JPH04150731A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電池を利用した電源装置の構成に関する。特
に、数年もの長期間に渡る動作保証のために、リチウム
電池を適用した電源装置に関するものである。

従来の技術 近年、電池を主電源とする機器が増えており、しかも−
次電池を適用するものにあっては、長期間の動作保証を
行なうために機器制御も通常の動作モードの他に小電流
動作モード（例えば、所定の入力信号が発生するまでは
マイクロコンピュータをスタンバイモードやストップモ
ードに設定しておく）などを設けている。さらに、動作
電圧も前記小電流動作モードでは、通常の電圧よりも低
い電圧を供給する構成がある。従来の電源装置を第３図
に示す。

１は第１の所定電圧で作動する第１の負荷部、２は前記
第１の所定電圧よりも高い第２の所定電圧で作動する第
２の負荷部、３は前記第１の負荷部に電源を供給する第
１の電池部、４は前記第１の電池部よりも容量が小さく
第１の電池部と直列に接続され少なくとも前記第２の負
荷部に電源を供給する第２の電池部、５は前記第１の所
定電圧を作る第１の電圧制御部、６は前記第２の所定電
圧を作る第２の電圧制御部、７は前記直列接続された第
１および第２の電池部からの電源供給制御を第１の負荷
部によって実施する開閉部である。

前記第１の所定電圧は低電圧であり、第１の電圧制御部
５では小電流動作モード対応用の電圧３ボルト以下を、
また、第２の電圧制御部６では通常のＩＣ動作電圧５ボ
ルト程度を作っている。ここでは、スイッチイングノイ
ズ発生の抑制を図りシリーズレギュレータを用いた構成
が多いが、この場合、直列接続した電池部３．４は５ボ
ルトよりも所定電圧分だけ高い電圧を確保していなけれ
ばならない。すなわち、電池部３と電池部４が同一電圧
ならば、それぞれ３ボルト以上を確保していればよい。

この構成により、間欠動作をする通常動作モードの平均
消費電流がスタンバイモードの平均消費電流に比べて十
分小さい場合には、各電池容量は小電流動作モードと通
常動作モードの両方から決まる平均消費電流を保証しな
くてもよく、第１の電池部から第１の負荷部に電源が供
給され、前記第１の負荷部によって開閉部が制御されて
、直列接続された第１および第２の電池部から少なくと
も第２の負荷部に電源が供給されるので、各電池は電源
を供給すべき負荷部の平均消費電流を確保すればよかっ
た。すなわち、第２の電池部は、開閉部が制御されて電
源供給が実施されないモードでは電流の消費はないので
あった。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では、第２の電池部が
電源供給する通常動作モード以外は、開閉部の制御によ
り全く電源供給が実施されず電流の消費がなかった。そ
れ故、長期間の動作保証のため自己放電の極端に小さい
リチウム電池などを用いた場合には、負極リチウムの表
面にできる保護皮膜が成長して内部抵抗が増加し、通常
動作モードで電流を流したときに負荷抵抗とのバランス
により供給電圧の大きな低下を招くという課題があった
。

本発明は、上記課題を解決するもので、各動作モードに
適応する平均消費電流を確保するだけの経済的な構成に
加えて、間欠的な電池利用に際しても安定した電源電圧
を供給する電源装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明の電源装置は上記目的を達成するために、第１の
所定期間を計測する第１のタイマーと、第２の所定期間
を計測する第２のタイマーと、前記第１及び第２のタイ
マーからの信号に応じて調製信号を出力する制御部とを
有し第１の所定電圧で作動する第１の負荷部と、前記第
１の所定電圧よりも高い第２の所定電圧で作動する第２
の負荷部と、同じく第２の所定電圧で作動する微少電流
用負荷部と、前記第１の負荷部に電源を供給する第１の
電池部と、前記第１の電池部よりも容量が小さく第１の
電池部と直列に接続され少なくとも前記第２の負荷部及
び前記微少電流用負荷部に電源を供給する第２の電池部
と、前記直列接続された第１および第２の電池部からの
第２の負荷部への電源供給制御を第１の負荷部によって
実施する第１の開閉部と、第１および第２の電池部から
の微少電流用負荷部への電源供給制御を第１の負荷部内
の制御部によって実施する第２の開閉部とから構成され
ている。

作用 本発明は上記した構成により、第１の電池部から第１の
負荷部に電源が供給され、前記第１の負荷部によって開
閉部が制御されて、直列接続された第１および第２の電
池部から少なくとも第２の負荷部に電源が供給されるの
で、各電池部は電源を供給すべき負荷部の平均消費電流
を確保すればよい。さらに、微少電流用負荷を所定のタ
イミングで第２の電池部の負荷とすべ（第２の開閉部が
制御されるので、第２の電池部における内部抵抗の増大
が制御され、電源供給が安定して実施されるのである。

実施例 以下、本発明の一実施例について説明する。第１図にお
いて第３図と同一番号の構成要素は、同じ機能を有する
ものである。８は第１の所定電圧で作動する第１の負荷
部、９は第２の所定電圧で作動する微少電流用負荷部、
１０は第１および第２の電池部からの微少電流用負荷部
への電源供給制御を第１の負荷部内の制御部によって実
施する第２の開閉部である。

第２図は前記第１の負荷部８の構成要素を示すもので、
１１は第１の所定期間を計測する第１のタイマー、１２
は第２の所定期間を計測する第２のタイマー、１３は前
記第１及び第２のタイマーからの信号に応じて調製信号
を出力する制御部である。

１４は前記第１の開閉部を制御する機能部である。

すなわち、第１の所定電圧である３ボルト以下の低電圧
での小電流動作時は前記第１の負荷部８のみが動作する
ので、電源供給は第１の電池部３からのみ実施される。

また、前記第１の所定電圧よりも高い５ボルト程度の第
２の所定電圧で作動する第２の負荷部２へは、第１の開
閉部７が第１の負荷部８で制御されると第２の電圧制御
部６を介して直列接続された第１の電池部３および第２
の電池部４から電源が供給される。それ故、第１の電池
部３の容量は、第１の負荷部８における平均消費電流と
第２の負荷部２における平均消費電流との合計分を確保
する必要があるが、第２の電池部４の容量は第２の負荷
部２における平均消費電流だけを確保すればよいのであ
る。特に、第１の負荷部８のみが動作する小電流動作モ
ードでの期間が長く、第２の負荷部２も作動する通常モ
ードの比率が小さい間欠動作の場合には、第２の電池部
４の容量を第１の電池部３の容量に比べてかなり小さく
選択することが出来る。

また、第１のタイマー１１の計時による第１の所定期間
毎に、第２のタイマー１２の計時による第２の所定期間
だけ、微少電流用負荷９を第２の電池部４に接続するこ
とによって、本来の通常動作モードでは間欠動作である
第２の電池部にも前記間欠期間より短いインターバルで
微少電流が流れることになる。すなわち、負極リチウム
表面の安定保護皮膜の成長を所定値にとどめ、内部抵抗
の増大を制御出来るのである。

例えば、ガスメータや水道メータの自動検針を電話回線
を通じて行う回線端末網制御装置では、上記で述べた通
常動作モードは１力月ないし２力月に一回の検針動作時
であり、このとき、数ミリアンペアの電流が数十秒間流
れる。そして、残りの期間は小電流動作モードで、端末
発呼用のカレンダー更新処理であったり、外部割り込み
待処理であったりして、平均的には数十マイクロアンペ
ア程度が流れるのみである。それ故、第１の所定期間を
数時間とし、また、第２の所定期間を数秒から数十秒と
して、微少電流数マイクロアンペアを流すことにより、
内部抵抗を数十オームから百オーム程度に抑えることが
出来る。この微少電流用負荷を接続しないと第２の電池
部の内部抵抗は数百オームから数キロオームに達する場
合もあり、通常動作モードで電圧を供給しようとした場
合、極端な電圧低下を引き起こすことになる。

ここで、微少電流用負荷による通電電流は、その動作し
ている期間が非動作期間であるインターバルに比べて極
端に短いので、平均電流的には電池部の容量としてほと
んど問題にならない。

本発明の第１および第２の電池部は、それぞれ１個の電
池で構成してもよく、前述した例の３ボルト、あるいは
、５ポルトを所定電圧として得るために、３．５ボルト
程度の出力電圧を有するリチウム電池を利用することが
有効である。このように、長期間の動作を保証する装置
で、特に１次電池を利用する場合には有効な発明である
。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれは、第１
の電池部容量は、第１の負荷部における平均消費電流と
第２の負荷部における平均消費電流との合計分を確保す
る必要があるが、第２の電池部容量は第２の負荷部にお
ける平均消費電流だけを確保すればよいので、その消費
電流から適切な電池容量を選択することが出来る。すな
わち、第２の電池部容量は第１の電池部容量にくらべて
低減が可能で、容量は小さくですみ、電源を構成する上
で経済的である。また、平均電流としては無視出来る程
度の微少電流を所定のタイミングで第２の電池部に流す
べく第２の開閉部を制御するので、第２の電池部におけ
る内部抵抗の増大を制御し、安定した電源供給を行うこ
とが出来るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における電源装置のブロック
図、第２図は同装置の第１の負荷部の構成図、第３図は
従来の電源装置のブロック図である。 ２・・・・・・第２の負荷部、３・・・・・・第１の電
池部、４・・・・・・第２の電池部、７・・・・・・第
１の開閉部、８・・・・・・第１の負荷部、９・・・・
・・微少電流用負荷部、１０・・・・・・第２の開閉部
、１１・・・・・・第１のタイマー、１２・・・・・・
第２のタイマー、１３・・・・・・制御部。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２８第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 第１の所定期間を計測する第１のタイマーと、第２の所
   定期間を計測する第２のタイマーと、前記第１のタイマ
   ー及び第２のタイマーからの信号に応じて調製信号を出
   力する制御部とを有し第１の所定電圧で作動する第１の
   負荷部と、前記第１の所定電圧よりも高い第２の所定電
   圧で作動する第２の負荷部と、前記第２の所定電圧で作
   動する微少電流用負荷部と、前記第１の負荷部に電源を
   供給する第１の電池部と、前記第１の電池部よりも容量
   が小さく第１の電池部と直列に接続され少なくとも前記
   第２の負荷部及び前記微少電流用負荷部に電源を供給す
   る第２の電池部と、前記直列接続された第１の電池部お
   よび第２の電池部からの第２の負荷部への電源供給制御
   を第１の負荷部によって実施する第１の開閉部と、第１
   の電池部および第２の電池部からの微少電流用負荷部へ
   の電源供給制御を第１の負荷部内の制御部によって実施
   する第２の開閉部とを備えた電源装置。