JPH0635574A - 電池駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池の使用開始電圧と終止電圧には差があ
り、この電池から負荷に対して安定な電圧を与える駆動
装置を得ることを目的とする。 【構成】 電源である電池と負荷との間に電流が順方向
に流れるよう接続された半導体と、電池電圧を監視する
監視回路と、この監視電圧が設定値未満の場合は、上記
半導体を短絡するように接点が駆動され、設定値以上の
場合は上記接点が開路するよう接続されたリレー相当手
段とを備えた。また、他の発明は、半導体とリレー相当
手段を複数にし、監視回路の基準設定値を複数にしてそ
れぞれの設定値で対応するリレー相当手段を開閉するよ
うにした。また、スイッチ相当手段を接続し、電池電圧
が設定値以下で負荷への電源供給を停止するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、小型電子計算機やポ
ケットコンピユータなどの電源として電池を使用する電
子機器の電池駆動回路方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は例えば実開昭６１ー１２６３２７
号公報に示された従来の電池駆動回路を示す構成図であ
り、図において、１は電池、２はダイオード、３はコン
デンサー、４は抵抗、５は液晶表示部、６はトランジス
タ、７は抵抗、８は抵抗、１０はＬＳＩ、である。

【０００３】次に動作について説明する。図９におい
て、１は回路動作用の電池である。この電池１の「ー」
側にはダイオード２が直列にして接続されるとともに、
この直列に接続された電池１とダイオード２に対して、
コンデンサー３、抵抗４がそれぞれ並列に接続され、そ
してこれら並列接続の両端点が液晶表示部（図では「Ｌ
ＣＤ」と表わす）５と接続される。また、上記ダイオー
ド２と並列にしてトランジスタ６が接続される。すなわ
ち、ダイオード２のアノード側にトランジスタ６のエミ
ッタ端子が、またダイオード２のカソード側にトランジ
スタ６のコレクタ端子が接続され、さらに、このトラン
ジスタ６のベース端子とエミッタ端子は抵抗７を介して
短絡される。そして、上記電池１の「＋」側端子、トラ
ンジスタ６のベース端子に接続される新たな抵抗８及び
このトランジスタ６のコレクタ端子がそれぞれＬＳＩ
１０に接続される。この場合、電池１の「＋」側端子は
ＬＳＩ １０のアース端子「ＧＮＤ」に、また、トラン
ジスタ６のコレクタ端子はＬＳＩ １０の電源端子「−
Ｖ_DD」にそれぞれ接続される。

【０００４】この様に構成されているので、ＬＳＩ １
０の動作状態をＬＳＩ １０内部で検出して、高負荷の
時は抵抗８を介して電流を流しトランジスタ６を導通さ
せ高い電圧をＬＳＩ １０に与える。また、低負荷のと
きはトランジスタ６をカットオフして低い電圧をＬＳＩ
１０に与えるようにしている。この様になっているの
で負荷の変動に対しても安定した電圧が供給される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の電池駆動回路は
以上のように構成されているので、負荷変動のような小
さな変化に対してはある程度対処できたが、電池の使用
開始電圧と終止電圧の差、つまり、電池の使用開始電圧
から終止電圧までの広い範囲の変化まではカバーできな
かった。また、ＬＳＩ １０側で電圧差を検知しなけれ
ばならないなどの課題があった。

【０００６】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、電池の使用開始電圧から終止電
圧までの幅広い範囲を電池の近傍で監視して安定な電源
を供給することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる電池駆
動装置は、電源である電池と負荷との間に電流が順方向
に流れるよう接続された半導体と、電池電圧を監視する
監視回路と、この監視電圧が設定値未満の場合は、上記
半導体を短絡するように接点が駆動され、設定値以上の
場合は上記接点が開路するよう接続されたリレー相当手
段とを備えた。また、請求項２の発明は、請求項１の発
明の半導体とリレー相当手段を複数にし、監視回路の基
準設定値を複数にしてそれぞれの設定値で対応するリレ
ー相当手段を開閉するようにした。また、請求項３の発
明は、請求項１または請求項２の発明で、電源である電
池と負荷との間にスイッチ相当手段を接続し、電池電圧
が設定値以下になるとこれを検出し、上記スイッチで上
記負荷への電源供給を停止するようにした。

【０００８】

【作用】この発明における電池駆動装置は、設定値であ
る電池の使用初期の電圧では、負荷には半導体の順方向
電圧降下により低くなった電圧が供給され、電池使用が
進み電池の電圧が低くなると電池電圧がそのまま供給さ
れる。または設定値以下になると、電源供給が停止され
る。

【０００９】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図１の構成図に
基づいて説明する。図１において、１は電池、２はダイ
オード、１１は電圧監視回路、１２はリレー、１３は負
荷、である。

【００１０】ここで具体的に説明するために、電池１に
Ｌｉイオン電池を用いた場合を説明する。Ｌｉイオン電
池１（以下電池と称する）は使用開始電圧が４．２Ｖで
あり、終止電圧が３．０Ｖ程度である。一方、負荷１３
となる電子回路に使われる集積回路は、３．３Ｖ±０．
３Ｖで動作する。このままでは、電池１で負荷１３を直
接駆動をすると誤動作を生じる原因となる。

【００１１】そこで電池１に接続された電圧監視回路１
１により電圧を検知して電子回路の上限電圧３．６Ｖ以
上であるかどうかを検知する。電池１が満充電状態であ
れば４．２Ｖを検知するので、半導体の順方向降下電圧
で電圧を下げる必要があり、ここではダイオード２の順
方向降下電圧を利用する方法を例に挙げて説明する。

【００１２】電池１の電源はダイオード２を通り順方向
降下電圧分の電圧降下が生じる。ダイオードの場合、一
般的には順方向降下電圧は、０．３〜０．９Ｖのものが
多い。ここでダイオード２に順方向降下電圧が０．６Ｖ
のものを使うと満充電の時もダイオード２の作用により
負荷１３には、３．６Ｖが供給される。リレー１２は電
圧監視回路１１により制御され、この場合電圧の検知が
３．６Ｖ以上であればリレーの接点は開路となってい
る。電圧検知が３．６Ｖ以下になるとリレー１２が電圧
監視回路により制御されリレー１２の接点は閉路となり
ダイオード２は短絡される。このようにすることによ
り、簡単な構成で電子回路に対し、より安定な電源が供
給できる。

【００１３】実施例２．次に、この発明の別の一実施例
を図２の構成について説明する。図２において、６のト
ランジスタ以外は図１と同様である。次に動作を説明す
る。電池１に接続された電圧監視回路１１により電圧を
検知して、電子回路の上限電圧３．６Ｖ以上であるかど
うかを検知する。電池１が満充電状態であれば４．２Ｖ
を検知するので、半導体の順方向降下電圧で電圧を下げ
る必要がある。

【００１４】電池１の電源は、ダイオード２を通った場
合は順方向降下電圧分の電圧降下が生じる。ダイオード
２に順方向降下電圧が０．６Ｖのものを使うと、満充電
の時もダイオード２の作用により負荷１３には、３．６
Ｖが供給される。電圧監視回路１１による電圧の検知が
３．６Ｖ以上であれば、リレー１２の接点は開路とな
り、電圧検知が３．６Ｖ以下になるとリレーの接点は閉
路となりダイオード２は短絡される。この実施例の場
合、電圧監視回路１１は電池１の終止電圧の検知もする
ようにしてあるので、終止電圧になるまでは、トランジ
スタ６を導通させるよう制御し、終止電圧以下になると
電池１の保護のためトランジスタ６をカットオフさせる
ようになっている。このように電池１の電圧を監視する
ことにより、電子回路に、より安定な電源を供給すると
ともに、電池１の放電も制御できるので電池１の保護も
できる。

【００１５】実施例３．次に、この発明の別の一実施例
を図３の構成について説明する。図３において、２ａ．
２ｂのダイオード、１２ａ．１２ｂのリレー以外は図２
と同様である。次に動作を説明する。電池１に接続され
た電圧監視回路１１により電圧を検知して、電子回路の
上限電圧３．６Ｖ以上であるかどうかを検知する。電池
１が満充電状態であれば４．２Ｖを検知するので、半導
体の順方向降下電圧で電圧を下げる必要があり、更に細
かく制御するために半導体の順方向降下電圧を複数に分
けて制御する方法を説明する。

【００１６】ここでは、ダイオードを二個直列接続した
ものを例に挙げて説明する。電池１の電源はダイオード
２ａ、ダイオード２ｂを通り順方向降下電圧分の電圧降
下が生じる。ここでダイオード２ａ．２ｂに順方向降下
電圧が０．３Ｖのものを使うと満充電で電池が４．２Ｖ
の時もダイオード２ａ．２ｂの作用により負荷１３に
は、３．６Ｖが供給される。リレー１２ａ．１２ｂは電
圧監視回路１１により制御され、この場合電圧の検知が
３．９Ｖ以上であればリレー１２ａ．１２ｂの接点は開
路となっている。したがってダイオード２ａ．２ｂの順
方向降下電圧で負荷１３に対しては３．３Ｖ以上の電圧
を供給することができる。電圧監視回路１１の電圧検知
が３．６Ｖ〜３．９Ｖの範囲ではリレー１２ａの接点は
開路となり、リレー１２ｂは閉路になっている。この場
合もダイオード２ａの順方向降下電圧により負荷１３に
対しては３．３Ｖ〜３．６Ｖの電圧を供給することがで
きる。

【００１７】電圧検知が３．６Ｖ以下になるとリレー１
２ａ．１２ｂが電圧監視回路１１により制御されリレー
１２ａ．１２ｂの接点は閉路となりダイオード２ａ．２
ｂは短絡されるので電池１の電圧がそのまま供給され
る。この実施例の場合、電圧監視回路１１は電池１の終
止電圧の検知もするようにしてあるので、終止電圧にな
るまでは、トランジスタ６を導通させるよう制御し、終
止電圧以下になると電池１の保護のためトランジスタ６
をカットオフさせるようになっている。このように電池
１の電圧を監視することにより、電子回路により安定な
電源を供給するとともに、電池１の放電も制御できるの
で電池１の過放電も保護できる。また複数の半導体の順
方向降下電圧を利用すればきめ細かい制御ができるとと
もに無駄な電圧降下をさせることがない。

【００１８】上記実施例では、半導体の順方向降下電圧
を使う例としてダイオードで説明してきたが、これに限
定されることはなくサイリスタ、ＧＴＯ、トランジス
タ、等の半導体で順方向降下電圧が得られるものであれ
ばどれでもよい。また、解り易く説明するために電池１
をＬｉイオン電池で説明したが、Ｎｉ−Ｃｄ蓄電池、Ｎ
ｉ−水素蓄電池、鉛蓄電池等の二次電池は勿論のこと、
マンガン乾電池、アルカリ乾電池、等の一次電池に対し
ても、この発明が適用できる。

【００１９】実施例４．次に、この発明の別の実施例を
図について説明する。図４はその構成図であり、図にお
いて、１４のトランジスタ以外は図１と同様である。次
に動作を説明する。電池１に接続された電圧監視回路１
１により電圧を検知して、電子回路の上限電圧３．６Ｖ
以上であるかどうかを検知する。電池１が満充電状態で
あれば４．２Ｖを検知するので、半導体の順方向降下電
圧で電圧を下げる必要がある。

【００２０】電池１の電源は、ダイオード２を通った場
合は順方向降下電圧分の電圧降下が生じる。ダイオード
２に順方向降下電圧が０．６Ｖのものを使うと満充電の
時もダイオード２の作用により負荷１３には、３．６Ｖ
が供給される。図１による実施例１の説明と同様、トラ
ジスタ１４は電圧監視回路１１による電圧の検知が３．
６Ｖ以上であれば、トランジスタ１４はカットオフさ
れ、電圧検知が３．６Ｖ以下になるとトランジスタ１４
はコレクタとエミッタ間が導通されダイオード２は短絡
される。ダイオードの順方向降下電圧が０．３〜０．９
Ｖに対し、トランジスタのコレクタ−エミッタ間導通時
は降下電圧として０．０５Ｖ〜０．１５Ｖとダイオード
に比し小さい値となるのでトランジスタでの短絡でも有
効となる。

【００２１】実施例５．次に、この発明の別の実施例を
図５について説明する。図５は、実施例２と実施例４、
つまり図２と図４の例を組み合わせたものである。動作
は実施例２と実施例４の動作説明から明らかであろう。

【００２２】実施例６．次に、この発明の別の実施例を
図について説明する。図６は、実施例３と実施例４、つ
まり図３と図４の例を組み合わせたものである。動作は
実施例３と実施例４の動作説明から明らかであろう。

【００２３】実施例７．次に、この発明の別の一実施例
を図について説明する。図７において、１４ａ．１４ｂ
はトランジスタであり、その他は図５、図６と同様であ
る。この構成は、各電圧降下用の直列接続したダイオー
ドを並列接続したリレー相当接点で開閉するようにした
ものである。次に動作を説明する。電池１に接続された
電圧監視回路１１により電圧を検知して、電子回路の上
限電圧３．６Ｖ以上であるかどうかを検知する。電池１
が満充電状態であれば４．２Ｖを検知するので、半導体
の順方向降下電圧で電圧を下げる必要があり、更に細か
く制御するために半導体の順方向降下電圧を複数に分
け、これらを並列接点で制御する。

【００２４】ここでは、ダイオードを二個直列接続した
ものを例に挙げて説明する。電池１の電源はダイオード
２ａ、ダイオード２ｂを通り順方向降下電圧分の電圧降
下が生じる。ここでダイオード２ａ．２ｂに順方向降下
電圧が０．３Ｖのものを使うと満充電で電池電圧が４．
２Ｖの時もダイオード２ａ．２ｂの作用により負荷１３
には、３．６Ｖが供給される。トランジスタ１４ａ．１
４ｂは電圧監視回路１１により制御され、この場合電圧
の検知が３．９Ｖ以上であればトランジスタ１４ａ．１
４ｂはカットオフとなっている。したがってダイオード
２ａ．２ｂの順方向降下電圧で負荷１３に対しては３．
３Ｖ以上の電圧を供給することができる。

【００２５】電圧監視回路１１の電圧検知が３．６Ｖ〜
３．９Ｖの範囲ではトランジスタ１４ａはカットオフと
なっており、トランジスタ１４ｂはコレクタ−エミッタ
間は導通されている。この場合もダイオード２ａの順方
向降下電圧により負荷１３に対しては３．３Ｖ〜３．６
Ｖ以下の電圧を供給することができる。電圧検知が３．
６Ｖ以下になると電圧監視回路１１により制御されるト
ランジスタ１４ａのコレクタ−エミッタ間は導通され電
池１と負荷１３が導通されるので電池１の電圧がそのま
ま供給される。電池電圧に対する、トランジスタ６．１
４ａ．１４ｂの動作は図８に示す。この実施例の場合、
電圧監視回路１１は電池１の終止電圧の検知もするよう
にしてあるので、終止電圧になるまでは、トランジスタ
６を導通させるよう制御し、終止電圧以下になると電池
１の保護のためトランジスタ６をカットオフさせるよう
になっている。同時に、この電圧以下ではトランジスタ
１４ａ．１４ｂも同様にカットオフされ、負荷１３に対
しての電源供給を絶つようになっている。なおこの実施
例のように半導体で構成すれば集積回路として製作でき
るので小型化、高密度化、ローコスト化が実現できる。

【００２６】実施例８．上記実施例ではダイオード１４
ａ、１４ｂの順方向電圧が０．３Ｖで同じものを使用す
る例を説明したが、順方向降下電圧が０．３とＶ０．４
５Ｖのように、異なるものを使用し、電圧監視回路の設
定電圧を対応する電圧とすれば、よりきめ細かな負荷へ
の電圧制御ができる。

【００２７】実施例９．次に、この発明の別の一実施例
について説明する。図７において、トランジスタ６、ト
ランジスタ１４ａ．１４ｂの代わりに各々リレーに置き
換えることにより、同様の効果が得られる。その場合図
８の表はトランジスタをリレーに置き換えて制御するこ
ととなる。

【００２８】実施例１０．実施例７、実施例８ではリレ
ー相当手段１４ａと１４ｂを、電源保護用スイッチ６に
対し、並列に接続した。本実施例では、リレー相当手段
１４ａと１４ｂは図７に示すように並列接続し、これを
図５、図６に示すようにスイッチ６に対して直列接続す
るようにしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、順方向
電圧降下を利用した半導体と、電池電圧の監視回路と、
この監視電圧が設定値未満か以上で接点が駆動されるリ
レー相当手段とを備えたので、負荷に対して安定な電圧
を与える効果がある。また、請求項３の発明ではスイッ
チ相当手段を接続し、電池電圧が設定値以下で負荷への
電源供給を停止するようにしたので、電池の過放電の保
護ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による電池駆動装置を示す
構成図である。

【図２】この発明の他の実施例による電池駆動装置を示
す構成図である。

【図３】この発明の他の実施例による電池駆動装置を示
す構成図である。

【図４】この発明の他の実施例による電池駆動装置を示
す構成図である。

【図５】この発明の他の実施例による電池駆動装置を示
す構成図である。

【図６】この発明の他の実施例による電池駆動装置を示
す構成図である。

【図７】この発明の他の実施例による電池駆動装置を示
す構成図である。

【図８】図７における電圧監視回路によるトランジスタ
の動作状態を示す図である。

【図９】従来例の電池駆動回路を示す構成図である。

【符号の説明】

１ 電池 ２、２ａ、２ｂ ダイオード ６ トランジスタ １１ 電圧監視回路 １２、１２ａ、１２ｂ リレー １３ 負荷 １４、１４ａ、１４ｂ トランジスタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源である電池と負荷との間に電流が順
   方向に流れるよう接続された半導体と、 電池電圧を監視する監視回路と、 上記監視電圧が設定値未満の場合は、上記半導体を短絡
   するように接点が駆動され、設定値以上の場合は上記接
   点が開路するよう接続されたリレー相当手段とを備えた
   電池駆動装置。
2. 【請求項２】 電源である電池と負荷との間に電流が順
   方向に流れるよう接続された複数の半導体と、 電池電圧を複数の設定値と比較監視する監視回路と、 上記監視電圧が上記各設定値未満の場合は、上記複数の
   半導体を定められた半導体の順に短絡するように対応す
   る接点が駆動され、上記各設定値以上の場合は上記各対
   応接点が開路するよう接続された複数のリレー相当手段
   とを備えた電池駆動装置。
3. 【請求項３】 電源である電池と負荷との間にスイッチ
   相当手段を接続し、電池電圧が設定値以下になるとこれ
   を検出し、上記スイッチ相当手段により上記負荷への電
   源供給を停止することを特徴とする請求項１または請求
   項２記載の電池駆動装置。