JPH10285823A - 電子装置に電流を供給するための装置 - Google Patents
電子装置に電流を供給するための装置Info
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- JPH10285823A JPH10285823A JP9315271A JP31527197A JPH10285823A JP H10285823 A JPH10285823 A JP H10285823A JP 9315271 A JP9315271 A JP 9315271A JP 31527197 A JP31527197 A JP 31527197A JP H10285823 A JPH10285823 A JP H10285823A
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- Japan
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- lithium
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- ion battery
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00306—Overdischarge protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明の課題は、リチウムイオン蓄電池の連
続的な自己放電による不可逆の損失を充分に回避するこ
とである。 【解決手段】 この課題は本発明により、リチウムイオ
ン蓄電池に１次エレメントがバッファバッテリとして少
なくとも１つの結合ダイオードを介して並列に接続さ
れ、この１次エレメントを介して、リチウムイオン蓄電
池が所定の低位の電圧に達した場合に、リチウムイオン
蓄電池の自己放電が補償されるように、電流を供給する
ための装置を構成して解決される。
続的な自己放電による不可逆の損失を充分に回避するこ
とである。 【解決手段】 この課題は本発明により、リチウムイオ
ン蓄電池に１次エレメントがバッファバッテリとして少
なくとも１つの結合ダイオードを介して並列に接続さ
れ、この１次エレメントを介して、リチウムイオン蓄電
池が所定の低位の電圧に達した場合に、リチウムイオン
蓄電池の自己放電が補償されるように、電流を供給する
ための装置を構成して解決される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電流源としてのリ
チウムイオン蓄電池と、該リチウムイオン蓄電池に配属
される保護回路とを有する、電子装置に電流を供給する
ための装置に関する。電子装置は例えば携帯電話、携帯
可能なコンピュータ、カムコーダまたは類似の装置であ
る。
チウムイオン蓄電池と、該リチウムイオン蓄電池に配属
される保護回路とを有する、電子装置に電流を供給する
ための装置に関する。電子装置は例えば携帯電話、携帯
可能なコンピュータ、カムコーダまたは類似の装置であ
る。
【０００２】
【従来の技術】携帯可能な装置、例えば携帯電話は通常
はバッテリケースを備えている。このケースは電流供給
のための蓄電池を含む。この蓄電池は、電圧モニタリン
グ部、場合により電流モニタリング部および温度モニタ
リング部を有する保護回路を備えている。この種のバッ
テリパックはリチウムイオンセルを有することがますま
す多くなっている。このセルは高いエネルギ密度を有
し、重量はわずかである。リチウムイオンセルに保護回
路が配属されており、この保護回路は過電圧、過充電、
過放電、極端な温度下での動作からセルを保護しなけれ
ばならない。このようなリチウムイオン蓄電池の自己放
電はきわめてわずかである。自己放電と、保護回路また
は保護電子回路の電流消費とにより、長い蓄電時間を経
過するうちにリチウムイオン蓄電池は所定の電圧値例え
ば約２Ｖを下回ってしまう。蓄電池に固有のこの電圧値
を下回ると不可逆の容量損失が生じ、この蓄電池は充電
過程を経ても再び本来の容量までは充電できなくなる。
はバッテリケースを備えている。このケースは電流供給
のための蓄電池を含む。この蓄電池は、電圧モニタリン
グ部、場合により電流モニタリング部および温度モニタ
リング部を有する保護回路を備えている。この種のバッ
テリパックはリチウムイオンセルを有することがますま
す多くなっている。このセルは高いエネルギ密度を有
し、重量はわずかである。リチウムイオンセルに保護回
路が配属されており、この保護回路は過電圧、過充電、
過放電、極端な温度下での動作からセルを保護しなけれ
ばならない。このようなリチウムイオン蓄電池の自己放
電はきわめてわずかである。自己放電と、保護回路また
は保護電子回路の電流消費とにより、長い蓄電時間を経
過するうちにリチウムイオン蓄電池は所定の電圧値例え
ば約２Ｖを下回ってしまう。蓄電池に固有のこの電圧値
を下回ると不可逆の容量損失が生じ、この蓄電池は充電
過程を経ても再び本来の容量までは充電できなくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、リチ
ウムイオン蓄電池の連続的な自己放電による不可逆の損
失を充分に回避することである。
ウムイオン蓄電池の連続的な自己放電による不可逆の損
失を充分に回避することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、リチウムイオン蓄電池に１次エレメントがバッファ
バッテリとして少なくとも１つの結合ダイオードを介し
て並列に接続され、この１次エレメントを介して、リチ
ウムイオン蓄電池が所定の低位の電圧に達した場合に、
リチウムイオン蓄電池の自己放電が補償されるように、
電流を供給するための装置を構成して解決される。本発
明による装置の他の有利な実施形態は、従属請求項から
得られる。
り、リチウムイオン蓄電池に１次エレメントがバッファ
バッテリとして少なくとも１つの結合ダイオードを介し
て並列に接続され、この１次エレメントを介して、リチ
ウムイオン蓄電池が所定の低位の電圧に達した場合に、
リチウムイオン蓄電池の自己放電が補償されるように、
電流を供給するための装置を構成して解決される。本発
明による装置の他の有利な実施形態は、従属請求項から
得られる。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明によりリチウムイオン蓄電
池に１次エレメントがバッファバッテリとして、１つま
たは複数の結合ダイオードを介して並列に接続される。
この１次エレメントを介してリチウムイオン蓄電池が所
定の低位の電圧に達した後に、リチウムイオン蓄電池の
自己放電が補償される。リチウムイオン蓄電池に配属さ
れる保護回路は通常、リチウムイオン蓄電池が所定の低
位の限界電圧に達した場合に放電路を遮断するように構
成される。しかしその後依然としてリチウムイオンセル
の自己放電が生じる。このリチウムイオンセルは本発明
により並列に結合された１次エレメントにより調整され
る。１次エレメントとして例えばＬｉＭｎＯ２セルが適
している。
池に１次エレメントがバッファバッテリとして、１つま
たは複数の結合ダイオードを介して並列に接続される。
この１次エレメントを介してリチウムイオン蓄電池が所
定の低位の電圧に達した後に、リチウムイオン蓄電池の
自己放電が補償される。リチウムイオン蓄電池に配属さ
れる保護回路は通常、リチウムイオン蓄電池が所定の低
位の限界電圧に達した場合に放電路を遮断するように構
成される。しかしその後依然としてリチウムイオンセル
の自己放電が生じる。このリチウムイオンセルは本発明
により並列に結合された１次エレメントにより調整され
る。１次エレメントとして例えばＬｉＭｎＯ２セルが適
している。
【０００６】
【実施例】以下に本発明を図１および図２に即して詳細
に説明する。
に説明する。
【０００７】図１に見られるように、リチウムイオン蓄
電池１には電子的な保護回路２が設けられている。この
保護回路を介して、電流を消費する部分、例えば携帯電
話の端子が接続されている。
電池１には電子的な保護回路２が設けられている。この
保護回路を介して、電流を消費する部分、例えば携帯電
話の端子が接続されている。
【０００８】リチウムイオン蓄電池に並列に１次セル４
例えばＬｉＭｎＯ２１次セルが接続され、少なくとも１
つのダイオード５を介して結合されている。この種の回
路の作用の特性は図２に示されている。図２にはＫ１で
リチウムイオン蓄電池の特性曲線が示されている。電圧
Ｕ１に達すると消費装置はスイッチオフされ、電圧Ｕ２
に達すると保護電子回路２は放電路を遮断してスタンバ
イモードとなる。電圧Ｕ３を下回るとリチウムイオン蓄
電池の不可逆の容量損失が生じる。
例えばＬｉＭｎＯ２１次セルが接続され、少なくとも１
つのダイオード５を介して結合されている。この種の回
路の作用の特性は図２に示されている。図２にはＫ１で
リチウムイオン蓄電池の特性曲線が示されている。電圧
Ｕ１に達すると消費装置はスイッチオフされ、電圧Ｕ２
に達すると保護電子回路２は放電路を遮断してスタンバ
イモードとなる。電圧Ｕ３を下回るとリチウムイオン蓄
電池の不可逆の容量損失が生じる。
【０００９】図２は並列に接続された１次エレメントの
放電曲線、この場合にはＬｉＭｎＯ２セルの放電曲線が
Ｋ２で示されている。電圧Ｕは容量Ｃ［％］に依存して
示されている。放電曲線２の下方に曲線Ｋ３が示され、
この曲線は差ΔＵだけシフトされている。ΔＵは２つの
ダイオード５での電圧降下に相応する。１次エレメント
４およびダイオード５の電圧は、１次エレメントのセル
電圧とダイオードの順方向電圧との和は所定の低位の電
圧Ｕ２に相応するように選定される。この電圧Ｕ２で保
護電子回路は放電路を遮断してスタンバイモードとな
る。曲線Ｋ４で示されているように、１次エレメント４
を用いてリチウムイオン蓄電池の自己放電を補償するこ
とにより延長された蓄電時間が得られる。
放電曲線、この場合にはＬｉＭｎＯ２セルの放電曲線が
Ｋ２で示されている。電圧Ｕは容量Ｃ［％］に依存して
示されている。放電曲線２の下方に曲線Ｋ３が示され、
この曲線は差ΔＵだけシフトされている。ΔＵは２つの
ダイオード５での電圧降下に相応する。１次エレメント
４およびダイオード５の電圧は、１次エレメントのセル
電圧とダイオードの順方向電圧との和は所定の低位の電
圧Ｕ２に相応するように選定される。この電圧Ｕ２で保
護電子回路は放電路を遮断してスタンバイモードとな
る。曲線Ｋ４で示されているように、１次エレメント４
を用いてリチウムイオン蓄電池の自己放電を補償するこ
とにより延長された蓄電時間が得られる。
【００１０】電圧に適合した１次エレメントの接続を保
証するために、複数のリチウムイオン蓄電池を直列に使
用する場合には相応の複数の１次エレメントを同様に直
列回路に構成し、また相応の複数のダイオードまたはツ
ェナーダイオードを結合しなければならないことは自明
である。
証するために、複数のリチウムイオン蓄電池を直列に使
用する場合には相応の複数の１次エレメントを同様に直
列回路に構成し、また相応の複数のダイオードまたはツ
ェナーダイオードを結合しなければならないことは自明
である。
【００１１】付属の１次エレメントを備えたバッテリパ
ックまたは付属の１次エレメントを備えていないバッテ
リパックを有する装置の蓄電時間は、以下の関連から近
似的に求められる。
ックまたは付属の１次エレメントを備えていないバッテ
リパックを有する装置の蓄電時間は、以下の関連から近
似的に求められる。
【００１２】リチウムイオン蓄電池は例えば出荷時で約
４０％の定格容量を有する。ゆえに１Ａｈの定格容量の
場合、出荷時に４００ｍＡｈを使用可能である。２.５
Ｖまでの保護電子回路または保護回路の電流は例えば約
１５μＡであり、４００ｍＡｈから０ｍＡｈの容量領域
の室温での自己放電電流は約２０μＡである。リチウム
イオン蓄電池がこれら２つの電流の和、すなわち３５μ
Ａで放電した場合、蓄電持続時間は約１６カ月となる。
放電終了時（０ｍＡｈ）でのリチウムイオン蓄電池の等
価の自己放電電流は最大でも約１０μＡである。その場
合にはこの保護電子回路はスタンバイモードまたは休眠
モードに接続されるので、保護電子回路の電流は考慮し
なくてもよい。使用される１次エレメント、有利にはＬ
ｉＭｎＯ２１次セルの容量が１００ｍＡｈ増すごとに、
リチウムイオン蓄電池の蓄電寿命を１年以上も延長させ
ることができる。容積が小さいので１次エレメントとし
て特にボタン形セルが適している。
４０％の定格容量を有する。ゆえに１Ａｈの定格容量の
場合、出荷時に４００ｍＡｈを使用可能である。２.５
Ｖまでの保護電子回路または保護回路の電流は例えば約
１５μＡであり、４００ｍＡｈから０ｍＡｈの容量領域
の室温での自己放電電流は約２０μＡである。リチウム
イオン蓄電池がこれら２つの電流の和、すなわち３５μ
Ａで放電した場合、蓄電持続時間は約１６カ月となる。
放電終了時（０ｍＡｈ）でのリチウムイオン蓄電池の等
価の自己放電電流は最大でも約１０μＡである。その場
合にはこの保護電子回路はスタンバイモードまたは休眠
モードに接続されるので、保護電子回路の電流は考慮し
なくてもよい。使用される１次エレメント、有利にはＬ
ｉＭｎＯ２１次セルの容量が１００ｍＡｈ増すごとに、
リチウムイオン蓄電池の蓄電寿命を１年以上も延長させ
ることができる。容積が小さいので１次エレメントとし
て特にボタン形セルが適している。
【００１３】リチウムイオン蓄電池の蓄電寿命を格段に
高めることも可能である。蓄電寿命はバッファバッテリ
なしの構成においては約１.５年に制限されてしまい、
これは製造から使用までの過程を考えるとしばしばきわ
めて短い。
高めることも可能である。蓄電寿命はバッファバッテリ
なしの構成においては約１.５年に制限されてしまい、
これは製造から使用までの過程を考えるとしばしばきわ
めて短い。
【００１４】１次バッテリをリチウムイオン蓄電池のバ
ッファリングのために、このリチウムイオン蓄電池がほ
とんど消耗している場合、すなわちリチウムイオン蓄電
池の自己放電がわずかである場合、また保護電子回路が
過放電に対する保護のために切り放しによって外部放電
を不能にした場合に使用することにより、装置の耐用時
間を格段に高めることができる。バッファリングの開始
時点で電子的保護回路は通常、わずかしか電流を消費し
ないスタンバイ動作となるので、付属的な１次セルのわ
ずかなバッテリ容量だけでリチウムイオン蓄電池電圧が
さらに降下して蓄電池が不可逆的な容量損失を生じるこ
とを回避できる。
ッファリングのために、このリチウムイオン蓄電池がほ
とんど消耗している場合、すなわちリチウムイオン蓄電
池の自己放電がわずかである場合、また保護電子回路が
過放電に対する保護のために切り放しによって外部放電
を不能にした場合に使用することにより、装置の耐用時
間を格段に高めることができる。バッファリングの開始
時点で電子的保護回路は通常、わずかしか電流を消費し
ないスタンバイ動作となるので、付属的な１次セルのわ
ずかなバッテリ容量だけでリチウムイオン蓄電池電圧が
さらに降下して蓄電池が不可逆的な容量損失を生じるこ
とを回避できる。
【図１】本発明による電流供給のための装置の略図であ
る。
る。
【図２】本発明による装置でのリチウムイオン蓄電池の
特性曲線の図である。
特性曲線の図である。
１ リチウムイオン蓄電池 ２ 保護回路 ３ 端子 ４ １次エレメント ５ 結合ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390009313 Ａｍ Ｌｅｉｎｅｕｆｅｒ51，Ｄ−30419 Ｈａｎｎｏｖｅｒ，ＢＲＤ
Claims (5)
- 【請求項１】 電流源としてのリチウムイオン蓄電池
と、該リチウムイオン蓄電池に配属される保護回路とを
有する、例えば移動電話である電子装置に電流を供給す
るための装置において、 前記リチウムイオン蓄電池（１）に１次エレメント
（４）がバッファバッテリとして少なくとも１つの結合
ダイオード（５）を介して並列に接続され、 前記１次エレメントを介して、前記リチウムイオン蓄電
池が所定の低位の電圧に達した場合に、該リチウムイオ
ン蓄電池の自己放電が補償される、ことを特徴とする電
子装置に電流を供給するための装置。 - 【請求項２】 前記リチウムイオン蓄電池（１）の保護
回路（２）は、蓄電池が所定の低位の電圧に達した場合
に放電路を遮断する、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記１次エレメント（４）および結合ダ
イオード（５）は、１次エレメント（４）のセル電圧と
ダイオードの順方向電圧との和がリチウムイオン蓄電池
の所定の低位の電圧に相応するように構成される、請求
項１または２に記載の装置。 - 【請求項４】 前記１次エレメントはＬｉＭｎＯ２セル
である、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装
置。 - 【請求項５】 前記１次エレメントはボタン形セルであ
る、請求項１から４までのいずれか１項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19647592.9 | 1996-11-18 | ||
| DE19647592A DE19647592A1 (de) | 1996-11-18 | 1996-11-18 | Vorrichtung zur Stromversorgung eines elektronischen Gerätes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285823A true JPH10285823A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=7811965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9315271A Pending JPH10285823A (ja) | 1996-11-18 | 1997-11-17 | 電子装置に電流を供給するための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0843396B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10285823A (ja) |
| AT (1) | ATE240001T1 (ja) |
| DE (2) | DE19647592A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001339867A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池とモーターを内蔵する電気機器 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3530387B2 (ja) * | 1998-07-22 | 2004-05-24 | シャープ株式会社 | 電源回路及びそれを備えたディスク装置 |
| DE10333421A1 (de) * | 2003-07-17 | 2005-02-24 | Witte & Sutor Gmbh | Elektrisch betreibbares, tragbares Gerät, insbesondere Taschenleuchte, Schaltung für ein derartiges Gerät und Verfahren zum Betreiben eines derartigen Geräts |
| DE102021200360A1 (de) | 2021-01-15 | 2022-07-21 | Vitesco Technologies Germany Gmbh | Vorrichtung zur Verhinderung einer Tiefenentladung von Energiespeicherzellen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4303877A (en) * | 1978-05-05 | 1981-12-01 | Brown, Boveri & Cie Aktiengesellschaft | Circuit for protecting storage cells |
| US5235979B1 (en) * | 1991-03-15 | 1994-11-01 | Angeion Corp | Dual battery system for implantable defibrillator |
-
1996
- 1996-11-18 DE DE19647592A patent/DE19647592A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-10-30 AT AT97118924T patent/ATE240001T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-10-30 DE DE59710029T patent/DE59710029D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-30 EP EP97118924A patent/EP0843396B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-17 JP JP9315271A patent/JPH10285823A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001339867A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Sanyo Electric Co Ltd | 電池とモーターを内蔵する電気機器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE59710029D1 (de) | 2003-06-12 |
| EP0843396A2 (de) | 1998-05-20 |
| ATE240001T1 (de) | 2003-05-15 |
| EP0843396A3 (de) | 1999-11-03 |
| EP0843396B1 (de) | 2003-05-07 |
| DE19647592A1 (de) | 1998-05-20 |
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