JPH10145982A

JPH10145982A - 充電装置

Info

Publication number: JPH10145982A
Application number: JP8294081A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Inoue; 勝弘井上
Original assignee: K N TECHNOS KK
Current assignee: K N TECHNOS KK
Priority date: 1996-11-06
Filing date: 1996-11-06
Publication date: 1998-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】簡便にかつ急速に、ある程度の時間、電子機
器を動作可能にする程度まで、充電することができる充
電装置を提供する。【解決手段】ホルダに保持された携帯電話機の２次電
池に定電流充電回路１５３により充電するときに、２次
電池の端子電圧（Ｖ）とその端子電圧の時間変化（dV/d
t）を電圧計１５４と微分回路１５５でそれぞれ測定
し、その端子電圧と２次電池の充電電圧（Ｖ0）とを比
較するとともに、さらに、比較器１５７でその端子電圧
の時間変化（dV/dt）を閾値（ＴＨ）とを比較する。こ
れらの比較結果に従って、制御部１５１は定電流充電回
路１５３による充電動作を停止するよう制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は充電装置に関し、特
に、例えば、駅の構内や百貨店内、宿泊施設内などに設
置して、携帯電話機に急速充電を行なうために用いられ
る携帯電話機用充電電力自動販売機などに組み込まれる
充電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、各種の携帯電子機器（例えば、携
帯電話機、電子手帳、ノート型パソコンなど）が普及し
ている。そのような機器が内蔵する２次電池には様々な
種類があり、その中でも最も一般的に利用されているも
のは、ニッカド（ＮｉＣｄ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ
−ＭＨ）電池、リチウムイオン（Ｌｉ−ＩＯＮ）電池で
ある。

【０００３】このような２次電池は、その種類に従って
充電特性が異なるため、それぞれの２次電池に専用の充
電装置が準備される。

【０００４】例えば、ニッカド（ＮｉＣｄ）電池、ニッ
ケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池では、１００％充電或は過
充電の状態になると、電池の温度が急激に上昇したり電
池の端子電圧が急激に変化する特性があるので、充電装
置にはそのような充電特性を十分に考慮した充電制御回
路を組み込むことが要求されている。

【０００５】また、リチウムイオン（Ｌｉ−ＩＯＮ）電
池では充電制御を通常は定電流定電圧方式で行なってい
るので、端子電圧が充電電圧に達したときに定電流充電
を定電圧充電に切り替える制御が必要となる。従って、
充電電圧の検出誤差をできるだけ小さくするような設計
が充電器に求められている。さらに、過充電による発火
や発煙を防止するために、１００％充電状態を正確に検
出する技術が求められている。

【０００６】このように、２次電池の充電装置は１００
％充電を前提として、さらに、過充電による事故を防ぐ
ために、種々の充電制御が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、携帯電
子機器の利用者の立場から考えると、機器の２次電池が
切れて充電が必要となったときに、必ずしもその２次電
池に１００％充電を要求している訳ではない。例えば、
外出中に携帯電話機の２次電池が切れて機器が使用不可
能となり充電が必要となったときで、かつ、緊急に電話
をかける必要があるとき、その電話機保持者は５分でも
１０分でもその電話機が動作すれば、その時の必要を満
たすことができる場合が頻繁にある。

【０００８】こうした場合を考えれば、たとえ、１００
％充電を達成できなくとも、簡便にかつ急速に、ある程
度の時間、電子機器を動作可能にする程度まで、充電す
ることができる装置が望まれている。

【０００９】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
であり、簡便にかつ急速に、ある程度の時間、電子機器
を動作可能にする程度まで、充電することができる充電
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の充電装置は、以下のような構成からなる。

【００１１】即ち、２次電池の電極との電気的接続を保
持する保持手段と、前記２次電池の端子電圧を測定する
第１測定手段と、前記端子電圧の時間変化を測定する第
２測定手段と、前記２次電池に急速充電する充電手段
と、前記第１測定手段によって測定される端子電圧と前
記２次電池に所定の充電電圧とを比較する第１比較手段
と、前記第２測定手段によって測定される前記端子電圧
の時間変化と所定の閾値とを比較する第２比較手段と、
前記第１及び第２比較手段によって得られる比較結果に
従って、前記充電手段による充電動作を前記２次電池が
満充電状態になる前に停止するよう制御する充電制御手
段とを有することを特徴とする充電装置を備える。以上
の構成により本発明は、保持手段に保持された２次電池
に充電手段により充電するときに、２次電池の端子電圧
とその端子電圧の時間変化を測定し、その測定端子電圧
と２次電池に所定の充電電圧とを比較し、さらに、その
測定端子電圧の時間変化を所定の閾値とを比較し、これ
らの比較結果に従って、充電手段による充電動作を２次
電池が満充電状態になる前に停止するよう制御する。

【００１２】また他の発明によれば、２次電池の電極と
の電気的接続を保持する保持手段と、前記２次電池の端
子電圧を測定する測定手段と、前記２次電池に急速充電
する充電手段と、前記測定手段によって測定される端子
電圧が最大充電電圧に至る前に前記充電手段による充電
動作を停止するよう制御する充電制御手段とを有するこ
とを特徴とする充電装置を備える。以上の構成により本
発明は、保持手段に保持された２次電池に充電手段によ
り充電するときに、２次電池の端子電圧を測定し、その
測定端子電圧が最大充電電圧に至る前に、充電手段によ
る充電動作を停止するよう制御する。この時、充電制御
手段は、２次電池の充電容量がその満充電の約６０〜９
０％で、充電動作を停止するよう制御することは好まし
い。

【００１３】ここで、充電手段には定電流で充電する定
電流充電回路を用い、２次電池の端子電圧の測定には電
圧計を、その端子電圧の時間変化の測定には微分回路を
用いるように装置を構成できる。

【００１４】さらに、所定の閾値を設定するレジスタを
有するように構成しても良い。

【００１５】また、測定端子電圧が所定の充電電圧を越
えたときに、充電動作を停止するよう制御しても良い
し、前記閾値として、“０”に近い小さな値を用いるこ
とが好ましい。

【００１６】なお、２次電池には、ＮｉＣｄ電池、Ｎｉ
−ＭＨ電池、Ｌｉ−ＩＯＮ電池などを含む。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して、本発明
の好適な実施の形態を詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明の代表的な実施形態である携
帯電話機用充電電力自動販売機の外観斜視図である。こ
の図で、この充電電力自動販売機のケーシング１は、箱
型の形状を有し、底部に設けられた４本の脚２で自立し
ている。このケーシング１の前面部には、複数台、この
実施形態では上段に５台、下段に５台、計１０台の充電
ブロック３が設置されている。下段の充電ブロック３の
右下方部には、硬貨投入口４、硬貨返却レバー５が備え
られており、さらに下方部には硬貨返却口６が設けられ
ている。なお、紙幣投入口を設けて、紙幣も使用できる
ようにしてもよい。

【００１９】各充電ブロック３は、市販されている複数
種の携帯電話機の内で、充電形態に互換を持つ電話機群
であれば、その電話機を装着して充電を行なえるように
なっている。そして、充電ブロック３の扉７の前面部に
は、そのブロック３で充電が可能な適合機種名を表示し
た銘板８が貼り付けられている。

【００２０】また、銘板８にはそのブロック３で充電が
可能な適合機種名を表示している。これによって、装置
利用者は、自分の携帯している電話の機種に、充電可能
な充電ブロックを見出すことができる。

【００２１】さらに、図１に示されているように、各充
電ブロック３の扉７の右側部には、操作盤９が備えられ
ており、操作盤９には上部から充電ブロック選択スイッ
チ１０、扉開閉キー１１、４つの充電時間（例えば、５
分、１０分、１５分、３０分）の内１つを選択的に設定
できる選択ボタン１２が備えられている。また、扉７の
上方には、現在、充電動作スタンバイ状態にあるか、充
電状態にあるか、或は、充電完了状態にあるかを示す充
電表示ランプ１４が設けられている。

【００２２】扉７は、充電ブロック３の左側縁を支点に
開閉するようになっており、扉７を開けると、内部に電
話機格納室１６が設けられている。電話機格納室１６を
開閉する扉７の施錠および解錠は、キー１１によって行
なわれる。格納室１６内の底部には、充電しようとする
電話機を装着するための電話機装着用ホルダである充電
ホルダ（不図示）が設置されている。その充電ホルダに
装着された携帯電話機は通常電話機の底部に備えられた
２つの充電端子がホルダの電極と接触できるようになっ
ている。

【００２３】なお、扉開閉キー１１と扉７の側縁中央部
に設けられた鍵１３とは、扉７を施錠するためのロック
機構を構成している。

【００２４】図２は携帯電話機用充電電力自動販売機
（以下、装置という）の構成を示すブロック図である。

【００２５】図２に示されているように、この装置は、
装置全体を制御したり金銭の授受を管理するメインユニ
ット５０、１０個の充電ブロック各々に対応した充電ユ
ニット１００、２００、……、１０００、メインユニッ
トと充電ユニットに電力を供給する電源ユニット６０、
及び、メインユニットと充電ユニットとを電気的に相互
に接続するＣＰＵバス７０とで構成されている。

【００２６】従って、メインユニットと充電ユニットと
は、マスタ−スレーブの関係となって動作する。また、
充電ユニットにはスタンバイモードとアクティブモード
の２つのモードがあり、通常、充電ユニットはスタンバ
イモードとなっている。スタンバイモードでは、一部の
構成要素のみに電源が供給され、これによって装置全体
の消費電力を抑えている。そして、充電動作が必要とな
ったときのみ、メインユニット５０からの指示により、
アクティブモードに切り替わる。

【００２７】充電ユニット１００、２００、……、１０
００は、携帯電話を取り付けるホルダの形状や電極位置
や充電電圧などが異なる以外は基本的に共通の構成とな
っている。

【００２８】さて、メインユニット５０は、装置全体を
制御するとともに金銭の授受管理に係わる制御を行うＣ
ＰＵ５１、ＣＰＵ５１が実行する種々の制御プログラム
を格納するＲＯＭ５２、ＣＰＵ５１で実行される制御プ
ログラムの作業領域として用いられるＲＡＭ５３、硬貨
投入口４から投入された硬貨を一時的に保持する硬貨受
容部５４、投入硬貨をストックする硬貨ストッカ５４
ａ、投入硬貨の真偽を判別する硬貨判別器５５、おつり
の硬貨をストックするおつりストッカ５６とで構成され
ている。

【００２９】硬貨受容部５４に一時的にストックされた
硬貨は、それが偽造硬貨或は受け付けできない硬貨（例
えば、１円硬貨、５円硬貨、外国の硬貨など）であると
判定された場合、返却レバー５を回した場合には硬貨返
却口６に返却される。また、後述するおつり計算によっ
て、おつりが必要な場合には、そのおつりが硬貨返却口
６に排出される。

【００３０】図３は充電ユニット１００の構成を示すブ
ロック図である。

【００３１】充電ユニット１００は、ＣＰＵバス７０を
介してメインユニット５０のＣＰＵ５１からの指令を受
けて、充電動作を実行する。

【００３２】図３に示すように、充電ユニット１００
は、そのユニット全体の動作を制御するＣＰＵ１１０、
ＣＰＵ１１０が実行する種々の制御プログラムを格納す
るＲＯＭ１１５、ＣＰＵ１１０で実行される制御プログ
ラムの作業領域として用いられるＲＡＭ１２０、充電時
間の設定を行うタイマ（ＴＩＭＥＲ）１３０、ＣＰＵ１
１０と以下に示す周辺機器とを接続するインタフェース
（Ｉ／Ｆ）１４０、携帯電話の２次電池を充電する急速
充電器１５０、携帯電話を取り付けるホルダ１６０、充
電ブロック選定スイッチ１０からの選択指示をインタフ
ェース（Ｉ／Ｆ）１４０を介してＣＰＵ１１０に伝える
ユニットスイッチ（ＳＷ）１７０、扉開閉キー１１によ
る施錠或は解錠動作を感知してその感知結果を信号とし
てインタフェース（Ｉ／Ｆ）１４０を介してＣＰＵ１１
０に伝えるキーセンサ１８０、選択ボタン１２によって
選択指示された充電時間をインタフェース（Ｉ／Ｆ）１
４０を介してＣＰＵ１１０に伝える選択スイッチ１９
０、及び、充電状態を表示する充電表示ランプ１４とで
構成される。

【００３３】さて、充電表示ランプ１４には、緑色を点
灯する緑色ＬＥＤ１４Ｇ、黄色を点灯する黄色ＬＥＤ１
４Ｙ、赤色を点灯する赤色ＬＥＤ１４Ｒを備えており、
充電動作の推移に従って、点灯色が変化するようになっ
ている。

【００３４】また、ホルダ１６０には携帯電話の２次電
池の電極を接触する（＋）電極１６１と、（−）電極１
６２とが設けられている。

【００３５】実際に携帯電話に装着される２次電池に
は、例えば、ＮｉＣｄ（ニッカド）電池や、Ｎｉ−ＭＨ
（ニッケル水素）電池や、Ｌｉ−ＩＯＮ（リチウムイオ
ン）電池などの種類があり、動作電圧にも３Ｖ、３．６
Ｖ、６Ｖ、７．２Ｖなど種々の電圧がある。また、各電
池の電極位置も夫々の種類に従って、また、電話を供給
する製造者に従って異なる。さらに、その２次電池は例
えば公称電圧が１．２ＶのＮｉＣｄ（ニッカド）電池
や、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル水素）電池を３セル直列に接
続して３．６Ｖの電池パックの形態をとって、携帯電話
に装着されることもある。そして、そのような電池パッ
クには保護回路が設けられ、放電電圧は３．６Ｖである
が、充電電圧がかなり高く（例えば、５．５Ｖ）に設定
されているものもある。

【００３６】このような理由から、ホルダ１６０の電極
位置や電極の形状、急速充電器１５０の充電電圧や充電
電流などはある特定の携帯電話に装着される２次電池或
は電池パックの規格に準拠するよう、各充電ユニットで
異なるが、急速充電器１５０の回路構成や充電方式を含
め、上述のように他の構成は共通である。

【００３７】図４は急速充電器１５０の詳細な構成を示
すブロック図である。急速充電器１５０は定電流方式に
従う充電制御を行うことができる。

【００３８】図４に示すように、急速充電器１５０は、
充電動作を制御する制御部１５１、制御部１５１とＣＰ
Ｕ１１０との間でやりとりする制御信号を入出力するイ
ンタフェース（Ｉ／Ｆ）１５２、２次電池を定電流で充
電する定電流充電回路１５３、充電する２次電池の端子
電圧（Ｖ）を測定する電圧計１５４、端子電圧の時間変
化（dV/dt）を算出する微分回路（ＤＩＦＦ）１５５、
端子電圧の時間変化との比較に用いる閾値（ＴＨ）をセ
ットするレジスタ（ＲＥＧ）１５６、端子電圧の時間変
化（dV/dt）と閾値（ＴＨ）とを比較する比較器（ＣＯ
ＭＰ）１５７とで構成される。

【００３９】また、図４において、１５８は充電する２
次電池、ＣＭＤはＣＰＵ１１０からの充電開始指令信
号、ＴＭＲはＣＰＵ１１０からのタイマ信号、ＳＴＲは
ＣＰＵ１１０への充電開始通知信号、ＣＭＰはＣＰＵ１
１０への充電完了信号である。

【００４０】比較器（ＣＯＭＰ）１５７は、 dV/dt＝Ｔ
Ｈのときに比較結果信号（ＲＳＴ）の値を“１”として
出力し、 dV/dt＞ＴＨのときに比較結果信号（ＲＳＴ）
の値を“０”として出力する。タイマ信号（ＴＭＲ）の
値が“１”であれば、選択ボタン１２によって選択され
た充電時間が継続中であることを示し、一方、“０”で
あればその充電時間が満了したことを示す。

【００４１】次に、上記構成の装置の動作について、図
５〜図６に示す２次電池の充電特性と、図７に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【００４２】まず、各種２次電池の充電特性について検
討する。

【００４３】図５は、特開平７−３１２２２９号に開示
されている公称電圧が通常１．２ＶのＮｉ−Ｃｄ電池や
Ｎｉ−ＭＨ電池などのアルカリ２次電池の充電特性を示
す表（図５（ａ））と、充電特性曲線（図５（ｂ））で
ある。

【００４４】この図によれば、充電量が０％に近い領域
では充電時間の経過とともに電池電圧（端子電圧）は終
止電圧から急激に上昇し、それとともに充電量は増加し
ていくが、やがて電池電圧の上昇は緩やかになり、充電
量が６０％の付近でその電池の電池電圧の時間変化はほ
とんどなくなる。そして、さらに充電量が増えていくと
電池電圧は上昇し、充電量が１００％を越えると電池電
圧はある値で飽和するか、或は、少し低下する傾向を示
す。また、６０％充電に要する時間は３５分程度とみら
れる。

【００４５】図６は、日経エレクトロニクス１９９５年
１１月２０日号１０８頁に開示されている公称電圧が
３．６ＶのＬｉ−ＩＯＮ電池に対して定電流定電圧方式
を用いて充電制御を行なった場合の充電特性を示す図で
ある。

【００４６】この図によれば、充電量が０％に近い領域
では充電時間の経過とともに電池電圧（端子電圧）は終
止電圧（２．５〜３．２Ｖ）から急激に上昇し、それと
ともに充電量は増加していくが、やがて電池電圧の上昇
は緩やかになり、充電方式を定電流充電から定電圧充電
に切り替えるタイミング、即ち、電池の端子電圧が充電
電圧（４．１〜４．２Ｖ）に達して電圧変化が小さくな
った状態では充電容量が約６０％に達していることが分
かる。また、６０％充電に要する時間は３６分程度とみ
られる。

【００４７】以上の検討から、Ｎｉ−Ｃｄ電池にせ
よ、Ｎｉ−ＭＨ電池にせよ、Ｌｉ−ＩＯＮ電池にせ
よ、約６０％充電を達成するつもりであれば、充電時に
おけるその電池の端子電圧とその端子電圧の時間変化を
監視し、その電圧値が充電電圧になったとき、或は、そ
の時間変化が小さくなったときに、充電を停止するよう
に制御すれば良いことが分かる。

【００４８】また、約６０％充電を達成するつもりであ
る限り、過充電による２次電池の発熱による発火や発煙
といった状態を考慮して、これを防止するような精密な
制御を行う必要がなくなるので、充電回路の構成をより
単純にすることができる。

【００４９】このような考え方を用いた急速充電器１５
０の充電制御動作について、図７に示すフローチャート
を参照して説明する。ここでは、ホルダ１６０に２次電
池が正しく取り付けられ、携帯電話機の２次電池の電極
とホルダ１６０の電極１６１、１６２が正しく接触して
いるとする。また、以下の制御は、携帯電話機のバッテ
リインディケータが電池がなくなったことを示し、２次
電池の電圧が終止電圧にまで降下しているような電池を
対象としている。

【００５０】まず、制御部１５１はインタフェース（Ｉ
／Ｆ）１５２を介して、ステップＳ４００で、ＣＰＵ１
１０からの充電開始指令信号（ＣＭＤ）を受信し、続く
ステップＳ４０５で、値に“１”がセットされたタイマ
信号（ＴＭＲ）をＣＰＵ１１０から受信する。

【００５１】次に、ステップＳ４１０では、ホルダ１６
０に取り付けられた２次電池の端子電圧（Ｖ）を初期値
として測定し、続くステップＳ４１５ではレジスタ（Ｒ
ＥＧ）１５６に閾値（ＴＨ）を設定する。この値は、非
常に小さな“０”に近い値であり、急速充電器１５０が
取り扱うことが可能な２次電池の種類とその充電特性を
考慮して予め、制御部１５１のＲＯＭ（不図示）に格納
されている。また、そのＲＯＭにはその２次電池の充電
電圧（Ｖ0）も格納されている。さらに、ステップＳ４
２０では、制御部１５１はＣＰＵ１１０に対して充電開
始信号（ＳＴＲ）を発行する。なお、ＣＰＵ１１０はこ
の信号を受信して、充電中であることを示す充電表示ラ
ンプ１４の黄色ＬＥＤ１４Ｙを点灯させる。

【００５２】さて、処理はステップＳ４２５において、
制御部１５１は定電流充電回路１５３に指示を発行して
定電流で２次電池への充電を開始させる。次に、ステッ
プＳ４３０では、ＣＰＵ１１０から値に“０”がセット
されたタイマ信号（ＴＭＲ）を受信したかどうか（タイ
ムアウト通知）を調べる。ここで、そのタイマ信号（Ｔ
ＭＲ）を受信したなら、処理はステップＳ４５５に進み
充電動作を停止するが、その信号を受信しないなら処理
はステップＳ４３５に進む。

【００５３】ステップＳ４３５では、２次電池の端子電
圧（Ｖ）を電圧計１５４によって測定し、ステップＳ４
４０では、その測定値がその２次電池の充電電圧（Ｖ
0）を越えているかどうかを調べる。ここで、Ｖ＞Ｖ0で
あれば、処理はステップＳ４５５に進み充電動作を停止
するが、Ｖ≦ Ｖ0であれば、処理はステップＳ４４５に
進む。そして、ステップＳ４４５では微分回路（ＤＩＦ
Ｆ）１５５で端子電圧の時間変化（dV/dt）を測定し、
さらに、ステップＳ４５０では比較器（ＣＯＭＰ）１５
７において、その時間変化（dV/dt）とレジスタ（ＲＥ
Ｇ）１５６にセットされた閾値（ＴＨ）とを比較する。

【００５４】ここで、dV/dt＞ＴＨであれば、端子電圧
の上昇は依然として続いており、充電容量も約６０％に
達していないと判断して、処理はステップＳ４２５に戻
り、定電流充電を継続する。これに対して、 dV/dt≦Ｔ
Ｈであれば、端子電圧の変化はほぼなくなり、充電容量
も約６０％に達したと判断して、処理はステップＳ４５
５に進み、定電流充電回路１５３による充電動作を停止
する。

【００５５】最後に、ステップＳ４６０では、充電完了
信号（ＣＭＰ）をＣＰＵ１１０に発信して充電動作を終
了する。一方、ＣＰＵ１１０はこの信号の受信を契機と
して、充電完了を示す緑色ＬＥＤ１４Ｇを点灯させる。

【００５６】なお、ここでいう充電完了とは、通常の１
００％充電の状態ではなく、約６０％充電の状態を示す
ものである。

【００５７】また、このような装置は、公共の場所、例
えば、駅の構内、地下街、ホテル、ショッピングセンタ
などに設置して使用する。

【００５８】従って以上の実施形態に従えば、充電中の
２次電池の端子電圧（Ｖ）とその時間変化（dV/dt）を
監視し、これらの値を所定の値と比較することにより、
充電容量が約６０％充電の状態で充電動作を停止するこ
とができる。また、充電対象となる２次電池が１００％
放電によって、端子電圧が終止電圧にまで降下している
ような電池であるなら、その電池の充電時、制御部１５
１で充電中の２次電池の端子電圧（Ｖ）とその時間変化
（dV/dt）と定電流充電回路の充電電流と充電時間から
充電エネルギを積算推定し、充電中の２次電池の充電容
量の６０％程度に達したときに、充電動作を停止するよ
うにしても良い。さらに、前述のように、ホルダ１６０
の電極位置や電極の形状、急速充電器１５０の充電電圧
や充電電流などはある特定の携帯電話に装着される２次
電池或は電池パックの規格に準拠するので、充電対象と
なる２次電池や電池パックの充電特性を予め実験から求
め、充電電圧と充電量との関係を経験的に推察し、実際
の充電動作においては、充電電圧のみを測定し、その電
池が満充電となる前の、即ち、その充電電圧が最大充電
電圧に達する前の時点で充電動作を停止するようにして
も良い。この場合には、充電電圧が最大充電電圧の約６
０〜９０％の範囲で充電動作を停止することが望まし
い。

【００５９】これによって、携帯電話機の保持者は、自
分が所持する携帯電話のバッテリが切れたときにも、公
共の場所に設置されたこの装置を用い短い時間で、たと
え１００％充電ではなくとも、ある程度の電力補充を行
うことができるので、予備のバッテリを持ち合わせてい
ない場合で緊急にその機器を使用する必要がある場合に
も対処することができる。

【００６０】このような装置を多数の場所に設置するこ
とにより、携帯電話利用者により一層の便宜を図ること
ができるようになる。

【００６１】また、以上のような急速充電器では、充電
電圧（Ｖ0）、充電電流、端子電圧の時間変化を監視す
るための閾値（ＴＨ）は、充電対象となる２次電池の種
類にしたがって異なる値を設定するようにすることは必
要であるが、基本的な回路設計は、充電対象となる２次
電池の種類が異なっても共通化することができるという
利点がある。

【００６２】一方、携帯電話機用充電電力自動販売機は
できるだけ多くの種類の携帯電話機（即ち、多種の２次
電池）に対応することが求められるので、このような装
置に用いられる急速充電器の基本的な回路設計を共通化
できることは、携帯電話機用充電電力自動販売機の製造
開発コストの削減にも貢献する。

【００６３】なお、以上説明した実施形態では、充電対
象となる電子機器を携帯電話としたが、本発明はこれに
よって限定されるものではない。例えば、電子手帳、ノ
ートブック型パソコン、携帯型ファクシミリなど２次電
池を電源とする携帯可能な電子機器にも適用することが
できる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、保
持手段に保持された２次電池に充電手段により充電する
ときに、２次電池の端子電圧とその端子電圧の時間変化
を測定し、その測定端子電圧と２次電池に所定の充電電
圧とを比較し、さらに、その測定端子電圧の時間変化を
所定の閾値とを比較し、これらの比較結果に従って、充
電手段による充電動作を２次電池が満充電状態になる前
に停止するので、たとえ１００％充電を達成できなくと
も、２次電池で動作する電子機器がある程度の時間動作
可能な程度まで充電できるという効果がある。

【００６５】さらに他の発明によれば、保持手段に保持
された２次電池に充電手段により充電するときに、２次
電池の端子電圧を測定し、その測定端子電圧が最大充電
電圧に至る前に、充電手段による充電動作を停止するよ
う制御するので、たとえ１００％充電を達成できなくと
も、２次電池で動作する電子機器がある程度の時間動作
可能な程度まで充電できるという効果がある。また、１
００％充電を行なわないので、例えば、過充電による２
次電池の発熱や発火などを考慮しなくてよく、回路構成
を簡単にできるという利点がある。

【００６６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施形態である携帯電話機用
充電電力自動販売機の外観斜視図である。

【図２】携帯電話機用充電電力自動販売機の構成を示す
ブロック図である。

【図３】充電ユニット１００の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】急速充電器１５０の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】Ｎｉ−Ｃｄ電池或はＮｉ−ＭＨ電池の充電特性
を示す図である。

【図６】Ｌｉ−ＩＯＮ電池の充電特性を示す図である。

【図７】図４に示した急速充電器１５０の充電動作を説
明するフローチャートである。

【符号の説明】

１５０急速充電器１５１制御部１５２インタフェース（Ｉ／Ｆ）１５３定電流充電回路１５４電圧計１５５微分回路（ＤＩＦＦ）１５６レジスタ（ＲＥＧ）１５７比較器（ＣＯＭＰ）１５８２次電池１６０ホルダ１６１、１６２電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次電池の電極との電気的接続を保持す
る保持手段と、前記２次電池の端子電圧を測定する第１測定手段と、前記端子電圧の時間変化を測定する第２測定手段と、前記２次電池に急速充電する充電手段と、前記第１測定手段によって測定される端子電圧と前記２
次電池に所定の充電電圧とを比較する第１比較手段と、前記第２測定手段によって測定される前記端子電圧の時
間変化と所定の閾値とを比較する第２比較手段と、前記第１及び第２比較手段によって得られる比較結果に
従って、前記充電手段による充電動作を前記２次電池が
満充電状態になる前に停止するよう制御する充電制御手
段とを有することを特徴とする充電装置。
【請求項２】前記充電手段は、定電流で充電する定電
流充電回路を有することを特徴とする請求項１に記載の
充電装置。
【請求項３】前記所定の閾値を設定するレジスタをさ
らに有することを特徴とする請求項１に記載の充電装
置。
【請求項４】前記第１測定手段は電圧計を含み、前記第２測定手段は微分回路を含むことを特徴とする請
求項１に記載の充電装置。
【請求項５】前記充電制御手段は、前記第１比較手段
による比較結果に従って、前記測定端子電圧が前記所定
の充電電圧を越えたときに、前記充電動作を停止するよ
う制御することを特徴とする請求項１に記載の充電装
置。
【請求項６】前記第２比較手段は前記閾値として、
“０”に近い小さな値を用いることを特徴とする請求項
１に記載の充電装置。
【請求項７】前記２次電池には、ＮｉＣｄ電池、Ｎｉ
−ＭＨ電池、Ｌｉ−ＩＯＮ電池を含むことを特徴とする
請求項１に記載の充電装置。
【請求項８】前記充電制御手段は、前記２次電池の充
電容量が前記満充電の約６０％で、前記充電動作を停止
するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の充
電装置。
【請求項９】２次電池の電極との電気的接続を保持す
る保持手段と、前記２次電池の端子電圧を測定する測定手段と、前記２次電池に急速充電する充電手段と、前記測定手段によって測定される端子電圧が最大充電電
圧に至る前に、前記充電手段による充電動作を停止する
よう制御する充電制御手段とを有することを特徴とする
充電装置。
【請求項１０】前記充電手段は、定電流で充電する定
電流充電回路を有することを特徴とする請求項９に記載
の充電装置。
【請求項１１】前記測定手段は電圧計を含むことを特
徴とする請求項９に記載の充電装置。
【請求項１２】前記充電制御手段は、前記２次電池の
最大充電電圧の約６０〜９０％の範囲で、前記充電動作
を停止するよう制御することを特徴とする請求項９に記
載の充電装置。
【請求項１３】前記２次電池には、ＮｉＣｄ電池、Ｎ
ｉ−ＭＨ電池、Ｌｉ−ＩＯＮ電池を含むことを特徴とす
る請求項９に記載の充電装置。