JP2001118607A

JP2001118607A - 電池パック

Info

Publication number: JP2001118607A
Application number: JP29915599A
Authority: JP
Inventors: Masaru Noda; 勝野田
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Maxell Holdings Ltd
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2001-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】電池パック自身で電池パックが待機状態か否か
の情報を得て、この情報を用いて電池パックの待機状態
でのアイドル電流を極小にする電池パックを提供する。【解決手段】外部端子間に電池と電流検出抵抗と過放電
保護スイッチと過充電保護スイッチの直列回路を有し、
更に、電池電圧監視回路とスイッチ制御回路と電流積算
手段と待機突入情報生成手段とバイパス手段と待機脱出
情報生成手段とを設ける。電流積算手段は外部機器との
充放電電流を監視し、所定値以下になると待機突入情報
を生成し電流積算手段の動作を停止させる。待機状態で
は、待機脱出情報生成手段がバイパス手段に流れる電流
を監視し、所定値以上になると待機脱出情報を生成して
電流積算手段の動作を復帰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯機器等に使用さ
れる電池パックに関し、特にパック内の電池の残容量を
表示させるための電流積算値検出機能又は電流値検出機
能を備えるものであって、該電池パックがパック外部に
対して電力の供給をせず又外部からの充電もされていな
い待機状態で、該電流積算値検出機能等を作動させるた
めに電池パック内で内部消費する電流を最小限に低減す
る構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノート型パソコンに代表される携帯機器
では、使用中の電池が今どれだけの残容量を有し、あと
どの位使用できるのかが、使用者にとって大変気になる
ところである。残容量が所定値以下になったら使用者に
それを警告し、また、データをバックアップする等の処
置をすることが必要である。そのためには、電池の残容
量をできるだけ正確に知りうる方法が必要である。

【０００３】そこで従来、電池の充放電電流を常に監視
して、これを積算し、電池の残容量を表示することが考
えられていて、その一例として、公開特許公報、特開平
７−１９１１１０号が知られている。その中で、電池の
充放電電流を検出する方法として、電池の電流通路に直
列に電流検出用の抵抗を挿入し、そこに発生する電圧を
所定倍に増幅し、該増幅された電圧をディジタル値に変
換して残容量演算回路に取り込み、電流値と時間の積を
逐次加算又は減算して残容量を得る方法が示されてい
る。

【０００４】しかし、電池の電流通路に直列に挿入され
る電流検出用の抵抗は、電圧降下による電力損失をでき
るだけ小さく抑えるためにあまり大きな抵抗値にでき
ず、ノート型パソコンの例では２０ミリオーム程度の微
少値に設定され、数ミリアンペアから数アンペアまで変
化する負荷電流に対応して、０．１ミリボルトから１０
０ミリボルト程度の電圧を得ている。一方、増幅器のオ
フセットとしてプラスマイナス５ミリボルト程度は避け
られないのが通常であり、前記の０．１ミリボルトから
１００ミリボルト程度という入力電圧に対して、このオ
フセットは極めて大きな悪影響をもたらす。その対策と
して同公報では、入力電圧を一時的にゼロにするスイッ
チを設け、その時のディジタル値をディジタル電流値か
ら差し引くことが示されている。また、増幅器のオフセ
ットの影響を取り除く他の方法として、公開特許公報、
特開平６−３０７８６１号に示されているところの、積
分アンプと積分コンデンサを接続するスイッチと、同期
入力される交流信号の正、負に応じて前記スイッチを制
御し、積分アンプに対する積分コンデンサの接続方向を
切り換える制御手段とを設け、同期入力される交流信号
が正の時と負の時とで積分アンプに対する積分コンデン
サの接続方向を切り換えることにより、オフセットキャ
ンセルを行わせる方法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記の従来技術によれ
ば、増幅器のオフセットの影響を回避できるので比較的
小さな電流領域まで精度良く電流積算値を求めることが
可能になるが、そのために設けた回路自身で消費する電
流を小さく留める手段については前記公報においては何
ら言及されていない。電流積算値を求める回路機能をど
れだけの消費電流で動作させられるかは、回路設計の巧
拙とＩＣのデバイス性能に依存するが、大体１００マイ
クロアンペア乃至１ミリアンペア程度と見積もられる。

【０００６】電池パックが携帯機器からはずされた状態
が長時間継続するケース、又は、携帯機器に装着された
まま携帯機器の電源オフの状態が長時間継続するケース
を考えると、電池パックはこの間外部に対して何ら仕事
をしていない待機状態にある。しかし、この待機状態に
於いても、上記した電流積算値回路は１００マイクロア
ンペア乃至１ミリアンペアの電流を継続して消費してお
り、電池パックにとってはアイドル電流とも言うべき無
駄な消費になる。一例として、アイドル電流が１ミリア
ンペアで待機状態が１０日継続したケースでは、その間
の消費電気量は２４０ミリアンペア・アワーになる。満
充電時の電池容量が１０００乃至２０００ミリアンペア
・アワー程度であることを参照すると、この値は決して
無視し得ない大きさである。待機状態がもっと長期間の
場合や、満充電でない状態で待機状態に入った場合など
は更に重大事である。

【０００７】電池パックが待機状態に突入したことを示
す待機突入情報及び待機状態から脱出したことを示す待
機脱出情報が、該電池パックが装着される携帯機器や充
電器等の外部機器から与えられるものであれば、その情
報によって待機状態中は電流積算値回路を停止させるな
どして上記のアイドル電流を除去乃至削減できる。しか
し、このような仕組みが成り立つためには、電池パック
と携帯機器とによる相互仕様が確立されていてどちらも
その仕様を充足していることが条件となる。従って、待
機突入情報や待機脱出情報は外部機器から得るのではな
く、電池パック自身で得ることが望ましい。電池パック
から外部に供給する放電電流又は充電器から電池パック
に供給される充電電流の値を前記の電流積算値検出回路
によって監視し、その電流値が所定値以下になったこと
を検出することで、待機突入情報を比較的容易にかつ精
度良く得ることができる。しかし、該電流積算値検出回
路の動作が待機突入情報によってひとたび停止させられ
ると、今度は同じ回路を使って待機脱出情報を得ること
が不可能になると言うパラドックスが存在する。

【０００８】そこで本発明が対象とする課題は、電池パ
ック自身で電池パックの待機突入情報と待機脱出情報を
得ることができ、これらの情報を用いて電池パックの待
機状態でのアイドル電流を極小にできる電池パックを提
供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による電池パックは、外部機器との接点であ
る外部電源端子と外部アース端子の２端子間に電池と電
流検出抵抗と過放電保護スイッチと過充電保護スイッチ
の直列回路を有し、更に、電池電圧監視回路とスイッチ
制御回路と電流積算手段と待機突入情報生成手段とバイ
パス手段と待機脱出情報生成手段とを備える。

【００１０】該電池電圧監視回路は該電池の電圧を監視
し、電池電圧が所定の下限電圧にまで低下したとき放電
停止の指令を発し該スイッチ制御回路を介して該過放電
保護スイッチをオフさせ、逆に電池電圧が所定の上限電
圧まで上昇したとき充電停止の指令を発し該スイッチ制
御回路を介して該過充電保護スイッチをオフさせる。

【００１１】該電流積算手段は該電流検出抵抗の両端電
圧を入力信号とし、電池電流の積算値を算出するもので
ある。その一例は前記特開平７−１９１１１０号公報に
記載されているが、一般的には電流検出アンプや電流積
分回路とマイコンを組み合わせたものであり、オフセッ
トキャンセル機能を有していて比較的小電流まで精度良
く電流積算できる。

【００１２】該待機突入情報生成手段は、該電流積算手
段によって計測された電流積算値の単位時間当たりの
値、又は電流積算動作の途中過程で得られる電流値に対
応する値を監視し、その値が電池パック自身で消費する
電流の期待値より大きい所定の下限値以下になったとき
に、待機突入情報を発生する。該待機突入情報は該スイ
ッチ制御回路に伝えられ、該スイッチ制御回路は、該過
放電保護スイッチと過充電保護スイッチのオフ指令と該
バイパス手段に含まれるバイバススイッチのオン指令を
発する。この指令は、スイッチ制御回路のラッチ機能な
どにより次に待機脱出情報が与えられるまで保持され
る。また、該待機突入情報は該電流積算手段にも伝えら
れ、該電流積算手段の動作を停止させ、その消費電流を
皆無乃至微少にする。この状態も次に待機脱出情報が与
えられるまで保持される。

【００１３】該バイパス手段は、該過放電保護スイッチ
と過充電保護スイッチの直列回路をバイパスするように
接続されるものであり、バイパススイッチとバイパス素
子の直列回路で構成される。前記の待機突入情報が発生
すると該過放電保護スイッチと過充電保護スイッチがオ
フし、代わってバイパススイッチがオンするので、外部
電源端子を介して流入流出する電流は該バイパス手段を
流れる。

【００１４】該待機脱出情報生成手段は、該バイパス手
段に流れる電流値を監視していて、所定値以上の電流が
流れたことを検出したときに待機脱出情報を発生する。
該待機脱出情報は、該スイッチ制御回路に伝えられ、前
記待機突入情報によって発せられた該過放電保護スイッ
チと過充電保護スイッチのオフ指令とバイパススイッチ
のオン指令を解除する。また、該待機脱出情報は該電流
積算手段に伝えられ、該電流積算手段の動作を復帰させ
る。

【００１５】なお、該バイパス手段の等価抵抗値は、前
記電流検出抵抗が２０ミリオーム程度と極めて微少値が
求められるのに対して、１００オーム程度にし得るの
で、ここから電流値を検出することは比較的容易であ
る。従って、該待機脱出情報生成手段は、前記電流積算
手段が動作時に消費する電源電流に比べて十分に小さい
電源電流によって動作させることができ、待機状態での
アイドル電流を微少値に留めながら電流を監視すること
ができる。

【００１６】以上の構成により、電池パックから外部に
供給する放電電流又は充電器から電池パックに供給され
る充電電流の値を電池パック自身の電流積算手段を使っ
て監視し、その電流値が所定値以下になったことを検出
することで待機突入情報を生成し、該待機突入情報によ
って電流積算手段の動作を停止させて電池パックの待機
状態でのアイドル電流を除去乃至微少にし、待機状態で
はバイパス手段に流れる電流を監視することで電池パッ
クから外部に供給する放電電流又は充電器から電池パッ
クに供給される充電電流を監視し、所定値以上の電流が
検出されたとき待機脱出情報を生成して前記電流積算手
段の動作を復帰させる。

【００１７】これにより、電池パック自身で電池パック
の待機突入情報と待機脱出情報を得ることができ、これ
らの情報を用いて電池パックの待機状態でのアイドル電
流を極小にできる電池パックを提供することが可能にな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により本発明を
詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の第１の実施形態を示す図で
ある。同図において、１は電池、２は電流検出抵抗、３
は過放電保護スイッチ、４は過充電保護スイッチ、５は
電池電圧監視回路、６はスイッチ制御回路、６３，６
４，６９はそれぞれスイッチ制御線、７は電流積算手
段、７１は電流検出回路／電流値積分回路、８は待機突
入情報生成手段、８１は待機突入情報伝達線、９はバイ
パス手段、９１はバイパススイッチ、９２はバイパス素
子、１０は待機脱出情報生成手段、１０１，１０２はそ
れぞれ待機脱出情報伝達線、１１は外部電源端子、１２
は外部アース端子、１３は外部通信端子、２００は電池
パック、３００は携帯機器又は充電器である。

【００２０】電池１は単一のセルであっても良いし、ま
たは複数のセルを直列に積み重ねたものであっても良
い。電池１と電流検出抵抗２と過放電保護スイッチ３と
過充電保護スイッチ４は外部電源端子１１と外部アース
端子１２の２端子間に直列に接続されている。直列接続
の順序は、過放電保護スイッチ３と過充電保護スイッチ
４が隣接していることが必要要件である以外は、図示の
順序に限らない。電流検出抵抗２は２０ミリオーム程度
の微少抵抗値の抵抗器であって、電池１から流出する放
電電流又は電池１に流入する充電電流との積に等しい電
流検出電圧をその両端に発生する。なお、電池パック２
００内の記号５乃至１０の各回路ブロックはそれらの動
作のために電源を必要とし電源電流を消費する。電池の
残容量表示と言うそもそもの目的に照らし合わせると、
電流積算手段７は電池パック内で消費する該電源電流も
併せて積算することが必要であり、該内部回路ブロック
への電源供給経路と電流検出抵抗２の挿入位置はこの観
点で決められる。図１では該内部回路ブロックへの電源
供給経路は図示されていないが、電流検出抵抗２が電池
１の負極とアース間に挿入されていて該内部回路ブロッ
クで消費される電源電流も電流検出抵抗２を流れる構成
になっている。

【００２１】電池電圧監視回路５は電池１の電圧を監視
し、電池電圧が所定の下限電圧にまで低下したとき放電
停止の指令を発しスイッチ制御回路６を介して過放電保
護スイッチ３をオフさせ、逆に電池電圧が所定の上限電
圧まで上昇したとき充電停止の指令を発しスイッチ制御
回路６を介して過充電保護スイッチ４をオフさせる。

【００２２】電流積算手段７は電流検出抵抗２の両端電
圧を入力信号とし、電池電流の積算値を算出するもので
ある。図示の例では、電流検出回路／電流積分回路７１
とマイコン７２で構成され、オフセットキャンセル機能
を有していて比較的小電流まで精度良く電流積算でき
る。その具体的例については後述する。

【００２３】該待機突入情報生成手段８は、電流積算手
段７によって計測された電流積算値の単位時間当たりの
値、又は電流積算動作の途中過程で得られる電流値に対
応する値を監視し、その値が電池パック自身で消費する
電流の期待値より大きい所定の下限値以下になったとき
に、待機突入情報を発生する。該待機突入情報は、スイ
ッチ制御回路６に伝えられ、該スイッチ制御回路は過放
電保護スイッチ３と過充電保護スイッチ４のオフ指令と
バイパス手段９に含まれるバイバススイッチ９１のオン
指令を発する。この指令はスイッチ制御回路６のラッチ
機能などにより次に待機脱出情報が与えられるまで保持
される。また、該待機突入情報は電流積算手段７にも伝
えられ、該電流積算手段の動作を停止させ、その消費電
流を皆無乃至微少にする。この状態も次に待機脱出情報
が与えられるまで保持される。

【００２４】バイパス手段９は、過放電保護スイッチ３
と過充電保護スイッチ４の直列回路をバイパスするよう
に接続されるものであり、バイパススイッチ９１とバイ
パス素子９２の直列回路で構成される。前記の待機突入
情報が発生すると過放電保護スイッチ３と過充電保護ス
イッチ４がオフし、代わってバイパススイッチ９１がオ
ンするので、外部電源端子を介して流入流出する電流は
バイパス手段９を流れる。

【００２５】待機脱出情報生成手段１０は、バイパス手
段９に流れる電流値を監視していて、所定値以上の電流
が流れたことを検出したときに待機脱出情報を発生す
る。該待機脱出情報は、スイッチ制御回路６に伝えら
れ、前記待機突入情報によって発せられた過放電保護ス
イッチ３と過充電保護スイッチ４のオフ指令とバイパス
スイッチ９１のオン指令を解除する。この時、もしも電
池電圧監視回路５が放電停止指令又は充電停止指令を発
しておれば、これらの停止指令が優先され、過放電保護
スイッチ３又は過充電保護スイッチ４のオフ指令が継続
されることは勿論である。更に、該待機突入情報は電流
積算手段７にも伝えられ、該電流積算手段の動作を復帰
させる。

【００２６】なお、バイパス手段９の等価抵抗値は、前
記電流検出抵抗が２０ミリオーム程度と極めて微少値が
求められるのに対して、１００オーム程度にし得るの
で、ここから電流値を検出することは比較的容易であ
る。従って、待機脱出情報生成手段１０は前記電流積算
手段７が動作時に消費する電源電流に比べて十分に小さ
い電源電流によって動作させることができ、待機状態で
のアイドル電流を微少値に留めながら電流を監視するこ
とができる。

【００２７】以上の構成により、電池パックから外部に
供給する放電電流又は充電器から電池パックに供給され
る充電電流の値を電池パック自身の電流積算手段７を使
って監視し、その電流値が所定値以下になったことを検
出することで待機突入情報を生成し、該待機突入情報に
よって電流積算手段７の動作を停止させて電池パックの
待機状態でのアイドル電流を除去乃至微少にし、待機状
態ではバイパス手段９に流れる電流を監視することで電
池パックから外部に供給する放電電流又は充電器から電
池パックに供給される充電電流監視し、所定値以上の電
流が検出されたとき待機脱出情報を生成して電流積算手
段７の動作を復帰させる。

【００２８】これにより、電池パック自身で電池パック
の待機突入情報と待機脱出情報を得ることができ、これ
らの情報を用いて電池パックの待機状態でのアイドル電
流を極小にできる電池パックが実現される。

【００２９】図２は本発明による電流積算手段７の実施
例を示す。同図において、７０１は入力反転器、７０２
は積分器、７０２１は電圧電流変換アンプ、７０２２は
オペアンプ、７０３は積分コンデンサ、７０４は積分コ
ンデンサ反転手段、７０５は積分リセット手段、７０
６，７０７はコンパレータ、７０８はＯＲゲート、７０
９はアップダウン反転手段、７１０はパルスカウンタ、
７１１はカウンタ値ラッチ手段、７１４は単位時間平均
電流算出手段等である。

【００３０】積分器７０２は、電流検出抵抗２の両端電
圧に比例した電流をオペアンプ７０２２と積分コンデン
サ７０３とによるミラー積分作用によって積分する。そ
の積分電圧が基準電圧を起点にしてプラス又はマイナス
に所定の電圧にまで達したときに、積分リセット手段７
０５を作動させて積分電荷をクリアする。電流検出抵抗
に電流が流れている間、該電流積分と該積分リセットが
繰り返され、その回数をパルスカウンタ７１０で計数す
ることで電流積算値を得る。パルスカウンタ７１０のカ
ウンタ値をマイコン７２から発せられる読み取り指令に
応じてカウンタ値ラッチ手段７１１にラッチし、マイコ
ンに取り込む。マイコン７２では、カウンタ値から電流
積算値又は単位時間平均電流値を算出する。なお、入力
反転器７０１，積分コンデンサ反転手段７０４，アップ
ダウン反転手段７０９は同期して動き、状態ａと状態ｂ
を等間隔で切り換える。これによって、積分器のオフセ
ットの影響をキャンセルしており、大体１０ミリアンペ
アから１０アンペアまでの電流範囲で精度良く電流積算
する能力を持つ。

【００３１】なお、本実施例（図２）の詳細は、本願発
明の出願人が先に出願した特願平１１−４９６４５号に
記載される。

【００３２】次に図３は、バイパス手段９と待機脱出情
報生成手段１０の実施例を示す。同図において、９はバ
イパス手段、９１はバイパススイッチ、９２はバイパス
素子、９３は端子Ａ、９４は端子Ｂ、以下はバイパス素
子９２の構成要素であり、９２１と９２２はＰＭＯＳト
ランジスタ、９２３と９２４は抵抗、９２５と９２６は
ダイオードである。１０は待機脱出情報生成手段、以下
はその構成要素であり、１００１と１００２はＰＭＯＳ
トランジスタ、１００３と１００４は抵抗、１００５と
１００６はＮＭＯＳトランジスタ、１００７は電流源、
１００８はＣＭＯＳインバータである。なお、ＰＭＯ
Ｓ，ＮＭＯＳトランジスタはバックゲートがつながれて
いる端子がソース電極として機能する。

【００３３】待機突入情報が発生して不図示のスイッチ
制御回路によってバイパススイッチオンの指令が発せら
れると、スイッチ制御線６９がローに引き下げられ、バ
イパススイッチ９１がオンし、バイパス手段９が活性状
態になる。この状態で電池パックが携帯機器に装着され
て該携帯機器に電源電流の消費が発生すると、バイパス
手段９には端子Ａから端子Ｂに向かって流れる電流が発
生する。この時、ダイオード９２５がオンし、９２６が
オフし、２個のＰＭＯＳトランジスタの内、９２１が活
性状態にあり、９２２はカットオフ状態にあるから、バ
イパス素子９２は実質的にＰＭＯＳトランジスタ９２１
と抵抗９２３の直列回路として機能する。該直列回路の
の両端が待機脱出情報生成手段１０につながれており、
ＰＭＯＳトランジスタ１００１と抵抗１００３の直列回
路が活性状態にバイアスされる。これにより、ＰＭＯＳ
トランジスタ９２１と抵抗９２３の直列回路とＰＭＯＳ
トランジスタ１００１と抵抗１００３の直列回路により
いわゆるカレントミラーが構成される。各トランジスタ
に付記したＸ１，Ｘ１０，Ｘ１００等の記号はトランジ
スタのゲートサイズを示している。ゲートサイズの異な
るトランジスタを同じ電圧でバイアスしたときゲートサ
イズに比例した電流が流れると言う性質から、ＰＭＯＳ
トランジスタ９２１と１００１のゲートサイズ比、抵抗
９２３と１００３の抵抗値比を勘案して、バイアス手段
９に流れる電流の１／１０の電流がＰＭＯＳトランジス
タ１００１のドレイン電極に流れることになる。

【００３４】ＮＭＯＳトランジスタ１００５と１００６
もカレントミラーを構成していて、ＰＭＯＳトランジス
タ１００１のドレイン電流は更に１／１０に縮小されて
ＮＭＯＳトランジスタ１００６のドレイン電流として伝
えられる。ＮＭＯＳトランジスタ１００６のドレイン電
流が電流源１００７の電流値（Ｉ０）を越えると、ＣＭ
ＯＳインバータの入力電位がローに引き下げられ、ＣＭ
ＯＳインバータの出力端子にハイを出力する。このハイ
出力を待機脱出情報として利用する。電流源１００７の
電流値（Ｉ０）が１０μＡのケースでは、その１００倍
の１ｍＡ以上の電流がバイパス手段に流れたときに待機
脱出情報が発生する。

【００３５】次に、バイパス手段９の活性状態で電池パ
ックが充電器に装着されて充電電流が発生すると、バイ
パス手段９には端子Ｂから端子Ａに向かって流れる電流
が発生する。この時、ダイオード９２６がオンし、９２
５がオフし、２個のＰＭＯＳトランジスタの内、９２２
が活性状態にあり、９２１はカットオフ状態にあるか
ら、バイパス素子９２は実質的にＰＭＯＳトランジスタ
９２２と抵抗９２４の直列回路として機能する。この時
はＰＭＯＳトランジスタ１００２と抵抗１００４の直列
回路が活性状態にバイアスされ、ＰＭＯＳトランジスタ
９２２と抵抗９２３の直列回路とＰＭＯＳトランジスタ
１００２と抵抗１００４の直列回路によりカレントミラ
ーが構成される。前記と同様にして、バイアス手段９に
流れる電流の１／１０の電流がＰＭＯＳトランジスタ１
００２のドレイン電極に流れることになる。

【００３６】前記と同様にして、ＰＭＯＳトランジスタ
１００２のドレイン電流は更に１／１０に縮小されてＮ
ＭＯＳトランジスタ１００６のドレイン電流として伝え
られ、ＮＭＯＳトランジスタ１００６のドレイン電流が
電流源１００７の電流値（Ｉ０）を越えると、ＣＭＯＳ
インバータの入力電位がローに引き下げられ、ＣＭＯＳ
インバータの出力端子にハイを出力する。電流源１００
７の電流値（Ｉ０）が１０μＡのケースでは、その１０
０倍の１ｍＡ以上の充電電流がバイパス手段に流れたと
きに待機脱出情報が発生する。

【００３７】なお、バイパス手段の電流が無い間は、Ｎ
ＭＯＳトランジスタ１００６のドレイン電流はゼロであ
り、ドレイン電圧は電源電圧までプルアップされた状態
にあり、電流源１００７は実質的にカットオフされてい
る。従って、待機状態で電流源１００７はアイドル電流
を発生せず、待機脱出情報生成手段１０でのアイドル電
流も皆無である。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、電池パックから外部に
供給する放電電流、又は充電器から電池パックに供給さ
れる充電電流の値を電池パック自身の電流積算手段を使
って監視し、その電流値が所定値以下になったことを検
出することで待機突入情報を生成し、該待機突入情報に
よって電流積算手段の動作を停止させて電池パックの待
機状態でのアイドル電流を除去乃至微少にできる。待機
状態では、バイパス手段に流れる電流を監視することで
電池パックから外部に供給する放電電流、又は充電器か
ら電池パックに供給される充電電流を監視し、所定値以
上の電流が検出されたとき待機脱出情報を生成して前記
電流積算手段の動作を復帰させる。

【００３９】これにより、電池パック自身で電池パック
の待機突入情報と待機脱出情報を得、これらの情報を用
いて電池パックの待機状態でのアイドル電流を極小にで
きる電池パックを提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電池パックの第１の実施形態を示
す図。

【図２】図１における電流積算手段の実施例を示す図。

【図３】図１におけるバイパス手段と待機脱出情報生成
手段の実施例を示す図。

【符号の説明】

１…電池、２…電流検出抵抗、３…過放電保護スイッ
チ、４…過充電保護スイッチ、５…電池電圧監視回路、
６…スイッチ制御回路、６３，６４，６９…スイッチ制
御線、７…電流積算手段、７１…電流検出回路／電流値
積分回路、７０１…入力反転器、７０２…積分器、７０
２１…電圧電流変換アンプ、７０２２…オペアンプ、７
０３、積分コンデンサ、７０４…積分コンデンサ反転手
段、７０５…積分リセット手段、７０６，７０７…コン
パレータ、７０８…ＯＲゲート、７０９…アップダウン
反転手段、７１０…パルスカウンタ、７１１…カウンタ
値ラッチ手段、７１４…単位時間平均電流算出手段、８
…待機突入情報生成手段、８１…待機突入情報伝達線、
９…バイパス手段、９１…バイパススイッチ、９２…バ
イパス素子、９３…端子Ａ、９４…端子Ｂ、９２１，９
２２…ＰＭＯＳトランジスタ、９２３，９２４…抵抗、
９２５，９２６…ダイオード、１０…待機脱出情報生成
手段、１０１，１０２…待機脱出情報伝達線、１００
１，１００２…ＰＭＯＳトランジスタ、１００３，１０
０４…抵抗、１００５，１００６…ＮＭＯＳトランジス
タ、１００７…電流源、１００８…ＣＭＯＳインバー
タ、１１…外部電源端子、１２…外部アース端子、１３
…外部通信端子、２００…電池パック、３００…携帯機
器又は充電器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 ＢＦターム(参考） 2G016 CA00 CB12 CB21 CB22 CB31 CB32 CC01 CC04 CC12 CC27 CD06 CD09 CD14 5G003 AA01 BA01 CA11 CC02 DA04 DA13 EA05 GA01 GC05 5H030 AA03 AA04 AA06 AS06 AS11 FF42 FF43 FF44

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部機器との接点である外部電源端子と外
部アース端子の２端子間に、電池と電流検出抵抗と過放
電保護スイッチと過充電保護スイッチの直列回路を有
し、該直列回路に接続される電池電圧監視回路とスイッ
チ制御回路と電流積算手段と待機突入情報生成手段とバ
イパス手段と待機脱出情報生成手段とを備える電池パッ
クであって、該電池電圧監視回路は該電池の電圧を監視し、電池電圧
が所定の下限電圧にまで低下したとき放電停止の指令を
発し該スイッチ制御回路を介して該過放電保護スイッチ
をオフさせ、逆に該電池の電圧が所定の上限電圧まで上
昇したとき充電停止の指令を発し該スイッチ制御回路を
介して該過充電保護スイッチをオフさせ、該電流積算手段は、該電流検出抵抗の両端電圧を入力信
号として電池電流の積算値を算出し、該待機突入情報生成手段は、該電流積算手段によって計
測された電流積算値の単位時間当たりの値、又は電流積
算動作の途中過程で得られる電流値に対応する値を監視
し、その値が所定値以下になったときに待機突入情報を
発生し、該スイッチ制御回路は、該待機突入情報を受けて該過放
電保護スイッチと過充電保護スイッチのオフ指令と該バ
イパス手段に含まれるバイバススイッチのオン指令を発
し、該電流積算手段は、該待機突入情報を受けたとき該電流
積算手段の動作を停止させ、該バイパス手段は、バイパススイッチとバイパス素子の
直列回路を有し、該過放電保護スイッチと過充電保護ス
イッチの直列回路をバイパスするように接続されるもの
であって、該バイバススイッチのオン指令を受けたとき
該バイパススイッチがオンして外部電源端子を介して流
入又は流出する電流を流し、該待機脱出情報生成手段は、該バイパス手段に流れる電
流値を監視し、その値が所定値以上になったときに待機
脱出情報を発生し、該スイッチ制御回路は、該待機脱出情報を受けて前記待
機突入情報に基づいて発した該過放電保護スイッチと過
充電保護スイッチのオフ指令と該バイパススイッチのオ
ン指令を解除し、該電流積算手段は、該待機脱出情報を受けたとき該電流
積算手段の動作を復帰させる、ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】外部機器との接点である外部電源端子と外
部アース端子の２端子間に、電池と電流検出抵抗と過放
電保護スイッチと過充電保護スイッチとを含む直列回路
を有し、該過放電保護スイッチと過充電保護スイッチの
直列回路に接続されるバイパス手段と電流積算手段と待
機突入情報生成手段と待機脱出情報生成手段とスイッチ
制御回路を備え、外部機器に供給する放電電流又は外部機器から供給され
る充電電流の値を該電流積算手段を用いて監視し、その
電流値が所定値以下になった場合、待機突入情報を生成
して該電流積算手段の動作を停止させる待機状態に移行
させ、該待機状態では、該バイパス手段に流れる電流を検出す
ることで外部機器に供給する放電電流又は外部機器から
供給される充電電流の値を監視し、その電流値が所定値
以上になった場合、待機脱出情報を生成して前記電流積
算手段の動作を復帰させる、ことを特徴とする電池パック。
【請求項３】請求項１に記載の電池パックにおいて、該待機脱出情報生成手段は、カレントミラー回路を有
し、該バイパス手段の該バイパス素子に流れる電流を該
カレントミラー回路によって縮小伝達し、該縮小伝達さ
れた電流と基準電流との比較により待機脱出情報を発生
する、ことを特徴とする電池パック。
【請求項４】請求項１又は２に記載の電池パックにおい
て、該電流積算手段は、少なくとも電流積分機能とオフセッ
トキャンセル機能とマイコンによる電流値算出機能を備
えている、ことを特徴とする電池パック。
【請求項５】外部機器との接点である外部電源端子と外
部アース端子の２端子間に、電池と電流検出抵抗とを含
む直列回路とこれに接続される電流積算手段とバイパス
手段と制御手段を有し、外部機器に供給する放電電流又は外部機器から供給され
る充電電流の値を、該電流検出抵抗の両端電圧を入力と
する該電流積算手段により監視する定常状態と、外部機器に供給する放電電流又は外部機器から供給され
る充電電流の値を、該電流積算手段の動作を停止し、該
バイパス手段に流れる電流により監視する待機状態と、
を有し、該制御手段は、監視された電流値に応じて該定常状態と
該待機状態とを切り換える、ことを特徴とする電池パック。