JP4098805B2 - 充放電システムおよび電子機器 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態にかかる充放電システムの概略ブロック図である。充放電システム10は、ノートPCなどの電子機器に搭載される。ノートPCは、ACアダプタ11による商用電源と二次電池から電源を得ることができる。充放電システム10においては、ACアダプタ11が交流電圧を直流電圧に変換して、ノートPCのシステム負荷43に電力を供給するとともに、充電器17を経由して電池ブロック33、35を充電する電力を供給する。ACアダプタ11が商用電源から電力を得ることができないときは、電池ブロック33、35からシステム負荷43に電力を供給する。ACアダプタ11は、一方のプラグ14をアウトレットに差し込み、他方のプラグをコンピュータの端子12に接続する。
つづいて、図1の充放電システム10の動作を図4、図5を参照して説明する。図4は、充放電システムの動作を説明するためにFET25、27、29、31の動作状態を模式的に示した図で、図5は、電池ブロック33、35の充電経過時間に対する電池容量を示す図ある。充放電システム10が動作する前提として図1に示すACアダプタ11からシステム負荷43に電力が供給され、FET13、15、19はオン状態でFET21はオフ状態に設定されているものとする。また、電池ブロック33、35はともに放電終止電圧まで放電した状態になっているものとする。
本実施の形態にかかる充放電システムは、好適にはハイブリッド電池パックを構成要素に含む。図9は、ハイブリッド電池パック105の基本構成を示すブロック図である。ハイブリッド電池パック105は、それぞれリチウム・イオン電池のセルが4個直列に接続された円筒形電池ブロック107と角形電池ブロック109を収納している。電池ブロック107、109は図1の電池ブロック33、35に対応している。
以上、本実施の形態をハイブリッド電池パックを構成要素とする充放電システムを例にして説明したが、本実施の形態にかかる充放電システムは、2つの電池パックからなるデュアル電池パックを構成要素に含むことができる。図10はデュアル電池パックを構成する一方の電池パックの基本構成を示すブロック図である。デュアル電池パックは、たとえば、一方の電池パック305を図6のハイブリッド電池パック105が装着されるベイに主電池パックとして装着し、同様の構成の他方の電池パック305をDVDドライブを取り外したマルチ・ベイ102に装着することで構成する。
101…システム本体
105…ハイブリッド電池パック
107…円筒形電池ブロック
109…角形電池ブロック
Claims (20)
- 第1の電池ブロックと、
イネーブル状態とディスエーブル状態に設定可能な第1の整流素子を含み前記第1の電池ブロックに対する充放電パスを形成する第1の充放電回路と、
前記第1の電池ブロックと構造の異なる第2の電池ブロックと、
イネーブル状態とディスエーブル状態に設定可能な第2の整流素子を含み前記第2の電池ブロックに対する充放電パスを形成する第2の充放電回路と、
前記第1の充放電回路または前記第2の充放電回路を経由して前記第1の電池ブロックまたは前記第2の電池ブロックから電力の供給を受けるシステム負荷と、
前記第1の充放電回路を経由して前記第1の電池ブロックに充電電流を供給し、前記第2の充放電回路を経由して前記第2の電池ブロックに充電電流を供給する充電器と、
前記第1の整流素子と前記第2の整流素子をともにイネーブル状態に設定して前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックを同時充電させる制御回路とを有し、
前記充電器は、前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックを同時充電するときに単独充電するときに比べて充電電圧を上昇させる充放電システム。 - 前記第1の充放電回路が前記制御回路で制御される第1の充電スイッチを含み、前記第2の充放電回路が前記制御回路で制御される第2の充電スイッチを含み、前記制御回路は、前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックが同時充電されている間に前記充電器の出力電圧が低下したとき、前記第1の整流素子をディスエーブル状態に設定し前記第1の充電スイッチをオン状態に設定し前記第2の充電スイッチをオフ状態に設定して前記第1の電池ブロックから前記システム負荷に電力を供給させることができる請求項1記載の充放電システム。
- 前記充電器は定電圧定電流制御方式を採用し、前記制御回路は、前記充電器の定電流制御により前記第1の電池ブロックだけを所定の容量まで充電し、つづいて前記充電器の定電流制御により前記第2の電池ブロックだけを所定の容量まで充電し、さらにつづいて、前記充電器の定電圧制御により前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックのそれぞれの残りの容量を同時充電するように前記第1の整流素子、前記第1の充電スイッチ、前記第2の整流素子、および前記第2の充電スイッチを制御する請求項2記載の充放電システム。
- 前記制御回路は、前記第1の電池ブロックまたは前記第2の電池ブロックから前記システム負荷に電力を供給するとき、前記第1の電池ブロックを放電終止電圧まで放電させた後に前記第2の電池ブロックの放電を開始するように前記第1の整流素子、前記第1の充電スイッチ、前記第2の整流素子、および前記第2の充電スイッチを制御する請求項2記載の充放電システム。
- 前記第1の整流素子と前記第2の整流素子が寄生ダイオードを備えるFETである請求項1記載の充放電システム。
- 第1の電池ブロックと、該第1の電池ブロック側にカソードが接続された寄生ダイオードを備える第1のFETを含む第1の充放電回路と、前記第1の電池ブロックと構造の異なる第2の電池ブロックと、該第2の電池ブロック側にカソードが接続された寄生ダイオードを備える第2のFETを含む第2の充放電回路と、前記第1のFETと前記第2のFETを制御する制御回路と、前記第1の充放電回路と前記第2の充放電回路に接続された電源端子とを備えるハイブリッド電池パックと、
定電圧定電流制御方式を採用し前記電源端子から充電電流を供給する充電器と、
前記電源端子を経由して前記第1の電池ブロックまたは前記第2の電池ブロックのいずれか一方から電力の供給を受けるシステム負荷とを有し、
前記制御回路は、前記第1のFETと前記第2のFETをともにオフ状態に設定して前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックを同時充電させ、前記充電器は、同時充電するときの充電電圧を単独充電するときの充電電圧より上昇させる充放電システム。 - 前記充電器が定電圧制御で充電するときに前記制御回路は前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックを同時充電させる請求項6記載の充放電システム。
- 前記第1の充放電回路が前記第1の電池ブロック側にアノードが接続された寄生ダイオードを備える第3のFETを含み、前記第2の充放電回路が前記第2の電池ブロック側にアノードが接続された寄生ダイオードを備える第4のFETを含み、前記制御回路は、前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックが同時充電されている間に前記充電器の出力電圧が低下したとき前記第1のFETと前記第3のFETをオン状態に設定し前記第4のFETをオフ状態に設定して前記第1の電池ブロックから前記システム負荷に電力を供給させることができる請求項6記載の充放電システム。
- 前記第1のFETおよび前記第2のFETがそれぞれ前記第1の電池ブロックおよび前記第2の電池ブロックに対する過放電防止機能を有し、前記第3のFETおよび前記第4のFETがそれぞれ前記第1の電池ブロックおよび前記第2の電池ブロックに対する過充電防止機能を有する請求項8記載の充放電システム。
- 前記制御回路は、前記充電器の定電流制御により前記第1の電池ブロックだけを所定の容量まで充電し、つづいて前記充電器の定電流制御により前記第2の電池ブロックだけを所定の容量まで充電し、さらにつづいて前記充電器の定電圧制御により前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックのそれぞれの残りの容量を同時充電するように前記第1のFET、前記第2のFET、前記第3のFETおよび前記第4のFETを制御する請求項8記載の充放電システム。
- 前記ハイブリッド電池パックが、前記充電器の出力電圧の低下を検出する電源検出部を有する請求項6記載の充放電システム。
- 前記ハイブリッド電池パックが、前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックとを制限抵抗で接続した過放電防止回路を有する請求項6記載の充放電システム。
- 第1の電池ブロックと、該第1の電池ブロック側にカソードが接続された寄生ダイオードを備える第1のFETを含む第1の充放電回路とを有する第1の電池パックと、
前記第1の電池ブロックと構造が異なる第2の電池ブロックと、該第2の電池ブロック側にカソードが接続された寄生ダイオードを備える第2のFETを含む第2の充放電回路とを有する第2の電池パックと、
定電圧定電流制御方式を採用し、前記第1の充放電回路を経由して前記第1の電池ブロックに充電電流を供給し、前記第2の充放電回路を経由して前記第2の電池ブロックに充電電流を供給する充電器と、
前記第1の電池ブロックまたは前記第2のブロックのいずれか一方から電力の供給を受けるシステム負荷と、
前記第1のFETと前記第2のFETをともにオフ状態に設定して前記充電器に前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックを同時充電させる制御回路とを有し、
前記充電器は、前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックを同時充電するときに単独充電するときに比べて充電電圧を上昇させる充放電システム。 - 前記第1の充放電回路が過充電防止用の第3のFETを含み、前記第2の充放電回路が過充電防止用の第4のFETを含む請求項13記載の充放電システム。
- 前記制御回路は、前記充電器の定電流制御により前記第1の電池パックだけを所定の容量まで充電し、つづいて前記充電器の定電流制御により前記第2の電池パックだけを所定の容量まで充電し、さらにつづいて、前記充電器の定電圧制御により前記第1の電池パックと前記第2の電池パックのそれぞれの残りの容量を同時充電するように前記第1のFET、前記第2のFET、前記第3のFETおよび前記第4のFETを制御する請求項14記載の充放電システム。
- 前記制御回路は、前記第1の電池パックまたは前記第2の電池パックから前記システム負荷に電力を供給するとき、前記第1の電池ブロックを最終放電電圧まで放電させた後に前記第2の電池ブロックの放電を開始するように前記第1のFET、前記第2のFET、前記第3のFET、および前記第4のFETを制御する請求項14記載の充放電システム。
- システム負荷と、
前記システム負荷に電力を供給する第1の電池ブロックと、
イネーブル状態とディスエーブル状態に設定可能な第1の整流素子を含み前記第1の電池ブロックに対する充放電パスを形成する第1の充放電回路と、
前記システム負荷に電力を供給し前記第1の電池ブロックと構造の異なる第2の電池ブロックと、
イネーブル状態とディスエーブル状態に設定可能な第2の整流素子を含み前記第2の電池ブロックに対する充放電パスを形成する第2の充放電回路と、
前記第1の充放電回路を経由して前記第1の電池ブロックに充電電流を供給し、前記第2の充放電回路を経由して前記第2の電池ブロックに充電電流を供給する充電器と、
前記第1の整流素子と前記第2の整流素子をともにイネーブル状態に設定して前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックを同時充電させる制御回路とを有し、
前記充電器は、前記第1の電池ブロックと前記第2の電池ブロックを同時充電するときに単独充電するときに比べて充電電圧を上昇させる電子機器。 - 前記第1の電池ブロックと前記第1の充放電回路と前記第2の電池ブロックと前記第2の充放電回路と前記制御回路とがハイブリッド電池パックに収納されている請求項17記載の電子機器。
- 前記第1の電池ブロックと前記第1の充放電回路が第1の電池パックに収納され、前記第2の電池ブロックと前記第2の充放電回路が第2の電池パックに収納されている請求項17記載の電子機器。
- 前記第2の電池パックが装着される前記電子機器のベイに電池パック以外の周辺機器を装着することができる請求項19記載の電子機器。
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