JPH0511744U - 二次電池の充放電回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二次電池を２個以上使用し、かつこの二次電
池を放電状態と充電状態の両方で使用する回路におい
て、充電状態での充電用電源電圧を低くすることを主た
る目的とする。 【構成】 充電状態では２個以上の二次電池２３，２４
を並列接続し、放電状態ではその二次電池２３，２４を
直列接続するように切換える回路２０を備えた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本案は２個以上の二次電池を使用し、かつこの二次電池を放電状態と充電状態 の両方で使用する回路に関する。

【０００２】 更に詳しくは、ポータブルな電気機器、例えば液晶テレビジョン、音響機器、 電話機等は、放電と充電の可能な２個以上の二次電池を備え、その機器の使用時 には二次電池を放電状態にして機器を駆動させる一方、機器の不使用時には二次 電池を充電状態にして商用電源等から二次電池に電力を供給し充電させることを 繰り返えして使用される。

【０００３】 本案はかかるものに最適な回路に係る。

【０００４】

【従来の技術】

従来技術の一例を図４〜図６に示す。図４は二次電池１０が放電状態であり、 負荷回路１１は二次電池１０を電源として駆動される。図示例の場合、負荷回路 １１は１２Ｖで駆動されるものとすれば、二次電池１０は公称値電圧１．２Ｖの 個別二次電池１２が１０個直列接続して構成される。この為、二次電池１０の放 電状態における電圧は１．２Ｖが１０個で１２Ｖとなり、これにより１２Ｖの負 荷回路１１が駆動可能となる。

【０００５】 図４のように負荷回路１１が二次電池１０の放電により駆動される場合、ＡＣ アダプタ１３と充電回路１４は用いられない。この場合、一般的にＡＣアダプタ １３は、充電回路１４等に対し取り外し可能になっており、また充電回路１４、 二次電池１０、負荷回路１１はポータブルな電気機器に収納される。二次電池１ ０は、電気機器の一部分において、個別二次電池１２が着脱可能に収納される二 次電池収納部を形成する。従って、充電回路１４と二次電池１０及び負荷回路１ １は電気機器の一部分に構成され、ＡＣアダプタ１３及び個別二次電池１２は電 気機器に着脱自在の付属品として構成される。

【０００６】 図５は二次電池１０の充電状態であり、ＡＣアダプタ１３がプラグ１５を介し て図示しない商用電源に接続されることにより、ＡＣアダプタ１３で商用電源か ら供給される交流が所定の直流に変換され、充電回路１４を経て二次電池１０へ 供給され、個別二次電池１２が充電される。この例では、二次電池１０が充電状 態にある場合、負荷回路１１は駆動されないのが一般的である。

【０００７】 二次電池１０が、公称値電圧１．２Ｖの個別二次電池１２を直列接続して構成 された場合、これを定電流充電すると、個別二次電池１２は約１．５Ｖまで上昇 されるから、全体では個別二次電池１２の充電電圧１．５Ｖが１０個で１５Ｖ必 要となる。そして、これに充電回路１４の充電時の電圧降下が約３Ｖ必要となる ため、ＡＣアダプタ１３の充電状態での出力電圧は、これら両方の３Ｖと１５Ｖ の合計で１８Ｖが必要となる。

【０００８】 図６は二次電池１０を用いることなく、ＡＣアダプタ１３で負荷回路１１を直 接駆動する場合である。負荷回路１１の電源入力端子に、二次電池１０の出力端 子に代えＡＣアダプタ１３の出力端子を接続する。この場合、ＡＣアダプタ１３ の出力電圧は負荷回路１１の駆動電圧である１２Ｖで良いことになる。

【０００９】 個別の二次電池１２はＮｉ−Ｃｄ、鉛その他のものであって良い。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

図４に示したように、個別の二次電池１２を２個以上の例えば１０個を直列接 続して二次電池１０を構成し、放電状態で所望電圧の１２Ｖを負荷回路１１に供 給可能にした場合、図５に示したように、充電状態では、二次電池１０に必要な 充電電圧が１５Ｖとなり、放電状態よりも高い電圧が必要となる。また充電状態 では充電回路１４を介して充電されると、充電回路１４の電圧降下分が約３Ｖ必 要となる。このため、ＡＣアダプタ１３を用いて充電する場合、それらの和の１ ８Ｖの出力電圧が必要となる。このＡＣアダプタ１３が充電状態で必要な出力電 圧１８Ｖは、図６に示したように、ＡＣアダプタ１３の出力で負荷回路１１を直 接駆動する場合に必要なＡＣアダプタ１３の出力電圧１２Ｖよりも６Ｖも高くな るため、ＡＣアダプタ１３を図５と図６で共通に使用することができなくなって しまう。

【００１１】 このように２個以上の二次電池１２を直列接続した二次電池１０は、図４のよ うな放電状態の放電電圧に比べて充電状態の充電電圧が高くなるという欠点があ る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

このために本案では、２個以上使用される二次電池を放電状態と充電状態との 両方で使用する回路において、その二次電池は、放電状態で直列接続されると共 に、充電状態では並列接続されるように切換える回路を具備したことを特徴とす る。

【００１３】

【作用】

切換え回路は、２個以上使用される二次電池を、放電状態で直列接続させると 共に、充電状態で並列接続させるように切換えるから、充電状態で２個以上の二 次電池を並列接続することによって、２個以上の二次電池の充電電圧を、並列分 割で下げる。また、放電状態で２個以上の二次電池を直列接続することによって 、２個以上の二次電池の放電電圧を、直列加算で上げるという作用を行う。

【００１４】

【実施例】

図１は本案一実施例における二次電池の放電状態を示し、図２はその充電状態 を示す。図１，２において、公称値電圧１．２Ｖの個別の二次電池２２を５個づ つ直列接続した第１の二次電池２３と第２の二次電池２４を有する。第１の二次 電池２３のプラス側は第１の充電回路２５の出力端に接続され、マイナス側はア ースに接続される。第２の二次電池２４のプラス側は第２の充電回路２６の出力 端に接続され、マイナス側は切換え回路２０の固定接点２８に接続される。切換 え回路２０は６個の固定接点２７〜３２と２個の可動接点３３，３４を有する。 可動接点３３と３４は摘み３５の操作で、図１の放電状態と図２の充電状態の各 位置に切換え可能である。摘み３５が図１の位置に切換えられた時、可動接点３ ３は固定接点２７と２８間を導通状態とし、可動接点３４は固定接点３０と３１ 間を導通状態とする。また、摘み３５が図２の位置に切換えられた時、可動接点 ３３は固定接点２８と２９間を導通状態とし可動接点３４は固定接点３１と３２ 間を導通状態とする。

【００１５】 固定接点２７は第１の二次電池２３のプラス側に接続され、固定接点２８は第 ２の二次電池２４のマイナス側に接続され、固定接点２９はアースに接続される 。また、固定接点３０は第２の二次電池２４のプラス側に、固定接点３１は負荷 回路１１の一端に、固定接点３２はＡＣアダプタ１３の出力端に夫々接続される 。第１の二次電池２３のマイナス側はアースに接続される。第１と第２の充電回 路２５と２６の入力端は夫々ＡＣアダプタ１３の出力端に接続される。

【００１６】 ＡＣアダプタ１３は入力端がプラグ１５を介して商用電源に接続され、プラグ １５から入力される交流を負荷回路１１の駆動電圧である１２Ｖの直流に変換し て出力する。

【００１７】 図１の放電状態では、切換え回路２０の摘み３５の可動接点３３で固定接点２ ７と２８間並びに可動接点３４で固定接点３０と３１間を導通する位置に切換え られるので、第１と第２の二次電池２３と２４は固定接点２７，２８と可動接点 ３３を経て直列接続され、その電圧が固定接点３０，３１と可動接点３４を経て 負荷回路１１に与えられる。公称値電圧１．２Ｖの個別の二次電池２２が放電電 圧１．２Ｖであり、１０個が直列接続されるため、合計１２Ｖの電圧が負荷回路 に与えられ、１２Ｖの負荷回路１１は第１と第２の二次電池２３と２４及び切換 え回路２０により正しく動作できる。

【００１８】 図１に示す二次電池２３，２４が放電状態の場合、ＡＣアダプタ１３は不用で あり、取り外すかプラグ１５を商用電源へ接続しない等により、非動作状態とさ れるのが一般的である。したがって、第１と第２の充電回路２５と２６も非動作 状態とされる。

【００１９】 図２の充電状態では、切換え回路２０の摘み３５の可動接点３３で固定接点２ ８と２９間並びに可動接点３４で固定接点３１と３２間を導通する位置に切換え られるので、第２の二次電池２４の一端は固定接点２８と２９間を導通する可動 接点３３を経てアースされ第１と第２の二次電池２３と２４はそれぞれ第１およ び第２の充電回路２５と２６を通してＡＣアダプタ１３の出力端に並列接続され る。これにより第１の二次電池２３はＡＣアダプタ１３から第１の充電回路２５ を経て充電されると共に、第２の二次電池２４はＡＣアダプタ１３から第２の充 電回路２６を経て充電される。この場合、第１の二次電池２３は公称値電圧１． ２Ｖ、充電電圧１．５Ｖの個別の二次電池２２が５個直列に接続・構成されてい るから、その充電電圧は７．５Ｖで足りる。また、第２の二次電池２３も同様に ７．５Ｖで良い。充電回路２５又は２６の充電時の電圧降下が約３Ｖであるから 、ＡＣアダプタ１３が第１の充電回路２５と第１の二次電池２３の回路に出力す べき電圧は３Ｖと７．５Ｖで１０．５Ｖあれば足りる。ＡＣアダプタ１３の出力 電圧は負荷回路１１の動作電圧である１２Ｖに設計しておけば、ＡＣアダプタ１ ３の出力電圧１２Ｖで第１の充電回路２５を経て第１の二次電池２３を充電可能 である。また、第２の充電回路２６を経て第２の二次電池２４を充電することも 、同様に、ＡＣアダプタ１３の出力で充電可能である。

【００２０】 この充電状態では、ＡＣアダプタ１３の出力電圧は、切換え回路２０の固定接 点３１と３２間が摘み３５の可動接点３４で導通されるので、負荷回路１１にも 供給され、負荷回路１１を駆動することができる。

【００２１】 図３は本案の他の実施例を示したもので、図１〜２と同一部分は同一符号を付 し、詳細な説明を省略する。異なる点は、充電回路４０を１つにし、逆流防止の ため充電回路４０内に各々順方向のダイオード４３，４４を設け、各々の出力を 第１と第２の二次電池２３と２４を並列的に充電できるようにした点と、切換え 回路２０の切換えを切換スイッチ制御回路４１で自動的に切換え制御する点であ る。切換スイッチ制御回路４１は、ＡＣアダプタ１３の１２Ｖ出力の有無を検出 する回路４２によって動作し、１２Ｖ出力検出回路４２がその出力を検出した時 、切換スイッチ制御回路４１を介して摘み３５を図３の充電状態に切換え、また １２Ｖ出力検出回路４２がその出力を検出しない時、切換スイッチ制御回路４１ を介して摘み３５を図１の放電状態に切換えて二次電池２３と２４を直列接続さ せる。

【００２２】 図３は摘み３５を駆動するものを示したが、摘み３５のように機械的移動体を 用いることなく、純電気的な切換え回路であって良いこと勿論である。

【００２３】 以上の実施例で、個別の二次電池２２は１０個の場合を例示したが、２個以上 であれば何個でも適用できるものであることは言うまでもない。個別の二次電池 ２２が２個の場合、充電状態で並列接続されると、１個づつとなる。この場合、 夫々の二次電池の充電すべき量にばらつきがあっても、過充電が生ずることがな いという効果を有する。また、個別の二次電池２２が３個以上の場合、並列接続 したとき、一方は１個、他方は２個というようにアンバランスとなっても良いも のである。

【００２４】

【考案の効果】

以上のように本案によると、二次電池を２個以上使用し、この二次電池を放電 状態と充電状態の両方で使用する回路において、この二次電池は放電状態で直列 接続され、充電状態で並列接続されるように切換える回路を備えているから、充 電状態で二次電池を並列接続してその充電用電源電圧を低くすることができ、負 荷を直接動作させるＡＣアダプタと共通のものを用いて充電できる。

【００２５】 また、二次電池が２個の場合は、２個の二次電池の容量にばらつきがあっても 過充電を生ずる虞れがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本案の１実施例における二次電池の放電状態を
示すブロック回路図である。

【図２】図１における二次電池の充電状態を示すブロッ
ク回路図である。

【図３】本案の他の実施例における二次電池の充電状態
を示すブロック回路図である。

【図４】従来例における二次電池の放電状態を示すブロ
ック回路図である。

【図５】図４における二次電池の充電状態を示すブロッ
ク回路図である。

【図６】図４における負荷回路をＡＣアダプタで駆動す
る状態を示すブロック回路図である。

【符号の説明】

１１ 負荷回路 １３ 電源変換回路（ＡＣアダプタ） ２０ 切換え回路 ２３，２４ 二次電池

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 二次電池を２個以上使用し、かつこの二
   次電池を放電状態と充電状態の両方で使用する回路にお
   いて、 前記二次電池は、前記放電状態で直列接続され、前記充
   電状態で並列接続されるように切換える切換え回路を具
   備して成る二次電池の充放電回路。
2. 【請求項２】 交流電源から供給される交流を所定の直
   流に変換する電源変換回路と、 前記電源変換回路からの出力をもとに充電される２個以
   上の二次電池と、 前記二次電池の放電出力をもとに駆動される負荷回路
   と、 前記二次電池の充電状態と放電状態に応じて前記二次電
   池を並列接続と直列接続に切換える切換え回路とを具備
   して成る二次電池の充放電回路。
3. 【請求項３】 電源変換回路の出力は、切換え回路が充
   電状態に切換えられた際、切換え回路によって並列接続
   された二次電池へ供給されると共に、負荷回路へも供給
   されることを特徴とする請求項２に記載の二次電池の充
   放電回路。
4. 【請求項４】 切換え回路が放電状態に切換えられた
   際、切換え回路によって直列接続された二次電池の出力
   が負荷回路へ供給されることを特徴とする請求項２に記
   載の二次電池の充放電回路。
5. 【請求項５】 切換え回路による二次電池の並列接続と
   直列接続の切換えは、電源変換回路の出力の有無に連動
   して行なわれることを特徴とする請求項２に記載の二次
   電池の充放電回路。