充電制御対象とする二次電池の充電機構
   に於いて、充電モードを選択するステップと、第１の充
   電モードが選択されたとき、定電流充電及び定電圧充電
   を必要とする複数組の二次電池にに充電を行なう際に、
   複数組の二次電池を一組ずつ順に定電流充電し、全ての
   二次電池の定電流充電終了後、前記複数組の二次電池を
   同時に定電圧充電する充電制御シーケンスと、第２の充
   電モードが選択されたとき、一組の二次電池の定電流充
   電及び定電圧充電が終了した後に残る二次電池の定電流
   充電及び定電圧充電を行なう充電制御シーケンスとを備
   えたことを特徴とする充電制御方法。