JPH11275773A - 充電システム及び充電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子機器本体と充電器双方の回路構成を簡易
化し、コストの低減を図る。 【解決手段】 充放電可能な電池セル２が備えられた充
電池１と、電池セル２を充電するための充電器１１とか
らなる充電システムにおいて、充電器１１には、充電中
及び／又は充電完了に関する表示を行う充電表示素子１
３，１４と、充電表示素子１３，１４を外部からの表示
制御信号により制御するための制御信号入力端子１８，
１９とが備えられ、充電池１には、制御信号入力端子１
８，１９と接続される端子８，９と、これら各端子を介
して充電表示素子１３，１４に表示制御信号を供給する
制御信号生成手段５とが備えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充電システム及び
充電池に関し、例えば充放電可能な電池セルが備えられ
た充電池により動作する電子機器等に好適に使用され
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、充放電可能な電池セルが備え
られた充電池（以下、充電池パックという。）により動
作する電子機器においては、この充電池パックととも
に、その電池セルを充電するための専用の充電器が付属
品として備えられている場合が多い。この場合には、上
記充電池パックは、電子機器本体から取り外して上記専
用の充電器と接続することにより充電が行われることに
なる。

【０００３】一方、従来の電子機器においては、使用上
の便宜等のため、上記充電池パックを電子機器本体に取
り付けたままで充電池パックの電池セルを充電できるよ
うにするために、上記充電器と同様の構成の回路（以
下、充電回路という。）が電子機器本体内に設けられて
いた。

【０００４】ここで、充電器及び充電回路は、電池セル
の状態を検出して適正な充電電流を供給するための制御
回路、電池セルに対する充電中或いは充電完了等の充電
状態を表示するためのＬＥＤ（Light Emitting Diode）
やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等による充電表示
素子、この充電表示素子を駆動する駆動回路などにより
構成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、電子機器本体と充電器の双方に上述した各種の回路
や素子を設けなければならないことから、電子機器本体
の回路構成が複雑となり、コストが高くなるという問題
があった。

【０００６】本発明は、このような実情に鑑みて提案さ
れたものであって、充電器と電子機器本体双方の回路構
成を簡易化し、コスト低減が図られた充電システム及び
充電池を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、充放電可能な電池セルが備えられた充電池
と、電池セルを充電するための充電器とからなる充電シ
ステムにおいて、充電器には、充電中及び／又は充電完
了に関する表示を行う充電表示素子と、充電表示素子を
外部からの表示制御信号により制御するための制御信号
入力端子とが備えられ、充電池には、制御信号入力端子
と接続される端子と、これら各端子を介して充電表示素
子に表示制御信号を供給する制御信号生成手段とが備え
られる。

【０００８】充電システムにおいては、充電池の電池セ
ルを充電する際に、充電池に備えられた制御信号生成手
段からの表示制御信号が各端子を介して充電器に供給さ
れ、この表示制御信号によって充電器に備えられた充電
表示素子が制御されることで、充電中及び／又は充電完
了に関する表示が行われる。

【０００９】また、本発明は、上記課題を解決するた
め、充放電可能な電池セルが備えられた充電池におい
て、充電中及び／又は充電完了に関する表示制御信号を
生成する制御信号生成手段と、この制御信号生成手段で
生成された表示制御信号を外部に出力するための端子と
が備えられる。

【００１０】充電池においては、その電池セルが充電器
や機器本体等によって充電される際に、制御信号生成手
段からの表示制御信号が端子を介して充電器や機器本体
等に供給され、この表示制御信号によって充電器や機器
本体等に備えられた充電表示素子が制御されることで、
充電中及び／又は充電完了に関する表示が行われる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき図面を
参照しながら詳細に説明する。本発明を適用した図１に
示す充電池パック１は、電池セル２と、保護回路３と、
充電制御回路４と、充電表示回路５とを備えている。

【００１２】電池セル２は、その正極が外部機器に電流
を供給するための放電端子６と接続されており、負極が
保護回路３に接続されている。この電池セル２の負極側
は、保護回路３を介してＧＮＤ端子１０と接続されてい
る。また、電池セル２は、その正極が充電制御回路４の
一方の出力側と接続され、その負極が上記保護回路３を
介して充電制御回路４の他方の出力側と接続されてお
り、この充電制御回路４から供給される電流によって充
電されるようになっている。なお、電池セル２は、ニッ
ケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオ
ン電池など、繰り返し充放電できる電池により構成され
る。

【００１３】保護回路３は、過充電、過放電、或いは短
絡等による電池セル２に対するダメージを保護するため
の回路である。この保護回路３は、電池セル２の負極
側、ＧＮＤ端子１０、及び充電制御回路４とそれぞれ接
続されており、充電制御回路４からの制御信号によっ
て、充電時に電池セル２に供給される電流値を調整し、
また放電時に電池セル２から出力される電流値を調整す
るようになっている。

【００１４】充電制御回路４は、その入力側が外部から
の直流電流を入力するための充電端子７に接続されてい
る。充電制御回路４は、その出力側の一方が電池セル２
の正極と接続されており、その出力側の他方が保護回路
３及びＧＮＤ端子１０と接続されている。この充電制御
回路４は、充電端子７を介して外部から入力される直流
電流を電池セル２の正極に供給するとともに、充電時に
おける電池セル２の状態を検出し、電池セル２が満充電
の状態になると、直流電流の供給を停止する。また、充
電制御回路４は、充電時及び放電時における電池セル２
の状態を検出し、その検出値に基づいて保護回路３及び
充電表示回路５を制御する。

【００１５】充電表示回路５は、図１に示すように、保
護回路３とともにＧＮＤ端子１０と接続されており、そ
の出力側が端子８，９（以下、表示端子８，９とい
う。）と接続されている。この充電表示回路５は、充電
制御回路４からの制御信号に基づいて、表示端子８また
は表示端子９のいずれか一方に、後述する充電表示素子
１３，１４を制御するための表示制御信号を出力する。
この実施の形態では、電池セル２の充電中には表示端子
８に表示制御信号が出力され、電池セル２の充電の完了
後には表示端子９に表示制御信号が出力され、さらに電
池セル２の充電に異常が発生した場合には表示端子８に
表示制御信号が間欠的に出力されるようになっている。

【００１６】このような構成を有する充電池パック１
は、電池セル２の放電時には、放電端子６及びＧＮＤ端
子１０に電子機器の電源入力端子等を接続することによ
り、電池セル２が保護回路３を介して当該電子機器に接
続され、この電子機器が電池セル２によって駆動される
ことになる。

【００１７】また、充電池パック１は、電池セル２の充
電時には、充電端子７及びＧＮＤ端子１０に充電器や電
子機器の充電端子及びＧＮＤ端子を接続することによ
り、充電制御回路４が充電器や電子機器の充電回路等に
接続され、充電制御回路４からの直流電流によって電池
セル２が充電されることになる。そして、充電池パック
１は、充電開始時には充電表示回路５から表示端子８に
表示制御信号が出力され、充電が完了すると充電表示回
路５から表示端子９に表示制御信号が出力される。

【００１８】次に、上述した充電池パック１の電池セル
２を充電するための充電器の構成例について、図２を参
照して説明する。図２に示す充電器１１は、筐体１１ａ
の内部にＡＣ／ＤＣ変換回路１２と、充電表示素子１
３，１４とを備えた簡易な構成となっている。この充電
器１１には、充電池パック１の充電端子７、表示端子
８，９、ＧＮＤ端子１０と接続するための充電端子１
７、表示端子１８，１９、ＧＮＤ端子２０が設けられて
いる。

【００１９】ＡＣ／ＤＣ変換回路１２は、図示しない外
部ブロック（例えば家庭用の１００ボルトの電源部）か
ら入力端子１５，１６を介して入力される交流電流を直
流電流に変換して、この直流電流を充電端子１７に供給
する。

【００２０】充電表示素子１３，１４は、それぞれ発光
ダイオード（ＬＥＤ）により構成されており、図２に示
すように、それぞれの一端側がＡＣ／ＤＣ変換回路１２
の正極側及び充電端子１７と接続されている。また、充
電表示素子１３の他端側は表示端子１８と接続され、充
電表示素子１４の他端側は表示端子１９と接続されてい
る。

【００２１】図３に、上述した充電池パック１の電池セ
ル２を充電するための充電器の他の構成例を示す。な
お、上述した充電器１１と同一のブロックには同一の符
号を付して、その詳細な説明を省略する。この充電器２
１は、図３に示すように、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２を筐
体１１ａの外部ブロックとして構成しており、ＡＣ／Ｄ
Ｃ変換回路１２から出力される直流電流が入力端子１５
を介して充電表示素子１３，１４、及び充電端子１７に
供給される構成となっている。この充電器２１は、機能
的には上述の充電器１１と全く同一であるが、筐体１１
ａの小型化、軽量化を図ることができる。

【００２２】次に、上述した充電池パック１の電池セル
２を充電器１１により充電する場合について、図４を参
照しながら説明する。

【００２３】充電器１１により電池セル２を充電する場
合には、図４に示すように、充電池パック１の充電端子
７、表示端子８，９、ＧＮＤ端子１０に対して、充電器
１１の充電端子１７、表示端子１８，１９、ＧＮＤ端子
２０をそれぞれこの順に接続する。これにより、充電池
パック１と充電器１１とが接続され、充電池パック１の
電池セル２が充電可能な状態になる。

【００２４】この状態で、家庭用の１００ボルトの電源
部などの外部ブロックから入力端子１５，１６を介して
充電器１１に交流電流が供給されることにより、この交
流電流がＡＣ／ＤＣ変換回路１２によって直流電流に変
換され、ＡＣ／ＤＣ変換回路１２からの直流電流が充電
端子１７及び充電端子７を介して充電制御回路４に入力
され、さらに充電制御回路４から電池セル２の正極に直
流電流が供給されることにより、電池セル２に対する充
電が開始される。

【００２５】充電時には、充電制御回路４によって電池
セル２の状態が検出され、その検出値に基づいて保護回
路３及び充電表示回路５が制御される。そして、充電制
御回路４の制御に基づく充電表示回路５からの表示制御
信号が、表示端子８，１８を介して充電器１１の充電表
示素子１３に供給されることにより、この充電表示素子
１３が発光する。また、充電中に異常が発生した場合に
は、充電制御回路４の制御に基づく充電表示回路５から
の間欠的な表示制御信号が表示端子８，１８を介して充
電器１１の充電表示素子１３に供給されることにより、
この充電表示素子１３が点滅する。さらに、電池セル２
が満充電の状態になると、充電制御回路４からの直流電
流の供給が停止される。

【００２６】そして、充電完了後においては、充電制御
回路４の制御に基づく充電表示回路５からの表示制御信
号が表示端子９，表示端子１９を介して充電器１１の充
電表示素子１４に供給されることにより、この充電表示
素子１４が発光する。

【００２７】なお、図示しないが、充電池パック１の電
池セル２を充電器２１により充電する場合も、上述と全
く同じ接続方法で各端子を接続した状態でＡＣ／ＤＣ変
換回路１２に交流電流を供給すればよい。

【００２８】次に、上述した充電池パック１によって駆
動され、かつこの充電池パック１を取り付けたままでそ
の電池セル２を充電することのできる電子機器の一例と
しての携帯電話機の構成例を図５に示す。

【００２９】図５に示す携帯電話機３１は、電源部３２
と、ＣＰＵ３３と、ベースバンドブロック３４と、ＲＦ
ブロック３５と、マイク３６と、スピーカ３７と、メモ
リ部３８と、キー部３９と、液晶表示パネル（ＬＣＤ：
Liquid Crystal Display）からなるＬＣＤ部４０と、充
電表示素子４１，４２と、アンテナ５０とを備えてい
る。この携帯電話機３１には、充電池パック１の放電端
子６、充電端子７、表示端子８，９、ＧＮＤ端子１０と
接続するための放電端子４３、充電端子４４、表示端子
４５，４６、ＧＮＤ端子４７が設けられている。また、
携帯電話機３１には、外部ブロックからの直流電流を入
力するためのＤＣ入力端子４８，４９が設けられてい
る。

【００３０】電源部３２は、充電池パック１からの直流
電流または外部ブロックからの直流電流に基づいてＣＰ
Ｕ３３に電源を供給するものであり、その入力側が放電
端子４３、ＤＣ入力端子４９及びＧＮＤ端子４７と接続
され、その出力側がＣＰＵ３３と接続されている。

【００３１】ＣＰＵ３３は、携帯電話機３１内の各ブロ
ックの制御を行うシステムコントローラとしての機能を
有している。このＣＰＵ３３は、上述した電源部３２か
らの電源に基づいて動作し、上記ベースバンドブロック
３４，ＲＦブロック３５，メモリ部３８，ＬＣＤ部４０
を制御する。また、ＣＰＵ３３は、表示端子４５を介し
て入力される充電池パック１からの上記表示制御信号に
基づいて、充電表示素子４１を制御する。さらに、ＣＰ
Ｕ３３は、表示端子４６を介して入力される表示制御信
号に基づいて、充電表示素子４２を制御する。

【００３２】ベースバンドブロック３４は、マイク３６
から入力される音声に対するＡ／Ｄ変換、ＲＦブロック
３５から入力されるデータに対するＤ／Ａ変換等の処理
を行う。

【００３３】ＲＦブロック３５は、ベースバンドブロッ
ク３４から供給されるデータの変調を行って、変調後の
信号をアンテナ（ＡＮＴ）５０を介して外部に出力す
る。また、ＲＦブロック３５は、ＡＮＴ５０から入力さ
れる信号を復調して、復調後の信号をベースバンドブロ
ック３４に供給する。この復調後の信号は、ベースバン
ドブロック３４でＤ／Ａ変換等の処理が行われた後に、
スピーカ３７から呼出音や音声等として出力される。

【００３４】メモリ部３８は、ＣＰＵ３３が実行する処
理プログラムを格納し、また、その他各種のデータを保
管する。

【００３５】キー部３９は、ＣＰＵ３３に指示を与える
ものであり、０から９までの数字キー、「＊」キー及び
「＃」キー、及び機器の操作に必要なボタンが備えられ
ている。

【００３６】ＬＣＤ部４０は、主に携帯電話機器３１及
び充電池パック１の現在の状態を表示するためのもので
あり、ＣＰＵ３３の制御に基づいてキー部３９のキー入
力に対応する表示や充電の状態についての表示などが行
われるようになっている。

【００３７】充電表示素子４１，４２は、それぞれ発光
ダイオード（ＬＥＤ）により構成されており、それぞれ
がＣＰＵ３３から電源を供給されるようになっている。

【００３８】図６に、上述した充電池パック１によって
駆動され、かつこの充電池パック１を取り付けたままで
その電池セル２を充電することのできる電子機器の一例
としての携帯電話機の他の構成例を示す。なお、上述し
た携帯電話機３１と同一のブロックには同一の符号を付
して、その詳細な説明を省略する。

【００３９】図６に示す携帯電話機５１は、電源部３２
と、ＣＰＵ３３Ａと、ベースバンドブロック３４と、Ｒ
Ｆブロック３５と、マイク３６と、スピーカ３７と、メ
モリ部３８と、キー部３９と、ＬＣＤ部４０と、充電表
示素子４１，４２と、アンテナ５０とを備えている。

【００４０】また、この携帯電話機５１は、上述した携
帯電話機３１と同様に、充電池パック１の放電端子６、
充電端子７、表示端子８，９、ＧＮＤ端子１０と接続す
るための放電端子４３、充電端子４４、表示端子４５，
４６、ＧＮＤ端子４７と、外部ブロックからの直流電流
を入力するためのＤＣ入力端子４８，４９が設けられて
いる。

【００４１】ＣＰＵ３３Ａは、上述のＣＰＵ３３と同様
に、各ブロックの制御を行うシステムコントローラとし
ての機能を有している。このＣＰＵ３３Ａは、電源部３
２からの電源に基づいて動作し、上記ベースバンドブロ
ック３４，ＲＦブロック３５，メモリ部３８，ＬＣＤ部
４０の動作を制御する。

【００４２】なお、この携帯電話機５１では、充電表示
素子４１，４２が、それぞれ表示端子４５，４６と接続
されており、ＣＰＵ３３Ａからではなく、表示端子４
５，４６を介して入力される充電池パック１からの上記
表示制御信号に基づいて直接制御される構成となってい
る。

【００４３】次に、上述した充電池パック１を用いて図
５に示した携帯電話機３１を使用する場合、及び充電池
パック１を携帯電話機機３１に接続したままの状態でそ
の電池セル２を充電する場合について、図７を参照して
説明する。

【００４４】充電池パック１を用いて携帯電話機３１を
使用する場合、及び充電池パック１の電池セル２を充電
する場合には、図７に示すように、充電池パック１の放
電端子６、充電端子７、表示端子８，９、ＧＮＤ端子１
０に対して、携帯電話機３１の放電端子４３、充電端子
４４、表示端子４５，４６、ＧＮＤ端子４７をそれぞれ
この順に接続する。これにより、充電池パック１と携帯
電話機３１とが接続され、携帯電話機３１が使用可能な
状態となるとともに、充電池パック１の電池セル２が充
電可能な状態になる。

【００４５】具体的には、携帯電話機３１においては、
電池セル２からの直流電流が放電端子６，４３、及び電
源部３２を介してＣＰＵ３３に供給される。これによ
り、ＣＰＵ３３は、メモリ部３８に格納された処理プロ
グラムを読み出して実行する。そして、携帯電話機３１
は、例えばキー部３９から所定のダイヤル番号が入力さ
れると、ＣＰＵ３３が上記処理プログラムに基づいてベ
ースバンドブロック３４及びＲＦブロック３５等を制御
することにより、被呼側の交換機に対する送信処理を行
う。また、携帯電話機３１は、被呼側の交換機からの信
号をＡＮＴ５０で受信すると、ＣＰＵ３３が上記処理プ
ログラムに基づいてＲＦブロック３５及びベースバンド
ブロック３４等を制御することにより、スピーカ３７か
ら呼出音を出力し、ここでキー部３９の所定ボタンが押
圧されると通話可能な状態となる。

【００４６】また、携帯電話機３１は、充電池パック１
の電池セル２を充電する場合には、外部ブロックからの
直流電流がＤＣ入力端子４８、充電端子４４及び充電端
子７を介して充電制御回路４に入力され、さらに充電制
御回路４から電池セル２の正極に直流電流が供給される
ことにより、電池セル２に対する充電が開始される。

【００４７】この充電中においては、充電制御回路４の
制御に基づく充電表示回路５からの表示制御信号が、表
示端子８，４５を介して携帯電話機３１のＣＰＵ３３に
供給されることにより、ＣＰＵ３３の制御に基づいて充
電表示素子４１が発光する。また、充電中に異常が発生
した場合には、充電制御回路４の制御に基づく充電表示
回路５からの間欠的な表示制御信号が表示端子８，４５
を介してＣＰＵ３３に供給されることにより、このＣＰ
Ｕ３３の制御に基づいて、充電表示素子４１が点滅す
る。さらに、電池セル２が満充電の状態になると、充電
制御回路４からの直流電流の供給が停止される。

【００４８】そして、充電完了後においては、充電制御
回路４の制御に基づく充電表示回路５からの表示制御信
号が表示端子９，表示端子４６を介してＣＰＵ３３に供
給されることにより、このＣＰＵ３３の制御に基づい
て、充電表示素子４２が発光する。

【００４９】なお、図示しないが、充電池パック１の電
池セル２を図６に示す携帯電話機５１に取り付けたまま
で充電器２１により充電する場合も、上述と全く同じ接
続方法で各端子を接続した状態で外部ブロックからＤＣ
入力端子４８を介して直流電流を供給すればよい。この
場合には、充電池パック１の充電表示回路５から出力さ
れた表示制御信号が、ＣＰＵ３３Ａを介さずに、直接充
電表示素子４１または充電表示素子４２に供給されるこ
とになる。

【００５０】このように、本発明では、充電制御回路
４、充電表示回路５、保護回路３を充電池パック１側に
設けたので、これらの回路を充電器１１，２１及び携帯
電話機３１，５１等の電子機器内に設ける必要がなくな
る。したがって、例えば携帯電話機３１と充電池パック
１と充電器１１とを１セットの製品として製造する場合
に、携帯電話機３１と充電器１１双方の構成が簡略化さ
れ、セット全体としてのコスト低減を図ることが可能と
なる。

【００５１】なお、上述した実施の形態では、各充電表
示素子１３，１４，４１，４２としてＬＥＤを用いた
が、液晶表示パネル（ＬＣＤ）等の素子を用いてもよい
ことは勿論である。

【００５２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、充電表示素子を制御する制御信号生成手段を充電
池に備えた構成としたので、充電器と電子機器本体双方
の回路構成が簡易化され、システム全体としてのコスト
低減が図られた充電システム及び充電池を提供すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】充電池パックの構成を示すブロック図である。

【図２】充電池パックを充電する充電器の構成例を示す
ブロック図である。

【図３】充電池パックを充電する充電器の他の構成例を
示すブロック図である。

【図４】図２に示す充電器により充電池パックを充電す
る場合の接続及び動作を説明するためのブロック図であ
る。

【図５】充電池パックにより動作する携帯電話機の構成
例を示すブロック図である。

【図６】充電池パックにより動作する携帯電話機の他の
構成例を示すブロック図である。

【図７】図５に示す携帯電話機と充電池パックとの接続
状態を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 充電池パック、２ 電池セル、３ 保護回路、４
充電制御回路、５ 充電表示回路、６，４３ 放電端
子、７，１７，４４ 充電端子、８，９，１８，１９，
４５，４６ 表示端子、１０，２０ ＧＮＤ端子、１
１，２１ 充電器、１３，１４，４１，４２ 充電表示
素子、１５，１６ 入力端子、３１，５１携帯電話機、
３２ 電源部、３３，３３Ａ ＣＰＵ、４０ ＬＣＤ
部、４８，４９ ＤＣ入力端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充放電可能な電池セルが備えられた充電
   池と、上記電池セルを充電するための充電器とからなる
   充電システムにおいて、 上記充電器には、充電中及び／又は充電完了に関する表
   示を行う充電表示素子と、上記充電表示素子を外部から
   の表示制御信号により制御するための制御信号入力端子
   とが備えられ、 上記充電池には、上記制御信号入力端子と接続される端
   子と、これら各端子を介して上記充電表示素子に表示制
   御信号を供給する制御信号生成手段とが備えられたこと
   を特徴とする充電システム。
2. 【請求項２】 上記充電器の充電表示素子は、充電中で
   あることを示す第１の発光素子と、充電完了を示す第２
   の発光素子とを備えることを特徴とする請求項１に記載
   の充電システム。
3. 【請求項３】 充放電可能な電池セルが備えられた充電
   池において、 充電中及び／又は充電完了に関する表示制御信号を生成
   する制御信号生成手段と、この制御信号生成手段で生成
   された表示制御信号を外部に出力するための端子とが備
   えられたことを特徴とする充電池。