JP2500878Y2

JP2500878Y2 - 電源回路

Info

Publication number: JP2500878Y2
Application number: JP19226787U
Authority: JP
Inventors: 茂治窪谷; 順保樋口
Original assignee: アイワ株式会社
Priority date: 1987-12-18
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1996-06-12
Anticipated expiration: 2002-12-18
Also published as: JPH0196744U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は、小型テープレコーダなどに適用して好適
な電源回路、２つの電源を選択的に使用できるようにす
ると共に、２つの電源を同時に使用するときには電池寿
命を長くできるようにした電源回路に関する。

［従来の技術］小型のテープレコーダでは、小型、軽量化に伴なっ
て、その駆動電源として使用される電池も、単３型のよ
うなより小型の電池が使用されるようになってきた。

このような軽薄短小化に伴なって、使用される電池の
寿命も次第に短かくなり、２〜３時間程度しか持たない
機種も出現している。

一方、最近の傾向では駆動電源として、充電可能な二
次電池も使用されつつある。この場合においても、二次
電池としては一次電池と同様により小型化されたものが
使用されるに至っているため、電池寿命は一次電池の場
合と同様に非常に短かくなっている。

しかし、軽薄短小化とは裏腹に、電池寿命としてはよ
り長い時間にわたって使用できた方が好ましい。

このような要求を解決する一つの手段として、電池の
並列運転が考えられる。つまり、小型扁平な電池を使用
する限り、これを並列接続して使用しても、テープレコ
ーダの小型、軽量化を阻害することにはならないからで
ある。

さて、電池を並列接続して使用する場合には、その起
電圧の組合せとしては以下に示すような態様が考えられ
る。

一次電池としては、マンガン電池やアルカリ電池の使
用が考えられ、二次電池としては、ニッケルカドミウム
電池や鉛電池などの使用が考えられる。

第５図は起電圧が1.5Vの一次電池と、起電圧が1.2Vの
二次電池を並列接続して、電源回路を構成した場合であ
る。

第６図は同一起電圧の電池を複数個使用した場合であ
る。すなわち、一次電池が２個直列接続して使用され、
同様に二次電池も２個直列接続して使用された場合であ
る。従って、その起電圧としては、一次電池側が3.0V、
二次電池側が2.4Vとなる。

第７図の例は第６図の変形であって、二次電池として
起電圧が2.0Vの鉛電池を１個使用した場合である。

［考案が解決しようとする問題点］ところで、このように構成した場合においては、一次
電池の起電圧は何れも、1.5Vであるのに対し、二次電池
は1.2V若しくは2.0Vの起電圧を発生するものである。

従って、これら電池をどのように組合せしたとして
も、起電圧のアンバランスが生ずる。第５図の場合で
は、0.3Vの差があり、第６図では0.6Vの差、第７図では
1.0Vの差となってしまう。

しかも、その端子電圧差は一次電池側の方が高い。そ
の結果、並列運転時、一次電池側より二次電池側に電流
が流れるため、二次電池側が過充電となって、その性能
を劣化させ、電池寿命が低下する欠点がある。

また、二次電池を充電する場合において、第８図のよ
うに一次電池と二次電池とを並列接続した状態で、端子
側に交流電源を接続して、この二次電池を充電しようと
すると、充電できない一次電池側にも充電電流が流れて
しまう。

これによって、一次電池の性能が著しく劣化してしま
う。

そこで、この考案ではこのような従来の問題点を解決
したものであって、２つの電源（一次電池と二次電池）
のいずれかを選択して単独で使用できるようにすると共
に、起電圧が相違する一次電池と二次電池とを同時に接
続した場合であっても、夫々の電池性能を劣化させるこ
とのない電源回路を提案するものである。

［問題点を解決するための技術的手段］上述の問題点を解決するため、この考案においては、一次電池が収納された第１の電源と、該一次電池より
も端子電圧の低い二次電池が収納された第２の電源がそ
れぞれ装置本体に対して単独で装着して使用できるよう
になされる他、上記第１の電源を介して上記第２の電源
を上記装置本体に装着して使用できるようになされ、上記第１の電源にはその端子電圧を上記第２の電源の
定格電圧に等しくするための定電圧回路が内蔵され、こ
の定電圧回路によって上記第１の電源の端子電圧が定電
圧化されると共に、上記第１の電源を上記第２の電源に接続した状態で、
上記第１の電源の充電端子に接続された外部電源によっ
て上記二次電池が充電できるようになされると共に、充
電中は上記定電圧回路によって上記二次電池側から上記
一次電池が充電されないようになされたことを特徴とす
るものである。

［作用］この構成において、一次電池21と二次電池31とのいず
れを選択しても単独使用（単独使用モード）が可能であ
り、また両者を同時に使用（並列使用モード）するとき
には以下のような動作となる。

定電圧回路50の作用で、第１の電源として機能する一
次電池21側の端子電圧が、第２の電源として機能する二
次電池31側の端子電圧とほぼ等しくなるように調整され
る。

これによって二次電池31への過充電が防止される。

また、定電圧回路50を構成する電源路ｌに対して並列
接続された制御トランジスタQ1によって、二次電池31側
に設けられた端子24からの一次電池21側への電流の流入
が阻止される。

これによって、一次電池21を接続した状態で二次電池
31を充電しても、一次電池21にはその充電電流が流れな
いため、これによって一次電池21が劣化し、電池寿命を
低下させることもない。

しかも、一次電池21と二次電池31の並列化による運転
時間の延長という初期の目的も達成できる。

［実施例］続いて、この考案に係る電源回路の一例を上述した軽
薄短小化を実現したテープレコーダの電源回路に適用し
た場合につき、第１図以下を参照して詳細に説明する。

ただし、並列運転の使用態様は第７図の場合を例示す
る。

第１図において、10はテープレコーダ本体を示し、こ
れにはACアダプタより得られた所定の直流電圧がジャッ
ク11を介して供給される。

１はこの考案に係る電源回路であって、第１の電源20
を有し、その収納ケース22内に、一次電池21が２個収容
されると共に、その＋極側に定電圧回路50が接続され
て、この例では2.0Vの定電圧を得ている。

第２の電源30も同様に、その収納ケース32内に二次電
池31が１個収容されている。

本体10には複数の電池接続点13〜15が設けられ、接点
13,15の間にテープレコーダの負荷が接続される。接点1
4は中間接続点であり、接点15はアース接点である。

これら接点に対応して、夫々の収納ケース22,32にも
複数の接点が設けられる。接点13に対応する接点が23,3
3であり、以下同様に接点14に対応するのが接点24,34、
接点15に対応するのが接点25,35である。定電圧回路50
は接点24側に接続される。

この考案では並列運転（並列使用モード）を可能にす
るため、この例では収納ケース22側に、第２の電源30を
接続できるように、収納ケース22用の接点43〜45が設け
られている。

接点43は接点23に、接点44は接点24に、接点45は接点
25に夫々結線される。

こうすることによって、第２の電源30を第１の電源20
に接続した状態で、この第１の電源20を本体10の対応す
る接点13〜15に接続すれば、その結線状態は図示のよう
になり、第１の電源20が定電圧回路50を介して第２の電
源30に並列接続されたことになると共に、その状態で本
体10の負荷に接続される。

これによって、並列運転が行なわれ、電池寿命は単一
の電源使用時に比しほぼ２倍となる。

勿論、第１と第２の電源20,30はそのいずれでも単独
に使用する（単独使用モードを選択する）ことができ、
第１の電源20に代えて第２の電源30を、第２の電源30に
代えて第１の電源20を使用することもできる。

第２図は定電圧回路50の一例を示す。

第１の電源21が接続される一方の入力端子52と、第２
の電源31が接続される一方の出力端子24との間の電源路
ｌには、この電源路ｌと直列に制御トランジスタQ1のコ
レクタ・エミッタ通路が接続される。

そして、制御トランジスタコレクタ側、すなわち出力
端子24と接地間には充放電用のコンデンサ53が接続され
ると共に、文圧回路60が接続される。

分圧回路60は図示するように、直列接続された一対の
ダイオードD1,D2と、一対の抵抗器54,55とで構成され、
抵抗器54,55の接点中点から得られる所定の分圧電圧が
抵抗器56を介して可変インピーダンス素子として機能す
る第１のトランジスタQ3のベースに印加される。

一方、入力端子52と接地間には、抵抗器57と第１のト
ランジスタQ3のコレクタ・エミッタ電流通路の直列回路
が接続されされると共に、そのコレクタ側は、同じく可
変インピーダンス素子として機能する第２のトランジス
タQ2のベースに供給される。

この第２のトランジスタQ2のコレクタ・エミッタ電流
通路は、上述した制御トランジスタQ1のベース・接地間
に接続される。

この構成において、上述した分圧回路60は出力端子24
に得られる電圧の設定用として機能する。

さて、入力端子52側に第１の電源20である一次電池21
が接続されると、抵抗器57を通してトランジスタQ2に所
定のベース電流が流れて、制御トランジスタQ1がオン状
態となる。

これによって、制御トランジスタQ1のコレクタ側には
ある電圧が発生する。この電圧は分圧回路60によって分
圧されるので、この分圧電圧によって第１のトランジス
タQ3がオンする。

第１のトランジスタQ3がオンすると、第２のトランジ
スタQ2のベース電位が低下して、このトランジスタQ2の
コレクタ電流が下がる。

その結果、制御トランジスタQ1のコレクタ電圧がある
値に低下して落ち着く。

一方、入力端子52の入力電圧が低下すると、上述した
とは逆に、第２のトランジスタQ2のベース電流が下がる
ため、このトランジスタQ2のインピーダンスが大きくな
って、制御トランジスタQ1のコレクタ電圧が低下する。

そうなると、分圧電圧も低下するため、第１のトラン
ジスタQ3がカットオフ方向に近付き、そのインピーダン
スが増加して、そのコレクタ電圧を上昇させ、これに伴
なって第２のトランジスタQ2のベース電流が増えてその
インピーダンスを下げる方向に働く。

この制御動作によって、今度は制御トランジスタQ1の
コレクタ電圧が上昇する。従って、このような一連の制
御動作によって、第３図に示すように、出力端子24に得
られる電圧は、安定化電圧に達するまでは上昇し、それ
以上の入力電圧になると安定化動作となる。

なお、出力端子24に接続される負荷に流れる電流によ
って、その出力電圧は第４図のように変動するが、実用
上この電圧変動が問題となることはない。

さて、第２図の構成においては、出力端子24に得られ
る安定化された電圧として、並列接続される二次電池31
の起電圧とほぼ等しくなるようにしたため、一次電池21
側からの電流によって二次電池31が過充電されるおそれ
はない。

また、一次電池21と二次電池31とを並列運転している
状態で、端子24にAC電源を接続して、二次電池31を充電
しようとする場合においては、その電源路ｌに制御トラ
ンジスタQ1が接続されている関係上、これによって端子
24側からの充電電流が阻止され、この充電電流が一次電
池21に流れ込むおそれもない。

このことは、一次電池21を接続した状態で二次電池31
の充電作業を遂行できることを意味する。

なお、上述では第７図のような並列運転の場合につい
て、この考案を適用したが、並列運転の態様には制限さ
れるものではない。それに応じて、定電圧回路50の定電
圧値も変更される。

適用する電源回路も、テープレコーダの電源回路に限
られない。

［考案の効果］以上説明したように、この考案においては、第１の電
源と第２の電源とを独立して単独で使用できるように構
成すると共に、第１の電源を構成する一次電池と、第２
の電源を構成する二次電池を並列接続して、並列運転す
るに際しては、一次電池側に定電圧回路を接続して、そ
の出力端子電圧を二次電池の起電圧に等しくするように
したものである。

これによれば、いずれかの電源を任意に選択して使用
できるために、装置電源の選択の自由度が増すほか、二
次電池側に流れる電流によって、これが過充電となった
り、二次電池の充電中にその充電電流が一次電池側に流
入したりすることを確実に防止できる。

そのため、一次電池及び二次電池の寿命を劣化させる
ようなおそれがないので、電池の長寿命化を達成でき
る。

さらに、並列運転が可能であるため、機器の稼働時間
を通常の２倍とすることが可能である。

勿論、定電圧回路に充電端子を設けることによって一
次電池を接続した状態でも二次電池を充電できるから、
一次電池を取外したりする手数を省くことができる。

このようなことから、この考案に係る電源回路は上述
したように、軽薄短小化によって電池寿命も短かくなっ
ているテープレコーダなどの電源回路に適用して極めて
好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る電源回路の適用例を示す要部の
接続図、第２図は定電圧回路の接続図、第３図及び第４
図は定電圧特性の説明図、第５図〜第８図は並列運転の
態様を示す接続図である。 10……テープレコーダ本体 13〜15,23〜25,33〜35,43〜45……接点 20……第１の電源 21……一次電池 30……第２の電源 31……二次電池 50……定電圧回路 60……分圧回路

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一次電池が収納された第１の電源と、該一
次電池よりも端子電圧の低い二次電池が収納された第２
の電源がそれぞれ装置本体に対して単独で装着して使用
できるようになされる他、上記第１の電源を介して上記
第２の電源を上記装置本体に装着して使用できるように
なされ、上記第１の電源にはその端子電圧を上記第２の電源の定
格電圧に等しくするための定電圧回路が内蔵され、この
定電圧回路によって上記第１の電源の端子電圧が定電圧
化されると共に、上記第１の電源を上記第２の電源に接続した状態で、上
記第１の電源の充電端子に接続された外部電源によって
上記二次電池が充電できるようになされると共に、充電
中は上記定電圧回路によって上記二次電池側から上記一
次電池が充電されないようになされたことを特徴とする
電源回路。