JP3294819B2 - 充放電制御装置，電池パック，電子機器および放電制御装置 - Google Patents
充放電制御装置，電池パック，電子機器および放電制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，ノートパソコン等
の携帯型電子機器に用いられる電池パックと，その充放
電制御装置と，その電池パックの電池によって作動する
電子機器に関する。
の携帯型電子機器に用いられる電池パックと，その充放
電制御装置と，その電池パックの電池によって作動する
電子機器に関する。
【０００２】複数個の電池を搭載可能としたノートパソ
コン等の携帯型電子機器においては，電池の放電を制御
するために，電池の入力部に放電禁止／許可を制御する
ためのスイッチ回路を設けて電池の放電順序を制御して
いるのが一般的である。このような構成の機器で，上記
過放電防止機能を内蔵した電池を使用した場合，スイッ
チ回路が二重となるため，スイッチ回路による電力損失
が大きな問題となる。本発明は，この問題を解決するも
のである。
コン等の携帯型電子機器においては，電池の放電を制御
するために，電池の入力部に放電禁止／許可を制御する
ためのスイッチ回路を設けて電池の放電順序を制御して
いるのが一般的である。このような構成の機器で，上記
過放電防止機能を内蔵した電池を使用した場合，スイッ
チ回路が二重となるため，スイッチ回路による電力損失
が大きな問題となる。本発明は，この問題を解決するも
のである。
【０００３】
【従来の技術】電子機器を電池で動作させる場合，一般
的に電池の電圧は放電が進むに従って低下していくた
め，電子機器内部で使用する電圧を一定に保つためにＤ
Ｃ−ＤＣコンバータにより電池出力の定電圧化を計って
いる。ＤＣ−ＤＣコンバータにより電池出力の安定化を
計る場合，電子機器に搭載する電池の電圧およびＡＣア
ダプター等の外部から供給される電圧と，電子機器本体
内部で使用する電圧の関係に付いては，以下の２つの場
合がある。
的に電池の電圧は放電が進むに従って低下していくた
め，電子機器内部で使用する電圧を一定に保つためにＤ
Ｃ−ＤＣコンバータにより電池出力の定電圧化を計って
いる。ＤＣ−ＤＣコンバータにより電池出力の安定化を
計る場合，電子機器に搭載する電池の電圧およびＡＣア
ダプター等の外部から供給される電圧と，電子機器本体
内部で使用する電圧の関係に付いては，以下の２つの場
合がある。
【０００４】１つは装置で使用する電圧よりも高い電圧
を電池で供給して，ＤＣ−ＤＣコンバータにより電子機
器内部で使用する電圧まで電圧を下げる方式であり，こ
のタイプのＤＣ−ＤＣコンバータをステップダウン型
（降圧型）と言う。
を電池で供給して，ＤＣ−ＤＣコンバータにより電子機
器内部で使用する電圧まで電圧を下げる方式であり，こ
のタイプのＤＣ−ＤＣコンバータをステップダウン型
（降圧型）と言う。
【０００５】他の１つは，装置で使用する電圧よりも低
い電圧を電池で供給して，ＤＣ−ＤＣコンバータにより
電子機器内部で使用する電圧まで電圧を上げる方式であ
り，このタイプのＤＣ−ＤＣコンバータをステップアッ
プ型（昇圧型）と言う。
い電圧を電池で供給して，ＤＣ−ＤＣコンバータにより
電子機器内部で使用する電圧まで電圧を上げる方式であ
り，このタイプのＤＣ−ＤＣコンバータをステップアッ
プ型（昇圧型）と言う。
【０００６】電子機器において，降圧型を使用するか昇
圧型を使用するかは，装置の消費電力や二次電池での運
用時間，あるいは装置サイズ，装置重量等により異な
る。
圧型を使用するかは，装置の消費電力や二次電池での運
用時間，あるいは装置サイズ，装置重量等により異な
る。
【０００７】以下，ＤＣ−ＤＣコンバータの各方式に従
って，従来技術を説明する。
って，従来技術を説明する。
【０００８】装置で使用する電圧よりも高い電圧を二次
電池で供給するようなタイプでの内蔵充電器の構成につ
いてまず説明する。その構成例を，図１１に示す。
電池で供給するようなタイプでの内蔵充電器の構成につ
いてまず説明する。その構成例を，図１１に示す。
【０００９】図１１において，５００はＤＣ−ＤＣコン
バータ，５０１はＤＣ−ＤＣ制御部，５１０は充電を制
御する充電制御部，５２０はＡＣアダプター等が接続さ
れるＤＣコネクター，５３０は充電器を構成する充電用
定電流回路，５３１は定電流制御部，５４０は二次電
池，Ｔｒ５１，Ｔｒ５２はトランジスタ，Ｄ５１〜Ｄ５
５はダイオード，Ｆ５１，Ｆ５２はヒューズ，Ｌ５１，
Ｌ５２はチョークコイル，Ｃ５１，Ｃ５２はコンデン
サ，Ｒ５１〜Ｒ５３は抵抗を表す。
バータ，５０１はＤＣ−ＤＣ制御部，５１０は充電を制
御する充電制御部，５２０はＡＣアダプター等が接続さ
れるＤＣコネクター，５３０は充電器を構成する充電用
定電流回路，５３１は定電流制御部，５４０は二次電
池，Ｔｒ５１，Ｔｒ５２はトランジスタ，Ｄ５１〜Ｄ５
５はダイオード，Ｆ５１，Ｆ５２はヒューズ，Ｌ５１，
Ｌ５２はチョークコイル，Ｃ５１，Ｃ５２はコンデン
サ，Ｒ５１〜Ｒ５３は抵抗を表す。
【００１０】ＤＣコネクター５２０は，装置をＡＣアダ
プター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置
内蔵の二次電池５４０に充電を行うために，外部から電
源を供給するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコン
バータ５００は，ＤＣコネクター５２０経由で供給され
る外部電源，または内蔵二次電池５４０から電力の供給
を受けて，装置が必要とする電圧を作成するための装置
用の電源である。
プター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置
内蔵の二次電池５４０に充電を行うために，外部から電
源を供給するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコン
バータ５００は，ＤＣコネクター５２０経由で供給され
る外部電源，または内蔵二次電池５４０から電力の供給
を受けて，装置が必要とする電圧を作成するための装置
用の電源である。
【００１１】充電用定電流回路５３０は，ＤＣコネクタ
ー５２０経由で外部より電力が供給されており，且つ充
電制御部５１０により，二次電池５４０への充電が指示
されているとき，二次電池５４０を充電するのに必要な
電力を作成するための定電流電源である。
ー５２０経由で外部より電力が供給されており，且つ充
電制御部５１０により，二次電池５４０への充電が指示
されているとき，二次電池５４０を充電するのに必要な
電力を作成するための定電流電源である。
【００１２】充電制御部５１０は，二次電池５４０に対
して充電を行うための制御部である。充電用定電流回路
５３０に対して充電の開始，停止，終了等の指示も充電
制御部５１０が行う。
して充電を行うための制御部である。充電用定電流回路
５３０に対して充電の開始，停止，終了等の指示も充電
制御部５１０が行う。
【００１３】ダイオードＤ５１は，ＤＣコネクター５２
０にＡＣアダプター等が接続されているが，ＡＣアダプ
ターにＡＣ電源が供給されていない等の理由によりＡＣ
アダプターが非動作状態にあるとき，内蔵二次電池５４
０から電力が外部に流出するのを防止するための逆流阻
止用保護ダイオードである。
０にＡＣアダプター等が接続されているが，ＡＣアダプ
ターにＡＣ電源が供給されていない等の理由によりＡＣ
アダプターが非動作状態にあるとき，内蔵二次電池５４
０から電力が外部に流出するのを防止するための逆流阻
止用保護ダイオードである。
【００１４】ダイオードＤ５２は，外部より電力が供給
されていないとき，ＤＣ−ＤＣコンバータ５００に二次
電池５４０からの電力を供給すると共に，ＤＣコネクタ
ー５２０経由で外部より電力が供給されているとき，そ
の電圧が二次電池５４０に印加されるのを防止するため
の保護ダイオードである。
されていないとき，ＤＣ−ＤＣコンバータ５００に二次
電池５４０からの電力を供給すると共に，ＤＣコネクタ
ー５２０経由で外部より電力が供給されているとき，そ
の電圧が二次電池５４０に印加されるのを防止するため
の保護ダイオードである。
【００１５】ダイオードＤ５５は，二次電池５４０から
充電用定電流回路５３０への逆流を防止するためのダイ
オードである。
充電用定電流回路５３０への逆流を防止するためのダイ
オードである。
【００１６】ＤＣ−ＤＣコンバータ５００および充電用
定電流回路５３０の構成は，スイッチング方式のレギュ
レーター等の一般的なものであるため，ここでの詳細な
説明は省略する。なお，定電流制御部５３１に利用でき
るものとして，例えば富士通製ＩＣのＭＢ３７５９等が
ある。また，ＤＣ−ＤＣ制御部５０１に利用できるもの
として，例えば富士通製ＩＣのＭＢ３７７６Ａ等があ
る。
定電流回路５３０の構成は，スイッチング方式のレギュ
レーター等の一般的なものであるため，ここでの詳細な
説明は省略する。なお，定電流制御部５３１に利用でき
るものとして，例えば富士通製ＩＣのＭＢ３７５９等が
ある。また，ＤＣ−ＤＣ制御部５０１に利用できるもの
として，例えば富士通製ＩＣのＭＢ３７７６Ａ等があ
る。
【００１７】ＤＣコネクター５２０にＡＣアダプター等
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ５００にはダイオードＤ５１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ５００は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき，外部電源から
供給される電力はダイオードＤ５２に阻止され，二次電
池５４０に印加されることはない。
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ５００にはダイオードＤ５１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ５００は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき，外部電源から
供給される電力はダイオードＤ５２に阻止され，二次電
池５４０に印加されることはない。
【００１８】外部より電力が供給されているとき，二次
電池５４０に対して電力が供給され充電が行われるの
は，充電制御部５１０の指示により充電用定電流回路５
３０が動作し，充電用の電力を作成しているときだけで
ある。充電用定電流回路５３０が停止しているときに
は，トランジスタＴｒ５１により回路が遮断されるため
二次電池５４０への電力供給は行われない。
電池５４０に対して電力が供給され充電が行われるの
は，充電制御部５１０の指示により充電用定電流回路５
３０が動作し，充電用の電力を作成しているときだけで
ある。充電用定電流回路５３０が停止しているときに
は，トランジスタＴｒ５１により回路が遮断されるため
二次電池５４０への電力供給は行われない。
【００１９】外部からの電力供給が途絶えたとき，ＤＣ
−ＤＣコンバータ５００への電力供給は二次電池５４０
よりダイオードＤ５２を介して供給される。一方，ダイ
オードＤ５１，Ｄ５５により，二次電池５４０からの出
力がＤＣ−ＤＣコンバータ５００以外への電力流出を防
止する。
−ＤＣコンバータ５００への電力供給は二次電池５４０
よりダイオードＤ５２を介して供給される。一方，ダイ
オードＤ５１，Ｄ５５により，二次電池５４０からの出
力がＤＣ−ＤＣコンバータ５００以外への電力流出を防
止する。
【００２０】二次電池５４０への充電を行うときは，二
次電池５４０を充電するのに必要な電圧が充電用定電流
回路５３０を介して，電池の正極側に印加されるが，こ
の電圧はそのままダイオードＤ５２を介してＤＣ−ＤＣ
コンバータ５００にも印加される。Ｎｉｃａｄ等の一般
的な二次電池を充電するのに必要な電圧の最大は，電池
電圧の１．７倍程度になるが，ＤＣ−ＤＣコンバータ５
００は降圧型であるため，この電圧は問題にはならな
い。
次電池５４０を充電するのに必要な電圧が充電用定電流
回路５３０を介して，電池の正極側に印加されるが，こ
の電圧はそのままダイオードＤ５２を介してＤＣ−ＤＣ
コンバータ５００にも印加される。Ｎｉｃａｄ等の一般
的な二次電池を充電するのに必要な電圧の最大は，電池
電圧の１．７倍程度になるが，ＤＣ−ＤＣコンバータ５
００は降圧型であるため，この電圧は問題にはならな
い。
【００２１】以上のような従来の方式においては，二次
電池５４０への充電用パスと二次電池５４０からの放電
用パスとを分離して，二次電池５４０への充電防止保護
を行うためのダイオードＤ５２が必要であった。しか
し，二次電池５４０からＤＣ−ＤＣコンバータ５００に
電力を供給する場合，ダイオードＤ５２による電圧の降
下があり電池使用効率低下の原因であった。
電池５４０への充電用パスと二次電池５４０からの放電
用パスとを分離して，二次電池５４０への充電防止保護
を行うためのダイオードＤ５２が必要であった。しか
し，二次電池５４０からＤＣ−ＤＣコンバータ５００に
電力を供給する場合，ダイオードＤ５２による電圧の降
下があり電池使用効率低下の原因であった。
【００２２】ダイオードＤ５２による電圧降下は，０．
５５Ｖ〜０．７Ｖにも達し，例えばＮｉｃａｄ電池６本
を使用した装置を例にとると，その電力損失は電池の容
量の７．６％〜１０％にも達する。
５５Ｖ〜０．７Ｖにも達し，例えばＮｉｃａｄ電池６本
を使用した装置を例にとると，その電力損失は電池の容
量の７．６％〜１０％にも達する。
【００２３】装置がさらに小型化になり，例えばＮｉｃ
ａｄ電池２本で運用するような装置に至っては，その電
力損失は電池容量の２３％〜３０％にも達する。
ａｄ電池２本で運用するような装置に至っては，その電
力損失は電池容量の２３％〜３０％にも達する。
【００２４】次に，装置で使用する電圧よりも低い電圧
を二次電池で供給するようなタイプでの，内蔵充電器の
構成について説明する。その構成例を，図１２に示す。
を二次電池で供給するようなタイプでの，内蔵充電器の
構成について説明する。その構成例を，図１２に示す。
【００２５】図１２において，６００はＤＣ−ＤＣコン
バータ，６０１はＤＣ−ＤＣ制御部，６１０は充電を制
御する充電制御部，６２０はＡＣアダプター等が接続さ
れるＤＣコネクター，６３０は充電器を構成する充電用
定電流回路，６３１は定電流制御部，６４０は二次電
池，Ｔｒ６１，Ｔｒ６２はトランジスタ，Ｄ６１〜Ｄ６
５はダイオード，Ｆ６１，Ｆ６２はヒューズ，Ｌ６１／
Ｌ６２はトランス，Ｌ６３はチョークコイル，Ｃ６１，
Ｃ６２はコンデンサ，Ｒ６１〜Ｒ６３は抵抗を表す。
バータ，６０１はＤＣ−ＤＣ制御部，６１０は充電を制
御する充電制御部，６２０はＡＣアダプター等が接続さ
れるＤＣコネクター，６３０は充電器を構成する充電用
定電流回路，６３１は定電流制御部，６４０は二次電
池，Ｔｒ６１，Ｔｒ６２はトランジスタ，Ｄ６１〜Ｄ６
５はダイオード，Ｆ６１，Ｆ６２はヒューズ，Ｌ６１／
Ｌ６２はトランス，Ｌ６３はチョークコイル，Ｃ６１，
Ｃ６２はコンデンサ，Ｒ６１〜Ｒ６３は抵抗を表す。
【００２６】ＤＣコネクター６２０は，装置をＡＣアダ
プター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置
内蔵の二次電池６４０に充電を行うために，外部から電
源を供給するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコン
バータ６００は，ＤＣコネクター６２０経由で供給され
る外部電源，または内蔵二次電池６４０から電力の供給
を受けて，装置が必要とする電圧を作成するための装置
用の電源である。
プター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置
内蔵の二次電池６４０に充電を行うために，外部から電
源を供給するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコン
バータ６００は，ＤＣコネクター６２０経由で供給され
る外部電源，または内蔵二次電池６４０から電力の供給
を受けて，装置が必要とする電圧を作成するための装置
用の電源である。
【００２７】充電用定電流回路６３０は，ＤＣコネクタ
ー６２０経由で外部より電力が供給されており，且つ充
電制御部６１０により，二次電池６４０への充電が指示
されているとき，二次電池６４０を充電するのに必要な
電力を作成するための定電流電源である。
ー６２０経由で外部より電力が供給されており，且つ充
電制御部６１０により，二次電池６４０への充電が指示
されているとき，二次電池６４０を充電するのに必要な
電力を作成するための定電流電源である。
【００２８】充電制御部６１０は，二次電池６４０に対
して充電を行うための制御部である。充電用定電流回路
６３０に対して充電の開始，停止，終了等の指示も充電
制御部６１０が行う。
して充電を行うための制御部である。充電用定電流回路
６３０に対して充電の開始，停止，終了等の指示も充電
制御部６１０が行う。
【００２９】ダイオードＤ６１は，ＤＣコネクター６２
０にＡＣアダプター等が接続されているが，ＡＣアダプ
ターにＡＣ電源が供給されていない等の理由によりＡＣ
アダプターが非動作状態にあるとき，内蔵二次電池６４
０から電力が外部に流出するのを防止するための逆流阻
止用保護ダイオードである。
０にＡＣアダプター等が接続されているが，ＡＣアダプ
ターにＡＣ電源が供給されていない等の理由によりＡＣ
アダプターが非動作状態にあるとき，内蔵二次電池６４
０から電力が外部に流出するのを防止するための逆流阻
止用保護ダイオードである。
【００３０】ダイオードＤ６２は，外部より電力が供給
されていないとき，ＤＣ−ＤＣコンバータ６００に二次
電池６４０からの電力を供給すると共に，ＤＣコネクタ
ー６２０経由で外部より電力が供給されているとき，そ
の電圧が二次電池６４０に印加されるのを防止するため
の保護ダイオードである。
されていないとき，ＤＣ−ＤＣコンバータ６００に二次
電池６４０からの電力を供給すると共に，ＤＣコネクタ
ー６２０経由で外部より電力が供給されているとき，そ
の電圧が二次電池６４０に印加されるのを防止するため
の保護ダイオードである。
【００３１】ダイオードＤ６５は，二次電池６４０から
充電用定電流回路６３０への逆流を防止するためのダイ
オードである。
充電用定電流回路６３０への逆流を防止するためのダイ
オードである。
【００３２】充電用定電流回路６３０の構成は，スイッ
チング方式のレギュレーター等の一般的なものであるた
めここでの詳細な説明は省略する。なお，充電用定電流
回路６３０の構成は，図１１に示す回路５３０と同方式
でもよい。
チング方式のレギュレーター等の一般的なものであるた
めここでの詳細な説明は省略する。なお，充電用定電流
回路６３０の構成は，図１１に示す回路５３０と同方式
でもよい。
【００３３】ＤＣ−ＤＣコンバータ６００は，二次電池
６４０の電圧を装置が必要とする電圧まで昇圧するため
の，昇圧型のスイッチング方式のレギュレーターであ
る。
６４０の電圧を装置が必要とする電圧まで昇圧するため
の，昇圧型のスイッチング方式のレギュレーターであ
る。
【００３４】ＤＣコネクター６２０にＡＣアダプター等
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ６００にはダイオードＤ６１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ６００は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき，外部電源から
供給される電力は，ダイオードＤ６２に阻止され二次電
池６４０に印加されることはない。
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ６００にはダイオードＤ６１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ６００は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき，外部電源から
供給される電力は，ダイオードＤ６２に阻止され二次電
池６４０に印加されることはない。
【００３５】外部より電力が供給されているとき，二次
電池６４０に対して電力が供給され充電が行われるの
は，充電制御部６１０の指示により充電用定電流回路６
３０が動作し，充電用の電力を作成しているときだけで
ある。充電用定電流回路６３０が停止しているときに
は，トランジスタＴｒ６１により回路が遮断されるため
二次電池６４０への電力供給は行われない。
電池６４０に対して電力が供給され充電が行われるの
は，充電制御部６１０の指示により充電用定電流回路６
３０が動作し，充電用の電力を作成しているときだけで
ある。充電用定電流回路６３０が停止しているときに
は，トランジスタＴｒ６１により回路が遮断されるため
二次電池６４０への電力供給は行われない。
【００３６】外部からの電力供給が途絶えたとき，ＤＣ
−ＤＣコンバータ６００への電力供給は，二次電池６４
０よりダイオードＤ６２を介して供給される。一方，ダ
イオードＤ６１により二次電池６４０からの出力がＤＣ
−ＤＣコンバータ６００以外への電力流出を防止する。
−ＤＣコンバータ６００への電力供給は，二次電池６４
０よりダイオードＤ６２を介して供給される。一方，ダ
イオードＤ６１により二次電池６４０からの出力がＤＣ
−ＤＣコンバータ６００以外への電力流出を防止する。
【００３７】二次電池６４０への充電を行うときは，二
次電池６４０を充電するのに必要な電圧が充電用定電流
回路６３０を介して，二次電池６４０の正極側に印加さ
れるが，この電圧はそのままダイオードＤ６２を介して
ＤＣ−ＤＣコンバータ６００にも印加される。Ｎｉｃａ
ｄ等の一般的な二次電池６４０を充電するのに必要な電
圧は，二次電池６４０の放電電圧の１．７倍程度である
ため，電池本数等の装置構成によっては，ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ６００への印加電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ６
００の出力電圧を越える条件が発生する場合があり得
る。このような場合には，図１２に示すようなチョーク
コイル方式の昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ６００で
は，入力電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ６００のチョーク
コイルＬ６３と整流ダイオードＤ６４を介してそのまま
負荷に印加されるため，充電器を内蔵した装置では使用
することができない。
次電池６４０を充電するのに必要な電圧が充電用定電流
回路６３０を介して，二次電池６４０の正極側に印加さ
れるが，この電圧はそのままダイオードＤ６２を介して
ＤＣ−ＤＣコンバータ６００にも印加される。Ｎｉｃａ
ｄ等の一般的な二次電池６４０を充電するのに必要な電
圧は，二次電池６４０の放電電圧の１．７倍程度である
ため，電池本数等の装置構成によっては，ＤＣ−ＤＣコ
ンバータ６００への印加電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ６
００の出力電圧を越える条件が発生する場合があり得
る。このような場合には，図１２に示すようなチョーク
コイル方式の昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ６００で
は，入力電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ６００のチョーク
コイルＬ６３と整流ダイオードＤ６４を介してそのまま
負荷に印加されるため，充電器を内蔵した装置では使用
することができない。
【００３８】このような場合には，図１３に示すような
トランス結合方式の昇降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ７
００を使用しなければならない。
トランス結合方式の昇降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ７
００を使用しなければならない。
【００３９】図１３において，７００はＤＣ−ＤＣコン
バータ，７０１はＤＣ−ＤＣ制御部，７１０は充電を制
御する充電制御部，７２０はＡＣアダプター等が接続さ
れるＤＣコネクター，７３０は充電器を構成する充電用
定電流回路，７３１は定電流制御部，７４０は二次電
池，Ｔｒ７１，Ｔｒ７２はトランジスタ，Ｄ７１〜Ｄ７
５はダイオード，Ｆ７１，Ｆ７２はヒューズ，Ｌ７１／
Ｌ７２，Ｌ７３／Ｌ７４はトランス，Ｃ７１，Ｃ７２は
コンデンサ，Ｒ７１〜Ｒ７３は抵抗を表す。
バータ，７０１はＤＣ−ＤＣ制御部，７１０は充電を制
御する充電制御部，７２０はＡＣアダプター等が接続さ
れるＤＣコネクター，７３０は充電器を構成する充電用
定電流回路，７３１は定電流制御部，７４０は二次電
池，Ｔｒ７１，Ｔｒ７２はトランジスタ，Ｄ７１〜Ｄ７
５はダイオード，Ｆ７１，Ｆ７２はヒューズ，Ｌ７１／
Ｌ７２，Ｌ７３／Ｌ７４はトランス，Ｃ７１，Ｃ７２は
コンデンサ，Ｒ７１〜Ｒ７３は抵抗を表す。
【００４０】この図１３に示す方式は，図１２のものに
比べてＤＣ−ＤＣコンバータ７００内がトランス結合方
式の昇降圧型で構成される他は，構成・動作が同じであ
るので，説明の繰り返しを省略する。なお，充電用定電
流回路７３０の構成は，図１１に示す回路５３０と同方
式でもよい。
比べてＤＣ−ＤＣコンバータ７００内がトランス結合方
式の昇降圧型で構成される他は，構成・動作が同じであ
るので，説明の繰り返しを省略する。なお，充電用定電
流回路７３０の構成は，図１１に示す回路５３０と同方
式でもよい。
【００４１】図１２に示すようなチョークコイル方式の
昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ６００では８０％程度の
効率を実現することが可能であるが，図１３に示すよう
なトランス結合方式の昇降圧型ではその効率は６０％程
度が限界である。
昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータ６００では８０％程度の
効率を実現することが可能であるが，図１３に示すよう
なトランス結合方式の昇降圧型ではその効率は６０％程
度が限界である。
【００４２】以上述べたように，装置で使用する電圧よ
りも低い電圧を二次電池で供給するようなタイプでの図
１２に示すような従来方式による充電器の構成方式で
は，次の二つの問題点があった。
りも低い電圧を二次電池で供給するようなタイプでの図
１２に示すような従来方式による充電器の構成方式で
は，次の二つの問題点があった。
【００４３】一つは，二次電池への充電用パスと二次電
池から放電用パスを分離して二次電池への充電保護を行
うためのダイオードＤ６２が必要である。しかし，二次
電池からＤＣ−ＤＣコンバータ６００に電力を供給する
場合，ダイオードＤ６２による電圧の降下による電力損
失があり電池使用効率低下の原因となる。
池から放電用パスを分離して二次電池への充電保護を行
うためのダイオードＤ６２が必要である。しかし，二次
電池からＤＣ−ＤＣコンバータ６００に電力を供給する
場合，ダイオードＤ６２による電圧の降下による電力損
失があり電池使用効率低下の原因となる。
【００４４】ダイオードＤ６２による電圧降下は０．５
５Ｖ〜０．７Ｖにも達し，例えばＮｉｃａｄ電池２本で
運用するような装置では，その電力損失は，電池容量の
２３％〜３０％にも達する。
５Ｖ〜０．７Ｖにも達し，例えばＮｉｃａｄ電池２本で
運用するような装置では，その電力損失は，電池容量の
２３％〜３０％にも達する。
【００４５】もう一つの問題点は，電池を充電するのに
必要な電圧が充電回路を介して，電池の正極側に印加さ
れるが，この電圧がそのままダイオードＤ６２を介して
ＤＣ−ＤＣコンバータ６００にも印加されることであ
る。
必要な電圧が充電回路を介して，電池の正極側に印加さ
れるが，この電圧がそのままダイオードＤ６２を介して
ＤＣ−ＤＣコンバータ６００にも印加されることであ
る。
【００４６】Ｎｉｃａｄ等の一般的な二次電池を充電す
るのに必要な電圧は，電池の放電電圧の１．７倍程度で
あるため，電池本数等の装置構成によっては，ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータへの印加電圧がＤＣ−ＤＣコンバータの出
力電圧を越える条件が発生する場合があり得る。このよ
うな場合には，ＤＣ−ＤＣコンバータの構成をチョーク
コイル方式の昇圧型ではなく，トランス結合方式の昇降
圧型で構成する必要があり，チョークコイル方式の昇圧
型のＤＣ−ＤＣコンバータ６００では８０％程度の効率
であったものが，トランス結合方式の昇圧型のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ７００ではその効率が６０％程度に低下す
る。
るのに必要な電圧は，電池の放電電圧の１．７倍程度で
あるため，電池本数等の装置構成によっては，ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータへの印加電圧がＤＣ−ＤＣコンバータの出
力電圧を越える条件が発生する場合があり得る。このよ
うな場合には，ＤＣ−ＤＣコンバータの構成をチョーク
コイル方式の昇圧型ではなく，トランス結合方式の昇降
圧型で構成する必要があり，チョークコイル方式の昇圧
型のＤＣ−ＤＣコンバータ６００では８０％程度の効率
であったものが，トランス結合方式の昇圧型のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ７００ではその効率が６０％程度に低下す
る。
【００４７】次に，電池の過放電を防止するための従来
方式について説明する。
方式について説明する。
【００４８】ノートパソコン等の携帯型電子機器で用い
られる電池のうち，Ｌｉ＋（リチウム・イオン）二次電
池や，ＮｉＭＨ電池は，Ｎｉｃａｄ電池と異なり過放電
に弱く，使用者が誤って過放電させた場合に回復不能な
ダメージを受ける。そのため，使用者の誤操作による電
池機能の劣化を防止するために，電池の電圧が指定電圧
以下になったことを検出して出力を遮断する過放電防止
回路を電池に内蔵するようになっている。
られる電池のうち，Ｌｉ＋（リチウム・イオン）二次電
池や，ＮｉＭＨ電池は，Ｎｉｃａｄ電池と異なり過放電
に弱く，使用者が誤って過放電させた場合に回復不能な
ダメージを受ける。そのため，使用者の誤操作による電
池機能の劣化を防止するために，電池の電圧が指定電圧
以下になったことを検出して出力を遮断する過放電防止
回路を電池に内蔵するようになっている。
【００４９】また，電池運用での装置の稼動時間等の関
係で複数個の電池を搭載可能とした機器においては，電
池の放電順序を制御するために，電池の入力部に放電禁
止／許可を制御するためのスイッチ回路を設けて電池の
放電順序を制御しているのが一般的である。
係で複数個の電池を搭載可能とした機器においては，電
池の放電順序を制御するために，電池の入力部に放電禁
止／許可を制御するためのスイッチ回路を設けて電池の
放電順序を制御しているのが一般的である。
【００５０】このような構成の機器で上記過放電防止機
能を内蔵した電池を使用した場合，スイッチ回路が二重
となるためスイッチ回路による電力損失が大きな問題と
なる。
能を内蔵した電池を使用した場合，スイッチ回路が二重
となるためスイッチ回路による電力損失が大きな問題と
なる。
【００５１】図１４は，従来方式での電池過放電防止方
式の例を示す図である。
式の例を示す図である。
【００５２】図１４において，８００（８００’も同
様）は電池パック，８１０は二次電池，８２０は電池パ
ック８００内の過放電を防止する制御部，８７０は電力
を消費する電子機器の装置，８８１は装置内の放電禁止
／許可の制御部，Ｒ８０〜Ｒ８９は抵抗，ＦＥＴ８１〜
ＦＥＴ８５はスイッチ回路を構成する電界効果トランジ
スタ，Ｄ８１〜Ｄ８３はダイオードを表す。
様）は電池パック，８１０は二次電池，８２０は電池パ
ック８００内の過放電を防止する制御部，８７０は電力
を消費する電子機器の装置，８８１は装置内の放電禁止
／許可の制御部，Ｒ８０〜Ｒ８９は抵抗，ＦＥＴ８１〜
ＦＥＴ８５はスイッチ回路を構成する電界効果トランジ
スタ，Ｄ８１〜Ｄ８３はダイオードを表す。
【００５３】図１４に示す装置８７０は，二つの電池パ
ック８００，８００’とＡＣアダプター等の外部からの
給電（ＤＣ−ＩＮ）のいずれかより電力の供給を受けて
動作する。ここに電池パック８００と電池パック８０
０’とは同一構造となっている。
ック８００，８００’とＡＣアダプター等の外部からの
給電（ＤＣ−ＩＮ）のいずれかより電力の供給を受けて
動作する。ここに電池パック８００と電池パック８０
０’とは同一構造となっている。
【００５４】ダイオードＤ８１は，装置８７０の電力が
電池パック８００または電池パック８００’により供給
されるとき，電池からの電力がＤＣ−ＩＮ側へ逆流する
のを防止するためのダイオードである。ダイオードＤ８
２／Ｄ８３は，装置８７０の電力がＤＣ−ＩＮから供給
されているとき，ＤＣ−ＩＮからの電力が電池パック８
００または電池パック８００’へ逆流するのを防止する
ためのダイオードである。特に，トランジスタＦＥＴ８
４／ＦＥＴ８５には，ソース〜ドレイン間に寄生ダイオ
ードが付いているため，これらの逆流防止用ダイオード
Ｄ８２／Ｄ８３が必要になっている。
電池パック８００または電池パック８００’により供給
されるとき，電池からの電力がＤＣ−ＩＮ側へ逆流する
のを防止するためのダイオードである。ダイオードＤ８
２／Ｄ８３は，装置８７０の電力がＤＣ−ＩＮから供給
されているとき，ＤＣ−ＩＮからの電力が電池パック８
００または電池パック８００’へ逆流するのを防止する
ためのダイオードである。特に，トランジスタＦＥＴ８
４／ＦＥＴ８５には，ソース〜ドレイン間に寄生ダイオ
ードが付いているため，これらの逆流防止用ダイオード
Ｄ８２／Ｄ８３が必要になっている。
【００５５】トランジスタＦＥＴ８４は，電池パック８
００からの電力供給の禁止許可を制御するためのスイッ
チ回路であり，制御部８８１からの信号によりｏｎ／ｏ
ｆｆの制御が行われる。制御部８８１からの信号により
トランジスタＦＥＴ８４がｏｎ状態にあるとき電池パッ
ク８００からの放電が許可される。トランジスタＦＥＴ
８５は，電池パック８００’からの電力供給の禁止許可
を制御するためのスイッチ回路であり，トランジスタＦ
ＥＴ８４同様，制御部８８１からの信号によりｏｎ／ｏ
ｆｆの制御が行われる。制御部８８１からの信号により
トランジスタＦＥＴ８５がｏｎ状態にあるとき電池パッ
ク８００’からの放電が許可される。
００からの電力供給の禁止許可を制御するためのスイッ
チ回路であり，制御部８８１からの信号によりｏｎ／ｏ
ｆｆの制御が行われる。制御部８８１からの信号により
トランジスタＦＥＴ８４がｏｎ状態にあるとき電池パッ
ク８００からの放電が許可される。トランジスタＦＥＴ
８５は，電池パック８００’からの電力供給の禁止許可
を制御するためのスイッチ回路であり，トランジスタＦ
ＥＴ８４同様，制御部８８１からの信号によりｏｎ／ｏ
ｆｆの制御が行われる。制御部８８１からの信号により
トランジスタＦＥＴ８５がｏｎ状態にあるとき電池パッ
ク８００’からの放電が許可される。
【００５６】抵抗Ｒ８４／Ｒ８５は，ＤＣ−ＩＮより電
力供給があるかないかを識別するための電圧検出用の抵
抗である。抵抗Ｒ８６／Ｒ８７は，電池パック８００か
ら電力供給が可能かどうかを識別するための電圧検出用
の抵抗である。抵抗Ｒ８８／Ｒ８９は，電池パック８０
０’から電力供給が可能かどうかを識別するための電圧
検出用の抵抗である。
力供給があるかないかを識別するための電圧検出用の抵
抗である。抵抗Ｒ８６／Ｒ８７は，電池パック８００か
ら電力供給が可能かどうかを識別するための電圧検出用
の抵抗である。抵抗Ｒ８８／Ｒ８９は，電池パック８０
０’から電力供給が可能かどうかを識別するための電圧
検出用の抵抗である。
【００５７】今，装置８７０への電力供給の順序を，
ＤＣ−ＩＮ，電池パック８００，電池パック８０
０’の順で順序付けをしてあると仮定する。抵抗Ｒ８４
／Ｒ８５によりＤＣ−ＩＮより電力供給があることが検
出された場合，制御部８８１は電池パック８００および
電池パック８００’からの電力供給を禁止するために，
トランジスタＦＥＴ８４／ＦＥＴ８５をｏｆｆ状態に保
ち，電池パック８００および電池パック８００’の消耗
を回避するように動作する。
ＤＣ−ＩＮ，電池パック８００，電池パック８０
０’の順で順序付けをしてあると仮定する。抵抗Ｒ８４
／Ｒ８５によりＤＣ−ＩＮより電力供給があることが検
出された場合，制御部８８１は電池パック８００および
電池パック８００’からの電力供給を禁止するために，
トランジスタＦＥＴ８４／ＦＥＴ８５をｏｆｆ状態に保
ち，電池パック８００および電池パック８００’の消耗
を回避するように動作する。
【００５８】次に抵抗Ｒ８４／Ｒ８５によりＤＣ−ＩＮ
からの電力供給が途絶えたことが検出されると，制御部
８８１はトランジスタＦＥＴ８４をｏｎにして，電池パ
ック８００からの電力供給を行う。このとき電池パック
８００’からの放電が行われないように，トランジスタ
ＦＥＴ８５はｏｆｆ状態に保たれる（このとき，トラン
ジスタＦＥＴ８５がｏｎ状態であると，電池パック８０
０と電池パック８００’の両方から同時に装置に給電が
行われる）。
からの電力供給が途絶えたことが検出されると，制御部
８８１はトランジスタＦＥＴ８４をｏｎにして，電池パ
ック８００からの電力供給を行う。このとき電池パック
８００’からの放電が行われないように，トランジスタ
ＦＥＴ８５はｏｆｆ状態に保たれる（このとき，トラン
ジスタＦＥＴ８５がｏｎ状態であると，電池パック８０
０と電池パック８００’の両方から同時に装置に給電が
行われる）。
【００５９】次に，抵抗Ｒ８６／Ｒ８７により電池パッ
ク８００の放電が終了し，二次電池８１０が空になった
ことが検出されると，制御部８８１はトランジスタＦＥ
Ｔ８５をｏｎにして，電池パック８００’からの電力供
給を行うと同時に，トランジスタＦＥＴ８４をｏｆｆに
し，電池パック８００の過放電を防止する（なお，電池
パック８００’に過放電防止回路が組み込まれている場
合には，本動作は意味をなさない）。
ク８００の放電が終了し，二次電池８１０が空になった
ことが検出されると，制御部８８１はトランジスタＦＥ
Ｔ８５をｏｎにして，電池パック８００’からの電力供
給を行うと同時に，トランジスタＦＥＴ８４をｏｆｆに
し，電池パック８００の過放電を防止する（なお，電池
パック８００’に過放電防止回路が組み込まれている場
合には，本動作は意味をなさない）。
【００６０】図１５は，図１４に示す電池パック８００
内の過放電防止回路の詳細を示したものである。図１５
におけるＲ８０／Ｒ８１／Ｒ８２／Ｒ８３／ＦＥＴ８１
／ＦＥＴ８２は，図１４に示す同一名の記号を付与した
ものに対応し，ＩＣ８１〜ＩＣ８４は比較器，ｅ８１，
ｅ８２は基準電圧を表す。
内の過放電防止回路の詳細を示したものである。図１５
におけるＲ８０／Ｒ８１／Ｒ８２／Ｒ８３／ＦＥＴ８１
／ＦＥＴ８２は，図１４に示す同一名の記号を付与した
ものに対応し，ＩＣ８１〜ＩＣ８４は比較器，ｅ８１，
ｅ８２は基準電圧を表す。
【００６１】トランジスタＦＥＴ８１は，二次電池８１
０が過放電状態（電池電圧が規定値以下のとき）や負荷
短絡により電池から過大電流が流れた場合に回路を遮断
するためのスイッチ回路であり，比較器ＩＣ８１／ＩＣ
８２によりｏｎ／ｏｆｆされる。トランジスタＦＥＴ８
２は，二次電池８１０への充電電圧が規定値以上になっ
た場合，電池を保護するために回路を遮断するためのス
イッチ回路であり，比較器ＩＣ８３によりｏｎ／ｏｆｆ
される。
０が過放電状態（電池電圧が規定値以下のとき）や負荷
短絡により電池から過大電流が流れた場合に回路を遮断
するためのスイッチ回路であり，比較器ＩＣ８１／ＩＣ
８２によりｏｎ／ｏｆｆされる。トランジスタＦＥＴ８
２は，二次電池８１０への充電電圧が規定値以上になっ
た場合，電池を保護するために回路を遮断するためのス
イッチ回路であり，比較器ＩＣ８３によりｏｎ／ｏｆｆ
される。
【００６２】比較器ＩＣ８１は，抵抗Ｒ８０／Ｒ８１に
より電池の電圧を検出して基準電圧ｅ８２と比較するた
めの比較器であり，二次電池８１０の放電により電池電
圧が基準電圧ｅ８２より低下した場合，Ｌｏｗレベルを
出力して，比較器ＩＣ８４を経由してトランジスタＦＥ
Ｔ８１をｏｆｆするための過放電防止回路を構成する。
より電池の電圧を検出して基準電圧ｅ８２と比較するた
めの比較器であり，二次電池８１０の放電により電池電
圧が基準電圧ｅ８２より低下した場合，Ｌｏｗレベルを
出力して，比較器ＩＣ８４を経由してトランジスタＦＥ
Ｔ８１をｏｆｆするための過放電防止回路を構成する。
【００６３】過放電防止回路の説明を簡略化するため
に，ＩＣ８１を比較器として説明したが，実際の回路構
成においては電池の内部抵抗Ｒｉによる電池電圧の変動
による比較器ＩＣ８１の出力の変動を防止するために，
比較器ＩＣ８１がＬｏｗレベルを出力したことを記憶す
るためのフリップフロップ（ＦＦ）回路や，充電等によ
り電池の電圧が復旧したときにフリップフロップの記憶
内容をリセットするための解除手段を有していることは
言うまでもない。
に，ＩＣ８１を比較器として説明したが，実際の回路構
成においては電池の内部抵抗Ｒｉによる電池電圧の変動
による比較器ＩＣ８１の出力の変動を防止するために，
比較器ＩＣ８１がＬｏｗレベルを出力したことを記憶す
るためのフリップフロップ（ＦＦ）回路や，充電等によ
り電池の電圧が復旧したときにフリップフロップの記憶
内容をリセットするための解除手段を有していることは
言うまでもない。
【００６４】比較器ＩＣ８２は，負荷短絡により電池か
ら過大電流が流れた場合に回路を遮断して短絡保護を行
う過電流検出用の比較回路である。スイッチ回路を構成
するトランジスタＦＥＴ８１／ＦＥＴ８２による電圧降
下を測定して過電流の測定を行う。負荷短絡により過大
電流が流れると，トランジスタＦＥＴ８１／ＦＥＴ８２
のｏｎ抵抗により電池パック８００のマイナス端子側の
電位が電流値に比例して上昇し，ｅ８１の電位も上昇す
るため，規定値以上の電流が流れるとｅ８１とｅ８２の
電位を比較している比較器ＩＣ８２がＬｏｗレベルを出
力し，比較器ＩＣ８４を経由してトランジスタＦＥＴ８
１をｏｆｆする。
ら過大電流が流れた場合に回路を遮断して短絡保護を行
う過電流検出用の比較回路である。スイッチ回路を構成
するトランジスタＦＥＴ８１／ＦＥＴ８２による電圧降
下を測定して過電流の測定を行う。負荷短絡により過大
電流が流れると，トランジスタＦＥＴ８１／ＦＥＴ８２
のｏｎ抵抗により電池パック８００のマイナス端子側の
電位が電流値に比例して上昇し，ｅ８１の電位も上昇す
るため，規定値以上の電流が流れるとｅ８１とｅ８２の
電位を比較している比較器ＩＣ８２がＬｏｗレベルを出
力し，比較器ＩＣ８４を経由してトランジスタＦＥＴ８
１をｏｆｆする。
【００６５】過電流防止回路の説明を簡略化するために
ＩＣ８２を比較器として説明したが，実際の回路構成に
おいてはトランジスタＦＥＴ８１をｏｆｆさせたことに
より比較器ＩＣ８２の出力が即Ｈｉｇｈレベルに復帰す
ることによる比較器ＩＣ８２の出力の変動を防止するた
めに，比較器ＩＣ８２がＬｏｗレベルを出力したことを
記憶するためのフリップフロップ（ＦＦ）回路や，短絡
状態が解除されたときにフリップフロップの記憶内容を
リセットするための解除手段を有していることは言うま
でもない。
ＩＣ８２を比較器として説明したが，実際の回路構成に
おいてはトランジスタＦＥＴ８１をｏｆｆさせたことに
より比較器ＩＣ８２の出力が即Ｈｉｇｈレベルに復帰す
ることによる比較器ＩＣ８２の出力の変動を防止するた
めに，比較器ＩＣ８２がＬｏｗレベルを出力したことを
記憶するためのフリップフロップ（ＦＦ）回路や，短絡
状態が解除されたときにフリップフロップの記憶内容を
リセットするための解除手段を有していることは言うま
でもない。
【００６６】比較器ＩＣ８４は３入力の比較器であり，
比較器ＩＣ８１／ＩＣ８２からの入力の両方が基準電圧
ｅ８２より高いときＨｉｇｈレベルを出力して，トラン
ジスタＦＥＴ８１をｏｎにする。従って，以上述べたよ
うに電池が過放電状態または短絡により過電流が流れた
場合には，比較器ＩＣ８１／ＩＣ８２／ＩＣ８４によっ
てトランジスタＦＥＴ８１がｏｆｆされることにより回
路が遮断される。
比較器ＩＣ８１／ＩＣ８２からの入力の両方が基準電圧
ｅ８２より高いときＨｉｇｈレベルを出力して，トラン
ジスタＦＥＴ８１をｏｎにする。従って，以上述べたよ
うに電池が過放電状態または短絡により過電流が流れた
場合には，比較器ＩＣ８１／ＩＣ８２／ＩＣ８４によっ
てトランジスタＦＥＴ８１がｏｆｆされることにより回
路が遮断される。
【００６７】比較器ＩＣ８３は，充電時に電池に定格以
上の電圧が印加されるのを防止するための過電圧検出回
路であり，抵抗Ｒ８２／Ｒ８３により充電電圧を測定し
て基準電圧ｅ８１と比較する。比較の結果，充電電圧が
定格以上であると比較器ＩＣ８３はＬｏｗレベルを出力
し，トランジスタＦＥＴ８２をｏｆｆさせ，充電する方
向への電流の流れを遮断する。
上の電圧が印加されるのを防止するための過電圧検出回
路であり，抵抗Ｒ８２／Ｒ８３により充電電圧を測定し
て基準電圧ｅ８１と比較する。比較の結果，充電電圧が
定格以上であると比較器ＩＣ８３はＬｏｗレベルを出力
し，トランジスタＦＥＴ８２をｏｆｆさせ，充電する方
向への電流の流れを遮断する。
【００６８】充電電圧が定格以下のときには，比較器Ｉ
Ｃ８３はＨｉｇｈレベルを出力し，トランジスタＦＥＴ
８２をｏｎさせる。
Ｃ８３はＨｉｇｈレベルを出力し，トランジスタＦＥＴ
８２をｏｎさせる。
【００６９】二次電池８１０が過放電状態にあり，トラ
ンジスタＦＥＴ８１がｏｆｆ状態であっても電池のプラ
ス端子に充電電圧が印加された場合，トランジスタＦＥ
Ｔ８１は寄生ダイオードにより電流の流れを阻止するこ
とはないため電池は充電される。また，二次電池８１０
の充電によって電池の電位が上昇すると，抵抗Ｒ８０／
Ｒ８１により検出される電位がｅ８２より大となり，比
較器ＩＣ８１がＨｉｇｈレベルを出力する。このときト
ランジスタＦＥＴ８１／ＦＥＴ８２を流れる電流の向き
は放電時とは逆であり，ｅ８１の電位がｅ８２の電位を
上回ることはなく，比較器ＩＣ８２もＨｉｇｈレベルを
出力する。その結果，比較器ＩＣ８４によりトランジス
タＦＥＴ８１がｏｎとなる。
ンジスタＦＥＴ８１がｏｆｆ状態であっても電池のプラ
ス端子に充電電圧が印加された場合，トランジスタＦＥ
Ｔ８１は寄生ダイオードにより電流の流れを阻止するこ
とはないため電池は充電される。また，二次電池８１０
の充電によって電池の電位が上昇すると，抵抗Ｒ８０／
Ｒ８１により検出される電位がｅ８２より大となり，比
較器ＩＣ８１がＨｉｇｈレベルを出力する。このときト
ランジスタＦＥＴ８１／ＦＥＴ８２を流れる電流の向き
は放電時とは逆であり，ｅ８１の電位がｅ８２の電位を
上回ることはなく，比較器ＩＣ８２もＨｉｇｈレベルを
出力する。その結果，比較器ＩＣ８４によりトランジス
タＦＥＴ８１がｏｎとなる。
【００７０】以上が，従来の電池パック内の過放電防止
回路の動作である。
回路の動作である。
【００７１】次に，電池パックを２個搭載しているとき
の従来の充電方式の例を説明する。電池パックは電池の
出力電圧や電力の関係で，複数個の電池セルを直列に接
続して構成されるが，直列に接続できるセル数は電池電
圧と外部から供給される電源電圧との関係で上限が規定
される。例えば，ＮｉｃａｄやＮｉＭＨ電池の単セル当
たりの電圧は１．２Ｖであるが，充電時の電圧は約１．
７Ｖである。一般的な装置での電源系の耐圧は１６．０
Ｖであることを考慮すると，ＮｉｃａｄやＮｉＭＨ電池
では９本の直列接続が上限となる。Ｌｉ＋（リチウム・
イオン）電池の場合の単セル当たりの電圧は最大４．２
Ｖであり，装置耐圧１６．０Ｖを考慮すると３本の直列
接続が上限となる。
の従来の充電方式の例を説明する。電池パックは電池の
出力電圧や電力の関係で，複数個の電池セルを直列に接
続して構成されるが，直列に接続できるセル数は電池電
圧と外部から供給される電源電圧との関係で上限が規定
される。例えば，ＮｉｃａｄやＮｉＭＨ電池の単セル当
たりの電圧は１．２Ｖであるが，充電時の電圧は約１．
７Ｖである。一般的な装置での電源系の耐圧は１６．０
Ｖであることを考慮すると，ＮｉｃａｄやＮｉＭＨ電池
では９本の直列接続が上限となる。Ｌｉ＋（リチウム・
イオン）電池の場合の単セル当たりの電圧は最大４．２
Ｖであり，装置耐圧１６．０Ｖを考慮すると３本の直列
接続が上限となる。
【００７２】また，電池の単セル当たりの容量は，電池
のサイズに基づいた基本容量で規定される。従って，電
池の容量を増加させるには複数の電池セルを直列に接続
したものを，並列に接続する以外に方法はない。
のサイズに基づいた基本容量で規定される。従って，電
池の容量を増加させるには複数の電池セルを直列に接続
したものを，並列に接続する以外に方法はない。
【００７３】ところで，二次電池の充電を行う場合に注
意することは，各電池に流す充電電流の最大値を制御す
ることである。電池によって決まる規格以上の電流値で
充電を行うと電池が発熱し，発熱時の保護回路無しで充
電を行うと発火にいたることがあり非常に危険である。
意することは，各電池に流す充電電流の最大値を制御す
ることである。電池によって決まる規格以上の電流値で
充電を行うと電池が発熱し，発熱時の保護回路無しで充
電を行うと発火にいたることがあり非常に危険である。
【００７４】直列接続の二次電池に充電を行う場合，充
電電流値は全てのセルで同一であるため，充電器側で定
電流制御を行うことにより，規格電流値内での充電を行
うことができる。
電電流値は全てのセルで同一であるため，充電器側で定
電流制御を行うことにより，規格電流値内での充電を行
うことができる。
【００７５】しかし，並列接続された電池に充電を行う
と，電池間のインピーダンスや電池間の充電量の違いに
より電池間での電流値が異なる。極端な例では，並列に
接続された電池の１個にのみ充電電流が流れ，他の電池
には流れない場合もあり得る。このような状態が発生す
ると，１個の電池の充電電流値が並列接続した電池の本
数倍となり非常に危険である。
と，電池間のインピーダンスや電池間の充電量の違いに
より電池間での電流値が異なる。極端な例では，並列に
接続された電池の１個にのみ充電電流が流れ，他の電池
には流れない場合もあり得る。このような状態が発生す
ると，１個の電池の充電電流値が並列接続した電池の本
数倍となり非常に危険である。
【００７６】従って，従来は並列に接続された二次電池
に対する適切な充電方法がないため，電池を並列に接続
する代わりに複数の電池パックに分割し，各々独立した
電池パック構成とすることにより，個別に充電する方法
が取られているのが一般的である。その結果，複数の電
池パックを搭載する構成とした装置がある。
に対する適切な充電方法がないため，電池を並列に接続
する代わりに複数の電池パックに分割し，各々独立した
電池パック構成とすることにより，個別に充電する方法
が取られているのが一般的である。その結果，複数の電
池パックを搭載する構成とした装置がある。
【００７７】図１６は電池パックを２個搭載していると
きの従来方式の例を示す。
きの従来方式の例を示す。
【００７８】図１６において，９００は充電器，９０１
はＤＣコネクター，９０２はＤＣ−ＤＣコンバータ，９
１０は定電流制御を行う制御部，９２０は充放電制御
部，９３０，９４０は二次電池の電池パック（以下，電
池Ａ，電池Ｂという），Ｔｒ９１，ＦＥＴ９１〜ＦＥＴ
９４はトランジスタ，Ｄ９１〜Ｄ９５はダイオード，Ｆ
９１，Ｆ９２はヒューズ，Ｌ９２はチョークコイル，Ｃ
９１は平滑用コンデンサ，Ｒ９０〜Ｒ９４は抵抗を表
す。
はＤＣコネクター，９０２はＤＣ−ＤＣコンバータ，９
１０は定電流制御を行う制御部，９２０は充放電制御
部，９３０，９４０は二次電池の電池パック（以下，電
池Ａ，電池Ｂという），Ｔｒ９１，ＦＥＴ９１〜ＦＥＴ
９４はトランジスタ，Ｄ９１〜Ｄ９５はダイオード，Ｆ
９１，Ｆ９２はヒューズ，Ｌ９２はチョークコイル，Ｃ
９１は平滑用コンデンサ，Ｒ９０〜Ｒ９４は抵抗を表
す。
【００７９】ＤＣコネクター９０１は，装置をＡＣアダ
プター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置
内蔵の二次電池に充電を行うために，外部から電源を供
給するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコンバータ
９０２は，ＤＣコネクター９０１経由で供給される外部
電源，または内蔵二次電池から電力の供給を受けて，装
置が必要とする電圧を作成するための装置用の電源であ
る。
プター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置
内蔵の二次電池に充電を行うために，外部から電源を供
給するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコンバータ
９０２は，ＤＣコネクター９０１経由で供給される外部
電源，または内蔵二次電池から電力の供給を受けて，装
置が必要とする電圧を作成するための装置用の電源であ
る。
【００８０】充電器９００は，ＤＣコネクター９０１経
由で外部より電力が供給されているとき二次電池を充電
するのに必要な電力を作成するための定電流電源であ
る。
由で外部より電力が供給されているとき二次電池を充電
するのに必要な電力を作成するための定電流電源であ
る。
【００８１】ダイオードＤ９１およびＤ９５は，ＤＣコ
ネクター９０１にＡＣアダプター等が接続されている
が，ＡＣアダプターにＡＣ電源が供給されていない等の
理由によりＡＣアダプターが非動作状態にあるとき，内
蔵二次電池から電力が外部に流出するのを防止するため
の逆流阻止用保護ダイオードである。
ネクター９０１にＡＣアダプター等が接続されている
が，ＡＣアダプターにＡＣ電源が供給されていない等の
理由によりＡＣアダプターが非動作状態にあるとき，内
蔵二次電池から電力が外部に流出するのを防止するため
の逆流阻止用保護ダイオードである。
【００８２】ダイオードＤ９２／Ｄ９３は，外部より電
力が供給されていないとき，ＤＣ−ＤＣコンバータ９０
２に二次電池からの電力を供給すると共に，ＤＣコネク
ター９０１経由で外部より電力が供給されているとき，
その電圧が二次電池に印加されるのを防止するための保
護ダイオードである。
力が供給されていないとき，ＤＣ−ＤＣコンバータ９０
２に二次電池からの電力を供給すると共に，ＤＣコネク
ター９０１経由で外部より電力が供給されているとき，
その電圧が二次電池に印加されるのを防止するための保
護ダイオードである。
【００８３】トランジスタＦＥＴ９３およびＦＥＴ９４
は，ＤＣコネクター９０１経由でＡＣアダプター等から
の電力が供給されていないとき，ＤＣ−ＤＣコンバータ
９０２に二次電池から電力を供給するときに，電池Ａか
ら供給するか電池Ｂから供給するかを制御するためのス
イッチ回路である。電池Ａおよび電池Ｂの両方から常に
同時に並列に放電する場合には，トランジスタＦＥＴ９
３およびＦＥＴ９４は不要である。
は，ＤＣコネクター９０１経由でＡＣアダプター等から
の電力が供給されていないとき，ＤＣ−ＤＣコンバータ
９０２に二次電池から電力を供給するときに，電池Ａか
ら供給するか電池Ｂから供給するかを制御するためのス
イッチ回路である。電池Ａおよび電池Ｂの両方から常に
同時に並列に放電する場合には，トランジスタＦＥＴ９
３およびＦＥＴ９４は不要である。
【００８４】トランジスタＦＥＴ９１およびＦＥＴ９２
は，充電する電池を選択するためのスイッチ回路であ
り，充電器９００から供給される充電電流を，電池Ａに
流すか，電池Ｂに流すのかを制御する。
は，充電する電池を選択するためのスイッチ回路であ
り，充電器９００から供給される充電電流を，電池Ａに
流すか，電池Ｂに流すのかを制御する。
【００８５】充電器９００は，充電用の定電流回路であ
り，メイン・スイッチング・トランジスタＴｒ９１，チ
ョークコイルＬ９２，フライホィール・ダイオードＤ９
４，平滑用コンデンサーＣ９１，電流制御用のセンス抵
抗Ｒ９０／Ｒ９１／Ｒ９２／Ｒ９３／Ｒ９４および制御
部９１０で構成される。この充電用定電流回路の構成
は，スイッチング方式のレギュレーター等の一般的なも
のであるため，ここでの詳細な説明は省略する。
り，メイン・スイッチング・トランジスタＴｒ９１，チ
ョークコイルＬ９２，フライホィール・ダイオードＤ９
４，平滑用コンデンサーＣ９１，電流制御用のセンス抵
抗Ｒ９０／Ｒ９１／Ｒ９２／Ｒ９３／Ｒ９４および制御
部９１０で構成される。この充電用定電流回路の構成
は，スイッチング方式のレギュレーター等の一般的なも
のであるため，ここでの詳細な説明は省略する。
【００８６】ＤＣコネクター９０１にＡＣアダプター等
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ９０２にはダイオードＤ９１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ９０２は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき外部電源から供
給される電力は，ダイオードＤ９２／Ｄ９３に阻止され
二次電池の電池パック９３０／９４０に印加されること
はない。
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ９０２にはダイオードＤ９１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ９０２は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき外部電源から供
給される電力は，ダイオードＤ９２／Ｄ９３に阻止され
二次電池の電池パック９３０／９４０に印加されること
はない。
【００８７】外部より電力が供給されているとき，二次
電池に対して電力が供給され充電が行われるのは，充電
が指示されており充電用定電流回路が動作し充電用の電
力を作成しているときだけである。充電用定電流回路が
停止しているときには，トランジスタＴｒ９１により回
路が遮断されるため，電池への電力供給は行われない。
電池に対して電力が供給され充電が行われるのは，充電
が指示されており充電用定電流回路が動作し充電用の電
力を作成しているときだけである。充電用定電流回路が
停止しているときには，トランジスタＴｒ９１により回
路が遮断されるため，電池への電力供給は行われない。
【００８８】外部からの電力供給が途絶えたとき，ＤＣ
−ＤＣコンバータ９０２への電力供給は二次電池の電池
パック９３０，９４０よりトランジスタＦＥＴ９３／Ｆ
ＥＴ９４とダイオードＤ９２／Ｄ９３を介して供給され
る。トランジスタＦＥＴ９３のソース電極はダイオード
Ｄ９２のアノード側に接続され，ドレイン電極は電池Ａ
の正極側に接続されている。トランジスタＦＥＴ９３の
ゲート電極は充放電制御部９２０からの制御信号に接続
されている。同様にトランジスタＦＥＴ９４のソース電
極はダイオードＤ９３のアノード側に接続され，ドレイ
ン電極は電池Ｂの正極側に接続されている。トランジス
タＦＥＴ９４のゲート電極は充放電制御部９２０からの
制御信号に接続されている。
−ＤＣコンバータ９０２への電力供給は二次電池の電池
パック９３０，９４０よりトランジスタＦＥＴ９３／Ｆ
ＥＴ９４とダイオードＤ９２／Ｄ９３を介して供給され
る。トランジスタＦＥＴ９３のソース電極はダイオード
Ｄ９２のアノード側に接続され，ドレイン電極は電池Ａ
の正極側に接続されている。トランジスタＦＥＴ９３の
ゲート電極は充放電制御部９２０からの制御信号に接続
されている。同様にトランジスタＦＥＴ９４のソース電
極はダイオードＤ９３のアノード側に接続され，ドレイ
ン電極は電池Ｂの正極側に接続されている。トランジス
タＦＥＴ９４のゲート電極は充放電制御部９２０からの
制御信号に接続されている。
【００８９】トランジスタＦＥＴ９３の内部寄生ダイオ
ードはドレイン側からソース側に向かって順方向とな
り，トランジスタＦＥＴ９３は電池Ａからの電流の流れ
に対してスイッチ回路として動作するが，電池Ａに流れ
込む電流に対しては常にｏｎ状態である。電池Ａへの逆
流を防止する手段としてダイオードＤ９２が直列に接続
されている。同様にトランジスタＦＥＴ９４の内部寄生
ダイオードもドレイン側からソース側に向かって順方向
となり，トランジスタＦＥＴ９４は電池Ｂからの電流の
流れに対してスイッチ回路として動作するが，電池Ｂに
流れ込む電流に対しては常にｏｎ状態である。そこで電
池Ｂへの逆流を防止する手段として，ダイオードＤ９３
が直列に接続されている。
ードはドレイン側からソース側に向かって順方向とな
り，トランジスタＦＥＴ９３は電池Ａからの電流の流れ
に対してスイッチ回路として動作するが，電池Ａに流れ
込む電流に対しては常にｏｎ状態である。電池Ａへの逆
流を防止する手段としてダイオードＤ９２が直列に接続
されている。同様にトランジスタＦＥＴ９４の内部寄生
ダイオードもドレイン側からソース側に向かって順方向
となり，トランジスタＦＥＴ９４は電池Ｂからの電流の
流れに対してスイッチ回路として動作するが，電池Ｂに
流れ込む電流に対しては常にｏｎ状態である。そこで電
池Ｂへの逆流を防止する手段として，ダイオードＤ９３
が直列に接続されている。
【００９０】充放電制御部９２０がＤＣ−ＩＮからの入
力がなくなったことを検出すると，電池からの放電を促
すために，トランジスタＦＥＴ９３またはＦＥＴ９４を
ｏｎにする。電池Ａからの放電を指示するとき充放電制
御部９２０は，トランジスタＦＥＴ９３のゲート電極を
グランド電位にすることにより，トランジスタＦＥＴ９
３をｏｎとする。電池Ｂからの放電を指示するときに
は，充放電制御部９２０は，トランジスタＦＥＴ９４の
ゲート電極をグランド電位にすることにより，トランジ
スタＦＥＴ９４をｏｎとする。
力がなくなったことを検出すると，電池からの放電を促
すために，トランジスタＦＥＴ９３またはＦＥＴ９４を
ｏｎにする。電池Ａからの放電を指示するとき充放電制
御部９２０は，トランジスタＦＥＴ９３のゲート電極を
グランド電位にすることにより，トランジスタＦＥＴ９
３をｏｎとする。電池Ｂからの放電を指示するときに
は，充放電制御部９２０は，トランジスタＦＥＴ９４の
ゲート電極をグランド電位にすることにより，トランジ
スタＦＥＴ９４をｏｎとする。
【００９１】一方，ダイオードＤ９１およびＤ９５によ
り電池Ａ，Ｂからの出力がＤＣ−ＤＣコンバータ９０２
以外へ電力流出することを防止する。
り電池Ａ，Ｂからの出力がＤＣ−ＤＣコンバータ９０２
以外へ電力流出することを防止する。
【００９２】ＡＣアダプターにより外部電力が供給され
充電器９００の充電用定電流回路が動作しているとき，
充電器９００で作成された電力は，スイッチ用トランジ
スタＦＥＴ９１またはＦＥＴ９２を経て電池Ａまたは電
池Ｂを充電する。電池Ａを充電するときには，トランジ
スタＦＥＴ９１をｏｎとして電池Ａへの電流パスを閉じ
る。このときトランジスタＦＥＴ９２はｏｆｆ状態であ
るため定電流回路からの電流は全て電池Ａを充電するの
に使用される。
充電器９００の充電用定電流回路が動作しているとき，
充電器９００で作成された電力は，スイッチ用トランジ
スタＦＥＴ９１またはＦＥＴ９２を経て電池Ａまたは電
池Ｂを充電する。電池Ａを充電するときには，トランジ
スタＦＥＴ９１をｏｎとして電池Ａへの電流パスを閉じ
る。このときトランジスタＦＥＴ９２はｏｆｆ状態であ
るため定電流回路からの電流は全て電池Ａを充電するの
に使用される。
【００９３】電池Ｂを充電するときには，トランジスタ
ＦＥＴ９２をｏｎとして電池Ｂへの電流パスを閉じる。
このときトランジスタＦＥＴ９１はｏｆｆ状態であるた
め定電流回路からの電流は全て電池Ｂを充電するのに使
用される。
ＦＥＴ９２をｏｎとして電池Ｂへの電流パスを閉じる。
このときトランジスタＦＥＴ９１はｏｆｆ状態であるた
め定電流回路からの電流は全て電池Ｂを充電するのに使
用される。
【００９４】図１７に，図１６に示す制御部９１０およ
び充放電制御部９２０による制御フローチャートを示
す。充電の場合，図１７（Ａ）に示すように制御する。
び充放電制御部９２０による制御フローチャートを示
す。充電の場合，図１７（Ａ）に示すように制御する。
【００９５】ＤＣ−ＩＮに外部から電力が供給されたこ
とを確認（Ｓ２１）したならば，以下の処理を行う。ま
ず，充放電制御部９２０は，トランジスタＦＥＴ９３，
ＦＥＴ９４をｏｆｆにする（Ｓ２２）。トランジスタＦ
ＥＴ９１をｏｎにし，トランジスタＦＥＴ９２をｏｆｆ
にする（Ｓ２３）。また，制御部９１０はトランジスタ
Ｔｒ９１をｏｎにし，電池Ａに充電する（Ｓ２４）。ス
テップＳ２５において，電池Ａがフルになり，充電が終
了したことを検出したならば，ステップＳ２６へ進む。
ステップＳ２６では，一旦トランジスタＴｒ９１をｏｆ
ｆにする。その後，トランジスタＦＥＴ９１をｏｆｆ
に，トランジスタＦＥＴ９２をｏｎに切り換える（Ｓ２
７）。そして，トランジスタＴｒ９１をｏｎにし，電池
Ｂに充電する（Ｓ２８）。ステップＳ２９において，電
池Ｂがフルになり，充電が終了したことを検出したなら
ば，トランジスタＴｒ９１をｏｆｆにする（Ｓ３０）。
とを確認（Ｓ２１）したならば，以下の処理を行う。ま
ず，充放電制御部９２０は，トランジスタＦＥＴ９３，
ＦＥＴ９４をｏｆｆにする（Ｓ２２）。トランジスタＦ
ＥＴ９１をｏｎにし，トランジスタＦＥＴ９２をｏｆｆ
にする（Ｓ２３）。また，制御部９１０はトランジスタ
Ｔｒ９１をｏｎにし，電池Ａに充電する（Ｓ２４）。ス
テップＳ２５において，電池Ａがフルになり，充電が終
了したことを検出したならば，ステップＳ２６へ進む。
ステップＳ２６では，一旦トランジスタＴｒ９１をｏｆ
ｆにする。その後，トランジスタＦＥＴ９１をｏｆｆ
に，トランジスタＦＥＴ９２をｏｎに切り換える（Ｓ２
７）。そして，トランジスタＴｒ９１をｏｎにし，電池
Ｂに充電する（Ｓ２８）。ステップＳ２９において，電
池Ｂがフルになり，充電が終了したことを検出したなら
ば，トランジスタＴｒ９１をｏｆｆにする（Ｓ３０）。
【００９６】また，放電時の制御は，図１７（Ｂ）に示
すように行われる。
すように行われる。
【００９７】ステップＳ４１において，まずトランジス
タＦＥＴ９３をｏｎにし，トランジスタＦＥＴ９４をｏ
ｆｆにして，電池Ａから放電する。ステップＳ４２によ
り，電池Ａの電位が下がり，電池Ａが空になったことを
検出したならば，ステップＳ４３において，トランジス
タＦＥＴ９３をｏｆｆにし，トランジスタＦＥＴ９４を
ｏｎにして，電池Ｂからの放電へ移る。ステップＳ４４
により，電池Ｂも空になったことを検出したならば，ス
テップＳ４５による装置のロー・バッテリー処理を起動
する。
タＦＥＴ９３をｏｎにし，トランジスタＦＥＴ９４をｏ
ｆｆにして，電池Ａから放電する。ステップＳ４２によ
り，電池Ａの電位が下がり，電池Ａが空になったことを
検出したならば，ステップＳ４３において，トランジス
タＦＥＴ９３をｏｆｆにし，トランジスタＦＥＴ９４を
ｏｎにして，電池Ｂからの放電へ移る。ステップＳ４４
により，電池Ｂも空になったことを検出したならば，ス
テップＳ４５による装置のロー・バッテリー処理を起動
する。
【００９８】従来，図１６に示すような複数の電池パッ
クを搭載した電子機器においては，スイッチ回路により
充電対象の電池パックを選択して充電を行い，充電対象
となる電池パックの充電が完了した後に，次の電池パッ
クを選択して充電を行うといったシリアルな充電が一般
的であった。
クを搭載した電子機器においては，スイッチ回路により
充電対象の電池パックを選択して充電を行い，充電対象
となる電池パックの充電が完了した後に，次の電池パッ
クを選択して充電を行うといったシリアルな充電が一般
的であった。
【００９９】このように，複数の電池パックに対して１
個の充電回路で順次充電を行った場合，充電済み電池と
未充電電池を並列に接続できないため，各電池からの放
電を制御するためのスイッチ用トランジスタＦＥＴ９３
／ＦＥＴ９４と，充電済み電池から未充電電池への電池
間での充放電を防止するための逆流防止用ダイオードＤ
９２／Ｄ９３が必要である。
個の充電回路で順次充電を行った場合，充電済み電池と
未充電電池を並列に接続できないため，各電池からの放
電を制御するためのスイッチ用トランジスタＦＥＴ９３
／ＦＥＴ９４と，充電済み電池から未充電電池への電池
間での充放電を防止するための逆流防止用ダイオードＤ
９２／Ｄ９３が必要である。
【０１００】その結果，電池放電時にスイッチ用トラン
ジスタＦＥＴ９３／ＦＥＴ９４による抵抗損失と，逆流
防止ダイオードＤ９２／Ｄ９３での電圧降下による電力
損失が発生し，電池の効率的運用ができない問題があっ
た。
ジスタＦＥＴ９３／ＦＥＴ９４による抵抗損失と，逆流
防止ダイオードＤ９２／Ｄ９３での電圧降下による電力
損失が発生し，電池の効率的運用ができない問題があっ
た。
【０１０１】逆流防止ダイオードＤ９２／Ｄ９３の代わ
りに電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用することに
より電力損失を低減する方法もある。ＦＥＴの内部寄生
ダイオード同志が逆接続となるようにスイッチ用ＦＥＴ
とダイオード用ＦＥＴとを直列に接続する方法である
が，ＦＥＴ２個分の抵抗損失が発生する。
りに電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を使用することに
より電力損失を低減する方法もある。ＦＥＴの内部寄生
ダイオード同志が逆接続となるようにスイッチ用ＦＥＴ
とダイオード用ＦＥＴとを直列に接続する方法である
が，ＦＥＴ２個分の抵抗損失が発生する。
【０１０２】コスト面でも，ダイオードに比してＦＥＴ
のコストは２倍以上高くなるというデメリットがある。
のコストは２倍以上高くなるというデメリットがある。
【０１０３】また，複数の電池パックは順次に充電を行
うため全ての電池の充電が完了した時以外は，電池の並
列放電ができないため，電池が複数個存在しても常に交
互放電となり，瞬間的に放電できる電流値に限界があっ
た。
うため全ての電池の充電が完了した時以外は，電池の並
列放電ができないため，電池が複数個存在しても常に交
互放電となり，瞬間的に放電できる電流値に限界があっ
た。
【０１０４】図１８に，上記問題点解決のために，電池
の数と同じだけ充電器を用意した方式を示す。図１８に
おいて，９５０（９５０’も同様）は充電器，９５１は
ＤＣコネクター，９５２はＤＣ−ＤＣコンバータ，９６
０は定電流制御を行う制御部，９７０，９８０は二次電
池の電池パック（以下，電池Ａ，電池Ｂという），Ｔｒ
９２はトランジスタ，Ｄ９０，Ｄ９６〜Ｄ９９はダイオ
ード，Ｆ９３，Ｆ９４はヒューズ，Ｌ９３はチョークコ
イル，Ｃ９２は平滑用コンデンサ，Ｒ９５〜Ｒ９９は抵
抗を表す。
の数と同じだけ充電器を用意した方式を示す。図１８に
おいて，９５０（９５０’も同様）は充電器，９５１は
ＤＣコネクター，９５２はＤＣ−ＤＣコンバータ，９６
０は定電流制御を行う制御部，９７０，９８０は二次電
池の電池パック（以下，電池Ａ，電池Ｂという），Ｔｒ
９２はトランジスタ，Ｄ９０，Ｄ９６〜Ｄ９９はダイオ
ード，Ｆ９３，Ｆ９４はヒューズ，Ｌ９３はチョークコ
イル，Ｃ９２は平滑用コンデンサ，Ｒ９５〜Ｒ９９は抵
抗を表す。
【０１０５】充電器９５０は電池Ａを充電するためのも
のであり，充電器９５０’は電池Ｂを充電するためのも
のである。このように，充電器を複数個用意することに
より充電時間の短縮を図ることは可能である。しかし，
電池Ａへの充電電流が電池Ｂ側へ漏洩するのを防止する
ためには，逆流阻止用のダイオードＤ９８が必要であ
る。同様に電池Ｂへの充電電流が電池Ａ側へ漏洩するの
を防止するためには，逆流阻止用のダイオードＤ９７が
必要である。
のであり，充電器９５０’は電池Ｂを充電するためのも
のである。このように，充電器を複数個用意することに
より充電時間の短縮を図ることは可能である。しかし，
電池Ａへの充電電流が電池Ｂ側へ漏洩するのを防止する
ためには，逆流阻止用のダイオードＤ９８が必要であ
る。同様に電池Ｂへの充電電流が電池Ａ側へ漏洩するの
を防止するためには，逆流阻止用のダイオードＤ９７が
必要である。
【０１０６】その結果，電池放電時に逆流防止ダイオー
ドＤ９７／Ｄ９８による電圧降下が発生し，ダイオード
・ドロップによる電力損失となり電池の効率的運用がで
きない。また，充電器を増やすことによる物量の増大と
いう欠点がある。
ドＤ９７／Ｄ９８による電圧降下が発生し，ダイオード
・ドロップによる電力損失となり電池の効率的運用がで
きない。また，充電器を増やすことによる物量の増大と
いう欠点がある。
【０１０７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の充
放電制御装置では，次のような問題点があった。
放電制御装置では，次のような問題点があった。
【０１０８】(1) 充電時の電池への電流の流れのパスと
電池からの放電時の電流の流れのパスを分離するための
ダイオード挿入により電力の無駄（ダイオードによる電
圧ドロップ）が発生する。
電池からの放電時の電流の流れのパスを分離するための
ダイオード挿入により電力の無駄（ダイオードによる電
圧ドロップ）が発生する。
【０１０９】例えば，Ｎｉｃａｄ電池２本で動作するよ
うな装置を考えた場合，その損失は電池電力の２０〜２
５％程度に達する。
うな装置を考えた場合，その損失は電池電力の２０〜２
５％程度に達する。
【０１１０】(2) チョークコイル方式の昇圧型ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータを採用した装置では，従来方式での充電回
路が採用できないため，ＤＣ−ＤＣコンバータの構成
を，図１３に示すようなトランス結合方式の昇降圧型Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータに変更する必要がある。しかし，チ
ョークコイル方式の昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータでは
８０％程度の効率を実現することが可能であるが，トラ
ンス結合方式の昇降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータではその
効率は６０％程度が限界であり電池の有効利用を計るこ
とができない。
Ｃコンバータを採用した装置では，従来方式での充電回
路が採用できないため，ＤＣ−ＤＣコンバータの構成
を，図１３に示すようなトランス結合方式の昇降圧型Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータに変更する必要がある。しかし，チ
ョークコイル方式の昇圧型のＤＣ−ＤＣコンバータでは
８０％程度の効率を実現することが可能であるが，トラ
ンス結合方式の昇降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータではその
効率は６０％程度が限界であり電池の有効利用を計るこ
とができない。
【０１１１】(3) 複数の電池パックを搭載するような電
子機器においては，個々の電池が同時に放電を行わない
ように制御するために，個々の電池からの出力系統に放
電回路のｏｎ／ｏｆｆ制御を行うためのスイッチ回路を
設ける必要がある。しかし，過放電による電池の劣化防
止を目的として過放電防止回路を設けた電池パックを使
用した場合，パック内にある過放電防止スイッチ回路と
装置の放電制御用スイッチとが直列接続となるため，ス
イッチ回路による電力損失が倍になる。
子機器においては，個々の電池が同時に放電を行わない
ように制御するために，個々の電池からの出力系統に放
電回路のｏｎ／ｏｆｆ制御を行うためのスイッチ回路を
設ける必要がある。しかし，過放電による電池の劣化防
止を目的として過放電防止回路を設けた電池パックを使
用した場合，パック内にある過放電防止スイッチ回路と
装置の放電制御用スイッチとが直列接続となるため，ス
イッチ回路による電力損失が倍になる。
【０１１２】(4) 複数の電池に対して充電を行うため
に，充電時の電池への電流の流れを切り替えるスイッチ
回路および逆流防止用のダイオードを挿入することによ
り，電池からの放電時このスイッチ回路での電圧降下に
よる電力の無駄（スイッチ回路およびダイオードでの電
圧ドロップ）が発生する。
に，充電時の電池への電流の流れを切り替えるスイッチ
回路および逆流防止用のダイオードを挿入することによ
り，電池からの放電時このスイッチ回路での電圧降下に
よる電力の無駄（スイッチ回路およびダイオードでの電
圧ドロップ）が発生する。
【０１１３】例えば，Ｎｉｃａｄ電池２本で動作するよ
うな装置を考えた場合，その損失は電池電力の２０〜２
５％程度に達する。
うな装置を考えた場合，その損失は電池電力の２０〜２
５％程度に達する。
【０１１４】逆流防止ダイオードの代わりにＦＥＴを使
用することにより電力損失を低減する方法もあるが，ス
イッチ回路ＦＥＴとダイオード用ＦＥＴとを直列に接続
する必要があり，ＦＥＴ２個分のロスが発生する。ま
た，ダイオードに比してＦＥＴのコストは２倍程度高く
なるというコスト面でのデメリットがある。
用することにより電力損失を低減する方法もあるが，ス
イッチ回路ＦＥＴとダイオード用ＦＥＴとを直列に接続
する必要があり，ＦＥＴ２個分のロスが発生する。ま
た，ダイオードに比してＦＥＴのコストは２倍程度高く
なるというコスト面でのデメリットがある。
【０１１５】(5) １個の充電器で複数の電池に対して順
次充電を行うために，充電時間が電池の数だけ増大す
る。
次充電を行うために，充電時間が電池の数だけ増大す
る。
【０１１６】(6) 充電時間を縮めるために並行充電を行
うためには，電池の数だけ充電器を必要とする。
うためには，電池の数だけ充電器を必要とする。
【０１１７】(7) 複数の電池からの放電は順次放電とな
るため放電可能な最大電流値が制限される。放電電流値
を増大させるには電池の並列放電が必要であるが，電池
の充電がシリアルに行われるため，並列放電ができな
い。
るため放電可能な最大電流値が制限される。放電電流値
を増大させるには電池の並列放電が必要であるが，電池
の充電がシリアルに行われるため，並列放電ができな
い。
【０１１８】本発明は，上記問題点のうち，特にパック
内にある過放電防止スイッチ回路と装置の放電制御用ス
イッチとが二重となって，スイッチ回路による電力損失
が大きいという問題点を解決し，電池パック内部の過放
電防止用スイッチを外部からも制御できるように，制御
信号を追加することにより共用化を計り，電子機器側の
放電禁止／許可スイッチ回路の削減と電力損失の低減を
図ることを目的とする。
内にある過放電防止スイッチ回路と装置の放電制御用ス
イッチとが二重となって，スイッチ回路による電力損失
が大きいという問題点を解決し，電池パック内部の過放
電防止用スイッチを外部からも制御できるように，制御
信号を追加することにより共用化を計り，電子機器側の
放電禁止／許可スイッチ回路の削減と電力損失の低減を
図ることを目的とする。
【０１１９】
【課題を解決するための手段】図１および図２は，本発
明およびそれに関連する発明のブロック図である。
明およびそれに関連する発明のブロック図である。
【０１２０】図１（Ａ）は，本発明の原理構成を示すブ
ロック図である。図１（Ａ）において，２００は電池パ
ック，２１０は充電可能な二次電池，２２０は電池パッ
クからの放電を制御する制御部，２３０は過放電防止用
スイッチ回路，２４０は電池パックのプラス端子，２５
０は電池パックのマイナス端子，２６０は放電制御用端
子，２７０はＤＣ−ＤＣコンバータを持つ携帯型電子機
器等の装置，２８０は放電禁止／許可制御部を表す。
ロック図である。図１（Ａ）において，２００は電池パ
ック，２１０は充電可能な二次電池，２２０は電池パッ
クからの放電を制御する制御部，２３０は過放電防止用
スイッチ回路，２４０は電池パックのプラス端子，２５
０は電池パックのマイナス端子，２６０は放電制御用端
子，２７０はＤＣ−ＤＣコンバータを持つ携帯型電子機
器等の装置，２８０は放電禁止／許可制御部を表す。
【０１２１】二次電池２１０の過放電を防止するための
過放電防止用スイッチ回路２３０を内蔵した電池パック
２００において，過放電防止用スイッチ回路２３０のｏ
ｎ／ｏｆｆを制御するための信号を外部の装置２７０か
ら入力可能としている。そのため，電池パック２００に
プラス端子２４０，マイナス端子２５０の他に放電制御
用端子２６０を設けている。装置２７０の放電禁止／許
可制御部２８０により，放電制御用端子２６０に放電禁
止の制御信号を付加すると，制御部２２０は強制的に過
放電防止用スイッチ回路２３０をｏｆｆさせる。こうし
て過放電防止用スイッチ回路２３０を装置２７０側から
の放電禁止／許可制御にも使用する。
過放電防止用スイッチ回路２３０を内蔵した電池パック
２００において，過放電防止用スイッチ回路２３０のｏ
ｎ／ｏｆｆを制御するための信号を外部の装置２７０か
ら入力可能としている。そのため，電池パック２００に
プラス端子２４０，マイナス端子２５０の他に放電制御
用端子２６０を設けている。装置２７０の放電禁止／許
可制御部２８０により，放電制御用端子２６０に放電禁
止の制御信号を付加すると，制御部２２０は強制的に過
放電防止用スイッチ回路２３０をｏｆｆさせる。こうし
て過放電防止用スイッチ回路２３０を装置２７０側から
の放電禁止／許可制御にも使用する。
【０１２２】図１（Ｂ）は，本発明に関連する他の発明
の充放電制御装置を示す。図１（Ｂ）において，１００
はＤＣ−ＤＣコンバータを持つ携帯型電子機器等の電力
消費装置，１１０は充電制御部，１２０は充電器，１３
０は定電流制御部，１４０は充電可能な二次電池，１５
０はスイッチ回路を表す。
の充放電制御装置を示す。図１（Ｂ）において，１００
はＤＣ−ＤＣコンバータを持つ携帯型電子機器等の電力
消費装置，１１０は充電制御部，１２０は充電器，１３
０は定電流制御部，１４０は充電可能な二次電池，１５
０はスイッチ回路を表す。
【０１２３】図１（Ｂ）に示す装置の場合，装置のグラ
ンド側と二次電池１４０の負極側とを切り離すための電
気的なスイッチ回路１５０を設け，このスイッチ回路１
５０を充電制御部１１０により切り換えることにより，
充電時には装置のグランド側と二次電池１４０の負極側
とを切り離し，充電器１２０と二次電池１４０との閉ル
ープを構成して充電を行うようにしている。
ンド側と二次電池１４０の負極側とを切り離すための電
気的なスイッチ回路１５０を設け，このスイッチ回路１
５０を充電制御部１１０により切り換えることにより，
充電時には装置のグランド側と二次電池１４０の負極側
とを切り離し，充電器１２０と二次電池１４０との閉ル
ープを構成して充電を行うようにしている。
【０１２４】こうすることにより，ＤＣ−ＩＮ入力から
二次電池１４０への逆流防止用のダイオードを不要と
し，二次電池１４０からの放電時のダイオードによる電
力損失をなくしている。
二次電池１４０への逆流防止用のダイオードを不要と
し，二次電池１４０からの放電時のダイオードによる電
力損失をなくしている。
【０１２５】図２（Ａ）は，本発明に関連する他の発明
の充放電制御装置および定電圧定電流制御回路を示す。
図２（Ａ）において，３００は充電器（定電圧定電流回
路），３１０は充電の制御回路（定電圧定電流制御回
路），３２０，３３０は電流測定用誤差増幅器，３４０
は電圧制御用誤差増幅器，３５０は比較回路，３６０，
３７０は二次電池を表す。
の充放電制御装置および定電圧定電流制御回路を示す。
図２（Ａ）において，３００は充電器（定電圧定電流回
路），３１０は充電の制御回路（定電圧定電流制御回
路），３２０，３３０は電流測定用誤差増幅器，３４０
は電圧制御用誤差増幅器，３５０は比較回路，３６０，
３７０は二次電池を表す。
【０１２６】二次電池３６０，３７０の充電を目的とし
た充電器３００の制御回路３１０は，電圧制御用誤差増
幅器３４０の電圧検出入力に対して複数の電圧を入力で
きるようにしている。また，電流測定用誤差増幅器３２
０，３３０が，それぞれ二次電池３６０，３７０に対応
して設けられている。
た充電器３００の制御回路３１０は，電圧制御用誤差増
幅器３４０の電圧検出入力に対して複数の電圧を入力で
きるようにしている。また，電流測定用誤差増幅器３２
０，３３０が，それぞれ二次電池３６０，３７０に対応
して設けられている。
【０１２７】充電器３００として，このような定電圧定
電流回路を用いることにより，１個の定電流回路から複
数の二次電池３６０／３７０に対して，同時に並列充電
を行うことを可能としている。また，この定電圧定電流
回路を用いて複数の二次電池３６０／３７０の並列充電
を行うことにより，定電圧定電流回路と複数の二次電池
３６０／３７０間の電流経路を制御するためのスイッチ
回路を不要としている。さらに，定電圧定電流回路と複
数の二次電池３６０／３７０間の電流経路を制御するた
めのスイッチ回路を不要としたことにより，電池からの
放電時のスイッチ回路による電力損失をなくしている。
電流回路を用いることにより，１個の定電流回路から複
数の二次電池３６０／３７０に対して，同時に並列充電
を行うことを可能としている。また，この定電圧定電流
回路を用いて複数の二次電池３６０／３７０の並列充電
を行うことにより，定電圧定電流回路と複数の二次電池
３６０／３７０間の電流経路を制御するためのスイッチ
回路を不要としている。さらに，定電圧定電流回路と複
数の二次電池３６０／３７０間の電流経路を制御するた
めのスイッチ回路を不要としたことにより，電池からの
放電時のスイッチ回路による電力損失をなくしている。
【０１２８】図２（Ｂ）は本発明に関連する他の発明の
充放電制御装置を示す。図２（Ｂ）において，４００は
充電器，４１０，４２０は二次電池，４３０，４４０は
充電を切り換えるためのスイッチ回路，４５０は充電制
御部，４６０は切換制御手段を表す。
充放電制御装置を示す。図２（Ｂ）において，４００は
充電器，４１０，４２０は二次電池，４３０，４４０は
充電を切り換えるためのスイッチ回路，４５０は充電制
御部，４６０は切換制御手段を表す。
【０１２９】充電可能な複数の二次電池４１０，４２０
と二次電池に対して充電を行うための充電器４００を内
蔵した電子機器において，充電器４００と各二次電池４
１０／４２０との間をｏｎ／ｏｆｆするためのスイッチ
回路４３０／４４０を設けている。充電制御部４５０は
これらのスイッチ回路４３０／４４０の切換制御手段４
６０を有し，切換制御手段４６０は，スイッチ回路４３
０／４４０が同時にｏｎにならないように，任意の時間
において１個の二次電池４１０／４２０とのみ充電器４
００が接続されるように，一定の時間で自動的に切り換
える。このようにスイッチ回路４３０／４４０を時分割
で切り換えることにより，複数の二次電池４１０／４２
０に対して時分割多重で充電を行うと共に，複数の電池
に対する充電電流を個々に管理し，複数の二次電池４１
０／４２０の充電を同時に行うようにしている。
と二次電池に対して充電を行うための充電器４００を内
蔵した電子機器において，充電器４００と各二次電池４
１０／４２０との間をｏｎ／ｏｆｆするためのスイッチ
回路４３０／４４０を設けている。充電制御部４５０は
これらのスイッチ回路４３０／４４０の切換制御手段４
６０を有し，切換制御手段４６０は，スイッチ回路４３
０／４４０が同時にｏｎにならないように，任意の時間
において１個の二次電池４１０／４２０とのみ充電器４
００が接続されるように，一定の時間で自動的に切り換
える。このようにスイッチ回路４３０／４４０を時分割
で切り換えることにより，複数の二次電池４１０／４２
０に対して時分割多重で充電を行うと共に，複数の電池
に対する充電電流を個々に管理し，複数の二次電池４１
０／４２０の充電を同時に行うようにしている。
【０１３０】図１に示す本発明は，以下のような作用効
果がある。
果がある。
【０１３１】(1) 電池パック２００内に設けた過放電防
止用スイッチ回路２３０を，装置２７０側の制御による
電池パック切換用スイッチ回路と兼用することが可能と
なるため，装置２７０内にスイッチ回路が不要となる。
止用スイッチ回路２３０を，装置２７０側の制御による
電池パック切換用スイッチ回路と兼用することが可能と
なるため，装置２７０内にスイッチ回路が不要となる。
【０１３２】(2) 装置２７０内のスイッチ回路が不要と
なることにより，スイッチ抵抗による電力損失が零とな
り，電池の効率的運用が可能となる。すなわち，電池パ
ック２００内での損失を除く電子機器内部でのスイッチ
回路による損失を削減することができる。
なることにより，スイッチ抵抗による電力損失が零とな
り，電池の効率的運用が可能となる。すなわち，電池パ
ック２００内での損失を除く電子機器内部でのスイッチ
回路による損失を削減することができる。
【０１３３】なお，図１（Ｂ）に示す関連発明は，以下
のような作用効果がある。
のような作用効果がある。
【０１３４】(1) 充電時に二次電池１４０の負極と装置
グランドとを電気的に遮断して充電器１２０と二次電池
１４０だけの閉回路を構成して充電を行うため，充電時
の電池電位と装置の電位とは独立となる。
グランドとを電気的に遮断して充電器１２０と二次電池
１４０だけの閉回路を構成して充電を行うため，充電時
の電池電位と装置の電位とは独立となる。
【０１３５】(2) 上記方式とすることにより，二次電池
１４０の正極側の放電電流パス用の逆流阻止ダイオード
が不要となり，放電時のダイオード・ドロップによる電
力損失が零となるため電池の利用効率が上がる。
１４０の正極側の放電電流パス用の逆流阻止ダイオード
が不要となり，放電時のダイオード・ドロップによる電
力損失が零となるため電池の利用効率が上がる。
【０１３６】(3) また，装置用ＤＣ−ＤＣコンバータへ
の入力電圧（対グランド電圧）は二次電池１４０へ充電
中であっても，ＤＣ−ＩＮ電圧と同一であるため，電流
消費装置１００のＤＣ−ＤＣコンバータの方式に依存せ
ずに充電が可能となる。
の入力電圧（対グランド電圧）は二次電池１４０へ充電
中であっても，ＤＣ−ＩＮ電圧と同一であるため，電流
消費装置１００のＤＣ−ＤＣコンバータの方式に依存せ
ずに充電が可能となる。
【０１３７】図２（Ａ）に示す関連発明は，以下のよう
な作用効果がある。
な作用効果がある。
【０１３８】(1) １個の充電器３００で，複数の二次電
池３６０，３７０に対して並列に充電が可能となる。
池３６０，３７０に対して並列に充電が可能となる。
【０１３９】(2) 複数の二次電池３６０，３７０に対し
て並列に充電を行うため，充電時の電池への電流の流れ
を切り替えるスイッチ回路および逆流防止用のダイオー
ドが不要となり，電池利用効率の向上を計ることが可能
となる。
て並列に充電を行うため，充電時の電池への電流の流れ
を切り替えるスイッチ回路および逆流防止用のダイオー
ドが不要となり，電池利用効率の向上を計ることが可能
となる。
【０１４０】(3) 複数個の二次電池３６０，３７０に対
して並列に充電を行うため，充電に要する時間は電池１
個の場合と変わらない。
して並列に充電を行うため，充電に要する時間は電池１
個の場合と変わらない。
【０１４１】(4) 複数の二次電池３６０，３７０への並
列充電を制御する制御回路３１０を集積回路化すること
ができるので，装置の小型化を容易に実現できる。
列充電を制御する制御回路３１０を集積回路化すること
ができるので，装置の小型化を容易に実現できる。
【０１４２】図２（Ｂ）に示す関連発明は，以下のよう
な作用効果がある。
な作用効果がある。
【０１４３】(1) １個の充電器４００で，複数の二次電
池４１０，４２０に対して並列に充電が可能となる。複
数の電池に対して時分割多重で交互に切り換えながら充
電を行うため，結果的に並列に充電を行うこととなり，
複数の電池からの並列放電が可能となる。
池４１０，４２０に対して並列に充電が可能となる。複
数の電池に対して時分割多重で交互に切り換えながら充
電を行うため，結果的に並列に充電を行うこととなり，
複数の電池からの並列放電が可能となる。
【０１４４】(2) 複数の二次電池４１０，４２０に対し
て並列に充電が行われるため，電池の並列放電が可能と
なり，放電可能電流値を大きくすることができる。
て並列に充電が行われるため，電池の並列放電が可能と
なり，放電可能電流値を大きくすることができる。
【０１４５】(3) 放電時の電池切換用スイッチ回路が不
要となり，このスイッチ回路による電力損失が削減でき
る。（ただし，ＤＣ−ＩＮからの逆流阻止用のスイッチ
回路は必要であるため，従来方式に比して１／２の電力
損失となる。）
要となり，このスイッチ回路による電力損失が削減でき
る。（ただし，ＤＣ−ＩＮからの逆流阻止用のスイッチ
回路は必要であるため，従来方式に比して１／２の電力
損失となる。）
【０１４６】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。
用いて説明する。
【０１４７】図３は，図１（Ｂ）に示す関連発明に対応
する実施の形態を示す図である。図３において，１０１
はＤＣ−ＤＣコンバータ，１０２はＤＣコネクター，１
０３はフォト・カプラー，１１０は充電制御部，１２０
は充電器（充電用定電流回路），１３０は定電流制御
部，１４０は二次電池，１５０はスイッチ回路，１６０
はＤＣコネクターのグランド側接点回路，ＦＥＴ１１〜
ＦＥＴ１３はトランジスタ，Ｄ１１，Ｄ１３はダイオー
ド，Ｆ１１，Ｆ１２はヒューズ，Ｌ１１／Ｌ１２はトラ
ンス，Ｒ１１は抵抗，Ｃ１１はコンデンサ，ＩＣ１１は
誤差増幅器を表す。
する実施の形態を示す図である。図３において，１０１
はＤＣ−ＤＣコンバータ，１０２はＤＣコネクター，１
０３はフォト・カプラー，１１０は充電制御部，１２０
は充電器（充電用定電流回路），１３０は定電流制御
部，１４０は二次電池，１５０はスイッチ回路，１６０
はＤＣコネクターのグランド側接点回路，ＦＥＴ１１〜
ＦＥＴ１３はトランジスタ，Ｄ１１，Ｄ１３はダイオー
ド，Ｆ１１，Ｆ１２はヒューズ，Ｌ１１／Ｌ１２はトラ
ンス，Ｒ１１は抵抗，Ｃ１１はコンデンサ，ＩＣ１１は
誤差増幅器を表す。
【０１４８】ＤＣコネクター１０２，ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ１０１，充電器（充電用定電流回路）１２０，充電
制御部１１０，ダイオードＤ１１は，それぞれ図１２に
示す従来方式におけるＤＣコネクター６２０，ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ６００，充電用定電流回路６３０，充電制
御部６１０，ダイオードＤ６１等の回路と同じ働きをす
るものである。
ータ１０１，充電器（充電用定電流回路）１２０，充電
制御部１１０，ダイオードＤ１１は，それぞれ図１２に
示す従来方式におけるＤＣコネクター６２０，ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ６００，充電用定電流回路６３０，充電制
御部６１０，ダイオードＤ６１等の回路と同じ働きをす
るものである。
【０１４９】ＤＣコネクター１０２のグランド側接点回
路１６０およびトランジスタＦＥＴ１２／ＦＥＴ１３
は，装置のグランド側と電池の負極側の接続切り離しを
行うために新たに設けた電気的なスイッチ回路である。
ＤＣコネクター１０２のグランド側接点回路１６０は，
ＤＣコネクター１０２にＡＣアダプター等が接続された
場合に，装置グランドと電池の負極側を切り離すための
メカニカル接点回路である。
路１６０およびトランジスタＦＥＴ１２／ＦＥＴ１３
は，装置のグランド側と電池の負極側の接続切り離しを
行うために新たに設けた電気的なスイッチ回路である。
ＤＣコネクター１０２のグランド側接点回路１６０は，
ＤＣコネクター１０２にＡＣアダプター等が接続された
場合に，装置グランドと電池の負極側を切り離すための
メカニカル接点回路である。
【０１５０】上記のＤＣコネクター１０２のグランド側
接点回路１６０は，ＤＣコネクター１０２に何も接続さ
れないときには，このメカニカル接点はグランド側と接
続され，装置のグランドと電池の負極側を接続するため
に用いられる。
接点回路１６０は，ＤＣコネクター１０２に何も接続さ
れないときには，このメカニカル接点はグランド側と接
続され，装置のグランドと電池の負極側を接続するため
に用いられる。
【０１５１】トランジスタＦＥＴ１２／ＦＥＴ１３は，
ＤＣコネクター１０２の電位を検出することによりＤＣ
コネクター１０２経由で外部から電力が供給されている
ときは回路を遮断し，電力が供給されていないときに回
路を閉じることにより，装置グランドと電池の負極側を
ｏｎ／ｏｆｆするスイッチ回路１５０を構成する。スイ
ッチ回路１５０は，ＤＣコネクター１０２にＡＣアダプ
ター等が接続されているが，ＡＣアダプターにＡＣ電源
が供給されていない等の理由によりＡＣアダプターが非
動作状態にあるとき，二次電池１４０の負極側がＤＣコ
ネクター１０２の接点を介して装置のグランドに接続さ
れない状態が発生した場合に，二次電池１４０の負極側
と装置のグランドを接続するための回路である。
ＤＣコネクター１０２の電位を検出することによりＤＣ
コネクター１０２経由で外部から電力が供給されている
ときは回路を遮断し，電力が供給されていないときに回
路を閉じることにより，装置グランドと電池の負極側を
ｏｎ／ｏｆｆするスイッチ回路１５０を構成する。スイ
ッチ回路１５０は，ＤＣコネクター１０２にＡＣアダプ
ター等が接続されているが，ＡＣアダプターにＡＣ電源
が供給されていない等の理由によりＡＣアダプターが非
動作状態にあるとき，二次電池１４０の負極側がＤＣコ
ネクター１０２の接点を介して装置のグランドに接続さ
れない状態が発生した場合に，二次電池１４０の負極側
と装置のグランドを接続するための回路である。
【０１５２】トランジスタＦＥＴ１１は，充電用定電流
回路のメイン・スイッチング・トランジスタであり，ト
ランスＬ１１／Ｌ１２は電圧変換用のトランスである。
ダイオードＤ１３は整流用のダイオードである。Ｃ１１
は平滑用コンデンサである。抵抗Ｒ１１は電池に充電さ
れる電流値を測定するためのセンス抵抗であり，ＩＣ１
１はセンス抵抗中を流れる電流による電圧降下を測定し
て電流値を定電流制御部１３０にフィードバックするた
めの誤差増幅器である。フォト・カプラー１０３は誤差
増幅器ＩＣ１１の情報を定電流制御部１３０に伝えるた
めの回路である。
回路のメイン・スイッチング・トランジスタであり，ト
ランスＬ１１／Ｌ１２は電圧変換用のトランスである。
ダイオードＤ１３は整流用のダイオードである。Ｃ１１
は平滑用コンデンサである。抵抗Ｒ１１は電池に充電さ
れる電流値を測定するためのセンス抵抗であり，ＩＣ１
１はセンス抵抗中を流れる電流による電圧降下を測定し
て電流値を定電流制御部１３０にフィードバックするた
めの誤差増幅器である。フォト・カプラー１０３は誤差
増幅器ＩＣ１１の情報を定電流制御部１３０に伝えるた
めの回路である。
【０１５３】ＤＣコネクター１０２にＡＣアダプター等
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ１０１にはダイオードＤ１１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき，外部電源から
供給される電力は二次電池１４０の正極側に印加される
が，二次電池１４０の負極側はＤＣコネクター１０２の
グランド側接点回路１６０およびトランジスタＦＥＴ１
２／ＦＥＴ１３により装置グランド（外部電源の負極）
とは遮断されているため電力が供給されることはない。
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ１０１にはダイオードＤ１１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき，外部電源から
供給される電力は二次電池１４０の正極側に印加される
が，二次電池１４０の負極側はＤＣコネクター１０２の
グランド側接点回路１６０およびトランジスタＦＥＴ１
２／ＦＥＴ１３により装置グランド（外部電源の負極）
とは遮断されているため電力が供給されることはない。
【０１５４】外部より電力が供給されているとき，二次
電池１４０に対して電力が供給され充電が行われるの
は，充電制御部１１０の指示により充電用定電流回路が
充電用の電力を作成しているときだけである。充電用定
電流回路が動作しているとき外部回路から供給される電
力は，メイン・スイッチング・トランジスタＦＥＴ１１
により交流信号に変換されＬ１１に加えられＬ１２に伝
えられる。Ｌ１２に伝えられた電圧は整流ダイオードＤ
１３によって直流に変換され，二次電池１４０の正極に
印加される。
電池１４０に対して電力が供給され充電が行われるの
は，充電制御部１１０の指示により充電用定電流回路が
充電用の電力を作成しているときだけである。充電用定
電流回路が動作しているとき外部回路から供給される電
力は，メイン・スイッチング・トランジスタＦＥＴ１１
により交流信号に変換されＬ１１に加えられＬ１２に伝
えられる。Ｌ１２に伝えられた電圧は整流ダイオードＤ
１３によって直流に変換され，二次電池１４０の正極に
印加される。
【０１５５】充電用定電流回路の電流は，ダイオードＤ
１３を介して内蔵二次電池１４０に加えられるが，二次
電池１４０の負極側はＤＣコネクター１０２のグランド
側接点回路１６０およびトランジスタＦＥＴ１２／ＦＥ
Ｔ１３により装置グランドと遮断されているため，定電
流回路で作成される電力は全て内蔵二次電池１４０にの
み流れる。また，充電用定電流回路の正極側は装置のプ
ラス電位側とは接続されているが，負電位側は電池の負
電極以外には接続されていないため，装置のプラス電位
に影響を与えることはない。
１３を介して内蔵二次電池１４０に加えられるが，二次
電池１４０の負極側はＤＣコネクター１０２のグランド
側接点回路１６０およびトランジスタＦＥＴ１２／ＦＥ
Ｔ１３により装置グランドと遮断されているため，定電
流回路で作成される電力は全て内蔵二次電池１４０にの
み流れる。また，充電用定電流回路の正極側は装置のプ
ラス電位側とは接続されているが，負電位側は電池の負
電極以外には接続されていないため，装置のプラス電位
に影響を与えることはない。
【０１５６】充電制御部１１０の指示により充電用定電
流回路が停止しているときは，トランジスタＦＥＴ１１
は，ｏｆｆ状態に保たれるため入力電力がＬ１２側に伝
播されることはない。また，ダイオードＤ１３は二次電
池１４０に対して逆方向に接続されているため，二次電
池１４０の電流がＬ１２を介して放電されることはな
い。
流回路が停止しているときは，トランジスタＦＥＴ１１
は，ｏｆｆ状態に保たれるため入力電力がＬ１２側に伝
播されることはない。また，ダイオードＤ１３は二次電
池１４０に対して逆方向に接続されているため，二次電
池１４０の電流がＬ１２を介して放電されることはな
い。
【０１５７】ＤＣコネクター１０２の挿抜により外部か
らの電力供給が途絶えたとき，二次電池１４０の正極は
直接ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１に接続されており，ま
た二次電池１４０の負極もＤＣコネクター１０２の接点
を介して装置グランドに接続されるために，二次電池１
４０の電圧がそのままＤＣ−ＤＣコンバータ１０１に伝
えられる。一方，ダイオードＤ１１により二次電池１４
０からの出力がＤＣ−ＤＣコンバータ１０１以外への電
力流出を防止する。
らの電力供給が途絶えたとき，二次電池１４０の正極は
直接ＤＣ−ＤＣコンバータ１０１に接続されており，ま
た二次電池１４０の負極もＤＣコネクター１０２の接点
を介して装置グランドに接続されるために，二次電池１
４０の電圧がそのままＤＣ−ＤＣコンバータ１０１に伝
えられる。一方，ダイオードＤ１１により二次電池１４
０からの出力がＤＣ−ＤＣコンバータ１０１以外への電
力流出を防止する。
【０１５８】また，ＤＣコネクター１０２にＡＣアダプ
ター等が接続されているが，ＡＣアダプターにＡＣ電源
が供給されていない等の理由によりＡＣアダプターが非
動作状態にあるとき，二次電池１４０の負極側がＤＣコ
ネクター１０２の接点を介して直接装置グランドに接続
されない状態においては，トランジスタＦＥＴ１２／Ｆ
ＥＴ１３がｏｎ状態であるため，トランジスタＦＥＴ１
２／ＦＥＴ１３を介して，二次電池１４０の負極側と装
置のグランド側が接続される。
ター等が接続されているが，ＡＣアダプターにＡＣ電源
が供給されていない等の理由によりＡＣアダプターが非
動作状態にあるとき，二次電池１４０の負極側がＤＣコ
ネクター１０２の接点を介して直接装置グランドに接続
されない状態においては，トランジスタＦＥＴ１２／Ｆ
ＥＴ１３がｏｎ状態であるため，トランジスタＦＥＴ１
２／ＦＥＴ１３を介して，二次電池１４０の負極側と装
置のグランド側が接続される。
【０１５９】以上説明したように本実施の形態では，装
置のグランド側と電池の負極側を切り離すための電気的
なスイッチ回路１５０を設け，このスイッチ回路１５０
の切り換えにより充電器１２０と二次電池１４０の閉ル
ープを構成し，充電を行うようにしたことにより，ＤＣ
−ＩＮ入力から電池への充電防止用のダイオード（図１
２に示すダイオードＤ６２等）を不要とする。これによ
り，このダイオードでの電圧降下による電力損失がなく
なり，電池利用効率の向上を計ることが可能となった。
置のグランド側と電池の負極側を切り離すための電気的
なスイッチ回路１５０を設け，このスイッチ回路１５０
の切り換えにより充電器１２０と二次電池１４０の閉ル
ープを構成し，充電を行うようにしたことにより，ＤＣ
−ＩＮ入力から電池への充電防止用のダイオード（図１
２に示すダイオードＤ６２等）を不要とする。これによ
り，このダイオードでの電圧降下による電力損失がなく
なり，電池利用効率の向上を計ることが可能となった。
【０１６０】また，昇圧型ＤＣ−ＤＣコンバータを採用
した回路においても，本充電方式では充電器と電池の閉
ループを構成することにより充電を行うため，ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの回路にはＤＣ−ＩＮの電圧以上の電圧が
印加されることがないため，チョークコイル方式の昇圧
型ＤＣ−ＤＣコンバータを採用することが可能となり，
ＤＣ−ＤＣコンバータの効率を高めることができる。
した回路においても，本充電方式では充電器と電池の閉
ループを構成することにより充電を行うため，ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの回路にはＤＣ−ＩＮの電圧以上の電圧が
印加されることがないため，チョークコイル方式の昇圧
型ＤＣ−ＤＣコンバータを採用することが可能となり，
ＤＣ−ＤＣコンバータの効率を高めることができる。
【０１６１】図４は，図１（Ｂ）の関連発明に対応する
他の実施の形態を示す図である。前述した図３に示す実
施の形態では，装置のグランド側と電池の負極側を切り
離すための電気的なスイッチ回路としてＤＣコネクター
１０２のメカニカル接点を利用した場合について説明し
たが，ＤＣコネクターのメカニカル接点が利用できない
場合は，図４に示すＤＣコネクター１０５の回路に示す
ように単にメカニカル接点が使用できないだけであり，
トランジスタＦＥＴ１２／ＦＥＴ１３を介して電池の負
極と装置グランドの接続切り離しが行われるだけであ
る。
他の実施の形態を示す図である。前述した図３に示す実
施の形態では，装置のグランド側と電池の負極側を切り
離すための電気的なスイッチ回路としてＤＣコネクター
１０２のメカニカル接点を利用した場合について説明し
たが，ＤＣコネクターのメカニカル接点が利用できない
場合は，図４に示すＤＣコネクター１０５の回路に示す
ように単にメカニカル接点が使用できないだけであり，
トランジスタＦＥＴ１２／ＦＥＴ１３を介して電池の負
極と装置グランドの接続切り離しが行われるだけであ
る。
【０１６２】この場合，メカニカル接点の接触抵抗が２
０ｍΩ前後なのに対して，ＦＥＴスイッチのｏｎ抵抗は
約５０ｍΩ程度なので，電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）２個で約１００ｍΩとなり若干効率が低下するが，
ダイオードによるＶｆロスと比較した場合は，数十倍も
効率が良くなる。
０ｍΩ前後なのに対して，ＦＥＴスイッチのｏｎ抵抗は
約５０ｍΩ程度なので，電界効果トランジスタ（ＦＥ
Ｔ）２個で約１００ｍΩとなり若干効率が低下するが，
ダイオードによるＶｆロスと比較した場合は，数十倍も
効率が良くなる。
【０１６３】次に，図５に従って，図１（Ａ）に示す本
発明に対応する実施の形態を説明する。
発明に対応する実施の形態を説明する。
【０１６４】本実施の形態では，装置側の放電禁止／許
可のスイッチ回路による電力損失を削減することを目的
として，電池の過放電を防止するための過放電防止用ス
イッチ回路を内蔵した充電可能な二次電池の電池パック
において，過放電防止用スイッチ回路のｏｎ／ｏｆｆを
制御するための信号を外部からも入力可能とし，この端
子への制御信号により，強制的に過放電防止用スイッチ
回路をｏｆｆさせる機能を設けることにより，過放電防
止用スイッチ回路をバッテリーからの放電禁止／許可制
御にも使用する。
可のスイッチ回路による電力損失を削減することを目的
として，電池の過放電を防止するための過放電防止用ス
イッチ回路を内蔵した充電可能な二次電池の電池パック
において，過放電防止用スイッチ回路のｏｎ／ｏｆｆを
制御するための信号を外部からも入力可能とし，この端
子への制御信号により，強制的に過放電防止用スイッチ
回路をｏｆｆさせる機能を設けることにより，過放電防
止用スイッチ回路をバッテリーからの放電禁止／許可制
御にも使用する。
【０１６５】図５において，２００（２００’も同様）
は電池パック，２１０は二次電池，２２０は電池パック
２００内の過放電を防止する制御部，２４０は電池パッ
クのプラス端子，２５０は電池パックのマイナス端子，
２６０は放電制御用端子，２７０は電力を消費する電子
機器の装置，２８１は装置内の放電禁止／許可の制御
部，Ｒ２０〜Ｒ２９は抵抗，ＦＥＴ２１，ＦＥＴ２２は
スイッチ回路を構成する電界効果トランジスタ，Ｄ２１
はダイオードを表す。
は電池パック，２１０は二次電池，２２０は電池パック
２００内の過放電を防止する制御部，２４０は電池パッ
クのプラス端子，２５０は電池パックのマイナス端子，
２６０は放電制御用端子，２７０は電力を消費する電子
機器の装置，２８１は装置内の放電禁止／許可の制御
部，Ｒ２０〜Ｒ２９は抵抗，ＦＥＴ２１，ＦＥＴ２２は
スイッチ回路を構成する電界効果トランジスタ，Ｄ２１
はダイオードを表す。
【０１６６】図５に示す装置２７０は，二つの電池パッ
ク２００，２００’とＡＣアダプター等の外部からの給
電（ＤＣ−ＩＮ）のいずれかより電力の供給を受けて動
作する。ここに電池パック２００（以下，電池Ａとい
う）と電池パック２００’（以下，電池Ｂという）とは
同一構造となっている。
ク２００，２００’とＡＣアダプター等の外部からの給
電（ＤＣ−ＩＮ）のいずれかより電力の供給を受けて動
作する。ここに電池パック２００（以下，電池Ａとい
う）と電池パック２００’（以下，電池Ｂという）とは
同一構造となっている。
【０１６７】ダイオードＤ２１は，装置２７０の電力が
電池Ａまたは電池Ｂにより供給されるとき，電池からの
電力がＤＣ−ＩＮ側へ逆流するのを防止するためのダイ
オードである。抵抗Ｒ２４／Ｒ２５は，ＤＣ−ＩＮより
電力供給があるかないかを識別するための電圧検出用の
抵抗である。抵抗Ｒ２６／Ｒ２７は，電池Ａから電力供
給が可能かどうかを識別するための電圧検出用の抵抗で
ある。抵抗Ｒ２８／Ｒ２９は，電池Ｂから電力供給が可
能かどうかを識別するための電圧検出用の抵抗である。
電池Ａまたは電池Ｂにより供給されるとき，電池からの
電力がＤＣ−ＩＮ側へ逆流するのを防止するためのダイ
オードである。抵抗Ｒ２４／Ｒ２５は，ＤＣ−ＩＮより
電力供給があるかないかを識別するための電圧検出用の
抵抗である。抵抗Ｒ２６／Ｒ２７は，電池Ａから電力供
給が可能かどうかを識別するための電圧検出用の抵抗で
ある。抵抗Ｒ２８／Ｒ２９は，電池Ｂから電力供給が可
能かどうかを識別するための電圧検出用の抵抗である。
【０１６８】今，装置への電力供給の順序を，ＤＣ−
ＩＮ，電池Ａ，電池Ｂの順で順序付けをしてあると
仮定する。抵抗Ｒ２４／Ｒ２５によりＤＣ−ＩＮから電
力供給があることが検出された場合，ＤＣ−ＩＮからの
電力が電池Ａまたは電池Ｂへ逆流するのを防止するた
め，および電池Ａおよび電池Ｂからの電力供給による電
池の消耗を回避するために，制御部２８１は電池Ａおよ
び電池Ｂに対する制御信号のＣ端子（放電制御用端子２
６０，２６０’）にｏｆｆ信号を送出して，電池パック
内の過放電防止用のトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ２
２等をｏｆｆさせる。
ＩＮ，電池Ａ，電池Ｂの順で順序付けをしてあると
仮定する。抵抗Ｒ２４／Ｒ２５によりＤＣ−ＩＮから電
力供給があることが検出された場合，ＤＣ−ＩＮからの
電力が電池Ａまたは電池Ｂへ逆流するのを防止するた
め，および電池Ａおよび電池Ｂからの電力供給による電
池の消耗を回避するために，制御部２８１は電池Ａおよ
び電池Ｂに対する制御信号のＣ端子（放電制御用端子２
６０，２６０’）にｏｆｆ信号を送出して，電池パック
内の過放電防止用のトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ２
２等をｏｆｆさせる。
【０１６９】次に，抵抗Ｒ２４／Ｒ２５によりＤＣ−Ｉ
Ｎより電力供給が途絶えたことが検出されると，制御部
２８１は電池Ａに対して放電を開始するように電池Ａの
放電制御用端子（Ｃ端子）２６０にｏｎ信号を送出する
ことにより，電池ＡのトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ
２２をｏｎにして電池Ａからの電力供給を行う。このと
き電池Ｂからの放電が行われないように，電池Ｂに対し
てはトランジスタＦＥＴ２１’／ＦＥＴ２２’がｏｆｆ
状態に保たれるように，放電制御用端子（Ｃ端子）２６
０’にｏｆｆ信号を送出する（このとき，電池Ｂに対し
てもｏｎ信号を送出すると電池Ａと電池Ｂの両方から同
時に装置に給電が行われる）。
Ｎより電力供給が途絶えたことが検出されると，制御部
２８１は電池Ａに対して放電を開始するように電池Ａの
放電制御用端子（Ｃ端子）２６０にｏｎ信号を送出する
ことにより，電池ＡのトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ
２２をｏｎにして電池Ａからの電力供給を行う。このと
き電池Ｂからの放電が行われないように，電池Ｂに対し
てはトランジスタＦＥＴ２１’／ＦＥＴ２２’がｏｆｆ
状態に保たれるように，放電制御用端子（Ｃ端子）２６
０’にｏｆｆ信号を送出する（このとき，電池Ｂに対し
てもｏｎ信号を送出すると電池Ａと電池Ｂの両方から同
時に装置に給電が行われる）。
【０１７０】次に，抵抗Ｒ２６／Ｒ２７により電池Ａの
放電が終了し，二次電池２１０が空になったことが検出
されると，制御部２８１は電池Ｂに対して放電を開始す
るように電池ＢのＣ端子（放電制御用端子２６０’）に
ｏｎ信号を送出することにより，電池Ｂのトランジスタ
ＦＥＴ２１’／ＦＥＴ２２’をｏｎにして電池Ｂからの
電力供給を行う。それと同時に電池ＡのＣ端子（放電制
御用端子２６０）にはｏｆｆ信号を送出することによ
り，電池ＡのトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ２２をｏ
ｆｆ状態にし電池Ａの過放電を防止するとともに，電池
Ｂの電流が電池Ａに逆流することも防止する。
放電が終了し，二次電池２１０が空になったことが検出
されると，制御部２８１は電池Ｂに対して放電を開始す
るように電池ＢのＣ端子（放電制御用端子２６０’）に
ｏｎ信号を送出することにより，電池Ｂのトランジスタ
ＦＥＴ２１’／ＦＥＴ２２’をｏｎにして電池Ｂからの
電力供給を行う。それと同時に電池ＡのＣ端子（放電制
御用端子２６０）にはｏｆｆ信号を送出することによ
り，電池ＡのトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ２２をｏ
ｆｆ状態にし電池Ａの過放電を防止するとともに，電池
Ｂの電流が電池Ａに逆流することも防止する。
【０１７１】図６は，図５に示す電池パック内の過放電
防止制御回路の詳細を示す。
防止制御回路の詳細を示す。
【０１７２】図６において，トランジスタＦＥＴ２１
は，電池が過放電状態（電池電圧が規定値以下のとき）
や負荷短絡により電池から過大電流が流れた場合，およ
び放電制御用端子（Ｃ端子）２６０からの信号により電
池の放電が禁止されているときに，回路を遮断するため
のスイッチ回路であり，比較器（誤差増幅器）ＩＣ２１
／ＩＣ２２によりｏｎ／ｏｆｆされる。トランジスタＦ
ＥＴ２２は電池への充電電圧が規定値以上になったとき
電池を保護するために回路を遮断する，あるいはＣ端子
からの信号により電池への充電が禁止されているときに
電池への充電を遮断するためのスイッチ回路であり，比
較器ＩＣ２３／ＩＣ２５によりｏｎ／ｏｆｆされる。
は，電池が過放電状態（電池電圧が規定値以下のとき）
や負荷短絡により電池から過大電流が流れた場合，およ
び放電制御用端子（Ｃ端子）２６０からの信号により電
池の放電が禁止されているときに，回路を遮断するため
のスイッチ回路であり，比較器（誤差増幅器）ＩＣ２１
／ＩＣ２２によりｏｎ／ｏｆｆされる。トランジスタＦ
ＥＴ２２は電池への充電電圧が規定値以上になったとき
電池を保護するために回路を遮断する，あるいはＣ端子
からの信号により電池への充電が禁止されているときに
電池への充電を遮断するためのスイッチ回路であり，比
較器ＩＣ２３／ＩＣ２５によりｏｎ／ｏｆｆされる。
【０１７３】比較器ＩＣ２１は，抵抗Ｒ２０／Ｒ２１に
より二次電池２１０の電圧を検出して基準電圧ｅ２２と
比較するための３入力比較器であり，電池の放電により
電池電圧が基準電圧ｅ２２より低下した場合または放電
制御用端子２６０よりＬｏｗレベルが入力されると，Ｌ
ｏｗレベルを出力して，比較器ＩＣ２４を経由してトラ
ンジスタＦＥＴ２１をｏｆｆするための過放電防止用の
回路である。放電制御用端子２６０からの入力がない場
合には，抵抗Ｒ２００により比較器ＩＣ２１のプラス端
子２４０はＨｉｇｈ状態に保持されるため，従来回路の
動作と同じである。放電制御用端子２６０からＬｏｗレ
ベルが入力された場合は，電池の電圧に関係なく比較器
ＩＣ２１はＬｏｗレベルを出力し，トランジスタＦＥＴ
２１をｏｆｆする。
より二次電池２１０の電圧を検出して基準電圧ｅ２２と
比較するための３入力比較器であり，電池の放電により
電池電圧が基準電圧ｅ２２より低下した場合または放電
制御用端子２６０よりＬｏｗレベルが入力されると，Ｌ
ｏｗレベルを出力して，比較器ＩＣ２４を経由してトラ
ンジスタＦＥＴ２１をｏｆｆするための過放電防止用の
回路である。放電制御用端子２６０からの入力がない場
合には，抵抗Ｒ２００により比較器ＩＣ２１のプラス端
子２４０はＨｉｇｈ状態に保持されるため，従来回路の
動作と同じである。放電制御用端子２６０からＬｏｗレ
ベルが入力された場合は，電池の電圧に関係なく比較器
ＩＣ２１はＬｏｗレベルを出力し，トランジスタＦＥＴ
２１をｏｆｆする。
【０１７４】過放電防止回路の説明を簡略化するために
ＩＣ２１を比較器として説明したが，実際の回路構成に
おいては電池の内部抵抗Ｒｉによる電池電圧の変動によ
るＩＣ２１の出力の変動を防止するために，ＩＣ２１が
Ｌｏｗレベルを出力したことを記憶するためのフリップ
フロップ（ＦＦ）回路や，充電等により電池の電圧が復
旧したときにＦＦの記憶内容をリセットするための解除
手段を有していることは言うまでもない。
ＩＣ２１を比較器として説明したが，実際の回路構成に
おいては電池の内部抵抗Ｒｉによる電池電圧の変動によ
るＩＣ２１の出力の変動を防止するために，ＩＣ２１が
Ｌｏｗレベルを出力したことを記憶するためのフリップ
フロップ（ＦＦ）回路や，充電等により電池の電圧が復
旧したときにＦＦの記憶内容をリセットするための解除
手段を有していることは言うまでもない。
【０１７５】ただし，放電制御用端子２６０からの入力
により制御される場合には，Ｌｏｗレベルを記憶するた
めのＦＦを制御する必要はない。
により制御される場合には，Ｌｏｗレベルを記憶するた
めのＦＦを制御する必要はない。
【０１７６】比較器ＩＣ２２は負荷短絡により電池から
過大電流が流れた場合に回路を遮断して短絡保護を行う
過電流検出用の比較回路である。スイッチ回路を構成す
るトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ２２による電圧降下
を測定して過電流の測定を行う。負荷短絡により過大電
流が流れるとトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ２２のｏ
ｎ抵抗により電池パック２００のマイナス端子２５０側
の電位が電流値に比例して上昇し，ｅ２１の電位も上昇
するため，規定値以上の電流が流れるとｅ２１とｅ２２
の電位を比較している比較器ＩＣ２２がＬｏｗレベルを
出力し，比較器ＩＣ２４を経由してトランジスタＦＥＴ
２１をｏｆｆする。
過大電流が流れた場合に回路を遮断して短絡保護を行う
過電流検出用の比較回路である。スイッチ回路を構成す
るトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ２２による電圧降下
を測定して過電流の測定を行う。負荷短絡により過大電
流が流れるとトランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ２２のｏ
ｎ抵抗により電池パック２００のマイナス端子２５０側
の電位が電流値に比例して上昇し，ｅ２１の電位も上昇
するため，規定値以上の電流が流れるとｅ２１とｅ２２
の電位を比較している比較器ＩＣ２２がＬｏｗレベルを
出力し，比較器ＩＣ２４を経由してトランジスタＦＥＴ
２１をｏｆｆする。
【０１７７】過電流防止回路の説明を簡略化するために
比較器ＩＣ２２を比較器として説明したが，実際の回路
構成においてはトランジスタＦＥＴ２１をｏｆｆさせた
ことにより比較器ＩＣ２２の出力が即Ｈｉｇｈレベルに
復帰することによるＩＣ２２の出力の変動を防止するた
めに，比較器ＩＣ２２がＬｏｗレベルを出力したことを
記憶するためのフリップフロップ（ＦＦ）回路や，短絡
状態が解除されたときにＦＦの記憶内容をリセットする
ための解除手段を有していることは言うまでもない。
比較器ＩＣ２２を比較器として説明したが，実際の回路
構成においてはトランジスタＦＥＴ２１をｏｆｆさせた
ことにより比較器ＩＣ２２の出力が即Ｈｉｇｈレベルに
復帰することによるＩＣ２２の出力の変動を防止するた
めに，比較器ＩＣ２２がＬｏｗレベルを出力したことを
記憶するためのフリップフロップ（ＦＦ）回路や，短絡
状態が解除されたときにＦＦの記憶内容をリセットする
ための解除手段を有していることは言うまでもない。
【０１７８】比較器ＩＣ２４は３入力の比較器であり，
比較器ＩＣ２１／ＩＣ２２からの入力の両方が基準電圧
ｅ２２より高いときＨｉｇｈレベルを出力してトランジ
スタＦＥＴ２１をｏｎにする。従って，以上述べたよう
に電池が過放電状態または短絡により過電流が流れた場
合は，比較器ＩＣ２１／ＩＣ２２／ＩＣ２４によりトラ
ンジスタＦＥＴ２１がｏｆｆされることにより回路が遮
断される。
比較器ＩＣ２１／ＩＣ２２からの入力の両方が基準電圧
ｅ２２より高いときＨｉｇｈレベルを出力してトランジ
スタＦＥＴ２１をｏｎにする。従って，以上述べたよう
に電池が過放電状態または短絡により過電流が流れた場
合は，比較器ＩＣ２１／ＩＣ２２／ＩＣ２４によりトラ
ンジスタＦＥＴ２１がｏｆｆされることにより回路が遮
断される。
【０１７９】比較器ＩＣ２３は充電時に電池に定格以上
の電圧が印加されるのを防止するための過電圧検出回路
であり，抵抗Ｒ２２／Ｒ２３により充電電圧を測定して
基準電圧ｅ２１と比較する。比較の結果，充電電圧が定
格以上であるとＬｏｗレベルを出力する。
の電圧が印加されるのを防止するための過電圧検出回路
であり，抵抗Ｒ２２／Ｒ２３により充電電圧を測定して
基準電圧ｅ２１と比較する。比較の結果，充電電圧が定
格以上であるとＬｏｗレベルを出力する。
【０１８０】比較器ＩＣ２５は３入力の比較器であり，
比較器ＩＣ２３および放電制御用端子２６０からの入力
の両方が基準電圧ｅ２１より高いときＨｉｇｈレベルを
出力してトランジスタＦＥＴ２２をｏｎにし，いずれか
片方が低い時には，Ｌｏｗレベルを出力してトランジス
タＦＥＴ２２をｏｆｆさせ充電する方向への電流の流れ
を遮断する。
比較器ＩＣ２３および放電制御用端子２６０からの入力
の両方が基準電圧ｅ２１より高いときＨｉｇｈレベルを
出力してトランジスタＦＥＴ２２をｏｎにし，いずれか
片方が低い時には，Ｌｏｗレベルを出力してトランジス
タＦＥＴ２２をｏｆｆさせ充電する方向への電流の流れ
を遮断する。
【０１８１】従って，放電制御用端子２６０からＬｏｗ
レベルが入力されると無条件にトランジスタＦＥＴ２２
はｏｆｆし，電池への充電が禁止される。放電制御用端
子２６０からの入力がない場合は，抵抗Ｒ２００により
比較器ＩＣ２５のプラス端子２４０はＨｉｇｈ状態に保
持されるため，従来通り比較器ＩＣ２３の出力だけでト
ランジスタＦＥＴ２２のｏｎ／ｏｆｆが制御される。
レベルが入力されると無条件にトランジスタＦＥＴ２２
はｏｆｆし，電池への充電が禁止される。放電制御用端
子２６０からの入力がない場合は，抵抗Ｒ２００により
比較器ＩＣ２５のプラス端子２４０はＨｉｇｈ状態に保
持されるため，従来通り比較器ＩＣ２３の出力だけでト
ランジスタＦＥＴ２２のｏｎ／ｏｆｆが制御される。
【０１８２】電池が過放電状態にありトランジスタＦＥ
Ｔ２１がｏｆｆ状態であっても電池のプラス端子２４０
に充電電圧が印加された場合，トランジスタＦＥＴ２１
は寄生ダイオードにより電流の流れを阻止することはな
いため電池は充電される。また，電池の充電によって電
池の電位が上昇すると，抵抗Ｒ２０／Ｒ２１により検出
される電位がｅ２２より大となり，比較器ＩＣ２１がＨ
ｉｇｈレベルを出力する。このときトランジスタＦＥＴ
２１／ＦＥＴ２２を流れる電流の向きは放電時とは逆で
ありｅ２１の電位がｅ２２の電位を上回ることはなく，
比較器ＩＣ２２もＨｉｇｈレベルを出力する。その結果
比較器ＩＣ２４によりトランジスタＦＥＴ２１がｏｎと
なる。
Ｔ２１がｏｆｆ状態であっても電池のプラス端子２４０
に充電電圧が印加された場合，トランジスタＦＥＴ２１
は寄生ダイオードにより電流の流れを阻止することはな
いため電池は充電される。また，電池の充電によって電
池の電位が上昇すると，抵抗Ｒ２０／Ｒ２１により検出
される電位がｅ２２より大となり，比較器ＩＣ２１がＨ
ｉｇｈレベルを出力する。このときトランジスタＦＥＴ
２１／ＦＥＴ２２を流れる電流の向きは放電時とは逆で
ありｅ２１の電位がｅ２２の電位を上回ることはなく，
比較器ＩＣ２２もＨｉｇｈレベルを出力する。その結果
比較器ＩＣ２４によりトランジスタＦＥＴ２１がｏｎと
なる。
【０１８３】放電制御用端子２６０によりｏｆｆが指示
されている場合には，トランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ
２２の両方がｏｆｆとなるため，充電と放電の両方が禁
止される。放電制御用端子２６０端子によりｏｎが指示
されている，または放電制御用端子２６０がＯｐｅｎの
時は，放電制御用端子２６０に制御されず，従来通りの
過放電防止回路として動作する。
されている場合には，トランジスタＦＥＴ２１／ＦＥＴ
２２の両方がｏｆｆとなるため，充電と放電の両方が禁
止される。放電制御用端子２６０端子によりｏｎが指示
されている，または放電制御用端子２６０がＯｐｅｎの
時は，放電制御用端子２６０に制御されず，従来通りの
過放電防止回路として動作する。
【０１８４】以上述べたように，本実施の形態によれば
電池パック内の過放電防止用スイッチ回路を装置側が共
用することができ，従来装置に内蔵していた放電順序制
御用のトランジスタ（図１４に示すＦＥＴ８４／ＦＥＴ
８５）および電池へのＤＣ−ＩＮ入力の逆流防止用ダイ
オード（図１４に示すダイオードＤ８２／Ｄ８３）を削
除することが可能となるため，これらのトランジスタお
よびダイオードによる電力損失が零となり，電池の効率
的な運用が可能となる。
電池パック内の過放電防止用スイッチ回路を装置側が共
用することができ，従来装置に内蔵していた放電順序制
御用のトランジスタ（図１４に示すＦＥＴ８４／ＦＥＴ
８５）および電池へのＤＣ−ＩＮ入力の逆流防止用ダイ
オード（図１４に示すダイオードＤ８２／Ｄ８３）を削
除することが可能となるため，これらのトランジスタお
よびダイオードによる電力損失が零となり，電池の効率
的な運用が可能となる。
【０１８５】次に，図２（Ａ）の関連発明に対応する実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【０１８６】ここでは，二次電池の充電を目的とした定
電流回路において，定電流制御回路の電圧制御用誤差増
幅器の電圧検出入力に対して複数の電圧を入力できるよ
うにしたこと，および電流測定用誤差増幅器を複数個設
けたことを特徴とする定電圧定電流回路方式を提案し，
この定電圧定電流回路を用いることにより，１個の定電
流回路から複数の二次電池に対して，同時に並列充電を
行うことを可能としている。また，この定電圧定電流回
路を用いて複数の二次電池の並列充電を行うことによ
り，定電流回路と複数の二次電池間の電流経路を制御す
るためのスイッチ回路を不要としたことを特徴とする。
電流回路において，定電流制御回路の電圧制御用誤差増
幅器の電圧検出入力に対して複数の電圧を入力できるよ
うにしたこと，および電流測定用誤差増幅器を複数個設
けたことを特徴とする定電圧定電流回路方式を提案し，
この定電圧定電流回路を用いることにより，１個の定電
流回路から複数の二次電池に対して，同時に並列充電を
行うことを可能としている。また，この定電圧定電流回
路を用いて複数の二次電池の並列充電を行うことによ
り，定電流回路と複数の二次電池間の電流経路を制御す
るためのスイッチ回路を不要としたことを特徴とする。
【０１８７】図７および図８は，図２（Ａ）の関連発明
に対応する実施の形態を示す図である。図中，３００は
充電器，３０１はＤＣコネクター，３０２はＤＣ−ＤＣ
コンバータ，３１０は定電流制御を行う制御回路，３６
０，３７０は二次電池の電池パック（以下，電池Ａ，電
池Ｂという），Ｔｒ３１はトランジスタ，Ｄ３１〜Ｄ３
４はダイオード，Ｆ３１，Ｆ３２はヒューズ，Ｌ３１／
Ｌ３２はトランス，Ｃ３１はコンデンサ，Ｒ３０〜Ｒ３
００は抵抗を表す。また，図８において，３１１は三角
波発振器，３２０〜３４０は誤差増幅器，３５１はＰＷ
Ｍ比較器，３５２はドライブ回路を表す。
に対応する実施の形態を示す図である。図中，３００は
充電器，３０１はＤＣコネクター，３０２はＤＣ−ＤＣ
コンバータ，３１０は定電流制御を行う制御回路，３６
０，３７０は二次電池の電池パック（以下，電池Ａ，電
池Ｂという），Ｔｒ３１はトランジスタ，Ｄ３１〜Ｄ３
４はダイオード，Ｆ３１，Ｆ３２はヒューズ，Ｌ３１／
Ｌ３２はトランス，Ｃ３１はコンデンサ，Ｒ３０〜Ｒ３
００は抵抗を表す。また，図８において，３１１は三角
波発振器，３２０〜３４０は誤差増幅器，３５１はＰＷ
Ｍ比較器，３５２はドライブ回路を表す。
【０１８８】ＤＣコネクター３０１は装置をＡＣアダプ
ター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置内
蔵の二次電池に充電を行うために，外部から電源を供給
するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコンバータ３
０２は，ＤＣコネクター３０１経由で供給される外部電
源，または内蔵二次電池から電力の供給を受けて，装置
が必要とする電圧を作成するための装置用の電源であ
る。
ター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置内
蔵の二次電池に充電を行うために，外部から電源を供給
するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコンバータ３
０２は，ＤＣコネクター３０１経由で供給される外部電
源，または内蔵二次電池から電力の供給を受けて，装置
が必要とする電圧を作成するための装置用の電源であ
る。
【０１８９】ＤＣコネクター３０１は，グランド側にメ
カニカル接点を持っており，ＡＣアダプターが非接続状
態にあるときは，このメカニカル接点により電池の負極
側と装置のグランドが接続される。
カニカル接点を持っており，ＡＣアダプターが非接続状
態にあるときは，このメカニカル接点により電池の負極
側と装置のグランドが接続される。
【０１９０】ＡＣアダプターが接続状態にあるときに
は，このメカニカル接点により電池の負極側と装置のグ
ランドが切り離され，電池への充電を防止する。
は，このメカニカル接点により電池の負極側と装置のグ
ランドが切り離され，電池への充電を防止する。
【０１９１】ダイオードＤ３１は，ＤＣコネクター３０
１にＡＣアダプター等が接続されているが，ＡＣアダプ
ターにＡＣ電源が供給されていない等の理由によりＡＣ
アダプターが非動作状態にあるとき，内蔵二次電池から
電力が外部に流出するのを防止するための逆流阻止用保
護ダイオードである。
１にＡＣアダプター等が接続されているが，ＡＣアダプ
ターにＡＣ電源が供給されていない等の理由によりＡＣ
アダプターが非動作状態にあるとき，内蔵二次電池から
電力が外部に流出するのを防止するための逆流阻止用保
護ダイオードである。
【０１９２】ダイオードＤ３２は，ＤＣコネクター３０
１にＡＣアダプターが接続されているがＡＣ入力が供給
されていない状態が発生したときに，ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３０２への電力供給が遮断されるのを防止するため
の瞬断対策用ダイオードである。
１にＡＣアダプターが接続されているがＡＣ入力が供給
されていない状態が発生したときに，ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３０２への電力供給が遮断されるのを防止するため
の瞬断対策用ダイオードである。
【０１９３】充電器３００は，ＰＷＭ制御方式で動作す
る充電用の定電流回路である。トランジスタＴｒ３１
は，スイッチング用のメイン・トランジスタであり，制
御回路３１０によりｏｎ／ｏｆｆの制御が行われる。ト
ランスＬ３１／Ｌ３２は，電圧変換用のトランスであ
り，ダイオードＤ３３は整流用のダイオードである。抵
抗Ｒ３３／Ｒ３４は電池Ａへの充電電圧を検出するため
の抵抗であり，抵抗Ｒ３９／Ｒ３００は電池Ｂへの充電
電圧を検出するための抵抗であり，抵抗Ｒ３３／Ｒ３４
と抵抗Ｒ３９／Ｒ３００により検出した電圧が制御回路
３１０に加えられる。ダイオードＤ３４はＺｅｎｅｒダ
イオードであり，抵抗Ｒ３５とともに基準電圧の作成を
行う。
る充電用の定電流回路である。トランジスタＴｒ３１
は，スイッチング用のメイン・トランジスタであり，制
御回路３１０によりｏｎ／ｏｆｆの制御が行われる。ト
ランスＬ３１／Ｌ３２は，電圧変換用のトランスであ
り，ダイオードＤ３３は整流用のダイオードである。抵
抗Ｒ３３／Ｒ３４は電池Ａへの充電電圧を検出するため
の抵抗であり，抵抗Ｒ３９／Ｒ３００は電池Ｂへの充電
電圧を検出するための抵抗であり，抵抗Ｒ３３／Ｒ３４
と抵抗Ｒ３９／Ｒ３００により検出した電圧が制御回路
３１０に加えられる。ダイオードＤ３４はＺｅｎｅｒダ
イオードであり，抵抗Ｒ３５とともに基準電圧の作成を
行う。
【０１９４】抵抗Ｒ３０は電池Ａに充電される電流値を
測定するためのセンス抵抗であり，センス抵抗中を流れ
る電流による電圧降下を，抵抗Ｒ３１／Ｒ３２および抵
抗Ｒ３３／Ｒ３４により分圧して，制御回路３１０の誤
差増幅器に入力する。抵抗Ｒ３６は電池Ｂに充電される
電流値を測定するためのセンス抵抗であり，センス抵抗
中を流れる電流による電圧降下を，抵抗Ｒ３７／Ｒ３８
および抵抗Ｒ３９／Ｒ３００により分圧して，制御回路
３１０の誤差増幅器に入力する。
測定するためのセンス抵抗であり，センス抵抗中を流れ
る電流による電圧降下を，抵抗Ｒ３１／Ｒ３２および抵
抗Ｒ３３／Ｒ３４により分圧して，制御回路３１０の誤
差増幅器に入力する。抵抗Ｒ３６は電池Ｂに充電される
電流値を測定するためのセンス抵抗であり，センス抵抗
中を流れる電流による電圧降下を，抵抗Ｒ３７／Ｒ３８
および抵抗Ｒ３９／Ｒ３００により分圧して，制御回路
３１０の誤差増幅器に入力する。
【０１９５】図８は，図７のＰＷＭ制御方式の定電流充
電器の制御回路３１０の詳細を示したものである。三角
波発振器３１１と複数の電流測定用誤差増幅器３２０，
３３０と複数の電圧入力が可能な１個の電圧測定用誤差
増幅器３４０とＰＷＭ比較器３５１とドライブ回路３５
２とから構成される。
電器の制御回路３１０の詳細を示したものである。三角
波発振器３１１と複数の電流測定用誤差増幅器３２０，
３３０と複数の電圧入力が可能な１個の電圧測定用誤差
増幅器３４０とＰＷＭ比較器３５１とドライブ回路３５
２とから構成される。
【０１９６】誤差増幅器３２０および３３０は，定電流
回路の出力電流を検出しＰＷＭ制御信号を出力するアン
プである。誤差増幅器３４０は，複数の電圧入力と基準
電圧ｅ３１を比較して増幅するための増幅器であり，入
力電圧の最大値と基準電圧との差を増幅する。
回路の出力電流を検出しＰＷＭ制御信号を出力するアン
プである。誤差増幅器３４０は，複数の電圧入力と基準
電圧ｅ３１を比較して増幅するための増幅器であり，入
力電圧の最大値と基準電圧との差を増幅する。
【０１９７】ＰＷＭ比較器３５１は，複数の反転入力と
１つの非反転入力を持つ電圧比較器で，入力電圧に応じ
て出力パルスの幅のオン時間を制御する電圧パルス幅変
換器である。三角波発振器３１１からの三角波が誤差増
幅器出力電圧とＤＴ端子で規定される電圧のいずれより
も高い期間にドライブ回路３５２をオンさせることによ
り図７に示す出力トランジスタＴｒ３１をオンさせる。
１つの非反転入力を持つ電圧比較器で，入力電圧に応じ
て出力パルスの幅のオン時間を制御する電圧パルス幅変
換器である。三角波発振器３１１からの三角波が誤差増
幅器出力電圧とＤＴ端子で規定される電圧のいずれより
も高い期間にドライブ回路３５２をオンさせることによ
り図７に示す出力トランジスタＴｒ３１をオンさせる。
【０１９８】ドライブ回路３５２は，メイン・トランジ
スタＴｒ３１を駆動するためのドライバーでありＰＷＭ
比較器３５１の出力がオンである期間，トランジスタＴ
ｒ３１をドライブしてｏｎさせる。
スタＴｒ３１を駆動するためのドライバーでありＰＷＭ
比較器３５１の出力がオンである期間，トランジスタＴ
ｒ３１をドライブしてｏｎさせる。
【０１９９】三角波発振器３１１は，電圧をパルス幅に
変換するための変換用三角波を一定の周波数で発振させ
るための発振器である。
変換するための変換用三角波を一定の周波数で発振させ
るための発振器である。
【０２００】この定電流回路は，ＰＷＭ方式で動作する
定電圧定電流制御回路であり，通常のＰＷＭ方式の定電
流回路と動作は同じである。異なるのは，電流制御用の
誤差増幅器が複数個あることと，電圧制御用の誤差増幅
器の電圧入力が複数個あることである。
定電圧定電流制御回路であり，通常のＰＷＭ方式の定電
流回路と動作は同じである。異なるのは，電流制御用の
誤差増幅器が複数個あることと，電圧制御用の誤差増幅
器の電圧入力が複数個あることである。
【０２０１】図８において，ＰＷＭ比較器３５１は誤差
増幅器３２０〜３４０の出力とＤＴ端子入力電圧を三角
波発振器３１１の出力と比較して，そのいずれよりも三
角波発振器３１１の電圧の方が高いときのみ，ドライブ
回路３５２をオンさせることにより出力トランジスタＴ
ｒ３１をオンさせる。
増幅器３２０〜３４０の出力とＤＴ端子入力電圧を三角
波発振器３１１の出力と比較して，そのいずれよりも三
角波発振器３１１の電圧の方が高いときのみ，ドライブ
回路３５２をオンさせることにより出力トランジスタＴ
ｒ３１をオンさせる。
【０２０２】従って，電流測定用誤差増幅器３２０と誤
差増幅器３３０とからの入力に対して，電流の大きい方
の誤差増幅器によって制限される電流値で動作する。同
様に電圧測定用の誤差増幅器３４０は一番電圧が高い入
力によって制御されるため，複数の入力のうち最大の電
圧のもので制御される。
差増幅器３３０とからの入力に対して，電流の大きい方
の誤差増幅器によって制限される電流値で動作する。同
様に電圧測定用の誤差増幅器３４０は一番電圧が高い入
力によって制御されるため，複数の入力のうち最大の電
圧のもので制御される。
【０２０３】その結果，電流測定用誤差増幅器を複数個
設け，電圧制御用誤差増幅器の電圧検出入力に対して複
数の電圧を入力できるようにした図８に示すような定電
圧定電流制御回路では，複数の入力に対して最初に制限
値に達した誤差増幅器により制限される電流値および電
圧値で動作する定電圧定電流回路が構成されることとな
る。
設け，電圧制御用誤差増幅器の電圧検出入力に対して複
数の電圧を入力できるようにした図８に示すような定電
圧定電流制御回路では，複数の入力に対して最初に制限
値に達した誤差増幅器により制限される電流値および電
圧値で動作する定電圧定電流回路が構成されることとな
る。
【０２０４】この定電圧定電流回路を用いて，複数の二
次電池に並列充電を行うと，並列に接続される電池のい
ずれも制限電流以内で充電が行われる。また，並列に接
続される電池のいずれも制限電圧内での充電を行うこと
が可能となる。
次電池に並列充電を行うと，並列に接続される電池のい
ずれも制限電流以内で充電が行われる。また，並列に接
続される電池のいずれも制限電圧内での充電を行うこと
が可能となる。
【０２０５】図７における電池の並列充電についてさら
に説明する。
に説明する。
【０２０６】ＤＣコネクター３０１にＡＣアダプター等
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ３０２にはダイオードＤ３１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ３０２は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき，外部電源から
供給される電力は二次電池の正極側に印加されるが，二
次電池の負極側はＤＣコネクター３０１の接点回路によ
り装置グランド（外部電源の負極）とは遮断されている
ため電力が供給されることはない。
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ３０２にはダイオードＤ３１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ３０２は装置
が必要とする電圧を作成する。このとき，外部電源から
供給される電力は二次電池の正極側に印加されるが，二
次電池の負極側はＤＣコネクター３０１の接点回路によ
り装置グランド（外部電源の負極）とは遮断されている
ため電力が供給されることはない。
【０２０７】外部より電力が供給されているとき，二次
電池に対して電力が供給され充電が行われるのは，充電
制御部の指示により充電用定電流回路が充電用の電力を
作成しているときだけである。充電用定電流回路が動作
しているとき外部回路から供給される電力は，メイン・
スイッチング・トランジスタＴｒ３１により交流信号に
変換されＬ３１に加えられＬ３２に伝えられる。Ｌ３２
に伝えられた電圧は整流ダイオードＤ３３によって直流
に変換され，電池Ａおよび電池Ｂの正極に印加される。
電池に対して電力が供給され充電が行われるのは，充電
制御部の指示により充電用定電流回路が充電用の電力を
作成しているときだけである。充電用定電流回路が動作
しているとき外部回路から供給される電力は，メイン・
スイッチング・トランジスタＴｒ３１により交流信号に
変換されＬ３１に加えられＬ３２に伝えられる。Ｌ３２
に伝えられた電圧は整流ダイオードＤ３３によって直流
に変換され，電池Ａおよび電池Ｂの正極に印加される。
【０２０８】電池Ａに流れる電流値は電流センス抵抗Ｒ
３０により測定され，センス抵抗Ｒ３０の両端の電圧を
抵抗Ｒ３１／Ｒ３２および抵抗Ｒ３３／Ｒ３４により分
圧した後，定電流回路の制御回路３１０の誤差増幅器３
２０に加えられ，指定される電流の最大値を越えないよ
うに制御される。同様に，電池Ｂに流れる電流値は電流
センス抵抗Ｒ３６により測定され，センス抵抗Ｒ３６の
両端の電圧を抵抗Ｒ３７／Ｒ３８および抵抗Ｒ３９／Ｒ
３００により分圧した後，定電流回路の制御回路３１０
の誤差増幅器３３０に加えられ，指定される電流の最大
値を越えないように制御される。
３０により測定され，センス抵抗Ｒ３０の両端の電圧を
抵抗Ｒ３１／Ｒ３２および抵抗Ｒ３３／Ｒ３４により分
圧した後，定電流回路の制御回路３１０の誤差増幅器３
２０に加えられ，指定される電流の最大値を越えないよ
うに制御される。同様に，電池Ｂに流れる電流値は電流
センス抵抗Ｒ３６により測定され，センス抵抗Ｒ３６の
両端の電圧を抵抗Ｒ３７／Ｒ３８および抵抗Ｒ３９／Ｒ
３００により分圧した後，定電流回路の制御回路３１０
の誤差増幅器３３０に加えられ，指定される電流の最大
値を越えないように制御される。
【０２０９】電池Ａに印加される電圧は電圧センス抵抗
Ｒ３３／Ｒ３４で測定され，定電流回路の制御回路３１
０の誤差増幅器３４０に加えられ，指定される電圧の最
大値を越えないように制御される。同様に，電池Ｂに印
加される電圧は電圧センス抵抗Ｒ３９／Ｒ３００で測定
され，定電流回路の制御回路３１０の誤差増幅器３４０
に加えられ，指定される電圧の最大値を越えないように
制御される。
Ｒ３３／Ｒ３４で測定され，定電流回路の制御回路３１
０の誤差増幅器３４０に加えられ，指定される電圧の最
大値を越えないように制御される。同様に，電池Ｂに印
加される電圧は電圧センス抵抗Ｒ３９／Ｒ３００で測定
され，定電流回路の制御回路３１０の誤差増幅器３４０
に加えられ，指定される電圧の最大値を越えないように
制御される。
【０２１０】充電用定電流回路からの電流はダイオード
Ｄ３３を介して電池Ａおよび電池Ｂに加えられるが，電
池Ａおよび電池Ｂの負極側はＤＣコネクター３０１の接
点回路により装置グランドと遮断されているため，定電
流回路で作成される電力は全て電池Ａおよび電池Ｂにの
み流れる。また，充電用定電流回路の正極側は装置のプ
ラス電位側とは接続されているが，負電位側は電池の負
電極以外には接続されていないため，装置のプラス電位
に影響を与えることはない。
Ｄ３３を介して電池Ａおよび電池Ｂに加えられるが，電
池Ａおよび電池Ｂの負極側はＤＣコネクター３０１の接
点回路により装置グランドと遮断されているため，定電
流回路で作成される電力は全て電池Ａおよび電池Ｂにの
み流れる。また，充電用定電流回路の正極側は装置のプ
ラス電位側とは接続されているが，負電位側は電池の負
電極以外には接続されていないため，装置のプラス電位
に影響を与えることはない。
【０２１１】充電制御部の指示により充電用定電流回路
が停止しているときは，トランジスタＴｒ３１はｏｆｆ
状態に保たれるため入力電力がＬ３２側に伝播されるこ
とはない。また，ダイオードＤ３３は電池に対して逆方
向に接続されているため，電池の電流がＬ３２を介して
放電されることはない。
が停止しているときは，トランジスタＴｒ３１はｏｆｆ
状態に保たれるため入力電力がＬ３２側に伝播されるこ
とはない。また，ダイオードＤ３３は電池に対して逆方
向に接続されているため，電池の電流がＬ３２を介して
放電されることはない。
【０２１２】ＤＣコネクター３０１の挿抜により外部か
らの電力供給が途絶えたとき，二次電池の正極は直接Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ３０２に接続されており，また二次
電池の負極もＤＣコネクター３０１の接点を介して装置
グランドに接続されるために二次電池の電圧がそのまま
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０２に伝えられる。一方，ダイ
オードＤ３１により電池からの出力がＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３０２以外への電力流出を防止する。
らの電力供給が途絶えたとき，二次電池の正極は直接Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータ３０２に接続されており，また二次
電池の負極もＤＣコネクター３０１の接点を介して装置
グランドに接続されるために二次電池の電圧がそのまま
ＤＣ−ＤＣコンバータ３０２に伝えられる。一方，ダイ
オードＤ３１により電池からの出力がＤＣ−ＤＣコンバ
ータ３０２以外への電力流出を防止する。
【０２１３】また，ＤＣコネクター３０１にＡＣアダプ
ター等が接続されているが，ＡＣアダプターにＡＣ電源
が供給されていない等の理由によりＡＣアダプターが非
動作状態にあるとき，二次電池の負極側がＤＣコネクタ
ー３０１の接点を介して直接装置グランドに接続されな
い状態においては，ダイオードＤ３２を介して二次電池
の負極側と装置のグランド側が接続される。
ター等が接続されているが，ＡＣアダプターにＡＣ電源
が供給されていない等の理由によりＡＣアダプターが非
動作状態にあるとき，二次電池の負極側がＤＣコネクタ
ー３０１の接点を介して直接装置グランドに接続されな
い状態においては，ダイオードＤ３２を介して二次電池
の負極側と装置のグランド側が接続される。
【０２１４】以上説明したように本実施の形態では，１
個の定電流回路から複数の二次電池に対して，同時に並
列充電を行うことが可能となり，また，定電流回路と複
数の二次電池間の電流経路を制御するためのスイッチ回
路を不要としたことにより，電池からの放電時のスイッ
チ回路での電圧降下による電力損失がなくなり，電池利
用効率の向上を計ることが可能となった。
個の定電流回路から複数の二次電池に対して，同時に並
列充電を行うことが可能となり，また，定電流回路と複
数の二次電池間の電流経路を制御するためのスイッチ回
路を不要としたことにより，電池からの放電時のスイッ
チ回路での電圧降下による電力損失がなくなり，電池利
用効率の向上を計ることが可能となった。
【０２１５】次に，図２（Ｂ）に示す関連発明に対応す
る実施の形態を説明する。
る実施の形態を説明する。
【０２１６】本実施の形態では，１個の充電回路と複数
の二次電池の間をスイッチ回路により時分割で切り換え
ることにより，複数の電池に対して同時に充電を行うよ
うにした。また，１個の定電流回路で複数の二次電池を
並列充電することにより，複数の二次電池の並列放電を
可能とした。１個の定電流回路で複数の電池に対する充
電電流を個々に管理できるように，複数の二次電池に対
して時分割多重により充電を行うことにより，マクロな
時間単位では複数の二次電池に対する並列充電を可能と
している。
の二次電池の間をスイッチ回路により時分割で切り換え
ることにより，複数の電池に対して同時に充電を行うよ
うにした。また，１個の定電流回路で複数の二次電池を
並列充電することにより，複数の二次電池の並列放電を
可能とした。１個の定電流回路で複数の電池に対する充
電電流を個々に管理できるように，複数の二次電池に対
して時分割多重により充電を行うことにより，マクロな
時間単位では複数の二次電池に対する並列充電を可能と
している。
【０２１７】図９は，図２（Ｂ）の関連発明に対応する
実施の形態を示す図である。図９において，４００は充
電器，４０１はＤＣコネクター，４０２はＤＣ−ＤＣコ
ンバータ，４０３は定電流制御を行う制御部，４１０，
４２０は二次電池の電池パック（以下，電池Ａ，電池Ｂ
という），４５０は充電制御部，４６０は切換制御手
段，Ｔｒ４１，ＦＥＴ４１〜ＦＥＴ４４はトランジス
タ，Ｄ４１，Ｄ４４，Ｄ４５はダイオード，Ｆ４１，Ｆ
４２はヒューズ，Ｌ４２はチョークコイル，Ｃ４１は平
滑用コンデンサ，Ｒ４０〜Ｒ４５は抵抗を表す。
実施の形態を示す図である。図９において，４００は充
電器，４０１はＤＣコネクター，４０２はＤＣ−ＤＣコ
ンバータ，４０３は定電流制御を行う制御部，４１０，
４２０は二次電池の電池パック（以下，電池Ａ，電池Ｂ
という），４５０は充電制御部，４６０は切換制御手
段，Ｔｒ４１，ＦＥＴ４１〜ＦＥＴ４４はトランジス
タ，Ｄ４１，Ｄ４４，Ｄ４５はダイオード，Ｆ４１，Ｆ
４２はヒューズ，Ｌ４２はチョークコイル，Ｃ４１は平
滑用コンデンサ，Ｒ４０〜Ｒ４５は抵抗を表す。
【０２１８】ＤＣコネクター４０１は，装置をＡＣアダ
プター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置
内蔵の二次電池に充電を行うために，外部から電源を供
給するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコンバータ
４０２はＤＣコネクター４０１経由で供給される外部電
源または，内蔵二次電池から電力の供給を受けて，装置
が必要とする電圧を作成するための装置用の電源であ
る。
プター等の外部電源により運転するとき，あるいは装置
内蔵の二次電池に充電を行うために，外部から電源を供
給するためのコネクターである。ＤＣ−ＤＣコンバータ
４０２はＤＣコネクター４０１経由で供給される外部電
源または，内蔵二次電池から電力の供給を受けて，装置
が必要とする電圧を作成するための装置用の電源であ
る。
【０２１９】充電器４００はＤＣコネクター４０１経由
で外部より電力が供給されているとき，二次電池を充電
するのに必要な電力を作成するための定電流電源であ
る。
で外部より電力が供給されているとき，二次電池を充電
するのに必要な電力を作成するための定電流電源であ
る。
【０２２０】ダイオードＤ４１およびＤ４５は，ＤＣコ
ネクター４０１にＡＣアダプター等が接続されている
が，ＡＣアダプターにＡＣ電源が供給されていない等の
理由によりＡＣアダプターが非動作状態にあるとき，内
蔵二次電池から電力が外部に流出するのを防止するため
の逆流阻止用保護ダイオードである。
ネクター４０１にＡＣアダプター等が接続されている
が，ＡＣアダプターにＡＣ電源が供給されていない等の
理由によりＡＣアダプターが非動作状態にあるとき，内
蔵二次電池から電力が外部に流出するのを防止するため
の逆流阻止用保護ダイオードである。
【０２２１】トランジスタＦＥＴ４３およびＦＥＴ４４
は，ＤＣ−ＤＣコンバータ４０２に二次電池からの電力
を供給すると共に，ＤＣコネクター４０１経由で外部よ
り電力が供給されているとき，その電圧が二次電池に印
加されるのを防止するための保護ダイオードの代わりの
動作を行うスイッチ回路でありＰ型のＤＭＯＳ−ＦＥＴ
である。
は，ＤＣ−ＤＣコンバータ４０２に二次電池からの電力
を供給すると共に，ＤＣコネクター４０１経由で外部よ
り電力が供給されているとき，その電圧が二次電池に印
加されるのを防止するための保護ダイオードの代わりの
動作を行うスイッチ回路でありＰ型のＤＭＯＳ−ＦＥＴ
である。
【０２２２】抵抗Ｒ４５はＤＣコネクター４０１経由で
外部より電力が供給されていることを検出してトランジ
スタＦＥＴ４３およびＦＥＴ４４のｏｎ／ｏｆｆを制御
するための電圧検出用抵抗である。
外部より電力が供給されていることを検出してトランジ
スタＦＥＴ４３およびＦＥＴ４４のｏｎ／ｏｆｆを制御
するための電圧検出用抵抗である。
【０２２３】トランジスタＦＥＴ４１およびＦＥＴ４２
は充電する電池を選択するためのスイッチ回路であり，
充電器４００から供給される充電電流を，電池Ａに流す
か，電池Ｂに流すのかを制御する。このスイッチ回路
は，定電流回路が動作しているときに，充電制御部４５
０の切換制御手段４６０により時分割多重でｏｎ／ｏｆ
ｆが繰り返される。
は充電する電池を選択するためのスイッチ回路であり，
充電器４００から供給される充電電流を，電池Ａに流す
か，電池Ｂに流すのかを制御する。このスイッチ回路
は，定電流回路が動作しているときに，充電制御部４５
０の切換制御手段４６０により時分割多重でｏｎ／ｏｆ
ｆが繰り返される。
【０２２４】充電器４００は，充電用の定電流回路であ
り，メイン・スイッチング・トランジスタＴｒ４１，チ
ョークコイルＬ４２，フライホィール・ダイオードＤ４
４，平滑用コンデンサＣ４１，電流制御用のセンス抵抗
Ｒ４０〜Ｒ４５および制御部４０３で構成される。充電
用定電流回路の構成はスイッチング方式のレギュレータ
ー等の一般的なものであるため，ここでの詳細な説明は
省略する。
り，メイン・スイッチング・トランジスタＴｒ４１，チ
ョークコイルＬ４２，フライホィール・ダイオードＤ４
４，平滑用コンデンサＣ４１，電流制御用のセンス抵抗
Ｒ４０〜Ｒ４５および制御部４０３で構成される。充電
用定電流回路の構成はスイッチング方式のレギュレータ
ー等の一般的なものであるため，ここでの詳細な説明は
省略する。
【０２２５】ＤＣコネクター４０１にＡＣアダプター等
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ４０２にはダイオードＤ４１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ４０２は装置
が必要とする電圧を作成する。トランジスタＦＥＴ４３
／ＦＥＴ４４のソース電極はダイオードＤ４１のカソー
ド側に接続され，ドレイン電極は電池Ａまたは電池Ｂの
正極側に接続されている。トランジスタＦＥＴ４３／Ｆ
ＥＴ４４のゲート電極はダイオードＤ４１のアノード側
に接続されると共に抵抗Ｒ４５を介してグランドに接地
されている。
が接続され外部より電力が供給されているとき，ＤＣ−
ＤＣコンバータ４０２にはダイオードＤ４１を介して外
部電力が印加され，ＤＣ−ＤＣコンバータ４０２は装置
が必要とする電圧を作成する。トランジスタＦＥＴ４３
／ＦＥＴ４４のソース電極はダイオードＤ４１のカソー
ド側に接続され，ドレイン電極は電池Ａまたは電池Ｂの
正極側に接続されている。トランジスタＦＥＴ４３／Ｆ
ＥＴ４４のゲート電極はダイオードＤ４１のアノード側
に接続されると共に抵抗Ｒ４５を介してグランドに接地
されている。
【０２２６】ＤＣ−ＩＮに電圧が印加されると，トラン
ジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４のゲートにＤＣ−ＩＮの
電圧が印加されるため，トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥ
Ｔ４４はｏｆｆ状態となる。トランジスタＦＥＴ４３／
ＦＥＴ４４の内部寄生ダイオードはドレイン側からソー
ス側へ向かって順方向となるためＤＣ−ＩＮ入力により
逆バイアス状態となり，ＤＣ−ＩＮ入力はトランジスタ
ＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４に阻止され二次電池に印加され
ることはない。
ジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４のゲートにＤＣ−ＩＮの
電圧が印加されるため，トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥ
Ｔ４４はｏｆｆ状態となる。トランジスタＦＥＴ４３／
ＦＥＴ４４の内部寄生ダイオードはドレイン側からソー
ス側へ向かって順方向となるためＤＣ−ＩＮ入力により
逆バイアス状態となり，ＤＣ−ＩＮ入力はトランジスタ
ＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４に阻止され二次電池に印加され
ることはない。
【０２２７】ＤＣ−ＩＮがｏｆｆ状態となり外部からの
電力が途絶えると，トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４
４の内部寄生ダイオードにより電池Ａおよび電池Ｂの電
力がＤＣ−ＤＣコンバータ４０２に供給される。同時に
トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４のゲート電極は抵
抗Ｒ４５により接地されているため，ソース電位に対し
て負の電圧を与えることとなりｏｎ状態となる。トラン
ジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４がｏｎとなることによ
り，電池Ａおよび電池Ｂの両方から放電が開始される。
電力が途絶えると，トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４
４の内部寄生ダイオードにより電池Ａおよび電池Ｂの電
力がＤＣ−ＤＣコンバータ４０２に供給される。同時に
トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４のゲート電極は抵
抗Ｒ４５により接地されているため，ソース電位に対し
て負の電圧を与えることとなりｏｎ状態となる。トラン
ジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４がｏｎとなることによ
り，電池Ａおよび電池Ｂの両方から放電が開始される。
【０２２８】トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４がｏ
ｎとなることで電池Ａおよび電池Ｂの正極同志が接続さ
れ，電池Ａと電池Ｂは並列接続状態となるが，電池Ａと
電池Ｂが同じように充電されていれば，電池Ａと電池Ｂ
の間で充放電が行われることはない。
ｎとなることで電池Ａおよび電池Ｂの正極同志が接続さ
れ，電池Ａと電池Ｂは並列接続状態となるが，電池Ａと
電池Ｂが同じように充電されていれば，電池Ａと電池Ｂ
の間で充放電が行われることはない。
【０２２９】ダイオードの順方向電圧降下は０．３５Ｖ
〜０．５５Ｖであるが，トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥ
Ｔ４４のｏｎ抵抗は１００ｍΩ以下にすることが可能で
あるため，ダイオードを挿入した場合に比してスイッチ
部での電力損失は数分の１に低減される。
〜０．５５Ｖであるが，トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥ
Ｔ４４のｏｎ抵抗は１００ｍΩ以下にすることが可能で
あるため，ダイオードを挿入した場合に比してスイッチ
部での電力損失は数分の１に低減される。
【０２３０】また，ダイオードＤ４１およびＤ４５によ
り電池からの出力がＤＣ−ＤＣコンバータ４０２以外へ
の電力流出を防止する。
り電池からの出力がＤＣ−ＤＣコンバータ４０２以外へ
の電力流出を防止する。
【０２３１】外部より電力が供給されているとき，二次
電池に対して電力が供給され充電が行われるのは，充電
が指示されており充電用定電流回路が動作し充電用の電
力を作成しているときだけである。充電用定電流回路が
停止しているときは，トランジスタＴｒ４１により回路
が遮断されるため電池への電力供給は行われない。
電池に対して電力が供給され充電が行われるのは，充電
が指示されており充電用定電流回路が動作し充電用の電
力を作成しているときだけである。充電用定電流回路が
停止しているときは，トランジスタＴｒ４１により回路
が遮断されるため電池への電力供給は行われない。
【０２３２】ＡＣアダプターにより外部より電力が供給
され充電用定電流回路が動作しているとき，充電器４０
０で作成された電力は，スイッチ用トランジスタＦＥＴ
４１またはＦＥＴ４２を経て電池Ａまたは電池Ｂを充電
する。電池Ａを充電するにはトランジスタＦＥＴ４１を
ｏｎとして電池Ａへの電流パスを閉じる。このときトラ
ンジスタＦＥＴ４２はｏｆｆ状態であるため定電流回路
からの電流は全て電池Ａを充電するのに使用される。
され充電用定電流回路が動作しているとき，充電器４０
０で作成された電力は，スイッチ用トランジスタＦＥＴ
４１またはＦＥＴ４２を経て電池Ａまたは電池Ｂを充電
する。電池Ａを充電するにはトランジスタＦＥＴ４１を
ｏｎとして電池Ａへの電流パスを閉じる。このときトラ
ンジスタＦＥＴ４２はｏｆｆ状態であるため定電流回路
からの電流は全て電池Ａを充電するのに使用される。
【０２３３】トランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４は，
ＤＣ−ＩＮからの電圧によりｏｆｆ状態にあり，またト
ランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４の内部寄生ダイオー
ドはＤＣ−ＩＮに対して逆バイアス状態にあるため，電
池Ａの充電電流がＤＣ−ＤＣコンバータ４０２側へ漏洩
することはない。同様に電池Ａの充電電流が電池Ｂ側へ
漏洩することはない。
ＤＣ−ＩＮからの電圧によりｏｆｆ状態にあり，またト
ランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４の内部寄生ダイオー
ドはＤＣ−ＩＮに対して逆バイアス状態にあるため，電
池Ａの充電電流がＤＣ−ＤＣコンバータ４０２側へ漏洩
することはない。同様に電池Ａの充電電流が電池Ｂ側へ
漏洩することはない。
【０２３４】従来方式と本方式との間で，回路構成上で
放電用のスイッチ回路が不要になった違いのほか，充放
電の制御方式に違いがある。
放電用のスイッチ回路が不要になった違いのほか，充放
電の制御方式に違いがある。
【０２３５】従来は，充電の開始から終了まで充電器が
充電対象電池に固定的に接続されたままの状態であり，
電池への充電電流は連続して流れていた。これに対し，
本方式は，充電開始から終了までの間に充電器４００が
複数の電池との間で時分割多重で接続される点が異な
り，電池への充電電流は不連続となり，パルス状に充電
される。
充電対象電池に固定的に接続されたままの状態であり，
電池への充電電流は連続して流れていた。これに対し，
本方式は，充電開始から終了までの間に充電器４００が
複数の電池との間で時分割多重で接続される点が異な
り，電池への充電電流は不連続となり，パルス状に充電
される。
【０２３６】電池を充電する方法として，電池に連続し
て電流を流す連続充電の手法と，パルス状に電流を流す
不連続充電の手法がある。パルス充電（不連続充電）で
は，電池に一定期間電流を流した後，休止サイクルを設
け，この充電サイクルと休止サイクルを交互に繰り返し
ながら充電していく。
て電流を流す連続充電の手法と，パルス状に電流を流す
不連続充電の手法がある。パルス充電（不連続充電）で
は，電池に一定期間電流を流した後，休止サイクルを設
け，この充電サイクルと休止サイクルを交互に繰り返し
ながら充電していく。
【０２３７】本方式では，パルス充電方式により電池に
一定期間電流を流した後，休止サイクルを設けるが，こ
の休止サイクルの間に別の電池に充電電流を流すことに
より，複数の電池を同時に充電しようとするものであ
る。
一定期間電流を流した後，休止サイクルを設けるが，こ
の休止サイクルの間に別の電池に充電電流を流すことに
より，複数の電池を同時に充電しようとするものであ
る。
【０２３８】このように，本方式によれば，装置の稼動
時間および瞬間的に放電可能な電流値を高めることを目
的として複数個の電池を並列接続した装置において，１
個の定電流回路で複数の二次電池を並列充電する充電制
御方式を実現することが可能となる。
時間および瞬間的に放電可能な電流値を高めることを目
的として複数個の電池を並列接続した装置において，１
個の定電流回路で複数の二次電池を並列充電する充電制
御方式を実現することが可能となる。
【０２３９】そのために，１個の定電流回路で複数の電
池に対する充電電流を個々に管理できるように，充電用
定電流回路と二次電池との間をｏｎ／ｏｆｆするための
スイッチ回路（トランジスタＦＥＴ４１／ＦＥＴ４２）
と，このスイッチ回路が同時にｏｎにならないように，
任意の時間において１個の二次電池とのみ接続されるよ
うに一定の時間で自動的に切り換えるための切換制御手
段４６０を設けたこと，およびスイッチ回路を時分割で
切り換えることにより，複数の二次電池に対して時分割
多重で充電を行うと共に，複数の電池に対する充電電流
を個々に管理できるようにしたことにより，複数の二次
電池の並列充電を行うようにしたことに特徴がある。
池に対する充電電流を個々に管理できるように，充電用
定電流回路と二次電池との間をｏｎ／ｏｆｆするための
スイッチ回路（トランジスタＦＥＴ４１／ＦＥＴ４２）
と，このスイッチ回路が同時にｏｎにならないように，
任意の時間において１個の二次電池とのみ接続されるよ
うに一定の時間で自動的に切り換えるための切換制御手
段４６０を設けたこと，およびスイッチ回路を時分割で
切り換えることにより，複数の二次電池に対して時分割
多重で充電を行うと共に，複数の電池に対する充電電流
を個々に管理できるようにしたことにより，複数の二次
電池の並列充電を行うようにしたことに特徴がある。
【０２４０】図１０は，図９に示す制御部４０３および
充電制御部４５０による制御フローチャートを示す。充
電の場合，図１０（Ａ）に示すように制御する。
充電制御部４５０による制御フローチャートを示す。充
電の場合，図１０（Ａ）に示すように制御する。
【０２４１】ＤＣ−ＩＮに外部から電力が供給される
と，図９に示すトランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４は
抵抗Ｒ４５によりｏｆｆ状態になる（Ｓ１）。ＤＣ−Ｉ
Ｎに外部から電力が供給されたことを確認したならば，
以下の処理を行う。まず，トランジスタＦＥＴ４１をｏ
ｎにし，トランジスタＦＥＴ４２をｏｆｆにする（Ｓ
２）。次に，ステップＳ３により，トランジスタＴｒ４
１をｏｎにする。
と，図９に示すトランジスタＦＥＴ４３／ＦＥＴ４４は
抵抗Ｒ４５によりｏｆｆ状態になる（Ｓ１）。ＤＣ−Ｉ
Ｎに外部から電力が供給されたことを確認したならば，
以下の処理を行う。まず，トランジスタＦＥＴ４１をｏ
ｎにし，トランジスタＦＥＴ４２をｏｆｆにする（Ｓ
２）。次に，ステップＳ３により，トランジスタＴｒ４
１をｏｎにする。
【０２４２】その後，トランジスタＦＥＴ４１をｏｎに
し，トランジスタＦＥＴ４２をｏｆｆにして，電池Ａに
充電する（Ｓ４）。ステップＳ５によりｔ秒間経過した
ことを検出したならば，次にトランジスタＦＥＴ４１を
ｏｆｆ，トランジスタＦＥＴ４２をｏｎにして，電池Ｂ
への充電を行う（Ｓ６）。これについても，ステップＳ
７によりｔ秒間の経過を待ち，ステップＳ８の判定によ
り充電終了を検出するまで，ステップＳ４〜Ｓ７を繰り
返す。充電が終了したならば，トランジスタＴｒ４１を
ｏｆｆにして充電制御を終了する。
し，トランジスタＦＥＴ４２をｏｆｆにして，電池Ａに
充電する（Ｓ４）。ステップＳ５によりｔ秒間経過した
ことを検出したならば，次にトランジスタＦＥＴ４１を
ｏｆｆ，トランジスタＦＥＴ４２をｏｎにして，電池Ｂ
への充電を行う（Ｓ６）。これについても，ステップＳ
７によりｔ秒間の経過を待ち，ステップＳ８の判定によ
り充電終了を検出するまで，ステップＳ４〜Ｓ７を繰り
返す。充電が終了したならば，トランジスタＴｒ４１を
ｏｆｆにして充電制御を終了する。
【０２４３】また，放電時の制御は，図１０（Ｂ）に示
すように行われる。
すように行われる。
【０２４４】ステップＳ１１において，ＤＣ−ＩＮへの
外部からの電力供給が切断されると，トランジスタＦＥ
Ｔ４３／ＦＥＴ４４は抵抗Ｒ４５により自動的にｏｎに
なる。電池Ａ，電池Ｂは同時に放電状態となる。従っ
て，ステップＳ１２においてロー・バッテリ（Ｌｏｗ
Ｂａｔｔ）を検出すると，電池は両方とも使い果たした
状態となっている。この場合には，ステップＳ１３によ
り，装置のロー・バッテリー処理を起動する。
外部からの電力供給が切断されると，トランジスタＦＥ
Ｔ４３／ＦＥＴ４４は抵抗Ｒ４５により自動的にｏｎに
なる。電池Ａ，電池Ｂは同時に放電状態となる。従っ
て，ステップＳ１２においてロー・バッテリ（Ｌｏｗ
Ｂａｔｔ）を検出すると，電池は両方とも使い果たした
状態となっている。この場合には，ステップＳ１３によ
り，装置のロー・バッテリー処理を起動する。
【０２４５】充電中のあらゆる時点で充電を中止して
も，両電池Ａ，Ｂの充電レベルは同じであるので，両電
池を同時に放電させても逆流したりすることはない。こ
の回路方式では，充電／放電とも両電池のレベルが同じ
ように推移することが特徴である。
も，両電池Ａ，Ｂの充電レベルは同じであるので，両電
池を同時に放電させても逆流したりすることはない。こ
の回路方式では，充電／放電とも両電池のレベルが同じ
ように推移することが特徴である。
【０２４６】上記制御フローにおける切替え時間の間隔
ｔは，秒単位程度の短い間隔が適当である。切替え時間
の間隔を長くすると，充電レベルの違いが出てくるため
望ましくない。上記充電制御部４５０における切換制御
手段４６０は，例えばマイクロコンピュータを利用した
ソフトウェア制御によって実現可能である。
ｔは，秒単位程度の短い間隔が適当である。切替え時間
の間隔を長くすると，充電レベルの違いが出てくるため
望ましくない。上記充電制御部４５０における切換制御
手段４６０は，例えばマイクロコンピュータを利用した
ソフトウェア制御によって実現可能である。
【０２４７】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
電池パックおよびその電池で作動する電子機器におい
て，スイッチ回路による放電時の電力損失をできるだけ
小さくして，電池の効率的利用を可能とする効果があ
る。
電池パックおよびその電池で作動する電子機器におい
て，スイッチ回路による放電時の電力損失をできるだけ
小さくして，電池の効率的利用を可能とする効果があ
る。
【図１】本発明およびそれに関連する発明のブロック図
である。
である。
【図２】本発明に関連する発明のブロック図である。
【図３】図１（Ｂ）の関連発明に対応する実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図４】図１（Ｂ）の関連発明に対応する他の実施の形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図５】図１（Ａ）の本発明に対応する実施の形態を示
す図である。
す図である。
【図６】図５に示す電池パック内の過放電防止制御回路
の詳細を示す図である。
の詳細を示す図である。
【図７】図２（Ａ）の関連発明に対応する実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図８】図７に示す制御回路の詳細を示す図である。
【図９】図２（Ｂ）の関連発明に対応する実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図１０】図９に示す実施の形態の制御フローチャート
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】従来方式（降圧型）の例を示す図である。
【図１２】従来方式（チョークコイル方式の昇圧型）の
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１３】従来方式（トランス結合方式の昇降圧型）の
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１４】過放電防止の従来方式の例を示す図である。
【図１５】従来の電池パック内の過放電防止回路の例を
示す図である。
示す図である。
【図１６】１個の充電器で２個の電池に充電する場合の
従来方式の例を示す図である。
従来方式の例を示す図である。
【図１７】従来の充放電の制御フローチャートを示す図
である。
である。
【図１８】２個の充電器で２個の電池に充電する場合の
従来方式の例を示す図である。
従来方式の例を示す図である。
１００ 電力消費装置 １１０ 充電制御部 １２０ 充電器 １３０ 定電流制御部 １４０ 充電可能な二次電池 １５０ スイッチ回路 ２００ 電池パック ２１０ 充電可能な二次電池 ２２０ 制御部 ２３０ 過放電防止用スイッチ回路 ２４０ 電池パックのプラス端子 ２５０ 電池パックのマイナス端子 ２６０ 放電制御用端子 ２７０ 装置（ＤＣ−ＤＣコンバータ） ２８０ 放電禁止／許可制御部 ３００ 充電器（定電圧定電流回路） ３１０ 充電の制御回路（定電圧定電流制御回路） ３２０，３３０ 電流測定用誤差増幅器 ３４０ 電圧制御用誤差増幅器 ３５０ 比較回路 ３６０，３７０ 二次電池 ４００ 充電器 ４１０，４２０ 二次電池 ４３０，４４０ スイッチ回路 ４５０ 充電制御部 ４６０ 切換制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−29554（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−98414（ＪＰ，Ａ) 国際公開94／10718（ＷＯ，Ａ１) 国際公開94／9527（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 H01M 10/42 - 10/48 301
Claims (12)
- 【請求項１】 充電可能な電池を有する電池パックにお
ける充放電制御装置であって， 電池の過放電を防止するためのスイッチ回路と， 電池の過放電を検出した場合に前記スイッチ回路のスイ
ッチをオフにする制御部と， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号を前記電池
パックの外部から受け取る入力端子とを有し， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，放電
を停止させることを指示する制御信号が前記入力端子か
ら入力された場合に，電池の放電を停止させるために前
記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする充放電制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の充放電制御装置におい
て， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号は，放電を
許可する第１の信号状態と放電を停止させることを指示
する第２の信号状態とを取り得る制御信号であり， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，前記
第２の信号状態の制御信号が前記入力端子から入力され
た場合に，前記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする充放電制御装置。 - 【請求項３】 電池パックであって， 充電可能な電池と， 充放電制御装置とからなり， 前記充放電制御装置は， 電池の過放電を防止するためのスイッチ回路と， 電池の過放電を検出した場合に前記スイッチ回路のスイ
ッチをオフにする制御部と， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号を前記電池
パックの外部から受け取る入力端子とを有し， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，放電
を停止させることを指示する制御信号が前記入力端子か
ら入力された場合に，電池の放電を停止させるために前
記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする電池パック。 - 【請求項４】 請求項３記載の電池パックにおいて， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号は，放電を
許可する第１の信号状態と放電を停止させることを指示
する第２の信号状態とを取り得る制御信号であり， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，前記
第２の信号状態の制御信号が前記入力端子から入力され
た場合に，前記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする電池パック。 - 【請求項５】 電池によって作動する電子機器におい
て， 電池から電力を供給する電池パックと， 前記電池パックから電池の電力が供給される電力消費回
路と， 前記電池パックに対して放電の停止を指示する制御信号
を生成する制御回路とからなり， 前記電池パックは， 充電可能な電池と， 充放電制御装置とを含み， 前記充放電制御装置は， 電池の過放電を防止するためのスイッチ回路と， 電池の過放電を検出した場合に前記スイッチ回路のスイ
ッチをオフにする制御部と， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号を前記電池
パックの外部から受け取る入力端子とを有し， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，放電
を停止させることを指示する制御信号が前記入力端子か
ら入力された場合に，電池の放電を停止させるために前
記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする電子機器。 - 【請求項６】 請求項５記載の電子機器において， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号は，放電を
許可する第１の信号状態と放電を停止させることを指示
する第２の信号状態とを取り得る制御信号であり， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，前記
第２の信号状態の制御信号が前記入力端子から入力され
た場合に，前記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする電子機器。 - 【請求項７】 電池パックの放電制御装置であって， 電池の過放電を防止するためのスイッチ回路と， 電池の過放電を検出した場合に前記スイッチ回路のスイ
ッチをオフにする制御部と， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号を前記電池
パックの外部から受け取る入力端子とを有し， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，放電
を停止させることを指示する制御信号が前記入力端子か
ら入力された場合に，電池の放電を停止させるために前
記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする放電制御装置。 - 【請求項８】 請求項７記載の放電制御装置において， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号は，放電を
許可する第１の信号状態と放電を停止させることを指示
する第２の信号状態とを取り得る制御信号であり， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，前記
第２の信号状態の制御信号が前記入力端子から入力され
た場合に，前記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする放電制御装置。 - 【請求項９】 電池パックであって， 充電可能な電池と， 放電制御装置とからなり， 前記放電制御装置は， 電池の過放電を防止するためのスイッチ回路と， 電池の過放電を検出した場合に前記スイッチ回路のスイ
ッチをオフにする制御 部と， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号を前記電池
パックの外部から受け取る入力端子とを有し， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，放電
を停止させることを指示する制御信号が前記入力端子か
ら入力された場合に，電池の放電を停止させるために前
記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする電池パック。 - 【請求項１０】 請求項９記載の電池パックにおいて， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号は，放電を
許可する第１の信号状態と放電を停止させることを指示
する第２の信号状態とを取り得る制御信号であり， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，前記
第２の信号状態の制御信号が前記入力端子から入力され
た場合に，前記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする電池パック。 - 【請求項１１】 電池によって作動する電子機器におい
て， 電池から電力を供給する電池パックと， 前記電池パックから電池の電力が供給される電力消費回
路と， 前記電池パックに対して放電の停止を指示する制御信号
を生成する制御回路とからなり， 前記電池パックは， 充電可能な電池と， 放電制御装置とを含み， 前記放電制御装置は， 電池の過放電を防止するためのスイッチ回路と， 電池の過放電を検出した場合に前記スイッチ回路のスイ
ッチをオフにする制御部と， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号を前記電池
パックの外部から受け取る入力端子とを有し， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，放電
を停止させることを指 示する制御信号が前記入力端子か
ら入力された場合に，電池の放電を停止させるために前
記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする電子機器。 - 【請求項１２】 請求項１１記載の電子機器において， 前記スイッチ回路を制御するための制御信号は，放電を
許可する第１の信号状態と放電を停止させることを指示
する第２の信号状態とを取り得る制御信号であり， 前記制御部は，電池の過放電が検出された場合と，前記
第２の信号状態の制御信号が前記入力端子から入力され
た場合に，前記スイッチ回路をオフにする ことを特徴とする電子機器。
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