JPH09117068A - Charging/discharging power module - Google Patents

Charging/discharging power module

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Publication number
JPH09117068A
JPH09117068A JP7270365A JP27036595A JPH09117068A JP H09117068 A JPH09117068 A JP H09117068A JP 7270365 A JP7270365 A JP 7270365A JP 27036595 A JP27036595 A JP 27036595A JP H09117068 A JPH09117068 A JP H09117068A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging
discharging
battery
current
discharge
Prior art date
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Pending
Application number
JP7270365A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Tsukagoshi
雅生 塚越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Lambda Corp
Original Assignee
TDK Lambda Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09117068A publication Critical patent/JPH09117068A/en
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a small and lightweight charging/discharging power module for charging/discharging a battery depending on the characteristics thereof. SOLUTION: A main power supply is connected between terminals C1, C2 while a battery BT is connected between terminals C3, C4 and a control section 14 performs charging/discharging control according to a command being delivered from an electronic system connected between terminals B1, B2. In a charging mode, a switch 18 is turned to the contact (a), (c) side and a current I, being set at a current setting section 16, is fed from a power transistor Tr to the battery BT. In a discharging mode, the switch 18 is turned to the contact (b), (d) side and a current I, being set at the current setting section 16, is discharged from the battery BT through the power transistor Tr. The control section 14 performs highly accurate charging/discharging control based on a detection result RI of charging/discharging current detected at a current detecting section 20 and a battery voltage RV detected at a voltage detecting section 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、充電可能なバッテ
リーを、充電又は放電する両機能を備える充放電パワー
モジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge / discharge power module having both functions of charging or discharging a rechargeable battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の充放電装置の構成及び機能を図4
に基づいて概説すると、充電モードではパワートランジ
スタTr1をオン、放電モードではパワートランジスタT
r1をオフにする充電制御部2と、充電モードではパワー
トランジスタTr2をオフ、放電モードではパワートラン
ジスタTr2をオンにする放電制御部4が備えられてい
る。更に、充電モードでは接点xに切換接続し、放電モ
ードでは接点yに切換接続し、充電も放電もしない開放
モードでは両接点x,yに接続しない中立状態となる切
換スイッチ6と、この切換スイッチ6の切換動作を制御
する切換制御部8が備えられている。
2. Description of the Related Art The structure and function of a conventional charging / discharging device is shown in FIG.
The power transistor Tr1 is turned on in the charging mode and the power transistor T1 is turned on in the discharging mode.
A charge control unit 2 for turning off r1 and a discharge control unit 4 for turning off the power transistor Tr2 in the charge mode and turning on the power transistor Tr2 in the discharge mode are provided. Further, in the charging mode, the switching switch 6 is switched and connected, in the discharging mode, it is switched and connected to the contact y, and in the open mode in which neither charging nor discharging is performed, the switching switch 6 which is in a neutral state and is not connected to both contacts x and y, and this switching switch A switching control unit 8 for controlling the switching operation of 6 is provided.

【0003】そして、主電源10を所定の入力端子P
6,P7間に接続すると共に、所定の出力端子P8,P
9間に充電用バッテリー12を接続し、更に、制御端子
P1〜P5に電子システム中のマイクロプロセッサのバ
ス等を接続することにより、このマイクロプロセッサか
らの指令に従って上記各モードの設定を行って、バッテ
リー12の充電と放電及び開放を行うようになってい
る。
Then, the main power source 10 is connected to a predetermined input terminal P.
6 and P7, and a predetermined output terminal P8, P
By connecting the charging battery 12 between the terminals 9 and further connecting the bus of the microprocessor in the electronic system to the control terminals P1 to P5, the above-mentioned modes are set in accordance with the instruction from the microprocessor, The battery 12 is charged, discharged and opened.

【0004】より詳細に動作を説明すれば、上記マイク
ロプロセッサから充電開始の指令が入力されると、パワ
ートランジスタTr1がオン、パワートランジスタTr2が
オフ、切換スイッチ6が接点xに接続することにより、
主電源10からの電流がパワートランジスタTr1及び接
点xを介してバッテリー12に流れて充電が行われる。
一方、上記マイクロプロセッサから放電開始の指令が入
力されると、パワートランジスタTr1がオフ、パワート
ランジスタTr2がオン、切換スイッチ6が接点yに接続
することにより、バッテリー12からの電流をパワート
ランジスタTr2及び接点yを介してグランドレベルの端
子P9へ流すことにより放電が行われる。また、マイク
ロプロセッサから充放電停止の指令が入力されると、切
換スイッチ6が上記の中立状態となることにより、この
充放電装置とバッテリー12との間が電気的に遮断状態
となる。
To explain the operation in more detail, when a command to start charging is input from the microprocessor, the power transistor Tr1 is turned on, the power transistor Tr2 is turned off, and the changeover switch 6 is connected to the contact x.
The current from the main power source 10 flows into the battery 12 via the power transistor Tr1 and the contact x to charge the battery 12.
On the other hand, when a discharge start command is input from the microprocessor, the power transistor Tr1 is turned off, the power transistor Tr2 is turned on, and the changeover switch 6 is connected to the contact y, so that the current from the battery 12 is transferred to the power transistor Tr2 and the power transistor Tr2. Discharging is performed by flowing it to the terminal P9 at the ground level via the contact point y. Further, when a charge / discharge stop command is input from the microprocessor, the changeover switch 6 is brought into the neutral state, so that the charge / discharge device and the battery 12 are electrically disconnected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の充放電装
置にあっては、充電動作を司る充電制御部2及びパワー
トランジスタTr1を有する制御ブロックと、放電動作を
司る放電制御部4及びパワートランジスタTr2を有する
制御ブロックが、個々独立に分離して構成されていたた
めに、装置全体の体積及び重量が大きくなるという問題
があった。例えば、携帯型マクロコンピュータシステム
(パーソナルコンピュータ)等の電子システムに内蔵さ
れる2次電池用バッテリーを充放電するための小型且つ
軽量の充放電装置を実現する際に、大きな制約となって
いた。
In such a conventional charging / discharging device, a control block having a charging control unit 2 and a power transistor Tr1 for controlling the charging operation, a discharging control unit 4 and a power transistor Tr2 for controlling the discharging operation are provided. Since the control blocks having the above are individually and separately configured, there is a problem that the volume and weight of the entire apparatus increase. For example, when realizing a small and lightweight charging / discharging device for charging / discharging a battery for a secondary battery incorporated in an electronic system such as a portable macro computer system (personal computer), it has been a great limitation.

【0006】更に、従来から広く使用されているニッケ
ルカドミウム(Ni- Cd)電池に加えて、エネルギー
密度の高いリチウムイオン(Liイオン)電池やニッケ
ル水素(Ni- MH)電池等の高性能バッテリーが開発
される様になったが、これらの新型バッテリーは高性能
と引き換えに欠点もあり、例えば、過充電状態に対して
極度に寿命が短くなったり、充電完了時の初期電圧と終
止電圧が異なったり、複数個のバッテリーを同時に充電
したときに各容量のバラツキに起因して特定のバッテリ
ーに大電流が集中する等の様々な問題点があることか
ら、これらの新型バッテリーを充放電する際には極めて
慎重な処理が必要であり、電子システムの安全性等を確
保し得る充放電装置の開発が望まれている。
Further, in addition to nickel cadmium (Ni-Cd) batteries which have been widely used from the past, high performance batteries such as lithium ion (Li-ion) batteries and nickel hydrogen (Ni-MH) batteries having high energy density are available. Although they were developed, these new batteries also have drawbacks in exchange for high performance, such as extremely shortened life due to overcharge status, and different initial voltage and final voltage when charging is completed. There are various problems such as large current concentrated on a specific battery due to variations in capacity when charging multiple batteries at the same time.Therefore, when charging or discharging these new batteries Requires extremely careful treatment, and development of a charging / discharging device capable of ensuring the safety of electronic systems is desired.

【0007】また、充放電時のみならず、電子システム
が作動中においてもこれら新型バッテリーの特性変化等
をリアルタイムで監視・判断することにより、電子シス
テムの安全性の確保等が望まれている。
Further, it is desired to ensure the safety of the electronic system by monitoring and judging the characteristic changes of these new batteries in real time not only during charging and discharging but also during operation of the electronic system.

【0008】更に、バッテリー製造後の性能試験等にお
いても、これら新型バッテリーの特性を種々の試験パラ
メータに基づいて精密に検査することが望まれている。
Further, in the performance test after the battery is manufactured, it is desired to precisely inspect the characteristics of these new batteries based on various test parameters.

【0009】本発明は、このような多種多様な課題に鑑
みてなされたものであり、小型且つ軽量であって、バッ
テリーの特性に合わせた適切な充放電を行うことができ
る充放電パワーモジュールを提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of these various problems, and is a small-sized and lightweight charging / discharging power module capable of performing appropriate charging / discharging according to the characteristics of a battery. The purpose is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明の充放電パワーモジュールは、充放電電
流を設定する能動素子と、充電モードにおいて電力供給
手段とバッテリーとの間に前記能動素子を切換え接続す
ると共に、放電モードにおいてグランドとバッテリーと
の間に前記能動素子を切換え接続する切換手段と、前記
切換え手段の切換動作と前記能動素子の前記充放電流の
設定値を制御する制御手段とを具備する構成とした。
In order to achieve such an object, a charging / discharging power module of the present invention comprises an active element for setting a charging / discharging current and a power supply means and a battery in a charging mode. A switching means for switching and connecting the active element, and a switching means for switching and connecting the active element between a ground and a battery in a discharge mode, and a switching operation of the switching means and a set value of the charging / discharging current of the active element. And a control means.

【0011】また、前記能動素子と切換手段及び制御手
段を合成樹脂材にてモールドされる構成とした。
Further, the active element, the switching means and the control means are molded with a synthetic resin material.

【0012】[0012]

【作用】充電モードでは、切換手段の切換より、能動素
子が電力供給手段と充電すべきバッテリー間に接続さ
れ、設定された充電電流をバッテリーに流すことによっ
て、充電が行われる。一方、放電モードでは、能動素子
がグランドと放電すべきバッテリー間に接続され、設定
された放電電流をバッテリーからグランドへ流すことに
よって、放電が行われる。そして、充電時と放電時の各
設定電流、及び切換手段の切換制御を制御手段が行う。
In the charging mode, by switching the switching means, the active element is connected between the power supply means and the battery to be charged, and charging is performed by causing a set charging current to flow in the battery. On the other hand, in the discharge mode, the active element is connected between the ground and the battery to be discharged, and discharging is performed by causing a set discharge current to flow from the battery to the ground. Then, the control means controls each set current at the time of charging and discharging and switching control of the switching means.

【0013】よって、一系統の能動素子と切換手段及び
制御手段によって充電と放電の処理を行う簡素な構成と
なっている。また、かかる簡素な構成に加えて、この充
放電パワーモジュールが合成樹脂材にてモールドされた
構造となっていることから、小型且つ軽量な充放電パワ
ーモジュールが実現されている。
Therefore, the system has a simple structure in which the charging and discharging processes are performed by the active element of one system, the switching means and the control means. Further, in addition to such a simple configuration, since this charge / discharge power module has a structure molded with a synthetic resin material, a compact and lightweight charge / discharge power module is realized.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明による充放電パワー
モジュールの一実施の形態を図面と共に説明する。
尚、図1は回路構成を説明するためのブロック図、図2
及び図3はこの実施の形態の利用態様の一例を示すブロ
ック図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a charge / discharge power module according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a block diagram for explaining the circuit configuration, and FIG.
3 and FIG. 3 are block diagrams showing an example of usage of this embodiment.

【0015】図1に基づいて構成を述べると、外部接続
端子B1とB2を介して外部の電子システム等に接続さ
れる制御部14が設けられ、端子B1は、電子システム
などから転送されて来る指令信号を制御部14へ供給す
るためにあり、端子B2は、モジュール内の動作状態や
バッテリーBTの状態等の情報信号を制御部14から電
子システムなどへ転送するために設けられている。尚、
制御部14はファームウェアやロジック回路等からなる
順序回路やマイクロプロセッサ等が適用されている。
To describe the configuration based on FIG. 1, there is provided a control unit 14 connected to an external electronic system or the like via external connection terminals B1 and B2, and the terminal B1 is transferred from the electronic system or the like. The terminal B2 is provided to supply a command signal to the control unit 14, and the terminal B2 is provided to transfer information signals such as an operating state in the module and a state of the battery BT from the control unit 14 to an electronic system. still,
As the control unit 14, a sequential circuit including firmware, a logic circuit, or the like, a microprocessor, or the like is applied.

【0016】入力端子C1とC2は、バッテリーBTを
充電するのに必要な電力供給用の主電源(図示せず)を
接続するために設けられ、出力端子C3とC4は、被充
電用バッテリーBTを接続するために設けられている。
尚、この実施の形態では、端子C1とC3が正電位、端
子C2とC4が共通に接続されたグランド端子となって
いる。
The input terminals C1 and C2 are provided to connect a main power source (not shown) for supplying electric power required to charge the battery BT, and the output terminals C3 and C4 are provided to the battery BT to be charged. It is provided to connect to.
In this embodiment, the terminals C1 and C3 are positive potentials, and the terminals C2 and C4 are ground terminals commonly connected.

【0017】電流設定部16は、制御部14から供給さ
れる電流値制御信号SI に従ってパワートランジスタT
rのベースバイアスを設定することにより、パワートラ
ンジスタTrのコレクタ・エミッタ路を流れる電流Iを
決定する、いわゆる可変定電流源回路の機能を備えてい
る。
The current setting section 16 is responsive to the current value control signal SI supplied from the control section 14 for the power transistor T.
It has a function of a so-called variable constant current source circuit that determines the current I flowing through the collector-emitter path of the power transistor Tr by setting the base bias of r.

【0018】パワートランジスタTrのコレクタとエミ
ッタには、制御部14からの切換制御信号Sw に従って
切換動作する切換スイッチ18が接続されている。即
ち、切換スイッチ18は、双方向接点a,bを有する第
1の切換部と、双方向接点c,dを有する第2の切換部
を備え、第1の切換部にパワートランジスタTrのコレ
クタ、第2の切換部にそのエミッタが接続されている。
更に、接点aが端子C1に接続され、接点bとcが共に
後述する電流検出部20を介して出力端子C3に接続さ
れ、接点dが端子C2,C4に接続されている。
To the collector and emitter of the power transistor Tr, a changeover switch 18 which is changed over according to a changeover control signal Sw from the control section 14 is connected. That is, the changeover switch 18 includes a first changeover section having bidirectional contacts a and b and a second changeover section having bidirectional contacts c and d, and the first changeover section has a collector of the power transistor Tr. The emitter is connected to the second switching unit.
Further, the contact point a is connected to the terminal C1, the contact points b and c are both connected to the output terminal C3 via the current detection unit 20 described later, and the contact point d is connected to the terminals C2 and C4.

【0019】動作の詳細は後述するが、充電モードで
は、パワートランジスタTrのコレクタが接点aに、そ
のエミッタが接点cに接続するように切換わり、一方、
放電モードでは、パワートランジスタTrのコレクタが
接点bに、そのエミッタが接点dに接続するように切換
わり、充電も放電も行わない開放モードではいずれの接
点にも接続しない中立状態となる。
Although the details of the operation will be described later, in the charging mode, the collector of the power transistor Tr is switched so as to be connected to the contact a and the emitter thereof is connected to the contact c.
In the discharge mode, the collector of the power transistor Tr is switched to connect to the contact b and the emitter thereof is connected to the contact d, and in the open mode in which neither charging nor discharging is performed, the power transistor Tr is in a neutral state in which it is not connected to any contact.

【0020】切換スイッチ18と出力端子C3の間に設
けられた電流検出部20は、充電モード時にバッテリー
BTに流入する電流の値を検出すると共に、放電モード
時にバッテリーBTから流出する電流の値を検出して、
これらの検出結果RI を制御部14へ転送する電流検出
センサを有している。
The current detector 20 provided between the changeover switch 18 and the output terminal C3 detects the value of the current flowing into the battery BT in the charging mode, and detects the value of the current flowing out of the battery BT in the discharging mode. Detect and
It has a current detection sensor that transfers these detection results RI to the control unit 14.

【0021】電圧検出部22は、出力端子C3とC4の
間の電圧を検出し、その検出結果RV を制御部14へ転
送する電圧検出センサを有している。
The voltage detection unit 22 has a voltage detection sensor which detects the voltage between the output terminals C3 and C4 and transfers the detection result RV to the control unit 14.

【0022】制御部14は、充放電モード時に電流検出
部22から供給される検出結果RIと電子システム等に
より指定された電流値(目標値)とが一致するように、
電流値制御信号SI をフィードバック制御することによ
り、制御量である電流Iを常に目標値と等しくする。ま
た、制御部14は、電圧検出部22からの検出結果RV
に基づいてバッテリーBTが充電完了状態になったか否
かの判定や、バッテリーBTが放電完了の状態になった
か否かの判定を行ったり、或いはバッテリーBTの残存
容量等の判断などを行う。更に、これらの判断結果と上
記検出結果RI,RV を端子B2を介して電子システム
へ転送する。また、端子B2を介して上記各種の情報信
号を電子システムへ転送すると共に、端子B1を介して
電子システムから転送されてくる指令信号に従って、切
換スイッチ18の切換制御及び電流設定部16による電
流Iの可変制御を行う、いわゆるポーリング処理を行う
機能を有している。
The control unit 14 controls the detection result RI supplied from the current detection unit 22 in the charge / discharge mode so that the current value (target value) designated by the electronic system or the like matches.
By performing feedback control of the current value control signal SI, the current I, which is the control amount, is always made equal to the target value. The control unit 14 also detects the detection result RV from the voltage detection unit 22.
Based on the above, it is determined whether or not the battery BT is in the charging completed state, whether or not the battery BT is in the discharging completed state, or the remaining capacity of the battery BT is determined. Further, these judgment results and the detection results RI and RV are transferred to the electronic system via the terminal B2. Further, the various information signals described above are transferred to the electronic system via the terminal B2, and according to the command signal transferred from the electronic system via the terminal B1, the switching control of the changeover switch 18 and the current I by the current setting unit 16 are performed. It has a function of performing so-called polling processing for performing variable control of the above.

【0023】そして、かかる構成の回路全体が熱可塑性
等を有する合成樹脂材にてモールドされることにより、
モジュール化されている。
Then, by molding the entire circuit of such a structure with a synthetic resin material having thermoplasticity,
It is modular.

【0024】次に、かかる構成を有する本実施の形態の
動作を説明する。尚、前述の如く、端子C1,C2間に
主電源が接続され、端子C3,C4間に被充電用バッテ
リーBTが接続され、端子B1,B2間にこの充放電モ
ジュールが設けられた電子システムの中央制御部(例え
ば、マイクロプロセッサ等)が接続されているものとす
る。
Next, the operation of this embodiment having such a configuration will be described. As described above, the main power source is connected between the terminals C1 and C2, the battery BT to be charged is connected between the terminals C3 and C4, and the charging / discharging module is provided between the terminals B1 and B2. It is assumed that a central control unit (for example, a microprocessor or the like) is connected.

【0025】まず、端子B1を介して制御部14に、充
電処理の開始の指令信号が供給されると、制御部14
は、その指令信号に含まれる充電開始指令の情報と、バ
ッテリーBTの充電完了時の電圧と、充電電流値の情報
に基づいて以下の充電動作を行う。即ち、切換制御信号
Sw によって切換スイッチ18を切換制御することによ
り、第1の切換部を接点aに、第2の切換部を接点cに
切換接続させ、更に、電流値制御信号SI を電流設定部
16に供給することにより、パワートランジスタTrの
コレクタ・エミッタ路を流れる電流Iを、指定された充
電電流値と等しくさせる。よって、バッテリーBTを定
電流Iにて充電することができ、更に、電流検出部20
で検出される電流検出結果RI に基づいてこの電流Iを
フィードバック制御することによって、極めて安定した
定電流化が図られる。
First, when a command signal for starting the charging process is supplied to the control unit 14 through the terminal B1, the control unit 14
Performs the following charging operation based on the information on the charging start command included in the command signal, the voltage at the time of completion of charging of the battery BT, and the information on the charging current value. That is, by controlling the changeover switch 18 to change over by the changeover control signal Sw, the first changeover portion is connected to the contact a and the second changeover portion is connected to the contact c, and the current value control signal SI is set to the current setting. By supplying to the section 16, the current I flowing through the collector-emitter path of the power transistor Tr is made equal to the designated charging current value. Therefore, the battery BT can be charged with the constant current I, and further, the current detection unit 20
By feedback-controlling this current I based on the current detection result RI detected in step 1, an extremely stable constant current can be achieved.

【0026】そして、電圧検出部22で検出される電圧
検出結果RV が、上記充電完了時の電圧に達すると、切
換制御信号Sw により、切換スイッチ18を開放モード
に切換えると共に、パワートランジスタTrをオフにす
ることによって、充電処理を終了し、同時に充電処理の
終了を示す情報信号を端子B2を介して電子システムへ
転送する。
When the voltage detection result RV detected by the voltage detector 22 reaches the voltage at the time of completion of charging, the changeover control signal Sw causes the changeover switch 18 to switch to the open mode and the power transistor Tr to turn off. By doing so, the charging process is ended, and at the same time, the information signal indicating the end of the charging process is transferred to the electronic system via the terminal B2.

【0027】次に、端子B1を介して制御部14に、放
電処理の開始の指令信号が供給されると、制御部14
は、その指令信号に含まれる放電開始指令の情報と、バ
ッテリーBTの放電完了時の電圧と、放電電流値の情報
に基づいて以下の放電動作を行う。即ち、切換制御信号
Sw によって切換スイッチ18を切換制御することによ
り、第1の切換部を接点bに、第2の切換部を接点dに
切換接続させ、更に、電流値制御信号SI を電流設定部
16に供給することにより、パワートランジスタTrの
コレクタ・エミッタ路を流れる電流Iを、指定された放
電電流値と等しくさせる。
Next, when a command signal for starting the discharge process is supplied to the control section 14 via the terminal B1, the control section 14 is started.
Performs the following discharge operation based on the information on the discharge start command included in the command signal, the voltage at the time of completion of discharge of the battery BT, and the information on the discharge current value. That is, by controlling the changeover switch 18 to change over by the changeover control signal Sw, the first changeover section is changed over to the contact b and the second changeover section is changed to the contact d, and further the current value control signal SI is set to the current setting. By supplying to the portion 16, the current I flowing through the collector-emitter path of the power transistor Tr is made equal to the specified discharge current value.

【0028】よって、バッテリーBTを定電流Iにて放
電することができ、更に、電流検出部20で検出される
電流検出結果RI に基づいてこの電流Iをフィードバッ
ク制御することによって、極めて安定した定電流化が図
られる。
Therefore, the battery BT can be discharged with the constant current I, and further, the current I is feedback-controlled on the basis of the current detection result RI detected by the current detection unit 20, so that a very stable constant current is obtained. A current is achieved.

【0029】そして、電圧検出部22で検出される電圧
検出結果RV が、上記放電完了時の電圧に達すると、切
換制御信号Sw により、切換スイッチ18を開放モード
に切換えると共に、パワートランジスタTrをオフにす
ることによって、放電処理を終了し、同時に放電処理の
終了を示す信号を端子B2を介して電子システムへ転送
する。
When the voltage detection result RV detected by the voltage detection unit 22 reaches the voltage at the time of completion of the discharge, the changeover control signal Sw switches the changeover switch 18 to the open mode and the power transistor Tr is turned off. By doing so, the discharge process is ended, and at the same time, a signal indicating the end of the discharge process is transferred to the electronic system via the terminal B2.

【0030】尚、典型的な充放電処理の動作を説明した
が、電子システムから制御部14へ転送する制御信号の
情報(内容)を様々に変えることによって、更に他の機
能を発揮する。
Although a typical charging / discharging operation has been described, other functions can be achieved by variously changing the information (content) of the control signal transferred from the electronic system to the control unit 14.

【0031】例えば、前記充電モード時に、充電電流値
(目標値)を可変指定することにより、バッテリーBT
への充電電流Iを可変制御することができるので、バッ
テリーBTの特性に合わせた最適充電を可能にする。一
方、放電モード時においても同様に、放電電流値(目標
値)を可変指定することにより、バッテリーBTへの放
電電流Iを可変制御することができるので、バッテリー
BTの特性に合わせた最適放電を可能にする。この結
果、従来の課題であったリチウムイオン電池やニッケル
水素電池等の性能を低下させること無く、充放電を行う
ことができる。
For example, when the charging current value (target value) is variably designated in the charging mode, the battery BT
Since the charging current I to the battery can be variably controlled, optimum charging according to the characteristics of the battery BT is possible. On the other hand, also in the discharge mode, similarly, the discharge current I to the battery BT can be variably controlled by variably designating the discharge current value (target value), so that the optimum discharge according to the characteristics of the battery BT can be performed. to enable. As a result, charging / discharging can be performed without deteriorating the performance of the lithium-ion battery, the nickel-hydrogen battery, or the like, which has been a conventional problem.

【0032】また、電子システムが、制御部14に対し
て充放電を間欠的に行う指令を行ったり、充放電処理を
行わない期間においてバッテリーBTの容量変化を逐次
監視する等のリアルタイムでの集中監視を可能にする。
In addition, the electronic system issues a command to the control section 14 to intermittently perform charging / discharging, or continuously monitors a change in the capacity of the battery BT during a period in which charging / discharging processing is not performed. Enable monitoring.

【0033】また、1個のパワートランジスタTrとこ
れに付随する1個の電流設定部16によって充放電処理
の両方を行う回路構成となっているので、部品点数の大
幅減少による回路の簡素化と重量低減が可能となり、小
型且つ軽量な充放電パワーモジュールが実現されてい
る。この結果、例えば、携帯用電子システムの2次電池
を充放電するための充放電システムを小型且つ軽量に実
現することができ、その電子システムの小型・軽量化に
大きく寄与することができる。また、自動通話交換シス
テム等のような多数の2次電池を必要とする電子システ
ムに、この充放電パワーモジュールを適用することによ
り、電子システムの小型・軽量化等に大きく寄与するこ
とができる。
Further, since the circuit configuration is such that one power transistor Tr and one current setting section 16 associated therewith perform both charge and discharge processing, the circuit can be simplified by greatly reducing the number of parts. Weight reduction is possible, and a compact and lightweight charging / discharging power module is realized. As a result, for example, a charging / discharging system for charging / discharging a secondary battery of a portable electronic system can be realized in a small size and a light weight, which can greatly contribute to the reduction in size and weight of the electronic system. Further, by applying this charging / discharging power module to an electronic system that requires a large number of secondary batteries such as an automatic call exchange system, it is possible to greatly contribute to downsizing and weight saving of the electronic system.

【0034】また、この充放電パワーモジュールは、こ
のような充放電処理の他に、バッテリーBTの性能試験
等にも適用することができる。即ち、切換スイッチ8を
接点bとd側へ切換え接続することにより、放電モード
と同様の状態に設定し、更に電流設定部16に対してパ
ワートランジスタTrを流れる電流Iを一定値に設定す
ると、バッテリーBTの両端に定抵抗の能動負荷を接続
したのと等価にすることができ、更にこの電流Iの値に
応じてその抵抗値を可変設定する事ができる。よって、
この充電パワーユニットをいわゆる電子負荷装置として
適用して負荷試験を行うことが可能となり、更に、制御
部14からの出力信号に基づいてバッテリーBTの特性
をリアルタイムで観察することができる。また、同様に
して、いわゆるドロッパ電源としても適用することがで
きる。このように、この充放電パワーモジュールによれ
ば、バッテリーの試験システムを構成することができ
る。
The charge / discharge power module can also be applied to a performance test of the battery BT, etc. in addition to the charge / discharge processing. That is, when the changeover switch 8 is switched and connected to the contacts b and d to set the same state as in the discharge mode and further set the current I flowing through the power transistor Tr to the current setting unit 16 to a constant value, This can be made equivalent to connecting a constant resistance active load to both ends of the battery BT, and the resistance value can be variably set according to the value of the current I. Therefore,
This charging power unit can be applied as a so-called electronic load device to perform a load test, and further, the characteristics of the battery BT can be observed in real time based on the output signal from the control unit 14. Further, in the same manner, it can be applied as a so-called dropper power supply. Thus, according to this charge / discharge power module, a battery test system can be configured.

【0035】また、かかる充放電パワーモジュールを複
数個組み合わせて、直列又は並列に接続することによっ
て、充放電容量の向上を図ることができる。
By combining a plurality of such charging / discharging power modules and connecting them in series or in parallel, the charging / discharging capacity can be improved.

【0036】図2は、複数個のモジュールをバッテリー
BTに対して並列に接続した場合の一例を示す。かかる
並列接続によれば、1個のモジュールで充放電すること
ができる電流Iの複数倍の電流によって充放電を行うこ
とができるので、多数個のバッテリーを迅速に充放電す
る事が可能となる。
FIG. 2 shows an example in which a plurality of modules are connected in parallel to the battery BT. According to such parallel connection, since charging / discharging can be performed with a current that is multiple times the current I that can be charged / discharged by one module, it is possible to rapidly charge / discharge a large number of batteries. .

【0037】図3は、複数個のモジュールを直列に接続
した場合の一例を示し、例えば、直列接続された複数個
のバッテリーを充電することができる。
FIG. 3 shows an example in which a plurality of modules are connected in series. For example, a plurality of batteries connected in series can be charged.

【0038】尚、この実施の形態の説明では、能動素子
としてパワートランジスタを用いた場合を説明したが、
本発明は、電解効果トランジスタ(FET)等の他の種
類の能動素子を使用しても達成されるものである。
In the description of this embodiment, the case where the power transistor is used as the active element has been described.
The present invention is also achieved using other types of active devices such as field effect transistors (FETs).

【0039】[0039]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
1系統の能動素子と切換手段及び制御手段によって充電
と放電の処理を行う簡素な構成であるので、小型且つ軽
量の充放電パワーモジュールを提供することができる。
また、この充放電パワーモジュールを合成樹脂材にてモ
ールドされた構造とすることにより、小型且つ軽量な充
放電パワーモジュールを提供することができる。
According to the present invention as described above,
Since the charging / discharging process is performed by one system of active elements, switching means, and control means, the charging / discharging power module can be small and lightweight.
Further, by making this charging / discharging power module molded with a synthetic resin material, a small and lightweight charging / discharging power module can be provided.

【0040】更に又、従来技術の充電系統と放電系統の
2系統が設けられた充放電装置では、これら2系統から
発生する熱を外部放出する必要があるために、大きな放
熱器を必要とするのに対し、本発明では1系統で充放電
を行うので小さな放熱器で済み、種々の電子システムの
小型・軽量化を可能にする。また、パワーブロックの共
通化等を容易に実現することが可能となる。
Furthermore, in the charging / discharging device provided with the two systems of the charging system and the discharging system of the prior art, it is necessary to radiate the heat generated from these two systems to the outside, so that a large radiator is required. On the other hand, in the present invention, since only one system is charged and discharged, a small radiator is sufficient, and various electronic systems can be made compact and lightweight. Further, it becomes possible to easily realize commonization of power blocks and the like.

【0041】更に、制御手段によって充放電電流をいわ
ゆるプログラマブルに制御することができるので、通常
の充放電機能の外に、電子負荷装置やドロッパー電源等
へ流用することもできるという、広汎な機能を有してい
る。
Furthermore, since the charging / discharging current can be controlled in a so-called programmable manner by the control means, it has a wide range of functions such that it can be used for an electronic load device, a dropper power source, etc. in addition to the normal charging / discharging function. Have

【0042】また、本発明の複数個の充放電パワーモジ
ュールを並列や直列に接続することが可能であり、充放
電容量の向上を容易に図ることができるという優れた機
能を有している。
Further, it is possible to connect a plurality of charging / discharging power modules of the present invention in parallel or in series, and it has an excellent function that the charging / discharging capacity can be easily improved.

【0043】また、モジュール化により、各種電子シス
テムに容易に着脱することができると共に、電子システ
ムの構成の簡略化に大きく寄与するものである。また、
かかるモジュール化によって、充放電システムの標準化
等にも寄与するものである。
Further, the modularization allows easy attachment / detachment to various electronic systems and contributes greatly to the simplification of the configuration of the electronic system. Also,
Such modularization also contributes to standardization of the charging / discharging system.

【0044】このように、本発明の充放電パワーモジュ
ールは、小型・軽量のみならず、多くの機能を有するこ
とから、種々の電子システムに適用されて、優れた効果
を発揮する。
As described above, the charging / discharging power module of the present invention has many functions in addition to being small and lightweight, and therefore is applied to various electronic systems and exhibits excellent effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による充放電パワーモジュールの一実施
の形態の回路構成を説明するためのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram for explaining a circuit configuration of an embodiment of a charge / discharge power module according to the present invention.

【図2】複数個の充放電パワーモジュールを並列接続し
た回路例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a circuit in which a plurality of charge / discharge power modules are connected in parallel.

【図3】複数個の充放電パワーモジュールを直列接続し
た回路例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit example in which a plurality of charge / discharge power modules are connected in series.

【図4】従来の充放電装置の回路構成を説明するための
ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram for explaining a circuit configuration of a conventional charging / discharging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

14…制御部、16…電流設定部、18…切換スイッ
チ、20…電流検出部、22…電圧検出部、a,b,
c,d…接点、B1,B2…外部接続端子、C1,C2
…入力端子、C3,C4…出力端子、BT…バッテリ
ー。
14 ... Control unit, 16 ... Current setting unit, 18 ... Changeover switch, 20 ... Current detection unit, 22 ... Voltage detection unit, a, b,
c, d ... Contact, B1, B2 ... External connection terminal, C1, C2
... input terminals, C3, C4 ... output terminals, BT ... battery.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 充放電電流を設定する能動素子と、 充電モードにおいて、電力供給手段とバッテリーとの間
に前記能動素子を切換え接続すると共に、放電モードに
おいて、グランドとバッテリーとの間に前記能動素子を
切換え接続する切換手段と、 前記切換え手段の切換動作と前記能動素子の前記充放電
流の設定値を制御する制御手段と、を具備する充放電パ
ワーモジュール。
1. An active element for setting a charging / discharging current, the active element being switched and connected between a power supply means and a battery in a charging mode, and the active element being connected between a ground and a battery in a discharging mode. A charging / discharging power module comprising switching means for switching and connecting elements, and control means for controlling a switching operation of the switching means and a set value of the charging / discharging current of the active element.
【請求項2】 少なくとも前記能動素子と切換手段及び
制御手段を合成樹脂材にてモールドされることを特徴と
する請求項1に記載の充放電パワーモジュール。
2. The charge / discharge power module according to claim 1, wherein at least the active element, the switching means and the control means are molded with a synthetic resin material.
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