JP2021145510A - Adapter and dc power use system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池の電池パックの直流電力を、交流電力用の電気機器にも適用できるようにするためのアダプタ、及び直流電力利用システムに関する。 The present invention relates to, for example, an adapter for enabling the DC power of a battery pack of a secondary battery such as a lithium ion battery to be applied to an electric device for AC power, and a DC power utilization system.
近年、交流電力が入力される電気機器の電源として、電池パックを使用する試みがなされている。その一例として、電池パックにアダプタを接続する場合がある。この場合、アダプタは、電池パックから出力される直流電力を交流に変換して、電気機器へ供給する。 In recent years, attempts have been made to use a battery pack as a power source for an electric device to which AC power is input. One example is connecting an adapter to a battery pack. In this case, the adapter converts the DC power output from the battery pack into alternating current and supplies it to the electrical equipment.
特開2019−17180号公報には、直流源と、電力変換部と、コンセントを備えた直流給電システムが開示されている。この直流給電システムにおいて、電力変換部は、直流源から供給される直流電圧を、商用電源の交流電圧の周波数と同じ周波数の電圧に変換する。これにより、交流が入力される市販の電気機器をコンセントに接続して動作させることができる。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-17180 discloses a DC power supply system including a DC source, a power conversion unit, and an outlet. In this DC power supply system, the power conversion unit converts the DC voltage supplied from the DC source into a voltage having the same frequency as the AC voltage of the commercial power supply. As a result, a commercially available electric device to which alternating current is input can be connected to an outlet and operated.
特許第4674246号公報には、電気機器の電源として用いる電池パックが開示されている。この電池パックは、電池セル群と、電池セル群の直流電圧を交流電圧に変換する放電制御回路と、交流出力端子とを備える。電池パックは、電気機器の無負荷状態が所定時間以上継続すると、電池から交流出力端子への放電を制御する通電遮断素子を遮断状態に切り替える。 Japanese Patent No. 4674246 discloses a battery pack used as a power source for electrical equipment. This battery pack includes a battery cell group, a discharge control circuit that converts a DC voltage of the battery cell group into an AC voltage, and an AC output terminal. When the no-load state of the electric device continues for a predetermined time or longer, the battery pack switches the energization cutoff element that controls the discharge from the battery to the AC output terminal to the cutoff state.
上記従来技術では、直流電源の電圧を、電気機器で使用する電圧の周波数に合わせて変換する電圧変換器が必要となる。しかし、例えば、インバータ等の電圧変換器を用いると、電圧変換器を含むアダプタの構成が複雑になる。その結果、アダプタのサイズ及びコストが増大する。 In the above-mentioned conventional technique, a voltage converter that converts the voltage of a DC power supply according to the frequency of the voltage used in an electric device is required. However, for example, when a voltage converter such as an inverter is used, the configuration of the adapter including the voltage converter becomes complicated. As a result, the size and cost of the adapter increase.
そこで、本願は、簡単な構成で、交流電力用の電気機器に直流電源からの電力を供給することができるアダプタを開示する。 Therefore, the present application discloses an adapter capable of supplying electric power from a DC power source to an electric device for AC power with a simple configuration.
本発明の実施形態に係るアダプタは、直流の入力電力が外部電源から入力される入力端子と、前記入力端子から入力された直流電力を外部に供給する出力端子と、前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子に電気的に接続された制御回路と、を備える。前記制御回路は、前記スイッチ素子の接続及び切断を周期で制御することにより、前記出力端子から出力される直流電力が前記周期で切断されるように、前記スイッチ素子を制御する。 The adapter according to the embodiment of the present invention includes an input terminal in which DC input power is input from an external power source, an output terminal for supplying DC power input from the input terminal to the outside, the input terminal, and the output terminal. A switch element electrically connected to the switch element and a control circuit electrically connected to the switch element are provided. The control circuit controls the switch element so that the DC power output from the output terminal is cut off in the cycle by controlling the connection and disconnection of the switch element in the cycle.
本開示によれば、簡単な構成で、交流電力用の電気機器に直流電源からの電力を供給することができる。 According to the present disclosure, it is possible to supply electric power from a DC power source to an electric device for AC power with a simple configuration.
発明者らは、交流電力で動作する電気機器に、直流電圧を供給しても動作できる場合があることに着目した。例えば、交流電力で動作することを想定した交流整流子モータを備える交流電力用電気工具は、直流電圧を供給しても動作できる場合がある。そこで、電池パックの直流電力を、変換せずに直流電力として供給するシステムを検討した。例えば、上記の電気工具に直流電力を供給して、交流電力で動作した場合と同等の性能を発揮させようとすると、高圧の直流電圧が求められることがある。高圧の直流電圧を、交流電力用の電気機器に供給して動作させる場合、直流電力に起因する問題が生じることがわかった。例えば、直流電力を供給している電気機器の電源スイッチを遮断した時に、電源スイッチの接点でアークが発生し得る。アークにより、電源スイッチが故障する場合がある。 The inventors have noted that electrical equipment that operates on AC power may be able to operate even if a DC voltage is supplied. For example, an AC power electric tool provided with an AC commutator motor that is supposed to operate with AC power may be able to operate even if a DC voltage is supplied. Therefore, we examined a system that supplies the DC power of the battery pack as DC power without conversion. For example, in order to supply DC power to the above-mentioned electric tool to exhibit the same performance as when operating with AC power, a high-voltage DC voltage may be required. It has been found that when a high-voltage DC voltage is supplied to an electric device for AC power to operate it, a problem caused by the DC power occurs. For example, when the power switch of an electric device supplying DC power is cut off, an arc may be generated at the contact of the power switch. The arc may cause the power switch to fail.
発明者らは、直流電力を入力する入力端子と、直流電力を出力する出力端子の間を接続及び切断するスイッチ素子を備えるアダプタを検討した。そして、このアダプタで、スイッチ素子の接続及び切断を周期で制御することにより、出力端子から出力される直流電力を周期で切断する構成に想到した。これにより、簡単な構成で、交流電力用の電気機器に直流電力を供給することによる問題を解決することができる。下記の実施形態は、この知見に基づくものである。 The inventors have studied an adapter including a switch element that connects and disconnects between an input terminal for inputting DC power and an output terminal for outputting DC power. Then, the adapter has come up with a configuration in which the DC power output from the output terminal is cut off in a cycle by controlling the connection and disconnection of the switch element in a cycle. This makes it possible to solve the problem of supplying DC power to an electric device for AC power with a simple configuration. The following embodiments are based on this finding.
本発明の実施形態に係るアダプタは、直流の入力電力が外部電源から入力される入力端子と、前記入力端子から入力された直流電力を外部に供給する出力端子であって、交流電力で動作することが想定された交流用の電気機器の電力端子が接続可能な出力端子と、前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子に電気的に接続された制御回路と、を備える。前記制御回路は、前記スイッチ素子の接続及び切断を周期で制御することにより、前記出力端子から出力される直流電力が前記周期で切断されるように、前記スイッチ素子を制御する。 The adapter according to the embodiment of the present invention is an input terminal in which DC input power is input from an external power source and an output terminal for supplying DC power input from the input terminal to the outside, and operates with AC power. An output terminal to which the power terminal of an electric device for direct current, which is supposed to be connected, can be connected, a switch element electrically connected between the input terminal and the output terminal, and an electric connection to the switch element. The control circuit is provided. The control circuit controls the switch element so that the DC power output from the output terminal is cut off in the cycle by controlling the connection and disconnection of the switch element in the cycle.
上記アダプタによれば、入力端子から入力された直流電力は、ほぼそのまま変換されずに、出力端子から出力される。出力端子は、交流用の電気機器の電力端子が接続可能に構成される。この構成において、制御回路に制御されるスイッチ素子によって、出力端子から出力される直流電力は、周期で切断される。これにより、出力端子に交流電力用の電気機器が接続された場合、電気機器に周期的に切断された直流電力が入力される。そのため、例えば、交流電力用の電気機器で電源スイッチが遮断された場合に、電源スイッチにアークが発生しにくくなる。このように、上記アダプタは、入力された直流電力を出力する簡単な構成としつつ、スイッチ素子の制御によって、交流電力用電気機器に直流電力を供給することによる問題を解決できる。結果として、上記アダプタは、簡単な構成で、交流電力用の電気機器に直流電源からの電力を供給することができる。 According to the above adapter, the DC power input from the input terminal is output from the output terminal without being converted almost as it is. The output terminal is configured so that the power terminal of an AC electric device can be connected. In this configuration, the DC power output from the output terminal is periodically cut off by the switch element controlled by the control circuit. As a result, when an electric device for AC power is connected to the output terminal, the DC power that is periodically disconnected is input to the electric device. Therefore, for example, when the power switch is shut off in an electric device for AC power, an arc is less likely to occur in the power switch. As described above, the adapter can solve the problem of supplying DC power to the electric device for AC power by controlling the switch element while having a simple configuration for outputting the input DC power. As a result, the adapter can supply electric power from a DC power source to an electric device for AC power with a simple configuration.
上記アダプタにより、例えば、リチウムイオン電池などの二次電池を含む電池パックのような外部電源からの高電圧の直流電圧を、交流電力用の電気機器に供給することができる。そのため、商用電源のない場所や、ACコードが作業の邪魔になるような場所でも、電気機器を使用可能になる。また、容量の大きい商用電源を使用する場合に比べて、直流電源を使用する場合は、平均電圧を考慮した電力供給ができるため、電圧降下(パワーダウン)を気にしないで、電気機器を使用することができる。 With the adapter, for example, a high-voltage DC voltage from an external power source such as a battery pack containing a secondary battery such as a lithium-ion battery can be supplied to an electric device for AC power. Therefore, the electric device can be used even in a place where there is no commercial power supply or where the AC cord interferes with the work. Also, compared to using a commercial power supply with a large capacity, when using a DC power supply, it is possible to supply power in consideration of the average voltage, so you can use electrical equipment without worrying about voltage drop (power down). can do.
前記制御回路により制御される前記スイッチ素子のデューティ比は50%を超えてもよい。すなわち、出力される直流電力の1周期において接続期間を切断期間より長くするようスイッチ素子の接続及び切断が制御されてもよい。これにより、入力端子から入力される入力電圧に対する出力端子から出力される電圧の割合を高くすることができる。 The duty ratio of the switch element controlled by the control circuit may exceed 50%. That is, the connection and disconnection of the switch element may be controlled so that the connection period is longer than the disconnection period in one cycle of the output DC power. As a result, the ratio of the voltage output from the output terminal to the input voltage input from the input terminal can be increased.
前記アダプタは、前記入力端子と電気的に接続され、前記入力電力の電圧を検出する電圧検出回路をさらに備えてもよい。前記制御回路は、前記電圧検出回路により検出された前記入力電力の電圧に応じて、前記周期、及び、前記スイッチ素子の1周期における切断期間の少なくとも1つを決定することができる。例えば、アーク発生を効果的に抑制するのに適したスイッチ素子の切断期間は、入力電圧によって異なることがわかっている。制御回路が、入力電圧に応じて、周期及び1周期におけるスイッチ素子の切断期間の少なくとも1つを決定することで、アーク発生の抑制等、直流電力供給に関わる問題の解決に適した直流電力を出力端子から出力することができる。 The adapter may further include a voltage detection circuit that is electrically connected to the input terminal and detects the voltage of the input power. The control circuit can determine at least one of the cycle and the disconnection period in one cycle of the switch element according to the voltage of the input power detected by the voltage detection circuit. For example, it is known that the disconnection period of a switch element suitable for effectively suppressing arc generation differs depending on the input voltage. The control circuit determines at least one of the cycle and the disconnection period of the switch element in one cycle according to the input voltage, so that DC power suitable for solving problems related to DC power supply such as suppression of arc generation can be obtained. It can be output from the output terminal.
前記アダプタは、前記出力端子に接続される外部機器の識別信号を検出する識別回路をさらに備えてもよい。前記識別回路が前記識別信号を検出すると、前記制御回路は前記スイッチ素子を切断状態から接続状態にして前記スイッチ素子の制御を開始することができる。これにより、接続される外部機器が識別できた場合に、その出力端子から電力を出力することができる。例えば、外部機器が出力端子に接続されていない期間は、スイッチ素子を切断しておき、外部機器の識別信号が検出されると、スイッチ素子を接続して、出力端子から電力を出力できるように制御することができる。 The adapter may further include an identification circuit that detects an identification signal of an external device connected to the output terminal. When the identification circuit detects the identification signal, the control circuit can start the control of the switch element by changing the switch element from the disconnected state to the connected state. As a result, when the connected external device can be identified, power can be output from the output terminal. For example, the switch element is disconnected while the external device is not connected to the output terminal, and when the identification signal of the external device is detected, the switch element is connected so that power can be output from the output terminal. Can be controlled.
前記アダプタは、前記出力端子に接続される外部機器の前記識別信号を検出する識別回路をさらに備えてもよい。前記制御回路は、前記識別回路で検出された識別信号に応じて、前記周期、及び前記スイッチ素子の1周期における切断期間の少なくとも一つを決定することができる。これにより、出力端子に接続される外部機器に応じた周期又は切断期間で、切断される直流電力を供給することができる。 The adapter may further include an identification circuit that detects the identification signal of the external device connected to the output terminal. The control circuit can determine at least one of the cycle and the disconnection period in one cycle of the switch element according to the identification signal detected by the identification circuit. As a result, it is possible to supply the DC power to be disconnected at a cycle or a disconnection period according to the external device connected to the output terminal.
前記アダプタは、前記外部電源から出力される過放電信号を検出する回路を備えてもよい。この場合、前記アダプタは、前記過放電信号に基づいて、前記入力端子と前記出力端子の接続を遮断するよう構成されてもよい。これにより、外部電源が過放電になった場合に、外部電源からの電力の供給を停止することができる。 The adapter may include a circuit for detecting an over-discharge signal output from the external power source. In this case, the adapter may be configured to cut off the connection between the input terminal and the output terminal based on the over-discharge signal. As a result, when the external power supply becomes over-discharged, the power supply from the external power supply can be stopped.
前記アダプタは、前記外部電源から出力される温度信号を検出する回路を備えてもよい。この場合、前記アダプタは、前記温度信号に基づいて、前記入力端子と前記出力端子の接続を遮断するよう構成されてもよい。これにより、例えば、外部電源の温度が異常な場合(例えば、許容範囲外になった場合等)に、外部電源からの電力の供給を停止することができる。 The adapter may include a circuit that detects a temperature signal output from the external power source. In this case, the adapter may be configured to cut off the connection between the input terminal and the output terminal based on the temperature signal. Thereby, for example, when the temperature of the external power source is abnormal (for example, when the temperature is out of the allowable range), the supply of electric power from the external power source can be stopped.
前記アダプタは、出力端子から供給される電流を検出する回路を備えてもよい。この場合、前記アダプタは、検出された前記電流に基づいて、前記入力端子と前記出力端子の接続を遮断するよう構成されてもよい。これにより、出力端子から供給される電流が異常な場合(例えば、許容範囲外になった場合等)に、外部電源からの電力の供給を停止することができる。 The adapter may include a circuit that detects the current supplied from the output terminal. In this case, the adapter may be configured to disconnect the input terminal and the output terminal based on the detected current. As a result, when the current supplied from the output terminal is abnormal (for example, when it is out of the permissible range), the supply of electric power from the external power source can be stopped.
前記入力端子は、前記外部電源に含まれる複数の電池を接続できる複数の正負入力端子対を含んでもよい。この場合、前記複数の正負入力端子対に前記複数の電池が接続されると前記複数の電池が互いに直列に接続された状態となるように、前記複数の正負入力端子対のうち少なくとも2つの端子が電気的に接続されていてもよい。これにより、正極端子及び負極端子をそれぞれ有する複数の電池をアダプタに接続した場合に、複数の電池を直列に接続した状態にできる。そのため、複数の電池を直列に接続して得られる電圧を出力端子から出力することができる。 The input terminal may include a plurality of positive / negative input terminal pairs to which a plurality of batteries included in the external power supply can be connected. In this case, at least two terminals of the plurality of positive and negative input terminal pairs are connected so that when the plurality of batteries are connected to the plurality of positive and negative input terminal pairs, the plurality of batteries are connected in series with each other. May be electrically connected. As a result, when a plurality of batteries having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are connected to the adapter, the plurality of batteries can be connected in series. Therefore, the voltage obtained by connecting a plurality of batteries in series can be output from the output terminal.
本発明の実施形態における直流電力利用システムは、電気機器と、前記電気機器に着脱可能なアダプタとを備える。前記電気機器は、交流電力で動作することが想定された交流用の電気機器である。前記電気機器は、電力が入力される電力端子と、交流整流子モータと、前記電力端子と前記交流整流子モータとの間に接続された電源スイッチと、を有する。前記アダプタは、直流の入力電力が外部電源から入力される入力端子と、前記電気機器の前記電力端子に接続可能であり、前記入力端子から入力された直流電力を外部に供給する出力端子と、前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続されたスイッチ素子と、前記スイッチ素子に電気的に接続された制御回路と、を有する。前記制御回路は、前記スイッチ素子の接続及び切断を周期で制御することにより、前記出力端子から出力される直流電力が前記周期で切断されるように、前記スイッチ素子を制御する、直流電力利用システム。 The DC power utilization system according to the embodiment of the present invention includes an electric device and an adapter that can be attached to and detached from the electric device. The electric device is an AC electric device that is supposed to operate with AC power. The electric device has a power terminal into which power is input, an AC commutator motor, and a power switch connected between the power terminal and the AC commutator motor. The adapter has an input terminal in which DC input power is input from an external power source, an output terminal that can be connected to the power terminal of the electric device, and an output terminal that supplies DC power input from the input terminal to the outside. It has a switch element electrically connected between the input terminal and the output terminal, and a control circuit electrically connected to the switch element. The control circuit controls the switch element by controlling the connection and disconnection of the switch element in a cycle so that the DC power output from the output terminal is cut in the cycle. ..
上記構成において、電気機器の交流整流子モータは、交流電流を流しても、直流電流を流しても動作可能である。また、電気機器の電力端子は、アダプタの出力端子に接続可能である。そのため、アダプタの出力端子から供給される直流電力によって電気機器が動作可能である。この構成において、制御回路に制御されるスイッチ素子によって、出力端子から出力される直流電力は、周期で切断される。これにより、出力端子に交流電力用の電気機器が接続された場合、電気機器に周期的に切断された直流電力が入力される。そのため、上記アダプタは、入力された直流電力を出力する簡単な構成としつつ、スイッチ素子の制御によって、交流電力用電気機器に直流電力を供給することによる問題を解決できる。結果として、上記アダプタは、簡単な構成で、交流電力用の電気機器に直流電源からの電力を供給することができる。 In the above configuration, the AC commutator motor of the electric device can operate regardless of whether an AC current is passed or a DC current is passed. Further, the power terminal of the electric device can be connected to the output terminal of the adapter. Therefore, the electric device can be operated by the DC power supplied from the output terminal of the adapter. In this configuration, the DC power output from the output terminal is periodically cut off by the switch element controlled by the control circuit. As a result, when an electric device for AC power is connected to the output terminal, the DC power that is periodically disconnected is input to the electric device. Therefore, the adapter can solve the problem of supplying DC power to an electric device for AC power by controlling a switch element while having a simple configuration for outputting the input DC power. As a result, the adapter can supply electric power from a DC power source to an electric device for AC power with a simple configuration.
前記電気機器は、前記アダプタへ識別信号を供給する識別信号供給回路をさらに有してもよい。前記アダプタは、前記電気機器の識別信号を検出する識別回路をさらに有してもよい。前記識別回路が前記識別信号を検出すると、前記アダプタの前記制御回路は前記スイッチ素子を切断状態から接続状態にして前記スイッチ素子の制御を開始する。 The electrical device may further include an identification signal supply circuit that supplies the identification signal to the adapter. The adapter may further include an identification circuit for detecting the identification signal of the electrical device. When the identification circuit detects the identification signal, the control circuit of the adapter changes the switch element from the disconnected state to the connected state and starts controlling the switch element.
[実施形態]
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The same and corresponding configurations are designated by the same reference numerals in the drawings, and the same description is not repeated. In addition, in order to make the explanation easy to understand, in the drawings referred to below, the configuration is shown in a simplified or schematic manner, or some constituent members are omitted.
(アダプタの構成例)
図1は、本実施形態におけるアダプタの構成例を示す図である。図1に示す例では、アダプタ20は、電池パック10及び交流電力で動作する電気機器(以下、AC電気機器と称する。)30に接続可能である。アダプタ20は、電池パック10から直流の入力電力を入力し、AC電気機器30へ直流の電力を出力する。すなわち、アダプタ20は、交流電力で動作することが想定されている交流用のAC電気機器30に、電池パックからの直流電力を供給する。アダプタ20は、入力端子51〜53、81〜83と、出力端子16a、16bと、スイッチ素子15と、制御回路9を備える。
(Adapter configuration example)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an adapter according to the present embodiment. In the example shown in FIG. 1, the
電池パック10は、アダプタ20に接続可能である。電池パック10は、複数の群セル101〜103を備える。群セル101〜103の各々は、直列に接続された複数の電池を含む。群セル101〜103の各々は、電池の正極に接続される正極端子11〜13、及び電池の負極に接続される負極端子41〜43を有する。なお、電池パック10の構成は、図1に示す例に限られない。例えば、単セルなどの群セル以外の電池が電池パックに含まれてもよい。電池パックの電池の種類は、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池とすることができる。
The
電池パックの群セル101〜103の各々の出力電圧(定格電圧)は、これに限られないが、例えば、DC20〜50Vとしてもよい。例えば、1セルの定格電圧を3.7Vとすると、10個のセルを直列にした群セルの出力電圧は、DC37Vとなる。この場合、3つの群セルを直列に接続した場合の出力電圧は、DC111Vとなる。
The output voltage (rated voltage) of each of the
AC電気機器30は、交流電力で動作するように構成された電気機器であるが、直流電力でも動作可能な電気機器である。AC電気機器30は、交流電力で直流電力でも動作できる電気機器である。AC電気機器30は、例えば、電力端子、交流整流子モータ及び電源スイッチを有する電気工具であってもよい。図1に示す例では、AC電気機器30は、電力端子36、電力端子36に接続される交流整流子モータ35、及び電力端子36とモータ35の間の接続と切断を切り替える電源スイッチSW1を備える。なお、AC電気機器30には、これら以外にも、回路や部品等が設けられてもよい。
The AC electric device 30 is an electric device configured to operate with AC power, but is also an electric device capable of operating with DC power. The AC electric device 30 is an electric device that can operate with AC power and DC power. The AC electric device 30 may be, for example, an electric tool having a power terminal, an AC commutator motor, and a power switch. In the example shown in FIG. 1, the AC electric device 30 includes a
本発明の実施形態における交流整流子モータ35は、例えば、直流電流及び交流電流のいずれかが流れても動作可能なユニバーサルモータである。図1に示す例では、一例として、交流整流子モータ35に、電力端子36から入力された電流がそのまま供給される簡単な構成となっている。この場合、電力端子36から入力された電圧が変換されることなく交流整流子モータ35に印加される。そのため、電力端子36から入力された電圧を変換して交流整流子モータ35に供給するための駆動回路等が不要になる。なお、電気機器の構成は、図1に示す構成に限られない。
The
電源スイッチSW1は、例えば、ユーザの操作によってオン/オフ制御可能に構成されてもよい。電源スイッチSW1により、交流整流子モータ35の駆動と停止が制御される。図1に示す例では、電源スイッチSW1は、電源端子36と交流整流子モータ35をつなぐ2本の線路のうち一方に設けられる片切スイッチであるが、電源スイッチSW1は、これらの2本の経路の両方の接続と切断を切り替える両切スイッチであってもよい。
The power switch SW1 may be configured to be on / off controllable by a user operation, for example. The power switch SW1 controls the drive and stop of the
交流整流子モータ35は、これに限られないが、例えば、界磁、ブラシ、整流子、及び電機子を含む構成とすることができる。この場合、界磁及び電機子には、電力端子36から入力された電流が供給される。
The
AC電気機器30は、電力端子36から入力される交流電力で動作することが想定されている。そのため、電力端子36は、交流電源に接続可能な形態である。例えば、電力端子36は、例えば、商用電源のコンセントに接続可能なプラグに形成されてもよい。
The AC electric device 30 is assumed to operate with AC power input from the
アダプタ20の入力端子51〜53、81〜83には、外部電源の一例である電池パック10から直流の入力電力が入力される。出力端子16a、16bから、入力端子51〜53、81〜83から入力された直流電力を外部に出力される。入力端子と出力端子は、電力を伝送する伝送線路で接続される。出力端子16a、16bは、出力コネクタ16に設けられる。出力コネクタ16は、例えば、コンセント形状の多極コネクタであってもよい。出力端子16a、16bは、AC電気機器30の電力端子36に接続可能に構成される。すなわち、出力端子16a、16bは、直流電力のみならず交流電力でも動作することを想定した交流用の電気機器の電力端子36であるプラグに接続可能な形状を有する。
DC input power is input from the
図1に示す例では、入力端子は、複数の正負入力端子対(51と81、52と82、53と83)を含む。各正負入力端子対は、プラス入力端子(正入力端子)51〜53とマイナス入力端子(負入力端子)81〜83を含む。出力端子は、プラス出力端子16aとマイナス出力端子16bを含む。複数の正負入力端子対(51と81、52と82、53と83)のそれぞれに、電池パックの群セルの正極端子及び負極端子(11と41、12と42、13と43)が接続可能である。
In the example shown in FIG. 1, the input terminal includes a plurality of positive / negative input terminal pairs (51 and 81, 52 and 82, 53 and 83). Each positive / negative input terminal pair includes positive input terminals (positive input terminals) 51 to 53 and negative input terminals (negative input terminals) 81 to 83. The output terminal includes a
アダプタ20内において、複数の正負入力端子対のうち1つの正負入力端子対のプラス入力端子51がプラス出力端子16aに接続され、他の正負入力端子対のマイナス入力端子83が、マイナス出力端子16bに接続される。これらのプラス入力端子51及びマイナス入力端子83以外の入力端子については、異なる正負入力端子対のプラス入力端子とマイナス入力端子が、伝送線路(85a、85b)により互いに接続されている。これにより、複数の正負入力端子対(51と81、52と82、53と83)に、複数の群セル101〜103がそれぞれ接続されると、複数の群セルが互いに直列に接続された状態となる。すなわち、電池パック10の複数の群セル101〜103は、アダプタ20に接続されると直列に接続される。アダプタ20の出力端子16a、16bからは、直列に接続された複数の群セル101〜103の電圧が出力される。
In the
アダプタ20のスイッチ素子15は、入力端子と出力端子との間に電気的に接続される。本例では、マイナス入力端子83とマイナス出力端子16bの間にスイッチ素子15が接続される。スイッチ素子15は、入力端子と出力端子の間の接続及び切断を切り替える。スイッチ素子15は、制御回路9に接続される。スイッチ素子15の接続及び切断は、制御回路6により制御される。
The
一例として、スイッチ素子15は、FETにより構成される。この場合、FETのソース及びドレインが、入力端子と出力端子の間の経路に対して直列に接続される。FETのゲートは、制御回路9に接続される。
As an example, the
制御回路9は、スイッチ素子15の接続及び切断を周期で制御する。制御回路9によるスイッチ素子15の制御により、出力端子16a、16bから出力される直流電力が制御された周期で切断される。制御される周期(すなわち周波数)は、可変であってもよい固定であってもよい。
The
図1に示す例では、制御回路9は、スイッチ素子15を駆動する駆動回路95を含む。駆動回路95は、スイッチ素子15に制御信号を供給して、スイッチ素子15の接続及び切断(オン及びオフ)を制御する。例えば、スイッチ素子15がFETである場合、駆動回路95は、スイッチ素子15のゲート電圧信号を供給することで、オン及びオフを制御する。
In the example shown in FIG. 1, the
図2は、出力端子から出力される直流電圧の波形の例を示す図である。図2(a)に示すように、出力電圧が0となる切断期間(オフ期間)が周期Tで繰り返される。図2(a)に示す例では、出力電圧において、デューティ比(オンデューティ)は、80%である。例えば、制御回路9がスイッチ素子15のデューティ比を80%とすることで、図2(a)のような波形の直流電圧が出力端子から出力される。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a waveform of a DC voltage output from an output terminal. As shown in FIG. 2A, the disconnection period (off period) at which the output voltage becomes 0 is repeated in the cycle T. In the example shown in FIG. 2A, the duty ratio (on-duty) is 80% at the output voltage. For example, when the
制御回路9によるスイッチ素子15の制御によって、AC電気機器30に直流電力を供給することによる問題を解決できる。例えば、AC電気機器30に高電圧の直流電力を供給している時に電源スイッチSW1が切断された場合、アークが発生し、電源スイッチが切れずに焼き付いてしまうことが起こり得る。本実施形態では、制御回路9のスイッチ素子15の制御により、出力される直列電力が周期的に切断される。そのため、AC電気機器30における電源スイッチSW1の切断時にアークしにくくなる。なお、制御回路9によるスイッチ素子の制御により、解決できる問題は、上記アークの例に限られない。
By controlling the
制御回路9は、スイッチ素子15のデューティ比及び1周期における切断期間の少なくとも一方を制御することができる。これにより、出力電圧のオフ期間の長さ及び頻度の少なくとも一方を制御できる。
The
例えば、図2(b)は、図2(a)の波形に対して、周期すなわち周波数を固定し、デューティ比を変化させた場合の波形例を示す。このように、周期(周波数)は一定でデューティ比を変更することで、出力電圧のオフ期間の長さを調整することができる。 For example, FIG. 2B shows an example of a waveform in the case where the period, that is, the frequency is fixed and the duty ratio is changed with respect to the waveform of FIG. 2A. In this way, the length of the output voltage off period can be adjusted by changing the duty ratio while the period (frequency) is constant.
図2(c)は、図2(a)に示す波形に対して、デューティ比を固定し、周期すなわち周波数を変化させた場合の波形例を示す。このように、デューティ比は一定で周期すなわち周波数を変更することで、出力電圧のオフ期間の長さ及び頻度を調整することができる。 FIG. 2C shows an example of a waveform when the duty ratio is fixed and the period, that is, the frequency is changed with respect to the waveform shown in FIG. 2A. In this way, the length and frequency of the output voltage off period can be adjusted by changing the period, that is, the frequency, while the duty ratio is constant.
図2(d)は、図2(a)に示す波形に対して、接続期間(オン期間)を固定し、オフ期間を変化させた場合の波形例を示す。このように、オン期間を固定しオフ期間を変更することで、出力電圧のオフ期間の長さ及び頻度を調整することができる。 FIG. 2D shows an example of a waveform when the connection period (on period) is fixed and the off period is changed with respect to the waveform shown in FIG. 2A. In this way, by fixing the on period and changing the off period, the length and frequency of the off period of the output voltage can be adjusted.
制御回路9によって制御されるスイッチ素子15のデューティ比は、特に限定されないが、例えば、50%を超える範囲で設定されてもよい。デューティ比が大きい程、1周期におけるオン期間が長くなる。その結果、入力端子へ入力される電圧に対する出力端子から出力される電圧の割合が高くなる。すなわち、AC電気機器30に供給される平均電圧又は実効電圧が高くなる。この観点から、制御回路9によって制御されるスイッチ素子15のデューティ比は、60%以上が好ましく、70%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましく、90%以上がさらに好ましい。
The duty ratio of the
一例として、図2(a)に示す例において、電池パック10からの入力電圧をDC126Vとする。オン期間は8msec、オフ期間は2msecである。デューティ比は(T1/T)×100=(8/10)=80%である。この場合、周波数fは100Hzである。実効電圧VRMS=112.Vである。平均電圧VAVE=100.8Vとなる。
As an example, in the example shown in FIG. 2A, the input voltage from the
(過放電、温度、電流を検出する構成例)
再び、図1を参照し、アダプタ20は、過放電信号入力端子61〜63、温度信号入力端子71〜73を有する。過放電信号入力端子61〜63、及び、温度信号入力端子71〜73は、複数の正負入力端子対のそれぞれに対して設けられる。正負入力端子対に群セルの正極端子と負極端子が接続された状態において、群セルの過放電信号出力端子21〜23が過放電信号入力端子61〜63に接続され、温度信号出力端子31〜33が温度信号入力端子71〜73に接続される。これにより、複数の正負入力端子対に接続される複数の群セル101〜103のそれぞれから、過放電信号及び温度信号を入力することができる。
(Configuration example to detect over-discharge, temperature, and current)
Again, referring to FIG. 1, the
群セル101〜103のそれぞれは、過放電検出回路(図示略)を有する。過放電検出回路は、過放電信号出力端子21〜23に接続される。過放電検出回路が、群セルの過放電を検出すると、過放電信号出力端子21〜23から過放電信号を出力する。
Each of the
群セル101〜103のそれぞれは、サーミスタ1a、1b、1cを有する。サーミスタ1a、1b、1cは、温度信号出力端子31〜33及び負極端子41〜43に接続される。サーミスタは、群セルの温度を示す温度信号を、温度信号出力端子31〜33から出力する。
Each of the group cells 101-103 has
制御回路9は、過放電検出回路91、温度検出回路92、電流検出回路93、及び識別回路94を含む。過放電信号入力端子61〜63は、過放電検出回路91に接続される。過放電検出回路91は、過放電信号入力端子61〜63のそれぞれから入力される過放電信号により各群セル101〜103の過放電を検出する。温度信号入力端子71〜73は、温度検出回路92に接続される。温度検出回路92は、温度信号入力端子71〜73のそれぞれから入力される温度信号により各群セル101〜103の温度を検出する。
The
電流検出回路93は、入力端子と出力端子の間の線路上に接続された電流検出用抵抗R1に接続される。電流検出回路93は、電流検出用抵抗R1の両端の電圧により、入力端子と出力端子の間の線路上に流れる電流を検出することができる。
The
制御回路9は、過放電検出回路91において、複数の群セル101〜103のうちいずれかの過放電が検出された場合に、スイッチ素子15を切断する。すなわち、入力端子と出力端子の間の電力の伝送を停止する。アダプタ20に接続された複数の群セルのいずれかにおいて過放電が発生した場合に、電池パック10からの電力入力及びAC電気機器30への電力供給を停止することができる。
The
制御回路9は、温度検出回路92において、複数の群セル101〜103のうちいずれかの温度に異常が検出された場合に、スイッチ素子15を切断する。すなわち、入力端子と出力端子の間の電力の伝送を停止する。アダプタ20に接続された複数の群セルのいずれかにおいて温度の異常が発生した場合に、電池パック10からの電力入力及びAC電気機器30への電力供給を停止することができる。
The
制御回路9は、電流検出回路93において、複数の群セル101〜103のうちいずれかの電流に異常(例えば、過電流)が検出された場合に、スイッチ素子15を切断する。すなわち、入力端子と出力端子の間の電力の伝送を停止する。出力端子から出力される電流に異常が発生した場合に、電池パック10からの電力入力及びAC電気機器30への電力供給を停止することができる。
The
なお、スイッチ素子15とは別に、入力端子と出力端子の間に他のスイッチ素子が設けられてもよい。制御回路9は、過放電、温度異常、又は電流異常を検出した時に、この他のスイッチ素子を切断するよう構成されてもよい。
In addition to the
(AC電気機器を識別する構成例)
図1に示す例では、アダプタ20は、識別素子17を有する。制御回路8は、識別回路94を有する。識別回路94及び識別素子17は、アダプタ20に接続されるAC電気機器30から識別信号を検出することで、AC電気機器30を識別する。
(Configuration example for identifying AC electrical equipment)
In the example shown in FIG. 1, the
図3は、図1に示す識別回路94及び識別素子17のより詳細な構成例を示す図である。図3に示す例では、識別素子17は、端子であり、AC電気機器30の識別素子34である端子と接続可能に構成されている。識別素子17は、識別回路94に接続される。AC電気機器30では、識別素子34に識別抵抗が接続されている。アダプタ20の識別素子17が、AC電気機器30の識別素子34に接続されると、アダプタ20の識別回路94と、AC電気機器30の識別抵抗R2が電気的に接続される。識別回路94は、識別抵抗R2の抵抗値に基づく信号が識別信号として検出される。例えば、識別抵抗R2の電圧、電流又は抵抗値が識別信号として検出される。識別抵抗R2は、アダプタ20に識別信号を供給する識別信号供給回路の一例である。
FIG. 3 is a diagram showing a more detailed configuration example of the
図4は、図1に示す識別回路94及び識別素子17の他の構成例を示す図である。図4に示す例では、識別素子17は、無線通信を行うためのアンテナを有し、AC電気機器30の識別素子34が有するアンテナと無線通信可能に構成されている。識別素子17は、識別回路94に接続される。AC電気機器30では、識別素子34にメモリを備えた制御回路37が接続されている。アダプタ20の識別回路94は、識別素子17、34を介して、AC電気機器30の制御回路37と無線通信可能である。識別回路94は、AC電気機器30の制御回路37のメモリに記録された識別情報を、識別信号として無線通信を介して受信する。この無線通信の形態は、特に限定されないが、例えば、識別素子17は、RFIDのリーダライタとし、識別素子34及び制御回路37をRFIDタグとすることができる。制御回路37は、識別信号供給回路の一例である。
FIG. 4 is a diagram showing another configuration example of the
なお、識別素子34及び識別回路94は、出力端子16a、16bに接続されている状態のAC電気機器から識別信号を取得する態様であってもよいし、出力端子16a、16bに接続されていない状態のAC電気機器から識別信号を取得可能であってもよい。
The
識別回路94は、識別信号を検出することにより、AC電気機器30を識別する。識別回路94は、例えば、メモリを備え、メモリに予め記録された識別情報と、外部から取得した識別信号が示す識別情報とが一致する場合に、識別信号として検出することができる。これにより、識別回路94は、AC電気機器30を識別することができる。
The
制御回路9は、識別回路94が、AC電気機器30の識別信号を検出すると、スイッチ素子15を切断状態から接続状態にしてスイッチ素子15の制御を開始することができる。この場合、制御回路9は、例えば、AC電気機器30が、出力端子16a、16bに接続されていない場合は、スイッチ素子15を切断状態にしておき、AC電気機器30が、出力端子16a、16bに接続され、且つ、識別回路94がAC電気機器30の識別信号を検出した場合に、スイッチ素子15を切断状態から接続状態に切り替えて、スイッチ素子15の制御を開始することができる。
When the
これにより、アダプタ20は、識別できるAC電気機器30が接続された場合に、電力を供給し、識別できない電気機器が接続された場合には、電力を供給しないように構成される。そのため、例えば、直流電力で動作可能な識別されたAC電気機器が接続された場合に直流電力を供給し、その他の識別されないAC電気機器が接続された場合に、直流電力を供給しないようにすることができる。
As a result, the
なお、スイッチ素子15とは別に、入力端子と出力端子の間に他のスイッチ素子が設けられてもよい。制御回路9は、識別されたAC電気機器が出力端子16a、16bに接続されていない間は、この他のスイッチを切断するように構成されてもよい。
In addition to the
制御回路9は、識別回路94で検出された識別信号に応じて、スイッチ素子15の切断の周期、及びスイッチ素子の1周期における切断期間の少なくとも1つを決定することができる。これにより、AC電気機器30に応じて、直流電力を制御することができる。例えば、制御回路9は、AC電気機器30と識別情報と制御情報とを対応付けて予め記録したメモリを有してもよい。制御情報として、例えば、スイッチ素子15の切断の周期(すなわち周波数)、及びスイッチ素子の1周期における切断期間の少なくとも1つを示す情報を予め記録しておくことができる。これにより、検出された識別信号を示す識別情報に応じた制御を決定することができる。制御回路9は、検出された識別信号に応じて、スイッチ素子15を切断する周期(周波数)、デューティ比、及び、1周期における切断期間又は接続期間の長さの少なくとも1つを変更することができる。
The
AC電気機器30によって、動作に適した直流電圧は異なる場合がある。また、AC電気機器30の電源スイッチSW1のサイズや構成によって、アーク抑制に適した切断期間の長さや周期は異なる場合がある。そのため、AC電気機器30に応じて調整された直流電圧を供給することが好ましい。本実施形態では、制御回路9がAC電気機器30から取得した識別信号に応じてスイッチ素子15を制御する。これにより、AC電気機器30に応じた直流電圧を供給することができる。
The DC voltage suitable for operation may differ depending on the AC electric device 30. Further, the length and period of the cutting period suitable for arc suppression may differ depending on the size and configuration of the power switch SW1 of the AC electric device 30. Therefore, it is preferable to supply a DC voltage adjusted according to the AC electric device 30. In the present embodiment, the
(入力電圧に基づいて出力を制御するための構成例)
図5は、図1に示すアダプタ20の構成に、電圧検出回路96を追加した構成を示す図である。電圧検出回路96は、入力端子51と電気的に接続される。電圧検出回路96は、入力電力の電圧を検出する。電池パック10がアダプタ20に接続された状態で、電池パック10の複数の群セル101〜103を直列に接続した場合の電圧が、電圧検出回路96で検出される。
(Configuration example for controlling the output based on the input voltage)
FIG. 5 is a diagram showing a configuration in which a
制御回路9は、電圧検出回路96により検出された入力電力の電圧に応じて、スイッチ素子15を切断する周期、及びスイッチ素子15の1周期における切断期間の少なくとも1つを決定することができる。これにより、入力電力の電圧に応じて、スイッチ素子を切断する周期及び1周期における切断期間の少なくとも1つが制御される。例えば、制御回路9は、検出された入力電力の電圧に応じて、スイッチ素子15を切断する周期(周波数)、デューティ比、及び、1周期における切断期間又は接続期間の長さの少なくとも1つを変更することができる。
The
図5に示す例では、制御回路9は、入力電圧、すなわち、電池パック10の複数の群セル101〜103を直列に接続した場合の電圧に応じて、出力端子16a、16bから出力される直流電圧のオフ期間の周期又は長さを変更することができる。これにより、AC電気機器30に直流電力を供給することにより生じ得る問題の解決に適した電圧を出力することができる。例えば、AC電気機器30の電源スイッチSW1切断時のアーク抑制のためには、AC電気機器30に供給される直流電力におけるオフ期間の長さは、出力される直流電圧に応じて変更することが好ましい。制御回路9は、入力電力に応じてスイッチ素子15の切断を制御することで、出力電圧に応じてオフ期間を調整することができる。例えば、入力電力の電圧が高くなると、スイッチ素子15の切断期間を長くして、オフ期間を長くし、入力電力の電圧が低くなると、スイッチ素子15の切断期間を短くして、オフ期間を短くすることができる。
In the example shown in FIG. 5, the
図2(a)〜図2(d)を参照し、入力電力に応じた出力電力の切断時間の制御例を説明する。図2(a)は、入力電圧がDC126Vの場合である。この場合、上述したように、周期T=10msec(周波数f=100Hz)、オフ期間2msec、デューティ比80%、実効電圧VRMS=112.7V、平均電圧VAVE=100.8Vである。 An example of controlling the disconnection time of the output power according to the input power will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (d). FIG. 2A shows a case where the input voltage is DC126V. In this case, as described above, the period T = 10 msec (frequency f = 100 Hz), the off period 2 msec, the duty ratio 80%, the effective voltage VRMS = 112.7 V, and the average voltage VAVE = 100.8 V.
図2(b)の例では、入力電圧がDC75Vである。図2(b)では、図2(a)の場合より入力電圧が低いため、周波数が変えずにデューティ比を90%として、オフ期間を短くしている。この場合、周期T=10msec(周波数f=100Hz)、オフ期間1msec、デューティ比90%、実効電圧VRMS=71.7V、平均電圧VAVE=67.5Vである。図2(b)の場合は、デューティ比が90%と図2(a)のデューティ比80%より高い。そのため、入力電圧に対する出力電圧の割合が大きくなる。 In the example of FIG. 2B, the input voltage is DC75V. In FIG. 2B, since the input voltage is lower than that in FIG. 2A, the duty ratio is set to 90% without changing the frequency, and the off period is shortened. In this case, the period T = 10 msec (frequency f = 100 Hz), the off period 1 msec, the duty ratio 90%, the effective voltage VRMS = 71.7 V, and the average voltage VAVE = 67.5 V. In the case of FIG. 2B, the duty ratio is 90%, which is higher than the duty ratio of 80% in FIG. 2A. Therefore, the ratio of the output voltage to the input voltage becomes large.
図2(c)の例では、入力電圧がDC75Vである。図2(c)では、図2(a)の場合より入力電圧が低いため、デューティ比は変えずに周期を5msecとして、オフ期間を短くしている。この場合、周期T=5msec(周波数f=200Hz)、オフ期間1msec、デューティ比80%、実効電圧VRMS=67.1V、平均電圧VAVE=60Vである。この例では、周波数を高くできる。周波数を高くすることで、よりアーク抑制効果を高めることができる。 In the example of FIG. 2C, the input voltage is DC75V. In FIG. 2C, since the input voltage is lower than that in FIG. 2A, the off period is shortened by setting the period to 5 msec without changing the duty ratio. In this case, the period T = 5 msec (frequency f = 200 Hz), the off period 1 msec, the duty ratio 80%, the effective voltage VRMS = 67.1 V, and the average voltage VAVE = 60 V. In this example, the frequency can be increased. By increasing the frequency, the arc suppression effect can be further enhanced.
図2(d)に例では、入力電圧がDC75Vである。図2(d)では、図2(a)の場合より入力電圧が低いため、オン期間は変えずにオフ期間を短くして1msecとしている。この場合、周期T=9msec(周波数f=111Hz)、オフ期間1msec、デューティ比88.9%、実効電圧VRMS=70.7V、平均電圧VAVE=66.7Vである。 In the example shown in FIG. 2D, the input voltage is DC75V. In FIG. 2D, since the input voltage is lower than that in FIG. 2A, the off period is shortened to 1 msec without changing the on period. In this case, the period T = 9 msec (frequency f = 111 Hz), the off period 1 msec, the duty ratio 88.9%, the effective voltage VRMS = 70.7 V, and the average voltage VAVE = 66.7 V.
図2(a)に示す例では、平均電圧が100.8Vとなっている。これにより、例えば、100.8VでAC電気機器を動作させることができる。高電圧の出力を確保する観点からは、入力電圧が125V以上の場合、制御回路9は、出力端子から出力される電圧の平均電圧が80V以上となるように、スイッチ素子15の切断期間を制御する事が好ましく、前記平均電圧が100V以上となるよう制御することがより好ましい。
In the example shown in FIG. 2A, the average voltage is 100.8V. Thereby, for example, the AC electric device can be operated at 100.8 V. From the viewpoint of ensuring a high voltage output, when the input voltage is 125 V or more, the
なお、制御回路9の駆動回路95は、スイッチ素子15の接続及び切断をPWM制御してもよい。PWM制御により、例えば、図2(a)及び図2(b)に示すように、入力電力の電圧に応じて、デューティ比を変更することができる。
The
なお、制御回路9は、入力電力の電圧以外の物理量に基づいてスイッチ素子15を制御してもよい。例えば、制御回路9は、出力電力の電圧をスイッチ素子15のPWM制御にフィードバックしてすることで、出力電力の電圧が一定になるよう制御することもできる。
The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、スイッチ素子15は、プラス入力端子51とプラス出力端子16aの間に接続されてもよい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the
また、制御回路9は、集積回路で構成されるプロセッサであってもよい。例えば、制御回路9の機能の少なくとも一部は、プロセッサがプログラムを実行することにより実現されてもよい。このようなプログラム及びプログラムを記録した非一時的な(non-transitory)記録媒体も、本発明の実施形態に含まれる。
Further, the
過放電検出回路91、温度検出回路92、電流検出回路93、識別回路94及び電圧検出回路96の少なくとも1つを省略してもよい。過放電検出回路91、温度検出回路92、電流検出回路93、及び識別回路94の少なくとも1つは、制御回路9内ではなく、制御回路9の外に設けられてもよい。
At least one of the
電池パックの入力端子への接続を検出する入力接続検出部をさらに備えてもよい。アダプタは、入力端子への接続が検出されていない間は、入力端子と出力端子の間を切断されるよう構成されてもよい。AC電気機器の出力端子への接続を検出する出力接続検出部をさらに備えてもよい。アダプタは、出力端子への接続が検出されていない間は、入力端子と出力端子の間を切断されるよう構成されてもよい。 An input connection detection unit that detects a connection to the input terminal of the battery pack may be further provided. The adapter may be configured to disconnect between the input and output terminals while no connection to the input terminal is detected. An output connection detection unit that detects the connection to the output terminal of the AC electric device may be further provided. The adapter may be configured to disconnect between the input and output terminals while no connection to the output terminal is detected.
上記の例では、アダプタ20は、電池パック10及びAC電気機器に対して着脱可能に構成される。アダプタは、外部電源又は電気機器に内蔵されてもよい。例えば、アダプタを内蔵した電池パックも本発明の実施形態に含まれる。この場合、アダプタの出力端子が、電池パックの出力端子となる。電池パックから出力される直流電力は、周期的に切断される。アダプタの出力端子から出力される直流電圧の平均電圧は、例えば、DC60〜250Vとしてもよい。この平均電圧は、70V以上が好ましく、80V以上がより好ましい。また、この平均電圧は、180V以下が好ましく、150V以下がより好ましい。これにより、例えば、交流100Vで動作する電気機器に電力を供給することができる。
In the above example, the
また、アダプタは、電気機器に内蔵されてもよい。この場合、アダプタを内蔵した電気器は、アダプタの入力端子が、電気機器の入力端子となる。アダプタのスイッチ素子は、入力端子と交流整流子モータとの間に配置される。外部電源から入力端子に直流電力が入力された場合に、アダプタのスイッチ素子が周期で切断される。 Further, the adapter may be built in the electric device. In this case, in the electric device having the built-in adapter, the input terminal of the adapter becomes the input terminal of the electric device. The switch element of the adapter is arranged between the input terminal and the AC commutator motor. When DC power is input to the input terminal from an external power supply, the switch element of the adapter is periodically disconnected.
なお、上記例では、電池パック10の複数の群セル101〜103を、アダプタ20において、直列に接続する構成である。アダプタにおける複数の電池(例えば群セル)の接続形態は、これに限られない。例えば、複数の電池をアダプタにおいて並列に接続する構成であってもよい。この場合、アダプタの出力端子からは、複数の電池を並列に接続した場合の電圧が出力される。
In the above example, a plurality of
上記例では、アダプタ20に接続可能な電池パック10は1つであるが、複数の電池パック10がアダプタに接続可能であってもよい。例えば、3つの群セル101〜103のそれぞれが、独立した電池パックであってもよい。この場合も、アダプタが、複数の電池パックを直列に接続する構成であってもよいし、複数の電池パックを並列に接続する構成であってもよい。
In the above example, one
10:電池パック、15:スイッチ素子、16a、16b:出力端子、20:アダプタ、30:AC電気機器、51〜53:入力端子、81〜83:出力端子、9:制御回路 10: Battery pack, 15: Switch element, 16a, 16b: Output terminal, 20: Adapter, 30: AC electrical equipment, 51-53: Input terminal, 81-83: Output terminal, 9: Control circuit
Claims (9)
前記入力端子から入力された直流電力を外部に供給する出力端子であって、交流電力で動作することが想定された交流用の電気機器の電力端子が接続可能な出力端子と、
前記入力端子と前記出力端子との間に電気的に接続されたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子に電気的に接続された制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記スイッチ素子の接続及び切断を周期で制御することにより、前記出力端子から出力される直流電力が前記周期で切断されるように、前記スイッチ素子を制御する、アダプタ。 Input terminals where DC input power is input from an external power supply,
An output terminal that supplies DC power input from the input terminal to the outside, and an output terminal to which the power terminal of an AC electric device that is supposed to operate with AC power can be connected.
A switch element electrically connected between the input terminal and the output terminal,
A control circuit electrically connected to the switch element is provided.
The control circuit is an adapter that controls the switch element by controlling the connection and disconnection of the switch element in a cycle so that the DC power output from the output terminal is cut in the cycle.
前記制御回路は、前記電圧検出回路により検出された前記入力電力の電圧に応じて、前記周期、及び前記スイッチ素子の1周期における切断期間の少なくとも1つを決定する、請求項1又は2に記載のアダプタ。 A voltage detection circuit that is electrically connected to the input terminal and detects the voltage of the input power is further provided.
The control circuit according to claim 1 or 2, wherein the control circuit determines at least one of the cycle and the disconnection period in one cycle of the switch element according to the voltage of the input power detected by the voltage detection circuit. Adapter.
前記識別回路が前記識別信号を検出すると、前記制御回路は前記スイッチ素子を切断状態から接続状態にして前記スイッチ素子の制御を開始する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のアダプタ。 An identification circuit for detecting an identification signal of an external device connected to the output terminal is further provided.
The adapter according to any one of claims 1 to 3, wherein when the identification circuit detects the identification signal, the control circuit changes the switch element from the disconnected state to the connected state and starts controlling the switch element.
前記制御回路は、前記識別回路で検出された識別信号に応じて、前記周期、及び前記スイッチ素子の1周期における切断期間の少なくとも一つを決定する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアダプタ。 An identification circuit for detecting the identification signal of the external device connected to the output terminal is further provided.
The control circuit determines at least one of the cycle and the disconnection period in one cycle of the switch element according to the identification signal detected by the identification circuit, according to any one of claims 1 to 4. The listed adapter.
前記過放電信号、前記温度信号又は前記電流のいずれかに基づいて、前記入力端子と前記出力端子の接続を遮断する、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のアダプタ。 Further, at least one of a circuit for detecting an over-discharge signal output from the external power supply, a circuit for detecting a temperature signal output from the external power supply, and a circuit for detecting a current supplied from an output terminal is further provided. ,
The adapter according to any one of claims 1 to 5, which disconnects the connection between the input terminal and the output terminal based on any of the over-discharge signal, the temperature signal, and the current.
前記複数の正負入力端子対に前記複数の電池が接続されると前記複数の電池が互いに直列に接続された状態となるように、前記複数の正負入力端子対のうち少なくとも2つの端子が電気的に接続されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載のアダプタ。 The input terminal includes a plurality of positive / negative input terminal pairs to which a plurality of batteries included in the external power supply can be connected.
At least two terminals of the plurality of positive and negative input terminal pairs are electrically connected so that when the plurality of batteries are connected to the plurality of positive and negative input terminal pairs, the plurality of batteries are connected in series with each other. The adapter according to any one of claims 1 to 6, which is connected to the adapter.
前記電気機器は、交流電力で動作することが想定された交流用の電気機器であって、
電力が入力される電力端子と、
交流整流子モータと、
前記電力端子と前記交流整流子モータとの間に接続された電源スイッチと、を有する
、直流電力利用システム。 A DC power utilization system including the adapter according to any one of claims 1 to 7 and an electric device.
The electric device is an AC electric device that is supposed to operate with AC power.
The power terminal where power is input and
AC commutator motor and
A DC power utilization system including a power switch connected between the power terminal and the AC commutator motor.
前記アダプタは、前記電気機器の識別信号を検出する識別回路をさらに有し、
前記識別回路が前記識別信号を検出すると、前記アダプタの前記制御回路は前記スイッチ素子を切断状態から接続状態にして前記スイッチ素子の制御を開始する、請求項8に記載の直流電力利用システム。 The electrical device further includes an identification signal supply circuit that supplies an identification signal to the adapter.
The adapter further comprises an identification circuit for detecting the identification signal of the electrical device.
The DC power utilization system according to claim 8, wherein when the identification circuit detects the identification signal, the control circuit of the adapter changes the switch element from the disconnected state to the connected state and starts controlling the switch element.
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