JP2010015310A - Electronic apparatus, power supply control method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のバッテリを使用する電子機器、電源制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an electronic device using a plurality of batteries, a power supply control method, and a program.
従来、複数のバッテリパックのそれぞれが本来持つ容量のすべてを効率的に放電させるように制御して、放電時間が不本意に短縮される不経済性と非効率を解消することを目的とし、2つのバッテリパックを交互に放電と停止を一定時間毎に時分割して数回ずつ、少なくとも2回以上繰り返すように制御する技術が考えられていた。(例えば、特許文献1)
上記特許文献1に記載された技術では、複数のバッテリが本来持つ容量が等しく、且つ残量も等しい場合には有効であると考えられる。その反面、元の容量が大幅に異なる複数のバッテリを用いる場合、あるいは残量が異なる複数のバッテリを用いる場合には対処することができず、上述したような制御を行なうことで、その一方のバッテリの残量がまだ充分にある状態にも拘わらず、他方のバッテリが完全放電し、結果として複数のバッテリを有効に活用できない事態に至る可能性も考えられる。
The technique described in
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数のバッテリ個々の残量を考慮して電力をより有効に活用することが可能な電子機器、電源制御方法及びプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic device and a power supply control that can more effectively use power in consideration of the remaining amount of each of a plurality of batteries. It is to provide a method and a program.
請求項1記載の発明は、電源となる複数の電池と、上記複数の電池のうちの1つが供給する電力により動作する負荷と、上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチング手段と、上記複数の電池それぞれの残量を検出する検出手段と、上記検出手段で検出した上記複数の電池の各残量に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチング手段を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させる制御手段とを具備したことを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, a plurality of batteries serving as a power source, a load operated by power supplied from one of the plurality of batteries, and switching for switching power supply paths from the plurality of batteries to the load Means for detecting the remaining amount of each of the plurality of batteries, and a unit supply time for each battery for supplying power to the load according to each remaining amount of the plurality of batteries detected by the detecting unit. And a control unit that cyclically switches the switching unit according to the calculation result and supplies power to the load from one of the plurality of batteries.
請求項2記載の発明は、上記請求項1記載の発明は、上記スイッチング手段と上記負荷との間に、スイッチング手段を経て供給されてくる電力を一時的に蓄える蓄電手段をさらに具備し、上記制御手段は、上記蓄電手段の時間特性に応じて、上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間中の上記スイッチング手段による導通時間を算出することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, the first aspect of the invention further includes a power storage unit that temporarily stores electric power supplied via the switching unit between the switching unit and the load. The control means calculates a conduction time by the switching means during a unit supply time for each battery that supplies power to the load according to the time characteristic of the power storage means.
請求項3記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記検出手段は、上記複数の電池それぞれの端子電圧を検出する電圧検出手段と、上記複数の電池それぞれの温度を検出する温度検出手段と、上記複数の電池それぞれに対応した、温度及び端子電圧値と残量とを関連付けたテーブルを記憶したテーブル記憶手段とをさらに具備し、上記電圧検出手段で検出した端子電圧、及び上記温度検出手段で検出した温度により上記テーブル記憶手段のテーブルを参照して上記複数の電池それぞれの残量を取得することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the detection means includes a voltage detection means for detecting a terminal voltage of each of the plurality of batteries, and a temperature detection for detecting the temperature of each of the plurality of batteries. And a table storage means for storing a table in which the temperature, terminal voltage value and remaining amount are associated with each of the plurality of batteries, the terminal voltage detected by the voltage detection means, and the temperature The remaining amount of each of the plurality of batteries is acquired by referring to the table of the table storage unit based on the temperature detected by the detection unit.
請求項4記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記検出手段による複数の電池それぞれの残量の検出と、上記制御手段による上記複数の電池の各残量に応じた上記各電池毎の単位供給時間の算出とを定期的に実行することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, each of the batteries according to the detection of the remaining amount of each of the plurality of batteries by the detection unit and the remaining amount of the plurality of batteries by the control unit. The calculation of the unit supply time for each unit is periodically executed.
請求項5記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記検出手段は、上記放電能力記憶手段が記憶する上記複数の電池それぞれの放電能力を、上記複数の電池それぞれの残量に代えて検出し、検出した上記複数の電池それぞれの放電能力を随時更新記憶し、上記制御手段は、上記検出手段が記憶した上記複数の電池の各放電能力に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチング手段を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the detection means replaces the discharge capacity of each of the plurality of batteries stored in the discharge capacity storage means with the remaining amount of each of the plurality of batteries. Each of the plurality of detected batteries is updated and stored as needed, and the control means supplies power to the load according to the discharge capacity of the plurality of batteries stored by the detection means. A unit supply time for each battery is calculated, the switching means is cyclically switched according to the calculation result, and power is supplied from one of the plurality of batteries to the load.
請求項6記載の発明は、上記請求項1記載の発明において、上記検出手段は、上記複数の電池それぞれの端子電圧を検出する電圧検出手段と、上記複数の電池それぞれの温度を検出する温度検出手段と、上記複数の電池それぞれに対応した、温度及び端子電圧値と放電能力とを関連付けたテーブルを記憶したテーブル記憶手段とをさらに具備し、上記複数の電池それぞれの残量に代えて、上記電圧検出手段で検出した端子電圧、及び上記温度検出手段で検出した温度により上記テーブル記憶手段のテーブルを参照して上記複数の電池それぞれの放電能力を取得し、上記制御手段は、上記検出手段で検出した上記複数の電池の各放電能力に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチング手段を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the detection means includes a voltage detection means for detecting a terminal voltage of each of the plurality of batteries, and a temperature detection for detecting a temperature of each of the plurality of batteries. And a table storage means for storing a table in which the temperature and the terminal voltage value and the discharge capacity are associated with each of the plurality of batteries, instead of the remaining amount of each of the plurality of batteries, Based on the terminal voltage detected by the voltage detection means and the temperature detected by the temperature detection means, the discharge capacity of each of the plurality of batteries is acquired by referring to the table of the table storage means, and the control means is the detection means. The unit supply time for each battery that supplies power to the load is calculated according to the detected discharge capacity of the plurality of batteries, and the switch is calculated according to the calculation result. Switching the grayed means cyclically, characterized in that to supply power to one because the load of the plurality of batteries.
請求項7記載の発明は、電源となる複数の電池、上記複数の電池のうちの少なくとも1つが供給する電力により動作する負荷、及び上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチ回路を備えた電子機器での電源制御方法であって、上記複数の電池それぞれの残量を検出する検出工程と、上記検出工程で検出した上記複数の電池の各残量に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチ回路を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させる制御工程とを有したことを特徴とする。
The invention according to
請求項8記載の発明は、電源となる複数の電池、上記複数の電池のうちの少なくとも1つが供給する電力により動作する負荷、及び上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチ回路を備えた電子機器が内蔵するコンピュータが実行するプログラムであって、上記複数の電池それぞれの残量を検出する検出ステップと、
上記検出ステップで検出した上記複数の電池の各残量に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチ回路を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させる制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, there are provided a plurality of batteries serving as a power source, a load operated by power supplied from at least one of the plurality of batteries, and a switch for switching power supply paths from the plurality of batteries to the load. A program executed by a computer built in an electronic device including a circuit, and detecting a remaining amount of each of the plurality of batteries;
A unit supply time for each battery that supplies power to the load is calculated according to each remaining amount of the plurality of batteries detected in the detection step, and the switch circuit is cyclically switched according to the calculation result, And a control step of supplying power to the load from one of the batteries.
本発明によれば、複数のバッテリ個々の残量を考慮して電力をより有効に活用することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to more effectively use electric power in consideration of the remaining amount of each of a plurality of batteries.
(第1の実施形態)
以下図面を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。
本実施形態では、バッテリの数が2である電子機器1を例にとってその構成と動作を説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the present embodiment, the configuration and operation of the
図1は、同実施形態に係る電子機器1の制御系と電源系を抽出して概略構成を示すブロック図である。同図で、バッテリ選択切換回路10内に2つのバッテリ10A,10BとスイッチSW1,SW2、及びコンデンサC1,C2を備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration by extracting a control system and a power supply system of the
バッテリ10Aの供給する電力はスイッチSW1を介して、バッテリ10Bの供給する電力はスイッチSW2を介して、共に電圧整合回路20に与えられる。電圧整合回路20は、例えば降圧型DC−DCコンバータで構成され、与えられた電力を安定化、定電圧化してから負荷回路30に供給する。
The electric power supplied from the
上記バッテリ選択切換回路10のスイッチSW1,SW2は、いずれも制御回路40からのオン/オフ制御信号によって開閉制御され、そのいずれか一方の電力が上記電圧整合回路20を介して負荷回路30へ供給される。
The switches SW1 and SW2 of the battery
また制御回路40は、バッテリ10A,10Bからの電圧情報及び残量情報を入力する。
The
上記バッテリ選択切換回路10内のコンデンサC1,C2は、バッテリ10A,10BからスイッチSW1,SW2を介して間欠的に消費される電流に対し、各バッテリ10A,10Bの出力電流を平均化する目的で挿入される。
The capacitors C1 and C2 in the battery
次に図2により上記電子機器1の主としてバッテリ選択切換回路10及び電圧整合回路20の具体的な構成について説明する。
スイッチSW1,SW2Aはいずれも、2つのpチャネルFETと2つの保護ダイオードをシリーズ接続して構成される。
スイッチSW1を例にとって説明すると、バッテリ10Aからの電圧V1がpチャネルの第1のFET1のドレインに印加される。同FET1のドレインに保護ダイオードD1のアノードが接続され、同FET1のソースに同保護ダイオードD1のカソードが接続される。FET1のゲートには制御回路40からのオン/オフ信号O/O1が与えられる。
Next, specific configurations of the battery
Each of the switches SW1 and SW2A is configured by connecting two p-channel FETs and two protection diodes in series.
Taking the switch SW1 as an example, the voltage V1 from the
また、pチャネルの第2のFET2のソースが上記FET1のソースと接続されると共に、保護ダイオードD2のカソードと接続される。同FET2のドレインが同保護ダイオードD2のアノード及び上記電圧整合回路20のダイオードD3のカソード及びインダクタLの一端と接続される。FET2のゲートには制御回路40からのオン/オフ信号O/O2が与えられる。
The source of the p-channel
さらに、バッテリ10A,10Bにはそれぞれ電圧残量検出回路11A,11Bが接続される。これら電圧残量検出回路11A,11Bは、バッテリの電圧と残量とを検出する機能を備えた汎用ICとして一般的に普及しており、きわめて周知の技術であるので、本実施形態では詳細な構成と動作については省略するが、上述した如く検出した電圧情報及び残量情報はいずれも上記制御回路40に送出される。
Further, the remaining
電圧整合回路20は、上述した如く降圧型DC−DCコンバータであり、ダイオードD3とインダクタL、及びコンデンサC3で構成される。スイッチSW1,SW2を介して送られてくるバッテリ10A,10Bのいずれか一方の電圧が、アノードを接地したダイオードD3のカソードとインダクタLの一端とに印加される。インダクタLの他端は、一端を接地したコンデンサC3の田谷接続されると共に負荷回路30と接続される。同負荷回路30との接続点位置での電圧V0が制御回路40により検出される。
As described above, the
制御回路40は、RTC(Real Time Clock)を内蔵したCPUと、DRAMで構成されたメインメモリ、及び不揮発性メモリで構成され、動作プログラムや固定データ等を記憶したプログラムメモリで構成され、CPUがプログラムメモリから読出した動作プログラム及び固定データをメインメモリ上に展開して処理を実行することで、この電子機器1内の制御動作を司る。
The
次に上記実施形態の動作について説明する。
ここでは、負荷回路30の消費電力が事前の評価により把握できており、固定データとして制御回路30内のプログラムメモリに記憶しているものとする。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
Here, it is assumed that the power consumption of the
また、以下の動作例にあっては、説明を簡易にするために、ダイオードD1,D2の順方向バイアス電圧VFやスイッチSW1,SW2のオン電圧は理想的な状態、すなわち0[V]であるものとする。 Further, in the following operation example, the forward bias voltage VF of the diodes D1 and D2 and the ON voltage of the switches SW1 and SW2 are in an ideal state, that is, 0 [V], for the sake of simplicity. Shall.
まず本実施形態での基本的な動作について述べておく。
電源オン時に、まずスイッチSW1をオンにすると、バッテリ10AからスイッチSW1、電圧整合回路20のインダクタLを介して負荷回路30に電流が流れる。このときインダクタLには、電流値に応じたエネルギーが蓄えられる。次にスイッチSW1をオフにすると、バッテリ10Aからの電流が流れなくなるが、代わってインダクタLに蓄えられていたエネルギーがダイオードD3を介して放出され、負荷回路30に電流が流れ、蓄えられていたエネルギー分すべてが流れ終えた時点で、インダクタLでの電流値は初期値である「0(ゼロ)」に戻る。
First, the basic operation in this embodiment will be described.
When the switch SW1 is first turned on when the power is turned on, a current flows from the
次にスイッチSW2をオンにすると、バッテリ10BからスイッチSW2、電圧整合回路20のインダクタLを介して負荷回路30に電流が流れる。このときインダクタLには、電流値に応じたエネルギーが蓄えられる。次にスイッチSW2をオフにすると、バッテリ10Bからの電流が流れなくなるが、代わってインダクタLに蓄えられていたエネルギーがダイオードD3を介して放出され、負荷回路30に電流が流れ、蓄えられていたエネルギー分すべてが流れ終えた時点で、インダクタLでの電流値は初期値である「0(ゼロ)」に戻る。
Next, when the switch SW2 is turned on, a current flows from the
このサイクルを1周期として、スイッチSW1のオン/オフとスイッチSW2のオン/オフとを順次繰返す。 With this cycle as one period, ON / OFF of the switch SW1 and ON / OFF of the switch SW2 are sequentially repeated.
上記1周期をT、スイッチSW1をオンしている期間をt1、スイッチSW2をオンしている期間をt2、スイッチSW1をオンしてから次にスイッチSW2をオンするまでの期間をT1、スイッチSW2をオンしてから次の周期でスイッチSW1をオンするまでの期間をT2とした時の、インダクタLに流れる電流とスイッチSW1,SW2に流れる電流の波形を図3及び図4に示す。 T1 is the period in which the switch SW1 is turned on, t2 is the period in which the switch SW2 is turned on, t2 is the period in which the switch SW1 is turned on after the switch SW1 is turned on, and the switch SW2 FIGS. 3 and 4 show waveforms of the current flowing through the inductor L and the currents flowing through the switches SW1 and SW2, when T2 is a period from when the switch is turned on to when the switch SW1 is turned on in the next cycle.
図3は負荷回路30に流れる電流が一時的に途絶える不連続モード、図4は負荷回路30に連続して電流が流れる連続モードを示し、両図とも、(A)がインダクタLに流れる電流、(B)がスイッチSW1,SW2に流れる電流の各波形を示す。
3 shows a discontinuous mode in which the current flowing through the
各バッテリ10A,10Bから放出されるエネルギー量は、対応するスイッチがオンしている間に流れる電流値に、バッテリの電圧を乗じたものであり、平均電力は、各オンしている期間tn(この場合、n:1,2)の期間Tnに対する割合を乗じたものであるから、周期Tに占める上記オンしている期間t1,t2の割合を制御することにより、各バッテリ10A,10Bの消費電力の割合を任意に設定して制御する。
The amount of energy released from each of the
図5は、電子機器1の電源がオンされている間、制御回路40がバッテリ10A,10Bの電力を電圧整合回路20を介して負荷回路30に供給する際に実行する処理内容を示すものである。
FIG. 5 shows the processing contents executed when the
制御回路40は、電源オン時にまずバッテリ選択切換回路10のバッテリ10A,10Bの残量情報を電圧残量検出回路11A,11Bにより取得する動作を開始させ、以後その取得動作を継続する(ステップS101)。
When the power is turned on, the
次に、各バッテリ10A,10Bの残量と電圧整合回路20のインダクタLの特性から、バッテリ10Aの電力を連続して供給する時間t1とサイクル周期T1、及びバッテリ10Bの電力を連続して供給する時間t2とサイクル周期T2を算出する(ステップS102)。
Next, from the remaining amount of each
ここで、
バッテリ10Aの残量/バッテリ10Bの残量
=バッテリ10Aの放電能力/バッテリ10Bの放電能力
=B
として、各バッテリ10A,10Bの電圧をV1,V2、負荷への出力電圧をV0、インダクタ値=Lとすると、期間t1,t2の関係は、不連続モードでは
= Discharge capacity of
= B
Assuming that the voltages of the
上述した如くスイッチSW1,SW2の各サイクル周期をT1,T2、総合周期をTとすると、負荷回路30に連続して一定の電力を供給し続ける条件から、
T1=(V1/V0)*t1,
T2=(V2/V0)*t2,
T=T1+T2
として制御目標値を計算できる。
As described above, assuming that the cycle periods of the switches SW1 and SW2 are T1 and T2, and the total period is T, the condition that the constant power is continuously supplied to the
T1 = (V1 / V0) * t1,
T2 = (V2 / V0) * t2,
T = T1 + T2
The control target value can be calculated as
具体的に、例えばバッテリ10A,10Bの電力供給能力が共に50[W/h]、負荷回路30に対する供給必要電力がV0=5[V]で連続10[W]、使い始めのバッテリ10Aの残量が80%、同バッテリ10Aの電圧が15[V]、使い始めのバッテリ10Bの残量が100%、同バッテリ10Bの電圧が16[V]である場合について説明する。
Specifically, for example, the power supply capabilities of the
残量比率=80/100=0.8
となり、この値0.8を放電電力比率Bとする。
インダクタLの値が10[μH]の場合、t2=2.0[μS]とすると、
t1≒1.859[μS]となり、インダクタLの電流が連続モード動作となって、
ベース電流Ia≒0.98[A]、
T1≒5.577[μS]、
T2≒6.4[μS]、
T≒11.974[μS]
となる。
Remaining ratio = 80/100 = 0.8
This value 0.8 is taken as the discharge power ratio B.
When the value of the inductor L is 10 [μH] and t2 = 2.0 [μS],
t1≈1.859 [μS], and the current of the inductor L becomes continuous mode operation.
Base current Ia≈0.98 [A],
T1≈5.577 [μS],
T2≈6.4 [μS],
T≈11.974 [μS]
It becomes.
このとき、
バッテリ10Aからの平均放電能力W1≒4.45[W]
バッテリ10Bからの平均放電能力W2≒5.55[W]
放電能力の比率W1/W2=0.8である。
各バッテリ10A,10Bの残量が
バッテリ10A:50[W/h]*0.8=40[W/h]
バッテリ10B:50[W/h]*1.0=50[W/h]
であるから、各放電時間は
バッテリ10A:40[W/h]/4.45[W]=約9[h]
バッテリ10B:50[W/h]/5.55[W]=約9[h]
となり、バッテリ10A,10B共に約9時間と等しい時間で放電終了まで両バッテリ10A,10Bを放電させ、蓄えている電力をすべて使い切ることが可能となる。
At this time,
Average discharge capacity W1 from
Average discharge capacity W2 from
The discharge capacity ratio W1 / W2 = 0.8.
The remaining amount of each
Therefore, each discharge time is
Thus, both the
制御回路40は、上記ステップS102でバッテリ10A,10Bの各電力を連続して供給する時間t1,t2を算出した後、バッテリを指定する変数nに初期値「1」を設定した上で(ステップS103)、その変数「1」にしたがってスイッチSW1のみをオン、他のスイッチSW2をオフさせて、バッテリ10Aからの電力を電圧整合回路20を介して負荷回路30に供給させる(ステップS104)。
The
同時に、制御回路40のCPUが内蔵したRTCによる時間t1,T1のカウントを開始する(ステップS105)。
At the same time, counting of the times t1 and T1 by the RTC built in the CPU of the
その後、バッテリ10Aの残量がなくなったか否か(ステップS106)、時間t1が経過したか否か(ステップS107)を続けて判断し、そうでなければ再びステップS106の処理に戻ることで、これらの状態となるのを待機する。
Thereafter, it is continuously determined whether or not the remaining amount of the
時間t1が経過すると、上記ステップS107でそれを判断し、その時点でスイッチSW1をオフしてバッテリ10Aによる給電を停止させる(ステップS108)。
When the time t1 elapses, it is determined in step S107, and at that time, the switch SW1 is turned off to stop the power supply by the
この場合、連続モードと不連続モードのいずれであっても、バッテリ10Aによる給電停止後も上述した如くインダクタLにより所定時間は負荷回路30への給電が継続される。
In this case, in either the continuous mode or the discontinuous mode, power supply to the
その後、今度はバッテリ10Aの残量がなくなったか否か(ステップS109)、時間T1が経過したか否か(ステップS110)を続けて判断し、そうでなければ再びステップS109の処理に戻ることで、これらの状態となるのを待機する。
Thereafter, it is continuously determined whether or not the remaining amount of the
そして、時間T1が経過すると、上記ステップS110でそれを判断し、変数nの値を「+1」更新設定して「2」とする(ステップS111)。そして、更新設定した新たな変数nの値「2」がバッテリの総数N(ここでは「2」)を超えたか否かを判断し(ステップS112)、超えていないことを確認した上で、再び上記ステップS104からの処理に戻る。 When the time T1 elapses, it is determined in step S110, and the value of the variable n is updated by “+1” and set to “2” (step S111). Then, it is determined whether or not the value “2” of the new variable n that has been updated exceeds the total number N (here, “2”) of the battery (step S112). The process returns to step S104.
そして、今度はスイッチSW2のスイッチのみオンとし、他のスイッチSW1をオフさせて、バッテリ10Bからの電力を電圧整合回路20を介して負荷回路30に供給させる(ステップS104)。
Then, this time, only the switch SW2 is turned on and the other switch SW1 is turned off to supply the power from the
同時に、制御回路40のCPUが内蔵したRTCによる時間t2,T2のカウントを開始する(ステップS105)。
At the same time, the counting of the times t2 and T2 by the RTC built in the CPU of the
その後、バッテリ10Bの残量がなくなったか否か(ステップS106)、時間t2が経過したか否か(ステップS107)を続けて判断し、そうでなければ再びステップS106の処理に戻ることで、これらの状態となるのを待機する。
Thereafter, it is continuously determined whether or not the remaining amount of the
時間t2が経過すると、上記ステップS107でそれを判断し、その時点でスイッチSW2をオフしてバッテリ10Bによる給電を停止させる(ステップS108)。
When the time t2 has elapsed, it is determined in step S107, and at that time, the switch SW2 is turned off to stop the power supply by the
この場合、連続モードと不連続モードのいずれであっても、バッテリ10Bによる給電停止後も上述した如くインダクタLにより所定時間は負荷回路30への給電が継続される。
In this case, in either the continuous mode or the discontinuous mode, power supply to the
その後、今度はバッテリ10Bの残量がなくなったか否か(ステップS109)、時間T2が経過したか否か(ステップS110)を続けて判断し、そうでなければ再びステップS109の処理に戻ることで、これらの状態となるのを待機する。
Thereafter, it is continuously determined whether or not the remaining amount of the
そして、時間T2が経過すると、上記ステップS110でそれを判断し、変数nの値を「+1」更新設定して「3」とする(ステップS111)。そして、更新設定した新たな変数nの値「3」がバッテリの総数N(ここでは「2」)を超えていると判断すると(ステップS112)、以上で時間Tが経過し、バッテリ10Aとバッテリ10Bによる一周期分の給電を終えたものとして、再び上記ステップS102からの処理に戻る。
When the time T2 elapses, it is determined in step S110, and the value of the variable n is updated by “+1” and set to “3” (step S111). When it is determined that the value “3” of the newly updated variable n exceeds the total number N (here, “2”) of the battery (step S112), the time T has elapsed, and the
こうして周期T毎にステップS102以下の処理を繰返し実行することにより、バッテリ10A,10Bの残量及び電圧に応じた時間比t1:t2で電圧整合回路20を介して負荷回路30に給電することとなり、バッテリ10A,10Bの双方を共にほぼ完全に放電させ、負荷回路30を動作させるために電力を使い切ることができる。
In this way, by repeatedly executing the processing from step S102 on every cycle T, power is supplied to the
しかして、上記ステップS106またはステップS109で給電中のバッテリ10Aまたはバッテリ10Bの残量がなくなったと判断すると、その時点でこの図5による処理内容を終了すると共に、バッテリ10A,10Bによる負荷回路30への給電による動作を停止する。
If it is determined in step S106 or step S109 that the remaining power of the
以上に述べた如く本実施形態によれば、複数のバッテリ10A,10B個々の残量を考慮して、限られた電力をより有効に活用することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to more effectively utilize limited power in consideration of the remaining amount of each of the plurality of
なお上記実施形態では、負荷回路30に印加する電圧を安定化する電圧整合回路20内に蓄電手段として、例えばインダクタLを設けることにより、上記サイクル周期T1,T2中で実際にスイッチSW1,SW2をオンさせている時間t1,t2を連続モード、不連続モード共に当該サイクル周期T1,T2に比して充分に短いものとしたので、一度に各バッテリ10A,10Bを連続して放電させる時間を大幅に短縮することで、さらにバッテリ10A,10Bの利用率を高めて電力を有効に活用できる。
In the above-described embodiment, the switches SW1 and SW2 are actually switched in the cycle periods T1 and T2 by providing, for example, an inductor L as a power storage means in the
また上記実施形態では、1周期Tが終了する毎にステップS102に戻ってバッテリ10A,10Bの残量と電圧とをその都度検出し、検出した結果に応じて次の周期Tにおける時間t1,t2、サイクル周期T1,T2を算出するものとしている。
In the above embodiment, every time one period T ends, the process returns to step S102 to detect the remaining amount and the voltage of the
このように、バッテリ10A,10Bの状態の検出とその検出結果に伴う制御内容の変更を定期的に実行することにより、動作状態の変動や、理論値と実動作値のずれ、等を生じた場合でも実際のバッテリ10A,10Bの状態に則して逐次フィードバック制御を行ない、バッテリ10A,10Bの有する電力を確実に使用することが可能となる。
As described above, by periodically detecting the state of the
なお、上記実施形態では1周期T毎にステップS102に戻るものとして説明したが、本発明はこれに限らず、複数周期毎、あるいは所定の時間毎にバッテリ10A,10Bの状態を再度検出するものとすればよい。
Although the above embodiment has been described as returning to step S102 every cycle T, the present invention is not limited to this, and the state of the
(第1の実施形態の変形例)
以下、本実施形態の変形例についても図面を参照して説明する。
図6は、上記図2に代わる上記電子機器1の主としてバッテリ選択切換回路10の具体的な構成について説明する図である。
(Modification of the first embodiment)
Hereinafter, modifications of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a diagram for explaining a specific configuration of mainly the battery
なお、基本的な回路構成自体は上記図2に示した内容と基本的に同様であるため、同一部分には同一符号を負荷してその説明は省略する。 Since the basic circuit configuration itself is basically the same as that shown in FIG. 2, the same reference numerals are given to the same parts and the description thereof is omitted.
さらに、上記図2の電圧残量検出回路11A,11Bに代えて、バッテリ10A,10Bの端子電圧情報と温度情報とを検出して制御回路40へ送出する電圧温度検出回路12A,12Bを配設する。
Further, in place of the remaining
一方で、これら電圧温度検出回路12A,12Bからの情報を受信する制御回路40側では、予め実験等で測定して求めておいた、バッテリ10A,10Bの端子電圧と温度とから残容量情報を出力するルックアップテーブルである残量予測テーブル41をプログラムメモリに予め記憶しているものとする。
On the other hand, on the side of the
なお、本実施形態の変形例動作について、上記図5のステップS102でバッテリから直接得た残量とインダクタLの値により時間t1〜tn,T1〜Tnを算出するのに代えて、電圧温度検出回路12A,12Bから読出した電圧情報及び温度情報から残量予測テーブル42を参照して残量を読出し、読出した結果とインダクタLの値により時間t1〜tn,T1〜Tnを算出する点以外では図5の処理と同様であるため、動作についての詳細な説明は省略するものとする。
In the modified example of the present embodiment, instead of calculating the times t1 to tn and T1 to Tn from the remaining amount directly obtained from the battery in step S102 of FIG. 5 and the value of the inductor L, voltage temperature detection is performed. The remaining amount is read by referring to the remaining amount prediction table 42 from the voltage information and temperature information read from the
以上本実施形態の変形例によれば、バッテリ10A,10Bから直接残量を検出するのではなく、それらの端子電圧と温度の各情報を検出した上で、制御回路40側に予め記憶していたバッテリ用の残量予測テーブル42を参照してバッテリ10Aまたは10Bの残量を取得するものとした。
As described above, according to the modification of the present embodiment, the remaining amount is not directly detected from the
これにより、同一の端子電圧であっても温度によって変化するバッテリの残量をより正確に把握することができ、バッテリの残量を最大限に引き出してより有効に活用することが可能となる。 Thereby, even if the terminal voltage is the same, the remaining amount of the battery that varies depending on the temperature can be grasped more accurately, and the remaining amount of the battery can be drawn out to the maximum and utilized more effectively.
(第2の実施形態)
以下図面を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。
本実施形態では、バッテリの数が2である電子機器1を例にとってその構成と動作を説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the present embodiment, the configuration and operation of the
なお、本実施形態に係る電子機器の制御系と電源系の概略構成については上記図1に示した通りであり、同一部分には同一符号を用いるものとしてその図示と説明とを省略する。 Note that the schematic configuration of the control system and the power supply system of the electronic device according to the present embodiment is as shown in FIG. 1, and the same parts are denoted by the same reference numerals, and illustration and description thereof are omitted.
図7は、同電子機器1の主としてバッテリ選択切換回路10と電圧整合回路20の具体的な構成について説明するブロック図である。この図7も、上記図2に示した内容と基本的な構成は同様であるため、同一部分には同一符号を用いてその説明を省略する。
FIG. 7 is a block diagram illustrating specific configurations of the battery
さらに、上記図2の電圧残量検出回路11A,11Bに代えて、バッテリ10A,10Bに対する放電能力記憶回路13A,13Bを配設する。これら放電能力記憶回路13A,13Bは、例えばバッテリ10A,10Bに内蔵されるものとしてもよく、バッテリ10A,10Bの放電能力を随時更新記憶する。
Further, in place of the remaining
制御回路40は、上記放電能力記憶回路13A,13Bの記憶内容を必要に応じて読出すことにより各バッテリ10A,10Bの放電可能な能力を把握して、その情報を基に時間t1〜tn,T1〜Tnを算出する。
The
なお、本実施形態の動作について、上記図5のステップS102でバッテリから直接得た残量とインダクタLの値により時間t1〜tn,T1〜Tnを算出するのに代えて、放電能力記憶回路13A,13Bから読出した放電電力の情報から各バッテリ10A,10Bの放電能力を算出し、算出した結果とインダクタLの値により時間t1〜tn,T1〜Tnを算出する点以外では図5の処理と同様であるため、動作についての詳細な説明は省略するものとする。
In the operation of this embodiment, instead of calculating the times t1 to tn and T1 to Tn from the remaining amount directly obtained from the battery in step S102 of FIG. 5 and the value of the inductor L, the discharge
以上本実施形態によれば、複数のバッテリ個々の放電能力を正確に把握して時間t1〜tn,T1〜Tnを算出して効率的に動作させるため、各バッテリに余分な負荷をかけず、且つそれらが有する残容量を最大限に引き出してより有効に活用することが可能となる。 As described above, according to this embodiment, in order to accurately grasp the discharge capacity of each of the plurality of batteries and calculate the times t1 to tn and T1 to Tn to operate efficiently, each battery is not subjected to an excessive load. And it becomes possible to draw out the remaining capacity that they have to the maximum and utilize them more effectively.
(第2の実施形態の変形例)
以下、本実施形態の変形例についても図面を参照して説明する。
(Modification of the second embodiment)
Hereinafter, modifications of the present embodiment will be described with reference to the drawings.
図8は、上記図7に代わる上記電子機器1の主としてバッテリ選択切換回路10と電圧整合回路20の具体的な構成について説明する図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining specific configurations of mainly the battery
なお、基本的な回路構成自体は上記図7に示した内容と基本的に同様であるため、同一部分には同一符号を負荷してその説明は省略する。 Since the basic circuit configuration itself is basically the same as that shown in FIG. 7, the same reference numerals are given to the same parts and the description thereof is omitted.
さらに、上記図7の放電能力記憶回路13A,13Bに代えて、バッテリ10A,10Bの端子電圧情報と温度情報とを検出して制御回路40へ送出する電圧温度検出回路14A,14Bを配設する。
Further, voltage
一方で、これら電圧温度検出回路14A,14Bからの情報を受信する制御回路40側では、予め実験等で軽負荷時と重負荷時の各バッテリ10A,10Bの電圧値を比較、あるいは電圧降下量を測定して求めた、温度条件を加味した各バッテリの放電能力情報を出力するルックアップテーブルである放電能力予測テーブル42をプログラムメモリに予め記憶しているものとする。
On the other hand, on the side of the
なお、本実施形態の動作について、上記図5のステップS102でバッテリから直接得た残量とインダクタLの値により時間t1〜tn,T1〜Tnを算出するのに代えて、電圧温度検出回路14A,14Bから電圧情報及び温度情報から放電能力予測テーブル42を参照して各バッテリ10A,10Bの放電能力を読出し、読出した結果とインダクタLの値により時間t1〜tn,T1〜Tnを算出する点以外では図5の処理と同様であるため、動作についての詳細な説明は省略するものとする。
In the operation of this embodiment, instead of calculating the times t1 to tn and T1 to Tn from the remaining amount directly obtained from the battery in step S102 of FIG. 5 and the value of the inductor L, the voltage
以上本実施形態の変形例によれば、バッテリから直接残量を検出するのではなく、端子電圧と温度の各情報を検出した上で、予め記憶していたバッテリ用の放電能力予測テーブルを参照してバッテリの放電能力を取得するものとした。 As described above, according to the modification of the present embodiment, the remaining amount is not detected directly from the battery, but the terminal voltage and temperature information is detected, and the battery discharge capability prediction table stored in advance is referred to. The battery discharge capacity was acquired.
これにより、温度条件も加味してバッテリの放電能力の大小をより正確に把握することができ、バッテリの放電能力を最大限に引き出してより有効に活用することが可能となる。 Accordingly, it is possible to more accurately grasp the discharge capacity of the battery in consideration of the temperature condition, and it is possible to draw out the discharge capacity of the battery to the maximum and utilize it more effectively.
なお、上記第1及び第2の実施の形態は、一般的な総称としての電子機器に適用した場合について説明したものであるが、本発明は電源として複数のバッテリを使用する電子機器であればいずれにも適用可能であり、携帯電話端末やパーソナルコンピュータから電気自動車等に至るまで、種々の機器、システムに適用可能である。 In addition, although the said 1st and 2nd embodiment demonstrated the case where it applies to the electronic device as a general generic name, if this invention is an electronic device which uses a some battery as a power supply, it is. The present invention can be applied to any of them, and can be applied to various devices and systems ranging from mobile phone terminals and personal computers to electric vehicles and the like.
その他、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上述した実施形態で実行される機能は可能な限り適宜組合わせて実施しても良い。上述した実施形態には種々の段階が含まれており、開示される複数の構成要件による適宜の組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、効果が得られるのであれば、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, the functions executed in the above-described embodiments may be implemented in appropriate combination as much as possible. The above-described embodiment includes various stages, and various inventions can be extracted by an appropriate combination of a plurality of disclosed constituent elements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, if the effect is obtained, a configuration from which the constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.
1…電子機器、10…バッテリ選択切換回路、10A,10B…バッテリ、11A,11B…電圧残量検出回路、12A,12B…電圧温度検出回路、13A,13B…放電能力記憶回路、14A,14B…電圧温度検出回路、20…電圧整合回路、30…負荷回路、40…制御回路、41…残量予測テーブル、42…放電能力予測テーブル、SW1,SW2…スイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記複数の電池のうちの1つが供給する電力により動作する負荷と、
上記複数の電池から上記負荷への電力の供給経路を切換えるスイッチング手段と、
上記複数の電池それぞれの残量を検出する検出手段と、
上記検出手段で検出した上記複数の電池の各残量に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチング手段を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させる制御手段と
を具備したことを特徴とする電子機器。 A plurality of batteries serving as power sources;
A load that operates with power supplied by one of the plurality of batteries;
Switching means for switching a power supply path from the plurality of batteries to the load;
Detecting means for detecting the remaining amount of each of the plurality of batteries;
A unit supply time for each battery that supplies power to the load is calculated according to the remaining amounts of the plurality of batteries detected by the detection means, and the switching means is cyclically switched according to the calculation result, An electronic apparatus comprising: control means for supplying power to the load from one of the batteries.
上記制御手段は、上記蓄電手段の時間特性に応じて、上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間中の上記スイッチング手段による導通時間を算出する
ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。 A power storage means for temporarily storing electric power supplied via the switching means between the switching means and the load;
The said control means calculates the conduction | electrical_connection time by the said switching means in the unit supply time for every battery which supplies electric power to the said load according to the time characteristic of the said electrical storage means. Electronics.
上記複数の電池それぞれの端子電圧を検出する電圧検出手段と、上記複数の電池それぞれの温度を検出する温度検出手段と、上記複数の電池それぞれに対応した、温度及び端子電圧値と残量とを関連付けたテーブルを記憶したテーブル記憶手段とをさらに具備し、
上記電圧検出手段で検出した端子電圧、及び上記温度検出手段で検出した温度により上記テーブル記憶手段のテーブルを参照して上記複数の電池それぞれの残量を取得する
ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。 The detecting means is
Voltage detection means for detecting the terminal voltage of each of the plurality of batteries, temperature detection means for detecting the temperature of each of the plurality of batteries, and temperature, terminal voltage value and remaining amount corresponding to each of the plurality of batteries. Table storage means for storing the associated table;
2. The remaining amount of each of the plurality of batteries is obtained by referring to a table of the table storage unit based on a terminal voltage detected by the voltage detection unit and a temperature detected by the temperature detection unit. Electronic equipment.
上記放電能力記憶手段が記憶する上記複数の電池それぞれの放電能力を、上記複数の電池それぞれの残量に代えて検出し、検出した上記複数の電池それぞれの放電能力を随時更新記憶し、
上記制御手段は、
上記検出手段が記憶した上記複数の電池の各放電能力に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチング手段を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させる
ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。 The detecting means is
Detecting the discharge capacity of each of the plurality of batteries stored in the discharge capacity storage means instead of the remaining amount of each of the plurality of batteries, and updating and storing the detected discharge capacity of each of the plurality of batteries as needed;
The control means includes
A unit supply time for each battery that supplies power to the load is calculated according to each discharge capability of the plurality of batteries stored by the detection means, and the switching means is cyclically switched according to the calculation result, 2. The electronic apparatus according to claim 1, wherein power is supplied to the load from one of the batteries.
上記複数の電池それぞれの端子電圧を検出する電圧検出手段と、上記複数の電池それぞれの温度を検出する温度検出手段と、上記複数の電池それぞれに対応した、温度及び端子電圧値と放電能力とを関連付けたテーブルを記憶したテーブル記憶手段とをさらに具備し、
上記複数の電池それぞれの残量に代えて、上記電圧検出手段で検出した端子電圧、及び上記温度検出手段で検出した温度により上記テーブル記憶手段のテーブルを参照して上記複数の電池それぞれの放電能力を取得し、
上記制御手段は、上記検出手段で検出した上記複数の電池の各放電能力に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチング手段を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させる
ことを特徴とする請求項1記載の電子機器。 The detecting means is
Voltage detection means for detecting the terminal voltage of each of the plurality of batteries, temperature detection means for detecting the temperature of each of the plurality of batteries, and temperature, terminal voltage value and discharge capability corresponding to each of the plurality of batteries. Table storage means for storing the associated table;
Instead of the remaining amount of each of the plurality of batteries, the discharge capacity of each of the plurality of batteries with reference to the table of the table storage unit by the terminal voltage detected by the voltage detection unit and the temperature detected by the temperature detection unit Get
The control means calculates a unit supply time for each battery that supplies power to the load according to the discharge capacity of the plurality of batteries detected by the detection means, and cyclically switches the switching means according to the calculation result. The electronic device according to claim 1, wherein power is supplied to the load from one of the plurality of batteries.
上記複数の電池それぞれの残量を検出する検出工程と、
上記検出工程で検出した上記複数の電池の各残量に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチ回路を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させる制御工程と
を有したことを特徴とする電源制御方法。 In an electronic device including a plurality of batteries serving as a power source, a load that operates by power supplied from at least one of the plurality of batteries, and a switch circuit that switches a power supply path from the plurality of batteries to the load A power control method,
A detection step of detecting the remaining amount of each of the plurality of batteries;
A unit supply time for each battery that supplies power to the load is calculated in accordance with the remaining amounts of the plurality of batteries detected in the detection step, and the switch circuit is cyclically switched according to the calculation result. And a control step of supplying power to the load from one of the batteries.
上記複数の電池それぞれの残量を検出する検出ステップと、
上記検出ステップで検出した上記複数の電池の各残量に応じて上記負荷に電力を供給する各電池毎の単位供給時間を算出し、その算出結果に従って上記スイッチ回路を循環的に切換え、上記複数の電池のうちの1つから上記負荷に電力を供給させる制御ステップと
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 Built-in electronic device including a plurality of batteries serving as a power source, a load that operates by power supplied from at least one of the plurality of batteries, and a switch circuit that switches a power supply path from the plurality of batteries to the load A program executed by a computer,
A detecting step for detecting a remaining amount of each of the plurality of batteries;
A unit supply time for each battery that supplies power to the load is calculated according to each remaining amount of the plurality of batteries detected in the detection step, and the switch circuit is cyclically switched according to the calculation result, A program for causing a computer to execute a control step of supplying power to the load from one of the batteries.
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