JPH04190638A - 二次電池を用いる電子機器 - 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、少なくとも二次電池を電源として利用する、
例えばカメラ一体型ＶＴＲ等のポータプルタイプの電子
機器に係り、特に、上記二次電池としてのニッケル・カ
ドミウム電池またはニッケル水素電池が保有するメモリ
効果を有効的に除くように構成した、二次電池を用いる
電子機器に関する。

［従来の技術］ ニッケル・カドミウム電池（以下、これをニッカド電池
という）やニッケル水素電池は、その秀れた緒特性によ
って、適宜の個数のセル（単電池）を直列接続すること
により、ポータプル機器の電源として広く利用されてい
る。

ところが、ニッカド電池にニッケル水素電池も同じ）は
浅い放電を繰り返すと、換言すると電池電圧が所定の電
圧まで低下しないうちに再充電を行うことを繰り返すと
、電池固有の特性であるメモリ効果によって放電持続時
間、即ち使用可能時間が短くなってしまい、その秀れた
性能を１００％発揮できなくなるという欠点を持ってい
る。この点については、例えば、「新電池読本」　（城
上保著）；（株）オーム社、昭和５６年４月２５日発行
、第１１５〜１１６頁に記載されている。

上記したメモリ効果を解消するには、ｌセル当たり１．
０ｖ程度にまで電圧が低下するように完全放電させれば
良い。なお、それ以上の放電を行うと過放電となり電池
にダメージを与えることがあり、放電時間の減少やサイ
クル寿命の劣化を生じるので、過放電にならない配慮が
必要である。

このため、ニッカド電池の使用時にはその電池電圧を常
時監視し、この電圧がある一定値（ｌ断電圧）以下に低
下した場合には、ニッカド電池と機器との電気的接続を
殆ど遮断してニッカド電池に殆ど負荷を与えないように
した電子機器が最近は普及している。この機器の例とし
ては、カメラ一体型ＶＴＲ，ワードプロセッサ、パーソ
ナルコンピュータ、テープレコーダ、コンパクトディス
クプレヤーなどが挙げられる。

一方、機器に供給されている電源電圧には、通常、上限
と下限とが設定されている。そして、電源電圧がこれら
上限、下限で決まる範囲外になると、機器の破壊、誤動
作、性能劣化を引き起こすので、電源電圧が上下限値を
外れると自動的に電源供給が遮断されるようにもなって
いる。

ところで機器を設計する場合、遮断電圧が１セル当たり
１．０±０．１ｖの範囲内であれば前述のようにメモリ
効果は生じないが、動作保証電圧の下限値が１セル当た
り１．１ｖを超えるような場合は問題となる。例えば、
電源電圧が公称６ｖであって、セルを５個直列接続した
電池を用い、動作保証電圧の下限値が５．８ｖであるよ
うな場合である。この５．８ｖという電圧値は通常の集
積回路に用いるための電源電圧５Ｖを得るのに必要なス
イッチングレギュレータ回路の下限電圧によって決定さ
れるものであるが、電源電圧がこの値よりも低下すると
、スイッチングレギュレータ回路の出力電圧の低下、リ
ップルの増大を引き起こし集積回路の動作劣化や誤動作
を生じさせることになる（一般的に動作保証電圧の下限
値以下の電源電圧供給で機器が破壊することはないが）
。そのため、この電圧値５．８ｖでニッカド電池の放電
停止が繰り返されると、メモリ効果を生じる。

この防止策としては、二次電池の充電器に自動放電停止
機能付の放電回路を設け、この放電回路により一旦５ｖ
まで放電させた後に充電を行えばよく、この種の放電回
路を有する充電器は既に市販されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記した従来技術においては、電池のメ
モリ効果解消のために充電器に特別な機能を有する放電
回路を設ける必要があり、コストアップにつながるとい
う問題があった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、特別な回路を不要として電池のメモリ効果
を効果的に解消できる二次電池を用いる電子機器を提供
することにある。

［課厘を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、ある特定モード
（過渡的に必要なモードでそれが継続しても何ら意味を
持たないモード、例えばカメラ−体型ＶＴＲにおいて、
ＶＴＲ側で電源入状態だがテープが装着されない状態）
では、遮断検出電圧を他の通常モードよりも低い完全放
電電圧値に設定するように、構成される。

［作用〕 使用者が放電専用モードを選択すると、各種の操作を一
切受は付けずに出力を禁止し、単に電子回路や表示器に
電源供給を行うのみとされ、これにより、ニッカド電池
は所定の電圧値に低下するまで完全放電が行われ、メモ
リ効果が解消される。

即ち、使用者があえて非実用的な特定モードを選択する
ことにより、電子機器は完全放電器として働き、意図的
にメモリ効果の解消が図れることとなる。

［実施例］ 以下、本発明をカメラ一体型ＶＴＲに適用した第１図に
示す１実施例によって説明する。

第１図はカメラ一体型ＶＴＲの要部ブロック図であって
、同図において、１はニッカド電池、２はシステムコン
トロール用のマイクロコンピュータ（以下マイコン２と
いう）、３は３端子レギユレータ、４はスイッチング電
源回路、５はキー取り込み回路、６は信号回路、７ばビ
ューファンダ回路、８は機構駆動回路、９はスイッチ回
路、Ｒ１゜Ｒ２は抵抗である。

本実施例においては、カメラ一体型Ｖ　Ｔ　Ｒに電源供
給を行う上記ニッカド電池１は公称電圧が６Ｖで、５つ
のセルが直列接続された構成になっている。このニッカ
ド電池１の出力電圧はスイッチ回路９を介して分圧抵抗
Ｒ１，Ｒ２に供給され、これらで分割された電圧がマイ
コン２のアナログ端子Ａに供給される。マイコン２はこ
の入力電圧をディジタル値に変換し、以下に述べるよう
な第１及び第２のスレッシュホールドレベルＶｔｈ、　
。

Ｖ　ｔｈ、　とレベル比較を行う。なお、スイッチ回路
９は、電源入状態のときだけマイコン２に電池電圧情報
を提供するように動作する。

３端子レギユレータ３は、特に電圧損失が小さく、アイ
ドリング電流が小さいものからなっていて、ニッカド電
池１の出力電圧を受けて５Ｖをマイコン２の電源端子Ｂ
に供給する。スイッチング電源回路４は、ニッカド電池
１より１ｉ＃供給を受けてマイコン２の制御出力Ｃによ
って起動され、その出力が信号回路６、ビューファンダ
回路７、機構駆動回路８に電源電圧としてそれぞれ供給
される。また、信号回路６と機構駆動回路８は、マイコ
ン２から制御信号りによって動作が制御される。また一
方、機構駆動回路８からはテープ（テープカセット）の
装着の有無を示す信号がマイコン２のＥ入力に送られて
いる。キー取り込み回路５は使用者の指示を取り込み、
これをマイコン２に供給する。

次にこの実施例の自動遮断動作について述べる。

いま、使用者が電源式の操作を行うと、マイコン２は制
御出力Ｃによってスイッチ回路９を閉状態に設定し、こ
れにより端子Ａから供給されるニッカド電池１の出力電
圧を知る。そしてこの電池電圧が第１のスレッシュホー
ルドレベルｖｔｈ、　　（動作保証電圧下限値）以上で
あればにニッカド電池１の電圧が高く、カメラ一体型Ｖ
ＴＲが動作可能な場合には）、使用者の指示に従いマイ
コン２の制御出力Ｃによってスイッチング電源回路４が
起動し、さらにマイコン２の制御出力りによって信号回
路６、ビューファンダ回路７、機構駆動回路８が正常に
動作する。

その後ニッカド電池１の放電が進み、マイコン２が、そ
の端子Ａに供給される電圧の低下によりニッカド電池１
の電池電圧が第１のスレッシュホールドレベルＶ　ｔｈ
、以下に低下したことを認知すると、マイコン２はその
制御出力りによって、信号回路６、ビューファンダ回路
７、機構駆動回路８の動作を停止状態とし、その後、制
御信号Ｃによりスイッチング電源回路４の動作を停止さ
せると共にスイッチ回路９を開状態とし、マイコン２自
らもスタンバイモードに転じる。これによってニッカド
電池１は主要負荷から完全に遮断され、過放電が防止で
きる。

さて、次にこの実施例の特徴点について述べる。

カメラ一体型ＶＴＲにおいて、テープ装着なしで且つ電
源式でＶＴＲ（再生）側停止状態とは、テ−ブの装着前
または交換等の過渡的な場合を除いて、これが長く続く
ことは本来意味を持っていない（この時、映像及び音声
出力をしないよう出力禁止が行われている〕。斯る点に
着目し、本実施例ではこの状態においては自動遮断のス
レッシュホールドレベルを、セットの下限保証電圧であ
る前記第１のスレッシュホールドレベルＶ　ｔｈ、　　
とは異なり、これよりも低い完全放電電圧である第２の
スレッシュホールドレベルＶｔｈ、にマイコン２が自動
切換え設定するようにしである。即ち、使用者がメモリ
効果解消の完全放電を望んだときは、テープを装着せず
に且つ電源入状態として放置しておけば良く、これによ
りマイコン２は、ニッカド電池１の電圧が第２のスレッ
シュホールドレベルＶ　ｔｈ、に低下するまで、各回路
に電源供給するようにスイッチングレギュレータを制御
し、且つ映像・音声出力を禁止する。なお、電池電圧が
第２のスレッシュホールドレベルＶ　ｔｈ、に低下した
後の振る舞いは、前述の第１のスレッシュホールドレベ
ルＶ　ｔｈ、に低下した時と同様である。この際、テー
プは装着されていないので、完全放電によってテープを
排出するエネルギーが残っていなくても全く問題でない
。

第２図は６Ｖ、１４００ｍＡｈのニッカド電池１をＩＡ
で放電させた場合の放電曲線の１例を示すもので、横軸
は経過時間、縦軸は電池電圧をそれぞれ表わしている。

同図における曲線ａは、５゜８ｖで放電終了させた充放
電サイクルを１２回行った後、ニッカド電池１を電圧が
５．０■になるまで完全放電させたときの放電曲線であ
り、曲線すは、第１回目の完全放電を行った次の放電曲
線である。

第２図から明らかなように、曲線ａは総じて電圧が低く
、しかも５．８■の近傍に小さな段を有し、５．８■に
達するまでの放電時間が４７分で、メモリ効果の影響を
受けている。一方これに対し、曲線すは前記完全放電を
行った後であり、５．８Ｖに達するまでの時間は５６分
に回復しており、メモリ効果の影響は著しく軽減されて
いる。

また第３図は、ニッカド電池ｌの充放電サイクルに対す
る放電持続時間を示す曲線であり、横軸は充放電サイク
ル回数、縦軸は放電持続時間をそれぞれ表わしている。

ここで、１回目の充放電サイクルから１３回目の充放電
サイクルまでは放電を５．８ｖで停止させて充電を行っ
た場合であり、５．８Ｖまで低下する放電持続時間は次
第に短くなっている。１４回目の充放電サイクルのＡ点
において、電池電圧が５．ＯＶになるまで完全放電を行
うと、その直後の１５回目の充放電サイクルでは放電持
続時間が回復する。１５回目がら２７回目までは再び放
電終止電圧が５．８ｖで充放電サイクルを行い、２８回
目のＢ点以降は毎回放電終止電圧が５．０ｖで完全放電
を行った場合の５゜８ｖになるまでの放電持続時間の経
過を示している。このように、完全放電を行うことによ
りメモリ効果を解消できることは明瞭である。（なお、
図示していないが、ニッケル水素電池においても略同様
の特性図が得られる。） ここで、上述した実施例ではカメラ一体型ＶＴＲに適用
した場合について述べたが、ニッカド電池やニッケル水
素電池等の二次電池を用いる他のポータプル機器に本発
明が同様に適用できることは言うまでもなく、例えば、
テープレコーダでテープ装着なしで電源入状態や、コン
パクトディスクのブレキーでディスクなしで電源入状態
は全く同様に適用可能である。なおまた、パーソナルコ
ンピュータやワープロにおいては、キー操作により完全
放電専用モードに入り、以降キー操作は、−旦電源が断
たれて再投入するまで受は付けしないようにすれば良い
。

また、前記実施例ではマイコンのＡ／Ｄ変換機能を利用
したが、電子回路によって、第１と第２のスレッシュホ
ールドレベルを設定して、電池と負荷とを遮断するよう
にしても効果は同じである。

さらに、第２のスレッシュホールドレベルは任意に可変
設定できるようにしても良い。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば電子機器の特定モ
ードにおいて完全放電ができ、ニッカド電池等のメモリ
効果が解消できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る二次電池を用いるカメ
ラ一体型ＶＴＲの要部ブロック図、第２図はニッカド電
池の放電曲線の比較図、第３図はニッカド電池の完全放
電の効果を示す特性曲線図である。 １・・・・・・ニッケル・カドミウム電池にニッカド電
池）、２・・・・・・マイクロコンピュータ（マイコン
）、３・・・・・・３端子レギュレー、夕、４・・・・
・・スイッチング電源回路、５・・・・・・キー取り込
み回路、６・・・・・・信号回路、７・・・・・・ビュ
ーファンダ回路、８・・・・・・機構駆動回路、９・・
・・・・スイッチ回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも二次電池を電源として用い、電圧検出手
   段により前記二次電池の出力電圧を検出して該二次電池
   を自動的に負荷から遮断する機能を具備した二次電池を
   用いる電子機器において、 第１のスレッシュホールドレベルと該第１のスレッシュ
   ホールドレベルよりも低い第２のスレッシュホールドレ
   ベルを有する電圧検出手段を設け、 通常動作時は、前記第１のスレッシュホールドレベルよ
   り前記二次電池の出力電圧が下がった場合に、前記二次
   電池を前記負荷から遮断し、特定モード時のみ、前記第
   ２のスレッシュホールドレベルより前記二次電池の出力
   電圧が下がった場合に、前記二次電池を前記負荷から遮
   断するようにしたことを特徴とする二次電池を用いる電
   子機器。 ２、請求項１記載において、前記二次電池はニッケル・
   カドミウム電池またはニッケル水素電池からなることを
   特徴とする二次電池を用いる電子機器。 ３、請求項１または２記載において、前記電子機器はカ
   メラ一体型ＶＴＲであることを特徴とする二次電池を用
   いる電子機器。 ４、請求項３記載において、前記特定モードとは、電源
   入でテープ装着がない状態を指すことを特徴とする二次
   電池を用いる電子機器。 ５、請求項１または２において、前記第２のスレッシュ
   ホールドレベルを可変設定できることを特徴とする二次
   電池を用いる電子機器。 ６、請求項１乃至５記載において、前記第２のスレッシ
   ュホールドレベルを選択した後は、使用者の入力操作に
   よる動作を禁止するようにしたことを特徴とする二次電
   池を用いる電子機器。