JPH02136042A - 電池電源装置 - Google Patents

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〕 本発明は電池を用いた電源装置、特にＮｉＣｄ　２次電
池を用い、そのメモリ効果を回避する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の電池電源装置は単一の電池で構成され、
電池電圧の低下を警告する表示回路と、充電電源の接続
切替回路とを備えていた。また、２つの電池で構成する
場合には、一方をメモリバックアップ用とし、負荷装置
の電源の入・切に応じて切替える使用方式が一般に行わ
れていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の電池電源装置の構成においては、ＮｉＣ
ｄ系電池に発生するメモリ効果が回避できないという欠
点がある。通常、２次電池は、内部の化学反応の特性か
ら完全な充電と放電を交互に行わせることが寿命と電池
容量の保存の両面から最も望ましく、放電が不充分な状
態で充電を繰り返すと、第２図に示すように放電曲線が
ｌｌｂのように下がる現象即ちメモリ効果が発生する。

従来の電池電源装置では、警告表示後のファイル処理等
をユーザが実行する必要から、電圧低下の検出レベルを
高い位置に設定せざるを得ないため、電池容量が激減し
たように見える等、メモリ効果現象の影響を大きく受け
ていた。また、電圧低下の警告が早く出されることから
充分に放電しない状態での充電が繰り返され、さらにメ
モリ効果を加速するという欠点があった。

本発明の目的は前記課題を解決した電池電源装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明に係る電池電源装置に
おいては、主電池及び副電池と、主電池と副電池との切
替を行う切替回路と、電圧低下の表示を行う警告表示回
路と、主電池の電圧低下を検出しその信号により主電池
から副電池への切り替え指令及び警告表示の指令を発す
る電圧監視回路とを有するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。

図において、１は大容量のＮｉＣｄ系主電池、２は小容
量又は中容量の副電池であり、該主電池１及び副電池２
をそれぞれ主電池用充電制御回路１ａ。

副電池用充電制御回路２ａを介して外部直流入力用端子
７に接続する。一方、該外部直流入力用端子７に接続さ
れた外部入力監視回路９を前記主電池用充電制御回路１
ａ、副電池用充電制御回路２ａにそれぞれ接続する。

また、主電池１の電圧低下を検出する電圧監視回路３及
び、電圧監視回路３の出力を受けて主電池１と副電池２
との切替を行う電源電池切替回路４とを備えており、電
源電池切替回路４を介して主電池１と副電池２とを負荷
６に接続し、一方。

電圧監視回路３に表示回路５を接続する。８は逆流防止
ダイオード、　１０は給電線路である。主電池１は装置
を充分な時間動作させるのに必要な電流容量を有するよ
うに選定したＮｉＣｄ系２次電池である。副電池２は主
電池１が消耗し、電池容量低下の警告開始と同時に使用
される電源電池で、使用者が作業の終了処理を行い、装
置を停止させる。

あるいは外部直流入力を供給させるという動作を行う間
、装置を動作させるのに必要な電流容量を有するように
選定したＮｉＣｄ系２次電池である。電圧監視回路３は
、主電池１の電圧を監視し設定値以下に電圧が低下した
場合、信号を出力し、電源電池切替回路４及び表示回路
５を作動させる。このときの電圧設定値は第２図の１２
ａのように、電池のメモリ効果による電圧低下時の電圧
１２ｃより低く、即ちセル当たり１．１ｖ付近に設定す
る。電源電池切替回路４は負荷６に接続される電池を主
電池１．副電池２のいずれかに切り替える回路で、電圧
監視回路３の信号により動作する。表示回路５は、電池
電圧監視回路３の出力により電池容量の低下を使用者に
ＬＥＤランプ等を点灯すること等により知らせる。逆流
防止ダイオード８は充電入力を兼ねる外部からの直流電
力が直接動作用の主電池１又は副電池２に流入しないよ
うしゃ断する。

外部入力監視回路９は外部入力の有無を監視し、外部入
力有の場合、それぞれの電池の充電制御回路１ａ、　２
ａを動作させる信号を発生させる。各電池の充電制御回
路１ａ、　２ａは前述の外部入力監視回路９からの信号
がない場合は、しゃ断状態となるスイッチ回路と、外部
直流入力の電圧を受けて各電池に適切な増電電流の充電
電流を流すよう選定した電流制限回路とからなる。

実施例において、主電池１を用いて装置を動作させる場
合には、外部からの直流入力がないため、主電池１側か
ら見ると、逆流防止ダイオード８が導通状態となり、主
電池１から給電線路１０を通り負荷６に電力が供給され
る。このとき、主電池１の電圧監視回路３は主電池１の
電圧が副電池２への切り替えの設定値より低いため動作
せず、電源電池切替回路４は主電池１から負荷６に電力
供給するモードとなっている。次に主電池１の消耗によ
り電圧が低下し設定値に達すると、監視回路３が働き、
電源電池切替回路を副電池２から負荷６に電力供給する
モードに切替え、副電池２の電力が逆流防止ダイオード
８及び線路１０を通して負荷６に供給され、同時に電池
容量低下の警告を示す表示回路５を動作させる。

以上の２つの動作は電池１こよる動作であり、このとき
それぞれの電池から他の電池への充電電流は、充電制御
回路１ａ及び２ａによりしゃ断され、電池の無駄な消耗
を防止する。

次に外部からの直流入力が端子７を通じて行われると、
外部入力監視回路９が作動し、充電制御回路１ａ、　２
ａを導通状態にし主電池１及び副電池２を充電する。こ
のとき主電池１の電圧監視回路３は主電池１の電圧に応
じた出力を出し、電源電池切替回路４もこの出力に応じ
切り替わっているが、外部からの直流入力は主電池１．
副電池２より高く設定されているため、逆流防止ダイオ
ード８がしゃ断されており影響を受けることはない。負
荷６に対しては線路１０を通じ外部直流入力が供給され
る。

次に第２図を用いて、メモリ効果の回避方法について説
明する。

本図において軸１２は電池電圧を示し、軸１３は放電の
時間を示す。通常の放電カーブ１１はｌｌａで示される
。放電が不充分な状態で充放電を繰り返すと、放電カー
ブは１．１ｂで示すようなメモリ効果放電カーブとなり
、その途中で一旦電圧がメモリ効果時の平坦部電圧１２
ｃまで低下し、放電の終えんで通常の放電カーブｌｌａ
に合流する。１３ａはメモリ効果時のカーブ合流時間、
１３ｆは進行したメモリ効果時の警告時間を示す。ここ
で、従来の電池電源装置では、電池容量低下の警告を監
視電圧１２ｂに設定し、警告後、電力供給停止までの時
間を警告開始時間１３ｃから放電終了時間１３ｄまで確
保するようにしていた。１２ｄは電池の正規な平坦部電
圧を示す、この場合、メモリ効果が生じると、メモリ効
果時の警告時間１３ｅの時点で電池容量低下の警告が出
てしまい、電池持続時間が以上に短くなったように見え
、さらに充電を繰り返すと遂には総容量の数分の１に見
えるようになってしまう。

本発明の電池電源装置は、電池容量低下の警告電圧をメ
モリ効果時の平坦部電圧１２ｃよりやや低い１２ａ即ち
セル当たり１．１ｖ付近に設定する。このことにより、
電池容量低下検出は、常に電池持続時間の最終時点１３
ｂに固定され見かけ上メモリ効果が回避される。一方、
この方式では電池容量の低下検出後、すぐに電池がダウ
ンしてしまうことから、使用者の作業終了処理の余裕が
とれず、本発明では別に副電池を設け、この副電池に切
り替えることにより作業終了処理等の余裕時間を確保し
でいる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は主電池と副電池とを用い、
主電池の電圧低下検出信号により主電池から副電池への
切り替え及び警告のための表示を行うようにすることに
より、電池の使用に際して生じるメモリ効果の影響を排
除し、電池の能力そのままを使用できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の解決しようとする問題点と解決方法を説明する
電池放電カーブを示す図である６１・・・主電池　　　
　　１ａ・・・主電池用充電制御回路２・・・副電池　
　　　　２ａ・・・副電池用充電制御回路３・・・電圧
監視回路　　４・・・電源電池切替回路５・・・表示回
路　　　　６・・・負荷７・・外部直流入力用端子 ８・・・逆流防止ダイオード ９・・・外部入力監視回路　１０・・・給電線路地１　
図 特許出願人　　日本電気株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）主電池及び副電池と、主電池と副電池との切替を
   行う切替回路と、電圧低下の表示を行う警告表示回路と
   、主電池の電圧低下を検出しその信号により主電池から
   副電池への切り替え指令及び警告表示の指令を発する電
   圧監視回路とを有することを特徴とする電池電源装置。