JP5737766B2

JP5737766B2 - Portable power supply

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Publication number: JP5737766B2
Application number: JP2013042616A
Authority: JP
Inventors: 中村　正一; 正一中村
Original assignee: 中村　正一; 正一中村; 日本エー・シー・ピー株式会社
Priority date: 2013-03-05
Filing date: 2013-03-05
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2033-03-05
Also published as: JP2014171348A

Description

本発明は、外部の電気・電子機器にバッテリー電源を供給する携帯用電源装置に関する。 The present invention relates to a portable power supply device that supplies battery power to an external electric / electronic device.

携帯電話器、携帯用パソコン、移動用医療機器、電動工具等の移動可能な外部機器に電源を供給する携帯用電源装置に関しては、商用電源を直流電力に変換する電源変換回路によって充電可能な電源装置側二次電池を備えて、電源変換回路からの直流電力又は充電装置側二次電池からの放電電力を外部機器の内蔵二次電池に充電し、外部機器が商用電源から切り離されても充電装置側二次電池から給電することで、外部機器の移動と共に携帯可能な充電装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。 For portable power supply devices that supply power to movable external devices such as mobile phones, portable personal computers, mobile medical devices, electric tools, etc., a power supply that can be charged by a power conversion circuit that converts commercial power to DC power A device-side secondary battery is provided to charge DC power from the power converter circuit or discharge power from the charging device-side secondary battery to the built-in secondary battery of the external device, and charge even if the external device is disconnected from the commercial power supply. 2. Description of the Related Art A charging device that is portable along with movement of an external device by supplying power from a device-side secondary battery is known (see, for example, Patent Document 1).

また、外部機器に電力を供給する二次電池を内蔵した携帯用電源装置として、内部に二次電池を収納する本体ケースの端面に二次電池を充電するための電力を外部から受けるための受電端子と外部の電気機器に電力を供給するための給電端子とを形成し、二次電池の電力を給電端子から供給する出力電力に変換する変換回路を実装した電源装置が知られている（特許文献２を参照）。 In addition, as a portable power supply device with a built-in secondary battery that supplies power to external devices, it receives power from the outside for charging the secondary battery to the end surface of the main body case that houses the secondary battery. 2. Description of the Related Art A power supply device is known in which a terminal and a power supply terminal for supplying power to an external electrical device are formed, and a conversion circuit that converts the power of a secondary battery into output power supplied from the power supply terminal is mounted (patent) Reference 2).

特開２００７−３２５３９０号公報JP 2007-325390 A 特開２０１２−２０５３７１号公報JP 2012-205371 A

しかしながら、特許文献１の携帯用電源装置は電源装置側二次電池を補助電池として用いているために、外部機器を長時間に亘って作動させることができず、特に、医療機器や電動工具のように作業により長時間に亘って使用される機器の電源装置としては不向きであった。しかも、この充電装置は接続される機器の専用の充電装置のため、種々の外部機器に共通して使用できるようには構成されていない。 However, since the portable power supply of Patent Document 1 uses the power supply side secondary battery as an auxiliary battery, the external device cannot be operated for a long time. Thus, it is not suitable as a power supply device for equipment used for a long time by work. Moreover, since this charging device is a dedicated charging device for the connected device, it is not configured to be used in common with various external devices.

一方、特許文献２の電源装置では、ＬＥＤ照明、電気カミソリ、電動歯ブラシ、電動ボウルやハンドミキサーなどによる外部機器を本体ケースに被せるキャップ形状にて構成し、このキャップ部をアタッチメントとして交換自在とすることで汎用性を有する携帯可能な電源装置となっている。しかし、この電源装置からは、本体ケースに適合するキャップの形状に構成した外部機器のみしか接続して電源の供給を受けることができず、自ずと利用範囲が限定されている。 On the other hand, in the power supply device of Patent Document 2, an external device such as LED lighting, an electric razor, an electric toothbrush, an electric bowl or a hand mixer is configured in a cap shape so that the main body case is covered, and this cap portion can be replaced as an attachment. Thus, the portable power supply device has versatility. However, from this power supply device, only an external device configured in the shape of a cap suitable for the main body case can be connected to receive power supply, and the range of use is naturally limited.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電源を供給する各種の外部機器を電源装置に適合させる形状に変更することなく使用でき、しかも長時間に亘り電源を供給可能な携帯用電源装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and can be used without changing various external devices for supplying power to a shape suitable for the power supply apparatus, and can supply power for a long time. A power supply device is provided.

上記課題を解決するために、本発明による携帯用電源装置は、移動可能な外部機器に電源を供給する携帯用電源装置であって、商用電源を直流電力に変換して出力すると共に前記商用電源とは切り離し自在な直流電源回路と、前記直流電源回路からの直流電力により充電可能な複数の二次電池を含むバッテリー電源部と、充電時に前記バッテリー電源部への充電経路を形成する充電切換回路と、前記二次電池ごとに端子電圧を監視して、放電による電圧低下及び前記充電時における充電異常を検知して表示する表示部を含む充電管理部と、電源を供給する複数の前記外部機器の各動作電圧に応じて前記バッテリー電源部の電圧を変更するＤＣ−ＤＣコンバータを含み、前記外部機器の電源入力端の形状に適合する各種の電源出力端からＤＣ−ＤＣ変換した所定の直流電源を出力する電源出力部と、前記直流電源回路、前記充電管理部、前記充電切換回路及び前記電源出力部を内蔵するケースと、人が胴部に巻いて前記バッテリー電源部と前記ケースとを保持するベルトと、を備え、前記ケースには、接続される前記外部機器の前記電源入力端の形状に適合する各種の前記電源出力端を配置したことを特徴にしている。 In order to solve the above-mentioned problems, a portable power supply device according to the present invention is a portable power supply device that supplies power to a movable external device, and converts the commercial power supply into DC power and outputs it, and the commercial power supply A detachable DC power supply circuit, a battery power supply unit including a plurality of secondary batteries that can be charged by DC power from the DC power supply circuit, and a charge switching circuit that forms a charging path to the battery power supply unit during charging When the monitor terminal voltage for each battery, a plurality of the external device supplies a charging management unit, a power supply including a display unit that displays to detect the abnormal charge in the voltage drop and when the charging by discharge Including a DC-DC converter that changes the voltage of the battery power supply unit according to each of the operating voltages, and from various power output terminals suitable for the shape of the power input terminal of the external device. A power supply output unit for outputting a predetermined DC power to C conversion, the DC power supply circuit, the charge management unit, a case which incorporates the charging switching circuit and the power supply output section, the battery power human wound on the body portion And a belt for holding the case, and the case is characterized in that various types of the power supply output terminals suitable for the shape of the power supply input terminal of the external device to be connected are arranged in the case. .

このとき、前記ケースの表面には、規格に準拠した各種の前記電源出力端を備えて、適合している外部機器の電源入力端と接続されるが、ＵＳＢ形式による電源出力端も含まれる。 At this time, the surface of the case is provided with various power output terminals conforming to the standard and is connected to a power input terminal of a compatible external device, but includes a power output terminal in a USB format .

前記充電管理部は、前記充電異常をインジケータの点灯又は報知器からの警告によって前記表示部に表示する。さらに、前記表示部では、充電時における前記二次電池の個々の充電完了を表示してもよい。 The charge management unit displays the charging abnormality on the display unit by turning on an indicator or a warning from an alarm . Further, in the display unit may display the individual charging completion of the secondary battery during charging.

そして、この携帯用電源装置は、例えば、作業者が頭部に被るヘルメット又はヘッドバンドに装着するＬＥＤスポットライトや撮像装置を外部機器として直流電源を供給する。 And this portable power supply device supplies DC power, for example, using an LED spotlight or an imaging device worn by a worker on a helmet or headband worn on the head as an external device.

本発明によれば、複数の二次電池を含むバッテリー電源部を保持具により保持して作業者の体に装着するために、大容量のバッテリー電源を確保して携帯することができる。そのため、屋外においても電動工具などの外部機器を長時間作動させて作業を行うことができる。また、医療分野においては、特に長時間に亘る手術や院外での診察等において患部を照らすスポットライトや医療機器の動作時間を充分確保することができる。 According to the present invention, a battery power supply unit including a plurality of secondary batteries is held by a holder and attached to an operator's body, so that a large-capacity battery power supply can be secured and carried. Therefore, it is possible to work by operating an external device such as an electric tool for a long time even outdoors. Also, in the medical field, it is possible to ensure sufficient operating time of spotlights and medical devices that illuminate the affected area, especially during long-time surgery and medical examinations outside the hospital.

しかも、複数の二次電池ごとに充電を監視して充電異常を表示するために、異常の二次電池を速やかに交換してバッテリー電源を最良な状態に保全しておくことができる。 Moreover, in order to monitor charging for each of the plurality of secondary batteries and display the charging abnormality, it is possible to quickly replace the abnormal secondary battery and keep the battery power supply in the best state.

そして、電源出力部には、電源を供給する複数の外部機器の各動作電圧に応じてバッテリー電源部の電圧を降圧または昇圧して、外部機器の電源入力部の形状に適合している電源出力端から直流電源を供給するために種々の外部機器に利用可能な汎用性の高い携帯用電源装置が提供される。 The power supply output unit steps down or boosts the voltage of the battery power supply unit according to the operating voltage of the plurality of external devices supplying power, and the power supply output conforms to the shape of the power supply input unit of the external device A highly versatile portable power supply that can be used for various external devices to supply DC power from the end is provided.

本発明の実施形態に係る携帯用電源装置の回路構成を示す。1 shows a circuit configuration of a portable power supply device according to an embodiment of the present invention. 充電時における時間の経過とバッテリー電圧の変化を示す。Shows the passage of time and the change in battery voltage during charging. 本発明の実施形態に係る携帯用電源装置における充電管理部の構成をブロックで示す。The structure of the charge management part in the portable power supply device which concerns on embodiment of this invention is shown with a block. ＤＣ−ＤＣコンバータの構成例を示す。The structural example of a DC-DC converter is shown. ＤＣ−ＤＣコンバータの動作を波形で示す。The operation of the DC-DC converter is shown as a waveform. 本発明の実施形態に係る携帯用電源装置の外観構成図。The external appearance block diagram of the portable power supply device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る携帯用電源装置から給電されるＬＥＤスポットライト及びビデオカメラが取り付けられるヘッドバンドの外観図。1 is an external view of a headband to which an LED spotlight and a video camera supplied with power from a portable power supply device according to an embodiment of the present invention are attached. ＬＥＤスポットライトに定電流を供給する駆動回路の一例を示す。An example of the drive circuit which supplies a constant current to LED spotlight is shown. 本発明に係る携帯用電源装置の全体動作を説明するフローチャート。4 is a flowchart for explaining the overall operation of the portable power supply device according to the present invention. 図９に続いて本発明に係る携帯用電源装置の全体動作を説明するフローチャート。10 is a flowchart for explaining the overall operation of the portable power supply device according to the present invention following FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１において、直流電源回路３は、商用電源１１から電源トランス１２に印加される交流電圧を降圧して、整流回路１３および平滑回路１４を通し直流電圧に変換した後、トランジスタ９を通してバッテリー電源部１に充電電流を供給する。このとき、差動増幅器１５は、定電圧ダイオードによる基準電圧Ｖ_Ｚと、出力電圧Ｖ_０を抵抗Ｒ_１、Ｒ_２で分圧した電圧Ｖ_Ｓとを比較し、Ｖ_ＺとＶ_Ｓとが常に等しくなるようにトランジスタ９へ信号を出力して出力電圧を安定化させている。 In FIG. 1, a DC power supply circuit 3 steps down an AC voltage applied from a commercial power supply 11 to a power transformer 12, converts it to a DC voltage through a rectifier circuit 13 and a smoothing circuit 14, and then passes a battery power supply unit through a transistor 9. 1 is supplied with a charging current. At this time, the differential amplifier 15 compares the reference voltage V _Z by the constant voltage diode with the voltage V _{S obtained by} dividing the output voltage V ₀ by the resistors R ₁ and R ₂ , and V _Z and V _S are always The output voltage is stabilized by outputting a signal to the transistor 9 so as to be equal.

バッテリー電源部１は複数の二次電池１_１乃至１_ｎを直列接続して構成されており、その端子Ａ、Ｂに直流電源回路３から定電流定電圧が供給さてれ充電が行われる。充電切換回路４は、バッテリー電源部１への充電と同時に通電されて、接点Ｓ１を閉止すると共に接点Ｓ２を開放する。これにより、バッテリー電源部１は接点Ｓ１を通して直流電源回路３によって充電される。 The battery power supply unit 1 is configured by connecting a plurality of secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n in series, and charging is performed by supplying a constant current and a constant voltage from the DC power supply circuit 3 to its terminals A and B. The charge switching circuit 4 is energized simultaneously with the charging of the battery power supply unit 1 to close the contact S1 and open the contact S2. Thereby, the battery power supply unit 1 is charged by the DC power supply circuit 3 through the contact S1.

充電管理部５は、バッテリー電源部１の充電時において、二次電池１_１乃至１_ｎの個々の充電状況から充電の完了又は充電の異常を検知するものである。図２は、二次電池１_１乃至１_ｎに充電を行うときの個々の二次電池の端子電圧Ｖｃの時間軸での変化を示しており、バッテリー電源部１のバッテリー電圧は、接点Ｓ１の閉止による充電開始のｔ_０から一定時間後のｔ_１まで徐々に上昇していき、その後、一定となる。しかし、二次電池が不良であると、ｔ_０から急激に上昇するか、または上昇しない。そこで、ｔ_１近辺での電圧Ｖｃの変化を確認することで充電の異常を検知することができる。 When the battery power supply unit 1 is charged, the charge management unit 5 detects charging completion or charging abnormality from the individual charging statuses of the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n . FIG. 2 shows changes in the time axis of the terminal voltage Vc of each secondary battery when charging the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n. The battery voltage of the battery power supply unit 1 is the voltage at the contact S1. It gradually rises from t _{0 at the} start of charging due to closing to t ₁ after a certain time, and then becomes constant. However, when the secondary battery is defective, or rapidly increases from t _0, or does not increase. Therefore, it is possible to detect the abnormality of the charging by checking the change in the voltage Vc in the vicinity of t _1.

また、充電時に二次電池に流れる電流からも充電の完了又は充電の異常を検知することができる。図示しないが、二次電池１_１乃至１_ｎは正常な場合、充電開始後から一定時間は最大電流が流れるが、この電流はある時点から徐々に減少していく特性を示す。よって、この時間による電流変化のタイミングに基づいて充電の完了又は充電の異常を判定することができる。 Further, the completion of charging or the abnormality of charging can be detected from the current flowing through the secondary battery during charging. Although not shown, when the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n are normal, the maximum current flows for a certain time after the start of charging, but this current gradually decreases from a certain point. Therefore, it is possible to determine the completion of charging or the abnormality of charging based on the timing of current change according to this time.

このような充電管理部５は、図３に示すように各二次電池１_１乃至１_ｎのそれぞれに対応して、電圧検出部５ａと、電圧比較部５ｂと、３個のＬＥＤ素子を含む表示部５ｃとから成る充電検出部５Ａと、各電圧比較部５ｂに共通してタイマ信号を供給するタイマ５Ｂとから構成されている。各二次電池１_１乃至１_ｎに対応している各表示部５ｃの３個のＬＥＤ素子は、例えば、緑色、橙色及び赤色のそれぞれ発光するときの色が異なるＬＥＤ素子が用いられる。 As shown in FIG. 3, the charge management unit 5 includes a voltage detection unit 5a, a voltage comparison unit 5b, and three LED elements corresponding to each of the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n. The charging detection unit 5A includes a display unit 5c, and a timer 5B supplies a timer signal in common to each voltage comparison unit 5b. As the three LED elements of each display unit 5c corresponding to each of the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n , for example, LED elements having different colors when emitting light of green, orange, and red are used.

それぞれの電圧比較部５ｂは、充電を開始してからタイマ５ｄによって示される一定時間後のΔＴ_１で示す期間において、電圧検出部５ａが検出する充電端子電圧がΔＶ上昇していると被充電電池を正常と判定し、表示部５ｃに充電完了信号を出力する。これにより、表示部５ｃは、緑色ＬＥＤ素子を点灯させて充電の完了を表示する。しかし、電圧比較部５ｂは、充電開始後から充電端子電圧が急激に上昇するか、または、ΔＴ_１の期間で充電端子電圧が上昇せずに、ΔＴ_１の期間でΔＶの電圧上昇が検出できないと被充電電池を異常と判定し、表示部５ｃに不良判定信号を出力する。これにより、表示部５ｃは、赤色ＬＥＤ素子を点灯させて充電異常を表示する。 Each voltage comparator 5b, in the period indicated by the predetermined time after the [Delta] T ₁ indicated by the timer 5d from the start of the charging, the charging battery and the charging terminal voltage to which the voltage detecting unit 5a detects has increased ΔV Is determined to be normal, and a charge completion signal is output to the display unit 5c. Thereby, the display part 5c lights up a green LED element, and displays completion of charge. However, the voltage comparison unit 5b, or the charging terminal voltage after the charging starts rapidly increased, or without increasing charging terminal voltage in a period of [Delta] T _1, the voltage rise of the ΔV can not be detected during a period [Delta] T ₁ And determines that the battery to be charged is abnormal, and outputs a failure determination signal to the display unit 5c. Thereby, the display part 5c lights up a red LED element, and displays charging abnormality.

そして、橙色ＬＥＤ素子は、対応している二次電池１_１乃至１_ｎのバッテリー電圧の低下を表示する。このとき、電圧比較部５ｂは、電圧検出部５ａで検出する二次電池１_１乃至１_ｎのバッテリー電圧が所定レベル以下に低下すると、電圧低下信号を出力して橙色ＬＥＤ素子を点灯させてバッテリー電圧の低下を表示する。そして、電圧比較部５ｂは、充電によりバッテリー電圧が回復したのを検出すると橙色ＬＥＤ素子を消灯するが、この充電時での充電異常を検出すると、赤色ＬＥＤ素子を点灯させて充電異常を表示する。 The orange LED element displays a reduction in correspondingly have rechargeable batteries 1 ₁ to 1 _n battery voltage. At this time, when the battery voltage of the secondary batteries 11 _{1 to} 1 _n detected by the voltage detection unit 5a drops below a predetermined level, the voltage comparison unit 5b outputs a voltage drop signal to turn on the orange LED element and turn on the battery. Displays voltage drop. When the voltage comparison unit 5b detects that the battery voltage has been recovered by charging, the orange LED element is turned off. When the charging abnormality is detected during charging, the red LED element is turned on to display the charging abnormality. .

図１に戻って、電源出力部７は、バッテリー電源部１のバッテリー電圧をＤＣ−ＤＣコンバータにより所望の直流電圧に変換して外部機器に供給するもので、種々の外部機器の電源入力端と接続するための複数の電源出力端３０を有している。電源出力端３０と外部機器の電源入力端とで構成されるＤＣコネクタは、例えば、同心円に配置された２極の導体を接触させるもので中心電極がプラス極、外周電極がマイナス極としていて、電圧区分でサイズが異なる。よって、電源出力部７は、それぞれの電圧区分に応じてバッテリー電圧をＤＣ−ＤＣコンバータによって降圧又は昇圧してそれぞれの電源出力端３０に出力する。このようなＤＣコネクタは、上記の同軸以外に電極がピン形状の物など接続する外部機器によって多種存在している。 Returning to FIG. 1, the power output unit 7 converts the battery voltage of the battery power unit 1 into a desired DC voltage by a DC-DC converter and supplies it to an external device. It has a plurality of power supply output terminals 30 for connection. The DC connector composed of the power supply output terminal 30 and the power supply input terminal of the external device is, for example, one that contacts two conductors arranged concentrically, the central electrode is a positive electrode, the outer electrode is a negative electrode, The size varies depending on the voltage classification. Therefore, the power output unit 7 steps down or boosts the battery voltage by the DC-DC converter according to each voltage classification, and outputs the voltage to each power output terminal 30. There are various types of such DC connectors depending on the external device to which the electrode is connected, such as a pin-shaped one, in addition to the coaxial.

ＤＣ−ＤＣコンバータの一例を図４で示すと、バッテリー電源部１のバッテリー電圧をスイッチング素子１５により高速にスイッチし、バッテリー電圧を整流し平滑してトランス１６の変圧比によって出力回路１９から所望の直流出力Ｖｏで取り出す構成となっている。図５を用いてＤＣ−ＤＣコンバータ２０の動作をさらに説明すると、駆動回路１７は、定電圧あるいは定電流の検出回路１８から出力された電圧と基準電圧となる三角波とを比較し、三角波の電圧が高い期間をスイッチング素子１５のオン（ＯＮ）期間とすることで、検出回路１６のフィードバックによってスイッチング素子１５によるスイッチング周期ｔでのオン／オフ比（デューティ）を変化させて安定化出力を得る。 An example of the DC-DC converter is shown in FIG. 4. The battery voltage of the battery power supply unit 1 is switched at a high speed by the switching element 15, the battery voltage is rectified and smoothed, and a desired voltage is output from the output circuit 19 by the transformation ratio of the transformer 16. It is configured to take out with a DC output Vo. The operation of the DC-DC converter 20 will be further described with reference to FIG. 5. The drive circuit 17 compares the voltage output from the constant voltage or constant current detection circuit 18 with the triangular wave serving as the reference voltage, and the triangular wave voltage. By setting the period during which the switching element 15 is high as the ON period of the switching element 15, the on / off ratio (duty) at the switching period t by the switching element 15 is changed by feedback of the detection circuit 16 to obtain a stabilized output.

図４に示すＤＣ−ＤＣコンバータ２０は、絶縁型フォワードコンバータであり、本発明に係る携帯用電源装置をノートパソコンや電動工具の電源などに使用する場合には、バッテリー電源部１を３．７Ｖの２０個のリチュームイオン二次電池によって構成したとすると約８０Ｖのバッテリー電圧を１６Ｖに降圧して、この電圧を供給する電源出力端３０に供給する。 A DC-DC converter 20 shown in FIG. 4 is an insulated forward converter. When the portable power supply device according to the present invention is used for a power supply of a notebook computer or an electric tool, the battery power supply unit 1 is set to 3.7V. In this case, the battery voltage of about 80V is stepped down to 16V and supplied to the power supply output terminal 30 that supplies this voltage.

また、携帯電話、スマートフォン及びタブレット端末などの充電に使用する場合には、１６Ｖをさらに電圧変換し５Ｖに降圧してＵＳＢ規格による電源出力端３１（ＵＳＢポート）から供給する。この場合、ＵＳＢ充電コードを利用して携帯電話などをＵＳＢポート３１と接続することで充電が可能となる。５Ｖで動作する各機器にもこのＵＳＢポート３１に接続できれば、ＤＣ電源を供給することができる。これ以外にも、例えば、デジタルスチルカメラに電源供給する場合には３Ｖに降圧してその電源出力端３０に出力し、デジタルビデオカメラに電源供給する場合には６Ｖに降圧してその電源出力端３０に出力するなど、ＤＣ電源にて作動する各種機器に対応して複数通りの電源電圧を供給する。よって、電源出力部７は、機器に供給する各電源電圧に応じた電源出力端３０及びＵＳＢポート３１を備えている。 Further, when used for charging a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, etc., 16V is further converted to a voltage of 5V and supplied from the power output terminal 31 (USB port) according to the USB standard. In this case, charging is possible by connecting a mobile phone or the like to the USB port 31 using the USB charging cord. If each device operating at 5V can be connected to the USB port 31, DC power can be supplied. In addition to this, for example, when power is supplied to a digital still camera, the voltage is stepped down to 3V and output to the power output terminal 30, and when power is supplied to a digital video camera, the voltage is stepped down to 6V and the power output terminal. A plurality of power supply voltages are supplied corresponding to various devices that operate with a DC power source, such as output to 30. Therefore, the power output unit 7 includes a power output terminal 30 and a USB port 31 corresponding to each power supply voltage supplied to the device.

図６は本発明に係る携帯用電源装置の外観を示しており、作業者の腰に巻くベルト４０には、バッテリーパック４４がそれぞれ嵌め込まれる受部４１が形成されている。各バッテリーパック４４は、二次電池１_１乃至１_ｎの内の２個を一つの容器にまとめたもので、２個の二次電池は直列接続されてこの容器に組み込まれる。さらに、コントロールユニット１０は、直流電源回路３、充電切換回路４、充電管理部５及び電源出力部７を内蔵しており、ベルト４０に取り付けられている。 FIG. 6 shows the appearance of the portable power supply device according to the present invention, and a receiving portion 41 into which the battery pack 44 is fitted is formed on the belt 40 wound around the operator's waist. Each battery pack 44 combines two of the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n in one container, and the two secondary batteries are connected in series and incorporated in the container. The control unit 10 further includes a DC power supply circuit 3, a charge switching circuit 4, a charge management unit 5, and a power output unit 7, and is attached to the belt 40.

コントロールユニット１０と各受部４１とはハーネス４２によって接続される。このハーネス４２は、コントロールユニット１０内に配置されている端子Ａ、Ｂ間（図１に図示）に、受部４１に嵌め込まれる隣り合うバッテリーパック４４の＋側と−側を接続する配線と、コントロールユニット１０内の充電管理部５から各二次電池１_１乃至１_ｎの＋側と−側に対してそれぞれ並列に接続される配線とを含むものである。 The control unit 10 and each receiving part 41 are connected by a harness 42. This harness 42 is connected between the terminals A and B (shown in FIG. 1) arranged in the control unit 10, and wiring for connecting the + side and the − side of the adjacent battery pack 44 fitted into the receiving portion 41; from the charge management unit 5 of the control unit 10 and the + side of the secondary battery 1 ₁ to 1 _n - is intended to include a wiring that is connected in parallel to the side.

そして、コントロールユニット１０は、その外枠ケースが箱体で構成されており、表側の面には、充電管理部５の各充電検出部５Ａにおける各二次電池１_１乃至１_ｎに対応している表示部５ｃを構成するインジケータ２_１乃至２_ｎが配列されている。インジケータ２_１乃至２_ｎは、各表示部５ｃの緑色、橙色及び赤色の一組のＬＥＤ素子を一つのパッケージにしたもので、点灯するＬＥＤ素子により緑・橙・赤の何れかの色を表示する。 Then, the control unit 10 has an outer frame casing is constituted by a box body, a front surface, in correspondence with each of the secondary batteries 1 ₁ to 1 _n in each charging detecting unit 5A of the charge management unit 5 Indicators 2 _{1 to} 2 _n constituting the display unit 5c are arranged. Indicators 2 _{1 to} 2 _n are a set of green, orange, and red LED elements in each display unit 5c in one package, and the LED elements that light up display any one of green, orange, and red colors. To do.

そして、コントロールユニット１０の外枠ケースの側面には、電源を供給する機器を接続するための電源出力端３０及びＵＳＢポート３１が配置されている。前述したように、ＤＣコネクタの電源出力端（電源プラグ）と電源入力端（電源ジャック）は、規格に準拠して種々の形状やサイズがあり、外枠ケースの４つの側面のスペースを利用して、これらの規格に応じた各種の電源出力端３０としての各種の電源プラグが設けられている。そして、形状やサイズが適合している電源プラグに、外部機器の電源入力端であるサイズが適合している電源ジャックが差し込まれると、その規格に応じた電源電圧の直流電源がこの電源プラグからこの外部機器に出力される。また、ＵＳＢポート３１からは外部機器の電源入力端であるＵＳＢ充電ケーブルを差し込むことで、５Ｖの直流電源が出力される。 On the side surface of the outer case of the control unit 10, a power output terminal 30 and a USB port 31 for connecting a device for supplying power are arranged. As described above, the power output end (power plug) and power input end (power jack) of the DC connector have various shapes and sizes in accordance with the standard, and use the space on the four side surfaces of the outer frame case. Thus, various power plugs are provided as various power output terminals 30 according to these standards. When a power jack that matches the size that is the power input terminal of an external device is plugged into a power plug that conforms to the shape and size, a DC power supply with a power supply voltage corresponding to the standard is drawn from the power plug. Output to this external device. In addition, a 5V DC power supply is output from the USB port 31 by inserting a USB charging cable which is a power input terminal of an external device.

充電器４６は電源トランス１２を含み、プラグ４３をコントロールユニット１０の電源入力端子に接続することで商用電源１１が直流電源回路３に印加され、そして上記したように充電切換回路４が通電されることで接点Ｓ１が閉止して、これによりバッテリー電源部１への充電が行われる。 The charger 46 includes the power transformer 12, and the plug 43 is connected to the power input terminal of the control unit 10 so that the commercial power supply 11 is applied to the DC power supply circuit 3, and the charge switching circuit 4 is energized as described above. As a result, the contact S1 is closed, whereby the battery power supply unit 1 is charged.

コントロールユニット１０を介してバッテリー電源部１から外部機器へ駆動電源を取り出す具体例について説明する。図７は、作業者が頭部に被るヘッドバンド２１にＬＥＤスポットライト２９（ヘッドライト）とデジタルビデオカメラ３４を取り付けて、コントロールユニット１０から電源供給される例を示している。ヘッドバンド２１を着用した作業者は、ヘッドライト２９によって作業箇所を照らしながら作業を行い、その状況をビデオカメラ３４によって撮影することができ、暗闇での作業や医療手術のような精密作業など幅広い分野で利用できる。しかし、特にヘッドバンドに限るものではなくヘルメットなどの帽子でもよく、また照明用途のみでヘッドライト２９だけを取り付けたものであってもよい。 A specific example in which drive power is taken out from the battery power supply unit 1 to an external device via the control unit 10 will be described. FIG. 7 shows an example in which the LED spotlight 29 (headlight) and the digital video camera 34 are attached to the headband 21 that the worker wears on the head, and power is supplied from the control unit 10. The worker wearing the headband 21 can work while illuminating the work site with the headlight 29, and the situation can be photographed with the video camera 34, which can be used in a wide range of operations such as dark work and precision work such as medical surgery. Available in the field. However, the headband is not particularly limited, and a hat such as a helmet may be used, or only the headlight 29 may be attached only for illumination purposes.

因みに、ＬＥＤスポットライトを操作者の頭部に装着するのに双眼ルーペを保持具としてもよい。双眼ルーペは、手元の局所的な視覚対象物を拡大して視認するもので、医療、精密工作、宝石加工等の各分野に広く使用されていて、眼鏡と同じ構造のフレームに作業対象の像を拡大するための双眼ルーペ本体を装着しており、このフレームにＬＥＤスポットライトを装着するものである。そして、作業者はフレーム蔓部を耳に掛けてＬＥＤスポットライトを頭部に保持する。 Incidentally, a binocular loupe may be used as a holder for mounting the LED spotlight on the operator's head. The binocular loupe magnifies and visually recognizes a local visual object at hand, and is widely used in various fields such as medical treatment, precision work, and jewelry processing. A binocular loupe main body for enlarging the image is mounted, and an LED spotlight is mounted on this frame. Then, the worker holds the LED spotlight on the head with the frame vine portion on the ear.

電源の供給は、この例でのヘッドライト２９とビデオカメラ３４は共に６Ｖで駆動するものとして、給電コード３２の電源入力端である電源ジャック３３をコントロールユニット１０の外枠ケースに配置されている中からサイズが適合している電源出力端３０（電源プラグ）に差し込むことにより電源出力部７と接続される。そして、電源出力部７は、給電コード３２を介して、６Ｖの直流電源を生成するＤＣ−ＤＣコンバータからヘッドライト２９及びビデオカメラ３４にそれぞれ電源を供給する。 As for the supply of power, the headlight 29 and the video camera 34 in this example are both driven by 6V, and a power jack 33 which is a power input terminal of the power supply cord 32 is arranged in the outer frame case of the control unit 10. The power supply output unit 7 is connected to the power supply output terminal 30 (power plug) that is suitable for the size. The power output unit 7 supplies power to the headlight 29 and the video camera 34 from a DC-DC converter that generates a DC power of 6 V via the power supply cord 32.

図８は、ヘッドライト２９のＬＥＤ素子を定電流で駆動するようヘッドライト２９に設けられる駆動回路２０の構成を示し、電源端子２８には、電源出力部７から６ＶのＤＣ電源が供給されている。この電源端子２８と接地間には、ヘッドライト２９の光源であるＬＥＤ２９Ａと、コレクタがＬＥＤ２９Ａと接続される駆動トランジスタ２３と、抵抗２４とが直列に接続されている。また、電源端子２８と接地間には、この直列回路とは並列に定電圧ダイオード２５と、抵抗２６とが直列接続されている。さらに、トランジスタ２３にベース電圧を印加する差動増幅器２７の＋入力側には抵抗２６の端子電圧が印加されて、−入力側には抵抗２４の端子電圧が印加されている。 FIG. 8 shows the configuration of the drive circuit 20 provided in the headlight 29 so as to drive the LED element of the headlight 29 with a constant current. The power supply terminal 28 is supplied with 6V DC power from the power output unit 7. Yes. Between the power supply terminal 28 and the ground, an LED 29A as a light source of the headlight 29, a drive transistor 23 whose collector is connected to the LED 29A, and a resistor 24 are connected in series. A constant voltage diode 25 and a resistor 26 are connected in series between the power supply terminal 28 and the ground in parallel with the series circuit. Further, the terminal voltage of the resistor 26 is applied to the + input side of the differential amplifier 27 that applies the base voltage to the transistor 23, and the terminal voltage of the resistor 24 is applied to the − input side.

駆動回路２０は、電源端子２８からの電源供給によりトランジスタ２３が差動増幅器２７からベース電圧が印加されてオンすると、ＬＥＤ２９Ａに電流が供給されて発光する。そして、ＬＥＤ２９Ａに流れる電流が設定値を超えると抵抗２４の端子電圧が上昇するため、差動増幅器２７はトランジスタ２３をオフさせてＬＥＤ２９Ａへの供給電流を遮断する。このようなトランジスタ２３のオン・オフの繰り返しにおりＬＥＤ２９Ａを定電流で駆動する。ＬＥＤ素子を定電流で駆動する回路は、上記の構成に限らず、例えばＭＯＳ型の電界効果トランジスタを使用して、電界効果トランジスタのゲートに供給するパルス信号のデュ−ティを制御することでＬＥＤ２９Ａへの供給電流を一定にするパルス駆動方式による駆動回路などでもよい。 When the transistor 23 is turned on when the base voltage is applied from the differential amplifier 27 by the power supply from the power supply terminal 28, the drive circuit 20 is supplied with current to the LED 29A and emits light. When the current flowing through the LED 29A exceeds the set value, the terminal voltage of the resistor 24 rises, so that the differential amplifier 27 turns off the transistor 23 and cuts off the supply current to the LED 29A. The LED 29A is driven with a constant current by repeatedly turning the transistor 23 on and off. The circuit for driving the LED element with a constant current is not limited to the above-described configuration, and the LED 29A is controlled by controlling the duty of the pulse signal supplied to the gate of the field effect transistor using, for example, a MOS field effect transistor. A driving circuit using a pulse driving method in which a supply current to the power source is constant may be used.

上記の具体例で示す本発明に係る携帯用電源装置は、医療分野においては、施術者がバッテリーを保持しているベルト４０を腰に巻いて、ヘッドライト２９及びビデオカメラ３４が取り付けられているヘッドバンド２１を頭に被って手術を行う用途がある。この場合、ベルト４０には多数のバッテリーパック４４が保持されているために、長時間の手術であってもヘッドライト２９及びビデオカメラ３４は十分作動可能である。また、医療分野における外部機器としては、ヘッドライト２９やビデオカメラ３４に限らず人工透析器や血圧計さらには人工心臓などでも利用することができ、院外や大きな停電時における診療、手術に有効である。 In the medical field, the portable power supply device according to the present invention shown in the above specific example is provided with the headlight 29 and the video camera 34 attached to the practitioner around the belt 40 holding the battery. There is an application in which the headband 21 is put on the head to perform an operation. In this case, since a large number of battery packs 44 are held on the belt 40, the headlight 29 and the video camera 34 can operate sufficiently even during a long-time operation. In addition, the external devices in the medical field are not limited to the headlight 29 and the video camera 34, and can be used in an artificial dialyzer, a blood pressure monitor, and an artificial heart. is there.

また、作業者がベルト４０を腰に巻いて、電動工具の電源ジャックを適合する電源プラグ（電源出力端３０）に差し込むことで、長時間に亘って屋外での作業を行うことができる。しかも、使用する電動工具の電源ジャックに適合している電源プラグを選択して接続することで、作業する内容に応じてドリル・ノコギリ・ハンマー・レンチなど種々の電動工具を使い分けることができ、この面からも屋外の作業にも非常に有効な携帯用電源装置となる。 Moreover, an operator can work outdoors for a long time by winding the belt 40 around his / her waist and inserting the power jack of the electric tool into a suitable power plug (power output terminal 30). In addition, by selecting and connecting a power plug that is compatible with the power jack of the power tool to be used, various power tools such as drills, saws, hammers, and wrenches can be used properly according to the work contents. It becomes a portable power supply device that is very effective both from the surface and outdoors.

次に、本発明に係る携帯用電源装置の全体動作を説明する。図９及び図１０は本実施の形態の携帯用電源装置の動作の概略を説明するフローチャートである。 Next, the overall operation of the portable power supply device according to the present invention will be described. 9 and 10 are flowcharts for explaining the outline of the operation of the portable power supply device of this embodiment.

まず、図９において、ステップＳＴ１では、商用電源１１が接続されたかを判別する。図６の例では、プラグ４３がコントロールユニット１０の電源入力端に差し込まれて商用電源１１と接続されると、直流電源回路３は、電源トランス１２で降圧された商用電源を整流回路１３及び平滑回路１４を通し直流電圧に変換し、トランジスタ９を通して充電切換回路４に通電する（ステップＳＴ２）。通電により充電切換回路４が動作すると、接点Ｓ１を閉止すると共に接点Ｓ２を開放し（ステップＳＴ３）、バッテリー電源部１の二次電池１_１乃至１_ｎが充電される（ステップＳＴ４）。 First, in FIG. 9, in step ST1, it is determined whether the commercial power source 11 is connected. In the example of FIG. 6, when the plug 43 is inserted into the power supply input terminal of the control unit 10 and connected to the commercial power supply 11, the DC power supply circuit 3 converts the commercial power reduced by the power transformer 12 into the rectifying circuit 13 and the smoothing. It is converted into a DC voltage through the circuit 14, and the charge switching circuit 4 is energized through the transistor 9 (step ST2). When the charging switching circuit 4 by energization is operated to open the contact S2 (step ST3), the secondary battery _{1 1} to _{1 n} of the battery power supply unit 1 is charged with closing the contacts S1 (step ST4).

そして、充電開始のｔ_０からｔ_１時間が経過すると、充電管理部５は、個々の二次電池１_１乃至１_ｎに対して、ｔ_１からΔＴ_１で示す期間で各二次電池の端子電圧がΔＶ上昇しているかを判定し、電圧が上昇している二次電池を正常と判定し、ΔＶの電圧変化がない二次電池を異常と判定する（ステップＳＴ５）。そして、充電管理部５は、この判定結果に応じてそれぞれの充電完了の緑色ＬＥＤ素子或いは充電異常の赤色ＬＥＤ素子を駆動してインジケータ２_１乃至２_ｎに表示し（ステップＳＴ６）、次に全ての二次電池が１_１乃至１_ｎ正常に充電完了したかで充電終了を判別する（ステップＳＴ７）。 Then, when t ₁ time elapses from t _{0 at the} start of charging, the charge management unit 5 applies the terminal of each secondary battery to the individual secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n during the period indicated by t ₁ to ΔT _1. It is determined whether the voltage is increased by ΔV, the secondary battery having the increased voltage is determined to be normal, and the secondary battery having no voltage change of ΔV is determined to be abnormal (step ST5). The charge management unit 5, the determination result green LED element or the charging abnormality of the red LED element of each charge completion by driving indicator 2 ₁ to display the 2 _n in accordance with (step ST6), then all Whether or not the secondary battery has been normally charged 11 _{1 to} 1 _n is determined whether charging is completed (step ST7).

充電管理部５は、異常と判定した被充電電池が無ければ充電終了と判断して、次に商用電源１１が切り離されるのを待機する（ステップＳＴ８）。ここで、充電終了によりプラグ４３が引き抜かれて商用電源１１が切り離されると、充電切換回路４は通電が断たれて不動作となるために、接点Ｓ１は開放状態、接点Ｓ２は閉止状態にそれぞれ復帰し（ステップＳＴ９）、インジケータ２_１乃至２_ｎによる充電完了表示を停止して（ステップＳＴ１０）、ステップＳＴ１１（図１０）の動作となる。 If there is no battery to be charged that is determined to be abnormal, the charge management unit 5 determines that charging is complete, and then waits for the commercial power supply 11 to be disconnected (step ST8). Here, when the plug 43 is pulled out due to the end of charging and the commercial power supply 11 is disconnected, the charging switching circuit 4 is deenergized and becomes inoperable. Therefore, the contact S1 is opened and the contact S2 is closed. return (step ST9), the indicator _{2 1} to stop the charging completion display by _{2 n} (step ST10), the operation of step ST11 (FIG. 10).

一方、充電不良の被充電電池がある場合には充電終了とならずステップＳＴ７の動作からステップＳＴ４の動作となる。この場合、充電不良の二次電池があることをインジケータにより確認したことで、不良の二次電池と正常な二次電池との交換作業が行われ、その後、全ての二次電池１_１乃至１_ｎの充電が終了すると、上記のステップＳＴ８からステップＳＴ１０の動作が行われる。 On the other hand, when there is a battery to be charged that is poorly charged, the charging is not terminated and the operation from step ST7 to step ST4 is performed. In this case, it is confirmed by the indicator that there is a secondary battery with poor charging, so that the replacement work between the defective secondary battery and the normal secondary battery is performed, and then all the secondary batteries 11 to ₁ are replaced. _When the charging of _n is completed, the operations from step ST8 to step ST10 are performed.

そして、外部機器の電源プラグ又は電源ジャックが所定の電源出力端３０に差し込まれて接続されると（ステップＳＴ１１）、例えば、図７に示すヘッドライト２９及びビデオカメラ３４に６Ｖの直流電源を供給する電源ジャック３３がコントロールユニット１０の６Ｖの電源プラグ３０（電源出力端）に差し込まれると、ＤＣ−ＤＣコンバータによりバッテリー電源が６Ｖに降圧されてヘッドライト２９及びビデオカメラ３４に供給される（ステップＳＴ１２）。しかし、外部機器が接続されないときはステップＳＴ１１からステップＳＴ１３の動作となる。 When a power plug or power jack of an external device is inserted and connected to a predetermined power output terminal 30 (step ST11), for example, 6V DC power is supplied to the headlight 29 and the video camera 34 shown in FIG. When the power jack 33 is inserted into the 6V power plug 30 (power output terminal) of the control unit 10, the battery power is stepped down to 6V by the DC-DC converter and supplied to the headlight 29 and the video camera 34 (step). ST12). However, when an external device is not connected, the operation from step ST11 to step ST13 is performed.

ステップＳＴ１３において、充電管理部５がバッテリー電源の消耗により二次電池１_１乃至１_ｎの電圧が所定レベルにまで低下するのを検知すると、電圧の低下した二次電池を対応しているインジケータ２_１乃至２_ｎに表示して（ステップＳＴ１４）、図９のステップＳＴ１の動作となる。本例では、二次電池の電圧低下は充電異常を橙色表示のＬＥＤ素子により表示して、上記のステップＳＴ１の動作となる。 In step ST13, when the charge management unit 5 detects that the voltage of the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n is reduced to a predetermined level due to the exhaustion of the battery power, the indicator 2 corresponding to the secondary battery having the reduced voltage. _{1 to} _2n are displayed (step ST14), and the operation of step ST1 in FIG. 9 is performed. In this example, when the voltage of the secondary battery drops, the charging abnormality is displayed by the orange LED element, and the operation of step ST1 is performed.

ここで、インジケータ２_１乃至２_ｎの表示により電圧低下が確認され充電のために商用電源１１が接続されたときには、上記したように充電切換回路４が通電され（ステップＳＴ２）、接点Ｓ１が閉止して接点Ｓ２が開放する。これにより二次電池１_１乃至１_ｎに充電が行われ（ステップＳＴ４）、充電管理部５が二次電池１_１乃至１_ｎごとに正常又は異常を判定し（ステップＳＴ５）、正常に充電が行われた二次電池１_１乃至１_ｎにはインジケータ２_１乃至２_ｎを充電異常表示（電圧低下表示）から充電終了表示の緑色ＬＥＤ素子の点灯に切り替える。しかし、充電管理部５は、充電異常の二次電池１_１乃至１_ｎについては、電圧低下の表示から赤色ＬＥＤ素子を点灯させて充電異常表示に切り換える。なお、充電管理部５は、電圧低下の表示がない二次電池１_１乃至１_ｎについても充電異常を検出したときは、この時点で赤色表示のＬＥＤ素子を点灯して充電異常を表示する。 Here, when the voltage drop is confirmed by the display of the indicators 2 _{1 to} 2 _n and the commercial power supply 11 is connected for charging, the charge switching circuit 4 is energized as described above (step ST2), and the contact S1 is closed. Then, the contact S2 is opened. As a result, the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n are charged (step ST4), and the charge management unit 5 determines normality or abnormality for each of the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n (step ST5). For the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n that have been performed, the indicators 2 _{1 to} 2 _n are switched from the charging abnormality display (voltage drop display) to the lighting of the green LED element of the charging end display. However, the charge management unit 5 switches the charging abnormality display by turning on the red LED element from the voltage drop display for the secondary batteries 11 _{1 to} 1 _n having the charging abnormality. The charging management block 5, when also detected charging abnormality of the secondary battery 1 ₁ to 1 _n is not displayed voltage drop will indicate charging abnormality by lighting the LED element of the red display at this time.

一方、二次電池１_１乃至１_ｎの電圧低下をインジケータ２_１乃至２_ｎが表示していても、外部機器への電源供給の継続が選択されて商用電源１１が接続されない場合には、ステップＳＴ１から再びステップＳＴ１１の動作となる。よって、外部機器が継続して接続されている間は、電圧低下を表示しながらも、ステップＳＴ１で商用電源１１が接続されるまでは、ステップＳＴ１−ステップＳＴ１１−ステップＳＴ１２−ステップＳＴ１３−ステップＳＴ１４の動作を繰り返して外部機器への電源供給を行う。しかし、外部機器の接続が解除されたときは電源供給を停止し、この場合は、ステップＳＴ１で商用電源１１が接続されるまでステップＳＴ１−ステップＳＴ１１−ステップＳＴ１３−ステップＳＴ１４の動作を繰り返して、二次電池１_１乃至１_ｎの電圧低下を表示する。 On the other hand, even _if the indicator 2 _{1 to} 2 _n displays the voltage drop of the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n , if the continuation of power supply to the external device is selected and the commercial power source 11 is not connected, the step The operation of step ST11 starts again from ST1. Therefore, while the external device is continuously connected, while displaying a voltage drop, until the commercial power supply 11 is connected in step ST1, step ST1-step ST11-step ST12-step ST13-step ST14. Repeat the above operation to supply power to the external device. However, when the connection of the external device is released, the power supply is stopped. In this case, the operations of step ST1-step ST11-step ST13-step ST14 are repeated until the commercial power supply 11 is connected in step ST1. The voltage drop of the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n is displayed.

インジケータ２_１乃至２_ｎはそれぞれ３色のＬＥＤ素子を含むものであるが、２色のＬＥＤ素子によって構成し、例えば、赤色ＬＥＤ素子によって端子電圧の低下と充電異常との表示を兼用してもよい。この場合、充電管理部５は、端子電圧が低下している二次電池１_１乃至１_ｎをそれに対応している赤色ＬＥＤ素子を点灯させて表示するが、その後の充電で充電異常を検出すると継続して赤色ＬＥＤ素子を点灯させる。 Each of the indicators 2 _{1 to} 2 _n includes three color LED elements, but may be composed of two color LED elements. For example, a red LED element may be used to display a decrease in terminal voltage and a charging abnormality. In this case, the charge management unit 5 displays the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n whose terminal voltage is lowered by turning on the corresponding red LED elements, but detects a charging abnormality in the subsequent charging. The red LED element is continuously turned on.

また、表示部５ｃは、インジケータ２_１乃至２_ｎと共に、又はインジケータ２_１乃至２_ｎの代わりに報知器を備えてもよい。報知器による報知音には、電子音や音声合成による音声などが用いられるが、充電完了・充電異常・バッテリー電圧の低下をそれぞれ電子音のトーンや音声合成による音声内容により区別して報知する。このような報知器をインジケータ２_１乃至２_ｎと共に用いる場合には、充電異常やバッテリー電圧の低下、特に充電異常を警告するものであればよい。 Further, the display unit 5c, the indicator _{2 1} with _{2 n,} or indicator _{2 1} may be provided with a notification unit in place of the _{2 n.} As the notification sound by the notification device, an electronic sound or a sound by voice synthesis is used, and the completion of charging, charging abnormality, and a decrease in battery voltage are separately notified by the tone of the electronic sound or the voice content by voice synthesis. When such an alarm is used together with the indicators 2 _{1 to} 2 _n , any alarm may be used as long as it warns of abnormal charging or battery voltage drop, particularly abnormal charging.

上記した実施形態による携帯用電源装置は、バッテリー電源部１の各二次電池１_１乃至１_ｎには直列の充電経路によって充電する簡易な充電方法を採用している。しかしながら、多数の二次電池１_１乃至１_ｎを用いる場合、個々の二次電池の電池性能のばらつきから充電時期がそれぞれ異なり、電圧が低下した二次電池をその都度交換することを長期間行うと、全ての二次電池１_１乃至１_ｎに対して一様に適切な充電を行うことができなくなる。そのため、バッテリー電源部１の各二次電池１_１乃至１_ｎには直列の充電経路で充電する場合は、期間を定めてその時期が来たときは一斉に二次電池１_１乃至１_ｎを交換するのが好ましい。 The portable power supply device according to the above-described embodiment employs a simple charging method in which the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n of the battery power supply unit 1 are charged through a serial charging path. However, when a large number of secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n are used, the charging time varies depending on the battery performance variation of each individual secondary battery, and the secondary battery whose voltage is lowered is replaced for a long time. Then, it becomes impossible to uniformly charge all the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n . Therefore, when the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n of the battery power supply unit 1 are charged through a series charging path, the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n are all at once when a period is determined and the time comes. It is preferable to exchange.

これに対して、二次電池１_１乃至１_ｎを一斉に交換せずとも二次電池１_１乃至１_ｎに適切な充電を行うことも可能である。 And contrast, it is also possible to perform appropriate charging to the secondary battery 1 ₁ to 1 _n without replacement at once secondary battery 1 ₁ to 1 _n.

また、別の実施形態としては、バッテリー電源部１の各二次電池１_１乃至１_ｎには比較的大容量のものを用いてこれを並列接続して構成し、充電も個別に電圧の低下した二次電池１_１乃至１_ｎに充電する構成であってもよい。 As another embodiment, each of the secondary batteries 1 _{1 to} 1 _n of the battery power supply unit 1 is configured by connecting them in parallel using relatively large capacities, and charging is also performed by lowering the voltage individually. The secondary battery 1 _{1 to} 1 _n may be charged.

以上、詳述したように、本発明は、複数の二次電池を身体に装着することで大容量のバッテリー電源を確保でき、しかも電源を供給する外部機器の電源ジャックに適合する電源出力端３０を選択して接続することができるために、各種の外部機器に対応可能な汎用性の高い携帯用電源装置が提供される。したがって、携帯電話やパソコンへの充電などに止まらず、移動可能な電動工具、医療機器、撮影機材にも適用でき種々の業務分野で幅広く利用することができる。 As described above in detail, according to the present invention, a large-capacity battery power source can be secured by mounting a plurality of secondary batteries on the body, and the power output terminal 30 is suitable for a power jack of an external device that supplies power. Therefore, a highly versatile portable power supply device that can handle various external devices is provided. Therefore, the present invention can be applied not only to charging a mobile phone or a personal computer but also to movable power tools, medical equipment, and photographing equipment, and can be widely used in various business fields.

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.

本発明は、種々の外部機器との接続により直流電源を供給する汎用性の高い携帯用電源装置に関し、産業上の利用可能性を有する。 The present invention relates to a highly versatile portable power supply device that supplies DC power by connecting to various external devices, and has industrial applicability.

１バッテリー電源部
３直流電源回路
４充電切換回路
５充電管理部
５ｃ表示部
７電源出力部
１０コントロールユニット（ケース）
１１商用電源
２１ヘッドバンド（保持具）
２９ヘッドライト（外部機器）
３０電源出力端（電源プラグ）
３１ＵＳＢ形式による電源出力端（ＵＳＢポート）
３３電源入力端（電源ジャック）
３４ビデオカメラ（外部機器）
Ｓ１接点
Ｓ２接点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery power supply part 3 DC power supply circuit 4 Charge switching circuit 5 Charge management part 5c Display part 7 Power supply output part 10 Control unit (case)
11 Commercial power supply 21 Headband (holding tool)
29 Headlight (external device)
30 Power output terminal (Power plug)
31 USB power output terminal (USB port)
33 Power input terminal (power jack)
34 Video camera (external device)
S1 contact S2 contact

Claims

A portable power supply for supplying power to a movable external device,
A DC power circuit that converts commercial power into DC power and outputs the DC power, and can be separated from the commercial power,
A battery power supply unit including a plurality of secondary batteries that can be charged with DC power from the DC power supply circuit;
A charge switching circuit that forms a charging path to the battery power supply when charging;
A charge management unit including a display unit that monitors a terminal voltage for each secondary battery and detects and displays a voltage drop due to discharge and a charging abnormality at the time of charging; and
The operating voltage of the plurality of external devices supplying power, the plurality of power output terminals corresponding to the shape of the power input terminal of the external device, and the voltage of the battery power supply unit to the DC voltage corresponding to each power output terminal A DC-DC converter that changes the power, and a power output unit that outputs a predetermined DC power source that is DC-DC converted by the DC-DC converter from the power source output end that matches the shape of the power source input end of the external device When,
A case incorporating the DC power supply circuit, the charge management unit, the charge switching circuit and the power output unit;
A belt around which a person wraps around the torso and holds the battery power supply unit and the case;
The portable power supply device according to claim 1, wherein the case is provided with various power supply output terminals that conform to a shape of the power supply input terminal of the external device to be connected.

The portable power supply device according to claim 1, wherein the display unit displays the charging abnormality by lighting an indicator or a warning from an alarm.

The portable power supply device according to claim 2, wherein the display unit further displays completion of individual charging of the secondary battery during charging.

The plurality of secondary batteries in the battery power supply unit are connected in series, and at the time of charging, the charge management unit detects from the DC power supply circuit that the secondary battery has detected that the terminal voltage is below a predetermined level. The portable power supply device according to claim 1, wherein the portable power supply is controlled so as to be charged.

The portable power supply device according to claim 1, wherein the power output terminal includes a power output terminal in a USB format.

The external device is a portable power supply device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the operator is an LED spotlight to be mounted on a helmet or headband incurred head.

The portable power supply device according to claim 6 , wherein an imaging device is attached to the helmet or the headband together with an LED spotlight.