JPH06510658A - 電池切断を備えた電源 - 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】 電池切断を備えた電源 技術分野 本発明は一般に装置の電源の分野に関し、さらに具体的には、外部から供給され る動力と、電池バックにより供給される動力の両方を有し、電池充電機能を備え たポータプル装置に関する。

従来技術 ポータプル装置は、−次電池または二次電池によって構成される電源バックから 動力が供給されることが多い。装置が固定電力の得られる場所にある場合には、 装置には外部電源によって動力を供給できる。外部電源からの動力供給と同時に 、二次電池が電源バンク内に配置される場合には、二次電池を充電することが望 ましい。−次電池が電源バック内に配置される場合には、外部電源は一次電池の 充電をしてはならない。その理由は、これら−次電池を充電しようとすると、− 次電池が非可逆的に損傷を受けるおそれがあり、場合によっては爆発しかねない からである。

この問題に対する以前の解決策では、外部電源が接続されているときには、−次 電池を装備しないようにするが、または機械連動電源レセプタクル（ｐｏｗｅｒ 　ｒｅｃｅｐｔａｃｌｅ）を使用するようにユーザーに警告してきた。前記の機 械連動電源レセプタクルは、外部電源と負荷とを接続する一方で、負荷と電池電 力との接続を断つ。この方式に伴う問題点は、切断機溝が物理的摩耗を受けやす い上に、密閉がきわめて難しいことである。十分な密閉を施さないと、ポータプ ル装置の内側にある電気回路が損傷を受けるおそれがある。またこの方式では、 二次電池が装備される場合、外部電源が動力を供給するのと同時に、二次電池の 充電が行われない。

そこで必要とされるのが、動力を供給する一方で、二次電池バックを充電し、し かも−次電池パンクの充電を防止するような外部的に電力を供給する装備を有す る、改良されたポータプル装置用電源である。

発　明　の　開　示 電池切断を備えた電源は、充電端子を含む、電池電源端子手段を有する。電池電 源端子手段は、装備する電池から電池電力を受け取る。また外部電源端子手段は 、装備する外部電源から外部電力を受け取るために設けられる。充電手段は、外 部電源端子手段と充電端子との間に充電経路を設ける。ゲートは、外部電源端子 手段と結合される入力、電池電源端子手段と結合される出力、および外部電源端 子手段と結合される制御入力を有する。ゲートの出力は、外部電源と外部電源端 子との接続に反応して、入力から切り離される。電池電源端子手段、外部電源端 子手段およびゲートの入力は結合されて、外部を源端子手段を介して外部電源か ら負荷に動力を供給するか、または電池電源端子手段およびゲートの入力を介し て、電池から負荷に動力を供給する。充電手段は、外部電源の接続に反応して、 充電端子および電池電源端子手段と結合される二次電池を充電できるようにし、 ゲートは、外部電源の接続に反応して、電池電源端子手段と接続される一次電池 の充電を防止する。

図面の簡単な説明 図１は、本発明による電池切断を備えた電源の回路図である。

図２は、図１の回路図を詳細に示す回路図である。

発明を実施するための最良の形態 図１は、先行技術の欠陥を克服する、電池切断を備えた電源の回路図を示す。前 述のように、参照番号１００で示す装置は、３つの電源のうちの一つから動力が 与えられる。これらは、タト部電源１１５．−次電池１１１または二次電池１１ ９を含む。ただし、−次電池という語は、電池が再充電不可であることを意味し 、二次電池という語は、電池が再充電可能であることを意味する。−次電池１１ １が装備される場合には、−次電池が動力を負荷１０１に供給する。−次電池ｌ １１の代わりに二次電池１１９が装備される場合には、二次電池が動力を負荷１ ０１に供給する。外部電源１１５が接続されて、作動される場合には、外部電源 が動力を負荷１０１に供給する。注意すべきことは、外部電源１１５の接続を、 外部電源の作動とすると、外部電源１１５の切断は、外部電源の作動停止に相当 することである。−次電池１１１または二次電池１１９が装備される場合、外部 電源１１５が接続されるなら、−次電池もしくは二次電池は負荷への動力供給が 断たれる。また、二次電池１１９が装備される場合には、二次電池が充電される 。ただし、ここでは、外部電源１１５が二次電池１１９よりも高い電圧であると 想定している。−次電池１１１が装備される場合、−次電池が充電されることは 決してない。このために装置１００は以下の構成をとる。

電池の正端子１０５は、−次電池１１１または二次電池１１９の正端子と接続す るために設けられており、第１負荷端子すなわち負荷の正端子１２９において負 荷１０１に動力を供給する。電池の負端子１０９は、−次電池１１１または二次 電池１１９の負経路を設け、第２負荷端子すなわち負荷の負端子１３１において 負荷１０１に動力を供給する。第３端子すなわち充電端子１２１は、二次電池１ １９との充電接続のために設けられる。外部電源の正端子１０７および外部電源 の負端子１０３を含む外部電源端子は、外部電源１１５から負荷１０１に動力を 供給するために含まれる。抵抗器１３７は、負端子１０３と充電端子１２１との 間に結合されて、二次電池１１９の充電経路を設ける。ゲート１１３は、負荷の 負端子１３１と接続される入力１２３．電池の負端子１０９と接続される出力１ ２５．および外部電源の正端子１０７と接続される制御人力１２７を有する。外 部電源１１５と端子１０３，１０７との電気接続に反応して、入力１２３と出力 １２５との接続が断たれる。半導体ダイオード１１７は、外部電源の正端子１０ ７と接続される陽極１３３、および負荷１０１の負荷の正端子１２９と接続され る陰極１３５を有する。

一次電池１１１が装備され、外部電源１１５が端子１０３゜１０７と接続されな い場合には、−次電池１１１が動力を負荷１０１に供給する。その理由は、外部 ｔ［１１５との接続がないと、ゲート１１３が閉じられ、そのため、電池の負端 子１０９．出力１２５．入力１２３および負荷の負端子１３１との間が接続され るからである。ただし、−次電池１１１は、正端子を電池の正端子１０５と接続 し、負端子を電池の負端子１０９と接続する２端子装置である。これは、装置１ ００上で孤立電源パック（ｌｏｎｅ　ｐｏｗｅｒ　ｐａｃｋ）の位置を占める。

そのため、一度に一つの電池しか装備・接続できない。

外部電源１１５が端子１０３，１０７と接続される場合には、ゲート１１３の制 御大力１２７は、入力１２３と出力１２５との接続を切り離す。これによって、 −次電池１１１は動力を負荷１０１に供給しなくなる。−次電池１１１は二つの 端子しかないので、充電端子１２１とは接続されず、そのため充電経路はない。

したがって、充電端子１２１との接続がないことと、ゲート１１３の働きが組合 わさって、−次電池１１１の充電が阻止される一方で、外部電源１１５がなくて も、動力を負荷１０１に供給できる。

−次電池１１１の代わりに二次電池１１９が装備され、外部電源１１５が端子１ ０３，１０７と接続されない場合には、二次電池１１９が動力を負荷１０１に供 給する。その理由は、外部電源１１５との接続がないと、ゲート１１３が閉じ、 そのため電池の負端子１０９．出力１２５．入力１２３および負荷の負端子１３ １との間が接続されるからである。外部電源１１５が端子１０３，１０７と接続 される場合には、ゲート１１３の制御人力１２７は、出力１２５と入力１２３と の接続を切り離す。これによって、二次電池１１９は、負荷１０１への動力供給 を停止する。

二次電池１１９は、充電端子１２１と接続される第３端子を有する。この接続が あるために、充電経路が、抵抗器１３７を介して設けられる。そのため、充電端 子１２１と、ゲート１１３の働きとが組合わさって、二次電池１１１　（１１９ ？）の充電を可能にする一方で、外部電源１１５がなくても、二次電池１１９に よって、動力を負荷１０１に供給できるようにする。

外部電源１１５が接続される場合には、外部電源が動力を負荷１０１に供給する 。動力は、外部電源の正端子１ｏ７゜ダイオード１１７．負荷の正端子１２９． 負荷の負端子１３１および外部電源の負端子１０３を含む経路を通じて供給され る。ダイオード１１７は、−次電池１１１または二次電池】１９が、ゲート１１ ３の制御入力１２７を制御するのを阻止する。

図２は、図１の回路図を詳細に示す回路図である。ゲート１１３を詳細に示すと 、トランジスタ２０５（Ｎ形ＦＥＴが望ましい）、抵抗器２０７．ＮＰＮトラン ジスタ２ｏ９．抵抗器２１１および抵抗器２１３を含む。抵抗器２０７の目的は 、−次電池１１１または二次電池１１９が存在し、外部電源１１５が接続されな い場合に、ＦＥＴ２０５をオンにし、飽和することである。ＦＥＴ２０５がオン になると、ゲート１１３が閉じて、電池の負端子１ｏ９．出力１２５．入カ１２ ３、および負荷の負端子１３１との間が接続される。外部を源１１５が端子１０ ３，１０７と接続される場合には、ＮＰＮトランジスタ２０９が、抵抗器２１１ ，２１３によって駆動されてオンになり、ＦＥＴ２０５がら電圧を奪って、ＦＥ Ｔ２０５をオフすなわち遮断し、ゲート１１３を開放する。

これによって、入力１２３と出力１２５との接続が切り離される。またこれによ って、−次電池１１１または二次電池１】９は、負荷１０１への動力供給を停止 する。

最後に、完成した装置は、密閉外被に封入される。電池の正端子、電池の負端子 、充電端子、外部電源の正端子、および外部電源の負端子が、密閉外被にインサ ート成形され、その外部に設けられる。これらの端子は腐食を防ぐために金メッ キされるのが望ましい。

むろん当業者にとっては、回路の極性を変化させること、或いは他の同等のスイ ッチ機構を代わりに用いて、ここで開示される装置と同一の利点を得ることは明 白であろう。或いは、二次電池１１９を充電するのに、抵抗器以外の手段を代わ りに用いてもよい。

本装置１００は、物理的摩耗を受けず、比較的密閉も容易であるので、先行技術 の欠陥を克服している。このため、装置の内部にある電気回路を保護できる。ま たこの方式を用いれば、二次電池１１９が装備される場合、二次電池は、外部電 源１１５が負荷１０１に動力を供給するのと同時に充電される。また二次電池１ １９の代わりに一次電池が装備される場合には、同じ回路が、−次電池１１１の 充電を防止する。

二次電池１１９または一次電池１１１が装備され、外部電源１１５が存在しない 場合には、電池１１１，１１９が動力を負荷１０１に供給する。

昂　（ 口Ｚ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２．前記結合手段が、前記ゲート手段の制御入力を、前記電池電源端子手段から 分離する手段を含むことを特徴とする、請求項１記載の装置。 ３．前記分離手段が半導体ダイオードによって構成されることを特徴とする、請 求項２記載の装置。 ４．前記ゲート手段がトランジスタによって構成されることを特徴とする、請求 項１記載の装置。 ５．前記トランジスタが、前記外部電源の接続に反応して遮断され、電池電源端 子手段と負荷との間に高抵抗経路を設けることによって、ゲート手段の入力とゲ ート手段の出力との接続を切り離し、電池電源端子手段と負荷とを電気的に切り 離すことを特徴とする、請求項４記載の装置。 ６．電池電源端子手段および外部電源端子手段が、前記密閉外被の外部に設けら れることを特徴とする、前記密閉外被に封入される請求項１記載の装置。 ７．電池切断を備えた電源であって： 装備する電池から正の電池電力を受け取る第１端子手段；前記電池から負の電池 電力を受け取る第２端子手段；前記第１および第２端子手段から電気的に分離さ れ、前記電池との充電接続を設ける充電端子手段；外部電源の正端子および外部 電源の負端子を有する外部電源端子手段であって、前記外部電源端子手段は、装 備する外部電源から電力を受け取る外部電源端子手段；前記外部電源端子手段の 前記外部電源の負端子と前記充電端子手段との間に充電経路を設ける充電手段； 入力，出力および制御入力を有するゲート手段であって、前記入力は前記外部電 源端子手段の前記外部電源の負端子と結合され、前記出力は前記第２端子手段と 結合され、および前記制御入力は、前記外部電源端子手段の前記外部電源の正端 子と結合されており、また前記出力は、前記外部電源と前記外部電源端子手段と の電気接続に反応して、前記入力から切り離され、また前記出力は、前記外部電 源と前記外部電源端子手段との接続切断に反応して、前記入力と結合されるゲー ト手段；および、 第１負荷端子および第２負荷端子を有する負荷であって、前記第１負荷端子は、 前記第１端子手段と、前記外部電源端子手段の前記外部電源の正端子とに結合さ れ、また前記第２負荷端子は、前記ゲート手段の前記入力と、前記外部電源端子 手段の前記外部電源の負端子とに結合されており、また前記負荷は、前記外部電 源の正端子と前記外部電源の負端子とを介して、前記外部電源から動力を受け取 るか、または前記第１端子手段と、前記ゲート手段の前記入力とを介して電池か ら動力を受け取り、また前記充電手段は、前記外部電源の接続に反応して、前記 第１端子手段，前記第２端子手段および前記充電端子手段と結合される二次電池 を充電でき、および前記ゲート手段は、前記外部電源の接続に反応して、前記第 １端子手段と前記第２端子手段とに接続される一次電池の充電を阻止する負荷； によって構成されることを特徴とする電源。 ８．前記充電手段が抵抗器によって構成されることを特徴とする、請求項７記載 の装置。 ９．前記ゲート手段がトランジスタによって構成されることを特徴とする、請求 項７記載の装置。 １０．前記トランジスタは、前記外部電源の切断に反応して飽和され、前記第２ 端子手段と、前記負荷の前記第２負荷端子との間に低抵抗経路を設け、これによ り、前記ゲート手段の前記入力を前記ゲート手段の前記出力と結合させ、前記第 ２端子手段を、前記負荷の前記第２負荷端子と電気的に結合させることを特徴と する、請求項９記載の装置。 １１．前記トランジスタは、前記外部電源の接続に反応して遮断され、前記第１ および第２端子手段と前記負荷との間に高抵抗経路を設けることによって、前記 ゲート手段の前記入力と前記ゲート手段の前記出力との接続を切り離し、前記第 ２端子手段と前記負荷とを電気的に切り離すことを特徴とする、請求項１０記載 の装置。 １２．前記トランジスタは、前記外部電源の接続に反応して遮断され、前記第１ および第２端子手段と前記負荷との間に高抵抗経路を設けることによって、前記 ゲート手段の前記入力と前記ゲート手段の前記出力との接続を切り離し、前記第 ２端子手段と前記負荷とを電気的に切り離すことを特徴とする、請求項９記載の 装置。 １３．前記第１端子手段，前記第２端子手段，前記充電端子手段，前記外部電源 の正端子および前記外部電源の負端子が、前記密閉外被の外部に設けられること を特徴とする、請求項７記載の装置。