(57)【要約】【課題】電源制御部専用の電源を不要にできるようにする。【解決手段】複数のバッテリーの接続が可能な電子機器において、バッテリー選択の判定を行いスイッチを切り替える電源制御部のための電源に、各バッテリーからダイオードを介して接続すると共に、選択されたバッテリーの出力を昇圧して得た電源からもダイオードを介して接続することにより、起動時のバッテリー選択前はバッテリーから直接、バッテリー選択後は選択したバッテリーからの出力を昇圧して、電力供給部に給電する。【選択図】図１
2014207787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリーの接続が可能な電子機器において、
いずれか１つのバッテリーを選択して用いる制御を行う電源制御部と、
前記電源制御部を駆動する電力を生成する電力供給部と、
前記電源制御部により選択されたバッテリーの出力を昇圧する昇圧回路と、
前記複数のバッテリーと前記昇圧回路との出力から前記電力供給部に向けてそれぞれ接続された複数のダイオードと
を有し、
電子機器が起動された場合に前記電力供給部に電力を供給する供給源として、電圧が一番高いバッテリーが前記複数のダイオードにより選択されるとともに、
前記電源制御部は、供給される電力としていずれか１つのバッテリーを選択した後は、前記電力供給部に電力を供給する供給源として選択されたバッテリーの出力を前記昇圧回路にて昇圧して得た出力に切り替わるようにした
ことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記電源制御部は、前記電力供給部に電力を供給する供給源としてのバッテリーを、各バッテリーの出力電圧を検出しその値から判定することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記電源制御部は、出力電圧が所定の値以上で一番低い電圧のバッテリーを前記電力供給部に電力を供給する供給源として選択することを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記電源制御部は、いずれか１つのバッテリーを選択した後、各バッテリーの電圧の監視を継続し、選択されたバッテリーの電圧が所定の値を下回った際に、他のバッテリーの内で出力電圧が所定の値以上で一番低い電圧のバッテリーに切り替えることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記複数のバッテリーごとに表示する表示機能を有し、
前記電源制御部は、使用中のバッテリーと使用を終えたバッテリーとが視覚的に判別できる表示を行うように前記表示機能を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
商用電源からの交流を直流に変換して得た直流電源からも、前記電力供給部に向けてダイオードを接続することにより、
前記商用電源が供給されている場合は、前記商用電源から得た直流電源から前記電力供給部に電力供給することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリーを用いる電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数のバッテリーのそれぞれに接続されたスイッチを制御することにより、複数のバッテリーを選択的に使用する方法が記載されている。この方法では、常にバッテリーの電圧を監視し、スイッチを制御する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−３３６２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されている方法では、複数のバッテリーの中から一つのバッテリーを選択するための電源制御部が必要であり、当該電源制御部専用の電源も必要であるという問題があった。
本発明は前述の問題点に鑑み、電源制御部専用の電源を不要にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の電子機器は、複数のバッテリーの接続が可能な電子機器において、いずれか１つのバッテリーを選択して用いる制御を行う電源制御部と、前記電源制御部を駆動する電力を生成する電力供給部と、前記電源制御部により選択されたバッテリーの出力を昇圧する昇圧回路と、前記複数のバッテリーと前記昇圧回路との出力から前記電力供給部に向けてそれぞれ接続された複数のダイオードとを有し、電子機器が起動された場合に前記電力供給部に電力を供給する供給源として、電圧が一番高いバッテリーが前記複数のダイオードにより選択されるとともに、前記電源制御部は、供給される電力としていずれか１つのバッテリーを選択した後は、前記電力供給部に電力を供給する供給源として選択されたバッテリーの出力を前記昇圧回路にて昇圧して得た出力に切り替わるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電源制御部専用の電源を不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態１における電子機器に含まれる電源部の構成要素を説明するためのブロック図である。
【図２】実施形態１における電源部で行われる電源制御処理を説明するためのフローチャートである。
【図３】起動フェーズにおける電源部の状態を説明するための図である。
【図４】通常動作フェーズにおける電源部の状態を説明するための図である。
【図５】バッテリー切替フェーズにおける電源部の状態を説明するための図である。
【図６】動作終了フェーズにおける電源部の状態を説明するための図である。
【図７】バッテリーの状況を通知するための表示例を説明するための図である。
【図８】実施形態２における電子機器に含まれる電源部の構成要素を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施形態１］
図１は、実施形態１における電子機器に含まれる電源部の構成要素を説明するためのブロック図である。実施形態１に係る電子機器は、複数のバッテリーの接続が可能な電子機器である。
バッテリー１０１〜１０３はいずれも、図１に示す電源部から取り外し可能な二次電池である。メインスイッチ１１０は、電子機器が起動する場合にＯＮになり、電子機器の動作が終了する場合にＯＦＦになるスイッチ。バッテリー１０１の出力は、メインスイッチ１１０を介してスイッチ１１１及びＡ／Ｄコンバータ１４２に供給されるとともに、ダイオード１２１を介して電力供給部１４１に供給される。
【０００９】
ダイオード１２１は、バッテリー１０１から電力供給部１４１に向けて順方向に接続される。バッテリー１０２の出力は、メインスイッチ１１０を介してスイッチ１１２及びＡ／Ｄコンバータ１４２に供給されるとともに、ダイオード１２２を介して電力供給部１４１に供給される。
【００１０】
ダイオード１２２は、バッテリー１０２から電力供給部１４１に向けて順方向に接続される。バッテリー１０３の出力は、メインスイッチ１１０を介してスイッチ１１３及びＡ／Ｄコンバータ１４２に供給されるとともに、ダイオード１２３を介して電力供給部１４１に供給される。ダイオード１２３は、バッテリー１０３から電力供給部１４１に向けて順方向に接続される。
【００１１】
スイッチ１１１〜１１３は、ＣＰＵ１４３によって個別に制御されるスイッチである。ＣＰＵ１４３は、スイッチ１１１〜１１３を個別にＯＮ又はＯＦＦにすることができる。スイッチ１１１〜１１３のいずれか一つの出力電圧は、昇圧回路１３０に供給され、電子機器の各部に供給される。また、スイッチ１１１〜１１３のいずれか一つの出力電圧は、ダイオード１２４を介して電力供給部１４１に供給される。ダイオード１２４は、昇圧回路１３０から電力供給部１４１に向けて順方向に接続される。
【００１２】
図１に示すように、電力供給部１４１には、複数のバッテリー１０１〜１０３からの出力がダイオード１２１〜１２３を介して供給され、昇圧回路１３０からの出力がダイオード１２４を介して供給される。電力供給部１４１は、電源制御部１４０を駆動する電力を生成し、電源制御部１４０に所定の電力を供給する。電源制御部１４０は、Ａ／Ｄコンバータ１４２と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１４３とを有する。Ａ／Ｄコンバータ１４２は、バッテリー１０１〜１０３の出力電圧を監視することができる。
【００１３】
次に、図２〜図６を参照し、図１に示す電源部の動作を説明する。
図２は、実施形態１における電源部で行われる電源制御処理を説明するためのフローチャートである。ＣＰＵ１４３は、メモリに記憶された所定のプログラムに従ってこの電源制御処理を制御する。図３〜図６は、各フェーズにおける電源部の動作を説明するための図である。図３〜図６に示す電源部の構成は、図１に示す電源部の構成と同じである。
【００１４】
図３を参照し、起動フェーズにおける電源部の状態を説明する。図３では、メインスイッチ１１０がＯＮされた直後の状態を示す。起動フェーズにおいて、スイッチ１１１〜１１３は全てＯＦＦ状態であり、昇圧回路１３０は起動していない。
【００１５】
起動フェーズにおいて、バッテリー１０１〜１０３の出力電圧は、それぞれ１１.５Ｖ、１２.０Ｖ、１３.０Ｖであったと仮定する。この場合、アノード側電圧が一番高いダイオード１２３のみがＯＮとなり、残りのダイオード１２１〜１２２及び１２４はＯＦＦとなる。よって、図３に破線の矢印で示すように、バッテリー１０３からのみ電力供給部１４１に対して電力が供給される。
【００１６】
すると、ＣＰＵ１４３は、図２のフローチャートに示す電源制御処理を開始する（Ｓ２００）。
まず、Ａ／Ｄコンバータ１４２がセンスした各バッテリー１０１〜１０３の電圧値を取り込む(Ｓ２０１)。この判定として、ＣＰＵ１４３は電圧の一番低いバッテリー１０１が残量が一番少ないと判定し（Ｓ２０２）、スイッチ１１１をＯＮするための制御を行う（Ｓ２０３）。
【００１７】
ところで、各バッテリー接続部には、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等を有する表示器が接続されていて、バッテリーごとに状況を表示する表示機能を有している。これらのＬＥＤは、例えば、赤と緑の２色発光のＬＥＤである。これらのＬＥＤは、バッテリーの状況に応じて図７に示すような表示を行う。実施形態１では、図７に示すように、電圧値が０Ｖに対しては、バッテリーが接続されていないと判定し、ＬＥＤを消灯する。また、電圧値が所定の値（１１.０Ｖ）未満であれば、充電が必要なバッテリーであると判定しＬＥＤを赤色に発光させる。所定の値以上（１１.０Ｖ以上）あれば、使用可能なバッテリーであると判定しＬＥＤを緑色に発光させる。選択された（使用中の）バッテリー用の表示ＬＥＤは赤と緑の両方を点灯させ、使用中を示す黄色表示とするようにして、視覚的に判別できるようにしている。
【００１８】
さて、Ｓ２０３にてスイッチ１１１がＯＮにされると、ＣＰＵ１４３は通常動作フェーズに移行する。図４は、通常動作フェーズにおける電源部の状態を説明するための図である。スイッチ１１１によりバッテリー１０１が選択されているため、昇圧回路１３０は、図４に示すように、バッテリー１０１からのみ電力の供給を受ける。そして、昇圧回路１３０は１８Ｖを出力し、電子機器全体への電力供給が開始される。
【００１９】
昇圧回路１３０の出力電圧は、いずれのバッテリー１０１〜１０３よりも高電圧であるため、今度はダイオード１２４がＯＮとなり、他のダイオード１２１〜１２３はＯＦＦとなる。その結果、電力供給部１４１は昇圧回路１３０からの電力供給に切り替わる。つまり、起動フェーズでは電圧が一番高いバッテリー１０３が電源制御部１４０に電力供給を行っていたが、通常動作フェーズでは電圧が一番低いバッテリー１０１が電源制御部１４０に電力供給を行うことになる。ここで、昇圧回路１３０の出力電圧を１８Ｖとしているのは、フル充電されたバッテリーは１７Ｖ近くの電圧となるケースが有るからである。
【００２０】
通常動作フェーズでは、ＣＰＵ１４３はＡ／Ｄコンバータ１４２を用いて各バッテリーの出力電圧を読み取り、各バッテリーの出力電圧を検出する（Ｓ２０４）。ここで、出力電圧が０Ｖであると判定されたバッテリーが存在する場合、ＣＰＵ１４３は、そのバッテリーが取り外されたと判定し、そのバッテリーのＬＥＤを消灯させる。
【００２１】
そして、全電圧が０Ｖである場合は、図６に示すようにメインスイッチ１１０がＯＦＦにされた（或いは全バッテリーが取り外された）と判定する（Ｓ２０５）。
次に、使用中のバッテリー１０１の電圧が所定の値（１１.０Ｖ）以上を維持しているかを判定する（Ｓ２０６）。メインスイッチ１１０がＯＮを維持し、電圧Ｖｂが所定の値（１１.０Ｖ）以上を維持している間、Ｓ２０４〜Ｓ２０６のループを繰り返す。
【００２２】
Ｓ２０６の判定において、電圧Ｖｂが所定の値（１１.０Ｖ）を下回った場合、ＣＰＵ１４３は、使用中のバッテリー１０１がそろそろ充電すべきであると判定し、Ｓ２０７に進む。
Ｓ２０７では、所定の選択方法に従って、ＣＰＵ１４３は次に用いるバッテリーを決定する。所定の選択方法とは、例えば、所定の値（１１.０Ｖ）以上で一番電圧の低いバッテリーを選択する方法である。以下では、所定の選択方法に従って、１２Ｖを出力するバッテリー１０２が選択された場合を説明する。
【００２３】
そして、Ｓ２０８において、ＣＰＵ１４３はスイッチ１１１をＯＦＦにするとともに、スイッチ１１２をＯＮにするための制御を行う。この制御により、昇圧回路１３０への電力供給源はバッテリー１０２に切り替わる。また、ＣＰＵ１４３は、バッテリー１０１及び１０２のＬＥＤの制御を行う。バッテリー１０１のＬＥＤは、例えば、使用終了を示す赤色を点灯する。バッテリー１０２のＬＥＤは、例えば、赤と緑の両方を点灯し、使用中を示す黄色を表示する。
【００２４】
図５は、バッテリー切替フェーズにおける電源部の状態を説明するための図である。昇圧回路１３０への電力供給源がバッテリー１０１からバッテリー１０２に切り替わった場合、図５に破線の矢印で示すように、バッテリー１０２からのみ電力供給部１４１に対して電力が供給される。なお、ＣＰＵ１４３は、使用を終えたバッテリーの出力電圧の検出を継続して行うことができる。それは、使用を終えたバッテリー１０１のみ交換されることもありえるからである。
【００２５】
メインスイッチ１１０がＯＦＦにされた状態が、終了フェーズの状態である。ＣＰＵ１４３は、Ｓ２０５にてメインスイッチ１１０がＯＦＦされたことを検知すると、Ｓ２０５からＳ２０９に進み、バッテリー１０１〜１０３のＬＥＤを消灯する。このときの電力は、昇圧回路１３０の出力段に接続された電解コンデンサーの残存電荷によって賄われる。そして、ＣＰＵ１４３は、電源制御処理を終了する（Ｓ２１０）。
【００２６】
ここで、出力電圧が等しい２つのバッテリーが存在する場合について説明する。起動フェーズにおいて、バッテリー１０１〜１０３のうちの２つのバッテリーの出力電圧が等しい場合、ダイオード１２１〜１２３のうちの２つのダイオードが共にＯＮになることもあり得る。この場合、出力電圧が等しい２つのバッテリーが電力供給部１４１に電力を供給することになる。
【００２７】
なお、実施形態１では、バッテリーの数が３つである場合を説明したが、バッテリーの数は３つに限るものではない。また、実施形態１では、バッテリーの電圧が１２Ｖである場合を説明したが、バッテリーの電圧は１２Ｖに限るものではない。
【００２８】
このように、実施形態１においては、電源制御部１４０専用の電源を不要にすることができる。更には、電子機器が動作中であっても、使い終えたバッテリーのみを充電された新たな任意のバッテリーに交換することが可能となる。
【００２９】
［実施形態２］
図８は、実施形態２における電子機器に含まれる電源部の構成要素を説明するためのブロック図である。実施形態２における電子機器は、商用電源から交流の電力を受電するための構成を有する。図８において、実施形態１で説明した構成要素と同等の構成要素については同一の番号を付与し、説明を省略する。
【００３０】
実施形態２の電子機器においては、コンセントプラグ２０５が交流電源から交流電力を受ける。スイッチ２１５がＯＮになると、入力交流電圧はトランス２５２にてＡＣ１４Ｖに変換され、ＡＣ１４Ｖはブリッジダイオード２５３で整流される。そして、電解コンデンサー２５４は、ＤＣ１９Ｖの直流電圧を得る。ＤＣ１９Ｖは、ダイオード１２５を介してダイオード１２１〜１２４のカソードに供給される。ＤＣ１９Ｖは、バッテリー１０１〜１０３の出力よりも高電圧であり、昇圧回路１３０の出力よりも高電圧である。そのため、ダイオード１２５のみがＯＮとなり、電力供給部１４１への給電は交流電源からなされることになる。
【００３１】
ＤＣ１９Ｖは、Ａ／Ｄコンバータ１４２にも供給される。Ａ／Ｄコンバータ１４２からの情報により、ＣＰＵ１４３は、コンセントプラグ２０５が交流電源に接続されたことを検知することができる。コンセントプラグ２０５が交流電源に接続されたことを検知した場合、ＣＰＵ１４３は、スイッチング電源２５１を起動させる。スイッチング電源２５１は、力率改善回路２５０を介して入力された交流電圧をＤＣ１８Ｖに変換する。スイッチング電源２５１の出力であるＤＣ１８Ｖは、昇圧回路１３０からの出力の代わりに、電子機器全体に供給される。
【００３２】
バッテリー１０１〜１０３のいずれか一つから電力供給部１４１に電力が供給されている状態において、コンセントプラグ２０５が交流電源に接続されたことを検知した場合、ＣＰＵ１４３は、交流電源からの交流を直流に変換して直流電源を得る。そして、直流電源からの電力が電力供給部１４１に供給されるようにする。
【００３３】
交流電源で起動した後にメインスイッチ１１０がＯＮにされた場合、ＣＰＵ１４３は、交流電源からの電力が電力供給部１４１に供給されるようにする。この場合、ＣＰＵ１４３は、Ａ／Ｄコンバータ１４２を用いてバッテリー１０１〜１０３の出力電圧を監視する。
【００３４】
次に、スイッチ２１５がＯＦＦにされた場合、若しくはコンセントプラグ２０５が取り外された場合について説明する。
交流電源が途絶えるとＤＣ１９Ｖが途絶え、ＣＰＵ１４３はＡ／Ｄコンバータ１４２を介して交流電源がＯＦＦとなったことを知る。この場合、メインスイッチ１１０がＯＮされていれば、ＣＰＵ１４３は、出力電圧が一番低いバッテリーを選択し、スイッチ１１１〜１１３のいずれか一つをＯＮにする。これにより、ＣＰＵ１４３は、選択されたバッテリーからの電力が電力供給部１４１に供給されるようにすることができる。
【００３５】
反対に、交流電源が途絶えた場合にメインスイッチ１１０もＯＦＦであった場合、ＣＰＵ１４３は、動作終了フェーズを開始する。
【００３６】
このように、実施形態２においても、電源制御部１４０専用の電源を不要にすることができる。
【００３７】
［実施形態３］
実施形態１及び２で説明した様々な機能、処理及び方法は、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などがプログラムを用いて実現することもできる。以下、実施形態３では、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵなどを「コンピュータＸ」と呼ぶ。また、実施形態３では、コンピュータＸを制御するためのプログラムであって、実施形態１及び２で説明した様々な機能、処理及び方法を実現するためのプログラムを「プログラムＹ」と呼ぶ。
【００３８】
実施形態１及び２で説明した様々な機能、処理及び方法は、コンピュータＸがプログラムＹを実行することによって実現される。この場合において、プログラムＹは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してコンピュータＸに供給される。実施形態３におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ハードディスク装置、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの少なくとも一つを含む。また、実施形態３におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ（非一時的）な記憶媒体である。
【符号の説明】
【００３９】
１０１、１０２、１０３  バッテリー
１１１、１１２、１１３  スイッチ
１２１、１２２、１２３、１２４、１２５  ダイオード
１３０  昇圧回路
１４０  電源制御部
１４１  電力供給部
【図１】
2014207787.tif 000003
【図２】
2014207787.tif 000004
【図３】
2014207787.tif 000005
【図４】
2014207787.tif 000006
【図５】
2014207787.tif 000007
【図６】
2014207787.tif 000008
【図７】
2014207787.tif 000009
【図８】
2014207787.tif 000010