JP6984733B2 - Battery charging / discharging circuits, electronic devices, musical instruments, and battery charging / discharging methods - Google Patents
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Description
本発明は、電池充放電回路、電子機器、楽器、及び電池充放電方法に関する。 The present invention relates to a battery charge / discharge circuit, an electronic device, a musical instrument, and a battery charge / discharge method.
近年、充電時に2次電池を並列に接続し、放電時に2次電池を直列に接続する技術が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照)。
In recent years, there has been known a technique of connecting secondary batteries in parallel during charging and connecting secondary batteries in series during discharging (see, for example,
しかしながら、上述した従来技術では、2次電池を並列又は直列に接続するために複雑な制御回路を必要とし、簡易な構成により自動で、2次電池の接続を切り替えることは困難であった。 However, in the above-mentioned conventional technique, a complicated control circuit is required to connect the secondary batteries in parallel or in series, and it is difficult to automatically switch the connection of the secondary batteries with a simple configuration.
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、簡易な構成により、2次電池の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる電池充放電回路、電子機器、楽器、及び電池充放電方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is a battery charge / discharge circuit and an electronic device capable of automatically switching the connection of a secondary battery between charging and discharging by a simple configuration. , Instruments, and battery charging / discharging methods.
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、複数の2次電池を並列、且つ個別に充電可能な充電回路部と、前記複数の2次電池を直列接続し、直列接続された前記複数の2次電池から負荷部に直流電力を供給する直列接続スイッチ部と、外部から供給される直流電力である外部電力を前記負荷部及び前記充電回路部に供給し、前記充電回路部を動作させる充電動作スイッチ部と、前記外部電力が供給されたか否かを検出し、前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせる切替回路部と、を備え、前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部を基準電位端子から切り離してフローティング状態にする第1スイッチを備え、前記切替回路部は、前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態である場合に、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせる電池充放電回路である。
また、本発明の一態様は、複数の2次電池を並列、且つ個別に充電可能な充電回路部と、前記複数の2次電池を直列接続し、直列接続された前記複数の2次電池から負荷部に直流電力を供給する直列接続スイッチ部と、外部から供給される直流電力である外部電力を前記負荷部及び前記充電回路部に供給し、前記充電回路部を動作させる充電動作スイッチ部と、前記外部電力が供給されたか否かを検出し、前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせる切替回路部と、を備え、前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部をフローティング状態にする第1スイッチを備え、前記切替回路部は、前記外部電力が検出されていない場合に、前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態にさせるとともに、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせ、前記充電動作スイッチ部は、前記外部電力を前記負荷部に供給する第2スイッチを備え、前記直列接続スイッチ部は、前記複数の2次電池を直列接続する第3スイッチと、前記複数の2次電池から前記負荷部に直流電力を供給する第4スイッチと、を備え、前記第2スイッチ及び前記第4スイッチは、ボディーダイオードが前記負荷部に向って順方向になるように接続され、前記第3スイッチは、ボディーダイオードが、前記複数の2次電池が直列接続された際に前記負荷部に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されている電池充放電回路である。
In order to solve the above problem, one aspect of the present invention is a charging circuit unit capable of charging a plurality of secondary batteries in parallel and individually, and the plurality of secondary batteries connected in series and connected in series. The series connection switch unit that supplies DC power from a plurality of secondary batteries to the load unit, and the external power that is DC power supplied from the outside are supplied to the load unit and the charging circuit unit to operate the charging circuit unit. The charging operation switch unit to be charged and whether or not the external power is supplied are detected, and when the external power is detected, the series connection state of the series connection switch unit is released and the charging operation switch unit is released. The load unit and the charging circuit unit are provided with a switching circuit unit for supplying the external power to the charging circuit unit, and the charging operation switch unit separates the charging circuit unit from the reference potential terminal and puts the charging circuit unit into a floating state. The switching circuit unit includes one switch, and the switching circuit unit is a battery charge / discharge circuit that causes the first switch to float in the charging circuit unit when the series connection switch unit is connected in series.
Further, one aspect of the present invention is from a charging circuit unit capable of charging a plurality of secondary batteries in parallel and individually, and the plurality of secondary batteries connected in series by connecting the plurality of secondary batteries in series. A series connection switch unit that supplies DC power to the load unit, and a charging operation switch unit that supplies external power, which is DC power supplied from the outside, to the load unit and the charging circuit unit to operate the charging circuit unit. , Whether or not the external power is supplied is detected, and when the external power is detected, the series connection state of the series connection switch unit is released, and the charging operation switch unit is connected to the load unit and the load unit. The charging circuit unit includes a switching circuit unit for supplying the external power to the charging circuit unit, the charging operation switch unit includes a first switch for floating the charging circuit unit, and the switching circuit unit includes the switching circuit unit. When the external power is not detected, the series connection switch unit is made to be connected in series, the charging circuit unit is made to be in the floating state, and the first switch is made to be in the floating state. The series connection switch unit includes a third switch for connecting the plurality of secondary batteries in series, and supplies DC power from the plurality of secondary batteries to the load unit. The second switch and the fourth switch are connected so that the body diode faces the load portion in the forward direction, and the third switch has a plurality of body diodes. This is a battery charge / discharge circuit connected so as to be in the direction opposite to the current direction flowing toward the load portion when the secondary batteries of the above are connected in series.
また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路において、前記切替回路部は、前記外部電力が検出されていない場合に、前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態にさせるようにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, in the battery charge / discharge circuit, the switching circuit unit causes the series connection switch unit to be connected in series when the external power is not detected. May be good.
また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路において、前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部をフローティング状態にする第1スイッチを備え、前記切替回路部は、前記外部電力が検出されていない場合に、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせるようにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, in the battery charge / discharge circuit, the charging operation switch unit includes a first switch that makes the charging circuit unit float, and the switching circuit unit detects the external power. If not, the first switch may be made to float the charging circuit unit.
また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路において、前記充電動作スイッチ部は、前記外部電力を前記負荷部に供給する第2スイッチを備え、前記直列接続スイッチ部は、前記複数の2次電池を直列接続する第3スイッチと、前記複数の2次電池から前記負荷部に直流電力を供給する第4スイッチと、を備え、前記第2スイッチ及び前記第4スイッチは、ボディーダイオードが前記負荷部に向って順方向になるように接続され、前記第3スイッチは、ボディーダイオードが、前記複数の2次電池が直列接続された際に前記負荷部に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されているようにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, in the battery charge / discharge circuit, the charging operation switch unit includes a second switch that supplies the external power to the load unit, and the series connection switch unit has the plurality of units. A third switch for connecting secondary batteries in series and a fourth switch for supplying DC power from the plurality of secondary batteries to the load unit are provided, and the second switch and the fourth switch have a body diode. The third switch is connected in the forward direction toward the load portion, and the third switch is in the direction opposite to the current direction in which the body diode flows toward the load portion when the plurality of secondary batteries are connected in series. It may be connected so as to be.
また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路において、前記直列接続スイッチ部は、前記第3スイッチを複数備え、前記複数の第3スイッチのうち、基準電源線に最も近い最下段のスイッチが、NMOSトランジスタであるようにしてもよい。 Further, in one aspect of the present invention, in the battery charge / discharge circuit, the series connection switch unit includes a plurality of the third switches, and among the plurality of third switches, the lowest stage closest to the reference power supply line. The switch may be an nanotube transistor.
また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路と、前記負荷部として、所定の処理を実行する電子回路と、を備える電子機器である。 Further, one aspect of the present invention is an electronic device including the above-mentioned battery charge / discharge circuit and an electronic circuit for executing a predetermined process as the load unit.
また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路と、前記負荷部として、楽器の電子処理を実行する電子回路と、を備える楽器である。 Further, one aspect of the present invention is a musical instrument including the above-mentioned battery charge / discharge circuit and an electronic circuit for executing electronic processing of the musical instrument as the load unit.
また、本発明の一態様は、複数の2次電池を並列、且つ個別に充電可能な充電回路部と、前記複数の2次電池を直列接続し、直列接続された前記複数の2次電池から負荷部に直流電力を供給する直列接続スイッチ部と、外部から供給される直流電力である外部電力を前記負荷部及び前記充電回路部に供給し、前記充電回路部を動作させる充電動作スイッチ部と、を備える電池充放電回路の電池充放電方法であって、前記外部電力が供給されたか否かを検出し、前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせ、前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部を基準電位端子から切り離してフローティング状態にする第1スイッチを備えており、前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態である場合に、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせる電池充放電方法である。
また、本発明の一態様は、複数の2次電池を並列、且つ個別に充電可能な充電回路部と、前記複数の2次電池を直列接続し、直列接続された前記複数の2次電池から負荷部に直流電力を供給する直列接続スイッチ部と、外部から供給される直流電力である外部電力を前記負荷部及び前記充電回路部に供給し、前記充電回路部を動作させる充電動作スイッチ部と、を備える電池充放電回路の電池充放電方法であって、前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部をフローティング状態にする第1スイッチを備えており、前記充電動作スイッチ部は、前記外部電力を前記負荷部に供給する第2スイッチを備えており、前記直列接続スイッチ部は、前記複数の2次電池を直列接続する第3スイッチと、前記複数の2次電池から前記負荷部に直流電力を供給する第4スイッチと、を備えており、前記第2スイッチ及び前記第4スイッチは、ボディーダイオードが前記負荷部に向って順方向になるように接続され、前記第3スイッチは、ボディーダイオードが、前記複数の2次電池が直列接続された際に前記負荷部に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されており、前記外部電力が供給されたか否かを検出し、前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせ、前記外部電力が検出されていない場合に、前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態にさせるとともに、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせる電池充放電方法である。
Further, one aspect of the present invention is from a charging circuit unit capable of charging a plurality of secondary batteries in parallel and individually, and the plurality of secondary batteries connected in series by connecting the plurality of secondary batteries in series. A series connection switch unit that supplies DC power to the load unit, and a charging operation switch unit that supplies external power, which is DC power supplied from the outside, to the load unit and the charging circuit unit to operate the charging circuit unit. A battery charging / discharging method for a battery charging / discharging circuit comprising the At the same time as releasing the battery, the charging operation switch unit is brought into a state of supplying the external power to the load unit and the charging circuit unit, and the charging operation switch unit is in a floating state by disconnecting the charging operation switch unit from the reference potential terminal. This is a battery charging / discharging method in which the first switch is provided, and when the series connection switch unit is connected in series, the charging circuit unit is placed in a floating state to perform the first switch.
Further, one aspect of the present invention is from a charging circuit unit capable of charging a plurality of secondary batteries in parallel and individually, and the plurality of secondary batteries connected in series by connecting the plurality of secondary batteries in series. A series connection switch unit that supplies DC power to the load unit, and a charging operation switch unit that supplies external power, which is DC power supplied from the outside, to the load unit and the charging circuit unit to operate the charging circuit unit. A battery charging / discharging method for a battery charging / discharging circuit, wherein the charging operation switch unit includes a first switch for floating the charging operation switch unit, and the charging operation switch unit is equipped with the external power source. The series connection switch unit includes a third switch for connecting the plurality of secondary batteries in series, and DC power from the plurality of secondary batteries to the load unit. The second switch and the fourth switch are connected so that the body diode faces the load portion in the forward direction, and the third switch is a body diode. However, when the plurality of secondary batteries are connected in series, they are connected so as to be in the direction opposite to the current direction flowing toward the load unit, and it is detected whether or not the external power is supplied. When the external power is detected, the series-connected switch unit is released from the series-connected state, and the charging operation switch unit is brought into a state of supplying the external power to the load unit and the charging circuit unit. This is a battery charging / discharging method in which the series connection switch unit is connected in series and the charging circuit unit is placed in a floating state to perform the first switch when no external power is detected.
本発明によれば、簡易な構成により、2次電池の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。 According to the present invention, the connection of the secondary battery can be automatically switched between charging and discharging by a simple configuration.
以下、本発明の実施形態による電池充放電回路及び電子機器について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, the battery charge / discharge circuit and the electronic device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態による電池充放電回路1の一例を示す構成図である。
図1に示すように、電池充放電回路1は、充電回路部20と、充電動作スイッチ部30と、直列接続スイッチ部40と、切替回路部50とを備える。また、本実施形態による電子機器100は、電池充放電回路1と、負荷部2と、複数の2次電池10とを備える。電子機器100は、例えば、ギターアンプなどの2次電池10と、外部電力との両方により動作可能な機器である。[First Embodiment]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a battery charge /
As shown in FIG. 1, the battery charge /
なお、2次電池11、2次電池12、及び2次電池13は、同一の構成であり、電子機器100が備える任意の2次電池を示す場合、又は特に区別しない場合には、2次電池10として説明する。
The
2次電池10は、例えば、ニッケル水素電池のような充放電可能な電池である。
負荷部2は、電池充放電回路1が出力する直流電力を消費する負荷であり、電子機器100の各種処理(所定の処理)を実行する電子回路である。負荷部2は、電池充放電回路1のOUT端子(出力端子)に接続されている。The
The
充電回路部20は、複数(例えば、3個以上)の2次電池を並列、且つ個別に充電可能に構成されている。充電回路部20は、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23とを備える。なお、本実施形態において、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23とは、同一の構成である。
The charging
充電回路21は、2次電池11に接続され、外部から供給される直流電力である外部電力が充電回路部20に供給された際に、2次電池11を充電する。充電回路21において、VP端子と2次電池11のプラス端子(正極端子)とが接続され、VN端子と2次電池11のマイナス端子(負極端子)とが接続されている。
The charging
充電回路22は、2次電池12に接続され、外部電力が充電回路部20に供給された際に、2次電池12を充電する。充電回路22において、VP端子と2次電池12のプラス端子とが接続され、VN端子と2次電池12のマイナス端子とが接続されている。
The charging
充電回路23は、2次電池13に接続され、外部電力が充電回路部20に供給された際に、2次電池13を充電する。充電回路23において、VP端子と2次電池13のプラス端子とが接続され、VN端子と2次電池13のマイナス端子とが接続されている。
なお、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23とのそれぞれは、VSS端子とVN端子とが内部で低抵抗等を介して接続されているものとする。The charging
It is assumed that the VSS terminal and the VN terminal of each of the charging
充電動作スイッチ部30は、外部電力を負荷部2及び充電回路部20に供給し、充電回路部20を動作させる。充電動作スイッチ部30は、外部電力が電池充放電回路1に供給された際に、外部電力を負荷部2及び充電回路部20に供給する。また、充電動作スイッチ部30は、外部電力が電池充放電回路1に供給されていない場合に、充電回路21及び充電回路22(充電回路部20の一部)をフローティング状態にする。ここで、フローティング状態とは、例えば、非接地状態、又は、電気的に遮断された状態のことである。充電動作スイッチ部30は、スイッチ31と、スイッチ32と、スイッチ33と、スイッチ34とを備える。
The charging
スイッチ31は、IN端子(電力入力端子)と、OUT端子(出力端子)との間に接続され、負荷部2に外部電力を供給する。スイッチ31は、例えば、PチェンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect. Transistor、以下、PMOSトランジスタということがある)である。スイッチ31において、ソース端子がOUT端子に接続され、ドレイン端子がIN端子に接続され、ゲート端子(制御端子)が後述する切替回路部50のノードN2に接続されている。
The
また、スイッチ31は、寄生ダイオードであるボディーダイオードを備えており、スイッチ31は、当該ボディーダイオードが、IN端子からOUT端子に向って(負荷部2に向って)順方向になるように接続されている。
Further, the
スイッチ32は、IN端子と、充電回路部20のVDD端子との間に接続され、充電回路部20に外部電力を供給する。スイッチ32は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ32において、ソース端子が充電回路部20のVDD端子に接続され、ドレイン端子がIN端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN2に接続されている。
The
また、スイッチ32は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ32は、当該ボディーダイオードが、IN端子から充電回路部20のVDD端子に向って順方向になるように接続されている。
Further, the
スイッチ33は、GND端子(基準電位端子)と、充電回路21のVSS端子との間に接続され、充電回路21をフローティング状態にする。スイッチ33は、例えば、NチェンネルMOSFET(以下、NMOSトランジスタということがある)である。スイッチ33において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子が充電回路21のVSS端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN1に接続されている。
The
スイッチ34は、GND端子と、充電回路22のVSS端子との間に接続され、充電回路22をフローティング状態にする。スイッチ34は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ34において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子が充電回路22のVSS端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN1に接続されている。
The
なお、スイッチ33及びスイッチ34は、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にする第1スイッチである。また、スイッチ31は、外部電力を負荷部2に供給する第2スイッチである。すなわち、充電動作スイッチ部30は、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にする第1スイッチと、外部電力を負荷部2に供給する第2スイッチとを備える。
また、充電回路23のVSS端子は、スイッチを介さずに、GND端子に接続されている。The
Further, the VSS terminal of the charging
直列接続スイッチ部40は、複数の2次電池10を直列接続し、直列接続された複数の2次電池10から負荷部2に直流電力を供給する。また、直列接続スイッチ部40は、スイッチ41と、スイッチ42と、スイッチ43とを備える。
The series
スイッチ41は、2次電池11のプラス端子と、OUT端子との間に接続され、直列接続された複数の2次電池10から負荷部2に外部電力を供給する。スイッチ41は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ41において、ソース端子がOUT端子に接続され、ドレイン端子が2次電池11のプラス端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN1に接続されている。
The
また、スイッチ41は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ41は、当該ボディーダイオードが、2次電池11のプラス端子からOUT端子に向って(負荷部2に向って)順方向になるように接続されている。
Further, the
スイッチ42は、2次電池12のプラス端子と、2次電池11のマイナス端子との間に接続され、2次電池11と2次電池12とを直列接続する。スイッチ42は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ42において、ソース端子が2次電池12のプラス端子に接続され、ドレイン端子が2次電池11のマイナス端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN1に接続されている。
The
また、スイッチ42は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ42は、当該ボディーダイオードが、2次電池11と2次電池12とが直列接続された際に負荷部2に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されている。すなわち、充電回路部20が2次電池11と2次電池12とを並列に充電する際に、充電回路22のVP端子から充電回路21のVN端子に電流が流れ込まないようにするために、スイッチ42は、ボディーダイオードが、2次電池11と2次電池12とが直列接続されて電流を供給する方向の逆方向になるように接続されている。
Further, the
スイッチ43は、2次電池13のプラス端子と、2次電池12のマイナス端子との間に接続され、2次電池12と2次電池13とを直列接続する。スイッチ43は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ43において、ソース端子が2次電池12のマイナス端子に接続され、ドレイン端子が2次電池13のプラス端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN2に接続されている。
The
また、スイッチ43は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ43は、当該ボディーダイオードが、2次電池12と2次電池13とが直列接続された際に負荷部2に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されている。すなわち、充電回路部20が2次電池12と2次電池13とを並列に充電する際に、充電回路23のVP端子から充電回路22のVN端子に電流が流れ込まないようにするために、スイッチ43は、ボディーダイオードが、2次電池12と2次電池13とが直列接続されて電流を供給する方向の逆方向になるように接続されている。
Further, the
なお、スイッチ42とスイッチ43とは、複数の2次電池10(2次電池11、2次電池12、及び2次電池13)を直列接続する第3スイッチである。また、スイッチ41は、複数の2次電池10(2次電池11、2次電池12、及び2次電池13)から負荷部2に直流電力を供給する第4スイッチである。すなわち、直列接続スイッチ部40は、複数の2次電池10を直列接続する第3スイッチと、複数の2次電池10から負荷部2に直流電力を供給する第4スイッチとを備える。
The
切替回路部50は、外部電力が供給されたか否かを検出し、外部電力が検出された場合に、直列接続スイッチ部40の直列接続した状態を解除させるとともに、充電動作スイッチ部30を負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給する状態にさせる。また、切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、直列接続スイッチ部40を直列接続した状態にさせる。また、切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にさせる。
The switching
また、切替回路部50は、抵抗51と、抵抗52と、抵抗53と、スイッチ54とを備える。
抵抗51は、第1端がIN端子に接続され、第2端がノードN1に接続されている。また、抵抗52は、第1端がノードN1に接続され、第2端がGND端子に接続されている。抵抗51と抵抗52とは、IN端子とGND端子との間に直列に接続されている。Further, the switching
The first end of the
抵抗53は、第1端がOUT端子に接続され、第2端がノードN2に接続されている。
スイッチ54は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ54において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子がノードN2に接続され、ゲート端子がノードN1に接続されている。
抵抗53とスイッチ54とは、OUT端子とGND端子との間に直列に接続されている。The first end of the
The
The
切替回路部50において、ノードN1は、IN端子に外部電力が供給されていない場合に、L(Low)状態になり、スイッチ33及びスイッチ34をOFF(オフ)状態(非導通状態)にして、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にする。また、この場合、ノードN1は、スイッチ41及びスイッチ42をON状態にして、2次電池11と2次電池12とを直列接続させるとともに、2次電池11から負荷部2に直流電力を供給させる。また、この場合、ノードN1は、スイッチ54をOFF状態にする。
In the
また、ノードN1は、IN端子に外部電力が供給された場合に、電圧が上昇して、H(High)状態になり、スイッチ33及びスイッチ34をON(オン)状態(導通状態)にして、充電回路21及び充電回路22のフローティング状態を解除する。また、この場合、ノードN1は、スイッチ41及びスイッチ42をOFF状態にして、2次電池11と2次電池12とを分離させるとともに、2次電池11から負荷部2への直流電力の供給を停止させる。また、この場合、ノードN1は、スイッチ54をON状態にする。
Further, when external power is supplied to the IN terminal of the node N1, the voltage rises and the node N1 enters the H (High) state, and the
また、切替回路部50において、ノードN2は、IN端子に外部電力が供給されていない場合に、スイッチ54がOFF状態になるため、H状態になり、スイッチ31及びスイッチ32をOFF状態にして、負荷部2及び充電回路部20への外部電力の供給を停止させる。また、この場合、ノードN2は、スイッチ43をON状態にして、2次電池12と2次電池13とを直列接続させる。
Further, in the
また、ノードN2は、IN端子に外部電力が供給された場合に、スイッチ54をON状態になることで、電圧が低下して、L状態になり、ノードN2は、スイッチ43をOFF状態にして、2次電池12と2次電池13とを分離させる。また、この場合、スイッチ31及びスイッチ32をON状態にして、負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給させる。これにより、充電回路部20が、各2次電池10を充電する。
Further, when the external power is supplied to the IN terminal, the node N2 turns on the
なお、上述したIN端子とGND端子との間に直列に接続されている抵抗51と抵抗52とは、第1の切替回路である。第1の切替回路は、抵抗51と抵抗52との間のノードN1により、外部電力が検出されているか否かを検出し、且つ、各スイッチを制御する。また、上述したOUT端子とGND端子との間に直列に接続されている抵抗53とスイッチ54とは、第2の切替回路である。第2の切替回路は、ノードN1がスイッチ54の制御端子に接続され、抵抗53とスイッチ54との間のノードN2により、各スイッチを制御する。また、ノードN1とノードN2とは、反転した論理状態になるように、構成されている。
The
次に、図面を参照して、本実施形態による電池充放電回路1について説明する。
図2は、本実施形態による電池充放電回路1の動作の一例を示すフローチャートである。Next, the battery charge /
FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the battery charge /
図2において、電池充放電回路1の切替回路部50は、まず、外部電力が供給されたか否かを判定する(ステップS101)。切替回路部50は、外部電力が供給された場合(ステップS101:YES)に、ノードN1をH状態に、且つ、ノードN2をL状態にして、処理をステップS102に進める。また、切替回路部50は、外部電力が供給されていない場合(ステップS101:NO)に、ノードN1をL状態に、且つ、ノードN2をH状態にして、処理をステップS103に進める。
In FIG. 2, the switching
ステップS102において、切替回路部50は、直列接続スイッチ部40の直列接続状態を解除し、充電動作スイッチ部30を負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給させる状態にする。ステップS102の処理後に、切替回路部50は、ステップS101に戻す。
In step S102, the switching
ステップS103において、切替回路部50は、直列接続スイッチ部40を直列接続状態にし、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態に充電動作スイッチ部30を切り替える。ステップS103の処理後に、切替回路部50は、ステップS101に戻す。
In step S103, the switching
次に、図3から図5を参照して、電池充放電回路1の動作の詳細について説明する。
図3は、本実施形態による電池充放電回路1の動作の一例を示すタイミングチャートである。Next, the details of the operation of the battery charge /
FIG. 3 is a timing chart showing an example of the operation of the battery charge /
図3において、縦軸は、上から順に、IN端子の電圧VIN、ノードN1の電圧VND1、スイッチ33及びスイッチ34の状態(SW33,SW34)、スイッチ41及びスイッチ42の状態(SW41,SW42)、スイッチ54の状態SW54、ノードN2の電圧VND2、スイッチ31及びスイッチ32の状態(SW31,SW32)、及びスイッチ43の状態SW43を示している。また、横軸は、時間を示している。
In FIG. 3, the vertical axis indicates, in order from the top, the voltage VIN of the IN terminal, the voltage VND1 of the node N1, the states of the
時刻T0において、IN端子に外部電力が供給されていない状態であり、ノードN1の電圧VND1は、L状態であり、スイッチ33及びスイッチ34と、スイッチ54とが、OFF状態である(SW33,SW34,SW54を参照)。また、スイッチ41及びスイッチ42が、ON状態である(SW41,SW42を参照)。さらに、スイッチ54が、OFF状態になることで、ノードN2の電圧VND2が、H状態になり、スイッチ31及びスイッチ32が、OFF状態になる(SW31,SW32を参照)。また、スイッチ43が、ON状態になる(SW43を参照)。
At time T0, external power is not supplied to the IN terminal, the voltage VND1 of the node N1 is in the L state, and the
この時刻T0の状態は、図4に示す各スイッチの状態である。図4に示すように、電池充放電回路1は、IN端子に外部電力が供給されていない場合に、2次電池11、2次電池12、及び2次電池13を直列接続して、直列接続した2次電池11、2次電池12、及び2次電池13が出力する直流電力をOUT端子に出力する。また、電池充放電回路1は、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にして、充電回路部20を動作させない状態にする。
The state at this time T0 is the state of each switch shown in FIG. As shown in FIG. 4, in the battery charge /
図3の説明に戻り、時刻T1において、IN端子に外部電力が供給されると(電圧VINを参照)、電池充放電回路1のノードN1の電圧VND1が、H状態になり、スイッチ33及びスイッチ34と、スイッチ54とが、ON状態になる(SW33,SW34,SW54を参照)。また、スイッチ41及びスイッチ42が、OFF状態になる(SW41,SW42を参照)。さらに、スイッチ54が、ON状態になることで、ノードN2の電圧VND2が、L状態になり、スイッチ31及びスイッチ32が、ON状態になる(SW31,SW32を参照)。また、スイッチ43が、OFF状態になる(SW43を参照)。
Returning to the description of FIG. 3, when external power is supplied to the IN terminal at time T1 (see voltage VIN), the voltage VND1 of the node N1 of the battery charge /
この時刻T1の状態は、図5に示す各スイッチの状態である。図5に示すように、電池充放電回路1は、IN端子に外部電力が供給されている場合に、2次電池11、2次電池12、及び2次電池13の直列接続を解除して、IN端子から供給された外部電力をOUT端子に出力する。また、電池充放電回路1は、充電回路部20に外部電力を供給して、充電回路部20を動作させる。これにより、充電回路部20は、2次電池11、2次電池12、及び2次電池13のそれぞれを個別に充電する。
The state at this time T1 is the state of each switch shown in FIG. As shown in FIG. 5, the battery charge /
再び、図3の説明に戻り、時刻T2において、IN端子への外部電力の供給が停止されると(電圧VINを参照)、電池充放電回路1のノードN1の電圧VND1が、L状態になり、再び、上述した時刻T0と同様の状態になる。
なお、図3において、時刻T0から時刻T1までの期間、及び時刻T2以降の期間が、IN端子に外部電力が供給されていない期間(放電状態ST1)に対応し、時刻T1から時刻T2までの期間が、IN端子に外部電力が供給されている期間(充電状態ST2)に対応する。Returning to the description of FIG. 3, when the supply of external power to the IN terminal is stopped at time T2 (see voltage VIN), the voltage VND1 of the node N1 of the battery charge /
In FIG. 3, the period from time T0 to time T1 and the period after time T2 correspond to the period when external power is not supplied to the IN terminal (discharge state ST1), and from time T1 to time T2. The period corresponds to the period (charge state ST2) in which external power is supplied to the IN terminal.
以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路1は、充電回路部20と、直列接続スイッチ部40と、充電動作スイッチ部30と、切替回路部50と、を備える。充電回路部20は、複数の2次電池を並列、且つ個別に充電可能である。直列接続スイッチ部40は、複数の2次電池を直列接続し、直列接続された複数の2次電池から負荷部2に直流電力を供給する。充電動作スイッチ部30は、外部から供給される直流電力である外部電力を負荷部2及び充電回路部20に供給し、充電回路部20を動作させる。切替回路部50は、外部電力が供給されたか否かを検出し、外部電力が検出された場合に、直列接続スイッチ部40の直列接続した状態を解除させるとともに、充電動作スイッチ部30を負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給する状態にさせる。また、切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、直列接続スイッチ部40を直列接続した状態にさせる。
As described above, the battery charge /
これにより、本実施形態による電池充放電回路1は、切替回路部50が、外部電力が供給されているか否かを判定し、且つ、充電状態ST2と放電状態ST1とを自動で切り替えるため、複雑な制御回路を必要としない。よって、本実施形態による電池充放電回路1は、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。
As a result, the battery charging / discharging
また、本実施形態では、充電動作スイッチ部30は、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にする第1スイッチ(例えば、スイッチ33及びスイッチ34)を備える。切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、充電回路部20をフローティング状態に第1スイッチをさせる。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1は、2次電池10の放電時に、充電回路部20を切り離すことができ、充電回路部20による電力消費を低減することができる。Further, in the present embodiment, the charging
As a result, the battery charge /
また、本実施形態では、充電動作スイッチ部30は、外部電力を負荷部2に供給する第2スイッチ(例えば、スイッチ31)を備える。また、直列接続スイッチ部40は、複数の2次電池10を直列接続する第3スイッチ(例えば、スイッチ42及びスイッチ43)と、複数の2次電池10から負荷部2に直流電力を供給する第4スイッチ(例えば、スイッチ41)とを備える。第2スイッチ及び第4スイッチは、ボディーダイオードが負荷部2に向って順方向になるように接続されている。また、第3スイッチは、ボディーダイオードが、複数の2次電池10が直列接続された際に負荷部2に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されている。
Further, in the present embodiment, the charging
これにより、第2スイッチ及び第4スイッチのボディーダイオードが負荷部2に向って順方向になるように接続されるため、本実施形態による電池充放電回路1は、外部電力と2次電池10の出力電力とのうちのいずれかを常に負荷部2に供給することができる。また、第3スイッチのボディーダイオードが、2次電池10が直列接続された際に負荷部2に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されているため、2次電池10の直列接続を解除した際に、第1スイッチがONして2次電池10のマイナス端子が充電回路部20のVN端子、VSS端子を通じてGND端子に接続するため、ボディーダイオードを介して2次電池10が電気的に接続されることを防止できる。よって、本実施形態による電池充放電回路1は、確実に負荷部2に電力を供給させつつ、2次電池10の接続を適切に切り替えることができる。
As a result, the body diodes of the second switch and the fourth switch are connected so as to be in the forward direction toward the
また、本実施形態では、直列接続スイッチ部40は、第3スイッチを複数備える。複数の第3スイッチ(例えば、スイッチ42及びスイッチ43)のうち、GND端子の電源線(基準電源線)に最も近い最下段のスイッチ(例えば、スイッチ43)が、NMOSトランジスタである。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1は、2次電池10の電圧が低下した場合であっても、複数の2次電池10の電圧を加算した電圧がNMOSトランジスタのゲート電圧になるので、確実に、複数の2次電池10を直列接続させることができる。Further, in the present embodiment, the series
As a result, in the battery charge /
また、本実施形態では、切替回路部50は、第1の切替回路と、第2の切替回路とを備える。第1の切替回路は、IN端子とGND端子との間に直列に接続されている抵抗51と抵抗52とを備え、抵抗51と抵抗52との間のノードN1(電圧)により、外部電力が検出されているか否かを検出し、且つ、充電動作スイッチ部30及び直列接続スイッチ部40を制御する。第2の切替回路は、OUT端子とGND端子との間に直列に接続されている抵抗53とスイッチ54とを備え、ノードN1がスイッチ54の制御端子に接続される。第2の切替回路は、抵抗53とスイッチ54との間のノードN2(電圧)により、充電動作スイッチ部30及び直列接続スイッチ部40を制御する。ノードN1とノードN2とは、反転した論理状態になるように、構成されている。
Further, in the present embodiment, the switching
これにより、本実施形態による電池充放電回路1は、3個の抵抗素子と1個のスイッチ(スイッチ54)という簡易な回路により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。
また、本実施形態による電池充放電回路1は、充電回路部20の充電経路(VP端子−2次電池10−VN端子の経路)にスイッチやダイオードを介さずに構成することができるため、充電経路のインダクタ成分やインピーダンス成分を低減できる。そのため、本実施形態による電池充放電回路1は、2次電池10の急速充電時の電池電圧モニタの精度を向上させることができる。As a result, the battery charge /
Further, since the battery charge /
また、本実施形態による電子機器100は、上述した電池充放電回路1と、負荷部2として、所定の処理を実行する電子回路と、を備える。
これにより、本実施形態による電子機器100は、上述した電池充放電回路1と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。Further, the
As a result, the
また、本実施形態による電池充放電方法は、上述した充電回路部20と、直列接続スイッチ部40と、充電動作スイッチ部30と、を備える電池充放電回路1の電池充放電方法であって、検出ステップと、第1切替ステップと、第2切替ステップと、を含む。検出ステップにおいて、切替回路部50は、外部電力が供給されたか否かを検出する。第1切替ステップにおいて、切替回路部50は、外部電力が検出された場合に、直列接続スイッチ部40の直列接続した状態を解除させるとともに、充電動作スイッチ部30を負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給する状態にさせる。第2切替ステップにおいて、切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、直列接続スイッチ部40を直列接続した状態にさせる。
これにより、本実施形態による電池充放電方法は、上述した電池充放電回路1と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。Further, the battery charging / discharging method according to the present embodiment is a battery charging / discharging method of the battery charging / discharging
As a result, the battery charging / discharging method according to the present embodiment has the same effect as the battery charging / discharging
[第2の実施形態]
次に、図6を参照して、第2の実施形態による電池充放電回路1a及び電子機器100aについて説明する。[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG. 6, the battery charge /
図6は、第2の実施形態による電池充放電回路1aの一例を示す構成図である。
図6に示すように、電池充放電回路1aは、充電回路部20と、充電動作スイッチ部30と、直列接続スイッチ部40と、切替回路部50aとを備える。また、本実施形態による電子機器100aは、電池充放電回路1aと、負荷部2と、複数の2次電池10とを備える。FIG. 6 is a configuration diagram showing an example of the battery charge /
As shown in FIG. 6, the battery charge /
本実施形態では、切替回路部50aが、商用電源から直流電力を供給するACアダプタが接続されるソケット55を備える場合の変形例について説明する。
なお、図6において、図1と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。In this embodiment, a modified example will be described in which the
In FIG. 6, the same reference numerals are given to the same configurations as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.
切替回路部50aは、抵抗51と、抵抗52と、抵抗53と、スイッチ54と、ソケット55とを備える。切替回路部50aは、ソケット55を備える点を除いて、上述した第1の実施形態の切替回路部50aと基本的な構成は同様である。
The switching
ソケット55は、電源入力端子INと、グランド端子551と、接続検出端子552とを備える。
グランド端子551は、電池充放電回路1aのGND端子と接続されている。グランド端子551は、ACアダプタがソケット55に接続されることによって変形するように構成されており、ACアダプタがソケット55に接続されていない場合に、接続検出端子552に接触するように構成されている。また、グランド端子551は、ACアダプタがソケット55に接続された場合に、変形して、接続検出端子552との接触が解除されて、接続検出端子552と電気的に分離するように構成されている。The
The
接続検出端子552は、ノードN1と接続されており、ACアダプタがソケット55に接続されていない場合に、グランド端子551を介してGND端子に接続されるように構成されている。また、接続検出端子552は、ACアダプタがソケット55に接続された場合に、フローティング状態になる。
The
切替回路部50aでは、接続検出端子552は、ACアダプタがソケット55に接続されていない場合に、接続検出端子552が、グランド端子551を介してGND端子に接続される。そのため、ノードN1が、L状態に固定される。また、接続検出端子552は、ACアダプタがソケット55に接続された場合に、接続検出端子552が、グランド端子551との接触が解除されて、ノードN1が、ACアダプタから供給された外部電力によりH状態になる。
In the
なお、本実施形態による電池充放電回路1aの基本的な動作は、上述した第1の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
Since the basic operation of the battery charge /
以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路1aは、切替回路部50aを備え、切替回路部50aは、ACアダプタが接続されていない場合に、ノードN1をGND端子と接続するソケット55を備える。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1aは、外部電力が供給されていない場合に、ノードN1を確実にL状態に固定することができる。よって、本実施形態による電池充放電回路1aは、ソケット55によりノイズなどによる誤動作を低減することができるため、2次電池10の接続を充電時と放電時とでさらに確実に切り替えることができる。As described above, the battery charge /
Thereby, the battery charge /
[第3の実施形態]
次に、図7を参照して、第3の実施形態による電池充放電回路1b及び電子機器100bについて説明する。[Third Embodiment]
Next, the battery charge / discharge circuit 1b and the electronic device 100b according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 7.
図7は、第3の実施形態による電池充放電回路1bの一例を示す構成図である。
図7に示すように、電池充放電回路1bは、充電回路部20と、充電動作スイッチ部30aと、直列接続スイッチ部40aと、切替回路部50とを備える。また、本実施形態による電子機器100bは、電池充放電回路1bと、負荷部2と、複数の2次電池10とを備える。FIG. 7 is a configuration diagram showing an example of the battery charge / discharge circuit 1b according to the third embodiment.
As shown in FIG. 7, the battery charge / discharge circuit 1b includes a charging
本実施形態では、外部電力が供給されていない場合に、充電回路部20の充電回路23を、フローティング状態にする機能を追加した変形例について説明する。
なお、図7において、図1と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。In this embodiment, a modified example in which a function of making the charging
In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same configurations as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.
充電動作スイッチ部30aは、スイッチ31と、スイッチ32と、スイッチ33と、スイッチ34と、スイッチ35とを備える。
スイッチ35は、GND端子と、充電回路23のVSS端子との間に接続され、充電回路23をフローティング状態にする。スイッチ35は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ35において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子が充電回路23のVSS端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN1に接続されている。The charging operation switch unit 30a includes a
The
なお、スイッチ33、スイッチ34、及びスイッチ35は、充電回路部20をフローティング状態にする第1スイッチである。
The
直列接続スイッチ部40aは、スイッチ41と、スイッチ42と、スイッチ43と、スイッチ44とを備える。
スイッチ44は、2次電池13のマイナス端子と、GND端子との間に接続され、直列接続された2次電池10と、GND端子とを接続する。スイッチ44は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ44において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子が2次電池13のマイナス端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN2に接続されている。The series connection switch unit 40a includes a
The switch 44 is connected between the negative terminal of the
また、スイッチ44は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ44は、当該ボディーダイオードが、直列接続された2次電池10から負荷部2に直流電力を供給する方向になるように接続されている。
なお、スイッチ41とスイッチ44とは、複数の2次電池10(2次電池11、2次電池12、及び2次電池13)から負荷部2に直流電力を供給する第4スイッチである。Further, the switch 44 includes a body diode, and the switch 44 is connected so that the body diode is connected in a direction of supplying DC power to the
The
また、本実施形態における切替回路部50は、外部電力が供給されていない場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ34、スイッチ35、及びスイッチ54をOFF状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ44をON状態にする。
Further, the
また、切替回路部50は、外部電力が供給されている場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ34、スイッチ35、及びスイッチ54をON状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ44をOFF状態にする。
なお、本実施形態による電池充放電回路1bの基本的な動作は、上述した第1の実施形態と同様であるため。ここではその説明を省略する。Further, the
The basic operation of the battery charge / discharge circuit 1b according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above. The description thereof is omitted here.
以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路1bは、充電動作スイッチ部30aと、直列接続スイッチ部40aとを備える。充電動作スイッチ部30aは、充電回路23をフローティング状態にするスイッチ35(第1スイッチ)を備え、直列接続スイッチ部40aは、2次電池13をGND端子と接続、又は分離するスイッチ44(第4スイッチ)を備える。
As described above, the battery charge / discharge circuit 1b according to the present embodiment includes a charging operation switch unit 30a and a series connection switch unit 40a. The charging operation switch unit 30a includes a switch 35 (first switch) that makes the charging
これにより、本実施形態による電池充放電回路1bは、放電時に、充電回路23をフローティング状態にすることができ、消費電力をさらに低減することができる。また、本実施形態による電池充放電回路1bは、放電時に、直列接続された2次電池10から負荷部2に確実に直流電力を供給することができる。
Thereby, in the battery charge / discharge circuit 1b according to the present embodiment, the charging
[第4の実施形態]
次に、図8を参照して、第4の実施形態による電池充放電回路1c及び電子機器100cについて説明する。[Fourth Embodiment]
Next, with reference to FIG. 8, the battery charge /
図8は、第4の実施形態による電池充放電回路1cの一例を示す構成図である。
図8に示すように、電池充放電回路1cは、充電回路部20aと、充電動作スイッチ部30bと、直列接続スイッチ部40bと、切替回路部50とを備える。また、本実施形態による電子機器100cは、電池充放電回路1cと、負荷部2と、複数(4個)の2次電池10とを備える。FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of the battery charge /
As shown in FIG. 8, the battery charge /
本実施形態では、電子機器100cが備える2次電池10の数を増やした場合の変形例について説明する。本実施形態は、3個の2次電池10を備える第1の実施形態の電池充放電回路1を、4個の2次電池10に対応させた場合の一例である。
なお、図8において、図1と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。In this embodiment, a modified example when the number of
In FIG. 8, the same reference numerals are given to the same configurations as those in FIG. 1, and the description thereof will be omitted.
また、2次電池11、2次電池12、2次電池13、及び2次電池14は、同一の構成であり、電子機器100cが備える任意の2次電池を示す場合、又は特に区別しない場合には、2次電池10として説明する。
Further, when the
充電回路部20aは、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23と、充電回路24とを備える。なお、本実施形態において、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23と、充電回路24とは、同一の構成である。
The charging
充電回路24は、2次電池14に接続され、外部電力が充電回路部20aに供給された際に、2次電池14を充電する。充電回路24において、VP端子と2次電池14のプラス端子とが接続され、VN端子と2次電池14のマイナス端子とが接続されている。
なお、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23と、充電回路24とのそれぞれは、VSS端子とVN端子とが内部で低抵抗等を介して接続されているものとする。The charging
It is assumed that the VSS terminal and the VN terminal of each of the charging
充電動作スイッチ部30bは、スイッチ31と、スイッチ32と、スイッチ33と、スイッチ34と、スイッチ35とを備える。
スイッチ35は、GND端子と、充電回路23のVSS端子との間に接続され、充電回路23をフローティング状態にする。スイッチ35は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ35において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子が充電回路23のVSS端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN1に接続されている。The charging
The
なお、スイッチ33、スイッチ34、及びスイッチ35は、充電回路21、充電回路22、及び充電回路23をフローティング状態にする第1スイッチである。
また、充電回路24のVSS端子は、スイッチを介さずに、GND端子に接続されている。The
Further, the VSS terminal of the charging
直列接続スイッチ部40bは、スイッチ41と、スイッチ42と、スイッチ43と、スイッチ45とを備える。
本実施形態におけるスイッチ43は、2次電池13のプラス端子と、2次電池12のマイナス端子との間に接続され、2次電池12と2次電池13とを直列接続する。スイッチ43は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ43において、ソース端子が2次電池13のプラス端子に接続され、ドレイン端子が2次電池12のマイナス端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN1に接続されている。The series
The
また、スイッチ43は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ43は、当該ボディーダイオードが、2次電池12と2次電池13とが直列接続された際に負荷部2に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されている。
Further, the
スイッチ45は、2次電池14のプラス端子と、2次電池13のマイナス端子との間に接続され、2次電池13と2次電池14とを直列接続する。スイッチ45は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ45において、ソース端子が2次電池13のマイナス端子に接続され、ドレイン端子が2次電池14のプラス端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN2に接続されている。
The
また、スイッチ45は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ45は、当該ボディーダイオードが、2次電池13と2次電池14とが直列接続された際に負荷部2に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されている。
なお、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45は、複数の2次電池10(2次電池11、2次電池12、2次電池13、及び2次電池14)を直列接続する第3スイッチである。Further, the
The
また、本実施形態における切替回路部50は、外部電力が供給されていない場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ34、スイッチ35、及びスイッチ54をOFF状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45をON状態にする。
Further, the
また、切替回路部50は、外部電力が供給されている場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ34、スイッチ35、及びスイッチ54をON状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45をOFF状態にする。
なお、本実施形態による電池充放電回路1cの基本的な動作は、上述した第1の実施形態と同様であるため。ここではその説明を省略する。Further, the
The basic operation of the battery charge /
以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路1cは、充電回路部20aと、充電動作スイッチ部30bと、直列接続スイッチ部40bとを備える。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1cは、上述した第1の実施形態と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。As described above, the battery charge /
As a result, the battery charge /
[第5の実施形態]
次に、図9を参照して、第5の実施形態による電池充放電回路1d及び電子機器100dについて説明する。[Fifth Embodiment]
Next, with reference to FIG. 9, the battery charge /
図9は、第5の実施形態による電池充放電回路1dの一例を示す構成図である。
図9に示すように、電池充放電回路1dは、充電回路部20bと、充電動作スイッチ部30cと、直列接続スイッチ部40cと、切替回路部50とを備える。また、本実施形態による電子機器100dは、電池充放電回路1dと、負荷部2と、複数(4個)の2次電池10とを備える。FIG. 9 is a configuration diagram showing an example of the battery charge /
As shown in FIG. 9, the battery charge /
本実施形態では、電子機器100dが備える2次電池10の数を増やした場合の第2の変形例について説明する。
なお、図9において、図8と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。In this embodiment, a second modification when the number of
In FIG. 9, the same reference numerals are given to the same configurations as those in FIG. 8, and the description thereof will be omitted.
充電回路部20bは、充電回路25と、充電回路26とを備える。なお、本実施形態において、充電回路25と、充電回路26とは、同一の構成であり、2個の2次電池を並列、且つ、個別に充電可能である。
The charging
充電回路25は、2次電池11及び2次電池12に接続され、外部電力が充電回路部20bに供給された際に、2次電池11及び2次電池12を充電する。充電回路25において、VP2端子と2次電池11のプラス端子とが接続され、VP1端子と2次電池12のプラス端子とが接続されている。また、VP1端子は、スイッチ42を介して、2次電池11のマイナス端子に接続され、VN1端子は、2次電池12のマイナス端子に接続されるとともに、後述するスイッチ46を介して、2次電池11のマイナス端子に接続されている。
The charging
充電回路26は、2次電池13及び2次電池14に接続され、外部電力が充電回路部20bに供給された際に、2次電池13及び2次電池14を充電する。充電回路26において、VP2端子と2次電池13のプラス端子とが接続され、VP1端子と2次電池14のプラス端子とが接続されている。また、VP1端子は、スイッチ45を介して、2次電池13のマイナス端子に接続され、VN1端子は、2次電池14のマイナス端子に接続されるとともに、後述するスイッチ47を介して、2次電池13のマイナス端子に接続されている。
なお、充電回路25と、充電回路26とのそれぞれは、VSS端子とVN1端子とが内部で低抵抗等を介して接続されているものとする。The charging
It is assumed that the VSS terminal and the VN1 terminal of each of the charging
充電動作スイッチ部30cは、スイッチ31と、スイッチ32と、スイッチ33と、スイッチ36とを備える。
本実施形態におけるスイッチ32と、スイッチ33とは、上述した充電回路21の代わりに、充電回路25に接続される。The charging
The
スイッチ36は、IN端子(電力入力端子)と、充電回路26のVDD端子との間に接続される。スイッチ36は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ36において、ソース端子がVDD端子に接続され、ドレイン端子がIN端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN2に接続されている。
また、スイッチ36は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ36は、当該ボディーダイオードが、IN端子から充電回路26のVDD端子に向って順方向になるように接続されている。The
Further, the
なお、スイッチ33は、充電回路25をフローティング状態にする第1スイッチである。
また、充電回路26のVSS端子は、スイッチを介さずに、GND端子に接続されている。The
Further, the VSS terminal of the charging
直列接続スイッチ部40cは、スイッチ41と、スイッチ42と、スイッチ43と、スイッチ45と、スイッチ46と、スイッチ47とを備える。
スイッチ46は、2次電池11のマイナス端子と、充電回路25のVN1端子との間に接続され、充電時に、2次電池11のマイナス端子と、充電回路25のVN1端子とを接続する。スイッチ46は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ46において、ソース端子が充電回路25のVN1端子に接続され、ドレイン端子が2次電池11のマイナス端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN1に接続されている。The series
The
スイッチ47は、2次電池13のマイナス端子と、充電回路26のVN1端子との間に接続され、充電時に、2次電池13のマイナス端子と、充電回路26のVN1端子とを接続する。スイッチ47は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ47において、ソース端子が充電回路26のVN1端子に接続され、ドレイン端子が2次電池13のマイナス端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN1に接続されている。
The
また、本実施形態における切替回路部50は、外部電力が供給されていない場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ36、スイッチ46、スイッチ47、及びスイッチ54をOFF状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45をON状態にする。
Further, the
また、切替回路部50は、外部電力が供給されている場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ36、スイッチ46、スイッチ47、及びスイッチ54をON状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45をOFF状態にする。
なお、本実施形態による電池充放電回路1dの基本的な動作は、上述した第1及び第4の実施形態と同様であるため。ここではその説明を省略する。Further, the
The basic operation of the battery charge /
以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路1dは、充電回路部20bと、充電動作スイッチ部30cと、直列接続スイッチ部40cとを備える。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1dは、上述した第1及び第4の実施形態と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。As described above, the battery charge /
As a result, the battery charge /
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上述した各実施形態において、電子機器100(100a〜100d)は、ギターアンプなどの機器である例を説明したが、他の用途に利用される電子機器であってもよい。また、電子機器100(100a〜100d)は、図10に示すように、電池充放電回路1(1a〜1d)を備える楽器3であってもよい。The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above-described embodiments, the electronic device 100 (100a to 100d) has been described as an example of a device such as a guitar amplifier, but it may be an electronic device used for other purposes. Further, the electronic device 100 (100a to 100d) may be a musical instrument 3 provided with the battery charge / discharge circuit 1 (1a to 1d), as shown in FIG.
図10は、上述した電池充放電回路1(1a〜1d)を備える楽器3の一例を示す構成図である。
この図に示す楽器3は、例えば、アンプ内蔵型のギターであり、電池充放電回路1(1a〜1d)と、負荷部2として、楽器3の電子処理を実行する電子回路と、を備える。これにより、楽器3は、上述した電池充放電回路1(1a〜1d)と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。また、楽器3は、アンプ内蔵型のギター以外の楽器に適用してもよい。FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of a musical instrument 3 including the battery charge / discharge circuit 1 (1a to 1d) described above.
The musical instrument 3 shown in this figure is, for example, a guitar with a built-in amplifier, and includes a battery charge / discharge circuit 1 (1a to 1d) and an electronic circuit for executing electronic processing of the musical instrument 3 as a
また、上記の各実施形態の一部又は全部を組み合わせてもよい。例えば、第2及び第3の実施形態のそれぞれを他の実施形態に適用してもよい。
また、上記の各実施形態では、2次電池10が3個又は4個である例を説明したが、これに限定されるものではなく、2次電池10が2個又は5個以上である場合に適用してもよい。Further, a part or all of each of the above embodiments may be combined. For example, each of the second and third embodiments may be applied to other embodiments.
Further, in each of the above embodiments, the example in which the number of the
また、上述した電池充放電回路1(1a〜1d)の機能の一部又は全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。 Further, a part or all of the functions of the battery charging / discharging circuits 1 (1a to 1d) described above may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration). Further, when an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to the progress of semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology may be used.
1、1a、1b、1c、1d 電池充放電回路
2 負荷部
3 楽器
10、11、12、13、14 2次電池
20、20a、20b 充電回路部
21、22、23,24、25、26 充電回路
30、30a、30b、30c 充電動作スイッチ部
40、40a、40b、40c 直列接続スイッチ部
50、50a 切替回路部
31、32、33、34、35、36、41、42、43、44、45、46、47、54 スイッチ
51、52、53 抵抗
55 ソケット
100、100a、100b、100c、100d 電子機器
551 グランド端子
552 接続検出端子1, 1a, 1b, 1c, 1d Battery charge /
Claims (9)
前記複数の2次電池を直列接続し、直列接続された前記複数の2次電池から負荷部に直流電力を供給する直列接続スイッチ部と、
外部から供給される直流電力である外部電力を前記負荷部及び前記充電回路部に供給し、前記充電回路部を動作させる充電動作スイッチ部と、
前記外部電力が供給されたか否かを検出し、前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせる切替回路部と、
を備え、
前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部を基準電位端子から切り離してフローティング状態にする第1スイッチを備え、
前記切替回路部は、前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態である場合に、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせる
電池充放電回路。 A charging circuit unit that can charge multiple secondary batteries in parallel and individually,
A series connection switch unit that connects the plurality of secondary batteries in series and supplies DC power from the plurality of secondary batteries connected in series to the load unit.
A charging operation switch unit that supplies external power, which is DC power supplied from the outside, to the load unit and the charging circuit unit to operate the charging circuit unit, and
It detects whether or not the external power is supplied, and when the external power is detected, the series connection switch unit is released from the series connection state, and the charging operation switch unit is connected to the load unit and the charging unit. A switching circuit unit that supplies the external power to the circuit unit,
Equipped with
The charging operation switch unit includes a first switch that separates the charging circuit unit from the reference potential terminal and puts it in a floating state.
When the series connection switch unit is connected in series, the changeover circuit unit causes the first switch to float in the charging circuit unit.
Electricity IkeTakashi discharge circuit.
請求項1に記載の電池充放電回路。 The battery charge / discharge circuit according to claim 1, wherein the switching circuit unit causes the series connection switch unit to be connected in series when the external power is not detected.
前記直列接続スイッチ部は、
前記複数の2次電池を直列接続する第3スイッチと、
前記複数の2次電池から前記負荷部に直流電力を供給する第4スイッチと、
を備え、
前記第2スイッチ及び前記第4スイッチは、ボディーダイオードが前記負荷部に向って順方向になるように接続され、
前記第3スイッチは、ボディーダイオードが、前記複数の2次電池が直列接続された際に前記負荷部に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されている
請求項1又は請求項2に記載の電池充放電回路。 The charging operation switch unit includes a second switch that supplies the external power to the load unit.
The series connection switch unit is
A third switch for connecting the plurality of secondary batteries in series,
A fourth switch that supplies DC power from the plurality of secondary batteries to the load unit,
Equipped with
The second switch and the fourth switch are connected so that the body diode is in the forward direction toward the load portion.
Claim 1 or claim 2 in which the third switch is connected so that the body diode is connected in the direction opposite to the current direction flowing toward the load portion when the plurality of secondary batteries are connected in series. The battery charge / discharge circuit described in.
前記複数の2次電池を直列接続し、直列接続された前記複数の2次電池から負荷部に直流電力を供給する直列接続スイッチ部と、 A series connection switch unit that connects the plurality of secondary batteries in series and supplies DC power from the plurality of secondary batteries connected in series to the load unit.
外部から供給される直流電力である外部電力を前記負荷部及び前記充電回路部に供給し、前記充電回路部を動作させる充電動作スイッチ部と、 A charging operation switch unit that supplies external power, which is DC power supplied from the outside, to the load unit and the charging circuit unit to operate the charging circuit unit, and
前記外部電力が供給されたか否かを検出し、前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせる切替回路部と、 It detects whether or not the external power is supplied, and when the external power is detected, the series connection switch unit is released from the series connection state, and the charging operation switch unit is connected to the load unit and the charging unit. A switching circuit unit that supplies the external power to the circuit unit,
を備え、 Equipped with
前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部をフローティング状態にする第1スイッチを備え、 The charging operation switch unit includes a first switch that brings the charging circuit unit into a floating state.
前記切替回路部は、前記外部電力が検出されていない場合に、前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態にさせるとともに、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせ、 When the external power is not detected, the switching circuit unit causes the series connection switch unit to be connected in series and the charging circuit unit to be in a floating state to perform the first switch.
前記充電動作スイッチ部は、前記外部電力を前記負荷部に供給する第2スイッチを備え、 The charging operation switch unit includes a second switch that supplies the external power to the load unit.
前記直列接続スイッチ部は、 The series connection switch unit is
前記複数の2次電池を直列接続する第3スイッチと、 A third switch for connecting the plurality of secondary batteries in series,
前記複数の2次電池から前記負荷部に直流電力を供給する第4スイッチと、 A fourth switch that supplies DC power from the plurality of secondary batteries to the load unit,
を備え、 Equipped with
前記第2スイッチ及び前記第4スイッチは、ボディーダイオードが前記負荷部に向って順方向になるように接続され、 The second switch and the fourth switch are connected so that the body diode is in the forward direction toward the load portion.
前記第3スイッチは、ボディーダイオードが、前記複数の2次電池が直列接続された際に前記負荷部に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されている The third switch is connected so that the body diode is in the direction opposite to the current direction flowing toward the load portion when the plurality of secondary batteries are connected in series.
電池充放電回路。 Battery charge / discharge circuit.
前記複数の第3スイッチのうち、基準電源線に最も近い最下段のスイッチが、NMOSトランジスタである
請求項3又は請求項4に記載の電池充放電回路。 The series connection switch unit includes a plurality of the third switches.
The battery charge / discharge circuit according to claim 3 or 4 , wherein the lowest switch closest to the reference power line among the plurality of third switches is an MOSFET transistor.
前記負荷部として、所定の処理を実行する電子回路と、
を備える電子機器。 The battery charge / discharge circuit according to any one of claims 1 to 5.
As the load unit, an electronic circuit that executes a predetermined process and
Electronic equipment equipped with.
前記負荷部として、楽器の電子処理を実行する電子回路と、
を備える楽器。 The battery charge / discharge circuit according to any one of claims 1 to 5.
As the load unit, an electronic circuit that executes electronic processing of a musical instrument and
An instrument equipped with.
前記外部電力が供給されたか否かを検出し、
前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせ、
前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部を基準電位端子から切り離してフローティング状態にする第1スイッチを備えており、
前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態である場合に、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせる
電池充放電方法。 A charging circuit unit that can charge a plurality of secondary batteries in parallel and individually and a series of the plurality of secondary batteries connected in series to supply DC power to the load unit from the plurality of secondary batteries connected in series. A battery of a battery charge / discharge circuit including a connection switch unit and a charging operation switch unit that supplies external power, which is DC power supplied from the outside, to the load unit and the charging circuit unit to operate the charging circuit unit. It is a charging / discharging method.
Detects whether or not the external power is supplied,
When the external power is detected, the series connection switch unit is released from the series connection state, and the charging operation switch unit is brought into a state of supplying the external power to the load unit and the charging circuit unit .
The charging operation switch unit includes a first switch that separates the charging circuit unit from the reference potential terminal and puts it in a floating state.
A battery charging / discharging method in which the first switch is made to float in the charging circuit section when the series connection switch section is connected in series.
前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部をフローティング状態にする第1スイッチを備えており、
前記充電動作スイッチ部は、前記外部電力を前記負荷部に供給する第2スイッチを備えており、
前記直列接続スイッチ部は、
前記複数の2次電池を直列接続する第3スイッチと、
前記複数の2次電池から前記負荷部に直流電力を供給する第4スイッチと、
を備えており、
前記第2スイッチ及び前記第4スイッチは、ボディーダイオードが前記負荷部に向って順方向になるように接続され、
前記第3スイッチは、ボディーダイオードが、前記複数の2次電池が直列接続された際に前記負荷部に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されており、
前記外部電力が供給されたか否かを検出し、
前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせ、
前記外部電力が検出されていない場合に、前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態にさせるとともに、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせる
電池充放電方法。 A charging circuit unit that can charge a plurality of secondary batteries in parallel and individually and a series of the plurality of secondary batteries connected in series to supply DC power to the load unit from the plurality of secondary batteries connected in series. A battery of a battery charge / discharge circuit including a connection switch unit and a charging operation switch unit that supplies external power, which is DC power supplied from the outside, to the load unit and the charging circuit unit to operate the charging circuit unit. It is a charging / discharging method.
The charging operation switch unit includes a first switch that makes the charging circuit unit float.
The charging operation switch unit includes a second switch that supplies the external power to the load unit.
The series connection switch unit is
A third switch for connecting the plurality of secondary batteries in series,
A fourth switch that supplies DC power from the plurality of secondary batteries to the load unit,
Equipped with
The second switch and the fourth switch are connected so that the body diode is in the forward direction toward the load portion.
The third switch is connected so that the body diode is in the direction opposite to the current direction flowing toward the load unit when the plurality of secondary batteries are connected in series.
Detects whether or not the external power is supplied,
When the external power is detected, the series connection switch unit is released from the series connection state, and the charging operation switch unit is brought into a state of supplying the external power to the load unit and the charging circuit unit.
A battery charging / discharging method in which the series connection switch unit is connected in series and the charging circuit unit is placed in a floating state to perform the first switch when the external power is not detected.
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