JPH08505999A - 外部電源の種類を判定する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、外部電源の種類を判定し、外部電源の種類とバッテリ情報とに基づいて内部バッテリ１４の充電を修正する方法および装置を提供する。機器は、機器１０に電力と、内部バッテリ・チャージャにより規制されるバッテリの充電電流とを提供するために用いられる外部電力アダプタ１２を有する。機器１０内のマイクロコントローラ２０が、バッテリ１４に対する充電電流を規制する。マイクロコントローラ２０には、好ましくは、機器内部のプルアップ抵抗３２と外部電力アダプタ１２内のプルダウン抵抗３４とに接続されたＡ／Ｄ変換器２１が含まれる。プルアップ抵抗３２と外部電力アダプタ内のプルダウン抵抗とを含む抵抗分割ネットワークにより発生された電圧が、外部電力アダプタの種類を識別するために用いられる。外部電源内のプルダウン抵抗３４の値を変更して外部電源を識別することにより、装置内のマイクロコントローラ２０が、チャージャの種類とバッテリに関するその他の情報とに基づいてバッテリに用いる最適な充電の概要を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】 外部電源の種類を判定する方法および装置 発明の分野 本発明は、一般に電力アダプタに関し、さらに詳しくは、外部の電力アダプタ の種類を判定し、外部電力アダプタの種類に基づいて動作特性を修正する方法お よび装置に関する。 発明の背景 セルラ電話など、携帯用のバッテリにより電力が供給される機器においては、 バッテリ電力を節約するために、ユーザが家庭用電流または自動車の電源などの 一次電源から機器を作動することができるように外部電力の入力部が設けられる のが普通である。また、機器の内部または外部にあるユニットのバッテリ・パッ クを再充電するためのバッテリ・チャージャが機器内部にあることが望ましい。 機器とその内部のバッテリ・チャージャとは、機器が内部のバッテリを充電し、 あるいは機器に電力を供給するために必要とする適正な電圧および電流を供給す るために、機器の外部にある電源またはアダプタを必要とする。 さらに、外部電源には様々なものがある場合が多い。たとえば、バッテリを高 速で充電するには高電力の電源が提供されるが、低速でバッテリを充電するため には低価格の低電力の電源が設けられる。内部チャージャの動作は、どちらの外 部アダプタが接続されるかによって異なるので、機器はどのような種類の外部電 力アダプタがあるのかを検知しなければならない。 従って、機器に接続されている外部電力アダプタの種類を検出し、電力アダプ タおよびバッテリの種類の関数として装置の動作を修正する手段を提供する必要 がある。本発明は、あらゆる種類の外部電源でシステムの汎用性を高め、性能を 改善する。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による外部電力アダプタ種類を判定する装置のブロック図で ある。 第２図は、本発明による外部電力アダプタを有する携帯機器の動作を示す流れ 図である。 第３図は、本発明により外部電力アダプタの種類を判定する方法を示す流れ図 である。 第４図は、本発明による外部電力アダプタを有する携帯機器に電力を供給／充 電する方法を示す流れ図である。 好適な実施例の説明 本発明は、外部電力アダプタの種類を判定する方法および装置を提供する。第 １図は、一般に、機器に電力と、内部のバッテリ・チャージャにより規制される バッテリの充電電流とを提供するために用いられる外部電力アダプタを有する機 器を示す。機器内のマイクロコントローラがバッテリに対する充電電流を規制す る。マイクロコントローラは、好ましくは、機器内部にあるプルアップ抵抗と外 部電力アダプタ内のプルダウン抵抗とに接続されたＡ／Ｄ変換器を有する。電力 アダプタは、基本的には、規制された電源であり、ＡＣ線などの一次電源、また は自動車用の１２ＶＤＣ電源に接続される。 外部電力アダプタは、高速でバッテリを充電することのできる高電流高電力種 類のものでも、あるいは低速でしかバッテリを充電することのできない低電流種 類のものでもよい。外部電力アダプタ内のプルダウン抵抗の値を変更して外部電 力アダプタの種類を識別することにより、装置内のマイクロコントローラは、チ ャージャの種類とバッテリに関するその他の情報とに基づき、バッテリに用いる 最適な充電の概要を決定することができる。 第１図に示される要素をそれぞれ見ると、携帯機器１０は、線１３により電力 を供給される付属の外部電力アダプタ１２を有する。携帯機器１０には、携帯機 器の内部にあ ることも外部にあることもあるバッテリ１４も含まれる。例として、携帯機器１ ０は、送信機１６および受信機１８を有する携帯セルラ電話であるとする。しか し、外部電力を受け取るようになっていれば携帯用であろうと固定されたもので あろうと任意の他の機器も本発明の装置および方法を採用することができること を理解されたい。送信機１６は、アナログ−デジタル変換器２１を有するマイク ロコントローラ２０により制御される。携帯機器１０には、バッテリ・チャージ ャ２２も含まれる。送信機１６，受信機１８およびバッテリ・チャージャ２２は 、すべて外部アダプタ１２から線２４により電力が供給される。 一般に、バッテリ１４には、抵抗，サーミスタ，開回路，短絡回路などの検知 素子または補助的な検知機能を提供するその他の素子が含まれる。動作的には、 異なる種類のバッテリは、異なる「寿命末期」電圧特性と有効直列抵抗を示す。 同一の機器（すなわちセルラ携帯電話）に電力を提供するために異なる種類のバ ッテリを交換可能に用いることができるので、バッテリの種類を知っていること は、送信機出力電力または「低バッテリ」警告条件などの動作パラメータを設定 する際に機器にとって有用である。充電することのできる種類のバッテリは、異 なる速度で異なる条件で充電される。また、再充電不可能な種類のバッテリを再 充電しようとしてはならない。 すべてのバッテリ種類を受け入れるバッテリ・チャージャ を有する携帯電話は、理想的には、充電速度（充電電流）とバッテリ種類により 用いられる充電制御の種類を調整すべきである。充電されるバッテリ種類を自動 的に認識して、それに従ってその充電パラメータを調整することが機器に関して 知られている。出願人は、本件に参考文献として、本件の譲受人であるモトロー ラ社に譲渡された、Robert Ｍ．JohnsonおよびMichael Ｐ．Metrokaによる米国 特許第５，１６４，６５２号「Method and Apparatus for Determining Battery Type and Modifying Operating Characteristics」を本明細書に含める。米国 特許５，１６４，３５２号は、バッテリを用い、バッテリを充電する機器のため のバッテリ種類検出器を説明する。 第５．１６４，６５２号の特許は、さらに、検出されたバッテリ種類により機 器の動作特性を修正する方法も開示する。バッテリからマイクロコントローラ２ ０に結合されたバッテリ検知線２６と電圧検知線２８とが米国特許第５，１６４ ，６５２号によりバッテリの充電を最適化するために必要な情報を提供する。マ イクロコントローラ２０には、バッテリ種類に関する所定の情報が含まれ、充電 制御の速度および種類を設定して、充電可能なバッテリの最適な充電速度を提供 し、充電不可能なバッテリは充電しないようにする。マイクロプロセッサは、そ の内部メモリから、特定のバッテリ種類の充電特性を呼び出す。従来の電圧検出 法によりバッテリの端末電圧が検知され、マイクロプロセッ サ２０に入力されて、そこで記憶装置から呼び出されたバッテリ端末電圧充電特 性曲線と比較される。マイクロプロセッサおよび外部電力アダプタにより判断さ れたように、適切な量の電流がバッテリ端末に入ることが許される。 外部電力検知線３０は、外部電力アダプタ１２からマイクロコントローラ２０ で携帯機器１０に結合される。携帯機器１０には、外部電力検知線３０に結合さ れたプルアップ抵抗３２が含まれる。同様に、外部電力アダプタ１２には、これ も外部電力検知線３０に結合されたプルダウン抵抗３４（種類検出抵抗）が含ま れる。プルアップ抵抗３２とプルダウン抵抗３４とは、外部電力アダプタの種類 を識別する電圧を発生する分圧ネットワークを形成する。 好適な実施例においては、機器は種類検出抵抗を持たない古い電源と互換性を もつ。古い電源には、必要な電圧追跡回路がなく、あるいはあらゆる条件下で付 属のバッテリを充電するための充分な電圧を提供することができない。機器は、 種類検出抵抗がないことを認識することにより、古い電源が接続されていると判 断する。この場合、Ａ／Ｄ回路２１に対する入力は、プルアップ抵抗３２により ＋Ｖまで引き上げられ、そのためにマイクロコントローラは、外部アダプタ内に プルダウン抵抗３４がないことを検出することができる。これにより、マイクロ コントローラは、内部チヤージャを動作不能にして、古い電源の充電を阻止する 。 以下の表１には、機器に付属される可能性のある異なる外部電源をリストアッ プしている。一般に、チャージャの種類は第２列に列記されている。また、第３ 列に示されるように、外部アダプタは、試験モードにある機器に付属させること ができる。抵抗３４の好適な値を第４列に列記する。 表１には５つの異なる外部電力アダプタが列記されているが、本発明の範囲内 で任意の数のアダプタを用いることができる。 表２には、５つの外部電力アダプタを受け入れる機器のためのＡ／Ｄ変換の例 が示される。（１０Ｋの値を有する） 抵抗３２と（第２列に列記される値を有する）抵抗３４とにより発生される関連 の電圧値を第３列に示す。Ａ／Ｄ計数範囲と保護周波数帯が例として示されるが 、他の範囲や保護周波数帯を用いることもできる。あるいは、異なる数の入力機 器を採用して、異なる抵抗値，電圧，Ａ／Ｄ計数範囲および保護周波数帯を設定 することもできる。 好ましくは、外部電力アダプタの種類を判定するためにＡ／Ｄ変換器が採用さ れるが、本件に参考文献として含まれる米国特許第５，１６４，６５２号の第３ 図に示されるものと類似の論理回路を代わりに採用して、本発明の範囲内で外部 アダプタの種類を判定することもできる。 第２図では、本発明による外部電力アダプタを有する機器の動作を流れ図に示 す。ステップ５０で機器が作動され ると、ステップ５２で外部アダプタの存在が判定される。外部電力アダプタが存 在しない場合は、ステップ５３で機器にはバッテリにより電力が供給される。外 部電力アダプタが存在する場合は、ステップ５４でそのアダプタの種類が判定さ れる。外部バッテリの種類の判定方法は、第３図に関して詳細に説明され、第１ 図の装置により実行することができる。 外部電力アダプタが存在しても存在しなくても、それに関わらず、ステップ５ ６でバッテリの種類が判定される。これは、米国特許第５，１６４，６５２号に 説明される装置および方法により実行される。最後にステップ５８で、バッテリ （またはアダプタがある場合はアダプタ）により、電話に電力が供給されるか、 あるいは、アダプタがある場合はアダプタによって、バッテリの種類と機器に付 属する外部電力アダプタの種類とに基づき、バッテリが最適に充電される。すな わち、充電パラメータがバッテリの種類と、米国特許第５，１６４，６５２号に よるチヤージヤの能力とにより修正される。本発明による外部電力アダプタを有 する携帯機器に電力を供給／充電する方法は、第４図に関して詳細に説明する。 次に第３図では、本発明による外部電力アダプタの種類を判定する方法を流れ 図に示す。ステップ６２で、外部電力アダプタと携帯機器との間に分圧ネットワ ークが形成される。分圧ネットワークは、外部電力アダプタ内の第１抵 抗を携帯機器内の第２抵抗に、たとえば第１図の装置内に図示されるように結合 することにより本発明により設けることができる。ステップ６４で、分圧器によ り発生された電圧は、携帯機器内のマイクロコントローラまたはその他の制御回 路に送られる。好ましくは、ステップ６６で、この電圧がマイクロコントローラ 内のＡ／Ｄ変換器内でデジタルの等価値に変換される。デジタル変換値は、次に ステップ６８で、マイクロコントローラ内の電圧ルックアップ・テーブルと比較 され、外部電力アダプタの種類を判定する。アナログからデジタルへの変換が好 ましいが、代わりにアナログ信号をルックアップ・テーブル内の値と比較するこ ともできる。 図４では、本発明による外部電力アダプタを有する携帯機器に電力を供給／充 電する方法を流れ図に示す。ステップ７２で、外部電力アダプタがチャージャで ない場合は、外部電力アダプタはステップ７４で携帯機器に電力を供給するだけ である。アダプタがチャージャである場合は、ステップ７８で機器が使用中であ るか否かを電話が判定する。たとえば、携帯セルラ電話では、電話が「受話器が 外れた」状態であるか否かが判定される。機器が使用中の場合は、外部電力アダ プタはステップ７８で機器に電力を供給するだけである。しかし、機器が使用中 でない場合は、ステップ８０でチャージャが高速チャージャであるか、低速チャ ージャであるかを機器が判定する。これは、上記の装置 （第１図）および方法（第３図）により判定することができる。機器が使用中で はなく、高速チャージャでない場合は、外部アダプタがステップ８２でバッテリ に低速充電する。機器が使用中ではなく、高速チャージャである場合には、外部 アダプタがステップ８４でバッテリを高速充電する。しかし、電力アダプタは機 器に電力を供給しながらバッテリを充電することもできることを理解されたい。 まとめると、本発明は、外部電力アダプタの種類を判定し、好ましくは、外部 電力アダプタの種類とバッテリ情報とに基づいて内部バッテリの充電を修正する 方法および装置を提供する。機器は、機器に電力と、内部バッテリ・チャージャ により規制されるバッテリの充電電流とを提供するために用いられる外部電力ア ダプタを有する。電力アダプタは、基本的には、ＡＣ線または自動車用１２ＶＤ Ｃ電源に接続された被規制電源である。外部電力アダプタは、バッテリ・パック を高速充電することのできる高電流高電力の種類でも、あるいは、付属のバッテ リを低速充電することしかできない低電流種類でもよい。機器内のマイクロコン トローラが、バッテリの充電電流を規制する。マイクロコントローラには、好ま しくは、機器内部のプルアップ抵抗と外部電力アダプタ内のプルダウン抵抗とに 接続されたＡ／Ｄ変換器が含まれる。分圧ネットワークにより発生された電圧は 、外部電力アダプタの種類を識別するために用いられる。外部電力アダプタ内の プルダウン抵抗の値を変更 して外部電力アダプタを識別することにより、装置内のマイクロコントローラが 、チャージャの種類とバッテリに関するその他の情報とに基づいてバッテリに用 いる最適な充電の概要を決定する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ， ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，Ｔ Ｄ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ，Ａ Ｔ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，Ｌ Ｕ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ， ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ハダッド，ケネス・ロバート アメリカ合衆国イリノイ州アーリントン・ ハイツ、ウェスト・ジョージ・ストリート 912

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．機器に付属され、一次電源を受け取り、機器に電力を供給する外部電力ア ダプタを識別する装置であって： 第１抵抗および第２抵抗を有する抵抗ネットワークであって、前記第１抵抗は 前記外部電力アダプタ内に配置され、前記機器内に配置された前記第２抵抗に動 作可能に結合され、前記抵抗ネットワークが前記外部電力アダプタに関する検知 電圧を発生する抵抗ネットワーク；および 前記機器内に配置され前記検知電圧を受け取って前記外部電力アダプタを識別 する制御回路； によって構成されることを特徴とする外部電力アダプタ識別装置。 ２．前記機器に一体的に接続されたバッテリをさらに含む請求項１記載の外部 電力アダプタ識別装置。 ３．前記機器内に配置され、前記外部電力アダプタから電力を受け取って前記 バッテリを充電するバッテリ・チャージャをさらに含む請求項２記載の外部電力 アダプタ識別装置。 ４．前記バッテリのバッテリ種類を識別する信号を提供する、前記バッテリか らの検知線をさらに含む請求項３記載の外部電力アダプタ識別装置。 ５．前記制御回路が、前記外部電力アダプタ種類と前記バッテリ種類とに基づ いて、前記バッテリを充電するため に前記チャージャ回路を規制する請求項４記載の外部電力アダプタ識別装置。 ６．一次電源から電力を受け取る外部電力アダプタ； 前記外部電力アダプタから電力を受け取り被規制電圧を発生する携帯機器； 第１抵抗および第２抵抗を有する抵抗ネットワークであって、前記第１抵抗は 前記外部電力アダプタ内に配置され、前記携帯機器内に配置されて前記被規制電 圧に結合された前記第２抵抗に動作可能に結合され、前記抵抗ネットワークが前 記外部電力アダプタの種類を識別する検知電圧を発生する抵抗ネットワーク；お よび 前記携帯機器内に配置され、前記外部電力アダプタの前記種類を識別する前記 検知電圧を受け取るマイクロコントローラ； によって構成されることを特徴とする装置。 ７．前記携帯機器に一体的に接続されたバッテリをさらに含む請求項６記載の 装置。 ８．前記機器内に配置され、前記外部電力アダプタから電力を受け取って前記 バッテリを充電するチャージャ回路をさらに含む請求項７記載の外部電力アダプ タ識別装置。 ９．前記バッテリのバッテリ種類を識別する信号を提供する、前記バッテリか らの検知線をさらに含み、前記制御回路が、前記チャージャ種類と前記バッテリ 種類とに基づいて、前記バッテリを充電するために前記チャージャ回路 を規制する請求項８記載の外部電力アダプタ識別装置。 １０．機器に結合された外部電力アダプタを識別する方法であって： 外部電力アダプタ内に位置する第１抵抗素子を機器内に位置する第２抵抗素子 に結合して、抵抗分割ネットワークを形成する段階； 基準電圧に基づいて外部電力アダプタ検知電圧を発生する段階；および 外部電力アダプタ検知電圧により外部電力アダプタを識別する段階； によって構成されることを特徴とする方法。