JP5084117B2 - パック電池と電気機器 - Google Patents
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Description
池の過放電や過充電を防止しながら充放電できるからである。ただ、電子回路は二次電池
の電力を消費するので、これが二次電池を過放電させる原因となる。電子回路が二次電池
の過放電を防止するために、たとえば電池電圧が最低電圧よりも低下すると、電子回路の
電源回路をシャットダウンして電池の放電を停止する回路は開発されている。(特許文献
1参照)
パック電池は、二次電池11、51と、この二次電池11、51からパック電池10、50が内蔵する電子回路への電源供給をオンオフするシャットダウン回路12、52と、装着される本体機器30、70との信号端子13、53とを備え、パック電池10、50が内蔵する電子回路は、二次電池11、51の残容量を演算するマイコンを備え、二次電池11、51の電圧を安定化してパック電池10、50が内蔵する電子回路に供給するレギュレータ回路15、55をパック電池10、50内に備えており、このレギュレータ回路15、55と二次電池11、51との間にシャットダウン回路12、52を接続している。シャットダウン回路12、52は、信号端子13、53の電圧を検出することによって本体機器30、70との脱着を検出し、パック電池が本体機器30、70から外された状態で、シャットダウン回路12、52によって二次電池11、51から電子回路への電源供給をシャットダウンする。
本体機器30は、パック電池10を電源とする電動工具等の負荷である。また、本体機器30は、充電器のような電源であってもいいし、ノート型パソコンのように、負荷と充電器を兼用する機器であってもよい。
(3) ワンチップマイコン14が起動されると、ワンチップマイコン14は制御スイッチング素子24をオンに切り換える。したがって、メインスイッチング素子23がオンに保持されて、レギュレータ回路15は動作状態に保持される。
(4) パック電池10が本体機器30から外されると、信号端子13の電圧が低下する。信号端子13がプルアップ抵抗32で電源ライン31に接続されなくなるからである。このため、第1の入力スイッチング素子21と第2の入力スイッチング素子22はオフに切り換えられる。この状態になっても、動作状態のワンチップマイコン14が制御スイッチング素子24をオンに保持して、レギュレータ回路15を動作状態とする。
(5) オフ状態に切り換えられた第2の入力スイッチング素子22は、ワンチップマイコン14に”High”のオフ信号を入力する。パック電池10が本体機器30に接続されて、第2の入力スイッチング素子22がオンのとき、第2の入力スイッチング素子22はオンとなってワンチップマイコン14に”Low”を出力する。したがって、ワンチップマイコン14は、第2の入力スイッチング素子22から”Low”が入力されると、パック電池10が本体機器30に装着されたと判定し、”High”が入力されると、パック電池10が本体機器30から外されたと判定する。ワンチップマイコン14は、第2の入力スイッチング素子22から入力される”High”のオフ信号で、パック電池10が外されたことを検出して、データ退避等の終了処理を行った後、制御スイッチング素子24をオフに切り換える。この状態になると、制御スイッチング素子24と第1の入力スイッチング素子21の両方がオフとなるので、メインスイッチング素子23はオフに切り換えられる。なお、このような実施例に代わって、第2の入力スイッチング素子22から入力される”High”のオフ信号で、メインスイッチング素子23がオフに切り換える回路とすることもできる。
(6) メインスイッチング素子23がオフに切り換えられると、二次電池11からレギュレータ回路15に電力が供給されなくなって、レギュレータ回路15の動作が停止する。このため、レギュレータ回路15は、二次電池11の電力をワンチップマイコン14に供給しなくなる。すなわち、パック電池10が本体機器30から外されると、シャットダウン回路12はOFF動作して、二次電池11からワンチップマイコン14への電力供給を遮断する。
(1) パック電池50が本体機器70に接続されると、本体機器70のプルアップ抵抗72によって信号端子53A(SDA)の電圧が高くなって、第1の入力スイッチング素子61と、第2の入力スイッチング素子62のゲートに”High”が入力されて、オンに切り換えられる。
(2) 第1の入力スイッチング素子61と制御スイッチング素子64のいずれかがオンになると、メインスイッチング素子63は、ゲートがアースに接続される。この状態になるメインスイッチング素子63は、ソースとゲート間にFETをオンにするバイアス電圧が入力されるのでオンに切り換えられる。オンのメインスイッチング素子63は二次電池51をレギュレータ回路55に接続して、レギュレータ回路55を動作状態とする。動作状態のレギュレータ回路55は、二次電池51の電圧を安定化してワンチップマイコン54を起動する。
(3) ワンチップマイコン54が起動されると、ワンチップマイコン54は制御スイッチング素子64をオンに切り換える。したがって、メインスイッチング素子63がオンに保持されて、レギュレータ回路55は動作状態に保持される。
(4) パック電池50が本体機器70から外されると、信号端子53A(SDA)の電圧が低下する。信号端子53A(SDA)がプルアップ抵抗73で電源ライン71に接続されなくなるからである。このため第1の入力スイッチング素子61と第2の入力スイッチング素子62はオフに切り換えられる。この状態になっても、動作状態のワンチップマイコン54が制御スイッチング素子64をオンに保持して、レギュレータ回路55を動作状態とする。
(5) オフ状態に切り換えられた第2の入力スイッチング素子62は、ワンチップマイコン54に”High”のオフ信号を入力する。パック電池50が本体機器70に接続されて、第2の入力スイッチング素子62がオンのとき、第2の入力スイッチング素子62はオンとなってワンチップマイコン54に”Low”を出力する。したがって、ワンチップマイコン54は第2の入力スイッチング素子62から”Low”が入力されると、パック電池50が本体機器70に装着されたと判定し、”High”が入力されると、パック電池50が本体機器70から外されたと判定する。ワンチップマイコン54は、第2の入力スイッチング素子62から入力される”High”のオフ信号で、パック電池50がが外されたことを検出して制御スイッチング素子64をオフに切り換える。この状態になると、制御スイッチング素子64と第1の入力スイッチング素子61の両方がオフとなるので、メインスイッチング素子63はオフに切り換えられる。
(6) メインスイッチング素子63がオフに切り換えられると、二次電池51からレギュレータ回路55に電力が供給されなくなって、レギュレータ回路55の動作が停止する。このため、レギュレータ回路55は二次電池51の電力をワンチップマイコン54に供給しなくなる。すなわち、パック電池50が本体機器70から外されると、シャットダウン回路52はシャットダウンして、二次電池51からワンチップマイコン54への電力供給を遮断する。
11…二次電池
12…シャットダウン回路
13…信号端子
14…マイコン
15…レギュレータ回路
16…温度センサー
21…第1の入力スイッチング素子
22…第2の入力スイッチング素子
23…メインスイッチング素子
24…制御スイッチング素子
25…負荷抵抗
30…本体機器
31…電源ライン
32…プルアップ抵抗
33…コネクタ端子
35…電圧検出回路
50…パック電池
51…二次電池
52…シャットダウン回路
53…信号端子 53A…信号端子
53B…信号端子
54…マイコン
55…レギュレータ回路
57…メモリ
61…第1の入力スイッチング素子
62…第2の入力スイッチング素子
63…メインスイッチング素子
64…制御スイッチング素子
70…本体機器
71…電源ライン
72…プルアップ抵抗
73…コネクタ端子
Claims (4)
- 二次電池(11)、(51)と、この二次電池(11)、(51)からパック電池(10)、(50)が内蔵する電子回路への電源供給をオンオフするシャットダウン回路(12)、(52)と、装着される本体機器(30)、(70)との信号端子(13)、(53)とを備えるパック電池であって、
パック電池(10)、(50)が内蔵する電子回路は、二次電池(11)、(51)の残容量を演算するマイコンを備え、
二次電池(11)、(51)の電圧を安定化してパック電池(10)、(50)が内蔵する電子回路に供給するレギュレータ回路(15)、(55)をパック電池(10)、(50)内に備えており、このレギュレータ回路(15)、(55)と二次電池(11)、(51)との間にシャットダウン回路(12)、(52)を接続し、
シャットダウン回路(12)、(52)が、信号端子(13)、(53)の電圧を検出することによって本体機器(30)、(70)との脱着を検出し、パック電池が本体機器(30)、(70)から外された状態で、シャットダウン回路(12)、(52)によって二次電池(11)、(51)からパック電池(10)、(50)が内蔵する電子回路への電源供給をシャットダウンするようにしてなるパック電池。 - 二次電池(11)の電池温度を検出するサーミスタである温度センサー(16)を備え、この温度センサー(16)は信号端子(13)に接続され、シャットダウン回路(12)、(52)が、信号端子(13)の電圧を検出することによって本体機器(30)への脱着を検出する請求項1に記載されるパック電池。
- 電池情報を記憶するメモリ(57)を備え、このメモリ(57)は信号端子(53)に接続され、シャットダウン回路(52)が、メモリ(57)に接続している信号端子(53)の電圧を検出して本体機器(70)への脱着を検出する請求項1に記載されるパック電池。
- パック電池(10)、(50)と、これを脱着できるように装着する本体機器(30)、(70)とからなる電気機器であって、
パック電池(10)、(50)は、二次電池(11)、(51)と、この二次電池(11)、(51)からパック電池(10)、(50)が内蔵する電子回路への電源供給をオンオフするシャットダウン回路(12)、(52)と、装着される本体機器(30)、(70)との信号端子(13)、(53)とを備え、パック電池(10)、(50)が内蔵する電子回路は、二次電池(11)、(51)の残容量を演算するマイコンを備
え、二次電池(11)、(51)の電圧を安定化してパック電池(10)、(50)が内蔵する電子回路に供給するレギュレータ回路(15)、(55)をパック電池(10)、(50)内に備えており、このレギュレータ回路(15)、(55)と二次電池(11)、(51)との間にシャットダウン回路(12)、(52)を接続しており、
本体機器(30)、(70)はパック電池(10)、(50)の信号端子(13)、(53)に接続されるコネクタ端子(33)、(73)を備え、コネクタ端子(33)、(73)は、プルアップ抵抗(32)、(72)を介して本体機器(30)、(70)の電源部に接続しており、
パック電池(10)、(50)が本体機器(30)、(70)に接続されると、プルアップ抵抗(32)、(72)が信号端子(13)、(53)の電圧を設定電圧よりも高くし、パック電池(10)、(50)のシャットダウン回路(12)、(52)は信号端子(13)、(53)の電圧が設定電圧よりも高くなったことを検出することによって本体機器(30)、(70)に装着されたことを検出し、
パック電池(10)、(50)が本体機器(30)、(70)から外されると、シャットダウン回路(12)、(52)が信号端子(13)、(53)の電圧が設定電圧よりも低下したことを検出して、シャットダウン回路(12)、(52)によって二次電池(11)、(51)からパック電池(10)、(50)が内蔵する電子回路への電源供給をシャットダウンするようにしてなる電気機器。
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