JPH02101937A

JPH02101937A - 電源装置

Info

Publication number: JPH02101937A
Application number: JP63252296A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Kitamura; 喜多村　政贊
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1988-10-06
Publication date: 1990-04-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、通信機器、ビデオカメラ、ポータプルコンピ
ュータ等を駆動する電力を供給する電源装置に関する。

〔従来の技術〕

通信機器やビデオカメラ及びポータプルコンピュータ等
の小型化に伴ない、これらの機器の使用場所もあらゆる
環境が想定される。このため、使用場所によっては商用
電源を確保できない。そこで、電池を用いた電源装置を
内蔵もしくは別途容易する必要がある。この電源装置は
、−膜内な乾電池や充電可能なニッケルカドミウム電池
を電力供給源として構成される。

さて、ビデオカメラ等を実際に使用するにあって、どの
くらいの時間動作させることができるか把握することが
大切である。この動作時間が把握できれば、動作中に不
意に電池切れを起こすといった事故を防止することがで
き、計画的に機器を動作させることができる。

このため、従来からは電池の出力電圧を計測し、おおよ
その電池寿命を把握する方法が取られていた。

第４図及び第５図に、従来の電源装置のブロック図を示
す。

まず、第４図に示した電源装置は、電池１とスイッチ２
とチエツクメータ３とから構成されている。スイッチ２
は、−膜内な押しボタンスイッチである。チエツクメー
タ３は、一種の電圧計で、およその目安のため、基準電
圧範囲３ａの表示がなされている。電池１の出力は、ス
イッチ２の一端と出力端子ＯＵＴに接続されている。ス
イッチ２の他端には、チエツクメータ３が接続されてい
る。

以上の構成の電源装置において、電池１の状態を把握し
たい場合には、スイッチ２をＯＮする。

チエツクメータ３には電池１の電圧が印加され、この電
圧に応じて針が振れる。これにより、電池１のおよその
状態を把握することができる。

次に、第５図に示した電源装置は、電池１と電圧チエツ
ク回路４と表示部５とから構成されている。電圧チエツ
ク回路４は、入力する電圧を監視しこの電圧が基準値以
下になった場合に表示部５の表示制御を行なう回路であ
る。表示部５は、電圧チエツク回路４からの信号により
点灯する発光ダイオード等からなる回路である。電池１
の出力は、電圧チエツク回路４の入力と出力端子ＯＵＴ
に接続されている。電圧チエツク回路４の出力は、表示
部５に接続されている。

以上の構成の電源装置は、電圧チエツク回路４により常
時電池１の電圧が監視される。そして電池１の電圧が基
準値よりも低くなった場合、電圧チエツク回路４は、表
示部５を制御し、表示部５の点灯を行なう。この表示部
５の点灯により電池１の状態を把握することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

さて第４図に示した電源装置の場合、電池１の電圧チエ
ツクは、おおよその状態しか把握できないため、電池１
の残り使用時間や交換時期等を的確につかむことができ
なかった。また、第５図に示した電源装置において、電
池１にニッケルカドミウム電池を使用した場合、ニッケ
ルカドミウム電池の性質により、表示部５が点灯してか
ら数秒後に使用不可能状態に陥ってしまうといった問題
点があった。これでは、ビデオカメラ等に使用した場合
、録画チャンスを逃してしまうことになる。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、電源装置
の電池の出力電圧の低下を的確に把握し、使用途中で使
用不可能状態に陥るのを防止し、的確な電池交換時期を
把握することができる電源装置を提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の電源装置は、複数の電池セルと、前記各電池セ
ルの出力電圧を順次検出する電圧検出手段と、出力端子
に対して前記いずれかの電池セルを選択的に接続する出
力選択スイッチと、前記出力端子に接続された前記電池
セルの出力電圧が。

基準値以下になったとき、他の前記電池セルを前記出力
端子に接続するように、前記出力選択スイッチの切換を
制御する切換制御手段と、前記基準値以下になった電池
セルを、識別する表示を行なう表示手段とを設けたもの
である。

〔作用〕

以上の装置は、電圧検出手段により複数の電池セルの出
力電圧を順次検出する。電池セルの出力電圧が基準値以
下になった場合、切換制御手段の制御により出力選択ス
イッチを切換え、出力端子に接続する電池セルを変更す
る。この際、出力電圧が基準値以下になった電池セルは
、表示手段の表示により容易に識別でき、交換や充電を
促す構成になっている・〔実施例〕第１図は、本発明の電源装置の実施例を示すブロック図
である。

図において、３つの電池セル（ＢＴＩ、Ｂｒ３゜ＢＴ’
ｓ　）　　１０１．１０２　、１０３の出力は、半導体
スイッチ（ｃｓｔ　、　Ｃ３２、Ｃ３ｓ　）　　１１１
．１１２　。

１１３の入力に接続されている。半導体スイッチ１１１
　、１１２　、１１３の出力は、出力端子ＯＵＴに接続
されている。出力端子ＯＵＴには、制御部１２が接続さ
れている。制御部１２には、制御線ａ０及び制御線ａｌ
　ｏ　８２　＋　ａ３を介して、アンドゲート（ＡＩ　
、　Ａ２　、　Ａ３）　　１３１．１３２　、１３３が
接続されている。アンドゲート　１３１．１３２　、１
３３の出力は、それぞれ半導体スイッチ１１１．１１２
　、１１３に接続されている。さらに制御部１２には、
制御線ｒｅ、及び制御線ａｔ＋ａｚｏ８３を介してリレ
ー（ＲＥ、　、　　ＲＥ２　、　　ＲＥ３　）　　１４
１．　１４２　。

１４３が接続されている。リレー１４１．１４２　、１
４３の入力には、それぞれ電池セル１０１．１０２　、
１０３の出力が接続されている。リレー１４１．１４２
　。

１４３の出力は、電圧検出手段（ＥＸ）１５に接続され
ている。電圧検出手段１５の出力は、制御部１２に接続
されている。

この制御部１２には、制御線ｒｅｏと制御線ｒｅ＋を介
してリレー（ＲＥ、）１４４が接続されている。リレー
１４４の入力には、出力端子ＯＵＴが接続され、出力に
は、電圧検出手段１５が接続されている。半導体スイッ
チ１１１には、並列に電源スィッチ１６が接続されてい
る。電源スィッチ１６は、制御線りを介して制御部１２
に接続されている。さらに、制御部１２には、表示手段
１７及び電池セル状態表示手段１８が接続されている。

制御部１２は、残量カウンタ１２１、切換制御手段１２
２、変数レジスタＲ（ｉ）１２４、電圧判定手段１２３
、状態フラグＦ（ｉ）１２５とから構成されている。

以上の構成の電源装置において、電池セル１０１゜１０
２　、１０３は、一般的な乾電池もしくは充電可能なニ
ッケルカドミウム電池により構成される。半導体スイッ
チ１１１．１１２　、１１３は、アンドゲート１３１　
、１３２　、１３３の出力を受入れて、電池セル１０１
　、１０２　、１０３と出力端子ＯＵＴとの接続を断続
するゲート回路から構成される回路である。アンドゲー
ト　１３１．１３２　、１３３は、制御線ａ０と制御線
ａ＋　＊　８２＋　８３との２つの入力の論理積を演算
して、２つの入力がハイレベルのとき半導体スイッチ１
１１；　１１２　、１１３にハイレベルの信号を出力す
るゲート回路である。リレー１４１．１４２゜１４３は
、電流を流してコイルを励磁し、スイッチの０Ｎ−ＯＦ
Ｆを電気的に制御する一般的なリレー回路である。電圧
検出手段１５は、リレー１４１．１４２゜１４３及び１
４４から電池セルの出力電圧を受入れ、この出力電圧を
基準値と比較し、出力電圧が基準値を越えていたら、制
御部１２に向けて検出信号ｆ＝１を出力し、基準値以下
であった場合、検出信号ｆ＝ｏを出力するオペアンプ等
から構成された一般的な比較回路である。

制御部１２の残量カウンタ１２１は、電池セル１０１　
、１０２　、１０３の内、基準値以上の出力電圧が得ら
れる電池セルの数を格納するレジスタ等から構成されて
いる。切換制御手段１２２は、アンドゲート１３１．１
３２　、１３３の開閉及びリレー１４１゜１４２　、１
４３　、１４４の０ＮＯＦＦを制御する回路で、−般的
なゲート回路等から構成されている。変数レジスタｉは
、制御線８１　＊　ａ２１　ａ３の内、ハイレベルに設
定する制御線を示すレジスタである。

電圧判定手段１２３は、電圧検出手段１５から検出信号
ｆを受入れ、この検出信号ｆの値により、電池セルの出
力が基準値を越えているか否かを判断する回路である。

状態フラグＦ（ｉ）１２５は、電池セル１０１．１０２
　、１０３の個々の状態を示すフラグである。

以上の構成の電源装置の動作説明を、第１図を参照しな
がら第２図を用いて説明する。

第２図は、本発明の電源装置の動作を示すフローチャー
トである。

このフローチャートは、電池セル１０１．１０２　。

１０３の出力電圧の確認を行ない１、電池セル１０３か
ら電池セル１０２、そして電池セル１０１といった順番
に消費する場合の流れを示している。

ここで、第１図の電池セル１０１．１０２　、１０３は
、既に充電済のものとする。

まず、電源スィッチ１６がＯＮされると、電池セル１０
１から出力端子ＯＵＴ及び制御部１２に電力が供給され
る（ステップＳＬ）。これにより制御部１２では、残量
カウンタ１２１の値Ｎを“１”に設定する（ステップＳ
２）。これは、基準値を越える電池セルが１つ存在する
といった意味を示す。次に、切換制御手段１２２内の変
数レジスタｉ　１２４に“１”　（ｉ＝１）を設定する
（ステップＳ３）、これは、制御線ａ　ｌ　＋　８２　
＊　８３を選択するパラメータ（ｉ＝１．２．３）とし
て用いられる。切換制御手段１２２は、この変数レジス
タ１１２４の値に基づいて制御線ａ　Ｏ＊　８１をＯＮ
する（ステップ３４）。この場合、変数レジスタ１１２
４の内容が“１”であるから、制御線ａ。。

ａｌがＯＮする。これによりアンドゲート１３１が開き
、半導体スイッチ１１１が０１’Ｌ、電池セル１０１の
電力は、半導体スイッチ１１１を介して出力端子０ｔｌ
Ｔ及び制御部１２に供給される。その後、制御部１２は
、制御線りを介して電源スィッチ１６をＯＦＦさせ、さ
らに、一定のタイミングで制御線ｒｅｏ、ｔｅｌをＯＮ
する。これにより、リレー１４４がＯＮシ、出力端子Ｏ
ＵＴの電圧を電圧検出部１５により監視することができ
る。

次に、変数レジスタ１１２４に“１”をプラスしてｉ＝
ｉ＋１とする（ステップＳ５）。切換制御手段１２２の
制御により制御線ｆ”ｅｏ、ａｔ（ｒｅｏ　、ａｚ　）
をＯＮする（ステップＳ６）、これによりリレー１４２
がＯＮＬ／、リレー１４２を介して電池セル１０２の電
圧が電圧検出手段１５に出力される。電圧検出手段１５
は、電池セルの出力電圧を基準値と比較し、出力電圧が
基準値を越えていた場合には検出信号ｆ＝１、基準値以
下であった場合には検出信号ｆ＝０を出力する。制御部
１２の電圧判定手段１２３では、検出信号ｆが１か否か
を判定する（ステップＳ７）。この結果、ＹＥＳの場合
には、残量カウンタ１２１の値Ｎに“１”をプラスしＮ
＝Ｎ＋１とする（ステップＳ８）。

次に、ステップＳ９では、制御線ｒ　ｅ　ｏ　＊　ａ　
ＩをＯＦＦする。なお、ステップＳ７においてＮＯの場
合、このステップＳ９が実行される。そして、残量カウ
ンタ１２１の値が“３”未満か否かが判断される（ステ
ップ５ＩＯ）。結果がＹＥＳの場合、再びステップＳ５
以降を実行する。即ち、残量カウンタ１２１の内容が“
３”になるまで、ステップＳ５からステップＳ１０のル
ープを実行することになる。

さて、ステップＳＩＯの結果がＮｏの場合について説明
する。この時、残量カウンタ１２１には“３”が格納さ
れ、変数レジスタ１１２４にも“３″が格納されている
。

制御部１２の制御により残量カウンタ１２１の値Ｎが表
示手段１７に表示される（ステップ５ｌｌ）。そして、
切換制御手段１２２は、変数レジスタ１１２４のｉの値
に基づいて、ａ　Ｏｒ　８１（ａｏ、ａｓ）をＯＮシて
アンドゲート１３３を開き、半導体スイッチ１１３をＯ
Ｎさせる（ステップ５１２）。さらに切換制御手段１２
２は、制御線ａ　Ｏ＋　８１をＯＦＦ　シてアンドゲー
ト１３１を閉じ、半導体スイッチＩＩＩをＯＦＦさせる
（ステップ５１３）。これにより、出力端子ＯＵＴには
、半導体スイッチ１１３を介して電池セル１０３の電力
が供給される。

次に、ステップＳ１４に移り、切換制御手段１２２によ
り、制御線ｔ”　ｅ　ｏ　＋　ａ　ｓをＯＮする。この
結果、電圧検出手段１５に出力電圧が印加され、制御部
１２の電圧判定手段２３に向けて検出信号ｆが出力され
る。そして電圧判定手段１２３において、この検出信号
ｆ＝１か否かの判断を行なう（ステップ５１５）。この
結果ＹＥＳの場合には、再びステップＳ１５を実行する
。結果がＮ。

の場合、制御線ｒｅｏ、ａｉをＣＩＦＦＬ／　（ステッ
プ５１６）、、変数レジスタ１１２４のｉの値を“１”
マイナスする（ステップ５１７）。そして、制御線ａｏ
＋　ａｔ　　（ａｏ、ａ２）をＯＮシ（ステップ３１８
）、制御線ａｏ　＊　ａｔ＊ｔ　　（ａｏ　ｈ　ａｓ　
）をＯＦＦする（ステップ５１９）。さらに残量カウン
タ１２１の値Ｎを“１″マイナスしくステップ５２０）
、残量カウンタ１２１の値を表示手段１７に表示しくス
テップ５２１）　再びステップＳ１４に戻り、以降の処
理を続行する。ステップＳ１６からステップＳ２１が１
回実行されるたびに、半導体スイッチ１１３．１１２　
、１１１が順に切換わり、これに伴ない出力端子ＯＵＴ
に供給される電力の供給源も、電池セル１０３．１０２
　、１０１の順に切換わる。この際、表示手段１７の表
示も順に“３”、“２”、“１”と変化する。

この表示手段１７の表示を確認することにより、既に消
費した電池セル１０３．１０２を識別することができる
。

次に、本発明の他の実施例の説明を行なう。

この実施例では、第２図の動作では用いられなかった、
制御部１２の状態フラグＦ（ｉ）１２５及び制御部１２
に接続された電池セル状態表示手段１８を用いる。

状態フラグＦ（ｉ）１２５は、電池セル１０１゜１０２
　、１０３の状態を示す情報、例えば、電池セル１０１
の出力電圧が基準電圧を越える場合、状態フラグＦ（１
）＝１、出力電圧が基準電圧以下の場合、状態フラグＦ
（１）＝Ｏといったように表示するランダム・アクセス
・メモリ等から構成される。このメモリは、電池セル１
０２については、状態フラグＦ　（２）　、電池セル１
０３については状態フラグＦ（３）といったように電池
セル個々に対応して設けられている。電池セル状態表示
手段１８は、発光ダイオード　１８１．１８２　、１８
３から構成される装置電池セル１０１の状態を示し、同様に発光ダイオード１
８２は電池セル１０２、発光ダイオード１８３は電池セ
ル１０３の状態を示す。

第３図を用いて、本発明の電源装置の他の実施例の動作
を説明する。

第３図は、本発明の電源装置の他の実施例の動作を示す
フローチャートである。

このフローチャートは、第２図において説明した動作の
他に、電池セル１０１，　１０２　、　１０３個々の状
態を表示する動作が組込まれている。

第３図において、ステップＳ３１からステップＳ３４ま
では、第２図において説明したステップＳ１からステッ
プＳ４と同一である。

第３図のステップＳ３５において、状態フラグＦ　（ｉ
）に“１”を設定し（ステップＳ３５）、ステップＳ３
６に移る。ステップＳ３６では、変数レジスタｉ　１２
４に“１”をプラスし、切換制御手段１２２の制御によ
り制御線ｒｅｏｌａｌをＯＮする（ステップＳ３７）。

次に、制御部１２の電圧判定手段１２３において、電圧
検出手段１５からの検出信号ｆ＝１か否かを判定する（
ステップ３３８）。結果がＹＥＳの場合、状態フラグＦ
（ｉ）に“１”を設定し（ステップＳ３９）、残量カウ
ンタ１２１の値Ｎに“１”をプラスし（ステップＳ４０
）　、ステップＳ４２に移る。ステップＳ３８の結果が
ＮＯの場合、状態フラグＦ（ｉ）に“０”を設定し（ス
テップＳ４１）、ステップＳ４２に移る。ステップＳ４
２では、制御線ｒ’ｅｏ＋ａ＋をＯＦＦ　Ｌてステップ
Ｓ４３に移る。ステップＳ４３では、変数レジスタｉ　
１２４の値が“３”未満か否かが判断される。この結果
ＹＥＳならば、再びステップ３３６以降を実行する。即
ち、残量カウンタ１２１の内容が“３”になるまで、ス
テップＳ３６からステップＳ４３までループを実行する
ことになる。

さて、ステップＳ４３の結果がＮｏの場合について説明
する。この時、残量カウンタ１２１には３以下の数値が
格納され、変数レジスタ１１２４には“３”が格納され
ている。

制御部１２の制御により、残量カウンタ１２１の値Ｎが
表示手段１７に表示される（ステップＳ４４）。次に、
制御部１２は、内容“１”の状態フラグＦ　（ｉ）を検
出し、その状態フラグＦ　（ｉ）に対応する電池セル状
態表示手段１８の発光ダイオード　１８１，　１８２　
、　１８３を点灯する（ステップＳ４５）。そして、状
態フラグＦ　（ｉ）（この場合Ｆ　（３）　）が“１”
であるか否かを判断する（ステップ８４６）。この結果
Ｎｏの場合、変数レジスタ１１２４の値を”１”マイナ
スし（ステップＳ４７）　、再びステップＳ４６を実行
する。ステップ３４６の結果ＹＥＳの場合、切換制御手
段１２２は、変数レジスタ１１２４の値に基づいて、ａ
ｏ　ｌ　ａｔ　　（ａｏ　ｌ　ａｓ　）をＯＮＬ，てア
ンドゲートｌ３３を開き、半導体スイッチ１１３をＯＮ
させる（ステップ８４８）。さらに切換制御手段１２２
は、制御線ａｏ，ａ．をＯＦＩ｛、てアンドゲート１３
１を閉じ、半導体スイッチ１１１をＯＦＦさせる（ステ
ップＳ４９）、次に、ｒｅｏ，ａＩをＯＮする（ステッ
プＳ５０）。これによりリレー１４２がＯＮＬ，、リレ
ー１４２を介して電池セル１０２の電圧が電圧検出手段
１５に出力される。電圧検出手段１５は、検出信号ｆを
制御部１２の電圧判定手段１２３に向けて出力する。制
御部１２の電圧判定手段１２３では、検出信号ｆ＝１か
否かを判定する（ステップ５５１）。この結果がＹＥＳ
の場合、再びステップＳ５１を実行する。ステップＳ５
１の結果がＮｏの場合、ｒ　ｅ　ｏ　＊　ａ　ｌをＯＦ
Ｆ　Ｌ／　（ステップ５５２）、状態フラグＦ　（ｉ）
に“０”を設定しくステップ５５３）、状態フラグＦ（
ｉ）に該当する電池セル状態表示手段１８の発光ダイオ
ードを消灯する（ステップ５５４）。そして、変数レジ
スタｉ　１２４の値を“１”マイナスしくステップ５５
５）、状態フラグＦ　（ｉ）の値が“１”か否かが判断
される（ステップ５５６）。

この結果Ｎｏならば、再びステップＳ５５を実行する。

また、結果ＹＥＳならば、制御線ａｏ。

ａｌをＯＮシ（ステップ５５７）、状態フラグＦ　（ｉ
）に“Ｏ”を設定し、制御線ａ０１ａｌ＋１をＯＦＦす
る（ステップ５５８）。次に残量カウンタ１２１の値Ｎ
を“１”マイナスしくステップ５５９）、残量カウンタ
１２１の内容を表示手段１７に表示しくステップ５６０
）、再びステップＳ５１に戻る。

以上説明した動作により、電池セル１０１．１０２゜１
０３のどれが既に消費されたものか判断することができ
、充電もしくは交換しなければならない電池セルの処置
を速やか行なうことができる。

本発明の電源装置は、以上の実施例に限定されない。

第１図において電池セルは、３つとしたが、その数は幾
つでもよく、その場合、半導体スイッチ、アンドゲート
、リレーさらには電池セル状態表示手段１８の発光ダイ
オード等が増設されることになる。さらにこの場合、第
２図におけるステップＳＩＯ及び第３図におけるステッ
プＳ４３での比較値は“３”でなく電池セルを増設した
分その数が増加する。また、電源スィッチ１６は、半導
体スイッチ１１１のみに並列接続するのでなく、他の半
導体スイッチとの組合わせ及び全ての半導体スイッチと
並列接続した構成でも構わない。この場合、電池セル１
０１が必ずしも充電済でなくとも制御部１２を動作させ
ることができる。

〔発明の効果〕

以上の構成の本発明の電源装置は、電池セルの出力電圧
を監視し、その出力電圧が基準値以下になった場合、他
の電池セルを出力端子に接続するようにしたので、出力
端子に安定した電力の供給を行なうことができる。さら
に、基準電圧以下になった電池セルを識別することがで
きるので、交換を促し不意に出力端子に供給される電力
が途絶えることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電源装置の実施例を示すブロック図
、第２図は、本発明の電源装置の動作を示すフローチャ
ート、第３図は、本発明の電源装置の他の実施例の動作
を示すフローチャート、第４図及び第５図は、従来の電
源装置のブロック図である。１２・・・制御部、１５・・・電圧検出手段、１６・・
・スイッチ、１７・・・表示手段、１８・・・電池セル
状態表示手段、　１０１．１０２　、１０３−・・電池
セル、　１１１゜１１２　、１１３−・・半導体スイッ
チ、　１２１・・・残量カウンタ、　１２２・・・切換
制御手段、１２３・・・電圧判定手段、１２４・・・変
数レジスタｉ、　　１２５・・・状態フラグＦ（ｉ）　
　。

Claims

【特許請求の範囲】

複数の電池セルと、前記各電池セルの出力電圧を順次検
出する電圧検出手段と、出力端子に対して前記いずれか
の電池セルを選択的に接続する出力選択スイッチと、前
記出力端子に接続された前記電池セルの出力電圧が、基
準値以下になったとき、他の前記電池セルを前記出力端
子に接続するように、前記出力選択スイッチの切換を制
御する切換制御手段と、前記基準値以下になった電池セ
ルを、識別する表示を行なう表示手段とを設けたことを
特徴とする電源装置。