JP6784399B2 - Battery power supply, shutdown circuit, and shutdown method - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリ電源装置、シャットダウン回路、及びシャットダウン方法に関する。 The present invention relates to a battery power supply, a shutdown circuit, and a shutdown method.
二次電池を用いたバッテリ電源装置あるいはこのバッテリ電源装置を内蔵した製品は、充電することなくすぐに使用することができるように充電状態で商品として出荷されることがある。
このため、上記バッテリ電源装置には、出荷されてから実際に使用されるまでの流通期間や、在庫期間の間に、当該バッテリ電源装置が完全放電の状態にならないように内部の消費電流を抑制するための回路等が設けられることがある。
A battery power supply using a secondary battery or a product incorporating this battery power supply may be shipped as a product in a charged state so that it can be used immediately without being charged.
For this reason, the internal current consumption of the battery power supply device is suppressed so that the battery power supply device is not completely discharged during the distribution period from the time of shipment to the actual use and the inventory period. A circuit or the like may be provided for this purpose.
例えば、特許文献1には、二次電池に対して充放電が可能な通常モードと、二次電池の放電を極力抑えるシャットダウン状態とするシップモードとを、外部に設けた操作スイッチによって切り替えることが可能なバッテリパックが開示されている。 For example, in Patent Document 1, it is possible to switch between a normal mode in which the secondary battery can be charged and discharged and a ship mode in which the secondary battery is shut down as much as possible by an operation switch provided externally. Possible battery packs are disclosed.
上記従来例では、モード切り替えを操作スイッチの操作によって行うように構成されているため、モード切り替えのための操作スイッチが必要となる。
バッテリ電源装置は電力を必要とする製品等に内蔵されることが多く、このような場合、その製品の機能に関係しないモード切り替えの操作スイッチを、当該バッテリ電源装置を内蔵する製品の外部に設けなければならないことがある。
このような製品の機能に関係しないバッテリ電源装置の操作スイッチを当該製品に設けるとすると、製品の外観や機能に影響を与えてしまうため好ましくない。
In the above conventional example, since the mode switching is configured by operating the operation switch, an operation switch for mode switching is required.
The battery power supply is often built into a product that requires electric power, and in such a case, a mode switching operation switch that is not related to the function of the product is provided outside the product that incorporates the battery power supply. There is something I have to do.
If the product is provided with an operation switch for a battery power supply device that is not related to the function of the product, it is not preferable because it affects the appearance and function of the product.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、操作スイッチ等を設けることなくシャットダウンモードに関する切り替えを行うことができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of switching a shutdown mode without providing an operation switch or the like.
(1)本発明に係るバッテリ電源装置は、
負荷へ電力を供給するバッテリ電源装置であって、
電圧が外部電源から与えられる電圧入力部と、
第1電圧が前記電圧入力部に与えられると充電動作をする充電回路と、
前記第1電圧とは異なる電圧であって前記充電回路が充電動作しない第2電圧が、前記電圧入力部に与えられたことを検出すると、前記負荷へ電力が供給されないシャットダウンモードにするシャットダウン回路と、
を備えている。
(1) The battery power supply device according to the present invention is
A battery power supply that supplies power to the load
The voltage input section where the voltage is supplied from the external power supply,
A charging circuit that performs a charging operation when the first voltage is applied to the voltage input unit,
When it is detected that a second voltage different from the first voltage and the charging circuit does not perform charging operation is applied to the voltage input unit, the shutdown circuit sets the shutdown mode in which power is not supplied to the load. ,
Is equipped with.
上記構成によれば、充電のための第1電圧が与えられる電圧入力部へ、第2電圧を与えればシャットダウンモードへ切り替えることができる。このため、シャットダウンモードへ切り替えるための操作スイッチ等を設けることなくシャットダウンモードに関する切り替えを行うことができる。 According to the above configuration, it is possible to switch to the shutdown mode by applying a second voltage to the voltage input unit to which the first voltage for charging is applied. Therefore, it is possible to switch the shutdown mode without providing an operation switch or the like for switching to the shutdown mode.
(2)上記バッテリ電源装置において、前記シャットダウン回路は、前記シャットダウンモード中に、前記第1電圧が前記電圧入力部に与えられると、シャットダウンモードから復帰することが好ましい。
この場合、操作スイッチ等を設けることなくシャットダウンモードから復帰することができる。
(2) In the battery power supply device, it is preferable that the shutdown circuit returns from the shutdown mode when the first voltage is applied to the voltage input unit during the shutdown mode.
In this case, it is possible to return from the shutdown mode without providing an operation switch or the like.
(3)また、上記バッテリ電源装置において、前記第2電圧は、前記第1電圧よりも低い電圧であってもよい。
(4)また、前記第2電圧は、前記第1電圧よりも高い電圧であってもよい。
(3) Further, in the battery power supply device, the second voltage may be a voltage lower than the first voltage.
(4) Further, the second voltage may be a voltage higher than the first voltage.
(5)上記バッテリ電源装置において、前記シャットダウン回路は、前記第2電圧が所定時間以上与えられたことを検出すると、前記充電回路をシャットダウンモードにすることが好ましい。この場合、シャットダウン回路は検出した第2電圧が確実に与えられていることを認識することができる。 (5) In the battery power supply device, it is preferable that the shutdown circuit puts the charging circuit into the shutdown mode when it detects that the second voltage is applied for a predetermined time or longer. In this case, the shutdown circuit can recognize that the detected second voltage is reliably applied.
(6)また、一実施形態であるシャットダウン回路は、
電圧が外部電源から与えられる電圧入力部に第1電圧が与えられると充電動作をするよう構成された充電回路を備えたバッテリ電源装置を、負荷へ電力が供給されないシャットダウンモードにするシャットダウン回路であって
前記第1電圧とは異なる電圧であって前記充電回路が充電動作しない第2電圧が、前記電圧入力部に与えられたことを検出すると、前記シャットダウンモードにするためのシャットダウン信号を出力するよう構成されている。
(6) Further, the shutdown circuit according to the embodiment is
It is a shutdown circuit that puts a battery power supply device equipped with a charging circuit configured to perform charging operation when the first voltage is applied to the voltage input section where voltage is applied from an external power source to a shutdown mode in which power is not supplied to the load. When it is detected that a second voltage different from the first voltage and the charging circuit does not perform charging operation is applied to the voltage input unit, a shutdown signal for setting the shutdown mode is output. It is configured.
(7)また、一実施形態であるシャットダウン方法は、電圧が外部電源から与えられる電圧入力部に第1電圧が与えられると充電動作をするよう構成された充電回路を備えたバッテリ電源装置のシャットダウン方法であって、
前記第1電圧とは異なる電圧であって前記充電回路が充電動作しない第2電圧が、前記電圧入力部に与えられたことを検出すると、負荷へ電力が供給されないように前記バッテリ電源装置と前記負荷とを遮断してシャットダウンする。
(7) Further, the shutdown method according to the embodiment is to shut down a battery power supply device including a charging circuit configured to perform a charging operation when a first voltage is applied to a voltage input unit to which a voltage is applied from an external power source. The way,
When it is detected that a second voltage different from the first voltage and the charging circuit does not perform charging operation is applied to the voltage input unit, the battery power supply device and the battery power supply device and the above so that power is not supplied to the load. Shut down by shutting off the load.
本発明によれば、操作スイッチ等を設けることなくシャットダウンモードに関する切り替えを行うことができる。 According to the present invention, it is possible to switch the shutdown mode without providing an operation switch or the like.
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔バッテリ電源装置の全体構成について〕
図1は、第1実施形態に係るバッテリ電源装置の回路図である。
図1中、バッテリ電源装置1は、負荷回路2へ電力を供給する装置であり、バッテリ部3の充電を行う充電回路4と、モード制御回路17(シャットダウン回路)を含むモード切替部5と、電圧入力部6とを備えている。
Hereinafter, preferred embodiments will be described with reference to the drawings.
[Overall configuration of battery power supply]
FIG. 1 is a circuit diagram of a battery power supply device according to the first embodiment.
In FIG. 1, the battery power supply device 1 is a device that supplies electric power to the load circuit 2, and includes a charging circuit 4 that charges the
バッテリ部3は、例えば、単一のリチウムイオン二次電池、又は複数のリチウムイオン二次電池を組み合わせた組電池によって構成されている。
バッテリ部3は、充電回路4から与えられる電力を蓄電するとともに、蓄電した電力を負荷回路2に対して放電し、負荷回路2へ電力供給を行う。
The
The
電圧入力部6は、外部電源装置から電圧が与えられるものであり、例えば、外部電源装置から無線給電により与えられる電圧(電力)を受電する無線給電装置によって構成されている。電圧入力部6は、有線給電のために外部電源装置に接続される端子であってもよい。電圧入力部6は、受電した直流電力を第1入力端子7及び第2入力端子8を通じてバッテリ電源装置1の各部に与える。なお、本実施形態において電圧入力部6は、第2入力端子8を接地電圧(0ボルト)とし、外部電源装置から与えられる電圧VPの電力を充電回路4に供給する。
第1入力端子7には、バッテリ部3の正端子に接続された第1線路10が接続されている。また、第2入力端子8には、バッテリ部3の負端子に接続された第2線路11が接続されている。
The voltage input unit 6 is supplied with a voltage from an external power supply device, and is composed of, for example, a wireless power supply device that receives a voltage (electric power) given by wireless power supply from the external power supply device. The voltage input unit 6 may be a terminal connected to an external power supply device for wired power supply. The voltage input unit 6 supplies the received DC power to each part of the battery power supply device 1 through the
The
充電回路4は、第1線路10に接続されている。よって、電圧入力部6に与えられる電圧VPは、充電回路4に与えられる。充電回路4は、電圧入力部6から与えられる電力を制御しバッテリ部3へ充電するための電力を供給する。充電回路4は、充電のための電力を第1線路10を通じてバッテリ部3へ供給し、充電動作を行う。
The charging circuit 4 is connected to the
充電回路4は、後述する充電開始信号が与えられると、電圧入力部6からバッテリ部3の充電電圧以上の電圧が与えられた場合にバッテリ部3に対して充電を開始するように構成されている。
充電回路4は、充電電流10mAでバッテリ部3の充電を開始し、バッテリ部3の電圧が4.2ボルトとなった後に充電電流が1mAとなると、満充電と判断し充電を終えるように構成されている。
なお、充電回路4の充電電圧、充電電流、及び満充電と判断しうる充電終了電流は、一例であり、バッテリ部3を構成する二次電池の種類や容量に応じて適宜設定される。
The charging circuit 4 is configured to start charging the
The charging circuit 4 is configured to start charging the
The charging voltage, charging current, and charging end current that can be determined to be fully charged in the charging circuit 4 are examples, and are appropriately set according to the type and capacity of the secondary battery constituting the
モード切替部5は、バッテリ電源装置1をシャットダウンモードにしたり、シャットダウンモードから復帰させたりする機能を有している。
シャットダウンモードとは、負荷回路2と、バッテリ部3とが遮断され、負荷回路2へバッテリ部3に蓄電された電力が供給されないモードである。
また、シャットダウンモードから復帰した状態とは、負荷回路2とバッテリ部3とが接続されて負荷回路2へバッテリ部3に蓄電された電力が供給可能とされる状態である。つまり、シャットダウンモードから復帰した状態とは、バッテリ電源装置1が負荷回路2へ電力を供給する通常の状態(通常モード)である。
The
The shutdown mode is a mode in which the load circuit 2 and the
Further, the state of returning from the shutdown mode is a state in which the load circuit 2 and the
なお、充電回路4は、バッテリ部3からの電流を引かないように逆流防止機能を有している。これによって、バッテリ電源装置1のモードがシャットダウンモードであるときも、バッテリ部3からの電流が第1線路10を通じて充電回路4へ向けて逆流するのを防止することができる。
The charging circuit 4 has a backflow prevention function so as not to draw a current from the
このように、モード切替部5は、バッテリ電源装置1のモードを、シャットダウンモード、又は通常モードのいずれかに切り替える機能を有している。
As described above, the
モード切替部5は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2とを接続する第3線路12に設けられた断続スイッチ15と、断続スイッチ15に接続されたスイッチ駆動回路16と、モード制御回路17と、発振器(OSC:Oscillator)18と、基準電圧回路19とを備えている。
The
断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2とを接続する第3線路12に設けられており、バッテリ部3の負端子と負荷回路2とを断続することができる。
よって、シャットダウンモードでは、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2とを遮断する。また、通常モードでは、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2とを接続する。言い換えると、断続スイッチ15が遮断されるとバッテリ電源装置1のモードは、シャットダウンモードに切り替わり、断続スイッチ15が接続されるとバッテリ電源装置1のモードは、通常モードに切り替わる。
断続スイッチ15は、例えば、MOSFET(Metal−oxide−semiconductor Field−effect transistor)によって構成されている。
The
Therefore, in the shutdown mode, the
The
発振器18は、電圧入力部6からの電力によって動作し所定周波数のクロック信号を生成する。発振器18が生成するクロック信号は、モード制御回路17に与えられる。なお、本実施形態において発振器18は、2Hzのクロック信号を生成する。
基準電圧回路19は、電圧入力部6からの電圧を動作電圧として基準電圧Vrefを生成する。基準電圧回路19が生成する基準電圧は、モード制御回路17に与えられる。また、この基準電圧は、モード制御回路17の動作電圧としても用いられる。
なお、本実施形態において基準電圧回路19は、基準電圧Vrefとして2.4ボルトの電圧を発生する。
The
The
In this embodiment, the
モード制御回路17は、第1線路10と、第2線路11との間に接続されており、電圧入力部6に与えられる電圧VPを監視する機能を有している。また、モード制御回路17は、電圧入力部6に与えられる電圧VPを動作電圧としている。
また、モード制御回路17は、電圧入力部6に与えられる電圧VPに応じて、バッテリ電源装置1をシャットダウンモードにするためのシャットダウン信号を出力する機能を有している。さらに、モード制御回路17は、電圧入力部6に与えられる電圧VPに応じて、充電開始信号を出力する機能を有している。
The
シャットダウン信号は、バッテリ電源装置1のモードを通常モードからシャットダウンモードにするための信号であり、スイッチ駆動回路16に与えられる。充電開始信号は、バッテリ電源装置1のモードをシャットダウンモードから復帰させ通常モードにするための信号であり、スイッチ駆動回路16及び充電回路4に与えられる。
なお、充電回路4は、上述したように、充電開始信号が与えられると、電圧入力部6からバッテリ部3の充電電圧以上の電圧が与えられた場合にバッテリ部3に対して充電を開始するように構成されている。また、充電開始信号が与えられなければ、充電回路4は充電動作をしない。
The shutdown signal is a signal for changing the mode of the battery power supply device 1 from the normal mode to the shutdown mode, and is given to the
As described above, the charging circuit 4 starts charging the
図2は、モード制御回路17の構成を示す回路図である。
モード制御回路17は、充電開始信号を生成する第1信号生成部21と、シャットダウン信号を生成する第2信号生成部22とを備えている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the
The
第1信号生成部21は、コンパレータ23を含んで構成されている。
コンパレータ23の+入力端子には、電圧入力部6からの電圧VPを抵抗24及び抵抗25によって分圧した電圧が与えられる。コンパレータ23の−入力端子には、基準電圧Vrefが与えられる。本実施形態において、抵抗24及び抵抗25は共に200kΩに設定されている。よって、コンパレータ23の+入力端子には、電圧VPの1/2の電圧が与えられる。
The first
The + input terminal of the
コンパレータ23は、電圧VPの1/2の電圧が基準電圧Vref(2.4ボルト)以上となる場合、所定の電位であるH(High)レベル電圧を充電開始信号として出力し、電圧VPの1/2の電圧が基準電圧Vref(2.4ボルト)よりも低い場合、Hレベル電圧よりも低い電位(例えば、0ボルト)のL(Low)レベル電圧を出力する。
つまり、コンパレータ23は、電圧VPが4.8ボルト以上の場合、充電開始信号としてのHレベル電圧を出力し、電圧VPが4.8ボルトよりも低い場合、Lレベル電圧を出力する。
That is, the
このように、第1信号生成部21は、電圧入力部6に与えられる電圧VPが4.8ボルト以上の場合、充電開始信号を出力する。
ここで、電圧入力部6に与えられる電圧VPにおいて、バッテリ部3への充電が行われる電圧を第1電圧という。
本実施形態では、第1電圧は、モード制御回路17が充電開始信号を出力することでバッテリ部3への充電が行われる4.8ボルト以上の電圧範囲である。
第1信号生成部21は、電圧入力部6に与えられる電圧VPが第1電圧か否かを検出し、第1電圧である場合、充電開始信号を出力する。また、第1信号生成部21は、電圧VPが第1電圧でない場合、Lレベル電圧を出力する。
Thus, the
Here, the voltage V P applied to the voltage input unit 6, a voltage charging of the
In the present embodiment, the first voltage is in a voltage range of 4.8 volts or more in which the
The
第2信号生成部22は、電圧入力部6に与えられる電圧VPが所定電圧か否かを検出する検出部26と、電圧VPが所定電圧を継続したか否かを判定する判定部27とを備えている。
検出部26は、コンパレータ28と、コンパレータ29と、AND回路30とを含んで構成されている。
コンパレータ28の+入力端子には、基準電圧回路19が生成する基準電圧Vref(2.4ボルト)が与えられる。コンパレータ28の−入力端子には、電圧入力部6からの電圧VPが与えられる。
また、コンパレータ29の+入力端子には、電圧入力部6からの電圧VPが与えられる。コンパレータ29の−入力端子には、基準電圧Vrefを抵抗31及び抵抗32によって分圧した電圧が与えられる。本実施形態において、抵抗31は40kΩ、抵抗32は200kΩに設定されている。よって、コンパレータ29の−入力端子には、2.0ボルトの電圧が与えられる。
Second
The
A reference voltage Vref (2.4 volts) generated by the
Also, the + input terminal of the
コンパレータ28及びコンパレータ29の出力端は、共にAND回路30に接続されている。すなわち、コンパレータ28、コンパレータ29、及びAND回路30はウインドウコンパレータを構成している。
AND回路30は、電圧入力部6からの電圧VPが2.0ボルトから2.4ボルトの範囲の電圧である場合、Hレベル電圧を出力し、電圧VPが2.0ボルトから2.4ボルトの範囲外である場合、Lレベル電圧を出力する。
Both the output ends of the
AND
このように、検出部26は、電圧入力部6に与えられる電圧VPが2.0ボルトから2.4ボルトの範囲の電圧である場合、Hレベル電圧を出力する。
なお、電圧VPが2.0ボルトから2.4ボルトの範囲では充電開始信号が出力されないので、充電回路4は充電動作しない。
ここで、電圧入力部6に与えられる電圧VPにおいて、充電回路4が充電動作しない電圧を第2電圧という。
本実施形態の検出部26は、第2電圧である2.0ボルトから2.4ボルトの電圧範囲を検出するように構成されている。
検出部26は、電圧入力部6に与えられる電圧VPが第2電圧か否かを検出し、第2電圧である場合、Hレベル電圧を出力する。
Thus, the
Since the charging start signal is not output when the voltage VP is in the range of 2.0 volts to 2.4 volts, the charging circuit 4 does not operate for charging.
Here, the voltage V P applied to the voltage input unit 6, a voltage charging circuit 4 not charge operation of the second voltage.
The
AND回路30の出力端は、判定部27のシフトレジスタ33に接続されている。
判定部27は、シフトレジスタ33と、AND回路34とを含んで構成されている。
シフトレジスタ33は、4ビットのシフトレジスタであり、4個の出力端子(Q0〜Q3)を備えている。シフトレジスタ33には、発振器18からのクロック信号が与えられる。上述したように、発振器18が生成するクロック信号は2Hzである。よって、シフトレジスタ33は、AND回路30からの出力が与えられると、0.5秒ごとにデータをシフトし4個の出力端子から順次出力する。
The output end of the AND
The
The
4個の出力端子は、AND回路34に接続されている。
AND回路34は、出力端子Q0〜Q3の全てからHレベル電圧が与えられると、シャットダウン信号としてのHレベル電圧を出力する。
一方、AND回路34は、出力端子Q0〜Q3の1つでもHレベル電圧が与えられなければLレベル電圧を出力(維持)する。
The four output terminals are connected to the AND
When the H level voltage is applied from all of the output terminals Q0 to Q3, the AND
On the other hand, the AND
AND回路34は、出力端子Q0〜Q3の全てからHレベル電圧が与えられると、シャットダウン信号としてのHレベル電圧を出力する。よって、AND回路30は、シフトレジスタ33へHレベル電圧を与えてから、当該シフトレジスタ33が出力端子Q0〜Q3の全てからHレベル電圧を出力するまでに必要な所定時間(例えば、2秒)以上、Hレベル電圧を出力する必要がある。
つまり、AND回路34は、電圧VPが第2電圧範囲で2秒以上継続してから、シャットダウン信号を出力する。
When the H level voltage is applied from all of the output terminals Q0 to Q3, the AND
That, the AND
このように、第2信号生成部22は、電圧入力部6に与えられる電圧VPが第2電圧か否かを検出し、電圧VPが第2電圧を2秒以上継続したと判定した場合に、シャットダウン信号を出力する。また、第2信号生成部22は、電圧VPが第2電圧でない場合、又は、電圧VPが第2電圧を2秒以上継続していないと判定した場合、Lレベル電圧を出力する。
Thus, the second
以上のように、モード制御回路17は、電圧入力部6に第2電圧が2秒以上継続して与えられたことを検出すると、シャットダウン信号を出力する。
また、モード制御回路17は、電圧入力部6に第1電圧の電圧が与えられたことを検出すると、充電開始信号を出力する。
モード制御回路17が出力するシャットダウン信号及び充電開始信号は、スイッチ駆動回路16に与えられる。
As described above, the
Further, the
The shutdown signal and the charge start signal output by the
図1に戻って、スイッチ駆動回路16は、モード制御回路17から与えられる信号に応じて断続スイッチ15を制御する機能を有している。スイッチ駆動回路16は、バッテリ部3の両端に接続されており、バッテリ部3の電圧を動作電圧としている。
スイッチ駆動回路16は、MOS−FETである断続スイッチ15のゲート端子に対して制御電圧を供給し、断続スイッチ15の断続動作を制御する。
より具体的に、スイッチ駆動回路16は、制御電圧としてLレベル電圧又はHレベル電圧のいずれかを断続スイッチ15のゲート端子へ供給することで、断続スイッチ15の断続動作を制御する。
スイッチ駆動回路16が制御電圧としてLレベル電圧を断続スイッチ15のゲート端子へ与える場合、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2とを遮断する。
一方、スイッチ駆動回路16が制御電圧としてHレベル電圧を断続スイッチ15のゲート端子へ与える場合、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2とを接続する。
Returning to FIG. 1, the
The
More specifically, the
When the
On the other hand, when the
図3は、スイッチ駆動回路16の構成を示す回路図である。
スイッチ駆動回路16は、RSフリップフロップ回路37と、NOT回路40と、NOT回路41と、NOT回路42とを含んで構成されている。
RSフリップフロップ回路37は、NAND回路38と、NAND回路39とを含んで構成されている。
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the
The
The RS flip-
NOT回路41の入力端には、モード制御回路17に含まれているコンパレータ23の出力端が接続されている。よって、NOT回路41には、モード制御回路17が出力する充電開始信号としてのHレベル電圧、又はLレベル電圧が与えられる。
NOT回路41の出力端は、NAND回路38の入力端に接続されている。
NOT回路42の入力端には、モード制御回路17に含まれているAND回路34の出力端が接続されている。よって、NOT回路42には、モード制御回路17が出力するシャットダウン信号としてのHレベル電圧、又はLレベル電圧が与えられる。
NOT回路42の出力端は、NAND回路39の入力端に接続されている。
The output end of the
The output end of the
The output end of the AND
The output end of the
NAND回路39の出力端は、NOT回路40に接続されている。つまり、RSフリップフロップ回路37としての出力は、NOT回路40に与えられる。
NOT回路40の出力端は、断続スイッチ15のゲート端子(図1)に接続されている。すなわち、NOT回路40は、制御電圧を出力する。
The output end of the
The output end of the
ここで、モード制御回路17からシャットダウン信号が与えられる場合、NOT回路42にはシャットダウン信号としてのHレベル電圧が与えられ、NOT回路41にはLレベル電圧が与えられる。
よって、NAND回路39にはLレベル電圧が与えられ、NAND回路38にはHレベル電圧が与えられる。よってこの場合、NAND回路39は、Hレベル電圧を出力する。
NAND回路39からHレベル電圧が与えられるNOT回路40は、制御電圧としてLレベル電圧を出力する。
これにより、断続スイッチ15のゲート端子にはLレベル電圧が与えられ、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2とを遮断する。
この結果、バッテリ電源装置1のモードはシャットダウンモードとなる。
Here, when a shutdown signal is given from the
Therefore, the
The
As a result, an L level voltage is applied to the gate terminal of the
As a result, the mode of the battery power supply device 1 becomes the shutdown mode.
また、モード制御回路17から充電開始信号が与えられる場合、NOT回路41には充電開始信号としてのHレベル電圧が与えられ、NOT回路42にはLレベル電圧が与えられる。
よって、NAND回路38にはLレベル電圧が与えられ、NAND回路39にはHレベル電圧が与えられる。よってこの場合、NAND回路39は、Lレベル電圧を出力する。
NAND回路39からLレベル電圧が与えられるNOT回路40は、制御電圧としてHレベル電圧を出力する。
これにより、断続スイッチ15のゲート端子にはHレベル電圧が与えられ、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2とを接続する。
この結果、バッテリ電源装置1のモードは通常モードとなる。
When a charge start signal is given from the
Therefore, the
The
As a result, an H level voltage is applied to the gate terminal of the
As a result, the mode of the battery power supply device 1 becomes the normal mode.
また、モード制御回路17からシャットダウン信号も充電開始信号も与えられない場合、NOT回路41、及びNOT回路42の両方の入力端はLレベル電圧となる。この場合、NAND回路39は、直前の出力と同じ出力を維持する。
つまり、シャットダウン信号が与えられた後、シャットダウン信号も充電開始信号も与えられない状態となった場合、NAND回路39は、Hレベル電圧をNOT回路40に与える。NOT回路40は、制御電圧としてLレベル電圧を出力する。
また、充電開始信号が与えられた後、シャットダウン信号も充電開始信号も与えられない状態となった場合、NAND回路39は、Lレベル電圧をNOT回路40に与える。NOT回路40は、制御電圧としてHレベル電圧を出力する。
Further, when neither the shutdown signal nor the charging start signal is given from the
That is, when neither the shutdown signal nor the charging start signal is given after the shutdown signal is given, the
Further, when neither the shutdown signal nor the charging start signal is given after the charging start signal is given, the
以上のように、スイッチ駆動回路16は、モード制御回路17から与えられる信号に応じて制御電圧としてHレベル電圧又はLレベル電圧を出力し、断続スイッチ15を制御する。
As described above, the
〔バッテリ電源装置の動作について〕
本実施形態のバッテリ電源装置1の電圧入力部6に対して、第1電圧が与えられると、モード制御回路17は、充電開始信号を充電回路4及びスイッチ駆動回路16に与える。
充電開始信号が与えられたスイッチ駆動回路16は、制御電圧としてのHレベル電圧を断続スイッチ15のゲート端子に与える。
この結果、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2との間を接続する。
これにより、バッテリ電源装置1のモードは、通常モードとなる。
また、充電開始信号が与えられた充電回路4は、電圧入力部6から与えられる電力に基づいてバッテリ部3に供給するための電力を生成し、バッテリ部3に対する充電動作を開始する。
[About the operation of the battery power supply]
When the first voltage is applied to the voltage input unit 6 of the battery power supply device 1 of the present embodiment, the
The
As a result, the
As a result, the mode of the battery power supply device 1 becomes the normal mode.
Further, the charging circuit 4 to which the charging start signal is given generates electric power to be supplied to the
その後、電圧入力部6への電圧供給が停止されたとすると、モード制御回路17は、充電開始信号及びシャットダウン信号のいずれも出力しない。
この場合、スイッチ駆動回路16は、直前の出力を維持するので、制御電圧としてのHレベル電圧を断続スイッチ15のゲート端子に与える。この結果、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2との間の接続を維持する。よって、バッテリ電源装置1のモードは、通常モードで維持される。
After that, if the voltage supply to the voltage input unit 6 is stopped, the
In this case, since the
このように、バッテリ電源装置1のモード切替部5は、電圧入力部6に第1電圧が与えられると、バッテリ電源装置1のモードを通常モードに切り替える。
In this way, the
通常モードであるバッテリ電源装置1の電圧入力部6に対して、充電する際に与える第1電圧とは異なる第2電圧が2秒以上与えられると、モード制御回路17は、シャットダウン信号をスイッチ駆動回路16に与える。
シャットダウン信号が与えられたスイッチ駆動回路16は、制御電圧としてのLレベル電圧を断続スイッチ15のゲート端子に与える。
この結果、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2との間を遮断する。
これにより、バッテリ電源装置1のモードは、シャットダウンモードとなる。
なお、電圧入力部6に第2電圧が与えられたとしても、充電回路4には充電開始信号が与えられない。よってこの場合、充電回路4は充電動作をしない。
When a second voltage different from the first voltage given when charging is applied to the voltage input unit 6 of the battery power supply device 1 in the normal mode for 2 seconds or more, the
The
As a result, the
As a result, the mode of the battery power supply device 1 becomes the shutdown mode.
Even if the second voltage is applied to the voltage input unit 6, the charging start signal is not given to the charging circuit 4. Therefore, in this case, the charging circuit 4 does not perform the charging operation.
その後、電圧入力部6への電圧供給が停止されたとすると、モード制御回路17は、充電開始信号及びシャットダウン信号のいずれも出力しない。
この場合、スイッチ駆動回路16は、直前の出力を維持するので、制御電圧としてのLレベル電圧を断続スイッチ15のゲート端子に与える。この結果、断続スイッチ15は、バッテリ部3の負端子と負荷回路2との間の遮断を維持する。よって、バッテリ電源装置1のモードは、シャットダウンモードで維持される。
After that, if the voltage supply to the voltage input unit 6 is stopped, the
In this case, since the
このように、バッテリ電源装置1のモード切替部5は、電圧入力部6に第2電圧が2秒以上与えられると、バッテリ電源装置1のモードをシャットダウンモードに切り替える。
また、モード制御回路17は、スイッチ駆動回路16とともに第1電圧とは異なる電圧であって充電回路4が充電動作しない第2電圧が電圧入力部6に与えられたことを検出するとシャットダウン信号を出力し、自装置1のモードをシャットダウンモードにするシャットダウン回路を構成している。
In this way, the
Further, the
なお、シャットダウンモードであるバッテリ電源装置1の電圧入力部6に対して、第1電圧が与えられれば、モード制御回路17は充電開始信号を出力する。これにより、バッテリ電源装置1のモードは、再度通常モードに切り替えられる。
If the first voltage is applied to the voltage input unit 6 of the battery power supply device 1 in the shutdown mode, the
本実施形態では、シャットダウンモードへ切り替えるために電圧入力部6に与えられる第2電圧が、充電のために電圧入力部6に与えられる第1電圧よりも低い電圧に設定されている。
すなわち、上記構成のバッテリ電源装置1によれば、充電のための第1電圧が与えられる電圧入力部6へ、第1電圧とは異なる第2電圧を与えればシャットダウンモードへ切り替えることができる。このため、シャットダウンモードへ切り替えるための操作スイッチ等を設けることなくシャットダウンモードに関する切り替えを行うことができる。
また、本実施形態のバッテリ電源装置1によれば、バッテリ部3の電圧ではなく、充電回路4を動作させるための電圧を監視し、充電動作を行わない電圧を電圧入力部6へ与えることでシャットダウンモードに切り替えることができる。このため、バッテリ部3が十分に蓄電されている状態であってもシャットダウンモードに切り替えることができる。
In the present embodiment, the second voltage applied to the voltage input unit 6 for switching to the shutdown mode is set to a voltage lower than the first voltage applied to the voltage input unit 6 for charging.
That is, according to the battery power supply device 1 having the above configuration, the shutdown mode can be switched by applying a second voltage different from the first voltage to the voltage input unit 6 to which the first voltage for charging is applied. Therefore, it is possible to switch the shutdown mode without providing an operation switch or the like for switching to the shutdown mode.
Further, according to the battery power supply device 1 of the present embodiment, the voltage for operating the charging circuit 4 is monitored instead of the voltage of the
また、上記実施形態において、例えば、電圧入力部6に第1電圧が与えられる際、第1電圧に到達するまでに、第2電圧の範囲を通過する。
このため、電圧入力部6には第1電圧が与えられているにも関わらず、モード制御回路17が、第1電圧に到達するまでの過渡電圧によってシャットダウン信号を出力するおそれがある。
Further, in the above embodiment, for example, when the first voltage is applied to the voltage input unit 6, it passes through the range of the second voltage by the time it reaches the first voltage.
Therefore, even though the first voltage is applied to the voltage input unit 6, the
この点、本実施形態では、電圧入力部6に第2電圧が2秒(所定時間)以上継続して与えられると、モード制御回路17がシャットダウン信号を出力し、シャットダウンモードに切り替わるように構成されている。
これにより、モード制御回路17は、第2電圧が確実に与えられていることを認識できるとともに、第1電圧が与えられたときの過渡電圧が瞬時的に第2電圧の範囲に入ってもシャットダウン信号を出力するのを防止することができる。
In this regard, in the present embodiment, when the second voltage is continuously applied to the voltage input unit 6 for 2 seconds (predetermined time) or more, the
As a result, the
なお、本実施形態では、電圧入力部6に第2電圧が2秒以上与えられると、モード制御回路17がシャットダウン信号を出力するように構成したが、第2電圧が与えられる所定時間は2秒に限定されるものではなく、上述のように、過渡電圧によってシャットダウン信号が出力されるのを防止することが可能な時間であればより短時間にしてもよいし、より長時間にしてもよい。
In the present embodiment, the
図4は、第2実施形態に係るバッテリ電源装置1のモード制御回路17の構成を示す回路図である。
本実施形態では、モード制御回路17にシャットダウン信号を出力させるために電圧入力部6に与える第2電圧の範囲が、充電開始信号を出力させるために電圧入力部6に与える第1電圧の範囲よりも高い電圧に設定されている点において、第1実施形態のモード制御回路17と相違している。その他の点については、第1実施形態と同様である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the
In the present embodiment, the range of the second voltage given to the voltage input unit 6 for outputting the shutdown signal to the
本実施形態のモード制御回路17は、コンパレータ45と、コンパレータ46と、AND回路47と、NOT回路48とを含んで構成されている。
コンパレータ45の+入力端子には、基準電圧回路19が生成する基準電圧Vref(2.4ボルト)が与えられる。コンパレータ45の−入力端子には、電圧入力部6からの電圧VPを抵抗52及び抵抗53によって分圧した電圧が与えられる。本実施形態において、抵抗52は310kΩ、抵抗53は240kΩに設定されている。よって、コンパレータ45の−入力端子には、電圧VPの24/55の電圧が与えられる。電圧入力部6からの電圧VPが5.5ボルトである場合、コンパレータ45の−入力端子には、基準電圧Vrefと同じ2.4ボルトの電圧が与えられる。つまり、コンパレータ45は、電圧入力部6からの電圧VPを5.5ボルトを基準として比較する。
The
A reference voltage Vref (2.4 volts) generated by the
また、コンパレータ46の+入力端子には電圧入力部6からの電圧VPを抵抗52及び抵抗53によって分圧した電圧が与えられる。コンパレータ45の−端子には基準電圧Vrefを抵抗50及び抵抗51によって分圧した電圧が与えられる。本実施形態において、抵抗50は44kΩ、抵抗51は196kΩに設定されている。よって、コンパレータ46の−入力端子には、1.96ボルトの電圧が与えられる。つまり、コンパレータ46は、電圧入力部6からの電圧VPを4.5(=1.96×55/24)ボルトを基準として比較する。
Further, the divided voltage of the voltage V P by the
コンパレータ45及びコンパレータ46の出力端は、共にAND回路47に接続されている。すなわち、コンパレータ45、コンパレータ46、及びAND回路47はウインドウコンパレータを構成している。
AND回路47は、電圧入力部6からの電圧VPが4.5ボルトから5.5ボルトの範囲の電圧である場合、Hレベル電圧を出力し、電圧VPが4.5ボルトから5.5ボルトの範囲外である場合、Lベル電圧を出力する。
本実施形態のモード制御回路17は、AND回路47から出力されるHレベル電圧を充電開始信号として出力する。
Both the output ends of the
AND
The
本実施形態において、第1電圧は、モード制御回路17が充電開始信号を出力することでバッテリ部3への充電が行われる4.5ボルトから5.5ボルトの電圧範囲である。
In the present embodiment, the first voltage is in the voltage range of 4.5 to 5.5 volts in which the
また、NOT回路48の入力端には、コンパレータ45の出力端が接続されている。コンパレータ45は、電圧入力部6からの電圧VPが5.5ボルト以上である場合、Lレベル電圧を出力する。コンパレータ45がLレベル電圧を出力する場合、NOT回路48は、Hレベル電圧を出力する。つまり、NOT回路48は、電圧入力部6からの電圧VPが5.5ボルト以上である場合、Hレベル電圧を出力する。
本実施形態のモード制御回路17は、NOT回路48から出力されるHレベル電圧をシャットダウン信号として出力する。
Further, the output end of the
The
本実施形態において、第2電圧は、充電開始信号が出力されないことで充電回路4が充電動作しない5.5ボルト以上の電圧範囲である。 In the present embodiment, the second voltage is in a voltage range of 5.5 volts or more in which the charging circuit 4 does not perform charging operation because the charging start signal is not output.
このように、本実施形態では、シャットダウンモードへ切り替えるために電圧入力部6に与えられる第2電圧の範囲が、充電のために電圧入力部6に与えられる第1電圧の範囲よりも高い電圧に設定されている。
この場合においても、電圧入力部6に第2電圧を与えることでシャットダウン信号をモード制御回路17に出力させることができ、電圧入力部6に第1電圧を与えることで充電開始信号をモード制御回路17に出力させることができる。
この結果、シャットダウンモードへ切り替えるための操作スイッチ等を設けることなくシャットダウンモードに関する切り替えを行うことができる。
As described above, in the present embodiment, the range of the second voltage given to the voltage input unit 6 for switching to the shutdown mode becomes a voltage higher than the range of the first voltage given to the voltage input unit 6 for charging. It has been set.
Even in this case, the shutdown signal can be output to the
As a result, it is possible to switch the shutdown mode without providing an operation switch or the like for switching to the shutdown mode.
また、本実施形態では、第2電圧の範囲が、第1電圧の範囲よりも高い電圧に設定されているので、第1実施形態のように、電圧入力部6に第2電圧が所定期間与えられるのを待ってからシャットダウン信号を出力する必要がない。このため、モード制御回路17の構成をより簡易な構成とすることができる。
Further, in the present embodiment, the range of the second voltage is set to a voltage higher than the range of the first voltage, so that the second voltage is applied to the voltage input unit 6 for a predetermined period as in the first embodiment. There is no need to wait for it to be output before outputting a shutdown signal. Therefore, the configuration of the
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。
例えば、充電のための第1電圧の範囲、及び充電回路4が充電動作しない第2電圧の範囲は、互いに重複していなければ、任意に設定することができる。
上記各実施形態では、第2電圧は、本実施形態では0ボルトよりも高い電圧である場合を示したが、0ボルトよりも低い電圧であってもよい。
The present invention is not limited to each of the above embodiments.
For example, the range of the first voltage for charging and the range of the second voltage at which the charging circuit 4 does not operate for charging can be arbitrarily set as long as they do not overlap with each other.
In each of the above embodiments, the second voltage is a voltage higher than 0 volt in this embodiment, but may be a voltage lower than 0 volt.
また、本実施形態では、バッテリ部3をリチウムイオン二次電池によって構成した場合を例示したが、ニッケル水素二次電池等、他の二次電池を用いることもできる。
Further, in the present embodiment, the case where the
1 バッテリ電源装置 2 負荷回路 3 バッテリ部
4 充電回路 5 モード切替部 6 電圧入力部
7 第1入力端子 8 第2入力端子 10 第1線路
11 第2線路 12 第3線路 15 スイッチ
16 スイッチ駆動回路 17 モード制御回路 18 発振器
19 基準電圧回路 21 第1信号生成部 22 第2信号生成部
23 コンパレータ 24 抵抗 25 抵抗
26 検出部 27 判定部 28 コンパレータ
29 コンパレータ 30 AND回路 31 抵抗
32 抵抗 33 シフトレジスタ 34 AND回路
37 フリップフロップ回路 38 NAND回路 39 NAND回路
40 NOT回路 41 NOT回路 42 NOT回路
45 コンパレータ 46 コンパレータ 47 AND回路
48 NOT回路 50 抵抗 51 抵抗
52 抵抗 53 抵抗
1 Battery power supply 2
Claims (7)
電圧が外部電源から与えられる電圧入力部と、
第1電圧が前記電圧入力部に与えられると充電動作をする充電回路と、
前記第1電圧とは異なる電圧であって前記充電回路が充電動作しない第2電圧が、前記電圧入力部に与えられたことを検出すると、前記負荷へ電力が供給されないシャットダウンモードにするシャットダウン回路と、
を備えるバッテリ電源装置。 A battery power supply that supplies power to the load
The voltage input section where the voltage is supplied from the external power supply,
A charging circuit that performs a charging operation when the first voltage is applied to the voltage input unit,
When it is detected that a second voltage different from the first voltage and the charging circuit does not perform charging operation is applied to the voltage input unit, the shutdown circuit sets the shutdown mode in which power is not supplied to the load. ,
Battery power supply with.
請求項1に記載のバッテリ電源装置。 The battery power supply device according to claim 1, wherein the shutdown circuit returns from the shutdown mode when the first voltage is applied to the voltage input unit during the shutdown mode.
請求項1又は請求項2に記載のバッテリ電源装置。 The battery power supply device according to claim 1 or 2, wherein the second voltage is a voltage lower than the first voltage.
請求項1又は請求項2に記載のバッテリ電源装置。 The battery power supply device according to claim 1 or 2, wherein the second voltage is a voltage higher than the first voltage.
請求項1〜4のいずれか一項に記載のバッテリ電源装置。 The battery power supply device according to any one of claims 1 to 4, wherein when the shutdown circuit detects that the second voltage has been applied for a predetermined time or longer, the charging circuit is put into a shutdown mode.
前記第1電圧とは異なる電圧であって前記充電回路が充電動作しない第2電圧が、前記電圧入力部に与えられたことを検出すると、前記シャットダウンモードにするためのシャットダウン信号を出力するよう構成された
シャットダウン回路。 It is a shutdown circuit that puts a battery power supply device equipped with a charging circuit configured to charge when a first voltage is applied to the voltage input section where voltage is applied from an external power source to a shutdown mode in which power is not supplied to the load. When it is detected that a second voltage different from the first voltage and the charging circuit does not perform charging operation is applied to the voltage input unit, a shutdown signal for setting the shutdown mode is output. Configured shutdown circuit.
前記第1電圧とは異なる電圧であって前記充電回路が充電動作しない第2電圧が、前記電圧入力部に与えられたことを検出すると、負荷へ電力が供給されないように前記バッテリ電源装置と前記負荷とを遮断してシャットダウンする
シャットダウン方法。
A method of shutting down a battery power supply device having a charging circuit configured to perform a charging operation when a first voltage is applied to a voltage input unit where a voltage is applied from an external power source.
When it is detected that a second voltage different from the first voltage and the charging circuit does not perform charging operation is applied to the voltage input unit, the battery power supply device and the battery power supply device and the above so that power is not supplied to the load. Shutdown method that shuts off the load and shuts down.
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