JP2009240102A

JP2009240102A - 電子機器

Info

Publication number: JP2009240102A
Application number: JP2008085125A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ogata; 仁士尾方
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2009-10-15

Abstract

【課題】一次電池と二次電池が混在している場合に、二次電池だけを選択的に充電しつつ、一次電池の残容量を最後まで消費することが出来る電子機器を提供する。
【解決手段】本発明に係る電子機器は、複数本の電池１１、１２からなる内部電源と、各電池１１、１２に対して個別に接続することが可能な充電回路６とを具え、制御回路５は、充電回路６による充電時に、複数本の電池１１、１２について、各電池が一次電池であるか二次電池であるかを判定し、二次電池であると判定された電池を充電回路６によって充電する一方、機器動作中に、複数本の電池１１、１２の残容量が所定の閾値を下回ったとき、機器動作を停止させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数本の電池からなる内部電源によって動作する電子機器に関するものである。

図５に示す如くＩＣレコーダ等の電子機器(７)は、複数本の電池(72)(73)を内蔵し、該電池(72)(73)を電源として動作する。電池(72)(73)としては、一次電池のみならず、充電が可能な二次電池を採用することが可能である。
この種の電子機器(７)においては、電池(72)(73)として二次電池を内蔵した場合、ＵＳＢ端子(71)にＡＣアダプター(９)を接続し、該ＡＣアダプター(９)を商用電源に接続することによって、電池(72)(73)を充電することが可能である。

又、ＵＳＢ端子(71)にパーソナルコンピュータ(８)を接続することによって、パーソナルコンピュータ(８)から電子機器(７)に電力を供給して、電池(72)(73)を充電することも可能である。
ここで、ＩＣレコーダ等の電子機器(７)は、ＵＳＢ規格のマスストレージモードのデバイスとなり、パーソナルコンピュータ(８)はホスト側となる。この様な接続状態は規格に基づいているため、電子機器(７)はどの様なパーソナルコンピュータ(８)とも接続が可能であり、特別なドライバーソフトウエアは不要である。

従来、複数本の二次電池を電源とする電子機器において、これらの二次電池を良好に充電するための充電装置が提案されている(特許文献１、２、３)。
又、電子機器に内蔵されている複数本の電池の内、少なくとも１本が一次電池であった場合に、その充電を防止する充電装置が提案されている(特許文献４)。
特開平６−１６５３９９号公報特開平９−２３５９０号公報特開平１１−１５５２４１号公報特開２００３−１７４７３１号公報

しかしながら、電子機器に内蔵されている複数本の電池に一次電池が含まれている場合、従来の電子機器においては、全ての電池に対する充電が停止されてしまい、二次電池だけを選択的に充電することは出来ない。
従って、電子機器に内蔵されている複数本の電池に一次電池と二次電池が混在している場合、電力消費によって先ず二次電池の電圧が低下すると、一次電池に電力が残っていたとしても、二次電池だけを選択的に充電しつつ、一次電池の残容量を完全に消費することが出来ない問題があった。

そこで本発明の目的は、複数本の電池に一次電池と二次電池が混在している場合に、二次電池だけを選択的に充電しつつ、一次電池の残容量を最後まで消費することが出来る電子機器を提供することである。

本発明に係る電子機器は、複数本の電池からなる内部電源と、該内部電源から電力の供給を受けて動作する動作部とを具え、前記内部電源の充電が可能である。
該電子機器は更に、
内部電源として装着された各電池に対して個別に接続することが可能な充電手段と、
前記充電手段による充電時に、内部電源として装着された複数本の電池について、各電池が一次電池であるか二次電池であるかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって二次電池であると判定された電池を前記充電手段によって充電する充電制御手段と、
機器動作中に、内部電源として装着された複数本の電池の残容量が所定の閾値を下回った否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記残容量が前記閾値を下回ったと判断されたとき、機器動作を停止させる動作停止手段
とを具えている。

具体的には、前記充電制御手段は、内部電源として装着された各電池に前記充電手段を順次接続し、１つの電池に前記充電手段が接続された状態で、前記判定手段は、該１つの電池が一次電池であるか二次電池であるかを判定し、該１つの電池が二次電池の場合に限り、前記充電制御手段は該１つの電池を充電する。

上記本発明の電子機器においては、一次電池と二次電池が混在した内部電源からの電力供給によって機器が動作している過程で、先ず二次電池の残容量が所定の閾値を下回ったとき、機器動作は停止する。
そこで、外部電源から電力を供給して内部電源を充電する。この際、内部電源を構成する複数本の電池について、各電池が一次電池であるか二次電池であるかが判定され、二次電池と判定された電池のみが選択的に充電される。これによって、一次電池と二次電池からなる内部電源の電圧が回復し、機器動作が可能となる。
従って、上記の機器動作と充電を繰り返すことにより、一次電池の残容量が最後まで消費されることになる。

更に具体的な構成において、前記判断手段によって前記残容量が前記閾値を下回ったと判断されたとき、前記動作停止手段によって機器動作を停止させる前に、データ保存を含む必要な処理を実行する処理手段を更に具えている。
該具体的構成によれば、機器の動作中に内部電源の電力消費によって残容量が閾値を下回ったとき、先ずデータ保存を含む必要な処理が実行された後、機器動作が停止する。従って、内部電源に確保されている必要最小限の電力によって、データ保存を含む必要な処理が確実に実行され、データが消失することはない。

本発明に係る電子機器によれば、複数本の電池に一次電池と二次電池が混在している場合に、二次電池だけを選択的に充電しつつ、一次電池の残容量を最後まで消費することが出来る。

以下、本発明をＩＣレコーダに実施した形態につき、図面に沿って具体的に説明する。該ＩＣレコーダは、図５に示す電子機器(７)と同様にＵＳＢ端子(71)を具え、例えば該ＵＳＢ端子(71)にＵＳＢケーブルを介してパーソナルコンピュータ(８)を接続することによって、ホスト側から供給される電源(５Ｖ／５００ｍＡ)を利用して内部電源を充電することが出来る。

本発明に係るＩＣレコーダは図１に示す如く、内部電源として、複数本の電池(11)(12)を直列に接続してなる電池群(１)を内蔵しており、該電池群(１)のプラス端子部は、機器駆動電圧源に接続されると共に、マイナス端子部はアースに接続されている。これによって、電池群(１)の電力が機器駆動電圧源へ供給され、機器が動作する。
尚、図示する電池群(１)は２本の電池(11)(12)を直列に接続して構成されているが、２以上の複数本の電池を直列／並列に接続して電池群(１)を構成することも可能である。

電池群(１)を構成する２本の電池(11)(12)の間にはオン／オフスイッチ(２)が介在し、該オン／オフスイッチ(２)は、制御回路(５)によってオン／オフ制御されている。
又、電池群(１)を構成する２本の電池(11)(12)には周知の充電回路(６)が接続され、該充電回路(６)は制御回路(５)によって動作が制御されている。これによって、各電池を個別に充電することが可能である。

更に、電池群(１)を構成する２本の電池(11)(12)は、それぞれのプラス端子部が切り換えスイッチ(３)を介して電圧検出器(４)に接続されており、切り換えスイッチ(３)の切り換えによって、各電池の電圧を個別に測定することが可能となっている。
電圧検出器(４)にて検出された各電池の電圧は制御回路(５)へ供給され、これに応じて制御回路(５)は、オン／オフスイッチ(２)、切り換えスイッチ(３)、及び充電回路(６)に対する制御信号を作成する。

図２は、制御回路(５)の制御によって電池群(１)を充電する手続きを表わしている。充電時には、ＩＣレコーダのＵＳＢ端子にパーソナルコンピュータ或いはＡＣアダプターを接続する。

先ず、ステップＳ１では、オン／オフスイッチ(２)を開くと共に切り換えスイッチ(３)を切り換えることによって、一方の電池Ａのみに電圧検出器(４)と充電回路(６)を接続する。次に、ステップＳ２では、該電池Ａを対象とする一連の充電制御を実行する。
その後、ステップＳ３では、切り換えスイッチ(３)を切り換えることによって、他方の電池Ｂのみに電圧検出器(４)と充電回路(６)を接続する。次に、ステップＳ４では、該電池Ｂを対象とする一連の充電制御を実行する。

図３は、各電池を対象とする一連の充電制御の具体的処理を表わしている。
先ずステップＳ１１では、対象とする電池の電圧が１.７Ｖ以上であるかどうかを判断することによって、異常電圧のチェックを行なう。電池が一次電池であっても二次電池であっても、正常な電池であれば、電圧が１.７Ｖを越えることはない。

次にステップＳ１２では、１００ｍＡの定電流によって充電を開始した後、ステップＳ１３にてタイマをスタートする。そして、ステップＳ１４では、電池の電圧が１.８Ｖ以上となったか否かを判断し、ここでノーと判断されたときは、ステップＳ１５にてタイムオーバーとなったか否かを判断し、ノーの場合はステップＳ１４に戻って、電圧の判断を繰り返す。

もし電池がアルカリ電池等の一次電池であれば、ステップＳ１２での充電によって急速に電圧が上昇することになるので、ステップＳ１５でタイムオーバーとなるまでに、ステップＳ１４でイエスと判断されて、ステップＳ２５に移行し、充電を終了する。
これに対し、電池が二次電池であれば、ステップＳ１２での充電による電圧上昇は緩やかであるので、ステップＳ１４でノーと判断された後、ステップＳ１５でタイムオーバーとなり、ステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、二次電池を対象とする５００ｍＡの電流による高速充電を開始し、ステップＳ１７ではタイマをスタートする。その後、ステップＳ１８では電池電圧が所定の閾値１.１５Ｖ以上となったか否かを判断する。
ここで、電池の満充電の検出は、電圧が所定の閾値１.１５Ｖに達した後の電圧上昇カーブをチェックすることで行なう。即ち、ステップＳ１８でノーと判断されたときは、ステップＳ１９にてタイムオーバーとなったか否かを判断し、ノーの場合はステップＳ１８に戻って電圧の判断を行なう。ステップＳ１９にてタイムオーバーとなったときは、異常と判断してステップＳ２５にて充電を終了する。

電圧の上昇によりステップＳ１８でイエスと判断されたときは、電圧上昇カーブのチェックに移行し、ステップＳ２０ではタイマをスタートし、ステップＳ２１では、その時点の電圧を記憶する。そして、ステップＳ２２では、一定時間のウエイト(待機)を経た後、ステップＳ２３にて、一定時間後の電圧上昇ΔＶが所定の定数を越えているか否かを判断する。

ステップＳ２３にてイエスと判断されたときは、電圧が依然として上昇中であるので、ステップＳ２４でタイムオーバーとなったか否かを判断し、ノーの場合はステップＳ２１に戻って、電圧上昇カーブのチェックを継続する。尚、ステップＳ２４でイエスと判断されたときは、異常の発生と判断して、ステップＳ２５にて充電を終了する。
その後、電圧上昇カーブが飽和域に達すると、ステップＳ２３でノーと判断され、ステップＳ２５に移行して充電を終了する。

上記一連の充電制御を各電池に実行することによって、二次電池のみを対象とする充電が順次実施されることなる。この結果、複数の電池からなる内部電源の電圧が回復する。

充電終了後は、ＩＣレコーダのＵＳＢ端子からパーソナルコンピュータやＡＣアダプターを切り離し、録音や再生などの動作を行なわせる。
この場合、図１に示すオン／オフスイッチ(２)を閉じて２本の電池(11)(12)を直列接続し、電池群(１)の電力を機器駆動電圧源へ供給する。

図４は、ＩＣレコーダを動作させるときの制御動作を表わしている。
先ずステップＳ３１では、ユーザによるパワーオンの操作が行なわれたか否かを判断し、ここでイエスと判断されたときは、ステップＳ３２にて、内部電源をオンとし、ステップＳ３３では、録音や再生などのＩＣレコーダ制御を開始する。

次に、ステップＳ３４では、ユーザによるパワーオフの操作が行なわれたか否かを判断し、ここでノーと判断されたときは、ステップＳ３５に移行して、内部電源の電圧が機器動作可能な閾値電圧(例えば２Ｖ)以上であるか否かを判断する。ここでイエスと判断されたときは、ステップＳ３３に戻って、録音や再生などのＩＣレコーダ制御を継続する。

尚、内部電源の電圧が機器動作可能な閾値電圧を上回っているかどうかの判断では、その判断精度を上げるために、負荷状態に応じて閾値電圧を変化させるなどの処理が行なわれる(特許第１０５０８８１号参照)。

その後、電力消費によって内部電源の電圧が低下し、ステップＳ３５にてノーと判断されたときは、ステップＳ３６にて、データ保管処理(録音中のデータをフラッシュメモリにセーブする処理)などの必要な処理を実行する。この時点で、内部電源には、データ保管処理などの必要な処理を実行するのに必要な電力は残存している。
必要な処理の終了後、ステップＳ３７にて内部電源をオフとした後、ステップＳ３１に戻って、パワーオンの判断を繰り返す。ここで、内部電源に充分な電力が残っていない状態でパワーオンの操作が行なわれたとしても、内部電源がオンとなることはない。

上記制御によれば、内部電源を構成する２本の電池の内、１本が一次電池で、他の１本が二次電池であったとしても、二次電池のみを安全に充電した後、２本の電池によって機器を駆動することにより、一次電池の電力を最後まで有効に消費することが出来る。
又、一次電池を交換することなく二次電池が消耗し、再度二次電池を充電した場合でも、機器に装着したまま一次電池を使い切ることが出来る。

更に、内部電源が消耗によって電圧降下する過程で、その電圧が機器動作可能な閾値電圧を下回る以前に、ＩＣレコーダとして重要な機能であるデータ保管処理が強制的に実行されるので、データ消失の虞がなく、安心である。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、内部電源となる電池群(１)は、複数の電池が互いに直列に接続された構成に限らず、複数の電池が互いに並列に接続された構成を採用することも可能である。

本発明に係るＩＣレコーダの内部電源並びに周辺回路の構成を示すブロック図である。電池群に対する充電手続きを表わすフローチャートである。各電池に対する一連の充電制御を表わすフローチャートである。ＩＣレコーダを動作させるときの制御を表わすフローチャートである。ＵＳＢ端子を用いて電子機器を充電する方式を説明する図である。

符号の説明

(１) 電池群
(11) 電池
(12) 電池
(２) オン／オフスイッチ
(３) 切り換えスイッチ
(４) 電圧検出器
(５) 制御回路
(６) 充電回路
(７) 電子機器
(71) ＵＳＢ端子
(８) パーソナルコンピュータ
(９) ＡＣアダプター

Claims

複数本の電池からなる内部電源と、該内部電源から電力の供給を受けて動作する動作部とを具え、前記内部電源の充電が可能な電子機器において、
内部電源として装着された各電池に対して個別に接続することが可能な充電手段と、
前記充電手段による充電時に、内部電源として装着された複数本の電池について、各電池が一次電池であるか二次電池であるかを判定する判定手段と、
前記判定手段によって二次電池であると判定された電池を前記充電手段によって充電する充電制御手段と、
機器動作中に、内部電源として装着された複数本の電池の残容量が所定の閾値を下回った否かを判断する判断手段と、
前記判断手段によって前記残容量が前記閾値を下回ったと判断されたとき、機器動作を停止させる動作停止手段
とを具えていることを特徴とする電子機器。
前記充電制御手段は、内部電源として装着された各電池に前記充電手段を順次接続し、１つの電池に前記充電手段が接続された状態で、前記判定手段は、該１つの電池が一次電池であるか二次電池であるかを判定し、該１つの電池が二次電池の場合に限り、前記充電制御手段は該１つの電池を充電する請求項１に記載の電子機器。
前記判断手段によって前記残容量が前記閾値を下回ったと判断されたとき、前記動作停止手段によって機器動作を停止させる前に、データ保存を含む必要な処理を実行する処理手段を更に具えている請求項１又は請求項２に記載の電子機器。