JPH05103429A - 電源制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】特性の異なる複数種の電池毎に異なったローバ
ッテリ検出または満充電検出を実行できるようにし、複
数種の電池を使用可能にする。 【構成】ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池とニッ
ケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池とでそれぞれ異なるローバ
ッテリ検出レベル、および満充電検出レベルを用いて電
池１１１の容量低下状態および満充電状態が検出され
る。この場合、どの検出レベルを用いた検出動作を実行
するかは、駆動電源として使用される電池１１１がニッ
ケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池とニッケル水素（Ｎ
ｉ−ＭＨ）電池のどちらであるかによって決定される。
このため、電源コントローラ１２は、電池の種類毎に異
なったローバッテリ検出または満充電検出を実行できる
ようになり、同一のポータブルコンピュータで複数種の
電池を使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は小型電子装置の電源制
御方式に関し、特にバッテリ駆動可能なポータブルコン
ピュータの電源制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携行が容易でバッテリにより動作
可能なラップトップタイプのポータブルコンピュータが
種々開発されている。この種のポータブルコンピュータ
に於いては、通常、バッテリの残存容量がある一定値以
下に低下したことを検出するためのローバッテリ検出機
構が設けられている。

【０００３】このローバッテリ検出機構は、オペレータ
に対してバッテリ駆動による使用の停止等を指示するた
め用いられるものであり、使用するバッテリの放電特性
を利用してローバッテリ状態を検出する。

【０００４】ポータブルコンピュータのバッテリとして
は、ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池が主に利用
されている。このため、そのニッケルカドミウム（Ｎｉ
−Ｃｄ）電池を使用するポータブルコンピュータのロー
バッテリ検出機構は、そのニッケルカドミウム（Ｎｉ−
Ｃｄ）電池の放電特性に適合した検出レベルでローバッ
テリ状態を検出するように構成されていた。

【０００５】最近では、ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃ
ｄ）電池に代わり、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池が
使用されるようになってきている。このニッケル水素
（Ｎｉ−ＭＨ）電池は、単位体積当たりの容量が大きく
バッテリ駆動の時間を長くできるという利点がある。

【０００６】ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池を使用す
るポータブルコンピュータのローバッテリ検出機構は、
ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池を使用するポー
タブルコンピュータとは異なり、ニッケル水素（Ｎｉ−
ＭＨ）電池の放電特性に適合した検出レベルでローバッ
テリ状態を検出するように構成される。

【０００７】このように、従来では、常に１種類の電池
に合わせたローバッテリ検出を行っているので、ポータ
ブルコンピュータの機種毎に使用する電池が規定され、
それ以外の異なる種類の電池を使用することはできなか
った。もし、他の種類の電池を使用すると、電池のロー
バッテリ状態を正確に検出することができないという不
具合が生じる。

【０００８】また、ポータブルコンピュータにおいて
は、ローバッテリ検出機構だけでなく、バッテリの満充
電検出機構も設けられている。この満充電検出機構は、
ＡＣ商用電源を利用したバッテリの充電を制御するため
のものであり、バッテリが満充電状態になったときにそ
のバッテリに対する充電を自動的に停止させる。

【０００９】この満充電検出機構についても、ニッケル
カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池を使用するポータブルコ
ンピュータと、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池を使用
するポータブルコンピュータとでは、異なった検出レベ
ルを用いた別の検出制御が行われている。したがって、
予め規定された電池以外の他の種類の電池を使用する
と、バッテリの充電制御が正常に実行されなくなり、場
合によっては過重電によって電池破壊といった事態を招
くこともある。このように、従来では、ポータブルコン
ピュータの機種毎に使用する電池が規定され、それ以外
の異なる種類の電池を使用することができない欠点があ
った。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来では、ポータブル
コンピュータの機種毎に使用する電池が規定され、それ
以外の異なる種類の電池を使用することができない欠点
があった。

【００１１】この発明はこのような点に鑑みてなされた
もので、特性の異なる複数種の電池毎に異なったローバ
ッテリ検出または満充電検出を実行できるようにし、複
数種の電池を使用することができる電源制御方式を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】この発明によ
る電源制御方式は、放電特性がそれぞれ異なる複数種の
バッテリの中で前記装置に駆動電源として装着されたバ
ッテリの種類を判別する判別手段と、前記複数種のバッ
テリの放電特性にそれぞれ適合した複数のローバッテリ
検出レベルを用いてバッテリの容量低下状態を検出する
ローバッテリ検出手段と、前記判別手段による判別結果
に応じて、前記複数のローバッテリ検出レベルの内のど
の検出レベルを用いた検出動作を実行させるかを前記ロ
ーバッテリ検出手段に指示する手段とを具備し、前記駆
動電源として装着されたバッテリの放電特性に適合した
ローバッテリ検出動作を実行することを特徴とする。

【００１３】この電源制御方式においては、複数のロー
バッテリ検出レベルを用いてバッテリの容量低下状態を
検出するローバッテリ検出手段が設けられており、どの
検出レベルを用いた検出動作を実行するかは、駆動電源
として装着されたバッテリの種類に応じて決定される。
このため、特性の異なる複数種の電池毎に異なったロー
バッテリ検出を実行できるようになり、複数種の電池を
使用することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【００１５】図１には、この発明の一実施例に係わる電
源制御方式を実現するためのシステム構成が示されてい
る。このシステムは、ラップトップタイプポータブルコ
ンピュータに適用されるものであり、図示のように、バ
ッテリパック１１、電源コントローラ１２、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ１３、ＡＣアダプタ１４、スイッチ回路１
５、バッテリ用電圧検出回路１６、バッテリ用電流検出
回路１７、ＡＣ電源用電圧検出回路１８、および逆流防
止用ダイオード１９，２０によって構成されている。

【００１６】バッテリパック１１は、このポータブルコ
ンピュータ本体に着脱自在に設けられるものであり、ニ
ッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池またはニッケル水
素（Ｎｉ−ＭＨ）電池等の充電可能な電池１１１が封入
されている。また、バッテリパック１１には、サーミス
タ１１２と電池識別端子１１３が設けられている。

【００１７】サーミスタ１１２は電池１１１に近接して
設けられており、その電池１１１の温度を検出するため
に使用される。つまり、サーミスタ１１２の抵抗値は周
囲温度によって変化するので、電池１１１の温度は、サ
ーミスタ１１２と抵抗Ｒとによって分割された電圧値に
よって検出される。

【００１８】電池識別端子１１３は、バッテリパック１
１内の電池１１１の種類を識別するためのものであり、
例えば、電池１１１がニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池
の場合はショート状態に設定され、また電池１１１がニ
ッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の場合はオープン
状態に設定されている。電池識別端子１１３のオープン
／ショートの設定は、バッテリパック１１の製造時に行
われる。

【００１９】ＤＣ−ＤＣコンバータ１３は、バッテリパ
ック１１の電池１１１からのＤＣ電圧、またはＡＣ電源
に接続されるＡＣアダプタ１４からのＤＣ電圧を所望の
電源電圧値（＋５Ｖ、＋１２Ｖ、−９Ｖ）に変換し、そ
れをポータブルコンピュータの各コンポーネントに電源
として供給する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１３とＡＣアダ
プタ１４間には逆流防止用ダイオード１９が接続されて
おり、これによってＡＣ電源を使用しない場合において
も電池１１１からＡＣアダプタ１４への電流の逆流が防
止される。また、バッテリパック１１の電池１１１とＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ１３との間にも、逆流防止用ダイオ
ード２０が接続されており、これによってバッテリパッ
ク１１の未装着時や電池１１１の電圧低下時においても
ＡＣアダプタ１４から電池１１１への電流の逆流が防止
される。

【００２０】スイッチ回路１５は、電池１１１への充電
電流の供給を制御するためのスイッチであり、ＡＣアダ
プタ１４と電池１１１間の充電電流パスを接続または遮
断するためのＦＥＴを備えている。スイッチ回路１５
は、電池１１１が充電可能状態の時はオン状態に設定さ
れ、ＡＣアダプタ１４から電池１１１に充電電流を供給
する。また、電池１１１が満充電状態の時は、スイッチ
回路１５はオフ状態に設定され、ＡＣアダプタ１４から
電池１１１への充電電流を遮断する。

【００２１】バッテリ用電圧検出回路１６は、電池１１
１の電圧を検出する。バッテリ用電流検出回路１７は、
電池１１１の充電電流や放電電流を検出する。ＡＣ電源
用電圧検出回路１８は、ＡＣアダプタ１４から出力され
る電圧を検出する。

【００２２】電源コントローラ１２は、ポータブルコン
ピュータへの電源供給を制御するためのものであり、ポ
ータブルコンピュータのシステム電源のオン・オフ制御
を初め、電池１１１への充電電流の制御、および電池１
１１の満充電状態やローバッテリ状態の検出処理、さら
には電池１１１の種類を判別する処理等を実行する。こ
の電源コントローラ１２は、図示のように、内部バスを
介して相互接続されたＣＰＵ１２１、ＲＡＭ１２２、Ｒ
ＯＭ１２３、アナログ入力ポート１２４、デジタル入出
力ポート１２５によって構成されている。

【００２３】ＣＰＵ１２１はＲＯＭ１２のプログラムを
実行して電源コントローラ１２の全体の制御を行う。Ｒ
ＯＭ１２３には、電源コントローラ１２が行う前述した
各種電源制御処理に必要なプログラムが格納されてい
る。ＲＡＭ１２３は、ＣＰＵ１２１が行うデータ処理用
の作業領域として使用される。

【００２４】アナログ入力ポート１２４の第１ポートＡ
１には、バッテリ用電圧検出回路１６からの検出出力が
供給される。また、アナログ入力ポート１２４の第２ポ
ートＡ２にはバッテリ用電流検出回路１７からの検出出
力、第３ポートＡ３にはサーミスタ１１２からの温度検
出出力、そして第４ポートＡ４にはＡＣ電源用電圧検出
回路１８からの検出出力が供給される。これら検出出力
の値はＡ／Ｄ変換され、た後にＣＰＵ１２１によって読
み取られる。

【００２５】デジタル入出力ポート１２５の第１ポート
Ｄ１には、電池識別端子１１３からの識別出力が入力さ
れ、また第２ポートＤ２からはスイッチ回路１５に対す
るスイッチ信号が出力される。次に、図２のフローチャ
ートを参照して、電源コントローラ１２のＣＰＵ１２１
によって実行される電源制御動作を説明する。

【００２６】まず、電源コントローラ１２のＣＰＵ１２
１は、ポータブルコンピュータ本体に装着されたバッテ
リパック１１の電池１１１の種類を判別するための処理
を実行し（ステップＳ１１）、電池１１１がニッケル水
素（Ｎｉ−ＭＨ）電池であるか、ニッケルカドミウム
（Ｎｉ−Ｃｄ）電池であるとかを判断する（ステップＳ
１２）。

【００２７】電池１１１がニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）
電池の場合には、ＣＰＵ１２１は、ニッケル水素（Ｎｉ
−ＭＨ）電池用の制御処理（ステップＳ１３〜Ｓ１６）
を実行する。

【００２８】すなわち、ＣＰＵ１２１は、まず、ニッケ
ル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池からなる電池１１１が充電可
能か否かを判断する（ステップＳ１３）。充電可能であ
れば、スイッチ回路１５をオン状態に設定して電池１１
１への充電を行うと共に、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）
電池用の満充電検出処理を実行する（ステップＳ１
４）。この場合、電池１１１が充電可能か否かはニッケ
ル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池が満充電状態か否かによって
決定され、満充電状態でない場合には満充電検出処理を
実行しながら電池１１１への充電が行われる。そして、
電池１１１が満充電状態になると、スイッチ回路１５を
オフすることによって電池１１１への充電が停止され
る。

【００２９】満充電検出処理は、ニッケル水素（Ｎｉ−
ＭＨ）電池の充電特性に適合した検出レベルでその満充
電状態の有無を検出するものである。この満充電検出処
理の詳細は、図１１を参照して後述する。

【００３０】次に、ＣＰＵ１２１は、電池１１１のみで
システムを駆動している状態であるかどうかを判断し
（ステップＳ１５）、ＡＣ電源を用いず電池１１１のみ
でのシステム駆動が行われている場合にはニッケル水素
（Ｎｉ−ＭＨ）電池用のローバッテリ検出処理を実行す
る（ステップＳ１６）。

【００３１】ここで、電池１１１のみでのシステム駆動
であるか否かは、ＣＰＵ１２１がアナログ入力ポート１
２４のポートＡ４から入力した電圧値をリードすること
によって判断される。つまり、ＡＣアダプタ１４にＡＣ
商用電源が接続されている場合にはＡＣ電源用電圧検出
回路１８の検出出力がある一定値を越え、ＡＣ商用電源
が接続されてない場合にはＡＣ電源用電圧検出回路１８
の検出出力が零となる。このため、ＣＰＵ１２１は、ポ
ートＡ４から入力した電圧値が零となった時に電池１１
１のみでシステム駆動されていると判断する。

【００３２】ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池用のロー
バッテリ検出処理は、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池
の放電特性に適合した検出レベルを用いてそのローバッ
テリ状態の有無を検出するものである。このローバッテ
リ検出処理の詳細は、図１２を参照して後述する。

【００３３】この後、ＣＰＵ１２１は、スイッチ回路１
５を用いた電池１１１の充電制御や、電池１１１の放電
制御等を実行する。この放電制御においては、例えば、
電池１１１がローバッテリ状態になった時にその事をブ
ザー鳴動やＬＥＤ点灯等によってオペレータに通知した
り、電池１１１の消費量を減らすためにポータブルコン
ピュータの各コンポーネントへの電源電流の供給量を調
整するといった処理等が行われる。

【００３４】一方、ステップＳ１２で電池１１１がニッ
ケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池であると判別された
場合には、ＣＰＵ１２１は、ニッケルカドミウム（Ｎｉ
−Ｃｄ）電池用の制御処理（ステップＳ１７〜Ｓ２０）
を実行する。

【００３５】すなわち、ＣＰＵ１２１は、まず、ニッケ
ルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池からなる電池１１１が
充電可能か否かを判断する（ステップＳ１７）。充電可
能であれば、スイッチ回路１５をオン状態に設定して電
池１１１への充電を行うと共に、ニッケルカドミウム
（Ｎｉ−Ｃｄ）電池用の満充電検出処理を実行する（ス
テップＳ１８）。この場合、電池１１１が充電可能か否
かはニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池が満充電状
態か否かによって決定され、満充電状態でない場合には
満充電検出処理を実行しながら電池１１１への充電が行
われる。そして、電池１１１が満充電状態になると、ス
イッチ回路１５をオフすることによって電池１１１への
充電が停止される。

【００３６】満充電検出処理は、ニッケルカドミウム
（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の充電特性に適合した検出レベルで
その満充電状態の有無を検出するものである。この満充
電検出処理の詳細は、図１１を参照して後述する。

【００３７】次に、ＣＰＵ１２１は、電池１１１のみで
システムを駆動している状態であるかどうかを判断し
（ステップＳ１９）、ＡＣ電源を用いず電池１１１のみ
でのシステム駆動が行われている場合にはニッケルカド
ミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池用のローバッテリ検出処理を
実行する（ステップＳ２０）。

【００３８】ここで、電池１１１のみでのシステム駆動
であるか否かは、ＣＰＵ１２１がアナログ入力ポート１
２４のポートＡ４から入力した電圧値をリードすること
によって判断される。つまり、ＡＣアダプタ１４にＡＣ
商用電源が接続されている場合にはＡＣ電源用電圧検出
回路１８の検出出力がある一定値を越え、ＡＣ商用電源
が接続されてない場合にはＡＣ電源用電圧検出回路１８
の検出出力が零となる。このため、ＣＰＵ１２１は、ポ
ートＡ４から入力した電圧値が零となった時に電池１１
１のみでのシステム駆動と判断する。

【００３９】ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池用
のローバッテリ検出処理は、ニッケルカドミウム（Ｎｉ
−Ｃｄ）電池の放電特性に適合した検出レベルを用いて
そのローバッテリ状態の有無を検出するものである。こ
のローバッテリ検出処理の詳細は、図１２を参照して後
述する。

【００４０】この後、ＣＰＵ１２１は、スイッチ回路１
５を用いた電池１１１の充電制御や、電池１１１の放電
制御等を実行する。この放電制御においては、例えば、
電池１１１がローバッテリ状態になった時にその事をブ
ザー鳴動やＬＥＤ点灯等によってオペレータに通知した
り、電池１１１の消費量を減らすために各コンポーネン
トへの電源電流の供給量を調整するといった処理等が行
われる。

【００４１】このように、使用する電池１１１がニッケ
ル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池の場合とニッケルカドミウム
（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の場合とでは、その電池１１１に対
する満充電検出処理およびローバッテリ検出処理がそれ
ぞれ異なるが、それ以外は同じである。

【００４２】次に、図３のフローチャートを参照して、
図２のステップＳ１１で行われる電池判別処理の一例を
説明する。この判別処理は、バッテリパック１１に設け
られた電池識別端子１１３を利用するものである。

【００４３】まず、電源コントローラ１２のＣＰＵ１２
１は、ポータブルコンピュータ本体にバッテリパック１
１が装着されているか否かを判断する（ステップＳ２
１）。これは、例えば、アナログ入力ポート１２４のポ
ートＡ１に入力されるバッテリ用電圧検出回路１６から
の検出出力が零か否かによって判断される。また、サー
ミスタ１１２からの温度検出出力を利用することもでき
る。

【００４４】バッテリパック１１が装着されている場合
には、ＣＰＵ１２１は、そのバッテリパック１１内の電
池１１１の種類を判別するために、デジタル入出力ポー
ト１２５のポートＤ１のステータスをリードする（ステ
ップＳ２２）。この場合、電池１１１がニッケル水素
（Ｎｉ−ＭＨ）電池であれば、電池識別端子１１３がシ
ョート状態にあるためポートＤ１のステータスは“Ｌ”
レベルとなり、電池１１１がニッケルカドミウム（Ｎｉ
−Ｃｄ）電池であれば、電池識別端子１１３がオープン
状態にあるためポートＤ１のステータスは“Ｈ”レベル
となっている。

【００４５】したがって、ＣＰＵ１２１は、ポートＤ１
のステータスが“Ｌ”レベルの時は電池１１１がニッケ
ル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池であると判別し（ステップＳ
２３）、またポートＤ１のステータスが“Ｈ”レベルの
時は電池１１１がニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電
池であると判別する（ステップＳ２４）。このように、
電池１１１の種類の判別は電池識別端子１１３を用いる
ことによって容易に行うことができる。

【００４６】また、この電池１１１の種類の判別は、電
池１１１の充電特性や放電特性をバッテリ用電圧検出回
路１６、バッテリ用電流検出回路１７、およびサーミス
タ１１２を利用して調べ、電池１１１の特性が、ニッケ
ル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池とニッケルカドミウム（Ｎｉ
−Ｃｄ）電池のどちらの特性に一致するかを調べること
によっても行うことができる。

【００４７】この電池１１１の充電特性や放電特性を用
いた電池判別処理を説明する前に、まず、ニッケル水素
（Ｎｉ−ＭＨ）電池とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃ
ｄ）電池それぞれについての充電特性と放電特性につい
て説明する。

【００４８】図４は、充電時における充電時間（ｔ）に
対する電池１１１の電圧（Ｖ）の変化特性をニッケル水
素（Ｎｉ−ＭＨ）電池とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃ
ｄ）電池それぞれについて示したものである。図におい
て、ＶBAT は電池電圧であり、ΔＶBAT ／Δｔは単位時
間当たりの電池電圧の変化量である。

【００４９】図示のように、ニッケルカドミウム（Ｎｉ
−Ｃｄ）電池は、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池に比
べて電池電圧の上昇が早く、常にニッケル水素（Ｎｉ−
ＭＨ）電池の電池電圧よりも高い電池電圧を保持したま
ま、満充電（ＦＵＬＬ充電）状態となる。この場合、単
位時間当たりの電池電圧の変化量（ΔＶBAT ／Δｔ）
が、０〜３０の間の期間においては、ニッケルカドミウ
ム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の電圧は１５．６Ｖよりも高く、
またニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池の電圧は１５．６
Ｖ以下となる。また、単位時間当たりの電池電圧の変化
量（ΔＶBAT ／Δｔ）が、６０〜９０の間の期間におい
ては、ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の電圧は
１７．８Ｖよりも高く、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電
池の電圧は１７．８Ｖ以下となる。

【００５０】図５は、充電時における充電時間（ｔ）に
対する電池１１１の温度（Ｔ）の変化特性をニッケル水
素（Ｎｉ−ＭＨ）電池とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃ
ｄ）電池それぞれについて示したものである。図におい
て、ΔＴ／Δｔは単位時間当たりの電池温度の変化量で
ある。

【００５１】図から分かるように、満充電時近傍におい
ては、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池のΔＴ／Δｔ
は、ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）のΔＴ／Δｔに
比し、非常に高い値となる。ここでは、ニッケル水素
（Ｎｉ−ＭＨ）電池の満充電時におけるΔＴ／Δｔの値
がＡとして示され、また、ニッケルカドミウム（Ｎｉ−
Ｃｄ）電池の満充電時におけるΔＴ／Δｔの値がＢとし
て示されている。

【００５２】図６は、放電時における時間（ｔ）に対す
る電池１１１の電圧（Ｖ）の変化特性をニッケル水素
（Ｎｉ−ＭＨ）電池とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃ
ｄ）電池それぞれについて示したものである。図におい
て、斜線で示されている部分の面積は、ローバッリ状態
と判断される時の電池の残存容量に対応している。

【００５３】図から分かるように、ニッケルカドミウム
（Ｎｉ−Ｃｄ）電池は、バッテリ容量が低下するまでは
ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池によりも高い電池電圧
を維持するが、バッテリ残存容量が一定値まで低下する
と、その電池電圧は急激に低下する。これに比べ、ニッ
ケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池の電池電圧は比較的緩やか
に低下されて行き、ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）
電池がローバッテリ状態になってからもしばらくは、電
源として十分な電池電圧を維持する。このため、ニッケ
ル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池は、ニッケルカドミウム（Ｎ
ｉ−Ｃｄ）電池よりもローバッテリ状態になるのが遅
い。

【００５４】この場合、例えば、単位時間当たりの電池
電圧の変化量（ΔＶBAT ／Δｔ）が、−６０〜−９０間
の期間においては、ニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）
電池の電圧は１４．２Ｖよりも高く、またニッケル水素
（Ｎｉ−ＭＨ）電池の電圧は１１４．２Ｖ以下となる。

【００５５】また、図においては、ニッケルカドミウム
（Ｎｉ−Ｃｄ）電池がローバッテリ状態に達したときの
電池電圧がＬＢ１として示され、ニッケル水素（Ｎｉ−
ＭＨ）電池がローバッテリ状態に達したときの電池電圧
がＬＢ２として示されている。次に、図７および図８を
参照して、電池１１１の放電特性を利用して行う電池判
別処理を説明する。

【００５６】図６で説明したように、ニッケル水素（Ｎ
ｉ−ＭＨ）電池とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電
池とでは放電特性が異なる。このため、図７に示すよう
なテーブルＴ１をＲＯＭ１２３上に設け、一定時間毎に
電池電圧を測定し、電池電圧の変化量（ΔＶBAT ／Δ
ｔ）の一定の範囲毎に、測定した電池１１１の電圧と基
準値Ｖｂとを比較することによってニッケル水素（Ｎｉ
−ＭＨ）電池とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池
との判別を行うことができる。

【００５７】ここでは、電池電圧の変化量（ΔＶBAT ／
Δｔ）が０〜−３０の範囲と、−３０〜−６０の範囲
と、−６０〜−９０の範囲と、−９０以上の範囲の４つ
の範囲について、それぞれ基準値Ｖｂを設定している。
この基準値Ｖｂは、例えば、電池電圧の変化量（ΔＶBA
T ／Δｔ）が−６０〜−９０の範囲では１４．２Ｖに設
定されている。この１４．２Ｖの値は、図６で説明した
ように、電池電圧の変化量（ΔＶBAT ／Δｔ）が−６０
〜−９０の範囲における、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）
電池の電圧とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の
電圧とのほぼ中間値に相当する。

【００５８】測定した電池１１１の電圧と基準値Ｖｂと
の大小関係と、電池の種類との対応は、図８に示す通り
である。すなわち、測定した電池電圧ＶBATの値が基準
値Ｖｂよりも大きければニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃ
ｄ）であると判断され、また測定した電池電圧ＶBAT の
値が基準値Ｖｂ以下であればニッケル水素（Ｎｉ−Ｍ
Ｈ）電池と判断される。

【００５９】このように放電特性を利用して電池判別を
行う場合には、実際には、バッテリ用電圧検出回路１６
で検出した電池電圧ＶBAT に対して、次式（１）のよう
な電流補正を加え、その補正値を基準値と比較すること
が好ましい。これは、負荷による電圧変動を小さくした
値を使用するためである。 Ｖｃ＝ＶBAT ＋Ｒ・ＩBAT ＋Ｋ・Ｔ …（１）

【００６０】ここで、Ｖｃは補正後の電池電圧、ＶBAT
はバッテリ用電圧検出回路１６で検出した電池電圧、Ｒ
は放電電流が流れるライン（電池１１１からＤＣ−ＤＣ
コンバータ１３までのライン）の抵抗、ＩBAT はバッテ
リ用電流検出回路１７で検出した電池電流、Ｋは温度定
数、Ｔはサーミスタ１１２を利用して検出した電池温度
である。次に、図９および図１０を参照して、電池１１
１の充電特性を利用して行う電池判別処理を説明する。

【００６１】図４で説明したように、ニッケル水素（Ｎ
ｉ−ＭＨ）電池とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電
池とでは充電特性が異なる。このため、図９に示すよう
なテーブルＴ２をＲＯＭ１２３上に設け、一定時間毎に
電池電圧の測定し、電池電圧の変化量（ΔＶBAT ／Δ
ｔ）の一定の範囲毎に、測定した電池１１１の電圧と基
準値Ｖｂとを比較することによって、放電時と同様にし
て充電時においても、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池
とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池との判別を行
うことができる。

【００６２】ここでは、電池電圧の変化量（ΔＶBAT ／
Δｔ）が０〜３０の範囲と、３０〜６０の範囲と、６０
〜９０の範囲と、９０以上の範囲の４つの範囲につい
て、それぞれ基準値Ｖｂを設定している。この基準値Ｖ
ｂは、例えば、電池電圧の変化量（ΔＶBAT ／Δｔ）が
０〜３０の範囲では１５．６Ｖに設定されている。この
１５．６Ｖの値は、図４で説明したように、電池電圧の
変化量（ΔＶBAT ／Δｔ）が０〜３０の範囲における、
ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池の電圧とニッケルカド
ミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の電圧とのほぼ中間値に相当
する。

【００６３】測定した電池１１１の電圧と基準値Ｖｂと
の大小関係と、電池の種類との対応は、図１０に示す通
りである。すなわち、測定した電池電圧ＶBAT の値が基
準値Ｖｂよりも大きければニッケルカドミウム（Ｎｉ−
Ｃｄ）電池であると判断され、また測定した電池電圧Ｖ
BAT の値が基準値Ｖｂ以下であればニッケル水素（Ｎｉ
−ＭＨ）電池と判断される。このように、電池１１１の
充電時および放電時のどちらにおいても、電池１１１の
種類を判別することができる。次に、図１１を参照し
て、満充電検出処理の詳細について説明する。

【００６４】この満充電検出処理のための処理ルーチン
は、電池１１１がニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池であ
るかニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池であるかに
よって異なるが、実際には、使用する検出レベルが異な
るだけで基本的には双方とも同一の処理手順で行われ
る。

【００６５】このため、ここでは、図１１のフローチャ
ートを共通に用いて、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池
とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の双方につい
ての満充電検出動作を説明する。

【００６６】まず、ＣＰＵ１２１は、サーミスタ１１２
からポートＡ３に入力される温度検出出力を一定時間間
隔（例えば１０秒おき）でリードし（ステップＳ３１，
Ｓ３２）、今回リードした温度と前回リードした温度と
の差、つまり温度上昇（ΔＴ）を求める（ステップＳ３
３）。この場合、この温度上昇（ΔＴ）の値は、ある一
定温度（例えば０．５度）以上上昇された時に＋１に設
定され、それ以下の温度上昇の場合は零のままとなる。

【００６７】次いで、ＣＰＵ１２１は、温度上昇（Δ
Ｔ）が零よりも大きくなったか否かを調べ、温度上昇
（ΔＴ）の値が零の場合はカウンタ値を増分し（ステッ
プＳ３５）、そしてステップＳ３１〜３４の処理を繰り
返す。そして、温度上昇（ΔＴ）が“１”になると、Ｃ
ＰＵ１２１は、その時のカウンタ値を、電池１１１の種
類によって定まる検出レベル（ΔＴ／Δｔ）と比較す
る。

【００６８】この検出レベル（ΔＴ／Δｔ）は満充電時
の温度上昇率であり、図５で説明したように、ニッケル
水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池の場合はその検出レベル（ΔＴ
／Δｔ）は値“Ａ”となり、ニッケルカドミウム（Ｎｉ
−Ｃｄ）電池の場合は、Ａよりも低い値“Ｂ”がその検
出レベル（ΔＴ／Δｔ）となる。

【００６９】このように、ＣＰＵ１２１は、電池１１１
がニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池であるかニッケルカ
ドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池であるかによって異なる検
出レベルを用いる。

【００７０】ＣＰＵ１２１は、カウンタ値が検出レベル
（ΔＴ／Δｔ）よりも小さいとき、すなわち、測定した
温度上昇率が検出レベル（ΔＴ／Δｔ）の温度上昇率よ
りも高いときに、電池１１１が満充電状態になったこと
を検出する（ステップＳ３８）。一方、カウンタ値が検
出レベル（ΔＴ／Δｔ）よりも大きいとき、すなわち、
測定した温度上昇率が検出レベル（ΔＴ／Δｔ）の温度
上昇率よりも低いときには、その時のカウンタ値をクリ
アし（ステップＳ３７）、そしてステップＳ３１からの
処理に戻る。次に、図１２を参照して、ローバッテリ検
出処理の詳細について説明する。

【００７１】このローバッテリ検出処理のための処理ル
ーチンは、電池１１１がニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電
池であるかニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池であ
るかによって異なるが、満充電検出処理の場合と同様
に、実際には、使用する検出レベルが異なるだけで基本
的には双方とも同一の処理手順で行われる。

【００７２】このため、ここでは、図１２のフローチャ
ートを共通に用いて、ニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池
とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の双方につい
てのローバッテリ検出動作を説明する。

【００７３】まず、ＣＰＵ１２１は、電圧検出回路１６
からポートＡ１に入力される温度検出出力をリードし
（ステップＳ４１）、次いで、電流検出回路１７からポ
ートＡ２に入力される電流検出出力をリードする（ステ
ップＳ４２）。次に、ＣＰＵ１２１は、電圧検出回路１
６で検出した電圧Ｖに電流補正を加え、Ｖ＋ｉ・Ｒを補
正後の電池電圧Ｅとする。ここで、Ｒは放電時のパスの
抵抗であり、ｉは電流検出回路１７で検出された電流値
である。この後、ＣＰＵ１２１は、補正後の電池電圧Ｅ
を電池１１１の種類によって定まる検出レベル（ＬＢ）
と比較する。

【００７４】この検出レベル（ＬＢ）はローバッテリ時
の電池電圧であり、図６で説明したように、ニッケルカ
ドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池の場合はその検出レベル
（ＬＢ）は値“ＬＢ１”となり、ニッケル水素（Ｎｉ−
ＭＨ）電池の場合は、ＬＢ１よりも低い値“ＬＢ２”が
その検出レベル（ＬＢ）となる。

【００７５】このように、ＣＰＵ１２１は、電池１１１
がニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池であるかニッケルカ
ドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池であるかによって異なる検
出レベルを用いる。

【００７６】ＣＰＵ１２１は、補正後の電池電圧Ｅが検
出レベル（ＬＢ１）よりも小さいとき、電池１１１がロ
ーバッテリ状態になったことを検出する（ステップＳ４
５）。また、補正後の電池電圧Ｅが検出レベル（ＬＢ
１）以上の時は、ステップＳ４１からの処理を繰り返
す。

【００７７】以上のように、この実施例においては、ニ
ッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池とニッケル水素
（Ｎｉ−ＭＨ）電池とでそれぞれ異なるローバッテリ検
出レベル、および満充電検出レベルを用いてバッテリの
容量低下状態および満充電状態を検出しており、どの検
出レベルを用いた検出動作を実行するかは、駆動電源と
して使用されるバッテリがニッケルカドミウム（Ｎｉ−
Ｃｄ）電池とニッケル水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池のどちら
であるかによって決定される。

【００７８】このため、電池の種類毎に異なったローバ
ッテリ検出または満充電検出を実行できるようになり、
同一のポータブルコンピュータで複数種の電池を使用す
ることが可能となる。

【００７９】なお、この実施例では、２種類の電池を使
用する場合についてのみ説明したが、３種類以上の電池
を使用する場合においても、同様にして使用する電池の
特性に応じた検出レベルを用いることによって、満充電
検出およびローバッテリ検出を正常に行うことができ
る。

【００８０】また、この実施例では、ニッケル水素（Ｎ
ｉ−ＭＨ）電池とニッケルカドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電
池とでそれぞれ異なる検出レベルを用いたが、比較的特
性の類似した電池同志であれば、それぞれに適合する検
出レベルの中間値等を共通の検出レベルとして用いるこ
ともを可能である。

【００８１】また、放電特性だけが異なる電池について
はローバッテリ検出レベルだけを異ならせば良く、充電
特性だけが異なる電池については満充電検出レベルだけ
を異ならせば良いことはもちろんである。

【００８２】さらに、この電源制御方式は、バッテリ駆
動可能なポータブルコンピュータに特に適しているが、
バッテリ駆動可能なものであれば他の各種電子機器に対
しても同様にして適用できる。

【００８３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、特性
の異なる複数種の電池毎に異なったローバッテリ検出ま
たは満充電検出を実行できるようになり、複数種の電池
を使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るシステム構成を示す
ブロック図。

【図２】同実施例のシステムで実行される電源制御動作
を説明するフローチャート。

【図３】同実施例のシステムで実行される電池識別動作
の一例を説明するフローチャート。

【図４】同実施例のシステムで使用される電池の電圧対
時間の充電特性を示す図。

【図５】同実施例のシステムで使用される電池の温度対
時間の充電特性を示す図。

【図６】同実施例のシステムで使用される電池の電圧対
時間の放電特性を示す図。

【図７】同実施例のシステムで実行される放電特性を用
いた電池識別処理で参照されるテーブル内容の一例を示
す図。

【図８】図７のテーブルを用いたときの電池の種類と電
圧との関係を示す図。

【図９】同実施例のシステムで実行される充電特性を用
いた電池識別処理で参照されるテーブル内容の一例を示
す図。

【図１０】図９のテーブルを用いたときの電池の種類と
電圧との関係を示す図。

【図１１】同実施例のシステムで実行される満充電検出
処理の一例を示すフローチャート。

【図１２】同実施例のシステムで実行されるローバッテ
リ検出処理の一例を示すフローチャート。

【符号の説明】

１１バッテリパック、１２…電源コントローラ、１３…
ＤＣ−ＤＣコンバータ、１４…ＡＣアダプタ、１５…ス
イッチ回路、１６，１８…電圧検出回路、１７…電流検
出回路、１１１…電池、１１２…サーミスタ、１１３…
電池識別端子、１２１…ＣＰＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｂ 9060−5Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バッテリ駆動可能な小型電子装置におい
   て、 放電特性がそれぞれ異なる複数種のバッテリの中で前記
   装置に駆動電源として装着されたバッテリの種類を判別
   する判別手段と、 前記複数種のバッテリの放電特性にそれぞれ適合した複
   数のローバッテリ検出レベルを用いてバッテリの容量低
   下状態を検出するローバッテリ検出手段と、 前記判別手段による判別結果に応じて、前記複数のロー
   バッテリ検出レベルの内のどの検出レベルを用いた検出
   動作を実行させるかを前記ローバッテリ検出手段に指示
   する手段とを具備し、 前記駆動電源として装着されたバッテリの放電特性に適
   合したローバッテリ検出動作を実行することを特徴とす
   る電源制御方式。
2. 【請求項２】 バッテリ駆動可能な小型電子装置におい
   て、 充電特性がそれぞれ異なる複数種のバッテリの中で前記
   装置に駆動電源として装着されたバッテリの種類を判別
   する判別手段と、 前記複数種のバッテリの充電特性にそれぞれ適合した複
   数の満充電検出レベルを用いてバッテリの満充電状態を
   検出する満充電検出手段と、 前記判別手段による判別結果に応じて、前記複数の満充
   電検出レベルの内のどの検出レベルを用いた検出動作を
   実行させるかを前記満充電検出手段に指示する手段とを
   具備し、 前記駆動電源として装着されたバッテリの充電特性に適
   合した満充電検出動作を実行することを特徴とする電源
   制御方式。