JPH10290536A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 消費電力を削減し、高効率な二次電池の充電
装置を提供する。 【解決手段】 二次電池５の充電電流検出抵抗１０に並
列に接続されたスイッチング素子１１及び逆流防止用ダ
イオード７に並列に接続されたスイッチング素子１２
と、二次電池５の充電時か放電時かを判別する判別回路
１３とスイッチング素子の駆動回路１４、１５からな
り、判別回路１３が放電時と判別したときにはその判別
信号により駆動回路１４、１５を介してスイッチング素
子１１、１２をオンして電流をバイパスさせることによ
り、放電時の電力消費を低減させ、電子機器システムの
電力効率を高め、二次電池５による電子機器システムの
駆動時間を延長させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は交流電源と二次電池
から選択的に動力源を得る電子機器の電源回路に用いて
好適な電池の充電装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、交流電源と二次電池から選択的に
動力源を得る電子機器の場合、これに内蔵される電源回
路には、 ・交流電源からの電力供給が可能な場合には、上記電子
機器は交流電源からの電力調達を優先して電子機器の動
力源を得、これと同時に交流電源からの電力の一部を利
用して、充電回路により二次電池の充電を行う。 ・交流電源からの電力供給が断たれた場合には、短時間
に二次電池からの電力供給に切り替え、電子機器の動作
を継続させる。ような動作が一般的に求められている。

【０００３】図６に従来の上記機能を満たす電源回路の
構成例を示す。ＡＣアダプタ２の入力側は交流電源１に
接続されており、出力側はヒューズ３及び逆流防止用ダ
イオード６を介してＤＣ／ＤＣコンバータ８の入力側と
充電回路４の入力側とに接続されている。充電回路４の
出力側には二次電池５と逆流防止用ダイオード７を介し
てＤＣ／ＤＣコンバータ８の入力側が接続されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ８は複数の異なる電圧出力を持
ち、電子機器の内部回路９の入力側に接続されている。
ＡＣアダプタ２は交流電源１の電圧を安定した直流電圧
の電源電圧に変換するものであり、本回路構成例では電
子機器本体とは別個に設ける構成で示している。

【０００４】次に動作について説明する。交流電源１か
らの電力供給が可能な場合には、ＡＣアダプタ２を介し
て直流電圧が電子機器本体に供給される。このＡＣアダ
プタ２からの入力電圧はヒューズ３及び逆流防止用ダイ
オード６を介してＤＣ／ＤＣコンバータ８に入力され、
ここで内部回路９が必要とする幾つかの直流電圧に変換
されて内部回路９に供給されている。これと同時に充電
回路４はＡＣアダプタ２からの電力を使い、充電電流検
出抵抗１０に流れる電流をモニタしながら二次電池５を
充電する。二次電池５の電圧は満充電状態でもＡＣアダ
プタ２の出力電圧よりも低くなるよう設定されており、
このことにより交流電源１からの電力供給が可能な間は
逆流防止用ダイオード７が逆バイアスとなり、二次電池
５からＤＣ／ＤＣコンバータ８への電力供給はストップ
される。

【０００５】一方、交流電源１からの電力供給が不可能
となった場合には、ＡＣアダプタ２からＤＣ／ＤＣコン
バータ８への入力電圧が減少するため、それまで逆バイ
アスだった逆流防止用ダイオード７が順バイアスとな
り、二次電池５からＤＣ／ＤＣコンバータ８への電力供
給が開始され、ＤＣ／ＤＣコンバータ８は引き続き内部
回路９に電力供給を行うことが可能となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記図６の様な電源回
路の構成を有する電子機器では、二次電池５の蓄積エネ
ルギー量が有限なことより、交流電源１からの電力供給
が不可能となった場合でも長時間電子機器の動作を続け
られるようにするために、内部回路９の消費電力の低減
と共に電源回路においても消費電力の低減が求められて
いる。

【０００７】図６に示す回路構成では、消費電力の低減
の対象となるのは二次電池５からの電力供給時に動作し
ている部分、つまり逆流防止用ダイオード７、電流検出
抵抗１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ８であるが、このうち
本発明の対象とするのはダイオード７と電流検出抵抗１
０についてである。電流検出抵抗１０は、充電回路４が
二次電池５に充電する際に充電電流をモニタするために
付加されるものである。しかし、この電流検出抵抗１０
には充電時のみならず電流をモニタする必要のない放電
時にも電流が流れるため、これによる電力損失が生じ
る。電流検出抵抗１０に流れる電流量は、一般的に充電
電流よりも放電電流の方が数倍大きく、二次電池５の放
電末期の低電圧時にはさらに大きな電流が必要となる。
このため、電流検出抵抗１０で消費される電力は充電時
よりも放電時が大きく無視できない量となる。しかも電
流検出抵抗１０の選定時には、その自己損失において放
電電流に電流容量を合わせなければならず、その損失を
満足するには形状的にも大きな抵抗器が必要となること
から、小型化を求められる電子機器には問題となってい
た。

【０００８】また逆流防止用ダイオード７は、上記動作
説明で述べたように電力供給をＡＣアダプタ２または二
次電池５から選択する機能に必要な素子である。しかし
ながら、ダイオードには一般的に順バイアス時にも順電
圧と呼ばれるほぼ一定の電位降下が存在する。このダイ
オードの順電圧は一般的には１Ｖ程度、低いものでも
０．４Ｖ程度あり、この順電圧による電力損失も二次電
池５による電力供給時には無視できない大きさとなり、
電力効率を改善する上での問題となっている。

【０００９】本発明は上記の問題に鑑み成されたもの
で、回路中で消費される電力を削減し、従来よりも高効
率な充電装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、請求項１の発明においては、充電電流を監視しな
がら入力電圧を電池に充電する充電回路と、上記電池へ
の上記充電電流を検出する抵抗と、上記抵抗に並列に接
続されたスイッチング手段と、上記入力電圧と所定値と
を比較判別し上記スイッチング手段のオンオフ制御を行
う判別信号を出力する判別手段とを設けている。

【００１１】請求項２の発明においては、充電電流を監
視しながら入力電圧を電池に充電する充電回路と、上記
電池の電圧を負荷に供給するためのダイオードと、上記
ダイオードに並列に接続されたスイッチング手段と、上
記入力電圧と所定値とを比較判別し上記スイッチング手
段のオンオフ制御を行う判別信号を出力する判別手段と
を設けている。

【００１２】請求項３の発明においては、充電電流を監
視しながら入力電圧を電池に充電する充電回路と、上記
電池への上記充電電流を検出する抵抗と、上記抵抗に並
列に接続された第１のスイッチング手段と、上記電池の
電圧を負荷に供給するためのダイオードと、上記ダイオ
ードに並列に接続された第２のスイッチング手段と、上
記入力電圧と所定値とを比較判別し上記第１、第２のス
イッチング手段のオンオフ制御を行う判別信号を出力す
る判別手段とを設けている。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に本発明の実施の形態を示
す。図１においては、図６に示す構成要素と共通するも
のは同一番号を付して重複する説明は省略する。本発明
の従来技術との構成の違いは、図６の構成にさらに充電
電流検出抵抗１０と並列に接続したスイッチング素子１
１、逆流防止用ダイオード７と並列に接続したスイッチ
ング素子１２、充電回路４と並列に接続した判別回路１
３、判別回路１３の出力とスイッチング素子１１及びス
イッチング素子１２各々の間に接続した各スイッチング
素子の駆動回路１４、１５を追加した構成である。尚、
１６は充放電器で、３〜７、１０〜１５を含んで構成さ
れる。

【００１４】判別回路１３は充電時か放電時かを判別す
るための回路であり、ここではＡＣアダプタ２の出力電
圧を監視することにより、充電時か放電時かを判別す
る。つまりある電圧以上の電圧が判別回路１３の入力に
かかっているときは充電時と判別してその判別信号を出
力し、ある電圧以下の電圧が判別回路１３の入力にかか
っているときは放電時と判別してその判別信号を出力す
るものである。

【００１５】スイッチング素子１１、１２の駆動回路１
４、１５は判別回路１３からの上記判別信号によりスイ
ッチング素子１１、１２をオンまたはオフするものであ
り、ここでは双方とも充電時にはスイッチング素子１
１、１２をオフし、放電時にはオンするように成されて
いる。

【００１６】スイッチング素子１１、１２は放電時に電
流検出抵抗１０及び逆流防止用ダイオード７に流れる電
流をバイパスすることを目的としたもので、内部抵抗の
低いスイッチング素子である必要がある。実際にはこの
スイッチング素子としてＦＥＴ（電界効果型トランジス
タ）がオン抵抗が低く有望であるが、オン抵抗の低いも
のであれば、他のスイッチング素子を用いてもよい。

【００１７】次に動作について説明する。交流電源１か
らの電力供給が可能な場合には、ＡＣアダプタ２を介し
て直流電圧が電子機器本体に供給される。この入力電圧
はヒューズ３及び逆流防止用ダイオード６を介してＤＣ
／ＤＣコンバータ８に供給され、ここで内部回路９が必
要とする幾つかの直流電圧に変換され内部回路９に出力
される。この時、判別回路１３はＡＣアダプタ２からの
電圧により充電時と判別し、駆動回路１４、１５に判別
信号を送り、スイッチング素子１１、１２をオフさせ
る。これによりこの図１に示す回路構成は図６に示す回
路構成と等価となる。

【００１８】このため充電回路４は従来と同様にＡＣア
ダプタ２からの電力を使い、電流検出抵抗１０に流れる
電流をモニタしながら二次電池５を充電する。また、二
次電池５の電圧は満充電状態でもＡＣアダプタ２の出力
電圧よりも低くなるよう設定されており、このことによ
り交流電源１からの電力供給が可能な間は逆流防止用ダ
イオード７が逆バイアスとなって、二次電池５からＤＣ
／ＤＣコンバータ８への電力供給はストップする。

【００１９】一方、交流電源１からの電力供給が断たれ
た場合には、ＡＣアダプタ２からＤＣ／ＤＣコンバータ
８への入力電圧が低下する。この時、判別回路１３は低
下した電圧により放電時と判別し、駆動回路１４、１５
に判別信号を送り、スイッチング素子１１、１２をオン
させる。また、それまで逆バイアスだった逆流防止用ダ
イオード７が順バイアスとなり、二次電池５から負荷と
してのＤＣ／ＤＣコンバータ８への電力供給が開始され
るが、この時はスイッチング素子１１、１２がオンして
いるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ８への供給電流は電流
検出抵抗１０及び逆流防止用ダイオード７を流れず、ス
イッチング素子１１、１２をバイパスして流れる。

【００２０】電流がバイパスすることにより発生する電
力損失は、上述したように内部抵抗が小さいスイッチン
グ素子１１、１２を使用することにより、従来問題であ
った電流検出抵抗１０及び逆流防止用ダイオード７で発
生する電力損失を大幅に減らすことができる。しかも電
流検出抵抗１０の選定時には、その自己損失において放
電電流に電流容量を合わせる必要がなく、より電流の少
ない充電電流に電流容量を合わせることができるため、
形状的にも小さな抵抗器を選定することができ、小型化
を求められる電子機器に効果が得られる。

【００２１】本発明は電流検出抵抗１０や逆流防止用ダ
イオード７等の機能素子に大電流が流れる時のみ、その
電流を内部抵抗の低いスイッチング素子にバイパスさせ
ることを目的としており、これを達成する回路構成に特
徴を持つものである。そのため、上記機能素子に大電流
が流れるタイミングを判別する判別回路とその判別結果
により動作するスイッチング素子は必要不可欠であり、
さらに場合によってはその間にスイッチング素子を駆動
する駆動回路が必要である。しかしながら本発明は、そ
れら回路構成の具体的な回路までを規定するものではな
い。

【００２２】また、スイッチング素子１１、１２による
電力損失低減の効果は独立しているため、どちらか一方
のみを実施しても電力損失低減の効果を得ることができ
る。

【００２３】判別回路１３は図１に示すように、ＡＣア
ダプタ２の出力電圧を監視することにより充電時か放電
時かを判別するものである。二次電池５の下限電圧程度
の設定電圧を設け、設定電圧以上の電圧が判別回路１３
に入力したときには自動的に駆動回路１４、１５へオフ
の判別信号を出し、逆に設定電圧以下の電圧が入力した
ときにはオンの判別信号を出す構成をとるものである。

【００２４】駆動回路１４、１５は判別回路１３からの
判別信号によりスイッチング素子１１、１２をオンまた
はオフさせるものであり、各々上記判別信号をスイッチ
ング素子１１、１２の制御端子に出力する構成を持つ。
この駆動回路１４、１５には、判別信号が切り替わった
時に短時間でスイッチング素子の状態を切り替える応答
性が必要である。

【００２５】スイッチング素子１１、１２は充電時には
高抵抗状態で電流を流さず、放電時のみ低抵抗状態で電
流をバイパスするためのものであり、電流検出抵抗１０
及び逆流防止用ダイオード７に並列に接続されており、
その制御端子は駆動回路１４、１５に接続されている。
スイッチング素子１１、１２には内部抵抗の低いＦＥＴ
を用いることができる。ただしＦＥＴの場合、素子内部
に寄生ダイオードがドレイン、ソース端子間に生成する
ため、電流検出抵抗１０及び逆流防止用ダイオード７に
並列に接続する際には、ＦＥＴがオフの時に回路的に高
抵抗状態を示すように、接続する極性には注意が必要で
ある。つまりＦＥＴの寄生ダイオードのカソード端子が
充電時の電流が流れる方向と逆方向になるように接続す
る。

【００２６】次に上述した本発明の実施の形態に基づく
具体的な実施例について説明する。図２は、本発明を２
個の二次電池に対応して充放電器に適用した場合の第１
の実施例を示す。本実施例は、本発明の電流検出抵抗へ
の適用のみを実施したものである。この図２の回路は図
１の点線範囲で示す充放電器１６の回路の構成例を示し
たものであり、図１の他の構成部分は省略してある。

【００２７】図２において、４の点線で示す範囲は、図
１の充電回路４の具体的な回路構成例を示しており、こ
こではコントロールＩＣとしてＢｅｎｃｈｍａｒｑ社製
ｂｑ２００５を使用している。この充電回路は二個の二
次電池Ｂａｔｔ−Ａ、Ｂａｔｔ−Ｂを各々個別に充電す
るものである。この充電回路は、Ｂａｔｔ−Ａ、Ｂａｔ
ｔ−Ｂ各々に接続される電流検出抵抗Ｒ３７、Ｒ３８の
両端に発生する電圧をモニタしながら充電電流を検出
し、適正な充電電流で充電動作を行う。

【００２８】ダイオードＤ２、Ｄ３は図１の逆流防止用
ダイオード７に対応するもので、ここでは二次電池Ｂａ
ｔｔ−Ａ、Ｂａｔｔ−Ｂに対応してＤ２、Ｄ３が各々接
続されている。また、Ｄ１は図１の逆流防止用ダイオー
ド６に対応するものである。図１の電流検出抵抗１０に
並列に接続するスイッチング素子１１はＱ２及びＱ３で
あり、ＮチャンネルのＦＥＴを使用している。Ｑ２及び
Ｑ３各々は電流検出抵抗Ｒ３７、Ｒ３８と並列にドレイ
ン端子を二次電池の負極側にソース端子をグランドＧＮ
Ｄ側に接続している。

【００２９】１３の点線で示す範囲は、図１の判別回路
１３の具体的回路例である。この判別回路１３は入力電
圧をＲ２、Ｒ６で分圧し、この結果この電圧がトランジ
スタＱ１の動作電圧以下であるときは、トランジスタＱ
１はオフして非導通状態となり、Ｑ２及びＱ３にオンの
判別信号を示す有限電圧を出力する。上記分圧電圧が動
作電圧以上になったときは、トランジスタＱ１がオンし
てコレクタ、エミッタ間が導通することにより、オフの
判別信号として出力電圧をＧＮＤレベルに下降させる。

【００３０】尚、本実施例では、判別回路１３の出力は
スイッチング素子であるＦＥＴＱ２及びＱ３を直接駆動
できるので、図１に示す駆動回路１４は不要であり、省
略している。

【００３１】次に本実施例の動作を説明する。図１の交
流電源１からの電力供給が可能な場合には、ＡＣアダプ
タ２からの直流電圧が図２の左側端子より供給される。
この入力はヒューズＦ１及び逆流防止用ダイオードＤ１
を介して右側端子から図１のＤＣ／ＤＣコンバータ８に
供給される。この時判別回路１３は、ＡＣアダプタ２か
らの電圧によりトランジスタＱ１がオンしてコレクタ、
エミッタ間が導通することより、オフの判別信号として
出力電圧をＧＮＤレベルに下降し、スイッチング素子で
あるＦＥＴＱ２及びＱ３をオフさせる。これにより図２
に示す回路構成は図６に示す従来の充電回路と等価とな
る。

【００３２】このため本充電回路４は、従来の充電回路
と同様に電流検出抵抗Ｒ３７、Ｒ３８の両端電圧をモニ
タしながら、入力からの電力を使って充電動作を行う。
また、二次電池Ｂａｔｔ−Ａ、Ｂａｔｔ−Ｂの電圧は満
充電状態でもＡＣアダプタ２からの入力電圧よりも低く
なるように設定されており、このことより交流電源１か
らの電力供給が可能な間は、逆流防止用ダイオードＤ
２、Ｄ３が逆バイアスとなって、二次電池Ｂａｔｔ−
Ａ、Ｂａｔｔ−ＢからＤＣ／ＤＣコンバータ８への電力
供給はストップする。

【００３３】一方、交流電源１からの電力供給が断たれ
た場合には、ＡＣアダプタ２からの入力電圧が低下す
る。この時判別回路１３は、低下した電圧によりトラン
ジスタＱ１がオフし、この結果ＦＥＴＱ２及びＱ３をオ
ンさせる。また、それまで逆バイアスだった逆流防止用
ダイオードＤ２、Ｄ３が順バイアスとなり、二次電池Ｂ
ａｔｔ−Ａ、Ｂａｔｔ−ＢからＤＣ／ＤＣコンバータ８
への電力供給が開始されるが、これと同時にＦＥＴＱ２
及びＱ３がオンしているため、ＤＣ／ＤＣコンバータ８
への供給電流は電流検出抵抗Ｒ３７、Ｒ３８を流れず、
ＦＥＴＱ２及びＱ３をバイパスして流れる。

【００３４】電流がバイパスすることにより発生する電
力損失は、上述したように内部抵抗が小さいＦＥＴＱ２
及びＱ３を使用することにより、従来問題であった放電
時の電流検出抵抗Ｒ３７、Ｒ３８で発生する電力損失を
大幅に減らすことができる。

【００３５】なお、本実施例ではＦＥＴＱ２及びＱ３各
々は電流検出抵抗Ｒ３７、Ｒ３８と並列にドレイン端子
を二次電池の負極側にソース端子をグランドＧＮＤ側に
接続しているが、充電時に発生する両端電圧がここで用
いるＦＥＴの寄生ダイオードが動作する順電圧よりも低
い場合には、ドレイン端子とソース端子の接続を逆にし
ても目的の動作は実行できる。

【００３６】図３は、本発明を１個の二次電池に対応し
た充放電器に適用した場合の第２の実施例を示す。本実
施例は、本発明の電流検出抵抗と逆流防止用ダイオード
との双方への適用を実施したものである。この図３の回
路は第１の実施例と同様に図１の点線範囲で示す充放電
器１６の回路構成例を示したものであり、図１の他の構
成部分は省略してある。

【００３７】図３において、４の点線で示す範囲は、図
１の充電回路４の具体的な回路構成例を示しており、こ
こではコントロールＩＣとしてＢｅｎｃｈｍａｒｑ社製
ｂｑ２００５を使用している。この充電回路は二次電池
Ｂａｔｔ−Ａを充電するものである。この充電回路は、
Ｂａｔｔ−Ａに接続される電流検出抵抗Ｒ３７の両端に
発生する電圧をモニタしながら充電電流を検出し、適正
な充電電流で充電動作を行う。

【００３８】ダイオードＤ２は図１の逆流防止用ダイオ
ード７に対応するものである。また、Ｄ１は図１のダイ
オード６に対応するものである。図１の電流検出抵抗１
０に並列に接続するスイッチング素子１１はＱ２であ
り、ＮチャンネルのＦＥＴを使用している。Ｑ２は電流
検出抵抗Ｒ３７と並列にドレンイン端子を二次電池の負
極側にソース端子をグランドＧＮＤ側に接続している。

【００３９】図１の逆流防止用ダイオード７に並列に接
続するスイッチング素子１２はＱ１１であり、Ｐチャン
ネルのＦＥＴを使用している。Ｑ１１は逆流防止用ダイ
オードＤ２と並列にドレイン端子を二次電池の正極側に
ソース端子を出力側に接続している。

【００４０】１３の点線で示す範囲は、図１の判別回路
１３の具体的な回路構成である。この判別回路１３は入
力電圧をＲ２、Ｒ６で分圧し、この電圧がトランジスタ
Ｑ１の動作電圧以下であるときは、トランジスタＱ１は
オフして非導通状態となり、Ｑ２にオンの判別信号を示
す有限電圧を出力する。上記分圧電圧が動作電圧以上に
なったときは、トランジスタＱ１がオンしてコレクタ、
エミッタ間が導通することより、オフの判別信号として
出力電圧をＧＮＤレベルに下降させる。

【００４１】Ｑ１０及びＲ３９は図１のスイッチング素
子１２の駆動回路１５であり、判別回路１３からのオン
の判別信号である有限電圧に反応してＱ１０がオンして
Ｑ１１を駆動するためのものである。

【００４２】本実施例では、判別回路１３の出力はスイ
ッチング素子であるＦＥＴＱ２を直接駆動できるので、
図１に示す駆動回路１４は不要であり省略している。

【００４３】次に本実施例の動作を説明する。図１の交
流電源１からの電力供給が可能な場合には、ＡＣアダプ
タ２からの直流電圧が図３の左側端子より供給される。
この入力はヒューズＦ４及び逆流防止ダイオードＤ１を
介して右側端子から図１のＤＣ／ＣＤコンバータ８に供
給される。この時判別回路１３は、ＡＣアダプタ２から
の電圧によりトランジスタＱ１がオンしてコレクタ、エ
ミッタ間が導通することより、オフの判別信号として出
力電圧をＧＮＤレベルに下降し、スイッチング素子であ
るＦＥＴＱ２を直接、及びＱ１１を駆動回路を経由して
オフさせる。これにより図３に示す回路構成は図６に示
す従来の充電回路と等価となる。

【００４４】このため本充電回路４は、従来の充電回路
と同様に電流検出抵抗Ｒ３７の両端電圧をモニタしなが
ら、入力からの電力を使って充電動作を行う。また、二
次電池Ｂａｔｔ−Ａの電圧は満充電状態でもＡＣアダプ
タ２からの入力電圧よりも低くなるよう設定されてお
り、このことにより交流電源１からの電力供給が可能な
間は、逆流防止用ダイオードＤ２が逆バイアスとなっ
て、二次電池Ｂａｔｔ−ＡからＤＣ／ＤＣコンバータ８
への電力供給はストップする。

【００４５】一方、交流電源１からの電力供給が断たれ
た場合には、ＡＣアダプタ２からの入力電圧が低下す
る。この時判別回路１３は、低下した電圧によりトラン
ジスタＱ１がオフし、結果ＦＥＴＱ２及びＱ１１をオン
させる。また、それまで逆バイアスだった逆流防止用ダ
イオードＤ２が順バイアスとなり、二次電池Ｂａｔｔ−
ＡからＤＣ／ＤＣコンバータ８への電力供給が開始され
るが、これと同時にＦＥＴＱ２及びＱ１１がオンしてい
るため、ＤＣ／ＤＣコンバータ８への供給電流は電流検
出抵抗Ｒ３７及び逆流防止用ダイオードＤ２を流れず、
ＦＥＴＱ２及びＱ１１をバイパスして流れる。

【００４６】電流がバイパスすることにより発生する電
力損失は、上述したように内部抵抗が小さいＦＥＴＱ２
及びＱ１１を使用することにより、従来問題であった放
電時の電流検出抵抗Ｒ３７及び逆流防止用ダイオードＤ
２で発生する電力損失を大幅に減らすことができる。

【００４７】尚、本実施例ではＦＥＴＱ１１は逆流防止
用ダイオードＤ２と並列に接続しているが、逆流防止用
ダイオードＤ２をＦＥＴＱ１１の寄生ダイオードで代用
し省略することも場合によっては可能である。

【００４８】図４は、本発明を１個の二次電池に対応し
た充放電器に適用した場合の第３の実施例を示す。本実
施例は、本発明の逆流防止用ダイオードへの適用のみを
実施したものである。図４の構成は第２の実施例の電流
検出抵抗Ｒ３７に並列に接続したＦＥＴＱ２を省略した
ものであり、それ以外は構成及び動作も第２の実施例と
同様であるので説明を省略する。本実施例によれば、従
来問題であった放電時の逆流防止用ダイオードＤ２で発
生する電力損失を大幅に減らすことができる。

【００４９】図５は、本発明を２個の二次電池に対応し
た充放電器に適用した場合の第４の実施例を示す。本実
施例は、本発明の電流検出抵抗と逆流防止用ダイオード
との双方への適用を実施したものである。この図５の回
路は第１の実施例と同様に図１の点線範囲で示す充放電
器１６の回路の構成例を示したものであり、図１の他の
構成部分は省略してある。また、第１の実施例に示す回
路と重複して使用している素子は同一番号で示してい
る。

【００５０】本実施例は第１の実施例の回路に、逆流防
止用ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３に示したバイパス用Ｆ
ＥＴ及びその駆動回路と判別回路とを加えたものであ
る。逆流防止用ダイオードに対応した回路は第２の実施
例でも述べたが、本回路では別の判別回路を用いてい
る。

【００５１】本実施例の逆流防止用ダイオードのバイパ
ス用ＦＥＴに対応する判別回路は各々に一つずつ用意し
てある。具体的には、Ｄ３に並列に接続したＦＥＴＱ１
４に対応したＲ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４４、ＲＶ
２、Ｚ４からなる判別回路、Ｄ２に並列に接続したＦＥ
ＴＱ１３に対応したＲ４５、Ｒ４６、Ｒ４３、Ｒ４４、
ＲＶ１、Ｚ３からなる判別回路、Ｄ１に並列に接続した
ＦＥＴＱ１２に対応したＲ４７、Ｒ４８、Ｒ４９、Ｒ５
０、ＲＶ３、Ｚ５からなる判別回路である。ここで、Ｒ
４３、Ｒ４４は二つの判別回路で共用している。

【００５２】上記判別回路は各々対応する逆流防止用ダ
イオードの両端電圧を監視しており、ダイオードが順バ
イアスの状態ではＦＥＴにオンの判別信号が、逆バイア
スの状態ではオフの判別信号が出力されるように、コン
パレータＺ３、Ｚ４、Ｚ５に接続されている抵抗網で調
整している。

【００５３】次に本実施例の動作を説明する。図１の交
流電源１からの電力供給が可能な場合には、ＡＣアダプ
タ２からの直流電圧が図５の左側端子より供給される。
この入力はヒューズＦ１及び逆流防止用ダイオードＤ１
を介して右側端子から図１のＤＣ／ＤＣコンバータ８に
供給される。この時、Ｒ４７、Ｒ４８、Ｒ４９、Ｒ５
０、ＲＶ３、Ｚ５からなる判別回路では、Ｄ１の両端電
圧が順バイアスとなることよりＦＥＴＱ１２にオンの判
別信号が出力され、電流がＦＥＴＱ１２に迂回して流れ
るようになる。同時に、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、Ｒ４
４、ＲＶ２、Ｚ４からなる判別回路及びＲ４５、Ｒ４
６、Ｒ４３、Ｒ４４、ＲＶ１、Ｚ３からなる判別回路
は、その対応する逆流防止用ダイオードＤ２、Ｄ３の両
端電圧が逆バイアスとなることより、ＦＥＴＱ１３、Ｑ
１４に対しオフの判別信号を出力する。

【００５４】また、判別回路１３はＡＣアダプタ２から
の電圧によりトランジスタＱ１がオンしてコレクタ、エ
ミッタ間が導通することより、オフの判別信号として出
力電圧をＧＮＤレベルに下降し、スイッチング素子であ
るＦＥＴＱ２、Ｑ３を直接オフさせる。これにより図５
に示す回路構成はＤ１がＦＥＴＱ１２でバイパスされて
いる以外は、図６に示す従来の充電回路と等価となる。

【００５５】このため本充電回路４は、従来の充電回路
と同様に電流検出抵抗Ｒ３７、Ｒ３８の両端電圧をモニ
タしながら、入力からの電力を使って充電動作を行う。
また、二次電池Ｂａｔｔ−Ａ、Ｂａｔｔ−Ｂの電圧は満
充電状態でも、ＡＣアダプタ２からの入力電圧よりも低
くなるように設定されており、このことにより交流電源
１からの電力供給が可能な間は、逆流防止用ダイオード
Ｄ２、Ｄ３が逆バイアスとなって、二次電池Ｂａｔｔ−
Ａ、Ｂａｔｔ−ＢからＤＣ／ＤＣコンバータ８への電力
供給はストップする。

【００５６】一方、交流電源１からの電力供給が断たれ
た場合には、ＡＣアダプタ２からの入力電圧が低下す
る。この時、Ｒ４７、Ｒ４８、Ｒ４９、Ｒ５０、ＲＶ
３、Ｚ５からなる判別回路では、Ｄ１の両端電圧が逆バ
イアスとなることよりＦＥＴＱ１２にオフの判別信号が
出力され、ＦＥＴＱ１２に電流が流れなくなる。判別回
路１３は低下した電圧によりトランジスタＱ１がオフ
し、この結果ＦＥＴＱ２及びＱ３をオンさせる。また、
それまで逆バイアスだった逆流防止用ダイオードＤ２ま
たはＤ３は順バイアスとなり、Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４
３、Ｒ４４、ＲＶ２、Ｚ４からなる判別回路及びＲ４
５、Ｒ４６、Ｒ４３、Ｒ４４、ＲＶ１、Ｚ３からなる判
別回路は、順バイアスとなったダイオードに接続された
ＦＥＴＱ１３またはＱ１４に対しオンの判別信号を出力
する。

【００５７】これにより、二次電池Ｂａｔｔ−Ａまたは
Ｂａｔｔ−ＢからＤＣ／ＤＣコンバータ８への電力供給
が開始されるが、これと同時にＦＥＴＱ２及びＱ３とＱ
１３またはＱ１４がオンしているため、ＤＣ／ＤＣコン
バータ８への供給電流は電流検出抵抗Ｒ３７、Ｒ３８を
流れず、ＦＥＴＱ２及びＱ３をバイパスして流れ、また
逆流防止用ダイオードＤ２またはＤ３を流れずＦＥＴＱ
１３またはＱ１４をバイパスして流れる。

【００５８】電流がバイパスすることにより発生する電
力損失は、上述したように内部抵抗が小さいＦＥＴを使
用することにより、従来問題であった放電時の電流検出
抵抗Ｒ３７、Ｒ３８及び逆流防止用ダイオードで発生す
る電力損失を大幅に減らすことができる。

【００５９】本実施例において逆流防止用ダイオードに
接続したＦＥＴ各々に判別回路を設けたのは、２個以上
の二次電池を各々に対応する逆流防止用ダイオードを介
して並列に接続させた場合に、高い電圧の二次電池から
低い電圧の二次電池に電流が流れることを防止するため
である。もし判別回路を二つ以上の逆流防止用ダイオー
ドに対して共用した場合は、放電時にバイパス用ＦＥＴ
が双方ともにオンしてしまい、高い電圧の二次電池から
低い電圧の二次電池に電流が流れる可能性がある。従っ
て、２個以上の二次電池に対応させたシステムで本発明
を実施する場合には本実施例を行うことが望ましい。

【００６０】また、本実施例ではＡＣアダプタからの入
力ラインの逆流防止用ダイオードＤ１にもバイパス用Ｆ
ＥＴＱ１２を接続させて電流のバイパスを計っている。
これは逆流防止用ダイオードＤ１による損失または順電
圧による電圧降下が問題になる場合を想定したものであ
り、もし問題にならなければこの部分を省略しても構わ
ない。さらには、逆流防止用ダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ
３をこれに並列に接続したＦＥＴＱ１２、Ｑ１３、Ｑ１
４の内部の寄生ダイオードで代用することにより、Ｄ
１、Ｄ２、Ｄ３を省略しても構わない。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、例えば電池の放電時と判別回路が判別したとき
にスイッチング手段をオンして電流検出抵抗不要時の抵
抗値を低減させることにより、電池の放電時の電力消費
を低減させ電子機器システム等の負荷の電力効率を高め
ることができると共に、電池による電子機器システム等
の負荷の駆動時間を長くすることができる。さらに小型
の抵抗器を用いることができる。

【００６２】また、請求項２の発明によれば、例えば電
池の放電時と判別回路が判別したときにスイッチング手
段をオンして逆流防止用ダイオードに流れる電流をバイ
パスさせて放電時の電力損失を低減させることにより、
電子機器システム等の負荷の電力効率を高めることがで
きると共に、電池による電子機器システム等の負荷の駆
動時間を長くすることができる。

【００６３】また、請求項３の発明によれば、上記の各
効果を判別手段を共用しながら得ることができる。

【００６４】さらに、請求項４、５の発明によれば、２
個以上の二次電池を各々に対応する逆流防止用ダイオー
ドを介して並列に接続した場合に、高い電圧の電池から
低い電圧の電池に電流が流れることを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例を示す回路図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す回路図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す回路図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示す回路図である。

【図６】従来の二次電池充電回路を含む電源回路を示す
構成図である。

【符号の説明】

４ 充電回路 ５ 二次電池 ７ 逆流防止用ダイオード ８ ＤＣ／ＤＣコンバータ １０ 充電電流検出抵抗 １１、１２ スイッチング素子 １３ 判別回路 １４、１５ 駆動回路 １６ 充放電器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 智 神奈川県川崎市中原区苅宿228番地 株式 会社ユタカ電機製作所内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充電電流を監視しながら入力電圧を電池
   に充電する充電回路と、 上記電池への上記充電電流を検出する抵抗と、 上記抵抗に並列に接続されたスイッチング手段と、 上記入力電圧と所定値とを比較判別し上記スイッチング
   手段のオンオフ制御を行う判別信号を出力する判別手段
   とを備えた充電装置。
2. 【請求項２】 充電電流を監視しながら入力電圧を電池
   に充電する充電回路と、 上記電池の電圧を負荷に供給するためのダイオードと、 上記ダイオードに並列に接続されたスイッチング手段
   と、 上記入力電圧と所定値とを比較判別し上記スイッチング
   手段のオンオフ制御を行う判別信号を出力する判別手段
   とを備えた充電装置。
3. 【請求項３】 充電電流を監視しながら入力電圧を電池
   に充電する充電回路と、 上記電池への上記充電電流を検出する抵抗と、 上記抵抗に並列に接続された第１のスイッチング手段
   と、 上記電池の電圧を負荷に供給するためのダイオードと、 上記ダイオードに並列に接続された第２のスイッチング
   手段と、 上記入力電圧と所定値とを比較判別し上記第１、第２の
   スイッチング手段のオンオフ制御を行う判別信号を出力
   する判別手段とを備えた充電装置。
4. 【請求項４】 上記充電回路は複数個の電池を充電する
   ように成され、これと対応して上記ダイオード、スイッ
   チング手段及び判別手段がそれぞれ複数個ずつ設けられ
   ていることを特徴とする請求項２記載の充電装置。
5. 【請求項５】 上記充電回路は複数個の電池を充電する
   ように成され、これと対応して上記ダイオード、第２の
   スイッチング手段がそれぞれ複数個ずつ設けられると共
   に、上記判別手段は、上記第１のスイッチング手段と上
   記複数個の第２のスイッチング手段の各々について上記
   比較判別を行い、それぞれ判別信号を出力することを特
   徴とする請求項３記載の充電装置。