JP2002262476A - 携帯機器用の補助バッテリー - Google Patents

携帯機器用の補助バッテリー

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JP2002262476A JP2001058561A JP2001058561A JP2002262476A JP 2002262476 A JP2002262476 A JP 2002262476A JP 2001058561 A JP2001058561 A JP 2001058561A JP 2001058561 A JP2001058561 A JP 2001058561A JP 2002262476 A JP2002262476 A JP 2002262476A
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secondary battery
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秀樹 庄司
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Toyo System Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】補助バッテリーへの電源入力状態を監視し、商
用電源または補助バッテリー内蔵電源を切り替えて出力
し、補助バッテリーの充電中でも携帯機器を使用可能に
する。 【解決手段】外部からの電力を入力する電源入力部
（１）と、電源入力部から余剰電力が供給される二次電
池（２１）を備えた蓄電部（２）と、蓄電部と電源入力
部とから切り替えて電力が供給され、外部の電力供給仕
様に対応した２以上の外部出力を備えた電源出力部
（３）と、からなり、電源入力部からの出力電力または
二次電池からの放電電力を電源出力部へ供給する入力電
源切替回路（３０）を設け、出力制御回路（３１）によ
り異なる電圧で同時に外部出力を行う。また、二次電池
には、充放電停止および（または）回路遮断をする保護
回路（２２）および残存容量を表示する表示手段（２
３）を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、多様化および大容量
化に対応するための携帯機器用の補助バッテリーに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ノートＰＣや携帯電話機など様々な携帯
機器の急速な普及に伴い、リチウムイオン電池などの二
次電池を内蔵した携帯機器用の内蔵バッテリー電圧は機
種毎に異なることが多い。
【０００３】また、携帯機器に内蔵されるバッテリー
は、小型化、軽量化の要望が強いため体積的に強い制約
を受けており、顧客の満足する充分な使用時間を確保し
得ないのが現状である。そこで、携帯機器用バッテリー
の容量不足を補うために、携帯機器毎に専用の高容量バ
ッテリーを機器メーカー側で用意することもある。
【０００４】一方、携帯機器の稼働電圧の多様化に対応
するため、異なる電圧を出力する端子を備え、稼働電圧
の異なる携帯機器に対しても使用可能な汎用の補助バッ
テリーが販売されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、専用の
高容量バッテリーは機器ごとの専用品であるため、異な
る携帯機器に対しては使用できず、結果として機器毎に
専用のバッテリーと充電器を用意する必要があった。
【０００６】また、従来の汎用補助バッテリーは、稼働
電圧の異なる携帯機器に対して使用できるものの、バッ
テリーを充電している時に携帯機器を接続して使用する
ことができなかったり、複数の出力端子を同時に使用で
きないなど、使い勝手が非常に悪いことが問題となって
いた。
【０００７】
【目的】上記問題を鋭意検討した結果、本願発明は、補
助バッテリーへの電源入力状態を監視し、商用電源など
の外部電源または補助バッテリー内蔵の二次電池からの
電源を切り替えて出力することによって、補助バッテリ
ーの充電中であっても携帯機器を使用可能にすることを
目的とした、新規な、携帯機器用の補助バッテリーを提
供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明にかかる携帯機器用の補助バッテリーは以
下のように構成している。
【０００９】すなわち、請求項１では、外部交流電源を
直流変換した直流電源と外部直流電源との何れかにより
電力供給される電源入力部（１）と、該電源入力部
（１）から充電電流が供給される二次電池（２１）を備
えた蓄電部（２）と、該蓄電部（２）と前記電源入力部
（１）とから適宜に切り替えて電力が供給され、外部の
電力供給仕様に対応した１又は２以上の外部出力を備え
た電源出力部（３）と、からなり、上記電源入力部
（１）からの出力電力がある場合には当該出力電力を電
源出力部（３）へ供給し、電源入力部（１）からの出力
電力がない場合には上記二次電池（２１）からの放電電
力を電源出力部（３）へ供給する入力電源切替回路（３
０）を設けたことを特徴とする。
【００１０】請求項２では、請求項１における電源入力
部（１）からの出力電力を電源出力部（３）へ供給する
場合に、余剰電力を二次電池（２１）へ充電する出力電
源切替回路（１２）を設けたことを特徴とする。
【００１１】請求項３では、請求項１、又は２における
蓄電部（２）における二次電池（２１）の電圧および温
度を測定して、二次電池（２１）が所定電圧範囲外、所
定温度以上のいずれか一方または双方に該当する場合に
は、二次電池（２１）の充放電停止および（または）回
路遮断をする保護回路（２２）を設けたことを特徴とす
る。
【００１２】請求項４では、請求項１、２、又は３の電
源出力部（３）における直流電力の外部出力を、出力制
御回路（３１）により異なる電圧で同時に複数の外部出
力を行うことを特徴とする。
【００１３】請求項５では、請求項１、２、３又は４の
蓄電部（２）における二次電池（２１）の残存容量を表
示する表示手段（２３）を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【作用】上記構成により、本願発明にかかる携帯機器用
の補助バッテリーは以下のように作用する。すなわち、
請求項１によれば、通常は交流または直流の外部電源か
らの電力供給により、携帯機器が必要とする直流電力が
供給されるが、外部電源からの電力供給がない場合には
蓄電部内の二次電池からの放電電力により、携帯機器が
必要とする直流電力が供給される。また、請求項２によ
れば、外部電源から携帯機器が必要とする電力供給の余
剰電力により二次電池が充電されることとなる。
【００１５】さらに、請求項３によれば、蓄電部内の二
次電池の電圧および（または）温度の異常時には、保護
回路により二次電池の充放電停止および（または）回路
遮断がなされる。加えて、請求項４によれば、電源出力
部からの直流電力の供給は、異なる電圧で同時に複数の
携帯機器に対して行われる。また、請求項５によれば、
蓄電部内の二次電池の残存容量が表示される。
【００１６】
【実施形態例】以下に，本願発明に係る携帯機器用の補
助バッテリーを図面に基づき詳細に説明する。図１は本
実施形態における補助バッテリーのブロック図であり、
図２は本実施形態における補助バッテリーの外観平面図
であり、図３は本実施形態における補助バッテリーの外
観斜視図である。
【００１７】携帯機器用の補助バッテリーＡ（以下、
「補助バッテリー」と省略。）は、電源入力部１、蓄電
部２、電源出力部３、とから主に構成している。
【００１８】電源入力部１は、外部の電源から電源出力
部３および蓄電部２に電力供給を行うものであり、直流
入力端子１０と交流入力端子１１、出力電源切替回路１
２、とから構成している。
【００１９】直流入力端子１０は、自動車用シガーライ
タソケット等の直流電源Ｐ１や商用電源等の交流電源Ｐ
２に接続した携帯機器用のＡＣアダプタＰ３からの３〜
２４Ｖの直流電力の入力を行う。交流入力端子１１は、
日本国内および海外における商用電源等の交流電源Ｐ２
からの１００〜２４０Ｖの交流入力に対応しており、交
流入力端子１１へ入力した交流電源はＡＣ／ＤＣ変換回
路１１ａにより直流に変換して直流電力の入力を行う。
【００２０】出力電源切替回路１２は、直流入力端子１
０または交流入力端子１１から供給される電力を、電源
出力部３の入力電源切替回路３０へ優先的に供給すると
ともに、入力電源切替回路３０への電力供給に余裕があ
る場合に生じる余剰電力を蓄電部２へ供給する回路であ
る。従って、電源出力部３に何も接続していない場合に
は、電源入力部１から供給された電力は、蓄電部２にお
ける充電に利用する。
【００２１】蓄電部２は、電源入力部１と電源出力部３
との間に接続して上記余剰電力を利用して蓄電による電
力貯蔵を行うものであり、充電制御回路２０、組電池２
１、保護回路２２、とから主に構成している。
【００２２】充電制御回路２０は、電源入力部１の出力
電源切替回路１２からの供給電力を、組電池２１の充電
に適する充電条件（充電電圧および電流の制御、満充電
検知後における充電停止等を含む）に変換して組電池２
１の充電を制御するものである。
【００２３】組電池２１は、電源入力部１から電源出力
部３への余剰電力を利用して蓄電による電力貯蔵を行
い、電源出力部３側の電力不足時には放電保護回路２２
ｂを介して、電源出力部３の入力電源切替回路３０に組
電池２１からの放電電力を供給するものである。この組
電池２１は、電源入力部１の出力電源切替回路１２と、
電源出力部３の入力電源切替回路３０との間に、充電制
御回路２０および保護回路２２を介して接続している。
【００２４】また、本実施形態における組電池２１は、
１８６５０型リチウムイオン電池を２個並列接続したも
のを３ブロック分直列に接続して、組電池２１全体での
容量を３３００ｍＡＨとしたものを用いている。
【００２５】保護回路２２は、組電池２１の電圧・温度
等の異常を検出して組電池２１の充放電を停止したり回
路遮断を行うことで、補助バッテリーＡの安全性を向上
させるための回路であり、充電保護回路２２ａと放電保
護回路２２ｂとから構成している。充電保護回路２２ａ
は、充電制御回路２０と組電池２１との間に介在して、
組電池２１の充電時における過充電や発熱等の異常を検
出して、充電停止や回路遮断を行うものである。放電保
護回路２２ｂは、組電池２１と入力電源切替回路３０と
の間に介在して、組電池２１の放電時における過放電や
発熱等の異常を検出して放電停止や回路遮断を行うもの
である。
【００２６】また、充電保護回路２２ａおよび放電保護
回路２２ｂは、組電池２１の充放電時の電流・電圧を積
算しており、残存容量表示用のスイッチ２３ａを操作す
ることで、組電池２１の残存容量を、容量表示部２３と
してのＬＥＤインジケータ２３ｂにより４段階で表示す
るようにしている。
【００２７】電源出力部３は、入力電源切替回路３０、
出力制御回路３１、出力端子３２とから構成して、電源
入力部１および（または）蓄電部２から供給される電力
を外部に出力するものである。
【００２８】入力電源切替回路３０は、通常状態では出
力電源切替回路１２経由で外部電源からの電力を出力制
御回路３１側へ供給するが、外部電源からの電力供給停
止などにより出力電源切替回路１２からの電力供給が停
止あるいは不足した場合には、組電池２１からの放電電
力により出力制御回路３１側へ電力を供給する。
【００２９】出力制御回路３１は、出力端子３２側から
要求される電圧・電流条件で出力端子３２に電力供給す
るものである。また、出力制御回路３１には複数の出力
端子３２を同時に使用するために、出力端子３２毎のＤ
Ｃ／ＤＣコンバータを設けている。
【００３０】出力端子３２は、携帯機器と接続するため
の端子であり、本実施形態では２つの出力端子３２配設
して、一方のＡ出力端子３２ａは出力電圧１２、１５、
１９Ｖから選択される電圧を供給し、他方のＢ出力端子
３２ｂは出力電圧３、５、７．５Ｖから選択される電圧
を供給するように設定している。また、各出力端子３２
ａ、３２ｂに接続する接続ケーブル（図示省略）の携帯
機器側は、出力電圧毎に３つ又に分岐させた接続口（図
示省略）とし、携帯機器のＤＣ入力電圧に応じて３つの
接続口のいずれかを選択して接続することで、携帯機器
が要求する電圧を出力制御回路３１から携帯機器に出力
させている。
【００３１】
【本実施形態の作用】本願発明に係る補助バッテリーＡ
の交流入力端子１１を、交流電源Ｐ２としてのＡＣ１０
０Ｖの商用電源に接続し、組電池２１の満充電をＬＥＤ
インジケータ２３で確認した後、商用電源から外してか
らＡ出力端子３２ａを１２Ｖ／３３００ｍＡＨの内蔵バ
ッテリーを有するノートＰＣと接続した。ノートＰＣ内
蔵バッテリー単独では使用時間が１時間３０分であった
が、補助バッテリーＡとノートＰＣ内蔵バッテリーとの
併用により使用時間が３時間に延長された。同様に、組
電池２１を満充電した補助バッテリーＡを商用電源から
外してからＢ出力端子３２ｂを４Ｖ／６６０ｍＡＨの電
池パックを内蔵した携帯電話と接続したところ、携帯電
話内蔵バッテリー単独では使用時間が１２０時間であっ
たが、補助バッテリーＡと携帯電話の内蔵バッテリー併
用により使用時間が８００時間に延長された。
【００３２】また、補助バッテリーＡの組電池２１の残
存容量がなくなった際に、交流電源Ｐ２としての商用電
源に接続したノートＰＣ用のＡＣアダプタＰ３を直流入
力端子１０に接続し、補助バッテリーＡのＡ出力端子３
２ａをノートＰＣに接続したところ、ノートＰＣを連続
的に使用することが可能であり、かつ補助バッテリーＡ
の組電池２１が充電されることをＬＥＤインジケータ２
３により確認した。
【００３３】さらに、補助バッテリーＡのＡ出力端子３
２ａにノートＰＣを接続して使用しながら、Ｂ出力端子
３２ｂに携帯電話を接続した結果、携帯電話の充電が確
認された。
【００３４】
【他の実施形態の可能性】本実施形態では、組電池２１
として使用する二次電池を、携帯機器の補助バッテリー
Ａに使用することを考慮して、エネルギー密度の高いリ
チウムイオン電池としているが、リチウムポリマー電池
などのリチウム系二次電池やニッケル水素電池等として
も良い。
【００３５】また、本実施形態では電池を過充電あるい
は過放電の防止の観点から保護回路２２を設けている
が、必須構成要素ではないため省略することも可能であ
る。
【００３６】さらに、保護回路２２には、容量表示のイ
ンジケータに加えて、組電池２１の異常を知らせるため
の発光インジケータやビープ音発生装置を設けて使用者
に知らせるようにしてもよい。
【００３７】加えて、出力端子３２の個数は限定され
ず、携帯機器への出力電圧値の設定範囲は本実施形態以
外の値に変更しても良い。また、携帯機器に応じた出力
電圧の設定は、補助バッテリーＡ本体に設けた電圧切替
スイッチ（図示省略）により行ってもよいし、あるいは
出力電圧毎に異なる接続ケーブルを準備して、接続ケー
ブルの違いにより出力端子３２から異なる出力電圧を供
給するようにしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】本願発明に係る補助バッテリーは、主要
な海外の商用電源規格にも対応するため、ノートＰＣ、
携帯電話およびＰＤＡなど携帯機器の補助電源として国
内ばかりでなく海外出張などにおいても電圧変換器とし
て使用することができ、これら携帯機器の使用時間を大
幅に延長することができる。
【００３９】また、機器毎に補助バッテリーを持ち運ぶ
ことが不要となり、商用電源の無い場所でも、複数の携
帯機器を使用する場合に便利である。さらに、商用電源
と携帯機器との間に補助バッテリーを接続することで、
補助バッテリーを充電しながら携帯機器の使用が可能で
ある。
【００４０】加えて、意図しないコンセント外れや急な
停電など、何らかの事情で商用電源の供給が停止し、携
帯機器内蔵のバッテリーの容量が無くなったとしても、
補助バッテリーからの電力供給により携帯機器の使用を
継続することができ、作業中のデーターなどが失われる
危険を回避することができる。
【００４１】また、補助バッテリーを構成する組電池全
体の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータで変換しているので、
個々の電池の消費電流が等しくなることに加えて、充電
制御回路および出力制御回路により適切な制御下で充放
電を行うため、補助バッテリーが長寿命となり、コスト
パフォーマンスも高くなるなど、その産業的効果は顕著
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における補助バッテリーのブロック
図である。
【図２】本実施形態における補助バッテリーの外観平面
図である。
【図３】本実施形態における補助バッテリーの外観斜視
図である。
【符号の説明】
Ａ 補助バッテリー １ 電源入力部 １０ 直流入力端子 １１ 交流入力端子 １１ａ ＡＣ／ＤＣ変換回路 １２ 出力電源切替回路 ２ 蓄電部 ２０ 充電制御回路 ２１ 組電池 ２２ 保護回路 ２２ａ 充電保護回路 ２２ｂ 放電保護回路 ２３ 容量表示部 ２３ａ スイッチ ２３ｂ ＬＥＤインジケータ ３ 電源出力部 ３０ 入力電源切替回路 ３１ 出力制御回路 ３２ 出力端子 ３２ａ Ａ出力端子 ３２ｂ Ｂ出力端子 Ｐ１ 直流電源 Ｐ２ 交流電源 Ｐ３ ＡＣアダプタ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外部交流電源を直流変換した直流電源、
    または外部直流電源との何れかにより電力供給される電
    源入力部（１）と、 該電源入力部（１）から充電電流が供給される二次電池
    （２１）を備えた蓄電部（２）と、 該蓄電部（２）と前記電源入力部（１）とから適宜に切
    り替えて電力が供給され、外部からの電力要求仕様に対
    応した１又は２以上の外部出力を備えた電源出力部
    （３）と、からなり、 上記電源入力部（１）からの出力電力がある場合には当
    該出力電力を電源出力部（３）へ供給し、電源入力部
    （１）からの出力電力がない場合には上記二次電池（２
    １）からの放電電力を電源出力部（３）へ供給する入力
    電源切替回路（３０）を設けたことを特徴とする携帯機
    器用の補助バッテリー。
  2. 【請求項２】 電源入力部（１）からの出力電力を電源
    出力部（３）へ供給する場合に、余剰電力を二次電池
    （２１）へ充電する出力電源切替回路（１２）を設けた
    ことを特徴とする請求項１記載の携帯機器用の補助バッ
    テリー。
  3. 【請求項３】 蓄電部（２）における二次電池（２１）
    の電圧および温度を測定して、二次電池（２１）が所定
    電圧範囲外、所定温度以上のいずれか一方または双方に
    該当する場合には、二次電池（２１）の充放電停止およ
    び（または）回路遮断をする保護回路（２２）を設けた
    ことを特徴とする請求項１、又は２記載の携帯機器用の
    補助バッテリー。
  4. 【請求項４】 電源出力部（３）における直流電力の外
    部出力を、 出力制御回路（３１）により異なる電圧で同時に複数の
    外部出力を行うことを特徴とする請求項１、２、又は３
    記載の携帯機器用の補助バッテリー。
  5. 【請求項５】 蓄電部（２）における二次電池（２１）
    の残存容量を表示する表示手段（２３）を設けたことを
    特徴とする請求項１、２、３又は４記載の携帯機器用の
    補助バッテリー。
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