JP3649296B2 - バッテリパックおよび電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば２次電池の状態などについてのデータのやりとりが可能なバッテリパックおよび電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、例えば電池監視用のＩＣ（Integrated Circuit）や温度センサを内蔵して２次電池の状態（例えば、２次電池の電圧や、充放電電流、温度など）をモニタし、充電器、あるいはコンピュータなどの負荷との間でデータのやりとりを行う、スマートバッテリ（Smart Battery）あるいはインテリジェントバッテリなどと呼ばれるバッテリパックが実現されている。
【０００３】
このようなバッテリパックを用いた場合には、そこから供給される２次電池の状態に基づいて、充電器あるいは負荷側で、比較的精度の高い残存容量の計算などを行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなバッテリパックを、例えばコンピュータなどの負荷に装着した場合においては、そのコンピュータの電源の状態にかかわらず、バッテリパックを構成する各ブロックは通常動作するようになされていた。
【０００５】
即ち、コンピュータの電源がオフにされていても、バッテリパック内の電池監視用のＩＣや温度センサなどは動作するようになされており、いわば無駄な電力が消費されていた。このため、コンピュータを、例えばいわゆるＡＣ（Alternating Current）アダプタなしで、即ちバッテリパックのみで動作させることのできる時間（バッテリパックの使用時間）が短くなる課題があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、バッテリパックの使用時間を長くすることができるようにするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子機器は、バッテリパックから電流が供給される＋端子および−端子と、バッテリパックとの通信を行うための通信用端子と、＋端子および−端子がバッテリパックに正常に接続されたときに、所定の電圧を出力する接続端子とを備え、通信用端子は、電源のオンまたはオフ状態を示す電圧を出力することを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明の電子機器においては、＋端子および−端子を介してバッテリパックからの電流が供給され、通信用端子を介してバッテリパックとの通信が行われるようになされている。所定のレベルの電圧を出力する接続端子は、＋端子および−端子がバッテリパックに正常に接続されたときに、所定の電圧を出力し、通信用端子が、電源のオンまたはオフ状態を示す電圧を出力するようになされている。
【００１３】
【実施例】
図１は、本発明を適用したバッテリパックの一実施例の構成と、このバッテリパックを電源として動作する、例えば携帯型コンピュータなどの負荷、またはバッテリパックの充電を行う充電器としての負荷／充電器（電子機器）１１の構成例を示している。
【００１４】
バッテリパックは、前述したような通信機能を有するバッテリパック（インテリジェントバッテリ）で、２次電池Ｅ、ＣＰＵ（Central Proccessor Unit）１（設定手段）、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）（ＮチャネルＭＯＳ ＦＥＴ）３、および４から構成されており、端子ＥＢ＋（＋端子），ＤＡＴＡＢ（通信用端子），ＢＡＴＴＩＮＢ（接続端子），ＥＢ−（−端子）を有している。
【００１５】
２次電池Ｅは、例えばリチウムイオン系の電池で、その＋端子は、パック（バッテリパック）の端子ＥＢ＋に接続されており、またその−端子は、２次電池Ｅに対して直列に接続されたＦＥＴ４および３を介して、パックの端子ＥＢ−に接続されている。従って、２次電池Ｅの放電電流は、端子ＥＢ＋およびＥＢ−を介して流れ（負荷に対して、端子ＥＢ＋およびＥＢ−を介して放電電流が供給され）、また２次電池Ｅに対する充電電流も、この端子ＥＢ＋およびＥＢ−を介して流れるようになされている。
【００１６】
ＣＰＵ１は、２次電圧Ｅの電圧（以下、適宜、電池電圧という）（これは、後述する電圧測定部６から供給される）に対応して、ＦＥＴ３，４のゲート（Ｇ）に印加する電圧を制御し、これによりＦＥＴ３，４をオン／オフさせるようになされている。さらに、ＣＰＵ１は、パックのデータ端子（通信用端子）ＤＡＴＡＢにも接続されており、このデータ端子ＤＡＴＡＢを介して送信されてくるデータに応じて、所定の処理を行ったり、あるいは、後述する電流測定部５、電圧測定部６、または温度測定部７からそれぞれ供給される２次電池Ｅの電圧、充放電電流、または温度などの情報（２次電池Ｅの状態）を、データ端子ＤＡＴＡＢを介して出力するようにもなされている。即ち、ＣＰＵ１は、バッテリパックに接続される負荷／充電器１１と、データ端子ＤＡＴＡＢを介して通信を行うことができるようになされている。
【００１７】
また、ＣＰＵ１は、端子ＥＢ＋およびＥＣ−が、負荷／充電器１１に対して、正常に接続されたときに、その負荷／充電器１１が有する接続端子ＢＡＴＴＩＮＣと接続される接続端子ＢＡＴＴＩＮＢにも接続されており、この接続端子ＢＡＴＴＩＮＢおよび上述したデータ端子ＤＡＴＡＢの電圧に対応して、バッテリパックの動作モードを設定するようにもなされている。
【００１８】
ここで、ＣＰＵ１の電源端子（ＣＰＵ１に電源を供給するための端子）またはグランド端子（いずれも図示せず）は、例えば端子ＥＢ＋と２次電池の＋端子との接続点またはＦＥＴ３のソースとＦＥＴ４のソースとの接続点にそれぞれ接続されており、ＣＰＵ１には、２次電池Ｅ、あるいは負荷／充電器１１が充電器としてバッテリパックと接続された場合には負荷／充電器１１から、電源が供給されるようになされている。なお、ＣＰＵ１の電源端子とグランド端子との間の電圧（電位差）は、図示せぬ回路により、所定の一定電圧（ＣＰＵ１の電源として適切な電圧）にされるようになされている。
【００１９】
ＦＥＴ３のドレイン（Ｄ）は、端子ＥＢ−と接続されており、そのソース（Ｓ）は、ＦＥＴ４のソースと接続されている。ＦＥＴ４のドレインは、２次電池Ｅの−端子と接続されている。なお、ＦＥＴ３には、そのソースとドレインとの間に、２次電池Ｅの充電電流が流れる方向に（従って、２次電池Ｅの放電電流が流れない方向に）、寄生ダイオード３Ａが形成されている。また、ＦＥＴ４には、そのソースとドレインとの間に、２次電池Ｅの放電電流が流れる方向に（従って、２次電池Ｅの充電電流が流れない方向に）、寄生ダイオード４Ａが形成されている。
【００２０】
電流測定部５は、２次電池Ｅからの放電電流および２次電池Ｅへの充電電流を検出（測定）し、ＣＰＵ１に供給するようになされている。電圧測定部６は、電池電圧（２次電池Ｅの電圧）を検出（測定）し、ＣＰＵ１に供給するようになされている。温度測定部７は、２次電池Ｅの温度を測定し、ＣＰＵ１に供給するようになされている。
【００２１】
なお、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７には、ＣＰＵ１における場合と同様にして電源が供給されるようになされている。また、ＣＰＵ１は、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７に対する電源の供給を制御することができるようになされている。
【００２２】
一方、負荷／充電器１１は、負荷または充電器としての機能を有する処理部１１Ａ（検出手段）および電源スイッチ１２から構成され、負荷／充電器１１に対し、バッテリパックが正常に装着されたときに、バッテリパックの端子ＥＢ＋，ＤＡＴＡＢ，ＢＡＴＴＩＮＢ，ＥＢ−それぞれと接続される端子ＥＣ＋（＋端子），ＤＡＴＡＣ（通信用端子），ＢＡＴＴＩＮＣ（接続端子），ＥＣ−（−端子）を有している。
【００２３】
処理部１１Ａは、端子ＥＣ＋およびＥＣ−と接続されており、従って、負荷／充電器１１が負荷として動作する場合には、２次電池Ｅの放電電流は、端子ＥＣ＋およびＥＣ−を介して流れ（バッテリパックからの放電電流が、端子ＥＣ＋およびＥＢ−を介して入力され）、処理部１１Ａは、この電流（２次電池Ｅの放電電流）を電源として動作するようになされている。さらに、負荷／充電器１１が充電器として動作する場合には、処理部１１Ａは、２次電池Ｅに対し、充電電流を、端子ＥＣ＋およびＥＣ−を介して供給するようになされている。
【００２４】
また、処理部１１Ａは、データ端子ＤＡＴＡＣとも接続されており、このデータ端子ＤＡＴＡＣを介して、バッテリパック（ＣＰＵ１）との通信を行うようになされている。即ち、処理部１１Ａは、データ端子ＤＡＴＡＣを介して、例えばＣＰＵ１に、２次電池Ｅの状態を要求するコマンドを送信し、また、ＣＰＵ１から、データ端子ＤＡＴＡＣを介して送信されてくる２次電池の状態を受信するようになされている。
【００２５】
電源スイッチ１２は、負荷／充電器１１の電源をオン／オフするときに操作されるようになされている。なお、処理部１１Ａは、例えば電源スイッチ１２の操作状態を監視することで、電源の状態を検出し（電源がオン状態またはオフ状態のうちのいずれの状態にあるかを検出し）、その検出結果に対応して、データ端子ＤＡＴＡＣの出力電圧を一定値（Ｈレベル（例えば、５Ｖなど）またはＬレベル（例えば、０Ｖなど））にするようになされている。
【００２６】
接続端子ＢＡＴＴＩＮＣには、所定の電圧が現れるようになされている（出力されるようになされている）。即ち、本実施例では、接続端子ＢＡＴＴＩＮＣは、抵抗Ｒを介して、端子ＥＣ＋に接続されており、これにより、バッテリパックが負荷／充電器１１に正常に装着されたとき（バッテリパックの端子ＥＢ＋またはＥＢ−が、それぞれ負荷／充電器１１の端子ＥＣ＋またはＥＣ−に接続されたとき）、接続端子ＢＡＴＴＩＮＣには、バッテリパックの端子ＥＢ＋の電圧が、端子ＥＣ＋および抵抗Ｒを介して現れるようになされている。
【００２７】
次に、その動作について説明する。ＣＰＵ１は、端子ＢＡＴＴＩＮＢに所定の電圧が印加されていないとき、ＦＥＴ３および４のゲートに、Ｌレベルを印加しており、これによりＦＥＴ３および４を、オフ状態にしている。このような状態において、バッテリパックが、負荷／充電器１１に正常に装着された場合、即ち、バッテリパックの端子ＥＢ＋，ＤＡＴＡＢ，ＢＡＴＴＩＮＢ，ＥＢ−と、負荷／充電器１１の端子ＥＣ＋，ＤＡＴＡＣ，ＢＡＴＴＩＮＣ，ＥＣ−とがそれぞれ接続された場合、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢからは、端子ＥＢ＋の電圧（電池電圧）が、端子ＥＣ＋、抵抗Ｒ、および接続端子ＢＡＴＴＩＮＣを介して出力される。
【００２８】
この電圧は、ＣＰＵ１により検出され、ＣＰＵ１は、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢから所定の電圧が出力されていることを検出すると、ＦＥＴ３および４のゲートに、Ｈレベルを印加し、これによりＦＥＴ３および４を、オン状態にする。従って、負荷／充電器１１が負荷とされている場合において、バッテリパックが正常に装着されると、２次電池Ｅ、端子ＥＢ＋，ＥＣ＋、処理部１１Ａ、端子ＥＣ−，ＥＢ−、ＦＥＴ３（ドレイン・ソース間），ＦＥＴ４（ソース・ドレイン間）の経路で、放電電流が流れる。
【００２９】
このとき、ＣＰＵ１は、電圧測定部６から供給される電池電圧をモニタしており、これが、所定の第１の基準電圧（２次電池Ｅが過放電状態になるおそれがある電圧）より小さくなると、ＦＥＴ３のゲートに、Ｌレベルを印加し、これによりＦＥＴ３をオフにする。ＦＥＴ３の寄生ダイオード３Ａは、充電電流が流れる方向、即ち放電電流がながれない方向に接続されているため、ＦＥＴ３がオフにされると、放電電流は遮断される。これにより、過放電が防止される。
【００３０】
そして、この状態において、負荷／充電器１１が充電器とされると、処理部１１Ａ、端子ＥＣ＋，ＥＢ＋、２次電池Ｅ，ＦＥＴ４、寄生ダイオード３Ａ、端子ＥＢ−，ＥＣ−の経路で、充電電流が流れ、これにより２次電池Ｅに対する充電が開始される。しかしながら、この場合、寄生ダイオード３Ａでは、ＦＥＴ３のソース・ドレイン間に比較して（ＦＥＴ３（ＦＥＴ４も同様）に、ある程度のレベルの電圧がゲートに印加されている場合、そのオン抵抗が小さな値になるので、そのソース・ドレイン間の電圧降下は微小なものである）、約０．６乃至０．８Ｖ程度の大きな電圧降下が生じるので、効率的な充電を行うことができない。
【００３１】
そこで、ＣＰＵ１は、充電が開始されると、即ち負荷／充電器１１が充電器とされると、例えばそれにより生じる電圧降下（例えば、１Ｖ程度の電圧降下）を検出し、その電圧降下を検出すると、ＦＥＴ３のゲートに、強制的にＨレベルを印加して、ＦＥＴ３をオンにする。これにより、処理部１１Ａ、端子ＥＣ＋，ＥＢ＋、２次電池Ｅ，ＦＥＴ４，ＦＥＴ３，端子ＥＢ−，ＥＣ−の経路で、充電電流が流れ、効率的な充電が行われる。
【００３２】
なお、ＦＥＴ３のゲートに、Ｈレベルを印加することは、接続端子ＤＡＴＡＢを介して、ＣＰＵ１に対し、所定の電圧が印加されている場合にのみ行われるようになされている。即ち、ＣＰＵ１は、接続端子ＤＡＴＡＢに所定の電圧が印加されていないとき、具体的には、例えばバッテリパックが、負荷／充電器１１に正常に装着されておらず、従って端子ＢＡＴＴＩＮＣとＢＡＴＴＩＮＢとが接続されていないときなどには、ＦＥＴ３のゲートにＨレベルを印加しないようになされている。従って、この場合、バッテリパックでは、放電を行うことができず、充電のみ行うことができる状態とされる。
【００３３】
充電が行われている間、ＣＰＵ１は、放電中の場合と同様に、電池電圧をモニタしており、これが、所定の第２の基準電圧（２次電池Ｅが過充電状態になるおそれがある電圧）より大きくなると、ＦＥＴ４のゲートに、Ｌレベルを印加し、これによりＦＥＴ４をオフにする。ＦＥＴ４の寄生ダイオード４Ａは、放電電流が流れる方向、即ち充電電流がながれない方向に接続されているため、ＦＥＴ４がオフにされると、充電電流は遮断される。これにより、過充電が防止される。
【００３４】
そして、この状態において、端子ＥＢ＋とＥＢ−との間に接続されている負荷／充電器１１が、再び負荷とされると、２次電池Ｅ、端子ＥＢ＋，ＥＣ＋、処理部１１Ａ、端子ＥＣ−，ＥＢ−，ＦＥＴ３、寄生ダイオード４Ａの、経路で、放電電流が流れ、放電が開始される。しかしながら、この場合、寄生ダイオード４Ａでは、上述した寄生ダイオード３Ａと同様に大きな電圧降下が生じるので、効率的な放電を行うことができない。
【００３５】
そこで、ＣＰＵ１は、放電が開始されると、即ち負荷／充電器１１が負荷とされると、例えばそれにより生じる電圧降下（例えば、０．４Ｖ程度の電圧降下）を検出し、その電圧降下を検出すると、ＦＥＴ４のゲートに、強制的にＨレベルを印加して、ＦＥＴ４をオンにする（なお、このＦＥＴ４にＨレベルを印加することも、上述したＦＥＴ３における場合と同様に、接続端子ＤＡＴＡＢに所定の電圧が印加されていないときには行わせない（禁止する）ようにすることが可能である）。これにより、上述したように、２次電池Ｅ、端子ＥＢ＋，ＥＣ＋、負荷／充電器１１、端子ＥＣ−，ＥＢ−、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４の経路で、放電電流が流れ、効率的な放電が行われる。
【００３６】
また、以上のように、バッテリパックが、負荷／充電器５に正常に接続されている場合には、処理部５Ａと制御回路１との間では、データ端子ＤＡＴＡＣおよびＤＡＴＡＢを介して、データのやりとりを行うことができるようになされている。即ち、バッテリパックが、負荷／充電器５に正常に接続されている場合には、処理部５Ａには、制御回路１に対し、２次電池の状態に関する情報を要求させることができ、また、制御回路１には、処理部５Ａの要求に応じて、２次電池Ｅの状態を、処理部５Ａに送信させることができる。
【００３７】
次に、バッテリパックが、負荷／充電器１１に正常に装着されなかった場合には、バッテリパックの接続端子ＢＡＴＴＩＮＢと、負荷／充電器１１の接続端子ＢＡＴＴＩＮＣとは接続されないようになされている。従って、この場合、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢには所定の電圧が現れず、その結果、ＣＰＵ１では、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧が検出されないことになる。
【００３８】
ＣＰＵ１は、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧を検出することができない場合は、ＦＥＴ３のゲートに、Ｈレベルを印加しないから（ＦＥＴ３のゲートにはＬレベルが印加された状態のままとされるから）、ＦＥＴ３はオンせず、また寄生ダイオード３Ａは、放電電流が流れない方向に形成されているから、仮に、例えば、誤ってバッテリパックの端子ＥＢ＋またはＥＢ−と、負荷／充電器１１の端子ＥＣ−またはＥＢ＋とが、それぞれ接続された場合であっても、放電電流は流れない。
【００３９】
従って、処理部１１Ａに対し、例えば本来印加すべき電圧と逆向きの電圧が印加され、これにより処理部１１Ａが損傷等することを防止することができる。
【００４０】
なお、処理部１１Ａに対し、本来印加すべき電圧と逆向きの電圧が印加されることを防止するには、バッテリパックの形状、およびこのバッテリパックが装着される部分の負荷／充電器１１の形状を、そのような逆向きの電圧が印加可能なようにバッテリパックを負荷／充電器１１に装着することができないようなものにしておくことが好ましい。
【００４１】
次に、バッテリパックの端子ＥＢ＋とＥＢ−とが、例えば直接接続された場合、ＣＰＵ１では、上述した場合と同様に、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧が検出されないから、ＦＥＴ３はオフしたままとされる。従って、この場合も、放電電流は流れず、その結果、端子ＥＢ＋とＥＢ−とのショートによるバッテリパックの損傷を防止することができる。
【００４２】
なお、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢに現れる電圧に関係なく、ＣＰＵ１に、ＦＥＴ３および４のオン／オフ制御を行わせた場合でも、端子ＥＢ＋とＥＢ−とがショートされたときには、大きな放電電流が流れるため、電池電圧が下がり、上述したように、ＦＥＴ３がオフにされ、これにより放電電流が遮断される。従って、これによっても、バッテリパックの損傷を防止することができるが、この場合には、僅かな時間であるが、大きな放電電流が流れることになる。これに対し、図１のバッテリパックによれば、このような大きな放電電流が流れることがないので、より効果的に、バッテリパックの損傷を防止することができる。
【００４３】
次に、ＣＰＵ１は、上述したように、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢおよびデータ端子ＤＡＴＡＢの電圧に対応して、バッテリパックの動作モードを設定するようになされている。以下、ＣＰＵ１による動作モードの設定処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
ＣＰＵ１は、まず最初にステップＳ１において、動作モードを低消費電力モードとする。即ち、ステップＳ１では、バッテリパックを構成する各ブロックのうち、最低限必要なブロックを除いたものの動作が停止される（スリープ状態とされる）。本実施例では、ＣＰＵ１によって、例えば電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７への電源の供給が停止されるようになされている。
【００４５】
そして、ステップＳ２に進み、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが、Ｈレベルであるか否かが判定される。ステップＳ２において、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが、Ｈレベルでないと判定された場合、即ち、ＣＰＵ１が、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧を検出することができない場合、ステップＳ１に戻る。なお、ステップＳ１においては、動作モードが既に低消費電力モードである場合には、特に処理は行われない。即ち、ステップＳ１では、動作モードが、低消費電力モードでないモード（後述する通常モード）であるときのみ、動作モードを低消費電力モードに変更（設定）する処理が行われる。
【００４６】
従って、バッテリパックが負荷／充電器５に装着されていない場合や、装着されていても、それが正常になされていない場合には、バッテリパックの動作モードは、低消費電力モードとされる。よって、無駄な電力の消費を防止することができる。
【００４７】
一方、ステップＳ２において、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが、Ｈレベルであると判定された場合、即ち、バッテリパックが負荷／充電器１１に正常に装着されており、ＣＰＵ１が、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧を検出することができた場合、ステップＳ３に進み、時間を計時するための変数Ｃに初期値としての、例えば０がセットされる。
【００４８】
そして、ステップＳ４に進み、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化したか否かが判定される。ステップＳ４において、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化したと判定された場合、即ち、処理部１１Ａから、データ端子ＤＡＴＡＣおよびＤＡＴＡＢを介して、ＣＰＵ１に対し、何らかのデータあるいはコマンドなどが送信されており、従って、負荷／充電器１１の電源がオン状態である場合、ステップＳ７に進み、動作モードが通常モードとされる。
【００４９】
即ち、ステップＳ７では、バッテリパックを構成する各ブロックのうち、動作が停止されていたもの（スリープ状態とされていたもの）の動作が開始される。本実施例では、ＣＰＵ１によって、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７への電源の供給が開始されるようになされている。なお、ステップＳ７においては、ステップＳ１における場合と同様に、動作モードが既に通常モードである場合には、特に処理は行われない。即ち、ステップＳ７では、動作モードが、低消費電力モードであるときのみ、動作モードを通常モードに変更（設定）する処理が行われる。
【００５０】
従って、動作モードが低消費電力モードとされている状態において、処理部１１Ａから、データ端子ＤＡＴＡＣおよびＤＡＴＡＢを介して、ＣＰＵ１に対し、例えば２次電池Ｅの状態の送信要求があった場合には、動作モードが通常モードとされ、これにより電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７の動作が開始される。そして、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７から出力される２次電池Ｅの状態が、負荷／充電器１に送信される。
【００５１】
一方、ステップＳ４において、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化していないと判定された場合、ステップＳ５に進み、変数Ｃが１だけインクリメントされる。そして、ステップＳ６に進み、変数Ｃが所定の数Ｎより大きいか否かが判定される。ステップＳ６において、変数Ｃが所定の数Ｎより大きくないと判定された場合、即ち、ステップＳ２で接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルがＨレベルであると判定されてから、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化しないまま、所定の数Ｎに相当する時間が経過していない場合、ステップＳ４に戻る。
【００５２】
また、ステップＳ６において、変数Ｃが所定の数Ｎより大きいと判定された場合、即ち、ステップＳ２で接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルがＨレベルであると判定されてから、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化しないまま、所定の数Ｎに相当する時間が経過した場合、ステップＳ１に戻る。従って、この場合、動作モードが通常モードであったときには、ステップＳ１において、動作モードは、低消費電力モードに変更される。
【００５３】
ここで、処理部１１Ａは、上述したように、電源スイッチ１２の操作状態を監視することで、電源の状態を検出し、電源がオフ状態である場合には、データ端子ＤＡＴＡＣのレベルを所定の一定レベル（ＨおよびＬレベルのうちの、例えばＨレベル）にするようになされている。従って、負荷／充電器１１の電源がオフ状態である間は、データ端子ＤＡＴＡＣのレベルは、Ｈレベルのまま変化しないので、バッテリパックの動作モードは、それが正常に負荷／充電器１１に装着されていても低消費電力モードとされる。
【００５４】
よって、バッテリパックにおける無駄な電力の消費を防止することができる。
【００５５】
なお、負荷／充電器１１の電源がオン状態であっても、処理部１１Ａが、ＣＰＵ１に対し、２次電池Ｅの状態の送信などを要求しなければ、データ端子ＤＡＴＡＣのレベルは変化しない。従って、負荷／充電器１１の電源がオン状態であっても、ＣＰＵ１と処理部１１Ａとの間の通信が、所定の時間（所定の数Ｎに対応する時間）行われなかった場合には、動作モードは低消費電力モードとされる。
【００５６】
以上のように、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが所定のレベル（本実施例では、Ｈレベル）であって、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化したとき、動作モードを通常モードとし、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢの電圧が所定のレベルであって、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが、所定の時間変化しなかったとき、および接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが所定のレベル以外のレベルであるとき、動作モードを低消費電力モードとするようにしたので、例えばバッテリパックが負荷／充電器１１に装着されていないときや、装着されていても、負荷／充電器１１の電源がオフにされているとき、あるいはＣＰＵ１と処理部１１Ａとの間で通信が行われていないときなどの、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７を動作させる必要のないときに、無駄な電力が消費されるのを防止することができる。さらに、その結果、バッテリパックの使用時間を、従来より延長することができる。
【００５７】
なお、本実施例では、２次電池Ｅをリチウムイオン系の電池としたが、２次電池Ｅは、その他の種類のもの（例えば、鉛電池やＮｉｃｄ系の電池など）を用いることが可能である。
【００５８】
さらに、本実施例では、負荷／充電器１１の端子ＥＣ＋およびＢＡＴＴＩＮＣとを、抵抗Ｒを介して接続することにより、端子ＢＡＴＴＩＮＣに所定の電圧が現れるようにしたが、端子ＢＡＴＴＩＮＣに所定の電圧が現れるようにするには、この他、例えば処理部１１Ａから、端子ＢＡＴＴＩＮＣに、所定の電圧を出力するようにしても良い。
【００５９】
また、本実施例においては、ＦＥＴ３または４により、それぞれ放電電流または充電電流をオン／オフさせるようにしたが、放電電流、充電電流をオン／オフさせる素子としては、ＦＥＴの他、スイッチとして機能するあらゆる素子を用いることが可能である。
【００６０】
さらに、本実施例では、ＣＰＵ１によって、ＦＥＴ３，４を直接制御するようにしたが、この他、例えばデータ端子ＤＡＴＡＣ，ＤＡＴＡＢ、およびＣＰＵ１を介して、処理部１１Ａによって、ＦＥＴ３，４を制御するようにすることも可能である。
【００６１】
また、ＣＰＵ１と処理部１１Ａとの間で通信が行われていない場合には、処理部１１Ａには、データ端子ＤＡＴＡＣから、電源がオン状態のときは、ＨまたはＬレベルのうちの、例えばＨレベルを出力させ、電源がオフ状態のときは、Ｌレベルを出力させるようにすることができる。このようにした場合には、ＣＰＵ１では、データ端子ＤＡＴＡＢの電圧が、所定の時間変化しなかったときに、そのレベルがＨまたはＬレベルのいずれであるかによって、負荷／充電器１１の電源の状態を認識することができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の電子機器によれば、バッテリパックから電流が供給される＋端子および−端子と、バッテリパックとの通信を行うための通信用端子と、＋端子および−端子がバッテリパックに正常に接続されたときに、所定の電圧を出力する接続端子とを備え、通信用端子が、電源のオンまたはオフ状態を示す電圧を出力するようになされている。従って、バッテリパック側において、通信用端子および接続端子の電圧に基づいて、電子機器との接続状態およびその電源の状態を認識することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したバッテリパックおよび電子機器としての負荷／充電器１１の一実施例の構成を示す図である。
【図２】図１のＣＰＵ１の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
５ 電流測定部
６ 電圧測定部
７ 温度測定部
１１ 負荷／充電器
１１Ａ 処理部
１２ 電源スイッチ
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば２次電池の状態などについてのデータのやりとりが可能なバッテリパックおよび電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近では、例えば電池監視用のＩＣ（Integrated Circuit）や温度センサを内蔵して２次電池の状態（例えば、２次電池の電圧や、充放電電流、温度など）をモニタし、充電器、あるいはコンピュータなどの負荷との間でデータのやりとりを行う、スマートバッテリ（Smart Battery）あるいはインテリジェントバッテリなどと呼ばれるバッテリパックが実現されている。
【０００３】
このようなバッテリパックを用いた場合には、そこから供給される２次電池の状態に基づいて、充電器あるいは負荷側で、比較的精度の高い残存容量の計算などを行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなバッテリパックを、例えばコンピュータなどの負荷に装着した場合においては、そのコンピュータの電源の状態にかかわらず、バッテリパックを構成する各ブロックは通常動作するようになされていた。
【０００５】
即ち、コンピュータの電源がオフにされていても、バッテリパック内の電池監視用のＩＣや温度センサなどは動作するようになされており、いわば無駄な電力が消費されていた。このため、コンピュータを、例えばいわゆるＡＣ（Alternating Current）アダプタなしで、即ちバッテリパックのみで動作させることのできる時間（バッテリパックの使用時間）が短くなる課題があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、バッテリパックの使用時間を長くすることができるようにするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子機器は、バッテリパックから電流が供給される＋端子および−端子と、バッテリパックとの通信を行うための通信用端子と、＋端子および−端子がバッテリパックに正常に接続されたときに、所定の電圧を出力する接続端子とを備え、通信用端子は、電源のオンまたはオフ状態を示す電圧を出力することを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明の電子機器においては、＋端子および−端子を介してバッテリパックからの電流が供給され、通信用端子を介してバッテリパックとの通信が行われるようになされている。所定のレベルの電圧を出力する接続端子は、＋端子および−端子がバッテリパックに正常に接続されたときに、所定の電圧を出力し、通信用端子が、電源のオンまたはオフ状態を示す電圧を出力するようになされている。
【００１３】
【実施例】
図１は、本発明を適用したバッテリパックの一実施例の構成と、このバッテリパックを電源として動作する、例えば携帯型コンピュータなどの負荷、またはバッテリパックの充電を行う充電器としての負荷／充電器（電子機器）１１の構成例を示している。
【００１４】
バッテリパックは、前述したような通信機能を有するバッテリパック（インテリジェントバッテリ）で、２次電池Ｅ、ＣＰＵ（Central Proccessor Unit）１（設定手段）、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）（ＮチャネルＭＯＳ ＦＥＴ）３、および４から構成されており、端子ＥＢ＋（＋端子），ＤＡＴＡＢ（通信用端子），ＢＡＴＴＩＮＢ（接続端子），ＥＢ−（−端子）を有している。
【００１５】
２次電池Ｅは、例えばリチウムイオン系の電池で、その＋端子は、パック（バッテリパック）の端子ＥＢ＋に接続されており、またその−端子は、２次電池Ｅに対して直列に接続されたＦＥＴ４および３を介して、パックの端子ＥＢ−に接続されている。従って、２次電池Ｅの放電電流は、端子ＥＢ＋およびＥＢ−を介して流れ（負荷に対して、端子ＥＢ＋およびＥＢ−を介して放電電流が供給され）、また２次電池Ｅに対する充電電流も、この端子ＥＢ＋およびＥＢ−を介して流れるようになされている。
【００１６】
ＣＰＵ１は、２次電圧Ｅの電圧（以下、適宜、電池電圧という）（これは、後述する電圧測定部６から供給される）に対応して、ＦＥＴ３，４のゲート（Ｇ）に印加する電圧を制御し、これによりＦＥＴ３，４をオン／オフさせるようになされている。さらに、ＣＰＵ１は、パックのデータ端子（通信用端子）ＤＡＴＡＢにも接続されており、このデータ端子ＤＡＴＡＢを介して送信されてくるデータに応じて、所定の処理を行ったり、あるいは、後述する電流測定部５、電圧測定部６、または温度測定部７からそれぞれ供給される２次電池Ｅの電圧、充放電電流、または温度などの情報（２次電池Ｅの状態）を、データ端子ＤＡＴＡＢを介して出力するようにもなされている。即ち、ＣＰＵ１は、バッテリパックに接続される負荷／充電器１１と、データ端子ＤＡＴＡＢを介して通信を行うことができるようになされている。
【００１７】
また、ＣＰＵ１は、端子ＥＢ＋およびＥＣ−が、負荷／充電器１１に対して、正常に接続されたときに、その負荷／充電器１１が有する接続端子ＢＡＴＴＩＮＣと接続される接続端子ＢＡＴＴＩＮＢにも接続されており、この接続端子ＢＡＴＴＩＮＢおよび上述したデータ端子ＤＡＴＡＢの電圧に対応して、バッテリパックの動作モードを設定するようにもなされている。
【００１８】
ここで、ＣＰＵ１の電源端子（ＣＰＵ１に電源を供給するための端子）またはグランド端子（いずれも図示せず）は、例えば端子ＥＢ＋と２次電池の＋端子との接続点またはＦＥＴ３のソースとＦＥＴ４のソースとの接続点にそれぞれ接続されており、ＣＰＵ１には、２次電池Ｅ、あるいは負荷／充電器１１が充電器としてバッテリパックと接続された場合には負荷／充電器１１から、電源が供給されるようになされている。なお、ＣＰＵ１の電源端子とグランド端子との間の電圧（電位差）は、図示せぬ回路により、所定の一定電圧（ＣＰＵ１の電源として適切な電圧）にされるようになされている。
【００１９】
ＦＥＴ３のドレイン（Ｄ）は、端子ＥＢ−と接続されており、そのソース（Ｓ）は、ＦＥＴ４のソースと接続されている。ＦＥＴ４のドレインは、２次電池Ｅの−端子と接続されている。なお、ＦＥＴ３には、そのソースとドレインとの間に、２次電池Ｅの充電電流が流れる方向に（従って、２次電池Ｅの放電電流が流れない方向に）、寄生ダイオード３Ａが形成されている。また、ＦＥＴ４には、そのソースとドレインとの間に、２次電池Ｅの放電電流が流れる方向に（従って、２次電池Ｅの充電電流が流れない方向に）、寄生ダイオード４Ａが形成されている。
【００２０】
電流測定部５は、２次電池Ｅからの放電電流および２次電池Ｅへの充電電流を検出（測定）し、ＣＰＵ１に供給するようになされている。電圧測定部６は、電池電圧（２次電池Ｅの電圧）を検出（測定）し、ＣＰＵ１に供給するようになされている。温度測定部７は、２次電池Ｅの温度を測定し、ＣＰＵ１に供給するようになされている。
【００２１】
なお、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７には、ＣＰＵ１における場合と同様にして電源が供給されるようになされている。また、ＣＰＵ１は、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７に対する電源の供給を制御することができるようになされている。
【００２２】
一方、負荷／充電器１１は、負荷または充電器としての機能を有する処理部１１Ａ（検出手段）および電源スイッチ１２から構成され、負荷／充電器１１に対し、バッテリパックが正常に装着されたときに、バッテリパックの端子ＥＢ＋，ＤＡＴＡＢ，ＢＡＴＴＩＮＢ，ＥＢ−それぞれと接続される端子ＥＣ＋（＋端子），ＤＡＴＡＣ（通信用端子），ＢＡＴＴＩＮＣ（接続端子），ＥＣ−（−端子）を有している。
【００２３】
処理部１１Ａは、端子ＥＣ＋およびＥＣ−と接続されており、従って、負荷／充電器１１が負荷として動作する場合には、２次電池Ｅの放電電流は、端子ＥＣ＋およびＥＣ−を介して流れ（バッテリパックからの放電電流が、端子ＥＣ＋およびＥＢ−を介して入力され）、処理部１１Ａは、この電流（２次電池Ｅの放電電流）を電源として動作するようになされている。さらに、負荷／充電器１１が充電器として動作する場合には、処理部１１Ａは、２次電池Ｅに対し、充電電流を、端子ＥＣ＋およびＥＣ−を介して供給するようになされている。
【００２４】
また、処理部１１Ａは、データ端子ＤＡＴＡＣとも接続されており、このデータ端子ＤＡＴＡＣを介して、バッテリパック（ＣＰＵ１）との通信を行うようになされている。即ち、処理部１１Ａは、データ端子ＤＡＴＡＣを介して、例えばＣＰＵ１に、２次電池Ｅの状態を要求するコマンドを送信し、また、ＣＰＵ１から、データ端子ＤＡＴＡＣを介して送信されてくる２次電池の状態を受信するようになされている。
【００２５】
電源スイッチ１２は、負荷／充電器１１の電源をオン／オフするときに操作されるようになされている。なお、処理部１１Ａは、例えば電源スイッチ１２の操作状態を監視することで、電源の状態を検出し（電源がオン状態またはオフ状態のうちのいずれの状態にあるかを検出し）、その検出結果に対応して、データ端子ＤＡＴＡＣの出力電圧を一定値（Ｈレベル（例えば、５Ｖなど）またはＬレベル（例えば、０Ｖなど））にするようになされている。
【００２６】
接続端子ＢＡＴＴＩＮＣには、所定の電圧が現れるようになされている（出力されるようになされている）。即ち、本実施例では、接続端子ＢＡＴＴＩＮＣは、抵抗Ｒを介して、端子ＥＣ＋に接続されており、これにより、バッテリパックが負荷／充電器１１に正常に装着されたとき（バッテリパックの端子ＥＢ＋またはＥＢ−が、それぞれ負荷／充電器１１の端子ＥＣ＋またはＥＣ−に接続されたとき）、接続端子ＢＡＴＴＩＮＣには、バッテリパックの端子ＥＢ＋の電圧が、端子ＥＣ＋および抵抗Ｒを介して現れるようになされている。
【００２７】
次に、その動作について説明する。ＣＰＵ１は、端子ＢＡＴＴＩＮＢに所定の電圧が印加されていないとき、ＦＥＴ３および４のゲートに、Ｌレベルを印加しており、これによりＦＥＴ３および４を、オフ状態にしている。このような状態において、バッテリパックが、負荷／充電器１１に正常に装着された場合、即ち、バッテリパックの端子ＥＢ＋，ＤＡＴＡＢ，ＢＡＴＴＩＮＢ，ＥＢ−と、負荷／充電器１１の端子ＥＣ＋，ＤＡＴＡＣ，ＢＡＴＴＩＮＣ，ＥＣ−とがそれぞれ接続された場合、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢからは、端子ＥＢ＋の電圧（電池電圧）が、端子ＥＣ＋、抵抗Ｒ、および接続端子ＢＡＴＴＩＮＣを介して出力される。
【００２８】
この電圧は、ＣＰＵ１により検出され、ＣＰＵ１は、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢから所定の電圧が出力されていることを検出すると、ＦＥＴ３および４のゲートに、Ｈレベルを印加し、これによりＦＥＴ３および４を、オン状態にする。従って、負荷／充電器１１が負荷とされている場合において、バッテリパックが正常に装着されると、２次電池Ｅ、端子ＥＢ＋，ＥＣ＋、処理部１１Ａ、端子ＥＣ−，ＥＢ−、ＦＥＴ３（ドレイン・ソース間），ＦＥＴ４（ソース・ドレイン間）の経路で、放電電流が流れる。
【００２９】
このとき、ＣＰＵ１は、電圧測定部６から供給される電池電圧をモニタしており、これが、所定の第１の基準電圧（２次電池Ｅが過放電状態になるおそれがある電圧）より小さくなると、ＦＥＴ３のゲートに、Ｌレベルを印加し、これによりＦＥＴ３をオフにする。ＦＥＴ３の寄生ダイオード３Ａは、充電電流が流れる方向、即ち放電電流がながれない方向に接続されているため、ＦＥＴ３がオフにされると、放電電流は遮断される。これにより、過放電が防止される。
【００３０】
そして、この状態において、負荷／充電器１１が充電器とされると、処理部１１Ａ、端子ＥＣ＋，ＥＢ＋、２次電池Ｅ，ＦＥＴ４、寄生ダイオード３Ａ、端子ＥＢ−，ＥＣ−の経路で、充電電流が流れ、これにより２次電池Ｅに対する充電が開始される。しかしながら、この場合、寄生ダイオード３Ａでは、ＦＥＴ３のソース・ドレイン間に比較して（ＦＥＴ３（ＦＥＴ４も同様）に、ある程度のレベルの電圧がゲートに印加されている場合、そのオン抵抗が小さな値になるので、そのソース・ドレイン間の電圧降下は微小なものである）、約０．６乃至０．８Ｖ程度の大きな電圧降下が生じるので、効率的な充電を行うことができない。
【００３１】
そこで、ＣＰＵ１は、充電が開始されると、即ち負荷／充電器１１が充電器とされると、例えばそれにより生じる電圧降下（例えば、１Ｖ程度の電圧降下）を検出し、その電圧降下を検出すると、ＦＥＴ３のゲートに、強制的にＨレベルを印加して、ＦＥＴ３をオンにする。これにより、処理部１１Ａ、端子ＥＣ＋，ＥＢ＋、２次電池Ｅ，ＦＥＴ４，ＦＥＴ３，端子ＥＢ−，ＥＣ−の経路で、充電電流が流れ、効率的な充電が行われる。
【００３２】
なお、ＦＥＴ３のゲートに、Ｈレベルを印加することは、接続端子ＤＡＴＡＢを介して、ＣＰＵ１に対し、所定の電圧が印加されている場合にのみ行われるようになされている。即ち、ＣＰＵ１は、接続端子ＤＡＴＡＢに所定の電圧が印加されていないとき、具体的には、例えばバッテリパックが、負荷／充電器１１に正常に装着されておらず、従って端子ＢＡＴＴＩＮＣとＢＡＴＴＩＮＢとが接続されていないときなどには、ＦＥＴ３のゲートにＨレベルを印加しないようになされている。従って、この場合、バッテリパックでは、放電を行うことができず、充電のみ行うことができる状態とされる。
【００３３】
充電が行われている間、ＣＰＵ１は、放電中の場合と同様に、電池電圧をモニタしており、これが、所定の第２の基準電圧（２次電池Ｅが過充電状態になるおそれがある電圧）より大きくなると、ＦＥＴ４のゲートに、Ｌレベルを印加し、これによりＦＥＴ４をオフにする。ＦＥＴ４の寄生ダイオード４Ａは、放電電流が流れる方向、即ち充電電流がながれない方向に接続されているため、ＦＥＴ４がオフにされると、充電電流は遮断される。これにより、過充電が防止される。
【００３４】
そして、この状態において、端子ＥＢ＋とＥＢ−との間に接続されている負荷／充電器１１が、再び負荷とされると、２次電池Ｅ、端子ＥＢ＋，ＥＣ＋、処理部１１Ａ、端子ＥＣ−，ＥＢ−，ＦＥＴ３、寄生ダイオード４Ａの、経路で、放電電流が流れ、放電が開始される。しかしながら、この場合、寄生ダイオード４Ａでは、上述した寄生ダイオード３Ａと同様に大きな電圧降下が生じるので、効率的な放電を行うことができない。
【００３５】
そこで、ＣＰＵ１は、放電が開始されると、即ち負荷／充電器１１が負荷とされると、例えばそれにより生じる電圧降下（例えば、０．４Ｖ程度の電圧降下）を検出し、その電圧降下を検出すると、ＦＥＴ４のゲートに、強制的にＨレベルを印加して、ＦＥＴ４をオンにする（なお、このＦＥＴ４にＨレベルを印加することも、上述したＦＥＴ３における場合と同様に、接続端子ＤＡＴＡＢに所定の電圧が印加されていないときには行わせない（禁止する）ようにすることが可能である）。これにより、上述したように、２次電池Ｅ、端子ＥＢ＋，ＥＣ＋、負荷／充電器１１、端子ＥＣ−，ＥＢ−、ＦＥＴ３、ＦＥＴ４の経路で、放電電流が流れ、効率的な放電が行われる。
【００３６】
また、以上のように、バッテリパックが、負荷／充電器５に正常に接続されている場合には、処理部５Ａと制御回路１との間では、データ端子ＤＡＴＡＣおよびＤＡＴＡＢを介して、データのやりとりを行うことができるようになされている。即ち、バッテリパックが、負荷／充電器５に正常に接続されている場合には、処理部５Ａには、制御回路１に対し、２次電池の状態に関する情報を要求させることができ、また、制御回路１には、処理部５Ａの要求に応じて、２次電池Ｅの状態を、処理部５Ａに送信させることができる。
【００３７】
次に、バッテリパックが、負荷／充電器１１に正常に装着されなかった場合には、バッテリパックの接続端子ＢＡＴＴＩＮＢと、負荷／充電器１１の接続端子ＢＡＴＴＩＮＣとは接続されないようになされている。従って、この場合、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢには所定の電圧が現れず、その結果、ＣＰＵ１では、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧が検出されないことになる。
【００３８】
ＣＰＵ１は、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧を検出することができない場合は、ＦＥＴ３のゲートに、Ｈレベルを印加しないから（ＦＥＴ３のゲートにはＬレベルが印加された状態のままとされるから）、ＦＥＴ３はオンせず、また寄生ダイオード３Ａは、放電電流が流れない方向に形成されているから、仮に、例えば、誤ってバッテリパックの端子ＥＢ＋またはＥＢ−と、負荷／充電器１１の端子ＥＣ−またはＥＢ＋とが、それぞれ接続された場合であっても、放電電流は流れない。
【００３９】
従って、処理部１１Ａに対し、例えば本来印加すべき電圧と逆向きの電圧が印加され、これにより処理部１１Ａが損傷等することを防止することができる。
【００４０】
なお、処理部１１Ａに対し、本来印加すべき電圧と逆向きの電圧が印加されることを防止するには、バッテリパックの形状、およびこのバッテリパックが装着される部分の負荷／充電器１１の形状を、そのような逆向きの電圧が印加可能なようにバッテリパックを負荷／充電器１１に装着することができないようなものにしておくことが好ましい。
【００４１】
次に、バッテリパックの端子ＥＢ＋とＥＢ−とが、例えば直接接続された場合、ＣＰＵ１では、上述した場合と同様に、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧が検出されないから、ＦＥＴ３はオフしたままとされる。従って、この場合も、放電電流は流れず、その結果、端子ＥＢ＋とＥＢ−とのショートによるバッテリパックの損傷を防止することができる。
【００４２】
なお、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢに現れる電圧に関係なく、ＣＰＵ１に、ＦＥＴ３および４のオン／オフ制御を行わせた場合でも、端子ＥＢ＋とＥＢ−とがショートされたときには、大きな放電電流が流れるため、電池電圧が下がり、上述したように、ＦＥＴ３がオフにされ、これにより放電電流が遮断される。従って、これによっても、バッテリパックの損傷を防止することができるが、この場合には、僅かな時間であるが、大きな放電電流が流れることになる。これに対し、図１のバッテリパックによれば、このような大きな放電電流が流れることがないので、より効果的に、バッテリパックの損傷を防止することができる。
【００４３】
次に、ＣＰＵ１は、上述したように、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢおよびデータ端子ＤＡＴＡＢの電圧に対応して、バッテリパックの動作モードを設定するようになされている。以下、ＣＰＵ１による動作モードの設定処理について、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００４４】
ＣＰＵ１は、まず最初にステップＳ１において、動作モードを低消費電力モードとする。即ち、ステップＳ１では、バッテリパックを構成する各ブロックのうち、最低限必要なブロックを除いたものの動作が停止される（スリープ状態とされる）。本実施例では、ＣＰＵ１によって、例えば電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７への電源の供給が停止されるようになされている。
【００４５】
そして、ステップＳ２に進み、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが、Ｈレベルであるか否かが判定される。ステップＳ２において、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが、Ｈレベルでないと判定された場合、即ち、ＣＰＵ１が、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧を検出することができない場合、ステップＳ１に戻る。なお、ステップＳ１においては、動作モードが既に低消費電力モードである場合には、特に処理は行われない。即ち、ステップＳ１では、動作モードが、低消費電力モードでないモード（後述する通常モード）であるときのみ、動作モードを低消費電力モードに変更（設定）する処理が行われる。
【００４６】
従って、バッテリパックが負荷／充電器５に装着されていない場合や、装着されていても、それが正常になされていない場合には、バッテリパックの動作モードは、低消費電力モードとされる。よって、無駄な電力の消費を防止することができる。
【００４７】
一方、ステップＳ２において、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが、Ｈレベルであると判定された場合、即ち、バッテリパックが負荷／充電器１１に正常に装着されており、ＣＰＵ１が、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢを介して所定の電圧を検出することができた場合、ステップＳ３に進み、時間を計時するための変数Ｃに初期値としての、例えば０がセットされる。
【００４８】
そして、ステップＳ４に進み、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化したか否かが判定される。ステップＳ４において、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化したと判定された場合、即ち、処理部１１Ａから、データ端子ＤＡＴＡＣおよびＤＡＴＡＢを介して、ＣＰＵ１に対し、何らかのデータあるいはコマンドなどが送信されており、従って、負荷／充電器１１の電源がオン状態である場合、ステップＳ７に進み、動作モードが通常モードとされる。
【００４９】
即ち、ステップＳ７では、バッテリパックを構成する各ブロックのうち、動作が停止されていたもの（スリープ状態とされていたもの）の動作が開始される。本実施例では、ＣＰＵ１によって、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７への電源の供給が開始されるようになされている。なお、ステップＳ７においては、ステップＳ１における場合と同様に、動作モードが既に通常モードである場合には、特に処理は行われない。即ち、ステップＳ７では、動作モードが、低消費電力モードであるときのみ、動作モードを通常モードに変更（設定）する処理が行われる。
【００５０】
従って、動作モードが低消費電力モードとされている状態において、処理部１１Ａから、データ端子ＤＡＴＡＣおよびＤＡＴＡＢを介して、ＣＰＵ１に対し、例えば２次電池Ｅの状態の送信要求があった場合には、動作モードが通常モードとされ、これにより電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７の動作が開始される。そして、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７から出力される２次電池Ｅの状態が、負荷／充電器１に送信される。
【００５１】
一方、ステップＳ４において、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化していないと判定された場合、ステップＳ５に進み、変数Ｃが１だけインクリメントされる。そして、ステップＳ６に進み、変数Ｃが所定の数Ｎより大きいか否かが判定される。ステップＳ６において、変数Ｃが所定の数Ｎより大きくないと判定された場合、即ち、ステップＳ２で接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルがＨレベルであると判定されてから、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化しないまま、所定の数Ｎに相当する時間が経過していない場合、ステップＳ４に戻る。
【００５２】
また、ステップＳ６において、変数Ｃが所定の数Ｎより大きいと判定された場合、即ち、ステップＳ２で接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルがＨレベルであると判定されてから、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化しないまま、所定の数Ｎに相当する時間が経過した場合、ステップＳ１に戻る。従って、この場合、動作モードが通常モードであったときには、ステップＳ１において、動作モードは、低消費電力モードに変更される。
【００５３】
ここで、処理部１１Ａは、上述したように、電源スイッチ１２の操作状態を監視することで、電源の状態を検出し、電源がオフ状態である場合には、データ端子ＤＡＴＡＣのレベルを所定の一定レベル（ＨおよびＬレベルのうちの、例えばＨレベル）にするようになされている。従って、負荷／充電器１１の電源がオフ状態である間は、データ端子ＤＡＴＡＣのレベルは、Ｈレベルのまま変化しないので、バッテリパックの動作モードは、それが正常に負荷／充電器１１に装着されていても低消費電力モードとされる。
【００５４】
よって、バッテリパックにおける無駄な電力の消費を防止することができる。
【００５５】
なお、負荷／充電器１１の電源がオン状態であっても、処理部１１Ａが、ＣＰＵ１に対し、２次電池Ｅの状態の送信などを要求しなければ、データ端子ＤＡＴＡＣのレベルは変化しない。従って、負荷／充電器１１の電源がオン状態であっても、ＣＰＵ１と処理部１１Ａとの間の通信が、所定の時間（所定の数Ｎに対応する時間）行われなかった場合には、動作モードは低消費電力モードとされる。
【００５６】
以上のように、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが所定のレベル（本実施例では、Ｈレベル）であって、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが変化したとき、動作モードを通常モードとし、接続端子ＢＡＴＴＩＮＢの電圧が所定のレベルであって、データ端子ＤＡＴＡＢのレベルが、所定の時間変化しなかったとき、および接続端子ＢＡＴＴＩＮＢのレベルが所定のレベル以外のレベルであるとき、動作モードを低消費電力モードとするようにしたので、例えばバッテリパックが負荷／充電器１１に装着されていないときや、装着されていても、負荷／充電器１１の電源がオフにされているとき、あるいはＣＰＵ１と処理部１１Ａとの間で通信が行われていないときなどの、電流測定部５、電圧測定部６、および温度測定部７を動作させる必要のないときに、無駄な電力が消費されるのを防止することができる。さらに、その結果、バッテリパックの使用時間を、従来より延長することができる。
【００５７】
なお、本実施例では、２次電池Ｅをリチウムイオン系の電池としたが、２次電池Ｅは、その他の種類のもの（例えば、鉛電池やＮｉｃｄ系の電池など）を用いることが可能である。
【００５８】
さらに、本実施例では、負荷／充電器１１の端子ＥＣ＋およびＢＡＴＴＩＮＣとを、抵抗Ｒを介して接続することにより、端子ＢＡＴＴＩＮＣに所定の電圧が現れるようにしたが、端子ＢＡＴＴＩＮＣに所定の電圧が現れるようにするには、この他、例えば処理部１１Ａから、端子ＢＡＴＴＩＮＣに、所定の電圧を出力するようにしても良い。
【００５９】
また、本実施例においては、ＦＥＴ３または４により、それぞれ放電電流または充電電流をオン／オフさせるようにしたが、放電電流、充電電流をオン／オフさせる素子としては、ＦＥＴの他、スイッチとして機能するあらゆる素子を用いることが可能である。
【００６０】
さらに、本実施例では、ＣＰＵ１によって、ＦＥＴ３，４を直接制御するようにしたが、この他、例えばデータ端子ＤＡＴＡＣ，ＤＡＴＡＢ、およびＣＰＵ１を介して、処理部１１Ａによって、ＦＥＴ３，４を制御するようにすることも可能である。
【００６１】
また、ＣＰＵ１と処理部１１Ａとの間で通信が行われていない場合には、処理部１１Ａには、データ端子ＤＡＴＡＣから、電源がオン状態のときは、ＨまたはＬレベルのうちの、例えばＨレベルを出力させ、電源がオフ状態のときは、Ｌレベルを出力させるようにすることができる。このようにした場合には、ＣＰＵ１では、データ端子ＤＡＴＡＢの電圧が、所定の時間変化しなかったときに、そのレベルがＨまたはＬレベルのいずれであるかによって、負荷／充電器１１の電源の状態を認識することができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の電子機器によれば、バッテリパックから電流が供給される＋端子および−端子と、バッテリパックとの通信を行うための通信用端子と、＋端子および−端子がバッテリパックに正常に接続されたときに、所定の電圧を出力する接続端子とを備え、通信用端子が、電源のオンまたはオフ状態を示す電圧を出力するようになされている。従って、バッテリパック側において、通信用端子および接続端子の電圧に基づいて、電子機器との接続状態およびその電源の状態を認識することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したバッテリパックおよび電子機器としての負荷／充電器１１の一実施例の構成を示す図である。
【図２】図１のＣＰＵ１の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ ＣＰＵ
５ 電流測定部
６ 電圧測定部
７ 温度測定部
１１ 負荷／充電器
１１Ａ 処理部
１２ 電源スイッチ
Claims (1)
- 装着された相手に電流を供給するための第１の＋端子および−端子と、前記相手との通信を行うための第１の通信用端子と、前記第１の＋端子および−端子が前記相手に正常に接続されたときに、その相手と接続される第１の接続端子と、前記第１の通信用端子および接続端子の電圧に対応して、動作モードを設定するモード設定手段とを備え、前記モード設定手段は、前記第１の接続端子の電圧が所定のレベル以外である場合、または前記第１の接続端子の電圧が前記レベルであって、前記第１の通信用端子の電圧が所定の時間変化しない場合、前記第１の＋端子および−端子に接続され内蔵されている電池からの放電電流、または前記電池への充電電流を測定する電流測定手段、前記電池の電圧を測定する電圧測定手段、並びに前記電池の温度を測定する温度測定手段の動作を停止する低消費電力モードである前記動作モードを設定するバッテリパックが装着される電子機器において、
前記バッテリパックから電流が供給される第２の＋端子および−端子と、
前記バッテリパックとの通信を行うための第２の通信用端子と、
前記第２の＋端子および−端子が前記バッテリパックに正常に接続されたときに、所定の電圧を出力する第２の接続端子と
を備え、
前記第２の通信用端子は、電源のオンまたはオフ状態を示す電圧を出力する
ことを特徴とする電子機器。
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