JPH05199667A - パラレル電池電源供給方式 - Google Patents

パラレル電池電源供給方式

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JPH05199667A
JPH05199667A JP4005617A JP561792A JPH05199667A JP H05199667 A JPH05199667 A JP H05199667A JP 4005617 A JP4005617 A JP 4005617A JP 561792 A JP561792 A JP 561792A JP H05199667 A JPH05199667 A JP H05199667A
Authority
JP
Japan
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battery
bat
parallel
integrated circuit
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP4005617A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Okita
義憲 大喜多
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】パラレル電池の使用期間を長くするとともに、
パラレル電池の電池電圧を低下させることなく集積回路
に給電する。 【構成】パラレル電池BAT1 ,BAT2 をパラレルに
使用して集積回路LSI1 に給電する。各電源供給ライ
ンL1 ,L2 中にスイッチングトランジスタTr1 ,T
2 を介挿し、それら両スイッチングトランジスタTr
1 ,Tr2 を集積回路LSI1 で生成されるクロック信
号φ0 に基づいて交互にオン・オフ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電池をパラレル(並
列)に使用して集積回路に対し直流電源として供給する
ようにしたパラレル電池電源供給方式に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のこの種のパラレル電池電源
供給方式を示す回路図である。
【0003】第1の電池BAT1 の正極に逆流防止ダイ
オードD1 のアノードが接続され、第2の電池BAT2
の正極にも逆流防止ダイオードD2 のアノードが接続さ
れ、両電池BAT1 ,BAT2 の負極どうしが接続され
ているとともに、両逆流防止ダイオードD1 ,D2 のカ
ソードどうしが接続されている。つまり、第1の電池B
AT1 と逆流防止ダイオードD1 との直列回路と、第2
の電池BAT2 と逆流防止ダイオードD2 との直列回路
とが互いにパラレルに接続されている。第1の電池BA
1 も第2の電池BAT2 も充電が禁止される一次電池
である。
【0004】両逆流防止ダイオードD1 ,D2 のカソー
ド共通接続点は負荷である集積回路LSI1 の電源入力
端子に対し高電位側の直流電源VDDを供給するように接
続されている。集積回路LSI1 のグランド電源端子G
NDは両電池BAT1 ,BAT2 の負極共通接続点とと
もに接地されている。両電池BAT1 ,BAT2 の負極
共通接続点とグランドGNDとの間には電源スイッチS
Wが介挿されている。
【0005】R1 は集積回路LSI1 に外付けされた発
振用抵抗である。
【0006】次に、このパラレル電池電源供給方式の動
作を説明する。
【0007】電源スイッチSWをオンにすると、各電池
BAT1 ,BAT2 からそれぞれ逆流防止ダイオードD
1 ,D2 を介して集積回路LSI1 に直流電源VDDが供
給される。
【0008】電池の交換等に起因して、両電池BA
1 ,BAT2 間に容量のバラツキが生じているとす
る。例えば、第1の電池BAT1 が新しくてその電池電
圧VBAT1が高く、第2の電池BAT2 が古くてその電池
電圧VBAT2が低く、両電池BAT1 ,BAT2 の電池電
圧VBAT1,VBAT2間にアンバランスが生じているとす
る。
【0009】このような電池電圧のアンバランス状態に
おいて、もし、逆流防止ダイオードD1 ,D2 が設けら
れていないとすると、第1の電池BAT1 から第2の電
池BAT2 に対して充電が行われることになる。そのよ
うな充電は第2の電池BAT2 の容量がなくなったとき
に激しくなり、第2の電池BAT2 が発煙・発火したり
破裂したりするおそれがある。第1の電池BAT1 の方
が古くて、その容量がなくなったときは、第1の電池B
AT1 に発煙・発火や破裂のおそれがある。
【0010】このような危険性を回避するために、図示
回路のとおり、各電池BAT1 ,BAT2 それぞれに逆
流防止ダイオードD1 ,D2 をシリーズに接続し、充電
ループをカットオフしているのである。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、パラレルな両
電池BAT1 ,BAT2 それぞれに逆流防止ダイオード
1 ,D2 をシリーズに接続してあると、次のような問
題が生じる。
【0012】すなわち、図4に示すように、集積回路L
SI1 に印加される直流電源VDDは、各電池BAT1
BAT2 の電池電圧VBAT1,VBAT2から逆流防止ダイオ
ードD1 ,D2 の順方向ドロップ電圧VF を減算した電
圧となる。つまり、 VDD=VBAT1−VF DD=VBAT2−VF となる。図4において、実線で示した放電カーブが電
池電圧VBAT1(またはVBAT2)であり、点線で示した放
電カーブが集積回路LSI1 に印加されている直流電
源VDDである。
【0013】いま、電池BAT1 ,BAT2 をリチウム
一次電池、逆流防止ダイオードD1 ,D2 をシリコンダ
イオードであるとする。このときの直流電源VDDは、リ
チウム電池の電池電圧からシリコンダイオードの順方向
ドロップ電圧VF (=0.6V)を引いた電圧となる。
【0014】ところで、集積回路LSI1 の誤動作電圧
が例えば鎖線で示すように2.5Vである場合、仮
に、逆流防止ダイオードD1 ,D2 が存在しないのであ
れば、鎖線が放電カーブと交差する時刻t1 までリ
チウム電池を電源として使用できる。
【0015】しかし、実際には逆流防止ダイオード
1 ,D2 が存在しているのであるから、リチウム電池
を電源として使用できるのは、鎖線が放電カーブと
交差する時刻t0 までのきわめてわずかな時間でしかな
い。
【0016】そうかといって、電池の使用可能時間を長
くするために、電池側からの出力電圧を高くすべく逆流
防止ダイオードD1 ,D2 を除いてしまうと、パラレル
電池の相互間に容量のアンバランスが生じたときに、充
電ループが形成されて上記のように発煙・発火や破裂を
引き起こす危険性が生じる。
【0017】逆流防止ダイオードD1 ,D2 を除いて上
記の危険性を避けるには、パラレル電池BAT1 ,BA
2 として、常に電池電圧VBAT1,VBAT2が互いに等し
いものを用いる必要がある。また、しばしばバッテリチ
ェックを行って、両方の電圧が等しいことを確認しなけ
ればならない。
【0018】しかしながら、ユーザーは一般的にこれら
の点に関してはあまり配慮しておらず、古い電池と新し
い電池とを混在させて使用することが多いのも事実であ
り、また、バッテリチェックなどはまず行わない。
【0019】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、電池をパラレルに使用して集積回路
に給電するようにしたパラレル電池電源供給方式におい
て、パラレル電池の電池電圧を低下させることなく、し
かも、パラレル電池相互間に容量のアンバランスが生じ
たときの充電に起因した発煙・発火や破裂を防止するこ
とを目的とする。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1および第
2の電池をパラレルに使用して集積回路に給電するパラ
レル電池電源供給方式において、各パラレル電池と集積
回路とを結ぶ第1および第2の電源供給ライン中にそれ
ぞれ第1および第2のスイッチング素子を介挿し、前記
集積回路で生成されるクロック信号によって前記第1お
よび第2のスイッチング素子を交互にオン・オフ制御す
るように構成したことを特徴とするものである。
【0021】
【作用】集積回路で生成されたクロック信号によって第
1のスイッチング素子をオンにしたときには、第2のス
イッチング素子はオフとなっており、また、第2のスイ
ッチング素子をオンにしたときには、第1のスイッチン
グ素子がオフとなっているから、第1および第2のパラ
レル電池間に容量のアンバランスが生じていても、両パ
ラレル電池間には充電ループが形成されないことにな
り、容量アンバランスに起因した充電による電池の発煙
・発火や破裂が回避される。
【0022】また、上記のように充電ループが形成され
ないので、各電源供給ラインには逆流防止ダイオードを
介挿する必要がなく、したがって、逆流防止ダイオード
の順方向ドロップ電圧が生じないため、パラレル電池の
電池電圧を低下させることなく集積回路に給電すること
が可能となる。
【0023】
【実施例】以下、本発明に係るパラレル電池電源供給方
式の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【0024】図1は実施例に係るパラレル電池電源供給
方式を示す回路図である。
【0025】第1の電池BAT1 の負極と第2の電池B
AT2 の負極とが互いに接続され、その負極共通接続点
が電源スイッチSWを介してグランドGNDに接地され
ている。両電池BAT1 ,BAT2 は、例えばリチウム
一次電池が用いられる。
【0026】第1の電池BAT1 の正極と集積回路LS
1 の電源入力端子とを結ぶ第1の電源供給ラインL1
中にPNP型の第1のスイッチングトランジスタTr1
が介挿されている。すなわち、第1のスイッチングトラ
ンジスタTr1 のエミッタは第1の電池BAT1 の正極
に接続され、コレクタは集積回路LSI1 の電源入力端
子に接続されている。
【0027】同様に、第2の電池BAT2 の正極と集積
回路LSI1 の電源入力端子とを結ぶ第2の電源供給ラ
インL2 中にPNP型の第2のスイッチングトランジス
タTr2 が介挿されている。すなわち、第2のスイッチ
ングトランジスタTr2 のエミッタは第2の電池BAT
2 の正極に接続され、コレクタは集積回路LSI1 の電
源入力端子に接続されている。
【0028】第1の電池BAT1 と第1のスイッチング
トランジスタTr1 との直列回路と、第2の電池BAT
2 と第2のスイッチングトランジスタTr2 との直列回
路とは、集積回路LSI1 に対してパラレルに接続され
ている。両電源供給ラインL1 ,L2 とも逆流防止ダイ
オードは介挿していない。
【0029】集積回路LSI1 は外付けされた発振用抵
抗R1 をもち、この発振用抵抗R1 の一端からはデュー
ティ比が1:1のクロック信号φ0 が発振出力されてい
る。
【0030】この発振用抵抗R1 の一端に第1のインバ
ータ回路INV1 の入力端子が接続され、その出力端子
が第1のスイッチングトランジスタTr1 のベース抵抗
2 に接続されているとともに、第2のインバータ回路
INV2 の入力端子にも接続されている。第2のインバ
ータ回路INV2 の出力端子は第2のスイッチングトラ
ンジスタTr2 のベース抵抗R3 に接続されている。
【0031】図2に示すように、第1のインバータ回路
INV1 から第1のスイッチングトランジスタTr1
ベース抵抗R2 に印加されるクロック信号φ1 は、発振
用抵抗R1 からのクロック信号φ0 を“H”,“L”反
転したものである。また、第2のインバータ回路INV
2 から第2のスイッチングトランジスタTr2 のベース
抵抗R3 に印加されるクロック信号φ2 は、2度の反転
により発振用抵抗R1 からのクロック信号φ0 と同一位
相となっている。
【0032】集積回路LSI1 のグランド電源端子GN
Dは電源スイッチSWの一端とともに接地されている。
また、第2のインバータ回路INV2 とベース抵抗R3
との接続点とグランドGNDとの間に起動用抵抗R4
接続されている。そして、集積回路LSI1 の両端間
に、両スイッチングトランジスタTr1 ,Tr2 のオン
・オフ動作によるリップルを吸収して安定した直流電源
DDを得るための平滑コンデンサC1 が接続されてい
る。
【0033】次に、この実施例のパラレル電池電源供給
方式の動作を図2に示すタイミングチャートに従って説
明する。
【0034】電源スイッチSWをオン操作する前の状態
において、第2のスイッチングトランジスタTr2 のベ
ースは、ベース抵抗R3 および起動用抵抗R4 を介して
グランドGNDに接地され、プルダウンの状態となって
いる。これに対して、集積回路LSI1 はいまだ起動さ
れておらず、クロック信号φ0 の発振出力もないので、
第1のインバータ回路INV1 の出力端子はハイインピ
ーダンス状態となっている。
【0035】したがって、電源スイッチSWをオン操作
すると、第2のスイッチングトランジスタTr2 のエミ
ッタ・ベース間に電流が流れ、第2のスイッチングトラ
ンジスタTr2 が導通する。一方、第1のスイッチング
トランジスタTr1 は非導通状態のままである。
【0036】第2のスイッチングトランジスタTr2
導通すると、第2の電池BAT2 の電池電圧VBAT2が第
2のスイッチングトランジスタTr2 を介して平滑コン
デンサC1 に印加されるとともに、集積回路LSI1
電源入力端子に直流電源VDDとして印加されるので、集
積回路LSI1 が起動し、発振用抵抗R1 の一端にクロ
ック信号φ0 が発生する。このクロック信号φ0 は第1
のインバータ回路INV1 で反転されて逆位相のクロッ
ク信号φ1 となり、さらに、このクロック信号φ1 が第
2のインバータ回路INV2 で反転されてクロック信号
φ0 と同位相のクロック信号φ2 となる。
【0037】〔1〕クロック信号φ0 が“L”レベルの
半周期の期間T1 においては、第1のインバータ回路I
NV1 の出力(クロック信号φ1 )は“H”レベル、第
2のインバータ回路INV2 の出力(クロック信号
φ2 )は“L”レベルとなる。両スイッチングトランジ
スタTr1 ,Tr2 はともにPNP型であるから、第1
のスイッチングトランジスタTr1 は非導通状態を保
ち、第2のスイッチングトランジスタTr2 は導通状態
を保つ。集積回路LSI1 に対して直流電源VDDは第2
の電池BAT2 の電池電圧VBAT2によってまかなわれ
る。平滑コンデンサC1 には急速充電が行われ、直流電
源VDDは早期に安定する。
【0038】〔2〕クロック信号φ0 が“H”レベルの
半周期の期間T2 においては、第1のインバータ回路I
NV1 の出力(クロック信号φ1 )は“L”レベル、第
2のインバータ回路INV2 の出力(クロック信号
φ2 )は“H”レベルとなり、第1のスイッチングトラ
ンジスタTr1 は非導通状態から導通状態に反転する一
方、第2のスイッチングトランジスタTr2 は導通状態
から非導通状態に反転する。この結果、集積回路LSI
1 に対して直流電源VDDは第1の電池BAT1 の電池電
圧VBAT1によってまかなわれる。
【0039】以降の半周期の期間T3 ,T4 ‥‥ごと
に、上記の〔1〕の状態と〔2〕の状態とを交互に繰り
返すことになる。
【0040】両スイッチングトランジスタTr1 ,Tr
2 の交互のオン・オフによって直流電源VDDにリップル
が生じようとするが、それは平滑コンデンサC1 によっ
て吸収され、実質的に一定レベルに安定した直流電源V
DDを集積回路LSI1 に供給することができる。
【0041】第1のスイッチングトランジスタTr1
導通状態に反転したときは、必ず、第2のスイッチング
トランジスタTr2 が非導通状態に反転し、逆に、第2
のスイッチングトランジスタTr2 が導通状態に反転し
たときは、必ず、第1のスイッチングトランジスタTr
1 が非導通状態に反転している。したがって、たとえ、
両電池BAT1 ,BAT2 相互間に容量のアンバランス
が生じていても、両電池BAT1 ,BAT2 に充電ルー
プが形成されないことから、容量アンバランスに起因し
た充電による電池の発煙・発火や破裂を回避することが
できる。
【0042】そして上記のように充電ループが形成され
ないので、各電源供給ラインL1 ,L2 には逆流防止ダ
イオードを介挿する必要がなく、したがって、逆流防止
ダイオードの順方向ドロップ電圧VF が生じないため、
パラレル電池BAT1 ,BAT2 の電池電圧VBAT1,V
BAT2を低下させることなく集積回路LSI1 に給電する
ことができ、パラレル電池BAT1 ,BAT2 の使用期
間を長くすることができる。
【0043】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、両パラ
レル電池間に容量アンバランスが生じても両パラレル電
池に充電ループが形成されないように第1および第2の
スイッチング素子を交互にオン・オフ制御するように構
成したので、充電に起因した電池の発煙・発火や破裂を
防止して安全性を確保することができるとともに、逆流
防止ダイオードの必要性をなくしてパラレル電池の電池
電圧を低下させることなく集積回路に給電できるため、
パラレル電池を長期間にわたって使用することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るパラレル電池電源供給
方式を示す回路図である。
【図2】実施例の動作説明に供するタイミングチャート
である。
【図3】従来例のパラレル電池電源供給方式を示す回路
図である。
【図4】従来例の問題点を指摘するための特性曲線図で
ある。
【符号の説明】
BAT1 第1の電池 BAT2 第2の電池 L1 第1の電源供給ライン L2 第2の電源供給ライン Tr1 第1のスイッチングトランジスタ Tr2 第2のスイッチングトランジスタ LSI1 集積回路 R1 発振用抵抗 R2 ベース抵抗 R3 ベース抵抗 R4 起動用抵抗 C1 平滑コンデンサ INV1 第1のインバータ回路 INV2 第2のインバータ回路 φ0 クロック信号 VBAT1 第1の電池電圧 VBAT2 第2の電池電圧 VDD 直流電源

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1および第2の電池をパラレルに使用
    して集積回路に給電するパラレル電池電源供給方式にお
    いて、各パラレル電池と集積回路とを結ぶ第1および第
    2の電源供給ライン中にそれぞれ第1および第2のスイ
    ッチング素子を介挿し、前記集積回路で生成されるクロ
    ック信号によって前記第1および第2のスイッチング素
    子を交互にオン・オフ制御するように構成したことを特
    徴とするパラレル電池電源供給方式。
JP4005617A 1992-01-16 1992-01-16 パラレル電池電源供給方式 Pending JPH05199667A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4005617A JPH05199667A (ja) 1992-01-16 1992-01-16 パラレル電池電源供給方式

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JP4005617A JPH05199667A (ja) 1992-01-16 1992-01-16 パラレル電池電源供給方式

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012168963A1 (ja) * 2011-06-07 2012-12-13 トヨタ自動車株式会社 電池システムおよび、電池システムの制御方法

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