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JP2009159749A - 充電制御装置および充電制御方法 - Google Patents

充電制御装置および充電制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】2次電池を内蔵する情報処理装置において、携帯使用時の使用者が予期しない電池容量低下を防止する。
【解決手段】外部電源(ACアダプタ)により、長期保存モード(30%程度の電池容量)で、電池を充電しながら情報処理装置を使用中に(ステップS11)、外部電源の電力供給停止を検知すると(ステップS12)、電力供給停止が発生した旨の表示を情報処理装置のディスプレイの中央部に警告表示し(ステップS13)、使用者に対応を促す(ステップS14)。
【選択図】図2

Description

本発明は、主として事務所で使用されるノートパソコンやPDA(携帯情報端末)などの情報処理装置に使用する2次電池の充電制御装置および充電制御方法に関する。
情報処理装置、特にノートパソコンは、当初は主として携帯用として開発されたために、リチウムイオン電池などの2次電池(以下、「電池」とも略記する)を搭載し、オフィスにおいて、商用電源にACアダプタを介して接続して電池を充電しながら使用し、外出先では充電した電池を電源として使用するように構成されている。
外出先でのノートパソコンを使用(以下、「携帯使用」と略記する)する場合の使用時間を長くするために、上記の電池の充電は、電池の最大容量まで充電(以下、「満充電容量」と略記する)あるいはそれに近い容量になるように充電制御されるものが一般的であった。
近年、ノートパソコンの省スペース性が評価され、また、必要に応じ携帯使用も可能なことから、常置型のデスクトップパソコンの一部がノートパソコンに置き換わる傾向にある。
ノートパソコンを主に常置型として使用する場合は、2次電池が継続的に満充電容量状態になる。リチウムイオン電池などの電池は、満充電容量状態で継続して使用すると、電池構成材質の劣化が促進され、電池容量が低下する。すなわち電池の寿命が短くなることが知られている。また、電池の最大容量の30%程度の充電容量で使用することが電池寿命を最も延長できることも知られている。
満充電容量状態の継続を避ける方法としては、電池をノートパソコンから外して、商用電源からノートパソコンを駆動し、携帯使用時にはノートパソコンに電池を装着して使用する方法がある。しかしながら、この方法では使い勝手が悪かったり、瞬時停電などでAC電源の供給が止まった場合は折角の作業結果が失われたりといった問題がある。
そこで、電池はノートパソコンに装着したままで、電池の充電レベルを、満充電容量以外の任意の充電レベルに充電制御するような電池の充電制御装置・方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に示すものは、電池の充電量を満充電用利用または任意の充電容量に設定する充電モード設定手段と、電池の残存容量を検知する電池容量検知手段と、外部電源の接続を検知する外部電源検知手段と、時間を計測する計時手段と、外部電源の接続時に、充電モード設定手段で設定した充電容量、電池の残存容量、設定時間の経過に基づき、電池の充電制御、放電制御を行うようにしている。
これにより、使用者が使用実態に合わせて電池の充電用容量を設定することで、電池の長期に亘る満充電容量状態を回避し、かつ、携帯使用も可能にできるとしている。
すなわち、前述の常置的な使用の場合には、電池寿命を最も延長できる30%(満充電容量に対する)程度の充電容量の充電モードで使用し、携帯使用が主な場合には満充電モードの充電モードで使用することで、携帯使用に対処できる。
また、常置的な使用の場合でも、携帯使用が発生したときには、前もって電池を満充電容量状態にすることが必要な場合がある。
このような場合に、電池を充電するかどうかを判断するためには、現在の電池残存容量を使用者が知る必要がある。この目的のために、現在のノートパソコンには、電池残存容量を使用者に告知する機能を搭載しているが、ディスプレイの片隅に小さく表示されている場合が多く、視認性が悪く、使用者がうっかり見逃すという問題がある。この問題に対処するための対策も提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献2に示すものは、2次電池を内蔵する携帯通信端末において、2次電池が充電中であることを、使用者が予め設定した画像を携帯通信端末のディスプレイ全面に亘り表示し、また、電池の容量の状態も多重表示して視認性を高めたものである。
特開2002−199616号公報 特開2004−320969号公報
しかしながら前述の特許文献1に示す方法を実施し、ノートパソコンを主として常置型とて使用した場合には次の課題が発生する。
すなわち、この場合は、使用者は電池寿命を最も延長できるモード(以下、「長期保存モード」と略記する)の充電を選択してノートパソコンを使用するので、使用中にACアダプタの離脱が発生し、使用者がそのことに気づかずノートパソコンの使用を終了した場合には次のような問題が起きる。すなわち、ACアダプタの離脱中に、30%に充電された電池がノートパソコンに消費されて、電池の残存容量が30%以下、場合によっては、ほとんどゼロになることがある。この状態では携帯使用時の使用時間が短縮されるか、もしくは不可能になる事態が発生する。なお、ここでのACアダプタの離脱とは、ノートパソコンへの給電プラグの離脱や商用電源コンセントへの差し込みプラグの離脱であり、場合によっては停電も含まれる。
また、電池が30%の残存容量であっても、最近のノートパソコンは省エネルギー化されていて2〜3時間の携帯使用が可能であるが、それ以上の使用時間が必要な場合は、30%以上の残存容量、あるいは満充電容量にまで電池を充電する必要がある。長時間の携帯使用が予定されているにもかかわらず、使用者が、充電モードが長期保存モードに設定していることを忘れていて電池の充電を怠ると、予定の使用時間に携帯使用ができない。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ノートパソコンを常置してAC電源で使用する場合に、電池寿命を低下させることなくかつ使用者が予期しない電池容量低下を防止できる充電制御装置および充電制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の充電制御装置は、外部電源もしくは内蔵の2次電池で駆動される情報処理装置に搭載される2次電池の充電制御装置であって、外部電源により2次電池を長期保存モードを含む複数レベルの充電容量に充電する充電制御手段と、外部電源からの電力供給を検知する電力供給検知手段と、長期保存モードのレベルの充電容量で2次電池を充電中に、電力供給検知手段が外部電源からの電力供給が停止されたことを検知した場合、外部電源からの電力供給が停止された旨を通知する制御手段とを備えたことを特徴とする。
このことにより、長期保存モードの充電を選択してノートパソコンを使用しているときに、ACアダプタなどの外部電源からの電源供給がプラグの離脱などで停止した場合、そのことを使用者は即座に認知することができ、適切な対応をして電池容量が空になることを防止できる。このため不意の予定が発生しても、情報処理装置をそのまま携行して、外出先で所定の時間使用することができる。
また本発明の充電制御装置は、情報処理装置が2次電池で駆動する場合の消費電力よりも、さらに低位の消費電力の低電力運転モードを有し、電力供給検知手段が外部電源からの電力供給が停止されたことを検知した場合、充電制御手段は電力供給が停止の期間中は、情報処理装置の運転モードを、低電力運転モードに制御してもよい。
このことにより、ACアダプタなどの外部電源からの電源供給がプラグの離脱などで停止した場合に発生する電池の残存容量の低下速度を緩和できる。
本発明の充電制御装置は、外部電源もしくは内蔵の2次電池で駆動される情報処理装置に搭載される2次電池の充電制御装置であって、外部電源により2次電池を少なくとも長期保存モードを含む複数レベルの充電容量に充電する充電制御手段と、長期保存モードを選択して情報処理装置を使用し、使用を終了する操作をした際に、満充電もしくは任意のレベルの充電を促す旨のメッセージと充電実施の選択釦とをディスプレイに表示する表示制御手段とを備え、充電制御手段は、使用者が充電実施の選択釦を操作した場合は、2次電池を通常の充電速度よりも高速で充電する急速充電モードで充電することを特徴とする。
このことにより、情報処理装置を携帯して使用する必要が発生した際、使用者は、長期保存モードの充電を選択して使用していることを認知することができ、かつ、急速の充電の要否を問われるので、急速充電を実施して外出先での長時間の携帯使用が可能になる。
本発明の充電制御方法は、外部電源もしくは内蔵の2次電池で駆動される情報処理装置に搭載される2次電池の充電制御方法であって、少なくとも長期保存モードを含む複数レベルの充電容量に充電制御するステップと、2次電池が長期保存モードで充電制御されていることを認識するステップと、外部電源からの電力供給の停止を検知するステップと、電力供給の停止が検知された際に、電力供給が停止された旨を通知するステップとを含むことを特徴とする。
本発明の充電制御方法は、外部電源もしくは内蔵の2次電池で駆動される情報処理装置に搭載される2次電池の充電制御方法であって、少なくとも長期保存モードを含む複数レベルの充電容量に充電制御するステップと、2次電池が長期保存モードで充電制御されていることを認識するステップと、情報処理装置の使用を終了する操作をした際に、満充電もしくは任意のレベルの充電を促す旨のメッセージと充電実施の選択釦とをディスプレイに表示するステップと、使用者が充電実施の選択釦を操作した場合は2次電池を通常の充電速度よりも高速で充電する急速充電モードで充電するステップを含むことを特徴とする。
本発明によれば、ノートパソコンを常置してAC電源で使用する場合に、電池寿命を低下させることなくかつ使用者が予期しない電池容量低下を防止できる充電制御装置および充電制御方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、説明の便宜上、数値を上げて説明するが、本発明はこの数値には拘束されない。
(実施の形態1)
図1は本実施の形態における充電制御装置を搭載した情報処理装置の電気的な構成を示すブロック図である。
情報処理装置1は、電池2と、充電制御装置3と、ACアダプタなどの外部電源(図示しない)から電力供給を受ける給電端子4a、4bと、情報処理装置本体部5とより構成されている。
電池2は、その内部に、電池の充電電流もしくは放電電流を計測し、電池の残存容量を演算する計測・演算部2aと、電池内の情報、例えば残存容量、電池電圧、電池のIDなどの情報を外部と通信できる通信部2bを備えている。
充電制御装置3は、マイクロコンピュータ(以下単に「マイコン」と略記する)31と、充電制御部32と、給電端子4a、4bに外部電源から供給される電力の供給を検知する電力供給検知部33とで構成されている。
マイコン31は、通信部2bと電力供給検知部33と、情報処理装置本体部5からの情報に基づいて充電制御部32を制御する。また、内部にはメッセージ保存部31aを備えている。
充電制御部32は、マイコン31の指示に基づいて、外部電源から供給される電力の一部を、情報処理装置本体部5に供給し、かつ、電池2を各種のパターンで充電制御する。各種のパターンとは、電池をどの程度の充電容量にまで充電するか、また、充電の速度を緩やかに行うのか、急速に行うのかといったことである。
通常、情報処理装置1を主に携帯して使用する場合は、デスクでの使用時に、電池を電池容量の最大値まで充電することが行われる(満充電)。また、充電速度も電池の寿命を延長できる緩やかな充電(例えば6〜10時間での充電)が実施される。
情報処理装置1を常置型としてデスク主体で使用する場合は、電池容量の最大値の30%程度に充電制御する長期保存モードで使用する。この場合も充電速度は緩やかな充電で実施される。
なお、充電制御部32は、給電端子4a、4bに外部電源が接続されていない場合は、電池2の電力を情報処理装置本体部5に供給する機能も備えている。
情報処理装置本体部5は、CPU(中央処理装置)51を中心として、液晶表示素子などのディスプレイ52と、ディスプレイ52のバックライト53、HDD(ハードディスクドライブ)54、RAM55、電源制御部56、マウスやキーボードなどの操作部57などにより構成されている。
CPU51は、マイコン31と接続されていて、前述の電池を充電する各種のパターンは、ディスプレイ52に表示されたアイコン(操作釦)を使用者がマウス57を操作することにより、マイコン31に伝達される。
また、CPU51は、マイコン31の要求により、メッセージ保存部31aに保存したメッセージをディスプレイ52に表示する。
次に、図1と図3を参照しながら、図2を用いて動作を説明する。
図2は本実施の形態における充電制御装置3の動作を説明するためのフローチャート、図3はディスプレイ52上の表示の例を示す図である。
ステップS11において、マイコン31は、電池充電モードが長期保存モードであるかどうかをチェックする。長期保存モードであれば(Yesの場合)、ステップS12において、電力供給検知部33の入力をチェックし、外部電源からの電力供給が停止した場合(Noの場合)は、ステップS13において図3に示すような警告表示を行う。
図3に示すように、ディプレイ52の中央部にダイアログ52aが表示され、これを見て、ステップS14において、使用者はACアダプタの装着状態を点検し、ACアダプタの給電プラグが抜けているのであれば、給電プラグを情報処理装置1に装着する。ステップS15で、マイコン31が、給電を検知すると、ステップS16で前述のダイアログ52aは、ディスプレイ52から消去される。
以上説明したように本実施の形態の充電制御装置3は、使用者が長期保存モードに設定して電池を充電しながら情報処理装置1を使用している場合に限り、外部電源の供給停止を検知した場合には、その旨のメッセージを、即座に情報処理装置1のディスプレイ52に表示し、使用者に外部電源の装着を促すように構成したものである。
従って、長期保存モードでの電池容量(約30%)が常時確保され、不意の外出で情報処理装置1を外出先で使用しても、短時間(2〜3時間)の使用が保証される。また、メッセージとして外部電源の装着を促すのに加えて、あるいはこのメッセージに代えて情報処理装置1の使用可能時間などを表示してもよい。これにより、使用者は外出先で使用したい時間から充電すべきかどうかの判断が容易となり、緊急の場合などに不要な充電をすることによる時間ロスを無くすことができる。
なお、本実施の形態では、メッセージ保存部31aをマイコン31の内部に設ける構成としたが、CPU51の内部に設ける構成であってもかまわない。
なお、外部電源の供給停止を使用者へ通知する手段として、ディスプレイにメッセージを表示することとして説明したが、通知手段はその他の手段でもよい。例えばアラーム音やメッセージ音声などの音声情報で使用者に通知してもよいし、情報処理装置1に備えられたLED(図示せず)などを用いて、光の点灯、点滅で通知してもよい。
(実施の形態2)
実施の形態2における充電制御装置は、電池を長期保存モードに設定している場合の消費電力を削減して、情報処理装置1の使用時間を延ばすようにしたものである。
使用者が電池を長期保存モードに設定して電池を充電しながら情報処理装置1を使用している場合に限り、外部電源の供給停止を検知した場合には、上記電力供給が停止の期間中、すなわち図2のステップS13〜ステップS15までの期間は、情報処理装置1の運転モードを、2次電池で駆動する場合の消費電力よりも、さらに低位の消費電力の運転モードに制御するようにしたものである。
このことを、図1を参照しながら、図4の情報処理装置1の運転モードを表した図で説明する。
図4は、3種の情報処理装置1への給電の状態と、それぞれの給電の状態における情報処理装置1の運転モードを示している。情報処理装置1の給電が外部電源で駆動されていて、満充電もしくは満充電に近い状態で電池が充電されているときの運転モードをノーマルモード、同様に、電池で駆動されているときのモードをエコノミーモード、同じく、外部電源で駆動され、電池は30%の長期保存モードで充電されていて、かつ、外部電源の電力供給が停止され、電池駆動に切り替わった状態のモードを長期保存モードと呼称して説明する。
機器運転モードがノーマルモードの場合は、バックライト53は、使用者が設定する輝度で駆動され、通常は高輝度である。また、キーボードやマウス57が所定時間操作されないときに情報処理装置1がスリープ状態に移行するスリープ移行時間も使用者が設定する時間である。
機器運転モードがエコノミーモードの場合は、バックライト53は、中輝度程度の輝度で駆動される。また、スリープ移行時間は、例えば10分である。
機器運転モードが長期保存モードの場合は、バックライト53は、最低輝度で駆動される。また、スリープ移行時間は、例えば1分である。
これらの動作は、CPU51がマイコン31からの情報を入手して実行する。
以上説明したように本実施の形態の充電制御装置は、使用者が長期保存モードに設定して電池を充電しながら情報処理装置1を使用している場合に限り、外部電源の供給停止を検知した場合、電力供給が停止の期間中は、情報処理装置1の運転モードを電池で駆動する場合の消費電力よりも、さらに低位の消費電力の運転モードに制御するように構成したものである。
このことにより、ACアダプタなどの外部電源からの電源供給がプラグの離脱などで停止した場合に発生する電池の残存容量の低下速度を緩和できる。従って、このような場合でも情報処理装置1の使用時間を通常の電池駆動時よりもさらに延ばすことが可能となる。
(実施の形態3)
実施の形態3における充電制御装置は、電池を長期保存モードに設定している状態で、急な出張などにより外部電源からの電源供給がない状態で、情報処理装置1を長時間使用する必要が発生した場合に通常より速く充電が完了するようにしたものである。
本実施の形態を図1と図6と図7を参照しながら図5を用いて説明する。
図5は本実施の形態における充電制御装置の動作を説明するためのフローチャート、図6はディスプレイ52上の表示の例を示す図、図7は急速充電制御動作を説明するための図である。
図5のステップS21において、情報処理装置本体部5のシャットダウン操作が行われた場合、CPU51は、マイコン31にその旨を伝達する。これを受けてマイコン31は、ステップS22で、充電モードが長期保存モードであるかをチェックし、長期保存モードであれば(Yesの場合)ステップS23においてメッセージ保存部31aに保存しているメッセージを、CPU51に指示してディスプレイ52上に表示させる。図6はその表示例を示している。図6において、ディスプレイ52の中央部にダイアログ52bが表示され、この中には、電池容量が低位である旨のメッセージおよび急速充電を実施するかどうかのメッセージと、充電容量の選択釦52cが用意されている。使用者がマウス57を操作して、カーソル52dを例えば100%の表示の選択釦に合わせ、マウス57をクリックすると(ステップS24)、これを受けてマイコン31は、ステップS25において、充電制御部32に指示し、図7に示すような急速充電動作を行う。
図7で特性Aは急速充電の充電特性を示し、特性Bは通常の緩やかな充電特性を示している。この図面の例では、Bの通常の充電時間が6時間であるのに対して、Aの急速充電は充電時間が2〜3時間である。
以上のようなステップS25の急速充電制御の結果、ステップS26で、充電完了を検知した電池2の充電完了信号を受けたマイコン31は、CPU51にその信号を転送し、CPU51は、ステップS27で情報処理装置1をシャットダウンさせる。
なお、ステップS24で使用者が急速充電を選択しない場合は、ステップS27にジャンプして、CPU51が情報処理装置1をシャットダウンさせる。
なお、ステップS25で電池の急速充電中は、ディスプレイ51上に、急速充電中である旨の表示と、電池の残存容量をリアルタイムで表示する方が望ましい(図示省略)。
以上説明したように、本発明の充電制御装置は、使用者が長期保存モードに設定して情報処理装置1を使用している場合に限って、使用者が情報処理装置1のシャットダウン操作をしたときに、満充電もしくは任意のレベルの充電を促す旨のメッセージと、急速充電実施の選択釦をディスプレイに表示し、使用者が実施の選択釦を操作した場合は、2次電池の急速充電を実施するように構成したものである。
従って、情報処理装置1を長期保存モードでの電池容量(約30%)で使用していても、不意の出張などで長時間の携帯使用が発生した場合でも、情報処理装置1をシャットダウンする際に電池容量が少ないことを使用者が認知することができ、短時間で電池を高容量に充電することができるので長時間の携帯使用が保証される。
なお、本実施の形態において、急速充電するか否かを使用者に確認するメッセージは、必ずしもシャットダウン操作をした場合に限るものでななく、電池を長期保存モード設定時に使用者が特定の操作をすることにより、上記メッセージを表示するようにしてもよい。
また、本実施の形態でも、メッセージ保存部31aをマイコン31の内部に設ける構成としたが、CPU51の内部に設ける構成であってもかまわない。
また、高速充電モードで充電する場合は、少しでも充電時間を短縮したい状況である。一方、充電時の電池の充電率の時間変化は一般的に充電率が上がるほど小さくなる。特に、充電率が、例えば90%を超えるあたりから充電率の上昇の割合は大幅にダウンする。従って、高速充電モードで充電する場合は、例えば充電率が90%になった時点で、使用者に充電完了のメッセージを出すようにしてもよい。これにより、使用者が出張などに出発する時間を短縮することができる。
本発明は、例えば、常置型として使用する時間が長く、通常はAC電源から電源供給を受ける携帯型の情報機器一般に広く利用することが可能である。
本発明の実施の形態1の電気的な構成を示すブロック図 同実施の形態の動作を説明するためのフローチャート 同ディスプレイ上の表示の例を示す図 本発明の実施の形態2における情報処理装置の運転モードを説明するための図 本発明の実施の形態3の動作を説明するためのフローチャート 同ディスプレイ上の表示の例を示す図 同急速充電制御動作を説明するための図
符号の説明
1 情報処理装置
2 2次電池
2a 計測・演算部
2b 通信部
3 充電制御装置
31 マイコン
31a メッセージ保存部
32 充電制御部
33 電力供給検知部
4a,4b 給電端子
5 情報処理装置本体部
51 CPU
52 ディスプレイ
52a,52b ダイアログ
52c 選択釦
52d カーソル
53 バックライト
54 HDD
55 RAM
56 電源制御部
57 操作部(マウス/キーボード)

Claims (5)

  1. 外部電源もしくは内蔵の2次電池で駆動される情報処理装置に搭載される前記2次電池の充電制御装置であって、前記外部電源により前記2次電池を長期保存モードを含む複数レベルの充電容量に充電する充電制御手段と、前記外部電源からの電力供給を検知する電力供給検知手段と、前記長期保存モードのレベルの充電容量で前記2次電池を充電中に、前記電力供給検知手段が前記外部電源からの電力供給が停止されたことを検知した場合、前記外部電源からの電力供給が停止された旨を通知する制御手段とを備えたことを特徴とする充電制御装置。
  2. 前記情報処理装置が2次電池で駆動する場合の消費電力よりも、さらに低位の消費電力の低電力運転モードを有し、前記電力供給検知手段が前記外部電源からの電力供給が停止されたことを検知した場合、前記充電制御手段は前記電力供給が停止の期間中は、前記情報処理装置の運転モードを、前記低電力運転モードに制御することを特徴とする請求項1に記載の充電制御装置。
  3. 外部電源もしくは内蔵の2次電池で駆動される情報処理装置に搭載される前記2次電池の充電制御装置であって、前記外部電源により前記2次電池を少なくとも長期保存モードを含む複数レベルの充電容量に充電する充電制御手段と、前記長期保存モードを選択して前記情報処理装置を使用し、使用を終了する操作をした際に、満充電もしくは任意のレベルの充電を促す旨のメッセージと充電実施の選択釦とをディスプレイに表示する表示制御手段とを備え、前記充電制御手段は、使用者が前記充電実施の選択釦を操作した場合は、前記2次電池を通常の充電速度よりも高速で充電する急速充電モードで充電することを特徴とする充電制御装置。
  4. 外部電源もしくは内蔵の2次電池で駆動される情報処理装置に搭載される前記2次電池の充電制御方法であって、少なくとも長期保存モードを含む複数レベルの充電容量に充電制御するステップと、前記2次電池が前記長期保存モードで充電制御されていることを認識するステップと、前記外部電源からの電力供給の停止を検知するステップと、前記電力供給の停止が検知された際に、電力供給が停止された旨を通知するステップとを含むことを特徴とする充電制御方法。
  5. 外部電源もしくは内蔵の2次電池で駆動される情報処理装置に搭載される前記2次電池の充電制御方法であって、少なくとも長期保存モードを含む複数レベルの充電容量に充電制御するステップと、前記2次電池が前記長期保存モードで充電制御されていることを認識するステップと、前記情報処理装置の使用を終了する操作をした際に、満充電もしくは任意のレベルの充電を促す旨のメッセージと充電実施の選択釦とをディスプレイに表示するステップと、使用者が前記充電実施の選択釦を操作した場合は前記2次電池を通常の充電速度よりも高速で充電する急速充電モードで充電するステップを含むことを特徴とする充電制御方法。
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