JP2002354690A - 電池電源装置 - Google Patents
電池電源装置Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
能な電池電源装置を提供すること。 【解決手段】 供給電圧が3.6Vの充電可能なセル1
01a,101bと、電圧調整部として動作する抵抗R
と、ノイズ除去回路として動作するLCフィルタ103
とを備えて構成されている。セル101aおよびセル1
01bの供給電圧の和、すなわち7.2VがPAモジュ
ール等の7.2V系の回路に供給される。一方、1つの
セルの供給電圧によって十分な電圧を供給可能な3.3
V系の回路(制御部や小信号部等)に対しては、グラン
ド側のセル101bから抵抗RおよびLCフィルタ10
3を介して3.3Vの電圧が供給される。
Description
よび低消費電流化を実現することのできる電池電源装置
に関する。
5に示すようなものがある。同図に示す電池電源装置
は、異なる電圧を供給するために、供給電圧が各々3.
6Vの2つのセル11a,11bから成る電池と、電池
から供給される7.2Vの電圧を3.3Vに降圧するた
めの、DC/DCコンバータ(DC/DC)13および
レギュレータ(REG)15を備えている。
電圧を4.5Vに降圧するものであるが、コンデンサを
用いてスイッチング方式により降圧を行っているためそ
の出力にはインパルスノイズが重畳されてしまう。した
がって、DC/DCコンバータ13で発生したノイズ
(リップルノイズ)を除去するためにレギュレータ15
が設けられている。レギュレータ15は、定電圧を供給
すると共に整流してノイズを除去するものであり、ノイ
ズ除去した結果、低ノイズの3.3Vの出力電圧を発生
する。
電圧は、制御回路や無線回路等の3.3V系の回路に供
給される。一方、PA(パワーアンプ)モジュール等の
7・2V系の回路には、DC/DCコンバータ13やレ
ギュレータ15を介さずに電池(セル11a,11b)
からそのまま7.2Vの電圧が供給される。
の電池電源装置にあっては、7.2Vの電池から3.3
Vの電圧を回路に供給するためには、DC/DCコンバ
ータ13およびレギュレータ15を必要とする。DC/
DCコンバータ13は、上述したように、コンデンサを
用いてスイッチング方式により電圧を降下するため、比
較的大容量のコンデンサが用いられている。しかしなが
ら、大容量のコンデンサは一般的に大型であるため、D
C/DCコンバータ13も大型となってしまう。したが
って、DC/DCコンバータ13を備えた電池電源装置
はその小型化が難しいという問題点があった。
率は約90%であり、その損失分は発熱となる。一方、
レギュレータ15にあってはノイズ除去能力を確保する
ために通常1Vの電位差が必要であり、この変換分も全
て熱損失となる。このように、従来の電池電源装置にお
いて7.2Vの電圧から3.3Vの電圧を得ようとする
と、電圧降下による損失が熱となって活用されずに消費
されてしまう割合が大きいため、電池エネルギーの効率
的活用および低消費電流化といった点で改善していく必
要があった。また、発熱を伴う素子のパッケージはその
小型化が難しく、電流容量も小さいという問題点があっ
た。
れたものであって、小型化、効率化および低消費電流化
を実現可能な電池電源装置を提供することを目的として
いる。
に、本発明に係る電池電源装置は、直列に接続された複
数のセルによって構成される電池部と、前記電池部の一
部のセルから供給される電圧を調整する電圧調整手段
と、前記電圧調整手段の出力に含まれているノイズを除
去するノイズ除去手段と、前記電池部を構成するグラン
ド側の一部のセルから、前記電池部全体の供給電圧より
も低い電圧を供給するものである。
電圧調整手段が抵抗であり、前記ノイズ除去手段が受動
素子である。
受動素子はLCフィルタである。
受動素子はRCフィルタである。
受動素子はLCRフィルタである。
電圧調整手段が、前記電池部から前記ノイズ除去手段に
流れる電流のみを流すダイオードである。
複数のセルはそれぞれ充電可能であり、前記電池部を構
成する各セルの接続形態を直列または並列に切り替え可
能であり、前記電池部を構成するセルを充電する際、各
セルの接続形態を並列に切り替える接続切替手段と、プ
ラスの充電端子から各セルのプラス端子までの経路に、
前記セルのプラス端子から前記プラスの充電端子に流れ
る電流を防止する逆電流防止手段と、を備えたものであ
る。
数の充電可能なセルによって構成される電池部と、前記
電池部を構成する各セルの接続形態を直列または並列に
切り替え可能であり、前記電池部を構成するセルを充電
する際、各セルの接続形態を並列に切り替える接続切替
手段と、プラスの充電端子と各セルのプラス端子との間
に、前記セルのプラス端子から前記プラスの充電端子に
流れる電流を防止する逆電流防止手段と、を備えたもの
である。
続された複数のセルによって構成された電池部の一部の
セルから供給される電圧を電圧調整手段で調整し、電圧
調整手段の出力に含まれているノイズをノイズ除去手段
で除去しており、電池部を構成するグランド側の一部の
セルから、電池部全体の供給電圧よりも低い電圧を供給
している。特に、電圧調整手段は抵抗であり、ノイズ除
去手段は受動素子である。また、受動素子は、LCフィ
ルタ、RCフィルタまたはLCRフィルタである。
から供給される電圧は、電池部全体の供給電圧よりも小
さく、電圧調整手段である抵抗のみによって調整される
ため、電圧調整手段における電圧降下レベルが小さいほ
ど電圧降下による損失を低く抑えることができる。電圧
降下による損失はそのまま熱となってしまうが、損失を
低く抑えることによって電池部のエネルギーを効率的に
活用していくことができ、かつ、低消費電流化を実現す
ることができる。また、エネルギーの損失による発熱が
小さいため、パッケージを小型化することもできる。
負荷に印加する際には、大容量だが大型のコンデンサを
内部に有するDC/DCコンバータを用いて降圧してい
たが、DC/DCコンバータを用いるとノイズが重畳さ
れるためにレギュレータを設ける必要があった。しかし
ながら、本発明においては、電池部全体の供給電圧より
も低い電圧は一部のセルから供給され、その電圧の調整
には抵抗といったあまりノイズの重畳されない電圧調整
手段を用いており、大容量のコンデンサDC/DCコン
バータもレギュレータも必要ないため、簡易な構成で複
数の電圧出力を取り出すことができる。また、大容量の
コンデンサなど大型の素子を備えていないため、電池電
源装置を小型化することもできる。
圧調整手段が電池部からノイズ除去手段に流れる電流の
みを流すダイオードである。電圧調整手段とノイズ除去
手段との組が複数並列に設けられており、仮に電圧調整
手段が抵抗であるとすると、電圧の供給先である回路で
発生したノイズがノイズ除去手段および電圧調整手段
(抵抗)を回り込んで他の回路に入り込む恐れがある。
しかしながら、電圧調整手段をダイオードとすることに
よって、一回路で発生したノイズが他の回路に回り込も
うとしてもダイオードがこれを防止するため、回路同士
がノイズの影響を与え合うことを防ぐことができる。
複数の充電可能なセルによって構成された電池部の各セ
ルを充電する際、接続切替手段によって電池部の各セル
の接続形態を並列に切り替えており、特に、プラスの充
電端子から各セルのプラス端子までの経路に、セルのプ
ラス端子からプラスの充電端子に流れる電流を逆電流防
止手段によって防止している。したがって、各セル間で
容量差があっても、セルに対して耐圧が逆にかかること
を防ぐことをできる。耐圧が逆にかかるとセルが破裂し
たりすることがあるため、これを防止することができ
る。
施の形態について、〔第1の実施形態〕、〔第2の実施
形態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。
の実施形態に係る電池電源装置を示す構成図である。同
図において、本実施形態の電池電源装置は、特許請求の
範囲の電池部に該当するセル101a,101bと、電
圧調整手段に該当する抵抗Rと、ノイズ除去手段に該当
するLCフィルタ103とを備えて構成されている。な
お、抵抗Rの一端はセル101aのマイナス端子とグラ
ンド側のセル101bのプラス端子との間、すなわちセ
ル101aとセル101bの接続点に接続されており、
抵抗Rの他端はLCフィルタ103に接続されている。
それぞれ供給電圧が3.6Vの充電可能なリチウムイオ
ンバッテリである。放電時、セル101a,101bは
それぞれ直列に接続されており、セル101aおよびセ
ル101bの供給電圧の和、すなわち7.2VがPA
(パワーアンプ)モジュール等の7.2V系の回路に供
給される。一方、セル101aとセル101bの接続点
における電圧3.6Vは、前記接続点に接続されている
後段の抵抗RおよびLCフィルタ103を介して、制御
部や小信号部等の回路に供給される。
Vの電圧を制御部や小信号部等の3.3V系の駆動電圧
の低い回路に供給するための電圧に下げるためのもので
ある。なお、このような回路に供給する電圧の値は抵抗
Rの抵抗値を変えることによって調整することができる
ため、2.8V系または1.8V系等の回路にも適用す
ることができる。また、LCフィルタ103はノイズ除
去回路として動作するものであり、コイルLとコンデン
サCとから成る。
源装置においては、2つのセル101a,101bが直
列に接続されており、2つのセル101a,101bに
よらなければ十分な電圧を供給できない7.2V系の回
路(PAモジュール等)に対しては、2つのセル101
a,101bの供給電圧の和(7.2V)が供給され、
一方、1つのセルの供給電圧によって十分な電圧を供給
可能な3.3V系の回路(制御部や小信号部等)に対し
ては、グランド側のセル101bから電圧調整のための
抵抗Rおよびノイズ除去のためのLCフィルタ103を
介して適当な電圧が供給される。
の供給電圧の和7.2Vを3.3Vへと降下させるため
に、大容量だが大型のコンデンサを内部に有するDC/
DCコンバータが必要であり、DC/DCコンバータを
用いるとノイズが重畳されるためにレギュレータを設け
る必要があった。しかしながら、本実施形態では、3.
3V系の回路に電圧を供給するためには、DC/DCコ
ンバータもレギュレータも必要なく、抵抗RおよびLC
フィルタ103を介してグランド側のセル101bのみ
から電圧を供給すれば良い。したがって、簡易な構成で
7.2V系の回路および3.3V系回路の双方に適当な
電圧を供給することができ、大容量のコンデンサなど大
型の素子を備えていないため、電池電源装置を小型化す
ることができる。
って3.3V系の回路に電圧が供給されるため電圧降下
レベルが小さく、電圧降下による損失を低く抑えること
ができる。したがって、セル101a,101bを合わ
せた電池の消耗を抑えることができ、電池エネルギーを
効率的に活用していくことができ、かつ、低消費電流化
を実現することができる。また、エネルギーの損失によ
る発熱が小さいため、パッケージを小型化することもで
きる。
えても良い。3.3Vの電圧を供給する3.3V系の回
路が特に複数在り、それぞれに電圧を供給しなければな
らない場合、ダイオードDではなく仮に抵抗Rであると
すると、一方の回路で発生したノイズがLCフィルタ1
03および抵抗Rを回り込んで他の回路に入り込む恐れ
がある。しかしながら、図2に示すように、ダイオード
Dを抵抗Rの代わりに設けると、回路で発生したノイズ
が他の回路に回り込もうとしてもダイオードDがこれを
防止するため、回路同士でノイズの影響を与え合うこと
がない。
の実施形態に係る電池電源装置を示す構成図である。同
図において、図1(第1の実施形態)と重複する部分に
は同一の符号を付す。なお、第1の実施形態の電池電源
装置では、セル101a,101bから7.2V系の回
路や3.3V系の回路に電圧を供給する放電系について
の説明であったが、第2の実施形態では、セル101
a,101bを充電する充電系にも対応した電池電源装
置について説明する。
は、第1の実施形態の電池電源装置と同様にセル101
a,101b、抵抗RおよびLCフィルタ103を備
え、さらに、特許請求の範囲の接続切替手段に該当する
接続切替部301および逆電流防止手段に該当するダイ
オードDa,Dbを備えて構成されている。第1の実施
形態ではセル101aとセル101bが直列に接続され
ているが、本実施形態では、セル101aとセル101
bとの間に接続切替部301が設けられている。また、
ダイオードDa,Dbは、プラスの充電端子303aと
セル101a,101bの各プラス端子との間にそれぞ
れ設けられている。
る。1つは、セル101aのマイナス端子がグランド側
のセル101bのプラス端子に接続された状態(以下、
第1の状態という)であり、第1の実施形態のように、
セル101aとセル101bが直列に接続された状態で
ある。7.2V系の回路や3.3V系の回路に電圧を供
給するときは、第1の状態とされる。
グランドおよびマイナスの充電端子303bに接続され
た状態(以下、第2の状態という)であり、プラスの充
電端子303aとマイナスの充電端子303bとの間に
セル101aとセル101bが並列に接続されている状
態である。セル101a,101bに対して充電を行う
ときは、第2の状態とされる。
303aと各セル101a,101bのプラス端子との
間に、アノードをプラスの充電端子303a側となるよ
うダイオードDa,Dbが設けられている。したがっ
て、セル101aとセル101bとの間に容量差があっ
ても、セル101a,101bに対して耐圧が逆にかか
る(電流が逆に流れる)ことを防ぐことができる。耐圧
が逆にかかるとセルが破裂したりすることがあるため、
これを防止することができる。
路に電圧を供給するためにも用いられ、7.2V系の回
路に電圧を供給するためにも用いられるため、7.2V
系の回路に電圧を供給するときにだけ用いられるセル1
01aと比較すると、セル101aとセル101bとで
は容量が異なってくる。このようなセル101a,10
1bを並列充電する際、仮にダイオードDa,Dbが設
けられていないとセル101aからセル101bに電流
が流れてしまい、セル101bの耐圧を超えてしまうこ
とがある。しかしながら、本実施形態ではダイオードD
a,Dbがプラスの充電端子303aに設けられている
ため、セル101aからセル101bに電流が流れ込む
ことはない。
を充電器に設置したときと設置していないときとによっ
て構造的に切り替えることができる。以下説明する構造
は、接続切替部301の一例である。まず、図3に示し
たように、接続切替部301は3つの端子から成り、第
1の端子Aはセル101aのマイナス端子に接続されて
おり、第2の端子Bはグランド側のセル101bのプラ
ス端子に接続されており、第3の端子Cはグランドまた
はマイナスの充電端子に接続されている。
端子Cに接続され、第2の端子Bに接続されるとセル1
01aとセル101bとが直列に接続された第1の状態
となる。一方、第3の端子Cに接続されるとセル101
aとセル101bとが並列に接続された第2の状態とな
る。これを実現するため、図4に示すように、第1の端
子Aを略「く」の字形の金属片401として実現し、第
2の端子Bおよび第3の端子Cを金属片401が接触可
能な金属板403,405として実現する。また、電池
電源装置を充電器に設置したとき、金属片401を動か
すための非導電体によって形成された突起物407を充
電器に設ける。
とき、図4(a)に示すように、第1の端子Aである金
属片401の折れ曲がった部分は第2の端子Bである金
属板403に接触されている(第1の状態)。ここで電
池電源装置を充電器に設置すると、金属片401が充電
器の突起物407によって押し上げられ、金属片401
の端部が第3の端子Cである金属板405に接触する
(第2の状態)。
したとき接続切替部301が第1の状態から第2の状態
となるようにしても良いが、図示しない接続切替制御部
(図示せず)を電池電源装置内に設けて、接続切替部3
01をトランジスタ等のスイッチング手段によって構成
し、状態の切り替えを接続切替制御部によって制御する
ようにしても良い。
にLCフィルタ103(受動素子)を用いているが、R
CフィルタやLCRフィルタ等の受動素子を用いても良
い。
装置によれば、直列に接続された複数のセルによって構
成された電池部の一部のセルから供給される電圧を電圧
調整手段で調整し、電圧調整手段の出力に含まれている
ノイズをノイズ除去手段で除去しており、電池部を構成
するグランド側の一部のセルから、電池部全体の供給電
圧よりも低い電圧を供給している。特に、電圧調整手段
は抵抗であり、ノイズ除去手段は受動素子である。ま
た、受動素子は、LCフィルタ、RCフィルタまたはL
CRフィルタである。
から供給される電圧は、電池部全体の供給電圧よりも小
さく、電圧調整手段である抵抗のみによって調整される
ため、電圧調整手段における電圧降下レベルが小さいほ
ど電圧降下による損失を低く抑えることができる。電圧
降下による損失はそのまま熱となってしまうが、損失を
低く抑えることによって電池部のエネルギーを効率的に
活用していくことができ、かつ、低消費電流化を実現す
ることができる。また、エネルギーの損失による発熱が
小さいため、パッケージを小型化することもできる。
負荷に印加する際には、大容量だが大型のコンデンサを
内部に有するDC/DCコンバータを用いて降圧してい
たが、DC/DCコンバータを用いるとノイズが重畳さ
れるためにレギュレータを設ける必要があった。しかし
ながら、本発明においては、電池部全体の供給電圧より
も低い電圧は一部のセルから供給され、その電圧の調整
には抵抗といったあまりノイズの重畳されない電圧調整
手段を用いており、大容量のコンデンサDC/DCコン
バータもレギュレータも必要ないため、簡易な構成で複
数の電圧出力を取り出すことができる。また、大容量の
コンデンサなど大型の素子を備えていないため、電池電
源装置を小型化することもできる。
圧調整手段が電池部からノイズ除去手段に流れる電流の
みを流すダイオードである。電圧調整手段とノイズ除去
手段との組が複数並列に設けられており、仮に電圧調整
手段が抵抗であるとすると、電圧の供給先である回路で
発生したノイズがノイズ除去手段および電圧調整手段
(抵抗)を回り込んで他の回路に入り込む恐れがある。
しかしながら、電圧調整手段をダイオードとすることに
よって、一回路で発生したノイズが他の回路に回り込も
うとしてもダイオードがこれを防止するため、回路同士
がノイズの影響を与え合うことを防ぐことができる。
複数の充電可能なセルによって構成された電池部の各セ
ルを充電する際、接続切替手段によって電池部の各セル
の接続形態を並列に切り替えており、特に、プラスの充
電端子から各セルのプラス端子までの経路に、セルのプ
ラス端子からプラスの充電端子に流れる電流を逆電流防
止手段によって防止している。したがって、各セル間で
容量差があっても、セルに対して耐圧が逆にかかること
を防ぐことをできる。耐圧が逆にかかるとセルが破裂し
たりすることがあるため、これを防止することができ
る。
示す構成図である。
抗の代わりにダイオードを設けた例である。
示す構成図である。
続切替部の一例であって、接続切替部の第1の状態およ
び第2の状態を示した説明図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 直列に接続された複数のセルによって構
成される電池部と、 前記電池部の一部のセルから供給される電圧を調整する
電圧調整手段と、 前記電圧調整手段の出力に含まれているノイズを除去す
るノイズ除去手段と、 前記電池部を構成するグランド側の一部のセルから、前
記電池部全体の供給電圧よりも低い電圧を供給すること
を特徴とする電池電源装置。 - 【請求項2】 前記電圧調整手段が抵抗であり、前記ノ
イズ除去手段が受動素子であることを特徴とする請求項
1記載の電池電源装置。 - 【請求項3】 前記受動素子は、LCフィルタであるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の電池電源装置。 - 【請求項4】 前記受動素子は、RCフィルタであるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の電池電源装置。 - 【請求項5】 前記受動素子は、LCRフィルタである
ことを特徴とする請求項1または2記載の電池電源装
置。 - 【請求項6】 前記電圧調整手段が、前記電池部から前
記ノイズ除去手段に流れる電流のみを流すダイオードで
あることを特徴とする請求項1または2記載の電池電源
装置。 - 【請求項7】 前記複数のセルはそれぞれ充電可能であ
り、前記電池部を構成する各セルの接続形態を直列また
は並列に切り替え可能であり、前記電池部を構成するセ
ルを充電する際、各セルの接続形態を並列に切り替える
接続切替手段と、 プラスの充電端子から各セルのプラス端子までの経路
に、前記セルのプラス端子から前記プラスの充電端子に
流れる電流を防止する逆電流防止手段と、を備えたこと
を特徴とする請求項1、2、3、4、5または6記載の
電池電源装置。 - 【請求項8】 複数の充電可能なセルによって構成され
る電池部と、 前記電池部を構成する各セルの接続形態を直列または並
列に切り替え可能であり、前記電池部を構成するセルを
充電する際、各セルの接続形態を並列に切り替える接続
切替手段と、 プラスの充電端子と各セルのプラス端子との間に、前記
セルのプラス端子から前記プラスの充電端子に流れる電
流を防止する逆電流防止手段と、を備えたことを特徴と
する電池電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001154119A JP2002354690A (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 電池電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001154119A JP2002354690A (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 電池電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002354690A true JP2002354690A (ja) | 2002-12-06 |
Family
ID=18998520
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001154119A Pending JP2002354690A (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 電池電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002354690A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009072059A (ja) * | 2007-09-11 | 2009-04-02 | Yen-Chung Jao | バッテリー構造と当該バッテリー構造のための充電装置 |
WO2010110377A1 (ja) * | 2009-03-25 | 2010-09-30 | 株式会社 東芝 | 二次電池装置および車両 |
JP2020092508A (ja) * | 2018-12-05 | 2020-06-11 | ミツミ電機株式会社 | 二次電池保護回路及び電池パック |
JP2021036764A (ja) * | 2020-11-11 | 2021-03-04 | ミツミ電機株式会社 | 二次電池保護回路及び電池パック |
-
2001
- 2001-05-23 JP JP2001154119A patent/JP2002354690A/ja active Pending
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JP2021036764A (ja) * | 2020-11-11 | 2021-03-04 | ミツミ電機株式会社 | 二次電池保護回路及び電池パック |
JP7235987B2 (ja) | 2020-11-11 | 2023-03-09 | ミツミ電機株式会社 | 二次電池保護回路及び電池パック |
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