JP2001338697A - 信号伝送システムおよび電池パック - Google Patents
信号伝送システムおよび電池パックInfo
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- 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
Abstract
し、且つ充電時、放電時であっても信号を外部に伝送す
る。 【解決手段】 端子T1、T3には、電子機器の負荷5
が接続され、端子T2、T3には、充電器から得られる
電源部6が接続される。端子T1、T3との間に、二次
電池BT、スイッチ回路SWが直列に接続される。電源
供給回路1では、端子T2を介して電源部6から供給さ
れる電源を、定電圧定電流として制御回路2へ供給する
ことができる。信号検出回路3では、端子T2を介して
電源部6から供給される電源の電圧電流が検出される。
検出された電圧電流は、信号検出回路3から信号回路4
へ供給される。信号回路4は、検出された電圧電流に応
じて、信号を生成するように、その旨の信号が制御回路
2へ供給される。制御回路2は、信号回路4からの信号
に応じてスイッチ回路SWを制御する。
Description
電および放電を行うときに用いて好適な信号伝送システ
ムおよび電池パックに関する。
タルカメラ(以下、これらを総して電子機器と称する)
には、充電可能な電池パックが用いられている。この電
池パックは、二次電池から構成され、電子機器に内蔵さ
れた状態または取り外し可能な状態で用いられる。そし
て、電子機器に電池パックが取り付けられた状態でその
電池パックに対して充電を行うことができる。また、電
池パックには、二次電池以外に保護回路が設けられてい
る。この保護回路には、二次電池の電圧、電流および温
度を検出する回路などが設けられている。
池が過熱し、二次電池が発熱することがある。最悪の場
合、過充電が原因となって火災が発生することがある。
従って、電池パックには、二次電池の過熱を防止するた
めに、電圧、電流および温度を検出する保護回路が設け
られている。
接続されたインピーダンスを検出して保護回路を制御す
る方法があった。この図17では、端子T1、T2、T
3、信号受信発信回路111、検出制御回路112、ス
イッチ回路SWおよび二次電池BTから電池パックBP
が構成される。インピーダンス113は、端子T1およ
びT2を介して接続され、インピーダンス114は、端
子T2およびT3を介して接続される。インピーダンス
113または114が接続されると、信号受信発信回路
111において、接続されたインピーダンス113また
は114から得られる信号が受信される。受信された信
号は、信号受信発信回路111から検出制御回路112
へ供給される。検出制御回路112では、二次電池BT
の温度、端子電圧および/または電流が検出される。こ
の検出制御回路112は、検出された二次電池BTの温
度、端子電圧および/または電流と、供給された信号と
に応じてスイッチ回路SWを制御する。
うにインピーダンスを検出して保護回路を制御する方法
では、信号を伝送することができるのは、充電時および
放電時の何れか一方のときのみとなる問題があった。さ
らに、使用範囲が狭いという問題もあった。
と、回路が高価になる問題があった。そして、従来は、
電池パックから外部に信号を伝送するときの電源を、そ
の電池パックに含まれる二次電池から獲得していたの
で、二次電池の電圧が低下すると、デジタル信号を出力
することができなくなると共に、電子機器の制御ができ
なくなる問題があった。
も信号を出力するためには、その電源を供給する端子が
必要となるので、少なくとも4つの端子が必要となる問
題があった。
もって、外部から電源を供給し、且つ充電時および放電
時であっても信号を外部に伝送することができる信号伝
送システムおよび電池パックを提供することにある。
は、電池パックから外部へ信号を伝送する信号伝送シス
テムにおいて、電池パックは、第1、第2および第3の
端子と、第1および第2の端子との間に、直列に接続さ
れる二次電池およびスイッチ手段と、第1または第2の
端子と、第3の端子とを介して供給される電源から所定
の電源を生成する電源生成手段と、電源生成手段から供
給される電源によって、生成する信号を第1または第2
の端子と、第3の端子とを介して伝送する信号伝送手段
と、スイッチ手段を制御する制御手段とを有し、充電器
は、第1または第2の端子と、第3の端子とを介して電
池パックへ供給する電源を商用電源から獲得するように
したことを特徴とする信号伝送システムである。
び第3の端子と、第1および第2の端子との間に、直列
に接続される二次電池およびスイッチ手段と、第1また
は第2の端子と、第3の端子とを介して供給される電源
から所定の電源を生成する電源生成手段と、電源生成手
段から供給される電源によって、信号を生成し、生成し
た信号を第1または第2の端子と、第3の端子とを介し
て伝送する信号伝送手段と、スイッチ手段を制御する制
御手段とからなることを特徴とする電池パックである。
と、電池パックとが接続され、充電器で、商用電源から
生成される電源が供給され、供給された電源で外部に信
号を伝送することができる。
て図面を参照して説明する。なお、各図に亘り同じ効果
を有するものには、同一の参照符号を付し、説明の重複
を避ける。図1は、この発明が適用された第1の実施形
態を示す。この図1では、電池パックBPは、電源供給
回路1、制御回路2、信号検出回路3、信号回路4、端
子T1、T2、T3、二次電池BTおよびスイッチ回路
SWから構成される。
5が接続され、端子T2およびT3には、充電器から得
られる電源部6が接続される。端子T1およびT3との
間に、二次電池BTおよびスイッチ回路SWが直列に接
続される。
源部6から供給される電源を、定電圧定電流として制御
回路2へ供給することができる。この電源供給回路1で
生成される定電圧定電流は、制御回路2を動作させるこ
とができるものである。そして、信号検出回路3では、
端子T2を介して電源部6から供給される電源の電圧電
流が検出される。検出された電圧電流は、信号検出回路
3から信号回路4へ供給される。信号回路4は、検出さ
れた電圧電流に応じて、信号を生成するように、その旨
の信号が制御回路2へ供給される。制御回路2は、信号
回路4からの信号に応じてスイッチ回路SWを制御す
る。
されるので、電源部6から電池パックBPへ供給される
電圧電流は、パルス状に変化する。その変化した電圧電
流を信号検出回路3では、検出する。
に示す。時点t0で電子機器に充電器が取り付けられ
る。電圧v1以下となる時点t0〜t1の期間では、二
次電池の充電が停止され、電子機器の動作も停止され
る。電圧v1越え、およびv2以下となる時点t1〜t
2の期間では、二次電池の充電のみが停止され、電子機
器を動作させるための電源が電子機器へ供給される。電
圧v2(時点t2)を越える場合、二次電池が充電さ
れ、電子機器を動作させるための電源が電子機器へ供給
される。
BPが電子機器と接続された状態で、且つ電池パックB
Pの二次電池BTの電源が低下している状態で、充電を
行っている場合、充電器から得られる電源によって、電
池パックBPの保護回路を動作させることができる。こ
のとき、電子機器が動作すると、二次電池BTへの充電
は停止し、充電器から得られる電源は、電子機器を動作
させるための電源として電子機器へ供給される。
すように、電池パックBPが接続された電子機器とAC
アダプタ12とが接続されたものである。プラグ11を
介して商用電源がACアダプタ12へ供給される。AC
アダプタ12では、商用電源から所定の電源へ変換され
る。変換された所定の電源は、端子T4およびT5を介
して電子機器へ供給される。
信号回路15および電子機器の負荷16から構成され
る。充電回路13では、ACアダプタ12から供給され
た電源が所定の電圧電流へ変換され、電子機器の負荷回
路16と、電源部14と、電池パックBPとに供給され
る。この電池パックBPには、端子T1およびT3を介
して電源が供給される。
れた電圧電流から電池パックBPへ供給するための電源
が生成される。この電源部14で生成された電源は、電
池パックBPの二次電池BTの電圧電流が低下した場合
でも、電池パックBPの制御を行うために必要な電源で
あり、端子T2を介して電池パックBPへ供給される。
信号回路15では、端子T2を介して電池パックBPの
充電停止回路17を制御する信号が生成される。この信
号回路15では、電子機器の状態に基づいて、二次電池
BTの充電を行うための電源を供給するか否かが判断さ
れ、その旨の信号が端子T2を介して充電停止回路17
へ供給される。
び二次電池BTから構成される。充電停止回路17は、
端子T2を介して信号回路15から供給される信号によ
って制御される。この充電停止回路17の動作が停止し
ている間、二次電池BTの充電が行われ、充電停止回路
17が動作している間、二次電池BTの充電が停止され
る。
説明する。端子T4およびT5を介してACアダプタ1
2から供給される電源の電圧が電圧検出回路21で検出
される。電圧検出回路21で所定値以上の電圧が検出さ
れるときに、電圧検出回路21から制御回路23へ信号
が供給される。電池電圧検出回路22では、端子T1お
よびT3を介して供給される二次電池BTの電圧が検出
される。この電池電圧検出回路22で所定の範囲以外と
なる電圧が検出されるときに、電池電圧検出回路22か
ら制御回路23へ信号が供給される。すなわち、所定の
範囲より小さい二次電池BTの電圧が検出されたとき、
または所定の範囲を超える二次電池BTの電圧が検出さ
れたときに、電池電圧検出回路22から制御回路23へ
その旨の信号が供給される。制御回路23は、電圧検出
回路21からの信号と、電池電圧検出回路22からの信
号とに基づいて、充電停止信号回路24を制御する。
て、所定値以上の電圧が検出されるときに、制御回路2
3へ信号が供給されるようにしているが、電圧検出回路
21で所定値未満の電圧が検出されるときに、制御回路
23へ信号が供給されるようにしても良い。
源を得るようにしているが、図4中点線で示すように、
端子T4から電源を得るようにしても良い。
所定の範囲より小さい二次電池BTの電圧が検出された
とき、または所定の範囲を超える二次電池BTの電圧が
検出されたときに、電池電圧検出回路22から制御回路
23へその旨の信号が供給されるようにしてるが、所定
の範囲の電圧が検出されたときに、電池電圧検出回路2
2から制御回路23へその旨の信号が供給されるように
しても良い。
ローチャートを参照して説明する。ステップS1では、
入力電源が供給されているまたは充電回路13が動作し
ている。ステップS2では、二次電池BTの端子電圧が
検出される。ステップS3では、検出された端子電圧が
所定電圧以下か否かが判断され、所定電圧以下であると
判断されると、ステップS4へ制御が移り、所定電圧を
超えていると判断されると、ステップS15へ制御が移
る。
生する。ステップS5では、スイッチ回路SWがオフと
される。ステップS6では、充電回路13が動作する。
ステップS7では、電子機器が動作する。ステップS8
では、電子機器の動作が検出される。ステップS9で
は、電子機器の動作が停止しているか否かが判断され、
電子機器の動作が停止していると判断されると、ステッ
プS10へ制御が移り、電子機器が動作していると判断
されると、ステップS8へ制御が戻る。
トップ信号が解除される。ステップS11では、スイッ
チ回路SWがオンとされる。ステップS12では、二次
電池BTに対して充電が開始される。ステップS13で
は、入力電圧が停止される。ステップS14では、充電
回路13の動作が停止される。
超えていると判断され、ステップS15へ制御が移る
と、ステップS15では、電子機器が動作する。ステッ
プS16では、充電回路13が動作し、ステップS12
へ制御が移る。
て説明する。端子T2およびT3の間に設けられた電圧
検出回路31では、電源部から得られる電圧が検出され
る。例えば、図7に示すように、電圧v1、v2、v
3、v4の値が検出される。電圧v1は、制御回路33
を動作させるために少なくとも必要な電圧値である。電
圧v2は、電子機器に電源を供給するために少なくとも
必要な電圧値である。電圧v3およびv4は、電池パッ
クBPから外部へ伝送される信号として用いられる電圧
値である。このように、電圧検出回路31で検出された
電圧が制御回路33へ供給される。
れる電圧から制御回路33へ供給する定電圧が生成され
る。保護検出回路34は、二次電池BTを保護するため
のものである。一例として、保護検出回路34では、二
次電池BTの端子電圧および電流が検出される。検出さ
れた端子電圧および電流は、制御回路33へ供給され
る。制御回路33は、定電圧回路32から供給された電
圧によって、動作する。そして、制御回路33は、電圧
検出回路31および保護検出回路34から供給される電
圧、端子電圧および電流に基づいて、スイッチ回路SW
のオン/オフを制御する。この第2の実施形態では、図
7に示す電圧v1、v2およびv3の電圧のとき、充電
しながら、電子機器を動作させ、電圧v4以上となる
と、充電を停止させる。
す。電圧v2に設定されたツェナーダイオード41のカ
ソードは、端子T2と接続され、そのアノードは、抵抗
42を介して端子T3と接続される。ツェナーダイオー
ド41のアノードから端子43が導出される。電圧v4
に設定されたツェナーダイオード44のカソードは、端
子T2と接続され、そのアノードは、抵抗45を介して
端子T3と接続される。ツェナーダイオード44のアノ
ードから端子46が導出される。この一例では、検出さ
れた電圧が電圧v2の場合、端子43から信号が出力さ
れ、検出された電圧が電圧v4の場合、端子43および
46から信号が出力される。
す。この図9では、スイッチ回路SWは、FET54お
よび55から構成される。NPN型のトランジスタ52
のベースは、端子51と接続され、そのエミッタは、端
子T3と接続され、そのコレクタは、FET54のゲー
トと接続される。制御回路33とFET54のゲートと
の間に、抵抗53が挿入される。FET54のソース
は、端子T3と接続され、そのドレインは、FET56
のドレインと接続される。FET56のベースは、抵抗
55を介して制御回路33と接続され、そのソースは、
抵抗35を介して二次電池BTの−側に接続される。な
お、FET54および56には、寄生ダイオード54a
および56aが設けられている。
してトランジスタ52のベースに供給されると、スイッ
チ回路SWは、オフとなり、範囲a以下および越える電
圧が端子51を介してトランジスタ52のベースに供給
されると、スイッチ回路SWは、オンとなる。また、F
ET54は、充電時にオンとなり、FET56は、放電
時にオンとなる。
に示すスイッチ回路SWとからなる回路の一例を図11
に示す。ツェナーダイオード41のアノードと、トラン
ジスタ52のベースとの間に、抵抗62が挿入される。
ツェナーダイオード44のアノードと、NPN型のトラ
ンジスタ63のベースとの間に、抵抗61が挿入され
る。トランジスタ63のエミッタは、端子T3と接続さ
れ、そのコレクタは、トランジスタ52のベースと接続
される。
越えると、トランジスタ52がオンとなり、FET54
がオフとなる。ツェナーダイオード41およびツェナー
ダイオード44のツェナー電圧を越えると、トランジス
タ63がオンとなり、トランジスタ52がオフとなる。
トランジスタ52がオフとなるので、FET54がオン
となる。
して説明する。この図12には、電池パックBPに接続
するACアダプタの一部として、定電流回路71および
制御回路72が示されている。電池パックBPは、定電
圧回路73、回路電源部74、電流検出回路75、負荷
部76、オン・オフ信号発生回路77、制御回路78、
スイッチ回路SWおよび二次電池BTから構成される。
制御され、充電器から得られる電源から定電流が生成さ
れる。生成された定電流は、端子T2を介して電池パッ
クBPへ供給される。電池パックBPでは、定電圧回路
73によって、所望の定電圧が生成される。生成された
定電圧は、回路電源部74へ供給される。回路電源部7
4では、図示しないが、電池パックBP内の各回路へ電
源が供給される。電流検出回路75では、供給される電
流が検出される。電流検出回路75と端子T3との間
に、負荷76が設けられている。
に電流I1、I2およびI3の何れか1つが検出され
る。従って、上述した電圧で制御する場合と同様に、電
流で制御することができる。電流検出回路75におい
て、検出された電流I1、I2またはI3は、オン・オ
フ信号発生回路77へ供給される。オン・オフ信号発生
回路77では、供給された電流に応じてオン信号または
オフ信号が制御回路78へ供給される。制御回路78で
は、供給されたオン信号またはオフ信号に応じて、スイ
ッチ回路SWをオンまたはオフとするように制御信号が
スイッチ回路SWへ供給される。
して説明する。この図14は、二次電池BTの端子電圧
が、入力される電圧より低い場合に、小電力で二次電池
BTを充電するものである。急速充電ができない端子電
圧の場合も、同様に充電する。検出制御回路81では、
端子T2から伝送される電圧が検出される。検出された
電圧は、検出制御回路81から制御回路82へ供給され
る。また、検出制御回路81では、検出された電圧に基
づいて、NPN型のトランジスタ83のベースに制御信
号が供給される。
と接続され、そのコレクタは、FET84のゲートと接
続される。制御回路82によって制御されるFET84
および85は、それぞれのゲートへ制御回路82から制
御信号が供給される。FET84のソースは、端子T3
と接続され、そのドレインは、FET85のドレインと
接続される。FET85のソースは、二次電池BTの−
側と接続される。なお、FET84および85には、寄
生ダイオード84aおよび85aが設けられている。制
御回路82では、検出制御回路81から供給された信号
に応じてFET84および85をオン/オフさせる。
イインピーダンスにするためにトランジスタ83をオン
させる。このように、トランジスタ83のインピーダン
スを変えることによって、FET84をオフさせない
で、インピーダンスを持たせる。
検出制御回路81では、検出された電圧に基づいて、P
NP型のトランジスタ91のベースに制御信号が供給さ
れる。トランジスタ91のエミッタは、端子T2と接続
され、そのコレクタは、二次電池BTの+側と接続され
る。端子T1と二次電池BTとの間に、FET92およ
び93が設けられている。FET92のソースは、端子
T1と接続され、そのドレインは、FET93のドレイ
ンと接続される。FET93のソースは、二次電池BT
の+側と接続される。FET92のゲートおよびFET
93のゲートは、制御回路82と接続され、制御回路8
2から制御信号が供給される。なお、FET92および
93には、寄生ダイオード92aおよび93aが設けら
れている。
次電池BTの端子電圧が下がってきた場合、トランジス
タ91をオンとすることによって、端子T2を介して得
られる電源を二次電池BTに供給し、充電することがで
きる。
示す。この図16に示すように、端子T1およびT2に
接続される電源部101は、小電力用の充電電流を出力
する電源であり、端子T2およびT3に接続される10
2は、電池バックBPから外部に信号を伝送するために
用いられる電源である。検出回路103では、電圧およ
び電流が検出される。制御回路104では、供給された
電圧および電流を電源として、検出された電圧および電
流に基づいた制御信号がFET106のゲートへ供給さ
れる。さらに、制御回路105では、制御回路104か
らの信号に基づいて、FET107および108のオン
/オフが制御される。なお、FET106、107およ
び108には、寄生ダイオード106a、107aおよ
び108aが設けられている。
の電源とを用いるようにしても良い。
する信号を生成するための電源が外部から供給され、そ
の電源が供給される端子と、信号を伝送するための端子
とが同じ端子を利用することができるので、電池パック
には、3つの端子があれば良い。従って、電池パックの
外形を小さくすることができる。
れる電源を利用することによって、二次電池BTの容量
に関係なく保護回路として設けられているスイッチ回路
SWを制御することができ、さらに信号を発生し、発生
した信号を外部に伝送することができる。
第1の実施形態のブロック図である。
図である。
略的構成を示すブロック図である。
例のブロック図である。
めのフローチャートである。
第2の実施形態のブロック図である。
図である。
の一例である。
の一例である。
線図である。
路およびスイッチ回路の一例である。
の一例のブロック図である。
の略線図である。
の第3の実施形態のブロック図である。
の他の例のブロック図である。
のさらに他の例のブロック図である。
図である。
W・・・スイッチ回路、1・・・電源供給回路、2・・
・制御回路、3・・・信号検出回路、4・・・信号回
路、5・・・負荷、6・・・電源部
Claims (8)
- 【請求項1】 電池パックから外部へ信号を伝送する信
号伝送システムにおいて、 電池パックは、 第1、第2および第3の端子と、 上記第1および第2の端子との間に、直列に接続される
二次電池およびスイッチ手段と、 上記第1または第2の端子と、上記第3の端子とを介し
て供給される電源から所定の電源を生成する電源生成手
段と、 上記電源生成手段から供給される上記電源によって、生
成する信号を上記第1または第2の端子と、上記第3の
端子とを介して伝送する信号伝送手段と、 上記スイッチ手段を制御する制御手段とを有し、 充電器は、 上記第1または第2の端子と、上記第3の端子とを介し
て上記電池パックへ供給する電源を商用電源から獲得す
るようにしたことを特徴とする信号伝送システム。 - 【請求項2】 さらに、上記電池パックは、 上記電源生成手段から供給される上記電源の電圧および
/または電流を検出する検出手段を設けたことを特徴と
する請求項1に記載の信号伝送システム。 - 【請求項3】 上記制御手段は、 上記検出手段の検出結果に基づいて、上記スイッチ手段
を制御するようにしたことを特徴とする請求項2に記載
の信号伝送システム。 - 【請求項4】 上記電源生成手段から供給される上記電
源で、上記二次電池を充電するようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の信号伝送システム。 - 【請求項5】 第1、第2および第3の端子と、 上記第1および第2の端子との間に、直列に接続される
二次電池およびスイッチ手段と、 上記第1または第2の端子と、上記第3の端子とを介し
て供給される電源から所定の電源を生成する電源生成手
段と、 上記電源生成手段から供給される上記電源によって、信
号を生成し、生成した上記信号を上記第1または第2の
端子と、上記第3の端子とを介して伝送する信号伝送手
段と、 上記スイッチ手段を制御する制御手段とからなることを
特徴とする電池パック。 - 【請求項6】 さらに、上記電源生成手段から供給され
る上記電源の電圧および/または電流を検出する検出手
段を設けたことを特徴とする請求項5に記載の電池パッ
ク。 - 【請求項7】 上記制御手段は、 上記検出手段の検出結果に基づいて、上記スイッチ手段
を制御するようにしたことを特徴とする請求項6に記載
の電池パック。 - 【請求項8】 上記電源生成手段から供給される上記電
源で、上記二次電池を充電するようにしたことを特徴と
する請求項5に記載の電池パック。
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JP2017225344A (ja) * | 2013-01-17 | 2017-12-21 | 株式会社村田製作所 | 蓄電装置および起動方法 |
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