JPH05205782A

JPH05205782A - 電池電源装置

Info

Publication number: JPH05205782A
Application number: JP4014564A
Authority: JP
Inventors: Zenichiro Ito; 善一郎伊藤; Yukio Nishikawa; 幸雄西川; Shoichiro Watanabe; 庄一郎渡辺
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1993-08-13

Abstract

(57)【要約】【目的】外付装置により過放電を防止して、密閉形二
次電池のサイクル寿命の低下を抑え、長寿命で信頼性の
高い電池電源装置を提供するものである。【構成】密閉形二次電池と負荷機器を電源遮断接点を
介して接続した電池電源であり、前記二次電池の閉路電
圧を検出する手段と前記電源遮断接点を開閉する電磁リ
レーとそれを制御駆動する回路等で構成した電源遮断装
置を設けて、前記二次電池電圧が終止電圧まで低下した
時点で、前記電源遮断接点を開放して、全負荷電流を遮
断する。あるいは、オート・パワーオフ作動警報装置を
設けて、パワーオフ作動状態を明滅光などで表示する。
これらにより、電源スイッチの切り忘れなどによる、二
次電池の過放電劣化を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポータブル機器に接続
して用いる二次電池、特に密閉形二次電池を用いた電源
装置の過放電防止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の発展と共に、電池を電源とす
る種々のポータブル電子機器が出現し、経済性、高率放
電特性に優れるなどの理由で、各種の密閉形二次電池が
多用されつつある。しかし、このような二次電池は一次
電池系と比べて、現状では容積エネルギー密度が低いの
で、機器の稼働時間が短くなり、使用中に機器が止まる
おそれがあった。

【０００３】その対策の一つに、電源電池の閉路電圧を
計測して残存容量を算出表示する残存容量計を装着した
ものがある。また、間欠的に使用する機器、例えばポー
タブル・ビデオカメラ（カメラ一体型ＶＴＲあるいはカ
ムコーダとも呼ばれる）などのＡＶ機器、あるいはポー
タブル・コンピュータ、電子計測器などの一部の機器に
は、一定時間（例えば３〜５分間）機器が実稼動しない
場合に、主回路への電力供給を自動的に停止する、オー
ト・パワーオフ装置（あるいは、オート・シャットオ
フ、自動電源カットオフ機能など・・）と呼ばれる半導
体スイッチ回路を電源部に付加することにより、電池の
放電量を抑制し、電源スイッチをオン−オフする手数を
掛けずに、機器の有効稼動時間の減少を図ったものがあ
る。図５（Ａ）に、その回路構成の一例を示す。図にお
いて、１は電源となる二次電池、３は電源スイッチ（あ
るいは操作スイッチ）、９は負荷機器（主回路）であ
り、二次電池１と負荷機器９の間に、前記したオート・
パワーオフ装置（ＩＣ素子）３０を挿入、接続してい
る。上記ビデオカメラ、及びパーソナルコンピュータに
付加した場合の動作例を述べると、操作スイッチまたは
電源スイッチ３をオンにして、録画ボタン（スイッチ）
を押してビデオテープを送り録画する、あるいは、キー
ボードを押して計算をする等、機器が動作中はオート・
パワーオフ装置３０は機能しない。しかし、録画状態で
一時停止ボタンを押す（テープ送りのみ止める）、ある
いはキーボード等を操作せずに、そのまま所定時間（例
えば３分間あるいは１０分間）放置すると、オート・パ
ワーオフ装置のタイマー機能と半導体スイッチ機能が作
動して、メモリーなど一部の補助回路を除いて、主回路
（機器主体機構）への電力供給をストップさせ、この状
態を維持する。機器を再動作させるには、電源スイッチ
あるいは操作スイッチ３を、一度オフにしてから再度オ
ンにする、あるいはリセットボタン（図示せず）を押し
て、オート・パワーオフ装置の動作をリセットさせる。
これによって、主回路に再び電力が供給される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記した、閉路電圧か
ら電池の残存容量を表示する方式は、電池の放電電圧の
平坦性が良い電池では、表示確度が低くなり、残存容量
が不明確になる場合があった。

【０００５】一方、オート・パワーオフ装置を設けた場
合は、前述のように、確実に節電できるので機器の実稼
動時間を長くすることができる。しかし、機器の使用実
態、二次電池の充電状態等を把握していないと、電池の
残存容量が不明となり、電池の放電容量が尽きてもわか
らなくなる場合があった。そして、前記したように、半
導体回路を主体に構成されたオート・パワーオフ装置３
０は、構成例を図５（Ｂ）のブロック図に示すように、
主回路に流れる負荷電流値とその変化度を計測する負荷
計測回路３０ａと、その負荷が所定値以下で安定すると
起動するタイマー回路３０ｂとにより、パワーオフ信号
を発生させ（図示せず）、このパワーオフ信号によっ
て、サイリスタあるいはパワートランジスタ等のスイッ
チング素子を用いて構成したパワー制御回路３０ｃを作
動させて、負荷機器９の主回路への電流を断つ（パワー
オフ）ようになっているので、大きなロス電力は節減で
きるが、オート・パワーオフ装置３０自体の回路が消費
する制御電流あるいは暗電流、ｉ₁、ｉ₂等はパワーオフ
後も流れている。この電流は数百μＡ〜数ｍＡ程度と小
さいので、そのまま５〜１０時間程度なら放置されても
電池性能に大きな影響を及ぼすことも無く、オート・パ
ワーオフ装置の効果が得られる。しかし、長期間、ある
いは電池の残存容量が僅かのときに、長時間電源スイッ
チ（あるいは操作スイッチ）３を切り忘れなどでオン状
態のまま放置されると、電池１はしばしば過放電状態と
なる。マンガン乾電池などの一次電池では、実稼動時間
が若干短くなるものの、最近の乾電池等は密封性が向上
しているので、漏液による機器損傷の問題は解消されて
いる。ところが、密閉形二次電池を電池１に採用した場
合、過放電はサイクル寿命など特性劣化の問題を生じ
る。密閉形二次電池は小形、高性能化のために、活物質
量を多く、セパレータを薄くし、電解液量は制限される
傾向にあり、過放電（複数個直列の過放電では一部のセ
ルは逆極性充電となる）あるいは深放電によって、電解
液が偏在したり、正・負極板が劣化して、放電容量の低
下率が大きくなる。リチウム二次電池、小型密閉形鉛蓄
電池では、現状、放電下限電圧での放電制御を指定して
いるものが多いが、このような電池系では、過放電によ
って活物質あるいは電極構造も劣化し、放電率特性や充
電特性の低下を伴いながら放電容量が顕著に減少する。
例えば２〜３回の過放電によって、放電容量が２０〜５
０％も減少する場合があった。このように、密閉形二次
電池は、過放電によって放電容量の低下率が大きくな
り、サイクル寿命が著しく短くなると共に、充・放電時
に発生するガス量が多くなり電解液が漏出して、使用機
器を損傷させることがあった。この対策として、本発明
者らは負荷機器９が実稼動状態での二次電池１の閉路電
圧を測定して、放電下限電圧まで低下したら、主回路へ
の電流を断つようにした、下限電圧カットオフ回路を付
加することを検討した。前記カットオフ回路はＩＣなど
半導体回路で構成されたもので、下限設定電圧発生回路
と、閉路電圧を検出しこれを設定電圧と比較判定する検
出比較回路とによりカットオフ信号を発生させ、この信
号によってスイッチング素子を用いて構成したパワー制
御回路を作動させて負荷機器９への電流を断つようにし
たものであり、基本的には前述のオート・パワーオフ装
置（図５（Ｂ）に示す）と同様のものであって、制御電
流あるいは暗電流が、カットオフ動作後も流れるので、
結果的にオート・パワーオフ装置と同じく、電源スイッ
チ３を切らない限り、長時間放置すれば二次電池は過放
電状態となることは避けられなかった。

【０００６】以上述べたように、従来の電池電源装置で
は、電源スイッチを切らない限り、密閉形二次電池が過
放電となりサイクル寿命等が顕著に低下するのを防止で
きないという課題があった。

【０００７】本発明は、外付装置により過放電を防止し
て、二次電池のサイクル寿命の低下を抑え、長寿命で信
頼性の高い電池電源装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、二次電池と接続されるオート・パワ
ーオフ装置あるいは負荷機器との間に、直列に挿入され
る電源遮断接点を有する電磁リレーと、このリレーを制
御・駆動する駆動回路等からなり所定の設定電圧以下に
なると作動する電源遮断手段、あるいは前記オート・パ
ワーオフ装置と連動して動作するオート・パワーオフ作
動警報手段を付加したものである。その方法の態様とし
て、１）電源遮断接点を有する電磁リレーと、電源スイッチ
オン状態における二次電池の閉路電圧を検出して前記電
磁リレーを制御・駆動する駆動回路ブロックを、前記二
次電池とは別の補助電池を用いて動作させるようにした
電源遮断装置を設ける。さらに、電源遮断警報装置を付
加する。

【０００９】２）電源遮断接点を有する自己保持形電磁
リレーと、電源スイッチのオン状態における二次電池の
閉路電圧を検出して、前記自己保持形電磁リレーを制御
・駆動する駆動回路ブロックとで構成した、自己保持式
の電源遮断装置を設ける。

【００１０】３）二次電池を、オート・パワーオフ装置
を介して、負荷機器に接続した電源装置において、オー
ト・パワーオフ装置が作動した場合にパワーオフ信号を
導出して、この信号によって動作するオート・パワーオ
フ作動警報装置を、前記オート・パワーオフ装置の入力
側に接続設置する。

【００１１】これらのいずれかの各装置を過放電防止手
段として付加したものである。

【００１２】

【作用】

上記１），２）項に示した手段によって、前記二次電池
の閉路電圧が設定電圧（指定された放電下限電圧などに
よる作動設定電圧）以下になると、電磁リレーが作動し
て電源遮断接点が開放状態（オフ）となり、二次電池か
ら負荷機器、およびオート・パワーオフ装置への給電は
遮断される。また１）項に示した電源遮断装置は、別に
設けた補助電池（一次電池）によって動作しているの
で、前記二次電池を消費することは無い。さらに２）項
に示した電源遮断装置では、遮断機構に自己保持形電磁
リレーを用いることによって、リレー自体が無電源でも
電源遮断接点を開放状態で保持できるため、電磁リレー
を含む電源遮断装置への、二次電池からの給電を同時に
断つことができる。

【００１３】上記のごとく、１），２）項に示した手段
によれば、放電中の二次電池の閉路電圧が設定電圧（作
動設定電圧

【００１４】

【外１】

【００１５】放電下限電圧）以下になれば、制御電流、
暗電流などの微少負荷も残さずに放電を休止できるた
め、電源スイッチ（あるいは操作スイッチ）を切り忘れ
ても、二次電池の過放電を完全に防止することができ
る。

【００１６】また、上記３）項に示したように、オート
・パワーオフ装置と連動するオート・パワーオフ警報装
置を付加することによって、電源スイッチの切り忘れを
防止して過放電を抑止するものである。

【００１７】

【実施例】以下、図面とともに本発明の実施例を説明す
る。

【００１８】（実施例１）図１は、本発明の第１態様
の、前記ビデオカメラあるいは電子計測器などに用いる
一実施例の電池電源装置の主要部を示すブロック回路図
である。図において、１は公称電圧６ボルト（以下Ｖで
示す）の二次電池であり、マンガン・リチウム二次電池
ならば３Ｖ×２セル、密閉形鉛蓄電池であれば２Ｖ×３
セルとなる。放電終止電圧（放電下限電圧）は、前者が
４Ｖ、後者が５．１Ｖである。この二次電池１と、電源
スイッチ（または操作スイッチ）３と、従来技術例で述
べたオート・パワーオフ装置３０とで、電源部を構成し
負荷機器９に接続される。８は二次電池１の過放電を防
止するために付加した電源遮断装置であり、駆動回路ブ
ロック６と電磁リレー４と、電源遮断装置を独立動作さ
せるための補助電池２とで構成され、二次電池１とオー
ト・パワーオフ装置３０の間に直列に挿入した、前記電
磁リレー４の接点である電源遮断接点（開閉スイッチ）
４ａを、二次電池の閉路電圧値に対応して開閉させるよ
うにしたものである。次に回路構成と過放電防止動作に
ついて詳述する。図１は電源スイッチオンで、電源遮断
装置８が作動して電磁リレー４の電源遮断接点４ａが開
放された状態（実線）を示している。二次電池１を充電
（ｃｈ）し、電源遮断接点４ａを点線側Ｌにリセットす
ることにより（後述）、オート・パワーオフ装置３０を
介して負荷機器９に給電される。電磁リレー４は３Ｖ動
作の小型直流リレーを用い、この電磁リレー４を制御・
駆動する駆動回路ブロックは、次のように構成されてい
る。二次電池１の閉路電圧Ｅｉｎを検出する電圧検出部
６ａ（図ではフォトカプラを用い、オート・パワーオフ
装置３０の入力側に接続）と、検出した閉路電圧の変化
を設定電圧（二次電池の放電下限電圧に相当した電圧
値、前記６Ｖマンガン・リチウム電池の例では３．８〜
４．４Ｖの範囲で、放電率とその特性を考慮して定め
る）と対比してパルス波形の制御信号電圧を発生する制
御信号回路６ｄ、および前記制御信号を受け、電磁リレ
ー４を動作させる（電源遮断接点４ａを開閉）駆動出力
回路６ｅとで構成される。

【００１９】前記において、入力電圧（閉路電圧Ｅ_in）
を、設定電圧と比較する、及び設定電圧と等しくなった
時点でパルス信号を出す回路としては、振幅比較回路と
総称されるものから選択する。その一つは、入力電圧の
振幅と設定電圧が同レベルになると正帰還作用によっ
て、一つの安定点から他の安定点に跳躍的に移りパルス
波形を発生するもの、あるいは設定電圧との差を検出す
る差動増幅回路を利用したものがある。前者にはシュミ
ット・トリガ回路、マルチャ回路等を利用したものなど
があるが、代表的なシュミット・トリガ回路を用いる例
を説明する。

【００２０】図２の（Ａ）はその基本回路例であって、
２個のトランジスタＴｒ₁，Ｔｒ₂が抵抗分割およびエミ
ッタ結合によって結合されたものであり、その動作電圧
Ｖ_LはＶ_BE＋Ｖ_E（Ｖ_Eはトランジスタのエミッタ電圧、
Ｖ_E＝Ｒ_E・Ｉ_E、従ってＶ_BE＋Ｒ_E・Ｉ_E）となる。入力
電圧Ｅ_inが前記動作電圧の値より低下すると、Ｔｒ₁は
オフとなってコレクタ電圧Ｖ_c1が高電位となり、Ｒ_Kを
通じてＴｒ₂にベース電流Ｉ_B2が流れてＴｒ₂はオンとな
る。このように正帰還作用によって、Ｔｒ₁，Ｔｒ₂の状
態は一瞬に反転し安定する。これを入・出力電圧波形と
して図示すると、図２（Ｂ）に示す入力電圧変化、図２
（Ｃ）に示す出力電圧変化のようになる。入力電圧Ｅ_in
が動作電圧Ｖ_Lより高いときは、Ｔｒ₁がオン、Ｔｒ₂が
オフのため出力電圧（Ｔｒ₂のコレクタ電圧）は高くな
っているが、Ｅ_inが低下してＶ_Lの値に達した時点ｔ
₁で、Ｔｒ₁がオン、Ｔｒ₂がオフとなることによって、
ｔ₁の時点で出力電圧は一瞬に低下する（パルス波
形）。このような２進的振幅（電圧幅）判別動作を、制
御信号（スイッチ作用）として電源遮断手段に利用する
ものであり、この回路の後段に、パワートランジスタあ
るいは各種のサイリスタ等を主体とする駆動出力回路を
介して電磁リレーを作動させるものである。この回路を
用いて電源遮断装置８を構成する具体的な一例を図２
（Ｄ）に示す。トランジスタＴｒ₁₁,Ｔｒ₁₂で構成した
シュミット・トリガ回路を制御信号回路６ｄ’として用
い、その後段に電磁リレー４を負荷としたパワートラン
ジスタＴｒ₁₃等からなる駆動出力回路６ｅ’をメイン回
路としたものであり、これらは補助電池２（３Ｖ級リチ
ウム一次電池）を電源として動作する。この図２（Ｄ）
で示したシュミット・トリガ回路は、図２（Ａ）のもの
を変形したもので、Ｔｒ₁₁にＮＴＮ型を、Ｔｒ₁₂にはＰ
ＮＰ型を用いており、入力電圧が高くＴｒ₁₁がオンの場
合、Ｔｒ₁₂および駆動用のＴｒ₁₃もオンとなり、電磁リ
レー４のコイルに通電され、図１で示した電源遮断接点
４ａが接続状態（図１の点線）となって、二次電池１か
らオート・パワーオフ装置を介して負荷機器９に給電さ
れている。二次電池１の閉路電圧が放電によって低下
し、シュミット・トリガ回路（図２（Ｄ））が動作する
所定電圧値に達すると、Ｔｒ₁₁がオフとなった後、Ｔｒ
₁₂，Ｔｒ₁₃もオフとなり、電磁リレー４への通電が断た
れ、電源遮断接点４ａが開放状態（図１の実線）とな
り、二次電池１への負荷はすべて開放され、二次電池の
過放電は完全に防止される。

【００２１】上記図２（Ｄ）に示した例では、入力電圧
が低下してＴｒ₁₁，Ｔｒ₁₂，Ｔｒ₁₃がオフとなり、電磁
リレー４への通電も断たれると、電源遮断装置８は通電
されないので、作動状態で安定すると共に、補助電池２
の負荷はＴｒ₁₃の漏れ電流のみとなり電池の消耗は僅少
となる。このため、電源遮断状態で長期放置を繰り返さ
れる可能性のある用途に好適である。正常な充電放電サ
イクルが繰り返され、過放電となる頻度が少ない、及び
電源遮断状態で放置される時間が比較的短期間で済む場
合は、図２（Ａ）のシュミット・トリガ回路に、前記図
２（Ｄ）のごとくパワートランジスタ、またはサイリス
タをスイッチング素子とする駆動出力回路を、Ｔｒ₁が
オフとなったときにオフまたはオンとなるように接続し
たものが同様に用いられる。

【００２２】二次電池１の閉路電圧Ｅ_in（図１）の変化
を検出する方法としては図２（Ａ）および図２（Ｄ）に
示したシュミット・トリガ回路の入力側トランジスタＴ
ｒ₁，Ｔｒ₁₁に極性を合わせて入力する−例えば２．２
図に示したように、半固定もしくは可変の抵抗器Ｒ₁₁を
用いて入力電圧Ｅ_inを分圧調整し、電圧を整合させるこ
とによって、直接入力することができる。しかし二次電
池１の閉路電圧Ｅ_inと駆動回路ブロックの電源電圧（補
助電池２の電圧で決まる）の差が大きいと整合が難しく
なる、あるいは閉路電圧の方が大幅に高い（およそ２倍
またはそれ以上）ときは、分圧比が大となって検出精度
が低下する、などの問題を生ずることがある。その対応
には図１に示したようにフォトカプラ６ａを電圧検出に
用いることによって解決できる。すなわちフォトカプラ
６ａの発光部（６ａ₁〜発光ダイオード）側を、前記電
源遮断接点４ａの後段に図示のごとく接続し、受光部
（６ａ₂〜フォトセルあるいはフォトトランジスタ）の
出力を検出電圧とするもので、その後段に前記図２
（Ａ）または図２（Ｄ）に示したシュミット・トリガ回
路等を回路整合をして制御信号回路６ｄとして用い、さ
らにその後段にパワートランジスタ等からなる駆動出力
回路６ｅ、電磁リレー４を接続して電源遮断装置８を構
成する。電圧検出部にフォトカプラを用いることによっ
て、電源遮断装置８と二次電池１（負荷機器９側の回
路）とが電気的に分離されるので、前記した回路整合上
の問題を解消することができる。すなわち、フォトカプ
ラの発光部６ａ ₁側は図１の発光調整抵抗器６ｂによっ
て発光輝度を、また受光部６ａ₂出力と接続されるシュ
ミット・トリガ回路では、例えば２．２図の入力分割抵
抗器Ｒ₁₁を、それぞれ独立して調整することができるの
で微細に高精度な電圧整合（遮断電圧の設定）を行なう
ことができる。なお、動作状態の電源遮断装置８を復帰
させるには、二次電池１を充電器（ｃｈ・・図示せず）
に接続して再充電した後、電源スイッチ３をオンとし、
図１のものでは電磁リレー・リセットスイッチ７を、図
２（Ｄ）のものではプッシュスイッチＳ₁，Ｓ₂を、それ
ぞれオン⇔オフして電磁リレー４の電源遮断接点４ａを
閉じて、充電状態の二次電池１の電圧を駆動回路ブロッ
クに入力することにより、電源遮断装置８の動作状態を
瞬時に反転・復帰させることができる（負荷機器に給電
状態となる）。

【００２３】次に、図１に示した電源遮断警報装置１０
について述べる。警報装置１０は、例えば低周波発振回
路と発光ダイオードとで構成した小型の明滅発光器、あ
るいは電子音ブザーなどの光または音信号デバイスであ
り、これを電磁リレー４の警報装置作動用接点４ｂを介
して、補助電池２に接続している（電源遮断接点４ａと
オン−オフが逆で連動）。従って、電源遮断装置８が作
動すると警告信号が発せられるので、二次電池１が放電
終止電圧に達したことを即時に知ることができ、二次電
池１の充放電管理に有効である。このように、電源遮断
警報装置１０を併設すれば、電源遮断装置８の効果を、
さらに高めることができる。なお、電源遮断装置８の電
源スイッチ３ａは、二次電池１が充電時に脱着する方式
の場合は、二次電池１を収納する電池ボックスにドアー
スイッチ形式のものを設け、二次電池の着脱に対応して
オン⇔オフするようにすれば、補助電池２の消耗をセー
ブできると共に、電源遮断装置８を確実に動作させるこ
とができる。

【００２４】（実施例２）図３は、本発明の第２態様の
電池電源装置の一実施例の主要部を示すブロック回路図
である。この態様では上述したように、二次電池と、そ
の過放電を防止するために付加した自己保持形の電源遮
断装置１８と、電源スイッチ３などで構成されている
（この図は電源遮断装置１８が作動して、遮断状態の場
合を示す）。図において、１は前記したリチウム二次電
池などの二次電池であり、電源遮断装置１８は、二次電
池１と負荷機器９（またはオート・パワーオフ装置３０
を介して）の間に直列に挿入した電源遮断接点１４ｄを
有する自己保持形電磁リレー１４と、それを制御・駆動
する駆動回路ブロック１６とコンデンサー１７とで構成
されている。上記実施例１と同様に、二次電池１の閉路
電圧Ｅ₁が所定の設定電圧（実施例１を参照）まで低下
すると電源遮断装置１８が作動して、電源遮断接点１４
ｄを開放する。そして、電源遮断装置１８を含む二次電
池１の全負荷を遮断すると共に、電源遮断装置自体は次
に述べる自己保持機能により、無電源で作動状態を維持
して、二次電池１の過放電が防止される。

【００２５】駆動回路ブロック１６は、基本的には上述
した実施例１の場合と同様に、二次電池１の閉路電圧Ｅ
₁を設定電圧と比較・検出して制御信号を発生する電圧
検出・制御信号回路１６ａと、前記制御信号を受けて自
己保持形電磁リレーを駆動する駆動出力回路１６ｂとで
構成されている。電圧検出・制御信号回路１６ａは、電
圧振幅を２進的に判別動作してデジタル信号（パルス）
を出力する回路を用いるが、実施例１で説明した図２の
シュミット・トリガ回路を電圧検出も兼ねて適用するこ
とができる。図１で示したフォトカプラ（電圧検出部）
６ａは、補助電池を用いないので不要である。駆動出力
回路１６ｂも実施例１の場合と同様に、パワートランジ
スタ等の出力素子を用い、制御信号によって駆動電流を
オン−オフさせるものである。次に、電源遮断装置１８
が作動したときに、無電源で作動状態を保持する自己保
持機能について説明する。

【００２６】自己保持機能は、電磁リレーに自己保持形
電磁リレーを用いることによって発揮する。このリレー
は、またキープリレーあるいは磁気記憶型リレーとも呼
ばれるもので、図３に１４で示したものはその一例であ
る。この自己保持形電磁リレー１４は、可動鉄片１４ａ
（図３では上下に動く）、セットコイル１４ｂ、りセッ
トコイル１４ｅ、永久磁石１４ｃ，１４ｆなどで構成さ
れ、駆動回路ブロック１６からの駆動電流によって動作
し、付設した電源遮断接点１４ｄを開放すると共に、前
記永久磁石１４ｃの作用によって開放状態が保持され
る。すなわち、図３において、二次電池１の閉路電圧Ｅ
₁が、上述のように電圧検出・制御信号回路１６ａ（例
えばシュミット・トリガ回路）の設定電圧より低下する
と、制御信号が出力され、駆動出力回路１６ｂに接続さ
れた自己保持形電磁リレー１４のセットコイル１４ｂに
駆動電流（励磁電流）が流れ、可動鉄片１４ａが図示下
方に移動し、電源遮断接点１４ｄが図のごとく開放され
る（実線）。その結果、二次電池１と電源遮断装置１８
を含むすべての負荷への給電が断たれるが、可動鉄片１
４ａの先端位置（図示下方）に小片の永久磁石１４ｃを
設置しておくことにより、その吸引力で可動鉄片１４ａ
が図の位置で固定され、リレーのセットコイル１４ｂへ
の駆動電流が断たれても（無電源）、作動状態（遮断）
を保持・継続することができる。コンデンサー１７は、
電源遮断後の電源遮断装置１８の補償電源（１秒以内程
度）として前記リレー１４の動作をより確実に終了させ
る目的で付加するもので、セットコイルを含めた回路の
消費電力、リレー１４の動作速度を考慮して、適度の電
気容量のものを用いる。電気容量が過大になると、コン
デンサー自体のリーク電流増大などで、エネルギーロス
となる。リレー１４の可動鉄片１４ａと永久磁石１４ｃ
の配置、動作速度が適切であれば、前記コンデンサーは
省略可能であるが、リレーを円滑に動作させるために付
加することが好ましい。また、作動状態（電源遮断）の
電源遮断装置１８を復帰させる方法は、二次電池１を充
電器で充電し（ｃｈ）、電源スイッチ３をオンとした
後、リセットスイッチ１５を押すことによって、リセッ
トコイル１４ｅに通電されると、可動鉄片１４ａは反対
方向（図示上方）に移動し、電源遮断接点１４ｄは図示
点線のように閉路となり、電源遮断装置１８を含めた負
荷に再び給電され復帰する。このとき、図示上方の位置
に永久磁石１４ｆを設置しておくことにより、可動鉄片
１４ａは電源遮断接点１４ｄは閉路の状態で吸引保持さ
れるので、リセットコイルへの通電は１〜２秒だけでよ
く、復帰後の二次電池１への負荷を軽減することができ
る。なお、図３ではリセットコイル１４ｅによって復帰
する自己保磁形リレーを示したが、リセットコイルに代
えて、カム、ロッドピン、ばね等、あるいはその組み合
わせたものを用いて、可動鉄片１４ａを永久磁石１４ｃ
から、手動で離脱させて図の上方に移動させて復帰させ
るメカニカルリセット式としてもよい。また、前記リレ
ー１４に設けた永久磁石１４ｃ，１４ｆの吸引力（磁
力）は可動鉄片１４ａを吸着保持できる程度の比較的弱
いものでよく、またリレー１４は動作電圧が二次電池１
の充電状態の電圧から、放電終止電圧より０．２〜０．
３Ｖ低い範囲で動作するものを選ぶとよい。

【００２７】さらに、図３に示したごとく電源遮断装置
１８と負荷機器９との間に、先に述べたオート・パワー
オフ装置３０を挿入することは、実施例１の態様と同じ
く可能であり、二次電池のエネルギー活用をさらに有効
なものとすることができる。

【００２８】（実施例３）図４は、本発明の第３態様の
電池電源装置の一実施例を示すブロック回路図である。
この態様は、前記２例のものより簡略にしたものである
が、占有スペースを最小限にして超小形機器にも組み込
めるようにしたものであり、上記オート・パワーオフ装
置が作動状態となったときに、同装置の作動警報を発し
て、電源スイッチ３の切り忘れを警告し、二次電池の過
放電を防止するものである。

【００２９】以下、図４および図５（Ｂ）を参照して説
明する。この電池電源装置は、二次電池１、電源スイッ
チ３と、オート・パワーオフ装置３１と、その間に挿入
したオート・パワーオフ作動警報装置２０（以下、作動
警報装置と略記）とで構成されている。ここで示したオ
ート・パワーオフ装置３１は、図５（Ｂ）に示したごと
く、従来技術で説明した同装置３０を改造したものであ
る。従って図５（Ｂ）に見られるようにパワー制御回路
３０ｃの入力部からパワーオフ信号（前述参照）端子
（Ｐｏ・Ｓ）を導出したものである。作動警報装置２０
は、前記パワーオフ信号端子に接続され、パワーオフ信
号が入力されると発振する、低周波発振回路などからな
る警報信号出力回路２０ａと、この信号出力によって警
報を発する警報器２０ｂとで構成されている。警報器２
０ｂには、超小型電子ブザーなどの発音デバイスあるい
は赤色発光ダイオードなどの発光素子を用い、前記警報
信号出力回路２０ａの低周波あるいはパルス電流によっ
て、オート・パワーオフ装置が作動状態にあることを発
振音または明滅発光として、表示するものである。警報
器２０ｂとして発光素子を用いる場合は、電源スイッチ
３のレバーあるいは押ボタンに組み込むか、並べると効
果的である。

【００３０】以上、本発明の３態様の過放電防止策の実
施例を述べたが、その目的、思考の範囲内で回路、素子
およびデバイスを組み代えて実現してもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、放
電終止電圧に低下した二次電池から全負荷を完全に遮断
するか、あるいはオート・パワーオフ作動警報装置を設
ける、などによって、電源スイッチの切り忘れによる二
次電池の過放電を防止して、サイクル寿命が長く安定し
た電池電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の電源遮断装置を備えた電池
電源装置のブロック回路図

【図２】（Ａ）電源遮断装置の電圧検出、制御信号回路
の動作を示す図（Ｂ）入力電圧の変化図（Ｃ）出力電圧の変化図（Ｄ）電源遮断装置の主要回路図の一例を示す図

【図３】本発明の実施例２の電源遮断装置を備えた電池
電源装置のブロック回路図

【図４】本発明の実施例３のオート・パワーオフ作動警
報装置を備えた電池電源装置のブロック回路図

【図５】（Ａ）従来のオート・パワーオフ装置を備えた
電池電源ブロック図（Ｂ）オート・パワーオフ装置の構成を示すブロック図

【符号の説明】

１二次電池２補助電池３電源スイッチ４電磁リレー４ａ，１４ｄ電源遮断接点６，１６駆動回路ブロック８，１８電源遮断装置（１），（２）９負荷機器１０電源遮断警報装置１４自己保持形電磁リレー１７コンデンサー２０オート・パワーオフ作動警報装置３０，３１オート・パワーオフ装置Ｐｏ・Ｓパワーオフ信号端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】二次電池１を、半導体回路で構成したオー
ト・パワーオフ装置３０を介して、負荷機器９に接続し
た電源装置において、電源遮断接点４ａを有する電磁リレー４と、前記二次電池１の閉路電圧Ｅを検出して、前記電磁リレ
ー４を制御・駆動する駆動回路ブロック６と、補助電池２とで構成された、電源遮断装置８を設けて、前記二次電池１の閉路電圧Ｅが、設定電圧以下になる
と、二次電池１とオート・パワーオフ装置３０の間に直
列に挿入された、前記電源遮断接点４ａを開放し、二次
電池１の過放電を防止するようにした、電池電源装置。
【請求項２】電磁リレー４に備えた警報装置作動用接点
４ｂを介して、電源遮断警報装置１０を接続し、電源遮断装置８が作動した際に、遮断警報を発するよう
にした、請求項１記載の電池電源装置。
【請求項３】二次電池１の閉路電圧Ｅの検出に、フォト
カプラ６ａを用いた、請求項１記載の電池電源装置。
【請求項４】二次電池１を、電磁リレーで開閉する電源
遮断接点１４ｄを介して、負荷機器９に接続した電源装
置であって、電源遮断接点１４ｄを有する自己保持形電磁リレー１４
と、前記二次電池１の閉路電圧Ｅを検出して、前記自己保持
形電磁リレー１４を制御・駆動する駆動回路ブロック１
６とで構成された、自己保持式の電源遮断装置１８を設
けて、前記二次電池１の閉路電圧Ｅ₁が設定電圧以下に低下す
ると、前記電源遮断接点１４ｄを開放状態で保持して、
二次電池１の過放電を防止するようにした、電池電源装
置。
【請求項５】電源遮断接点１４ｄを介して、二次電池１
と負荷機器９の間に、オート・パワーオフ装置３０を挿
入した、請求項４記載の電池電源装置。
【請求項６】二次電池１を、オート・パワーオフ装置３
１を介して、負荷機器９に接続した電源装置において、前記オート・パワーオフ装置３１から導出されたパワー
オフ信号によって動作する、オート・パワーオフ作動警
報装置２０を、前記オート・パワーオフ装置３１の入力
側に接続して、前記オート・パワーオフ装置３１が作動したら、パワー
オフ警報を発するようにした、電池電源装置。