JPWO2019176098A1 - 電池充放電回路、電子機器、楽器、及び電池充放電方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1の実施形態による電池充放電回路1の一例を示す構成図である。
図1に示すように、電池充放電回路1は、充電回路部20と、充電動作スイッチ部30と、直列接続スイッチ部40と、切替回路部50とを備える。また、本実施形態による電子機器100は、電池充放電回路1と、負荷部2と、複数の2次電池10とを備える。電子機器100は、例えば、ギターアンプなどの2次電池10と、外部電力との両方により動作可能な機器である。
負荷部2は、電池充放電回路1が出力する直流電力を消費する負荷であり、電子機器100の各種処理(所定の処理)を実行する電子回路である。負荷部2は、電池充放電回路1のOUT端子(出力端子)に接続されている。
なお、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23とのそれぞれは、VSS端子とVN端子とが内部で低抵抗等を介して接続されているものとする。
また、充電回路23のVSS端子は、スイッチを介さずに、GND端子に接続されている。
抵抗51は、第1端がIN端子に接続され、第2端がノードN1に接続されている。また、抵抗52は、第1端がノードN1に接続され、第2端がGND端子に接続されている。抵抗51と抵抗52とは、IN端子とGND端子との間に直列に接続されている。
スイッチ54は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ54において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子がノードN2に接続され、ゲート端子がノードN1に接続されている。
抵抗53とスイッチ54とは、OUT端子とGND端子との間に直列に接続されている。
図2は、本実施形態による電池充放電回路1の動作の一例を示すフローチャートである。
図3は、本実施形態による電池充放電回路1の動作の一例を示すタイミングチャートである。
なお、図3において、時刻T0から時刻T1までの期間、及び時刻T2以降の期間が、IN端子に外部電力が供給されていない期間(放電状態ST1)に対応し、時刻T1から時刻T2までの期間が、IN端子に外部電力が供給されている期間(充電状態ST2)に対応する。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1は、2次電池10の放電時に、充電回路部20を切り離すことができ、充電回路部20による電力消費を低減することができる。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1は、2次電池10の電圧が低下した場合であっても、複数の2次電池10の電圧を加算した電圧がNMOSトランジスタのゲート電圧になるので、確実に、複数の2次電池10を直列接続させることができる。
また、本実施形態による電池充放電回路1は、充電回路部20の充電経路(VP端子−2次電池10−VN端子の経路)にスイッチやダイオードを介さずに構成することができるため、充電経路のインダクタ成分やインピーダンス成分を低減できる。そのため、本実施形態による電池充放電回路1は、2次電池10の急速充電時の電池電圧モニタの精度を向上させることができる。
これにより、本実施形態による電子機器100は、上述した電池充放電回路1と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。
これにより、本実施形態による電池充放電方法は、上述した電池充放電回路1と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。
次に、図6を参照して、第2の実施形態による電池充放電回路1a及び電子機器100aについて説明する。
図6に示すように、電池充放電回路1aは、充電回路部20と、充電動作スイッチ部30と、直列接続スイッチ部40と、切替回路部50aとを備える。また、本実施形態による電子機器100aは、電池充放電回路1aと、負荷部2と、複数の2次電池10とを備える。
なお、図6において、図1と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。
グランド端子551は、電池充放電回路1aのGND端子と接続されている。グランド端子551は、ACアダプタがソケット55に接続されることによって変形するように構成されており、ACアダプタがソケット55に接続されていない場合に、接続検出端子552に接触するように構成されている。また、グランド端子551は、ACアダプタがソケット55に接続された場合に、変形して、接続検出端子552との接触が解除されて、接続検出端子552と電気的に分離するように構成されている。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1aは、外部電力が供給されていない場合に、ノードN1を確実にL状態に固定することができる。よって、本実施形態による電池充放電回路1aは、ソケット55によりノイズなどによる誤動作を低減することができるため、2次電池10の接続を充電時と放電時とでさらに確実に切り替えることができる。
次に、図7を参照して、第3の実施形態による電池充放電回路1b及び電子機器100bについて説明する。
図7に示すように、電池充放電回路1bは、充電回路部20と、充電動作スイッチ部30aと、直列接続スイッチ部40aと、切替回路部50とを備える。また、本実施形態による電子機器100bは、電池充放電回路1bと、負荷部2と、複数の2次電池10とを備える。
なお、図7において、図1と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。
スイッチ35は、GND端子と、充電回路23のVSS端子との間に接続され、充電回路23をフローティング状態にする。スイッチ35は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ35において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子が充電回路23のVSS端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN1に接続されている。
スイッチ44は、2次電池13のマイナス端子と、GND端子との間に接続され、直列接続された2次電池10と、GND端子とを接続する。スイッチ44は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ44において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子が2次電池13のマイナス端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN2に接続されている。
なお、スイッチ41とスイッチ44とは、複数の2次電池10(2次電池11、2次電池12、及び2次電池13)から負荷部2に直流電力を供給する第4スイッチである。
なお、本実施形態による電池充放電回路1bの基本的な動作は、上述した第1の実施形態と同様であるため。ここではその説明を省略する。
次に、図8を参照して、第4の実施形態による電池充放電回路1c及び電子機器100cについて説明する。
図8に示すように、電池充放電回路1cは、充電回路部20aと、充電動作スイッチ部30bと、直列接続スイッチ部40bと、切替回路部50とを備える。また、本実施形態による電子機器100cは、電池充放電回路1cと、負荷部2と、複数(4個)の2次電池10とを備える。
なお、図8において、図1と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。
なお、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23と、充電回路24とのそれぞれは、VSS端子とVN端子とが内部で低抵抗等を介して接続されているものとする。
スイッチ35は、GND端子と、充電回路23のVSS端子との間に接続され、充電回路23をフローティング状態にする。スイッチ35は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ35において、ソース端子がGND端子に接続され、ドレイン端子が充電回路23のVSS端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN1に接続されている。
また、充電回路24のVSS端子は、スイッチを介さずに、GND端子に接続されている。
本実施形態におけるスイッチ43は、2次電池13のプラス端子と、2次電池12のマイナス端子との間に接続され、2次電池12と2次電池13とを直列接続する。スイッチ43は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ43において、ソース端子が2次電池13のプラス端子に接続され、ドレイン端子が2次電池12のマイナス端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN1に接続されている。
なお、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45は、複数の2次電池10(2次電池11、2次電池12、2次電池13、及び2次電池14)を直列接続する第3スイッチである。
なお、本実施形態による電池充放電回路1cの基本的な動作は、上述した第1の実施形態と同様であるため。ここではその説明を省略する。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1cは、上述した第1の実施形態と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。
次に、図9を参照して、第5の実施形態による電池充放電回路1d及び電子機器100dについて説明する。
図9に示すように、電池充放電回路1dは、充電回路部20bと、充電動作スイッチ部30cと、直列接続スイッチ部40cと、切替回路部50とを備える。また、本実施形態による電子機器100dは、電池充放電回路1dと、負荷部2と、複数(4個)の2次電池10とを備える。
なお、図9において、図8と同一の構成には同一の符号を付与してその説明を省略する。
なお、充電回路25と、充電回路26とのそれぞれは、VSS端子とVN1端子とが内部で低抵抗等を介して接続されているものとする。
本実施形態におけるスイッチ32と、スイッチ33とは、上述した充電回路21の代わりに、充電回路25に接続される。
また、スイッチ36は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ36は、当該ボディーダイオードが、IN端子から充電回路26のVDD端子に向って順方向になるように接続されている。
また、充電回路26のVSS端子は、スイッチを介さずに、GND端子に接続されている。
スイッチ46は、2次電池11のマイナス端子と、充電回路25のVN1端子との間に接続され、充電時に、2次電池11のマイナス端子と、充電回路25のVN1端子とを接続する。スイッチ46は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ46において、ソース端子が充電回路25のVN1端子に接続され、ドレイン端子が2次電池11のマイナス端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN1に接続されている。
なお、本実施形態による電池充放電回路1dの基本的な動作は、上述した第1及び第4の実施形態と同様であるため。ここではその説明を省略する。
これにより、本実施形態による電池充放電回路1dは、上述した第1及び第4の実施形態と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。
例えば、上述した各実施形態において、電子機器100(100a〜100d)は、ギターアンプなどの機器である例を説明したが、他の用途に利用される電子機器であってもよい。また、電子機器100(100a〜100d)は、図10に示すように、電池充放電回路1(1a〜1d)を備える楽器3であってもよい。
この図に示す楽器3は、例えば、アンプ内蔵型のギターであり、電池充放電回路1(1a〜1d)と、負荷部2として、楽器3の電子処理を実行する電子回路と、を備える。これにより、楽器3は、上述した電池充放電回路1(1a〜1d)と同様の効果を奏し、簡易な構成により、2次電池10の接続を充電時と放電時とで自動で切り替えることができる。また、楽器3は、アンプ内蔵型のギター以外の楽器に適用してもよい。
また、上記の各実施形態では、2次電池10が3個又は4個である例を説明したが、これに限定されるものではなく、2次電池10が2個又は5個以上である場合に適用してもよい。
2 負荷部
3 楽器
10、11、12、13、14 2次電池
20、20a、20b 充電回路部
21、22、23,24、25、26 充電回路
30、30a、30b、30c 充電動作スイッチ部
40、40a、40b、40c 直列接続スイッチ部
50、50a 切替回路部
31、32、33、34、35、36、41、42、43、44、45、46、47、54 スイッチ
51、52、53 抵抗
55 ソケット
100、100a、100b、100c、100d 電子機器
551 グランド端子
552 接続検出端子
Claims (8)
- 複数の2次電池を並列、且つ個別に充電可能な充電回路部と、
前記複数の2次電池を直列接続し、直列接続された前記複数の2次電池から負荷部に直流電力を供給する直列接続スイッチ部と、
外部から供給される直流電力である外部電力を前記負荷部及び前記充電回路部に供給し、前記充電回路部を動作させる充電動作スイッチ部と、
前記外部電力が供給されたか否かを検出し、前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせる切替回路部と、
を備える電池充放電回路。 - 前記切替回路部は、前記外部電力が検出されていない場合に、前記直列接続スイッチ部を前記直列接続した状態にさせる
請求項1に記載の電池充放電回路。 - 前記充電動作スイッチ部は、前記充電回路部をフローティング状態にする第1スイッチを備え、
前記切替回路部は、前記外部電力が検出されていない場合に、前記充電回路部をフローティング状態に前記第1スイッチをさせる
請求項2に記載の電池充放電回路。 - 前記充電動作スイッチ部は、前記外部電力を前記負荷部に供給する第2スイッチを備え、
前記直列接続スイッチ部は、
前記複数の2次電池を直列接続する第3スイッチと、
前記複数の2次電池から前記負荷部に直流電力を供給する第4スイッチと、
を備え、
前記第2スイッチ及び前記第4スイッチは、ボディーダイオードが前記負荷部に向って順方向になるように接続され、
前記第3スイッチは、ボディーダイオードが、前記複数の2次電池が直列接続された際に前記負荷部に向って流れる電流方向と逆方向になるように接続されている
請求項3に記載の電池充放電回路。 - 前記直列接続スイッチ部は、前記第3スイッチを複数備え、
前記複数の第3スイッチのうち、基準電源線に最も近い最下段のスイッチが、NMOSトランジスタである
請求項4に記載の電池充放電回路。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電池充放電回路と、
前記負荷部として、所定の処理を実行する電子回路と、
を備える電子機器。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電池充放電回路と、
前記負荷部として、楽器の電子処理を実行する電子回路と、
を備える楽器。 - 複数の2次電池を並列、且つ個別に充電可能な充電回路部と、前記複数の2次電池を直列接続し、直列接続された前記複数の2次電池から負荷部に直流電力を供給する直列接続スイッチ部と、外部から供給される直流電力である外部電力を前記負荷部及び前記充電回路部に供給し、前記充電回路部を動作させる充電動作スイッチ部と、を備える電池充放電回路の電池充放電方法であって、
前記外部電力が供給されたか否かを検出し、
前記外部電力が検出された場合に、前記直列接続スイッチ部の直列接続した状態を解除させるとともに、前記充電動作スイッチ部を前記負荷部及び前記充電回路部に前記外部電力を供給する状態にさせる
電池充放電方法。
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