JP2011205721A

JP2011205721A - 電池内蔵電源装置

Info

Publication number: JP2011205721A
Application number: JP2010067599A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Itakura; 良和板倉
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-10-13

Abstract

【課題】外部に接続された携帯端末への充電から内設された電池ユニットへの充電に切り変える回路システムを容易に構築することができる電池内蔵電源装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の電池内蔵電源装置はＡＣ／ＤＣ変換回路１０１と充電可能な電池ユニット１０３と、ＤＣ／ＤＣ変換回路１０５などで構成され、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０１から外部の携帯端末１０７へ電源供給がされ、ＣＣ充電からＣＶ制御に切り替わる際にＡＣ／ＤＣ変換回路１０１の出力電圧の上昇を出力電圧判定回路１０９によって検出し、外部の携帯端末１０７への電源供給から内蔵された電池ユニット１０３への充電切り替えを容易に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は電源装置に関し、詳しくは携帯端末へ電源を供給するあるいは内蔵された二次電池を充電する電池内蔵電源装置に関する。

従来の電池内蔵電源装置を図５に示す。図５において、外部電池１と、第１の充電回路２と、内蔵二次電池３、充放電制御回路４、制御回路５、主電源回路６、ＤＣ／ＤＣコンバータ７などで構成されている。

従来の技術は、商用電源１０が主電源回路６に入力され、内蔵二次電池３を充電するあるいは内蔵二次電池３を電源とし、外部機器または外部電池へ電力を供給するものであり、これは電池内蔵電源装置であり、補助電源として機能する製品の１例である（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−４８４７３号公報

前記従来の電池内蔵電源装置は主電源回路６から充放電制御回路４を介して内蔵二次電池３を充電し、さらに外出先などで非常用電源としての使用を目的としている。そして、装置の出力に外部電池１が接続されている場合は、主電源回路６から外部電池１へ電源供給、あるいは内蔵二次電池３への電源供給、あるいは外部電池１と内蔵二次電池３の両方へ同時に電源供給することになるが、主電源回路６の出力容量に限りがある場合は、同時の電源供給は必ずしも可能ではなくなり、優先順位をつけて電源供給する必要があり、その場合は電池内蔵電源装置のシステムとしての回路動作は一般的に複雑になるという課題を有していた。

本発明は、外部電池の充電から内蔵二次電池の充電へ切り替える回路システムを容易に構築することのできる電池内蔵電源装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の電池内蔵電源装置は、ＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路と、このＡＣ／ＤＣ変換回路からの電力を直接出力する電源ラインと、充放電が可能な２次電池および電気回路を備えた電池ユニットと、前記電池ユニットを充電するための充電制御回路と、前記電池ユニットを電源とする所定の直流電圧および直流電流に変換するＤＣ／ＤＣ変換回路と、携帯端末の接続を検出する端末検出回路と、前記携帯端末に所定の直流電圧、直流電流を供給するための出力コネクタと、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力電圧を判定する出力電圧判定回路とで構成され、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力を電源とし、前記電源ラインから出力コネクタを介し、携帯端末に所定の直流電圧、直流電流を供給する、あるいは前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力を電源とし、前記充電制御回路部を介し電池ユニットを充電する場合において、前記出力電圧判定回路によってＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力をモニターし、充電制御回路をコントロールするように構成したものである。

本発明の電池内蔵電源装置は、ＡＣ／ＤＣ変換回路からの直接出力により、まず第一に外部に接続された携帯端末を充電し、その後、定電流充電制御（以下ＣＣ充電という）から定電圧充電制御（以下ＣＶ充電という）に切り替わるタイミングでＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力電圧が変化することを検出し充電制御回路をコントロールすることで電池内蔵電源装置に内設された電池ユニットへの充電に切り替えることができる。

携帯端末に取り付けられた電池への一般的充電方式であるＣＣ充電からＣＶ充電への切り替えタイミングを利用することで、外部に接続された携帯端末への充電から内設された電池ユニットへの充電に切り変える回路システムを容易に構築することができる。

本発明の実施例１の電池内蔵電源装置のブロック図本発明の実施例１のＡＣ／ＤＣ変換回路部の出力図本発明の実施例２の電池内蔵電源装置のブロック図本発明の実施例２のＡＣ／ＤＣ変換回路部の出力図従来例である電池内蔵電源装置のブロック図

本発明の第１の発明による電池内蔵電源装置は、ＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路と、このＡＣ／ＤＣ変換回路からの電源を直接出力する電源ラインと、充放電が可能な２次電池および電気回路を備えた電池ユニットと、前記電池ユニットを充電するための充電制御回路と、前記電池ユニットを電源とする所定の直流電圧および直流電流に変換するＤＣ／ＤＣ変換回路と、携帯端末の接続を検出する端末検出回路と、この携帯端末に所定の直流電圧、直流電流を供給するための出力コネクタと、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力電圧を判定する出力電圧判定回路とで構成され、ＡＣ／ＤＣ変換回路からの直接出力により、まず第一に外部に接続された携帯端末を充電し、その後、ＣＣ充電からＣＶ充電に切り替わるタイミングでＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力電圧が変化することを検出し充電制御回路をコントロールすることで電池内蔵電源装置に内設された電池ユニットへの充電に切り替えることができる。

さらに本発明の第２の発明による電池内蔵電源装置は、出力電圧判定回路によってＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力をモニターしてＣＣ充電からＣＶ充電に切り替わるときに発生する電圧上昇を検出し所定の出力電圧を判定した際にタイマーを開始し、タイムアップ後にタイマー制御回路を動作させることにより前記充電制御回路をコントロールするように構成して電池内蔵電源装置に内設された電池ユニットへの充電に切り替えることができる。

以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１である電池内蔵電源装置のブロック図を示している。

図１に示すように、本発明の電池内蔵電源装置は、ＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路１０１、このＡＣ／ＤＣ変換回路１０１から出力された直流電圧および直流電流を直接出力する電源ライン１０２、充放電が可能な２次電池と電気回路を備えた電池ユニット１０３、電池ユニット１０３を充電するための充電制御回路１０４、電池ユニット１０３の出力を所定の直流電圧および直流電流に変換するＤＣ／ＤＣ変換回路１０５、出力コネクタ１０６、本発明の電池内蔵電源装置から電源を供給される携帯端末１０７、この携帯端末１０７の接続を検出する端末検出回路１０８、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０１からの出力電圧を判定する出力電圧判定回路１０９とで構成している。

本発明における電池内蔵電源装置に商用電源１１１の入力があり、携帯端末１０７が接続されている場合には、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０１から出力された電力は出力コネクタ１０６を介して携帯端末１０７に所定の直流電圧および直流電流を供給するものである。また、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０１から出力された電力は充電制御回路１０４を介して電池ユニット１０３を充電できる構成としている。一方、商用電源１１１の入力がない場合には、電池ユニット１０３からの出力をＤＣ／ＤＣ変換回路１０５及び出力コネクタ１０６を介し携帯端末１０７に供給するものである。

また、本発明の電池内蔵電源装置の出力に携帯端末１０７が接続されたことを検出する端末検出回路１０８を備えており、ＤＣ／ＤＣ変換回路１０５の駆動を制御している。

このように構成された本発明の電池内蔵電源装置において、電源となるＡＣ／ＤＣ変換回路１０１からの出力容量に限りがある場合、携帯端末１０７への電源供給と内設された電池ユニット１０３の充電とで優先順位をつけて充電を行う手段について説明する。

図２は、携帯端末１０７へ電源供給している時のＡＣ／ＤＣ変換回路１０１の出力電圧及び出力電流、さらに携帯端末１０７に取り付けられた電池電圧の時間経過による変化を示している。

まず第一にＡＣ／ＤＣ変換回路１０１からの電力を電源ライン１０２及び出力コネクタ１０６を介して携帯端末１０７へ供給する。リチウムイオン電池が搭載され、かつＣＣ充電及びＣＶ充電とからなる充電方式を採用している場合は、ＣＣ充電により電池電圧が上昇し、充電制御電圧に到達するとＣＶ充電に切り替わる。

このとき、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０１の出力電圧は、携帯端末１０７の入力から携帯端末１０７の電池までの電位差分上昇することになる。この電圧上昇を出力電圧判定回路１０９により検出し、充電制御回路１０４に信号を送り、装置に内接された電池ユニット１０３の充電方式をコントロールしている。これによりＡＣ／ＤＣ変換回路１０１から携帯端末１０７への電源供給から内設された電池ユニット１０３への充電切り替えが容易に実現できる。

（実施の形態２）
さらに、図３に示すように実施の形態２の基本構成は実施の形態１、図１に示すものとほぼ同一であり、まず第一にＡＣ／ＤＣ変換回路１０１からの電力を電源ライン１０２及び出力コネクタ１０６を介して携帯端末１０７へ供給する。リチウムイオン電池が搭載され、かつＣＣ充電及びＣＶ充電とからなる充電方式を採用している場合は、ＣＣ充電により電池電圧が上昇し、充電制御電圧に到達するとＣＶ充電に切り替わる。

このとき、ＡＣ／ＤＣ変換回路１０１の出力電圧は、携帯端末１０７の入力から携帯端末１０７の電池までの電位差分上昇することになる。異なるところは上述の電圧上昇を出力電圧判定回路１０９によって検出し、さらにタイマー制御回路１１０を駆動させるように構成したものである。

図４に示すように出力電圧判定回路１０９により電圧上昇を検出したタイミングでタイマーを開始させ、ある一定時間が経過した後にタイマーが終了し、充電制御回路１０４を駆動するように制御すればＡＣ／ＤＣ変換回路１０１から携帯端末１０７への電源供給から内設された電池ユニット１０３への充電切り替えが容易に実現できる。

以上のように本発明によれば、ＡＣ／ＤＣ変換回路と、充電可能な電池ユニットと、ＤＣ／ＤＣ変換回路などで構成された電池内蔵電源装置において、ＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力容量に限りがあり、携帯端末への電源供給と内設された電池ユニットの充電とで優先順位をつけて充電を行う場合に、携帯端末に取り付けられた電池への一般的充電方式であるＣＣ充電からＣＶ充電への切り替えタイミングを利用することで、外部に接続された携帯端末への充電から内設された電池ユニットへの充電に切り変える回路システムを容易に構築することができる。

１０１ＡＣ／ＤＣ変換回路
１０２電源ライン
１０３電池ユニット
１０４充電制御回路
１０５ＤＣ／ＤＣ変換回路
１０６出力コネクタ
１０７携帯端末
１０８端末検出回路
１０９出力電圧判定回路
１１０タイマー制御回路
１１１商用電源

Claims

商用電源を入力としＡＣ入力をＤＣ出力に変換するＡＣ／ＤＣ変換回路と、このＡＣ／ＤＣ変換回路からの電力を直接出力する電源ラインと、充放電が可能な２次電池および電気回路を備えた電池ユニットと、前記電池ユニットを充電するための充電制御回路と、前記電池ユニットを電源とする所定の直流電圧および直流電流に変換するＤＣ／ＤＣ変換回路と、携帯端末の接続を検出する端末検出回路と、この携帯端末に所定の直流電圧、直流電流を供給するための出力コネクタと、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力電圧を判定する出力電圧判定回路からなり、前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力を電源とし前記電源ラインから出力コネクタを介し携帯端末に所定の直流電圧、直流電流を供給する、あるいは前記ＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力を電源とし充電制御回路を介し電池ユニットを充電する場合において、前記出力電圧判定回路によってＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力をモニターして定電流充電制御から定電圧充電制御に切り替わるときに発生する電圧上昇を検出し前記充電制御回路をコントロールするように構成したことを特徴とする電池内蔵電源装置。
前記出力電圧判定回路によってＡＣ／ＤＣ変換回路からの出力をモニターして定電流充電制御から定電圧充電制御に切り替わるときに発生する電圧上昇を検出し所定の出力電圧を判定した際にタイマーを開始し、タイムアップ後にタイマー制御回路を動作させることにより前記充電制御回路をコントロールするように構成したことを特徴とする請求項１記載の電池内蔵電源装置。