JPH07212980A

JPH07212980A - バッテリの充・放電装置

Info

Publication number: JPH07212980A
Application number: JP6001815A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Minamoto; 嘉治皆本
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-01-13
Filing date: 1994-01-13
Publication date: 1995-08-11
Also published as: US5747966A

Abstract

(57)【要約】【目的】複数のバッテリの１個が異常となった場合で
もバッテリの充電／放電ができるようにすることを目的
とする。【構成】複数のバッテリＢ１〜Ｂ３を充電する充電器
３と、該充電器３により充電される複数のバッテリＢ１
〜Ｂ３と、複数のバッテリＢ１〜Ｂ３に対し、ダイオー
ドのカソードがバッテリの正側に、ダイオードのアノー
ドがバッテリの負側になるようにそれぞれ並列接続した
ダイオードＤ１〜Ｄ３とを設け、複数のバッテリＢ１〜
Ｂ３を直列接続して放電するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２個以上のバッテリ
（以下、「バッテリユニット」という）を有し、例えば
コンピュータのメモリ素子等の負荷にバッテリバックア
ップを行うための充・放電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来例の説明図である。図中、２
は負荷、３は充電器、ＢＵＴはバッテリユニット、Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３はバッテリ、Ｄ５、Ｄ６はダイオード、
Ｅ１は入力電源、Ｖ１は充電電圧を示す。

【０００３】以下、図５に基づいて従来例を説明する。
入力電源Ｅ１は、通常時、負荷２に電源を供給するとと
もに、この入力電源Ｅ１から充電器３を経由して、バッ
テリユニットＢＵＴを充電するものである。また、この
入力電源Ｅ１は、交流を整流した電源（ＡＣ／ＤＣコン
バータ）も用いられている。

【０００４】負荷２は、例えばパーソナルコンピュータ
やメモリ素子等のバックアップ電源を必要とするもので
ある。充電器３は、バッテリユニットＢＵＴを充電する
ものであり例えばＤＣ／ＤＣコンバータで構成される。
ダイオードＤ１、Ｄ２は、バッテリユニットＢＵＴから
負荷２へ電源を供給するためのものであり、入力電源Ｅ
１が正常の場合は、入力電源Ｅ１がバッテリユニットＢ
ＵＴに直接印加されるのを防止するものである。

【０００５】バッテリユニットＢＵＴは、バッテリＢ
１、Ｂ２、Ｂ３を直列に接続したものである。まず、バ
ッテリユニットＢＵＴ充電時の説明をする。

【０００６】入力電源Ｅ１が印加されている場合は、入
力電源Ｅ１から負荷２へ電力を供給するとともに、入力
電源Ｅ１から充電器３を経由してバッテリユニットＢＵ
Ｔ内のバッテリＢ１〜Ｂ３を充電電圧Ｖ１で充電するも
のであった。そして、バッテリの充電は、最初定電流で
行い、一定時間後は定電圧で行うものであった。

【０００７】次に、バッテリユニットＢＵＴ放電時の説
明をする。入力電源Ｅ１が停電時は、バッテリユニット
ＢＵＴからダイオードＤ５、Ｄ６を介して負荷２へ電力
を供給するものであった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のものにおい
ては、次のような課題があった。：バッテリユニットＢＵＴのバッテリＢ１〜Ｂ３はシ
リーズ（直列）に接続されているため、バッテリの１
個、例えば、バッテリＢ２がオープン状態になった場
合、バッテリＢ１からバッテリＢ３のラインが切断され
るため、バッテリユニットＢＵＴの充・放電が不可能と
なる。

【０００９】：バッテリ充電時、充電器の充電電圧が
定電圧Ｖ１とすると、通常は各々のバッテリＢ１、Ｂ
２、Ｂ３にはＶ１／３の電圧が印加されている。しか
し、バッテリの１個、例えばＢ１がショート状態となる
と、バッテリＢ１、Ｂ２にはＶ１／２の電圧が印加され
ることになり、過充電となる。これにより、バッテリが
劣化してしまう危険があった。

【００１０】本発明は、このように従来の課題を解決
し、バッテリユニットＢＵＴ内の１個のバッテリが異常
になった場合でも、充電、放電ができることを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図であり、図１中、図５と同じものは同じ符号で示して
ある。また、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３はダイオードを示す。

【００１２】本発明は上記の課題を解決するため、次の
ように構成した。バッテリＢ１〜Ｂ３を充電する充電器
３と、該充電器３により充電される複数のバッテリＢ１
〜Ｂ３と、前記複数のバッテリＢ１〜Ｂ３に対し、ダイ
オードのカソードがバッテリの正側に、ダイオードのア
ノードがバッテリの負側になるように、それぞれ並列に
接続したダイオードＤ１〜Ｄ３とを設け、前記複数のバ
ッテリＢ１〜Ｂ３を直列接続して放電する構成とした。

【００１３】

【作用】上記構成に基づく作用を、図１に基づいて説明
する。バッテリユニットＢＵＴから負荷に対して、ダイ
オードＤ５、Ｄ６より電源供給、即ちバックアップ中
に、バッテリの１個、例えばバッテリＢ２がオープン状
態の異常となった場合、負荷へは、バッテリＢ１とＢ３
からダイオードＤ２を通してダイオードＤ５、Ｄ６より
電力供給が行われる。

【００１４】以上のようにして、バッテリバックアップ
中に、バッテリの１個がオープン状態の異常が発生して
も、バッテリ１個分の電圧を低下するだけで引き続きバ
ックアップが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２〜図４は、本発明の実施例を示した図であ
り、図２〜図４中、図１、図５と同じものは、同じ符号
で示してある。また、Ｓ１〜Ｓ４はスイッチ、ａ、ｂは
端子、Ｆ１〜Ｆ３はヒューズ、Ａ部はダイオード部、Ｂ
部はスイッチ部、Ｃ部はヒューズ部を示す。

【００１６】（１）実施例におけるバッテリの充・放電
装置の回路構成の説明実施例における回路構成を図２に示す。以下、図２に基
づいて実施例の回路構成を説明する。

【００１７】充電器３は、負荷（図示せず）に電力を供
給中の入力電源よりバッテリＢ１〜Ｂ３を充電するもの
である。ダイオードＤ５、Ｄ６は入力電源が停電時にバ
ッテリＢ１〜Ｂ３から負荷へ電力を供給するためのもの
である。

【００１８】バッテリＢ１〜Ｂ３は、例えば鉛蓄電池、
ニッケルカドミウム蓄電池等の充電が可能なものであ
る。ダイオード部（Ａ部）には、ダイオードＤ１〜Ｄ３
が設けてあり、これらのダイオードＤ１〜Ｄ３は、バッ
テリＢ１〜Ｂ３が放電時に、バッテリＢ１〜Ｂ３に並列
（パラ）に接続されるものである。

【００１９】スイッチ部（Ｂ部）には、スイッチＳ１〜
Ｓ４が設けてあり、これらのスイッチＳ１〜Ｓ４には、
それぞれ切換接点である端子ａとｂが設けてある。スイ
ッチＳ１〜Ｓ４のそれぞれの可動接点は、バッテリＢ１
〜Ｂ３が放電時に端子ａに接続され、バッテリＢ１〜Ｂ
３が充電時に端子ｂに接続されるものである。

【００２０】ヒューズ部（Ｃ部）には、ヒューズＦ１〜
Ｆ３が設けてあり、これらのヒューズＦ１〜Ｆ３は、充
電時、バッテリＢ１〜Ｂ３がショート回路状態となり、
過電流が流れた場合、その回路をオープン状態にするも
のである。

【００２１】なお、負荷２と入力電源Ｅ１は、従来例と
同じものであるので図示を省略してある。（２）バッテリの放電時の説明図３は放電時の説明図である。以下、図３に基づいて、
バッテリの放電時（バッテリバックアップ時）の説明を
する。

【００２２】入力電源が停電した場合、この入力電源の
停電を検出してスイッチ部（Ｂ部）の各スイッチＳ１〜
Ｓ４の可動接点を端子ａ側に接続する。これにより、負
荷（図示せず）に、ダイオードＤ６、バッテリＢ３、ヒ
ューズＦ３、スイッチＳ４の端子ａ、バッテリＢ２、ヒ
ューズＦ２、スイッチＳ３の端子ａ、バッテリＢ１、ヒ
ューズＦ１、ダイオードＤ５を通してバックアップ電源
が供給されることになる。

【００２３】この負荷へバッテリＢ１〜Ｂ３から電力を
供給中に、バッテリの１個、例えばバッテリＢ２がオー
プン状態の異常が発生した場合、負荷へは、ダイオード
Ｄ６、バッテリＢ３、ヒューズＦ３、ダイオードＤ２、
スイッチＳ３の端子ａ、バッテリＢ１、ヒューズＦ１、
ダイオードＤ５を通してバックアップ電源の供給を行う
ものである。

【００２４】このように、複数のバッテリの１個がオー
プン故障した場合でもバッテリ１個分の電圧を低下する
たけで引き続きバックアップが可能となり、また、バッ
クアップ中に不良バッテリの交換も可能となる。

【００２５】（３）バッテリの充電時の説明図４は充電時の説明図である。以下図４に基づいて、バ
ッテリＢ１〜Ｂ３の充電動作を説明する。

【００２６】入力電源Ｅ１から負荷２へ電源が供給され
ている場合、この入力電源を検出してスイッチ部の各ス
イッチＳ１〜Ｓ４の可動接点を端子ｂ側に接続する。こ
れにより、負荷に接続された入力電源から充電器３に電
源が供給されると、バッテリＢ１〜Ｂ３の充電は、充電
器３からヒューズＦ１、バッテリＢ１、スイッチＳ３の
端子ｂを通して、また、充電器３からスイッチＳ１の端
子ｂ、ヒューズＦ２、バッテリＢ２、スイッチＳ４の端
子ｂを通して、さらに充電器３からスイッチＳ２の端子
ｂ、ヒューズＦ３、バッテリＢ３を通してそれぞれ行わ
れる。

【００２７】これらのバッテリＢ１〜Ｂ３の充電中に、
バッテリの１個、例えばバッテリＢ２がオープン状態の
異常となっても、バッテリＢ１〜Ｂ３は充電器出力に対
して並列接続のため、バッテリＢ１、Ｂ３に充電が可能
である。

【００２８】また、バッテリＢ１〜Ｂ３の充電中に、バ
ッテリの１個、例えばバッテリＢ２がショート（短絡）
状態の異常となった場合、充電器３、スイッチＳ４の接
点ｂ、バッテリＢ２、ヒューズＦ２、スイッチＳ１の接
点ｂのショート回路が構成される。これにより、このシ
ョート回路に過電流が流れ、ヒューズＦ２が切断するこ
とになり、この故障したバッテリＢ２を充電回路からオ
ープン状態にすることができる。

【００２９】このため、バッテリＢ１、Ｂ３は、引き続
き充電が可能なものである。（他の実施例）以上実施例について説明したが、本発明
は次のようにしても実施可能である。

【００３０】（１）前記実施例で充電器３の入力電源と
して負荷に供給される入力電源を用いたが、別の電源で
ある交流電源を整流する充電器（ＡＣ／ＤＣコンバー
タ）を用いることができる。

【００３１】（２）前記スイッチＳ１〜Ｓ４の端子ａ、
ｂの切換えは、入力電源の供給状態を検出して自動的に
行うことができ、また、これらのスイッチＳ１〜Ｓ４は
機械スイッチでなく電子スイッチ、例えばトランジス
タ、ＦＥＴ等を用いることができる。

【００３２】（３）前記実施例では、３個のバッテリを
使用した例を示したが、２個以上であれば実施可能であ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば次のよう
な効果がある。複数のバッテリの１個にオープン状態の
異常が発生した場合でも他の正常のバッテリに対して充
・放電が可能となる。また、複数のバッテリの１個にシ
ョート状態の異常が発生した場合は、ヒューズで切断す
ることにより、他の正常なバッテリを用いて充・放電が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】実施例における回路構成図である。

【図３】実施例における放電時の説明図である。

【図４】実施例における充電時の説明図である。

【図５】従来例の説明図である。

【符号の説明】

３充電器Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３バッテリＢＵＴバッテリユニットＤ１〜Ｄ３、Ｄ５、Ｄ６ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のバッテリ（Ｂ１〜Ｂ３）を充電す
る充電器（３）と、該充電器（３）により充電される複数のバッテリ（Ｂ１
〜Ｂ３）と、前記複数のバッテリ（Ｂ１〜Ｂ３）に対し、ダイオード
のカソードがバッテリの正側に、ダイオードのアノード
がバッテリの負側になるようにそれぞれ並列接続したダ
イオード（Ｄ１〜Ｄ３）とを設け、前記複数のバッテリ（Ｂ１〜Ｂ３）を直列接続して放電
することを特徴としたバッテリの充・放電装置。
【請求項２】前記複数のバッテリ（Ｂ１〜Ｂ３）を並
列接続して充電し、直列接続して放電するスイッチ部を
設けることを特徴とした請求項１記載のバッテリ充・放
電装置。
【請求項３】前記複数のバッテリの前段にそれぞれヒ
ューズ（Ｆ１〜Ｆ３）を設けることを特徴とした請求項
２記載のバッテリの充・放電装置。