JP3398703B2 - 放電回路及びデューティー比設定方法 - Google Patents

放電回路及びデューティー比設定方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電回路及びデュ
ーティー比設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、情報機器装置において、複数のバ
ッテリからの電源供給方式は、同一特性の電池による同
時放電が用いられていた。
【０００３】図４を参照して従来の電源供給方式を採用
した放電回路を説明する。図４に示した従来の放電回路
は、同一特性を有するバッテリ４及びバッテリ５と、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ３及び係るＤＣ／ＤＣコンバータ３
に接続されるスイッチング素子９及び装置負荷７とから
なる情報機器７とから構成されている。このような構成
からなる従来の放電回路は、スイッチング素子をＯＮと
して、バッテリ２及びバッテリ３を同時に放電すること
により、個々のバッテリに対する放電レートが低下し、
バッテリの利用効率を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
説明した従来の放電回路は、特性の異なるバッテリを接
続した場合、電圧の高いバッテリから先に放電される
為、バッテリ２及びバッテリ３の放電比率は電圧特性に
依存する。即ち、バッテリ２及びバッテリ３のうち、電
圧の高いバッテリから優先的に放電される。係る放電の
結果、電圧の高いバッテリは容量を失う。その結果とし
て電圧の低いバッテリのみの単独放電となるという問題
があった。従って、同時放電の利点を生かすことができ
なくなり、放電途中における個々のバッテリの残量バラ
ンスにばらつきが生じる。
【０００５】本発明は以上の従来技術における問題に鑑
みてなされたものであって、バッテリの電圧に依存する
ことなく同時放電を行うことができる放電回路及びデュ
ーティー比設定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】前記課題を解決する本出願第１の発明は、
少なくとも二以上のバッテリと、係るバッテリに接続す
る複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング
素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するＤＣ／ＤＣコンバータと
からなる放電回路であって、前記バッテリの容量を検出
し、係るバッテリの容量から導き出したバッテリの容量
比に基づいて前記複数のスイッチング素子相互間のスイ
ッチングタイミングを決定するデューティー比を算出
し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに前記デューティー比の
設定を行うデューティー比設定手段が前記ＤＣ／ＤＣコ
ンバータに接続されてなることを特徴とする放電回路で
ある。
【０００８】したがって、このような構成の放電回路に
よれば、バッテリの容量から導き出したバッテリの容量
比に基づいたデューティー比をＤＣ／ＤＣコンバータに
設定することができるため、バッテリの電圧に依存する
ことなく同時放電を行うことができ、複数のバッテリを
同時に使い切ることができる。
【０００９】また、本出願第２の発明は、前記デューテ
ィー比設定手段が、前記バッテリの残容量を検出し、係
る残容量から導き出したバッテリの容量比に基づいて新
たなデューティー比を算出し、前記ＤＣ／ＤＣコンバー
タに設定されたデューティー比の変更を行うデューティ
ー比変更手段を含むことを特徴とする。
【００１０】したがって、本出願第２の発明の放電回路
によれば、容量比に基づいてデューティー比を変更する
ことができるため、バッテリの電圧に依存することなく
同時放電を行うことができ、複数のバッテリを同時に使
い切ることができる。
【００１１】また、本出願第３の発明は、少なくとも二
以上のバッテリの容量を検出する工程と、検出された前
記バッテリの容量に基づいて、前記バッテリに接続され
た複数のスイッチング素子相互間のスイッチングタイミ
ングを決定するデューティー比を算出する工程と、係る
デューティー比を信号としてＤＣ／ＤＣコンバータに入
力し、係るＤＣ／ＤＣコンバータに前記デューティー比
の設定を行う工程とからなることを特徴とするデューテ
ィー比設定方法である。
【００１２】したがって、このような構成のデューティ
ー比設定方法によれば、バッテリの容量から導き出した
バッテリの容量比に基づいたデューティー比をＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータに設定することができるため、バッテリの
電圧に依存することなく同時放電を行うことができ、複
数のバッテリを同時に使い切ることができる。
【００１３】また、本出願第４の発明のデューティー比
設定方法は、前記バッテリの容量比が放電に伴って変化
した際にバッテリの残容量を検出する工程と、検出され
た前記バッテリの残容量から前記バッテリの残容量比を
導き出し、係るバッテリの残容量比から新たなデューテ
ィー比を算出する工程と、算出された新たなデューティ
ー比を信号としてＤＣ／ＤＣコンバータに入力し、係る
ＤＣ／ＤＣコンバータに設定されたデューティー比を変
更する工程とからなることを特徴とする。
【００１４】したがって、本出願第４の発明のデューテ
ィー比設定方法によれば、バッテリの容量比が変更され
ても、バッテリの容量から導き出したバッテリの残容量
比に基づいた新たなデューティー比をＤＣ／ＤＣコンバ
ータに設定し、予め設定されていたデューティー比を変
更することができるため、バッテリの電圧に依存するこ
となく同時放電を行うことができ、複数のバッテリを同
時に使い切ることができる。
【００１５】また、本出願第５の発明は、少なくとも二
以上のバッテリの容量を検出し、検出された前記バッテ
リの容量に基づいて、前記バッテリに接続された複数の
スイッチング素子相互間のスイッチングタイミングを決
定するデューティー比を算出し、係るデューティー比を
信号としてＤＣ／ＤＣコンバータに入力し、係るＤＣ／
ＤＣコンバータに前記デューティー比の設定を行うこと
を特徴とするデューティー比設定プログラムを記録した
記録媒体である。
【００１６】したがって、このような構成のデューティ
ー比設定プログラムによれば、バッテリの容量から導き
出したバッテリの容量比に基づいたデューティー比をＤ
Ｃ／ＤＣコンバータに設定することができるため、バッ
テリの電圧に依存することなく同時放電を行うことがで
き、複数のバッテリを同時に使い切ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態の同時
放電回路及びバッテリ同時放電方法につき図面を参照し
て説明する。
【００１８】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１の放電回路の構成を示す構成図である。
【００１９】本発明の実施の形態１の放電回路は、スイ
ッチング素子１及びスイッチング素子２を制御すること
でＤＣ電圧を変換するＤＣ／ＤＣコンバータ３と、ＤＣ
／ＤＣコンバータ３及びバッテリ４及びバッテリ５に接
続されるバッテリ制御部６と、負荷装置７からなる情報
機器８を有する。また、バッテリ４及びバッテリ５は、
前記情報機器１の電源を指す。バッテリ４は前記スイッ
チング素子１に接続され、バッテリ５は前記スイッチン
グ素子２に接続される。
【００２０】前記ＤＣ／ＤＣコンバータ３には、スイッ
チング素子１及びスイッチング素子２各々のＯＮ／ＯＦ
Ｆを制御するデューティーが設定される。係るデューテ
ィーは、所定のスイッチング素子がＯＮである時間とＯ
ＦＦである時間との比である。また、ＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３には、スイッチング素子１及びスイッチング素子
２相互間のスイッチングのタイミングを決定するデュー
ティー比が設定される。換言すると前記デューティー比
とは、バッテリ４に接続されたスイッチング素子１のデ
ューティーとバッテリ５に接続されたスイッチング素子
２のデューティーとの比である。
【００２１】また、前記バッテリ制御部６は、バッテリ
４及びバッテリ５の容量を検出し、検出されたバッテリ
４とバッテリ５との容量比からバッテリ４及びバッテリ
５を適切に放電させるためのデューティー比を算出す
る。また、このときの適切な放電とは、バッテリ４及び
バッテリ５を同時に使い切るように放電させることを指
す。算出されたデューティー比はデューティー制御信号
としてＤＣ／ＤＣコンバータ３に入力される。デューテ
ィー制御信号として入力されたデューティー比は、ＤＣ
／ＤＣコンバータ３にデューティー比を設定することが
できる。また、前記デューティー制御信号の入力は、ア
ナログ入力又はシリアル入力でも良い。
【００２２】次に、本発明の実施の形態１のバッテリ同
時発電回路及びバッテリ同時放電方法の動作につき図１
及び図２を参照して説明する。図２はＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３によって制御されるスイッチング素子１及びスイ
ッチング素子２の制御タイミングを示す図である。ま
た、本発明の実施の形態１のバッテリ同時発電回路及び
バッテリ同時放電方法の動作に関して、デューティー比
を１：２として説明する。また、図２に示したタイミン
グＡからタイミングＤまでの期間はＤＣ／ＤＣコンバー
タ３の動作周期を示し、タイミングＡからタイミングＣ
までの期間はスイッチング素子１及びスイッチング素子
２の制御タイミングの周期を示す。このとき、各タイミ
ングの長さは均等とする。
【００２３】まず、図１を参照して説明すると、バッテ
リ制御部６がバッテリ４及びバッテリ５の容量を検出
し、バッテリ４及びバッテリ５の容量比を算出する。算
出された容量比に基づいてデューティー比を導き出し、
係るデューティー比をデューティー制御信号として生成
する。生成されたデューティー制御信号は、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ３に対して出力される。デューティー制御信
号が入力されたＤＣ／ＤＣコンバータ３は、入力された
デューティー制御信号に基づいてデューティー比を設定
し、係るデューティー比によってスイッチング素子１及
びスイッチング素子２の制御を行う。また、スイッチン
グ素子１及びスイッチング素子２の制御とは、スイッチ
ング素子１及びスイッチング素子２のＯＮ／ＯＦＦ制御
を指す。
【００２４】次に、図２を参照してスイッチング素子１
及びスイッチング素子２の制御タイミングを説明する。
スイッチング素子１は、タイミングＡの期間はＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ３によって制御され、電源制御に必要とさ
れる間はＯＮ制御される。また、タイミングＢからタイ
ミングＣまでの期間のスイッチング素子１の制御は休止
状態となり、タイミングＤで再びＤＣ／ＤＣコンバータ
３によって制御される。また、前記休止状態とは、ＤＣ
／ＤＣコンバータ３によってスイッチング素子１が制御
されない状態を指し、通常はＯＦＦ状態となる。一方、
スイッチング素子２は、スイッチング素子１とは動作が
異なり、タイミングＡの期間においてＤＣ／ＤＣコンバ
ータ３の制御は休止状態となる。また、タイミングＢか
らタイミングＣまでの期間は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３
によって制御され、電源制御に必要とされる間はＯＮ制
御される。タイミングＤにおいては、スイッチング素子
２が再び休止状態となる。以上に説明したようにスイッ
チング素子１及びスイッチング素子２はタイミングＡか
らタイミングＢまでの動作をＤＣ／ＤＣコンバータ３の
制御によって繰り返す。
【００２５】また、動作途中でバッテリ４及びバッテリ
５が消耗され、バッテリ４とバッテリ５との容量比が変
わった場合、バッテリ制御部６が直ちにバッテリ４及び
バッテリ５の残容量から残容量比を導き出す。係る残容
量比から新たなデューティー比が算出され、新たなデュ
ーティー比をデューティー制御信号としてＤＣ／ＤＣコ
ンバータ３に入力する。係る動作によりＤＣ／ＤＣコン
バータ３に予め設定されているデューティー比は、新た
なデューティー比に変更される。
【００２６】また、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、図３に
示した同期整流型であっても良く、ステップアップコン
バータ（図示せず）又はリニアレギュレータ（図示せ
ず）であっても良い。
【００２７】更に、本実施の形態のバッテリ同時放電回
路ではバッテリ４及びバッテリ５を使用したが、３以上
のバッテリを使用しても良い。３以上のバッテリを使用
する場合、各バッテリに接続するスイッチング素子を設
ける。また、各バッテリに接続する態様で設けられた各
スイッチング素子の制御を行う為にＤＣ／ＤＣコンバー
タ３に設定されるデューティー比は、係る３以上のバッ
テリの容量比に基づいて決定される。また、容量比をデ
ューティー比としても良い。
【００２８】
【発明の効果】本発明の放電回路及びデューティー比設
定方法によれば、バッテリの電圧に依存することなく同
時放電を行うことができ、複数のバッテリを同時に使い
切ることができる。
【００２９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の放電回路を示す構成図
【図２】本発明の実施の形態１のＤＣ／ＤＣコンバータ
の制御タイミングを示す図
【図３】本発明の実施の形態１のＤＣ／ＤＣコンバータ
の別態様を示す構成図
【図４】従来の放電回路の構成を示す構成図
【符号の説明】
１ スイッチング素子 ２ スイッチング素子 ３ ＤＣ／ＤＣコンバータ ４ バッテリ ５ バッテリ ６ バッテリ制御部 ７ 情報機器

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも二以上のバッテリと、係るバッ
    テリに接続する複数のスイッチング素子と、前記複数の
    スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するＤＣ／ＤＣ
    コンバータとからなる放電回路であって、前記バッテリ
    の容量を検出し、係るバッテリの容量から導き出したバ
    ッテリの容量比に基づいて前記複数のスイッチング素子
    相互間のスイッチングタイミングを決定するデューティ
    ー比を算出し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに前記デュー
    ティー比の設定を行うデューティー比設定手段が前記Ｄ
    Ｃ／ＤＣコンバータに接続されてなることを特徴とする
    放電回路。
  2. 【請求項２】前記デューティー比設定手段が、前記バッ
    テリの残容量を検出し、係る残容量から導き出したバッ
    テリの容量比に基づいて新たなデューティー比を算出
    し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに設定されたデューティ
    ー比の変更を行うデューティー比変更手段を含むことを
    特徴とする請求項１に記載の放電回路。
  3. 【請求項３】少なくとも二以上のバッテリの容量を検出
    する工程と、検出された前記バッテリの容量からバッテ
    リの容量比を導き出し、係るバッテリの容量比から前記
    バッテリに接続された複数のスイッチング素子相互間の
    スイッチングタイミングを決定するデューティー比を算
    出する工程と、係るデューティー比を信号としてＤＣ／
    ＤＣコンバータに入力し、係るＤＣ／ＤＣコンバータに
    前記デューティー比の設定を行う工程とからなることを
    特徴とするデューティー比設定方法。
  4. 【請求項４】前記バッテリの容量比が放電に伴って変化
    した際にバッテリの残容量を検出する工程と、検出され
    た前記バッテリの残容量から前記バッテリの残容量比を
    導き出し、係るバッテリの残容量比から新たなデューテ
    ィー比を算出する工程と、算出された新たなデューティ
    ー比を信号としてＤＣ／ＤＣコンバータに入力し、係る
    ＤＣ／ＤＣコンバータに予め設定されたデューティー比
    を変更する工程とからなることを特徴とする請求項３に
    記載のデューティー比設定方法。
  5. 【請求項５】少なくとも二以上のバッテリの容量を検出
    し、検出された前記バッテリの容量に基づいて、前記バ
    ッテリに接続された複数のスイッチング素子相互間のス
    イッチングタイミングを決定するデューティー比を算出
    し、係るデューティー比を信号としてＤＣ／ＤＣコンバ
    ータに入力し、係るＤＣ／ＤＣコンバータに前記デュー
    ティー比の設定を行うことを特徴とするデューティー比
    設定プログラムを記録した記録媒体。
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