JP3120195B2

JP3120195B2 - バッテリ制御装置

Info

Publication number: JP3120195B2
Application number: JP04347409A
Authority: JP
Inventors: 恒夫佐藤
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 1992-09-04
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 2000-12-25
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JPH06133471A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリの放電を制御
するバッテリ制御装置に関するものである。特にバッテ
リから装置への電源を供給する装置において、バッテリ
の過放電状態をマイクロコンピュータで監視し、当該マ
イクロコンピュータがバッテリの過放電対策を行った
り、システムのデータを退避させたり、更に電源のＯＮ
／ＯＦＦ制御したりする装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、図６に示すように、ＡＣアダプタ
２１から電源を負荷であるＤＣ−ＤＣコンバータ２３に
供給し、このＡＣアダプタ２１の電源がＯＦＦしたとき
にバッテリ２２から電源を負荷に供給するシステムにお
いて、バッテリ２２からの放電電圧を監視して、ある一
定電圧以下になったら、コンパレータ２４からＬＯＷバ
ッテリ信号（あるいはＤＥＡＤバッテリ信号）をシステ
ム２５に送信する。システム２５は、バッテリ残量が無
くなったことを表示したり、データ退避を行ったりする
ようにしていた。

【０００３】以下図６の構成および動作を簡単に説明す
る。図６において、ＡＣアダプタ２１は、商用電源から
直流電圧を生成し、ダイオードＤ１を通して負荷である
ＤＣ−ＤＣコンバータ２３に供給するものである。

【０００４】バッテリ２２は、ＡＣアダプタ２１の電源
がＯＦＦとなったときに電源をダイオードＤ２を通して
負荷であるＤＣ−ＤＣコンバータ２３に供給するもので
ある。

【０００５】ＤＣ−ＤＣコンバータ２３は、入力された
直流電圧を他の直流電圧に変換するものである。コンパ
レータ２４は、バッテリ２２の放電電圧が一定電圧以下
になったかを検出するものである。

【０００６】システム２５は、パソコンなどのコンピュ
ータシステムである。次に、動作を簡単に説明する。（１）ＡＣアダプタ２１が電源をダイオードＤ１を通
して負荷であるＤＣ−ＤＣコンバータ２３に供給する。

【０００７】（２）停電などによってＡＣアダプタ２
１から電源がＤＣ−ＤＣコンバータ２３に供給されなく
なると、自動的にバッテリ２２から電源をダイオードＤ
２を通して負荷であるＤＣ−ＤＣコンバータ２３に供給
する。

【０００８】（３）（２）の状態で、コンパレータ２
４がバッテリ電圧について一定電圧以下（例えばＬＯＷ
バッテリ電圧あるいはＤＥＡＤバッテリ電圧以下）とな
ったことを検出すると、ＬＯＷバッテリ電圧あるいはＤ
ＥＡＤバッテリ電圧になった旨をシステム２５に通知す
る。この通知を受けたシステム２５は、バッテリ残量が
なくなった旨をディスプレイ上に表示したり、データを
退避したりする。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した図６に示すよ
うに、従来のシステムは、バッテリ稼働時にバッテリ残
量がなくなったことを検出すると、システム２５がデー
タの退避処理を行ったり、データを保持するメモリとメ
モリ周辺回路を除く電源をＯＦＦにしていた。この場合
に以下の問題があった。

【００１０】（１）ＬＯＷバッテリ電圧あるいはＤＥ
ＡＤバッテリ電圧の状態で長時間データ保持を行うと、
図７の（ａ）の点線にに示すように、バッテリ電圧が降
下し、バッテリが過放電となり、バッテリに対して悪影
響を与え、バッテリの寿命が短くなるという問題があっ
た。

【００１１】（２）ＬＯＷバッテリ電圧あるいはＤＥ
ＡＤバッテリ電圧の状態でデータ保持を行い、図７の
（ｂ）の点のように、ＤＣ電源（５Ｖ）の降下時点で
ＡＣアダプタ２１が接続された場合、ＤＣ電源（＋５
Ｖ）は復帰するが、復帰後のデータを保持するメモリと
メモリ周辺回路やシステムの動作保証はできなくなる可
能性がある（例えばＤＣ電圧降下しても初期リセットが
されなく正常に動作しない可能性がある）という問題が
あった。

【００１２】（３）上記（２）の対策として、バッテ
リの電圧ラインに電圧検出回路を設け、バッテリ電圧が
降下したとき（図７の（ｃ）の）、バッテリ放電スイ
ッチをＯＦＦにしてバッテリ放電を停止し、データを保
持するメモリとメモリ周辺回路やシステムに対してリセ
ットを行う方法が考えられるが、図７の（ｃ）に示すよ
うに、バッテリ放電スイッチをＯＦＦにされたバッテリ
の負荷が軽くなり、バッテリ電圧が上昇する。このた
め、現在接続されているバッテリの残量がある程度残っ
ているか、全く残っていないかを判断することができな
いという問題があった。

【００１３】（４）また、図６のコンパレータ２４が
比較してバッテリ電圧がＬＯＷバッテリ電圧以下となっ
たと判定したときに、この判定を図示外のバックアップ
電池から電源の供給されたマイコンが受け取り、図６の
バッテリ２２とＤＣ−ＤＣコンバータ２３との間に設け
た図示外の放電スイッチをＯＦＦにし、バッテリ２２の
過放電を防止することが考えられる。しかし、バッテリ
２２が装着されないで、長時間放置するとことを考慮
し、マイコンを省電力型のＣＭＯＳを用いても動作状態
に保持するためのバックアップ電池の容量が大きくなっ
てしまうという問題があった。このため、小型のバック
アップ電池でもバックアップできる回路構成が望まれて
いる。

【００１４】本発明は、これらの問題を解決するため、
バッテリ電圧チェックして所定電圧以下となったときに
負荷のシステムのデータ退避指示、システムリセット、
放電スイッチをＯＦＦ、および自身を省電力モードに
し、電源投入指示などに対応して放電スイッチをＯＮに
してバッテリ電圧チェックし、バッテリ過放電を防止お
よびシステム暴走を確実に防止することを目的としてい
る。

【００１５】また、省電力型の放電スイッチ制御回路を
設け、小型のバックアップ電池でバップアップを実現す
る共にこのバックアップ電池の過放電やショートを検出
して表示などすることを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、放電スイ
ッチ３は、バッテリ２からの電源を負荷に供給および負
荷への供給を遮断するものである。

【００１７】比較部５１は、バッテリ２から負荷に供給
するバッテリ電圧をチェックするものである。制御部５
２は、比較部５１がバッテリ電圧について所定電圧以下
となったことを検出したときに、負荷であるシステム１
３のデータ退避を指示した後、システムリセット信号を
出力してシステムリセットおよび放電スイッチ３をＯＦ
Ｆにすると共に、自身を省電力モード（あるいは停止モ
ード）に遷移したり、放電スイッチ３をＯＮにしてバッ
テリ電圧をチェックし、バッテリ電圧がＯＫのときにシ
ステムリセット信号を解除したりなどするものである。

【００１８】また、図８を参照して課題を解決するため
の手段を説明する。図８において、放電スイッチ制御回
路１４は、放電スイッチ３をＯＮ／ＯＦＦに切り替える
ものであって、省電力型のＣＭＯＳなどで構成した回路
であり、小型のバックアップ電池１６によってバックア
ップするものである。

【００１９】放電スイッチコントローラ１５は、バッテ
リ２から負荷に供給するバッテリ電圧をチェックし、放
電スイッチ制御信号を送出したりなどするものである。
バックアップ電池１６は、放電スイッチ制御回路１４の
電源をバックアップする小型の電池である。

【００２０】

【作用】本発明は、図１に示すように、放電スイッチ３
をＯＮにしてバッテリ２から負荷に電源を供給している
状態で、比較部５１がバッテリ電圧について所定電圧以
下となったことを検出したときに、制御部５２が負荷で
あるシステム１３のデータ退避を指示した後、システム
リセット信号を出力してシステムリセットおよび放電ス
イッチ３をＯＦＦにすると共に、自身を省電力モード
（あるいは停止モード）に遷移するようにしている。

【００２１】また、電源投入指示に対応して、割込みに
よって起動された省電力モード（あるいは停止モード）
の制御部５２が放電スイッチ３をＯＮにしてバッテリ電
圧をチェックし、バッテリ電圧がＯＫのときにシステム
リセット信号を解除し、一方、ＮＧのときに放電スイッ
チ３をＯＦＦにするようにしている。

【００２２】また、タイマ割込みに対応して、バッテリ
交換やＡＣアダプタ接続があったことをチェックして起
動された省電力モード（あるいは停止モード）の制御部
５２が放電スイッチ３をＯＮにしてバッテリ電圧をチェ
ックし、バッテリ電圧がＯＫのときにシステムリセット
信号を解除し、一方、ＮＧのときに放電スイッチ３をＯ
ＦＦにするようにしている。

【００２３】本発明は、図８に示すように、放電スイッ
チ３をＯＮ／ＯＦＦに切り替え、バックアップ電池１６
から電源の供給を受けて動作する省電力型の放電スイッ
チ制御回路１４を設け、ＰＯＷＥＲスイッチ８の押下に
対応して、この省電力型の放電スイッチ制御回路１４が
この指示を検出して放電スイッチ３をＯＮにしてバッテ
リ２から負荷にシステム電源を供給し、このシステム電
源を電源とする放電スイッチコントローラ１５がバッテ
リ２の電圧をチェックしてバッテリ残量がなくなったと
判定したときに放電スイッチ制御信号を放電スイッチ制
御回路１４に送出して放電スイッチ３をＯＦＦにしてシ
ステム電源をＯＦＦにし、バッテリ２の過放電を防止す
るようにしている。

【００２４】また、放電スイッチ制御回路１４を省電力
型のＣＭＯＳなどで構成してバックアップ電池１６から
電源の供給を受けると共に、システム電源が供給された
ときに当該システム電源によってバックアップ電池１６
を充電するようにしている。

【００２５】また、放電スイッチコントローラ１５がバ
ックアップ電池１６の過放電およびセルショートをチェ
ックして検出したときにその旨の異常ステータスを表示
などするようにしている。

【００２６】従って、バッテリ電圧チェックして所定電
圧以下となったときに負荷のシステムのデータ退避指
示、システムリセット、放電スイッチ３をＯＦＦ、およ
び省電力モードにし、電源投入指示などに対応して放電
スイッチ３をＯＮにしてバッテリ電圧チェックを行うこ
とにより、バッテリ過放電を防止したり、システムリセ
ットによってシステム暴走を防止したりすることが可能
となる。

【００２７】また、ＣＭＯＳなどの省電力型の放電スイ
ッチ制御回路１４を設けたことにより、バックアップ電
池１６を小容量にして簡単な構成でバッテリの過放電な
どを防止することが可能となると共に当該バックアップ
電池１６の過放電やセルショートを検出して表示などす
ることが可能となる。

【００２８】

【実施例】次に、図１から図５を用いて本発明の実施例
の構成および動作を順次詳細に説明する。

【００２９】図１は、本発明の１実施例構成図を示す。
図１において、ＡＣアダプタ１は、商用電源から直流電
源を生成し、ダイオードＤ１を通してＤＣ−ＤＣコンバ
ータ４に供給するものである。

【００３０】バッテリ２は、ＡＣアダプタ１から電源が
ＤＣ−ＤＣコンバータ４に供給されなくなったときに、
放電スイッチ３および電源をダイオードＤ２を通してＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ４に供給するものである。

【００３１】放電スイッチ３は、バッテリ２からの直流
電源をダイオードＤ２を通してＤＣ−ＤＣコンバータ４
に供給したり、切断したりするスイッチである。ＤＣ−
ＤＣコンバータ４は、直流電圧を異なる他の直流電圧に
変換するものである。ここでは、変換した後のＤＣ電源
をシステム１３に供給する。

【００３２】マイコン５は、マイクロコンピュータであ
って、内蔵するＲＯＭに格納したプログラムに従って各
種処理を行うものであって、ここでは、比較部５１およ
び制御部５２などから構成されるものである。

【００３３】比較部５１は、バッテリ電圧が所定電圧
（例えばＬＯＷバッテリ電圧、ＤＥＡＤバッテリ電圧）
以下になったことを検出するものである。制御部５２
は、バッテリ電圧が所定電圧以下となった場合に、負荷
であるシステム１３のデータ退避を指示したり、システ
ムリセット信号を出力／解除したり、放電スイッチ３を
ＯＮ／ＯＦＦしたり、マイコン５などを省電力モード
（あるいは停止モード）に遷移させたりなどするもので
ある（図２、図４、図５参照）。

【００３４】バックアップ電池６は、マイコン５をバッ
クアップする電池であって、ＡＣアダプタ１やバッテリ
２から電源が供給されなくなったときに電源を供給する
電池である。

【００３５】ＰＯＷＥＲスイッチ８は、電源の投入指示
を入力するスイッチである。３Ｖ／５Ｖ設定１０は、シ
ステム１３の電源が３Ｖを使用するか、５Ｖを使用する
かを設定するポートである。

【００３６】クロック１１は、マイコン５に供給するク
ロックである。システム状態表示１２は、マイコン５か
らの通知に対応してシステム１３の状態を表示するもの
であって、例えばデータ退避中、バッテリ無状態などの
表示である。

【００３７】Ｒ３は、プルアップ抵抗であって、ＰＯＷ
ＥＲスイッチ８を押下しないときにＨレベルにプルアッ
プし、割込み信号がマイコン５に供給されないようにす
るものである。

【００３８】次に、図２のフローチャートに示す順序に
従い、図１の構成の動作を詳細に説明する。図２におい
て、Ｓ１は、３Ｖ／５Ｖ判断する。これは、図１の３Ｖ
／５Ｖ設定１０によって、当初にシステム１３が３Ｖ電
源を使用するか、５Ｖ電源を使用するかのいずれの設定
がされたかを判断する。３Ｖ設定と判明したときはＳ３
で３Ｖの電源をシステム１３に供給するように設定（例
えばＤＣ−ＤＣコンバータ４に設定）する。一方、５Ｖ
設定と判明したときはＳ２で５Ｖの電源をシステム１３
に供給するように設定する。

【００３９】Ｓ４は、放電スイッチ３をＯＮにし、バッ
テリ２から電源を放電スイッチ３およびダイオードＤ２
を通してＤＣ−ＤＣコンバータ４に供給開始する（ここ
ではＡＣアダプタ１に商用電源が供給されていないとす
る、以下同じ）。

【００４０】Ｓ５は、バッテリ電圧を検出する。これ
は、図１の比較部５１がバッテリ電圧を検出する。Ｓ６
は、バッテリ電圧（Ｖ１）の判断を行う。これは、比較
部５１が現在のバッテリ電圧が所定のバッテリ電圧（Ｖ
１）、例えば図３のＤＥＡＤバッテリ電圧Ｖ１かを判断
する。現在のバッテリ電圧がバッテリ電圧（Ｖ１）以上
のときはＯＫとなり、Ｓ６でシステム正常状態表示を行
い、Ｓ５に戻る。一方、現在のバッテリ電圧がバッテリ
電圧（Ｖ１）以下のときはＮＧとなり、Ｓ８に進む。

【００４１】Ｓ８は、バッテリ電圧がバッテリ電圧（Ｖ
１）以下と判明したので、システム異常状態表示を行
う。Ｓ９は、バッテリ電圧（Ｖ２）の判断を行う。これ
は、比較部５１が現在のバッテリ電圧が所定のバッテリ
電圧（Ｖ２）、例えば図３のバッテリ電圧Ｖ２以上かを
判断する。現在のバッテリ電圧がバッテリ電圧（Ｖ２）
以上のときはＯＫとなり、Ｓ９で繰り返し判断する。一
方、現在のバッテリ電圧がバッテリ電圧（Ｖ２）以下の
ときはＮＧとなり、Ｓ１０に進む。

【００４２】Ｓ１０は、バッテリ電圧がバッテリ電圧
（Ｖ２）以下と判明したので、システムのデータ退避処
理を指示する。Ｓ１１は、システムリセットを出力す
る。

【００４３】Ｓ１２は、放電スイッチ３をＯＦＦにす
る。そして、マイコン５が自身を省電力モードあるいは
停止モードにする。以上によって、放電スイッチ３をＯ
Ｎにしてバッテリ２から電源をＤＣ−ＤＣコンバータ４
を介してシステム１３に供給しているときに、バッテリ
電圧がバッテリ電圧（Ｖ１）以下のときにシステム異常
状態表示を行い、更にバッテリ電圧がバッテリ電圧（Ｖ
２）以下となったときにシステムのデータ退避、システ
ムリセットおよび放電スイッチ３をＯＦＦにする。これ
らにより、バッテリ２の過放電による劣化を防止できる
と共に、電圧低下などによるシステム１３の暴走を防止
できる。

【００４４】図３は、本発明の動作説明図を示す。ここ
で、横軸は時間ｔ１を表し、縦軸は電圧（点線がバッテ
リ電圧、実線がシステムに供給する電圧）を表す。ここ
ではＶ１は図示のようにＤＥＡＤバッテリ電圧を表し、
Ｖ２はＤＥＡＤバッテリ電圧よりも更に低下してもはや
ＤＣ−ＤＣコンバータ４が規定の電源電圧をシステム１
３に供給できなくなる直前の電圧である。従って、この
Ｖ２のときに放電スイッチ３をＯＦＦにしてバッテリ２
の過放電を防止するようにしている。

【００４５】次に、図４は、本発明の動作説明フローチ
ャート（その２）を示す。これは、図２のフローチャー
トに続き、オペレータがＰＯＷＥＲスイッチ８を押下し
て電源投入指示を入力したときの図１の構成の動作を表
す。

【００４６】図４において、Ｓ２１は、ＳＴＯＰ状態で
ある。これは、図２のフローチャートに従い、Ｓ１０、
Ｓ１１、Ｓ１２、更にマイコン５が省電源モードにして
ＳＴＯＰ状態にあることを表す。

【００４７】Ｓ２２は、ＰＯＷＥＲ割込みが発生する。
これは、オペレータが図１のＰＯＷＥＲスイッチを押下
し、ＰＯＷＥＲ割込みを発生し、ＳＴＯＰ状態のマイコ
ン５を起動させて動作状態にする。

【００４８】Ｓ２３は、放電スイッチをＯＮにする。こ
れは、図１の制御部５２が放電スイッチ３をＯＮにし、
バッテリ２から電源を当該ＯＮの放電スイッチ３および
ダイオードＤ２を通してＤＣ−ＤＣコンバータ４に供給
開始する。

【００４９】Ｓ２４は、システムリセットを解除する。
これは、図２のＳ１１でシステムリセット信号をシステ
ム１３に出力してリセットした状態を解除する。尚、こ
のシステムリセット解除は、後述のＳ２５でバッテリ電
圧チェックを行って残量有りとなったときに、初めてシ
ステムリセットを解除するようにしてもよい。

【００５０】Ｓ２５は、バッテリ電圧チェックする。こ
れは、図１の比較部５１が、バッテリ２から電源を放電
スイッチ３およびダイオードＤ２を通してＤＣ−ＤＣコ
ンバータ４に供給した状態で、当該バッテリ電圧が所定
電圧値よりも高くバッテリの残量あり、あるいは所定電
圧値よりも低くバッテリの残量なしのいずれかを判別す
る。残量ありの場合には、バッテリ２が交換あるいは図
示外の充電装置によって充電されたと判明したので、図
２の（Ｃ）のＳ５に戻る。一方、残量なしの場合には、
バッテリ２が交換あるいは図示外の充電装置によって充
電されていないと判明したので、図２の（Ｂ）のＳ１１
に戻り、Ｓ１１でシステムリセットを出力、Ｓ１２で放
電スイッチ３をＯＦＦし、マイコン５が省電力モードに
遷移する。

【００５１】以上によって、オペレータが図１のＰＯＷ
ＥＲスイッチ８を押下した場合、割込みで起動されたマ
イコン５が放電スイッチ３をＯＮにして、バッテリ２か
ら電源を当該放電スイッチ３およびダイオードＤ２を通
ってＤＣ−ＤＣコンバータ４に供給し、この実際に負荷
に電源を供給した状態で比較部５１がバッテリ電圧をチ
ェックして所定電圧以上のときに残量ありと判定して図
２のＳ５に戻り、一方、所定電圧以下のときに残量なし
と判定して図２のＳ１１に戻り、システムリセットを出
力、放電スイッチ３をＯＦＦにして省電力モードにな
る。これらにより、オペレータがＰＯＷＥＲスイッチ８
を押下したときに、バッテリ２から実際に電源を負荷に
供給した状態で残量ありあるいは残量なしを判定し、確
実にバッテリ２の状態を検出することが可能となると共
に、バッテリ２の電圧の過度な低下を防止して過放電を
防ぎかつシステムの暴走を防止することが可能となる。

【００５２】次に、図５は、本発明の動作説明フローチ
ャート（その３）を示す。これは、図２のフローチャー
トに続き、タイマによるタイマ割込みが発生したときの
図１の構成の動作を表す。

【００５３】図５において、Ｓ３１は、ＳＴＯＰ状態で
ある。これは、図２のフローチャートに従い、Ｓ１０、
Ｓ１１、Ｓ１２、更にマイコン５が省電源モードにして
ＳＴＯＰ状態にあることを表す。

【００５４】Ｓ３２は、タイマ割込みが発生する。これ
は、所定時間毎のタイマによるタイマ割込みが発生し、
ＳＴＯＰ状態のマイコン５を起動させて動作状態にす
る。Ｓ３３は、ＡＣアダプタ有りか判別する。これは、
図１のＡＣアダプタ１から電源がダイオードＤ１を通し
てＤＣ−ＤＣコンバータ４に供給されているか判別する
（あるいはＡＣアダプタ１が装着されているか判別す
る）。有りの場合には、Ｓ３５に進む。無しの場合に
は、ＡＣアダプタ１が無しと判別されたので、Ｓ３４で
バッテリ２が交換されたか判別し、交換有りのときはＳ
３５に進み、無しのときはＳ３１のＳＴＯＰ状態に戻
る。

【００５５】Ｓ３５は、放電スイッチをＯＮにする。こ
れは、図１の制御部５２が放電スイッチ３をＯＮにし、
バッテリ２から電源を当該ＯＮの放電スイッチ３および
ダイオードＤ２を通してＤＣ−ＤＣコンバータ４に供給
開始する。

【００５６】Ｓ３６は、システムリセットを解除する。
これは、図２のＳ１１でシステムリセット信号をシステ
ム１３に出力してリセットした状態を解除する。尚、こ
のシステムリセット解除は、後述のＳ３７でバッテリ電
圧チェックを行って残量有りとなったときに、初めてシ
ステムリセットを解除するようにしてもよい。

【００５７】Ｓ３７、バッテリ電圧チェックする。これ
は、図１の比較部５１が、バッテリ２から電源を放電ス
イッチ３およびダイオードＤ２を通してＤＣ−ＤＣコン
バータ４に供給した状態で、当該バッテリ電圧が所定電
圧値よりも高くバッテリの残量あり、あるいは所定電圧
値よりも低くバッテリの残量なしのいずれかを判別す
る。残量ありの場合には、バッテリ２が交換あるいは図
示外の充電装置によって充電されたと判明したので、図
２の（Ｃ）のＳ５に戻る。一方、残量なしの場合には、
バッテリ２が交換あるいは図示外の充電装置によって充
電されていないと判明したので、図２の（Ｂ）のＳ１１
に戻り、Ｓ１１でシステムリセットを出力、Ｓ１２で放
電スイッチ３をＯＦＦし、マイコン５が省電力モードに
遷移する。

【００５８】以上によって、タイマ割込みで起動された
マイコン５が放電スイッチ３をＯＮにして、バッテリ２
から電源を当該放電スイッチ３およびダイオードＤ２を
通ってＤＣ−ＤＣコンバータ４に供給し、この実際に負
荷に電源を供給した状態で比較部５１がバッテリ電圧を
チェックして所定電圧以上のときに残量ありと判定して
図２のＳ５に戻り、一方、所定電圧以下のときに残量な
しと判定して図２のＳ１１に戻り、システムリセットを
出力、放電スイッチ３をＯＦＦにして省電力モードにな
る。これらにより、バッテリ２が交換あるいは図示外の
充電装置で充電された場合に、タイマ割込みによってバ
ッテリ２から実際に電源を負荷に供給した状態で残量あ
りあるいは残量なしを判定し、確実にバッテリ２の状態
を検出することが可能となると共に、バッテリ２の電圧
の過度な低下を防止して過放電を防ぎかつシステムの暴
走を防止することが可能となる。

【００５９】次に、図８から図１３を用いて本発明の他
の実施例の構成および動作を詳細に説明する。図８は、
本発明の他の実施例構成図を示す。これは、放電スイッ
チ制御回路１４、放電スイッチコントローラ１５、バッ
クアップ電池１６、およびバックアップ電池充電回路１
７などを設けた構成図であって、ＣＭＯＳなどの省電力
型の放電スイッチ制御回路１４を設け、これのみを小型
のバックアップ電池１６で電源を供給するようにしたも
のである。ここで、ＡＣアダプタ１、バッテリ２、放電
スイッチ３、ＤＣ−ＤＣコンバータ４、ＰＯＷＥＲスイ
ッチ８は、図１の構成の対応する番号のものと同一であ
るので説明を省略する。以下順次詳細に説明する。

【００６０】図８において、放電スイッチ制御回路１４
は、放電スイッチ３をＯＮ／ＯＦＦに切り替えるもので
あって、ＣＭＯＳなどの省電力型で構成した図９に示す
ような回路である。このため、放電スイッチ制御回路１
４は、殆どバックアップ電池１６から電流を消費しな
く、当該バックアップ電池１６を小型にできる。

【００６１】放電スイッチコントローラ１５は、マイコ
ンなどによって構成されるものであって、バッテリ２の
バッテリ電圧をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル変換器）
によってディジタルに変換して取り込み、ＬＯＷバッテ
リ電圧以下になってバッテリ残量がなくなったかを判別
したり、バックアップ用のバップアップ電池１６が過放
電やセルショートした状態を検出し、バックアップ電池
１６の異常ステータスを表示したりなどするものであ
る。

【００６２】バックアップ電池１６は、ＣＭＯＳなどの
省電力型で構成した放電スイッチ制御回路１４の電源を
バックアップする電池であって、充放電可能な小型の電
池である。

【００６３】バックアップ電池充電回路１７は、システ
ム電源を用いてバックアップ電池１６を充電するもので
ある。図９は、本発明の放電スイッチ制御回路例を示
す。これは、図８の放電スイッチ制御回路１４の構成例
であって、ＣＭＯＳで構成して省電力で動作する回路で
あり、バックアップ電池１６の容量を小型にするための
ものである。

【００６４】図９において、ＮＯＲゲート１８は、ＰＯ
ＷＥＲスイッチ信号ａおよびシステム電源ステータス信
号ｇのＮＯＲを演算するものである。ＯＲゲート１９
は、ＮＯＲゲート１８の出力信号ｈと、放電スイッチ制
御信号ｆとのＯＲを演算するものである。

【００６５】高耐圧素子２０は、放電スイッチ３をＯＮ
／ＯＦＦに切り替える高耐圧の素子である。次に、図１
０のフローチャートに示す順序に従い、図８および図９
の構成の動作を詳細に説明する。

【００６６】図１０において、Ｓ４１は、放電スイッチ
制御信号ｆをＯＮにする。これは、ＰＯＷＥＲスイッチ
８を押下して放電スイッチ３をＯＮにし、バッテリ２か
ら電源をＤＣ−ＤＣコンバータ４を経由して負荷にシス
テム電源を供給し、このシステム電源を電源とする放電
スイッチコントローラ１５が放電スイッチ制御信号ｆを
ＯＮにして放電スイッチ制御回路１４に供給する。

【００６７】Ｓ４２は、Ｓ４１で放電スイッチ制御信号
ｆをＯＮにしたことに対応して、・システム電源ステータス信号を解除・ＰＯＷＥＲスイッチ信号をマスクする。これにより、右側に記載したように、・ＰＯＷＥＲスイッチ８による放電スイッチ３のＯＮを
無効にし、・放電スイッチ制御信号ｆを有効にする。

【００６８】Ｓ４３は、バッテリ電圧ｂをチェックす
る。これは、放電スイッチコントローラ１５がバッテリ
２のバッテリ電圧ｂをチェックする。Ｓ４４は、バッテ
リ残量無しか判別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ４５に進
む。ＮＯの場合には、Ｓ４３を繰り返し、バッテリ残量
がなくなるまで繰り返す。

【００６９】Ｓ４５は、Ｓ４４のＹＥＳでバッテリ残量
が無くなったと判明したので、放電スイッチ制御信号ｆ
をＯＦＦにする。Ｓ４６は、放電スイッチをＯＦＦにす
る。これは、Ｓ４５で放電スイッチコントローラ１５が
放電スイッチ制御信号ｆをＯＦＦにしたことに対応し
て、放電スイッチ制御回路１４が放電スイッチ信号ｃを
ＯＦＦにし、放電スイッチ３をＯＦＦにする。

【００７０】Ｓ４７は、システム電源（ＶＣＣ２）をＯ
ＦＦにする。これにより、負荷に供給するシステム電源
（ＤＣ電源、ＶＣＣ２）がＯＦＦになり、併せて放電ス
イッチコントローラ１５の電源もＯＦＦとなる。このよ
うに、本発明では、放電スイッチコントローラ１４は、
システム電源から電源を供給し、バックアップ電池１６
から電源を供給しなく、当該バックアップ電池１６は省
電力型の放電スイッチ制御回路１４のみに電源を供給す
ればよく、容量を小さくできる。

【００７１】以上のように、ＰＯＷＥＲスイッチ８を押
下して放電スイッチ３をＯＮにしてバッテリ２からシス
テム電源を供給すると共に放電スイッチコントローラ１
５に電源を供給し、当該放電スイッチコントローラ１５
がバッテリ電圧ｂをチェックしてバッテリ２の残量がな
くなったと判別したときに、放電スイッチ制御信号ｆを
ＯＦＦにし、放電スイッチ制御回路１４が放電スイッチ
信号ｃをＯＦＦにして放電スイッチ３をＯＦＦにし、バ
ッテリ２の過放電を防止する。この際、システム電源か
ら放電スイッチコントローラ１５に電源を供給し、バッ
クアップ電池１６から電源を供給しなく、当該バックア
ップ電池１６は省電力型の放電スイッチ制御回路１４の
みに電源を供給すればよく、小容量にすることが可能と
なる。

【００７２】図１１は、本発明のバックアップ電池の充
電フローチャートを示す。これは、図８のバックアップ
電池１６の充電時のフローチャートである。図１１にお
いて、Ｓ５１は、システム電源（ＶＣＣ２）が有りか判
別する。これは、図８のバックアップ電池充電回路１７
が、バッテリ２などからシステム電源の供給有りか判別
する。ＹＥＳの場合には、Ｓ５２以降の充電手順に進
む。一方、ＮＯの場合には、システム電源が無しと判明
したので、バックアップ電池１６の充電を行うことな
く、終了する（ＥＮＤ）。

【００７３】Ｓ５２は、バックアップ電池１６の電圧チ
ェックする。Ｓ５３は、バックアップ電池が満充電か判
別する。ＹＥＳの場合には、Ｓ５４でバックアップ電池
１６の充電を停止し、終了する。一方、ＮＯの場合に
は、バックアップ電池１６が満充電でないと判明したの
で、充電を行い、Ｓ５２に戻る。

【００７４】以上によって、図８のバックアップ電池充
電回路１７がシステム電源が有りのときに、バックアッ
プ電池１６の電圧チェックして満充電でないときに充電
を行う。この充電により、放電スイッチ制御回路１４の
電源をバックアップするバックアップ電池１６は、シス
テム電源が供給されているときに常に満充電を自動的に
されることとなる。そして、バッテリ２が放電終了した
りしたときに、当該バックアップ電池１６よりＣＭＯＳ
などの省電力型の放電スイッチ制御回路１４に電源を供
給した状態で、ＰＯＷＥＲスイッチ８の押下に対応して
放電スイッチ３をＯＮにして新たなバッテリ２（あるい
は図示外の充電装置で充電したバッテリ２）からシステ
ム電源を供給することが可能となる。

【００７５】図１２は、本発明のバックアップ電池の過
放電とショートのチェックフローチャートを示す。図１
２において、Ｓ６１は、ＰＯＷＥＲスイッチをＯＮ、ま
たはＡＣアダプタを接続する。これは、図８のＰＯＷＥ
Ｒスイッチ８を押下し、あるいはＡＣアダプタ１を接続
する。

【００７６】Ｓ６２は、放電スイッチ３をＯＮとする。
Ｓ６３は、システム電源（ＶＣＣ２）を供給する。Ｓ６
４は、バックアップ電池の電圧のチェックする。これ
は、Ｓ６１からＳ６３によって、バッテリ２あるいはＡ
Ｃアダプタ１からシステム電源を供給し、併せて放電ス
イッチコントローラ１５にも電源を供給し、動作状態と
なった放電スイッチコントローラ１５がバックアップ電
池１６の電圧のチェックを行う。

【００７７】Ｓ６５は、バックアップ電池が過放電か判
別する。ＹＥＳの場合にはＳ６７に進む。ＮＯの場合に
は、Ｓ６６に進む。Ｓ６６は、バックアップ電池がセル
ショートか判別する（電圧が電池のセルの整数倍の電圧
のいずれに対応するかによってセルショートを判別す
る）。ＹＥＳの場合には、セルショートと判明したの
で、Ｓ６７に進む。一方、ＮＯの場合には、バックアッ
プ電池１６が正常であったので、図１０の（Ａ）に進
む。

【００７８】Ｓ６７は、異常ステータスを表示する。こ
れは、Ｓ６５のＹＥＳでバックアップ電池１６が過放電
と判明、あるいはＳ６６のＹＥＳでバックアップ電池１
６にセルショートが発生と判明したので、その旨の異常
ステータスを表示し、オペレータに知らせ、バックアッ
プ電池１６の交換などを促す。

【００７９】以上によって、ＰＯＷＥＲスイッチ８をＯ
ＮあるいはＡＣアダプタ１を接続したときに、放電スイ
ッチ制御回路１４にバックアップ電源を供給するバック
アップ電池１６の過放電あるいはセルショートをチェッ
クし、これらの異常が見つかったときのその旨の異常ス
テータスを表示などし、オペレータにバックアップ電池
１６の交換などを促す。

【００８０】図１３は、図８のタイミングチャートを示
す。図１３において、は、放電スイッチコントローラ
１５がバッテリ２のバッテリ電圧ｂをチェックし、バッ
テリ残量無しと判明したので（図１０のＳ４４のＹＥ
Ｓ）、放電スイッチ制御信号ｆをＯＦＦにする。

【００８１】は、の放電スイッチ制御信号ｆのＯＦ
Ｆに対応して、放電スイッチ制御回路１４が放電スイッ
チ信号ｃをＯＦＦにする。は、の放電スイッチ信号
ｃをＯＦＦにしたことに対応して、放電スイッチ３がＯ
ＦＦとなり、ｄの電位がＬ（０）となる。

【００８２】は、でｄの電位がＬとなったことに対
応して、システム電源ｅがＬ（０）となる。は、で
システム電源ｅがＬとなったことに対応して、システム
電源ステータス信号ｇがＬとなる。

【００８３】以上のからによって、放電スイッチ３
をＯＦＦにするシーケンスが終了、即ちバッテリ２のバ
ッテリ電圧が所定電圧（例えばＤＥＡＤ電圧）以下に低
下してバッテリ残量が無しと判明したときに、放電スイ
ッチ３をＯＦＦにしてバッテリの過放電を防止すると共
にＰＯＷＥＲスイッチ８の押下により放電スイッチ３を
ＯＮにできる状態に設定する。

【００８４】次に、図１３において、は、ＰＯＷＥＲ
スイッチ信号ａをＯＮ（Ｌ）にしたことに対応して、図
９のＮＯＲゲートの出力信号ｈをＨにする。は、で
出力信号ｈがＨになったことに対応して、放電スイッチ
信号ｃがＯＮ（Ｌ）にする。

【００８５】は、で放電スイッチ信号ｃがＯＮ
（Ｌ）になったことに対応して、ｄの電位がＨとなる。
は、でｄの電位がＨとなったことに対応して、シス
テム電源ｅがＨ（規定の電圧）となる。

【００８６】（１０）は、でシステム電源ｅがＨ（規
定電圧）なったことに対応して、放電スイッチ制御信号
ｆをＯＮ（Ｈ）にする。（１１）は、（１０）で放電ス
イッチ制御信号ｆをＯＮにしたことに対応して、システ
ム電源ステータス信号ｇをＨにする。

【００８７】（１２）は、（１１）でシステム電源ステ
ータス信号ｇがＨになったことに対応して、図９のＮＯ
Ｒゲートの出力信号ｈをＬにする。以上のから（１
２）によって、放電スイッチ３をＯＮにするシーケンス
が終了、即ちＰＯＷＥＲスイッチ８を押下して放電スイ
ッチ３をＯＮにする一連の処理を終了する。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バッテリ電圧チェックして所定電圧以下となったときに
負荷のシステム１３のデータ退避指示、システムリセッ
ト、放電スイッチ３をＯＦＦ、およびマイコン５自身を
省電力モードにし、電源投入指示やタイマ割込みなどに
対応して放電スイッチ３をＯＮにしてバッテリ電圧チェ
ックを行う構成を採用しているため、バッテリの過放電
を防止することができると共に、システムリセットによ
ってシステム暴走を防止することができる。また、マイ
コン５が省電力モードの状態でＰＯＷＥＲスイッチ８の
押下あるいは所定時間毎のタイマ割込みによって起動
し、バッテリ２のバッテリ電圧チェックしてＯＫのとき
にシステムリセットを解除してシステム１３を立ち上
げ、確実にバッテリ電圧の低下による暴走を確実に防止
できる。

【００８９】また、本発明によれば、ＣＭＯＳなどの省
電力型の放電スイッチ制御回路１４を設けて小型のバッ
クアップ電池１６でバックアップし、バッテリ２の過放
電を防止する構成を採用しているため、バッテリ２の過
放電を防止できると共に、小型のバックアップ電池１６
で済み、小型で軽量の回路構成を実現できる。更に、バ
ックアップ電池１６の過放電やセルショートを検出して
異常ステータスを表示し、未然にこれらによる障害を防
止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例構成図である。

【図２】本発明の動作説明フローチャート（その１）で
ある。

【図３】本発明の動作説明図である。

【図４】本発明の動作説明フローチャート（その２）で
ある。

【図５】本発明の動作説明フローチャート（その３）で
ある。

【図６】従来技術の構成図である。

【図７】従来技術の説明図である。

【図８】本発明の他の実施例構成図である。

【図９】本発明の放電スイッチ制御回路例である。

【図１０】本発明の他の動作説明フローチャートであ
る。

【図１１】本発明のバックアップ電池の充電フローチャ
ートである。

【図１２】本発明のバックアップ電池の過放電とショー
トのチェックフローチャートである。

【図１３】図８のタイミングチャートである。

【符号の説明】

１：ＡＣアダプタ２：バッテリ３：放電スイッチ４：ＤＣ−ＤＣコンバータ５：マイコン５１：比較部５２：制御部６：バックアップ電池８：ＰＯＷＥＲスイッチ１０：３Ｖ／５Ｖ設定（ポート）１１：クロック１２：システム状態表示１３：システム１４：放電スイッチ制御回路１５：放電スイッチコントローラ１６：バックアップ電池１７：バックアップ電池充電回路Ｄ１、Ｄ２：ダイオードＲ３、Ｒ４：プルアップ抵抗Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７：プルダウン抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 1/28 H02J 1/00 307 H02J 1/00 309 H02J 7/34 H02J 9/06 503

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリの放電を制御するバッテリ制御装
置において、バッテリからの電源を負荷に供給および負荷への供給を
遮断する放電スイッチと、この放電スイッチをＯＮあるいはＯＦＦに切り替え、バ
ックアップ電池から電源の供給を受けて動作する、省電
力型の放電スイッチ制御回路と、バッテリから負荷に供給するバッテリ電圧をチェック
し、放電スイッチ制御信号を送出する放電スイッチコン
トローラとを備え、ＰＯＷＥＲスイッチの押下に対応して、上記省電力型の
放電スイッチ制御回路がこの指示を検出して上記放電ス
イッチをＯＮにしてバッテリから負荷にシステム電源を
供給し、このシステム電源を電源とする上記放電スイッチコント
ローラが上記バッテリの電圧をチェックしてバッテリ残
量がなくなったと判定したときに放電スイッチ制御信号
を上記放電スイッチ制御回路に送出して放電スイッチを
ＯＦＦにしてシステム電源をＯＦＦにし、バッテリの過
放電を防止するように構成したことを特徴とするバッテ
リ制御装置。
【請求項２】上記放電スイッチ制御回路を省電力型のＣ
ＭＯＳなどで構成して上記バックアップ電池から電源の
供給を受けると共に、システム電源が供給されたときに
当該システム電源によってバックアップ電池を充電する
ように構成したことを特徴とする請求項１記載のバッテ
リ制御装置。
【請求項３】上記放電スイッチコントローラが上記バッ
クアップ電池の過放電およびセルショートをチェックし
て検出したときにその旨の異常ステータスを表示などす
るように構成したことを特徴とする請求項１あるいは請
求項２記載のバッテリ制御装置。