JP2000217266A - 電源供給装置 - Google Patents
電源供給装置Info
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- JP2000217266A JP2000217266A JP11011799A JP1179999A JP2000217266A JP 2000217266 A JP2000217266 A JP 2000217266A JP 11011799 A JP11011799 A JP 11011799A JP 1179999 A JP1179999 A JP 1179999A JP 2000217266 A JP2000217266 A JP 2000217266A
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Abstract
電端子の電圧も低下してしまい、給電端子に要求される
電圧の下限に達した時点で、例え電池の残容量があって
も最後まで使い切れないという課題を有していた。ま
た、電池は大電流を放電すると電池の放電効率を低下さ
せ、全体として放電時間が短縮してしまう課題も有して
いた。従来は電池の全体容量を増加しようとすると、電
池の直列接続数単位で並列接続する必要があり、小型軽
量化との両立が困難であった。 【解決手段】 複数の電池E1〜E4と給電端子42間
の接続を任意の直列或いは並列接続の組み合わせで接続
可能なスイッチ手段44と、複数の給電端子各々に要求
される電圧、電流に応じて電池の接続組み合わせを制御
する制御手段46〜48,50で構成したものである。
Description
報機器等の電源供給装置に関するものである。
−30662号公報に記載されたものが知られている。
て直列接続し、複数のタップ(電力給電端子)を設ける
事で、この電源装置を搭載する電子装置が要求する電力
の使用効率や省電力化に適した電圧を夫々供給する。こ
の時、複数のタップに対して共通して給電している電池
の部分的な消耗が連続して起きないよう、電池のローテ
ーションを行う。
の概念図を示す。図9において、VoutHは常に、E1
+E2であり、VoutLは、E1またはE2が選択され
るように、制御される。こうすることで、一方の電池が
消耗しないようにしている。
いては、電池の放電が進行し電池電圧が低下すると給電
端子の電圧も低下してしまい、給電端子に要求される電
圧の下限に達した時点で、例え電池の残容量があっても
最後まで使い切れないという課題を有していた。
している電池は大電流を放電する事になり、電池の放電
効率を低下させ、全体として放電時間が短縮してしま
う。
させようとすると、図10に示すように電池の直列接続
数単位で並列接続する必要があり、小型軽量化との両立
が困難であった。
立を図り、電池の性能を最大限に引き出す事を目的とす
る。
に本発明は、複数の電池と給電端子間の接続を任意の直
列或いは並列接続の組み合わせで接続可能なスイッチ手
段と、複数の給電端子夫々に要求される電圧、電流に応
じて電池の接続組み合わせを制御する制御手段で構成し
たものである。
て、図面を用いて説明する。
態1による電源供給装置の構成を示すブロック図であ
る。図1において、1はE1からE4で構成された電池
群、2と3は電池群1の中から任意の組み合わせで直列
接続して得られる直列電池電圧を供給する給電端子(Vou
t)及びグランド端子(GND)、4は電池群1の複数の端子
とグランド端子3と給電端子2間を所定の組み合わせで
接続するスイッチ手段、5はスイッチ手段4内の個々の
スイッチのオン/オフを指示し、グランド端子3、給電
端子2間に所定の電圧を供給できるよう制御する制御手
段である。
いて、以下、その動作を述べる。
4は共にE[V]の起電力を持つものとし、グランド端子
3、給電端子2間には3E[V]の電圧が要求されている
とする。
手段4のSW(1〜4)に対して作用し、夫々のSWが
閉じることで図2(A)で模式するような電池E1、E
2、E3の直列接続状態に結線され、グランド端子(GN
D)3と給電端子(Vout)2間には3E[V]が供給される。
スイッチ手段4のSW(1、2、5、6)に対して作用
し、夫々のSWが閉じることで図2(B)で模式するよ
うな電池E1、E2、E4の直列接続状態に結線され
る。
(1、7、3、5、6)、SW(8、3、9、6)が閉
じ、図2(C)、図2(D)の様に結線される。
信号C1からC4の内の1つを選択してスイッチ手段4
を制御することにより、常に、グランド端子(GND)3と
給電端子(Vout)2間には3E[V]が供給される。
制御信号が1入力の場合は、その信号でオン/オフする
スイッチであり、複数入力の場合は、その論理和でオン
/オフするスイッチである。
説明した制御手段5の制御信号の切り替え方法につい
て、図3を用いて説明する。
された電池群、32と33は電池群31の中から任意の
組み合わせで直列接続して得られる直列電池電圧を供給
する給電端子(Vout)及びグランド端子(GND)、34は電
池群31の複数の端子とグランド端子33と給電端子3
2間を所定の組み合わせで接続するスイッチ手段、35
は給電端子32を通過する電流を検出し電圧値として出
力する電流/電圧変換手段(I/V)、36は電圧値に
比例してクロック信号出力の周波数を変化する電圧/周
波数変換手段(電圧制御発信器またはV/F)、37は
クロック信号をカウントするカウンタ手段、38はカウ
ンタ手段37のカウント値を所定のカウント間隔毎にデ
コードし、制御信号C1からC4を出力するデコード手
段である。
いて、以下、その動作を述べる。
ド端子(GND)33と給電端子(Vout)32間には3E[V]が
供給される動作は、実施の形態1で説明したとおりであ
るので説明は省略し、制御信号C1からC4の生成方法
について説明する。
C4までの何れか1つが駆動されているものとする。こ
の時、給電端子32からは外部負荷(図示せず)に対し
て電流が流れ出すと、電流/電圧変換手段35はこの供
給電流に比例した電圧を電圧/周波数変換手段36に対
して出力する。電圧/周波数変換手段36は入力電圧に
比例して発信周波数が変化し、カウンタ手段37の単位
時間のカウント数が変化する。
/周波数変換手段36、カウンタ手段37とで電池群3
1から外部負荷に流れ出す電流の積算計を構成してお
り、例えば、カウンタ手段37を8ビットバイナリカウ
ンタとし、8ビット中任意の隣接する2ビットをデコー
ド手段38に与え、デコード手段38は、この2ビット
で表現される組み合わせの4つの状態をC1からC4の
制御信号で出力する。
量が流出する毎に変化し、実施の形態1で説明したよう
な電池E1からE4の3直列接続の組み合わせのローテ
ーションを行う。
説明した制御方法をベースに本実施の形態の制御信号の
切り替え方法について、図4から図6を用いて説明す
る。
された電池群、42と43は電池群の中から任意の組み
合わせで直列接続して得られる直列電池電圧を供給する
給電端子(Vout)及びグランド端子(GND)、44は電池群
41の複数の端子とグランド端子43と給電端子42間
を所定の組み合わせで接続するスイッチ手段、45は給
電端子42を通過する電流を検出し電圧値として出力す
る電流/電圧変換手段、46は電圧値に比例してクロッ
ク信号出力の周波数を変化する電圧/周波数変換手段
(電圧制御発信器)、47はクロック信号をカウントす
るカウンタ手段、48はカウンタ手段47のカウント値
を所定のカウント間隔毎にデコードし、制御信号C1か
らC4を出力するデコード手段、49はグランド端子4
3と給電端子42間の電圧を検出する電圧検出手段、5
0は電圧検出手段49からの信号が所定の電圧以上か監
視し、所定の電圧以下を検出すると制御信号C5を出力
する電圧比較手段である。
いて、以下、その動作を述べる。
子(GND)43と給電端子(Vout)42間には3E[V]が供給
される動作は実施の形態1で説明したとおりであるので
説明は省略するが、制御信号C5が追加されている点
が、実施の形態1、2とは異なる。
についても実施の形態2と同様なので説明は省略する。
5(E)がC5の結線状態を模式したものである。
おく。一般的に、電池は満容量時の端子電圧を最大値と
して、放電が進むに従って電圧が降下する特性を持って
いる。
5(D)の3直列接続時のグランド端子(GND)43と給
電端子(Vout)42間の電圧は、電池が満容量時は3E
[V]であるが、放電が進むにつれてグランド端子(GND)4
3と給電端子(Vout)42間に要求されている電圧の下限
を下回ってしまいそうになる。この時、電圧検出手段4
9からの信号を電圧比較手段50が監視しており、所定
の電圧以下になった以降は制御信号C5を出力してデコ
ード手段48の出力イネーブル入力をディセーブル状態
にし、制御信号C1からC4の出力を停止すると同時
に、スイッチ手段44の結線状態を図5(E)に模式す
るように4直列接続状態にする。
給電端子(Vout)42間に要求されている電圧を維持する
事ができる。電圧の変化の様子を図6に示す。
列接続での電圧が徐々に下降するが、所定の下限値にお
いて4直列接続にすることで、要求される電圧を保持す
る期間を長くすることができる。
形態4による電源供給装置の構成を示すブロック図であ
る。図7において、71はE1からE4で構成された電
池群、74、73、72は電池群71の中から任意の組
み合わせで直並列接続して得られる電池電圧を供給する
グランド端子(GND)、低電圧給電端子(VoutL)及び高電圧
給電端子(VoutH)、75は電池群71の複数の端子とグ
ランド端子74と高電圧給電端子72及び低電圧給電端
子73間を所定の組み合わせで接続するスイッチ手段、
76はスイッチ手段75内の個々のスイッチのオン/オ
フを指示し、グランド端子74、低電圧給電端子73及
び高電圧給電端子72間に所定の電圧を供給できるよう
制御する制御手段である。
いて、以下、その動作を述べる。
E4は共にE[V]の起電力を持ち、放電電流はI[A]の能
力を持つものとし、グランド端子74、高電圧給電端子
72間には3E[V]の電圧とI[A]の給電能力が要求さ
れ、グランド端子74、低電圧給電端子73間には1E
[V]の電圧と、2I[A]の給電能力が要求されているとす
る。
ッチ手段75のSW(1から8)に対して作用し、夫々
のSWが閉じることで図8(A)で模式するような電池
E3、E4の並列接続に電池E1、E2が直列接続状態
に結線され、グランド端子(GND)74と低電圧給電端子
(VoutL)73間には1E[V]が供給される。この端子から
の電流供給能力は2並列であるので2I[A]である。
(VoutH)72間には3E[V]が供給される。この端子から
の電流供給能力は1並列部分を含んでいるのでI[A]であ
る。
はスイッチ手段75のSW(3、5、8、9、10、1
1、12、13)に対して作用し、夫々のSWが閉じる
ことで図8(B)で模式するような電池E1、E4の並
列接続に電池E2、E3が直列接続状態に結線される。
(10、11、13、14、15、16、17)、SW
(1、4、7、13、15、16、18)が閉じ、図8
(C)、図8(D)の様に結線される。
御信号C1からC4の内の1つを選択してスイッチ手段
75を制御することにより、常に、グランド端子(GND)
74と高電圧給電端子(VoutH)72間には3E[V]が供給
され、グランド端子(GND)74と低電圧給電端子(VoutL)
73間には2I[A]の給電能力で1E[V]が供給される。
に限定していないが、半導体スイッチでも、そのスイッ
チング速度が使用に耐えうるものであればメカニカルな
SWでもよい事は本発明の趣旨から明らかである。
ついても、実施の形態に示したものに限定するものでは
なく、ローテーションによる放電電流(放電電力)の均
一化が図れる構成であれば、同様の効果が得られる。
池の消耗が均一化されるよう電池の接続位置のローテー
ションを行うことで、給電端子に要求される電圧に必要
な直列数分の電池の個数に加えて任意の個数で電池容量
の強化が図れ、電池容量と小型化を両立した柔軟な電源
供給装置の提供が行える。
流の供給能力に合わせた柔軟な接続形態を、電池の放電
を均一化することで可能とした。
成を示すブロック図
成を示すブロック図
すブロック図
図
成を示すブロック図
態を模式する図
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の電池と、 外部と電力を入出力する給電端子と、 前記複数の電池の端子と前記給電端子間とを任意の組み
合わせで接続するスイッチ手段と、 前記スイッチ手段の開閉を制御する制御手段とで構成さ
れた電源供給装置。 - 【請求項2】 制御手段は、複数の電池の中から接続組
み合わせで選択された電池の所定の放電電流または放電
電力毎に、前記複数の電池接続の組み合わせを変化させ
ることを特徴とする請求項1記載の電源供給装置。 - 【請求項3】 制御手段は、給電端子に要求される電圧
に必要な電池の直列接続数以上の複数の電池の中から、
前記電池の直列接続の組み合わせを順次切り替えること
を特徴とする請求項1記載の電源供給装置。 - 【請求項4】 制御手段は、電池の端子電圧の変化に応
じて前記電池の直列接続数を変化させ、給電端子に要求
される電圧範囲に調整することを特徴とする請求項1記
載の電源供給装置。 - 【請求項5】 制御手段は、複数の給電端子に対して、
夫々の給電端子に要求される電圧に必要な電池の直列接
続と、夫々の供給端子に要求される電流に必要な並列接
続の組み合わせを行うことを特徴とする請求項1記載の
電源供給装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01179999A JP3674354B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 電源供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01179999A JP3674354B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 電源供給装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000217266A true JP2000217266A (ja) | 2000-08-04 |
JP3674354B2 JP3674354B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=11787932
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01179999A Expired - Fee Related JP3674354B2 (ja) | 1999-01-20 | 1999-01-20 | 電源供給装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3674354B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002237325A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Sony Corp | 燃料電池モジュールおよび電気機器ならびに燃料電池モジュールを備えた電気機器システム |
WO2007066392A1 (ja) * | 2005-12-07 | 2007-06-14 | Fujitsu Limited | 電源制御装置、電池および携帯端末装置 |
JP2009159726A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Honda Motor Co Ltd | 放電制御装置 |
JP2009232575A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Nec Access Technica Ltd | 複数電池を用いた電源回路および電源制御方法 |
WO2014181634A1 (ja) * | 2013-05-10 | 2014-11-13 | Fdk株式会社 | 電源装置 |
-
1999
- 1999-01-20 JP JP01179999A patent/JP3674354B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2014220967A (ja) * | 2013-05-10 | 2014-11-20 | Fdk株式会社 | 電源装置 |
CN105210256A (zh) * | 2013-05-10 | 2015-12-30 | Fdk株式会社 | 电源装置 |
US9906052B2 (en) | 2013-05-10 | 2018-02-27 | Fdk Corporation | Power supply device |
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JP3674354B2 (ja) | 2005-07-20 |
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