JP2001339867A - Electric apparatus with built-in battery and motor - Google Patents
Electric apparatus with built-in battery and motorInfo
- Publication number
- JP2001339867A JP2001339867A JP2000160144A JP2000160144A JP2001339867A JP 2001339867 A JP2001339867 A JP 2001339867A JP 2000160144 A JP2000160144 A JP 2000160144A JP 2000160144 A JP2000160144 A JP 2000160144A JP 2001339867 A JP2001339867 A JP 2001339867A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- ion secondary
- voltage
- secondary battery
- lithium ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン二
次電池とモーターを内蔵している電気機器、主として電
気かみそりや電動歯ブラシである電気機器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric device including a lithium ion secondary battery and a motor, and more particularly to an electric device such as an electric razor or an electric toothbrush.
【０００２】[0002]
【従来の技術】リチウムイオン二次電池をモーターで駆
動する電気かみそりは、リチウムイオン二次電池でモー
ターを強いトルクで回転して、効率よく髭そりできる。
リチウムイオン二次電池の出力電圧が高いので、モータ
ーに高出力のものを使用できるからである。さらに、リ
チウムイオン二次電池は、電気かみそりの電源として使
用しているニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム
電池に比較すると、重量や容積に対する容量が極めて大
きく、小形で高出力にできる特長がある。2. Description of the Related Art An electric shaver that drives a lithium ion secondary battery by a motor can efficiently shave by rotating the motor with a strong torque by the lithium ion secondary battery.
This is because the output voltage of the lithium ion secondary battery is high, so that a high output motor can be used. Further, the lithium ion secondary battery has an extremely large capacity with respect to weight and volume as compared with a nickel-hydrogen battery or a nickel-cadmium battery used as a power source for an electric razor, and has a feature of being small-sized and capable of high output.
【０００３】しかしながら、リチウムイオン二次電池
は、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池と
違って、長期間過放電状態にあると電極が不活性になっ
て、充電しても初期の充電容量に回復できなくなって、
寿命が尽きてしまう。リチウムイオン二次電池の過放電
を防止するために、リチウムイオン二次電池には、電池
電圧が設定された電圧よりも低くなると、放電を強制的
に遮断する保護回路を接続している。[0003] However, unlike a nickel-cadmium battery or a nickel-hydrogen battery, a lithium ion secondary battery becomes inactive when the electrode is overdischarged for a long period of time, so that even if charged, the electrode has an initial charge capacity. I ca n’t recover,
Life is over. In order to prevent overdischarge of the lithium ion secondary battery, a protection circuit is connected to the lithium ion secondary battery for forcibly stopping discharge when the battery voltage becomes lower than a set voltage.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】リチウムイオン二次電
池の電圧を検出して放電を停止する回路では、必ずしも
過放電を確実に阻止できない。電池の放電を停止した後
も、自己放電によってさらに放電が進行し、また、放電
を遮断する回路も微小な電流を消費することがあるから
である。とくに、リチウムイオン二次電池は一次電池に
比較すると自己放電が大きいので、自己放電による放電
を無視できない。A circuit for detecting the voltage of a lithium ion secondary battery and stopping discharge cannot always prevent overdischarge reliably. This is because even after the discharge of the battery is stopped, the discharge further proceeds by self-discharge, and a circuit for interrupting the discharge may consume a small amount of current. In particular, the self-discharge of a lithium ion secondary battery is larger than that of a primary battery, so that the self-discharge cannot be ignored.
【０００５】自己放電によるリチウムイオン二次電池の
過放電は、実際の使用状態において問題となる。実際の
使用状態においては、たとえば、リチウムイオン二次電
池の放電が遮断される状態になった電気かみそりは、使
用できないので、そのまま充電することなく放置される
ことがある。この状態で長期間放置されると、自己放電
によってリチウムイオン二次電池の放電がさらに進行し
て過放電状態となる。[0005] Overdischarge of a lithium ion secondary battery due to self-discharge is a problem in actual use. In an actual use state, for example, an electric shaver in a state where the discharge of a lithium ion secondary battery is cut off cannot be used, and may be left without being charged as it is. If left in this state for a long time, self-discharge of the lithium ion secondary battery further proceeds, resulting in an overdischarged state.
【０００６】本発明は、このような欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、リチウムイオン二次電池の自己放電による過放電を
有効に防止しながら、全体を小形軽量化してモーターを
効率よく回転して便利に使用できる電池とモーターを内
蔵する電気機器を提供することにある。[0006] The present invention has been developed with a view to solving such a drawback. An important object of the present invention is to provide a battery with a built-in motor and a battery that can be used efficiently by effectively minimizing the overall size and efficiently rotating the motor while effectively preventing overdischarge due to self-discharge of the lithium ion secondary battery. To provide equipment.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の電気機器は、リ
チウムイオン二次電池１と、このリチウムイオン二次電
池１で駆動されるモーター２と、リチウムイオン二次電
池１の過放電を防止する保護回路４とを内蔵する。保護
回路４は、電池電圧を検出してモーター２に流れる電流
を遮断する第１保護回路４ａと、電池電圧を検出してリ
チウムイオン二次電池１に流れる電流を遮断する第２保
護回路４ｂとを備える。第１保護回路４ａは、モーター
２に直列に接続している第１スイッチング素子６ａと、
この第１スイッチング素子６ａを電池電圧でオンオフに
制御する第１電圧検出回路５ａを備える。第２保護回路
４ｂは、リチウムイオン二次電池１に直列に接続してい
る第２スイッチング素子６ｂと、この第２スイッチング
素子６ｂを電池電圧でオンオフに制御する第２電圧検出
回路５ｂを備える。第１電圧検出回路５ａは、電池電圧
を検出して電池電圧が第１設定電圧よりも低下すると、
第１スイッチング素子６ａをオフにしてモーター２の電
流を遮断し、第２電圧検出回路５ｂは、電池電圧を検出
して電池電圧が第２設定電圧よりも低下すると、第２ス
イッチング素子６ｂをオフにしてリチウムイオン二次電
池１から流れる電流を遮断する。第１設定電圧は第２設
定電圧よりも高く、第１保護回路４ａがモーター２の電
流を遮断し、さらにリチウムイオン二次電池１を放電し
て電池電圧が低下すると、第２保護回路４ｂがリチウム
イオン二次電池１の電流を遮断する。SUMMARY OF THE INVENTION An electric apparatus according to the present invention includes a lithium ion secondary battery 1, a motor 2 driven by the lithium ion secondary battery 1, and an overdischarge of the lithium ion secondary battery 1. And a protection circuit 4 for performing the operation. The protection circuit 4 includes a first protection circuit 4a that detects a battery voltage and interrupts a current flowing through the motor 2, and a second protection circuit 4b that detects a battery voltage and interrupts a current flowing through the lithium ion secondary battery 1. Is provided. The first protection circuit 4a includes a first switching element 6a connected in series to the motor 2,
A first voltage detection circuit 5a for controlling the first switching element 6a to be turned on / off by a battery voltage is provided. The second protection circuit 4b includes a second switching element 6b connected in series to the lithium ion secondary battery 1, and a second voltage detection circuit 5b that controls the second switching element 6b to be turned on and off with a battery voltage. The first voltage detection circuit 5a detects the battery voltage, and when the battery voltage falls below the first set voltage,
The first switching element 6a is turned off to cut off the current of the motor 2, and the second voltage detection circuit 5b detects the battery voltage and turns off the second switching element 6b when the battery voltage falls below the second set voltage. To cut off the current flowing from the lithium ion secondary battery 1. The first set voltage is higher than the second set voltage. When the first protection circuit 4a cuts off the current of the motor 2 and further discharges the lithium ion secondary battery 1 to lower the battery voltage, the second protection circuit 4b The current of the lithium ion secondary battery 1 is cut off.
【０００８】本発明の請求項２の電気機器は、リチウム
イオン二次電池１の残容量を演算して表示する残容量検
出表示回路を備える。残容量検出表示回路は、電源スイ
ッチ１５を介してリチウムイオン二次電池１に接続して
いる。電源スイッチ１５は、第３電圧検出回路１６でオ
ンオフに制御され、第３電圧検出回路１６は、電池電圧
が、第１設定電圧よりも高い設定電圧である第３設定電
圧よりも低下すると電源スイッチ１５をオフに切り換え
る。The electric device according to a second aspect of the present invention includes a remaining capacity detection display circuit for calculating and displaying the remaining capacity of the lithium ion secondary battery 1. The remaining capacity detection display circuit is connected to the lithium ion secondary battery 1 via the power switch 15. The power switch 15 is controlled to be turned on and off by a third voltage detection circuit 16, and the third voltage detection circuit 16 turns on when the battery voltage falls below a third setting voltage which is a setting voltage higher than the first setting voltage. Switch 15 off.
【０００９】さらに、本発明の請求項３の電気機器は、
保護回路４に、リチウムイオン二次電池１を補充電する
サブ保護回路４Ｂを設けている。このサブ保護回路４Ｂ
は、リチウムイオン二次電池１を補充電するサブ電池８
と、このサブ電池８をリチウムイオン二次電池１に接続
するサブダイオード７とを備える。リチウムイオン二次
電池１の電圧が低下すると、サブ電池８がリチウムイオ
ン二次電池１を補充電して過放電を防止する。サブ電池
８には、リチウム一次電池が使用できる。Further, the electric device according to claim 3 of the present invention is characterized in that:
The protection circuit 4 is provided with a sub-protection circuit 4B for supplementarily charging the lithium ion secondary battery 1. This sub-protection circuit 4B
Is a sub-battery 8 for supplementarily charging the lithium ion secondary battery 1
And a sub diode 7 for connecting the sub battery 8 to the lithium ion secondary battery 1. When the voltage of the lithium ion secondary battery 1 decreases, the sub-battery 8 supplementarily charges the lithium ion secondary battery 1 to prevent overdischarge. As the sub-battery 8, a lithium primary battery can be used.
【００１０】本発明の電気機器は、第２保護回路４ｂ
を、リチウムイオン二次電池１を内蔵しているパック電
池１０に内蔵することができる。The electric device according to the present invention includes a second protection circuit 4b.
Can be incorporated in the battery pack 10 incorporating the lithium ion secondary battery 1.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための電気機器を例示するもの
であって、本発明は電気機器を以下のものに特定しな
い。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below exemplify an electric device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the electric device as follows.
【００１２】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。Further, in this specification, in order to make it easier to understand the claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments will be referred to as "claims" and "claims". In the column of “means”.
However, the members described in the claims are not limited to the members of the embodiments.
【００１３】本発明は電気機器を特定しないが、電気機
器は、電気かみそりや電動歯ブラシなどである。図１の
回路図は、電気かみそりに内蔵される回路構成を示して
いる。この図の電気機器は、リチウムイオン二次電池１
と、リチウムイオン二次電池１を過放電から防止する保
護回路４と、リチウムイオン二次電池１から電力が供給
されて動作するモーター２と、リチウムイオン二次電池
１を充電する充電回路１１と、充電回路１１とリチウム
イオン二次電池１との間に接続されて、リチウムイオン
二次電池１が満充電になると充電電流を遮断する充電ス
イッチ１２と、リチウムイオン二次電池１の満充電を検
出して充電スイッチ１２をオンオフに制御する充電制御
回路１３と、リチウムイオン二次電池１の充放電の状態
を管理する電池管理回路３と、電池管理回路３の電源回
路１４に接続している電源スイッチ１５と、この電源ス
イッチ１５をリチウムイオン二次電池１の電圧でオンオ
フに制御する第３電圧検出回路１６と、充電回路１１の
出力を電源スイッチ１５に供給する電源ダイオード１７
と、充電スイッチ１２の出力側を電源スイッチ１５に接
続して、リチウムイオン二次電池１の出力を電源スイッ
チ１５に供給する電池ダイオード１８とを備える。Although the present invention does not specify an electric device, the electric device is an electric razor, an electric toothbrush, or the like. The circuit diagram of FIG. 1 shows a circuit configuration built in the electric shaver. The electric device in this figure is a lithium ion secondary battery 1
A protection circuit 4 for preventing the lithium-ion secondary battery 1 from being over-discharged; a motor 2 which operates by being supplied with power from the lithium-ion secondary battery 1; and a charging circuit 11 for charging the lithium-ion secondary battery 1. A charge switch 12 connected between the charging circuit 11 and the lithium-ion secondary battery 1 to cut off a charging current when the lithium-ion secondary battery 1 is fully charged; It is connected to a charge control circuit 13 that detects and controls the charge switch 12 to be turned on and off, a battery management circuit 3 that manages the charge / discharge state of the lithium ion secondary battery 1, and a power supply circuit 14 of the battery management circuit 3. A power switch 15, a third voltage detecting circuit 16 for controlling the power switch 15 to be turned on / off by the voltage of the lithium ion secondary battery 1, and a power switch for outputting the output of the charging circuit 11. And supplies to 15 power diode 17
And a battery diode 18 that connects the output side of the charge switch 12 to the power switch 15 and supplies the output of the lithium ion secondary battery 1 to the power switch 15.
【００１４】保護回路４は、主保護回路４Ａとサブ保護
回路４Ｂとを備える。主保護回路４Ａは、リチウムイオ
ン二次電池１の電圧を検出して電池電圧が設定電圧より
も低くなると、リチウムイオン二次電池１の放電を停止
する。図の電気機器は、第１保護回路４ａと第２保護回
路４ｂからなる保護回路４を備えている。第１保護回路
４ａはモーター２に直列に接続されて、リチウムイオン
二次電池１の電圧が第１設定電圧以下になるとモーター
２に流れる電流を遮断する。第２保護回路４ｂはリチウ
ムイオン二次電池１と直列に接続されて、リチウムイオ
ン二次電池１の電圧が第２設定電圧以下に低下すると、
リチウムイオン二次電池１から流れる電流を遮断する。The protection circuit 4 includes a main protection circuit 4A and a sub protection circuit 4B. The main protection circuit 4A detects the voltage of the lithium ion secondary battery 1 and stops discharging the lithium ion secondary battery 1 when the battery voltage becomes lower than the set voltage. The illustrated electric device includes a protection circuit 4 including a first protection circuit 4a and a second protection circuit 4b. The first protection circuit 4a is connected in series to the motor 2, and cuts off the current flowing to the motor 2 when the voltage of the lithium ion secondary battery 1 becomes equal to or lower than the first set voltage. The second protection circuit 4b is connected in series with the lithium ion secondary battery 1, and when the voltage of the lithium ion secondary battery 1 drops below the second set voltage,
The current flowing from the lithium ion secondary battery 1 is cut off.
【００１５】第１保護回路４ａと第２保護回路４ｂは、
電流を遮断する設定電圧が異なり、第１保護回路４ａが
電力を遮断する第１設定電圧は、第２保護回路４ｂが電
力を遮断する第２設定電圧よりも高く、いいかえると、
第２設定電圧を第１設定電圧よりも低く設定している。
たとえば、第１設定電圧を３．１Ｖ／セルとし、第２設
定電圧を２．７Ｖ／セルとする。リチウムイオン二次電
池１が放電して、第１設定電圧になると第１保護回路４
ａはモーター２に流れる電流を遮断する。この状態で、
第１保護回路４ａは、電池管理回路３に流れる電流を遮
断しない。さらにリチウムイオン二次電池１が放電され
て、第２設定電圧になると、第２保護回路４ｂがリチウ
ムイオン二次電池１から流れる全ての電流を遮断する。
この状態で、モーター２と電池管理回路３の両方に流れ
る電流が遮断される。The first protection circuit 4a and the second protection circuit 4b
The set voltage at which the current is cut off is different, and the first set voltage at which the first protection circuit 4a cuts off the power is higher than the second set voltage at which the second protection circuit 4b cuts off the power, in other words,
The second set voltage is set lower than the first set voltage.
For example, the first set voltage is set to 3.1 V / cell, and the second set voltage is set to 2.7 V / cell. When the lithium ion secondary battery 1 discharges and reaches the first set voltage, the first protection circuit 4
a interrupts the current flowing through the motor 2. In this state,
The first protection circuit 4a does not interrupt the current flowing through the battery management circuit 3. Further, when the lithium ion secondary battery 1 is discharged to reach the second set voltage, the second protection circuit 4b cuts off all current flowing from the lithium ion secondary battery 1.
In this state, the current flowing through both the motor 2 and the battery management circuit 3 is cut off.
【００１６】第１保護回路４ａは、第１電圧検出回路５
ａと第１スイッチング素子６ａとを備え、第２保護回路
４ｂは、第２電圧検出回路５ｂと第２スイッチング素子
６ｂとを備える。第１スイッチング素子６ａと第２スイ
ッチング素子６ｂは、ＦＥＴまたはトランジスター等の
半導体スイッチング素子で、オン状態で電池を放電でき
る方向に接続している。第１スイッチング素子６ａはモ
ーター２と直列に接続されて、モーター２に流れる電流
を遮断する。第２スイッチング素子６ｂは、リチウムイ
オン二次電池１と直列に接続されて、リチウムイオン二
次電池１から流れる電流を遮断する。第１電圧検出回路
５ａは、リチウムイオン二次電池１の電圧を検出して第
１設定電圧に比較し、電池電圧が第１設定電圧以下にな
ると第１スイッチング素子６ａをオフとし、電池電圧が
第１設定電圧よりも高いときに、第１スイッチング素子
６ａをオンに制御する。第２電圧検出回路５ｂは、リチ
ウムイオン二次電池１の電圧を検出して第２設定電圧に
比較し、電池電圧が第２設定電圧以下になると第２スイ
ッチング素子６ｂをオフとし、電池電圧が第２設定電圧
よりも高いときに、第２スイッチング素子６ｂをオンに
制御する。The first protection circuit 4a includes a first voltage detection circuit 5
a and a first switching element 6a, and the second protection circuit 4b includes a second voltage detection circuit 5b and a second switching element 6b. The first switching element 6a and the second switching element 6b are semiconductor switching elements such as an FET or a transistor, and are connected in a direction in which a battery can be discharged in an ON state. The first switching element 6a is connected in series with the motor 2, and interrupts a current flowing through the motor 2. The second switching element 6b is connected in series with the lithium ion secondary battery 1 and interrupts a current flowing from the lithium ion secondary battery 1. The first voltage detection circuit 5a detects the voltage of the lithium ion secondary battery 1 and compares it with the first set voltage. When the battery voltage becomes equal to or lower than the first set voltage, the first switching element 6a is turned off. When the voltage is higher than the first set voltage, the first switching element 6a is turned on. The second voltage detection circuit 5b detects the voltage of the lithium ion secondary battery 1 and compares it with the second set voltage. When the battery voltage becomes equal to or lower than the second set voltage, the second voltage detection circuit 5b turns off the second switching element 6b. When the voltage is higher than the second set voltage, the second switching element 6b is turned on.
【００１７】図の電気機器は、第２保護回路４ｂを、リ
チウムイオン二次電池１を内蔵するパック電池１０に内
蔵させている。いいかえると、第２保護回路４ｂを内蔵
しているパック電池１０を電気機器にセットしている。
この電気機器は、第２保護回路４ｂを内蔵しているパッ
ク電池１０を装着するので、パック電池１０と並列、す
なわち、リチウムイオン二次電池１と第２保護回路４ｂ
とを直列に接続してなる回路と並列にサブ保護回路４Ｂ
を接続している。In the illustrated electric apparatus, the second protection circuit 4b is incorporated in a battery pack 10 incorporating the lithium ion secondary battery 1. In other words, the battery pack 10 incorporating the second protection circuit 4b is set in an electric device.
Since the electric device is equipped with the battery pack 10 having the second protection circuit 4b therein, it is parallel to the battery pack 10, that is, the lithium ion secondary battery 1 and the second protection circuit 4b.
And a sub-protection circuit 4B in parallel with a circuit formed by connecting
Are connected.
【００１８】サブ保護回路４Ｂはサブダイオード７とサ
ブ電池８とを備え、サブダイオード７を介してサブ電池
８をリチウムイオン二次電池１に接続している。サブ保
護回路４Ｂは、リチウムイオン二次電池１の電圧が低下
すると、サブダイオード７を通過して、サブ電池８でリ
チウムイオン二次電池１を補充電する。サブ電池８がリ
チウムイオン二次電池１を補充電できるように、サブダ
イオード７はサブ電池８がリチウムイオン二次電池１を
充電できる方向に接続している。さらに、サブダイオー
ド７は、リチウムイオン二次電池１を充電するときにサ
ブ電池８に充電電流が流れるのを阻止する。The sub-protection circuit 4B includes a sub-diode 7 and a sub-battery 8, and connects the sub-battery 8 to the lithium ion secondary battery 1 via the sub-diode 7. When the voltage of the lithium-ion secondary battery 1 decreases, the sub-protection circuit 4B passes through the sub-diode 7 and supplementarily charges the lithium-ion secondary battery 1 with the sub-battery 8. The sub-diode 7 is connected so that the sub-battery 8 can charge the lithium-ion secondary battery 1 so that the sub-battery 8 can supplementarily charge the lithium-ion secondary battery 1. Further, the sub-diode 7 prevents the charging current from flowing through the sub-battery 8 when charging the lithium ion secondary battery 1.
【００１９】さらにまた、サブダイオード７の両端に発
生する電圧降下は、サブ電池８がリチウムイオン二次電
池１を充電するときに、サブ電池８がリチウムイオン二
次電池１を補充電する状態を理想的な電圧値に調整す
る。サブ電池８は、リチウムイオン二次電池１が過放電
になる電圧に低下するまで、リチウムイオン二次電池１
を充電する必要がない。仮に、サブ電池８がつねにリチ
ウムイオン二次電池１を充電すると、サブ電池８は短期
間で放電されてしまい、リチウムイオン二次電池１の過
放電を長期間にわたって防止できなくなる。サブ電池８
は、リチウムイオン二次電池１の電圧が、過放電される
状態になるまで低下するときにかぎって、リチウムイオ
ン二次電池１の充電を開始するのが理想である。サブ電
池８と直列に接続しているサブダイオード７は、両端に
約０．６Ｖの電圧降下が発生する。したがって、リチウ
ムイオン二次電池１の電圧がサブ電池８の電圧よりも
０．６Ｖ以下に低下するまで、サブ電池８はリチウムイ
オン二次電池１の充電をしない。リチウムイオン二次電
池１の電圧が過放電になるまで低下すると、サブ電池８
がリチウムイオン二次電池１を充電する。ダイオードは
極めて安価なパーツで、しかも両端の電圧降下がほぼ一
定である。このため、リチウムイオン二次電池１とサブ
電池８に、電圧値のほぼ等しい電池を使用する電気機器
において、サブ電池８と直列にサブダイオード７を接続
して、サブ電池８がリチウムイオン二次電池１を充電す
る電圧を理想的な電圧値に制御できる。また、ダイオー
ドの電圧降下はほぼ一定であるから、複数のダイオード
を直列に接続して、ダイオード全体での電圧降下を最適
電圧に調整することができる。ダイオードを直列接続す
る個数が多くして、サブ電池８がリチウムイオン二次電
池１の充電を介してするときのリチウムイオン二次電池
１の電圧値を低くできる。Further, the voltage drop generated across the sub-diode 7 indicates that the sub-battery 8 charges the lithium-ion secondary battery 1 when the sub-battery 8 charges the lithium-ion secondary battery 1. Adjust to the ideal voltage value. The sub-battery 8 holds the lithium-ion secondary battery 1 until the voltage drops to a voltage at which the lithium-ion secondary battery 1 is overdischarged.
No need to charge. If the sub-battery 8 always charges the lithium ion secondary battery 1, the sub-battery 8 will be discharged in a short period of time, and it will not be possible to prevent overdischarge of the lithium ion secondary battery 1 for a long period of time. Sub battery 8
Ideally, charging of the lithium ion secondary battery 1 is started only when the voltage of the lithium ion secondary battery 1 decreases until the voltage is overdischarged. The sub-diode 7 connected in series with the sub-battery 8 has a voltage drop of about 0.6 V at both ends. Therefore, the sub-battery 8 does not charge the lithium-ion secondary battery 1 until the voltage of the lithium-ion secondary battery 1 becomes lower than the voltage of the sub-battery 8 by 0.6 V or less. When the voltage of the lithium ion secondary battery 1 decreases until it becomes overdischarged, the sub-battery 8
Charges the lithium ion secondary battery 1. Diodes are extremely inexpensive parts, and the voltage drop across them is almost constant. For this reason, in an electric device using a battery having substantially the same voltage value as the lithium-ion secondary battery 1 and the sub-battery 8, the sub-battery 8 is connected in series with the The voltage for charging the battery 1 can be controlled to an ideal voltage value. Further, since the voltage drop of the diode is substantially constant, a plurality of diodes can be connected in series, and the voltage drop of the entire diode can be adjusted to an optimum voltage. By increasing the number of diodes connected in series, the voltage value of the lithium ion secondary battery 1 when the sub-battery 8 is charged through the charging of the lithium ion secondary battery 1 can be reduced.
【００２０】さらに、図のサブ保護回路４Ｂは、サブ電
池８がリチウムイオン二次電池１を充電する充電電流を
制限するために、サブダイオード７と直列に電流制限抵
抗９を接続している。電流制限抵抗９の抵抗値は、サブ
電池８がリチウムイオン二次電池１を充電する充電電流
で、リチウムイオン二次電池１の自己放電を補うことが
できるように設定する。Further, in the sub-protection circuit 4B shown in the figure, a current limiting resistor 9 is connected in series with the sub-diode 7 in order to limit a charging current for the sub-battery 8 to charge the lithium ion secondary battery 1. The resistance value of the current limiting resistor 9 is set so that the sub-battery 8 can compensate for the self-discharge of the lithium ion secondary battery 1 with a charging current for charging the lithium ion secondary battery 1.
【００２１】リチウムイオン二次電池１は自己放電する
がその放電電流は極めて小さい。このため、電流制限抵
抗９の抵抗値は、たとえば、約１０ｋΩと非常に大きな
値に設定して、サブ電池８がリチウムイオン二次電池１
を充電する充電電流を小さくして、長期間にわたってリ
チウムイオン二次電池１を補充電できるようにする。さ
らに、サブ電池８は、長期間にわたって、リチウムイオ
ン二次電池１の自己放電を補うことができるように、リ
チウムイオン二次電池１よりも自己放電の少ない電池を
使用する。一次電池はリチウムイオン二次電池１に比較
して自己放電が少ない。したがって、サブ電池８には、
好ましくは一次電池を使用する。とくに、サブ電池８に
はリチウム一次電池が最適である。リチウム一次電池の
自己放電が極めて少なく、長期間にわたってリチウムイ
オン二次電池１を補充電できるからである。とくに、こ
の組合せは、サブ電池８と直列に接続されたサブダイオ
ード７でもって、サブ電池８がリチウムイオン二次電池
１を充電する電圧も最適値に設定できる。The lithium ion secondary battery 1 self-discharges, but its discharge current is extremely small. For this reason, the resistance value of the current limiting resistor 9 is set to a very large value, for example, about 10 kΩ, and the sub-battery 8 is
The charging current for charging the lithium ion secondary battery 1 is reduced, so that the lithium ion secondary battery 1 can be supplementarily charged for a long period of time. Further, as the sub-battery 8, a battery having less self-discharge than the lithium-ion secondary battery 1 is used so that the self-discharge of the lithium-ion secondary battery 1 can be compensated for a long period of time. The primary battery has less self-discharge than the lithium ion secondary battery 1. Therefore, the sub battery 8 includes
Preferably, a primary battery is used. In particular, a lithium primary battery is optimal for the sub battery 8. This is because self-discharge of the lithium primary battery is extremely small, and the lithium ion secondary battery 1 can be supplementarily charged for a long period of time. In particular, in this combination, with the sub-diode 7 connected in series with the sub-battery 8, the voltage at which the sub-battery 8 charges the lithium ion secondary battery 1 can be set to an optimum value.
【００２２】サブ電池８は、モーター２に電力を供給す
るための電池ではない。リチウムイオン二次電池１の自
己放電を補償するための電池である。リチウムイオン二
次電池１の自己放電による電流は極めて小さい。したが
って、サブ電池８は、リチウムイオン二次電池１の容量
に比較して容量の小さい電池、たとえば、コイン電池、
とくにリチウム一次電池であるコイン電池が最適であ
る。狭いスペースに収納して、極めて長期間にわたって
リチウムイオン二次電池１の過放電による劣化を有効に
防止できるからである。The sub-battery 8 is not a battery for supplying electric power to the motor 2. This is a battery for compensating self-discharge of the lithium ion secondary battery 1. The current due to self-discharge of the lithium ion secondary battery 1 is extremely small. Therefore, the sub-battery 8 is a battery having a smaller capacity than the capacity of the lithium-ion secondary battery 1, for example, a coin battery,
A coin battery, which is a lithium primary battery, is particularly suitable. This is because the lithium ion secondary battery 1 can be effectively stored in a narrow space and prevented from being deteriorated due to overdischarge for an extremely long time.
【００２３】図１の電気機器は、リチウムイオン二次電
池１と直列に接続している第２保護回路４ｂをパック電
池１０に内蔵して、パック電池１０と並列にサブ保護回
路４Ｂを接続している。この電気機器は、保護回路４を
内蔵しているパック電池１０を電気機器に装着できる。
ただ、この電気機器は、第２保護回路４ｂがリチウムイ
オン二次電池１の電流を遮断する状態で、サブ電池８が
電池管理回路３で放電される。サブ電池８の放電電流
は、電流制限抵抗９に制限されて極めて微小な電流では
あるが、サブ電池８の容量も小さいので、好ましくは、
この放電電流もできる限り小さくするのがよい。図２に
示すように、サブ保護回路４Ｂをリチウムイオン二次電
池１に並列に接続して、サブ電池８が電池管理回路３で
放電されるのを阻止できる。第２保護回路４ｂの第２ス
イッチング素子６ｂがオフになると、サブ電池８の−側
が電池管理回路３から電気的に切り離されるからであ
る。In the electric apparatus shown in FIG. 1, a second protection circuit 4b connected in series with the lithium ion secondary battery 1 is incorporated in the battery pack 10, and a sub protection circuit 4B is connected in parallel with the battery pack 10. ing. In this electric device, the battery pack 10 having the protection circuit 4 built therein can be mounted on the electric device.
However, in this electric device, the sub-battery 8 is discharged by the battery management circuit 3 in a state where the second protection circuit 4b cuts off the current of the lithium ion secondary battery 1. Although the discharge current of the sub-battery 8 is extremely small because it is limited by the current limiting resistor 9, the capacity of the sub-battery 8 is also small.
This discharge current should be as small as possible. As shown in FIG. 2, the sub-protection circuit 4B is connected in parallel with the lithium ion secondary battery 1 to prevent the sub-battery 8 from being discharged by the battery management circuit 3. This is because when the second switching element 6b of the second protection circuit 4b is turned off, the minus side of the sub battery 8 is electrically disconnected from the battery management circuit 3.
【００２４】リチウムイオン二次電池１は充電回路１１
で充電される。この充電回路１１は、リチウムイオン二
次電池１を充電する電圧と電流を出力する電源であっ
て、電気機器に内蔵され、あるいは、電気機器の外部に
あって電気機器を脱着できるように連結する。電気機器
に脱着できるように連結される充電回路１１は、たとえ
ば、電気機器とは別の充電器に内蔵される。この充電回
路１１は、電気機器を充電器にセットした状態で、リチ
ウムイオン二次電池１を充電する。充電回路１１を内蔵
している電気機器は、たとえば、充電回路１１の入力側
に電源コードや電源プラグを接続しており、電源コード
や電源プラグをコンセントに接続して、リチウムイオン
二次電池１を充電する。The lithium ion secondary battery 1 has a charging circuit 11
Will be charged. The charging circuit 11 is a power supply that outputs a voltage and a current for charging the lithium ion secondary battery 1 and is built in an electric device or externally connected to the electric device so that the electric device can be detached. . The charging circuit 11 detachably connected to the electric device is built in, for example, a charger different from the electric device. The charging circuit 11 charges the lithium ion secondary battery 1 with the electric device set in the charger. The electric device having the charging circuit 11 built therein has, for example, a power cord or a power plug connected to the input side of the charging circuit 11, and a power cord or a power plug connected to an outlet. Charge.
【００２５】充電制御回路１３は、リチウムイオン二次
電池１の電圧を検出してリチウムイオン二次電池１が満
充電されたかどうかを判定して、充電スイッチ１２をオ
ンオフに制御する。リチウムイオン二次電池１が満充電
されるまで、充電制御回路１３は充電スイッチ１２をオ
ンとし、リチウムイオン二次電池１が満充電されると充
電スイッチ１２をオフに切り換えて充電を終了する。充
電スイッチ１２は、ＦＥＴやトランジスター等のスイッ
チング素子で、充電制御回路１３に接続されてオンオフ
に制御される。The charge control circuit 13 detects the voltage of the lithium ion secondary battery 1 to determine whether or not the lithium ion secondary battery 1 is fully charged, and controls the charge switch 12 to be on or off. Until the lithium ion secondary battery 1 is fully charged, the charge control circuit 13 turns on the charge switch 12, and when the lithium ion secondary battery 1 is fully charged, switches off the charge switch 12 to terminate charging. The charge switch 12 is a switching element such as an FET or a transistor, and is connected to a charge control circuit 13 to be turned on and off.
【００２６】図の電池管理回路３は、電池の残容量を演
算して表示する残容量検出表示回路である。残容量検出
表示回路は、複数のＬＥＤ１９と、点灯するＬＥＤ１９
の数をリチウムイオン二次電池１の残容量で変更する演
算回路２０とを備える。演算回路２０は、リチウムイオ
ン二次電池１の充電時間と放電時間の差で残容量を演算
し、あるいは、リチウムイオン二次電池１の充電電流の
積分値と、放電電流の積分値から残容量を演算する。リ
チウムイオン二次電池１の充電時間は、充電スイッチ１
２がオンになっている時間で検出できる。放電時間は、
モーター２と直列に接続しているスイッチのオン時間で
検出できる。リチウムイオン二次電池１の充電電流と放
電電流は、図示しないが、リチウムイオン二次電池と直
列に電流検出抵抗を接続し、電流検出抵抗の両端の電圧
で検出する。演算回路２０は、演算したリチウムイオン
二次電池１の残容量に相当する数のＬＥＤ１９を点灯す
る。たとえば、満充電された状態で全てのＬＥＤ１９を
点灯し、残容量が少なくなるにしたがって点灯するＬＥ
Ｄ１９の数を少なくし、完全に放電した状態で全てのＬ
ＥＤ１９を消灯する。The battery management circuit 3 shown in the figure is a remaining capacity detection display circuit which calculates and displays the remaining capacity of the battery. The remaining capacity detection display circuit includes a plurality of LEDs 19,
And an arithmetic circuit 20 for changing the number of the battery cells according to the remaining capacity of the lithium ion secondary battery 1. The arithmetic circuit 20 calculates the remaining capacity based on the difference between the charging time and the discharging time of the lithium ion secondary battery 1, or calculates the remaining capacity from the integrated value of the charging current of the lithium ion secondary battery 1 and the integrated value of the discharging current. Is calculated. The charging time of the lithium ion secondary battery 1 is determined by the charging switch 1
2 can be detected while the switch is on. The discharge time is
It can be detected by the ON time of a switch connected in series with the motor 2. Although not shown, the charge current and the discharge current of the lithium ion secondary battery 1 are detected by connecting a current detection resistor in series with the lithium ion secondary battery and detecting the voltage across the current detection resistor. The arithmetic circuit 20 turns on the LEDs 19 corresponding to the calculated remaining capacity of the lithium ion secondary battery 1. For example, all LEDs 19 are turned on in a fully charged state, and are turned on as the remaining capacity decreases.
The number of D19 is reduced, and all L
The ED 19 is turned off.
【００２７】電池管理回路３は、必ずしも残容量検出表
示回路とは限らない。電気機器によっては、リチウムイ
オン二次電池１の環境を常に管理する回路とすることも
できる。たとえば、高温な環境で使用される電気機器に
おいては、電池管理回路がリチウムイオン二次電池の温
度を常に検出して、電池温度が設定温度よりも高くなる
と、警報を発生し、あるいは、強制冷却器を動作させ
る。The battery management circuit 3 is not always a remaining capacity detection display circuit. Depending on the electric device, a circuit that constantly manages the environment of the lithium ion secondary battery 1 may be used. For example, in electrical equipment used in high-temperature environments, the battery management circuit constantly detects the temperature of the lithium-ion secondary battery, and if the battery temperature becomes higher than the set temperature, an alarm is generated, or forced cooling is performed. Operate the vessel.
【００２８】電源スイッチ１５は、電池管理回路３の電
源回路１４に接続されて、電池管理回路３の動作状態を
制御する。電源スイッチ１５がオンになると、電池管理
回路３は動作状態となり、オフになると、電池管理回路
３は動作しなくなる。図の残容量検出表示回路は、電源
スイッチ１５がオンになると、残容量を演算してＬＥＤ
１９を点灯して表示する。電源スイッチ１５がオフにな
ると、残容量の演算が停止されると共に、全てのＬＥＤ
１９が消灯される。The power switch 15 is connected to the power supply circuit 14 of the battery management circuit 3 and controls the operation state of the battery management circuit 3. When the power switch 15 is turned on, the battery management circuit 3 is in an operating state. When the power switch 15 is turned off, the battery management circuit 3 is not operated. When the power switch 15 is turned on, the remaining capacity detection display circuit shown in FIG.
19 is lit and displayed. When the power switch 15 is turned off, the calculation of the remaining capacity is stopped and all the LEDs are turned off.
19 is turned off.
【００２９】第３電圧検出回路１６は、リチウムイオン
二次電池１の電圧で電源スイッチ１５をオンオフに制御
する。リチウムイオン二次電池１の電圧が設定電圧より
も高いときに、第３電圧検出回路１６は電源スイッチ１
５をオンとし、電池電圧が設定電圧よりも低下すると電
源スイッチ１５をオフに切り換えて、リチウムイオン二
次電池１の放電を停止する。リチウムイオン二次電池１
が過放電になるのを防止するためである。The third voltage detecting circuit 16 controls the power switch 15 to be turned on and off with the voltage of the lithium ion secondary battery 1. When the voltage of the lithium ion secondary battery 1 is higher than the set voltage, the third voltage detection circuit 16
When the battery voltage drops below the set voltage, the power switch 15 is turned off to stop discharging the lithium ion secondary battery 1. Lithium ion secondary battery 1
Is to prevent overdischarge.
【００３０】電源スイッチ１５は、電源ダイオード１７
を介して充電回路１１に、電池ダイオード１８を介して
リチウムイオン二次電池１に接続される。電源ダイオー
ド１７と電池ダイオード１８は、充電回路１１とリチウ
ムイオン二次電池１から電池管理回路３に電力を供給す
る方向に接続している。したがって、充電回路１１がリ
チウムイオン二次電池１を充電する電力を出力するとき
は、充電回路１１が、電源ダイオード１７と電源スイッ
チ１５を介して電池管理回路３に電力を供給する。充電
回路１１は、充電スイッチ１２を介することなく、電源
ダイオード１７にバイパスされて電池管理回路３に電力
を供給する。したがって、リチウムイオン二次電池１が
満充電されて、充電スイッチ１２がオフに切り換えられ
た後においても、充電回路１１は、電源ダイオード１７
と電源スイッチ１５を介して電池管理回路３に電力を供
給する。このため、リチウムイオン二次電池１が満充電
された後、充電回路１１が充電電力を出力する状態にあ
っては、充電回路１１から電池管理回路３に電力が供給
されて、電池管理回路３を動作状態に保持する。この状
態で、リチウムイオン二次電池１は電池管理回路３に電
力を供給せず、電池管理回路３で放電されることはな
い。電池管理回路３は、電源スイッチ１５とふたつのダ
イオードを介して、充電回路１１とリチウムイオン二次
電池１に接続される。ただ、充電回路１１がリチウムイ
オン二次電池１の充電電力を出力する状態においては、
充電回路１１の出力電圧は充電しているリチウムイオン
二次電池１の実質的な電圧よりも高い。充電回路１１か
らリチウムイオン二次電池１に向かって電流を流して充
電するためである。このため、充電スイッチ１２がオン
の状態においても、電池管理回路３には、リチウムイオ
ン二次電池１よりも充電回路１１から電力が供給され
る。リチウムイオン二次電池１が満充電されて、充電ス
イッチ１２がオフになった後は、リチウムイオン二次電
池１の電圧は次第に低下する。したがって、充電回路１
１の電圧はリチウムイオン二次電池１の電圧よりもさら
に高くなり、電池管理回路３に電力を供給する。充電回
路１１よりも電圧が低くなったリチウムイオン二次電池
１は、電池管理回路３に電力を全く、あるいは、ほとん
ど供給しなくなる。The power switch 15 includes a power diode 17
Is connected to the lithium ion secondary battery 1 via the battery diode 18. The power supply diode 17 and the battery diode 18 are connected in a direction to supply power from the charging circuit 11 and the lithium ion secondary battery 1 to the battery management circuit 3. Therefore, when the charging circuit 11 outputs power for charging the lithium ion secondary battery 1, the charging circuit 11 supplies power to the battery management circuit 3 via the power diode 17 and the power switch 15. The charging circuit 11 supplies power to the battery management circuit 3 by bypassing the power supply diode 17 without passing through the charging switch 12. Therefore, even after the lithium-ion secondary battery 1 is fully charged and the charge switch 12 is turned off, the charging circuit 11 keeps the power supply diode 17
And power to the battery management circuit 3 via the power switch 15. Therefore, when the charging circuit 11 outputs charging power after the lithium ion secondary battery 1 is fully charged, power is supplied from the charging circuit 11 to the battery management circuit 3 and the battery management circuit 3 Is kept in the operating state. In this state, the lithium ion secondary battery 1 does not supply power to the battery management circuit 3 and is not discharged by the battery management circuit 3. The battery management circuit 3 is connected to the charging circuit 11 and the lithium ion secondary battery 1 via a power switch 15 and two diodes. However, in a state where the charging circuit 11 outputs the charging power of the lithium ion secondary battery 1,
The output voltage of the charging circuit 11 is higher than the substantial voltage of the charged lithium ion secondary battery 1. This is for charging by flowing a current from the charging circuit 11 toward the lithium ion secondary battery 1. Therefore, even when the charge switch 12 is on, the battery management circuit 3 is supplied with more power from the charging circuit 11 than from the lithium ion secondary battery 1. After the lithium ion secondary battery 1 is fully charged and the charge switch 12 is turned off, the voltage of the lithium ion secondary battery 1 gradually decreases. Therefore, the charging circuit 1
1 becomes higher than the voltage of the lithium ion secondary battery 1 and supplies power to the battery management circuit 3. The lithium ion secondary battery 1 whose voltage has become lower than that of the charging circuit 11 does not supply any or almost no power to the battery management circuit 3.
【００３１】ふたつのダイオードを介して充電回路１１
とリチウムイオン二次電池１に接続される電池管理回路
３は、電源スイッチ１５がオンのときに、電圧の高い一
方から電力が供給される。その後、電気機器を充電器か
ら外し、あるいは、充電回路１１の電源プラグをコンセ
ントから外すと、充電回路１１からリチウムイオン二次
電池１に充電電力が供給されなくなる。この状態になる
と、リチウムイオン二次電池１は電池ダイオード１８を
介して電源スイッチ１５に電力を供給する。この状態
で、電源スイッチ１５がオンになると、リチウムイオン
二次電池１から電池管理回路３に電力が供給される。電
源スイッチ１５は常にオンには制御されない。電池管理
回路３の消費電力が大きいので、必要なときにかぎっ
て、電源スイッチ１５をオンに制御する。The charging circuit 11 via two diodes
When the power switch 15 is turned on, the battery management circuit 3 connected to the battery 1 and the lithium ion secondary battery 1 is supplied with power from one having a higher voltage. Thereafter, when the electric device is removed from the charger or the power plug of the charging circuit 11 is removed from the outlet, charging power is not supplied from the charging circuit 11 to the lithium ion secondary battery 1. In this state, the lithium ion secondary battery 1 supplies power to the power switch 15 via the battery diode 18. When the power switch 15 is turned on in this state, power is supplied from the lithium ion secondary battery 1 to the battery management circuit 3. The power switch 15 is not always turned on. Since the power consumption of the battery management circuit 3 is large, the power switch 15 is controlled to be turned on only when necessary.
【００３２】電源スイッチ１５は、リチウムイオン二次
電池１の電圧が設定電圧よりも高く、しかも、スイッチ
ング回路２１からオン信号が出力されときに限ってオン
に制御される。スイッチング回路２１からオン信号が出
力されるのは、電気機器を使用するときである。したが
って、スイッチング回路２１で電源スイッチ１５を制御
する電気機器は、使用するときにかぎって、電池管理回
路３である残容量検出表示回路を動作状態として、ＬＥ
Ｄ１９を点灯して残容量を表示する。The power switch 15 is turned on only when the voltage of the lithium ion secondary battery 1 is higher than the set voltage and when an on signal is output from the switching circuit 21. The ON signal is output from the switching circuit 21 when an electric device is used. Therefore, the electric device that controls the power switch 15 by the switching circuit 21 sets the remaining capacity detection display circuit, which is the battery management circuit 3, to the operating state only when the electric device is used.
D19 is turned on to display the remaining capacity.
【００３３】スイッチング回路２１は、操作スイッチ２
２を接続しており、操作スイッチ２２が押されるとオン
信号を出力する。さらに操作スイッチ２２が押される
と、スイッチング回路２１はオフ信号を出力する。オン
信号は、電源スイッチ１５をオンに切り換えると共に、
モーター２に接続している第１スイッチング素子６ａも
オンに切り換える。The switching circuit 21 includes the operation switch 2
2 is connected, and outputs an ON signal when the operation switch 22 is pressed. When the operation switch 22 is further pressed, the switching circuit 21 outputs an off signal. The ON signal turns on the power switch 15 and
The first switching element 6a connected to the motor 2 is also turned on.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明の電池とモーターを内蔵する電気
機器は、リチウムイオン二次電池の自己放電による過放
電を有効に防止しながら、全体を小形軽量化して、モー
ターを効率よく回転させて、便利に使用できる特長があ
る。とくに、本発明の電気機器は、独特の電圧特性を有
するリチウムイオン二次電池を極めて効率よく使用しな
がら、自己放電による過放電を有効に防止できる特長が
ある。リチウムイオン二次電池は、ニッケル−水素電池
やニッケル−カドミウム電池に比較して出力電圧が高い
ので、モーターの供給電圧を高くして高出力にできる。
ただ、この電池は、ニッケル−水素電池やニッケル−カ
ドミウム電池に比較すると出力電圧特性が悪く、放電さ
せるにしたがって、電圧が低下する特性がある。電圧が
低下すると、モーターを回転させる出力が低下して、モ
ーターを効率よく回転できなくなる。さらに、困ったこ
とにリチウムイオン二次電池は、過放電させると電極が
不活性になって特性が著しく低下し、その後に充電して
も回復できなくなる特性がある。このため、過放電させ
ないことが極めて大切である。The electric device incorporating the battery and the motor according to the present invention has a small size and light weight as a whole, and effectively rotates the motor, while effectively preventing overdischarge due to self-discharge of the lithium ion secondary battery. There are features that can be used conveniently. In particular, the electric device of the present invention has a feature that overdischarge due to self-discharge can be effectively prevented while a lithium ion secondary battery having unique voltage characteristics is used extremely efficiently. Since the output voltage of a lithium ion secondary battery is higher than that of a nickel-hydrogen battery or a nickel-cadmium battery, the output voltage of the motor can be increased to increase the output.
However, this battery has a poor output voltage characteristic as compared with a nickel-hydrogen battery or a nickel-cadmium battery, and has a characteristic that the voltage decreases as the battery is discharged. When the voltage decreases, the output for rotating the motor decreases, and the motor cannot rotate efficiently. Further, the lithium ion secondary battery has a problem that when overdischarged, the electrode becomes inactive and its characteristics are remarkably deteriorated, so that it cannot be recovered even after charging. For this reason, it is extremely important not to overdischarge.
【００３５】本発明の電気機器は、このような特性のリ
チウムイオン二次電池をより効率よく使用できるよう
に、電流を遮断する保護回路を、電池電圧を検出してモ
ーターに流れる電流を遮断する第１保護回路と、電池電
圧を検出してリチウムイオン二次電池から流れる電流を
遮断する第２保護回路とで構成する。さらに、第１保護
回路がモーターの電流を遮断する第１設定電圧は、第２
保護回路が電池の電流を遮断する第２設定電圧よりも高
く設定され、リチウムイオン二次電池を放電させて電池
電圧が低下すると、まず、第１保護回路でモーターの電
流を遮断し、さらに電池電圧が低下すると、第２保護回
路でリチウムイオン二次電池の電流を遮断する。第１保
護回路は、第２保護回路よりも高い電池電圧でモーター
の電流を遮断するので、この電圧まで低下したリチウム
イオン二次電池は、モーターを回転させる出力が低下し
ても、自己放電して過放電になるまでには相当な残容量
を有する。このため、この状態で、モーター電流の遮断
されたリチウムイオン二次電池は、その後に極めて長期
間にわたって、過放電となるのを有効に防止できる。さ
らに、電池の放電が進行すると、第２保護回路が電池に
流れる全体の電流を遮断するので、リチウムイオン二次
電池には自己放電に起因する放電電流しか流れなくな
り、さらに過放電になるのが有効に防止される。In the electric device of the present invention, a protection circuit for interrupting a current is provided by detecting a battery voltage and interrupting a current flowing to a motor so that a lithium ion secondary battery having such characteristics can be used more efficiently. It comprises a first protection circuit and a second protection circuit for detecting a battery voltage and interrupting a current flowing from the lithium ion secondary battery. Further, the first set voltage at which the first protection circuit cuts off the motor current is equal to the second set voltage.
When the protection circuit is set higher than the second set voltage at which the current of the battery is cut off, and the battery voltage is reduced by discharging the lithium ion secondary battery, first, the current of the motor is cut off by the first protection circuit. When the voltage drops, the current of the lithium ion secondary battery is cut off by the second protection circuit. Since the first protection circuit cuts off the motor current at a higher battery voltage than the second protection circuit, the lithium ion secondary battery that has dropped to this voltage will self-discharge even if the output for rotating the motor drops. The battery has a considerable remaining capacity before overdischarge. Therefore, in this state, the lithium ion secondary battery in which the motor current is cut off can be effectively prevented from being overdischarged for an extremely long time thereafter. Further, as the battery discharge progresses, the second protection circuit cuts off the entire current flowing through the battery, so that only the discharge current due to self-discharge flows through the lithium ion secondary battery, and further overdischarge occurs. Effectively prevented.
【００３６】さらに、本発明の請求項３の電気機器は、
第２保護回路がリチウムイオン二次電池に流れる電流を
遮断した後、リチウムイオン二次電池をサブ電池で補充
電するので、極めて長期間にわたってリチウムイオン二
次電池の過放電を有効に阻止できる特長がある。Further, the electric device according to claim 3 of the present invention,
After the second protection circuit shuts off the current flowing through the lithium ion secondary battery, the lithium ion secondary battery is supplementarily charged with the sub-battery, so that the overdischarge of the lithium ion secondary battery can be effectively prevented for an extremely long time. There is.
【図１】本発明の実施例の電池とモーターを内蔵する電
気機器の回路図FIG. 1 is a circuit diagram of an electric device including a battery and a motor according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施例の電池とモーターを内蔵す
る電気機器の回路図FIG. 2 is a circuit diagram of an electric device including a battery and a motor according to another embodiment of the present invention.
１…リチウムイオン二次電池 ２…モーター ３…電池管理回路 ４…保護回路 ４Ａ…主保護回路
４Ｂ…サブ保護回路 ４ａ…第１保護回路 ４ｂ…第２保護回路 ５ａ…第１電圧検出回路 ５ｂ…第２電圧検出回路 ６ａ…第１スイッチング素子 ６ｂ…第２スイッチング
素子 ７…サブダイオード ８…サブ電池 ９…電流制限抵抗 １０…パック電池 １１…充電回路 １２…充電スイッチ １３…充電制御回路 １４…電源回路 １５…電源スイッチ １６…第３電圧検出回路 １７…電源ダイオード １８…電池ダイオード １９…ＬＥＤ ２０…演算回路 ２１…スイッチング回路 ２２…操作スイッチDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lithium ion secondary battery 2 ... Motor 3 ... Battery management circuit 4 ... Protection circuit 4A ... Main protection circuit
4B ... Sub-protection circuit 4a ... First protection circuit 4b ... Second protection circuit 5a ... First voltage detection circuit 5b ... Second voltage detection circuit 6a ... First switching element 6b ... Second switching element 7 ... Subdiode 8 ... Sub Battery 9 ... Current limiting resistor 10 ... Pack battery 11 ... Charging circuit 12 ... Charge switch 13 ... Charge control circuit 14 ... Power supply circuit 15 ... Power supply switch 16 ... Third voltage detection circuit 17 ... Power supply diode 18 ... Battery diode 19 ... LED 20 ... arithmetic circuit 21 ... switching circuit 22 ... operation switch
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 AA01 BA01 DA04 DA14 EA05 EA06 GA01 5H030 AA04 AA10 AS12 AS13 BB09 DD20 FF44 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5G003 AA01 BA01 DA04 DA14 EA05 EA06 GA01 5H030 AA04 AA10 AS12 AS13 BB09 DD20 FF44
Claims (5)
チウムイオン二次電池(1)で駆動されるモーター(2)と、
リチウムイオン二次電池(1)の過放電を防止する保護回
路(4)とを内蔵する電気機器において、 保護回路(4)が、電池電圧を検出してモーター(2)に流れ
る電流を遮断する第１保護回路(4a)と、電池電圧を検出
してリチウムイオン二次電池(1)から流れる電流を遮断
する第２保護回路(4b)とを備え、 第１保護回路(4a)は、モーター(2)に直列に接続してい
る第１スイッチング素子(6a)と、この第１スイッチング
素子(6a)を電池電圧でオンオフに制御する第１電圧検出
回路(5a)を備え、 第２保護回路(4b)は、リチウムイオン二次電池(1)に直
列に接続している第２スイッチング素子(6b)と、この第
２スイッチング素子(6b)を電池電圧でオンオフに制御す
る第２電圧検出回路(5b)を備え、 第１電圧検出回路(5a)は、電池電圧を検出して電池電圧
が第１設定電圧よりも低下すると、第１スイッチング素
子(6a)をオフにしてモーター(2)の電流を遮断し、 第２電圧検出回路(5b)は、電池電圧を検出して電池電圧
が第２設定電圧よりも低下すると、第２スイッチング素
子(6b)をオフにしてリチウムイオン二次電池(1)から流
れる電流を遮断し、 さらに、第１設定電圧は第２設定電圧よりも高く、第１
保護回路(4a)がモーター(2)の電流を遮断し、さらに電
池電圧が低下すると、第２保護回路(4b)がリチウムイオ
ン二次電池(1)の電流を遮断するようにしてなる電池と
モーターを内蔵する電気機器。A lithium ion secondary battery (1), a motor (2) driven by the lithium ion secondary battery (1),
In an electric device including a protection circuit (4) for preventing overdischarge of a lithium ion secondary battery (1), the protection circuit (4) detects a battery voltage and cuts off a current flowing to a motor (2). A first protection circuit (4a), a second protection circuit (4b) for detecting a battery voltage and interrupting a current flowing from the lithium ion secondary battery (1), wherein the first protection circuit (4a) includes a motor (2) a first switching element (6a) connected in series, and a first voltage detection circuit (5a) for controlling the first switching element (6a) to be turned on and off by a battery voltage, (4b) is a second switching element (6b) connected in series to the lithium ion secondary battery (1), and a second voltage detection circuit for controlling the second switching element (6b) to be turned on / off by a battery voltage. (5b), wherein the first voltage detection circuit (5a) detects the battery voltage and the battery voltage falls below the first set voltage. When the first switching element (6a) is turned off to cut off the current of the motor (2), the second voltage detection circuit (5b) detects the battery voltage and when the battery voltage falls below the second set voltage, The second switching element (6b) is turned off to cut off the current flowing from the lithium ion secondary battery (1). Further, the first set voltage is higher than the second set voltage,
When the protection circuit (4a) cuts off the current of the motor (2) and the battery voltage further decreases, the second protection circuit (4b) cuts off the current of the lithium ion secondary battery (1). Electric equipment with a built-in motor.
演算して表示する残容量検出表示回路を備え、この残容
量検出表示回路は、電源スイッチ(15)を介してリチウム
イオン二次電池(1)に接続しており、電源スイッチ(15)
は第３電圧検出回路(16)でオンオフに制御され、第３電
圧検出回路(16)は、電池電圧が、第１設定電圧よりも高
い設定電圧である第３設定電圧よりも低下すると電源ス
イッチ(15)をオフに切り換える請求項１に記載される電
池とモーターを内蔵する電気機器。2. A remaining capacity detection display circuit for calculating and displaying a remaining capacity of a lithium ion secondary battery (1), wherein the remaining capacity detection display circuit is connected to a lithium ion secondary battery via a power switch (15). Connected to battery (1), power switch (15)
Is controlled to be on / off by a third voltage detection circuit (16), and the third voltage detection circuit (16) turns on the power switch when the battery voltage falls below a third setting voltage which is a setting voltage higher than the first setting voltage. 2. An electric device incorporating a battery and a motor according to claim 1, wherein (15) is turned off.
池(1)を補充電するサブ保護回路(4B)を備え、このサブ
保護回路(4B)は、リチウムイオン二次電池(1)を補充電
するサブ電池(8)と、このサブ電池(8)をリチウムイオン
二次電池(1)に接続するサブダイオード(7)とを備えてお
り、リチウムイオン二次電池(1)の電圧が低下すると、
サブ電池(8)がリチウムイオン二次電池(1)を補充電する
ようにしてなる請求項１に記載される電池とモーターを
内蔵する電気機器。The protection circuit (4) includes a sub-protection circuit (4B) for supplementarily charging the lithium-ion secondary battery (1), and the sub-protection circuit (4B) is provided with a lithium-ion secondary battery (1). And a sub-diode (7) for connecting the sub-battery (8) to the lithium-ion secondary battery (1), and a voltage of the lithium-ion secondary battery (1). Decreases,
The electric device according to claim 1, wherein the sub-battery (8) supplementally charges the lithium ion secondary battery (1).
請求項３に記載される電池とモーターを内蔵する電気機
器。4. The electric device according to claim 3, wherein the sub-battery (8) is a lithium primary battery.
次電池(1)を内蔵しているパック電池(10)に内蔵され、
このパック電池(10)と並列にサブ保護回路(4B)を接続し
ている請求項１に記載される電池とモーターを内蔵する
電気機器。5. A second protection circuit (4b) is built in a battery pack (10) containing a lithium ion secondary battery (1),
The electric device according to claim 1, wherein a sub-protection circuit (4B) is connected in parallel with the battery pack (10).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000160144A JP2001339867A (en) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Electric apparatus with built-in battery and motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000160144A JP2001339867A (en) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Electric apparatus with built-in battery and motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001339867A true JP2001339867A (en) | 2001-12-07 |
Family
ID=18664381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000160144A Pending JP2001339867A (en) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Electric apparatus with built-in battery and motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001339867A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073770A1 (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-19 | Seiko Epson Corporation | Battery-driven electronic device and its controlling method |
| JP2006198690A (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Hitachi Koki Co Ltd | Electric tool |
| JP2006297574A (en) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | Power tool and power tool set |
| EP1806281A1 (en) * | 2006-01-05 | 2007-07-11 | Torqeedo GmbH | Method for controlling an electric motor for boat |
| EP1806282A3 (en) * | 2006-01-05 | 2008-10-15 | Torqeedo GmbH | Control method for an electric motor for boats |
| JP2009533236A (en) * | 2006-04-11 | 2009-09-17 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Handheld power tool with shut-off delay device |
| JP2015208577A (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | 日立工機株式会社 | Dust collector |
| EP1882190B1 (en) * | 2005-05-13 | 2020-04-22 | Nxp B.V. | Battery power management in over-discharge situation |
| DE102021200360A1 (en) | 2021-01-15 | 2022-07-21 | Vitesco Technologies Germany Gmbh | Device for preventing deep discharge of energy storage cells |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0455781A (en) * | 1990-06-26 | 1992-02-24 | Matsushita Electric Works Ltd | Residual capacity display device for battery |
| JPH05168165A (en) * | 1991-12-12 | 1993-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Working robot |
| JPH05211729A (en) * | 1992-01-29 | 1993-08-20 | Yokogawa Electric Corp | Process monitoring apparatus |
| JPH10285823A (en) * | 1996-11-18 | 1998-10-23 | Varta Batterie Ag | Apparatus for supplying current to electronic apparatus |
| JPH11289680A (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-19 | Sony Corp | Electronic equipment and battery pack therefor |
-
2000
- 2000-05-30 JP JP2000160144A patent/JP2001339867A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0455781A (en) * | 1990-06-26 | 1992-02-24 | Matsushita Electric Works Ltd | Residual capacity display device for battery |
| JPH05168165A (en) * | 1991-12-12 | 1993-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Working robot |
| JPH05211729A (en) * | 1992-01-29 | 1993-08-20 | Yokogawa Electric Corp | Process monitoring apparatus |
| JPH10285823A (en) * | 1996-11-18 | 1998-10-23 | Varta Batterie Ag | Apparatus for supplying current to electronic apparatus |
| JPH11289680A (en) * | 1998-04-02 | 1999-10-19 | Sony Corp | Electronic equipment and battery pack therefor |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002073770A1 (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-19 | Seiko Epson Corporation | Battery-driven electronic device and its controlling method |
| US6744698B2 (en) | 2001-03-08 | 2004-06-01 | Seiko Epson Corporation | Battery powered electronic device and control method therefor |
| JP2006198690A (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Hitachi Koki Co Ltd | Electric tool |
| JP2006297574A (en) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Works Ltd | Power tool and power tool set |
| JP4631523B2 (en) * | 2005-04-25 | 2011-02-16 | パナソニック電工株式会社 | Electric tool and electric tool set |
| EP1882190B1 (en) * | 2005-05-13 | 2020-04-22 | Nxp B.V. | Battery power management in over-discharge situation |
| EP1806281A1 (en) * | 2006-01-05 | 2007-07-11 | Torqeedo GmbH | Method for controlling an electric motor for boat |
| EP1806282A3 (en) * | 2006-01-05 | 2008-10-15 | Torqeedo GmbH | Control method for an electric motor for boats |
| JP2009533236A (en) * | 2006-04-11 | 2009-09-17 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Handheld power tool with shut-off delay device |
| US8305042B2 (en) | 2006-04-11 | 2012-11-06 | Robert Bosch Gmbh | Electric hand-held power tool with a shut-off delay device |
| JP2015208577A (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | 日立工機株式会社 | Dust collector |
| DE102021200360A1 (en) | 2021-01-15 | 2022-07-21 | Vitesco Technologies Germany Gmbh | Device for preventing deep discharge of energy storage cells |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7508171B2 (en) | Protection methods, protection circuits and protective devices for secondary batteries, a power tool, charger and battery pack adapted to provide protection against fault conditions in the battery pack | |
| JP5067722B2 (en) | Electric tool | |
| US7990109B2 (en) | Temperature and polarization voltage compensation system | |
| JP5488877B2 (en) | Electric tool | |
| US20030096158A1 (en) | Battery pack and cordless power tool using the same as power source | |
| GB2443986A (en) | Battery charging method with precharging | |
| US10199844B2 (en) | Power-supplying device | |
| JP2005073498A (en) | Battery unit and device using the battery unit | |
| JP2010233358A (en) | Battery protection circuit, battery protection method, power supply unit, and program | |
| JP2010239860A (en) | Battery pack and charger system | |
| KR20170060849A (en) | Battery Pack and Electric Vehicle Including The Same | |
| JP3382002B2 (en) | Battery pack and equipment using battery pack for operation | |
| TW200805850A (en) | Lithium battery pack | |
| JP2001339867A (en) | Electric apparatus with built-in battery and motor | |
| JP2000102185A (en) | Secondary battery pack | |
| KR101863092B1 (en) | Method for controlling battery charging and battery pack being applied the method | |
| JP3894377B2 (en) | BATTERY PACK AND BATTERY PACK CONTROL METHOD | |
| JP3177405B2 (en) | Secondary battery charge / discharge control method and device | |
| JP3419122B2 (en) | Battery protection device | |
| JP2001339866A (en) | Electric apparatus with built-in secondary battery | |
| JP2799261B2 (en) | Battery charge control device | |
| JP5388183B2 (en) | Battery pack | |
| JP2001339870A (en) | Electric apparatus with built-in secondary battery | |
| JP2001238358A (en) | Secondary cell device | |
| JPH08182211A (en) | Charging apparatus of pack battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050207 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050301 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060110 |