JPH10248171A - 電源装置及び携帯端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接続端子の接続不良等を防止して、２次電池
の適正な放電が可能な電源装置及び携帯端末装置を提供
することにある。 【解決手段】 電源回路１は、外部負荷に着脱可能に構
成され、当該電源回路１は、２次電池３と、電磁エネル
ギーを電気エネルギーに変換するコイル４ｃ及び充電回
路４ｂと、２次電池３の電気エネルギーを電磁エネルギ
ーに変換する発振回路４ａ及びコイルとからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置に関し、
詳細には、２次電池の出力電圧を外部負荷に供給する電
源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、蓄電池（２次電池）が普及してお
り、特に、リチウム・イオン２次電池が広く普及してい
る。かかるリチウム・イオン２次電池は、負極に従来の
リチウム電池のような金属リチウムを用いる替わりに、
リチウムイオンが負極中で存在するカーボン材料や遷移
金属カルゴケナイトを用いた電池システムである。この
タイプの電池では、１９８９年に正極の五酸化バナジウ
ム（Ｖ２O５)を用い、負極にカーボン（Ｃ）を用いたコ
イン形電池が実用化されたのを始め、円筒形電池では１
９９１年にコバルト酸リチウム（ＬiＣoＯ２)／カーボ
ン（Ｃ）の電池が実用化され、現在事業展開とともに研
究開発も盛んに行われている。

【０００３】また、リチウム・イオン２次電池は従来の
ポータブル電子機器の駆動用電源であるニカド電池やニ
ッケル水素蓄電池と比較し、約３倍の作動電圧を持ち、
体積エネルギー密度が大きく、また重量エネルギー密度
で約２倍のエネルギー密度を有する。すなわち、同一エ
ネルギーを有する電池で比較すると小型でしかも軽い電
池である。特に、この軽いという特徴を活かし、リチウ
ム・イオン２次電池は携帯電話を始めビデオカメラ、ノ
ートパソコンの駆動用電源として採用されている。

【０００４】ところで、一般に、二次電池は、鋼製の外
装缶にシート状の陽陰極板をセパレータを介して巻取っ
た形状の電極を入れてキャップでかぶせ、そのキャップ
と外装缶を機械的若しくはレーザ等で強固に密着させた
構造となっている。又、外部に電気を取り出すための端
子電極は負極が外装缶で陽極がキャップであり、直接金
属端子が露出した構造となっている。さらに、最近で
は、電磁誘導方式で２次電池に充電する電源装置が開発
され、実用段階となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た如く、従来の２次電池においては、電池の端子電極は
金属で外部に露出する構造となっているため、端子電極
が酸化したり、汚れたりして接触抵抗が大きくなり、接
続不良が生じたり、また、端子短絡による電池のショー
トする等の課題があった。また、電磁誘導方式で２次電
池に充電する電源装置は、端子は露出しないが、負荷に
対して一体的に構成しなければならず、電源装置の汎用
性が損なわれるという課題があった。

【０００６】本発明の課題は、接続端子の接続不良等を
防止して、２次電池の適正な放電が可能であり、汎用的
な電源装置及び携帯端末装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る電源装置は、２次電池を有し電磁誘導方式により充
電される電源装置であり、外部負荷に着脱可能に構成さ
れ、当該２次電池に充電された電力を電磁誘導方式によ
り前記外部負荷に供給することにより上記課題を解決す
る。

【０００８】即ち、請求項１記載の発明によれば、２次
電池と外部負荷が非接触（端子レス）であるので、接続
端子の接続不良や、接続端子の短絡による２次電池の破
壊を防止することが可能となる。また、外部負荷と２次
電池を含む電源装置とを別体とした構成であるので、電
源装置の汎用性があるという効果を奏する。

【０００９】また、請求項２記載の発明の電源装置は、
電磁波を電気エネルギーに変換するコイルと、このコイ
ルにより変化された電気エネルギーを平滑化して、この
平滑化した電気エネルギーを２次電池に充電する充電回
路と、２次電池に充電されている電気エネルギーを交流
電気エネルギーに変換して、前記コイルに出力する発振
回路とを備えたことを特徴とする。

【００１０】従って、２次電池と外部負荷が非接触（端
子レス）であるので、接続端子の接続不良や、接続端子
の短絡による２次電池の破壊を防止することが可能とな
る。また、外部負荷と２次電池を含む電源装置とを別体
とした構成であるので、電源装置の汎用性があるという
効果を奏する。

【００１１】請求項３記載の発明は、電磁誘導方式によ
り充電され、携帯端末装置に着脱可能である２次電池を
有し、この２次電池を装着時に電磁誘導方式により携帯
端末装置内の回路に電源を供給することを特徴とする。

【００１２】これにより、２次電池と外部負荷が非接触
（端子レス）であるので、接続端子の接続不良や、接続
端子の短絡による２次電池の破壊を防止することが可能
となる。また、外部負荷と２次電池を含む電源装置とを
別体とした構成であるので、電源装置の汎用性があると
いう効果を奏する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態を詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明に係る電源装置の概略構成
を示す斜視図である。電源装置１の基本構造は、図１に
示す如く、外部ケース２と、当該外部ケース２に配置さ
れた２次電池３と、外部ケース２に２次電池３と対向す
る位置に配置された充放電回路４とからなり、２次電池
３と充放電回路４とは略同一平面に実装されている。

【００１５】二次電池３としては、充電時にガス発生が
なく薄型化可能なリチウム・イオン２次ポリマー電池が
最適である。充放電回路４は、コイル及び電子部品によ
り構成されている。また、外部ケース２は、樹脂等の非
導電材からなり、ケース表面には金属の外部接続端子の
ない構造となっている。上記した如く、これら２次電池
３と充放電回路４とを、略同一平面に実装することによ
り、より薄型の電池を実現している。

【００１６】図２は、上記電源装置１を外部負荷である
携帯端末装置（携帯電話機）５に装着した概略構成を示
す斜視図である。

【００１７】電源装置１は、携帯端末装置５に着脱可能
に構成されており、装着手段としては如何なる手段を用
いても良く、例えば、螺着や嵌着により装着される。

【００１８】携帯端末装置５は、無線信号を送・受信す
るアンテナ１１と、キー入力部１２におけるキー入力内
容及び各種機能ガイダンス等を表示する液晶表示部１３
と、テンキー、登録キー等から構成されるキー入力部１
２と、受話音声を再生する受話用スピーカ１４と、送話
音声を入力するマイク１５及び着信状態にあることや登
録位置であることを音響的に使用者に知らせるためのス
ピーカ１６により構成されている。

【００１９】図３は、電源装置の回路構成を示すブロッ
ク図である。電源装置１は、上記した如く、充放電可能
な２次電池３と充放電回路４とからなり、充放電回路４
は、発振回路４ａと、制御回路４ｂと、並びに、充電時
は１次コイルとなり、放電時は２次コイルとなるコイル
４ｃ１及び４ｃ２とから構成されている。

【００２０】充放電回路４は、２次電池３を充電及び放
電させるための回路であり、以下、この充放電回路４の
構成を説明する。

【００２１】コイル４ｃは、電磁誘導により無接点で電
力の授受をするためのものである。制御回路４ｂは、コ
イル４ｃへの電力の入力を平滑にし、且つ、２次電池３
の過充電を防止するための回路である。発振回路４ａ
は、２次電池３の電池電圧を昇圧及び正弦波化してコイ
ルに出力するための回路である。これら制御回路４ｂ及
び発振回路４ａの各動作は、コイル４ｃの両端の電圧を
定期的に監視することにより、自動的に切り替えられ
る。

【００２２】次に、電源装置の充放電動作を説明する。

【００２３】図４は、電源装置１の充電動作を説明する
ために、電源装置を機能的に示した図である。図５は、
電源装置１の各部の電圧波形を示す図である。以下、図
４を参照して、電源装置１の充電時の動作を説明する。

【００２４】図４において、電源装置１は、充電回路６
により充電される。充電時には、電源回路１のコイル４
ｃは２次コイルとして機能し、制御回路４ｂが動作して
二次電池３に充電する。充電回路６の発振回路部６ａ
は、不図示のＡＣ電源から入力される１００ＶのＡＣ電
圧を、内部の電圧共振回路を用いて、図５（Ａ）に示す
ような約１００ＫＨＺの正弦波電圧Ｖ１にして１次コイ
ル６ｂに出力する。２次コイル４ｃは、１次コイル６ｂ
から出力される電磁波を電磁誘導により電圧に変換する
と共に昇圧して、この昇圧電圧を制御回路４ｂに出力す
る。この昇圧率は、コイルの巻き線比で決定される。制
御回路部４ｂは、入力される昇圧電圧を平滑化して、図
５（Ｂ）に示すような平滑化電圧Ｖ２を生成し、この平
滑化電圧Ｖ２を制御することにより、２次電池３の充電
電圧を制御して、適切な充電を行う。

【００２５】図６は、電源装置１の放電動作を説明する
ために、電源装置１を機能的に示した図である。以下、
図６を参照して、電池放電時、即ち、電源装置１の２次
電池３で携帯端末装置５等の外部負荷５ａを動作させる
場合の動作を説明する。

【００２６】図６に示す如く、携帯端末装置５は、２次
コイル５ｂ、制御回路５ｃ及び外部負荷５ａで構成され
ている。そして、電源装置１のコイル４ｃは、１次コイ
ルとして機能し、発振回路４ａが動作し、２次電池の放
電が行われる。

【００２７】電源装置１の発振回路部４ａは、２次電池
３から出力される直流電圧を、図５（Ａ）にしめされる
ような約１００ＫＨＺの正弦波電圧Ｖ１に変換して、一
次コイル４ｃに出力する。そして、携帯端末装置５の２
次コイル５ｂは、電源装置１の１次コイル４ｃから入力
される電磁波を電磁誘導により電圧に変換すると共に昇
圧して、２次コイル５ｂから昇圧電圧を制御回路部５ｃ
に出力する。

【００２８】制御回路部５ｃは、入力される昇圧電圧を
平滑化して、図５（Ｂ）に示すような平滑化電圧Ｖ２を
生成し、この平滑化電圧Ｖ２を制御することにより安定
的な出力電圧を得て、この電圧を外部負荷５ａに供給す
る。

【００２９】以上説明したように、本実施の形態におい
ては、２次電池３と外部負荷５が非接触（端子レス）で
あるので、接続端子の接続不良や、接続端子の短絡によ
る電池の破壊を防止することが可能となる。また、外部
負荷５と２次電池３を含む電源装置１とを別体とした構
成であるので、外部負荷５側に昇圧回路等を設ける必要
が無くなり、負荷側の回路構成及び配線を簡単にするこ
とができるという効果を奏する。

【００３０】また、本実施の形態では、２次電池と充放
電回路を同一平面に配置する構成であるので、薄型で携
帯性の良い電源装置を提供することが可能となる。

【００３１】また、本実施の形態では、外部負荷とし
て、例えば、携帯端末装置を用いた構成であるので、携
帯端末装置の回路構成及び電気配線を簡単にすることが
できる。

【００３２】尚、上記した実施の形態では、２次電池と
してリチウム・イオン２次ポリマー電池を用いたが本発
明はこれに限られるものではなく、他の２次電池を使用
しても良いことはいうまでもない。

【００３３】また、本実施の形態では、外部負荷とし
て、携帯端末装置を用いたが本発明はこれに限られるも
のではなく、電源装置は他の外部負荷（例えば、ヘッド
ホンステレオ等）にも装着可能であることはいうまでも
ない。

【００３４】

【発明の効果】請求項１、２及び３記載の発明によれ
ば、２次電池と外部負荷が非接触（端子レス）であるの
で、接続端子の接続不良や、接続端子の短絡による２次
電池の破壊を防止することが可能となる。また、外部負
荷と２次電池を含む電源装置とを別体とした構成である
ので、電源装置の汎用性があるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源装置の概略構成を示す斜視図
である。

【図２】電源装置を外部負荷である携帯端末装置（携帯
電話機）５に装着した概略構成を示す斜視図である。

【図３】電源装置の回路構成を示すブロック図である。

【図４】電源装置の充電動作を説明するために、電源装
置を機能的に示した図である。

【図５】電源装置の各部の電圧波形を示す図である。

【図６】電源装置の放電動作を説明するために、電源装
置を機能的に示した図である。

【符号の説明】

１ 電源装置 ２ 外部ケース ３ ２次電池 ４ 充放電回路 ４ａ 発振回路 ４ｂ 制御回路 ４ｃ コイル ５ 外部負荷 １１ アンテナ １２ キー入力部 １３ 液晶表示部 １４ スピーカ １５ マイク １６ スピーカ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２次電池を有し電磁誘導方式により充電さ
   れる電源装置であり、外部負荷に着脱可能に構成され、 当該２次電池に充電された電力を電磁誘導方式により前
   記外部負荷に供給する放電回路と、 を備えたことを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】電磁波を電気エネルギーに変換するコイル
   と、 このコイルにより変化された電気エネルギーを平滑化し
   て、この平滑化した電気エネルギーを２次電池に充電す
   る充電回路と、 ２次電池に充電されている電気エネルギーを交流電気エ
   ネルギーに変換して、前記コイルに出力する発振回路と
   を備えたことを特徴とする電源装置。
3. 【請求項３】電磁誘導方式により充電され、携帯端末装
   置に着脱可能である２次電池を有し、 この２次電池を装着時に電磁誘導方式により携帯端末装
   置内の回路に電源を供給することを特徴とする携帯端末
   装置。