KR100525340B1 - 전지 팩과 그 제어 방법, 그 전지 팩으로부터의 공급전력으로 구동되는 전자 기기, 및 기록 매체 - Google Patents

전지 팩과 그 제어 방법, 그 전지 팩으로부터의 공급전력으로 구동되는 전자 기기, 및 기록 매체 Download PDF

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Abstract

전지 팩 내의 제어에 의해 전자 기기에 전력을 공급한다.
퍼스널 컴퓨터(31)에 대해 복수의 전지 팩(32-1 내지 32-4)을 장착한다. 각 전지 팩(32-1 내지 32-4)은 퍼스널 컴퓨터(31) 측의 전압과 각 전지 팩(32-1 내지 32-4) 내의 전지(61-1 내지 61-4)의 전압을 비교하고, 각 전지 팩(32-1 내지 32-4) 내의 FET(62C-1, 64D-1 내지 62C-4, 64D-4)를 독립적으로 온 또는 오프시킴으로써 각 전지 팩이 병렬로 퍼스널 컴퓨터(31)에 전력을 공급한다.

Description

전지 팩과 그 제어 방법, 그 전지 팩으로부터의 공급 전력으로 구동되는 전자 기기, 및 기록 매체{BATTERY PACK UNIT, CONTROL METHOD THEREFOR, ELECTRONIC EQUIPMENT DRIVEN BY POWER SUPPLIED FROM THE SAME BATTERY PACK UNIT, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 전지 팩과 그 제어 방법 및 기록 매체에 관한 것으로, 특히, 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기에 복수의 전지 팩으로부터 전력을 공급하는 경우에 이용하기에 바람직한 전지 팩과 그 제어 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
도 1은 관련된 퍼스널 컴퓨터에 있어서의 전지 팩으로부터 전력을 공급하는 상태를 나타내고 있다. 동도에서는, 퍼스널 컴퓨터(1)에 전지 팩(21)이 착탈 가능하게 장착되도록 이루어져 있다. 이 예에 있어서는, 4개의 전지 팩(21-1 내지 21-4)이 퍼스널 컴퓨터(1)에 장착된 상태가 도시되어 있다.
퍼스널 컴퓨터(1)는 장착되는 전지 팩의 수에 대응하는 수의 스위치(12-1 내지 12-4)를 갖고 있다. 이 스위치(12-1 내지 12-4)의 한쪽 단자는, 각각 전지 팩(21-1 내지 21-4)의 + 측의 단자에 접속되어 있고, 다른쪽 단자는 서로 공통적으로 접속되고 나서, 또한 포트(11)에도 접속되어 있다. 전지 팩(21-1 내지 21-4)의 한쪽 측의 단자에 접속되어 있는 선도, 퍼스널 컴퓨터(1)의 내부에어 서로 접속되고 나서, 또한 포트(11)에도 접속되어 있다. 또한, 포트(11)로부터 스위치(12-1 내지 12-4)에 대해 개별로 제어 신호가 출력되고, 스위치(12-1 내지 12-4)를, 각각 개별로 온 또는 오프할 수 있도록 이루어져 있다.
이와 같이 하여, 예를 들면 4개의 전지 팩(21-1 내지 21-4)이 접속되어 있 을 때, 퍼스널 컴퓨터(1)는 최초에 스위치(12-1)를 온하고, 그 밖의 스위치(12-2 내지 12-4)를 오프한다. 그 결과, 전지 팩(21-1)으로부터 공급된 전력이 포트(11)를 통해 퍼스널 컴퓨터(1)의 각부에 공급된다.
전력을 공급하고 있는 전지 팩(21-1)의 전압이 점차로 저하되어, 소정의 기준전압 이하가 될 때에 퍼스널 컴퓨터(1)는 이것을 검출하고, 스위치(12-1)를 오프로 하고, 스위치(12-2)를 온으로 한다. 이에 따라, 그 때까지 전력을 공급해 온 전지 팩(21-1)을 대신하여 전지 팩(21-2)으로부터 전력이 공급되게 된다.
이하, 마찬가지로 하여, 각 전지 팩의 전압이 기준치 이하로 될 때, 순차적으로 다음 전지 팩으로 스위치를 전환함으로써 퍼스널 컴퓨터(1)는 각 전지 팩으로부터 연속하여 전력의 공급을 받을 수 있다.
이와 같이, 관련된 퍼스널 컴퓨터(1)에 있어서는, 복수의 전지 팩(21-1 내지21-4)을 전환하기 위해 스위치(12-1 내지 12-4)를 설치하도록 하고 있다. 그 결과, 부품 갯수가 많아져서 비용이 높아질 뿐만 아니라, 전력의 공급 경로 중에 스위칭 소자가 삽입되기 때문에, 그곳에서 전류 손실이 발생하여 쓸데 없이 전력이 소비된다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 부품 갯수를 적게 하여 저비용화를 도모할 수 있도록 함과 함께, 전류 손실을 억제할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
청구항 1에 기재된 전지 팩은, 충전 가능한 전지와, 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와, 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와, 전지의 전압과 전지가 전력을 공급하는 전자 기기측의 전압을 측정하고, 그 측정 결과에 대응하여 충전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 9에 기재된 전지 팩의 제어 방법은, 제어 회로는 전지의 전압과 전지가 전력을 공급하는 전자 기기측의 전압을 측정하고, 그 측정 결과에 대응하여, 충전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
청구항 10에 기재된 기록 매체는, 전지의 전압과 전지가 전력을 공급하는 전자 기기측의 전압을 측정하고, 그 측정 결과에 대응하여 충전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 스텝을 구비하는 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 11에 기재된 전지 팩은, 충전 가능한 전지와, 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와, 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와, 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와, 장착시에 충전 스위치를 오프함과 함께 방전 스위치를 온하고, 방전 전류가 검출될 때 충전 스위치를 온하는 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 14에 기재된 전지 팩의 제어 방법은, 장착시에 충전 스위치를 오프함과 함께 방전 스위치를 온하고, 방전 전류가 검출될 때 충전 스위치를 온하는 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 15에 기재된 기록매체는, 장착시에 충전 스위치를 오프함과 함께 방전 스위치를 온하고, 방전 전류가 검출될 때 충전 스위치를 온하는 제어 스텝을 구비하는 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 16에 기재된 전지 팩은, 충전 가능한 전지와, 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와, 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와, 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 충전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와, 장착시에 충전 스위치를 온함과 함께 방전 스위치를 오프하고, 충전 전류가 검출될 때 방전 스위치를 온하는 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 19에 기재된 전지 팩의 제어 방법은, 장착시에 충전 스위치를 온함과 함께 방전 스위치를 오프하고, 충전 전류가 검출될 때 방전 스위치를 온하는 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 20에 기재된 기록 매체는, 장착시에 충전 스위치를 온함과 함께 방전 스위치를 오프하고, 충전 전류가 검출될 때 방전 스위치를 온하는 제어 스텝을 구비하는 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 21에 기재된 전지 팩은, 충전 가능한 전지와, 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와, 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와, 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 충전 전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와, 장착시에 충전 스위치와 방전 스위치의 한쪽을 온함과 함께 다른쪽을 오프하고, 방전 전류 또는 충전 전류가 검출될 때 오프되어 있는 충전 스위치 또는 방전 스위치를 온하고, 또한, 충전시와 방전시에 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도를 전환하는 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 한다,
청구항 22에 기재된 전지 팩의 제어 방법은, 장착시에 충전 스위치와 방전 스위치의 한쪽을 온함과 함께 다른쪽을 오프하고, 방전 전류 또는 충전 전류가 검출될 때, 오프되어 있는 충전 스위치 또는 방전 스위치를 온하고, 또한, 충전시와 방전시에 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도를 전환하는 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
청구항 23에 기재된 기록 매체는, 장착시에 충전 스위치와 방전 스위치의 한쪽을 온함과 함께 다른쪽을 오프하고, 방전 전류 또는 충전 전류가 검출될 때 오프되어 있는 충전 스위치 또는 방전 스위치를 온하고, 또한, 충전시와 방전시에 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도를 전환하는 제어 스텝을 구비하는 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재된 전지 팩, 청구항 9에 기재된 전지 팩의 제어 방법, 및 청구항 10에 기재된 기록 매체에 있어서는, 전지 팩 내의 제어 회로에 의해 전지의 전압과 전자 기기의 전압이 측정되고, 그 측정 결과에 대응하여 충전 스위치 또는 방전 스위치가 제어된다.
청구항 11에 기재된 전지 팩, 청구항 14에 기재된 전지 팩의 제어 방법, 및 청구항 15에 기재된 기록 매체에 있어서는, 장착시에 충전 스위치가 오프, 방전 스위치가 온된다. 그리고, 방전 전류가 검출될 때, 충전 스위치가 온된다.
청구항 16에 기재된 전지 팩, 청구항 19에 기재된 전지 팩의 제어 방법, 및 청구항 20에 기재된 기록 매체에 있어서는, 장착시에 충전 스위치가 온, 방전 스위치가 오프된다. 그리고, 충전 전류가 검출될 때, 방전 스위치가 온된다.
청구항 21에 기재된 전지 팩, 청구항 22에 기재된 전지 팩의 제어 방법, 및 청구항 23에 기재된 기록 매체에 있어서는, 전지 팩의 장착시에 충전 스위치와 방전 스위치의 한쪽이 온되고, 다른쪽이 오프된다. 방전 전류 또는 충전 전류가 검출될 때에 오프되어 있는 충전 스위치 또는 방전 스위치가 온된다. 또한, 충전시와 방전시에 있어서, 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도가 전환된다.
청구항 24에 기재된 전지 팩으로부터의 공급 전력으로 구동되는 전자 기기는 충전 가능한 전지와, 상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와, 상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와, 상기 전지의 전압과 상기 전지가 전력을 공급하는 전자 기기측의 전압을 측정하고, 그 측정결과에 따라 상기 충전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 제어 회로를 갖는 전지 팩이 장착되고, 상기 전지 팩으로부터 구동 전력이 공급된다. 그리고, 전지 팩 내의 제어 회로에 의해, 전지의 전압과 전자 기기와의 전압이 측정되고, 그 측정 결과에 따라 충전 스위치 또는 방전 스위치가 제어된다.
청구항 25의 전지 팩으로부터의 공급 전력으로 구동되는 전자 기기는 충전 가능한 전지와, 상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와, 상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와, 상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와, 상기 전자 기기에 장착되었을 때에 상기 충전 스위치를 오프함과 함께, 상기 방전 스위치를 온하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 방전 전류가 검출될 때, 상기 충전 스위치를 온하는 제어 회로를 갖는 전지 팩이 장착되고, 상기 전지 팩으로부터 구동 전력이 공급된다. 그리고, 전지 팩이 장착되었을 때 충전 스위치가 오프, 방전 스위치가 온된다. 그리고, 방전 전류가 검출될 때 충전 스위치가 온된다.
청구항 26의 전지 팩으로부터의 공급 전력으로 구동되는 전자 기기는 충전 가능한 전지와, 상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와, 상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와, 상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와, 상기 전자 기기에 장착되었을 때에 상기 충전 스위치를 오프함과 함께 상기 방전 스위치를 온하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 충전 전류가 검출될 때 상기 방전 스위치를 온하는 제어 회로를 갖는 전지 팩이 장착되고, 상기 전지 팩으로부터 구동 전력이 공급된다. 그리고, 전지 팩이 장착될 때에 충전 스위치가 오프, 방전 스위치가 온된다. 그리고, 방전 전류가 검출될 때 충전 스위치가 온된다.
청구항 27의 전지 팩으로부터의 공급 전력으로 구동되는 전자 기기는 충전 가능한 전지와, 상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와, 상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와, 상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와, 상기 전자 기기에 장착되었을 때에 상기 충전 스위치와 상기 방전 스위치의 한쪽을 온함과 함께 다른쪽을 오프하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 방전 전류 또는 충전 전류가 검출될 때에 오프되어 있는 상기 충전 스위치 또는 상기 방전 스위치를 온하고, 또한, 충전시와 방전시에 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도를 전환하는 제어 회로를 갖는 전지 팩이 장착되고, 상기 전지 팩으로부터 구동 전력이 공급된다. 그리고, 전지 팩이 장착될 때에 충전 스위치와 방전 스위치중 한쪽이 온되고, 다른쪽이 오프된다. 방전 전류 또는 충전 전류가 검출될 때에, 오프되어 있는 충전 스위치 또는 방전 스위치가 온된다. 또한, 충전시와 방전시에 있어서, 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도가 전환된다.
도 2는 본 발명의 전지팩의 제1 실시 형태를 나타내고 있다. 이 제1 실시 형태에서는 퍼스널 컴퓨터(31)에 대해 여러개 (이 제1 실시 형태의 경우, 4개)의 전지팩(32-1 내지 32-4)과 AC 어댑터(43)가 착탈 가능하게 접속되도록 이루어져 있다. 또, 본 도면에서 퍼스널 컴퓨터(31)는 일부만이 기재되어 있다. 전지팩(32-1)은 +측 전력 공급 단자(34-1)와 -측의 전력 공급 단자(34-2) 외에, 신호가 입출력되는 단자(34-3)를 갖고 있다. 퍼스널 컴퓨터(31)측에는 전지팩(32-1)이 장착될 때 그 단자(34-1 내지 34-3)가 접속되도록 단자(33-1 내지 33-3)가 설치된다. 단자(33-1과 33-2)는 각각 포트(42)의 단자(42-1과 42-2)에 접속되어 있다. 또한, 단자(33-3)는 포트(42)의 단자(42-5)에 접속되어 있다.
다른 전지팩(32-2 내지 32-4)도 마찬가지로 전력 공급용 단자(34-4, 34-5, 34-7, 34-8, 34-10, 34-11) 및 신호 입출력용 단자(34-6, 34-9, 34-12)를 갖고 있다. 퍼스널 컴퓨터(31)측에는 이들의 전지팩(32)측의 단자(34-4 내지 34-12)에 대응해서 각각 단자(33-4 내지 33-12)가 설치되어 있다.
퍼스널 컴퓨터(31)측의 전력 공급 단자(33-4, 33-7, 33-10)는 단자(33-1)와 공통적으로 접속되며, 또한 단자(33-5, 33-8, 33-11, 33-14)는 단자(33-2)와 공통적으로 접속되어 있다. 단자(33-13)는 단자(42-10)에 접속되어 있다. 신호 입출력용 단자(33-6, 33-9, 33-12, 33-15)는 각각 포트(42)의 단자(42-6, 42-7, 42-8, 42-9)에 각각 접속되어 있다.
AC 어댑터(43)는 +측 전력 공급 단자(34-13)와 -측의 전력 공급 단자(34-14) 외에, 신호가 입출력되는 단자(34-15)를 갖고 있다. 퍼스널 컴퓨터(31)측에는 AC 어댑터(43)가 장착될 때, 그 단자(34-13 내지 34-15)가 접속되도록 단자(33-13 내지 33-15)가 설치되어 있다. AC 어댑터(43)는 또, 교류 전원(44)으로부터의 교류 전력을 직류 전력으로 변환하고, 퍼스널 컴퓨터(31)나 전지팩(32-1 내지 32-4)에 공급하도록 이루어져 있다.
포트(42)에는 단자(42-3, 42-4)가 설치되고 있으며, 단자(42-1, 42-2)에 의해 공급된 전력이 이 단자(42-3, 42-4)를 통해 퍼스널 컴퓨터(31)의 각 부에 공급되도록 되어 있다. 또한, 포트(42)에는 단자(42-11)가 설치되며, 거기에는 CPU(41)가 접속되어 있다. CPU(41)는 이 단자(42-11)를 통해 포트(42)에 신호를 출력하고 단자(42-5 내지 42-9)로부터 각 전지팩(32-1 내지 32-4) 또는 AC 어댑터(43)에 대해 신호를 공급하고, 또한 반대로 신호의 공급을 받을 수 있도록 이루어져 있다.
전지팩(32-1)은 충전 가능한 전지 (2차 전지; 61-1)를 갖고 있다. 그리고, 전지(61-1)의 +측 단자는 충전 제어용 FET (전압 강하 트랜지스터; 62C-1)와 방전 제어용 FET(64D-1)의 직렬 회로를 통해 단자(34-1)에 접속되어 있다. FET(62C-1과 64D-1)는 각각 기생 다이오드(63-1과 65-1)를 갖고 있다. 전지(61-1)의 -측 단자는 전류 검출용 저항(67-1)을 통해 단자(34-2)에 접속되어 있다.
CPU(66-1; 제어 회로)는 단자(34-1)와 단자(34-2)의 양 단의 전압과 전지(61-1)의 양 단의 전압을 검출함과 함께, 저항(67-1)의 양 단의 전압으로부터 전지(61-1)[저항(67-1)]에 흐르는 전류를 검출하도록 이루어져 있다. 그리고, CPU(66-1)는 단자(34-1)와 단자(34-2)의 양 단의 전압과 전지(61-1)의 단자 전압의 값에 대응하여 FET(62C-1 또는 64D-1)를 온 또는 오프하여 전지(61-1)를 보호하도록 이루어져 있다.
또한, CPU(66-1)는 단자(34-3)를 통해 입력되는 외부로부터의 신호에 대응하여 FET(62C-1, 64D-1)를 온 또는 오프할 수 있도록 이루어져 있다.
전지팩(32-2 내지 32-4)도 전지팩(32-1)과 마찬가지로 구성되어 있다. 이들 전지팩(32-2 내지 32-4)에서 전지팩(32-1)과 대응하는 요소에는 대응하는 번호의 숫자에 각각 -2, -3 또는 -4를 붙여서 나타내고 있다.
다음에, 본 발명의 제1 실시 형태의 동작에 대해 도 3의 플로우차트를 참조하여 설명한다.
퍼스널 컴퓨터(31)의 CPU(41)는 AC 어댑터(43)가 접속되어 있는 경우, AC 어댑터(43)에 단자(42-11, 42-9, 33-15, 34-15)를 통해 제어 신호를 출력하고, 단자(34-13, 33-13, 42-10, 42-3, 42-4, 42-2, 33-14, 34-14)의 경로로 전력을 공급시킨다.
이에 대해 AC 어댑터(43)가 접속되어 있지 않은 경우, 각 전지팩(32-i; i는 1~4)에서 퍼스널 컴퓨터(31)로 전력이 공급된다. 이 경우, 각 전지팩(32-i)의 CPU(66-i)는 도 3의 플로우차트에 도시한 처리를 실행한다.
지금, 간단하게 하기 위해 보다 낮은 전지 전압의 전지팩(32-1)과 보다 높은 전지 전압의 전지팩(32-2)의 2개가 장착된 경우를 예로 들어 설명한다. 스텝 S1에서 예를 들면 전지팩(32-2)의 CPU(66-2)는 단자(34-4)와 단자(34-5)의 양 단의 전압 E0를 검출한다. 다음에, 스텝 S2에서 CPU(66-2)는 전지(61-2)의 단자 전압 Ei를 검출한다.
그리고, 스텝 S3에서 CPU(66-2)는 전압 E0와 전압 Ei를 비교한다. 지금, 전지(61-2)의 전압 쪽이 전지(61-1)의 전압보다 높으므로 전압 E0가 전압 Ei 이하(Eo ?? Ei)가 된다. 이 때, CPU(66-2)는 스텝 S4로 진행하고, FET(64D-2)와 FET(62C-2)의 양 쪽을 오프시키거나 혹은 FET(64D-2)를 오프시키고, FET(62C-2)를 온시킨다. 이러한 전지팩의 상태를 각각 "STOP" [FET(64D-2)와 FET(62C-2)의 양쪽이 오프], 또는 "c-Passive" [FET(64D-2)가 오프, FET(62C-2)가 온]로 한다. 그리고, CPU(66-2)는 스텝 S1으로 진행하여 상기한 처리를 계속한다.
여기서, FET(64D-2)의 기생 다이오드(65-2)는 방전 전류에 대해서 역 방향으로 삽입되어 있기 때문에, FET(64D-2)가 오프가 되면 전지(61-2)로부터의 방전 전류는 차단된다. 따라서, "C-Passive" 상태의 전지팩은 방전 전류가 차단된다. 또한, FET(62C-2)의 기생 다이오드(63-2)는 충전 전류에 대해 역방향으로 삽입되게 되므로, FET(62C-2)가 오프가 되면 전지(61-2)에 대한 충전 전류는 차단된다. 따라서, "STOP" 상태의 전지팩은 방전 전류와 충전 전류 양 쪽이 차단된다.
한편, 전지팩(32-1)에서는 전지(61-1)의 전압 쪽이 전지(61-2)의 전압보다 낮으므로 스텝 S3에서 전압 E0가 전압 Ei보다 큰 값이라고(E0 > Ei) 판정된다. 이 때, CPU(66-1)는 스텝 S5로 진행하여, FET(64D-1)를 온시키고 FET(62C-1)를 오프시킨다. 이러한 전지백의 상태를 "d-Passive"로 한다.
FET(62C-1)의 기생 다이오드(63-1)는 충전 전류에 대해 역방향으로 삽입되어 있으므로 FET(62C-1)가 오프가 되면 전지(61-1)에 대한 충전 전류는 차단된다. 따라서, "d-Passive" 상태의 전지팩은 충전 전류가 차단된다. 그러나, FET(62C-1)의 기생 다이오드(63-1)는 방전 전류에 대해서는 순방향으로 삽입되어 있기 때문에 통전되어, 단자(34-1)에 방전 전류가 보급된다.
이상과 같이 하여 이대로의 상태일 때, 전지팩(32-1)으로부터 퍼스널 컴퓨터(31)에 대해 전력이 공급되는 상태가 된다.
이러한 상태일 때, 퍼스널 컴퓨터(31)의 CPU(41)는 각 전지팩(32-i)[현재의 경우, 전지팩(32-1)과 전지팩(32-2)]의 CPU(66-i)[현재의 경우, CPU(66-1)와 CPU(66-2)]에 대해 각 전지(61-i)[현재의 경우, 전지(61-1)와 전지(61-2)]의 전지 전압의 검출을 요구한다. CPU(66-1)는 이 요구에 대응하여 전지(61-1)의 전압을 검출하고 그 검출 결과를 CPU(41)에 통지한다. 마찬가지로 해서 CPU(66-2)도 전지(61-2)의 전압을 검출하고 그 검출 결과를 CPU(41)에 통지한다. 이 경우의 처리의 상세 사항은 도 5의 플로우차트를 참조하여 후술한다.
CPU(41)는 이와 같이 하여 2개의 전지팩(32-1) 및 전지팩(32-2)으로부터의 통지를 받아, 전지팩(32-2)의 전지(61-2) 쪽이 전지팩(32-1)의 전지(61-1)보다 그 전압이 높은 것을 검지한다. 따라서, CPU(41)는 보다 낮은 단자 전압의 전지팩(32-1)에 대해 "d-Passive"의 모드로 설정하는 것을 요구하여, 그 모드가 "d-Passive"인 것을 확인한다. 또한, 보다 높은 전압의 전지팩(32-2)에 대해서는 FET(62C-2)와 FET(64D-2)의 양 쪽이 온 상태로 되어 있는 "Active"의 모드의 설정을 요구한다. CPU(66-2)는 이 요구에 대응해서 FET(62C-2)와 FET(64D-2)의 양 쪽을 온하여 방전을 개시시킨다. 이에 따라, 낮은 전압의 전지팩(32-1)으로부터 보다 높은 전압의 전지팩(32-2)으로의 전환이 행해진다.
전지팩(32-2)의 FET(64D-2, 62C-2)가 모두 온되어 있으면 전지팩(32-2)의 전지(61-2)로부터의 방전 전류는 차단되지 않으며, 또한 전지(61-2)에 대한 충전 전류는 차단되지 않는다. 즉, "Active" 상태의 전지팩은 방전 전류, 충전 전류 모두 차단되지 않는다.
전지팩(32-2)은 전지(61-2), FET(62C-2), FET(64D-2), 단자(34-4, 33-4, 42-1, 42-3, 42-4, 42-2, 33-5, 34-5), 저항(67-2)의 경로로 전지(61-2)로부터 퍼스널 컴퓨터(31)의 각 부에 대해 전력을 공급하고 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 전지(61-2)는 전력을 공급하고 있으므로 시간의 경과에 따라서 전지(61-2)의 단자 전압(따라서, 출력 전압 Eo)은 점차로 저하하게 된다. 이에 대해, 전지팩(32-1)은 방전을 행하고 있지 않기 때문에 전지팩(32-1)의 전지(61-1)의 단자 전압 Ei는 거의 저하하지 않고 일정한 전압 그대로가 되어 있다.
그런데, 전지팩(32-1)으로부터 실제로 출력되는 전압은 전지(61-1)의 단자 전압 Ei에 의해 기생 다이오드(63-1)의 전압 강하분 만큼 낮아진다. 그래서, 시간의 경과에 따라, 전지(61-2)의 출력 전압 E0와 전지팩(32-1)으로부터 출력되는 전압이 실질적으로 같은 값이 될 때, 전지팩(32-1)으로부터 방전 전류가 흐르게 된다. 스텝 S6에서 CPU(66-1)는 이 전지(61-1)의 방전 전류를 검출한다.
여기서, 전지팩(32-1)이 "d-Passive"의 상태에서 방전 전류가 흐르고 있는 경우, 방전 전류는 충전 FET(62C-1)가 오프되어 있으므로 기생 다이오드(63-1)를 통하게 한다. 이 기생 다이오드(63-1)의 저항에 의한 전력의 손실을 없애기 위해 스텝 S7에서 CPU(66-1)는 그 방전 전류가 소정의 기준치 이상으로 판정할 때, 스텝 S8로 진행하여 전지팩(32-1)의 FET(62C-1)를 온시킨다 ("Active"가 되게 함).
이상의 처리에 의해서, 전지(61-2)와 전지(61-1)가 자동적으로 [CPU(41)로부터의 제어에 의하지 않고] 병렬 접속되어, 모두 방전을 행하게 된다. 전지(61-2)의 방전 전류는 일단 급격하게 저하하고, 그 후 서서히 상승한다. 또한, 전지(61-1)의 방전 전류는 일단 급격하게 상승하고, 그 후 서서히 저하한다. 여기서, 전지팩(32-1, 32-2)의 내부 저항이 낮은 경우 이 변화는 보다 커지며 일부의 기간에서 전지(61-2)에 대해 충전이 행해지게 된다.
그리고, 전지(61-1)와 전지(61-2)의 방전 전류가 같아질 때, 이 후 그 값의 방전 전류가 계속해서 흐르게 된다. 전지(61-1와 61-2)의 단자 전압 E0, Ei는 거의 일정하지만 시간의 경과와 동시에 서서히 저하하게 된다.
또, 2개의 전지 단자 전압이 같게 된 후, 전지팩(32-1)을 "Active" 상태로 하는 것은 양자의 단자 전압이 다른 상태에서 전지팩(32-1)을 "Active" 상태로 하면, 단자 전압이 높은 전지(61-2)로부터 단자 전압이 낮은 전지(61-1)로 충전이 행해지게 되므로 이것을 막기 위해서이다.
그러나, 양자의 단자 전압은 완전히 같을 필요는 없고 실질적으로 같으면 좋다.
즉, 예를 들면 각 전지팩 내의 내부 저항이 200m??이며 허용 최대 전류가 2A라고 하면, 단순하게 계산해도 각 전지팩의 전압차는 0.8V(=0.4Vㅧ2)가 된다.
더욱 자세하게 설명하면, 예를 들면 충방전 허용 전류치(절대치)를 Imax, 현재 흐르고 있는 전류치(절대치)를 I, 전지팩 내의 내부 저항을 r, 전환 가능한 전압차를 ??V로 하면, ??V는 다음식으로 나타낼 수 있다.
??V = (Imax-I)ㅧ2rI
또한, 스텝 S7에서 CPU(66-1)는 방전 전류가 소정의 기준치보다 작으면 스텝 S5로 되돌아가, 방전 전류 검출의 처리를 계속한다.
또, 스텝 S5에서 "d-Passive"의 상태로 한 후, 스텝 S6에서 전압 E0과 전압Ei를 검출하고, 스텝 S7에서 양자가 같다고 판정된 경우에 스텝 S8에서 FET(62C-1)를 온시키도록 해도 좋다.
다음에, 전지팩의 외부로부터의 제어에 대해 도 5의 플로우차트를 참조하여 설명한다.
CPU(41)는 각 CPU(66-1 내지 66-4)와 통신을 행한다. 통신의 방법은 여러가지가 있지만, 여기에서는 시분할로 통신이 행해진다. CPU(41)는 도 6a 내지 도 6d에서 도시한 바와 같이, 통신선 [예를 들면, 단자(42-5, 33-3, 34-3)]의 레벨이 "H"일 때 전지팩 [예를 들면 도 6a 에 도시한 전지팩(32-1)의 상태를 참조]에 대해 송신을 행하고, 그리고 전지팩의 상태를 수신한다. 이 때, 다른 전지팩 [예를 들면 도 6b에 도시한 전지팩(32-2)의 상태를 참조]으로의 통신선 [예를 들면, 단자(42-6, 33-6, 34-6)]의 레벨은 "L"이 되어, 통신이 행해지지 않게 된다.
또, 통신이 행해지지 않은 상태일 때 레벨을 "H"로 하고, 통신을 행할 때 그 레벨을 데이타에 대응하여 "L"로 하도록 해도 좋다.
여기서, 예를 들면 CPU(41)로부터 전지팩(32-1)에 대해 "Active"의 지시가 행해졌다고 한다. 이 지시는 단자(42-11, 42-5, 33-3, 34-3)를 통해 행해진다.
스텝 S11에서 전지팩(32-1)의 CPU(66-1)는 CPU(41)로부터의 지시를 기다린다.
또한, CPU(66-1)는 CPU(41)로부터의 지시가 입력된 경우에는 스텝 S12로 진행하여, FET(64D-1, 62C-1)를 모두 온한다("Active" 로 한다).
이상과 같이 전지팩(32-1)의 CPU(66-1)는 CPU(41)로부터 지시("Active", "d-Passive", "c-Passive", "STOP")가 입력된 경우에, 그 지시에 따라 FET(64D-1, 62C-1)를 온하거나 오프하기도 한다.
또한, 다른 전지팩에서도 마찬가지로 전지팩(32-2 내지 32-4)의 CPU(66-2 내지 66-4)는 CPU(41)로부터 지시가 입력된 경우에 그 지시에 따라서, FET(64D-2 내지 64D-4, 62C-2 내지 62C-4)를 온하거나 오프하기도 한다.
다음에, 전지팩에 대해 충전을 행하는 경우의 처리에 대해 설명한다.
CPU(41)는 AC 어댑터(43)가 접속되어 있는 경우[이 때, 단자(34-13, 33-13, 42-10, 42-3, 42-4, 42-2, 33-14, 34-14)의 경로로 교류 전원(44)으로부터 퍼스널 컴퓨터(31)의 각 부에 대해 전력이 공급된다], 단자 전압이 가장 낮은 전지팩을 충전시킨다. 현재, 예를 들면 전지팩(32-2 내지 32-4)이 "Active"가 되며, 이들로부터 병렬로 퍼스널 컴퓨터(31)에 전력이 공급되며, 전지팩(32-1)은 그 전지 전압이 낮으므로 "d-Passive"가 되어 있는 것으로 한다. CPU(41)는 최초로 단자(42-11, 42-9, 33-15, 34-15)를 통해 AC 어댑터(43)에 대해 응답을 요구하는 신호를 출력한다.
여기서, AC 어댑터(43)로부터 응답이 있었던 경우[AC 어댑터(43)가 장착되어 있는 경우], CPU(66-1 내지 66-4)에 대해 순차 각각의 상태(전지의 단자 전압)를 송신하도록 요구한다. 이에 따라, CPU(41)는 전지팩(32-1)의 전지(61-1)의 단자 전압이 다른 전지팩(32-2 내지 32-4)의 전지(61-2 내지 61-4)의 단자 전압보다 낮은 것을 검지한다.
다음에, CPU(41)은 전지 팩(32-2 내지 32-4)에 대해 "STOP"의 상태가 되도록 지시한다. 즉, 전지 팩(32-1)은 "STOP" 모드가 되지 않고, "d-Passive" 모드 상태로 된다. 그 결과, 이 상태에서 AC 어댑터(43)가 퍼스널 컴퓨터(31)로부터 방출되었다고 해도 전지 팩(32-1)으로부터의 방전 전류가 확보된다.
본 발명에서는 가장 전압이 낮은 전지로부터 순서대로 충전을 행하도록 하므로, CPU(41)은 CPU(66-1)에 지시를 보내어, FET(64D-1) 및 FET(64C-1)를 모두 온시킨다 ("Active"로 함). 이 때, 단자(34-13, 33-13, 42-10, 42-1, 33-1, 34-1), FET (64D-1), FET(62C-1), 전지(61-1), 저항(67-1), 단자(34-2, 33-2, 33-14, 34-14)의 경로에서 전지(61-1)에 대해 충전이 행해진다.
또, 상기 충전 동작시에 전지 팩(32-2 내지 32-4)에 대해 "STOP"이 아니라, "c-Passive"를 설정시키는 것도 가능하다. 이 경우, 전지 팩(32-1)의 충전이 진행하고, 그 단자 전압이 전지 팩(32-2 내지 32-4)의 전압보다 높아지면, 전지 팩(32-2 내지 32-4)에 충전 전류가 유입된다. 따라서, "c-Passive"의 상태에서 기준치 이상의 충전 전류가 흘렀을 때, FET(62C-2) 내지 FET(62C-4)를 온으로 하도록 하면, 이 후 자동적으로 병렬 충전이 행해지게 된다.
각 전지 팩의 CPU는 과충전 또는 과방전으로부터의 보호 동작도 행한다. 이 경우의 처리에 대해 도 7의 플로우차트를 참조하여 설명한다.
예를 들면, 전지 팩(32-1)의 CPU(66-1)은 스텝 S21에서 FET(64D-1)가 온되어 있는지의 여부(방전중인지의 여부)를 판정하고, 오프되어 있다고 판정된 경우(방전 불가능한 경우), 스텝 S24로 진행한다. FET(64D-1)가 온되어 있는 경우(방전가능한 경우), 스텝 S22로 진행하여, CPU(66-1)는 전지(61-1)의 단자 전압 또는 저항(67-1)의 양단의 전압으로부터 전지(61-1)가 과방전인지의 여부를 검출한다. 과방전이 검출됐을 때, 스텝 S23에서 CPU(66-1)는 FET(64D-1)를 오프시킨다. 또한, CPU(66-1)는 과방전이 검출되지 않을 때 스텝 S24로 진행하고, 과충전의 보호 동작으로 이동한다.
여기서, FET(64D-1)의 기생 다이오드(65-1)는 방전 전류에 대해 역방향으로 삽입되게 되므로, FET(64D-1)가 오프가 되면, 전지(61-1)로부터의 방전 전류는 차단된다. 이에 따라, 과방전에 의해 전지(61-1)가 손상을 받는 것이 방지된다.
한편, 스텝 S24에서 CPU(66-1)는 FET(64C-1)가 온되어 있는지의 여부(충전중)를 판단하고, 오프되어 있는 경우(충전 불가능한 경우) 스텝 S21로 진행하여, 과충전, 과방전의 제어를 계속한다. 또한 CPU(66-1)는 FET(64C-1)가 온되어 있는 경우(충전 가능한 경우), 스텝 S25로 진행한다. 스텝 S25에서 CPU(66-1)는 전지(61-1)의 단자 전압, 또는 저항(67-1)의 양단의 전압을 검출하여, 전지(61-1)의 단자 전압이 소정의 만충전(滿充電) 전압에 달하거나, 전지(61-1)에 과충전 전류가 흐르는지의 여부, 즉 과충전인지의 여부를 판정한다. 과충전이 검출됐을 때, 스텝 S26에서 CPU(66-1)는 FET(64C-1)를 오프시킨다. 또한, CPU(66-1)는 과충전이 검출되지 않을 때, 스텝 S21로 진행하고, 과방전, 과충전의 보호 동작을 계속한다.
FET(62C-1)의 기생 다이오드(63-1)는, 충전 전류에 대해 역방향으로 삽입되어 있으므로 FET(62C-1)가 오프가 되면, 전지(61-1)에 대한 충전 전류는 차단된다. 이에 따라, 전지(61-1)가 과충전에 의해 손상을 받는 일이 방지된다.
다음에, 제2 실시 형태에 대해 설명하지만, 상기 제2 실시 형태의 구성은 제1 실시 형태와 동일하므로, 동작에 대해서만 도 8의 플로우차트를 참조하여 설명한다.
여기서도, 간단하게 하기 위해 보다 낮은 전지 전압의 전지 팩(32-1)보다 높은 전지 전압의 전지 팩(32-2)의 2개를 예로 들어 설명한다. 스텝 S41에서 예를 들면 CPU(66-2)는, 단자(34-4)와 단자(34-5) 양단의 전압 E0을 검출한다. 이어서, 스텝 S42에서 CPU(66-2)는 전지(61-2)의 단자 전압 Ei를 검출한다.
그리고, 스텝 S43에서 CPU(66-2)는 전압 Eo와 전압 Ei를 비교한다. 여기서, 전압 Eo가 전압 Ei 이하(Eo??Ei)의 값일 때, CPU(66-2)는 스텝 S44로 진행하여, FET(64D-2)를 오프시키고, FET(62C-2)를 온시킨다 ("c-Passive"가 되게 함).
이어서, 스텝 S45에서 CPU(66-2)는, 전지(61-2)에 대한 충전 전류의 검출을 행한다. 스텝 S46에서 CPU(66-2)는 충전 전류가 소정의 기준치 이상인지의 여부를 판정하고, 기준치 이상이라고 판정했을 때, 스텝 S47로 진행하여, FET(64D-2)를 온시킨다 ("Active"가 되게 함). 또한, 스텝 S46에서 CPU(66-2)는 충전 전류가 기준치보다 작다고 판정될 경우, 스텝 S44로 되돌아가 충전 전류 검출의 처리를 계속한다.
한편, 스텝 S43에서 전압Eo이 전압 Ei보다 큰 값이라고(Eo>Ei) 판정될 때, CPU(66-1)는 스텝 S48로 진행하여, FET(64D-1)를 온시키고, FET(62C-1)를 오프시킨다 ("d-Passive"가 되게 함).
스텝 S49에서 CPU(66-1)는 전지(61-1)의 방전 전류의 검출을 행한다. 스텝 S50에서 CPU(66-1)는 그 방전 전류가 소정의 기준치 이상인지의 여부를 판정하고, 기준치 이상이라고 판정하면, 스텝 S51로 진행하여, 전지 팩(32-1)의 FET(62C-1)를 온시킨다 ("Active"가 되게 함).
또한, 스텝 S50에서 CPU(66-1)는 방전 전류가 소정의 기준치보다 작다고 판정되는 경우, 스텝 S48로 되돌아가 방전 전류의 검출 처리를 계속한다.
이 경우에도, CPU(41)가 높은 전압의 전지 팩(32-2)을 제어하여 "Active"로 하여 방전시키면, 그 출력 전압이 전지 팩(32-1)의 출력 전압과 같아졌을 때, 자동적으로 병렬로 방전이 행해진다.
또, 이 경우에도 CPU(41)는 방전은 높은 전압의 팩부터 행하게 하고, 충전은 낮은 전압의 팩부터 행하게 하도록 제어하는 것은 상술된 경우와 동일하다.
다음에, 제3 실시 형태에 대해 설명하겠지만, 상기 제3 실시 형태의 구성은 제1 실시 형태와 동일하므로, 동작에 대해서만 도 9의 플로우차트를 참조하여 설명한다.
처음에, 스텝 S71에서 전지 팩이 퍼스널 컴퓨터(31)에 장착됐을 때, 전지 팩의 CPU는 충전 FET와 방전 FET를 제어하여 "d-Passive"의 상태가 되게 한다. 지금, 퍼스널 컴퓨터(31)에 전지 팩(32-1)이 이미 장착되어, 전력의 공급이 행해지고 있는 것으로 한다. 이 상태에서, 예를 들면 전지 팩(32-1)보다 높은 출력 전압의 전지 팩(32-2)이 뒤에서부터 장착되는 것으로 하면, 스텝 S71에서 그 FET(62C-2)는 오프되고, FET(62D-2)는 온된다.
스텝 S72에서 CPU(66-2)는 전지(61-2)의 방전 전류를 검출한다. 지금, 전지(61-1)보다 전지(61-2) 쪽이 전압이 높기 때문에, 전지 팩(32-2)으로부터 방전 전류가 흐른다. 스텝 S73에서 CPU(66-2)는 방전 전류가 소정의 기준치 (방전 전류가 흐르는지의 여부를 검출하기 위한 비교적 작은 통상 기준치) 이상이라고 판정될 때, 스텝 S74로 진행하여 전지 팩(32-2)의 FET(62C-2)를 온시킨다 ("Active"가 되게 함).
이 때, 예를 들면 전지 팩(32-2)보다 그 출력 전압이 낮은 전지 팩(32-1)에서는, 그 자신이 "Active"의 상태이므로, 전지 팩(32-2)으로부터 충전 전류가 흐른다. 그래서 전지 팩(32-1)의 CPU(66-1)는, 스텝 S75에서 충전 전류가 미리 설정되어 있는 소정의 기준치 (예를 들면, 정격의 최대치등, 비교적 큰 과전류 기준치)보다 큰지의 여부를 판정한다. 충전 전류가 과전류 기준치 이상인 경우 (이하, 이러한 상태를, 충전 과전류가 흐른 상태로 함), CPU(66-1)는 스텝 S77로 진행하여, FET62C -1을 오프시킨다 ("d-Passive" 로 함). 따라서 이 때, 전지(61-1)는 전지(61-2)에 의해 충전되지 않는다. 또한 이 때, 전지 팩(32-2)의 출력 전압이, 전지 팩(32-1)의 출력 전압보다 높으므로, 전지 팩(32-1)으로부터의 방전은 자동적으로 정지된다.
이와 같이, 이 경우 CPU(41)로부터의 지령이 없더라도, 방전하는 전지 팩이 전지 팩(32-1)으로부터, 보다 높은 전압을 출력하는 전지 팩(32-2)으로 자동적으로 전환된다.
한편, 전지 팩(32-1)의 충전 전류는, 전지 팩(32-2)의 방전 전류가 된다. 그래서 전지 팩(32-2)의 CPU(66-2)는 스텝 S76에서 방전 전류가 기준치 (예를 들면, 정격치의 최대치 등, 스텝 S73에서의 통상 기준치보다 큰 과전류 기준치) 이상인지의 여부를 판정하여, 과전류 기준치보다 작으면, 스텝 S74로 되돌아가, 그대로 "Active"의 상태를 유지한다. 즉, 이 때 전지 팩(32-2)과 전지 팩(32-1)이 병렬로 방전된다.
스텝 S76에서 방전 전류가 과전류 기준치 이상 (이하, 이와 같은 상태를 방전 과전류가 흐른 상태로 함)이라고 판정될 때, 전지 팩(32-2)의 CPU(66-2)는 스텝 S78로 진행하여, FET(64D-2)를 오프시킨다.
또, 충전시의 과전류의 검출 처리(스텝 S75)를, 방전시의 과전류의 검출 처리(스텝 S76)보다도 고 감도로 동작시킨다. 가령, 충전 전류의 과전류 기준치를 방전 전류의 과전류 기준치보다 작은 값으로 설정해 두고, 판정 시간도 충전시쪽이 방전시 보다 짧게 한다. 이에 따라, 전지 팩(32-1)의 FET(64C-1)를, 전지 팩(32-2)의 FET(64D-2)보다 먼저 오프시킬 수 있고, 전력의 공급을 전지 팩(32-1)으로부터 전지 팩(32-2)으로 확실하게 전환할 수 있다.
시간의 경과와 동시에, 전지(61-2)의 전압이 저하하고, 전지(61-1)와 거의 동일한 전압이 되면 FET(64D-1)가 온되므로, 전지(61-1)로부터 방전 전류가 흐르고, 스텝 S72, S73에서 이것이 검출된다. 그래서, CPU(66-1)는 스텝 S74에서 FET(64C-1)를 온하여, "Active" 로 한다. 이에 따라, 전지(61-1)와 전지(61-2)가 병렬 접속되고, 퍼스널 컴퓨터(31)로 전력을 공급하게 된다.
스텝 S73에서 방전 전류가 통상 기준치보다 작다고 판정된 경우, 전지 팩(31-1)의 CPU(66-1)는 스텝 S71로 되돌아가, "d-Passive"의 상태를 유지시킨다.
또, 도 9의 예에서는 스텝 S72, S73에서 방전 전류가 통상 기준치 이상이 될 때, 스텝 S74에서 충전용의 FET를 온시키도록 했지만, 도 3 또는 도 4의 예에서의 경우와 같이 전압 Eo과 Ei를 비교하여 양자가 동일해졌을 때, 충전용의 FET를 온시키도록 해도 좋다.
이상과 같은 과전류 검출에 따른 방전 동작의 제어를 충전 동작의 제어에도 적용하는 것이 가능하다. 이 경우, 방전 과전류를 검출한 전지 팩은, "c-Passive" 모드로 설정하도록 한다.
예를 들면, 지금 보다 높은 전압을 갖는 전지 팩(32-2)을 충전 중에 보다 낮은 전압을 갖는 전지 팩(32-1)이 장착되었다고 한다. 이 경우, 전지 팩(32-1)은 장착시에 "c-Passive" 가 된다. 충전 동작 중에 보다 낮은 전압의 전지 팩(32-1)이 장착되었으므로, 전지 팩(32-2)은 전지 팩(32-1)에 대해 방전 전류를 공급한다. 이 때, 과전류 기준치 이상의 방전 과전류가 검출되면, 전지 팩(32-2)은 FET(64D-2)가 오프되어 "c-Passive" 모드가 된다. 이에 대해 전지 팩(32-1)은 과전류 기준치 이상의 충전 과전류가 흐르기 때문에 FET(64D-1)가 온되고("Active"가 됨), 충전 상태가 된다. 즉, CPU(41)로부터의 제어가 없더라도, 충전 팩이 보다 높은 전압의 전지 팩(32-2)으로부터, 보다 낮은 전압의 전지 팩(32-1)으로 자동적으로 전환된다.
상기 충전 과전류 검출과 방전 과전류 검출에서의 감도는, 상술된 경우와는 반대로, 방전시의 경우가 충전시에서의 경우보다 고 감도로 한다. 이에 따라, 충전 팩의 원활한 전환이 가능해진다.
이와 같이 과전류 검출을 행하도록 한 경우에, CPU(41)는 각 전지 팩의 전지의 전압을 검지할 필요가 없어진다. 또한, 각 전지 팩도 반드시 단자 전압과 자신의 전지 전압을 비교할 필요가 없으므로, 비인텔리전트하며 간단한 구성의 전지 팩에 적용할 수 있다. 비인텔리전트한 전지 팩의 경우, 통신선이 없는 경우가 많으므로, 통신선을 대신하여 예를 들면 충전 시간H, 방전 시간L이 되도록 제어선을 설치하도록 할 수 있다.
또, 과전류의 검출 기능과, 그에 수반하는 충방전 제어의 스위치는, 퍼스널 컴퓨터(31)측에 설치하도록 해도 좋다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 전지 팩을 4개로 했지만, 2개 이상이면 물론 그 수는 임의의 수가 될 수 있다. 또한, 전지 팩이 장착되는 전자 기기는 퍼스널 컴퓨터 이외의 전자 기기, 예를 들면 휴대형 비디오 카메라, 휴대폰, AV 기기등이라도 좋다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 복수의 전지 팩 중에서 특정한 전지 팩을 예로 들어 나타냈지만, 상기 전지 팩은 물론 복수의 전지 팩 중 어떤 전지 팩에서도 실시가 가능하다.
이상와 같이, 제1항에 기재된 전지 팩, 제9항에 기재된 전지 팩의 제어 방법, 및 제10항에 기재된 기록 매체에 따르면, 전지 팩 내에서 전지의 전압과 전자 기기의 전압이 측정되고, 그 측정 결과에 대응하여 충전 스위치 또는 방전 스위치가 제어되도록 했으므로, 전자 기기측에 특별한 회로를 설치하지 않아도, 전자 기기에 전력을 공급할 수 있다.
제11항에 기재된 전지 팩, 제14항에 기재된 전지 팩의 제어 방법, 및 제15항에 기재된 기록 매체에 따르면, 장착시, 충전 스위치를 오프로 함과 함께 방전 스위치를 온으로 하고, 방전 전류가 검출됐을 때, 충전 스위치를 온하도록 했으므로 전자 기기측으로부터의 제어에 상관없이 전지 팩을 전환하여 전자 기기로 전력을 공급할 수 있다.
제16항에 기재된 전지 팩, 제19항에 기재된 전지 팩의 제어 방법, 및 제20항에 기재된 기록 매체에 따르면, 장착시 충전 스위치를 온으로 함과 함께 방전 스위치를 오프로 하여 충전 전류가 검출됐을 때, 방전 스위치를 온하도록 했으므로, 전자 기기측으로부터의 제어에 상관없이 전지 팩을 전환하여 충전하는 것이 가능해진다.
제21항에 기재된 전지 팩, 제22항에 기재된 전지 팩의 제어 방법, 및 제23항에 기재된 기록 매체에 따르면, 장착시 충전 스위치와 방전 스위치의 한쪽을 온함과 함께 다른쪽을 오프하여 방전 전류 또는 충전 전류가 검출됐을 때, 오프되어 있는 스위치를 온하고, 또한 충전시와 방전 시에 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도를 전환하도록 했으므로, 충전과 방전을 전자 기기측의 제어에 상관없이 확실하게 제어하는 것이 가능해진다.
도 1은 관련되는 퍼스널 컴퓨터와 전지 팩의 접속 관계를 설명한 블럭도.
도 2는 본 발명의 전지 팩과 퍼스널 컴퓨터의 구성예를 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태의 전지 팩의 동작을 설명한 플로우차트.
도 4는 도 1의 실시 형태에 있어서, 2개의 전지 팩을 병렬 접속하는 동작을 설명한 도면.
도 5는 본 발명의 전지 팩의 외부로부터의 제어 처리를 설명한 플로우차트.
도 6은 본 발명의 전지 팩과 퍼스널 컴퓨터의 통신을 나타낸 타이밍 차트.
도 7은 본 발명의 전지 팩의 과충전, 과방전의 처리를 설명한 플로우차트.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태의 전지 팩의 동작을 설명한 플로우차트.
도 9는 본 발명의 제3 실시 형태의 전지 팩의 동작을 설명한 플로우차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
31 : 퍼스널 컴퓨터
32-1 내지 32-4 : 전지팩
41 : CPU
42 : 포트
43 : AC 어댑터
44 : 교류 전원

Claims (27)

  1. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지의 전압과 상기 전지가 전력을 공급하는 전자 기기측의 전압을 측정하고, 그 측정 결과에 대응하여 상기 충전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전자 기기측의 전압이 상기 전지의 전압보다 높을 때, 상기 방전 스위치를 온하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전지로부터의 방전 전류의 값이 소정치 이상인지의 여부를 검출하는 방전 전류값 검출 수단을 갖고,
    상기 방전 스위치가 온인 상태에서, 상기 방전 전류값 검출 수단이 상기 방전 전류의 값이 상기 소정치 이상인 것을 검출할 때, 상기 제어 회로는 상기 충전 스위치를 온하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전자 기기측의 전압이 상기 전지의 전압보다 낮을 때, 상기 충전 스위치를 온하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전지로의 충전 전류의 값이 소정치 이상인지의 여부를 검출하는 방전 전류값 검출 수단을 갖고,
    상기 충전 스위치가 온인 상태에서, 상기 방전 전류치 검출 수단이 상기 충전 전류의 값이 소정치 이상인 것을 검출할 때, 상기 제어 회로는 상기 방전 스위치를 온하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전자 기기로부터 공급되는 신호에 기초하여, 상기 충전 스위치 또는 상기 방전 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 방전 스위치가 온되고, 상기 충전 스위치가 오프되어 있는 경우, 상기 전자 기기측의 전압이 상기 전지의 전압과 실질적으로 같게 되었을 때, 상기 충전 스위치를 온하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 충전 스위치가 온되고, 상기 방전 스위치가 오프되어 있는 경우, 상기 전자 기기측의 전압이 상기 전지의 전압과 실질적으로 같게 되었을 때, 상기 방전 스위치를 온하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  9. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 충전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 제어 회로
    를 구비하는 전지 팩의 제어 방법에 있어서,
    상기 제어 회로에 의해 상기 전지의 전압과 상기 전지가 전력을 공급하는 전자 기기측의 전압을 측정하고, 그 측정 결과에 대응하여 상기 방전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 제어 방법.
  10. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 충전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 제어 회로
    를 구비하는 전지 팩을 제어하는 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체에 있어서,
    상기 전지의 전압과 상기 전지가 전력을 공급하는 전자 기기측의 전압을 측정하고, 그 측정 결과에 대응하여 상기 충전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 스텝을 구비하는 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  11. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와,
    전자 기기에의 장착시, 상기 방전 스위치를 오프함과 함께 상기 방전 스위치를 온하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 방전 전류가 검출될 때, 상기 충전 스위치를 온하는 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전류 검출 회로가 기준치 이상의 충전 과전류를 검출할 때, 상기 충전 스위치를 오프하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  13. 제11항에 있어서, 상기 전류 검출 회로에 의한 충전 과전류의 검출은 방전 과전류의 검출보다 고감도로 행해지는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  14. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로
    를 구비하는 전지 팩의 제어 방법에 있어서,
    장착시 상기 충전 스위치를 오프함과 함께, 상기 방전 스위치를 온하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 방전 전류가 검출될 때, 상기 충전 스위치를 온하는 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 제어 방법.
  15. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로
    를 구비하는 전지 팩을 제어하는 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체에 있어서,
    상기 전지 팩이 전자 기기에 장착될 때에 상기 충전 스위치를 오프함과 함께 상기 방전 스위치를 온하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 방전 전류가 검출될 때, 상기 충전 스위치를 온하는 제어 스텝을 구비하는 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  16. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 대한 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 충전 전류가 흐르는 것을 검출하는 전류 검출 회로와,
    전자 기기에의 장착시 상기 충전 스위치를 온함과 함께 상기 방전 스위치를 오프하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 충전 전류가 검출될 때 상기 방전 스위치를 온하는 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제어 회로는 상기 전류 검출 회로가 기준치 이상의 방전 과전류를 검출할 때, 상기 방전 스위치를 오프하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  18. 제16항에 있어서, 상기 전류 검출 회로에 의한 방전 과전류의 검출은 충전 과전류의 검출보다 고감도로 행해지는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  19. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 충전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로
    를 구비하는 전지 팩의 제어 방법에 있어서,
    전자 기기에의 장착시 상기 충전 스위치를 온함과 함께, 상기 방전 스위치를 오프하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 충전 전류가 검출될 때, 상기 방전 스위치를 온하는 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 제어 방법.
  20. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로
    를 구비하는 전지 팩을 제어하는 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체에 있어서,
    상기 전지 팩이 전자 기기에 장착될 때에 상기 충전 스위치를 오프함과 함께 상기 방전 스위치를 오프하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 충전 전류가 검출될 때에, 상기 방전 스위치를 온하는 제어 스텝을 구비하는 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  21. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 충전 전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와,
    전자 기기에의 장착시 상기 충전 스위치와 방전 스위치중 한쪽을 온함과 함께 다른 쪽을 오프하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 방전 전류 또는 충전 전류가 검출될 때, 오프되어 있는 상기 충전 스위치 또는 상기 방전 스위치를 온하고, 또한 충전시와 방전시에 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도를 전환하는 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 팩.
  22. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 충전 전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로
    를 구비하는 전지 팩의 제어 방법에 있어서,
    전자 기기에의 장착시 충전 스위치와 방전 스위치중 한쪽을 온함과 함께 다른 쪽을 오프하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 방전 전류 또는 충전 전류가 검출될 때, 오프되어 있는 상기 충전 스위치 또는 상기 방전 스위치를 온하고, 또한, 충전시와 방전시에 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도를 전환하는 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 전지 팩의 제어 방법.
  23. 충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 충전 전류 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로
    를 구비하는 전지 팩을 제어하는 프로그램이 기록되어 있는 기록 매체에 있어서,
    상기 전지 팩이 전자 기기에 장착될 때에, 상기 충전 스위치와 방전 스위치중 한쪽을 온함과 함께 다른 쪽을 오프하고, 상기 검출 회로에 의해 방전 전류 또는 충전 전류가 검출될때, 오프되어 있는 상기 충전 스위치 또는 상기 방전 스위치를 온하고, 또한, 충전시와 방전시에 충전 과전류의 검출 감도와 방전 전류의 검출 감도를 전환하는 제어 스텝을 구비하는 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
  24. 전지 팩으로부터의 공급 전력으로 구동되는 전자 기기에 있어서,
    충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지의 전압과 상기 전지가 전력을 공급하는 전자 기기측의 전압을 측정하고, 그 측정 결과에 따라 상기 충전 스위치 또는 방전 스위치를 제어하는 제어 회로를 갖는 전지 팩이 장착되고, 상기 전지 팩으로부터 구동 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  25. 전지 팩으로부터의 공급 전력으로 구동되는 전자 기기에 있어서,
    충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와,
    상기 전자 기기에 장착되었을 때에, 상기 충전 스위치를 오프함과 함께 상기 방전 스위치를 온하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 방전 전류가 검출될 때, 상기 충전 스위치를 온하는 제어 회로를 갖는 전지 팩이 장착되고, 상기 전지 팩으로부터 구동 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  26. 전지 팩으로부터의 공급 전력으로 구동되는 전자 기기에 있어서,
    충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와,
    상기 전자 기기에 장착되었을 때에 상기 충전 스위치를 오프함과 함께 상기 방전 스위치를 온하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 충전 전류가 검출될 때, 상기 방전 스위치를 온하는 제어 회로를 갖는 전지 팩이 장착되고, 상기 전지 팩으로부터 구동 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  27. 전지 팩으로부터의 공급 전력으로 구동되는 전자 기기에 있어서,
    충전 가능한 전지와,
    상기 전지에 대한 충전을 제어하는 충전 스위치와,
    상기 전지로부터의 방전을 제어하는 방전 스위치와,
    상기 전지에 충전 과전류, 방전 과전류, 또는 방전 전류가 흐른 것을 검출하는 전류 검출 회로와,
    상기 전자 기기에 장착되었을 때에 상기 충전 스위치와 상기 방전 스위치중 한쪽을 온함과 함께 다른 쪽을 오프하고, 상기 전류 검출 회로에 의해 방전 전류또는 충전 전류가 검출될 때, 오프되어 있는 상기 충전 스위치 또는 상기 방전 스위치를 온하고, 또한, 충전시와 방전시에 충전 과전류의 검출 감도와 방전 과전류의 검출 감도를 전환하는 제어 회로를 갖는 전지 팩이 장착되고, 상기 전지 팩으로부터 구동 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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