JPH08214468A - 充電装置およびそれを内蔵した情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一の充電器を使って複数の二次電池を充電
する際の充電時間の短縮を実現する充電装置の提供を目
的とする。 【構成】 複数の電池対応に設けられ並列接続された複
数の逆流阻止手段を介して前記複数の電池に充電電流を
供給する充電電流供給手段と、前記複数の電池に供給さ
れる各充電電流値を検出する充電電流検出手段とを有
し、前記充電電流供給手段は、前記充電電流検出手段に
より検出される各充電電流値が所定値以下になったこと
を検出して充電電流の供給を停止させる充電装置であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単一の充電回路を使っ
て複数の充電可能な電池（二次電池）を並列充電するこ
とで、充電時間の短縮を実現する充電装置およびその充
電装置を使用して充電された電池を電源として稼働する
情報処理装置に関する。ノートパソコン等の携帯型電子
機器においては、装置用の電源として電池が搭載される
が、装置の運用コストや瞬間的に放電可能な電流容量等
の関係で、ＮｉｃｄやＮｉＭＨやＬｉ＋等のような二次
電池が搭載されているのが一般的である。また、装置に
ＡＣアダプタ等を接続するだけで簡単に装置内蔵の二次
電池に対して充電ができるようにと充電装置（充電回
路）を内蔵している例が多い。

【０００２】二次電池を構成する電池パックは、電池の
出力電圧や電力の関係で、複数個の電池セルを直列に接
続して構成されるが、直列に接続できるセル数は、電池
電圧と外部から供給される電源電圧との関係で上限が規
定される。一般的な装置での電源系の耐圧が１６Ｖであ
ることを考慮すると、ＮｉｃｄやＮｉＭＨでは、単セル
当たりの電圧が最大約１.7Ｖであることから９本の直列
接続が上限となり、Ｌｉ＋（リチウム・イオン電池）で
は、単セル当たりの電圧が最大約４.2Ｖであることから
３本の直列接続が上限となる。

【０００３】一方、電池の単セル当たりの容量は、電池
のサイズに基づいた基本容量で規定される。従って、電
池の容量を増加させるには、複数の電池セルを直列に接
続したものを、並列に接続する以外に方法はない。しか
し、複数個の電池セルを直並列接続することによって電
池の容量を大きくすることができるが、電池パックおよ
び該電池パックにより稼働する装置の物理的なサイズが
大きくなり、重量も増加する。

【０００４】そこで、１つの電池パック内で電池セルを
直並列接続するのではなく、１つの電池パック内では電
池セルを直列に接続し、装置の構成や使用環境に応じて
各々独立した複数の電池パックを並列に接続するように
したほうが汎用性がある。

【０００５】

【従来の技術】図１０は、従来の充電装置を示す図であ
り、複数の電池を充電するものである。また、この図１
０は、外部電源（例えば、商用電源の交流電流をＡＣア
ダプタにより直流電流に変換された電源）または電池を
電源として稼働する電源装置を備えた、例えば携帯型電
子機器などの情報処理装置を図示するものでもある。

【０００６】本従来例の情報処理装置は２個の電池（電
池パック）を搭載し、外部電源からの電力供給がある場
合はそれを電源とし、外部電源からの電力供給がない場
合には２個の電池のいずれかを電源として稼働するもの
である。図１０において、二次電池１０１，１０２は、
各々直列接続の複数の電池セルで構成される充電可能な
電池（電池パック）である。

【０００７】ＤＣコネクタ１０３は、図示しないＡＣア
ダプタ等により商用電源などの外部電源で装置を稼働す
るとき、あるいは、ＡＣアダプタ等の外部電源で装置内
蔵の二次電池１０１，１０２を充電するときに、外部か
らの電源供給を受け取るためのコネクタである。ＤＣ／
ＤＣコンバータ１０４は、ＤＣコネクタ１０３経由で供
給される外部電源または二次電池１０１または１０２か
らの電力供給を受けて、装置が必要とする電圧を作成す
るために電圧変換を行なうものである。

【０００８】電圧比較器１０５はＤＣコネクタ１０３か
ら電力が供給されていることを検出するものであり、Ｄ
Ｃコネクタ１０３の電圧と電圧比較用の基準電圧ｅ１と
を比較し、ＤＣコネクタ１０３の電圧が基準電圧ｅ１よ
り高いときハイレベルを出力して後述する充電制御部１
０６にＤＣコネクタ１０３から電力が供給されているこ
とを通知する。また、ＤＣコネクタ１０３の電圧が基準
電圧ｅ１より低いときローレベルを出力して充電制御部
１０６にＤＣコネクタ１０３から電力が供給されていな
いことを通知する。

【０００９】充電制御部１０６は二次電池１０１，１０
２への充電制御を行なうための制御部であり、後述する
充電器１０７へ二次電池１０１，１０２への充電の開始
（ｏｎ），停止（ｏｆｆ）を指示する。充電器１０７は
ＤＣコネクタ１０３経由で外部から電力が供給されてい
るとき、二次電池１０１，１０２を充電するのに必要な
電力を作成するための定電流電源である。充電器１０７
は充電制御部１０６によるｏｎ／ｏｆｆの指示に従って
充電用電力の制御を行い、ｏｎが指示されているとき充
電動作を開始して充電用電力を発生させる。また、ＤＣ
コネクタ１０３に電力が供給されていないか、または充
電制御部１０６からｏｆｆが指示されているとき、充電
器１０７は停止状態となり充電用電力を発生しない。

【００１０】抵抗Ｒ１１は二次電池１０１または１０２
への充電電流を測定するためのセンス抵抗である。ま
た、電流測定回路１０８は該センス抵抗Ｒ１１の両端の
電圧を測定して二次電池１０１または１０２への充電電
流値を測定するものであり、その測定値を前記充電制御
部１０６へ通知する。また、Ｒ１２は二次電池１０１ま
たは１０２からの放電電流を測定するためのセンス抵抗
である。この抵抗Ｒ１２の電圧降下を電流測定回路１０
９が測定し、該測定結果を受けた充電制御部１０６が現
在使用している二次電池１０１または１０２の残量を求
める。求めた残量は、図示しない表示部に表示される。

【００１１】ダイオードＤ１１，Ｄ１２およびＤ１３
は、ＤＣコネクタ１０３にＡＣアダプタは接続されてい
るがＡＣ電源が供給されていない等の理由により、ＡＣ
アダプタが非動作状態にあるときに二次電池１０１また
は１０２から電力が外部に流出するのを防止するための
逆流阻止用保護ダイオードである。また、ダイオードＤ
２１およびＤ２２は、外部より電力が供給されていない
ときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４に二次電池１０１
または１０２からの電力を供給するとともに、ＤＣコネ
クタ１０３経由で外部より電力が供給されているとき
に、その電圧が二次電池１０１，１０２に印加されるの
を防止するための保護ダイオードである。

【００１２】トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２は、充
電対象の二次電池を選択するためのスイッチ回路であ
り、充電器１０７から供給される充電電流を二次電池１
０１に流すか、二次電池１０２に流すかを制御する。ま
た、トランジスタＦＥＴ３およびＦＥＴ４は、ＤＣコネ
クタ１０３経由でＡＣアダプタからの電力が供給されて
いないときに、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４へ二次電池
の電力を供給するときに、二次電池１０１の電力を供給
するのか、二次電池１０２の電力を供給するのかを制御
するためのスイッチ回路である。二次電池１０１，１０
２の両方から常に同時に並列放電する場合には、このス
イッチ回路は不要である。

【００１３】このような構成において、ＤＣコネクタ１
０３にＡＣアダプタ等が接続されることで外部より電力
が供給されているときには、ダイオードＤ１１を介して
その外部電力がＤＣ／ＤＣコンバータ１０４に供給さ
れ、これに応じてＤＣ／ＤＣコンバータ１０４が装置の
必要とする電圧を作成する。このとき、その外部電力は
ダイオードＤ２１，Ｄ２２に阻止されて二次電池１０
１，１０２に印加されることはない。

【００１４】一方、外部より電力が供給されているとき
に、二次電池１０１または１０２に対して電力を供給し
て充電を行うのは、電圧比較回路１０５が外部から電力
が供給されていることを検出し、該電圧比較回路１０５
からその通知を受けた充電制御部１０６からの充電指示
で充電器１０７が充電用の電力を作成しているときだけ
である。充電器１０７が停止しているときには、充電器
内部の回路が遮断されて二次電池１０１または１０２へ
の電力供給は行われない。そして、充電制御部１０６は
外部からの電力供給が途絶えたことを電圧比較回路１０
５から通知されると、トランジスタＦＥＴ３およびＦＥ
Ｔ４のＯＮ／ＯＦＦを制御し、ダイオードＤ２１または
Ｄ２２を介して二次電池の電力がＤＣ／ＤＣコンバータ
１０４に供給され、これに応じてＤＣ／ＤＣコンバータ
１０４が装置の必要とする電圧を作成する。このとき、
その電力は、ダイオードＤ１，Ｄ２１またはＤ２２に阻
止されて外部に流出することはない。

【００１５】外部から供給された電力により充電器１０
７が動作して作成した電力は、トランジスタＦＥＴ１ま
たはＦＥＴ２を経由して、二次電池１０１または二次電
池１０２を充電する。二次電池１０１を充電するときに
は、充電制御部１０６はトランジスタＦＥＴ１をＯＮと
して二次電池１０１への電流パスを閉じることにより充
電が行われる。このとき、充電制御部１０６はトランジ
スタＦＥＴ２をＯＦＦ状態とするため、充電器１０７の
生成する電流は全て二次電池１０１を充電するのに使用
される。ここで、ＤＣコネクタ１０３から入力される電
圧が充電器１０７の電圧よりも高いことでダイオードＤ
２１が逆バイアス状態にあることから、二次電池１０１
への充電電流がＤＣ／ＤＣコンバータ１０４側に漏れた
り、二次電池１０２側に漏れたりすることはない。

【００１６】一方、二次電池１０２を充電するときに
は、充電制御部１０６はトランジスタＦＥＴ２をＯＮと
して二次電池１０２への電流パスを閉じることにより充
電が行われる。このとき、トランジスタＦＥＴ１をＯＦ
Ｆ状態とするため、充電器１０７が生成した電流は全て
二次電池１０２を充電するのに使用される。ここで、Ｄ
Ｃコネクタ１０３から入力される電圧が充電器１０７の
電圧よりも高いことでダイオードＤ２２が逆バイアス状
態にあることから、二次電池１０２への充電電流がＤＣ
／ＤＣコンバータ１０４側に漏れたり、二次電池１０１
側に漏れたりすることはない。

【００１７】このように、従来では、複数の二次電池
（電池パック）に対して１個の充電器で充電を行なう場
合、充電それらを順番に別々に充電していくという構成
を採っていた。また、電池に対して並列充電を行なう従
来の技術として、特開平６−３０３７２９号がある。

【００１８】この特開平６−３０３７２９号に開示され
ている技術は、その公開公報の特許請求の範囲に記載の
ように、請求項１の「複数のリチウムイオン電池が接続
され、一のリチウムイオン電池に所定の期間充電すると
次のリチウムイオン電池に所定の期間充電し、上記複数
のリチウムイオン電池の全てに所定の期間充電した後
に、上記複数のリチウムイオン電池の全てに同時に充電
を行なうようにしたことを特徴とする充電装置。」、請
求項２の「上記複数のリチウムイオン電池への充電電流
の供給を制御する手段と、上記充電電流の電流値を検出
する手段とを有し、上記充電電流が所定値以下になった
ときに、上記一のリチウムイオン電池から次のリチウム
イオン電池に充電電流の供給を切り換えるようにしたこ
とを特徴とする請求項１記載の充電装置。」、請求項３
の「上記複数のリチウムイオン電池への充電電流が全て
上記所定値以下となったときに、上記複数のリチウムイ
オン電池の全てに並列に充電電流を供給するようにした
ことを特徴とする請求項２記載の充電装置。」、請求項
４の「上記複数のリチウムイオン電池の全てに並列に充
電電流を供給する期間の長さは、タイマー手段によって
規制されるようにしたことを特徴とする請求項３記載の
充電装置。」である。

【００１９】上記技術を実現するための具体的構成は、
公開公報第３頁左欄第１１行乃至第４頁右欄第５行の実
施例の説明およびその説明に用いられる図１に記載され
ている。この特開平６−３０３７２９号の図１を図１１
として示す。この公報第３頁左欄第２１行乃至第２８行
に記載されているように、主充電器１００の出力端子Ｃ
Ｃに接続される充電装置２００の端子２が、それぞれｐ
ｎｐ型トランジスタ３₁ ，３₂ ，３₃ のエミッタ、コレ
クタを通じて、リチウムイオン電池ＢＡ₁ ，ＢＡ₂ ，Ｂ
Ａ₃ の装着される一方の接点４₁ ，４₂ ，４₃ に接続さ
れ、電池ＢＡ₁ ，ＢＡ₂ ，ＢＡ₃ の装着される他方の接
点５₁ ，５₂ ，５₃ が互いに接続され、この接続中点が
抵抗器６を通じて接地端子ＧＮＤに接続される充電装置
２００の端子７に接続されている。

【００２０】また、同頁同欄第３６行乃至第３９行に記
載のように、制御マイコン９の検出端子Ｉに、上述の他
方の接点５₁ ，５₂ ，５₃ の接続中点が接続され、これ
によって、充電電流で生じる抵抗器６の降下電圧が制御
マイコン９で測定される。そして、充電装置２００によ
る複数のリチウムイオン電池ＢＡ₁ ，ＢＡ₂ ，ＢＡ₃ へ
の充電は次のように行なわれる。

【００２１】まず、公報第３頁右欄第３行乃至第３４行
に記載されているように、制御マイコン９がトランジス
タ３₁ をオンして電池ＢＡ₁ への急速充電を開始し、抵
抗器６の降下電圧を測定して充電電流が３５０ｍＡ以下
になったとき、トランジスタ３₁ をオフして電池ＢＡ₁
への充電を休止する。次いで、トランジスタ３₂ をオン
して電池ＢＡ₂ への充電を開始し、前記電池ＢＡ₁ への
充電のときと同様に、抵抗器６の降下電圧を測定して充
電電流が３５０ｍＡ以下になったとき、トランジスタ３
₂ をオフして電池ＢＡ₂ への充電を休止する。前記電池
ＢＡ₁ ，ＢＡ₂と同様に、充電電流が３５０ｍＡ以下に
なるまで電池ＢＡ₃ への充電を行なう。このように、各
電池ＢＡ₁ ，ＢＡ₂ ，ＢＡ₃ への充電電流が所定値にな
るまで電池を切り換えて充電を行なう。

【００２２】上記のように、各電池ＢＡ₁ ，ＢＡ₂ ，Ｂ
Ａ₃ への充電が終了すると、公報第３頁右欄第３４行乃
至第４３行に記載のように、各トランジスタ３₁ ，
３₂ ，３ ₃ をオンして（公報では出力ポートＣＨ₁ ，Ｃ
Ｈ₂ ，ＣＨ₃ をハイレベルにすると記述）、電池Ｂ
Ａ₁ ，ＢＡ₂ ，ＢＡ₃ を全て充電状態にする。つまり、
電池ＢＡ₁ ，ＢＡ₂ ，ＢＡ₃ に並列充電を行なう。

【００２３】そして、タイマー手段が計測され、例えば
２時間などの所定時間が経過すると全ての回路がオフさ
れて全ての電池ＢＡ₁ ，ＢＡ₂ ，ＢＡ₃ への充電が完了
する。このような充電により、各電池ＢＡ₁ ，ＢＡ₂ ，
ＢＡ₃ の充電量を７０％にするための時間にそれぞれ約
１時間、その後に各電池ＢＡ₁ ，ＢＡ₂ ，ＢＡ₃ の充電
量を約１００％にするのための同時充電の時間が約２時
間、合計約５時間で３個の電池全てに対する充電が終了
する。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、複数の
二次電池（電池パック）に対して１個の充電器で充電を
行う場合、複数の二次電池から充電対象となる二次電池
を選択して充電器から充電対象となる二次電池への電流
経路を制御するためのトランジスタなどのスイッチ回路
が必要である。

【００２５】また、複数の二次電池に対して順番に充電
を行うため、全ての二次電池を充電するのに必要な充電
時間は二次電池の個数倍になり、充電時間が増加してし
まう。例えば、１個のリチウム・イオン（Ｌｉ＋）二次
電池を１．０Ｃの電流で充電する場合は約２．０〜２．
５時間必要であり、２個の二次電池を充電する場合は２
倍の時間、すなわち約４．０〜５．０時間が必要であっ
た。

【００２６】また、特開平６−３０３７２９号では、充
電電流が所定値以下になるまで複数の電池を切り換えな
がら個々に充電を行なった後、全ての電池の充電量が所
定値になっとところで全ての電池に対して並列に充電を
行ない、その並列充電の開始から所定時間経過したとき
を充電完了としている。このため、前記の充電の場合と
同様、個々に充電する際に、充電対象となる電池を選択
して主充電器から充電対象となる電池への電流経路を制
御するためのトランジスタなどのスイッチ回路が必要で
ある。

【００２７】さらに、複数の電池に対する並列充電時に
充電装置から電池が外され、充電量が少ない他の電池が
装着された場合、並列充電開始時から所定時間経過後を
充電完了としているため、新たに装着された電池が完全
充電する前に、全電池への充電完了となってしまう。従
って、該電池を使用した装置の稼働時間が短くなる場合
が生じる。

【００２８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、単一の充電器を使って複数の二次電池を充電
する際の充電時間の短縮を実現する充電装置の提供、ハ
ードウェアを削減して簡単な回路で複数の二次電池に対
して充電を行なう充電装置の提供、複数の二次電池への
満充電を確実に行なう充電装置の提供、複数の二次電池
に対する充電を効率的に行なう充電装置の提供を目的と
する。さらに、上記充電装置を用いて充電された二次電
池を電源として稼働させる際に、稼働時間を延長させた
情報処理装置の提供を目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の第１の原
理図である。図１において、１は充電装置である。２
ａ，２ｂは逆流阻止手段であり、充電対象となる複数の
電池１０１，１０２の各々に対応して設けられ、並列接
続されたものである。

【００３０】３は充電電流供給手段であり、前記複数の
逆流阻止手段２ａ，２ｂを介して前記複数の電池１０
１，１０２に充電電流を供給するものである。また、後
述の充電電流検出手段４により検出される各充電電流値
が所定値以下になったことを検出して充電電流の供給を
止めるものである。４は充電電流検出手段であり、前記
複数の電池１０１，１０２に供給される各充電電流値を
検出するものである。

【００３１】また、前記各電池１０１，１０２をリチウ
ム・イオン電池とする。さらに、前記各逆流阻止手段２
ａ，２ｂをダイオードとする。１０は情報処理装置であ
り、上記の充電装置１を内蔵し、該充電装置１により充
電された前記複数の電池の各々から並列出力される放電
電流を電源とするものである。

【００３２】図２は本発明の第２の原理図である。図２
において、１は充電装置である。１０１は充電可能な装
置内蔵の電池、いわゆる二次電池である。また、１０２
Ａ，１０２Ｎは逆流阻止手段を有する充電可能な電池
（二次電池）であり、ユーザの必要に応じて装着可能な
増設電池である。この逆流阻止手段を有する電池１０２
Ａ，１０２Ｎは並列接続され、装置の１つの端子に対し
て並列接続される。

【００３３】２ａは逆流阻止手段であり、充電対象とな
る電池１０１に対応して設けられたものである。３は充
電電流供給手段であり、前記逆流阻止手段２ａを介して
前記電池１０１に，電池１０２Ａ，１０２Ｎへは１つの
端子を介して並列に充電電流を供給するものである。ま
た、後述の充電電流検出手段４により検出される各充電
電流値が所定値以下になったことを検出して充電電流の
供給を止めるものである。

【００３４】４は充電電流検出手段であり、前記電池１
０１への充電電流値と、電池１０２Ａと１０２Ｎに供給
される各充電電流値を検出するものである。図３は本発
明の第３の原理図である。図３において、１は充電装置
である。３は充電電流供給手段であり、前記複数の逆流
阻止手段２ａ，２ｂを介して前記複数の電池１０１，１
０２に充電電流を供給するものである。

【００３５】５ａ，５ｂはスイッチング手段であり、複
数の電池１０１，１０２の各々に対応して設けられ、並
列接続されたものである。６は比較手段であり、前記複
数の電池１０１，１０２間の電池電圧を比較するもので
ある。７は制御手段であり、前記比較手段６による比較
結果に基づき、電池電圧が低い電池に対応するスイッチ
ング手段をオフさせるものである。

【００３６】

【作用】第１の発明では、複数の電池１０１，１０２の
各々に対する逆流阻止手段２ａ，２ｂを並列に接続し、
充電電流供給手段３は該逆流阻止手段２ａ，２ｂを介し
て充電電流を供給し、各々の電池に供給されている充電
電流値を検出するようにしている。

【００３７】このような各電池対応に逆流阻止手段２
ａ，２ｂを設けることによって各電池は分離され、電池
の残量に差があって電池電圧が不均衡状態であっても、
残量の多い電池から残量の少ない電池に電流が流れるこ
とがなくなり、複数の電池を並列充電することが可能と
なる。そして、各充電電流値が所定値以下になったと
き、充電電流供給手段３は充電電流の供給を停止するよ
うにしている。

【００３８】このような本発明の構成により、電池を製
造したメーカの違いなどから電池の充電完了と判断する
充電電流値が異なる場合が生じても、充電完了と判断す
る充電電流値を個々の電池対応に設定しておけば、過充
電を起こすようなことなく確実に充電完了を検出するこ
とができる。上記の電池をリチウム・イオン電池とす
る。このリチウム・イオン電池は充電していると所定電
池電圧値以後一定値となると共に、充電電流値が減少す
るという特性がある。

【００３９】この特性を利用し、各リチウム・イオン電
池への充電電流値が所定値以下になったことを検出して
充電完了とする。また、電池への充電電流の逆流阻止手
段２ａ，２ｂとして、ダイオードを使用しているため、
充電電流の逆流を阻止するための複雑な回路および特別
な制御を必要としない。

【００４０】第２の発明では、充電対象となる複数の増
設電池１０２Ａ，１０２Ｎの各々に逆流阻止手段を内蔵
させ、該増設電池の逆流阻止手段を１つの端子に対して
並列に接続させるようにしている。そして、充電供給手
段３は内蔵の電池に対応する逆流阻止手段２ａと、前記
端子に対して充電電流を供給する。

【００４１】充電電流検出手段４は内蔵電池へ供給され
る充電電流値と前記端子に供給される充電電流値を検出
し、充電供給手段３は充電電流検出手段４によって検出
された各充電電流値が所定値以下になったことを検出し
て充電電流の供給を止める。このように、ユーザによっ
て増設装着される複数の増設電池１０２Ａ，１０２Ｎへ
の充電電流を個々に検出するのではなく、該増設電池１
０２Ａ，１０２Ｎがそれぞれ有する逆流阻止手段が接続
される１つの端子に対する充電電流のみを検出するた
め、各増設電池への充電電流を検出するための回路およ
びその制御信号を削減することができる。

【００４２】第３の発明においては、複数の電池１０
１，１０２の各々に対するスイッチング手段５ａ，５ｂ
を並列に接続し、充電供給手段３ａによって充電された
電池１０１および１０２の放電電流を使用して情報処理
装置を稼働させる際に、比較手段６が該電池１０１と電
池１０２の電池電圧を比較し、例えば、電池１０１の電
池電圧が電池１０２の電池電圧より所定値以下の場合、
制御手段７は該電池１０１に対応するスイッチング手段
５ａをオフして、スイッチング手段５ａとスイッチング
手段５ｂの並列接続を切り離すようにしている。

【００４３】このように、電池電圧の低い電池が接続さ
れるスイッチング手段を切り離すことにより、該スイッ
チング手段に対して電池電圧の高い電池からの電流の流
入を防止することができる。

【００４４】

【実施例】図４は本発明の第１の実施例を示す図であ
る。図４の構成において、従来技術の図１０と同構成に
は同参照番号を付与してある。図４において、二次電池
１０１，１０２は、各々直列接続の複数の電池セルで構
成される充電可能な電池であり、リチウム・イオン二次
電池である。この二次電池は携帯型電子機器などの情報
処理装置に内蔵のものでもいいし、装置に着脱可能なも
のでもよい。また、この二次電池は電池セルを複数個直
列に接続したものを１つの筐体内に収納した、いわゆる
電池パックである。この二次電池１０１，１０２が図１
の複数の二次電池に対応する。

【００４５】ＤＣコネクタ１０３は、図示しないＡＣア
ダプタ等により商用電源などの外部電源で装置を稼働す
るとき、あるいは、ＡＣアダプタ等の外部電源で二次電
池１０１，１０２を充電するときに、外部からの電源供
給を受け取るためのコネクタである。ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ１０４は、ＤＣコネクタ１０３経由で供給される外
部電源または二次電池１０１，１０２からの電力供給を
受けて、装置が必要とする電圧を作成するために電圧変
換を行なうものである。

【００４６】電圧比較器１０５はＤＣコネクタ１０３を
経由して外部から電力が供給されていることを検出する
ものであり、ＤＣコネクタ１０３の電圧と電圧比較用の
基準電圧ｅ１とを比較し、ＤＣコネクタ１０３の電圧が
基準電圧ｅ１より高いときハイレベルを出力して後述の
充電制御部１１にＤＣコネクタ１０３から電力が供給さ
れていることを通知する。また、ＤＣコネクタ１０３の
電圧が基準電圧ｅ１より低いときローレベルを出力して
充電制御部１１にＤＣコネクタ１０３から電力が供給さ
れていないことを通知する。

【００４７】ダイオードＤ１，Ｄ２およびＤ３は、ＤＣ
コネクタ１０３にＡＣアダプタは接続されているがＡＣ
電源が供給されていない等の理由により、ＡＣアダプタ
が非動作状態にあるときに二次電池１０１または１０２
から電力が外部に流出するのを防止するための逆流阻止
用保護ダイオードである。また、ダイオードＤ４および
Ｄ５は、外部より電力が供給されていないときに、ＤＣ
／ＤＣコンバータ１０４に二次電池１０１または１０２
からの電力を供給するとともに、ＤＣコネクタ１０３経
由で外部より電力が供給されているときに、その電圧が
二次電池１０１，１０２に印加されるのを防止するため
の保護ダイオードである。このダイオードＤ２，Ｄ３が
図１の逆流阻止手段２ａ，２ｂに相当する。

【００４８】抵抗Ｒ１，Ｒ２は充電電流を測定するため
のセンス抵抗であり、抵抗Ｒ１が二次電池１０１用，抵
抗Ｒ２が二次電池１０２用である。また、電流測定回路
１３，１４は各々センス抵抗Ｒ１，Ｒ２の両端の電圧を
測定して、充電時には二次電池１０１，１０２への充電
電流値、放電時には二次電池１０１，１０２の放電電流
値を測定するものであり、その測定値を充電制御部１１
へ通知する。電流測定回路１３，１４は同構成である。

【００４９】図５に電流測定回路１３，１４の構成を示
す。抵抗Ｒが電流測定対象となる抵抗であり、図２の抵
抗１や抵抗２である。図５に示すように、抵抗ＲａとＲ
ｂによって分圧された電圧が演算増幅器ＣＭＰ１の正極
側端子に入力されるよう接続され、抵抗ＲｃとＲｄによ
って分圧された電圧が演算増幅器ＣＭＰ２の正極側端子
に入力されるよう接続されている。また、演算増幅器Ｃ
ＭＰ１の出力は抵抗Ｒｆを介して演算増幅器ＣＭＰ１の
負極側端子に入力されるよう接続され、演算増幅器ＣＭ
Ｐ２の出力は抵抗Ｒｇを介して演算増幅器ＣＭＰ２の負
極側端子に入力されるよう接続されており、それぞれが
差動増幅器を構成している。

【００５０】上記演算増幅器ＣＭＰ１からの出力は抵抗
Ｒｈを介して演算増幅器ＣＭＰ３の正極側端子に入力さ
れるよう接続され、また、演算増幅器ＣＭＰ２の出力は
抵抗Ｒｉを介して演算増幅器ＣＭＰ３の負極側端子に入
力されるよう接続されている。また、演算増幅器ＣＭＰ
３の出力も抵抗Ｒｊを介して演算増幅器ＣＭＰ３の負極
側端子に入力されるよう接続されており、差動増幅器を
構成している。

【００５１】この演算増幅器ＣＭＰ３から出力される電
圧値Ｖが、抵抗Ｒを流れる電流Ｉによって生じた電圧降
下に応じた値となるため、電流値ＩはＩ＝電圧Ｖ÷（抵
抗Ｒ×これらの回路による増幅値）で求まる。上記式に
よる電流値Ｉの算出は、電流測定回路から出力される電
圧値を用いて充電制御部１１によって行なわれる。

【００５２】充電制御部１１は二次電池１０１，１０２
への充電制御を行なうための制御部であり、前記電流測
定回路１３，１４による充電電流の測定値に基づき、後
述する充電器１２へ二次電池１０１，１０２への充電の
開始（ｏｎ），停止（ｏｆｆ）を指示する。前記の抵抗
Ｒ１，Ｒ２と電流測定回路１３，１４および該電流測定
回路１３，１４の出力から充電電流を算出する充電制御
部１１が図１の充電電流検出手段４に相当する。

【００５３】充電器１２はＤＣコネクタ１０３経由で外
部から電力が供給されているとき、二次電池１０１，１
０２を充電するのに必要な電力を作成するための定電流
電源である。充電器１２は充電制御部１１によるｏｎ／
ｏｆｆの指示に従って充電用電力の制御を行い、ｏｎが
指示されているとき充電動作を開始して充電用電力を発
生させる。また、ＤＣコネクタ１０３に電力が供給され
ていないか、または充電制御部１１からｏｆｆが指示さ
れているとき、充電器１２は停止状態となり充電用電力
を発生しない。この充電器１２が図１の充電電流供給手
段３に相当し、充電電流検出手段４である充電制御部１
１による充電制御指示に応じて、充電用電力の作成，停
止を行なう。

【００５４】図６に充電器１２の構成を示す。図６にお
いて、メイントランジスタＴＲ１は、制御部１Ａの制御
によりスイッチング動作をするものでありＰ型ＭＯＳＦ
ＥＴである。チョークコイルＬは、メイントランジスタ
ＴＲ１がオンの期間にエネルギーを貯え、オフの期間に
放出してメイントランジスタＴＲ１により生成される断
続電流を平滑するものである。

【００５５】平滑用コンデンサＣは、メイントランジス
タＴＲ１の出力を平滑するものである。フライホイール
ダイオードＤは、メイントランジスタＴＲ１がオンの期
間にチョークコイルＬに蓄積されたエネルギーをメイン
トランジスタＴＲ１のオフの期間にＬ−Ｃ−Ｄのフライ
バック回路に右廻りの電流を流し、二次電池に電力が供
給されるようにするものである。

【００５６】抵抗ＲＡ，ＲＢは抵抗ＲＥの電流流入側の
電圧を分圧するものであり、抵抗ＲＣ，ＲＤは抵抗ＲＥ
の電流流出側の電圧を分圧するものである。制御部１Ａ
はＤＣコネクタ１０３からの電源供給を受け、さらに入
力端子Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３からの入力を受け、メイントラ
ンジスタＴＲ１の制御を行なうものである。また、図示
しない充電制御部１１からの充電開始指示に応じて充電
用電力を作成し、充電停止指示に応じて充電用電力の作
成を停止するものである。

【００５７】制御部１Ａの電源端子およびメイントラン
ジスタＴＲ１のソースに、ＤＣコネクタ１０３からの電
力が供給されるよう接続されている。また、メイントラ
ンジスタＴＲ１のドレインは、逆方向接続されたフライ
ホイールダイオードＤを介して接地され、かつチョーク
コイルＬを介して平滑用コンデンサＣおよび抵抗ＲＡ、
ＲＣの一方の端子と抵抗ＲＥに接続される。さらに、コ
レクタには、制御部１Ａからの制御出力が接続される。

【００５８】抵抗ＲＡの他方の端子は抵抗ＲＢを介して
接地され、かつ制御部１Ａの入力端子Ｉ１に接続され
る。同様に、抵抗ＲＣの他方の端子は抵抗ＲＤを介して
接地され、かつ制御部１Ａの入力端子Ｉ２およびＩ３に
接続される。制御部１Ａは、入力端子Ｉ１と入力端子Ｉ
２に入力される入力電圧を比較して電位差から抵抗ＲＥ
の降下電圧を検出し、抵抗ＲＥに流れる電流を測定す
る。

【００５９】測定値が予め定められた規定値より大きけ
れば、メイントランジスタＴＲ１ををオフにし，規定値
より小さければオンとして充電電流の安定化を図る。ま
た、入力端子Ｉ３に入力される抵抗ＲＣとＲＤの分圧電
圧により充電電圧を検出し、充電電圧が規定値より低い
場合にはメイントランジスタＴＲ１をオンとする制御電
圧をメイントランジスタＴＲ１のコレクタに出力し、規
定値より高い場合にはメイントランジスタＴＲ１をオフ
とする制御電圧を出力する。

【００６０】この制御部１Ａによる制御によりメイント
ランジスタＴＲ１がオンの期間に流れる電流はチョーク
コイルＬに蓄積され、メイントランジスタＴＲ１がオフ
の期間にＬ−Ｃ−Ｄのフライバック回路に右廻りの電流
が流れ，その時発生する電圧が二次電池に印加される。
このように、メイントランジスタＴＲ１を制御して充電
電流、出力電圧を安定化する。

【００６１】次に、図２の構成による二次電池１０１，
１０２への充電動作について説明する。電圧比較部１０
５は、ＤＣコネクタ１０３経由で供給される外部からの
電圧と基準電圧ｅ１とを比較して、その結果を充電制御
部１１に出力する。充電制御部１１は電圧比較部１０５
からの出力により外部から電力が供給されていることを
検出すると、充電器１２に対して充電開始の指示を出力
する。

【００６２】充電の開始を指示された充電器１２は、Ｄ
Ｃコネクタ１０３経由で供給される外部電力により充電
電流を作成し、ダイオードＤ２，Ｄ３を介して二次電池
１０１，１０２に作成した充電電流を供給する。電流測
定回路１３，１４は各二次電池１０１，１０２への充電
電流を測定し、測定値を充電制御部１１に出力する。

【００６３】充電制御部１１は電流測定値１３，１４か
らの測定値が予め定められた規定値以下になった場合、
充電器１２に対して充電停止の指示を出力する。充電器
１２は充電制御部１１からの充電停止指示に応じて、充
電電流の作成を停止して充電を完了する。さらに、図７
を用いて充電器１２による充電での二次電池の電圧と充
電電流について説明する。

【００６４】図７はリチウム・イオン（Ｌｉ＋）二次電
池を本発明の充電装置を用いて充電したときの電池の電
圧と充電電流の関係を示すものである。図７において、
実線は二次電池（電池パック）が１個の場合の充電特性
を示すものであり、破線は２個の場合の充電特性を示す
ものである。また、グラフの横軸は充電時間を示し、縦
軸の上段は充電時の電池電圧を、下段は充電電流値を示
している。

【００６５】二次電池の電池電圧が２．５Ｖのときを空
とし、図７はこの空の状態から二次電池への充電を開始
するものである。まず、二次電池が１個の際の充電につ
いて説明する。充電開始時の二次電池の電圧が２．５Ｖ
で、１．０Ｃ（容量１２８０ｍＡＨの電池を１３００ｍ
Ａで充電）で充電し始めると、充電開始から最初の２４
分間は１３００ｍＡの電流で充電され、それに連れて電
池電圧も上昇していく。この領域を定電流充電領域と称
する。

【００６６】充電を続けていると、電池電圧が４．２Ｖ
に達した時点で、電池電圧が４．２Ｖのまま充電電流が
徐々に低下し、その後１８分程経過すると充電電流値は
０．５Ｃ（容量１２８０ｍＡＨの電池を６５０ｍＡで充
電）まで低下する。この領域を定電圧充電領域と称す
る。更に充電を続けていると、電池電圧が４．２Ｖのま
ま充電電流値は低下し続け、更に約１時間１８分程で１
００ｍＡまで充電電流が低下する。

【００６７】リチウム・イオン二次電池は、定電圧定電
流で充電を行い、充電電流値が１００ｍＡ以下になった
ときを充電完了状態としているため、この時点で充電が
完了することになる。従って、リチウム・イオン二次電
池１個のときの充電に要する総時間は、定電流充電領域
での充電時間２４分と定電圧充電領域での充電時間１８
分および１時間１８分との合計時間である約２時間とな
る。

【００６８】次に、２個の二次電池の並列充電について
説明する。図は２個の二次電池がいずれも空の状態から
充電を行なった場合を示すものである。充電器１０７
は、充電する二次電池の個数に関わらず１３００ｍＡの
充電電流で充電を行なう。

【００６９】二次電池１０１および１０２の両方とも空
の場合の電池電圧は平衡しているため、各二次電池への
充電電流値は１３００ｍＡの半分となり、０．５Ｃ（容
量１２８０ｍＡＨの電池を６５０ｍＡで充電）で充電を
開始することになる。充電を開始すると、充電開始から
１時間８分は６５０ｍＡの電流で充電が行なわれ、それ
に連れて電池電圧も上昇していく。（定電流充電領域） 充電を続けていると、電池電圧が４．２Ｖに達した時点
で、電池電圧は４．２Ｖのまま充電電流が徐々に低下す
る。

【００７０】更に充電を続けていると、充電電流値は低
下し続け、約１時間１８分程で１００ｍＡまで充電電流
が低下する。前述のように、リチウム・イオン二次電池
は、充電電流値が１００ｍＡ以下になったときを充電完
了状態としているため、この状態で充電が完了すること
になる。

【００７１】従って、二次電池２個のときの充電に要す
る総時間は、定電流充電領域での充電時間１時間８分と
定電圧充電領域での充電時間１時間１８分との合計時間
である約２時間２６分となる。前記説明した充電制御に
おいて、充電時間を短くするために充電電流値を大きく
して、例えば１．３Ｃ（容量１２８０ｍＡＨの電池を１
７００ｍＡＨで充電）の電流で充電すると、定電流充電
領域での充電時間は約１４分間であり、その後は定電圧
充電領域に入る。その定電圧充電領域での充電時間は前
記１．０Ｃでの充電時間と同じであるため、定電流充電
領域での充電時間が２４分から１４分に減るのみで、総
充電時間でみると前記約２時間の充電時間が約１時間５
０分に短くなるだけであり殆ど変わらない。

【００７２】以上、本発明により、２つのリチウム・イ
オン二次電池パック１０１，１０２をダイオードＤ１，
Ｄ２を介して並列接続し、同時に並列充電を行なうこと
により、従来は約４時間かかった充電時間を約２時間２
６分に削減することができる。また、本発明は前記第１
の実施例のように、電池パックが２個の場合に限定され
るものではなく、２個以上の電池パックに対しても本発
明を適用可能であり、第１の実施例と同様に充電対象と
なる電池パックの個数分のダイオードを並列接続し、同
時に並列充電を行なえばよい。ちなみに、３個のリチウ
ム・イオン二次電池パックを前記第１の実施例と同様に
ダイオードを介して並列接続し、同時に並列充電を行な
った場合の充電時間は約３時間１２分であり、４個の電
池パックを充電するのに要する時間は、従来が８時間
（２時間×４個＝８時間）であったのが、本発明を適用
すると半分の約４時間で全ての電池パックを充電でき
る。

【００７３】これは、充電器側は１３００ｍＡでの充電
能力があるのに対し、電池パックに１３００ｍＡで充電
が行なわれるのは、前記２個の電池パックを充電する場
合は全充電時間２時間２６分の内の僅かに２４分間でし
かない。さらに、全充電時間２時間２６分の内の１時間
１８分については６５０ｍＡ以下の電流で充電されてい
ることとなる。つまり、前記充電時間２時間の内の１時
間１８分については２個の電池パックを同時に充電でき
る能力を充電器が持っているため、この時間については
同時に充電を行なっても充電時間に影響を与えないため
である。

【００７４】次に、本発明の第２の実施例を説明する。
図８は、本発明の第２の実施例を示す図であり、前記第
１の実施例と同様の構成には、図２と同様の参照番号を
付与してある。図８において、二次電池１１１，１１
２，１１３は、各々直列接続の複数の電池セルで構成さ
れる充電可能な電池である。この電池は前記第１の実施
例と同様の電池パックであり、二次電池１１１は装置に
内蔵、二次電池１１２，１１３は装置の稼働時間の延長
を目的としてユーザが必要に応じて増設装着したもので
ある。

【００７５】ＤＣコネクタ１０３は、図示しないＡＣア
ダプタ等により商用電源などの外部電源で装置を稼働す
るとき、あるいは、ＡＣアダプタ等の外部電源で装置内
蔵の二次電池１０１，１０２を充電するときに、外部か
らの電源供給を受け取るためのコネクタである。ＤＣ／
ＤＣコンバータ１０４は、ＤＣコネクタ１０３経由で供
給される外部電源または二次電池１０１または１０２か
らの電力供給を受けて、装置が必要とする電圧を作成す
るために電圧変換を行なうものである。

【００７６】電圧比較器１０５はＤＣコネクタ１０３を
経由して外部から電力が供給されていることを検出する
ものであり、ＤＣコネクタ１０３の電圧と電圧比較用の
基準電圧ｅ１とを比較し、ＤＣコネクタ１０３の電圧が
基準電圧ｅ１より高いときハイレベルを出力して後述す
る充電制御部１１にＤＣコネクタ１０３から電力が供給
されていることを通知する。また、ＤＣコネクタ１０３
の電圧が基準電圧ｅ１より低いときローレベルを出力し
て充電制御部１２にＤＣコネクタ１０３から電力が供給
されていないことを通知する。

【００７７】ダイオードＤ１，Ｄ７は、ＤＣコネクタ１
０３にＡＣアダプタは接続されているがＡＣ電源が供給
されていない等の理由により、ＡＣアダプタが非動作状
態にあるときに二次電池１１１，１１２，１１３からの
電力が外部に流出するのを防止するための逆流阻止用保
護ダイオードである。また、ダイオードＤ６は、外部よ
り電力が供給されていないときに、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ１０４に二次電池１１１からの電力を供給するととも
に、ＤＣコネクタ１０３経由で外部より電力が供給され
ているときに、その電圧が内蔵二次電池１１１に印加さ
れるのを防止するための保護ダイオードである。

【００７８】また、増設用の二次電池である１１２，１
１３には、各二次電池の充電端子側にダイオードＤ８が
接続されている。このダイオードＤ８は、ＡＣアダプタ
がＤＣコネクタ１０３に接続されているが、ＡＣ電源が
供給されていない等の理由によりＤＣコネクタ１０３に
電力が供給されていない場合に、増設二次電池１１２，
１１３から電力が外部に流出するのを防止するための逆
流阻止用保護ダイオードである。同様に、各二次電池の
放電端子側にはダイオードＤ９が接続されている。この
ダイオードＤ９は、外部より電力が供給されていないと
き、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０４に二次電池１１２，１
１３からの電力を供給すると共に、外部から電力が供給
されているとき、その電力が二次電池１１２，１１３に
印加されるのを防止するための保護ダイオードである。

【００７９】抵抗Ｒ３は内蔵の二次電池１１１への充電
電流および該二次電池１１１からの放電電流を測定する
ためのセンス抵抗である。抵抗Ｒ４は増設の二次電池１
１２，１１３への充電電流を測定するためのセンス抵抗
である。また、抵抗Ｒ５は増設の二次電池１１２，１１
３からの放電電流を測定するためのセンス抵抗である。

【００８０】電流測定回路１５は抵抗Ｒ３の両端の電圧
を測定して、充電時には二次電池１１１への充電電流
値、放電時には二次電池１１１からの放電電流値を測定
するものであり、その測定値を充電制御部１１へ通知す
る。この電流測定回路１５の構成は、図５に示したもの
と同様である。また、電流測定回路１６は抵抗Ｒ４の両
端の電圧を測定して二次電池１１２，１１３への充電電
流値を測定し、抵抗Ｒ５の両端の電圧を測定して二次電
池１１２，１１３の放電電流値を測定するものである。
この電流測定回路１６は、図５に示した構成の回路を抵
抗Ｒ４測定用と抵抗Ｒ５測定用の２つを有する。

【００８１】充電制御部１１は二次電池１０１，１０２
への充電制御を行なうための制御部であり、後述する充
電器１０７へ二次電池１０１，１０２への充電の開始
（ｏｎ），停止（ｏｆｆ）を指示する。また、充電電流
値または放電電流値が通知された充電制御部１１はその
電流値から二次電池１０１，１０２の残量を求め、図示
しない表示部にその残量を表示するよう制御する。

【００８２】充電器１２はＤＣコネクタ１０３経由で外
部から電力が供給されているとき、二次電池１１１，１
１２，１１３を充電するのに必要な電力を作成するため
の定電流電源である。充電器１２は充電制御部１１によ
るｏｎ／ｏｆｆの指示に従って充電用電力の制御を行
い、ｏｎが指示されているとき充電動作を開始して充電
用電力を発生させる。また、ＤＣコネクタ１０３に電力
が供給されていないか、または充電制御部１１からｏｆ
ｆが指示されているとき、充電器１２は停止状態となり
充電用電力を発生しない。

【００８３】この充電器１２の動作は図６の説明と同様
なので省略する。このような構成による二次電池１１
１，１１２，１１３への充電動作について、図８を使用
して説明を行なう。電圧比較部１０５は、ＤＣコネクタ
１０３経由で供給される外部からの電圧と基準電圧ｅ１
とを比較して、その結果を充電制御部１１に出力する。

【００８４】充電制御部１１は電圧比較部１０５からの
出力により外部から電力が供給されていることを検出す
ると、充電器１２に対して充電開始の指示を出力する。
充電の開始を指示された充電器１２は、ＤＣコネクタ１
０３経由で供給される外部電力により充電電流を作成
し、ダイオードＤ７を介して内蔵の二次電池１１１に作
成した充電電流を供給し、ダイオードＤ８を介して増設
の二次電池１１２，１１３に充電電流を供給する。

【００８５】電流測定回路１５は二次電池１１１への充
電電流を測定し、電流測定回路１６は二次電池１１２，
１１３への充電電流を測定し、それぞれ測定値を充電制
御部１１に出力する。充電制御部１１は電流測定値１
５，１６からの測定値が予め定められた規定値以下にな
った場合、充電器１２に対して充電停止の指示を出力す
る。充電器１２は充電制御部１１からの充電停止指示に
応じて、充電電流の作成を停止して充電を完了する。

【００８６】本構成において、充電制御部１１は前述と
同様の制御により二次電池１１１，１１２，１１３への
充電を行なう。しかし、電流測定回路１６が２個の二次
電池１１２，１１３への充電電流を測定しているため、
充電制御部１１は内蔵の二次電池１１１への充電完了と
判定される充電電流値の２倍以下（例えば、前述のよう
に、１００ｍＡ以下の充電電流値で充電完了とする場
合、２００ｍＡ以下）を規定値として充電制御を行な
う。

【００８７】また、二次電池１１１，１１２，１１３を
使用して装置を稼働させている場合、抵抗Ｒ３による降
下電圧を電流測定回路１５によって測定することにより
二次電池１１１の放電電流が測定され、抵抗Ｒ５による
降下電圧を電流測定回路１６によって測定することによ
り二次電池１１２，１１３の合計放電電流が測定され
る。

【００８８】充電制御部１１は、上記測定された各放電
電流値を受けて、二次電池１１１の残量と二次電池１１
２，１１３の合成残量を算出し、図示しない表示部にそ
の算出した残量を表示させるよう制御する。このよう
に、増設二次電池１１２，１１３内の充電端子側に逆流
阻止用保護ダイオードＤ８、放電端子側に充電防止用の
保護ダイオードＤ９を設けることで、増設電池１１２，
１１３を装置１０の充電用端子対して直接並列した場
合、第１の実施例で示した接続構成と同様となる。この
ような接続構成をとることで、内蔵電池１１１，増設電
池１１２，１１３の全てがダイオードを介して並列接続
となるため、第１の実施例と同様の制御で充電が可能と
なる。

【００８９】次に、第３の実施例について説明する。図
９は、第３の実施例を示す図である。図９において、二
次電池２１１，２１２は、各々直列接続の複数の電池セ
ルで構成される充電可能な電池であり、リチウム・イオ
ン二次電池である。ＤＣコネクタ１０３は、図示しない
ＡＣアダプタ等により商用電源などの外部電源で装置を
稼働するとき、あるいは、ＡＣアダプタ等の外部電源で
二次電池２１１，２１２を充電するときに、外部からの
電源供給を受け取るためのコネクタである。

【００９０】ＤＣ／ＤＣコンバータ１０４は、ＤＣコネ
クタ１０３経由で供給される外部電源または二次電池２
１１，２１２からの電力供給を受けて、装置が必要とす
る電圧を作成するために電圧変換を行なうものである。
電圧比較器１０５はＤＣコネクタ１０３を経由して外部
から電力が供給されていることを検出するものであり、
ＤＣコネクタ１０３の電圧と電圧比較用の基準電圧ｅ１
と電圧比較器ＩＣ１によって比較し、ＤＣコネクタ１０
３の電圧が基準電圧ｅ１より高いときハイレベルを出力
する。また、ＤＣコネクタ１０３の電圧が基準電圧ｅ１
より低いときローレベルを出力する。否定回路ＮＯＴは
電圧比較器ＩＣ１の出力を反転するためのものである。

【００９１】ダイオードＤ１，Ｄａ，ＤｂはＤＣコネク
タ１０３にＡＣアダプタが接続されているが、ＡＣアダ
プタにＡＣ電源が供給されていない等の理由によりＡＣ
アダプタが非動作状態になるとき、二次電池２１１，２
１２から電力が外部に流出するのを防止するための逆流
阻止用保護ダイオードである。トランジスタＦＥＴ５，
ＦＥＴ６は各々、二次電池２１１，２１２の放電端子に
接続され、外部から電力が供給されていないとき、ＤＣ
−ＤＣコンバータ１０４に二次電池２１１，２１２から
の電力を供給すると共に、ＤＣコネクタ１０３を経由し
て電力が供給されているとき、その電力が二次電池２１
１，２１２に印加されるのを防止するための保護用のス
イッチ回路である。

【００９２】電圧比較器ＩＣ２は二次電池２１１と二次
電池２１２の電圧を比較するものであり、ｅ２は二次電
池２１１の電圧を二次電池２１２の電圧と比較する場合
の比較基準を規定するための基準電圧である。この電圧
比較器ＩＣ２は常に二次電池２１１と二次電池２１２の
電圧を比較し、二次電池２１１の電圧が二次電池２１２
の電圧よりも基準電圧ｅ２以上低いときにローレベルを
出力し、そうでないときにハイレベルを出力する。

【００９３】同様に、電圧比較器ＩＣ３も二次電池２１
２と二次電池２１１の電圧を比較するものであり、二次
電池２１２の電圧が二次電池２１１の電圧よりも基準電
圧ｅ２以上低いときにローレベルを出力し、そうでない
ときにハイレベルを出力する。否定論理積回路ＮＡＮＤ
１は電圧比較器ＩＣ２および否定回路ＮＯＴの双方がハ
イレベルを出力しているとき、ローレベルを出力してト
ランジスタＦＥＴ５をオンし、電圧比較器ＩＣ２，否定
回路ＮＯＴのいずれかがローレベルを出力していると
き、トランジスタＦＥＴ５をオフさせる。

【００９４】また、否定論理積回路ＮＡＮＤ２は否定回
路ＮＯＴ，電圧比較器ＩＣ３の双方がハイレベルを出力
しているとき、ローレベルを出力してトランジスタＦＥ
Ｔ６をオンし、否定回路ＮＯＴ，電圧比較器ＩＣ３のい
ずれかがローレベルを出力しているとき、トランジスタ
ＦＥＴ６をオフさせる。否定回路ＮＯＴがハイレベルを
出力するのは、電圧比較部１０５の電圧比較器ＩＣ１が
ローレベルを出力するときであり、それはＤＣコネクタ
１０３を経由して外部から電力が供給されていないとき
である。また、電圧比較器ＩＣ２がハイレベルを出力す
るのは二次電池２１１の電圧が二次電池２１２の電圧に
比して基準電圧値ｅ２より高いときであり、電圧比較器
ＩＣ３がハイレベルを出力するのは二次電池２１２の電
圧が二次電池２１１の電圧に比して基準電圧値ｅ２より
高いときである。

【００９５】従って、外部からＤＣコネクタ１０３を経
由して電力が供給されているときは、否定論理積回路Ｎ
ＡＮＤ１，ＮＡＮＤ２はそれぞれトランジスタＦＥＴ
５，ＦＥＴ６をオフして二次電池２１１および２１２に
外部電力が印加されるのを防止する。また、二次電池２
１１の電圧が二次電池２１２の電圧に比して基準電圧ｅ
２以上低いとき、否定論理積回路ＮＡＮＤ１はトランジ
スタＦＥＴ５をオフさせて二次電池２１１に二次電池２
１２からの放電電流が流入するのを防止し、それ以外の
ときにトランジスタ５をオンさせて二次電池２１１を放
電させる。

【００９６】同様に、二次電池２１２の電圧が二次電池
２１１の電圧に比して基準電圧ｅ２以上低いとき、否定
論理積回路ＮＡＮＤ２はトランジスタＦＥＴ６をオフさ
せて二次電池２１２に二次電池２１１からの放電電流が
流入するのを防止し、それ以外のときにトランジスタ６
をオンさせて二次電池２１２を放電させる。つまり、外
部から電力供給がなく、二次電池２１１，２１２の放電
によって装置を稼働する場合、トランジスタＦＥＴ５，
ＦＥＴ６を制御して電池電圧の低い二次電池へ放電電流
が流入するのを防止し、かつトランジスタを使用するこ
とにより電力損失を防止している。

【００９７】このような構成により、放電時に二次電池
からの逆流阻止手段による電力損失を軽減させることが
でき、充電された電池を使用して装置を稼働する際の稼
働時間を延長することが可能となる。図９では、二次電
池が２個の場合について説明したが、これに限定される
ものではなく、さらに多くの二次電池を使用した場合に
ついても本発明は適用できる。そのような場合には、各
二次電池間の電池電圧を比較した結果を更に比較し、最
終的に最も電池電圧が低い二次電池を並列接続から切り
離すようにすればよい。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
各電池対応に設けられた逆流阻止手段によって各電池は
分離され、電池の残量に差があって電池電圧が不均衡状
態であっても、残量の多い電池から残量の少ない電池に
電流が流れることがなくなり、複数の電池を並列充電す
ることが可能となり、電池への充電時間を短縮すること
ができる。また、この並列接続される逆流阻止手段とし
てダイオードを使用した簡単な回路のため、制御のため
の複雑な回路を設ける必要がなくハードウェアも削減で
きる。

【００９９】また、装置内蔵の電池と増設用電池を使用
する場合、増設用電池に上記逆流阻止手段を内蔵させ、
装置の１つの入力端子に複数の増設用電池からの放電電
流を入力させるように各増設用電池の逆流阻止手段を並
列に接続したため、その端子を介して電池へ充電させる
ための充電電流の測定は１つの電流測定回路で行なうこ
とができる。よって、各増設用電池毎に電流測定回路を
設ける必要がないため、ハードウェアおよびその制御信
号を削減することができる。

【０１００】そして、充電動作において、各充電電流値
が所定値以下になったとき、充電電流の供給を停止する
ようにしているので、電池を製造したメーカの違いなど
から電池の充電完了と判断する充電電流値が異なる場合
が生じても、充電完了と判断する充電電流値を個々の電
池対応に設定しておけば、過充電を起こすようなことな
く確実に充電完了を検出することができる。

【０１０１】さらに、充電された電池の並列出力を使用
して情報処理装置を稼働させる場合、電池電圧の低いも
のをトランジスタによって並列接続から切り離すこと
で、放電電流による電力損失を軽減させ、稼働時間を延
ばして効率的に情報処理装置を使用させることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の原理図である。

【図２】本発明の第２の原理図である。

【図３】本発明の第３の原理図である。

【図４】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図５】電流測定回路の構成を示す図である。

【図６】充電器の構成を示す図である。

【図７】充電器による充電での二次電池の電圧と充電電
流の関係を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図９】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図１０】従来の充電装置を示す図である。

【図１１】従来の他の充電装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 充電装置 １０１，１０２ 電池 １０２Ａ，１０２Ｎ 逆流阻止手段内蔵の増設電池 ２ａ，２ｂ 逆流阻止手段 ３ 充電電流供給手段 ４ 充電電流検出手段 ５ａ，５ｂ スイッチング手段 ６ 比較手段 ７ 制御手段 １０ 情報処理装置

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年２月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図５】

【図６】

【図４】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 信夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (72)発明者 鈴井 勤 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内 (72)発明者 小澤 秀清 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通 株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電可能な複数の電池を充電する充電装
   置において、 前記複数の電池対応に設けられ、並列接続された複数の
   逆流阻止手段と、 前記複数の逆流阻止手段を介して前記複数の電池に充電
   電流を供給する充電電流供給手段と、 前記複数の電池に供給される各充電電流値を検出する充
   電電流検出手段とを有し、 前記充電電流供給手段は、前記充電電流検出手段により
   検出される各充電電流値が所定値以下になったことを検
   出して充電電流の供給を停止することを特徴とする充電
   装置。
2. 【請求項２】 前記各電池はリチウム・イオン電池であ
   ることを特徴とすることを特徴とする前記請求項１記載
   の充電装置。
3. 【請求項３】 前記各逆流阻止手段はダイオードである
   ことを特徴とする前記請求項１または２記載の充電装
   置。
4. 【請求項４】 前記請求項１乃至３のいずれかに記載の
   充電装置を内蔵し、該充電装置により充電された前記複
   数の電池の各々から並列出力される放電電流を電源とす
   ることを特徴とする情報処理装置。
5. 【請求項５】 前記複数の電池は内蔵電池および各々逆
   流阻止手段を備えた複数の増設電池からなり、 増設電池からの放電電流を入力する１つの端子に対し
   て、該複数の増設電池の逆流阻止手段が並列接続されて
   いることを特徴とする前記請求項４記載の情報処理装
   置。
6. 【請求項６】 前記複数の電池に対応して設けられ、並
   列接続された複数のスイッチング手段と、 前記複数の電池間の電池電圧を比較する比較手段と、 前記比較手段による比較結果に基づき、電池電圧が低い
   電池に対応するスイッチング手段をオフさせる制御手段
   と、 を有することを特徴とする前記請求項４記載の情報処理
   装置。