(57)【要約】【課題】１次電池の使用可能時間を延ばす。【解決手段】外部電源が接続可能な外部電源入力端子（２）と、電池が接続可能な電池入力端子（３）とを備え、外部電源又は電池からの電力の供給を行う電力供給回路において、外部電源の非接続時に、電池入力端子に接続された電池からの電力供給を可能にする目的で、電池入力端子の負極側（３ｂ）を接地させるとともに、外部電源の接続時に、電池入力端子に接続された電池への外部電源からの充電を阻止する目的で、前記接地を解除するように構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源が接続可能な外部電源入力端子と、電池が接続可能な電池入力端子とを備え、前記外部電源又は電池からの電力の供給を行う電力供給回路において、
前記外部電源の非接続時に、前記電池入力端子に接続された電池からの電力供給を可能にする目的で、前記電池入力端子の負極側を接地させるとともに、前記外部電源の接続時に、前記電池入力端子に接続された電池への前記外部電源からの充電を阻止する目的で、前記接地を解除するように構成したことを特徴とする電力供給回路。
【請求項２】
前記接地及び接地の解除は、前記電池入力端子の負極側を前記外部電源入力端子の負極側に対して接続及び接続解除することにより行うものであることを特徴とする請求項１に記載の電力供給回路。
【請求項３】
前記外部電源入力端子はジャックを構成しており、前記外部電源との接続はプラグを前記ジャックに挿し込むことによって行われ、前記接地及び接地の解除は、前記電池入力端子の負極側に接続されているスイッチ端子が、前記プラグの挿抜に応じ、前記外部電源入力端子の負極側と接触し又は離れることによって行われるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電力供給回路。
【請求項４】
前記外部電源入力端子の正極側と、前記電池入力端子の正極側との間に充電回路を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力供給回路。
【請求項５】
前記外部電源入力端子の正極側と、前記電池入力端子の正極側との間に充電防止放電回路を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力供給回路。
【請求項６】
前記電池入力端子に２次電池を接続するとき、２次電池の負極側が接地されるように構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力供給回路。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかの電力供給回路に接続して使用可能な１次電池及び２次電池の組であって、前記１次電池は前記電力供給回路への接続時に負電極側が接地されることはなく、前記２次電池は前記電源装置への接続時に負電極側が接地されるように構成されていることを特徴とする電池の組。
【請求項８】
外部電源が接続可能な外部電源入力端子を用意する工程と、電池が接続可能な電池入力端子を用意する工程とを備え、前記外部電源又は電池からの電力供給を可能にした電力供給方法において、
前記外部電源の非接続時に、前記電池入力端子に接続された電池からの電力供給を可能にする目的で、前記電池入力端子の負極側を接地させる工程と、
前記外部電源の接続時に、前記電池入力端子に接続された電池への前記外部電源からの充電を阻止する目的で、前記接地を解除する工程とを具備することを特徴とする電源供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、電力供給回路、この装置で使用可能な電池の組、及び電力供給方法に関する。
【従来の技術】
【０００３】
図３は従来例に係る電力供給回路を示すブロック回路図である。この電力供給回路はポータブルＣＤプレーヤ等の装置本体３１に設けられており、外部電源が接続可能なジャック３２及び電池が接続可能な電池入力端子３３を備え、外部電源又は電池から装置本体３１への電力供給を可能にするものである。ジャック３２は外部電源の正極に接続される正極側端子３２ａ、負極に接続される負極側端子３２ｂ、及び中間端子３２ｃを有し、外部電源からの電力供給用のプラグが差し込めるようになっている。負極側端子３２ｂは接地されている。電池入力端子３３は電池の正極が接続される正極側端子３３ａ及び負極が接続される負極側端子３３ｂを有する。
【０００４】
図中の３４及び３５は、電池入力端子３３に接続可能な１次電池アセンブリ及び２次電池アセンブリである。これらのアセンブリは装置本体３１に対し同時には接続できず、いずれか一方のみが選択的に接続できるようになっている。１次アセンブリ３４は１次電池３６、及び１次電池３６への充電を防止する充電防止回路３７を有する。充電防止回路３７は、１次電池３６の正極側に接続されている。装置本体３１への接続時には１次電池３６の負極側が接地されるようになっている。２次電池アセンブリ３５は２次電池３８及び２次電池３８の温度を検出するための温度検出回路３９を備える。装置本体３１への接続時には、２次電池３８の負極側が接地されるようになっている。
【０００５】
温度検出回路３９が出力する温度検出信号は、２次電池アセンブリ３５の接続時、電池入力端子の負極側端子３３ｂを介して装置本体３１へ送られる。４０は電池入力端子の負極側端子３３ｂに接続されたＣＰＵ温度検出部である。ＣＰＵ温度検出部４０はＣＰＵを備え、温度検出回路３９からの温度検出信号に基づいて２次電池３８の温度を検出する。検出される温度は２次電池３８の残容量検出等に供される。
【０００６】
図中の４１はジャック３２の正極側端子３２ａ及び電池入力端子３３の正極側端子３３ａ間に設けられた充電回路、４２はジャック３２の正極側端子３２ａ及び電池入力端子３３の正極側端子３３ａ間において充電回路４１に並列して設けられた充電防止放電回路である。充電回路４１は定電流回路を形成しており、ジャック３２に接続された外部電源から電池入力端子３３に接続された電池に対して充電が行われる際の充電電流を一定の定電流とするものである。充電防止放電回路４２は逆流防止用のダイオード等で構成され、電池への逆流による充電を防止しながら、電池から装置本体３１への電力供給を可能とするものである。
【０００７】
この構成において、電力供給回路に外部電源のみが接続されているとき、ジャック３２の正極側端子３２ａ及び負極側端子３２ｂを介して、パワー・オン状態の装置本体３１に電力が供給される。外部電源及び２次電池アセンブリ３５が接続されているとき、外部電源からの電力は装置本体３１に供給されるとともに、充電回路４１を経て２次電池アセンブリ３５に供給される。また、温度検出回路３９からの検出信号は電池入力端子の負極側端子３３ｂを経てＣＰＵ温度検出部４０に伝達され、２次電池の残容量等の検出に供される。また、２次電池３８は負極側が接地されているので、充電回路４１を経て供給される外部電源からの電力によって充電されることになる。この充電は、装置本体３１がパワー・オン状態であるか否かに関係なく行われる。
【０００８】
外部電源及び１次電池アセンブリ３４が接続されているときには、外部電源からの電力は装置本体３１に供給されるが、充電防止回路３７によって、１次電池３６への充電は阻止される。一方、外部電源は接続されておらず、１次電池アセンブリ３４又は２次電池アセンブリ３５のみが接続されているときは、１次電池３６又は２次電池３８からの電力が、充電防止放電回路４２を経て装置本体３１に供給される。
【０００９】
上述と同様に１次電池アセンブリにおいて１次電池の正極側に逆流防止用のダイオードを設けたものが特許文献１においても開示されている。この文献における電力供給回路では、電池入力端子の負極側に充電回路を設け、この充電回路を介して電池入力端子の負極側を接地するようにしている。そして、ジャックの中間端子と電池入力端子の負極側とが接続されており、外部電源からの電力供給用のプラグが挿入されていないときには中間端子をジャックの負極側端子に接触させることによって、電池入力端子の負極側を接地し、電池からの電力供給を可能にしている。一方、プラグが挿入されているときには中間端子がジャックの負極側端子から離れるようになっており、これによって電池入力端子の負極側は充電回路を介してのみ接地されることになるので、２次電池が接続されている場合には、２次電池への充電が行われることになる。
【０００１０】
【特許文献１】
特開平６−２４５４０７号公報（第３〜第４頁及び図１）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記いずれの従来技術によっても、１次電池から装置本体へ電力が供給されるとき、充電防止回路や充電防止ダイオードを経ているため、充電防止回路や充電防止ダイオードでの電圧降下が生じ、その分だけ１次電池における終止電圧が上昇することになる。つまり、装置本体における終止電圧がたとえば４．５［Ｖ］であるとしても、ダイオード等での電圧降下が０．７［Ｖ］あるとすれば、１次電池の出力電圧が５．２［Ｖ］まで低下した時点で既に終止電圧になってしまっている。このため、１次電池の寿命が実質的に短くなる。
【００１１】
図２はこのことを示すグラフである。横軸は電池の使用時間であり、縦軸は電池の出力電圧である。２８は１次電池の使用時間に対する電圧の変化を示す曲線、２９は充電防止回路を含めた１次電池アセンブリの使用時間に対する電圧の変化を示す曲線である。装置本体における終止電圧４．５［Ｖ］に達するまでの使用時間は、１次電池のみの場合はｔ１であるが、充電防止回路を含む１次電池アセンブリの場合はｔ２となる。したがって、充電防止回路を含む場合は、含まない場合に比べ、ｔ１−ｔ２だけ１次電池の寿命が実質的に短縮することになる。
【００１２】
本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、電力供給回路において、１次電池の寿命を実質的に延ばすことにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明に係る電力供給回路は、外部電源が接続可能な外部電源入力端子と、電池が接続可能な電池入力端子とを備え、前記外部電源又は電池からの電力の供給を行う電力供給回路において、前記外部電源の非接続時には前記電池入力端子の負極側を接地させて前記電池からの電力供給を可能にするとともに、前記外部電源の接続時には、前記電池入力端子に接続された電池への前記外部電源からの充電を阻止すべく前記接地を解除するように構成したことを特徴とする。
【００１４】
ここで、電力供給回路としてはたとえば、ポータブルＣＤプレーヤ等に適用することができ、１次電池及び２次電池を相互に代替的に使用できるものが該当する。外部電源としてはたとえば、ＡＣ商用電源からの交流を整流して出力する直流電源装置が該当する。電池としては、１次電池及び２次電池のいずれをも使用できるが、２次電池としては、接続時に負極側が接地される構造のものを用いれば、外部電源から２次電池への充電を行うことができるので、好ましい。
【００１５】
この構成において、外部電源が外部電源入力端子に接続されていないとき、電池入力端子に１次電池が接続されていれば、電池入力端子の負極側が接地されているので、１次電池から電力の供給が行われる。このとき、外部電源が外部電源入力端子に対して何ら手当て無く接続された場合、外部電源から１次電池に充電されてしまうので、従来は１次電池として、正電極側に充電防止用のダイオードを設けたものを用いることにより、充電がなされるのを防止していた。このダイオードは上述のように１次電池の寿命を実質的に短縮させる。
【００１６】
しかし、本発明では、外部電源の接続時には、電池入力端子に接続された電池への充電を防止すべく、電池入力端子の負極側の接地を解除するようにしているため、外部電源から１次電池に充電されることはない。一方、外部電源接続時に２次電池を接続する場合は、負電極側が接地される２次電池を用いることにより、外部電源から２次電池への充電を行うことができる。これによれば、１次電池として正電極側に充電防止用のダイオードを設けたものを用いる必要がなくなるので、１次電池の電力を電圧降下させることなく供給することができる。したがって、１次電池の放電終止電圧を下げ、寿命を実質的に延ばすことができる。
【００１７】
第２の発明に係る電力供給回路は、第１発明において、電池入力端子の負極側の接地及び接地の解除は、電池入力端子の負極側を外部電源入力端子の負極側に対して接続及び接続解除することにより行うものであることを特徴とする。
【００１８】
第３の発明に係る電力供給回路は、第１又は第２発明において、外部電源入力端子はジャックを構成しており、外部電源との接続はプラグをジャックに挿し込むことによって行われ、電池入力端子の負極側の接地及び接地の解除は、電池入力端子の負極側に接続されているスイッチ端子が、プラグの挿抜に応じ、外部電源入力端子の負極側と接触し又は離れることによって行われるものであることを特徴とする。
【００１９】
第４の発明に係る電力供給回路は、第１〜第３のいずれかの発明において、外部電源入力端子の正極側と、電池入力端子の正極側との間に充電回路を有することを特徴とする。
【００２０】
第５の発明に係る電力供給回路は、第１〜第４のいずれかの発明において、外部電源入力端子の正極側と、電池入力端子の正極側との間に充電防止放電回路を有することを特徴とする。
【００２１】
第６の発明に係る電力供給回路は、第１〜第５のいずれかの発明において、電池入力端子に２次電池を接続するとき、２次電池の負極側が接地されるように構成したことを特徴とする。
【００２２】
第７の発明に係る電池の組は、第１〜第６のいずれかの発明に係る電力供給回路に接続して使用可能な１次電池及び２次電池の組であって、１次電池は電力供給回路への接続時に負電極側が接地されることはなく、２次電池は電力供給回路への接続時に負電極側が接地されるように構成されていることを特徴とする。
【００２３】
第８の発明に係る電力供給方法は、外部電源が接続可能な外部電源入力端子を用意する工程と、電池が接続可能な電池入力端子を用意する工程とを備え、外部電源又は電池からの電力供給を可能にした電力供給方法において、外部電源の非接続時に、電池入力端子に接続された電池からの電力供給を可能にする目的で、電池入力端子の負極側を接地させる工程と、外部電源の接続時に、電池入力端子に接続された電池への外部電源からの充電を阻止する目的で、接地を解除する工程とを具備することを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る無線機の電力供給回路を示すブロック回路図である。同図に示すように、この電力供給回路は装置本体１に設けられており、外部電源が接続可能なジャック２及び電池が接続可能な電池入力端子３を備え、外部電源又は電池から装置への電力供給を可能にしている。ジャック２は外部電源の正極に接続される正極側端子２ａ、負極に接続される負極側端子２ｂ、及び中間端子２ｃを有し、外部電源からの電力供給用のプラグが差し込めるようになっている。負極側端子２ｂは接地されている。中間端子２ｃは負極側端子２ｂに対し、弾性力により接触して接続しているが、電力供給用のプラグがジャック２に差し込まれたときには接続が解除されるようになっている。電池入力端子３は電池の正極が接続される正極側端子３ａ及び負極が接続される負極側端子３ｂを有する。負極側端子３ｂはジャック２の中間端子２ｃに接続されている。
【００２５】
図中の４及び５は、電池入力端子３に接続可能な１次電池アセンブリ及び２次電池アセンブリである。これらのアセンブリは、装置本体１に対し同時には接続できず、いずれか一方のみが選択的に接続できるようになっている。１次電池アセンブリ４は１次電池１０を有する。２次電池アセンブリ５は２次電池１１及び２次電池１１の温度を検出するための温度検出回路６を備える。２次電池アセンブリ５は、装置本体１への接続時に負極側が接地されるようになっている。温度検出回路６が出力する温度検出信号は、装置本体１への接続時、電池入力端子３の負極側端子３ｂを介して装置本体１へ送られる。７は電池入力端子の負極側端子３ｂに接続され、温度検出回路６からの温度検出信号に基づき、ＣＰＵにより温度を検出するＣＰＵ温度検出部である。検出される温度は２次電池の残容量検出等に供される。
【００２６】
図中の８はジャック２の正極側端子２ａ及び電池入力端子３の正極側端子３ａ間に設けられた充電回路、９はジャック２の正極側端子２ａ及び電池入力端子３の正極側端子３ａ間において充電回路４に並列して設けられた充電防止放電回路である。充電回路４は定電流回路を形成しており、ジャック２に接続された外部電源から電池入力端子３に接続された電池に対して充電が行われる際の充電電流を一定の定電流とするものである。充電防止放電回路５は逆流防止用のダイオード等で構成され、電池への逆流による充電を防止しながら、電池から装置本体１への電力供給を可能とするものである。
【００２７】
この構成において、電力供給回路に外部電源のみが接続されているとき、ジャック２の正極側端子２ａ及び負極側端子２ｂを介して、装置本体１に電力が供給される。外部電源及び２次電池アセンブリ５が接続されているとき、外部電源からの電力は装置本体１に供給されるとともに、充電回路８を経て２次電池アセンブリ５に供給される。このとき、ジャック２の中間端子２ｃはプラグからの力を受けて負極側端子２ｂに接触しておらず、接地していない。このため、温度検出回路６からの検出信号は電池入力端子の負極側端子３ｂを経てＣＰＵ温度検出部７に伝達され、２次電池１１の残容量等の検出に供される。また、２次電池１１は負極側が接地されているので、充電回路８を経て供給される電力によって充電されることになる。
【００２８】
外部電源及び１次電池アセンブリ４が電力供給回路に接続されているとき、ジャック２の中間端子２ｃはプラグからの力を受けて負極側端子２ｂに接触しておらず、１次電池１０の負電極側は接地していないため、１次電池１０に充電がなされることはない。一方、外部電源は接続されておらず、１次電池アセンブリ４又は２次電池アセンブリ５のみが接続されているときは、１次電池１０又は２次電池１１からの電力が、充電防止放電回路９を経て装置本体１に供給される。
【００２９】
以上のように本実施形態によれば、外部電源の非接続時には電池入力端子３の負極側端子３ｂを接地させて電池からの電力供給を可能にするとともに、外部電源の接続時には、電池入力端子３に接続された電池への充電を防止すべく前記接地を解除するように構成したため、１次電池１０に対して、従来のように充電防止用のダイオードを設ける必要はない。したがって、電力供給回路に１次電池アセンブリ４のみを接続して電力供給を行う場合、ダイオードによる電圧降下が無いので、１次電池１０自体が装置本体１における終止電圧に到るまで１次電池１０の使用を継続することができる。したがって、１次電池１０の寿命を実質的に延ばすことができる。
【００３０】
つまり図２に示されるように、１次電池１０の出力電圧が曲線２８のように変化する場合、従来はダイオードによる電圧降下たとえば０．７［Ｖ］があるために１次電池アセンブリの出力電圧は曲線２９で示されるように変化していた。したがって装置本体１における終止電圧がたとえば４．５［Ｖ］であるとすれば、１次電池の電圧が５．２［Ｖ］まで低下した時点ｔ２において１次電池アセンブリ４の出力電圧は４．５［Ｖ］となり、装置本体１における終止電圧に到達するので、それ以上使用することはできなかった。しかし本実施形態によれば、ダイオードによる電圧降下が無いため、１次電池アセンブリ４の出力電圧の時間変化は１次電池１０の変化そのものとなり、１次電池１０の電圧が終止電圧４．５［Ｖ］に低下する時点ｔ１まで１次電池アセンブリ４を使用することができる。このため、結果的に１次電池の寿命をｔ１−ｔ２だけ延ばすことができる。
【００３１】
また、電池入力端子３の負電極側端子３ｂの接地及び接地の解除は、負電極側端子３ｂをジャック２の負電極側端子２ｂに対して接続し及び接続解除することにより行うようにしたため、ジャック２への外部電源の接続の有無に応じて容易に行うことができる。
【００３２】
また、外部電源との接続はプラグをジャック２に挿し込むことによって行い、負電極側端子３ｂの接地及び接地の解除は、負電極側端子３ｂに接続されている中間端子２ｃが、プラグの挿入がなされていないとき、ジャック１の負極側端子２ｂに対して弾性力により接触し、プラグの挿入がなされているとき、プラグからの力を受けて弾性力による接触が解除されることによって行うようにしたため、プラグの抜差しに同期させて、負電極側端子３ｂの接地及び接地の解除行うことができる。
【００３３】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては、負電極側端子３ｂの接地及び接地の解除のために、ジャック２におけるスイッチ端子２ｃを用いているが、この代わりに、トラジスタ等のスイッチを用いるようにしてもよい。また上述においては、本発明を無線機に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、他のポータブルＣＤプレーヤ等のようにＤＣ入力端子を備え、１次電池及び２次電池を選択的に使用できる機器であれば、いずれの機器についても適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、外部電源の非接続時には電池入力端子の負極側を接地させて電池からの電力供給を可能にするとともに、外部電源の接続時には、電池入力端子に接続された電池への充電を防止すべく前記接地を解除するようにしたため、電池として使用される１次電池の使用可能時間を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線機の電力供給回路を示すブロック回路図である。
【図２】１次電池の寿命が短く又は長くなることを示すグラフである。
【図３】従来例に係る電力供給回路を示すブロック回路図である。
【符号の説明】
１，３１：装置本体、２,３２：外部電源入力端子、２ａ,３２ａ：正極側端子、２ｂ,３２ｂ：負極側端子、２ｃ：スイッチ端子、３,３３：電池入力端子、３ａ,３３ａ：正極側端子、３ｂ,３３ｂ：負極側端子、４,３４：１次電池アセンブリ、５,３５：２次電池アッセンブリ、６,３９：温度検出回路、７,４０：ＣＰＵ温度検出部、８,４１：充電回路、９,４２：充電防止放電回路、１０,３６：１次電池、１１,３８：２次電池、３２ｃ：中間端子。
【図１】
2004194463.tif 000003
【図２】
2004194463.tif 000004
【図３】
2004194463.tif 000005