WO2019176098A1 - 電池充放電回路、電子機器、楽器、及び電池充放電方法 - Google Patents

電池充放電回路、電子機器、楽器、及び電池充放電方法 Download PDF

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WO2019176098A1
WO2019176098A1 PCT/JP2018/010534 JP2018010534W WO2019176098A1 WO 2019176098 A1 WO2019176098 A1 WO 2019176098A1 JP 2018010534 W JP2018010534 W JP 2018010534W WO 2019176098 A1 WO2019176098 A1 WO 2019176098A1
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WO
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switch
unit
charging
terminal
circuit
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PCT/JP2018/010534
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕利 土屋
貴也 鈴木
Original Assignee
ヤマハ株式会社
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00Details of electrophonic musical instruments
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery charge / discharge circuit, an electronic device, a musical instrument, and a battery charge / discharge method.
  • Patent Document 1 a technique for connecting secondary batteries in parallel at the time of charging and connecting the secondary batteries in series at the time of discharging has been known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • the present invention has been made to solve the above problems, and its object is to provide a battery charging / discharging circuit and an electronic device that can automatically switch the connection of a secondary battery between charging and discharging with a simple configuration. It is providing a musical instrument and a battery charging / discharging method.
  • a plurality of secondary batteries are connected in parallel and can be individually charged, and the plurality of secondary batteries are connected in series, and the plurality of secondary batteries are connected in series.
  • a series connection switch unit that supplies DC power from a plurality of secondary batteries to the load unit, and external power that is DC power supplied from the outside is supplied to the load unit and the charging circuit unit to operate the charging circuit unit And detecting whether or not the external power is supplied and, when the external power is detected, canceling the serial connection state of the series connection switch unit, and the charging operation switch unit And a switching circuit unit that causes the external power to be supplied to the load unit and the charging circuit unit.
  • the switching circuit unit may be configured to cause the series connection switch unit to be in the state of being connected in series when the external power is not detected. Also good.
  • the charging operation switch unit includes a first switch that brings the charging circuit unit into a floating state, and the switching circuit unit detects the external power. If not, the first switch may be caused to place the charging circuit unit in a floating state.
  • the charging operation switch unit in the battery charge / discharge circuit, includes a second switch that supplies the external power to the load unit, and the series connection switch unit includes the plurality of switch units.
  • a third switch for connecting secondary batteries in series; and a fourth switch for supplying DC power from the plurality of secondary batteries to the load section, wherein the second switch and the fourth switch are formed of a body diode.
  • the third switch is connected in a forward direction toward the load portion, and the third switch has a body diode connected in a direction opposite to a current direction flowing toward the load portion when the plurality of secondary batteries are connected in series. You may make it connect so that it may become.
  • the series connection switch unit includes a plurality of the third switches, and among the plurality of third switches, the lowest stage closest to the reference power supply line
  • the switch may be an NMOS transistor.
  • Another embodiment of the present invention is an electronic device including the above-described battery charge / discharge circuit and an electronic circuit that performs a predetermined process as the load unit.
  • one embodiment of the present invention is a musical instrument including the above-described battery charge / discharge circuit and an electronic circuit that performs electronic processing of the musical instrument as the load unit.
  • One embodiment of the present invention includes a charging circuit unit that can charge a plurality of secondary batteries in parallel and individually, and the plurality of secondary batteries connected in series, and the plurality of secondary batteries connected in series.
  • a series connection switch unit for supplying DC power to the load unit;
  • a charging operation switch unit for supplying external power, which is DC power supplied from the outside, to the load unit and the charging circuit unit, and operating the charging circuit unit;
  • a battery charging / discharging method for a battery charging / discharging circuit comprising: detecting whether the external power is supplied; and detecting the external power, the serial connection switch unit is connected in series
  • the charging operation switch unit is brought into a state of supplying the external power to the load unit and the charging circuit unit.
  • connection of the secondary battery can be automatically switched between charging and discharging with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a battery charge / discharge circuit 1 according to the first embodiment.
  • the battery charge / discharge circuit 1 includes a charging circuit unit 20, a charging operation switch unit 30, a series connection switch unit 40, and a switching circuit unit 50.
  • the electronic device 100 according to the present embodiment includes the battery charging / discharging circuit 1, the load unit 2, and a plurality of secondary batteries 10.
  • the electronic device 100 is a device that can be operated by both the secondary battery 10 such as a guitar amplifier and external power.
  • the secondary battery 11, the secondary battery 12, and the secondary battery 13 have the same configuration, and in the case where any secondary battery included in the electronic device 100 is shown or not particularly distinguished, the secondary battery 10 will be described.
  • the secondary battery 10 is a chargeable / dischargeable battery such as a nickel metal hydride battery.
  • the load unit 2 is a load that consumes DC power output from the battery charge / discharge circuit 1, and is an electronic circuit that executes various processes (predetermined processes) of the electronic device 100.
  • the load unit 2 is connected to the OUT terminal (output terminal) of the battery charge / discharge circuit 1.
  • the charging circuit unit 20 is configured to be able to charge a plurality of (for example, three or more) secondary batteries in parallel and individually.
  • the charging circuit unit 20 includes a charging circuit 21, a charging circuit 22, and a charging circuit 23.
  • the charging circuit 21, the charging circuit 22, and the charging circuit 23 have the same configuration.
  • the charging circuit 21 is connected to the secondary battery 11 and charges the secondary battery 11 when external power that is DC power supplied from the outside is supplied to the charging circuit unit 20.
  • the VP terminal and the positive terminal (positive terminal) of the secondary battery 11 are connected, and the VN terminal and the negative terminal (negative terminal) of the secondary battery 11 are connected.
  • the charging circuit 22 is connected to the secondary battery 12 and charges the secondary battery 12 when external power is supplied to the charging circuit unit 20.
  • the VP terminal and the positive terminal of the secondary battery 12 are connected, and the VN terminal and the negative terminal of the secondary battery 12 are connected.
  • the charging circuit 23 is connected to the secondary battery 13 and charges the secondary battery 13 when external power is supplied to the charging circuit unit 20.
  • the VP terminal and the positive terminal of the secondary battery 13 are connected, and the VN terminal and the negative terminal of the secondary battery 13 are connected.
  • each of the charging circuit 21, the charging circuit 22, and the charging circuit 23 has a VSS terminal and a VN terminal connected to each other through a low resistance or the like.
  • the charging operation switch unit 30 supplies external power to the load unit 2 and the charging circuit unit 20 to operate the charging circuit unit 20.
  • the charging operation switch unit 30 supplies external power to the load unit 2 and the charging circuit unit 20 when external power is supplied to the battery charge / discharge circuit 1.
  • the charging operation switch unit 30 places the charging circuit 21 and the charging circuit 22 (a part of the charging circuit unit 20) in a floating state when external power is not supplied to the battery charging / discharging circuit 1.
  • the floating state is, for example, a non-grounded state or a state where it is electrically cut off.
  • the charging operation switch unit 30 includes a switch 31, a switch 32, a switch 33, and a switch 34.
  • the switch 31 is connected between an IN terminal (power input terminal) and an OUT terminal (output terminal), and supplies external power to the load unit 2.
  • the switch 31 is, for example, a P-channel MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect. Transistor, hereinafter referred to as a PMOS transistor).
  • a PMOS transistor Metal Oxide Semiconductor Field Effect. Transistor
  • the source terminal is connected to the OUT terminal
  • the drain terminal is connected to the IN terminal
  • the gate terminal (control terminal) is connected to a node N2 of the switching circuit unit 50 described later.
  • the switch 31 includes a body diode that is a parasitic diode, and the switch 31 is connected so that the body diode is in a forward direction from the IN terminal to the OUT terminal (toward the load unit 2). ing.
  • the switch 32 is connected between the IN terminal and the VDD terminal of the charging circuit unit 20, and supplies external power to the charging circuit unit 20.
  • the switch 32 is, for example, a PMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the VDD terminal of the charging circuit unit 20
  • the drain terminal is connected to the IN terminal
  • the gate terminal is connected to a node N2 of the switching circuit unit 50 described later.
  • the switch 32 includes a body diode, and the switch 32 is connected so that the body diode is in the forward direction from the IN terminal toward the VDD terminal of the charging circuit unit 20.
  • the switch 33 is connected between the GND terminal (reference potential terminal) and the VSS terminal of the charging circuit 21 to place the charging circuit 21 in a floating state.
  • the switch 33 is, for example, an N-channel MOSFET (hereinafter sometimes referred to as an NMOS transistor).
  • the source terminal is connected to the GND terminal
  • the drain terminal is connected to the VSS terminal of the charging circuit 21
  • the gate terminal is connected to a node N1 of the switching circuit unit 50 described later.
  • the switch 34 is connected between the GND terminal and the VSS terminal of the charging circuit 22 to place the charging circuit 22 in a floating state.
  • the switch 34 is, for example, an NMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the GND terminal
  • the drain terminal is connected to the VSS terminal of the charging circuit 22
  • the gate terminal is connected to a node N1 of the switching circuit unit 50 described later.
  • the switches 33 and 34 are first switches that bring the charging circuit 21 and the charging circuit 22 into a floating state.
  • the switch 31 is a second switch that supplies external power to the load unit 2. That is, the charging operation switch unit 30 includes a first switch that brings the charging circuit 21 and the charging circuit 22 into a floating state, and a second switch that supplies external power to the load unit 2.
  • the VSS terminal of the charging circuit 23 is connected to the GND terminal without going through a switch.
  • the series connection switch unit 40 connects a plurality of secondary batteries 10 in series, and supplies DC power to the load unit 2 from the plurality of secondary batteries 10 connected in series.
  • the serial connection switch unit 40 includes a switch 41, a switch 42, and a switch 43.
  • the switch 41 is connected between the plus terminal of the secondary battery 11 and the OUT terminal, and supplies external power to the load unit 2 from the plurality of secondary batteries 10 connected in series.
  • the switch 41 is, for example, a PMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the OUT terminal
  • the drain terminal is connected to the plus terminal of the secondary battery 11
  • the gate terminal is connected to the node N1 of the switching circuit unit 50 described later.
  • the switch 41 includes a body diode, and the switch 41 is connected so that the body diode is in the forward direction from the positive terminal of the secondary battery 11 toward the OUT terminal (toward the load unit 2). Has been.
  • the switch 42 is connected between the positive terminal of the secondary battery 12 and the negative terminal of the secondary battery 11, and connects the secondary battery 11 and the secondary battery 12 in series.
  • the switch 42 is, for example, a PMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the plus terminal of the secondary battery 12
  • the drain terminal is connected to the minus terminal of the secondary battery 11
  • the gate terminal is connected to the node N1 of the switching circuit unit 50 described later.
  • the switch 42 includes a body diode, and the switch 42 is opposite to the direction of the current that flows toward the load unit 2 when the secondary battery 11 and the secondary battery 12 are connected in series. Connected in the direction. That is, when the charging circuit unit 20 charges the secondary battery 11 and the secondary battery 12 in parallel, a switch is used to prevent current from flowing from the VP terminal of the charging circuit 22 to the VN terminal of the charging circuit 21.
  • Reference numeral 42 denotes a body diode connected so that the secondary battery 11 and the secondary battery 12 are connected in series to be opposite to the direction in which current is supplied.
  • the switch 43 is connected between the positive terminal of the secondary battery 13 and the negative terminal of the secondary battery 12, and connects the secondary battery 12 and the secondary battery 13 in series.
  • the switch 43 is, for example, an NMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the minus terminal of the secondary battery 12
  • the drain terminal is connected to the plus terminal of the secondary battery 13
  • the gate terminal is connected to a node N2 of the switching circuit unit 50 described later.
  • the switch 43 includes a body diode, and the switch 43 is opposite to the direction of the current that flows toward the load unit 2 when the secondary battery 12 and the secondary battery 13 are connected in series. Connected in the direction. That is, when the charging circuit unit 20 charges the secondary battery 12 and the secondary battery 13 in parallel, a switch is used to prevent current from flowing from the VP terminal of the charging circuit 23 to the VN terminal of the charging circuit 22. 43, the body diode is connected in a direction opposite to the direction in which the secondary battery 12 and the secondary battery 13 are connected in series to supply current.
  • the switch 42 and the switch 43 are third switches that connect a plurality of secondary batteries 10 (secondary battery 11, secondary battery 12, and secondary battery 13) in series.
  • the switch 41 is a fourth switch that supplies DC power from the plurality of secondary batteries 10 (secondary battery 11, secondary battery 12, and secondary battery 13) to the load unit 2. That is, the serial connection switch unit 40 includes a third switch that connects a plurality of secondary batteries 10 in series, and a fourth switch that supplies DC power from the plurality of secondary batteries 10 to the load unit 2.
  • the switching circuit unit 50 detects whether or not external power is supplied. When the external power is detected, the switching circuit unit 50 cancels the serial connection state of the series connection switch unit 40 and sets the charging operation switch unit 30 to the load unit. 2 and the charging circuit unit 20 are supplied with external power. In addition, the switching circuit unit 50 causes the series connection switch unit 40 to be connected in series when external power is not detected. The switching circuit unit 50 causes the charging circuit 21 and the charging circuit 22 to be in a floating state when no external power is detected.
  • the switching circuit unit 50 includes a resistor 51, a resistor 52, a resistor 53, and a switch 54.
  • the resistor 51 has a first end connected to the IN terminal and a second end connected to the node N1.
  • the resistor 52 has a first end connected to the node N1 and a second end connected to the GND terminal.
  • the resistor 51 and the resistor 52 are connected in series between the IN terminal and the GND terminal.
  • the resistor 53 has a first end connected to the OUT terminal and a second end connected to the node N2.
  • the switch 54 is, for example, an NMOS transistor. In the switch 54, the source terminal is connected to the GND terminal, the drain terminal is connected to the node N2, and the gate terminal is connected to the node N1.
  • the resistor 53 and the switch 54 are connected in series between the OUT terminal and the GND terminal.
  • the node N1 when external power is not supplied to the IN terminal, the node N1 is in an L (Low) state, and the switch 33 and the switch 34 are in an OFF (off) state (non-conduction state).
  • the charging circuit 21 and the charging circuit 22 are brought into a floating state. Further, in this case, the node N1 turns on the switch 41 and the switch 42 to connect the secondary battery 11 and the secondary battery 12 in series and supply DC power from the secondary battery 11 to the load unit 2. . In this case, the node N1 turns off the switch 54.
  • the node N1 rises in voltage and becomes H (High) state, and the switch 33 and the switch 34 are turned on (conductive state). The floating state of the charging circuit 21 and the charging circuit 22 is released. Further, in this case, the node N1 turns off the switch 41 and the switch 42 to separate the secondary battery 11 and the secondary battery 12 and supply DC power from the secondary battery 11 to the load unit 2. Stop. In this case, the node N1 turns on the switch 54.
  • the node N2 is in the H state when the external power is not supplied to the IN terminal, so that the switch 54 is in the OFF state, so that the switch 31 and the switch 32 are in the OFF state.
  • the supply of external power to the load unit 2 and the charging circuit unit 20 is stopped.
  • the node N2 turns on the switch 43 to connect the secondary battery 12 and the secondary battery 13 in series.
  • the node N2 when external power is supplied to the IN terminal, the node N2 is in the L state because the switch 54 is turned on, the voltage is lowered, and the node N2 is in the OFF state.
  • the secondary battery 12 and the secondary battery 13 are separated.
  • the switch 31 and the switch 32 are turned on to supply external power to the load unit 2 and the charging circuit unit 20. Thereby, the charging circuit unit 20 charges each secondary battery 10.
  • the resistor 51 and the resistor 52 connected in series between the IN terminal and the GND terminal described above are a first switching circuit.
  • the first switching circuit detects whether or not external power is detected by a node N1 between the resistor 51 and the resistor 52, and controls each switch.
  • the resistor 53 and the switch 54 connected in series between the OUT terminal and the GND terminal described above are a second switching circuit.
  • the node N1 is connected to the control terminal of the switch 54, and each switch is controlled by the node N2 between the resistor 53 and the switch 54.
  • the node N1 and the node N2 are configured to be in an inverted logic state.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the battery charge / discharge circuit 1 according to the present embodiment.
  • the switching circuit unit 50 of the battery charge / discharge circuit 1 first determines whether or not external power is supplied (step S101). When the external power is supplied (step S101: YES), the switching circuit unit 50 sets the node N1 to the H state and the node N2 to the L state, and advances the process to step S102. Further, when the external power is not supplied (step S101: NO), the switching circuit unit 50 sets the node N1 to the L state and the node N2 to the H state, and advances the processing to step S103.
  • step S102 the switching circuit unit 50 releases the series connection state of the series connection switch unit 40, and causes the charging operation switch unit 30 to be in a state of supplying external power to the load unit 2 and the charging circuit unit 20. After the process of step S102, the switching circuit unit 50 returns to step S101.
  • step S103 the switching circuit unit 50 sets the series connection switch unit 40 in a series connection state, and switches the charging operation switch unit 30 to the charging circuit 21 and the charging circuit 22 in a floating state. After the process of step S103, the switching circuit unit 50 returns to step S101.
  • FIG. 3 is a timing chart showing an example of the operation of the battery charge / discharge circuit 1 according to the present embodiment.
  • the vertical axis indicates the voltage VIN at the IN terminal, the voltage VND1 at the node N1, the state of the switch 33 and the switch 34 (SW33, SW34), the state of the switch 41 and the switch 42 (SW41, SW42) in order from the top.
  • the state 54 of the switch 54, the voltage VND2 of the node N2, the state of the switch 31 and the switch 32 (SW31, SW32), and the state SW43 of the switch 43 are shown.
  • the horizontal axis indicates time.
  • the voltage VND1 of the node N1 is in the L state, and the switch 33, the switch 34, and the switch 54 are in the OFF state (SW33, SW34). , SW54). Further, the switch 41 and the switch 42 are in the ON state (see SW41 and SW42). Further, when the switch 54 is turned off, the voltage VND2 of the node N2 is turned to H state, and the switch 31 and the switch 32 are turned off (see SW31 and SW32). Further, the switch 43 is turned on (see SW43).
  • the state at time T0 is the state of each switch shown in FIG.
  • the battery charge / discharge circuit 1 connects the secondary battery 11, the secondary battery 12, and the secondary battery 13 in series when external power is not supplied to the IN terminal, and connects in series.
  • the DC power output from the secondary battery 11, the secondary battery 12, and the secondary battery 13 is output to the OUT terminal.
  • the battery charging / discharging circuit 1 places the charging circuit 21 and the charging circuit 22 in a floating state so that the charging circuit unit 20 is not operated.
  • the state at time T1 is the state of each switch shown in FIG. As shown in FIG. 5, when external power is supplied to the IN terminal, the battery charge / discharge circuit 1 cancels the series connection of the secondary battery 11, the secondary battery 12, and the secondary battery 13, The external power supplied from the IN terminal is output to the OUT terminal. Further, the battery charge / discharge circuit 1 operates the charging circuit unit 20 by supplying external power to the charging circuit unit 20. Thereby, the charging circuit unit 20 charges each of the secondary battery 11, the secondary battery 12, and the secondary battery 13 individually.
  • the voltage VND1 of the node N1 of the battery charge / discharge circuit 1 becomes the L state. Again, the state becomes the same as that at time T0 described above.
  • the period from time T0 to time T1 and the period after time T2 correspond to the period during which no external power is supplied to the IN terminal (discharge state ST1), and from time T1 to time T2.
  • the period corresponds to a period (charged state ST2) in which external power is supplied to the IN terminal.
  • the battery charge / discharge circuit 1 includes the charging circuit unit 20, the series connection switch unit 40, the charging operation switch unit 30, and the switching circuit unit 50.
  • the charging circuit unit 20 can charge a plurality of secondary batteries in parallel and individually.
  • the series connection switch unit 40 connects a plurality of secondary batteries in series, and supplies DC power to the load unit 2 from the plurality of secondary batteries connected in series.
  • the charging operation switch unit 30 supplies external power, which is DC power supplied from the outside, to the load unit 2 and the charging circuit unit 20 to operate the charging circuit unit 20.
  • the switching circuit unit 50 detects whether or not external power is supplied. When the external power is detected, the switching circuit unit 50 cancels the serial connection state of the series connection switch unit 40 and sets the charging operation switch unit 30 to the load unit. 2 and the charging circuit unit 20 are supplied with external power.
  • the switching circuit unit 50 causes the series connection switch unit 40 to be connected in series when external power is not detected.
  • the battery charging / discharging circuit 1 according to the present embodiment is complicated because the switching circuit unit 50 determines whether external power is supplied and automatically switches between the charging state ST2 and the discharging state ST1. A simple control circuit is not required. Therefore, the battery charging / discharging circuit 1 according to the present embodiment can automatically switch the connection of the secondary battery 10 between charging and discharging with a simple configuration.
  • the charging operation switch unit 30 includes a first switch (for example, the switch 33 and the switch 34) that brings the charging circuit 21 and the charging circuit 22 into a floating state.
  • the switching circuit unit 50 causes the charging circuit unit 20 to be in a floating state when the external power is not detected, and causes the first switch to be in a floating state.
  • the battery charging / discharging circuit 1 by this embodiment can isolate
  • the charging operation switch unit 30 includes a second switch (for example, a switch 31) that supplies external power to the load unit 2.
  • the series connection switch unit 40 includes a third switch (for example, the switch 42 and the switch 43) that connects the plurality of secondary batteries 10 in series, and a second switch that supplies DC power from the plurality of secondary batteries 10 to the load unit 2. 4 switches (for example, switch 41).
  • the second switch and the fourth switch are connected so that the body diode is in the forward direction toward the load unit 2.
  • the third switch is connected so that the body diode is in a direction opposite to the direction of current flowing toward the load portion 2 when the plurality of secondary batteries 10 are connected in series.
  • the body diodes of the second switch and the fourth switch are connected so as to be in the forward direction toward the load unit 2, so that the battery charging / discharging circuit 1 according to the present embodiment has the external power and the secondary battery 10 connected to each other. Either the output power or the output power can always be supplied to the load unit 2.
  • the battery charge / discharge circuit 1 can appropriately switch the connection of the secondary battery 10 while reliably supplying power to the load unit 2.
  • the series connection switch unit 40 includes a plurality of third switches.
  • the lowest switch for example, the switch 43
  • the battery charge / discharge circuit 1 has a voltage obtained by adding the voltages of the secondary batteries 10 as the gate voltage of the NMOS transistor even when the voltage of the secondary battery 10 decreases.
  • a plurality of secondary batteries 10 can be reliably connected in series.
  • the switching circuit unit 50 includes a first switching circuit and a second switching circuit.
  • the first switching circuit includes a resistor 51 and a resistor 52 connected in series between the IN terminal and the GND terminal, and external power is supplied by a node N1 (voltage) between the resistor 51 and the resistor 52. It is detected whether it is detected, and the charging operation switch unit 30 and the series connection switch unit 40 are controlled.
  • the second switching circuit includes a resistor 53 and a switch 54 connected in series between the OUT terminal and the GND terminal, and the node N1 is connected to the control terminal of the switch 54.
  • the second switching circuit controls the charging operation switch unit 30 and the series connection switch unit 40 by a node N2 (voltage) between the resistor 53 and the switch 54.
  • the node N1 and the node N2 are configured to have an inverted logic state.
  • the battery charging / discharging circuit 1 automatically connects the secondary battery 10 at the time of charging and discharging by a simple circuit of three resistance elements and one switch (switch 54). Can be switched. Further, the battery charging / discharging circuit 1 according to the present embodiment can be configured without a switch or a diode in the charging path of the charging circuit unit 20 (VP terminal-secondary battery 10-VN terminal path). The inductor component and impedance component of the path can be reduced. Therefore, the battery charge / discharge circuit 1 according to the present embodiment can improve the accuracy of the battery voltage monitor when the secondary battery 10 is rapidly charged.
  • the electronic device 100 according to the present embodiment includes the battery charging / discharging circuit 1 described above and an electronic circuit that executes a predetermined process as the load unit 2.
  • the electronic device 100 according to the present embodiment has the same effect as the battery charging / discharging circuit 1 described above, and can automatically switch the connection of the secondary battery 10 between charging and discharging with a simple configuration. it can.
  • the battery charging / discharging method by this embodiment is a battery charging / discharging method of the battery charging / discharging circuit 1 provided with the charging circuit part 20, the serial connection switch part 40, and the charge operation switch part 30 mentioned above, A detection step, a first switching step, and a second switching step.
  • the detection step the switching circuit unit 50 detects whether or not external power is supplied.
  • the switching circuit unit 50 cancels the state of the series connection switch unit 40 connected in series, and the charging operation switch unit 30 is connected to the load unit 2 and the charging circuit unit 20.
  • the switching circuit unit 50 causes the series connection switch unit 40 to be connected in series when the external power is not detected.
  • the battery charging / discharging method by this embodiment has an effect similar to the battery charging / discharging circuit 1 mentioned above, and switches the connection of the secondary battery 10 between charge and discharge automatically with a simple configuration. Can do.
  • FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an example of the battery charge / discharge circuit 1a according to the second embodiment.
  • the battery charging / discharging circuit 1a includes a charging circuit unit 20, a charging operation switch unit 30, a series connection switch unit 40, and a switching circuit unit 50a.
  • the electronic device 100a according to the present embodiment includes a battery charge / discharge circuit 1a, a load unit 2, and a plurality of secondary batteries 10.
  • the switching circuit unit 50a includes a socket 55 to which an AC adapter that supplies DC power from a commercial power supply is connected will be described.
  • FIG. 6 the same components as those in FIG.
  • the switching circuit unit 50 a includes a resistor 51, a resistor 52, a resistor 53, a switch 54, and a socket 55.
  • the switching circuit unit 50a has the same basic configuration as the switching circuit unit 50a of the first embodiment described above except that the switching circuit unit 50a includes a socket 55.
  • the socket 55 includes a power input terminal IN, a ground terminal 551, and a connection detection terminal 552.
  • the ground terminal 551 is connected to the GND terminal of the battery charge / discharge circuit 1a.
  • the ground terminal 551 is configured to be deformed when the AC adapter is connected to the socket 55, and is configured to contact the connection detection terminal 552 when the AC adapter is not connected to the socket 55. Yes. Further, the ground terminal 551 is configured to be deformed when the AC adapter is connected to the socket 55, so that the contact with the connection detection terminal 552 is released and the connection detection terminal 552 is electrically separated. Yes.
  • connection detection terminal 552 is connected to the node N1, and is configured to be connected to the GND terminal via the ground terminal 551 when the AC adapter is not connected to the socket 55.
  • the connection detection terminal 552 is in a floating state when the AC adapter is connected to the socket 55.
  • connection detection terminal 552 is connected to the GND terminal via the ground terminal 551 when the AC adapter is not connected to the socket 55. Therefore, the node N1 is fixed to the L state. Further, when the AC adapter is connected to the socket 55, the connection detection terminal 552 is released from contact with the ground terminal 551, and the node N1 is connected to the external power supplied from the AC adapter. It becomes H state.
  • the battery charging / discharging circuit 1a according to the present embodiment includes the switching circuit unit 50a, and the switching circuit unit 50a connects the node N1 to the GND terminal when the AC adapter is not connected. Is provided.
  • the battery charging / discharging circuit 1a according to the present embodiment can reliably fix the node N1 in the L state when the external power is not supplied. Therefore, since the battery charging / discharging circuit 1a according to the present embodiment can reduce malfunction due to noise or the like by the socket 55, the connection of the secondary battery 10 can be switched more reliably between charging and discharging.
  • FIG. 7 is a configuration diagram illustrating an example of a battery charge / discharge circuit 1b according to the third embodiment.
  • the battery charge / discharge circuit 1b includes a charging circuit unit 20, a charging operation switch unit 30a, a series connection switch unit 40a, and a switching circuit unit 50.
  • the electronic device 100b according to the present embodiment includes a battery charge / discharge circuit 1b, a load unit 2, and a plurality of secondary batteries 10.
  • the charging operation switch unit 30 a includes a switch 31, a switch 32, a switch 33, a switch 34, and a switch 35.
  • the switch 35 is connected between the GND terminal and the VSS terminal of the charging circuit 23 to place the charging circuit 23 in a floating state.
  • the switch 35 is, for example, an NMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the GND terminal
  • the drain terminal is connected to the VSS terminal of the charging circuit 23
  • the gate terminal is connected to the node N 1 of the switching circuit unit 50.
  • the switch 33, the switch 34, and the switch 35 are first switches that bring the charging circuit unit 20 into a floating state.
  • the serial connection switch unit 40 a includes a switch 41, a switch 42, a switch 43, and a switch 44.
  • the switch 44 is connected between the negative terminal of the secondary battery 13 and the GND terminal, and connects the secondary battery 10 connected in series with the GND terminal.
  • the switch 44 is, for example, an NMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the GND terminal
  • the drain terminal is connected to the minus terminal of the secondary battery 13
  • the gate terminal is connected to the node N2 of the switching circuit unit 50 described later.
  • the switch 44 includes a body diode, and the switch 44 is connected so that the body diode is in a direction to supply DC power from the secondary battery 10 connected in series to the load unit 2.
  • the switch 41 and the switch 44 are fourth switches that supply DC power from the plurality of secondary batteries 10 (secondary battery 11, secondary battery 12, and secondary battery 13) to the load unit 2.
  • the switching circuit unit 50 in the present embodiment turns off the switch 31, the switch 32, the switch 33, the switch 34, the switch 35, and the switch 54 when the external power is not supplied. In this case, the switching circuit unit 50 turns on the switch 41, the switch 42, the switch 43, and the switch 44.
  • the switching circuit unit 50 turns on the switch 31, the switch 32, the switch 33, the switch 34, the switch 35, and the switch 54 when external power is supplied. In this case, the switching circuit unit 50 turns off the switch 41, the switch 42, the switch 43, and the switch 44.
  • the basic operation of the battery charge / discharge circuit 1b according to this embodiment is the same as that of the first embodiment described above. The description is omitted here.
  • the battery charge / discharge circuit 1b includes the charging operation switch unit 30a and the series connection switch unit 40a.
  • the charging operation switch unit 30a includes a switch 35 (first switch) that brings the charging circuit 23 into a floating state
  • the series connection switch unit 40a includes a switch 44 (fourth switch) that connects or separates the secondary battery 13 from the GND terminal. Switch).
  • the battery charging / discharging circuit 1b according to the present embodiment can place the charging circuit 23 in a floating state during discharging, and can further reduce power consumption. Moreover, the battery charging / discharging circuit 1b according to the present embodiment can reliably supply DC power from the secondary battery 10 connected in series to the load unit 2 during discharging.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of a battery charge / discharge circuit 1c according to the fourth embodiment.
  • the battery charging / discharging circuit 1c includes a charging circuit unit 20a, a charging operation switch unit 30b, a series connection switch unit 40b, and a switching circuit unit 50.
  • the electronic device 100c according to the present embodiment includes a battery charge / discharge circuit 1c, a load unit 2, and a plurality (four) of secondary batteries 10.
  • the present embodiment is an example of a case where the battery charge / discharge circuit 1 of the first embodiment including three secondary batteries 10 is made to correspond to four secondary batteries 10.
  • the same components as those in FIG. 8 are identical to FIG. 8.
  • the secondary battery 11, the secondary battery 12, the secondary battery 13, and the secondary battery 14 have the same configuration, and indicate any secondary battery included in the electronic device 100c, or when they are not particularly distinguished from each other. Will be described as a secondary battery 10.
  • the charging circuit unit 20 a includes a charging circuit 21, a charging circuit 22, a charging circuit 23, and a charging circuit 24.
  • the charging circuit 21, the charging circuit 22, the charging circuit 23, and the charging circuit 24 have the same configuration.
  • the charging circuit 24 is connected to the secondary battery 14 and charges the secondary battery 14 when external power is supplied to the charging circuit unit 20a.
  • the VP terminal and the positive terminal of the secondary battery 14 are connected, and the VN terminal and the negative terminal of the secondary battery 14 are connected. It is assumed that the charging circuit 21, the charging circuit 22, the charging circuit 23, and the charging circuit 24 are respectively connected to the VSS terminal and the VN terminal via a low resistance or the like.
  • the charging operation switch unit 30 b includes a switch 31, a switch 32, a switch 33, a switch 34, and a switch 35.
  • the switch 35 is connected between the GND terminal and the VSS terminal of the charging circuit 23 to place the charging circuit 23 in a floating state.
  • the switch 35 is, for example, an NMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the GND terminal
  • the drain terminal is connected to the VSS terminal of the charging circuit 23
  • the gate terminal is connected to the node N 1 of the switching circuit unit 50.
  • the switch 33, the switch 34, and the switch 35 are first switches that bring the charging circuit 21, the charging circuit 22, and the charging circuit 23 into a floating state.
  • the VSS terminal of the charging circuit 24 is connected to the GND terminal without going through a switch.
  • the serial connection switch unit 40 b includes a switch 41, a switch 42, a switch 43, and a switch 45.
  • the switch 43 in this embodiment is connected between the positive terminal of the secondary battery 13 and the negative terminal of the secondary battery 12, and connects the secondary battery 12 and the secondary battery 13 in series.
  • the switch 43 is, for example, a PMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the plus terminal of the secondary battery 13
  • the drain terminal is connected to the minus terminal of the secondary battery 12
  • the gate terminal is connected to a node N1 of the switching circuit unit 50 described later.
  • the switch 43 includes a body diode, and the switch 43 is opposite to the direction of the current that flows toward the load unit 2 when the secondary battery 12 and the secondary battery 13 are connected in series. Connected in the direction.
  • the switch 45 is connected between the positive terminal of the secondary battery 14 and the negative terminal of the secondary battery 13 and connects the secondary battery 13 and the secondary battery 14 in series.
  • the switch 45 is, for example, an NMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the minus terminal of the secondary battery 13
  • the drain terminal is connected to the plus terminal of the secondary battery 14
  • the gate terminal is connected to the node N 2 of the switching circuit unit 50.
  • the switch 45 includes a body diode, and the switch 45 is opposite to the direction of the current that flows toward the load unit 2 when the secondary battery 13 and the secondary battery 14 are connected in series. Connected in the direction.
  • the switch 42, the switch 43, and the switch 45 are third switches that connect a plurality of secondary batteries 10 (secondary battery 11, secondary battery 12, secondary battery 13, and secondary battery 14) in series. .
  • the switching circuit unit 50 in the present embodiment turns off the switch 31, the switch 32, the switch 33, the switch 34, the switch 35, and the switch 54 when the external power is not supplied. In this case, the switching circuit unit 50 turns on the switch 41, the switch 42, the switch 43, and the switch 45.
  • the switching circuit unit 50 turns on the switch 31, the switch 32, the switch 33, the switch 34, the switch 35, and the switch 54 when external power is supplied. In this case, the switching circuit unit 50 turns off the switch 41, the switch 42, the switch 43, and the switch 45.
  • movement of the battery charging / discharging circuit 1c by this embodiment is the same as that of 1st Embodiment mentioned above. The description is omitted here.
  • the battery charge / discharge circuit 1c according to the present embodiment includes the charging circuit unit 20a, the charging operation switch unit 30b, and the series connection switch unit 40b.
  • the battery charge / discharge circuit 1c according to the present embodiment has the same effects as those of the first embodiment described above, and the connection of the secondary battery 10 is automatically switched between charging and discharging with a simple configuration. be able to.
  • FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of a battery charge / discharge circuit 1d according to the fifth embodiment.
  • the battery charging / discharging circuit 1d includes a charging circuit unit 20b, a charging operation switch unit 30c, a series connection switch unit 40c, and a switching circuit unit 50.
  • the electronic device 100d according to the present embodiment includes a battery charging / discharging circuit 1d, a load unit 2, and a plurality (four) of secondary batteries 10.
  • FIG. 9 the same components as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the charging circuit unit 20 b includes a charging circuit 25 and a charging circuit 26.
  • the charging circuit 25 and the charging circuit 26 have the same configuration and can charge two secondary batteries in parallel and individually.
  • the charging circuit 25 is connected to the secondary battery 11 and the secondary battery 12 and charges the secondary battery 11 and the secondary battery 12 when external power is supplied to the charging circuit unit 20b.
  • the VP2 terminal and the positive terminal of the secondary battery 11 are connected, and the VP1 terminal and the positive terminal of the secondary battery 12 are connected.
  • the VP1 terminal is connected to the negative terminal of the secondary battery 11 via the switch 42, and the VN1 terminal is connected to the negative terminal of the secondary battery 12, and the secondary terminal via the switch 46 described later.
  • the battery 11 is connected to the negative terminal.
  • the charging circuit 26 is connected to the secondary battery 13 and the secondary battery 14, and charges the secondary battery 13 and the secondary battery 14 when external power is supplied to the charging circuit unit 20b.
  • the VP2 terminal and the positive terminal of the secondary battery 13 are connected, and the VP1 terminal and the positive terminal of the secondary battery 14 are connected.
  • the VP1 terminal is connected to the negative terminal of the secondary battery 13 via the switch 45, and the VN1 terminal is connected to the negative terminal of the secondary battery 14, and the secondary terminal via the switch 47 described later.
  • the negative terminal of the battery 13 is connected.
  • Each of the charging circuit 25 and the charging circuit 26 has a VSS terminal and a VN1 terminal connected to each other through a low resistance or the like.
  • the charging operation switch unit 30 c includes a switch 31, a switch 32, a switch 33, and a switch 36.
  • the switch 32 and the switch 33 in this embodiment are connected to the charging circuit 25 instead of the charging circuit 21 described above.
  • the switch 36 is connected between the IN terminal (power input terminal) and the VDD terminal of the charging circuit 26.
  • the switch 36 is, for example, a PMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the VDD terminal
  • the drain terminal is connected to the IN terminal
  • the gate terminal is connected to the node N 2 of the switching circuit unit 50.
  • the switch 36 includes a body diode, and the switch 36 is connected so that the body diode is in a forward direction from the IN terminal toward the VDD terminal of the charging circuit 26.
  • the switch 33 is a first switch that brings the charging circuit 25 into a floating state.
  • the VSS terminal of the charging circuit 26 is connected to the GND terminal without going through a switch.
  • the serial connection switch unit 40 c includes a switch 41, a switch 42, a switch 43, a switch 45, a switch 46, and a switch 47.
  • the switch 46 is connected between the negative terminal of the secondary battery 11 and the VN1 terminal of the charging circuit 25, and connects the negative terminal of the secondary battery 11 and the VN1 terminal of the charging circuit 25 during charging.
  • the switch 46 is, for example, an NMOS transistor. In the switch 46, the source terminal is connected to the VN 1 terminal of the charging circuit 25, the drain terminal is connected to the negative terminal of the secondary battery 11, and the gate terminal is connected to the node N 1 of the switching circuit unit 50.
  • the switch 47 is connected between the negative terminal of the secondary battery 13 and the VN1 terminal of the charging circuit 26, and connects the negative terminal of the secondary battery 13 and the VN1 terminal of the charging circuit 26 during charging.
  • the switch 47 is, for example, an NMOS transistor.
  • the source terminal is connected to the VN 1 terminal of the charging circuit 26
  • the drain terminal is connected to the negative terminal of the secondary battery 13
  • the gate terminal is connected to the node N 1 of the switching circuit unit 50.
  • the switching circuit unit 50 in the present embodiment turns off the switch 31, the switch 32, the switch 33, the switch 36, the switch 46, the switch 47, and the switch 54 when no external power is supplied. In this case, the switching circuit unit 50 turns on the switch 41, the switch 42, the switch 43, and the switch 45.
  • the switching circuit unit 50 turns on the switch 31, the switch 32, the switch 33, the switch 36, the switch 46, the switch 47, and the switch 54 when external power is supplied. In this case, the switching circuit unit 50 turns off the switch 41, the switch 42, the switch 43, and the switch 45.
  • the basic operation of the battery charge / discharge circuit 1d according to this embodiment is the same as that of the first and fourth embodiments described above. The description is omitted here.
  • the battery charging / discharging circuit 1d according to the present embodiment includes the charging circuit unit 20b, the charging operation switch unit 30c, and the series connection switch unit 40c.
  • the battery charging / discharging circuit 1d according to the present embodiment has the same effects as those of the first and fourth embodiments described above, and the connection of the secondary battery 10 can be performed during charging and discharging with a simple configuration. It can be switched automatically.
  • the electronic device 100 (100a to 100d) has been described as an example of a device such as a guitar amplifier, but may be an electronic device used for other purposes. Further, the electronic apparatus 100 (100a to 100d) may be a musical instrument 3 including a battery charge / discharge circuit 1 (1a to 1d) as shown in FIG.
  • FIG. 10 is a configuration diagram showing an example of the musical instrument 3 including the battery charge / discharge circuit 1 (1a to 1d) described above.
  • the musical instrument 3 shown in this figure is, for example, a guitar with a built-in amplifier, and includes a battery charging / discharging circuit 1 (1a to 1d) and an electronic circuit that executes electronic processing of the musical instrument 3 as a load unit 2.
  • the musical instrument 3 has the same effect as the battery charging / discharging circuit 1 (1a to 1d) described above, and can automatically switch the connection of the secondary battery 10 between charging and discharging with a simple configuration. it can.
  • the musical instrument 3 may be applied to musical instruments other than an amplifier built-in guitar.
  • each of the second and third embodiments may be applied to other embodiments.
  • the example in which the number of the secondary batteries 10 is three or four has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the number of the secondary batteries 10 is two or five or more. You may apply to.
  • part or all of the functions of the battery charge / discharge circuit 1 (1a to 1d) described above may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration).
  • an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to the advancement of semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology may be used.

Abstract

電池充放電回路は、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、複数の2次電池を直列接続し、直列接続された複数の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負荷部及び充電回路部に供給し、充電回路部を動作させる充電動作スイッチ部と、外部電力が供給されたか否かを検出し、外部電力が検出された場合に、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、充電動作スイッチ部を負荷部及び充電回路部に外部電力を供給する状態にさる切替回路部と、を備える。

Description

電池充放電回路、電子機器、楽器、及び電池充放電方法
 本発明は、電池充放電回路、電子機器、楽器、及び電池充放電方法に関する。
 近年、充電時に2次電池を並列に接続し、放電時に2次電池を直列に接続する技術が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2を参照)。
特許第4075260号公報 特開2008-148287号公報
 しかしながら、上述した従来技術では、2次電池を並列又は直列に接続するために複雑な制御回路を必要とし、簡易な構成により自動で、2次電池の接続を切り替えることは困難であった。
 本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、簡易な構成により、2次電池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電池充放電回路、電子機器、楽器、及び電池充放電方法を提供することにある。
 上記問題を解決するために、本発明の一態様は、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である。
 また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路において、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ようにしてもよい。
 また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路において、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スイッチをさせるようにしてもよい。
 また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路において、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ようにしてもよい。
 また、本発明の一態様は、上記の電池充放電回路において、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ようにしてもよい。
 また、本発明の一態様は、上記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、を備える電子機器である。
 また、本発明の一態様は、上記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、を備える楽器である。
 また、本発明の一態様は、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である。
 本発明によれば、簡易な構成により、2次電池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。
第1の実施形態による電池充放電回路の一例を示す構成図である。 第1の実施形態による電池充放電回路の動作の一例を示すフローチャートである。 第1の実施形態による電池充放電回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。 第1の実施形態における外部電力が供給されていない場合のスイッチ状態を説明する図である。 第1の実施形態における外部電力が供給されている場合のスイッチ状態を説明する図である。 第2の実施形態による電池充放電回路の一例を示す構成図である。 第3の実施形態による電池充放電回路の一例を示す構成図である。 第4の実施形態による電池充放電回路の一例を示す構成図である。 第5の実施形態による電池充放電回路の一例を示す構成図である。 電池充放電回路を備える楽器の一例を示す構成図である。
 以下、本発明の実施形態による電池充放電回路及び電子機器について、図面を参照して説明する。
 [第1の実施形態]
 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。
 なお、2次電池11、2次電池12、及び2次電池13は、同一の構成であり、電子機器100が備える任意の2次電池を示す場合、又は特に区別しない場合には、2次電池10として説明する。
 2次電池10は、例えば、ニッケル水素電池のような充放電可能な電池である。
 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。
 充電回路部20は、複数(例えば、3個以上)の2次電池を並列、且つ個別に充電可能に構成されている。充電回路部20は、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23とを備える。なお、本実施形態において、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23とは、同一の構成である。
 充電回路21は、2次電池11に接続され、外部から供給される直流電力である外部電力が充電回路部20に供給された際に、2次電池11を充電する。充電回路21において、VP端子と2次電池11のプラス端子(正極端子)とが接続され、VN端子と2次電池11のマイナス端子(負極端子)とが接続されている。
 充電回路22は、2次電池12に接続され、外部電力が充電回路部20に供給された際に、2次電池12を充電する。充電回路22において、VP端子と2次電池12のプラス端子とが接続され、VN端子と2次電池12のマイナス端子とが接続されている。
 充電回路23は、2次電池13に接続され、外部電力が充電回路部20に供給された際に、2次電池13を充電する。充電回路23において、VP端子と2次電池13のプラス端子とが接続され、VN端子と2次電池13のマイナス端子とが接続されている。
 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。
 充電動作スイッチ部30は、外部電力を負荷部2及び充電回路部20に供給し、充電回路部20を動作させる。充電動作スイッチ部30は、外部電力が電池充放電回路1に供給された際に、外部電力を負荷部2及び充電回路部20に供給する。また、充電動作スイッチ部30は、外部電力が電池充放電回路1に供給されていない場合に、充電回路21及び充電回路22(充電回路部20の一部)をフローティング状態にする。ここで、フローティング状態とは、例えば、非接地状態、又は、電気的に遮断された状態のことである。充電動作スイッチ部30は、スイッチ31と、スイッチ32と、スイッチ33と、スイッチ34とを備える。
 スイッチ31は、IN端子(電力入力端子)と、OUT端子(出力端子)との間に接続され、負荷部2に外部電力を供給する。スイッチ31は、例えば、PチェンネルMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect. Transistor、以下、PMOSトランジスタということがある)である。スイッチ31において、ソース端子がOUT端子に接続され、ドレイン端子がIN端子に接続され、ゲート端子(制御端子)が後述する切替回路部50のノードN2に接続されている。
 また、スイッチ31は、寄生ダイオードであるボディーダイオードを備えており、スイッチ31は、当該ボディーダイオードが、IN端子からOUT端子に向って(負荷部2に向って)順方向になるように接続されている。
 スイッチ32は、IN端子と、充電回路部20のVDD端子との間に接続され、充電回路部20に外部電力を供給する。スイッチ32は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ32において、ソース端子が充電回路部20のVDD端子に接続され、ドレイン端子がIN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。
 また、スイッチ32は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ32は、当該ボディーダイオードが、IN端子から充電回路部20のVDD端子に向って順方向になるように接続されている。
 スイッチ33は、GND端子(基準電位端子)と、充電回路21のVSS端子との間に接続され、充電回路21をフローティング状態にする。スイッチ33は、例えば、NチェンネルMOSFET(以下、NMOSトランジスタということがある)である。スイッチ33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21のVSS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。
 スイッチ34は、GND端子と、充電回路22のVSS端子との間に接続され、充電回路22をフローティング状態にする。スイッチ34は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ34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22のVSS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33及びスイッチ34は、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にする第1スイッチである。また、スイッチ31は、外部電力を負荷部2に供給する第2スイッチである。すなわち、充電動作スイッチ部30は、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にする第1スイッチと、外部電力を負荷部2に供給する第2スイッチとを備える。
 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。
 直列接続スイッチ部40は、複数の2次電池10を直列接続し、直列接続された複数の2次電池10から負荷部2に直流電力を供給する。また、直列接続スイッチ部40は、スイッチ41と、スイッチ42と、スイッチ43とを備える。
 スイッチ41は、2次電池11のプラス端子と、OUT端子との間に接続され、直列接続された複数の2次電池10から負荷部2に外部電力を供給する。スイッチ41は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ41において、ソース端子がOUT端子に接続され、ドレイン端子が2次電池11のプラス端子に接続され、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。
 また、スイッチ41は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ41は、当該ボディーダイオードが、2次電池11のプラス端子からOUT端子に向って(負荷部2に向って)順方向になるように接続されている。
 スイッチ42は、2次電池12のプラス端子と、2次電池11のマイナス端子との間に接続され、2次電池11と2次電池12とを直列接続する。スイッチ42は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ42において、ソース端子が2次電池12のプラス端子に接続され、ドレイン端子が2次電池11のマイナス端子に接続され、ゲート端子が後述する切替回路部50のノードN1に接続されている。
 また、スイッチ42は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ42は、当該ボディーダイオードが、2次電池11と2次電池12とが直列接続された際に負荷部2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。すなわち、充電回路部20が2次電池11と2次電池12とを並列に充電する際に、充電回路22のVP端子から充電回路21のVN端子に電流が流れ込まないようにするために、スイッチ42は、ボディーダイオードが、2次電池11と2次電池12とが直列接続されて電流を供給する方向の逆方向になるように接続されている。
 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、NMOS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12のマイナス端子に接続され、ドレイン端子が2次電池13のプラス端子に接続され、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。
 また、スイッチ43は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ43は、当該ボディーダイオードが、2次電池12と2次電池13とが直列接続された際に負荷部2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。すなわち、充電回路部20が2次電池12と2次電池13とを並列に充電する際に、充電回路23のVP端子から充電回路22のVN端子に電流が流れ込まないようにするために、スイッチ43は、ボディーダイオードが、2次電池12と2次電池13とが直列接続されて電流を供給する方向の逆方向になるように接続されている。
 なお、スイッチ42とスイッチ43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)を直列接続する第3スイッチである。また、スイッチ41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。すなわち、直列接続スイッチ部40は、複数の2次電池10を直列接続する第3スイッチと、複数の2次電池10から負荷部2に直流電力を供給する第4スイッチとを備える。
 切替回路部50は、外部電力が供給されたか否かを検出し、外部電力が検出された場合に、直列接続スイッチ部40の直列接続した状態を解除させるとともに、充電動作スイッチ部30を負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給する状態にさせる。また、切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、直列接続スイッチ部40を直列接続した状態にさせる。また、切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にさせる。
 また、切替回路部50は、抵抗51と、抵抗52と、抵抗53と、スイッチ54とを備える。
 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。
 抵抗53は、第1端がOUT端子に接続され、第2端がノードN2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。
 切替回路部50において、ノードN1は、IN端子に外部電力が供給されていない場合に、L(Low)状態になり、スイッチ33及びスイッチ34をOFF(オフ)状態(非導通状態)にして、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にする。また、この場合、ノードN1は、スイッチ41及びスイッチ42をON状態にして、2次電池11と2次電池12とを直列接続させるとともに、2次電池11から負荷部2に直流電力を供給させる。また、この場合、ノードN1は、スイッチ54をOFF状態にする。
 また、ノードN1は、IN端子に外部電力が供給された場合に、電圧が上昇して、H(High)状態になり、スイッチ33及びスイッチ34をON(オン)状態(導通状態)にして、充電回路21及び充電回路22のフローティング状態を解除する。また、この場合、ノードN1は、スイッチ41及びスイッチ42をOFF状態にして、2次電池11と2次電池12とを分離させるとともに、2次電池11から負荷部2への直流電力の供給を停止させる。また、この場合、ノードN1は、スイッチ54をON状態にする。
 また、切替回路部50において、ノードN2は、IN端子に外部電力が供給されていない場合に、スイッチ54がOFF状態になるため、H状態になり、スイッチ31及びスイッチ32をOFF状態にして、負荷部2及び充電回路部20への外部電力の供給を停止させる。また、この場合、ノードN2は、スイッチ43をON状態にして、2次電池12と2次電池13とを直列接続させる。
 また、ノードN2は、IN端子に外部電力が供給された場合に、スイッチ54をON状態になることで、電圧が低下して、L状態になり、ノードN2は、スイッチ43をOFF状態にして、2次電池12と2次電池13とを分離させる。また、この場合、スイッチ31及びスイッチ32をON状態にして、負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給させる。これにより、充電回路部20が、各2次電池10を充電する。
 なお、上述したIN端子とGND端子との間に直列に接続されている抵抗51と抵抗52とは、第1の切替回路である。第1の切替回路は、抵抗51と抵抗52との間のノードN1により、外部電力が検出されているか否かを検出し、且つ、各スイッチを制御する。また、上述したOUT端子とGND端子との間に直列に接続されている抵抗53とスイッチ54とは、第2の切替回路である。第2の切替回路は、ノードN1がスイッチ54の制御端子に接続され、抵抗53とスイッチ54との間のノードN2により、各スイッチを制御する。また、ノードN1とノードN2とは、反転した論理状態になるように、構成されている。
 次に、図面を参照して、本実施形態による電池充放電回路1について説明する。
 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2において、電池充放電回路1の切替回路部50は、まず、外部電力が供給されたか否かを判定する(ステップS101)。切替回路部50は、外部電力が供給された場合(ステップS101:YES)に、ノードN1をH状態に、且つ、ノードN2をL状態にして、処理をステップS102に進める。また、切替回路部50は、外部電力が供給されていない場合(ステップS101:NO)に、ノードN1をL状態に、且つ、ノードN2をH状態にして、処理をステップS103に進める。
 ステップS102において、切替回路部50は、直列接続スイッチ部40の直列接続状態を解除し、充電動作スイッチ部30を負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給させる状態にする。ステップS102の処理後に、切替回路部50は、ステップS101に戻す。
 ステップS103において、切替回路部50は、直列接続スイッチ部40を直列接続状態にし、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態に充電動作スイッチ部30を切り替える。ステップS103の処理後に、切替回路部50は、ステップS101に戻す。
 次に、図3から図5を参照して、電池充放電回路1の動作の詳細について説明する。
 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。
 図3において、縦軸は、上から順に、IN端子の電圧VIN、ノードN1の電圧VND1、スイッチ33及びスイッチ34の状態(SW33,SW34)、スイッチ41及びスイッチ42の状態(SW41,SW42)、スイッチ54の状態SW54、ノードN2の電圧VND2、スイッチ31及びスイッチ32の状態(SW31,SW32)、及びスイッチ43の状態SW43を示している。また、横軸は、時間を示している。
 時刻T0において、IN端子に外部電力が供給されていない状態であり、ノードN1の電圧VND1は、L状態であり、スイッチ33及びスイッチ34と、スイッチ54とが、OFF状態である(SW33,SW34,SW54を参照)。また、スイッチ41及びスイッチ42が、ON状態である(SW41,SW42を参照)。さらに、スイッチ54が、OFF状態になることで、ノードN2の電圧VND2が、H状態になり、スイッチ31及びスイッチ32が、OFF状態になる(SW31,SW32を参照)。また、スイッチ43が、ON状態になる(SW43を参照)。
 この時刻T0の状態は、図4に示す各スイッチの状態である。図4に示すように、電池充放電回路1は、IN端子に外部電力が供給されていない場合に、2次電池11、2次電池12、及び2次電池13を直列接続して、直列接続した2次電池11、2次電池12、及び2次電池13が出力する直流電力をOUT端子に出力する。また、電池充放電回路1は、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にして、充電回路部20を動作させない状態にする。
 図3の説明に戻り、時刻T1において、IN端子に外部電力が供給されると(電圧VINを参照)、電池充放電回路1のノードN1の電圧VND1が、H状態になり、スイッチ33及びスイッチ34と、スイッチ54とが、ON状態になる(SW33,SW34,SW54を参照)。また、スイッチ41及びスイッチ42が、OFF状態になる(SW41,SW42を参照)。さらに、スイッチ54が、ON状態になることで、ノードN2の電圧VND2が、L状態になり、スイッチ31及びスイッチ32が、ON状態になる(SW31,SW32を参照)。また、スイッチ43が、OFF状態になる(SW43を参照)。
 この時刻T1の状態は、図5に示す各スイッチの状態である。図5に示すように、電池充放電回路1は、IN端子に外部電力が供給されている場合に、2次電池11、2次電池12、及び2次電池13の直列接続を解除して、IN端子から供給された外部電力をOUT端子に出力する。また、電池充放電回路1は、充電回路部20に外部電力を供給して、充電回路部20を動作させる。これにより、充電回路部20は、2次電池11、2次電池12、及び2次電池13のそれぞれを個別に充電する。
 再び、図3の説明に戻り、時刻T2において、IN端子への外部電力の供給が停止されると(電圧VINを参照)、電池充放電回路1のノードN1の電圧VND1が、L状態になり、再び、上述した時刻T0と同様の状態になる。
 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。
 以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路1は、充電回路部20と、直列接続スイッチ部40と、充電動作スイッチ部30と、切替回路部50と、を備える。充電回路部20は、複数の2次電池を並列、且つ個別に充電可能である。直列接続スイッチ部40は、複数の2次電池を直列接続し、直列接続された複数の2次電池から負荷部2に直流電力を供給する。充電動作スイッチ部30は、外部から供給される直流電力である外部電力を負荷部2及び充電回路部20に供給し、充電回路部20を動作させる。切替回路部50は、外部電力が供給されたか否かを検出し、外部電力が検出された場合に、直列接続スイッチ部40の直列接続した状態を解除させるとともに、充電動作スイッチ部30を負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給する状態にさせる。また、切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、直列接続スイッチ部40を直列接続した状態にさせる。
 これにより、本実施形態による電池充放電回路1は、切替回路部50が、外部電力が供給されているか否かを判定し、且つ、充電状態ST2と放電状態ST1とを自動で切り替えるため、複雑な制御回路を必要としない。よって、本実施形態による電池充放電回路1は、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、本実施形態では、充電動作スイッチ部30は、充電回路21及び充電回路22をフローティング状態にする第1スイッチ(例えば、スイッチ33及びスイッチ34)を備える。切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、充電回路部20をフローティング状態に第1スイッチをさせる。
 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。
 また、本実施形態では、充電動作スイッチ部30は、外部電力を負荷部2に供給する第2スイッチ(例えば、スイッチ31)を備える。また、直列接続スイッチ部40は、複数の2次電池10を直列接続する第3スイッチ(例えば、スイッチ42及びスイッチ43)と、複数の2次電池10から負荷部2に直流電力を供給する第4スイッチ(例えば、スイッチ41)とを備える。第2スイッチ及び第4スイッチは、ボディーダイオードが負荷部2に向って順方向になるように接続されている。また、第3スイッチは、ボディーダイオードが、複数の2次電池10が直列接続された際に負荷部2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。
 これにより、第2スイッチ及び第4スイッチのボディーダイオードが負荷部2に向って順方向になるように接続されるため、本実施形態による電池充放電回路1は、外部電力と2次電池10の出力電力とのうちのいずれかを常に負荷部2に供給することができる。また、第3スイッチのボディーダイオードが、2次電池10が直列接続された際に負荷部2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ため、2次電池10の直列接続を解除した際に、第1スイッチがONして2次電池10のマイナス端子が充電回路部20のVN端子、VSS端子を通じてGND端子に接続するため、ボディーダイオードを介して2次電池10が電気的に接続されることを防止できる。よって、本実施形態による電池充放電回路1は、確実に負荷部2に電力を供給させつつ、2次電池10の接続を適切に切り替えることができる。
 また、本実施形態では、直列接続スイッチ部40は、第3スイッチを複数備える。複数の第3スイッチ(例えば、スイッチ42及びスイッチ43)のうち、GND端子の電源線(基準電源線)に最も近い最下段のスイッチ(例えば、スイッチ43)が、NMOSトランジスタである。
 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、本実施形態では、切替回路部50は、第1の切替回路と、第2の切替回路とを備える。第1の切替回路は、IN端子とGND端子との間に直列に接続されている抵抗51と抵抗52とを備え、抵抗51と抵抗52との間のノードN1(電圧)により、外部電力が検出されているか否かを検出し、且つ、充電動作スイッチ部30及び直列接続スイッチ部40を制御する。第2の切替回路は、OUT端子とGND端子との間に直列に接続されている抵抗53とスイッチ54とを備え、ノードN1がスイッチ54の制御端子に接続される。第2の切替回路は、抵抗53とスイッチ54との間のノードN2(電圧)により、充電動作スイッチ部30及び直列接続スイッチ部40を制御する。ノードN1とノードN2とは、反転した論理状態になるように、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1は、3個の抵抗素子と1個のスイッチ(スイッチ54)という簡易な回路により、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、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。
 また、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、負荷部2として、所定の処理を実行する電子回路と、を備える。
 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。
 また、本実施形態による電池充放電方法は、上述した充電回路部20と、直列接続スイッチ部40と、充電動作スイッチ部30と、を備える電池充放電回路1の電池充放電方法であって、検出ステップと、第1切替ステップと、第2切替ステップと、を含む。検出ステップにおいて、切替回路部50は、外部電力が供給されたか否かを検出する。第1切替ステップにおいて、切替回路部50は、外部電力が検出された場合に、直列接続スイッチ部40の直列接続した状態を解除させるとともに、充電動作スイッチ部30を負荷部2及び充電回路部20に外部電力を供給する状態にさせる。第2切替ステップにおいて、切替回路部50は、外部電力が検出されていない場合に、直列接続スイッチ部40を直列接続した状態にさせる。
 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。
 [第2の実施形態]
 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は、第2の実施形態による電池充放電回路1aの一例を示す構成図である。
 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。
 本実施形態では、切替回路部50aが、商用電源から直流電力を供給するACアダプタが接続されるソケット55を備える場合の変形例について説明する。
 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。
 切替回路部50aは、抵抗51と、抵抗52と、抵抗53と、スイッチ54と、ソケット55とを備える。切替回路部50aは、ソケット55を備える点を除いて、上述した第1の実施形態の切替回路部50aと基本的な構成は同様である。
 ソケット55は、電源入力端子INと、グランド端子551と、接続検出端子552とを備える。
 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。
 接続検出端子552は、ノードN1と接続されており、ACアダプタがソケット55に接続されていない場合に、グランド端子551を介してGND端子に接続されるように構成されている。また、接続検出端子552は、ACアダプタがソケット55に接続された場合に、フローティング状態になる。
 切替回路部50aでは、接続検出端子552は、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が、グランド端子551を介してGND端子に接続される。そのため、ノードN1が、L状態に固定される。また、接続検出端子552は、ACアダプタがソケット55に接続された場合に、接続検出端子552が、グランド端子551との接触が解除されて、ノードN1が、ACアダプタから供給された外部電力によりH状態になる。
 なお、本実施形態による電池充放電回路1a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。
 以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路1aは、切替回路部50aを備え、切替回路部50aは、ACアダプタが接続されていない場合に、ノードN1をGND端子と接続するソケット55を備える。
 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。
 [第3の実施形態]
 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は、第3の実施形態による電池充放電回路1bの一例を示す構成図である。
 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。
 本実施形態では、外部電力が供給されていない場合に、充電回路部20の充電回路23を、フローティング状態にする機能を追加した変形例について説明する。
 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。
 充電動作スイッチ部30aは、スイッチ31と、スイッチ32と、スイッチ33と、スイッチ34と、スイッチ35とを備える。
 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。
 なお、スイッチ33、スイッチ34、及びスイッチ35は、充電回路部20をフローティング状態にする第1スイッチである。
 直列接続スイッチ部40aは、スイッチ41と、スイッチ42と、スイッチ43と、スイッチ44とを備える。
 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。
 また、スイッチ44は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ44は、当該ボディーダイオードが、直列接続された2次電池10から負荷部2に直流電力を供給する方向になるように接続されている。
 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。
 また、本実施形態における切替回路部50は、外部電力が供給されていない場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ34、スイッチ35、及びスイッチ54をOFF状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ44をON状態にする。
 また、切替回路部50は、外部電力が供給されている場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ34、スイッチ35、及びスイッチ54をON状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ44をOFF状態にする。
 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。
 以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路1bは、充電動作スイッチ部30aと、直列接続スイッチ部40aとを備える。充電動作スイッチ部30aは、充電回路23をフローティング状態にするスイッチ35(第1スイッチ)を備え、直列接続スイッチ部40aは、2次電池13をGND端子と接続、又は分離するスイッチ44(第4スイッチ)を備える。
 これにより、本実施形態による電池充放電回路1bは、放電時に、充電回路23をフローティング状態にすることができ、消費電力をさらに低減することができる。また、本実施形態による電池充放電回路1bは、放電時に、直列接続された2次電池10から負荷部2に確実に直流電力を供給することができる。
 [第4の実施形態]
 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は、第4の実施形態による電池充放電回路1cの一例を示す構成図である。
 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。
 本実施形態では、電子機器100cが備える2次電池10の数を増やした場合の変形例について説明する。本実施形態は、3個の2次電池10を備える第1の実施形態の電池充放電回路1を、4個の2次電池10に対応させた場合の一例である。
 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。
 また、2次電池11、2次電池12、2次電池13、及び2次電池14は、同一の構成であり、電子機器100cが備える任意の2次電池を示す場合、又は特に区別しない場合には、2次電池10として説明する。
 充電回路部20aは、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23と、充電回路24とを備える。なお、本実施形態において、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23と、充電回路24とは、同一の構成である。
 充電回路24は、2次電池14に接続され、外部電力が充電回路部20aに供給された際に、2次電池14を充電する。充電回路24において、VP端子と2次電池14のプラス端子とが接続され、VN端子と2次電池14のマイナス端子とが接続されている。
 なお、充電回路21と、充電回路22と、充電回路23と、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。
 充電動作スイッチ部30bは、スイッチ31と、スイッチ32と、スイッチ33と、スイッチ34と、スイッチ35とを備える。
 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。
 なお、スイッチ33、スイッチ34、及びスイッチ35は、充電回路21、充電回路22、及び充電回路23をフローティング状態にする第1スイッチである。
 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。
 直列接続スイッチ部40bは、スイッチ41と、スイッチ42と、スイッチ43と、スイッチ45とを備える。
 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。
 また、スイッチ43は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ43は、当該ボディーダイオードが、2次電池12と2次電池13とが直列接続された際に負荷部2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。
 スイッチ45は、2次電池14のプラス端子と、2次電池13のマイナス端子との間に接続され、2次電池13と2次電池14とを直列接続する。スイッチ45は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ45において、ソース端子が2次電池13のマイナス端子に接続され、ドレイン端子が2次電池14のプラス端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN2に接続されている。
 また、スイッチ45は、ボディーダイオードを備えており、スイッチ45は、当該ボディーダイオードが、2次電池13と2次電池14とが直列接続された際に負荷部2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。
 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。
 また、本実施形態における切替回路部50は、外部電力が供給されていない場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ34、スイッチ35、及びスイッチ54をOFF状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45をON状態にする。
 また、切替回路部50は、外部電力が供給されている場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ34、スイッチ35、及びスイッチ54をON状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45をOFF状態にする。
 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。
 以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路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とを備える。
 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。
 [第5の実施形態]
 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は、第5の実施形態による電池充放電回路1dの一例を示す構成図である。
 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。
 本実施形態では、電子機器100dが備える2次電池10の数を増やした場合の第2の変形例について説明する。
 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。
 充電回路部20bは、充電回路25と、充電回路26とを備える。なお、本実施形態において、充電回路25と、充電回路26とは、同一の構成であり、2個の2次電池を並列、且つ、個別に充電可能である。
 充電回路25は、2次電池11及び2次電池12に接続され、外部電力が充電回路部20bに供給された際に、2次電池11及び2次電池12を充電する。充電回路25において、VP2端子と2次電池11のプラス端子とが接続され、VP1端子と2次電池12のプラス端子とが接続されている。また、VP1端子は、スイッチ42を介して、2次電池11のマイナス端子に接続され、VN1端子は、2次電池12のマイナス端子に接続されるとともに、後述するスイッチ46を介して、2次電池11のマイナス端子に接続されている。
 充電回路26は、2次電池13及び2次電池14に接続され、外部電力が充電回路部20bに供給された際に、2次電池13及び2次電池14を充電する。充電回路26において、VP2端子と2次電池13のプラス端子とが接続され、VP1端子と2次電池14のプラス端子とが接続されている。また、VP1端子は、スイッチ45を介して、2次電池13のマイナス端子に接続され、VN1端子は、2次電池14のマイナス端子に接続されるとともに、後述するスイッチ47を介して、2次電池13のマイナス端子に接続されている。
 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。
 充電動作スイッチ部30cは、スイッチ31と、スイッチ32と、スイッチ33と、スイッチ36とを備える。
 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。
 スイッチ36は、IN端子(電力入力端子)と、充電回路26のVDD端子との間に接続される。スイッチ36は、例えば、PMOSトランジスタである。スイッチ36において、ソース端子がVDD端子に接続され、ドレイン端子がIN端子に接続され、ゲート端子が切替回路部50のノードN2に接続されている。
 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。
 なお、スイッチ33は、充電回路25をフローティング状態にする第1スイッチである。
 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。
 直列接続スイッチ部40cは、スイッチ41と、スイッチ42と、スイッチ43と、スイッチ45と、スイッチ46と、スイッチ47とを備える。
 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。
 スイッチ47は、2次電池13のマイナス端子と、充電回路26のVN1端子との間に接続され、充電時に、2次電池13のマイナス端子と、充電回路26のVN1端子とを接続する。スイッチ47は、例えば、NMOSトランジスタである。スイッチ47において、ソース端子が充電回路26のVN1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、ゲート端子が切替回路部50のノードN1に接続されている。
 また、本実施形態における切替回路部50は、外部電力が供給されていない場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ36、スイッチ46、スイッチ47、及びスイッチ54をOFF状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45をON状態にする。
 また、切替回路部50は、外部電力が供給されている場合に、スイッチ31、スイッチ32、スイッチ33、スイッチ36、スイッチ46、スイッチ47、及びスイッチ54をON状態にする。また、この場合、切替回路部50は、スイッチ41、スイッチ42、スイッチ43、及びスイッチ45をOFF状態にする。
 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。
 以上説明したように、本実施形態による電池充放電回路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とを備える。
 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。
 なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
 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。
 図10は、上述した電池充放電回路1(1a~1d)を備える楽器3の一例を示す構成図である。
 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、上記の各実施形態の一部又は全部を組み合わせてもよい。例えば、第2及び第3の実施形態のそれぞれを他の実施形態に適用してもよい。
 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。
 また、上述した電池充放電回路1(1a~1d)の機能の一部又は全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
 1、1a、1b、1c、1d 電池充放電回路
 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)

  1.  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。
  2.  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。
  3.  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。
  4.  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。
  5.  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。
  6.  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。
  7.  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。
  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、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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