JPH11266542A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JPH11266542A
JPH11266542A JP10063790A JP6379098A JPH11266542A JP H11266542 A JPH11266542 A JP H11266542A JP 10063790 A JP10063790 A JP 10063790A JP 6379098 A JP6379098 A JP 6379098A JP H11266542 A JPH11266542 A JP H11266542A
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JP
Japan
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circuit
power supply
batteries
battery
blocks
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Application number
JP10063790A
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English (en)
Inventor
Kazuo Murayama
和雄 村山
Tadao Akagi
直夫 赤木
Takafumi Nanbu
隆文 南部
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 直列接続された複数の電池の逆接続を検出
し、電子機器への電源供給を回避できる電源回路を提供
する。 【解決手段】 直列接続された複数の電池から電源が供
給される電子機器6の複数の電池を複数のブロック#
1、#2に分割し、これら各ブロックに属する直列接続
された電池の接続状態をそれぞれコンパレータ10a、
10bで検出する。逆接続が一つのブロックから検出さ
れると、アンド回路9とオア回路7の出力がローレベル
となって、スイッチングトランジスタQ1とQ2がオフ
して電子機器6への電源供給が断たれる。直列接続され
た複数の電池を複数のブロックに分割してブロック毎に
接続状態を検出するようにしたから、電池の最低動作保
証電圧と逆接続の最高電圧との差が大きくなるので電池
の接続状態をコンパレータで検出することが容易にな
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、直列接続された複
数の電池から電源が供給される電子機器において、電池
の接続状態を検出して逆接続を検出すると電子機器への
電源供給を行わない電源回路に関する。
【0002】
【従来の技術】直列接続された複数の電池から電源が供
給される電子機器において、少ない本数が逆接続される
と、これら逆接続された電池が充電されて電解液が漏液
する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来、前記問題点を解
決するために、図3に示すように、電池が逆に接続され
ても物理的に電池が接続されない電源装置が知られてい
る。この電源装置は、電池収納体を構成するシャーシ1
a及び1bの内一方のシャーシ1aには電池2の負極端
子2bが接続されるばね3が取り付けられており、他方
のシャーシ1bには窪み4が形成されて該窪み4内に電
池2の正極端子2aが接続される端子板5が設けられて
いる。図3(A)は、前記構成を有する電池収納体に電
池2が正規に挿入された状態を示しており、電池2の負
極端子2bはばね3に接触し、電池2の正極端子2aは
シャーシ1bの窪み4に嵌め込まれて端子板5に接触す
る。
【0004】一方、電池2が前記電池収納体に誤って逆
向きに挿入された場合は、図3(B)に示すように、電
池2の正極端子2aはばね3に接触するが、電池2の負
極端子2bは平坦であるため、シャーシ1bの窪み4に
嵌め込まれることがないから端子板5に接触せず、した
がって電池2が逆向きに挿入されても電子機器への逆接
続が防止される。
【0005】しかし、前記構造の電池収納体を電子機器
に採用した場合、電池の本数が増えると電池一本一本に
前記構造の電池収納体を採用して、それらを電気的に直
列接続する必要があり、配線が複雑で且つ寸法的にも大
型になり、またコスト高に繋がらざるをえなかった。本
発明は、前記問題点に鑑み、複数の電池を使用した電子
機器において、逆接続の電池があってもそれを電気的に
検出して電源供給を回避できる電源回路を提案するもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電源回路は、複
数の直列接続された電池を複数のブロックに分割し、こ
れらブロックに属する複数の電池の接続状態を各ブロッ
ク毎に検出する電池接続状態検出回路を備える。ブロッ
ク毎に電池の接続状態を検出することにより、電池の最
低動作保証電圧と逆接続の最高電圧との差が大きくな
り、逆接続の検出が容易になる。
【0007】
【発明の実施の形態】まず、本発明電源回路の原理的構
成を図2を参照しながら説明する。本発明電源回路は、
直列接続された複数の電池を複数のブロックに分割し、
各ブロックの両端の電圧より逆接続を検出する。ここ
で、複数のブロックに分割されたあるブロックの電池の
数をNとすると、正規接続の場合のブロック内の電圧
は、 最高電圧=新品の電池一本当たりの電圧(約1.7V)
×N=1.7N(V) 最低動作保証電圧=一本当たりの最低動作保証電圧(例
えば1.0V)×N=Nとなり、最低動作保証電圧まで
は電源の供給の停止又は制限をしてはならない。
【0008】次に、あるブロックの電池一本が逆接続の
場合には、逆接続の一本と正規接続の一本とが電圧的に
キャンセルされるため、逆接続の最高電圧=新品の電池
一本当たりの電圧(約1.7V)×(N−2)=1.7
(N−2)(V)となる。したがって、逆接続を検出す
るには前記逆接続の最高電圧を検出しなければならな
い。
【0009】よって、あるブロックの逆接続を検出する
には、前記最低動作保証電圧より低く、前記逆接続の最
高電圧より高い電圧を検出すれば良い。すなわち、N>
Vref>1.7(N−2)を満足するN及びVref
を設定し、前記範囲の電圧をコンパレータ等で検出すれ
ば逆接続を検出できる。ここで、Nは整数という条件よ
りNは4以下となり、VrefはNの値に合わせて設定
する。このように設定すると、Nが少ないほど(電池が
8本の場合は4分割されてN=2)、又は逆接続本数が
増える程、最低動作保証電圧と逆接続の最高電圧との差
が大きくなるので逆接続の検出が容易になる。
【0010】図2に示す直列接続された8個の電池の分
割例でみると、N=2では2>Vref>0、N=3で
は3>Vref>1.7、N=4では4>Vref>
3.4となり、前記差はそれぞれ2V、1.3V、0.
6Vとなり、Nが少ないほど最低動作保証電圧と逆接続
の最高電圧との差が大きくなって、コンパレータでの検
出が容易になることがわかる。
【0011】以上のように、複数個の電池使用機器にお
いて、直列接続された電池を複数のブロックに分割して
電池接続状態を検出することにより、電池の逆接続を容
易に検出でき、この結果に基づき電池よりの電源供給を
停止又は制限することにより電解液の漏出を防止でき
る。
【0012】以下、前記原理に基づく本発明の電源回路
の実施の形態を図1を参照しながら説明する。図1に示
す電源回路は、電池総本数8個で、N=4の2つのブロ
ック#1と#2に分割した電源回路である。そこで、前
記N>Vref>1.7(N−2)なる式にN=4を代
入すると、4>Vref>1.7(4−2)=3.4と
なり、例えばVref=3.7Vに設定する。
【0013】図1に示すように、第2のスイッチングト
ランジスタQ2(以下、トランジスタQ2という)のコ
レクタに電子機器6の電源端子+Bが接続され、そのエ
ミッタに電源スイッチS1の一端が接続されている。ま
た、そのベース・エミッタ間にバイアス抵抗R1、R2
が接続されると共に、ベースは第1のスイッチングトラ
ンジスタQ1(以下、トランジスタQ1という)のコレ
クタに前記抵抗R1を介して接続されている。前記トラ
ンジスタQ1のエミッタはグランドGに接続され、その
ベースに抵抗R3を介してオア回路7の出力端子が接続
されている。そして、前記トランジスタQ1及びQ2に
より電池の接続状態に応じてオンオフするスイッチング
回路8を構成する。
【0014】前記オア回路7は2つの入力端子を有し、
該オア回路7の一方の入力端子はアンド回路9の出力端
子に接続され、他方の入力端子は前記トランジスタQ2
のコレクタに抵抗R4を介して接続されると共にコンデ
ンサCを介してグランドGに接続されている。前記抵抗
R4とコンデンサCで積分回路を構成するが、該積分回
路の動作については後述する。
【0015】前記アンド回路9は、分割されたブロック
数に応じた入力端子を有しており、この実施の形態では
2ブロックに分割したので2つの入力端子を備えてい
る。そして、該アンド回路9の一方の入力端子はコンパ
レータ10aの出力側に、他方の入力端子はコンパレー
タ10bの出力側にそれぞれ接続されている。前記各コ
ンパレータ10a、コンパレータ10bの非反転入力端
子には、8個の直列接続された電池を2分割したブロッ
ク#1、ブロック#2の電池の正極側がそれぞれ接続さ
れ、反転入力端子側には設定電圧源Ref1、Ref2
がそれぞれ接続されている。このように、前記アンド回
路9、前記コンパレータ10a、コンパレータ10b及
び前記設定電圧源Ref1、設定電圧源Ref2でもっ
て電池接続状態検出回路を構成する。
【0016】以下、前記電源回路の動作について説明す
る。電源スイッチS1を入れると、オア回路7、アンド
回路9、コンパレータ10a及びコンパレータ10bに
定電圧回路12を介して電圧がそれぞれ印加されて、各
4本の電池ブロック#1、ブロック#2が逆接続か正規
接続かをコンパレータ10a、コンパレータ10bがそ
れぞれ検出する。ここで、N=4であるから、VRef
1=VRef2=3.7Vに設定されている。
【0017】まず、前記両ブロックに属する電池が正規
接続されている場合は、コンパレータ10a、コンパレ
ータ10bの出力は共にハイレベルとなり、その結果ア
ンド回路9の出力がハイレベル、オア回路7の出力がハ
イレベルとなってトランジスタQ1、トランジスタQ2
が共にオンし、電子機器6の+B端子とグランド端子G
間に8個の電池が直列接続されて電子機器6に電源が供
給される。
【0018】一方、前記ブロック#1、ブロック#2の
いずれか一方又は両方とも逆接続の電池がある場合は、
各ブロック内において発生する電圧は(4×1.7)−
(2×1.7)=3.4Vとなり、ブロック端子間の電
圧が前記設定電圧3.7Vよりも小さくなるから、前記
コンパレータ10a、コンパレータ10bの出力は共に
ローレベルとなり、前記アンド回路9の出力及びオア回
路7の出力がローレベルとなって、トランジスタQ1、
トランジスタQ2が共にオフし、電源スイッチS1が投
入されてもトランジスタQ2がオフとなっているので電
子機器6に電源が供給されない。このように、分割され
たブロックのいずれかに逆接続の電池があると、それを
検出して電子機器に電源が供給されず、さらに前記逆接
続された電池への充電が回避される。
【0019】ここで、前記オア回路7の入力端子と前記
トランジスタQ2のコレクタとの間に抵抗R4とコンデ
ンサCとで構成される積分回路を挿入したのは、電池の
接続が正規状態で電子機器6に電源が供給されて電子機
器6が使用状態にあり、この通常の使用状態において電
子機器6に大振幅の信号が入力されて大電流が流れた場
合、各ブロックに属する直列接続された複数の電池の両
端子間の電圧が前記設定電圧以下に降下して前記コンパ
レータより瞬間的にローレベルが出力されることがあ
り、接続が正規状態であるにもかかわらず電源供給が断
たれるという誤動作の原因となる。
【0020】そこで、前記電源スイッチS1がオンされ
た後、抵抗R4とコンデンサCの時定数、つまりコンデ
ンサCが充電されるまで正規接続か誤接続かの検出動作
を行う。その後、正規接続が検出された場合は、トラン
ジスタQ2のコレクタ出力が前記積分回路及びオア回路
7のループを介してトランジスタQ1のベースに入力さ
れると、トランジスタQ1が電子機器使用状態において
オン状態を保つので、前記電子機器使用時の電圧降下に
よる誤動作を回避できる。
【0021】また、図示のように前記アンド回路9の出
力側とグランドG間にインバータ13を介して発光ダイ
オード14等の表示手段を設けることにより、逆接続時
に発光ダイオード等を導通させてユーザにそれを知らせ
ることができる。
【0022】このように、ユーザが電池の接続を誤って
電子機器に入れても直ちに接続状態を検出して電源供給
を停止できるので、逆接続された電池への充電を防止す
ることができる。
【0023】前記電源回路において、電源スイッチS1
をオフにして電子機器を使用しない場合に電池の放電を
少なくするために、前記コンパレータの入力インピーダ
ンスをハイインピーダンスにする。一例として入力イン
ピーダンスの極めて大きいMOS−FETで構成したコ
ンパレータを使用するのが好適である。
【0024】
【発明の効果】本発明の電源回路は、直列接続された複
数の電池を複数のブロックに分割して各ブロック内での
電池の接続状態を検出するようにしたから、逆接続の状
態を検出することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明電源回路の回路図である。
【図2】 本発明電源回路の原理を説明する電池の接続
例を示す回路図である。
【図3】 従来の電池逆接続を防止した電池収納体の説
明図である。
【符号の説明】
6・・電子機器 8・・スイッチ回路 11・・電池接
続状態検出回路 #1、#2・・分割された電池ブロック 10a、10
b・・コンパレータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の直列接続された電池を電源として
    使用する電子機器の電源回路において、前記複数の直列
    接続された電池を複数のブロックに分割し、これらブロ
    ックに属する複数の電池の接続状態を各ブロック毎に検
    出する電池接続状態検出回路を備えることを特徴とする
    電源回路。
  2. 【請求項2】 前記複数のブロックの少なくとも一つの
    ブロックから電池の逆接続状態が検出されると前記電子
    機器への電源供給をオフし、前記複数のブロックの全部
    のブロックから電池の正規接続状態が検出されると電源
    供給をオンするスイッチ回路を備えることを特徴とする
    請求項1の電源回路。
  3. 【請求項3】 直列接続された複数の電池から電源が供
    給される電子機器と、前記直列接続された複数の電池を
    複数のブロックに分割し、これら各ブロックに属する直
    列接続された電池の接続状態をそれぞれ検出する複数の
    コンパレータと、前記複数のコンパレータの出力端子が
    接続されたアンド回路と、前記アンド回路の出力端子が
    接続されたオア回路と、前記オア回路の出力に応じてオ
    ンオフする第1のスイッチングトランジスタと、前記第
    1のスイッチングトランジスタに接続される共に前記電
    子機器の電源供給端子及び電源スイッチに接続された第
    2のスイッチングトランジスタとを備えることを特徴と
    する電源回路。
  4. 【請求項4】 前記第2のスイッチングトランジスタと
    前記オア回路の入力端子間に積分回路を接続したことを
    特徴とする請求項3の電源回路。
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