JPH0865919A - 外部電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】使用済みの電池ブロック内の電池を電子機器の
駆動状態に影響を与えることなく交換できるようにす
る。 【構成】補助電源としての外部電源装置２０は端子電圧
が同一である複数の電池ブロックＢを有し、これらがそ
れぞれスイッチング手段ＳＷを介して並列接続される。
電池ブロックＢの端子電圧の検出手段３２と、スイッチ
ング手段用制御手段５０とが設けられる。電池ブロック
は単一の電池ブロックのみが機器本体の駆動電圧として
使用される。端子電圧が基準電圧以下になったときの電
圧比較器３２の出力ＣXでスイッチング手段ＳＷに対す
る制御手段５０が制御されて端子電圧の高い電池ブロッ
クに順次自動的に切り替えられる。これによって使用済
みの電池ブロック内の電池を電子機器の駆動状態に影響
を与えることなく交換できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ポータブルＣＤやデ
ィジタル・オーディオ・テープレコーダ（ＤＡＴ）など
の駆動電源として使用して好適な外部電源装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ポータブルＣＤ、ＤＡＴ、ヘッドホンス
テレオなどでは長時間の使用を確保するためや、内蔵電
池交換時のバックアップ用として図３に示すような外部
電源装置２０をその補助電源として使用する場合があ
る。

【０００３】外部電源装置２０は電子機器１０に対して
着脱自在に構成され、外部電源装置２０には内蔵電源１
２と同じ端子電圧の電池ブロック２２が設けられる。電
池ブロック２２としては通常の場合一次電池や、鉛電池
やニッケル・カドミウム電池などで代表される二次電池
１２が使用される。

【０００４】電池ブロックは図４のように複数組並列接
続して使用される場合がある。図は３組（２２Ａ〜２２
Ｃ）並列接続した場合である。このように電池ブロック
を複数組使用する場合にはそれだけ電池寿命が長くなる
ので図３の場合よりもさらに長時間の使用が可能にな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
外部電源装置２０を電子機器１０の補助電源として使用
する場合にあっては、使用する電池が全て未使用電池で
あるとは限らないので、複数組の電池ブロックの端子電
圧が同じように低下することはないし、どの電池ブロッ
クの端子電圧が規定の端子電圧以下になっているかを図
る術もない。

【０００６】また、複数の電池ブロックを使用する場合
には使用する電池として古いものもあれば、新しいもの
もあり、両者が混在して使用される場合が多い。このよ
うな場合には端子電圧の低い電池ブロックと端子電圧が
高い電池ブロックとが混在することになり、その場合に
は端子電圧の低い電池ブロック側へと駆動電流が流れる
傾向にあるから、端子電圧の低い電池ブロックの電池寿
命が低下したり、損傷を与えることがある。

【０００７】もちろん、このような構成では使用中に任
意の電池ブロックを取り外せる構成とはなっていないの
で、使用中の電池交換は不可能である。その結果、電池
ブロックの端子電圧が駆動電圧より低下したときには電
子機器１０をこれ以上使用できなくなってしまう。

【０００８】そこで、この発明はこのような従来の課題
を解決したものであって、電池ブロックごとに動作させ
ることによって電池ブロック単位での交換を可能にした
外部電源装置を提案するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載したこの発明においては、機器本体
に内蔵された駆動電源に対し並列接続される外部端子を
有する外部電源装置であって、この外部電源装置は、端
子電圧が同一である複数の電池ブロックを有し、これら
がそれぞれスイッチング手段を介して並列接続されると
共に、上記電池ブロックの端子電圧の検出手段と、上記
スイッチング手段に対する制御手段とが設けられ、上記
電池ブロックは単一の電池ブロックのみが上記機器本体
の駆動電圧として使用され、上記端子電圧が基準値以下
になったときの上記検出手段の出力で上記スイッチング
手段の制御手段が制御されて端子電圧の高い電池ブロッ
クに順次自動的に切り替えられるようになされたことを
特徴とするものである。

【００１０】

【作用】図１において、複数の電池ブロックＢｉ（ｉ＝
０〜３）はそれぞれスイッチング手段ＳＷｉを介して電
子機器１０に内蔵された電源１２と並列接続されてい
る。複数の電池ブロックはそのうちの１つだけが外部電
源として使用されている。図１では電池ブロックＢ0が
使用中にある。

【００１１】端子電圧は電圧比較器３２において基準値
（電子機器本体の駆動電源電圧と同一）ＲＥＦと比較さ
れ、端子電圧が基準値より低下すると、そのときの比較
出力ＣｘがクロックＣＫとしてカウンタ３６に供給され
る。クロックＣＫによってカウンタ内容が変更される。
カウンタ内容が変わるとそれに応じてマルチプレクサ３
８からの制御出力（４ビット出力）Ｐの内容も変わる。

【００１２】図２に示すように、カウンタ出力の初期値
（Ｑ0、Ｑ1とも「０」）のとき制御出力Ｐ0が「１」と
なるようにセットされており、このときスイッチング手
段ＳＷ0のみが図のように右側接点に切り替えられてい
る。したがって電池ブロックＢ0が駆動電源となり、こ
の電池ブロックＢ0の端子電圧が基準電圧と比較され
る。

【００１３】この状態で端子電圧が基準電圧以下になる
と、カウンタ３６がインクリメントされて、制御出力は
下位２ビット目の出力Ｐ1が「１」となる。そうする
と、今度はスイッチング手段ＳＷ1が破線図示のように
右側接点に切り替えられる。これと同時に制御出力Ｐ0
が「０」になるのでスイッチング手段ＳＷ0は破線図示
のように切り替えられる。

【００１４】その結果、今度は２番目の電池ブロックＢ
1が電子機器１０の駆動電源として作用する。以上の動
作が順次繰り返される。駆動電源として使用されていな
い電池ブロックＢｉ内の電池はこれを自由に交換できる
ので、電子機器をさらに連続長時間使用することができ
る。

【００１５】

【実施例】続いて、この発明に係る外部電源装置の一例
をオーディオ機器の補助電源として使用した場合につ
き、図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】図１はこの発明に係る外部電源装置２０の
具体例を示すもので、電子機器としては上述したような
オーディオ機器の他、電子手帳、ポータブルＯＡ機器
（ノート型パソコン等）などがある。実施例はヘッドホ
ンステレオなどのオーディオ機器であって、その駆動電
圧は２．５〜３ボルト程度である。

【００１７】この発明では複数の電池ブロックＢｉがヘ
ッドホンステレオ１０の駆動電源として使用される。そ
れぞれの電池ブロックＢｉは同一構成であって本例では
２個の電池が直列接続されて構成される。図では４個の
電池ブロックＢ0〜Ｂ3を使用した場合であって、これら
の電池ブロックＢｉがそれぞれスイッチング手段ＳＷｉ
を介してヘッドホンステレオ１０本体に設けられた外部
電源端子２０ａ，２０ｂに接続される。外部電源端子２
０ａに接続されたダイオードＤＸは逆流防止用である。

【００１８】スイッチング手段ＳＷｉは機械式スイッチ
や、トランジスタなどの電子式スイッチを使用すること
ができる。スイッチング手段ＳＷｉは図では右側接点が
外部電源端子２０ａに接続され、左側接点が開放状態と
なっている。外部電源端子２０ａに得られる端子電圧は
端子電圧検出手段として機能する電圧比較器３２に供給
され、基準電圧ＲＥＦと比較される。３４はその基準電
圧源である。

【００１９】図の構成では端子電圧が基準電圧より下が
ったときに比較出力ＣXが始めてハイレベルに反転す
る。比較出力ＣXはスイッチング手段の制御手段５０に
供給される。制御手段５０は図のように２ビットのカウ
ンタ３６と４ビット出力のマルチプレクサ３８とで構成
される。カウンタ３６は必要に応じてクリアパルスによ
ってクリア（リセット）できる。

【００２０】上述した比較出力ＣXはカウンタ３６に対
するクロックＣＫとして供給され、クロックＣＫの入力
の都度カウンタ出力（Ｑ0,Ｑ1）がインクリメントされ
る。カウンタ出力は次段のマルチプレクサ３８に供給さ
れ、カウンタ出力の内容に追随して出力ビットの内容が
変更される。マルチプレクサ３８の出力は４ビット構成
（Ｐ0〜Ｐ3）であって、カウンタ出力Ｑ0，Ｑ1とマルチ
プレクサ３８の出力である制御出力Ｐ0，Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3
との関係（真理値表）は図２に示す通りである。

【００２１】制御出力Ｐ0はスイッチング手段ＳＷ0に対
する制御信号として使用され、以下同様に制御出力Ｐ1
〜Ｐ3はスイッチング手段ＳＷ1〜ＳＷ3に対する制御信
号として使用される。図の例では制御出力が「１」であ
るとき右側接点に切り替えられ、それ以外のときは左側
接点に切り替えられている。

【００２２】図２の真理値表からも明らかなように、初
期状態ではスイッチング手段ＳＷ0が右側接点に切り替
えられているので左側の電池ブロックＢ0が使用され
る。使用中に端子電圧が低下し、基準電圧以下になると
カウンタ３６がインクリメントされ、制御出力Ｐが変わ
るので今度は２番目のスイッチング手段ＳＷ1が右側接
点（破線図示）に切り替わり、２番目の電池ブロックＢ
1が選択される。これと同時に制御出力Ｐ0が「０」にな
るためスイッチング手段ＳＷ0は左側接点（破線図示）
に切り替わる。

【００２３】そのため、今度は２番目の電池ブロックＢ
1が駆動電源として使用される。この電池ブロックＢ1の
端子電圧が基準電圧より低下すると前と同じような動作
が繰り返され、端子電圧の高い次の電池ブロックＢ2が
選択される。つまり、ヘッドホンステレオ１０に対する
駆動電源としては常に１つの電池ブロックが使用され、
その端子電圧が低下したときにはこれに代えて端子電圧
の高い次の電池ブロックが駆動電源として機能するよう
に、順次自動的に切り替え処理される。

【００２４】制御出力Ｐ0〜Ｐ3はさらに表示手段６０に
対する制御信号としても使用される。表示手段６０も電
池ブロックと同じ数だけ設けられ、それぞれはＬＥＤな
どの表示素子Ｄ0〜Ｄ3と、それらに対して直列接続され
た制御トランジスタＱ0〜Ｑ3とで構成される。

【００２５】表示素子Ｄ0〜Ｄ3は電池ブロックＢ0〜Ｂ3
に対応した位置にそれぞれ配置されるか、若しくは一列
に配列される。そうすることによって表示素子と電池ブ
ロックとの対応関係が明確になる。制御出力Ｐ0によっ
て制御トランジスタＱ0が制御される。同様に、制御出
力Ｐ1〜Ｐ3によって制御トランジスタＱ1〜Ｑ3が制御さ
れる。

【００２６】その結果、例えば制御出力Ｐ0が「１」で
あるときは電池ブロックＢ0が選択され、これが駆動電
源として使用されると共に、電池ブロックＢ0に対応し
た表示素子Ｄ0が点灯表示されることになる。これによ
ってどの電池ブロックＢｉが駆動電源として使用されて
いるかを視覚的にも知ることができる。

【００２７】この表示はまた次のような利用の仕方を生
み出す。それは表示されていない電池ブロックにあって
現在点灯中の表示素子よりも左側にある電池ブロックは
既に駆動電源として使用されたものであり、しかもその
端子電圧はヘッドホンステレオ１０の駆動電圧より低下
したものとなっている。したがって点灯中の表示素子の
左側に位置する電池ブロックに対しては内部の電池交換
を促していることになる。これによって電池交換のタイ
ミングを正確に、しかも簡単に知ることができる。

【００２８】使用済みの電池ブロックと使用中の電池ブ
ロックとは電気的に完全に分離されているので、使用済
みの電池ブロックに対しては電池交換を行なってもヘッ
ドホンステレオ１０の動作には支障をきたさない。その
ため、外部電源装置２０を用いてヘッドホンステレオ１
０を動作させていても電池交換が可能になる。これは電
池交換をサイクリック的に行なうことによって外部電源
装置２０だけでヘッドホンステレオ１０を長時間連続的
に使用できることを意味する。

【００２９】このように外部電源装置２０を使用しなが
ら電池を交換できるようにするため、ヘッドホンステレ
オ１０に外部電源装置２０を装着した状態でも個々の電
池ブロック内の電池を交換できるような構成となされて
いることは当然である。使用する電池ブロックの個数は
任意である。

【００３０】端子電圧が低下したときに選択される電池
ブロックの順序は上述した例に限らず任意である。しか
し、図のように選択方向を一方向に選んだ方がユーザの
誤認混同が少ない。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る外部電源
装置は、スイッチング手段を介して複数の電池ブロック
を並列接続する構成を採用すると共に、端子電圧を監視
し、基準電圧より低下したときは別の電池ブロックに自
動的に切り替わるように構成したものである。

【００３２】これによれば、複数の電池ブロックを使用
する場合であっても駆動電源として使用される電池ブロ
ックは常に１つであり、使用済みの電池ブロックとは電
気的に完全に分離されているから、使用済みの電池ブロ
ック内の電池を電子機器の駆動状態に影響を与えること
なく交換できる。その結果、この交換作業さえ忘れなけ
れば外部電源装置のみで電子機器を長時間に亘り連続し
て駆動できる実益を有する。

【００３３】表示手段を併用する場合には表示素子の点
灯状態のみでどの電池ブロックが使用中にあるのかの判
別を始めとして、電池を交換すべき電池ブロックがどれ
であるのかを簡単に特定できるなどの効果がある。

【００３４】したがってこの発明は上述したようなオー
ディオ機器やＯＡ機器の補助電源として使用して好適で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る外部電源装置の一例を示す接続
図である。

【図２】カウンタ出力と制御出力との関係を示す真理値
の図である。

【図３】外部電源装置の使用例を示す図である。

【図４】外部電源装置の他の使用例を示す図である。

【符号の説明】

１０ オーディオ機器 ２０ 外部電源装置 ２０ａ，２０ｂ 外部電源端子 ３２ 電圧比較器 ３８ マルチプレクサ ５０ 制御手段 ６０ 表示手段 Ｂ，Ｂ0〜Ｂ3 電池ブロック ＳＷ0〜ＳＷ3 制御スイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機器本体に内蔵された駆動電源に対し並
   列接続される外部端子を有する外部電源装置であって、
   この外部電源装置は、 端子電圧が同一である複数の電池ブロックを有し、これ
   らがそれぞれスイッチング手段を介して並列接続される
   と共に、上記電池ブロックの端子電圧の検出手段と、上
   記スイッチング手段に対する制御手段とが設けられ、 上記電池ブロックは単一の電池ブロックのみが上記機器
   本体の駆動電圧として使用され、 上記端子電圧が基準値以下になったときの上記検出手段
   の出力で上記スイッチング手段の制御手段が制御されて
   端子電圧の高い電池ブロックに順次自動的に切り替えら
   れるようになされたことを特徴とする外部電源装置。
2. 【請求項２】 上記電池ブロックの個数に対応して表示
   手段が設けられ、駆動電圧として使用中にある電池ブロ
   ックを表示できるようにしたことを特徴とする請求項１
   記載の外部電源装置。