JP2006245012A

JP2006245012A - 電源電池構成体

Info

Publication number: JP2006245012A
Application number: JP2006152006A
Authority: JP
Inventors: Joseph Farley; ファーリィジョセフ
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1993-12-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2006-09-14
Also published as: FR2714772B3; EP0661769B1; JP4038249B2; EP0661769A2; DE69413376T2; EP0661769A3; DE69413376D1; JPH07282855A; FR2714772A1

Abstract

【課題】知的電源電池と非知的電源電池との両方で用いることができる再充電可能な電源電池を提供する。
【解決手段】本発明の電源電池構成体は、電圧を供給するための負端子および正端子と、熱測定装置およびデータ端子または充電制御出力として動作する万能「Ｔ」端子とを有する。この構成体は、標準形ビデオ・カメラ・レコーダ形式の装置に関して正常に動作することができ、かつ１つの装置または知的装置と通信することもでき、かつ付加的な端子を用いないで充電の状態を表示することができる知的電源電池および非知的電源電池として、動作することが可能である。
【選択図】図２

Description

（産業上の利用分野）
本発明は、電源電池の改良または電源電池に関する。さらに詳細にいえば、本発明は、知的装置および非知的装置の両方に用いることができる再充電可能な電源電池に関する。知的装置とは、ディジタル・データを送信または受信できる装置、電池のパラメータを制御できる装置などをいう。

（従来の技術およびその課題）
よく知られているように、電源電池を備えている装置はいろいろある。電源電池が必要である特定の装置としては、携帯形の装置がある。携帯形ビデオ・カメラまたは携帯形ビデオ・カメラ・レコーダは最も広く知られている装置であるが、これらの装置は一般的に電源電池を備えている。この電源電池により、装置に電力が供給される。装置の動作に対しおよび電池の長い寿命に対して、安全な充電限界の下限を表す閾値以下に電源電池の電圧が降下した時、この電源電池が取り替えられる。電源電池がこの閾値に到達した時、通常、装置は警告信号を発生する。その場合、オペレータは、この放電した電源電池を取り出し、それを再充電し、そして装置に戻す（または、充電された別の電源電池を装置に入れる）。カメラが動作を停止するレベル以下に電源電池の充電の状態が降下しても、ビデオ・テープに記録された画像は影響を受けない。例えば、ラジオ装置、携帯形テレビジョン装置、携帯電話などの他の装置があるが、これらの装置において、電源電池の電力の喪失は、装置または装置に関係して記憶されたすべての情報に影響を与えない。

電源電池により電力の供給を受ける一定の種類の装置は、電源電池の電力の喪失または降下に非常に敏感である。このような装置には、携帯形コンピュータまたは他の知的装置がある。したがって、コンピュータは電源電池の充電の状態を検査して、コンピュータによる正常な利用の期間中に供給されるべき電力が常に十分であることを保証することが最も重要である。この目的のために、現在の電源電池は知的装置を備えている。この知的装置は、電源電池の充電の状態を精密に計算するとともに、この充電の状態および他のデータ（例えば、電池の温度、電圧、現在の容量および使用の経歴）をコンピュータに通信することができるデータ・バスを有する。このことにより、コンピュータが電源電池の充電の状態を監視し、電源電池の電力の降下が起こった瞬間を検出し、そしてその状態をユーザに知らせることができる。それにより、ユーザは、適切な瞬間に動作を停止させ、そしてその揮発性メモリに記憶された情報およびデータが失われないことが確実に得られるように、必要な事前の注意を払うことができる。さらに、電源電池に発光デタオード（ＬＥＤ）および液晶表示モジュールを付加することにより、装置が使用中でなくても、充電の状態（または他の状態）に関する情報を表示することができる。したがって、この目的のために、コンピュータおよびそれと同等の応用に対し「知的電源電池」を備えること、および電源電池を用いてディジタル通信を行うことを意図しない応用に対し「非知的電源電池」を備えることが、一般的に必要である。このことは、もしユーザがいくつかの異なる形式の装置を有するならば、これらの装置のそれぞれに対して、異なる電源電池をユーザが必要とすることを意味する。このことはもちろん、ユーザが２つの電源電池を必要とするであろうから、ユーザにとってコストが増大することになる。電源電池の製造業者にとって、また、大きな寸法の電源電池の従来の標準形フォーマットを使用する最終装置の製造業者にとっても、経費が掛かるであろう。

大多数のビデオ・カメラ・レコーダは、３個の出力端子を有する標準形ビデオ電源電池を使用している。その例としては、「ソニー」の構成体および「パナソニック」の構成体がある。これらの電源電池は非常に大量に生産されている。これらの電源電池は、装置に電力を供給する正端子（＋）および負端子（−）と、電池の温度を測定するための装置を備えた「Ｔ」端子とを有する。「Ｔ」端子は、サーミスタのような部品に接続される。サーミスタは、温度が上昇および降下する時、その抵抗値が変化する。その抵抗値の大きさは、例えば、２５℃で１０ｋΩである。図１は、この温度端子を有する電源電池を示す図面である。この電源電池１０は、正端子１２と負端子１４と温度端子１６とを有する。正端子１２および負端子１４は、電源電池のこれらの正端子および負端子にそれぞれ接続される。熱保護スイッチ１９が、電流の経路内に備えられるとともに、電源電池の「Ｔ」端子１６に接続された温度測定装置（例えばサーミスタ２０）と一緒に、電源電池の電池１８の近傍に配置される。

本発明の目的は、知的装置と非知的装置との両方に用いることができる電源電池を提供することである。これにより、ユーザは、１つの装置と別の装置との間で、電源電池を交換することができる。

（課題を解決するための手段）
本発明により、電源電池から電力の供給を受ける装置が発生する外部信号に応答して電源電池の動作を１つのモードから他のモードにスイッチするスイッチ装置を有する電源電池構成体が得られる。

（作用）
本発明の電源電池は、知的装置と非知的装置との間で交換することができ、かつ、万能「Ｔ」端子を通して任意の瞬間に接続されている特定の装置がどれであるかを識別することができる。

以下、添付図面を参照して本発明を説明する。

図２は、本発明の一実施例の回路図である。電力供給を行うべき装置と共に用いられる時、または電池の充電を実行する電池充電器と共に用いられる時、それらとの接続のために、この電源電池は適切な形状および適切な寸法を有することができる。この電源電池の電池および電池に付随する回路は、収納器（不図示）の中に収納される。この収納器は、通常、それと共に用いられる装置に適合した形状を有する。電源電池の収納器の外側に、３個の端子が配置される。これらの端子が図２に示されている。これらの端子は、正端子２２と負端子２４と万能端子２６とで構成される。端子２６は、下記で詳細に説明されるであろう。電力供給を行うべき装置に電源電池が接続される時、または電池充電器に電源電池が接続される時、これらの端子が相互に電気的におよび物理的に接続されるように、これらの端子は向けられる。この電源電池の内部回路がまた、図２に示されている。電池１８が直列におよび／または並列に配置され、それにより、この電源電池により所定の電圧が印加される。

万能端子２６は、第１形式の装置に接続される時、第１モードで動作することができ、また、第２形式の装置に接続される時、第２モードで動作することができる。この第１モードから第２モードへの変更は、これらの形式の装置が発生する信号に応答して行うことができる。

第１形式の装置は知的装置であるとともに、前記信号を生成する。第１モードにおいて、万能端子２６はデータ・バスとして動作する。

第２形式の装置は非知的装置である。第２モードでは、万能端子２６は、電池の温度が予め定められた閾値を越えると電源電池の回路を開放する熱的絶縁装置として、動作する。

熱スイッチ１９は、電池１８に対向して配置されるとともに、電池電流が電源電池の電源端子に達する前にこのスイッチを通って直列に流れるように接続される。電池１８の温度が予め定められた値を越える時、または電流が予め定められた値を越える時、熱スイッチ１９が開放になり、したがって、電流の流れが中断する。半導体装置の形式で示されている付加的な多重化スイッチ３２が、「Ｔ」端子の万能効果を得るために、図２に示されるようにサーミスタと並列に、または図３に示されるようにサーミスタと直列に接続される。

電源電池はさらに、マイクロプロセッサを備えた回路３０を有する。回路３０はこの電源電池の機能を制御する。マイクロプロセッサを付加することにより、この電源電池は「知的電源電池」になる。このような知的電源電池は、本出願人により出願された特許出願番号第ＥＰ−Ａ−９２４０２９５５．６号およびＦＲ−９３０６５９２号に詳細に開示されている。この知的電源電池により、電池の再充電中に充電の制御を得ることができ、また、（再充電可能な電源電池に対し）放電および充電中に、充電監視装置は、電源電池の状態を表示したり、１個または複数個の外部装置にこの電源電池の状態を送信したりする。このマイクロプロセッサは、マイクロレジスタ形のマイクロコンピュータにより、または電源電池の管理の制御機能に適合したＡＳＩＣマイクロチップにより、置き換えることができる。マイクロレジスタ回路は、負端子および正端子の両方と、「Ｔ」端子と、データ入力トランジスタ３４およびデータ出力トランジスタ３２を備えた多重化スイッチとに接続される。

したがって、このスイッチング装置は、マイクロプロセッサ装置３０と、トランジスタ３２を備えた装置とを有する。

トランジスタがオフである時、「Ｔ」端子は、それがサーミスタに直接に接続されているかのように動作する。したがって、電源電池は非知的電源電池として動作し、その抵抗値を測定することにより電源電池の温度を測定するために、サーミスタがアクセスされる。このマイクロプロセッサは、前記で説明した動作および本出願人の別の出願中特許に開示されている動作以外は、この実施例の電源電池の動作に関与しない。さらに、大きな偏位電圧（ｅｘｃｕｒｓｉｏｎｖｏｌｔａｇｅ）または一定電流が「Ｔ」端子に接続される時、および（ディジタル方式またはアナログ方式で）情報を供給するようにトランジスタ３２がオン・オフされる時、この電源電池は事実上異なる方式で動作することができる。室温において、標準形ビデオ電源電池に用いられるサーミスタの抵抗値は、通常、１０ｋΩである。トランジスタ３２がオンである時、通常、その抵抗値は５０Ωより小さい。装置の大きな偏位電圧または一定電流は、動作温度領域において、論理状態１と論理状態０との間の差を作ることが可能であるように選定される。例えばマイクロプロセッサに電源電池の充電の状態を送信するように命令する、マイクロプロセッサにより認識される信号を装置が発生する時、マイクロプロセッサと装置との間の通信が設定される。データの交換期間が終わると、大きな偏位電圧または一定電流が消え、そして電池の温度を測定するために「Ｔ」端子を再び用いることができる。同じ電源電池が、知的装置と非知的装置との両方に対して用いることができる。知的装置は、通常（必ずではないが）、装置を通してすなわち電源電池の万能「Ｔ」端子／データ・バスを通して、通信を開始する。

図２に、第２温度センサ２１が示されている。第２温度センサ２１は知的電源電池の場合に用いられ、また、第２温度センサ２１は、マイクロプロセッサ３０を有する回路の「Ｔ」端子に接続される。マイクロプロセッサ３０は、Ｖ端子およびＩ端子を有する。Ｖ端子は電源電池の正極に接続され、Ｉ端子は電源電池の負極に接続される。マイクロプロセッサ３０は、電源電池の充電の状態を表示する表示装置３５を作動させる。

図３は、別の実施例の図面である。多重化トランジスタ３２′がサーミスタ２０と直列に接続される。この実施例では、トランジスタ３２′の「オン」状態が、正規の暗黙モードである。電池の温度は、「Ｔ」端子を通して測定され得る。さらに、トランジスタをオンにする大きな偏位電圧または一定電流が「Ｔ」端子上に存在すると、マイクロプロセッサはディジタル情報を装置に供給するように、トランジスタ３２′をオン・オフすることができる。次に、情報を受け取るために、または電池の温度を測定するために、「オン」状態を反転する。多重化トランジスタは、再びこの知的装置が「Ｔ」端子をデータ・バスとして用いることを可能にし、それにより、もしデータ交換が必要でないならば、このように知的電源電池または非知的電源電池が得られる。原理を明確に示すように、スイッチング・トランジスタ３２′がマイクロレジスタの外部に示されている。コストを低下させるために、スイッチング・トランジスタ３２′をマイクロレジスタまたはＡＳＩＣ回路の内部に組み込むことができる。多重化トランジスタ・スイッチの直列動作または並列動作の選択は、このトランジスタの暗黙状態と「オン」状態におけるその抵抗値とサーミスタの抵抗値の変動と回路構造体の他の明細とに従って、決定される。

異なる基本回路を用いても本発明を実施することが可能であることは明らかである。けれども、この電源電池が用いられる装置の種類を回路が識別できる限り、電源電池は要求された方式で動作することができるであろう。本発明の実施を容易にするために、マイクロプロセッサをトランジスタ以外の装置と組み合わせることができる。電源電池の外側の収納器は、３個の端子が用いられる限りにおいても、前記で説明されかつ図示された収納器と異なることが可能である。けれども、知的装置と非知的装置との両方に対し、同じ収納器が用いられるであろう。

前記で説明された本発明において、３個の端子を備えた場合が示された。この数が最低条件であることは明らかである。前記で説明された動作に関係しないさらに別の端子が必要である実施例も可能である。さらに、本出願人の前記出願中特許に開示されている以外の「知的電源電池」と共に、前記で説明された構成体を用いることもできる。

以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）電源電池から電力の供給を受ける装置が発生する外部信号に応答して１つのモードから他のモードに前記電源電池の動作を変更することができるスイッチング装置を有することを特徴とする電源電池構成体。
（２）第１項記載の電源電池構成体において、前記電源電池が、前記装置に適合可能でありかつ物理的および電気的に前記装置に接続可能である収納器を有する。
（３）第１項または第２項に記載の電源電池構成体において、前記電源電池が、前記装置のそれぞれの端子と電気的接続を行う負端子および正端子を有する前記電源電池構成体。
（４）第１項〜第３項のいずれかに記載の電源電池構成体において、第１形式の装置に接続される時第１モードで動作することができ、かつ第２形式の装置に接続される時第２モードで動作することができ、かつ１つの形式の装置により発生される信号に応答して前記第１モードから前記第２モードに変更することができる万能端子をさらに有する。
（５）第４項記載の電源電池構成体において、前記第１形式の装置が知的でかつ前記信号を発生し、かつ第１モードにおいて前記万能端子がデータ・バスとして動作する。
（６）第４項または第５項に記載の電源電池構成体において、前記第２形式の装置が非知的装置であり、かつ動作の第２モードにおいて、もし電池の温度が予め定められた閾値を越えるならば、前記万能端子が、前記電源電池の回路を開放する熱的絶縁装置として動作する。
（７）第１項〜第６項のいずれかに記載の電源電池構成体において、前記スイッチング装置が、マイクロプロセッサ装置と、トランジスタを備えた装置とを有する。
（８）第１項〜第７項のいずれかに記載の電源電池構成体において、ビデオ・カメラおよびコンピュータの双方とともに用いるのに適合した前記電源電池構成体。
（９）第１項〜第８項のいずれかに記載の電源電池構成体を受け入れることができることを特徴とする携帯形電気装置。

（１０）本発明は、３個の端子を有する電源電池構成体、例えばビデオ・カメラ・レコーダ用の電源電池に関する。この構成体は、標準形ビデオ・カメラ・レコーダ形式の装置に関して正常に動作することができ、かつ１つの装置または知的装置と通信することもでき、かつ付加的な端子を用いないで充電の状態を表示することができる、知的電源電池および非知的電源電池として、前記電源電池を用いることを可能にする。前記電源電池構成体は、前記電源電池からの電圧を前記装置に供給するための負端子２４および正端子２２と、それがコンピュータまたは充電器または他の知的装置により用いられる時、熱測定装置およびデータ端子または充電制御出力として動作する万能「Ｔ」端子２６とを有する。

先行技術の電源電池の回路図。本発明の一実施例の回路図。本発明の別の実施例の回路図。

符号の説明

１８電池
１９熱スイッチ
２０サーミスタ
２１第２温度センサ
２２正端子
２４負端子
２６万能端子
３０マイクロプロセッサ
３２、３２′ スイッチング装置
３５表示装置

Claims

電源電池から電力の供給を受ける装置が発生する外部信号に応答して１つのモードから他のモードに前記電源電池の動作を変更することができるスイッチング装置を有することを特徴とする電源電池構成体。