JP2002199612A

JP2002199612A - 二次電池用充電器

Info

Publication number: JP2002199612A
Application number: JP2000397493A
Authority: JP
Inventors: Tomoki Noguchi; 智樹野口
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-12
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP3931037B2

Abstract

(57)【要約】【課題】二次電池用充電器において、充電器に内蔵さ
れているコンバータにより不要に待機電力が消費されて
しまうことを自動的に防止できるようにする。【解決手段】交流電源１００から供給される交流を二
次電池充電用の直流に変換するコンバータ２０と、コン
バータ２０の入力側に設けられて、該交流をオン・オフ
するスイッチ１０と、スイッチ１０は、二次電池１０２
が充電器１にセットされている場合には、オンにする一
方、二次電池１０２が充電器１にセットされていない場
合には、オフにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池を充電す
るための二次電池用充電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯型の電気機器（携帯電話、ノ
ートパソコン、ポータブルＣＤプレーヤ等）の普及が著
しい。これらの携帯電気機器では電源として主に充電可
能な二次電池（以下単に「充電池」と表記することがあ
る）が使用されており、これらの充電池を充電するため
の充電器の開発が進められている。一般的に、これらの
充電器では、家庭用の交流電源に接続されて利用される
ことが想定されており、通常は交流(AC)・直流(DC)コン
バータ（以下単に「コンバータ」と表記することがあ
る）をそなえて構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な従来の充電器では、実際に充電池が充電器にセットさ
れていない場合や、充電池が充電器にセットされていて
も充電池が満充電となっている場合のように、充電池へ
の充電が行われていない充電器の待機状態であっても、
かかる充電器に内蔵のコンバータは、交流から直流への
変換動作を行っているため、電力が無駄に消費されてし
まうという課題がある（これはいわゆる待機電力の消費
といわれている）。

【０００４】省エネルギー化が叫ばれる近年、この待機
電力消費は無視できない電力量になってきており、待機
電力消費の課題を考慮した製品が望まれている。本発明
は、このような課題に鑑み創案されたもので、充電器に
内蔵されているコンバータにより不要に待機電力が消費
されてしまうことを自動的に防止できるようにした、二
次電池用充電器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の二次
電池を充電するための充電器（請求項１）は、交流電源
から供給される交流を二次電池充電用の直流に変換する
コンバータと、該コンバータの入力側に設けられて、該
交流をオン・オフするスイッチとをそなえ、該スイッチ
は、該二次電池が該充電器にセットされている場合に
は、オンする一方、該二次電池が該充電器にセットされ
ていない場合には、オフすることを特徴とする。

【０００６】この場合、該スイッチに対してスイッチン
グ制御を施すための制御部と、該二次電池が該充電器に
セットされているか否かを検出する二次電池検出手段と
をそなえ、該制御部は、該二次電池検出手段によって、
該二次電池が該充電器にセットされていることが検出さ
れた場合には、該スイッチをオンにする一方、該二次電
池検出手段によって、該二次電池が該充電器にセットさ
れていることが検出されない場合には、該スイッチをオ
フにする第１制御手段をそなえて構成されていることが
好ましい（請求項２）。

【０００７】また、該スイッチが機械式連動手段に連係
接続されるとともに、該機械式連動手段は、該二次電池
が該充電器にセットされた場合には、該二次電池の該充
電器に対するセット動作に連動して該スイッチをオンに
する一方、該二次電池が該充電器から外された場合に
は、該二次電池の該充電器に対する取り外し動作に連動
して、該スイッチをオフにするように構成されているこ
とが好ましい（請求項３）。

【０００８】また、該制御部が、該コンバータから出力
された該直流を監視する直流監視手段をそなえるととも
に、該直流監視手段からの該直流に関する情報によって
該コンバータから出力された該直流が所定の状態になっ
たと判断した場合、該スイッチをオフにして、該コンバ
ータに給電される該交流を遮断する第２制御手段をそな
えて構成されることが好ましい（請求項４）。

【０００９】また、該スイッチに対してスイッチング制
御を施す制御部をそなえ、該制御部が、該コンバータか
ら出力された該直流を監視する直流監視手段をそなえる
とともに、該直流監視手段からの該直流に関する情報に
よって該コンバータから出力された該直流が所定の状態
になったと判断した場合、該スイッチをオフにして、該
コンバータに給電される該交流を遮断する第２制御手段
をそなえて構成されることが好ましい（請求項５）。

【００１０】また、該制御部を駆動するための制御部駆
動電力を、該充電器にセットされた該二次電池から供給
するように構成されることが好ましい（請求項６）。該
制御部に補助電池が接続され、該制御部を駆動するため
の制御部駆動電力を該補助電池から供給するように構成
されることが好ましい（請求項７）。また、該交流電源
からの該交流を該スイッチに対してバイパスさせ該コン
バータに給電するバイパススイッチをそなえ、該制御部
を駆動するための制御部駆動電力を、該バイパススイッ
チをオンすることにより該交流電源からコンバータを介
して供給できるように構成されることが好ましい（請求
項８）。また、該交流電源からの該交流を該スイッチに
対してバイパスさせて、該コンバータに給電するバイパ
ススイッチが設けられることが望ましい（請求項９）。

【００１１】

【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。なお、以下の各実施形態の説明に
おいては、本発明の二次電池用充電器を携帯電話に適用
した例を説明する。（Ａ）本発明の第１実施形態の説明（１）構成の説明図１から図８は本発明の第1実施形態としての二次電池
用充電器について示す図であり、図１はその充電器の回
路構成図であり、図２はその充電器（携帯電話をセット
したもの）の全体構造を説明するための斜視図であり、
図３はその充電器（携帯電話をセットしていないもの）
の全体の構造を示す斜視図であり、図４及び図５は充電
器の制御/動作を説明するためのフロー図であり、図６
は充電池の満充電状態の判定を説明するためのグラフで
あり、図７は始動用スイッチとしてバイパススイッチを
用いた場合の動作フロー図であり、図８は制御部の駆動
電力源として補助電池を用いた場合の充電器の回路構成
図である。

【００１２】本実施形態の充電器１は、図２に示すよう
に、本体ケース１−１をボディカバーとしてそなえてお
り、この本体ケース１−１は、携帯電話１０１をセット
するためのホルダ部１−２を有している。また、充電器
１は、交流電源１００から受電するために、電源ケーブ
ル（電源コード）３１を有し、その一端には交流電源１
００用のコンセントに差し込まれる電源プラグ３０がそ
なえられている。これにより、交流電源１００から、電
源プラグ３０、電源ケーブル３１を経由して、充電器１
は、交流電流・電圧（以下、単に「交流」という）が供
給されるように構成されている。また、本体ケース１−
１には、突出してバイパススイッチボタン１１−１がそ
なえられ、ホルダ部１−２には、図２及び図３に示すよ
うに、後述するバイパススイッチボタン１１−１及び二
次電池検出スイッチ１２−１がそなえられている。

【００１３】また、図２及び図３に示す充電器１には、
図１に示すようにコンバータ２０が内蔵されており、外
部電源としての交流電源１００（この交流電源１００
は、例えば１００[V]の商用交流電源が使用される）か
ら供給される交流を、このコンバータ２０により、直流
電流・電圧（以下、単に「直流」という）に変換して、
充電池１０２に給電し、充電池１０２を充電するように
なっている。

【００１４】そして、この充電器１には、コンバータ２
０のほかに、待機電力消費を解消できるようにするた
め、スイッチ１０,バイパススイッチ１１,二次電池検出
スイッチ（二次電池検出手段）１２,制御部２１,抵抗２
４および充電接点２２がそなえられている。なお、コン
バータ２０は、交流電源１００から入力される交流を直
流に変換するための一般的なＡＣ・ＤＣコンバータであ
り、内部には変圧器や整流器（図示せず）をそなえて構
成されている。

【００１５】また、充電接点２２は、プラス接点と、マ
イナス接点とからなり、コンバータ２０の出力側に接続
されている。充電接点２２のプラス接点及びマイナス接
点は、充電池１０２が充電器１にセットされた時に、充
電池１０２の受電接点１０２−１におけるプラス接点と
マイナス接点とそれぞれ接触するように位置設定されて
いる。これにより、充電池１０２を充電器１にセットす
ることで、コンバータ２０から出力される直流が、充電
接点２２、充電接点１０２−１を介して充電器１にセッ
トされた充電池１０２へ入力され、充電池１０２が充電
されるようになっている。

【００１６】スイッチ１０は、交流電源１００の出力側
と、充電器内部のコンバータ２０の入力側との間に介装
され、交流電源１００から入力される交流を通電（オ
ン）・遮断（オフ）するためのものである。このスイッ
チ１０は、リレーやサイリスタ等、電気的に制御可能な
半導体スイッチング素子（電気的スイッチ）よって構成
されており、後述する制御部２１からの制御信号によっ
てオン・オフ制御されるようになっている。

【００１７】バイパススイッチ１１は、スイッチ１０に
対して並列に接続され、交流電源１００から入力される
交流をスイッチ１０に対してバイパスさせコンバータ２
０へ給電することができるように構成されており、この
バイパススイッチ１１は後述するように、制御部２１を
始動させるための始動用スイッチ等として使用される。

【００１８】このバイパススイッチ１１は、上述したバ
イパススイッチボタン１１−１と、バイパススイッチ切
片１１−２と、バイパススイッチ端子１１−３とを有し
て構成される機械式スイッチである。バイパススイッチ
ボタン１１−１は、バイパススイッチ切片１１−２と連
係接続されていて、このバイパススイッチボタン１１−
１の動きと連動して、バイパススイッチ切片１１−２
と、バイパススイッチ接点１１−３とが離接する（即
ち、バイパススイッチボタン１１がオン・オフ動作す
る）ようになっている。

【００１９】また、バイパススイッチボタン１１−１
は、図２および図３に示すように、本体ケース１−１か
ら突出しており、ユーザやオペレータが押下できるよう
になっている。従って、ユーザやオペレータは、このバ
イパススイッチボタン１１−１を押下することにより、
バイパススイッチ切片１１−２を、バイパススイッチ端
子１１−３に接触させ、バイパススイッチ１１をオンに
させることができるようになっている。

【００２０】また、バイパススイッチボタン１１−１が
押下されない（リリースされている）場合、スイッチ切
片１１−２は、例えば、図示しないリターンスプリング
等によって押上げられて、スイッチ接点１１−３から離
隔して、バイパススイッチ１１はオフとなるように設計
されている。さて、二次電池検出スイッチ（二次電池検
出手段）１２は、充電池１０２が充電器にセットされた
か否かを検出するための機械式スイッチであり、その検
出情報は制御部２１に出力されるようになっている。こ
の二次電池検出スイッチ１２は、二次電池検出スイッチ
ボタン１２−１と、二次電池検出スイッチ切片１２−２
と、二次電池検出スイッチ端子１２−３を有して構成さ
れている。

【００２１】二次電池検出スイッチボタン１２−１は二
次電池検出スイッチ切片１２−２と連係接続されてお
り、この二次電池検出スイッチボタン１２−１の動きと
連動して、二次電池検出スイッチ切片１２−２と二次電
池検出スイッチ接点１２−３とが離接する（即ち、二次
電池検出スイッチ１２がオン・オフ動作する）ようにな
っている。

【００２２】そして、この二次電池検出スイッチボタン
１２−１は、図３に示すように、充電器１のホルダ部１
−２の底部に配設されており、充電池１０２が装備され
た携帯電話１０１が充電器１にセットされると、携帯電
話１０１及び充電池１０２の重量により二次電池検出ス
イッチボタン１２―１が押下され、これにより、二次電
池検出スイッチ切片１２−２が、二次電池検出スイッチ
端子１２−３の両端子に接触して通電し、二次電池検出
スイッチ１２がオンになるようになっている。

【００２３】なお、この二次電池検出スイッチ１２は、
フォトセンサ等の非接触型のセンサなどでも構成するこ
とも可能である。この場合は、当然ながら二次電池検出
スイッチボタン１２−１は不要となる。次に、制御部２
１は、図１に示すように、コンバータ２０の出力側とス
イッチ１０との間に介装されるとともに、二次電池検出
スイッチ１２が接続されており、コンバータ２０から出
力される直流電力を駆動電力とし、スイッチ１０を自動
的にスイッチング制御（オン・オフ制御）するものであ
る。そして、この制御部２１は、セントラル・プロセッ
シング・ユニット（ＣＰＵ）等で構成することが可能で
ある。

【００２４】更に、制御部２１は、スイッチ１０のスイ
ッチング制御を実現するため、第１制御手段２１−１，
第２制御手段２１−２及びコンバータ２０から出力され
る直流を監視する直流監視手段２１−３の各機能を有し
ている。ここで、第１制御手段２１−１は、二次電池検
出スイッチ１２によって、充電池１０２が充電器１にセ
ットされていることが検出された場合に、スイッチ１０
をオンにする一方、二次電池検出スイッチ１２によっ
て、充電池１０２が充電器１にセットされていることが
検出されない場合（即ち、充電池１０２が充電器１から
取り外されている場合）に、スイッチ１０をオフにする
ものである。

【００２５】また、第２制御手段２１−２は、コンバー
タ２０の直流出力に応じて、スイッチ１０をオン・オフ
制御するもので、直流監視手段２１−３から出力される
直流に関する情報（直流情報）に基づいて制御を行う。
つまり、コンバータ２０から出力された直流が所定の電
流・電圧状態になった場合には充電池１０２は満充電状
態であると判断し（この満充電状態の判断については後
述する）、スイッチ１０をオフにして、コンバータ２０
への給電を遮断し、充電池１０２に対する充電動作を終
了するようになっている。

【００２６】なお第１制御手段２１−１、第２制御手段
２１−２および直流監視手段２１−３はソフトウェアで
構成されている。このように、制御部２１が、スイッチ
１０をスイッチング制御してオフにする条件は２通りあ
る。１つ目の条件は充電池１０２（携帯電話１０１）
が、充電器１から取り外された場合（第１条件）であ
り、２つ目の条件は、充電池１０２が、満充電状態にな
った場合（第２条件）である。

【００２７】すなわち、第１条件下では、充電池１０２
（携帯電話１０１）が充電器１にセットされていない場
合、二次電池検出スイッチボタン１２−１がリリースさ
れ、二次電池検出スイッチ１２がオフとなり、これによ
り制御部２１の第１制御手段２１−１がスイッチ１０を
オフとする制御を行うようになっている。なお、充電池
１０２を装備した携帯電話１０１が充電器１にセットさ
れている場合には、二次電池検出スイッチボタン１２−
１が充電池１０２の重量によって押下されているため、
二次電池検出スイッチ１２がオンになり、二次電池検出
スイッチ１２からの検出信号を受けて、制御部２１の第
１制御手段２１−１が、スイッチ１０をオンするように
なっている。

【００２８】また、かかる第２条件を満たすために、直
流監視手段２１−３は、コンバータ２０から出力される
直流電流値及び／又は電圧値（ここでは電流値）を、常
時監視しており、更に、この直流監視手段２１−３は、
監視した直流に関する情報（直流情報）を、第２制御手
段２１−２に対して随時通知するように構成されてい
る。具体的には、コンバータ２０から出力される直流電
圧値を固定して充電を行っている最中（定電圧充電中）
に、抵抗２４の両端の電圧値を測定することでコンバー
タ２０から出力される直流電流値を測定，監視し、直流
情報として第２制御手段２１−２に対して随時通知する
のである。

【００２９】そして、第２制御手段２１−２は、直流監
視手段２１−３から、コンバータ２１から出力された直
流電流値が含まれる直流情報を受信した後、この直流情
報を随時解析し、充電池１０２が満充電状態でないと判
断した場合は、まだ充電池１０２を充電する必要がある
ため、スイッチ１０をオンにする一方、満充電状態であ
ると判断した場合は、充電池１０２を充電する必要が無
いため、スイッチ１０をオフするようになっている。

【００３０】ここで、充電池１０２の満充電状態を判定
する方法について、図６を使って説明する。図６のグラ
フはコンバータ２０から出力される直流電流および電圧
の変化の例を示し、縦軸は電流値及び電圧値を示し、横
軸は時間を示している。この例は、まず、固定された直
流電流値（定電流）１[A]で充電が行なわれ、次に、こ
の定電流充電中にコンバータ２０から出力される直流電
圧値が４．１[V]になったら、今度は電流値の固定が解
除されるとともに、４．１[V]の直流電圧が固定され
（定電圧）充電が行なわれる例である。このような定電
流充電後に定電圧充電を行う方法は、充電をより速く、
より正確な電圧に充電する方法として一般的に用いられ
ており、その詳しい説明は省略する。

【００３１】コンバータ２０から出力される直流電流値
は、定電流充電中においては１[A]で一定であるが、電
圧４．１[V]になって定電圧充電が開始されると、順次
低下していく。また、コンバータ２０から出力される直
流電圧値は、定電流充電時には、初期電圧（ここでは３
[V]）から増大していくが、定電圧充電開始以降は一定
の電圧値（この例では４．１[V]）を保つ。

【００３２】このような定電圧充電状態においては、充
電池１０２に蓄えられた電力の状態（充電状態）に応じ
て、コンバータ２０から出力される直流電流値が変化す
るので、かかる直流電流を監視することで、充電池１０
２の充電状態を判断することが可能となる。充電池が満
充電状態であることを判断する条件としては、二次電池
の種類や容量等の各種条件によっても異なるが、本実施
形態においては、図６に示すように、４．１[V]の定電
圧充電時において、直流電流が０．２[A]に達した時点
で、制御部２１が、充電池１０２は満充電状態であると
判断している。

【００３３】なお、電流値が０．２[A]になることは、
電流値を直接モニタ（監視）することで判断するように
してもよい。さて、図１に示す充電器１の制御部２１に
は、駆動電力（制御部駆動電力）として、通常、コンバ
ータ２０から直流電力が供給されている。しかし、充電
器１が、充電状態でない場合（待機状態）、換言すれ
ば、スイッチ１０がオフである場合は、コンバータ２０
に対して交流が遮断されており、このままでは制御部２
１は制御を開始することができない。

【００３４】このため、充電開始時（制御開始時）に
は、まずコンバータ２０を介して強制的に制御部２１に
電力を供給する必要があり、本実施形態では、上述した
バイパススイッチ１１を設けている。つまり、充電開始
時にバイパススイッチボタン１１−１を押下することで
バイパススイッチ１１がオンとなり、スイッチ１０がオ
フであってもコンバータ２０を介して制御部２１に駆動
電力を強制的に供給することが可能となり、これによ
り、制御部２１の作動が開始され、充電器１に充電池１
０２（携帯電話１０１）がセットされていれば、制御部
２１によりスイッチ１０がオンにされて、充電池１０２
に対する充電が開始されるのである。なお、一旦、制御
部２１が作動を開始してスイッチ１０をオンとすれば、
制御部２１には、スイッチ１０を介して電力が供給され
るので、バイパススイッチ１１をオンする必要がなくな
る。

【００３５】また、バイパスボタン１１は、始動用スイ
ッチとしてだけでなく、非常用スイッチとして機能させ
ることも可能である。つまり、例えば、スイッチ１０が
故障して、オンしない場合に、バイパススイッチ１１を
オンすることで、コンバータ２０、ひいては充電池１０
２に電力を供給して充電を行うことができるようになっ
ているのである。

【００３６】なお、この場合は、バイパススイッチボタ
ン１１−１が、ユーザ等によって一旦押下されれば、押
下しつづけなくともバイパススイッチ１１がオフとなら
ないようなホールド機能を有したスイッチ（図示せず）
等を用いればよい。（２）動作フローの説明本発明の第1実施形態としての二次電池用充電器１は、
上述したように構成されており、充電にかかる制御を行
うにあたり、先ずバイパススイッチ１１をオンにして制
御部２１に電力を供給する必要がある。以下、バイパス
スイッチ１１による電力供給動作を、図７を参照して説
明する。

【００３７】つまり、図２に示すように、携帯電話１０
１の充電池１０２を充電するため、携帯電話１０１が充
電器１のホルダ部１−２にセットされ、ユーザ等の手動
操作によって、バイパススイッチ１１がオンされると、
交流電源１００からの交流がスイッチ１０をバイパス
し、コンバータ２０に入力され（ステップＢ１）、コン
バータ２０から変換された直流電力が、充電接点２２へ
出力されるとともに、制御部駆動電力として制御部２１
へ供給され（ステップＢ２）、制御部２１は駆動電力を
得て充電にかかる制御を開始する（ステップＢ３）。

【００３８】そして、以下、制御部２１による充電制御
について、図４および図５を参照して説明する。先ず、
二次電池検出スイッチ１２の検出情報に基づき充電器１
に充電池１０２（携帯電話１０１）がセットされている
か否かが判定され（ステップＡ１）、その結果充電池１
０２が充電器１にセットされていないとされた場合は、
「セットされていない」ルートにより、図５に示すステ
ップＡ９に進んで、第１制御手段２１−１により制御が
行われ（ステップＡ９）、スイッチ１０がオフされ（ス
テップＡ１０）、図４のスタートへリターンする。

【００３９】また、図４のステップＡ１において、二次
電池検出スイッチ１２がオンとなることによって、充電
池１０２が充電器１にセットされていることが検出され
た場合には（ステップＡ１の「セットされている」ルー
ト参照）、制御部２１は、内蔵する第１制御手段２１−
１により、スイッチ１０をオンとするためのオン制御信
号をスイッチ１０に対して送信し（ステップＡ２）、ス
イッチ１０をオンにする（ステップＡ３）。

【００４０】そして、スイッチ１０がオンになったの
で、コンバータ２０は交流電源１００から受電を開始し
（ステップＡ４）、コンバータ２０により交流から直流
に変換された電力が、充電接点２２へ給電され、充電池
１０２へ充電が開始され（ステップＡ５）、図５のステ
ップＡ６に進み、制御部２１の直流監視手段２１−３に
より、随時監視されるコンバータ２０からの出力直流電
流値・電圧値（直流情報）を、第２制御手段２１−２へ
送信する。

【００４１】そこで、第２制御手段２１−２は、受信し
た直流情報を解析し、これを基に、充電池１０２が満充
電状態であるか否かを判断する（ステップＡ７）。この
ステップＡ７において、充電池１０２が満充電状態にあ
ると判断された場合は（ステップＡ７の「満充電状態で
ある」ルート参照）、第２制御手段２１−２は、スイッ
チ１０をオフするためのオフ制御信号をスイッチ１０に
対して送信し（ステップＡ８）、スイッチ１０はオフに
なり、（ステップＡ１０）図４のスタートへリターンす
る。

【００４２】一方、上述のステップＡ７において、充電
池１０２は、満充電状態に達していないと判断された場
合は「満充電状態でない」ルートを進み、ステップＡ１
に戻る。なお、充電動作中に、充電池１０２が、充電器
１から取り外された場合は（ステップＡ１の「セットさ
れていないルート」参照）、充電池１における充電動作
を終了させる必要があるため、制御部２１の第１制御手
段２１−１は、スイッチ１０をオフとするためのオフ制
御信号をスイッチ１０に対して送信し（ステップＡ
９）、スイッチ１０がオフし（ステップＡ１０）、図４
のスタートへリターンする。

【００４３】従って、充電池１０２が充電器１にセット
されていない場合及び充電池１０２が満充電になった場
合には、スイッチ１０がオフされ、交流電源１００から
の受電が遮断されるので待機電力を不要に消費してしま
うことを自動的に防止できる。（３）制御部への電力供給なお、上述の実施形態では、制御部駆動電力として交流
電源（充電開始時はバイパススイッチを使用）を用いた
が、補助電池や、充電池に残っている電力を使用す
ることもできる。これらは独立しても使用可能であると
ともに、組み合わせて使用してもよい。

【００４４】以下、補助電池の利用、充電池に残っ
ている電力の利用について説明する補助電池の利用ここで、図８を使って説明する。この図８に示す充電器
１は、図１に示す充電器１の構成要素に加えて、更に、
補助電池２３をそなえて構成されており、この補助電池
２３は、制御部２１の駆動電力供給のためにそなえられ
ている。

【００４５】なお、図８においては制御部２１の外部に
補助電池２３が設けられているが、制御部２１に内蔵す
るように構成してもよい。この補助電池２３はあくまで
も充電器１が待機状態から起動する場合において使用さ
れる。なぜなら、通常運転中（充電動作中）において
は、制御部２１はコンバータ２０から出力される直流電
力を、駆動電力として得るようになっているからである
（図８の矢印Ｘ１を参照）。

【００４６】また補助電池２３は、制御部２１用の駆動
電源であり、このような制御の駆動に要する電力は微量
である。つまり、制御部２１によって補助電池２３の電
力が消費されることとなるが、コンバータ２０により不
要に消費される待機電力に較べれば、ごく僅かな電力消
費量であり、従来と比較して、消費電力を抑制すること
ができる。

【００４７】更に、補助電池２３を充電可能な二次電池
で構成することによって、通常運転中はコンバータ２０
から出力される直流電力によって補助電池２３を充電す
るように構成することも可能であり、この場合、補助電
池２３の交換は、寿命が来るまで不要となり、メンテナ
ンスに要する手間を省くことが可能となる。充電池に残っている電力の利用携帯電話１０１の充電池１０２では、電力が残っている
（以下「充電池電力」と表記することがある）状態で、
充電器１にセットされる場合が多いと考えられ、このよ
うに充電池１０２に電力残っている場合、充電池電力を
制御部２１の駆動電力として利用することが可能であ
る。

【００４８】すなわち、充電池１０２をセットすると、
図８中に矢印Ｘ２で示すように、受電接点１０２−１、
充電接点２２を通じて制御部２１へ駆動電力が供給さ
れ、これにより制御部２１の駆動が開始されるのである
（この場合、補助電池２３を設けなくてもよい）。更
に、携帯電話１０１の機能により、制御部２１の駆動電
力用として、充電池１０２の一定の充電池電力が常時残
るようにしておけば、ユーザは充電池１０２の充電池電
力量に注意を払うことなく、携帯電話１０１を利用する
ことが可能であり、更に機能的な構成とすることが可能
である。（Ｂ）本発明の第２実施形態の説明（１）構成の説明図９から図１１は本発明の第２実施形態としての充電器
１′について示す図であり、図９はその回路構成図であ
り、図１０はその充電開始動作を示す動作フローであ
り、図１１はその充電終了動作を示す動作フロー図であ
る。また、第１実施形態で用いた図２，図３についても
流用して説明する。なお、上述した第１実施形態と同一
の部材については、同一の符号を付し、その説明を省略
する。

【００４９】また、図９に示すように、充電器１′は、
基本的には図１に示す第１実施形態の充電器１と同様の
構成であるのでその詳細な説明を省略するが、図１と比
較して、以下のような差異がある。つまり、図１に示す
充電器１では、スイッチ１０が電気式スイッチで構成さ
れていたのに対し、図９に示す本実施形態の充電器１′
においては、スイッチ１０′が、スイッチボタン１０−
１（機械式連動手段）と、スイッチ切片１０−２と、ス
イッチ端子１０−３とをそなえた機械式スイッチとして
構成されている。スイッチボタン１０−１は、充電池１
０２の充電器１へのセット・非セット（リリース）に応
じて上下し、この上下動に連動して、スイッチ１０′は
オン・オフの動作をするようになっている。もちろん、
スイッチボタン１０−１とスイッチ切片１０−２との間
にはロッドやリンク等を機械式連動手段として介しても
よい。

【００５０】スイッチボタン１０−１は、図３に示すよ
うに、充電器１′のホルダ部１−２の底部に位置してお
り、充電池１０２を有する携帯電話１０１が充電器１に
セットされると、充電池１０２等の重量により、スイッ
チボタン１０―１が押下され、これにロッドやリンク等
が連動することにより、スイッチ切片１０−２が、スイ
ッチ端子１０−３の両端に接触して通電状態となり、ス
イッチ１０がオンになるようになっている。

【００５１】つまり、充電池１０２（携帯電話１０１）
が、充電器１にセットされると、スイッチ１０′がオン
となり、コンバータ２０には、交流電源１００から、交
流が給電され、コンバータ２０により直流に変換された
電力が、充電接点２２へ出力されて、充電池１０２を充
電することが可能となる。一方、充電池１０２（携帯電
話１０１）が、充電器１にセットされていなければ、ス
イッチボタン１０−１は、例えば、図示しないリターン
スプリングによって押上げられるのでスイッチ１０′が
オフとされ、コンバータ２０には、交流電源１００から
電力が供給されないことになる。

【００５２】（２）動作フローの説明本発明の第２実施形態は上述したように構成されている
ので、例えば図１０および図１１に示すように動作す
る。まず、充電開始動作を、図１０のフローチャートを
用いて説明する。携帯電話１０１の充電池１０２を充電
するため、図２に示すように、充電器１のホルダ部１−
２にセットされ（ステップＣ１）、スイッチボタン１０
―１が充電池１０２の重量によりリターンスプリング力
に抗して押下され（ステップＣ２）、スイッチ切片１０
−２が機械的に連動して押し下げられてスイッチ端子１
０−３の両端に接触しスイッチ１０がオンになる（ステ
ップＣ３）。

【００５３】スイッチ１０がオンになったことで、コン
バータ２０は交流電源１００から交流の受電を開始し
（ステップＣ４）、コンバータ２０により直流に変換さ
れた電力が、充電接点２２を介して充電池１０２へ供給
され、充電池１０２に対する充電が開始される（ステッ
プＣ５）。次に、本発明の第２実施形態における充電終
了動作を、図１１のフローチャートを用いて説明する。

【００５４】つまり、充電中の充電池１０２が充電器１
から取り外されると（ステップＤ１）、充電池１０２の
重量から開放されたスイッチボタン１０−１は押下され
なくなり（ステップＤ２）、スイッチ１０がオフとなり
（ステップＤ３）、コンバータ２０は交流電源１００か
ら交流の受電が遮断され充電が終了する（ステップＤ
４）。

【００５５】従って、充電池１０２が充電器１′にセッ
トされていない時には、充電器１′において待機電力が
不要に消費されてしまうことを自動的に防止できる。（Ｂ−１）本発明の第２実施形態の変形例の説明（１）構成の説明図１２は本発明の第２実施形態の変形例に係る充電器の
回路構成図である。なお、図９に示す充電器１′で説明
した部品と同じ部品については同一の符号を付し、その
説明を省略する。

【００５６】この図１２に示す本変形例の充電器１″
は、図９に示すものと比較して、制御部２１′をそなえ
て構成されている点、スイッチ１０″が、第１スイッチ
１０−１０に加え、第２スイッチ１０−２０とをそなえ
て構成されている点において異なる。制御部２１′は、
コンバータ２０の出力側と、スイッチ１０″との間に介
装され、スイッチ１０″に内蔵される第２スイッチ１０
―２０をスイッチング制御をするもので、コンバータ２
０から出力される直流電力を駆動電力としている。

【００５７】また、この制御部２１′は、第２制御手段
２１−２と、直流監視手段２１−３の各機能を有してい
る。そして、この制御部２１′もＣＰＵ等で構成され、
第２制御手段２１−２および直流監視手段２１−３はソ
フトウェアで構成されている。ここで、直流監視手段２
１−３は、コンバータ２０から出力される直流を、常時
監視するものであり、監視した情報（直流情報）を、第
２制御手段２１−２に対して随時通知するように構成さ
れている。

【００５８】第２制御手段２１−２は、直流監視手段２
１−３とデータリンク可能なように構成されており、直
流監視手段２１−３から、コンバータ２１から出力され
た直流電流値や電圧値を含む直流情報に基づいて、充電
池１０２が満充電状態にあるか否かを判断し、充電池１
０２が満充電状態でないと判断した場合は、スイッチ１
０″に内蔵される第２スイッチ１０−２０をオンさせ、
満充電状態であると判断した場合は、第２スイッチ１０
―２０をオフさせるようになっている。

【００５９】次に、スイッチ１０″について説明する。
このスイッチ１０″は、前述のごとく、第１スイッチ１
０−１０と、第２スイッチ１０−２０をそなえて構成さ
れている。まず、第１スイッチ１０−１０は、交流電源
１００から入力される交流を通電（オン）・遮断（オ
フ）するためのものであり、図９に示す充電器１′にお
けるスイッチ１０′と同一の構成である。つまり、この
第１スイッチ１０−１０は、スイッチボタン１０−１、
スイッチ切片１０−２、スイッチ端子１０−３をそなえ
て構成されている。

【００６０】スイッチボタン１０−１は、図３に示すよ
うに充電器１″のホルダ部１−２の底部に配設されてお
り、充電池１０２（携帯電話１０１）が充電器１にセッ
トされると、充電池１０２（携帯電話１０１）の重量に
より、スイッチボタン１０−１がリターンスプリング力
に抗して押下され、スイッチ切片１０−２が、スイッチ
端子１０−３の両端子に接触して通電し、第１スイッチ
１０−１０がオンになるように構成されている。

【００６１】一方、第２スイッチ１０−２０は、第２ス
イッチ１０−２０と直列に接続され、第１スイッチ１０
−１０と同様に、交流電源１００から入力される交流電
流および電圧を通電（オン）・遮断（オフ）するための
ものであるが、機械的スイッチである第１スイッチ１０
−１０とは異なり、リレーやサイリスタ等の電気制御可
能な半導体スイッチング素子で構成された電気的スイッ
チである。そして、かかる第２スイッチ１０−２０のオ
ン・オフの制御は、上述した通り、制御部２１′によっ
て行われる。（２）動作フローの説明本発明の第２実施形態の変形例は上述したように構成さ
れているので、上述した第１実施形態と同様に、充電器
１″に充電池１０２がセットされるとともに、バイパス
スイッチ１１がオンされ制御部２１′に電力が供給され
たことを条件として、図１３のフローチャートに示すよ
うにして制御が行われる。

【００６２】つまり、まず、制御部２１′の直流監視手
段２１−３は、コンバータ２０から出力された直流電流
・電圧を監視し、監視結果を直流情報として、制御部２
１に内蔵される第２制御手段２１−２へ送信する（ステ
ップＧ１）。そこで、第２制御手段２１−２は、受信し
た直流情報を解析し、これに基づき、充電池１０２が満
充電状態であるか否かを判断する（ステップＧ２）。

【００６３】このステップにおいて、制御部２１′の第
２制御手段２１−２が、充電池１０２は、満充電状態に
達していないと判断した場合は（ステップＧ２の「満充
電状態でない」ルート参照）、第２スイッチ１０−２０
がオンされ（ステップＧ５）、携帯電話１０１（充電池
１０２）が充電器１″にセットされて第１スイッチ１０
−１０がオンされていれば（スイッチ１０″がオンであ
れば）充電が行われ、ステップＧ１へ戻る。

【００６４】一方、ステップＧ２において、充電池１０
２が満充電状態にあると判断された場合はステップＧ２
の「満充電状態である」のルートを通ってステップＧ３
に進み、第２制御手段２１−２は、スイッチ１０″の第
２スイッチ１０−２０をオフとするためのオフ制御信号
を、第２スイッチ１０―２０に対して出力し第２スイッ
チ１０―２０がオフとなり（ステップＧ４）、スタート
へリターンする。

【００６５】従って、充電器１は、充電池１０２に充電
が行われない場合（待機状態）、換言すれば、充電池１
０２が満充電状態であって、これ以上充電ができないと
する場合や、充電池１０２が充電器１にセットされてい
ない場合において、スイッチ１０″がオフされるので、
待機電力が不要に消費されてしまうことを自動的に防止
できるという利点がある。

【００６６】なお、この図１３に示す制御中に、充電池
１０２が充電器１０１から取り外された場合において
も、充電池１０２の取り外し動作に連動し、第１スイッ
チ１０−１０がオフとなるため、交流電源１００からの
交流の受電が遮断され、充電器１″において待機電力が
不要に消費されてしまうことを自動的に防止できるとい
う利点が確保される。

【００６７】なお、上述の本実施形態（第２実施形態の
変形例）では、制御部駆動電力として交流電源（充電開
始時はバイパススイッチ１１を使用）を用いたが、第１
実施形態において説明したのと同様に、補助電池や、
充電池に残っている電力を使用することもできる。こ
れらは独立しても使用可能であるとともに、組み合わせ
て使用してもよい。

【００６８】即ち、コンバータ２０からの直流出力が停
止している場合に、制御部２１′を駆動させるための電
力を確保する手段としては、補助電池の利用、充電
池に残っている電力の利用等が考えられるが、これらに
ついては、第１実施形態の説明において述べているた
め、ここでは説明を省略する。（Ｃ）その他本発明は上述した各実施態様及びその変形例に限定され
るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種
々変形して実施することができる。

【００６９】例えば、上述の各実施形態では、本発明の
二次電池用充電器を携帯電話に適用した例を説明した
が、本発明の二次電池用充電器は、携帯電話の充電に限
らず、あらゆる電気機器に利用される充電可能な二次電
池を充電するための充電器に適用可能である。また当然
のことながら、二次電池のみを充電する場合においても
適用可能である。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の二次電池
用充電器によれば、二次電池が充電器にセットされてい
ない場合には、スイッチがオフするので、不要に待機電
力が消費されてしまうことを自動的に防止できるという
利点がある（請求項１）。そして、二次電池が充電器に
セットされているか否かを検出する二次電池検出手段
と、二次電池検出手段の検出結果と連動してスイッチを
オン・オフする制御部とをそなえることにより、不要に
待機電力が消費されてしまうことを確実に防止できると
いう利点がある（請求項２）。

【００７１】また、スイッチを機械式連動手段に連係接
続することにより、充電器における二次電池のセット・
非セットに連動して、スイッチをオン・オフすることが
可能となり、より簡素な構成で交流電源から充電器のコ
ンバータへ給電をオン・オフすることができる。従っ
て、充電器から充電池が外されている場合は、充電器に
内蔵されているコンバータへの給電が遮断されることに
なり、その結果、不要に待機電力が消費されてしまうこ
とを自動的に防止できるという利点がある（請求項
３）。

【００７２】また、制御部が、コンバータから出力され
た該直流が所定の状態になったか否かを監視する直流監
視手段と、コンバータに給電される交流を遮断すべくス
イッチを制御する第２制御手段をそなえて構成すること
により、充電池が満充電状態になると、コンバータに給
電される交流を遮断することが可能となり、その結果、
不要に待機電力が消費されてしまうことを解消できると
いう利点がある（請求項４及び請求項５）。

【００７３】制御部駆動電力を充電器にセットされた二
次電池から得る場合（請求項６）は、特別な構成要素を
追加せずに制御部駆動電力源を確保できる利点があり、
また、制御部駆動電力を制御部に接続された補助電池か
ら得る場合（請求項７）は、制御部専用の電源を確保で
きることから、確実かつ安定した制御部駆動電力源を確
保できる利点があり、またバイパススイッチをオンにし
て、交流電源からの交流を遮断するスイッチをバイパス
させて、該コンバータに給電することにより、制御部駆
動電力を得る場合（請求項８）は、バイパススイッチと
いう簡素な追加構成のみによって制御部駆動電力源を確
保できる利点がある。

【００７４】また、バイパススイッチにより、交流電源
からの交流を、スイッチをバイパスさせて、コンバータ
に給電することができ、スイッチが故障した際において
もバイパススイッチ経由でコンバータに交流電源から給
電することが可能となり、この結果、スイッチが正常に
オンしないような場合にも、確実に充電動作を行なえる
という利点がある（請求項９）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態としての、充電器の回
路構成図である。

【図２】本発明の第１実施形態としての、充電器（携
帯電話をセットしたもの）の全体構造を説明するための
斜視図である。

【図３】本発明の第１実施形態としての、充電器（携
帯電話をセットしていないもの）の全体の構造を示す斜
視図である。

【図４】本発明の第１実施形態としての充電器の制御
/動作を説明するためのフロー図である。

【図５】本発明の第１実施形態としての充電器の制御
/動作を説明するためのフロー図である。

【図６】本発明の第１実施形態にかかる、充電池の満
充電状態の判定を説明するためのグラフである。

【図７】本発明の第１実施形態にかかる、始動用スイ
ッチとしてバイパススイッチを用いた場合の動作フロー
図である。

【図８】本発明の第１実施形態にかかる、制御部の駆
動電力源として補助電池を用いた場合の充電器の回路構
成図である。

【図９】本発明の第２実施形態としての充電器の回路
構成図である。

【図１０】本発明の第２実施形態としての充電器の充
電開始動作を示す動作フロー図である。

【図１１】本発明の第２実施形態としての充電器の充
電終了動作を示す動作フロー図である。

【図１２】本発明の第２実施形態の変形例としての充
電器の回路構成図である。

【図１３】本発明の第２実施形態の変形例としての充電
器の充電終了動作を示す動作フロー図である。

【符号の説明】１，１′，１″ 充電器１−１充電器１の本体ケース１−２本体ケース１−１のホルダ部１０，１０′，１０″ スイッチ１０−１スイッチボタン（機械式連動手段）１０−２スイッチ切片１０−３スイッチ端子１０−１０第１スイッチ１０−２０第２スイッチ１１バイパススイッチ１１−１バイパススイッチボタン１１−２バイパススイッチ切片１１−３バイパススイッチ端子１２二次電池検出手段（二次電池検出スイッチ）１２−１二次電源検出スイッチボタン（機械式連動手
段）１２−２二次電池検出スイッチ切片１２−３二次電池検出スイッチ端子２０コンバータ２１，２１″ 制御部２１−１第１制御手段２１−２第２制御手段２１−３満充電判別手段２１−４二次電池検出部２２充電接点２３補助電池２４抵抗３０電源プラグ３１電源ケーブル（電源コード）１００交流電源（外部電源）１０１携帯電話１０２充電池（二次電池）１０２−１受電接点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０８Ｈ０２Ｊ 1/00 ３０８ＫＦターム(参考） 2G016 CB31 CC07 CC12 CC23 CC27 CD14 5G003 AA01 BA01 CA03 CA04 CC02 FA07 GB03 5G065 AA01 DA06 EA06 HA04 HA08 HA17 KA05 LA01 LA02 MA10 5H030 AA01 AS18 BB26 BB27 DD04 DD06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次電池を充電するための充電器であっ
て、交流電源から供給される交流を二次電池充電用の直流に
変換するコンバータと、該コンバータの入力側に設けられて、該交流をオン・オ
フするスイッチとをそなえ、該スイッチは、該二次電池が該充電器にセットされている場合には、オ
ンする一方、該二次電池が該充電器にセットされていな
い場合には、オフすることを特徴とする、二次電池用充
電器。
【請求項２】該スイッチに対してスイッチング制御を
施すための制御部と、該二次電池が該充電器にセットされているか否かを検出
する二次電池検出手段とをそなえ、該制御部は、該二次電池検出手段によって、該二次電池が該充電器に
セットされていることが検出された場合には、該スイッ
チをオンにする一方、該二次電池検出手段によって、該
二次電池が該充電器にセットされていることが検出され
ない場合には、該スイッチをオフにする第１制御手段を
そなえていることを特徴とする、請求項１記載の二次電
池用充電器。
【請求項３】該スイッチが機械式連動手段に連係接続
されるとともに、該機械式連動手段は、該二次電池が該充電器にセットされた場合には、該二次
電池の該充電器に対するセット動作に連動して該スイッ
チをオンにする一方、該二次電池が該充電器から外され
た場合には、該二次電池の該充電器に対する取り外し動
作に連動して、該スイッチをオフにするように構成され
ていることを特徴とする、請求項１記載の二次電池用充
電器。
【請求項４】該制御部が、該コンバータから出力され
た該直流を監視する直流監視手段をそなえるとともに、該直流監視手段からの該直流に関する情報によって該コ
ンバータから出力された該直流が所定の状態になったと
判断した場合、該スイッチをオフにして、該コンバータ
に給電される該交流を遮断する第２制御手段をそなえて
構成されたことを特徴とする、請求項２記載の二次電池
用充電器。
【請求項５】該スイッチに対してスイッチング制御を
施す制御部をそなえ、該制御部が、該コンバータから出力された該直流を監視
する直流監視手段をそなえるとともに、該直流監視手段からの該直流に関する情報によって該コ
ンバータから出力された該直流が所定の状態になったと
判断した場合、該スイッチをオフにして、該コンバータ
に給電される該交流を遮断する第２制御手段をそなえて
構成されたことを特徴とする、請求項３記載の二次電池
用充電器。
【請求項６】該制御部を駆動するための制御部駆動電
力を、該充電器にセットされた該二次電池から供給する
ように構成されたことを特徴とする、請求項２、請求項
４、および請求項５のいずれか一項記載の二次電池用充
電器。
【請求項７】該制御部に補助電池が接続され、該制御
部を駆動するための制御部駆動電力を該補助電池から供
給するように構成されたことを特徴とする、請求項２、
請求項４、および請求項５のいずれか一項記載の二次電
池用充電器。
【請求項８】該交流電源からの該交流を該スイッチに
対してバイパスさせ該コンバータに給電するバイパスス
イッチをそなえ、該制御部を駆動するための制御部駆動
電力を、該バイパススイッチをオンすることにより該交
流電源からコンバータを介して供給できるように構成さ
れたことを特徴とする、請求項２、請求項４、および請
求項５のいずれか一項記載の二次電池用充電器。
【請求項９】該交流電源からの該交流を該スイッチに
対してバイパスさせて、該コンバータに給電するバイパ
ススイッチが設けられたことを特徴とする、請求項１な
いし請求項７のいずれか一項記載の二次電池用充電器。