図面 (/)

技術 ソーラ式携帯充電器

出願人 東京コイルエンジニアリング株式会社
発明者 中村善蔵
出願日 2005年10月31日 (15年2ヶ月経過) 出願番号 2005-317594
公開日 2007年5月17日 (13年7ヶ月経過) 公開番号 2007-124872
状態 特許登録済
技術分野 電池の充放電回路 電池等の充放電回路 二次電池の保守(充放電、状態検知) 移動無線通信システム
主要キーワード 自動復帰形 側出力端 非常照明 電圧判定回路 PFM 通電路 相互接続点 スイッチングタイミング
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年5月17日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

負荷充電に必要な電力二次電池に蓄えられているかどうかを、二次電池の電力をできるだけ消費することなく、適切に報知することが可能なソーラ式携帯充電器を提供する。

解決手段

押釦式常開接点23がオンされたときのみ、二次電池3の電圧によって電圧判定回路30が作動する。電圧判定回路30は、二次電池3の電圧が設定レベル未満の場合に、トランジスタ26をオンする。トランジスタ26がオンすると、DC−DCコンバータ10の出力端発光ダイオード24との間の通電路が形成され、発光ダイオード24が点灯する。

概要

背景

携帯電話器の普及には著しいものがあり、その便利さを多くの人が享受している。この携帯電話器は電池電源としており、その電池は商用交流電源を利用する充電器によって充電される。

しかしながら、外出先旅行先では、充電器がないために携帯電話器を充電できない。また、災害等の非常時は、商用交流電源の停電により、たとえ充電器があっても、携帯電話器を充電できない。

そこで、太陽電池およびその太陽電池の出力により充電される二次電池を有し、二次電池に蓄えた電力DC−DCコンバータ直流に変換して携帯電話器に供給するソーラ式携帯充電器が開発され、実用化されつつある。

このようなソーラ式携帯充電器があれば、外出先や旅行先でも、また災害等の非常時にも、太陽光エネルギーを使って携帯電話器を充電することができる。

概要

負荷の充電に必要な電力が二次電池に蓄えられているかどうかを、二次電池の電力をできるだけ消費することなく、適切に報知することが可能なソーラ式携帯充電器を提供する。押釦式常開接点23がオンされたときのみ、二次電池3の電圧によって電圧判定回路30が作動する。電圧判定回路30は、二次電池3の電圧が設定レベル未満の場合に、トランジスタ26をオンする。トランジスタ26がオンすると、DC−DCコンバータ10の出力端発光ダイオード24との間の通電路が形成され、発光ダイオード24が点灯する。

目的

この発明は、上記の事情を考慮したもので、負荷の充電に必要な電力が二次電池に蓄えられているかどうかを、二次電池の電力をできるだけ消費することなく、適切に報知することが可能なソーラ式携帯充電器を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

太陽電池と、前記太陽電池の出力により充電される二次電池と、前記二次電池の電圧所定レベル直流電圧に変換するDC−DCコンバータと、前記DC−DCコンバータの出力端に接続された充電用端子と、通電制御用スイッチと、自動復帰形押釦式常開接点と、前記DC−DCコンバータの出力端に、前記通電制御用スイッチおよび前記押釦式常開接点を介して接続された発光体と、前記押釦式常開接点を介して前記二次電池に接続され、その押釦式常開接点のオン時に作動して、前記二次電池の電圧が設定レベル未満の場合に前記通電制御用スイッチをオンする電圧判定回路と、を備えていることを特徴とするソーラ式携帯充電器

請求項2

前記通電制御用スイッチは、前記発光体への通電路コレクタエミッタ間が挿接された第1トランジスタである、前記電圧判定回路は、前記押釦式常開接点を介して前記二次電池に接続された第1抵抗および第2抵抗の直列回路と、その第2抵抗にベース・エミッタ間が接続され且つコレクタ・エミッタ間が前記押釦式常開接点を介して前記DC−DCコンバータの出力端に接続され、前記第2抵抗に生じる電圧が設定レベル以上でオンして設定レベル未満でオフする第2トランジスタと、前記押釦式常開接点を介して前記DC−DCコンバータの出力端に接続されたコンデンサと、前記押釦式常開接点を介して前記二次電池に接続された第3抵抗および第3トランジスタのコレクタ・エミッタ間の直列回路とを有し、前記コンデンサに前記第3トランジスタのベース・エミッタ間を接続するとともに、その第3トランジスタのコレクタに第4抵抗を介して前記第1抵抗および第2抵抗の相互接続点を接続している、ことを特徴とする請求項1に記載のソーラ式携帯充電器。

請求項3

前記DC−DCコンバータの出力端に前記押釦式常開接点を介して接続された非常照明用の発光体、をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載のソーラ式携帯充電器。

技術分野

0001

この発明は、携帯電話器等の負荷太陽光エネルギーを利用して充電するソーラ式携帯充電器に関する。

背景技術

0002

携帯電話器の普及には著しいものがあり、その便利さを多くの人が享受している。この携帯電話器は電池電源としており、その電池は商用交流電源を利用する充電器によって充電される。

0003

しかしながら、外出先旅行先では、充電器がないために携帯電話器を充電できない。また、災害等の非常時は、商用交流電源の停電により、たとえ充電器があっても、携帯電話器を充電できない。

0004

そこで、太陽電池およびその太陽電池の出力により充電される二次電池を有し、二次電池に蓄えた電力DC−DCコンバータ直流に変換して携帯電話器に供給するソーラ式携帯充電器が開発され、実用化されつつある。

0005

このようなソーラ式携帯充電器があれば、外出先や旅行先でも、また災害等の非常時にも、太陽光のエネルギーを使って携帯電話器を充電することができる。

発明が解決しようとする課題

0006

上記のソーラ式携帯充電器では、たとえ光が当たる状況であっても、二次電池に十分な電力が蓄えられていなければ、負荷である携帯電話器を充電することができない。

0007

そこで、携帯電話器の充電に必要な電力が二次電池に蓄えられているかどうかを、発光体たとえば発光ダイオード点灯消灯によって報知することが考えられる。

0008

ただし、この場合、二次電池に蓄えられた貴重な電力を、できるだけ消費しないようにすることが重要である。

0009

この発明は、上記の事情を考慮したもので、負荷の充電に必要な電力が二次電池に蓄えられているかどうかを、二次電池の電力をできるだけ消費することなく、適切に報知することが可能なソーラ式携帯充電器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0010

請求項1に係る発明のソーラ式携帯充電器は、太陽電池と、この太陽電池の出力により充電される二次電池と、この二次電池の電圧所定レベル直流電圧に変換するDC−DCコンバータと、このDC−DCコンバータの出力端に接続された充電用端子と、通電制御用スイッチと、自動復帰形押釦式常開接点と、上記DC−DCコンバータの出力端に、上記通電制御用スイッチおよび上記押釦式常開接点を介して接続された発光体と、上記押釦式常開接点を介して上記二次電池に接続され、その押釦式常開接点のオン時に作動して、上記二次電池の電圧が設定レベル未満の場合に上記通電制御用スイッチをオンする電圧判定回路と、を備えている。

0011

押釦式常開接点がオンされたときのみ、二次電池の電圧によって電圧判定回路が作動する。電圧判定回路は、二次電池の電圧が設定レベル未満の場合に、通電制御用スイッチをオンする。通電制御用スイッチがオンすると、DC−DCコンバータの出力端と発光体との間の通電路が形成され、発光体が点灯する。

発明の効果

0012

この発明のソーラ式携帯充電器によれば、押釦式常開接点がオンされたときのみ、二次電池の電圧によって電圧判定回路が作動する。よって、負荷の充電に必要な電力が二次電池に蓄えられているかどうかを、二次電池の電力をできるだけ消費することなく、適切に報知することができる。

発明を実施するための最良の形態

0013

以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

0014

図1において、1は太陽電池で、光を受けることにより直流電圧を発生する。この太陽電池1の出力電圧が、逆流防止用ダイオード2を順方向に介して二次電池3に充電される。二次電池3として、例えば定格電圧2.4Vのニッケル水素電池が使用されている。

0015

そして、二次電池3に、コンデンサ4およびDC−DCコンバータ10が接続されている。DC−DCコンバータ10は、インダクタ11、ダイオード13、制御回路IC回路)14、およびFET15からなり、周波数変調PFM)によるスイッチングにより、二次電池3の電圧を所定レベルたとえば5Vの直流電圧に変換する。すなわち、制御回路14は、当該DC−DCコンバータ10の出力電圧が5Vを下回ろうとするとスイッチングを行い、当該DC−DCコンバータ10の出力電圧を5V以上に維持する。

0016

このDC−DCコンバータ10の出力端にコンデンサ5が接続され、そのコンデンサ5にコイル6およびコンデンサ7からなるノイズフィルタを介して充電用端子8a,8bが接続されている。この充電用端子8a,8bに、負荷である携帯電話器が接続される。

0017

また、DC−DCコンバータ10の正側出力端(+)に非常照明用の発光体たとえば発光ダイオード21のカソードが接続され、その発光ダイオード21のアノード抵抗22および自動復帰形の押釦式常開接点23を介してDC−DCコンバータ10の負側出力端(−)に接続されている。

0018

さらに、DC−DCコンバータ10の正側出力端(+)に電圧レベル報知用の発光体たとえば発光ダイオード24のカソードが接続され、その発光ダイオード24のアノードが抵抗25および通電制御用スイッチたとえばNPN型トランジスタ(第1トランジスタ)26のコレクタエミッタ間を介してDC−DCコンバータ10の負側出力端(−)に接続されている。押釦式常開接点23がオンされたとき、トランジスタ26がオンしていれば、発光ダイオード24が点灯することになる。

0019

一方、二次電池3に、押釦式常開接点23を介して、電圧判定回路30が接続されている。電圧判定回路30は、押釦式常開接点23のオン時に二次電池3の電圧により作動し、二次電池3の電圧が設定レベル(例えば1.9V)未満の状態にあれば、上記トランジスタ26をオンする。

0020

電圧判定回路30の具体的な構成について説明する。まず、抵抗(第1抵抗)31および抵抗(第2抵抗)32の直列回路が、押釦式常開接点23を介して二次電池3に接続されている。そして、抵抗32に、NPN型トランジスタ(第2トランジスタ)33のベース・エミッタ間が接続されている。トランジスタ33のコレクタは抵抗34を介してDC−DCコンバータ10の正側出力端(+)に接続され、トランジスタ33のエミッタは押釦式常開接点23を介してDC−DCコンバータ10の負側出力端(−)に接続されている。さらに、コンデンサ41が押釦式常開接点23を介してDC−DCコンバータ10の出力端に接続されている。また、抵抗(第3抵抗)44およびNPN型トランジスタ(第3トランジスタ)43のコレクタ・エミッタ間の直列回路が、押釦式常開接点23を介して、二次電池3に接続されている。そして、コンデンサ41にトランジスタ43のベース・エミッタ間が抵抗42を介して接続されるとともに、トランジスタ43のコレクタに抵抗(第4抵抗)45を介して上記抵抗31,32の相互接続点が接続されている。

0021

つぎに、上記の構成の作用を説明する。
太陽電池1に光が当たると、太陽電池1から直流電圧が出力される。この出力電圧により、二次電池3に充電される。

0022

充電用端子8a,8bに携帯電話器が接続されると、二次電池3の電圧がDC−DCコンバータ10で直流電圧に変換され、充電用端子8a,8bに供給される。これにより、携帯電話器が充電される。

0023

押釦式常開接点23がオンされると、DC−DCコンバータ10の出力端と非常照明用の発光ダイオード21との間の通電路が形成され、発光ダイオード21が点灯する。押釦式常開接点23がオフすると、DC−DCコンバータ10の出力端と発光ダイオード21との間の通電路が遮断され、発光ダイオード21が消灯する。

0024

また、押釦式常開接点23がオンされると、二次電池3の電圧が抵抗31,32の直列回路に印加される。このとき、二次電池3の電圧が設定レベル以上であれば、抵抗32の電圧によってトランジスタ33がオンする。トランジスタ33がオンすると、トランジスタ33のコレクタ電位が低下し、トランジスタ26がオフ状態を維持する。こうして、トランジスタ26がオフ状態を維持することにより、たとえ押釦式常開接点23がオンされていても、電圧レベル報知用の発光ダイオード24は消灯状態を維持する。これにより、二次電池3の電圧が設定レベル以上の状態にあって、携帯電話器の充電が可能であることが報知される。

0025

押釦式常開接点23がオンされたとき、二次電池3の電圧が設定レベル未満に減少していれば、トランジスタ33がオフ状態を維持する。トランジスタ33がオフであれば、トランジスタ33のコレクタ電位が高くなり、トランジスタ26がオンする。トランジスタ26がオンすると、DC−DCコンバータ10の出力端と発光ダイオード24との間の通電路が形成され、発光ダイオード24が点灯する。これにより、二次電池3の電圧が設定レベル未満の状態にあって、携帯電話器の確実な充電が不可能であることが報知される。

0026

なお、DC−DCコンバータ10のスイッチングに伴い、抵抗32の電圧に変動が生じる可能性がある。抵抗32の電圧が変動すると、トランジスタ33がオン,オフを繰り返し、それがトランジスタ26の動作に波及して発光ダイオード24が点灯と消灯を頻繁に繰り返してしまう。

0027

しかしながら、押釦式常開接点23のオンに際しては、DC−DCコンバータ10の出力電圧がコンデンサ41に印加され、そのコンデンサ41の電圧によってトランジスタ43がオンする。トランジスタ43がオンすると、抵抗31,32の相互接続点の電圧変動が抵抗44,45およびトランジスタ43を通して吸収される。これにより、抵抗32の電圧の変動を抑えることができ、トランジスタ33の不要なオン,オフの繰り返しを回避することができる。これにより、発光ダイオード24が点灯と消灯を頻繁に繰り返す不具合を防止できる。

0028

以上のように、二次電池3の電圧が設定レベル未満の場合に発光ダイオード24を点灯させる電圧判定回路30を設け、その電圧判定回路30を押釦式常開接点23がオンされたときのみ二次電池3の電圧によって作動させる構成としたので、押釦式常開接点23がオフの場合に二次電池3から電圧判定回路30に無駄な電流が流れない。したがって、携帯電話器の充電に必要な電力が二次電池3に蓄えられているかどうかを、二次電池3の電力をできるだけ消費することなく、適切に報知することができる。二次電池3の電力消費を抑制できるので、太陽電池1で集めた貴重な充電エネルギーを、携帯電話器の充電や災害時の非常照明に、無駄なく有効に活用することができる。

0029

DC−DCコンバータ10のスイッチング制御に周波数変調(PFM)を採用しているので、当該ソーラ式携帯充電器が長期間にわたって使用されない状況では、DC−DCコンバータ10の出力電圧があるレベルまで下がった場合にのみスイッチングが行われる。このDC−DCコンバータ10のスイッチングタイミングに合わせて二次電池3が不定期放電する。この不定期の放電により、二次電池3の放電量をごく僅かに抑えながら、二次電池3を活性化させて、二次電池3の劣化を遅らせることができる。

0030

仮に、DC−DCコンバータ10のスイッチング制御にパルス幅変調(PWM)を採用されている場合を考えると、DC−DCコンバータ10の出力電圧を5V以上に維持するためにDC−DCコンバータ10のスイッチングが定期的に繰り返されるので、二次電池3の放電回数が多くなる。この場合、放電によって二次電池3を活性化させることができるが、二次電池3の放電量が多くなるという不具合がある。

0031

この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

図面の簡単な説明

0032

この発明の一実施形態の構成を示す図。

符号の説明

0033

1…太陽電池、3…二次電池、8a,8b…充電用端子、10…DC−DCコンバータ、21…非常照明用の発光ダイオード、23…自動復帰形の押釦式常開接点、24…電圧レベル報知用の発光ダイオード、26…NPN型トランジスタ(第1トランジスタ)、30…電圧判定回路、31…抵抗(第1抵抗)、32…(第2抵抗)、33…NPN型トランジスタ(第2トランジスタ)、34…抵抗(第3抵抗)、43…NPN型トランジスタ(第3トランジスタ)、45…抵抗(第4抵抗)

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ