JP2009247091A - Apparatus and method for charge/discharge control - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably supply power when batteries are changed and change batteries in safety even when of multiple batteries, one other than a discharged one is charged with a solar battery or a charge circuit, such as an external power supply. <P>SOLUTION: A power supply and three or more chargeable/dischargeable batteries are provided. On receipt of the results of voltage level comparison at a comparison circuit, a selection circuit appropriately selects a battery highest in voltage level. In conjunction therewith, a charge/discharge controlling means changes the on/off state of each discharge and charge switch. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は複数のバッテリーを切り換えながら、接続した電子機器を駆動させる充放電制御装置および充放電制御方法に関するものである。   The present invention relates to a charge / discharge control device and a charge / discharge control method for driving a connected electronic device while switching a plurality of batteries.

複数のバッテリーを切り換えて電子機器を長時間駆動させる、バッテリー放電制御方式の従来技術として、特許文献1(特開平5−111169号公報)では複数の電池を周期的、または、非周期的に切り換えて電子機器を長時間駆動させるバッテリー放電制御方式が記載されている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-111169) discloses a conventional battery discharge control method in which a plurality of batteries are switched to drive an electronic device for a long time, and a plurality of batteries are switched periodically or aperiodically. A battery discharge control method for driving an electronic device for a long time is described.

しかし、バッテリー切り換え時に瞬間的に電源の供給が途切れてしまう恐れがあり、バッテリーで駆動していた電子機器が誤動作などを起こす問題がある。   However, there is a risk that the power supply may be interrupted momentarily when the battery is switched, and there is a problem that an electronic device driven by the battery may malfunction.

また、特許文献2(特許第2539971号公報)ではバッテリー切り換え時に安定的に、電源を供給するため、複数のバッテリーと負荷回路を接続する各スイッチを全てONの状態にしてから、各バッテリーの電圧を検出して、電圧が正常なバッテリーを負荷回路に接続する装置構成が記載されている。   Further, in Patent Document 2 (Japanese Patent No. 2539971), in order to supply power stably at the time of battery switching, the switches connecting a plurality of batteries and the load circuit are all turned on and then the voltage of each battery is turned on. Is described, and a device configuration for connecting a battery with a normal voltage to a load circuit is described.

特開平5−111169号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-111169 特許第2539971号公報Japanese Patent No. 2539971

上記の従来の技術では、複数のバッテリーを持ち、放電中のバッテリー以外のものを太陽電池や外部電源等の充電回路で充電するような方式を採用した充放電装置の場合、バッテリーと負荷回路を接続する各スイッチが全てONの状態になると、接続されている太陽電池や外部電源等の充電回路の電源供給能力を超える過大な電流が流れ、それらを破損させる恐れがあった。   In the above conventional technology, in the case of a charging / discharging device having a plurality of batteries and charging a battery other than a discharging battery with a charging circuit such as a solar cell or an external power source, the battery and the load circuit are arranged. When all the switches to be connected are in the ON state, an excessive current exceeding the power supply capability of the charging circuit such as the connected solar cell or external power source flows, which may damage them.

本発明は、バッテリー切り換え時に安定した電源の供給を可能にして、且つ太陽電池や外部電源等の充電回路で充電していた場合でも、安全にバッテリーを切り換えることができる充放電制御装置および充放電制御方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a charging / discharging control device and a charging / discharging control device that can supply a stable power supply when switching batteries and can safely switch a battery even when charged by a charging circuit such as a solar battery or an external power supply. An object is to provide a control method.

上記課題を解決するため本発明は、電源に接続した電源装置と、負荷回路を有する電子機器とに接続した充放電制御装置において、前記電子機器の負荷回路に接続する3つ以上の充放電可能なバッテリーと、前記各バッテリーに接続し、且つ前記各バッテリーを充電する充電回路と、前記各充電回路と前記各バッテリーとを接続および切断する充電スイッチと、前記各バッテリーと前記負荷回路とを接続および切断する放電スイッチと、前記各バッテリーに接続し、前記各バッテリーの電圧レベルを比較する比較回路と、前記比較回路に接続し、且つ前記比較回路での電圧レベルの比較結果を受け、最も電圧レベルが高いバッテリーを逐次選択する選択回路と、前記負荷回路の電圧が所定の電圧レベル以下に低下したのを検知し、トリガー信号を出力する検知手段と、前記選択回路に接続し、前記選択回路からのバッテリー選択結果を受信し、前記トリガー信号により、選択結果を保持する第1の記憶手段と、前記第1の記憶手段に接続し、前記第1の記憶手段が保持している選択結果の出力信号を受信し且つ保持する第2の記憶手段と、前記第1の記憶手段と第2の記憶手段の保持内容の出力信号をもとに、前記各放電スイッチと前記各充電スイッチの切り換えを制御する充放電制御手段とを設けたことを特徴としている。   In order to solve the above problems, the present invention provides a charge / discharge control device connected to a power supply device connected to a power supply and an electronic device having a load circuit, and is capable of charging and discharging three or more connected to the load circuit of the electronic device. A battery, a charging circuit for connecting to and charging each battery, a charging switch for connecting and disconnecting each charging circuit and each battery, and connecting each battery and the load circuit And a discharge switch to be disconnected, a comparison circuit connected to each of the batteries and comparing a voltage level of each of the batteries, and connected to the comparison circuit and receiving a comparison result of the voltage level in the comparison circuit, the most voltage A selection circuit that sequentially selects a battery having a high level and a trigger signal that detects that the voltage of the load circuit has dropped below a predetermined voltage level. Is connected to the selection circuit, receives a battery selection result from the selection circuit, and holds the selection result in response to the trigger signal in the first storage means. A second storage means for connecting and receiving and holding the output signal of the selection result held by the first storage means; and an output signal of the contents held by the first storage means and the second storage means And a charge / discharge control means for controlling switching between the discharge switches and the charge switches.

更に、請求項2記載の発明は、前記充電回路は太陽電池と接続していることを特徴としている。   Further, the invention described in claim 2 is characterized in that the charging circuit is connected to a solar battery.

更に、請求項3記載の発明は、前記第1の記憶手段と前記第2の記憶手段にD型フリップ・フロップを用いたことを特徴としている。   Furthermore, the invention described in claim 3 is characterized in that a D-type flip-flop is used for the first storage means and the second storage means.

更に、請求項4記載の発明は、前記充放電制御手段は、前記各充電スイッチがスイッチONの状態にし、前記各充電スイッチのスイッチON状態の後、前記負荷回路の電圧が第1の電圧レベル以下に低下し、前記選択回路が最も電圧レベルの高いバッテリー一つを選択されたとき、前記第1の記憶手段は前記選択回路からの第1の出力信号および前記検知手段からの第1のトリガー信号を受信し、前記第1出力信号と前記第1のトリガー信号の受信に基づいた第1の前記第1記憶手段による出力信号を前記第2の記憶手段に送り、前記第2の記憶手段は前記第1のトリガー信号と第1の前記第1記憶手段による出力信号に基づいた第1の前記第2記憶手段による出力信号を前記充放電制御手段に送り、前記充放電制御手段は、前記最も電圧レベルが高いバッテリーに接続されている放電スイッチをスイッチONの状態、充電スイッチをスイッチOFFの状態にし、前記最も電圧レベルが高いバッテリーに接続されている以外の放電スイッチをスイッチOFFの状態、充電スイッチをスイッチONの状態にし、その後、前記負荷回路の電圧が前記第2の電圧レベルに低下したとき、前記第1の記憶手段は、前記選択回路からの第2の出力信号および前記検知手段からの第2のトリガー信号を受信し、前記第2出力信号と前記第2のトリガー信号の受信に基づいた第2の前記第1記憶手段による出力信号を前記第2の記憶手段に送り、前記第2の記憶手段は、前記第2のトリガー信号と第2の前記第1記憶手段による出力信号に基づいた第2の前記第2記憶手段による出力信号を前記充放電制御手段に送ることで、前記充放電制御手段は、前記最も電圧レベルの高いバッテリーと2番目に電圧レベルの高いバッテリーに接続している放電スイッチをスイッチONの状態、充電スイッチをスイッチOFFの状態に制御することを特徴としている。   Furthermore, in the invention according to claim 4, the charge / discharge control means sets each of the charge switches to a switch ON state, and the voltage of the load circuit is set to a first voltage level after the switch ON state of each of the charge switches. When the selection circuit selects one of the batteries with the highest voltage level, the first storage means receives the first output signal from the selection circuit and the first trigger from the detection means. Receiving a signal, sending an output signal from the first storage means based on the reception of the first output signal and the first trigger signal to the second storage means, and the second storage means An output signal from the first storage means based on the first trigger signal and an output signal from the first storage means is sent to the charge / discharge control means, and the charge / discharge control means Voltage level The discharge switch connected to the battery with a high battery level is turned on, the charge switch is turned off, and the discharge switches other than those connected to the battery with the highest voltage level are turned off, the charge switch When the voltage of the load circuit drops to the second voltage level, the first storage means receives the second output signal from the selection circuit and the detection means. Receiving a second trigger signal, sending an output signal from the second storage means based on the reception of the second output signal and the second trigger signal to the second storage means; The storage means includes a second output signal from the second storage means based on the second trigger signal and an output signal from the second first storage means. By sending to the power control means, the charge / discharge control means turns on the discharge switch connected to the battery having the highest voltage level and the battery having the second highest voltage level, and turns the charge switch off. It is characterized by controlling to the state.

本発明によれば、バッテリー切り換え時に安定した電源の供給を可能にして、且つ充電回路にて充電中でも、安全にバッテリーを切り換えることができる。   According to the present invention, it is possible to supply a stable power supply at the time of battery switching, and it is possible to safely switch the battery even during charging by the charging circuit.

以下、実施例について説明する。なお、図面中の記号の上にある ̄は反転を示すものとする。   Examples will be described below. It should be noted that  ̄ above the symbol in the drawing indicates inversion.

図5は、装置間の接続関係を示したブロック図である。電源装置101はAC電源100と接続したり、断線したりする。また、電源装置101は、AC電源100からの交流電流を直流電流に変換している。さらに、電源装置101は、本発明の充放電制御装置102に接続している。そして、充放電制御装置102は、電源装置101によって生成された直流電源Vccを電源としている。また、充放電制御装置102は、太陽電池4と、電子機器103内の図示しない負荷回路とに接続している。   FIG. 5 is a block diagram showing a connection relationship between apparatuses. The power supply device 101 is connected to the AC power supply 100 or disconnected. Further, the power supply apparatus 101 converts an alternating current from the AC power supply 100 into a direct current. Furthermore, the power supply apparatus 101 is connected to the charge / discharge control apparatus 102 of the present invention. The charge / discharge control device 102 uses the DC power source Vcc generated by the power source device 101 as a power source. The charge / discharge control device 102 is connected to the solar cell 4 and a load circuit (not shown) in the electronic device 103.

図1は、本発明の充放電制御装置102の回路構成を示している。先ず、これを用いて構成について説明する。   FIG. 1 shows a circuit configuration of a charge / discharge control apparatus 102 of the present invention. First, the configuration will be described using this.

本実施例では、AC電源100に接続されている場合は、AC電源と接続する電源装置101により生成されたVccにより負荷回路を動作させており、電源装置101がAC電源100と接続されていない場合に、バッテリーを電源として電子機器103を動作させている構成をとる。   In this embodiment, when connected to the AC power supply 100, the load circuit is operated by Vcc generated by the power supply apparatus 101 connected to the AC power supply, and the power supply apparatus 101 is not connected to the AC power supply 100. In this case, the electronic device 103 is operated using a battery as a power source.

本実施例に用いているバッテリーはバッテリーa36、バッテリーb37およびバッテリーc38の3つがある。そして、それぞれのバッテリーは放電スイッチであるFETa33、FETb34およびFETc35を介して負荷回路に接続されている。   There are three batteries used in the present embodiment: battery a36, battery b37, and battery c38. Each battery is connected to a load circuit via FETa33, FETb34 and FETc35 which are discharge switches.

AC電源100に接続した電源装置101により生成されるVccが逆流防止のダイオード45を介して負荷回路と接続している。   Vcc generated by the power supply device 101 connected to the AC power supply 100 is connected to the load circuit via the diode 45 for preventing backflow.

そして、本発明では、電子機器103の負荷回路にかかる電源装置の直流電源をV_BACKと呼ぶことにする。V_BACKは負荷回路にかかる直流電圧であり、V_BACKの電圧レベルは、電源装置101がAC電源100に接続されている場合、Vccとほぼ同じになる。一方、V_BACKの電圧レベルは、電源装置101がAC電源100に接続されていない場合は、接続されているバッテリーの電圧Va、Vb、Vcのいずれかとほぼ同じになる。なお、ここでは、バッテリーa36の電圧をVa、バッテリーb37の電圧をVb、バッテリーc38の電圧をVcとしている。   In the present invention, the DC power supply of the power supply device applied to the load circuit of the electronic device 103 is referred to as V_BACK. V_BACK is a DC voltage applied to the load circuit, and the voltage level of V_BACK is substantially the same as Vcc when the power supply apparatus 101 is connected to the AC power supply 100. On the other hand, when the power supply apparatus 101 is not connected to the AC power supply 100, the voltage level of V_BACK is substantially the same as any one of the voltages Va, Vb, and Vc of the connected battery. Here, the voltage of the battery a36 is Va, the voltage of the battery b37 is Vb, and the voltage of the battery c38 is Vc.

また、バッテリーa36、バッテリーb37およびバッテリーc38には、それぞれ充電スイッチFETd39、FETe40、FETf41が接続されている。そして、これらの充電スイッチを介して電源装置101によって各バッテリーを充電するため、バッテリーa36にはバッテリー充電回路a1、バッテリーb37にはバッテリー充電回路b2、バッテリーc38にはバッテリー充電回路c3が接続されている。   Also, charge switches FETd39, FETe40, and FETf41 are connected to the battery a36, the battery b37, and the battery c38, respectively. In order to charge each battery by the power supply device 101 through these charging switches, a battery charging circuit a1 is connected to the battery a36, a battery charging circuit b2 is connected to the battery b37, and a battery charging circuit c3 is connected to the battery c38. Yes.

そして、各バッテリーには、電源装置101がAC電源100に接続していない場合でも、各バッテリーに充電出来るように、バッテリーa36にはダイオードa5、バッテリーb37にはダイオードb6、バッテリーc38にはダイオードc7が接続され、それらのダイオードを介して太陽電池4が接続されている。なお、太陽電池4の代わりに、この充放電回路の外部に充電回路を設けても構わないとする。   Each battery has a diode a5 for the battery a36, a diode b6 for the battery b37, and a diode c7 for the battery c38 so that the batteries can be charged even when the power supply device 101 is not connected to the AC power supply 100. Are connected, and the solar cell 4 is connected through these diodes. Note that a charging circuit may be provided outside the charging / discharging circuit instead of the solar battery 4.

さらに、バッテリーa36の電圧Va、バッテリーb37の電圧Vb、バッテリーc38の電圧Vcを比較するために、バッテリーa36にはコンパレータa9とコンパレータc11、バッテリーb37にはコンパレータa9とコンパレータb10、バッテリーc38にはコンパレータb10とコンパレータc11が接続されている。なお、コンパレータa9、コンパレータb10およびコンパレータc11によってバッテリー電圧比較回路8が構成される。   Furthermore, in order to compare the voltage Va of the battery a36, the voltage Vb of the battery b37, and the voltage Vc of the battery c38, the battery a36 has a comparator a9 and a comparator c11, the battery b37 has a comparator a9 and a comparator b10, and the battery c38 has a comparator. b10 and the comparator c11 are connected. In addition, the battery voltage comparison circuit 8 is comprised by the comparator a9, the comparator b10, and the comparator c11.

これらのコンパレータは、一般的に使用されているものであり、+端子の電圧が−端子の電圧より高い場合は”H”レベル(電源電圧)の信号を出力し、逆に−端子の電圧が+端子の電圧より高い場合は”L”レベル(0V)の信号を出力する。   These comparators are generally used. When the voltage at the + terminal is higher than the voltage at the-terminal, a signal of "H" level (power supply voltage) is output. When the voltage is higher than the voltage at the + terminal, a signal of “L” level (0 V) is output.

バッテリー電圧比較回路8は、3つのバッテリー間での電圧レベルの関係を比較する。そして、コンパレータa9からはVaとVbを比較した結果としてA−B比較結果信号を、コンパレータb10からはVbとVcを比較した結果としてB−C比較結果信号を、さらに、コンパレータc11からはVcとVaを比較した結果としてC−A比較結果信号を、バッテリー選択回路12に出力する。   The battery voltage comparison circuit 8 compares the voltage level relationship among the three batteries. The comparator a9 outputs an AB comparison result signal as a result of comparing Va and Vb, the comparator b10 outputs a comparison result of Vb and Vc, a BC comparison result signal, and the comparator c11 outputs Vc and Vc. As a result of comparing Va, a CA comparison result signal is output to the battery selection circuit 12.

このバッテリー電圧比較回路8の比較結果に基づいて、最も電圧の高いバッテリーを選択するためのバッテリー選択回路12と、バッテリー選択回路12の選択結果をD−FF・CLK信号を契機としてラッチ・保持するラッチ回路A13と、ラッチ回路A13の出力をD−FF・CLK信号を契機としてラッチ・保持するラッチ回路B17が設けられている。   Based on the comparison result of the battery voltage comparison circuit 8, the battery selection circuit 12 for selecting the battery with the highest voltage, and the selection result of the battery selection circuit 12 are latched and held using the D-FF / CLK signal as a trigger. A latch circuit A13 and a latch circuit B17 that latches and holds the output of the latch circuit A13 in response to the D-FF / CLK signal are provided.

このバッテリー選択回路12は、ANDゲートa136、ANDゲートb137およびANDゲートc138と、ANDゲートa136と接続するインバーターゲートa236、ANDゲートb137と接続するインバーターゲートb237、さらにANDゲートc138と接続するインバーターゲートc238で構成され、後で説明する図2の真理値表に対応した動作特性を持っている。   The battery selection circuit 12 includes an AND gate a136, an AND gate b137, an AND gate c138, an inverter gate a236 connected to the AND gate a136, an inverter gate b237 connected to the AND gate b137, and an inverter gate c238 connected to the AND gate c138. And has operating characteristics corresponding to the truth table of FIG. 2 described later.

また、ANDゲートa136は、Out_a信号を出力し、ANDゲートb137は、Out_b信号を出力し、ANDゲートc138は、Out_c信号を出力する。   The AND gate a136 outputs an Out_a signal, the AND gate b137 outputs an Out_b signal, and the AND gate c138 outputs an Out_c signal.

ラッチ回路a13は、バッテリー選択回路12から出力されるバッテリーa36を選択したことを示すOut_a信号をラッチ・保持するD−FF・A14と、バッテリー選択回路12がバッテリーb37を選択したことを示すOut_b信号をラッチ・保持するD−FF・A15と、バッテリー選択回路12がバッテリーc38を選択したことを示すOut_c信号をラッチ・保持するD−FF・A16で構成されている。   The latch circuit a13 latches and holds an Out_a signal indicating that the battery a36 output from the battery selection circuit 12 has been selected, and an Out_b signal that indicates that the battery selection circuit 12 has selected the battery b37. The D-FF A15 latches and holds the Out_c signal indicating that the battery selection circuit 12 has selected the battery c38.

また、ラッチ回路B17は、ラッチ回路A13のD−FF・A14の出力端子Qからの信号をラッチ・保持するD−FF・B18と、D−FF・A15の出力端子Qからの信号をラッチ・保持するD−FF・B19と、D−FF・A16の出力端子Qからの信号をラッチ・保持するD−FF・B20で構成されている。D−FF・A14〜16とD−FF・B18〜20は、一般的に使用されているDタイプのフリップ・フロップである。   The latch circuit B17 latches and holds the signal from the output terminal Q of the D-FF • A15 and the D-FF • B18 that latches and holds the signal from the output terminal Q of the D-FF • A14 of the latch circuit A13. The D-FF · B19 for holding and the D-FF · B20 for latching and holding the signal from the output terminal Q of the D-FF · A16. D-FF • A14-16 and D-FF • B18-20 are D-type flip-flops that are generally used.

D−FF14・AとD−FF・B18の出力端子Qは、それぞれORゲートa21とNORゲートd23に接続されている。ORゲートa21の出力端子は、トランジスターa22と接続しており、ORゲートa21は、そのトランジスターa22を介してバッテリーa36の放電スイッチであるFETa33をON/OFF制御している。   The output terminals Q of the D-FF 14 · A and the D-FF · B 18 are connected to an OR gate a21 and a NOR gate d23, respectively. The output terminal of the OR gate a21 is connected to the transistor a22, and the OR gate a21 controls ON / OFF of the FET a33 that is a discharge switch of the battery a36 via the transistor a22.

NORゲートd23の出力端子は、トランジスターd24と接続しており、NORゲートd23は、そのトランジスターd24を介してバッテリーa36の充電スイッチであるFETd39をON/OFF制御している。   The output terminal of the NOR gate d23 is connected to the transistor d24, and the NOR gate d23 controls ON / OFF of the FET d39 which is a charge switch of the battery a36 via the transistor d24.

D−FF・A15とD−FF・B19の出力端子Qは、それぞれORゲートb25とNORゲートe27に接続している。ORゲートb25の出力端子は、トランジスターb26と接続しており、ORゲートb25は、そのトランジスターb26を介してバッテリーb37の放電スイッチであるFETb34をON/OFF制御している。   The output terminals Q of D-FF · A15 and D-FF · B19 are connected to an OR gate b25 and a NOR gate e27, respectively. The output terminal of the OR gate b25 is connected to the transistor b26, and the OR gate b25 controls ON / OFF of the FET b34 which is a discharge switch of the battery b37 via the transistor b26.

NORゲートe27の出力端子は、トランジスターe28と接続しており、NORゲートe27は、そのトランジスターe28を介してバッテリーb37の充電スイッチであるFETe40をON/OFF制御している。   The output terminal of the NOR gate e27 is connected to the transistor e28, and the NOR gate e27 controls the FETe40, which is a charge switch for the battery b37, via the transistor e28.

また、D−FF16・AとD−FF・B20の出力端子Qは、それぞれORゲートc29とNORゲートf31に接続されている。ORゲートc29の出力端子は、トランジスターc30と接続しており、ORゲートc29は、そのトランジスターc30を介してバッテリーc38の放電スイッチであるFETc35をON/OFF制御している。   The output terminals Q of the D-FF 16 · A and the D-FF · B 20 are connected to an OR gate c29 and a NOR gate f31, respectively. An output terminal of the OR gate c29 is connected to the transistor c30, and the OR gate c29 controls ON / OFF of the FET c35 that is a discharge switch of the battery c38 via the transistor c30.

そして、NORゲートf31の出力端子は、トランジスターf32と接続しており、NORゲートf31は、そのトランジスターf32を介してバッテリーc38の充電スイッチであるFETf41をON/OFF制御している。   The output terminal of the NOR gate f31 is connected to the transistor f32, and the NOR gate f31 controls the FET f41, which is a charge switch for the battery c38, via the transistor f32.

また、バッテリー電圧比較回路8、バッテリー選択回路12、ラッチ回路A13、ラッチ回路B17、各ORゲートおよび各NORゲートの電源は、負荷回路に接続されている。   Further, the battery voltage comparison circuit 8, the battery selection circuit 12, the latch circuit A13, the latch circuit B17, the power sources of the OR gates and the NOR gates are connected to a load circuit.

そして、負荷回路には、リセットICa42とリセットICb44のVcc端子が接続されている。リセットICa42とリセットICb44は、一般的に使用されているリセットICであり、各リセットICのVcc用端子に接続さているV_BACKの電圧がそれぞれのリセットICの設定電圧より低くなったとき、出力端子RESET1とRESET2に、一定時間”L”レベル(0V)のパルスの出力信号が出力される。   The load circuit is connected to the Vcc terminals of the reset ICa42 and the reset ICb44. The reset ICa42 and the reset ICb44 are commonly used reset ICs. When the voltage of V_BACK connected to the Vcc terminal of each reset IC becomes lower than the set voltage of each reset IC, the output terminal RESET1 And an output signal of a pulse of “L” level (0 V) for a predetermined time.

負荷回路の電圧が、それぞれのリセットICの設定電圧以上の場合は、出力端子RESET1とRESET2には、”H”レベル(電源電圧)の出力信号が出力される。   When the voltage of the load circuit is equal to or higher than the set voltage of each reset IC, an output signal of “H” level (power supply voltage) is output to the output terminals RESET1 and RESET2.

リセットICa42からのRESET1信号は、インバーター43で反転され、D−FF・CLK信号となる。そして、インバーター43とD−FF・A14〜16、D−FF・B18〜20のCLK端子とは接続されており、このD−FF・CLK信号を受信することで、各D−FFは、”D”端子に入力されているデータ信号を、ラッチ・保持し、Q端子又は反転Q端子に出力する。   The RESET1 signal from the reset ICa 42 is inverted by the inverter 43 to become a D-FF · CLK signal. The inverter 43 is connected to the CLK terminals of the D-FF · A14 to 16 and D-FF · B18 to 20, and each D-FF receives the D-FF · CLK signal. The data signal input to the D ″ terminal is latched and held and output to the Q terminal or the inverted Q terminal.

リセットICb44は、各D−FF・A14〜16、D−FF・B18〜20のCLR端子と接続している。リセットICb44から”L”レベル(0V)のRESET2信号をD−FF・A14〜16およびD−FF・B18〜20に送ると、D−FF・A14〜16およびD−FF・B18〜20はラッチ・保持しているデータをクリアし、Q端子に”L”レベル(0V)、反転Q端子に”H”レベル(電源電圧)の出力信号を出力させる。通常は、リセットICa42の設定電圧はV_RESET1に、リセットICb44の設定電圧はV_RESET2に設定されている。なお、V_RESET1とV_RESET2の関係は、V_RESET1>V_RESET2と設定されている。   The reset ICb 44 is connected to the CLR terminal of each of the D-FF • A14 to 16 and the D-FF • B18 to 20. When the RESET2 signal of “L” level (0 V) is sent from the reset ICb 44 to the D-FF • A14-16 and D-FF • B18-20, the D-FF • A14-16 and D-FF • B18-20 are latched.・ Clear the stored data and output the output signal of “L” level (0V) to the Q terminal and “H” level (power supply voltage) to the inverted Q terminal. Normally, the set voltage of the reset ICa42 is set to V_RESET1, and the set voltage of the reset ICb44 is set to V_RESET2. The relationship between V_RESET1 and V_RESET2 is set as V_RESET1> V_RESET2.

図2は、バッテリー電圧比較回路8の比較結果とバッテリー選択回路12の出力の関係を示した真理値表である。この真理値表について説明する。   FIG. 2 is a truth table showing the relationship between the comparison result of the battery voltage comparison circuit 8 and the output of the battery selection circuit 12. This truth table will be described.

バッテリー電圧Va、Vb、Vc間での電圧レベルの関係は、6パターンある。なお、例えば、Va=Vbのときは、Hとして制御する。また、この電圧レベルの関係から、バッテリー電圧比較回路8の比較結果と、バッテリー選択回路12のから出力される出力信号が決定される。バッテリー電圧比較回路8は、3つのバッテリー間での電圧レベルの関係を比較し、VaとVbを比較した結果をA−B比較結果、VbとVcを比較した結果をB−C比較結果、さらに、VcとVaを比較した結果をC−A比較結果の出力信号を、バッテリー選択回路12に出力する。   There are six patterns of voltage level relationships among the battery voltages Va, Vb, and Vc. For example, when Va = Vb, control is performed as H. Further, the comparison result of the battery voltage comparison circuit 8 and the output signal output from the battery selection circuit 12 are determined from the relationship between the voltage levels. The battery voltage comparison circuit 8 compares the relationship between the voltage levels of the three batteries, the comparison result of Va and Vb is an AB comparison result, the comparison result of Vb and Vc is a BC comparison result, and , Vc and Va are output to the battery selection circuit 12 as a C-A comparison result output signal.

また、バッテリー選択回路12は、出力された比較結果をもとに最も電圧の高いバッテリーを選択するものである。   The battery selection circuit 12 selects the battery with the highest voltage based on the output comparison result.

例えば、Va>Vb>Vcのときは、A−B比較結果とB−C比較結果はH、C−A比較結果はLとなる。このときVaが最も電圧が高いので、バッテリーa36が選択され、ANDゲートa136からの出力信号であるOut_a信号は”H”レベルとなる。   For example, when Va> Vb> Vc, the AB comparison result and the BC comparison result are H, and the CA comparison result is L. At this time, since Va has the highest voltage, the battery a36 is selected, and the Out_a signal, which is an output signal from the AND gate a136, becomes the “H” level.

また、図3にDタイプのフリップ・フロップであるD−FF14〜20の真理値表を示し、これについて説明する。なお、図面中の文字の上の ̄は反転を示す。   FIG. 3 shows a truth table of D-FFs 14 to 20 which are D-type flip-flops, which will be described. In addition, the top of the character in drawing shows inversion.

このDタイプのフリップ・フロップには、反転PRE、反転CLR、CLK、D、Qおよび反転Qの6つの端子があり、ここに様々なレベルの信号が入力もしくは出力される。   This D-type flip-flop has six terminals of inverted PRE, inverted CLR, CLK, D, Q, and inverted Q, and signals of various levels are input or output thereto.

Hは、入力もしくは出力される信号がHレベルである。Lは、入力もしくは出力される信号がLレベルである。また、Xは入力もしくは出力される信号がHとLのどちらのレベルともなる。↑はLからHへ変化する立ち上がりを示している。↓はHからLへの立ち下がりを示している。Q0は真理値表に示される入力条件が成立する直前のQのレベルを示し、反転Q0は↑や↓が入力される直前のQのレベルを示す。   For H, the input or output signal is at the H level. In L, an input or output signal is L level. X is an H level signal or an L level signal that is input or output. ↑ indicates a rising edge that changes from L to H. ↓ indicates the fall from H to L. Q0 indicates the Q level immediately before the input condition shown in the truth table is satisfied, and inverted Q0 indicates the Q level immediately before ↑ or ↓ is input.

次に、図4を用いて本実施例の動作について説明する。図4は回路の動作タイミングチャートである。動作タイミングチャートは、電源装置101がAC電源100に接続され、充放電制御装置102を介して給電されることで負荷回路が動作している状態から始まる。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an operation timing chart of the circuit. The operation timing chart starts from a state in which the load circuit is operating when the power supply apparatus 101 is connected to the AC power supply 100 and is supplied with power through the charge / discharge control apparatus 102.

各バッテリーは、電源装置101がAC電源100に接続されていないときに、一度完全に放電したあと、満充電されたものとする。電源装置101がAC電源100に接続されていない間に、バッテリー電圧Va、VbおよびVcが、リセットICb44の設定電圧V_RESET2よりも低下したので、D−FF・A14〜16およびD−FF・B18〜20は、RESET2信号によりクリアされる。   Each battery is assumed to be fully charged after being completely discharged once when the power supply apparatus 101 is not connected to the AC power supply 100. While the power supply device 101 is not connected to the AC power supply 100, the battery voltages Va, Vb, and Vc are lower than the set voltage V_RESET2 of the reset ICb44, so that D-FF • A14-16 and D-FF • B18− 20 is cleared by the RESET2 signal.

この動作タイミングチャートが示す初めの状態は、出力Q端子から”L”レベル(0V)の出力信号が、反転Q端子から”H”レベル(電源電圧)の出力信号が、出力されている状態となっている。   The initial state shown in this operation timing chart is a state in which an output signal of “L” level (0 V) is output from the output Q terminal and an output signal of “H” level (power supply voltage) is output from the inverted Q terminal. It has become.

そして、D−FF・A14〜16およびD−FF・B18〜20の出力端子Qからの出力信号が全て”L”レベル(0V)の出力信号であるため、論理和であるORゲートa21、ORゲートb25およびORゲートc29からの出力信号は”L”レベル(0V)となる。このことにより、放電スイッチであるFETa33、FETb34およびFETc35は、スイッチがOFFの状態となるため、このとき各バッテリーは負荷回路に接続されていない状態である。   Since all output signals from the output terminals Q of the D-FF · A14 to 16 and D-FF · B18 to 20 are “L” level (0V) output signals, the OR gates a21, The output signals from the gate b25 and the OR gate c29 are at the “L” level (0 V). As a result, the discharge switches FETa33, FETb34, and FETc35 are in the OFF state, and at this time, each battery is not connected to the load circuit.

また、否定論理和であるNORゲートd23、NORゲートe27およびNORゲートf31の出力信号は”H”レベルとなり、充電スイッチであるFETd39、FETe40およびFETf41は、スイッチがONの状態であり、各バッテリーはバッテリー充電回路1〜3もしくは太陽電池4のどちらかによって充電される。   Further, the output signals of the NOR gate d23, NOR gate e27 and NOR gate f31, which are negative logical sums, become “H” level, and the charging switches FETd39, FETe40 and FETf41 are in the ON state, and each battery is It is charged by either the battery charging circuits 1 to 3 or the solar battery 4.

図4の動作タイミングチャートが示す初めの状態では、バッテリーa36の電圧Vaが最も高く、次いでバッテリーb37の電圧Vb、そして最も低いのはバッテリーc38の電圧Vcとなり、すなわち電圧レベルの関係は、Va>Vb>Vcとなっている。   In the first state shown in the operation timing chart of FIG. 4, the voltage Va of the battery a36 is the highest, then the voltage Vb of the battery b37, and the lowest is the voltage Vc of the battery c38, that is, the relationship between the voltage levels is Va> Vb> Vc.

なお、電圧Va、VbおよびVcは、状況に応じて変わるものとする。   Voltages Va, Vb, and Vc change according to the situation.

バッテリー電圧比較回路8は、3つのバッテリー間での電圧レベルの関係を比較し、VaとVbを比較した結果をA−B比較結果、VbとVcを比較した結果をB−C比較結果、さらに、VcとVaを比較した結果をC−A比較結果の出力信号を、バッテリー選択回路12に出力する。   The battery voltage comparison circuit 8 compares the relationship between the voltage levels of the three batteries, the comparison result of Va and Vb is an AB comparison result, the comparison result of Vb and Vc is a BC comparison result, and , Vc and Va are output to the battery selection circuit 12 as a C-A comparison result output signal.

バッテリー選択回路12は、出力された比較結果をもとに最も電圧の高いバッテリーを選択し、バッテリーa36を選択した場合はANDゲートa136から、バッテリーb37を選択した場合はANDゲートb137から、バッテリーc38を選択した場合はANDゲートc138から”H”レベル(電源電圧)の出力信号を出力する。   The battery selection circuit 12 selects the battery with the highest voltage based on the output comparison result, and when the battery a36 is selected, from the AND gate a136, when the battery b37 is selected, from the AND gate b137, the battery c38. Is selected, an output signal of “H” level (power supply voltage) is output from the AND gate c138.

すなわち図4の動作タイミングチャートが示す初めの状態では、バッテリーa36の電圧Vaが最も高いため、バッテリー選択回路12は、ANDゲートa136から”H”レベル(電源電圧)の出力信号を出力するように選択する。   That is, in the first state shown in the operation timing chart of FIG. 4, since the voltage Va of the battery a36 is the highest, the battery selection circuit 12 outputs an output signal of “H” level (power supply voltage) from the AND gate a136. select.

このような、3つのバッテリー間での電圧レベルの比較および、その比較による選択は、常に行われている。そして、バッテリー選択回路12は、最も電圧の高いバッテリーを逐次選択している。   Such comparison of voltage levels among the three batteries and selection by comparison are always performed. The battery selection circuit 12 sequentially selects the battery with the highest voltage.

そして、AC電源100に電源装置101が接続しなくなり、電源装置101から生成されていたVccの電圧が低下し始めると、同時にV_BACK(図4の網掛け部分)も低下し始める(図4のA点)。まだこのときは、放電スイッチFETa33、FETb34およびFETc35は、スイッチOFFの状態のままである。   Then, when the power supply device 101 is not connected to the AC power supply 100 and the voltage of Vcc generated from the power supply device 101 starts to decrease, V_BACK (shaded portion in FIG. 4) also starts to decrease (A in FIG. 4). point). At this time, the discharge switches FETa33, FETb34 and FETc35 remain in the switch OFF state.

その後、V_BACKがさらに低下していき(図4のA〜J点)、V_RESET1電圧以下まで低下した瞬間に(図4のJ点)、リセットICa42が動作して、一定時間”L”レベル(0V)の出力信号であるRESET1信号を出力する。   After that, V_BACK further decreases (points A to J in FIG. 4), and at the moment when the voltage drops below the V_RESET1 voltage (point J in FIG. 4), the reset ICa 42 operates and remains at the “L” level (0V) for a certain time. RESET1 signal, which is an output signal of).

そして、リセットICa42からRESET1信号は出力され、インバーター43で反転され、立ち上がりパルスであるD−FF・CLK信号となり、D−FF・A14〜16とD−FF・B18〜20のCLK端子に供給される。そして、D−FF・A14〜16およびD−FF・B18〜20は、”D”端子の信号レベルをラッチして出力端子Qに出力し、その状態を保持する。   Then, the RESET1 signal is output from the reset ICa42, inverted by the inverter 43, becomes a D-FF / CLK signal as a rising pulse, and is supplied to the CLK terminals of the D-FF / A14-16 and D-FF / B18-20. The The D-FF · A14 to 16 and D-FF · B18 to 20 latch the signal level of the “D” terminal and output it to the output terminal Q, and hold the state.

このとき、バッテリー選択回路12は、ANDゲートa136から”H”レベルの出力信号を出力しているため、D−FF・A14の出力端子Qのみから”H”レベルの出力信号が出力される。これにより、D−FF・A14およびD−FF・B18と接続する否定論理和であるNORゲートd23からの出力信号は”L”レベルとなる。さらに、NORゲートd23は、接続するトランジスターd24にその出力信号を出力することで、バッテリーa36の充電スイッチであるFETd39がスイッチOFFの状態となり、バッテリーa36は充電している回路と切り離される。   At this time, since the battery selection circuit 12 outputs the “H” level output signal from the AND gate a136, the “H” level output signal is output only from the output terminal Q of the D-FF • A14. As a result, the output signal from the NOR gate d23 which is a negative logical sum connected to the D-FF · A14 and the D-FF · B18 becomes the “L” level. Further, the NOR gate d23 outputs the output signal to the transistor d24 to be connected, whereby the FET d39 which is a charging switch of the battery a36 is turned off, and the battery a36 is disconnected from the charging circuit.

また、D−FF・A14およびD−FF・B18と接続する論理和であるORゲートa21の出力からの出力信号は”H”レベルとなる。さらに、ORゲートa21は、接続するトランジスターa22にその出力信号を出力することで、バッテリーa36の放電スイッチであるFETa33がスイッチONの状態となり、バッテリーa36は負荷回路と接続する。   Further, the output signal from the output of the OR gate a21 which is a logical sum connected to the D-FF · A14 and the D-FF · B18 becomes “H” level. Further, the OR gate a21 outputs the output signal to the transistor a22 to be connected, whereby the FETa33 which is a discharge switch of the battery a36 is turned on, and the battery a36 is connected to the load circuit.

これにより、V_BACKの電圧は、バッテリーa36の電圧Vaまで上昇し、負荷回路にはバッテリーa36からの電力が供給される(図4のB点)。   Thereby, the voltage of V_BACK rises to the voltage Va of the battery a36, and power from the battery a36 is supplied to the load circuit (point B in FIG. 4).

また、負荷回路が動作する最低の電源電圧値は、V_RESET2電圧値よりも小さく、そのため負荷回路への電力供給される電源がバッテリーに切り換わっても、負荷回路は安定して動作する。   In addition, the minimum power supply voltage value at which the load circuit operates is smaller than the V_RESET2 voltage value, so that the load circuit operates stably even when the power supplied to the load circuit is switched to the battery.

一方、D−FF・A15、D−FF・A16、D−FF・B19およびD−FF・B20の動作について説明する。D−FF・A15、D−FF・A16、D−FF・B19およびD−FF・B20の出力端子Qからは、共に”L”レベル(0V)の出力信号を出力する。   On the other hand, the operation of D-FF • A15, D-FF • A16, D-FF • B19 and D-FF • B20 will be described. Output signals of “L” level (0 V) are output from the output terminals Q of D-FF • A15, D-FF • A16, D-FF • B19 and D-FF • B20.

D−FF・A15およびD−FF・B19と接続する否定論理和であるNORゲートe27からは”H”レベルの出力信号を出力する。そして、NORゲートe27と接続する充電スイッチFETe40は、スイッチONの状態であり、バッテリーb37は太陽電池4から充電される。   The NOR gate e27, which is a negative OR connected to the D-FF · A15 and D-FF · B19, outputs an “H” level output signal. The charging switch FETe40 connected to the NOR gate e27 is in the switch ON state, and the battery b37 is charged from the solar cell 4.

また、D−FF・A15およびD−FF・B19と接続している論理和しているORゲートb25からは”L”レベル(0V)の出力信号が出力される。そして、ORゲートb25と接続するバッテリーb37の放電スイッチFETb34は、スイッチOFFの状態であり、バッテリーb37は負荷回路とは接続していない。   Further, an OR signal b25 connected to D-FF • A15 and D-FF • B19 outputs an “L” level (0 V) output signal. The discharge switch FETb34 of the battery b37 connected to the OR gate b25 is in the switch OFF state, and the battery b37 is not connected to the load circuit.

さらに、D−FF・A16およびD−FF・B20と接続する否定論理和であるNORゲートf31からは”H”レベルの出力信号を出力する。そして、NORゲートf31と接続する充電スイッチFETf41は、スイッチONの状態であり、バッテリーc38は太陽電池4から充電される。   Furthermore, an output signal of “H” level is output from the NOR gate f31 which is a negative OR connected to the D-FF • A16 and the D-FF • B20. The charge switch FETf41 connected to the NOR gate f31 is in the switch ON state, and the battery c38 is charged from the solar cell 4.

また、D−FF・A16およびD−FF・B20と接続している論理和しているORゲートc29からは”L”レベル(0V)の出力信号が出力される。そして、ORゲートc29と接続するバッテリーc38の放電スイッチFETb34は、スイッチOFFの状態であり、バッテリーc38とは負荷回路と接続していない。   Further, an output signal of “L” level (0 V) is output from the OR gate c29 which is connected to D-FF • A16 and D-FF • B20. The discharge switch FETb34 of the battery c38 connected to the OR gate c29 is in the switch OFF state and is not connected to the load circuit with the battery c38.

その後、バッテリーa36から負荷回路に給電しているうちに、バッテリーa36から供給される電力が減り、Vaが低下することで、3つのバッテリー電圧レベルの関係がVa>Vb>VcからVb>Va>Vcの関係になったとする。すると、バッテリー選択回路12は、ANDゲートa136から”L”レベル(0V)、そしてANDゲートb137から”H”レベルの出力信号を出力する。   Thereafter, while power is supplied from the battery a36 to the load circuit, the power supplied from the battery a36 decreases and Va decreases, so that the relationship between the three battery voltage levels is Va> Vb> Vc to Vb> Va>. Suppose that the relationship is Vc. Then, the battery selection circuit 12 outputs an output signal of “L” level (0 V) from the AND gate a136 and “H” level from the AND gate b137.

さらに、電圧Vaが低下して、3つのバッテリー電圧レベルの関係がVb>Vc>Vaになり、かつV_RESET1電圧以下まで低下した瞬間に、リセットICa42が再び動作して、一定時間”L”レベル(0V)の出力信号であるRESET1信号を出力する。   Further, at the instant when the voltage Va decreases and the relationship between the three battery voltage levels becomes Vb> Vc> Va and decreases to the V_RESET1 voltage or lower, the reset ICa 42 operates again to maintain the “L” level ( 0V) is output as a RESET1 signal.

すると、リセットICa42と接続するD−FF・A14〜16とD−FF・B18〜20のCLK端子に立ち上がりパルスが供給され、D−FF・A14〜16とD−FF18〜20・Bは”D”端子の信号レベルをラッチする。   Then, a rising pulse is supplied to the CLK terminals of D-FF • A14 to 16 and D-FF • B18 to 20 connected to the reset ICa42, and D-FF • A14 to 16 and D-FF18 to 20 • B are “D”. "Latch the signal level of the terminal.

このとき、バッテリー選択回路12は、ANDゲートb137から”H”レベルの出力信号を出力しているため、ラッチ回路A13ではD−FF・A15のQ端子のみから”H”レベルの出力信号が出力される。また、ラッチ回路B17では、3つのバッテリー電圧レベルの関係がVa>Vb>Vcのときに、D−FF・A14のQ端子のみが”H”レベルの出力信号をラッチしていたため、このときのラッチで、D−FF・B18のみ”H”レベルの出力信号が出力される。   At this time, since the battery selection circuit 12 outputs an “H” level output signal from the AND gate b137, the latch circuit A13 outputs an “H” level output signal only from the Q terminal of the D-FF • A15. Is done. In the latch circuit B17, when the relationship between the three battery voltage levels is Va> Vb> Vc, only the Q terminal of the D-FF • A14 latches the output signal of “H” level. The latch outputs an output signal of “H” level only to D-FF · B18.

D−FF・B15のQ端子から”H”レベルの出力信号が出力されため、NORゲートe27からは”L”レベル(0V)の出力信号が出力される。そして、NORゲートe27は、接続するトランジスターe28に出力信号を出力することで、バッテリーb37の充電スイッチFETe40は、スイッチOFFの状態となり、バッテリーb37は、充電回路から切り離される。   Since an “H” level output signal is output from the Q terminal of the D-FF · B15, an “L” level (0 V) output signal is output from the NOR gate e27. Then, the NOR gate e27 outputs an output signal to the transistor e28 to be connected, whereby the charge switch FETe40 of the battery b37 is turned off, and the battery b37 is disconnected from the charging circuit.

また、ORゲートb25は”H”レベルの出力信号を出力し、接続するトランジスターb26を介して、バッテリーb37の放電スイッチFETb34をスイッチONの状態にし、バッテリーb37は負荷回路と接続し、電力供給を開始する。   The OR gate b25 outputs an “H” level output signal, the discharge switch FETb34 of the battery b37 is turned on via the connected transistor b26, and the battery b37 is connected to the load circuit to supply power. Start.

さらに、D−FF・B18のQ端子から”H”レベルの出力信号が出力されているため、ORゲートa21も”H”レベルの出力信号を出力している。つまり、バッテリーa36の放電スイッチFETa33は、スイッチONの状態のままであり、バッテリーa36は負荷回路に継続して接続する(図4のC点)。   Further, since an “H” level output signal is output from the Q terminal of the D-FF • B 18, the OR gate a 21 also outputs an “H” level output signal. That is, the discharge switch FETa33 of the battery a36 remains in the ON state, and the battery a36 is continuously connected to the load circuit (point C in FIG. 4).

しかし、このときバッテリーa36の電圧Vaは、バッテリーb37の電圧Vbと比べて大幅に低下しているため、そのためバッテリーa36と接続する放電スイッチFETa33は逆バイアスとなり、バッテリーa36は負荷回路に電力を供給せず、電圧Vaは徐々に上昇していく(図4のC〜D点)。   However, at this time, the voltage Va of the battery a36 is significantly lower than the voltage Vb of the battery b37. Therefore, the discharge switch FETa33 connected to the battery a36 is reverse-biased, and the battery a36 supplies power to the load circuit. The voltage Va gradually increases (points C to D in FIG. 4).

やがて、バッテリーa36の電圧Vaとバッテリーb37の電圧Vbは、同じになる(図4のD点)。   Eventually, the voltage Va of the battery a36 and the voltage Vb of the battery b37 become the same (point D in FIG. 4).

そして、バッテリーa36とバッテリーb37は、並列に負荷回路に接続されている状態となり、負荷回路に電力を供給する(図4のD〜E点)。   The battery a36 and the battery b37 are connected to the load circuit in parallel, and supply power to the load circuit (points D to E in FIG. 4).

バッテリーa36とバッテリーb37の電力供給が減少し、両バッテリーの電圧の和であるVb+Vaが、V_RESET1電圧以下まで低下したときは、今度はこの状態で最も電圧が高いバッテリーc38がバッテリー選択回路12によって選択される(図4のE点)。   When the power supply of the battery a36 and the battery b37 decreases and the voltage Vb + Va, which is the sum of the voltages of both batteries, drops below the V_RESET1 voltage, the battery c38 having the highest voltage in this state is selected by the battery selection circuit 12 this time. (Point E in FIG. 4).

なお、このときのVaおよびVbは、初めのVaおよびVbに比べ、小さい電圧レベルのものである。   Note that Va and Vb at this time are of a lower voltage level than the initial Va and Vb.

一方、バッテリーb37は負荷回路に接続し続け、バッテリーc38とバッテリーb37が並列に負荷回路に接続し、両バッテリーが負荷回路に電力を供給する(図4のE〜F点)。   On the other hand, the battery b37 continues to be connected to the load circuit, the battery c38 and the battery b37 are connected to the load circuit in parallel, and both batteries supply power to the load circuit (points E to F in FIG. 4).

そして、Vc>Vb>Vaになったとき、D−FF・A14とD−FF・B18のQ端子の出力信号はともに“L”レベルなので、放電スイッチFETa33はスイッチOFFの状態、充電スイッチFETd39はONの状態となる(図4のE〜G点)。そのため、バッテリーa36は太陽電池4からの充電が可能であり、また充電後、放電を行うことも可能である。   When Vc> Vb> Va, the output signals at the Q terminals of D-FF • A14 and D-FF • B18 are both “L” level, so that the discharge switch FETa33 is in the OFF state and the charge switch FETd39 is It becomes an ON state (points E to G in FIG. 4). Therefore, the battery a36 can be charged from the solar battery 4, and can be discharged after charging.

このように、放電を行っていないバッテリーを太陽電池4等で充電することで、電源装置101がAC電源100と接続されていない場合でも、充放電制御装置102から電子機器103に電力を供給でき、長時間使用することが出来る。   In this way, by charging a battery that has not been discharged with the solar battery 4 or the like, even when the power supply apparatus 101 is not connected to the AC power supply 100, power can be supplied from the charge / discharge control apparatus 102 to the electronic device 103. Can be used for a long time.

もし、太陽電池4等が接続されていない場合は、各バッテリーの電圧がV_RESET1電圧以下になるまで、バッテリー間の切り換えを繰り返し、全てのバッテリーの電圧がV_RESET1電圧以下になった時に、バッテリーの切り換え動作は停止し、どれか2つのバッテリーが負荷回路に接続されたままになる。   If the solar cell 4 or the like is not connected, the switching between the batteries is repeated until the voltage of each battery becomes equal to or lower than the V_RESET1 voltage. When all the battery voltages become equal to or lower than the V_RESET1 voltage, the battery is switched. Operation stops and any two batteries remain connected to the load circuit.

この状態でバッテリー電圧は低下していき、V_RESET2電圧以下になったときに、リセットICb44が動作する。そしてリセットICb44からは、これと接続する全てのD−FFに、クリア信号であるRESET2信号が出力されることで、全てのD−FFはリセット状態になる。このことで、全てのD−FFのQ端子からは、”L”レベル(0V)の出力信号を出力する。   In this state, the battery voltage decreases, and the reset ICb 44 operates when the voltage becomes equal to or lower than the V_RESET2 voltage. Then, the reset ICb 44 outputs a RESET2 signal, which is a clear signal, to all D-FFs connected thereto, so that all D-FFs are in a reset state. Thus, an output signal of “L” level (0 V) is output from the Q terminals of all D-FFs.

また、全てD−FFの反転Qからは”H”レベルの出力信号を出力する。これにより放電スイッチFETa33、FETb34およびFETc35は、スイッチOFFの状態になり、各バッテリーは負荷回路と切り離され、これにより負荷回路の動作が停止する。   Further, an output signal of “H” level is output from the inversion Q of D-FF. As a result, the discharge switches FETa33, FETb34, and FETc35 are turned off, and each battery is disconnected from the load circuit, whereby the operation of the load circuit is stopped.

なお、この図4では、3つのバッテリーのうちバッテリーa36の電圧であるVaが、初め最も高いものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。   In FIG. 4, Va, which is the voltage of the battery a36 among the three batteries, has been described as being the highest at first, but the present invention is not limited to this.

また、本発明の実施例では、3つのバッテリーを例として挙げたが、4つ以上でも適用できる。   In the embodiment of the present invention, three batteries are given as an example, but four or more batteries can be applied.

以上説明したように、本発明は、負荷回路の電圧が一定以下に低下したのを契機としてバッテリー比較選択回路の結果をラッチ・保持するラッチ回路A13を設け、さらに一つ前の選択結果をラッチ・保持するラッチ回路B17を設け、二つのラッチ回路の出力を論理和した値で各放電スイッチをスイッチON/OFFの状態に切り換え制御する構成にした。このことで、バッテリー切り換え時でも、接続していたバッテリーも引き続き負荷回路に接続するので、電力の瞬停がなく安定したバッテリーの切り換えが可能になる。   As described above, the present invention provides the latch circuit A13 that latches and holds the result of the battery comparison selection circuit when the voltage of the load circuit drops below a certain level, and further latches the previous selection result. A latch circuit B17 for holding is provided, and each discharge switch is controlled to be switched ON / OFF by a value obtained by logically summing the outputs of the two latch circuits. As a result, even when the battery is switched, the connected battery is continuously connected to the load circuit, so that it is possible to switch the battery stably without instantaneous power interruption.

また、二つのラッチ回路の出力を否定論理和した値で各充電スイッチをスイッチON/OFFの状態に切り換え制御することで、放電時には充電回路が切り離され、充電回路の機能低下や破損を防止できる。   In addition, by controlling each charging switch to the switch ON / OFF state with a negative logical sum of the outputs of the two latch circuits, the charging circuit is disconnected at the time of discharging, thereby preventing deterioration and breakage of the charging circuit. .

さらに、バッテリーが放電していないときは、外部の充電回路や太陽電池でバッテリーを充電でき、複数のバッテリーで充電・放電を切り換えながら、AC電源に接続されていない電子機器を長時間駆動することが可能になる。   In addition, when the battery is not discharged, the battery can be charged by an external charging circuit or solar cell, and the electronic devices not connected to the AC power source can be driven for a long time while switching between charging and discharging with multiple batteries. Is possible.

本発明の充放電制御装置の回路構成。The circuit structure of the charging / discharging control apparatus of this invention. 各バッテリー電圧レベルの関係とバッテリー比較回路の比較結果とバッテリー選択回路出力の関係を示す真理値表。A truth table showing the relationship between each battery voltage level, the comparison result of the battery comparison circuit and the output of the battery selection circuit. Dタイプのフリップ・フロップの真理値表。Truth table for D-type flip-flops. 本発明の動作タイミングチャート。The operation | movement timing chart of this invention. 装置間の接続関係を示したブロック図。The block diagram which showed the connection relation between apparatuses.

符号の説明Explanation of symbols

1…バッテリー充電回路a、2…バッテリー充電回路b、3…バッテリー充電回路c、4…太陽電池、5…ダイオードa、6…ダイオードb、7…ダイオードc、8…バッテリー電圧比較回路、9…コンパレータa、10…コンパレータb、11…コンパレータc、12…バッテリー選択回路、13…ラッチ回路A、14,15,16…D−FF・A、17ラッチ回路B、18,19,20…D−FF・B、21…ORゲートa、22…トランジスターa、23…NORゲートd、24…トランジスターd、25…ORゲートb、26…トランジスターb、27…NORゲートe、28…トランジスターe、29…ORゲートc、30…トランジスターc、31…NORゲートf、32…トランジスターf、33…FETa、34…FETb、35…FETc、36…バッテリーa、37…バッテリーb、38…バッテリーc、39…FETd、40…FETe、41…FETf、42…リセットICa、43…インバーター、44…リセットICb、45…ダイオード、100…AC電源、101…電源装置、102…充放電制御装置、103…電子機器、136…ANDゲートa、137…ANDゲートb、138…ANDゲートc、236…インバーターゲートa、237…インバーターゲートb、238…インバーターゲートc。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery charging circuit a, 2 ... Battery charging circuit b, 3 ... Battery charging circuit c, 4 ... Solar cell, 5 ... Diode a, 6 ... Diode b, 7 ... Diode c, 8 ... Battery voltage comparison circuit, 9 ... Comparator a, 10 ... Comparator b, 11 ... Comparator c, 12 ... Battery selection circuit, 13 ... Latch circuit A, 14, 15, 16 ... D-FF • A, 17 Latch circuit B, 18, 19, 20 ... D- FF · B, 21 ... OR gate a, 22 ... transistor a, 23 ... NOR gate d, 24 ... transistor d, 25 ... OR gate b, 26 ... transistor b, 27 ... NOR gate e, 28 ... transistor e, 29 ... OR gate c, 30 ... transistor c, 31 ... NOR gate f, 32 ... transistor f, 33 ... FETa, 34 ... FETb 35 ... FETc, 36 ... battery a, 37 ... battery b, 38 ... battery c, 39 ... FETd, 40 ... FETe, 41 ... FETf, 42 ... reset ICa, 43 ... inverter, 44 ... reset ICb, 45 ... diode, 100 ... AC power supply 101 ... Power supply apparatus 102 ... Charge / discharge control apparatus 103 ... Electronic equipment 136 ... AND gate a 137 ... AND gate b 138 ... AND gate c 236 ... Inverter gate a 237 ... Inverter gate b 238 ... Inverter gate c.

Claims (4)

電源に接続した電源装置と、負荷回路を有する電子機器とに接続した充放電制御装置において、
前記電子機器の負荷回路に接続する3つ以上の充放電可能なバッテリーと、前記各バッテリーに接続し、且つ前記各バッテリーを充電する充電回路と、前記各充電回路と前記各バッテリーとを接続および切断する充電スイッチと、前記各バッテリーと前記負荷回路とを接続および切断する放電スイッチと、前記各バッテリーに接続し、前記各バッテリーの電圧レベルを比較する比較回路と、前記比較回路に接続し、且つ前記比較回路での電圧レベルの比較結果を受け、最も電圧レベルが高いバッテリーを逐次選択する選択回路と、前記負荷回路の電圧が所定の電圧レベル以下に低下したのを検知し、トリガー信号を出力する検知手段と、前記選択回路に接続し、前記選択回路からのバッテリー選択結果を受信し、前記トリガー信号により、選択結果を保持する第1の記憶手段と、前記第1の記憶手段に接続し、前記第1の記憶手段が保持している選択結果の出力信号を受信し且つ保持する第2の記憶手段と、前記第1の記憶手段と第2の記憶手段の保持内容の出力信号をもとに、前記各放電スイッチと前記各充電スイッチの切り換えを制御する充放電制御手段とを設けたことを特徴とする充放電制御装置。
In a charge / discharge control device connected to a power supply device connected to a power supply and an electronic device having a load circuit,
Three or more chargeable / dischargeable batteries connected to a load circuit of the electronic device, a charging circuit connected to each battery and charging each battery, and connecting each charging circuit and each battery; A charge switch for disconnecting, a discharge switch for connecting and disconnecting each battery and the load circuit, a comparison circuit for connecting to each battery and comparing the voltage level of each battery, and connecting to the comparison circuit, And, according to the comparison result of the voltage level in the comparison circuit, a selection circuit that sequentially selects the battery having the highest voltage level, and detects that the voltage of the load circuit has dropped below a predetermined voltage level, and generates a trigger signal Connected to the detection means for outputting and the selection circuit, receives the battery selection result from the selection circuit, and selects by the trigger signal. A first storage means for holding a result; a second storage means connected to the first storage means for receiving and holding an output signal of the selection result held by the first storage means; A charge / discharge control means for controlling switching of each discharge switch and each charge switch based on an output signal of contents held in the first storage means and the second storage means is provided. Charge / discharge control device.
前記充電回路は太陽電池と接続していることを特徴とする請求項1記載の充放電制御装置。   The charge / discharge control device according to claim 1, wherein the charging circuit is connected to a solar battery. 前記第1の記憶手段と前記第2の記憶手段にD型フリップ・フロップを用いたことを特徴とする請求項1記載の充放電制御装置。   2. A charge / discharge control apparatus according to claim 1, wherein a D-type flip-flop is used for said first storage means and said second storage means. 前記充放電制御手段は、前記各充電スイッチがスイッチONの状態にし、前記各充電スイッチのスイッチON状態の後、前記負荷回路の電圧が第1の電圧レベル以下に低下し、前記選択回路が最も電圧レベルの高いバッテリー一つを選択されたとき、前記第1の記憶手段は前記選択回路からの第1の出力信号および前記検知手段からの第1のトリガー信号を受信し、前記第1出力信号と前記第1のトリガー信号の受信に基づいた第1の前記第1記憶手段による出力信号を前記第2の記憶手段に送り、前記第2の記憶手段は前記第1のトリガー信号と第1の前記第1記憶手段による出力信号に基づいた第1の前記第2記憶手段による出力信号を前記充放電制御手段に送り、前記充放電制御手段は、前記最も電圧レベルが高いバッテリーに接続されている放電スイッチをスイッチONの状態、充電スイッチをスイッチOFFの状態にし、前記最も電圧レベルが高いバッテリーに接続されている以外の放電スイッチをスイッチOFFの状態、充電スイッチをスイッチONの状態にし、その後、前記負荷回路の電圧が前記第2の電圧レベルに低下したとき、前記第1の記憶手段は、前記選択回路からの第2の出力信号および前記検知手段からの第2のトリガー信号を受信し、前記第2出力信号と前記第2のトリガー信号の受信に基づいた第2の前記第1記憶手段による出力信号を前記第2の記憶手段に送り、前記第2の記憶手段は、前記第2のトリガー信号と第2の前記第1記憶手段による出力信号に基づいた第2の前記第2記憶手段による出力信号を前記充放電制御手段に送ることで、前記充放電制御手段は、前記最も電圧レベルの高いバッテリーと2番目に電圧レベルの高いバッテリーに接続している放電スイッチをスイッチONの状態、充電スイッチをスイッチOFFの状態に制御することを特徴とする請求項1記載の充放電制御装置を用いる充放電制御方法。   The charging / discharging control means is configured so that each charging switch is in a switch ON state, and after the charging switch is in a switch ON state, the voltage of the load circuit decreases to a first voltage level or less, and the selection circuit is the most When one battery having a high voltage level is selected, the first storage means receives the first output signal from the selection circuit and the first trigger signal from the detection means, and the first output signal And an output signal from the first storage means based on the reception of the first trigger signal is sent to the second storage means, and the second storage means is connected to the first trigger signal and the first trigger signal. The output signal from the first storage means based on the output signal from the first storage means is sent to the charge / discharge control means, and the charge / discharge control means is connected to the battery having the highest voltage level. The discharge switch is turned on, the charge switch is turned off, the discharge switches other than those connected to the battery having the highest voltage level are turned off, the charge switch is turned on, Thereafter, when the voltage of the load circuit drops to the second voltage level, the first storage means receives the second output signal from the selection circuit and the second trigger signal from the detection means. The second output means and the second storage means based on the reception of the second output signal and the second trigger signal are sent to the second storage means, and the second storage means The second trigger signal and the second output signal from the second storage means based on the second output signal from the first storage means to the charge / discharge control means, The charge / discharge control means controls the discharge switch connected to the battery having the highest voltage level and the battery having the second highest voltage level to an ON state and a charge switch to an OFF state. A charge / discharge control method using the charge / discharge control apparatus according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20180051238A (en) * 2016-11-08 2018-05-16 박성현 Energy harvesting type beacon system and control method thereof
WO2024022219A1 (en) * 2022-07-27 2024-02-01 联合汽车电子有限公司 Latching circuit

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