JP3056099B2 - 携帯端末システム用の電源装置および電源回路 - Google Patents

携帯端末システム用の電源装置および電源回路

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JP3056099B2
JP3056099B2 JP8308558A JP30855896A JP3056099B2 JP 3056099 B2 JP3056099 B2 JP 3056099B2 JP 8308558 A JP8308558 A JP 8308558A JP 30855896 A JP30855896 A JP 30855896A JP 3056099 B2 JP3056099 B2 JP 3056099B2
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和明 飯塚
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静岡日本電気株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯端末システム
用の電源装置および電源回路に係り、特に1次電池を主
電源とする携帯端末システム用の電源装置および電源回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から携帯端末システム用の電源装置
には、1次電池を用いたものがある。この種の電源装置
としては、例えば、特開平7−295690号公報に記
載したバックアップ電源装置などがある。この公報に記
載されたバックアップ電源装置は、バックアップ電源と
しての主電池と、1次電池から成る副電池の他に、主電
池によって充電される2次電池からなる副電池を設ける
ことにより、1次電池からなる副電池の寿命を延ばし
て、その交換回数を削減することができるものである。
【0003】また上記電源装置には、図6に示す回路図
から構成されるものがある。この回路図において、電源
装置は、ダイード103のアノードを電池のA側端子に
接続する回路と、ダイオード104のアノードを電池1
01のC端子に接続する回路をそれぞれ並列に接続し、
負荷回路102と接地105との間に接続して成るもの
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の電源装置は、装置の高機能化により1次電池を主電源
とし、例えば、1セル分の電圧により動作可能なシステ
ムにあっては、消費電流が増加し、その電池寿命が問題
になる。このため、これまでの電源装置では、セル数を
増加することにより、電池容量を増加したものがある
が、単にセルを並列に接続しただけではセルの電位差に
よる逆電流が発生し、1次電池の過充電の問題が発生す
る。
【0005】またこの種の電源装置は、逆電流対策とし
てダイオードによる保護対策などがあるが、この場合に
ダイオードの順方向電圧による電圧降下が生じてセル電
圧を有効に使用できなくなるという問題がある。
【0006】本発明の目的は、電池のセル電圧を下げる
ことなく使用でき、かつ容量の増加を図る携帯端末シス
テム用の電源装置および電源回路を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1の電池の
電圧と第2の電池の電圧を比較する電圧比較回路と、こ
の電圧比較回路の比較出力に応答して第1の電池と第2
の電池を接続するスイッチング回路とを備えたものであ
る。ここで、第1および第2の電池に、いわゆる1次電
池を用いる。
【0008】この発明は、第1の電池の電圧より第2の
電池の電圧がある一定電位差があるときにのみ、第1の
電池と第2の電池をスイッチング回路の切り換えにより
負荷回路に接続するものである。
【0009】具体的には、第1および第2の電池と、第
2の電池の電池電圧を分圧する分圧回路と、分圧された
電池電圧と第1の電池の電池電圧とを比較するコンパレ
ータ回路と、このコンパレータ回路の出力に応答して第
1の電池と第2の電池の接続をするスイッチング回路と
を備えたものである。
【0010】この発明では、第1の電池の電圧と第2の
電池の分圧電圧をコンパレータ回路にて比較し、第1の
電池の電圧が第2の電池の分圧電圧より高い場合に、第
2の電池と第1の電池の接続をスイッチング回路により
遮断し、第1の電池の電圧のみ負荷回路に接続し、第2
の電池の電圧が第1の電池の電圧より高く、かつ第2の
電池の分圧電圧が第1の電池の電池電圧より高いときに
は、第1の電池と第2の電池はスイッチング回路により
接続し、第2の電池より負荷回路に電流を供給するもの
である。
【0011】またこの発明は、第2の電池の電圧の分圧
電圧を第1の電池の許容逆電圧内に設定することによ
り、第1の電池への逆電流を制限し、第1の電池の電圧
が第2の電池の電圧の分圧電圧より低いとき、スイッチ
ング回路がオフ動作して第2の電池から負荷回路への電
流供給を阻止する。
【0012】以上に説明した本発明は、電池のセル電圧
を下げることなく使用することにより、セル電圧を有効
に使用することができ、また電池を並列に接続すること
により、電池容量の増加を図ることができるため、電池
性能の向上を図ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、本発明の携帯端末システム
用の電源装置および電源回路の実施例の回路を図面を参
照して説明する。図1は本発明の実施例の電源回路にお
ける回路構成を示す回路図である。
【0014】図1において、負荷回路には、スイッチ
1、比較器2のマイナス端子および電池4の負極側をそ
れぞれ接続する。スイッチ1の接点が閉成(オフ)する
とき、スイッチ1および電池5を接続すると共に、スイ
ッチ1、抵抗器3を経て比較器2のプラス側端子および
抵抗器6を接続する。
【0015】比較器2は、電池4の+側の電位Vaと電
池5の電位Vbを抵抗器3と抵抗器6により分圧した電
位Vcを比較する。ここで、電池4,5は、いわゆる1
次電池である。電池4の電位Vaが高い場合は、GND
レベルが低い場合には電源電圧VCCレベルを出力す
る。スイッチ1は、比較器2の出力を選択信号に入力
し、比較器2の出力がグランド(GND)レベルの場合
は、スイッチ1がオンし、電池5を電池4に接続し、比
較器2の出力が電源電圧VCCレベルの場合は、オフ
し、電池5が電池4には接続されない。
【0016】またスイッチ1は、電池4の+側の電位V
aが電池5の電位Vbより低く、かつ電池4の+側の電
位Vaが、抵抗器3と抵抗器6により分圧した電位Vc
より高い時だけオンする。
【0017】次に、本発明の実施例の動作を図2〜図4
に基づいて説明する。この動作説明においては、図1の
回路図を参照して説明する。
【0018】図2の信号レベルにおいては、図1におい
て電池4の電位Va、電池5の電位Vbが抵抗器3と抵
抗器6により分圧した電位Vcより高く、かつ電池4の
電位Vaは電池5の電位Vbより高い場合にスイッチ1
がオンするが、電池4の電位Vaが電池5の電位Vbよ
り高いため、電池5からは電流が負荷回路7に供給され
なくなる。
【0019】図3の信号レベルにおいては、図1におい
て電池4の電位Va、電池5の電位Vbが抵抗器3と抵
抗器6により分圧した電位Vcより高くなり、かつ電池
4の電位Vaは電池5の電位Vbより低い場合にスイッ
チ1がオンし、電池5より負荷回路7に電流を供給す
る。
【0020】図4の信号レベルでは、電池4の電位Va
が抵抗器3と抵抗器6により分圧した電位Vcより低く
電池5の電位Vbは、抵抗器3と抵抗器6により分圧し
た電位Vcより高い場合にスイッチ1がオフし、電池5
からは電流が負荷回路7に供給されなくなる。
【0021】次に、本発明の他の実施例を図5に基づい
て説明する。図5は本発明の他の実施例の回路図であ
る。図5に示す回路図が図1に示す実施例と異なるの
は、スイッチ1の代わりにスイッチング動作をするトラ
ンジスタ8を用いている点、トランジスタ8のベースを
比較器2の比較出力に接続した点、トランジスタ8のコ
レクタを負荷回路7と接続した点およびトランジスタの
エミッタを抵抗器3および電源5に接続した点である。
【0022】コンパレータ3は電池4の+側とトランジ
スタ8のコレクタを接続した電池4の電位Vaと電池5
の電位Vbを抵抗器3だけ電圧降下した電位Vcと比較
し、電池4の電位Vaが高く、GNDレベルが低い場合
には、電源電圧VCCレベルを負荷回路7に出力する。
【0023】またトランジスタ8は、比較器2の出力を
ベースに入力し、比較器2の出力がGNDレベルの場合
は、トランジスタ8がオンし、電源電圧VCCレベルの
場合にはオフする。またトランジスタ8がオンした場合
には、電池4の電位Vaが電池5の電位Vbより低い電
位になった時のみ、電池5の電流が電池4の電位Vaの
加えられる側に流れる。
【0024】本発明の実施例の回路動作を図2〜5に基
づいて説明する。図2の信号レベルのときには、図5に
おいて電池4の電位Va、電池5の電位Vbが電池4の
電位Vaと電池5の電位Vbを抵抗器3だけ電圧降下し
たVcより高く、かつ電池4の電位Vaは電池5の電位
Vbより高い場合に、トランジスタ8がオン動作する。
このときには、電池4の電位Vaが電池5の電位Vbよ
り高くなるため、電池5からは、負荷回路7に電流を供
給することができない。
【0025】図3の信号レベルのときには、図5におい
て電池4の電位Va、電池5の電位Vbが電池4の電位
Vaと電池5の電位Vbを抵抗器3だけ電圧降下したV
cより高く、かつ電池4の電位Vaは電池5の電位Vb
より低い場合に、トランジスタ8はオン動作し、電池5
より負荷回路7に電流を供給する。
【0026】図4の信号レベルのときには、図5におい
て電池4の電位Vaが電池4の電位Vaと電池5の電位
Vbを抵抗器3だけ電圧降下したVcより低く電池5の
電位Vbは電池5の電位Vbを抵抗器3だけ電圧降下し
たVcより高い場合にトランジスタ1がオフする。この
ときには、電池5からは負荷回路7に電流が供給されな
くなる。
【0027】また本実施例では、電池5の電位Vbを抵
抗器3だけ電圧降下したVcを電池4の許容される逆電
圧値以下に設定すれば、電池4と電池5の電位差がVc
以下の時のみ電池5が電池4に接続されるので過充電を
防止することができる。
【0028】以上に説明した実施例は、第1の電池の電
圧より第2の電池の電圧がある一定電位差であるときに
のみ、第1の電池と第2の電池をスイッチング回路の切
り換えにより接続する。
【0029】この実施例では、電池4の電圧と電池5の
分圧電圧を比較回路2にて比較し、電池4の電圧が電池
5の分圧電圧より高い場合に、電池5と電池4の接続を
スイッチ1,トランジスタ8により遮断し、電池4の電
圧のみ負荷回路7に接続し、電池5の電圧が電池4の電
圧より高く、かつ電池5の分圧電圧が電池4の電池電圧
より高いときには、電池4と電池5はスイッチ1,トラ
ンジスタ8により接続し、電池5から負荷回路7に電流
を供給することができる。
【0030】またこの実施例は、電池5の電圧の分圧電
圧を電池4の許容逆電圧内に設定することにより、電池
4への逆電流を制限し、電池4の電圧が電池5の電圧の
分圧電圧より低いとき、スイッチ1,トランジスタ8を
オフ動作して電池5から負荷回路7への電流供給を阻止
する。
【0031】以上に説明した本発明は、電池4,5のセ
ル電圧を下げることなく使用することにより、セル電圧
を有効に使用することができ、また電池4、5を並列に
接続することにより、電池容量の増加を図ることができ
るため、電池性能の向上を図ることができる。
【0032】なお、以上に説明した実施例においては、
第1の電池を電池4、第2の電池を電池5として説明し
たが、これに限定されるものではなく、第1の電池を電
池5とし、第2の電池を電池4としたものであってもよ
い。
【0033】また以上の実施例では、電池4,5である
1次電池の種類を限定しなかったが、例えばマンガン乾
電池、積層乾電池、空気湿電池などであり、この他の1
次乾電池を用いることも可能である。
【0034】
【発明の効果】以上に説明した本発明においては、第1
の電池をダイオード等の保護回路なしに直接負荷回路に
接続可能であるため、第1の電池のセル電圧を下げるこ
となく使用でき、また第1の電池の電位が第2の電池よ
り下がり、スイッチまたはトランジスタがオンして第2
の電池の電流が第1の電池に流れる場合は、第1の抵抗
器と第2の抵抗器を適当な値にし、第1の電池の電位と
第2の電池の電位の電位差が第1の電池と第2の電池の
電位差より小さくすることにより、逆電流を制限するこ
とができる。
【0035】また本発明によれば、電池を並列に接続す
ることにより、電池容量の増加が図れるなどの効果を奏
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を説明する回路図であ
る。
【図2】図1における信号レベルを示すタイミング図で
ある。
【図3】図1における信号レベルを示すタイミング図で
ある。
【図4】図1における信号レベルを示すタイミング図で
ある。
【図5】本発明の他の実施例の構成を説明する回路図で
ある。
【図6】従来の電源装置の構成例を説明する回路図であ
る。
【符号の説明】
1 スイッチ 2 比較器 3 抵抗器 4 電池 5 電池 6 抵抗器 7 負荷回路 8 トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 1/26 - 1/32 G06F 15/02 305

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1および第2の電池によって動作する
    帯端末システムで前記第1の電池へ許容以上の逆電流が
    流れない、携帯端末システム用の電源回路において、 前記第2の電池の電圧を分圧する分圧手段と、 前記第2の電池と前記第1の電池とをスイッチングする
    ことにより接続または遮断する接続手段と、 前記分圧された電圧が接地された回路配線を介して接続
    され、前記第1の電池の電圧と前記分圧された電圧とを
    比較し、前記第1の電池の電圧と前期分圧された電圧と
    の電圧差により前記接続手段を接続または遮断し、さら
    に前記電圧差により前記第2の電池の電圧または接地さ
    れた電圧を導通する電圧比較手段と、 を備えることを特徴とする携帯端末システム用の電源回
    路。
  2. 【請求項2】前記比較手段の比較の結果、 前記第1の電池の電圧が前記分圧された電圧より低い場
    合は、前記接続手段を遮断し、前記第1の電池の電圧が
    前記分圧された電圧より高く、かつ前記第2の電池の電
    圧が前記第1の電池の電圧より高い場合は、前記スイッ
    チング手段は接続され前記第1の電池の電圧と前記第2
    の電池の電圧とが負荷側へ導通し、前記第1の電池の電
    圧が前記分圧された電圧より高く、かつ前記第2の電池
    の電圧が前記第1の電池の電圧より低い場合は、前記ス
    イッチング手段は接続され前記接地された電圧と前記第
    1の電池の電圧とが負荷側へ導通することを特徴とする
    請求項1記載の携帯端末システム用の電源回路。
  3. 【請求項3】前記携帯端末システム用の電源回路を少な
    くとも有し、過充電を起こさないことを特徴とする請求
    項1または2記載の携帯端末システム用の電源装置。
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