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JPH10112939A - 電源切替回路 - Google Patents

電源切替回路

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Publication number
JPH10112939A
JPH10112939A JP8266113A JP26611396A JPH10112939A JP H10112939 A JPH10112939 A JP H10112939A JP 8266113 A JP8266113 A JP 8266113A JP 26611396 A JP26611396 A JP 26611396A JP H10112939 A JPH10112939 A JP H10112939A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
external power
battery
switching circuit
detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8266113A
Other languages
English (en)
Inventor
Yutaka Tomii
豊 冨依
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP8266113A priority Critical patent/JPH10112939A/ja
Priority to GB9719471A priority patent/GB2318001B/en
Priority to AU39939/97A priority patent/AU715788B2/en
Priority to US08/946,357 priority patent/US5890780A/en
Publication of JPH10112939A publication Critical patent/JPH10112939A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00308Overvoltage protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過電圧・過放電等の保護機能を有しかつ小型
化を実現する電源切替回路の提供。 【解決手段】 二次電池1に直列に接続されたFET等
のスイッチ4と、二次電池1に対する過電圧印加や、過
放電、過電流等を検出して電池1を保護する保護部2
と、外部から電源が供給されたことを検出する検出回路
とを有し、保護部2か検出回路のいずれかが働いたとき
にスイッチ4を解放し、電池1を電気的に切り離す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源切替回路に関
し、特に、内蔵二次電池による電源供給および外部から
供給される電源の電源切替回路に関する。
【0002】
【従来の技術】外部からの電源供給により動作するモー
ドと、本体内に内蔵した二次電池を使用して動作するモ
ードとを備える電子機器では、外部から電源が供給され
るときに内蔵された二次電池にも電圧がかかり、二次電
池の適正な充電電圧を越える過大な電圧が二次電池に加
わったり、過大な電流で充電されたりして二次電池が適
正に充電されず発熱等による危険な状態になる可能性が
ある。
【0003】このような危険性を回避するために、本体
の内部回路への電源供給ラインを内蔵した二次電池およ
び外部電源のそれぞれの電源供給に応じて切り替えるよ
うリレーやトランジスタスイッチまたは機構的なスイッ
チ等で構成された切替回路を有することが考えられる。
あるいは、各電源供給ラインに各々ON/OFFスイッ
チを有し、本体回路への供給点へそれらのスイッチが並
列に接続された構成で、いずれか一方のスイッチのみが
オンすることにより電源切替を実現することも考えられ
る。
【0004】一方、二次電池に対する充電については、
電池セルに対して上述した異常充電状態が生じようとし
たことを検知して電池セルを電気的に切り離すような過
電圧保護回路や過放電保護回路を設けることにより対処
することができる。
【0005】これらの保護回路は、過電圧や過放電の状
態が生じたことを検出する回路と、その検出回路によっ
て制御され、電池セルを電気的に解放するように機能す
るスイッチを有する構成とすることが好ましい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た電源切替回路と電池保護回路とをそれぞれ独立に設け
ることは、電源ラインに直列に多段のスイッチを有する
ことになり、装置本体の小型・軽量化あるいは低価格化
に不利となる。特に、携帯通信端末について顕著であ
る。
【0007】また、各々のスイッチ回路の直列抵抗が加
算されることによって装置本体回路から見た電源供給ラ
インの直列抵抗が増大し、装置の動作電流によって電源
電圧が低下したり、電源雑音が増加する等装置の性能を
劣化することにもなる。
【0008】外部電源をAC電源とする場合に、外部電
源の接続を検知することにより電源供給ラインを切り替
える構成は、例えば実開昭58−645号公報に記載さ
れているが、電池の充電保護をも考慮する場合には二重
のスイッチ構成が必要となるため、回路規模が大きくな
ってしまい、上述した課題が生じてしまう。
【0009】本発明の目的は、上述した課題を解決し、
改良された電源切替回路を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、電源切替および電池
保護を行うとともに装置体積やコストを削減する電源切
替回路を提供することにある。
【0011】本発明のさらに他の目的は、電源切替およ
び電池保護を行うとともに電源ラインの抵抗値の増大を
最小限に押さえる電源切替回路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明による電源切替回路は、充電可能な電池
と、外部から供給される電源との切替を行う電源切替回
路において、前記電池に直列に接続され、電気的に制御
可能なスイッチと、前記電池に対する過電圧および過電
流の印加と前記電池の過放電とを検出する検出手段と、
前記外部電源が接続されたか否かを検出する外部電源検
出手段と、前記検出手段および前記外部電源検出手段の
検出結果に応じて前記スイッチを制御する。
【0013】スイッチ制御は、前記検出手段における異
常検出あるいは前記外部電源検出回路における前記外部
電源の接続検出のいずれかを検出することにより行われ
ることが好ましい。
【0014】前記外部電源検出手段は、前記外部電源か
らの電力供給を検出した場合に、前記外部電源の接続検
出とすることが望ましい。
【0015】また、本発明の電源切替回路は、装置本体
に内蔵された電池と、外部から供給される電源との切替
を行う電源切替回路において、前記電池に直列に接続さ
れ、電気的に制御可能なスイッチと、前記電池に対する
過電圧および過電流の印加と前記電池の過放電とを検出
する検出手段と、前記外部電源が接続されたか否かを検
出する外部電源検出手段と、前記検出手段における異常
検出あるいは前記外部電源検出回路における前記外部電
源の接続検出のいずれかを検出することにより前記スイ
ッチを制御する。
【0016】前記外部電源検出手段は、外部電源との接
続部を有し、前記接続部を介して外部からの電源供給を
受けることが好ましい。
【0017】前記接続部は前記外部電源として充電器を
接続し、該接続部から電源が供給される場合には前記電
池を切り離さず、前記外部電源と電気的に並列接続する
ことが望ましい。
【0018】また、少なくとも一方の前記接続部が短絡
された場合に、前記電池および前記外部電源の出力が短
絡されることを防止する短絡防止用ダイオードを有する
ことが好ましい。
【0019】このように、本発明による電源切替回路
は、電池の充電保護回路におけるスイッチと、外部から
の電源供給を検知して電池を電気的に切り離す回路を共
通化した切替回路を提供することができる。このため、
装置本体の小型化、低コスト化が可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て詳細に説明する。
【0021】図1は、本発明の一実施例の回路図であ
る。
【0022】図1において、電源切替回路は、好ましく
は携帯通信装置における電源切替回路は、装置本体の内
部回路に電源を供給するリチウムイオン電池等の二次電
池1と、二次電池1の過電圧や過放電状態を検出するバ
ッテリー保護IC2とを有する、バッテリー保護IC2
としては、好ましくはセイコー電子工業製のS−849
1等が用いられる。バッテリー保護IC2のVCC端子
は抵抗R1を介して二次電池1の正電極に接続され、V
SS端子は二次電池の負電極に接続される。抵抗1およ
びVCC端子間と二次電池1の負電極およびVSS端子
間にはコンデンサC1が接続される。
【0023】また、電源切替回路は、バッテリー保護I
C2が過電流を検出した場合に制御されるNチャネルM
OSFETで構成されるFETスイッチ3と、バッテリ
ー保護IC2の過電圧検出および外部電源の供給の検出
により制御されるNチャネルMOSFETで構成される
FETスイッチ4とを備えている。FETスイッチ3の
ゲートはバッテリー保護IC2のDO端子に接続され、
ソースは二次電池1の負電極側に接続され、ドレインは
FETスイッチ4のドレインにそれぞれ接続される。一
方、FETスイッチ4のゲートは2入力アンドゲート5
の出力端子に接続されている。各FETスイッチ間は抵
抗R3を介してバッテリー保護IC2のCM端子に接続
される。これらFETスイッチは一例を示すものであ
り、図に示したスイッチ以外の構成であってもその機能
を有していれば置き換え可能である。
【0024】さらに、電源切替回路は、充電器電源接続
端子(+)、電圧監視端子S、外部電源端子EXT、温
度監視端子T、共通グランド端子(−)を有する外部電
源接続端子10を備えている。充電器電源接続端子
(+)は短絡保護ダイオード8の一端に接続され、電圧
監視端子Sは抵抗を介してダイオード8の他端に接続さ
れる。ダイオード8の他端は二次電池1の正電極側に接
続される。一方、共通グランド端子(−)はFETスイ
ッチ4のソースおよび本体グランドに接続され、温度監
視端子Tは、充電時温度監視サーミスタ9を介して共通
グランド端子(−)に接続される。また、外部電源端子
EXTは、短絡保護および電源切替用ダイオード7を介
してダイオード8の他端に接続され、本体内部の回路へ
電源供給を行うとともに、外部電源検出用インバータ6
に接続される。
【0025】外部電源検出用インバータ6の出力は2入
力アンドゲート5の一方の入力に接続され、2入力アン
ドゲート5の他方の入力はバッテリー保護IC2のCO
端子に接続される。また、CO端子と2入力アンドゲー
ト5の他方の入力間は抵抗R2を介してFETスイッチ
4のドレインに接続される。
【0026】次に、図1に示した電源切替回路の動作に
ついて詳細に説明する。
【0027】バッテリー保護IC2は、二次電池1に対
して、電圧および電流の状態を監視し、過充電状態・過
電流状態を検出するとCO端子を解放し、過放電状態・
過電流状態を検出するとDO端子を解放する機能を有し
ており、通常状態ではCO端子は“H”出力、DO端子
は“L”出力となる。
【0028】外部電源接続端子10のEXT端子から電
源が供給されていない場合、インバータ6の出力、すな
わち2入力アンドゲート5の一方の入力は“H”とな
る。
【0029】このとき、過充電・過電流状態が生じてい
ない通常状態であると、CO端子は“H”となり、した
がって2入力アンドゲート5の他方の入力も“H”とな
る。これにより、2入力アンドゲート5の出力は“H”
となり、FETスイッチ4がONとなり、二次電池1が
電気的に接続され、二次電池1から本体回路へ電源が供
給される。
【0030】二次電池1の過充電・過電流状態が発生す
ると、バッテリー保護IC2のCO端子は解放され、抵
抗R2によりグランド電位となるので、2入力アンドゲ
ート5の一方の入力が“L”となり、FETスイッチ4
はOFFとなる。したがって、二次電池1は電気的に切
り離される。
【0031】一方、外部電源接続端子10の外部電源入
力EXT端子より電源が加えられた場合、インバータ6
の出力、すなわち2入力アンドゲート5の一方の入力が
“L”となるので、バッテリー保護IC2のCO端子の
状態に関わらず、2入力アンドゲート5の出力は“L”
となる。これにより、FETスイッチ4はOFFとな
り、二次電池1は電気的に切り離される。
【0032】このとき、過放電・過電流状態が検出され
ると、バッテリー保護IC2のDO端子が“L”とな
り、FETスイッチ3は解放される。したがって、FE
Tスイッチ4の状態に関わらず二次電池1が電気的に切
り離される。
【0033】また、外部電源接続端子10の(+)端子
は、二次電池1の充電が適正に行われるよう制御された
充電器等からの電源供給を受けるためのものであり、そ
の際は上述のような二次電池切り離しを行う必要がない
ため、ダイオード7によって外部電源検出用のインバー
タ6に電圧がかからないようになっている。
【0034】さらに、ダイオード7とともに、外部端子
が短絡されたような場合に二次電池1から急激な放電が
行われるのを防ぐ役目も有している。
【0035】上述した実施例では、装置本体内に内蔵さ
れた二次電池を用いて説明したが、本発明はこれに限る
ことなく、充電可能かつ着脱自在な電池でも良い。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明では、電
源供給を内蔵電池あるいは外部電源に切り替える機能
と、内蔵電池に不適正な充電電圧・電流が印加されるこ
とを避ける保護機能とを共通に切替スイッチに備え、双
方の要求を満たしつつ装置の実装体積・コストおよび電
源ラインの直列抵抗の増大を最小限に押さえることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図。
【符号の説明】
1 二次電池 2 バッテリー保護IC 3 NチャネルMOSFET 4 NチャネルMOSFET 5 2入力アンドゲート 6 インバータ 7 ダイオード 8 ダイオード 9 サーミスタ 10 外部電源接続端子

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電可能な電池と、外部から供給される
    電源との切替を行う電源切替回路において、 前記電池に直列に接続され、電気的に制御可能なスイッ
    チと、 前記電池に対する過電圧および過電流の印加と前記電池
    の過放電とを検出する検出手段と、 前記外部電源が接続されたか否かを検出する外部電源検
    出手段と、 前記検出手段および前記外部電源検出手段の検出結果に
    応じて前記スイッチを制御することを特徴とする電源切
    替回路。
  2. 【請求項2】 前記スイッチ制御は、前記検出手段にお
    ける異常検出あるいは前記外部電源検出回路における前
    記外部電源の接続検出のいずれかを検出することにより
    行われることを特徴とする請求項1記載の電源切替回
    路。
  3. 【請求項3】 前記外部電源検出手段は、前記外部電源
    からの電力供給を検出した場合に、前記外部電源の接続
    検出とすることを特徴とする請求項2記載の電源切替回
    路。
  4. 【請求項4】 前記電池および外部電源は、携帯通信端
    末装置にその電力を供給することを特徴とする請求項1
    記載の電源切替回路。
  5. 【請求項5】 前記電池が前記携帯通信端末装置に内蔵
    されていることを特徴とする請求項1記載の電源切替回
    路。
  6. 【請求項6】 前記電池がリチウムイオン電池であるこ
    とを特徴とする請求項5記載の電源切替回路。
  7. 【請求項7】 装置本体に内蔵された電池と、外部から
    供給される電源との切替を行う電源切替回路において、 前記電池に直列に接続され、電気的に制御可能なスイッ
    チと、 前記電池に対する過電圧および過電流の印加と前記電池
    の過放電とを検出する検出手段と、 前記外部電源が接続されたか否かを検出する外部電源検
    出手段と、 前記検出手段における異常検出あるいは前記外部電源検
    出回路における前記外部電源の接続検出のいずれかを検
    出することにより前記スイッチを制御することを特徴と
    する電源切替回路。
  8. 【請求項8】 前記外部電源検出手段は、外部電源との
    接続部を有し、前記接続部を介して外部からの電源供給
    を受けることを特徴とする請求項7記載の電源切替回
    路。
  9. 【請求項9】 前記接続部は前記外部電源として充電器
    を接続し、該接続部から電源が供給される場合には前記
    電池を切り離さず、前記外部電源と電気的に並列接続す
    ることを特徴とする請求項8記載の電源切替回路。
  10. 【請求項10】 少なくとも一方の前記接続部が短絡さ
    れた場合に、前記電池および前記外部電源の出力が短絡
    されることを防止する短絡防止用ダイオードを有するこ
    とを特徴とする請求項9記載の電源切替回路。
JP8266113A 1996-10-07 1996-10-07 電源切替回路 Pending JPH10112939A (ja)

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JP8266113A JPH10112939A (ja) 1996-10-07 1996-10-07 電源切替回路
GB9719471A GB2318001B (en) 1996-10-07 1997-09-12 Power supply switching circuit with protection function
AU39939/97A AU715788B2 (en) 1996-10-07 1997-10-03 Power supply switching circuit with protection function
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