JPH08103029A

JPH08103029A - バッテリパック、充電器、および充電用アダプタ

Info

Publication number: JPH08103029A
Application number: JP6237291A
Authority: JP
Inventors: Yasuhito Eguchi; 安仁江口; Isao Ueda; 功上田; Akira Sanpei; 晃三瓶; Hisashi Aoki; 久青木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】プリチャージ期間（プリチャージにかかる時
間）を短くする。【構成】２次電池ＡおよびＢが放電状態でないとき、
ＦＥＴ３がオフされる。従って、充電中は、ＦＥＴ３は
オフにされ、充電電流は、寄生ダイオード３Ａを介して
流れる。従って、充電器１０２から見たバッテリパック
の端子ＥＣ＋とＥＣ−との間の電圧（端子電圧）は、直
列に接続された２次電池ＡおよびＢの電圧より、寄生ダ
イオード３Ａによる電圧降下分だけ高くなるので、充電
電流がＦＥＴ３を介して流れる場合に比較して、プリチ
ャージを終了する電圧に、より速く到達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、充電の際に、その電圧
が所定の値になるまでの間、小電流で、いわゆるプリチ
ャージが行われるバッテリパック、充電用アダプタ、並
びに充電器に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来のバッテリパックの一例
の構成を示している。２次電池ＡまたはＢは、例えばリ
チウムイオン系の電池で、それぞれ満充電電圧が、例え
ば４．２Ｖのものとされており、これらは直列に接続さ
れている。また、２次電池Ａの＋端子は、端子ＥＢ＋に
接続されており、また２次電池Ｂの−端子は、２次電池
ＡおよびＢに直列に接続されたＦＥＴ３および４を介し
て、端子ＥＢ−に接続されている。従って、このバッテ
リパックによれば、その端子ＥＢ＋とＥＢ−とから、
８．４（＝４．２×２）Ｖの電圧を、負荷に印加するこ
とができるようになされている（但し、これは、２次電
池ＡおよびＢが満充電状態にあるときで、その使用とと
もに電圧は低下していく）。

【０００３】制御回路１は、２次電池Ａの＋端子と、２
次電池Ｂの−端子との間に接続されており、その間の電
圧、即ち直列に接続された２次電池ＡおよびＢの電圧
（以下、適宜、電池電圧という）を検出するようになさ
れている。また、制御回路１は、端子ＤＯとＣＯを有
し、それぞれは、ＦＥＴ（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）
３またはＦＥＴ（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）４のゲー
ト（Ｇ）に接続されている。

【０００４】ＦＥＴ３のソース（Ｓ）は、制御回路１と
２次電池Ｂの−端子との接続点（Ｖ−）に接続されてお
り、そのドレイン（Ｄ）は、ＦＥＴ４のドレインと接続
されている。ＦＥＴ４のソースは、端子ＥＢ−と接続さ
れている。

【０００５】ＦＥＴ３には、そのソースとドレインとの
間に、２次電池ＡおよびＢの充電電流が流れる方向に
（２次電池ＡおよびＢ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Ａおよ
びＢの放電電流が流れる方向に（２次電池ＡおよびＢ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。

【０００６】制御回路１は、通常（２次電池ＡおよびＢ
の電圧が、所定の範囲の電圧である場合）、その端子Ｄ
ＯおよびＣＯからＬおよびＨレベルのうちの、例えばＨ
レベル（ＦＥＴ３および４をオンにするレベル）を出力
している。このＨレベルは、ＦＥＴ３および４のゲート
に印加され、これによりＦＥＴ３および４は、通常、オ
ン状態にされている。

【０００７】従って、端子ＥＢ＋とＥＢ−との間に、負
荷（図示せず）が接続された場合、２次電池Ａおよび
Ｂ、端子ＥＢ＋、負荷、端子ＥＢ−，ＦＥＴ４（ＦＥＴ
４のソースおよびドレイン）、ＦＥＴ３（ＦＥＴ３のド
レインおよびソース）の経路で、放電電流が流れる。

【０００８】このとき、制御回路１は、電池電圧を検出
しており、これが、所定の第１の基準電圧（２次電池Ａ
およびＢが過放電状態になるおそれがある電圧）（例え
ば、５Ｖなど）より小さくなると、その端子ＤＯの出力
レベルを、ＨレベルからＬレベル（例えば、グランドレ
ベル（０Ｖ））にする。これにより、ＦＥＴ３のゲート
には、Ｌレベルが印加され、ＦＥＴ３はオフにされる。
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。

【０００９】そして、この状態において、端子ＥＢ＋と
ＥＢ−との間に、充電器（図１０においては図示せず）
が接続され、２次電池ＡおよびＢに対する充電が開始さ
れた場合、充電器、端子ＥＢ＋、２次電池ＡおよびＢ，
寄生ダイオード３Ａ、ＦＥＴ４の経路で、充電電流が流
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（ＦＥＴ
３（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）、例えば約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。

【００１０】そこで、制御回路５は、充電が開始される
と、即ち充電器が接続されると、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、
その後、端子ＤＯの出力レベルを、強制的にＬレベルか
らＨレベルにする。これにより、ＦＥＴ３のゲートに
は、Ｈレベルが印加され、ＦＥＴ３はオンにされる。そ
して、充電器、端子ＥＢ＋、２次電池ＡおよびＢ，ＦＥ
Ｔ３，ＦＥＴ４の経路で、充電電流が行われる。

【００１１】充電が行われている間、制御回路１は、や
はり電池電圧を検出しており、これが、所定の第２の基
準電圧（２次電池ＡおよびＢが過充電状態になるおそれ
がある電圧）（例えば、８．４Ｖなど）より大きくなる
と、その端子ＣＯの出力レベルを、ＨレベルからＬレベ
ル（例えば、グランドレベル（０Ｖ））にする。これに
より、ＦＥＴ４のゲートには、Ｌレベルが印加され、Ｆ
ＥＴ４はオフにされる。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。

【００１２】そして、この状態において、端子ＥＢ＋と
ＥＢ−との間に、再び負荷が接続され、２次電池Ａおよ
びＢの放電が開始された場合、負荷、端子ＥＢ＋、２次
電池ＡおよびＢ，ＦＥＴ３、寄生ダイオード４Ａの経路
で、放電電流が流れる。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。

【００１３】そこで、制御回路１は、放電が開始される
と、即ち負荷が接続されると、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、その後、端子ＤＯの出力レベルを、強制的にＬレベ
ルからＨレベルにする。これにより、ＦＥＴ４はオンに
され、効率的な放電が行われる。

【００１４】次に、図１１は、以上のようなバッテリパ
ック１０１を充電する、従来の充電器の一例の構成を示
している。電源回路３２は、例えば直列に接続された２
次電池ＡおよびＢの満充電電圧（いまの場合、上述した
ように８．４Ｖ）と等しい電圧を発生し、充電電流を供
給するようになされている。電源回路３２の＋端子は、
抵抗ＲとスイッチＳＷの並列回路を介して、充電器１０
２の端子ＥＣ＋に接続されており、また、その−端子
は、充電器１０２の端子−に接続されている。

【００１５】従って、バッテリパック１０１の端子ＥＢ
＋またはＥＢ−を、端子ＥＣ＋またはＥＣ−にそれぞれ
接続することにより、バッテリパック１０１の充電を行
うことができる。

【００１６】ここで、バッテリパック１０１が、例えば
ＶＴＲとビデオカメラとが一体にされたカムコーダ１０
３で使用されるものである場合、カムコーダ１０３をＶ
ＴＲとして動作させるとき、カムコーダ１０３を充電器
１０２にセットして、その電源をとることができれば便
利である。また、充電器１０２を電源として、カムコー
ダ１０３を動作させながら、同時に、バッテリパック１
０１の充電を行うことができれば、さらに便利である。

【００１７】そこで、この充電器１０２は、バッテリパ
ック１０１の充電用の端子ＥＢ＋およびＥＢ−の他、カ
ムコーダ１０３への電源供給用の端子ＥＣ’＋およびＥ
Ｃ’−も備えている。端子ＥＣ’＋は、電源回路３２の
＋端子と抵抗ＲおよびスイッチＳＷでなる並列回路との
接続点と、端子ＥＣ’−は、電源回路３２の−端子と端
子ＥＣ−との接続点と、それぞれ接続されており、これ
により端子ＥＣ’＋およびＥＣ’−に、カムコーダ１０
３を接続すれば、カムコーダ１０３に電源を供給するこ
とができるようになされている。

【００１８】ところで、いま、抵抗ＲおよびスイッチＳ
Ｗでなる並列回路が設けられていない、即ち電源回路３
２の＋端子と、端子ＥＣ＋とが直接接続された充電器１
０２を考えた場合、この充電器１０２に、バッテリパッ
ク１０１を接続すると、端子ＥＣ＋とＥＣ−との間の電
圧は、バッテリパック１０１の電圧（端子電圧）（バッ
テリパック１０１の端子ＥＢ＋とＥＢ−との間の電圧）
と等しくなる。

【００１９】さらに、電源回路３２の＋端子と、端子Ｅ
Ｃ＋とが直接接続されている場合、端子ＥＣ’＋とＥ
Ｃ’−との間の電圧は、端子ＥＣ＋とＥＣ−との間の電
圧に等しくなるから、カムコーダ１０３に供給される電
圧は、バッテリパック１０１の電圧に等しくなる。

【００２０】従って、バッテリパック１０１の端子電圧
が、カムコーダ１０３が動作するのに必要な電圧（カム
コーダ１０３が内蔵するＣＰＵ（図示せず）の正常動作
を保証するのに必要な最低の電圧）より低くなっている
場合、充電器１０２に、バッテリパック１０１およびカ
ムコーダ１０３の両方を接続したときには、カムコーダ
１０３が正常に動作しなくなる。

【００２１】即ち、バッテリパック１０１が、過放電状
態に近い状態にあるとき、その端子電圧が、例えば約５
Ｖ程度に下がり、またカムコーダ１０３が動作するのに
必要な電圧が、例えば約５．８Ｖ程度であるとすると、
過放電状態に近い状態にあるバッテリパック１０１とカ
ムコーダ１０３の両方を、充電器１０２に接続したとき
には、カムコーダ１０３の正常動作は保証されなくな
る。

【００２２】そこで、充電器１０２には、抵抗Ｒおよび
スイッチＳＷでなる並列回路と、スイッチＳＷを制御す
るスイッチ制御回路３３が設けられている。スイッチ制
御回路３３は、端子ＥＣ＋とＥＣ−との間の電圧（つま
り、バッテリパック１０１の電圧）を検出し、その電圧
が、カムコーダ１０３が正常に動作するのに必要な電圧
である５．８Ｖ以上である場合、スイッチＳＷをオン状
態にし、５．８Ｖ未満である場合、スイッチＳＷをオフ
状態にする。

【００２３】スイッチＳＷがオフの場合、充電電流は、
抵抗Ｒを介して、バッテリパック１０１に供給される。
いま、バッテリパック１０１の電圧が、例えば５Ｖであ
った場合には、抵抗Ｒで、約３（≒８．４−５）Ｖの電
圧降下が生じ、これによりカムコーダ１０３には、電源
回路３２が発生する８．４Ｖの電圧が印加されることに
なる。

【００２４】ところで、この場合、抵抗Ｒとしては、例
えば１００Ω程度のものが用いられる。従って、この抵
抗Ｒを介して、バッテリパック１０１の充電を行う場
合、その充電電流は、約３０ｍＡ（＝３Ｖ／１００Ω）
程度と小さなものとなり、この状態で充電を行っていっ
たのでは、充電が完了するまでに、かなりの時間を要す
ることになる。

【００２５】そこで、スイッチ制御回路３３は、上述し
たように、バッテリパック１０１の電圧が、カムコーダ
１０３が正常に動作するのに必要な電圧である５．８Ｖ
になると、スイッチＳＷをオン状態にする。これによ
り、充電電流は、スイッチＳＷを介して流れるので、大
きな充電電流で、バッテリパック１０１の充電が行われ
ることになる。従って、バッテリパック１０１の電圧が
５．８Ｖになった後は、短時間で、充電が終了すること
になる。

【００２６】ここで、図１２は、充電器１０２に、カム
コーダ１０３が装着（接続）されている場合に、端子電
圧が５Ｖのバッテリパック１０１が、さらに装着（接
続）されたときの、バッテリパック１０１の電圧（端子
電圧）、およびカムコーダ１０３への供給電圧の時間変
化を示している。バッテリパック１０１が充電器１０２
に装着される前は、カムコーダ１０３には、電源回路３
２が発生する８．４Ｖの電圧が供給されている。そし
て、バッテリパック１０１が装着されると、スイッチＳ
Ｗがオフ状態にされ、これにより、カムコーダ１０３に
は、そのまま８．４Ｖの電圧が供給され続ける。

【００２７】一方、バッテリパック１０１に対しては、
抵抗Ｒを介して、小さな充電電流による充電が開始され
る。そして、その端子電圧が５．８Ｖになると、スイッ
チＳＷがオン状態にされ、これにより、スイッチＳＷを
介して、大きな充電電流による充電が開始される。な
お、このように大きな充電電流による充電が開始された
とき、バッテリパック１０１の端子電圧は、瞬時に、例
えば０．３Ｖ程度上昇する。これは、２次電池Ａおよび
Ｂの内部抵抗によるロス分である。どの程度上昇するか
は、例えば温度や、２次電池ＡおよびＢの容量、その新
旧などによってばらつきがある。

【００２８】スイッチＳＷがオン状態にされると、カム
コーダ１０３への供給電圧は、バッテリパック１０１の
電圧と同じになる。

【００２９】なお、スイッチＳＷがオン状態になると、
カムコーダ１０３に供給される電圧は、一瞬、バッテリ
パック１０１の電圧である５．８Ｖになるが、この電圧
は、カムコーダ１０３が正常に動作可能な電圧であるか
ら、問題はない。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、充電器１０
２では、図１２に示すように、スイッチＳＷがオフ状態
になってからオン状態になるまでの、微小電流による充
電（以下、プリチャージという）の期間（プリチャージ
期間）が、所定の時間より長いと、バッテリパック１０
１が故障等しているものとして、例えば充電を中止する
などのバッテリーエラー処理を行うようになされてい
る。そして、従来、プリチャージの時間検出（プリチャ
ージ期間の検出）は、例えばソフトウェアなどで実現さ
れている。

【００３１】従って、例えばバッテリパック１０１（２
次電池ＡおよびＢ）が、容量の大きいものに変更された
場合には、プリチャージ期間が長くなるので、これを充
電器１０２で充電した場合には、バッテリパック１０１
が故障等していないにも関わらず、バッテリエラー処理
が行われることになる。

【００３２】これを防止するためには、上述したソフト
ウェアを変更する方法があるが、この方法では、製造者
側は、容量の異なるバッテリパック用にソフトウェアを
変更した、新たな充電器を製造、販売する必要があり、
また需要者側は、その充電器を、新たに購入しなければ
ならない。

【００３３】さらに、バッテリパック１０１の容量が大
きなものに変更された場合には、新たな充電器を使用し
たとしても、プリチャージ期間が長いので、充電完了ま
でにかなりの時間がかかるようになる（バッテリパック
１０１の電圧を５Ｖから５．８Ｖに上昇させるのに必要
な容量が、例えば１２０ｍＡＨである場合には、プリチ
ャージだけで、４時間（＝１２０ｍＡＨ／３０ｍＡ）か
かることになる）。

【００３４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、プリチャージ期間を短くすることができ
るようにするものである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】本発明のバッテリパック
は、２次電池（例えば、図１に示す２次電池ＡおよびＢ
など）と、２次電池の放電電流をオン／オフする、２次
電池と直列に接続されたスイッチング手段（例えば、図
１に示すＦＥＴ３など）と、２次電池の放電または充電
状態を検出し、その検出結果に対応して、スイッチング
手段を制御する制御手段（例えば、図１に示すオペアン
プ２など）とを備えるバッテリパックにおいて、スイッ
チング手段は、２次電池の充電電流または放電電流が入
出力される第１および第２の入出力端子（例えば、ソー
スおよびドレインなど）と、オンまたはオフのための制
御電圧が印加される制御端子（例えば、ゲートなど）
と、２次電池の充電電流が流れる方向に配置された寄生
ダイオード（例えば、図１に示す寄生ダイオード３Ａな
ど）とを有するＦＥＴを含み、制御手段は、２次電池が
放電状態にないとき、または充電状態にあるとき、ＦＥ
Ｔをオフさせ、寄生ダイオードを介して充電電流を流さ
せることを特徴とする。

【００３６】このバッテリパックにおいては、２次電池
の電圧を検出する電圧検出手段（例えば、図１に示すツ
ェナーダイオードＤAなど）をさらに備える場合、制御
手段には、電圧検出手段により検出された電圧が所定値
以上であるとき、ＦＥＴをオンさせることができる。ま
た、制御手段には、第１および第２の入出力端子の間の
電位差に基づいて、２次電池の放電または充電状態を検
出させることができる。さらに、制御手段には、第１お
よび第２の入出力端子の間に放電電流が流れたときに、
その間の電位差が所定の値となるような制御電圧を、制
御端子に印加させ、第１および第２の入出力端子の間
に、放電電流が流れる方向に、所定の値以上の電位差が
生じているとき、２次電池が放電状態にあると判定させ
ることができる。

【００３７】本発明の充電用アダプタは、充電時に、バ
ッテリパックと、充電器との間に装着される充電用アダ
プタであって、充電器からバッテリパックへ供給される
充電電流が入出力される第１および第２の入出力端子
（例えば、ソースおよびドレインなど）と、オンまたは
オフのための制御電圧が印加される制御端子（例えば、
ゲートなど）と、充電電流が流れる方向に配置された寄
生ダイオード（例えば、図８に示す寄生ダイオード５Ａ
など）とを有するＦＥＴ（例えば、図８に示すＦＥＴ５
など）と、バッテリパックの電圧を検出する電圧検出手
段（例えば、図８に示すツェナーダイオードＤBなど）
とを備え、電圧検出手段により検出された電圧が所定の
値未満のとき、ＦＥＴはオフされ、充電電流は、寄生ダ
イオードを介して流れ、電圧検出手段により検出された
電圧が所定の値以上であるとき、ＦＥＴはオンされ、充
電電流は、第１および第２の入出力端子を介して流れる
ことを特徴とする。

【００３８】本発明の充電器は、バッテリパックを充電
する充電器であって、バッテリパックに充電電流を供給
する供給手段（例えば、図９に示す電源回路３２など）
と、バッテリパックへ供給される充電電流が入出力され
る第１および第２の入出力端子（例えば、ソースおよび
ドレインなど）と、オンまたはオフのための制御電圧が
印加される制御端子（例えば、ゲートなど）と、充電電
流が流れる方向に配置された寄生ダイオード（例えば、
図９に示す寄生ダイオード６Ａなど）とを有するＦＥＴ
（例えば、図９に示すＦＥＴ６など）と、バッテリパッ
クの電圧を検出する電圧検出手段（例えば、図９に示す
ツェナーダイオードＤCなど）とを備え、電圧検出手段
により検出された電圧が所定の値未満のとき、ＦＥＴは
オフされ、充電電流は、寄生ダイオードを介して流れ、
電圧検出手段により検出された電圧が所定の値以上であ
るとき、ＦＥＴはオンされ、充電電流は、第１および第
２の入出力端子を介して流れることを特徴とする。

【００３９】

【作用】本発明のバッテリパックにおいては、２次電池
ＡおよびＢが放電状態にないとき、または充電状態にあ
るとき、ＦＥＴ３がオフになり、寄生ダイオード３Ａを
介して充電電流が流れる。従って、充電時、バッテリパ
ックの電圧は、寄生ダイオード３Ａによる電圧降下分だ
け高くなるので、プリチャージ期間を短くすることがで
きる。

【００４０】本発明の充電用アダプタにおいては、充電
時に、バッテリパックと、充電器との間に装着され、バ
ッテリパックの電圧が所定の値未満のとき、ＦＥＴ５は
オフされ、充電電流は、寄生ダイオード５Ａを介して流
れる。また、バッテリパックの電圧が所定の値以上であ
るとき、ＦＥＴ５はオンされ、充電電流は、ＦＥＴ５の
ソースおよびドレインを介して流れる。従って、ＦＥＴ
５がオフのとき、充電器から、充電用アダプタを介して
見たバッテリパックの電圧は、寄生ダイオード５Ａによ
る電圧降下分だけ高くなるので、プリチャージ期間を短
くすることができる。

【００４１】本発明の充電器においては、電源回路３２
からバッテリパックに充電電流が供給される。そして、
バッテリパックの電圧が所定の値未満のとき、ＦＥＴ６
はオフされ、充電電流は、寄生ダイオード６Ａを介して
流れる。また、バッテリパックの電圧が所定の値以上で
あるとき、ＦＥＴ６はオンされ、充電電流は、ＦＥＴ６
のソースおよびドレインを介して流れる。従って、ＦＥ
Ｔ６がオフのとき、電源回路３２から見たバッテリパッ
クの電圧は、寄生ダイオード６Ａによる電圧降下分だけ
高くなるので、プリチャージ期間を短くすることができ
る。

【００４２】

【実施例】図１は、本発明のバッテリパックの一実施例
の構成を示している。なお、図中、図１０および図１１
における場合と対応する部分については、同一の符号を
付してある。即ち、このバッテリパックにおいては、制
御回路１の端子ＤＯが、ＮＰＮトランジスタＴｒ１およ
びオペアンプ２を介して、ＦＥＴ３のゲートに接続され
ている。

【００４３】具体的には、制御回路１の端子ＤＯは、ト
ランジスタＴｒ１のベースに接続され、そのコレクタ
は、制御回路１と２次電池Ａの＋端子との接続点に、そ
のエミッタは、オペアンプ２をアクティブにする端子
（以下、適宜、アクティブ端子という）に、それぞれ接
続されている。そして、オペアンプ２の出力端子が、Ｆ
ＥＴ３のゲートに接続されている。

【００４４】また、オペアンプ２の非反転入力端子
（＋）は、抵抗ＲCを介して、端子ＥＢ−とＦＥＴ４の
ソースとの接続点に接続されている。さらに、オペアン
プ２の反転入力端子（−）は、抵抗ＲAとＲBとの接続点
に接続されている。なお、オペアンプ２は、その非反転
入力端子に印加される電圧が、反転入力端子に印加され
る電圧より大きい場合は、その電圧の差に対応する電圧
を出力し、またその非反転入力端子に印加される電圧
が、反転入力端子に印加される電圧以下である場合は、
０レベルを出力するようになされている。

【００４５】抵抗ＲAの、抵抗ＲBと接続されていない方
の一端は、２次電池Ａの＋端子と端子ＥＢ＋との接続点
に接続され、抵抗ＲBの、抵抗ＲAと接続されていない方
の一端は、２次電池Ｂの−端子と端子ＥＢ−との接続点
に接続されている。

【００４６】ツェナーダイオードＤAは、そのカソード
が、２次電池Ａの＋端子と端子ＥＢ＋との接続点に、ア
ノードが、オペアンプ２の非反転入力端子と抵抗ＲCと
の接続点に、それぞれ接続されている。なお、ツェナー
ダイオードＤAのツェナー電圧は、カムコーダ１０３の
動作を保証する電圧である５．８Ｖ以上とされている
（上限は、充電器１０２が充電を停止するバッテリパッ
クの電圧（例えば、満充電電圧である８．４Ｖ）から、
ＦＥＴ３の寄生ダイオード３Ａの電圧降下分である０．
７Ｖを減算した値である）。

【００４７】次に、図２は、制御回路１の詳細構成例を
示している。電圧検出回路１１では、２次電池Ａおよび
Ｂの電圧（直接に接続された２次電池ＡおよびＢの、２
次電池Ａの＋端子と、２次電池Ｂの−端子との間の電
圧）、即ち電池電圧が検出される。電圧検出回路１１に
より検出された電圧（電池電圧）は、判定回路１２に供
給される。判定回路１２は、電圧検出回路１１からの電
圧が、第１の基準電圧より小さいか否かと、第２の基準
電圧より大きいか否かを判定する（但し、第１の基準電
圧＜第２の基準電圧）。そして、判定回路１２は、その
判定結果に対応して、ゲートドライブ回路１３を制御す
る。

【００４８】即ち、判定回路１２は、電圧検出回路１１
からの電池電圧が、第１の基準電圧より小さい場合、ゲ
ートドライブ回路１３に、端子ＤＯからＬレベルを出力
させるとともに、端子ＣＯからＨレベルを出力させる。
また、判定回路１２は、電圧検出回路１１からの電圧
が、第１の基準電圧以上、かつ第２の基準電圧以下であ
る場合、ゲートドライブ回路１３に、端子ＤＯからＨレ
ベルを出力させるとともに、端子ＣＯからＨレベルを出
力させる。さらに、判定回路１２は、電圧検出回路１１
からの電圧が、第２の基準電圧より大きい場合、ゲート
ドライブ回路１３に、端子ＤＯからＨレベルを出力させ
るとともに、端子ＣＯからＬレベルを出力させる。

【００４９】また、判定回路１２は、端子ＣＯまたはＤ
Ｏの出力レベルがＬレベルである場合に、電圧検出回路
１１から供給されている電圧が所定のレベルだけ降下す
ると、前述したように、端子ＣＯまたはＤＯの出力レベ
ルを強制的にＨレベルにさせる。

【００５０】以上のようにして、制御回路１の端子ＤＯ
およびＣＯからは、図１０で説明した場合と同様のレベ
ルの信号が出力される。

【００５１】ゲートドライブ回路１３が内蔵するグラン
ドレベルシフト回路１４は、充電時、ＦＥＴ４のソース
の電圧レベル（図１において、点ｂの電圧レベル）に、
端子ＣＯのグランドレベルをシフトさせる。これによ
り、端子ＣＯからＬレベルが出力された場合、ＦＥＴ４
が正常に動作するように、即ちＦＥＴ４がオフするよう
になされている。

【００５２】なお、図１においては、制御回路１（グラ
ンドレベルシフト回路１４）と、点ｂとの接続線を省略
してある。また、放電中に、制御回路１の端子ＤＯか
ら、過放電防止のためＬレベルが出力される場合におい
ては、ＦＥＴ３のソースの電圧レベル（図１において、
点ａの電圧レベル）は、２次電池Ｂの−端子の電位に等
しいから、即ち放電時では、バッテリパックにおいて最
も低い電位となるから、特に、端子ＤＯのグランドレベ
ルをシフトする必要はない。

【００５３】図１に戻り、その動作について説明する。
まず、２次電池ＡおよびＢが、ある程度充電された状態
にある場合（第１の基準電圧以上、第２の基準電圧以下
である場合）、制御回路１の端子ＤＯおよびＣＯから
は、上述したようにＨレベルが出力される。従って、Ｆ
ＥＴ４は、上述したようにオン状態になる。

【００５４】一方、端子ＤＯから出力されるＨレベル
は、トランジスタＴｒ１のベースに印加され、これによ
りトランジスタＴｒ１はオン状態になり、これにより２
次電池Ａの＋端子から、トランジスタＴｒ１を介して、
オペアンプ２のアクティブ端子に所定のレベルの電圧が
印加される（以下、適宜、「アクティブ端子にＨレベル
が印加される」という）。すると、オペアンプ２はアク
ティブになる（動作状態になる）。

【００５５】電池電圧（２次電池ＡおよびＢの電圧）
が、ツェナーダイオードＤAのツェナー電圧以上である
場合、オペアンプ２の非反転入力端子には、その電池電
圧が、ツェナーダイオードＤAを介して印加される。ま
た、オペアンプ２の反転入力端子には、電池電圧を、抵
抗ＲAおよびＲBで分圧した電圧（電池電圧を、Ｅとした
場合、ＲB×Ｅ／（ＲA＋ＲB））が印加される。従っ
て、オペアンプ２の非反転入力端子に印加される電圧
は、その反転入力端子に印加される電圧より高く、さら
にオペアンプ２はアクティブなので、その出力端子から
は、Ｈレベルが出力される。これにより、ＦＥＴ３は、
オン状態になる。

【００５６】一方、電池電圧が、ツェナーダイオードＤ
Aのツェナー電圧以上でない場合、オペアンプ２の非反
転入力端子には、電圧が印加されない。しかしながら、
バッテリパックに負荷が接続されると（端子ＥＢ＋およ
びＥＣ−に負荷が接続されると）、点ｂの電位は、接続
された負荷を介して、２次電池Ａの＋端子の電位とな
り、従ってオペアンプ２の非反転入力端子には、電池電
圧が、抵抗Ｒcを介して印加される。従って、電池電圧
が、ツェナーダイオードＤAのツェナー電圧以上である
場合と同様に、オペアンプ２の出力はＨレベルになり、
これによりＦＥＴ３は、オン状態になる。

【００５７】以上のように、ＦＥＴ３およびＦＥＴ４が
ともにオン状態になるので、図１０で説明した場合と同
様の経路で、放電電流が流れる。

【００５８】そして、電池電圧（２次電池ＡおよびＢの
電圧）が第１の基準電圧（２次電池ＡおよびＢ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、制御
回路１は、端子ＤＯの出力レベルを、ＨレベルからＬレ
ベルにする。これにより、トランジスタＴｒ１はオフに
なり、オペアンプ２のアクティブ端子には、電圧（Ｈレ
ベル）が印加されなくなる。すると、オペアンプ２は、
非アクティブ状態（動作しない状態）となり、その反転
入力端子および非反転入力端子に印加されている電圧に
関わらず、オペアンプ２からは電圧（Ｈレベル）が出力
されなくなる（オペアンプ２の出力レベルはＬレベルに
なる）。従って、ＦＥＴ３は、オフ状態となり、過放電
が防止される。

【００５９】次に、この状態において、バッテリパック
に（端子ＥＢ＋とＥＢ−との間に）、図１１で説明した
充電器１０２が接続され、２次電池ＡおよびＢに対する
充電が開始された場合、前述したように、充電器１０
２、端子ＥＢ＋、２次電池ＡおよびＢ，寄生ダイオード
３Ａ、ＦＥＴ４の経路で、充電電流が流れる。従って、
この場合、寄生ダイオード３Ａでは、所定の電圧降下
（ここでは、例えば０．７Ｖとする）が生じるので、前
述したように、充電の効率から考えれば、ＦＥＴ３をオ
ン状態にして、寄生ダイオード３Ａではなく、ＦＥＴ３
を介して、充電電流を流す方が良い。

【００６０】しかしながら、この場合、充電器１０２側
からバッテリパックの電圧（端子ＥＢ＋とＥＢ−との間
の電圧）を見ると、電池電圧より、寄生ダイオード３Ａ
の電圧降下分である０．７Ｖだけ高い電圧となる。従っ
て、寄生ダイオード３Ａを介して充電電流を流した方
が、ＦＥＴ３を介して充電電流を流す場合に比較して、
バッテリパックの電圧が、より速く、カムコーダ１０３
の動作を保証するのに必要な電圧である５．８Ｖになる
ことになる。

【００６１】そこで、従来では、図１０で説明したよう
に、充電器が接続されると、ＦＥＴ３をオン状態にする
ようになされていたが、図１のバッテリパックでは、充
電器１０２が接続されても、ＦＥＴ３を、即座にオン状
態にせず、オフ状態にしたままにしておくようになされ
ている。

【００６２】即ち、充電器１０２が接続されると、制御
回路１は、端子ＤＯの出力レベルを、ＬレベルからＨレ
ベルにする。これにより、上述したように、トランジス
タＴｒ１はオン状態になり、さらにオペアンプ２がアク
ティブ状態になる。

【００６３】一方、図１において、充電電流は、点ａか
らｂの方向へ流れるから、点ａの電位は、点ｂの電位よ
り高くなる。なお、ＦＥＴ４の電圧降下に比較して、寄
生ダイオード３Ａの電圧降下は充分大きいので、点ａと
ｂとの間の電位差は、寄生ダイオード３Ａの電圧降下分
とほぼ同じになる。

【００６４】いまの場合、電池電圧は、カムコーダ１０
３の動作を保証するのに必要な電圧である５．８Ｖより
低く、従ってツェナーダイオードＤAのツェナー電圧よ
り低いので、オペアンプ２の非反転入力端子または反転
入力端子には、点ｂまたはａの電位に対応する電圧が、
それぞれ印加される。即ち、オペアンプ２の非反転入力
端子と反転入力端子との間の電圧は、点ｂとａとの電位
差に等しい。従って、いまの場合、オペアンプ２の出力
は、０Ｖ（Ｌレベル）になり、ＦＥＴ３は、充電器１０
２が接続されてもオン状態にならず、オフ状態のままと
され、充電電流は、ダイオード３Ａを介して流れ続ける
ことになる。

【００６５】次に、２次電池ＡおよびＢが、ある程度充
電された状態にある場合に（第１の基準電圧以上、第２
の基準電圧以下であって、ツェナーダイオードＤAのツ
ェナー電圧より低い場合に）、バッテリパックに負荷が
接続され、放電が行われるときには、上述したように、
ＦＥＴ３およびＦＥＴ４がともにオン状態になるが、こ
の状態において、放電が中止され、充電器１０２が接続
された場合、次にようにして充電が行われる。

【００６６】即ち、この場合、ＦＥＴ３およびＦＥＴ４
がともにオン状態であるから、このＦＥＴ３およびＦＥ
Ｔ４を介して充電電流が流れる。上述したように、充電
電流は、点ａからｂの方向へ流れ、やはり点ａの電位
は、点ｂの電位より高くなるので、アクティブ状態にあ
るオペアンプ２の出力は、ＨレベルからＬレベルにな
る。従って、ＦＥＴ３は、オフ状態にされ、これにより
充電電流は、寄生ダイオード３Ａを介して流れるように
なる。

【００６７】図３は、充電器１０２に、カムコーダ１０
３が装着（接続）されている場合に、図１に示した、端
子電圧が５Ｖになっているバッテリパックが、さらに装
着（接続）されたときの、そのバッテリパックの電圧
（端子電圧）、およびカムコーダ１０３への供給電圧の
時間変化を示している。なお、この図３は、前述した図
１２に対応している。図１２に示した、従来の場合（図
３においては、従来のバッテリパックの端子電圧を一点
破線で示してある）に比較して、バッテリパックの端子
電圧は、寄生ダイオード３Ａの電圧降下分である０．７
Ｖだけ高くなるので、充電開始後、その端子電圧が、カ
ムコーダ１０３の動作を保証するのに必要な電圧である
５．８Ｖに即座に上がっていることがわかる。従って、
同図に示すように、プリチャージ時間を短くすることが
できる。

【００６８】よって、２次電池ＡおよびＢの容量が大き
なものに変更になったとしても、前述したようなプリチ
ャージエラーの発生を防止することができる。さらに、
例えば深放電状態などからの充電を高速化することがで
きる。

【００６９】次に、プリチャージの終了後は、前述した
ように、大きな充電電流による充電が開始されるが、充
電電流が、寄生ダイオード３Ａ（図１）を介して流れて
いる状態で、充電が続けられ、例えばバッテリパックの
端子電圧が、直列に接続された２次電池ＡおよびＢの満
充電電圧になったところで、充電器１０２が充電を終了
した場合、図４に示すように、電池電圧は、その満充電
電圧より、寄生ダイオード３Ａの電圧降下分である０．
７Ｖだけ低くなる。即ち、この場合、２次電池Ａおよび
Ｂに対し、充分な充電がなされない。

【００７０】従って、プリチャージの終了後は、充電電
流が、寄生ダイオード３Ａではなく、ＦＥＴ３を介して
流れるように、即ちＦＥＴ３をオン状態にする必要があ
る。

【００７１】そこで、図１のバッテリパックにおいて
は、上述したように２次電池Ａの＋端子と、オペアンプ
２の非反転入力端子との間に、ツェナーダイオードＤA
が設けられている。この場合、充電により電池電圧が上
昇し、それがツェナーダイオードＤAのツェナー電圧以
上になると、ツェナーダイオードＤAがオンし、電池電
圧が、オペアンプ２の非反転入力端子に印加されるよう
になる。一方、その反転入力端子に印加される電圧は、
上述したように電池電圧を抵抗ＲAとＲBとで分圧した電
圧であるから、オペアンプ２の出力は、Ｈレベルにな
る。これにより、ＦＥＴ３はオン状態になる。

【００７２】その結果、図５に示すように、バッテリパ
ックの端子電圧は、寄生ダイオードの電圧降下分だけ低
下し、電池電圧とほぼ同じになる（ＦＥＴ３および４の
電圧降下を考慮しなければ同一になる）。従って、２次
電池ＡおよびＢに対し、充分な充電が行われることにな
る。

【００７３】ここで、ツェナー電圧を、上述したように
カムコーダ１０３の動作を保証する電圧である５．８Ｖ
以上としたのは、それより小さいと、ＦＥＴ３がオフ状
態からオン状態になったときに、バッテリパックの端子
電圧が０．７Ｖ低下するため、その電圧は５．８Ｖより
小さくなり、再度プリチャージが開始されてしまうから
である。さらに、ツェナー電圧の上限を、上述したよう
に充電器１０２が充電を終了（停止）するバッテリパッ
クの電圧から、寄生ダイオード３Ａの電圧降下分である
０．７Ｖを減算した値としたのは、それより大きな値と
すると、ツェナーダイオードＤAがオンする前に、充電
器１０２が充電を終了してしまうからである。

【００７４】なお、図１に示したバッテリパックでは、
ツェナーダイオードＤAにより電池電圧を検出し（電池
電圧がツェナー電圧以上であるかどうかを検出し）、そ
れが所定の値（ツェナー電圧）以上であるときに、オペ
アンプ２に、ＦＥＴ３をオン状態にさせるようにした
が、その他の方法によって電池電圧を検出し、その検出
した電圧が、所定の値以上であるときに、ＦＥＴ３をオ
ン状態にするように制御することも可能である。

【００７５】ところで、バッテリパック（図１）放電時
においては、電池電圧が、ツェナーダイオードＤAのツ
ェナー電圧より小さい場合、オペアンプ２の非反転入力
端子と反転入力端子との間の電圧は、点ｂとａとの電位
差に等しくなる。

【００７６】一方、ＦＥＴ３および４ような、Ｎチャネ
ルＭＯＳＦＥＴは、そのゲートに印加される電圧があ
る程度のレベルの電圧以上であれば、そのオン抵抗は微
小な値になる。従って、ＦＥＴ３および４のゲートに、
ある程度のレベル以上の電圧が印加されており、放電電
流が小さい場合、点ｂとａとの電位差は、非常に小さな
ものとなる。即ち、ＦＥＴ３および４のゲートに、ある
程度のレベル以上の電圧が印加され、これによりそれぞ
れのオン抵抗が、例えば５０ｍΩとなり、放電電流が、
例えば３０ｍＡであった場合、点ｂとａとの電位差は、
３ｍＶ（＝（５０ｍΩ＋５０ｍΩ）×３０ｍＡ）とな
る。

【００７７】放電時（但し、過放電時を除く）、即ち点
ｂの電位が点ａの電位より大きくなるときにおいては、
ＦＥＴ３をオン状態にするために、オペアンプ２の出力
をＨレベルとする必要があるが、点ｂとａとの電位差が
非常に小さい場合には、オペアンプ２として、その小さ
な電位差によって、Ｈレベルを出力する精度の高いもの
を使用しなければならない。そして、このように、オペ
アンプ２を精度の高いものとした場合には、バッテリパ
ックの高コスト化を招くことになる。

【００７８】そこで、図１のバッテリパックでは、Ｎチ
ャネルＭＯＳＦＥＴのゲートに、ある程度大きな電圧
が印加されている状態では、そのオン抵抗が、非常に小
さな値となるが、ゲート電圧が小さい場合には、そのオ
ン抵抗は、ゲート電圧が大きくなるほど小さくなる特
性、即ち、ゲートに印加される電圧が小さければ、その
オン抵抗が大きくなる特性を利用して、ＦＥＴ３に、所
定の値以上の電圧降下を生じさせることにより、点ｂと
ａとの電位差が、ある程度大きくなるようになされてい
る。

【００７９】即ち、図１のバッテリパックにおいては、
点ｂとａとの電位差がオペアンプ２の入力とされ、その
出力が、ＦＥＴ３のゲート電圧とされている。つまり、
ＦＥＴ３にネガティブフィードバックがかけられてい
る。これにより、放電電流が小さい場合には、点ｂとａ
との電位差、即ちオペアンプ２への入力電圧が小さくな
り、オぺアンプ２の出力電圧、即ちＦＥＴ３のゲート電
圧も小さくなる。従って、この場合、ＦＥＴ３のオン抵
抗は大きくなり、放電電流が小さくても、ＦＥＴ３にお
ける電圧降下は大きくなり、さらに点ｂとａとの電位差
も大きくなる。

【００８０】そして、放電電流が大きくなった場合に
は、点ｂとａとの電位差、即ちオペアンプ２への入力電
圧も大きくなり、オぺアンプ２の出力電圧、即ちＦＥＴ
３のゲート電圧も大きくなる。従って、この場合、ＦＥ
Ｔ３のオン抵抗は小さくなり、放電電流が大きくなって
も、ＦＥＴ３における電圧降下は小さくなり、これによ
り点ｂとａとの電位差も小さくなる。

【００８１】以上のようにして、放電電流の大きさが、
ある程度の小さい値の範囲にある場合には、点ｂとａと
の電位差、即ちオペアンプ２への入力電圧が、ある程度
の大きさの一定の値に保持される。

【００８２】一方、放電電流がさらに大きくなった場合
には、ＦＥＴ３のオン抵抗は、上述したように微小な値
になるが、この場合、放電電流が大きいため、ＦＥＴ３
のオン抵抗が微小値でも、ＦＥＴ３では、放電電流に比
例した大きな電圧降下を生じる。

【００８３】従って、ＦＥＴ３では、放電電流が、ある
程度の値（例えば、５００ｍＡなど）以下である場合、
所定の大きさの一定の電圧降下を生じ、放電電流が、そ
の値より大きくなると、放電電流の大きさに比例した電
圧降下を生じるようになるので、オペアンプ２として
は、それほど精度が高くない、安価なものを使用するこ
とができる。

【００８４】以上から、オペアンプ２は、ＦＥＴ３のソ
ースおよびドレインの間に放電電流が流れたときに、そ
の間の電位差が所定の値となるような制御電圧を、ＦＥ
Ｔ３のゲートに印加し、そのソースおよびドレインの間
に、放電電流が流れる方向に、所定の値以上の電位差が
生じているとき、２次電池ＡおよびＢが放電状態にある
と判定し（この場合、オペアンプ２はＨレベルを出力す
る）、そのような状態にないとき、即ち２次電池Ａおよ
びＢが放電状態にないとき（この場合、オペアンプ２は
Ｌレベルを出力する）、ＦＥＴ３をオフ状態にさせ、寄
生ダイオード３Ａを介して、充電電流を流させる制御を
行っているといえる。

【００８５】なお、放電電流が、ある程度の値以下であ
る場合に、ＦＥＴ３で生じさせる電圧降下は、オペアン
プ２の、例えばドリフトやオフセットなどを考慮し、そ
の値より大きな電圧（例えば、５０ｍＶなど）になるよ
うにすれば良い。これは、抵抗ＲAとＲB（ＲAとＲBとの
比）を調整することにより設定することができる。

【００８６】また、上述の場合においては、オペアンプ
２によりバッテリパック（２次電池ＡおよびＢ）が放電
状態にあるかどうかを検出し、放電状態である場合に
は、ＦＥＴ３をオン状態にし、また放電状態でない場合
は、ＦＥＴ３をオフ状態にするようにしたが、その他の
公知の手段（例えば、精度の高いオペアンプにより、点
ａとｂとの間（あるいは、ＦＥＴ３やＦＥＴ４）の微小
な電位差を検出して、その検出結果に基づいて、バッテ
リバックの放電または充電状態を判定（検出）し、その
判定結果（検出結果）に対応して、上述したようなＦＥ
Ｔ３のオン／オフ制御（スイッチング制御）（バッテリ
パックが放電状態にないとき、または充電状態にあると
きオフ状態にし、バッテリパックが放電状態にあると
き、または充電状態にないときオンにする制御）を行う
ようにすることも可能である。

【００８７】さらに、例えば充電器１０２にバッテリパ
ックが装着されたことを検出する機構（例えば、充電器
１０２にバッテリパックを装着したときにオン状態にな
るスイッチや、あるいは充電器１０２にバッテリパック
を装着したときに、ユーザにオン状態にしてもらうスイ
ッチなど）を、バッテリパックに設け、その検出結果に
応じて、ＦＥＴ３のスイッチング制御を行うようにする
ことなども可能である。

【００８８】但し、図１に示したようにする方が、安価
なオペアンプを用いることができるので、（スイッチや
その他の手段を用いる場合に比較して）装置の低コスト
化を図ることができる。

【００８９】次に、図６は、図１のバッテリパックの制
御回路１より左側の部分の実際の構成例を示している。
図中、トランジスタＱ７，ＩＣ１乃至３、ツェナーダイ
オードＺＤ、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１５は、図１にお
けるトランジスタＴｒ１，ＦＥＴ３，ＦＥＴ４、オペア
ンプ２、ツェナーダイオードＤA、抵抗ＲA，ＲB，ＲC
に、それぞれ相当する。

【００９０】なお、コンデンサＣ７は、スピードアップ
用のコンデンサである。また、コンデンサＣ８は、発振
防止用のコンデンサである。さらに、ダイオードＤ１お
よびＤ２は、逆流防止用のダイオードである。また、抵
抗Ｒ１１は、ダイオードＤ１およびＤ２にバイアス（ダ
イオードバイアス）をかけるための抵抗である。

【００９１】次に、図７は、本発明の充電用アダプタの
一実施例の構成を示している。この充電用アダプタ２１
は、充電時に、図１０、図１１に示した充電器（従来の
充電器）１０２と、バッテリパック１０１との間に装着
されて使用される。即ち、バッテリパック１０１の充電
が、アダプタ２１を介して行われる。

【００９２】図８は、アダプタ２１の詳細構成例を示し
ている。充電器１０２の端子ＥＣ＋に接続される端子
と、バッテリパック１０１の端子ＥＢ＋に接続される端
子との接続点には、ツェナーダイオードＤBのカソード
が接続され、そのアノードは、抵抗ＲDを介して、Ｎチ
ャネルＭＯＳＦＥＴ５のソースに接続されている。Ｆ
ＥＴ５のゲートには、アンプＡＭＰ１を介して、ツェナ
ーダイオードＤBと抵抗ＲDとの接続点が接続されてい
る。ＦＥＴ５のドレイン、またはソースは、充電器１０
２の端子ＥＣ−に接続される端子、またはバッテリパッ
ク１０１の端子ＥＢ−に接続される端子に、それぞれ接
続されている。

【００９３】なお、ＦＥＴ５には、そのドレイン・ソー
ス間に、充電器１０２からの充電電流が流れる方向に寄
生ダイオード５Ａが形成されている。また、ツェナーダ
イオードＤBのツェナー電圧は、図１のツェナーダイオ
ードＤAにおける場合と同様である。

【００９４】アダプタ２１では、バッテリパック１０１
の端子電圧が、ツェナーダイオードＤBのツェナー電圧
より低い場合、ツェナーダイオードＤBはオフ状態とな
り、従ってＦＥＴ５のゲートには電圧が印加されないの
で、ＦＥＴ５もオフ状態となる。よって、この状態にお
いて、図７に示したようにして、充電が開始されると、
充電器１０２からの充電電流は、寄生ダイオード５Ａを
介して流れることになる。この場合、充電器１０２から
アダプタ２１を見ると、その端子電圧は、バッテリパッ
ク１０１の端子電圧に、寄生ダイオードＤBの電圧降下
分である０．７Ｖを加えた電圧となる。

【００９５】そして、充電が進み、バッテリパック１０
１の端子電圧が、ツェナーダイオードＤBのツェナー電
圧以上になると、ツェナーダイオードＤBはオンし、従
ってＦＥＴ５のゲートには、アンプＡＭＰ１を介して、
ＦＥＴ５をドライブすることができる（ＦＥＴ５が完全
にオンする）所定のレベルの電圧が印加され、ＦＥＴ５
はオンする。これにより、充電電流は、寄生ダイオード
５Ａではなく、ＦＥＴ５を介して流れるようになる。こ
の場合、充電器１０２からアダプタ２１を見ると、その
端子電圧は、バッテリパック１０１の端子電圧と同じ電
圧となる（但し、ＦＥＴ５の電圧降下は無視できるほど
小さいものとする）。

【００９６】以上のように、バッテリパック１０１の端
子電圧が、ツェナーダイオードＤBのツェナー電圧未満
のとき、ＦＥＴ５をオフにして、充電電流が、寄生ダイ
オード５Ａを介して流れるようにし、またバッテリパッ
ク１０１の端子電圧が、ツェナーダイオードＤBのツェ
ナー電圧以上であるとき、ＦＥＴ５をオンにして、充電
電流が、そのソース・ドレイン間を介して流れるように
したので、図１で説明したように、プリチャージ時間を
短くするとともに、２次電池ＡおよびＢの充電を充分に
行うことができる。

【００９７】なお、図８においては（後述する図１０に
おいても同様）、バッテリパック１０１の端子電圧を、
ツェナーダイオードＤBで検出するようにしたが、図１
で説明した場合と同様に、その他の方法によって電池電
圧を検出し、その検出した電圧が、所定の値以上である
ときに、ＦＥＴ５をオン状態にするように制御すること
も可能である。

【００９８】さらに、図８では（後述する図１０でも同
様）、抵抗ＲDのツェナーダイオードＤBと接続されてな
い方の一端を、ＦＥＴ５のソースに接続し、バッテリパ
ック１０１の端子電圧そのものを、ツェナーダイオード
ＤBで検出するようにしたが、この他、抵抗ＲDのツェナ
ーダイオードＤBと接続されてない方の一端を、ＦＥＴ
５のドレインに接続し、寄生ダイオード５Ａ（ＦＥＴ
５）を介したバッテリパック１０１の端子電圧を、ツェ
ナーダイオードＤBで検出するようにすることも可能で
ある。

【００９９】但し、この場合、ツェナーダイオードＤB
のツェナー電圧は、カムコーダ１０３の動作を保証する
電圧である５．８Ｖと、ＦＥＴ５の寄生ダイオード５Ａ
の電圧降下分（ここでは、例えば０．７Ｖとする）との
加算値、即ち６．５Ｖ以上とする必要がある。（上限
は、充電器１０２が充電を停止するバッテリパック１０
１の電圧である８．４Ｖである）。

【０１００】このようにツェナーダイオードＤBのツェ
ナー電圧を、カムコーダ１０３の動作を保証する電圧で
ある５．８Ｖと、ＦＥＴ５の寄生ダイオード５Ａの電圧
降下分である０．７Ｖとの加算値である６．５Ｖ以上と
するのは、それより小さいと、ＦＥＴ５がオフ状態から
オン状態になったときに、アダプタ２１を介したバッテ
リパックの端子電圧が０．７Ｖ低下するため、その電圧
は５．８Ｖより小さくなり、再度プリチャージが開始さ
れてしまうからである。さらに、ツェナー電圧の上限
を、上述したように充電器１０２が充電を終了（停止）
するバッテリパックの電圧である８．４Ｖとするのは、
それより大きな値とすると、ツェナーダイオードＤBが
オンする前に、充電器１０２が充電を終了してしまうか
らである。

【０１０１】次に、図９は、本発明の充電器の一実施例
の構成を示している。なお、図中、図１１における場合
と対応する部分については、同一の符号を付してある。
即ち、この充電器３１は、ＦＥＴ６、抵抗ＲE、アンプ
ＡＭＰ２、およびツェナーダイオードＤCが新たに設け
られている他は、図１１の充電器１０２と同様に構成さ
れている。

【０１０２】端子ＥＣ＋と、抵抗Ｒとの接続点には、ツ
ェナーダイオードＤCのカソードが接続され、そのアノ
ードは、抵抗ＲEを介して、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ
６のソースに接続されている。ＦＥＴ６のゲートには、
アンプＡＭＰ２を介して、ツェナーダイオードＤCと、
抵抗ＲEとの接続点が接続されている。ＦＥＴ６のドレ
インまたはソースは、電源回路３２または端子ＥＢ−
に、それぞれ接続されている。

【０１０３】なお、ＦＥＴ６、ツェナーダイオードＤ
C、アンプＡＭＰ２、または抵抗ＲEは、図８におけるＦ
ＥＴ５、ツェナーダイオードＤB、アンプＡＭＰ１、ま
たは抵抗ＲDと、それぞれ同様のものである。即ち、Ｆ
ＥＴ６には、そのドレイン・ソース間に、充電電流が流
れる方向に寄生ダイオード６Ａが形成されている。ま
た、ツェナーダイオードＤCのツェナー電圧または抵抗
ＲEの抵抗値は、図８のツェナーダイオードＤBまたは抵
抗ＲDと、それぞれ同様にされている。

【０１０４】従って、この充電器３１は、従来の充電器
１０２に、図８に示したアダプタ２１を装着したものと
同様に構成されているので、これを用いて、従来のバッ
テリパック１０１を充電した場合には、やはりプリチャ
ージ時間を短くするとともに、２次電池ＡおよびＢの充
電を充分に行うことができる。

【０１０５】なお、本実施例においては、２次電池Ａお
よびＢを、例えばリチウムイオン系の電池としたが、本
発明は、例えばＮｉｃｄ系の電池や鉛電池その他にも適
用可能である。

【０１０６】また、制御回路１は、図２で説明したよう
な簡単な構成のものの他、例えば特開平６−１０５４５
７号公報などに開示されている、いわゆるパワーダウン
を行うようなものなどを用いるようにすることができ
る。さらに、本実施例では、制御回路１に、２次電池Ａ
およびＢを直列に接続したときの電圧を検出させるよう
にしたが、例えば２次電池ＡとＢそれぞれの電圧を検出
させ、それぞれが満充電になるように装置の制御を行わ
せるようにすることも可能である。また、本実施例で
は、２次電池ＡおよびＢの２つの２次電池を設けるよう
にしたが、２次電池は、１つであっても、また３以上で
あっても良い。

【０１０７】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、プリチャ
ージ期間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバッテリパックの一実施例の構成を示
す図である。

【図２】図１の実施例における制御回路１の詳細構成例
を示すブロック図である。

【図３】カムコーダ１０３への供給電圧、およびバッテ
リパックの端子電圧を示す波形図である。

【図４】図１のバッテリパックの充電を行った場合の、
その端子電圧、および２次電池ＡおよびＢの電池電圧を
示す波形図である。

【図５】図１のバッテリパックの充電を行った場合の、
その端子電圧、および２次電池ＡおよびＢの電池電圧を
示す波形図である。

【図６】図１のバッテリパックの制御回路１より左側の
部分の実際の構成例を示す回路図である。

【図７】図８の充電用アダプタ２１を用いて充電を行う
場合を説明する図である。

【図８】本発明の充電用アダプタの一実施例の構成を示
す回路図である。

【図９】本発明の充電器の一実施例の構成を示す回路図
である。

【図１０】従来のバッテリパックの一例の構成を示す図
である。

【図１１】従来の充電器の一例の構成を示す図である。

【図１２】図１０のバッテリパック１０１を、図１１の
充電器１０２を用いて充電を行った場合の、カムコーダ
１０３への供給電圧、およびバッテリパック１０１の端
子電圧を示す波形図である。

【符号の説明】

１制御回路２オペアンプ３ＦＥＴ３Ａ寄生ダイオード４ＦＥＴ４Ａ寄生ダイオード５ＦＥＴ５Ａ寄生ダイオード６ＦＥＴ６Ａ寄生ダイオード１１電圧検出回路１２判定回路１３ゲートドライブ回路１４グランドレベルシフト回路２１充電用アダプタ３１充電器３２電源回路３３スイッチ制御回路１０１バッテリパック１０２充電器１０３カムコーダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者青木久愛知県額田郡幸田町大字坂崎字雀ヶ入１番地ソニー幸田株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２次電池と、前記２次電池の放電電流をオン／オフする、前記２次電
池と直列に接続されたスイッチング手段と、前記２次電池の放電または充電状態を検出し、その検出
結果に対応して、前記スイッチング手段を制御する制御
手段とを備えるバッテリパックにおいて、前記スイッチング手段は、前記２次電池の充電電流また
は放電電流が入出力される第１および第２の入出力端子
と、オンまたはオフのための制御電圧が印加される制御
端子と、前記２次電池の充電電流が流れる方向に配置さ
れた寄生ダイオードとを有するＦＥＴを含み、前記制御手段は、前記２次電池が放電状態にないとき、
または充電状態にあるとき、前記ＦＥＴをオフさせ、前
記寄生ダイオードを介して前記充電電流を流させること
を特徴とするバッテリパック。
【請求項２】前記２次電池の電圧を検出する電圧検出
手段をさらに備え、前記制御手段は、前記電圧検出手段により検出された電
圧が所定値以上であるとき、前記ＦＥＴをオンさせるこ
とを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】前記制御手段は、第１および第２の入出
力端子の間の電位差に基づいて、前記２次電池の放電ま
たは充電状態を検出することを特徴とする請求項１また
は２に記載のバッテリパック。
【請求項４】前記制御手段は、前記第１および第２の
入出力端子の間に放電電流が流れたときに、その間の電
位差が所定の値となるような制御電圧を、前記制御端子
に印加し、前記第１および第２の入出力端子の間に、放
電電流が流れる方向に、前記所定の値以上の電位差が生
じているとき、前記２次電池が放電状態にあると判定す
ることを特徴とする請求項３に記載のバッテリパック。
【請求項５】充電時に、バッテリパックと、充電器と
の間に装着される充電用アダプタであって、前記充電器から前記バッテリパックへ供給される充電電
流が入出力される第１および第２の入出力端子と、オン
またはオフのための制御電圧が印加される制御端子と、
前記充電電流が流れる方向に配置された寄生ダイオード
とを有するＦＥＴと、前記バッテリパックの電圧を検出する電圧検出手段とを
備え、前記電圧検出手段により検出された電圧が所定の値未満
のとき、前記ＦＥＴはオフされ、前記充電電流は、前記
寄生ダイオードを介して流れ、前記電圧検出手段により検出された電圧が前記所定の値
以上であるとき、前記ＦＥＴはオンされ、前記充電電流
は、第１および第２の入出力端子を介して流れることを
特徴とする充電用アダプタ。
【請求項６】バッテリパックを充電する充電器であっ
て、前記バッテリパックに充電電流を供給する供給手段と、前記バッテリパックへ供給される充電電流が入出力され
る第１および第２の入出力端子と、オンまたはオフのた
めの制御電圧が印加される制御端子と、前記充電電流が
流れる方向に配置された寄生ダイオードとを有するＦＥ
Ｔと、前記バッテリパックの電圧を検出する電圧検出手段とを
備え、前記電圧検出手段により検出された電圧が所定の値未満
のとき、前記ＦＥＴはオフされ、前記充電電流は、前記
寄生ダイオードを介して流れ、前記電圧検出手段により検出された電圧が前記所定の値
以上であるとき、前記ＦＥＴはオンされ、前記充電電流
は、第１および第２の入出力端子を介して流れることを
特徴とする充電器。