JP3735870B2

JP3735870B2 - Battery device

Info

Publication number: JP3735870B2
Application number: JP04471794A
Authority: JP
Inventors: 守雄吉松
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1994-02-21
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: JPH07235333A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はバッテリー装置に関わり、特にニッケルカドミウム（以下ニッカドとする）電池等の充電可能な二次電池を内蔵し、例えば各種携帯用機器等の駆動電源として用いられるバッテリー装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、カムコーダー、携帯用のカセットプレーヤやディスクプレーヤ等の各種携帯用電子機器においては、一般に機器の駆動用電源として充電可能な二次電池が組み込まれたバッテリー装置が使用可能とされている。
このような二次電池としては、例えばニッケルカドミウム電池（ニッカド電池）やリチウムイオン電池等が知られており、これらの単二次電池を直列に接続する組電池とすることで、所要の直流電源電圧を有するバッテリー装置を得ることができる。
【０００３】
上記のようなバッテリー装置は例えば当該電子機器及び当該充電器に対して装着可能な形状の筐体に納められた電源パックとして構成されている。そして、バッテリー装置を当該電子機器本体の所定の位置に装着することで、互いの電極が接触してバッテリー装置から機器側に電源電圧が供給可能となる。そこで、例えば電子機器側の電源をオンとすればバッテリー装置内部の二次電池が放電して機器が駆動されることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例え当該電子機器の電源をオフにしていても、上記二次電池を内蔵するバッテリー装置を機器に装着したままの状態としておくと、負荷である電子機器に暗電流が流れ、二次電池の放電はわずかながらであってもこの間継続されることになる。そして、このような状態が長時間続くと、二次電池は過放電の状態を越えていわゆる深放電といわれる状態になる。
【０００５】
例えば、図４は一般的なニッカド電池の充電特性を示すものであり、縦軸に電池電圧、横軸に充電量を示している。
ニッカド電池を充電する場合には、例えばはじめに比較的小さなレベルの電流によるトリクル充電を行い、ある所定以上の電圧が得られた後に充電電流のレベルを上げて急速充電に移行する。そしてこの段階で図に示す−ΔＶが得られた時点で急速充電電流の供給を停止した後に再びトリクル充電を行い、この後にタイマーで設定された時間が経過すると充電を終了させるようにされる。このようにして、二次電池に対する適正な充電が行われる。
【０００６】
ところが、上述の深放電となった状態の二次電池に対して、上記した方法により充電を行うと、例えばはじめのトリクル充電によりどれだけ充電しても急速充電に移行するに足る所定以上の電圧が得られない不活性化の状態に陥る。従って、いったん二次電池がこの不活性化の状態になると、充電装置により充電を行っても適正な満充電の状態を得ることは出来なくなってしまうという問題を有している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では上記した問題点に鑑みて、電源オフの電子機器に長時間装着して放置した状態としても二次電池が深放電となることを防止できるバッテリー装置を得ることを目的とする。このため、二次電池の放電電流が流れるべき経路と、二次電池の充電電流が流れるべき経路を設ける共に、二次電池の放電電流が流れるべき経路に対しては導通のオン／オフが可能なスイッチ部を挿入する。そして、バッテリー装置に充電器が接続されている場合には動作せず、負荷が接続された場合のみ電源が供給され、該負荷である電子機器の電源がオフの場合でも負荷への放電が行われている際に、前記スイッチ部とアース間に直列に接続された電圧検出用抵抗の両端に生じる電圧の検出を行うことにより二次電池の電圧を検出可能な電圧検出部を設け、ここから出力される検出信号に基づいて、二次電池の電圧が所定値よりも低い場合にはスイッチ部がオフとされるように構成することとした。
また、電圧検出部の検出信号に基づいて二次電池の残量表示を行うように構成された残量表示部を設けることとした。
【０００８】
【作用】
上記構成によれば、二次電池が所定電圧より低くなった場合には負荷との接続が遮断されるため、負荷に流れる暗電流による二次電池の放電が行われなくなる。
【０００９】
【実施例】
図３は、本発明の実施例としてのバッテリー装置の外観を示す斜視図である。この図に示すバッテリー装置１の上面部に設けられている２は、ＬＥＤ２ａ及びＬＥＤ２ｂからなり、バッテリー残量を示すための表示部で、例えばＬＥＤ２ａ、２ｂはそれぞれ内蔵の二次電池が所定電圧以下となった場合に消灯するものとされ、この場合には、ＬＥＤ２ａにおいて設定されている所定電圧が、ＬＥＤ２ｂにて設定されている所定電圧よりも高いものとされる。すなわち、バッテリーの残量が充分とされる電圧まではＬＥＤ２ａ及びＬＥＤ２ｂが共に点灯し、ある程度残量が減少したものの当該電子機器の駆動は充分可能な電圧とされる場合ではＬＥＤ２ｂのみが点灯し、更に残量が減少して充電が必要な電圧とされるとＬＥＤ２ａ及びＬＥＤ２ｂが共に消灯するようにされる。
【００１０】
また、３は残量チェック用のチェックスイッチで、このチェックスイッチ３を１回押圧操作すると、そのときの二次電池の残量に応じて表示部２により残量表示を例えば数秒間程度の一定時間行うようにされる。なお、チェックスイッチ３を押圧している間だけ残量が表示されるようにすることも考えられる。また、上記表示部２による表示形態はＬＥＤにより消灯状態を含め３段階の表示を可能としているが、表示装置及び表示方法はこれに限定されるものではない。例えば残量表示の段階数の変更や、あるいはＬＣＤパネル等の他の表示装置や表示素子により表示するなど各種変更が可能である。
【００１１】
図１は、本実施例のバッテリー装置１の内部構成を示す図である。この図において、４は本実施例のバッテリー装置とは別体の充電器を示し、５は当該電子機器の回路を負荷として示している。
また、バッテリー装置１側において６、７はそれぞれプラス電極、マイナス電極を示し、実際にはバッテリー装置１の筐体の所定位置に設けられ、充電器４あるいは負荷５と接続される。
８は、充電可能な二次電池を示し、この場合にはニッカド単電池を複数直列に接続して所定レベルの電源電圧を有する組電池とされる。９はスイッチ部を示し、後述するように負荷接続時において二次電池８が所定電圧以上の場合にはオン状態とされるが、所定電圧より低くなるとオフ状態に切り替わるものとされる。また、このスイッチ部９は枠内に実線の矢印で示す方向にのみ電流が通過するものとする。なお、この場合にはスイッチ部９は実際には電子スイッチにより構成される。
また、上記スイッチ部９と並列に接続されるＤ₁ はダイオードを示し、図に示すように上記スイッチ部９とは逆の導通方向となるように接続される。
従って、このバッテリー装置１に充電器４が接続された場合にはダイオードＤ₁ を介して充電電流が流れ、一方、バッテリー装置１に負荷５が接続されている場合にはスイッチ部９を介して二次電池８の放電電流が流れる経路が形成されることになる。
【００１２】
１０は二次電池８の電圧を検出可能な電圧検出部を示している。そして本実施例の場合、この電圧検出部１０の検出信号はスイッチ部９および残量表示回路１１に対して供給される。すなわち、この検出信号に基づいてスイッチ部９のオン／オフ制御及びバッテリー残量の表示制御を行うことが可能になる。
【００１３】
また、３はチェックスイッチであり、先に図３にて説明したように実際にはバッテリー装置１の筐体に表出して設けられる。
１１は残量表示をなすための残量表示回路を示している。なお、この残量表示回路１１は実際には二次電池８の負極側に接続され、残量検出に用いる電流検出抵抗Ｒ₁ をその回路内に含んでいるものとされる。そして、上記残量表示回路１１と接続される２は残量表示が行われる表示部で、図３にて示したように例えば２つのＬＥＤにより段階的に残量を表示するようにされると共に、筐体に表出して設けられている。
【００１４】
次に、図２により電圧検出部１０の構成の一例を説明する。この図において５は負荷を示している。つまり、この図においてはバッテリー装置１に対して負荷が接続されている場合について示すものとされる。また、８は二次電池を、９はスイッチ部をそれぞれ示し、図１に示したものと同一とされる。そして、スイッチ部９とアース間に直列に接続されるＲ₄ は電圧検出用抵抗を示している。
また、Ｃはコンパレータを示し、例えば消費電力が非常に小さくても動作可能なＣ−ＭＯＳ回路等により構成される。このコンパレータＣの反転入力には電源電圧を抵抗Ｒ₂ 、Ｒ₃ により分圧して得られる電圧値が基準電圧として入力される。なお、図の（）内に示すように抵抗Ｒ₃ の代わりにここに所定のツェナー電圧を有するツェナーダイオードＺＤ₁ を図のように挿入して基準電圧を構成することができる。一方、非反転入力は図のようにスイッチ部９と電圧検出用抵抗Ｒ₅ との接続点と接続される。即ち、二次電池１により負荷５への放電が行われている際に抵抗Ｒ₄ の両端に生じる電圧が検出電圧として非反転入力に入力される。従って、基準電圧を設定する抵抗Ｒ₂ 、Ｒ₃ の抵抗値もこれに対応して設定される。
これによりコンパレータＣは、二次電池８があらかじめ設定された所定電圧以上とされる場合には検出信号としてＨレベルを出力し、所定電圧以下の場合にはＬレベルを出力することが可能となる。そして、この検出信号は図のようにスイッチ部９及び残量表示回路１１（図示省略）に対して入力される。Ｒ₅ は例えばスイッチ９をオンにホールドするための抵抗を示す。
【００１５】
また、電圧検出部１０が上記構成の場合、スイッチ部９については、コンパレータＣ（電圧検出部１０）から供給される検出信号がＨレベルである場合にはオン状態、Ｌレベルである場合にオフ状態となるようにされる。さらに、残量表示回路１１においては、電池両端の電圧に応じて、ＬＥＤ２ａ、ＬＥＤ２ｂを共に点灯あるいはＬＥＤ２ｂのみを点灯させるための表示制御を行うことになるが、電池両端の電圧が極端に低い場合には、ＬＥＤ２ａ、ＬＥＤ２ｂを共に消灯させるように制御することになる。
【００１６】
なお、電圧検出部１０の構成は上記回路に限定されるものではなく、二次電池８の電圧検出が可能に構成されていれば各種変更可能である。
例えば、コンパレータＣにヒステリシス特性を有するコンパレータを用い、図示しないが、負荷５とスイッチ部９の接続点と非反転入力を接続すると共に抵抗Ｒ₄ を省略することも考えられる。前述のようにスイッチ部９は実際には電子スイッチであることから、導通状態であってもいわゆるオン抵抗を有している。従って、この場合には上記オン抵抗によってスイッチ部９の両端に生じる電圧を検出用電圧とする。この構成における電圧検出部１０の動作としては、二次電池１の残量に余裕がある場合には、基準電圧よりもスイッチ部９の両端の電圧が高いためにコンパレータＣからはＨレベルが出力されてスイッチ部９がオンとなっている。そして、暗電流等の影響で二次電池１の残量が減少して基準電圧よりもスイッチ部９の両端の電圧が低くなった時点で、コンパレータＣの出力はＬレベルになる。これによりスイッチ部９はオフとなるが、このスイッチ部９がオフになって負荷５とアースが遮断されると、非反転入力に供給される電圧が再び上昇することになる。但し、上述のようにコンパレータＣがヒステリシス特性を有するので、コンパレータＣの非反転入力の電圧が上昇してもＬレベルの出力がホールドされてスイッチ部９はオフ状態が維持される。
また、マイクロコンピュータのソフトウェアにより上述してきた検出動作が可能なように構成することも考えられる。
【００１７】
そこで、上記構成における本実施例のバッテリー装置１の動作について説明することとする。
先ず、バッテリー装置１に対して充電器４を接続して二次電池８に対して充電を行う場合には充電器４から充電電流が供給されるため、バッテリー装置１内において電流の流れる方向は図の矢印Ａに示すようになる。
またこの場合、電圧検出部１０を動作させるための電源（例えば図２の場合ではコンパレータＣを駆動するための電源）を負荷５が接続された場合にのみ供給されるように構成して、上記のように充電器４が接続されている場合には、その動作をさせないようにされる。従って、このときにはスイッチ部９もオフ状態となる。
例えば、このとき二次電池８に対して流れた電流は抵抗Ｒ₁ を介することになるが、このとき上記のようにスイッチ部９は非導通状態であるため、この場合はダイオードＤ₁ を介してマイナス電極７に流れていく経路となる。これにより、二次電池８に対する充電が行われる。
また、本実施例では残量表示は充電時においても表示することが可能であり、この場合に示される残量とは即ち現在の充電量を示すことになる。例えば、バッテリー装置１を充電器４にセットして充電している時に、チェックスイッチ３を一回押圧操作すれば、残量表示回路１１では現在の充電量に応じて所定数秒間の表示が表示部２で行われるように動作することになる。
【００１８】
次に、バッテリー装置１に対して当該電子機器、即ち負荷５が接続された場合について説明する。
この場合には、バッテリー装置１内の二次電池８から放電電流が負荷に対して流れることから、バッテリー装置１内を流れる電流は充電器４を接続したときとは逆の図１の矢印Ｂに示す方向となる。この際、ダイオードＤ₁ には逆方向の電位がかかるため非導通状態となる。
従って、二次電池８に流れる電流の経路としては、スイッチ部９がオン状態であるとして、マイナス電極７からスイッチ部９、抵抗Ｒ₁ を介して二次電池８からプラス電極６に流れていくことになる。そこで例えば、負荷５で示される当該電子機器の電源をオンとすれば、二次電池８の電圧が電源電圧として負荷５で示される電子機器の回路に対して供給されて機器が動作することとなる。
【００１９】
次に、バッテリー装置１が上記のように負荷５（当該電子機器）と接続され、かつ、この負荷５である電子機器側の電源がオフとなっている場合について説明する。
例えば上記のような状態において、二次電池８の有する電源電圧が所定電圧値以上であるならば、電圧検出部１０からはＨレベルの検出信号が出力されるために、スイッチ部９はオンとされ導通状態にある。また同時に、電池両端のレベルがの残量表示回路に入力されていることから、この際チェックスイッチ３を一回押圧操作すれば、二次電池８の残量に応じてＬＥＤ２ａ，２ｂ両方あるいはＬＥＤ２ｂのみが点灯するように残量表示回路１で表示制御を行う。
ところで、上記の状態では負荷５側とバッテリー装置１がプラス・マイナス電極６、７を介してつながっているために、例えば負荷５である電子機器の電源がオフであっても、負荷５に暗電流が流れているために、これがスイッチ部９から抵抗Ｒ₁ を介して二次電池８に流れる。このため、二次電池８は徐々にではあるが放電が継続されて残量が次第に減少していき、これに伴って、二次電池８の電圧も低下していく。
この間、電圧検出部１０は検出動作を継続しているが、二次電池８の電圧が低下するに従って所定値以下となると、電圧検出部１０からはＨレベルに代わりＬレベルの検出信号が出力されることになる。これにより、スイッチ部９はオフ状態、つまり非導通となるため、二次電池８と負荷５との接続がオフとされたことになる。
従って、負荷５とバッテリー装置１間に流れる暗電流はほとんど流れなくなり、当該電子機器の電源をオフにした状態でバッテリー装置１をそのまま装着して、長時間放置しておいても、二次電池８が深放電の状態に陥ることが防止されることになる。
【００２０】
なお、電圧検出部１０は少なくとも負荷５が接続されているかぎりその検出動作を継続していることになるが、前述のように電圧検出部１０としては非常に少ない消費電力でも動作可能なように構成されていることから、電圧検出部１０に流すべき電流は負荷５に流れていた暗電流に比べて著しく小さいため、特に問題にはならない。
また、電池電圧が極端に低いが表示部２のＬＥＤ２ａ，２ｂを共に消灯させる、即ち、バッテリー装置１に対して充電を行う必要があるという意味の表示を行うようにする。例えば、ユーザーがこの状態でチェックスイッチ３を一回押圧操作すれば、表示部２のＬＥＤ２ａ，２ｂが共に点灯していないことからバッテリー装置１の充電が必要であることを認識することができる。
【００２１】
なお、本発明のバッテリー装置の実施例の構成は上記したものに限定されるものではなく、各種変更が可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施例では、電圧検出部１０の検出信号に基づいてスイッチ部９のオン／オフ制御及び表示に関する制御が可能とされているが、残量表示に関する部分（例えば、図１のチェックスイッチ３、残量表示回路１１、表示部２）を省略してスイッチ部９のみの制御を行うように構成することも可能である。
また、本発明は図４に示す充電特性を有するニッカド電池を内蔵するバッテリー装置に適用して好適なものであるが、他の種類の二次電池が内蔵されたバッテリー装置にも適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のバッテリー装置は、二次電池の電圧を検出する電圧検出部の検出信号に基づいて、二次電池の電圧が所定以下の場合にはスイッチ部をオフ状態として二次電池と負荷の経路を遮断することで、バッテリー装置が電源オフの電子機器に長時間装着されたままでも、二次電池が深放電となることを防止することができる。これにより二次電池が不活性化することも防止されるため、この後も充電器により充電を行ったときには適正に充電されたバッテリー装置を常に得ることができるという効果を有している。
また、残量表示回路について電圧検出部の検出信号に基づいて残量を表示可能なように構成することで、その表示動作をスイッチ部の動作と連動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバッテリー装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】本実施例の電圧検出回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本実施例のバッテリー装置の外観を示す斜視図である。
【図４】ニッカド電池の充電特性を示す図である。
【符号の説明】
１バッテリー装置
２表示部
２ａ，２ｂＬＥＤ
３チェックスイッチ
４充電器
５負荷
８二次電池
９スイッチ部
１０電圧検出部
１１残量表示回路
Ｃコンパレータ
Ｄ₁ ダイオード
Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ 、Ｒ₄ 抵抗[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a battery device, and more particularly to a battery device that incorporates a rechargeable secondary battery such as a nickel cadmium (hereinafter referred to as “nickel”) battery and is used as a driving power source for various portable devices.
[0002]
[Prior art]
For example, in various portable electronic devices such as a camcorder, a portable cassette player, and a disc player, generally, a battery device incorporating a rechargeable secondary battery can be used as a driving power source for the device.
As such a secondary battery, for example, a nickel cadmium battery (a nickel cadmium battery), a lithium ion battery, or the like is known, and a required direct current power source can be obtained by forming an assembled battery in which these single secondary batteries are connected in series. A battery device having a voltage can be obtained.
[0003]
The battery device as described above is configured, for example, as a power supply pack housed in a casing that can be attached to the electronic device and the charger. Then, by mounting the battery device at a predetermined position of the electronic device main body, the electrodes come into contact with each other, and the power supply voltage can be supplied from the battery device to the device side. Therefore, for example, when the power supply on the electronic device side is turned on, the secondary battery in the battery device is discharged and the device is driven.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, even if the power of the electronic device is turned off, if the battery device containing the secondary battery is left attached to the device, a dark current flows through the electronic device as a load, and the secondary battery This discharge is continued during this period even if it is slight. And when such a state continues for a long time, the secondary battery goes into the state of so-called deep discharge beyond the overdischarged state.
[0005]
For example, FIG. 4 shows the charging characteristics of a typical NiCd battery, with the vertical axis indicating the battery voltage and the horizontal axis indicating the amount of charge.
When charging a nickel-cadmium battery, for example, trickle charging is performed with a relatively small level of current first, and after a voltage of a predetermined level or higher is obtained, the level of the charging current is increased to shift to rapid charging. At this stage, when -ΔV shown in the figure is obtained, the supply of the rapid charging current is stopped, and then trickle charging is performed again. Thereafter, charging is terminated when the time set by the timer elapses. In this way, proper charging of the secondary battery is performed.
[0006]
However, when the secondary battery in the above-described deep discharge state is charged by the above-described method, for example, a voltage higher than a predetermined voltage sufficient to shift to rapid charge no matter how much charging is performed by the first trickle charge. Falls into the state of inactivation that cannot be obtained. Therefore, once the secondary battery is in an inactivated state, there is a problem that it is impossible to obtain a proper fully charged state even if charging is performed by the charging device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a battery device that can prevent a secondary battery from being deeply discharged even when it is left attached to a power-off electronic device for a long time. For this reason, a path through which the discharge current of the secondary battery should flow and a path through which the charge current of the secondary battery should flow are provided, and conduction can be turned on / off for the path through which the discharge current of the secondary battery should flow. Insert the correct switch. The battery device does not operate when a charger is connected, and power is supplied only when a load is connected. Even when the electronic device that is the load is turned off, the load is discharged. A voltage detection unit capable of detecting the voltage of the secondary battery by detecting the voltage generated across the voltage detection resistor connected in series between the switch unit and the ground. Based on the output detection signal, the switch unit is turned off when the voltage of the secondary battery is lower than a predetermined value.
In addition, the remaining amount display unit configured to display the remaining amount of the secondary battery based on the detection signal of the voltage detection unit is provided.
[0008]
[Action]
According to the above configuration, when the secondary battery becomes lower than the predetermined voltage, the connection with the load is cut off, so that the secondary battery is not discharged by the dark current flowing through the load.
[0009]
【Example】
FIG. 3 is a perspective view showing an external appearance of a battery device as an embodiment of the present invention. 2 provided on the upper surface of the battery device 1 shown in this figure is an indicator 2a and LED2b for indicating the remaining amount of the battery. For example, the LEDs 2a and 2b each have a built-in secondary battery of a predetermined voltage or less. In this case, the predetermined voltage set in the LED 2a is higher than the predetermined voltage set in the LED 2b. That is, both the LED 2a and the LED 2b are lit up to a voltage at which the remaining amount of the battery is sufficient, and only the LED 2b is lit when the remaining voltage has been reduced to some extent but the electronic device can be driven sufficiently. Further, when the remaining amount is reduced to a voltage that requires charging, both the LED 2a and the LED 2b are turned off.
[0010]
Also, 3 is a check switch for checking the remaining amount. When the check switch 3 is pressed once, the remaining amount is displayed on the display unit 2 according to the remaining amount of the secondary battery at that time, for example, a constant number of seconds. To be done for hours. It is also conceivable that the remaining amount is displayed only while the check switch 3 is pressed. Moreover, although the display form by the said display part 2 enables the display of 3 steps | paragraphs including a light extinction state by LED, a display apparatus and a display method are not limited to this. For example, various changes can be made, such as changing the number of stages of the remaining amount display, or displaying on another display device or display element such as an LCD panel.
[0011]
FIG. 1 is a diagram illustrating an internal configuration of the battery device 1 according to the present embodiment. In this figure, 4 is a charger separate from the battery device of this embodiment, and 5 is a circuit of the electronic device as a load.
On the battery device 1 side, reference numerals 6 and 7 denote a positive electrode and a negative electrode, respectively, which are actually provided at predetermined positions of the casing of the battery device 1 and connected to the charger 4 or the load 5.
Reference numeral 8 denotes a rechargeable secondary battery. In this case, a plurality of nickel-cadmium cells are connected in series to form an assembled battery having a predetermined level of power supply voltage. Reference numeral 9 denotes a switch unit. As will be described later, when the secondary battery 8 is at a predetermined voltage or higher when the load is connected, the switch unit 9 is turned on, but when the voltage is lower than the predetermined voltage, the switch is turned off. In addition, it is assumed that the current passes through the switch unit 9 only in the direction indicated by the solid arrow in the frame. In this case, the switch unit 9 is actually composed of an electronic switch.
D ₁ connected in parallel to the switch unit 9 represents a diode, and is connected so as to have a conduction direction opposite to that of the switch unit 9 as shown in the figure.
Accordingly, when the charger 4 is connected to the battery device 1, a charging current flows through the diode D ₁ , while when the load 5 is connected to the battery device 1, the switch device 9 is used. A path through which the discharge current of the secondary battery 8 flows is formed.
[0012]
Reference numeral 10 denotes a voltage detector capable of detecting the voltage of the secondary battery 8. In the case of this embodiment, the detection signal of the voltage detection unit 10 is supplied to the switch unit 9 and the remaining amount display circuit 11. That is, on / off control of the switch unit 9 and display control of the remaining battery level can be performed based on this detection signal.
[0013]
Reference numeral 3 denotes a check switch, which is actually provided on the casing of the battery device 1 as described above with reference to FIG.
Reference numeral 11 denotes a remaining amount display circuit for displaying the remaining amount. The remaining amount display circuit 11 is actually connected to the negative electrode side of the secondary battery 8 and includes a current detection resistor R ₁ used for detecting the remaining amount in the circuit. A display unit 2 connected to the remaining amount display circuit 11 displays the remaining amount. As shown in FIG. 3, for example, the remaining amount is displayed stepwise by two LEDs. , And is provided on the housing.
[0014]
Next, an example of the configuration of the voltage detection unit 10 will be described with reference to FIG. In this figure, 5 indicates a load. That is, this figure shows the case where a load is connected to the battery device 1. Reference numeral 8 denotes a secondary battery, and 9 denotes a switch unit, which is the same as that shown in FIG. R ₄ connected in series between the switch unit 9 and the ground indicates a voltage detection resistor.
C denotes a comparator, which is composed of, for example, a C-MOS circuit that can operate even when power consumption is very small. A voltage value obtained by dividing the power supply voltage by resistors R ₂ and R ₃ is input to the inverting input of the comparator C as a reference voltage. As shown in (), a reference voltage can be configured by inserting a Zener diode ZD ₁ having a predetermined Zener voltage in place of the resistor R ₃ as shown in FIG. On the other hand, the non-inverting input is connected to the connection point between the switch unit 9 and the voltage detection resistor R ₅ as shown in the figure. That is, the voltage generated at both ends of the resistor R ₄ when the secondary battery 1 is discharging to the load 5 is input to the non-inverting input as the detection voltage. Therefore, the resistance values of the resistors R ₂ and R ₃ for setting the reference voltage are also set correspondingly.
Accordingly, the comparator C can output an H level as a detection signal when the secondary battery 8 is set to a predetermined voltage or higher, and can output an L level when the secondary battery 8 is lower than the predetermined voltage. . This detection signal is input to the switch unit 9 and the remaining amount display circuit 11 (not shown) as shown in the figure. R ₅ represents, for example, a resistor for holding the switch 9 on.
[0015]
When the voltage detection unit 10 has the above configuration, the switch unit 9 is turned on when the detection signal supplied from the comparator C (voltage detection unit 10) is at the H level, and is turned off when the detection signal is at the L level. To be in a state. Further, in the remaining amount display circuit 11, display control is performed to turn on both the LED 2a and the LED 2b or to turn on only the LED 2b according to the voltage across the battery, but the voltage across the battery is extremely low. In this case, the LED 2a and the LED 2b are both controlled to be turned off.
[0016]
The configuration of the voltage detection unit 10 is not limited to the above circuit, and various modifications can be made as long as the voltage detection of the secondary battery 8 is possible.
For example, a comparator having hysteresis characteristics may be used as the comparator C, and although not shown, a connection point between the load 5 and the switch unit 9 and a non-inverting input may be connected and the resistor R ₄ may be omitted. As described above, since the switch unit 9 is actually an electronic switch, it has a so-called on-resistance even in a conductive state. Therefore, in this case, the voltage generated at both ends of the switch section 9 by the on-resistance is set as a detection voltage. As an operation of the voltage detection unit 10 in this configuration, when the remaining amount of the secondary battery 1 has a margin, the voltage at both ends of the switch unit 9 is higher than the reference voltage, so the comparator C outputs an H level. Thus, the switch unit 9 is turned on. When the remaining amount of the secondary battery 1 decreases due to the influence of dark current or the like and the voltage at both ends of the switch unit 9 becomes lower than the reference voltage, the output of the comparator C becomes L level. As a result, the switch unit 9 is turned off. However, when the switch unit 9 is turned off and the load 5 and the ground are cut off, the voltage supplied to the non-inverting input rises again. However, since the comparator C has hysteresis characteristics as described above, even if the voltage of the non-inverting input of the comparator C rises, the L level output is held and the switch unit 9 is maintained in the OFF state.
It is also conceivable that the detection operation described above can be performed by microcomputer software.
[0017]
Therefore, the operation of the battery device 1 of the present embodiment having the above configuration will be described.
First, when the charger 4 is connected to the battery device 1 and the secondary battery 8 is charged, a charging current is supplied from the charger 4. As shown by arrow A in the figure.
In this case, the power source for operating the voltage detector 10 (for example, the power source for driving the comparator C in the case of FIG. 2) is configured to be supplied only when the load 5 is connected. When the charger 4 is connected as described above, the operation is not performed. Accordingly, at this time, the switch unit 9 is also turned off.
For example, the current flowing to the secondary battery 8 at this time passes through the resistor R ₁ , but at this time, since the switch unit 9 is in a non-conductive state as described above, in this case, the current passes through the diode D ₁ . Thus, the path flows to the negative electrode 7. Thereby, the secondary battery 8 is charged.
In this embodiment, the remaining amount can be displayed even during charging. The remaining amount shown in this case indicates the current amount of charge. For example, if the check switch 3 is pressed once when the battery device 1 is set in the charger 4 and charged, the remaining amount display circuit 11 displays a display for a predetermined number of seconds according to the current charge amount. It will operate as done in part 2.
[0018]
Next, the case where the electronic device, that is, the load 5 is connected to the battery device 1 will be described.
In this case, since the discharge current flows from the secondary battery 8 in the battery device 1 to the load, the current flowing in the battery device 1 is the arrow B in FIG. 1 opposite to when the charger 4 is connected. It becomes the direction shown in. At this time, the reverse voltage is turned off because it takes the diode D _1.
Therefore, the path of the current flowing through the secondary battery 8 is that the switch unit 9 is in the ON state, and flows from the negative battery 7 to the positive electrode 6 through the switch unit 9 and the resistor R _1. It will be. Therefore, for example, when the power source of the electronic device indicated by the load 5 is turned on, the voltage of the secondary battery 8 is supplied as the power source voltage to the circuit of the electronic device indicated by the load 5 to operate the device. Become.
[0019]
Next, the case where the battery device 1 is connected to the load 5 (the electronic device) as described above and the power supply on the electronic device side that is the load 5 is turned off will be described.
For example, in the above-described state, if the power supply voltage of the secondary battery 8 is equal to or higher than a predetermined voltage value, since the voltage detection unit 10 outputs an H level detection signal, the switch unit 9 is turned on. Is in a conductive state. At the same time, since the levels at both ends of the battery are input to the remaining amount display circuit, if the check switch 3 is pressed once at this time, both the LEDs 2a and 2b or the LED 2b depending on the remaining amount of the secondary battery 8. Display control is performed by the remaining amount display circuit 1 so that only the light is lit.
By the way, in the above state, since the load 5 side and the battery device 1 are connected via the plus / minus electrodes 6 and 7, for example, even if the electronic device as the load 5 is turned off, the load 5 is darkened. Since current flows, this flows from the switch unit 9 to the secondary battery 8 via the resistor R ₁ . For this reason, although the secondary battery 8 is gradually discharged, the remaining amount gradually decreases, and along with this, the voltage of the secondary battery 8 also decreases.
During this time, the voltage detection unit 10 continues the detection operation. However, when the voltage of the secondary battery 8 falls below a predetermined value as the voltage of the secondary battery 8 decreases, the voltage detection unit 10 outputs an L level detection signal instead of the H level. Will be. As a result, the switch unit 9 is in an off state, that is, non-conducting, so that the connection between the secondary battery 8 and the load 5 is turned off.
Accordingly, the dark current flowing between the load 5 and the battery device 1 hardly flows, and even if the battery device 1 is mounted and left for a long time with the electronic device turned off, the secondary battery 8 is prevented from falling into a deep discharge state.
[0020]
The voltage detection unit 10 continues the detection operation as long as the load 5 is connected. However, as described above, the voltage detection unit 10 can operate with very low power consumption. Since it is configured, the current to be supplied to the voltage detection unit 10 is significantly smaller than the dark current that has been supplied to the load 5, so that there is no particular problem.
Further, although the battery voltage is extremely low, both the LEDs 2a and 2b of the display unit 2 are turned off, that is, the battery device 1 needs to be charged. For example, if the user presses the check switch 3 once in this state, it is possible to recognize that the battery device 1 needs to be charged because the LEDs 2a and 2b of the display unit 2 are not lit.
[0021]
The configuration of the embodiment of the battery device of the present invention is not limited to the above-described configuration, and it goes without saying that various modifications are possible. For example, in the above embodiment, on / off control and display control of the switch unit 9 can be performed based on the detection signal of the voltage detection unit 10, but a part related to the remaining amount display (for example, the check switch of FIG. 3, the remaining amount display circuit 11 and the display unit 2) may be omitted and only the switch unit 9 may be controlled.
Further, the present invention is suitable for application to a battery device incorporating a nickel-cadmium battery having charging characteristics shown in FIG. 4, but is also applicable to a battery device incorporating another type of secondary battery. .
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the battery device of the present invention, when the voltage of the secondary battery is equal to or lower than the predetermined value based on the detection signal of the voltage detection unit that detects the voltage of the secondary battery, the switch unit is turned off. By blocking the path between the battery and the load, it is possible to prevent the secondary battery from being deeply discharged even when the battery device is attached to the electronic device whose power is off for a long time. This also prevents the secondary battery from being deactivated, so that it is possible to always obtain a properly charged battery device when charged by a charger.
In addition, by configuring the remaining amount display circuit so that the remaining amount can be displayed based on the detection signal of the voltage detection unit, the display operation can be linked with the operation of the switch unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a battery device of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a voltage detection circuit according to the present exemplary embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the battery device according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing charging characteristics of a nickel cadmium battery.
[Explanation of symbols]
1 Battery device 2 Display part 2a, 2b LED
3 Check switch 4 Charger 5 Load 8 Secondary battery 9 Switch unit 10 Voltage detection unit 11 Remaining amount display circuit C Comparator D ₁ Diodes R ₁ , R ₂ , R ₃ , R ₄ resistance

Claims

A path through which the discharge current of the secondary battery should flow and a path through which the charge current of the secondary battery should flow are provided, and conduction can be turned on / off with respect to the path through which the discharge current of the secondary battery should flow. Insert the switch part,
It does not operate when a charger is connected to the battery device, power is supplied only when a load is connected, and even when the electronic device as the load is turned off, the load is discharged. A voltage detection unit capable of detecting the voltage of the secondary battery by detecting a voltage generated at both ends of a voltage detection resistor connected in series between the switch unit and the ground ,
The battery device, wherein the switch unit is configured to be turned off when a voltage of the secondary battery is lower than a predetermined value based on a detection signal of the voltage detection unit.

The battery device according to claim 1, further comprising a remaining amount display unit configured to display a remaining amount of the secondary battery based on a detection signal of the voltage detection unit.