JPH08195228A

JPH08195228A - 電源回路

Info

Publication number: JPH08195228A
Application number: JP7007097A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Narita; 聡成田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1995-01-20
Filing date: 1995-01-20
Publication date: 1996-07-30

Abstract

(57)【要約】【目的】使用時間に応じ電池パックを複数種類用意す
る必要があることを防止し、電池残量検出の信頼性を向
上する。【構成】装置内に同一形状の電池パックを２ケ以上並
列に実装する構造とし、電源回路にＣＰＵ７を設け、電
池実装済の電池パックが１ケか２ケかを判断する。そし
て、電池実装済の電池パックの個数によりＣＰＵ７は電
池残量アラームの出し方を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電池を有する電源回路
に関し、特に携帯型の入出力装置に使用される電源回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、携帯型入出力装置は、電池で駆動
できて持ち運びできるものであるが、装置内に実装でき
る電池は１個であった。電池を収容するスペースには、
短時間駆動用なら小型の電池を、長時間駆動用なら同じ
出力電圧でも大型の電池を選択して実装する必要があ
る。また、装置を業務により短時間と長時間の２種類の
いずれかで使用する場合、２種類の電池およびそれを入
れる電池パックとそれぞれに充電器を用意する必要があ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的に電池による動
作時間を延長しようとする場合、出力電圧は同じでも形
状および電池容量の異なる電池および電池パックを用意
し、その電池に対応した充電器で充電する必要がある。
これは、短時間用には小型の電池を、長時間用には、大
型の電池を使用することであり、業務や用途によって短
時間と長時間の２通りの使用がある場合には電池および
電池パックを２種用意し、かつ、それぞれに充電器を用
意しなければならない問題点があった。

【０００４】業務によって短時間か長時間かが事前に判
らない場合、どちらの電池および電池パックを用意した
ら良いか分からない、または、長時間用の電池および電
池パックのみを用意することにより、不必要に大型で重
い電池パックを使用してしまうという欠点があった。

【０００５】［発明の目的］本発明の目的は、小型の電
池と大型の電池に分け使用する必要がなく、同じ電池と
電池パックを用途に応じて複数並列に接続できるように
し、さらに、電池の残量検出を正確に行うことにより、
業務によらずに同一の電池を使用できかつ信頼性も高め
た電源回路を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電源回路は、
（１）同一形状の電池パックを２個以上接続できるこ
と、（２）各電池パックの出力電圧を検出する手段と電
池が実装された電池パックが１個か２個以上かを検出す
る手段を有すること、（３）２個以上の電池パックを並
列に接続したこと、（４）電池が実装された電池パック
の個数により、電池残量アラームの出し方を変化させる
手段を備えていることを特徴とする。

【０００７】また、本発明の別の電源回路は、電池が実
装された電池パックの個数だけでなく、電池の温度を検
出する手段を設け、電池残量アラームの出し方を個数と
温度によって変化させる手段を備えている。

【０００８】［作用］本発明では、電池が実装された電
池パックの個数を検出する手段で検出された個数に基づ
いて、あるいはその個数と電池パック内の電池の温度と
を検出する手段で検出された個数と温度情報に基づいて
電池残量電圧をチェックする基準電圧値を変化させ、そ
の電池残量電圧を基準電圧と比較しながらチェックする
ことで、最適なタイミングで電池残量アラーム出力信号
を出力するので、電池の実装個数によらずに、動作可能
時間（例えば残り３分でなくなるということ）を正確に
検知することができる。また、同じ電池パックを使用す
るので、生産性も良く、電池のサイズがおなじで規格も
ほぼ同じになることから、種類の異なる複数の充電器を
用意する必要がない。

【０００９】

【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
詳細に説明する。

【００１０】図１は本発明の実施例の電源回路を示す回
路図である。図において、電源回路４には２つの電池パ
ック１と２が接続される。請求項１の電源回路は図１の
回路全体に対応する。電池パック１と２には、それぞれ
同一形状、同一出力電圧の１つの電池が収容される。電
池パック１と２は、正極（プラス）、負極（マイナス）
の端子のほかに、電池の実装を確認するための端子Ｓを
有し、各正極、負極の端子と端子Ｓが電源回路４に接続
される。例えば、端子Ｓは正極に接続され、電池の実装
時に電池の端子電圧が端子Ｓから出力されるが、電池が
接続されていない場合、端子Ｓには何の電圧も現れな
い。したがって、端子Ｓから電池パックに電池が実装さ
れたかを判明できる。

【００１１】また、電池パック１と２は逆流防止ダイオ
ード３を介して互いに並列に接続される。逆流防止ダイ
オード３は各電池パックの正極に接続される。これによ
り電池パック１と２の両方に電池が実装された場合に、
電池の残量の違いによって出力電圧が低い方の電池へ高
い方の電池からの電流が流れ込まないようにしている。

【００１２】電源回路４は、電池パック１と２の並列出
力ラインに接続されるＤＣ−ＤＣコンバータ６及びアナ
ログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ５と、マイクロ
コンピュータを有するＣＰＵ７とを有する。ＤＣ−ＤＣ
コンバータ６は、電池パック１と２の出力電圧を所定の
直流電圧に変換する直流−直流変換回路である。Ａ／Ｄ
コンバータ５は、電池パック１と２の出力電圧をディジ
タル値の電圧データに変換する。ＣＰＵ７は、電池パッ
ク１と２の端子Ｓの出力に基づいて、電池が実装されて
いる電池パックの個数をチェックし、また、Ａ／Ｄコン
バータ５からの電圧データに基づいて電池の残量電圧を
検出する。また、ＣＰＵ７は、電池が実装された電池パ
ックの個数に応じて電池の残量電圧をチェックするレベ
ルを変化させ、電池残量アラーム出力信号を、電池パッ
ク個数によらず同じ残り動作可能時間で発生できる機能
を実現する。

【００１３】もう少し詳しく説明すると、電池パック１
と２のどちらかに電池が実装された場合と両方に実装さ
れた場合とでは、電池使用前にＡ／Ｄコンバータ５で検
出される電圧は同じであるが、電源として使用できる時
間は当然異なる。すなわち、電池パック１と２の両方に
電池を実装したときの方が使用時間が長くなる。従っ
て、ＣＰＵ７は、使用者に対し、電池が実装されている
電池パックの個数によらず、電池の使用できる時間を正
確に知るために、電池出力電圧（電圧データ）と個数を
知らせる端子Ｓの出力に基づいて、電池残量アラーム出
力信号の出し方を制御する。尚、Ａ／Ｄコンバータ５と
ＣＰＵ７は、ＤＣ−ＤＣコンバータから給電されてい
る。

【００１４】図２はＣＰＵ７の機能ブロック図、図３は
ＣＰＵ７の動作を示すフローチャートである。図２にお
いて、ＣＰＵ７は、電池パック１と２の端子Ｓの出力に
基づいて電池が実装されている電池パックの個数を検出
する個数検出手段７１と、個数検出手段７１からの個数
データに基づいて電池の残量電圧をチェックするレベル
を変化させ、Ａ／Ｄコンバータ５からの電圧データと比
較し、最適な電池残量アラーム出力信号を出力する電池
残量出力発生手段７２と、各種データを記憶するＲＡＭ
７３と、残量電圧のチェックの基準になる複数の基準電
圧データを記憶する記憶部７４とを有する。

【００１５】図３に示すように、最初ＣＰＵ７は電池が
実装されている電池パックの個数を個数検出手段７１で
検出する（ステップ１０１）。電池が電池パック１、２
に実装されている場合、各端子Ｓには電圧が現れ、未実
装の場合、電圧が現れないので、個数検出手段７１は、
端子Ｓからの電圧の有無によって個数を検出する。個数
データと電池の出力電圧を表す電圧データは、ＲＡＭ７
３に一旦記憶される（ステップ１０２）。電池残量出力
発生手段７２は、記憶された個数データから電池実装済
の電池パック個数が１個か２個かを検出し（ステップ１
０３）、１個の場合、電圧データを第１の基準電圧デー
タと比較する（ステップ１０４）。例えば使用前の電池
の出力電圧が７．５Ｖのとき、第１の基準電圧データは
５．０Ｖを示すデータである。５．０Ｖは、電池の残り
使用時間が約３分である電圧であるとする。電圧データ
が、５．０Ｖになるまで比較動作が繰り返され、電池が
消耗して５．０Ｖになると、電池残量出力発生手段７２
は電池残量アラーム出力信号を発生する（ステップ１０
５、１０６）。

【００１６】電池残量出力発生手段７２が電池実装済の
電池パック個数を２と判定した場合、電池の出力電圧を
表す電圧データを第２の基準電圧と比較する（ステップ
１０７）。第２の基準電圧データは、第１の基準電圧デ
ータよりも低い電圧で、例えば、４．９Ｖである。電圧
データが、４．９Ｖになるまで比較動作が繰り返され、
４．９Ｖになると、電池残量アラーム出力信号が発生す
る（ステップ１０８、１０９）。第１、第２の基準電圧
データは、共にあと約３分で電池がなくなるというレベ
ルの電圧データで、電池が２つ並列接続されているとき
の方が当然寿命が長いので、第２の基準電圧データの方
が低くなっている。

【００１７】以上のように、本実施例はＣＰＵ７が、電
池パック１と２の端子Ｓの出力に基づいて電池実装済の
電池パック個数を検出する個数検出手段７１と、個数検
出手段７１からの個数データに基づいて電池残量の電圧
データをチェックする基準電圧値を変化させ、Ａ／Ｄコ
ンバータ５からの電圧データと比較しながらチェックす
ることで、最適なタイミングで電池残量アラーム出力信
号を出力する電池残量出力発生手段７２とを有するの
で、電池実装済の電池パック個数によらずに、動作可能
時間（実施例では約３分）を正確に検知することができ
る。また、同じ電池パックを使用するので、生産性も良
く、電池のサイズがおなじで規格もほぼ同じになること
から、複数の充電器を用意する必要がない。またＣＰＵ
７がディジタル回路で構成されるので、消費電力は極め
て小さい。

【００１８】図４は本発明の第２の実施例を示す回路図
である。本実施例は、電池パック１と２の中にそれぞれ
温度検出素子１０、２０とスイッチ１１、１２とを固定
したものである。温度検出素子１０、２０は、温度に応
じて電圧が変化する素子で、電池のすぐそばに固定され
る。スイッチ１１、１２は電池が収容されると閉じるス
イッチで、Ｓ端子と温度検出素子１０との間に接続され
る。ＣＰＵ７は、Ｓ端子から電池が実装された電池パッ
クの個数だけでなく、温度検出素子８からの温度を検出
する手段を有する。電池パック１、２に電池が収容され
るとスイッチ１１、１２が閉じるので、閉ループが検出
され、これによって電池の収容が判明し、また、温度検
出素子からの電圧によって、温度を検出する。

【００１９】一般に、電池は、温度が低いと、電池内部
の化学反応が低下し、逆に温度が高くなると化学反応が
活発になる。したがって、同じ端子電圧を取り出そうと
しても、電池の温度が高いときの方が低いときに比べて
十分な電流を取り出すことができる。本実施例では、温
度が低い場合、ＣＰＵ７がＡ／Ｄコンバータ５からの電
圧データと比較すべき基準電圧データの値を上げ、温度
が高い場合、基準電圧データの値を下げる。なぜなら
ば、温度が高ければ、低い電池端子電圧でも電流を取り
出すことができるからである。このように、電池実装済
みの電池パック個数と温度によって電池の動作可能時間
を予測し、電池の寿命が温度によらず均一になるように
する。

【００２０】具体的には、７．５Ｖの電池が電池パック
の一方にしか実装されていない場合、温度が２０度以上
では第１の基準電圧データを４．９Ｖとし、１０度以上
２０度以下では第１の基準電圧データを５．０Ｖとし、
１０度以下では５．１Ｖにする。また、７．５Ｖの電池
が電池パック１と２の両方に実装されている場合、温度
が２０度以上では第１の基準電圧データを４．８Ｖと
し、１０度以上２０度以下では第１の基準電圧データを
４．９Ｖとし、１０度以下では５．０Ｖにする。

【００２１】以上説明した実施例では、２個の電池パッ
クを使用したが、２個以上の電池パックを使用しても、
電池パックを並列に接続し、基準電圧データを個数デー
タに応じて設定するようにすれば、同じ効果が得られ
る。また、１つの電池パックに収容される電池の個数は
２個以上でも良い。

【００２２】電池パックの形状は特に限定されない。ま
た電池が実装された電池パックの個数を検出する手段の
ために、電池パックに端子Ｓを設けたが、別の入力手段
によって、ＣＰＵ７に個数を知らせても良い。

【００２３】また、電池残量出力発生手段７２（図２）
が発生する電池残量アラーム出力信号は、特定のコード
の信号でも、特定の表示器を表示させる信号でも良い。
また、電池が実装された電池パックの個数とアラームを
示す文字を表示しても良い。文字を表示する場合、その
文字データを予めＣＰＵ内に記憶させる必要がある。

【００２４】図５は図１または図４の電源回路を有する
携帯型入出力装置の回路図である。図において、ＣＰＵ
９はＲＯＭ１０に格納されているプログラムにより動作
し、外部インターフェース１２からあるいはキーボード
１３から入力されたデータはＲＡＭ１に格納され、表示
部８にも表示される。キーボードからの入力業務が終了
すると、外部インターフェース１２から外部へＲＡＭ１
１内のデータが出力される。各回路は、電源回路４から
の電源出力（図１のＤＣ−ＤＣコンバータ６の出力）に
よって給電されている。また、電池パック１と２に実装
される電池の電圧と電池が実装された電池パックの個数
に基づいて発生する電池残量アラーム出力信号が電源回
路４から出力されると、ＣＰＵ９はこれを受信し、電池
残量アラームを表示部８に表示する。電池残量アラーム
信号が文字データの場合、その文字データの文字が表示
部８に表示される。

【００２５】

【発明の効果】以上説明した様に本発明は、（１）装置
内に同一形状の電池パックを２ケ実装できる構造であ
る、（２）電池パックの出力電圧を検出する手段と、電
池が実装された電池パックの個数を判断する手段を設け
た、（３）電池パック２ケを並列に接続した、（４）電
池が実装された電池パックの個数により、電池残量アラ
ームの出し方を変化させる手段を設けた、ことにより１
種類の電池パックを複数個用意することにより、操作員
は、短時間の使用時には１ケの電池パックのみに電池を
実装し、軽量の状態で操作でき、また長時間使用の場合
は２ケの電池パックに電池を実装する等、１種類の電池
パックの個数だけで選択ができる効果がある。さらに電
池パックの個数によらず、動作可能時間を正確に検知
し、操作員に知らせることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の電源回路のブロック図であ
る。

【図２】図１に示す電源回路のＣＰＵの機能ブロック図
である。

【図３】図２のＣＰＵの動作を示すフローチャートであ
る。

【図４】本発明の第２の実施例の電源回路のブロック図
である。

【図５】図１又は図２に示す電源回路を有する携帯型入
出力装置のブロック図である。

【符号の説明】

１電池パック２電池パック３逆流防止ダイオード７ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出力電圧が同一で規格もほぼ同一の電池
が実装され互いに並列接続された複数の電池パックと、
前記電池パックの出力電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電池が実装された電池パックの個数を検出する個数
検出手段と、前記個数検出手段で検出された個数に応じ
て、前記電圧検出手段で検出された電池残量電圧が低下
したことを示すアラーム出力信号の発生を制御する電池
残量出力発生手段とを含む電源回路。
【請求項２】前記電池残量出力発生手段は、前記個数
検出手段で検出された個数に基づいて電池の残量電圧を
チェックする基準電圧値を変化させる手段と、前記電池
残量電圧と前記基準電圧値とを比較し、その結果に応じ
て前記アラーム出力信号を発生する手段とを含む請求項
１に記載された電源回路。
【請求項３】前記電池残量出力手段は、前記電池が実
装された電池パックの個数に応じた基準電圧値を記憶す
る手段と、前記個数検出手段で検出された個数に基づい
て、電池の残量電圧をチェックする前記基準電圧値を前
記記憶手段から選択する手段と、前記電池残量電圧と前
記基準電圧値とを比較し、その結果に応じて前記アラー
ム出力信号を発生する手段とを含む請求項１に記載され
た電源回路。
【請求項４】前記基準電圧値は、前記個数検出手段で
検出された個数が増加する毎に小さな値になることを特
徴とする請求項２および３に記載された電源回路。
【請求項５】前記電池パックは、電池の実装有無を知
らせる信号を発生する端子を有し、前記個数検出手段
は、前記端子からの信号により前記個数を検出すること
を特徴とする請求項１に記載された電源回路。
【請求項６】前記電池パックの電池の残量電圧の相違
によって電池パック相互に電流が流れるのを阻止するダ
イオードを有する請求項１に記載された電源回路。
【請求項７】出力電圧が同一で規格もほぼ同一の電池
が実装され互いに並列接続された複数の電池パックと、
前記電池パックの出力電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電池が実装された電池パックの個数を検出する個数
検出手段と、前記電池パック内の電池の温度を検出する
手段と、前記個数検出手段で検出された個数と前記温度
検出手段で検出される温度に応じて、前記電圧検出手段
で検出された電池残量電圧が低下したことを示すアラー
ム出力信号の発生を制御する電池残量出力発生手段とを
含む電源回路。