JPH0475434A - 二次電池の電源装置 - 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、ニッケルカドミウム（Ｎ　ｉ−Ｃｄ）電池等
の充電可能な二次電池を用いた電源装置に関する。

［従来の技術］ Ｎｉ−Ｃｄ電池などの二次電池は、一般に放電終止電圧
に満たない放電と充電とを交互に繰り返した充放電サイ
クル（以後、浅い充放電サイクルという）の後、放電終
止電圧まで完全に放電するような深い放電を行なうと、
放電時の電圧が第３図の３２に示す如く二段落ちすると
いう現象が起こる。これをメモリー効果と呼ばれる現象
として知られている。このメモリー効果について、第３
図を参照しながら説明する。

第３図の横軸ｔは時間を示し、１ｈは１時間後を、２ｈ
は２時間後を示す、縦軸Ｖは電池電圧を示している。こ
こでｒ　ＣＪはキャバシイテイーの略で電池容量を示し
、　「電流と時間」の積で表わされる。例えば公称容量
２００ｍＡｈの二次電池を０．ＩＣで充電するというこ
との意味は、１時間当り２０ｍＡの電流で充電すること
である。

特性曲線３１は、０．　ＩＣで１６時間充電し、ＩＣで
完全放電させ、周囲温度２０°Ｃの条件下における一般
的な二次電池の初期特性である。点線３２は、０．ＩＣ
で１０時間充電し、ＩＣで１０分間放電させ、周囲温度
４５°Ｃの条件下に於て、浅い充放電サイクルを１００
回繰り返した後、放電終止電圧まで完全に放電するよう
な深い放電を行なった時の、二次電池の特性である。

この第３図より、点線３２は放電終止電圧を高く設定す
る用途に於ては、動作電圧の低下に伴う見掛は上の容量
低下が出ていることがわかる。よってメモリー効果によ
り、二次電池の使用可能な容量が減少し、二次電池を用
いた装置の使用時間が短くなってしまう。この現象を解
消する為には、１〜２回程度の完全放電を行なう必要が
ある。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、この様にユーザー側口らの手で、完全放電を行
なう場合には、次のような支障が生じる。

例えば、Ｎｉ−Ｃｄ電池等の充電可能な二次電池を携帯
可能なラップトツブ型のパーソナル・コンピュータ（以
下パソコンと略称する。）に使っている場合を考える。

その時、ユーザーが自ら完全放電を行なうと、大切なデ
ータを消してしまう恐れが生じる。ましてやＨＤＤ　（
ハード・ディスクドライブ）を使用していて、二次電池
の完全放電を行うと、膨大なデータを破壊してしまう可
能性もある。

そこで、本発明の目的はあらかじめ電池の保有している
容量をすべて発揮させることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、二次電池を用いた電源装置において、前記二
次電池のメモリ効果をなくすための放電する手段と充電
する手段とを備えたことを特徴とする。

［作　用］ 二次電池のメモリー効果を防止するためには電池の内部
容量を一旦放電させる必要があり、電池を電力源とする
機器本体が内蔵しているデータを失うことなく、自動的
に充放電を行って回復させる。

［実施例］ 第１図は、本発明が適用される携帯可能なパーソナルな
コンピュータの構成を概略的に示したブロック図であり
、第２図は、充放電の切り換え制御を説明したフローチ
ャートである。

本発明の理解を容易にするために、第１図から順に説明
することとする。

第１図に示すパソコンは、充電可能な二次電池３をメイ
ン電源としている。二次電池３から、ＤＣ／ＤＣ＝ｒン
バータ１０　（５ａ側）と、放電用負荷６（５ｂ側）と
を切り換える、切り換えスイッチ５を通って、抵抗７を
介して、ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ１０に二次電池３の電力
を供給する。

ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ１０は、本体回路部１４にとって
必要な電圧を作り、電力を供給する。なお、本体回路部
１４はＣＰＵ　（中央処理装置）、ＲＯＭ　（リード・
オンリ・メモリ）、ＲＡＭ　（ランダム・アクセス・メ
モリ）並びにキーボード等のデータ入力手段や液晶表示
部などからなるパソコンの中枢部分である。

また、このＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ１０は、二次電池
３の他に、外部電源１が接続可能になっている。その他
にも、本体メインスイッチ４も接続されている。このＤ
　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ１０には、充電装置１０ｂも内
蔵されており、二次電池３を充電するために電力を供給
する事ができる。

更に、外部電Ｂ１が接続されていない場合において、二
次電池３の端子間電圧が所定電圧以下に低下したときは
、バックアップ用の電力を除き二次電池３から本体回路
部１４への電力供給を遮断する。Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバ
ータ１０によるこれらの動作は、充放電制御回路１３に
より制御される。

充放電制御回路１３は、例えば４ｂｉｔ　　ＣＰＵや、
ＲＯＭ、ＲＡＭ、カウンタ、バッファメモリから構成さ
れている。そして、この充放電制御回路１３には、ＡＣ
アダプタ検出部２、放電用負荷部６、電圧検出部８、電
流検出部９、バッテリ・ロー検出部１１、シャットダウ
ン検出部１２、完全放電検出部１６からそれぞれ検出信
号が入力されている。

ＡＣアダプタ検出部２は、ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ１０の
外部電源接続端子１５の電位が所定電位以上であるか否
かを検出するボルテージ・ディテクタであり、外部電源
接続端子１５の電位が所定電位以上であった場合に、Ｄ
　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ１０に外部電源１が接続されて
いるものとして判断して、充放電制御回路１３にその検
出信号を出力する。

放電用負荷６は、Ｎｉ−Ｃｄ電池などの二次電池３のメ
モリー効果をなくすために、負荷により完全放電させる
。その時、切り換えスイッチ５を充放電制御回路１３が
５ｂ側に切り換えるように信号を出す。このことによっ
て、二次電池が完全放電される。

完全放電検出部１６は、放電用負荷６の端子間電圧を監
視して、二次電池３が完全放電をしたがどうかを検出し
、完全放電を検出すると、その信号を充放電制御回路１
３に対して出力する。

電圧検出部８は、充電中の二次電池３の端子間電圧を監
視して二次電池３の端子間電圧に応じた検出信号を充放
電制御回路１３に対して出力する。

電流検８部９は、二次電池３から消費された消費電流に
応じた検出信号を充放電制御回路１３に対して出力する
。

バッテリー・ロー検出部１１は、二次電池３の電圧が本
体回路部１４に必要な最低電圧まで低下したことを検出
して、その検出信号を充放電制御回路１３に対して８カ
する。

シャットダウン検出部１２は、二次電池１の電圧がＤ　
Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータ１０の動作を保証できないところ
まで低下したことを検比し、その検出信号を充放電制御
回路１３に対して出力する。

充放電制御回路１３は、これらの検出信号に基づき、Ｄ
Ｃ／ＤＣＣ／式−タ１０に対して二次電池３の充放電に
関する指令信号を出力し、二次電池３の充放電を制御す
る。

また、充放電制御回路１３は電圧検出部８及び電流検出
部９、完全放電検出部１６から入力される検出信号に基
づき、二次電池３の電力残量を監視する。

二＆電池３の電力残量の監視は、充放電制御回路１３が
備えているカウンタの値に基ずいて行なわれる。すなわ
ち、カウンタ値を二次電池３の電力残量に対応させ、二
次電池３から電力が消費されている場合には所定時間毎
に一定時間毎の充電量に相当する一定量をカウンタ値に
加算するのである。

ここでメモリー効果をなくすために、放電用負荷６で完
全放電させる時には、抵抗７を用いて電圧検出部８より
電力残量を求めるのではなく、完全放電検出部１６より
検出するようにした。これは、例えば電圧検出部８によ
って電圧を監視していると、完全放電電圧より高く設定
しである放電終止電圧を先に検出し、システムが誤動作
することを防ぐ為にである。そして放電用負荷６により
完全放電が完了すると、完全放電検出部１６がその旨を
充放電制御回路１３に伝え、カウンタ値を完全放電の値
に変更する。このことにより、システムの誤動作を防止
し必ず完全放電ができるようになっている。

次に、第２図に示したフローチャートを参照しつつ、充
放電の切り換え制御について説明する。

図示したフローチャートは、周期的（例えば数ｍ５ｅｃ
ごとに）にメインルーチンや他のサブルーチンに割り込
んで実行される割込サブルーチンを示したものである。

この割り込みがががると、まず放電を行なうために必要
とされる条件が、満足されているか否かについての判断
が行なわれる（ステップ３１）。この条件とは、次の３
つである。

（１）外部電源１が、外部電源接続端子１５に接続され
ていること。

（２）メイン電源スィッチ４が、オフ状態であるこ　と
。

（３）　二次電池３がＤｃ／Ｄｃコンバータ１ｏに接続
されていること。

これら（１）〜（３）の条件が満足されていると、充放
電制御回路１３の指令により切り換えスイッチ５が５ｂ
側に切り替わり（ステップＳ２）、放電用負荷６による
放電が開始される（ステップＳ３）。

次に、完全放電を完全放電検出部１６が検出すると（ス
テップＳ４）、充放電制御回路１３に指示し、充放電制
御回路１３は、切り換えスイッチ５を５ａ側に切り替わ
る（ステップＳ５）、と同時にＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバー
タ１０に充電を開始するように指示し、充電が開始され
る（ステップＳ６）、充電が開始されると、電圧検出部
８が二次電池３の端子間電圧に応じた検出信号を充放電
制御回路１３に対して出力する。それにより、充放電制
御回路１３は、満充電であるか否かを判断しくステップ
Ｓ７）、満充電であれば充放電の切り換え制御は終了す
る。

［！明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば本体を使用してい
ない間に、自動的に二次電池の完全放電をし、満充電を
することにより、メモリー効果をなくすことができる。

したがって、ユーザーの手を煩わすこともなく、安全に
メモリー効果を防止することができ、二次電池の特性を
あらかじめもっていた特性に回復することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明が適用された情報処理装置のブロック面
、第２図は本発明による充放電の切り換え制御動作を示
したフローチャート、第３図は本発明に使用したＮｉ−
Ｃｄ電池のメモリー効果特性図である。 １・・・外部電源　　２・・・ＡＣアダプタ検出部、３
・・・二次電池　、４・・・メイン電源スィッチ５・・
・切り換えスイッチ、５ａ・・・Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバ
ータ側、５ｂ・・・放電用負荷側　　６・・・放電用負
荷、７・・・抵抗　　８・・・電圧検出部　　９・・・
電流検圧部、１０・・・ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ　　１０
ｂ・・・充電装置、　１１・・・バッテリ・ロー検出部
、　１２・・・シャットダウン検出部、１３・・・充放
電制御回路、１４・・・本体回路部、１５・・・外部電
源接続端子、１６・・・完全放電検出部。 以 上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）二次電池を用いた電源装置において、前記二次電
   池のメモリ効果をなくすための放電する手段と充電する
   手段とを備えたことを特徴とする二次電池の電源装置。
2. （２）充電と放電を制御するための充放電制御回路と前
   記充放電制御回路からの信号に基ずいて切り換わる切り
   換えスイッチ手段と、前記切り換えスイッチ手段が放電
   用負荷に切り換わると完全放電を検出するところの完全
   放電検出部とが備えられており、前記完全放電検出部か
   らの完全放電を検出する信号により、前記切り換えスイ
   ッチ手段が前記二次電池を充電する側に切り換わり、前
   記充電する側には前記二次電池の充電量を検出するため
   の検出手段が備えられていることを特徴とする請求項１
   記載の二次電池の電源装置。