JP3806675B2

JP3806675B2 - Pack batteries, pack batteries and electrical equipment

Info

Publication number: JP3806675B2
Application number: JP2002190237A
Authority: JP
Inventors: 幹隆玉井; 昌男山口; 敦酒井
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP2004040845A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装着される電気機器と情報を通信するためのデジタル回路を内蔵しているパック電池と、このパック電池及び電気機器の組合せに関する。
【０００２】
【従来の技術】
データーや信号をデジタル処理するＩＣ等を内蔵しているパック電池は、装着される電気機器に種々の情報を伝送できる。たとえば、パック電池のシリアルＮＯやＩＤ等を伝送して、規格のパック電池が装着されたかどうかを判別できる。また、パック電池の残容量、電流、電圧等の情報を電気機器に出力することもできる。このことを実現する従来のパック電池のブロック図を図１に示す。この図のパック電池１０は、ＩＤ、電流、電圧、残容量等の情報を電気機器に出力する内蔵デジタル回路１２と、この内蔵デジタル回路１２に安定化された電源電圧を供給する定電圧電源回路１９を備えている。さらに、内蔵デジタル回路１２は、デジタル処理するクロックパルスを発生させるクロック回路１４と、電気機器２０の要求信号を受信する受信部１８と、要求信号を受信したときに情報信号を送信する送信部１５と、これ等の回路を制御する制御判定回路１３とを備える。
【０００３】
一方、パック電池１０を装着する電気機器２０は、デジタル処理回路２２と機器側定電圧電源回路２９とを内蔵している。デジタル処理回路２２は、機器側クロック回路２４と、機器側受信部２７と、機器側送信部２８と、機器側制御判定回路２３とを備えている。
【０００４】
パック電池１０と電気機器２０は、正負の電源端子３１と、互いのクロック回路を接続するクロック端子３３と、電気機器２０からパック電池１０に要求信号を伝送する第１通信端子３２Ａと、パック電池１０から電気機器２０に情報信号を伝送する第２通信端子３２Ｂとで互いに接続される。
【０００５】
パック電池１０は、定電圧電源回路１９からデジタル処理回路２２に安定化された電源電力を供給して、デジタル処理回路２２を動作状態とする。パック電池のクロック回路１４は、電気機器２０の機器側クロック回路２４からトリガー信号が入力されて、電気機器２０に同期したクロックパルスを発生する。パック電池の制御判定回路１３は、このクロックパルスに同期して、すなわち電気機器２０側のクロックパルスに同期してデジタル信号を演算処理する。
【０００６】
以上のようにして、電気機器に装着されるパック電池は、以下の動作をして電気機器と通信する。
(1) 電気機器２０からパック電池１０に要求信号が出力される。
(2) 要求信号はパック電池１０の受信部１８に受信され、受信部１８は要求信号を制御判定回路１３に出力する。
(3) 制御判定回路１３は、要求信号があると、シリアルＮＯやＩＤ等の必要な情報信号を出力する。
(4) 情報信号は、送信部１５から電気機器２０に送信され、電気機器２０の機器側受信部２７に受信される。
パック電池は、以上の演算処理をクロックパルスに基づいて処理する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上の構造は、電気機器からパック電池に要求信号を伝送し、さらに、この要求信号に基づいてパック電池から電気機器に情報信号を伝送する必要がある。すなわち、パック電池と電気機器との間で双方向に通信するので、パック電池と電気機器の両方に送信部と受信部を必要とし、回路構成が複雑になる欠点がある。また、要求信号と情報信号を双方向に通信させるためのソフトウェアも複雑になってしまう。また、双方向の通信を第１通信端子と第２通信端子とで行うので、パック電池と電気機器とを接続する接続端子の数が相当に多くなる欠点もある。接続端子の数が多いことは、接触不良の確率を高くして、安定な動作を難しくする。さらに、電気機器からパック電池にトリガーパルスを出力して、パック電池のクロック回路でクロックパルスを発生させるので、このことによっても接続端子の数がさらに多くなり、またパック電池の回路構成も複雑になる欠点がある。
【０００８】
現在、携帯用の電気機器の電源として、膨大な量のパック電池が使用されることから、いかにして製造コストを低減できるかが極めて大切である。さらに、パック電池は、寿命がつきると、電池のみでなく内蔵している電子部品も一緒に廃棄するので、内蔵している電子部品をいかに少なくできるかが極めて大切である。ただ、電子部品を少なくしながら、安全に使用できる等の厳しい特性も要求されることから、回路構成を簡単にするのは極めて難しい。
【０００９】
本発明は、このような要求を満足することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、回路構成を著しく簡単にしながら、従来のパック電池に匹敵する優れた安全性等の特性を実現し、しかも安価に多量生産できるパック電池と電気機器とを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、デジタル信号を演算処理するクロックパルスを発生するクロック回路１４と、情報信号を電気機器２０に送信する送信部１５を備える内蔵デジタル回路１２と、この内蔵デジタル回路１２を電気機器２０に接続するための通信端子３２とを有する。内蔵デジタル回路１２は、通信端子３２を介して電気機器２０から供給される電力で動作されており、通信端子３２を内蔵デジタル回路１２の電源端子に併用している。さらに、パック電池は、電気機器２０の要求信号を検出することなく、また、クロック回路１４を電気機器２０のクロックに同期させることなく、内蔵するクロック回路１４のクロックパルスに基づいて、送信部１５を介して情報信号を電気機器２０に出力している。
【００１１】
さらに、本発明の請求項２のパック電池は、デジタル信号を演算処理するクロックパルスを発生するクロック回路１４と、情報信号を電気機器２０に送信する送信部１５を備える内蔵デジタル回路１２と、この内蔵デジタル回路１２を電気機器２０に接続するための通信端子３２と、クロック回路１４を電気機器２０に設けている機器側クロック回路２４に接続するクロック端子３３を備える。内蔵デジタル回路１２は、通信端子３２を介して電気機器２０から供給される電力で動作されており、通信端子３２を内蔵デジタル回路１２の電源端子に併用している。さらに、パック電池は、電気機器２０の要求信号を検出することなく、クロック端子３３から入力される電気機器２０のクロックに同期して動作するクロック回路１４のクロックパルスに基づいて、送信部１５を介して情報信号を電気機器２０に出力している。
【００１２】
本発明の請求項３のパック電池と電気機器は、パック電池１０が、デジタル信号を演算処理するクロックパルスを発生するクロック回路１４と、情報信号を電気機器２０に送信する送信部１５を備える内蔵デジタル回路１２と、この内蔵デジタル回路１２を電気機器２０に接続するための通信端子３２とを備える。電気機器２０は、クロックパルスを発生する機器側クロック回路２４と、情報信号を受信する受信部２５を備えるデジタル処理回路２２と、パック電池１０から供給される電源電圧を安定化する定電圧電源回路２１とを備える。電気機器２０とパック電池１０とを接続する通信端子３２は、内蔵デジタル回路１２の電源端子に併用されており、電気機器２０の定電圧電源回路２１が通信端子３２を介して内蔵デジタル回路１２に電力を供給している。さらに、パック電池１０は、電気機器２０の要求信号を検出することなく、また、クロック回路１４を機器側クロック回路２４のクロックパルスに同期させることなく、クロック回路１４のクロックパルスに基づいて、送信部１５を介して情報信号を電気機器２０の受信部２５に伝送している。
【００１３】
さらに、本発明の請求項４のパック電池と電気機器は、パック電池１０が、デジタル信号を演算処理するクロックパルスを発生するクロック回路１４と、情報信号を電気機器２０に送信する送信部１５を備える内蔵デジタル回路１２と、この内蔵デジタル回路１２を電気機器２０に接続するための通信端子３２と、クロック回路１４を機器側クロック回路２４に接続するクロック端子３３とを備える。電気機器２０は、クロックパルスを発生する機器側クロック回路２４と、情報信号を受信する受信部２５を備えるデジタル処理回路２２と、パック電池１０から供給される電源電圧を安定化する定電圧電源回路２１とを備える。電気機器２０とパック電池１０とを接続する通信端子３２は、内蔵デジタル回路１２の電源端子に併用されており、電気機器２０の定電圧電源回路２１が通信端子３２を介して内蔵デジタル回路１２に電力を供給している。さらに、パック電池１０は、電気機器２０の要求信号を検出することなく、また、クロック端子３３を介してクロック回路１４を機器側クロック回路２４に接続して、両クロック回路１４のクロックパルスを同期させ、クロック回路１４のクロックパルスに基づいて、送信部１５を介して情報信号を電気機器２０の受信部２５に伝送している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池と電気機器を例示するものであって、本発明はパック電池と電気機器を以下のものに特定しない。
【００１５】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１６】
図２と図３は、パック電池１０を電気機器２０に接続する状態を示す。図２に示すパック電池１０と電気機器２０は、正負の電源端子３１と通信端子３２からなる３端子を互いに接続している。通信端子３２は、パック電池１０から電気機器２０に情報信号を伝送する。さらに通信端子３２は、パック電池１０の内蔵デジタル回路１２に電気機器２０から電源電力を供給する端子にも併用される。
【００１７】
図３に示すパック電池１０と電気機器２０は、正負の電源端子３１と、通信端子３２と、クロック端子３３とからなる４端子を互いに接続している。通信端子３２は、図２と同じように、パック電池１０から電気機器２０に情報信号を伝送し、またパック電池１０の内蔵デジタル回路１２に電気機器２０から電力を供給する。クロック端子３３は、パック電池１０のクロック回路１４と電気機器２０の機器側クロック回路２４を連結して、パック電池１０のクロックパルスを電気機器２０側のクロックパルスに同期させる。
【００１８】
これ等の図に示すパック電池１０は、二次電池１１と内蔵デジタル回路１２を内蔵している。二次電池１１は、リチウムイオン二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電できる電池である。二次電池１１は、複数の素電池を直列に接続し、あるいは並列に接続して出力を調整できる。内蔵デジタル回路１２は、制御判定回路１３と、この制御判定回路１３がデジタル信号を演算処理するためのクロックパルスを発生するクロック回路１４と、制御判定回路１３から出力される情報信号を電気機器２０側に送信する送信部１５を備える。
【００１９】
パック電池１０は、内蔵デジタル回路１２を駆動するための電源回路を内蔵していない。内蔵デジタル回路１２を駆動する電力は、電気機器２０に内蔵される定電圧電源回路２１から供給される。この電力は、通信端子３２を介して電気機器２０からパック電池１０に送られる。したがって、電気機器２０は、定電圧電源回路２１をインピーダンス素子２６を介して通信端子３２に接続している。インピーダンス素子２６は、コイルや抵抗である。パック電池１０は、通信端子３２を内蔵デジタル回路１２の電源回路に接続している。内蔵デジタル回路１２は、制御判定回路１３とクロック回路１４と送信部１５からなるので、これ等の回路を通信端子３２に接続している。図のパック電池１０は、通信端子３２にダイオード１６と平滑用のコンデンサー１７を接続している。ダイオード１６を介して内蔵デジタル回路１２に電源電力を供給している。パック電池１０の内蔵デジタル回路１２は、消費電力が小さいので、通信端子３２を介して電力を供給できる。
【００２０】
内蔵デジタル回路１２は、制御判定回路１３とクロック回路１４と送信部１５を内蔵するＩＣである。内蔵デジタル回路１２は、電気機器２０からの要求信号を検出することなく電気機器２０に必要な情報信号を出力する。内蔵デジタル回路１２は、一定の周期で情報信号を電気機器２０に出力し、あるいは特定の条件のとき、たとえばパック電池１０を電気機器２０に装着したことを検出して、パック電池１０のシリアルＮＯやＩＤ等の情報信号を出力し、電池の残容量が設定容量よりも小さくなったとき、あるいは電池温度が設定温度よりも高温になったときに、このことを知らせる情報信号を電気機器２０に出力する。
【００２１】
内蔵デジタル回路１２は、制御判定回路１３が、クロック回路１４のクロックパルスに同期して、送信部１５から電気機器２０に必要な情報を出力する。また、制御判定回路１３は、内蔵する電池の保護回路も内蔵することができる。この制御判定回路１３は、電気機器２０に情報を出力する回路、二次電池１１の過充電や過放電を検出して電流を制御する回路、二次電池１１に過大な電流が流れるときに電流を遮断する回路、二次電池１１の温度が設定温度よりも高くなると電流を遮断する回路等である。電気機器２０に情報を出力する制御判定回路１３は、二次電池１１の残容量、パック電池１０のシリアルＮＯやＩＤ、電池温度、電圧、電流等を電気機器２０に出力する。電池の残容量を出力する制御判定回路１３は、充電電流と放電電流を演算して残容量を演算する回路を備える。シリアルＮＯやＩＤを出力する制御判定回路１３は、メモリにシリアルＮＯやＩＤを記憶している。電池温度や、電圧、電流を電気機器２０に出力する制御判定回路１３は、電池温度、電圧、電流を検出する回路を内蔵している。
【００２２】
クロック回路１４は、制御判定回路１３がデジタル処理するクロックパルスを発生して、制御判定回路１３に出力する。図２のクロック回路１４は、電気機器２０のクロックパルスに同期しないクロックパルスを発振する。パック電池１０のクロック回路１４を電気機器２０の機器側クロック回路２４に接続していないからである。したがって、クロック回路１４は、電気機器２０のクロックパルスに非同期のクロックパルスを発振する。図３のクロック回路１４は、電気機器２０のクロックパルスに同期したクロックパルスを発振する。このことを実現するために、クロック回路１４は、クロック端子３３を介して機器側クロック回路２４に接続している。このクロック回路１４は、機器側クロック回路２４のクロックパルスをトリガー信号として、機器側クロック回路２４のクロックパルスに同期したクロックパルスを発生する。
【００２３】
送信部１５は、制御判定回路１３から出力される情報信号を電気機器２０に送信する。したがって、送信部１５は、制御判定回路１３から情報信号が入力され、入力された情報信号を通信端子３２から電気機器２０に出力する。
【００２４】
電気機器２０は、デジタル処理回路２２と、このデジタル処理回路２２に安定化された電圧を供給する定電圧電源回路２１とを備える。定電圧電源回路２１は、パック電池１０から供給される電源電圧を安定化して、デジタル処理回路２２とパック電池１０の内蔵デジタル回路１２に供給する。定電圧電源回路２１は、安定化した電源電力を、通信端子３２を介してパック電池１０の内蔵デジタル回路１２に供給する。定電圧電源回路２１が、パック電池１０の内蔵デジタル回路１２に電源電力を供給するのは、従来のパック電池に設けていた定電圧電源回路を省略するためである。
【００２５】
デジタル処理回路２２は、クロックパルスを発生する機器側クロック回路２４と、情報信号を受信する受信部２５を備える。さらに、図のデジタル処理回路２２は、パック電池１０から入力される情報信号を処理する機器側制御判定回路２３も内蔵する。
【００２６】
機器側クロック回路２４は、電気機器２０に内蔵されるデジタル処理回路２２に必要なクロックパルスを発生する発振回路である。図２の電気機器２０は、電気機器２０からパック電池１０にクロックパルスを伝送しないので、パック電池１０と電気機器２０のクロックパルスは互いに非同期なパルス信号となる。図３の電気機器２０は、クロック端子３３を介して機器側クロック回路２４からパック電池１０にクロックパルスを出力して、パック電池１０と電気機器２０のクロックパルスを同期させる。
【００２７】
受信部２５は、パック電池１０の送信部１５から送られる情報信号を受信して機器側制御判定回路２３に出力する。機器側制御判定回路２３は、パック電池１０に情報信号の要求信号を出力しないで、受信部２５をパック電池１０からの情報信号を受信できる状態とする。パック電池１０から情報信号が送られると、受信部２５が受信して機器側制御判定回路２３に出力する。
【００２８】
受信部２５は、パック電池１０から送られてくる情報信号を記憶するバッファーを備え、バッファーに記憶している情報信号を機器側制御判定回路２３に出力する。機器側制御判定回路２３から、情報信号を確認したことを示す確認信号を検出するまで、バッファーに記憶している情報信号を機器側制御判定回路２３に出力する。この受信部２５を備えるデジタル処理回路２２は、機器側制御判定回路２３で確実に情報信号を検出できる。それは、受信部２５が機器側制御判定回路２３に情報信号を出力するタイミングに、機器側制御判定回路２３が情報信号を検出できなくても、検出できるまで繰り返し情報信号が機器側制御判定回路２３に入力されるからである。さらに、バッファーを備える受信部２５は、クロックパルスに基づいて、機器側制御判定回路２３が情報信号を確認できるタイミングで情報信号を機器側制御判定回路２３に出力することもできる。さらに、受信部２５は、一定の周期で複数回に情報信号を機器側制御判定回路２３に出力することもできる。また、パック電池１０が一定の周期で複数回に情報信号を電気機器２０に出力することもできる。
【００２９】
以上のパック電池１０と電気機器２０は以下の動作をして、情報信号をパック電池１０から電気機器２０に伝送する。
(1) パック電池１０が電気機器２０に装着されて、電気機器２０の定電圧電源回路２１から内蔵デジタル回路１２に電力が供給され。したがって、パック電池１０の内蔵デジタル回路１２は動作状態となる。
(2) パック電池１０の内蔵デジタル回路１２の制御判定回路１３は、必要なときに情報信号を送信部１５に出力し、送信部１５が情報信号を電気機器２０に出力する。情報信号は、通信端子３２を介して電気機器２０に伝送される。
(3) 電気機器２０に内蔵されるデジタル処理回路２２の受信部２５は受信状態にあり、情報信号を受信して機器側制御判定回路２３に出力する。機器側制御判定回路２３は、受信した情報信号により、パック電池１０が規格品であるかどうかを判別し、あるいはパック電池１０の状態を確認する。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、回路構成を著しく簡単にしながら、従来のパック電池に匹敵する優れた安全性等の特性を実現することができる。それは、パック電池が電気機器の要求信号を検出することなく情報信号を電気機器に出力すると共に、パック電池の内蔵デジタル回路に、パック電池と電気機器を接続する通信端子を介して電気機器の定電圧電源回路から電源電力を供給するからである。パック電池が電気機器の要求信号によらず情報信号を電気機器に出力するので、電気機器からパック電池に要求信号を伝送するための送信及び受信回路を省略でき、さらに送信及び受信回路を動作させるためのソフトウェアを必要としない。また、通信端子を介して電気機器の定電圧電源回路から内蔵デジタル回路に電源電力を供給するので、パック電池に定電圧電源回路を設ける必要がなく、また電気機器からパック電池に電源電力を供給する端子も必要としない。このためパック電池と電気機器の両方を回路構成を簡単にしながら、接続端子を少なくできる。
【００３１】
とくに、本発明の請求項１のパック電池と請求項３のパック電池と電気機器は、パック電池のクロック回路を電気機器のクロックパルスと非同期とするので、電気機器からパック電池にクロックパルスを同期させるためのパルス信号を伝送する端子を省略できる。このため、正負の電源端子と通信端子のみを接続する極めた簡単な構造で、従来のパック電池に匹敵する優れた安全性等を実現できる特長がある。さらに本発明のパック電池は、極めて簡単な回路構成としながら、優れて特性を実現するので、高品質なものを安価に多量生産できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパック電池と電気機器とを示すブロック図
【図２】本発明の一実施例にかかるパック電池と電気機器とを示すブロック図
【図３】本発明の他の実施例にかかるパック電池と電気機器とを示すブロック図
【符号の説明】
１０…パック電池
１１…二次電池
１２…内蔵デジタル回路
１３…制御判定回路
１４…クロック回路
１５…送信部
１６…ダイオード
１７…コンデンサー
１８…受信部
１９…定電圧電源回路
２０…電気機器
２１…定電圧電源回路
２２…デジタル処理回路
２３…機器側制御判定回路
２４…機器側クロック回路
２５…受信部
２６…インピーダンス素子
２７…機器側受信部
２８…機器側送信部
２９…機器側定電圧電源回路
３１…電源端子
３２…通信端子３２Ａ…第１通信端子
３２Ｂ…第２通信端子
３３…クロック端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery pack incorporating a digital circuit for communicating information with an electric device to be mounted, and a combination of the battery pack and the electric device.
[0002]
[Prior art]
A battery pack incorporating an IC or the like for digitally processing data and signals can transmit various types of information to the mounted electrical device. For example, it is possible to determine whether or not a standard pack battery is installed by transmitting the serial NO and ID of the battery pack. In addition, information such as the remaining capacity, current, and voltage of the battery pack can be output to the electrical device. A block diagram of a conventional battery pack for realizing this is shown in FIG. The battery pack 10 shown in FIG. 1 includes a built-in digital circuit 12 that outputs information such as ID, current, voltage, and remaining capacity to an electrical device, and a constant-voltage power supply circuit that supplies a stabilized power supply voltage to the built-in digital circuit 12. 19 is provided. Further, the built-in digital circuit 12 includes a clock circuit 14 that generates a clock pulse for digital processing, a receiving unit 18 that receives a request signal of the electrical device 20, and a transmitting unit 15 that transmits an information signal when the request signal is received. And a control determination circuit 13 for controlling these circuits.
[0003]
On the other hand, the electric device 20 to which the battery pack 10 is attached includes a digital processing circuit 22 and a device-side constant voltage power supply circuit 29. The digital processing circuit 22 includes a device-side clock circuit 24, a device-side receiver 27, a device-side transmitter 28, and a device-side control determination circuit 23.
[0004]
The battery pack 10 and the electric device 20 include a positive and negative power supply terminal 31, a clock terminal 33 that connects the clock circuits to each other, a first communication terminal 32A that transmits a request signal from the electric device 20 to the battery pack 10, and a battery pack. 10 and the second communication terminal 32 </ b> B that transmits an information signal to the electric device 20.
[0005]
The battery pack 10 supplies the stabilized power supply from the constant voltage power supply circuit 19 to the digital processing circuit 22 to put the digital processing circuit 22 into an operating state. The clock circuit 14 of the battery pack receives a trigger signal from the device-side clock circuit 24 of the electric device 20 and generates a clock pulse synchronized with the electric device 20. The control determination circuit 13 of the battery pack performs arithmetic processing on the digital signal in synchronization with the clock pulse, that is, in synchronization with the clock pulse on the electric device 20 side.
[0006]
As described above, the battery pack attached to the electric device performs the following operation to communicate with the electric device.
(1) A request signal is output from the electric device 20 to the battery pack 10.
(2) The request signal is received by the receiving unit 18 of the battery pack 10, and the receiving unit 18 outputs the request signal to the control determination circuit 13.
(3) When there is a request signal, the control determination circuit 13 outputs a necessary information signal such as serial NO or ID.
(4) The information signal is transmitted from the transmission unit 15 to the electric device 20 and received by the device-side receiving unit 27 of the electric device 20.
The battery pack performs the above arithmetic processing based on the clock pulse.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the above structure, it is necessary to transmit a request signal from the electric device to the battery pack, and to transmit an information signal from the pack battery to the electric device based on the request signal. That is, since bidirectional communication is performed between the battery pack and the electric device, both the battery pack and the electric device require a transmitting unit and a receiving unit, and there is a drawback that the circuit configuration is complicated. Also, the software for making the request signal and the information signal communicate bidirectionally becomes complicated. In addition, since bidirectional communication is performed between the first communication terminal and the second communication terminal, there is a drawback that the number of connection terminals for connecting the battery pack and the electric device is considerably increased. The large number of connection terminals increases the probability of contact failure and makes stable operation difficult. In addition, the trigger pulse is output from the electric device to the battery pack, and the clock pulse is generated by the battery pack clock circuit. This also increases the number of connection terminals, and the circuit configuration of the battery pack is also complicated. There are disadvantages.
[0008]
At present, a huge amount of battery pack is used as a power source for portable electric devices, so it is extremely important how manufacturing costs can be reduced. Furthermore, when the battery pack reaches the end of its life, not only the battery but also the built-in electronic components are discarded together, so it is extremely important how much the built-in electronic components can be reduced. However, it is extremely difficult to simplify the circuit configuration because it requires strict characteristics such as safe use while reducing the number of electronic components.
[0009]
The present invention has been developed for the purpose of satisfying such requirements. An important object of the present invention is to provide a battery pack and an electric device that realizes excellent safety and other characteristics comparable to conventional battery packs while significantly simplifying the circuit configuration and that can be mass-produced at low cost. It is in.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The battery pack according to the present invention includes a clock circuit 14 that generates a clock pulse for arithmetic processing of a digital signal, a built-in digital circuit 12 that includes a transmission unit 15 that transmits an information signal to an electric device 20, and the built-in digital circuit 12 is electrically connected. And a communication terminal 32 for connection to the device 20. The built-in digital circuit 12 is operated with power supplied from the electrical device 20 via the communication terminal 32, and the communication terminal 32 is used together with the power supply terminal of the built-in digital circuit 12. Further, the battery pack does not detect a request signal of the electric device 20 and does not synchronize the clock circuit 14 with the clock of the electric device 20, and based on the clock pulse of the built-in clock circuit 14, the transmission unit 15. The information signal is output to the electric device 20 via
[0011]
Furthermore, the battery pack according to claim 2 of the present invention includes a clock circuit 14 that generates a clock pulse for arithmetic processing of a digital signal, a built-in digital circuit 12 that includes a transmission unit 15 that transmits an information signal to an electrical device 20, A communication terminal 32 for connecting the built-in digital circuit 12 to the electric device 20 and a clock terminal 33 for connecting the clock circuit 14 to the device-side clock circuit 24 provided in the electric device 20 are provided. The built-in digital circuit 12 is operated with power supplied from the electrical device 20 via the communication terminal 32, and the communication terminal 32 is used together with the power supply terminal of the built-in digital circuit 12. Further, the battery pack does not detect the request signal of the electric device 20, and the transmission unit 15 is controlled based on the clock pulse of the clock circuit 14 that operates in synchronization with the clock of the electric device 20 input from the clock terminal 33. The information signal is output to the electric device 20 via
[0012]
According to a third aspect of the present invention, the battery pack and the electric device include the clock battery 14 that generates a clock pulse for processing the digital signal and the transmitter 15 that transmits the information signal to the electric device 20. The digital circuit 12 and a communication terminal 32 for connecting the built-in digital circuit 12 to the electrical device 20 are provided. The electrical device 20 includes a device-side clock circuit 24 that generates a clock pulse, a digital processing circuit 22 that includes a receiving unit 25 that receives an information signal, and a constant voltage power circuit that stabilizes a power supply voltage supplied from the battery pack 10. 21. The communication terminal 32 for connecting the electric device 20 and the battery pack 10 is used in combination with the power supply terminal of the built-in digital circuit 12, and the constant voltage power circuit 21 of the electric device 20 is connected to the built-in digital circuit 12 via the communication terminal 32. Power is being supplied. Further, the battery pack 10 transmits the signal based on the clock pulse of the clock circuit 14 without detecting the request signal of the electric device 20 and without synchronizing the clock circuit 14 with the clock pulse of the device-side clock circuit 24. The information signal is transmitted to the receiving unit 25 of the electric device 20 via the unit 15.
[0013]
Further, the battery pack and the electric device according to claim 4 of the present invention include a clock circuit 14 that generates a clock pulse for the battery pack 10 to process a digital signal, and a transmitter 15 that transmits an information signal to the electric device 20. The built-in digital circuit 12 is provided, a communication terminal 32 for connecting the built-in digital circuit 12 to the electric device 20, and a clock terminal 33 for connecting the clock circuit 14 to the device-side clock circuit 24. The electrical device 20 includes a device-side clock circuit 24 that generates a clock pulse, a digital processing circuit 22 that includes a receiving unit 25 that receives an information signal, and a constant voltage power circuit that stabilizes a power supply voltage supplied from the battery pack 10. 21. The communication terminal 32 for connecting the electric device 20 and the battery pack 10 is used in combination with the power supply terminal of the built-in digital circuit 12, and the constant voltage power circuit 21 of the electric device 20 is connected to the built-in digital circuit 12 via the communication terminal 32. Power is being supplied. Further, the battery pack 10 does not detect a request signal of the electric device 20 and connects the clock circuit 14 to the device-side clock circuit 24 via the clock terminal 33 to synchronize the clock pulses of both clock circuits 14. Based on the clock pulse of the clock circuit 14, the information signal is transmitted to the receiving unit 25 of the electric device 20 through the transmitting unit 15.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the examples shown below exemplify a battery pack and an electric device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery pack and the electric device as follows.
[0015]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the examples are referred to as “the scope of claims” and “the means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0016]
2 and 3 show a state in which the battery pack 10 is connected to the electric device 20. In the battery pack 10 and the electric device 20 shown in FIG. 2, three terminals including a positive and negative power supply terminal 31 and a communication terminal 32 are connected to each other. The communication terminal 32 transmits an information signal from the battery pack 10 to the electric device 20. Further, the communication terminal 32 is also used as a terminal for supplying power from the electric device 20 to the built-in digital circuit 12 of the battery pack 10.
[0017]
The battery pack 10 and the electric device 20 shown in FIG. 3 connect four terminals, which are a positive and negative power supply terminal 31, a communication terminal 32, and a clock terminal 33, to each other. As in FIG. 2, the communication terminal 32 transmits an information signal from the battery pack 10 to the electric device 20, and supplies power from the electric device 20 to the built-in digital circuit 12 of the battery pack 10. The clock terminal 33 connects the clock circuit 14 of the battery pack 10 and the device-side clock circuit 24 of the electric device 20 to synchronize the clock pulse of the battery pack 10 with the clock pulse on the electric device 20 side.
[0018]
The battery pack 10 shown in these figures includes a secondary battery 11 and a built-in digital circuit 12. The secondary battery 11 is a rechargeable battery such as a lithium ion secondary battery, a nickel-hydrogen battery, or a nickel-cadmium battery. The secondary battery 11 can adjust the output by connecting a plurality of unit cells in series or in parallel. The built-in digital circuit 12 includes a control determination circuit 13, a clock circuit 14 that generates a clock pulse for the control determination circuit 13 to process a digital signal, and an information signal output from the control determination circuit 13 as an electric device 20. The transmission part 15 which transmits to the side is provided.
[0019]
The battery pack 10 does not include a power supply circuit for driving the built-in digital circuit 12. Electric power for driving the built-in digital circuit 12 is supplied from a constant voltage power circuit 21 built in the electric device 20. This electric power is sent from the electric device 20 to the battery pack 10 via the communication terminal 32. Therefore, the electric device 20 connects the constant voltage power circuit 21 to the communication terminal 32 via the impedance element 26. The impedance element 26 is a coil or a resistor. The battery pack 10 has a communication terminal 32 connected to the power circuit of the built-in digital circuit 12. Since the built-in digital circuit 12 includes a control determination circuit 13, a clock circuit 14, and a transmission unit 15, these circuits are connected to the communication terminal 32. In the illustrated battery pack 10, a diode 16 and a smoothing capacitor 17 are connected to a communication terminal 32. Power supply power is supplied to the built-in digital circuit 12 via the diode 16. Since the built-in digital circuit 12 of the battery pack 10 has low power consumption, power can be supplied via the communication terminal 32.
[0020]
The built-in digital circuit 12 is an IC including a control determination circuit 13, a clock circuit 14, and a transmission unit 15. The built-in digital circuit 12 outputs a necessary information signal to the electric device 20 without detecting a request signal from the electric device 20. The built-in digital circuit 12 outputs an information signal to the electric device 20 at a fixed period, or detects that the battery pack 10 is attached to the electric device 20 under a specific condition, and detects the serial NO of the battery pack 10. And an information signal such as an ID are output, and when the remaining capacity of the battery becomes smaller than the set capacity, or when the battery temperature becomes higher than the set temperature, an information signal that informs this is sent to the electric device 20. Output.
[0021]
In the built-in digital circuit 12, the control determination circuit 13 outputs necessary information from the transmission unit 15 to the electric device 20 in synchronization with the clock pulse of the clock circuit 14. The control determination circuit 13 can also incorporate a built-in battery protection circuit. The control determination circuit 13 is a circuit that outputs information to the electric device 20, a circuit that detects overcharge or overdischarge of the secondary battery 11 and controls current, and a current when an excessive current flows through the secondary battery 11. Or a circuit that cuts off the current when the temperature of the secondary battery 11 becomes higher than the set temperature. The control determination circuit 13 that outputs information to the electric device 20 outputs the remaining capacity of the secondary battery 11, the serial NO and ID of the battery pack 10, the battery temperature, voltage, current, and the like to the electric device 20. The control determination circuit 13 that outputs the remaining capacity of the battery includes a circuit that calculates the remaining capacity by calculating the charging current and the discharging current. The control determination circuit 13 that outputs serial NO and ID stores the serial NO and ID in the memory. The control determination circuit 13 that outputs battery temperature, voltage, and current to the electric device 20 incorporates a circuit that detects battery temperature, voltage, and current.
[0022]
The clock circuit 14 generates a clock pulse that is digitally processed by the control determination circuit 13 and outputs the clock pulse to the control determination circuit 13. The clock circuit 14 of FIG. 2 oscillates a clock pulse that is not synchronized with the clock pulse of the electrical device 20. This is because the clock circuit 14 of the battery pack 10 is not connected to the device-side clock circuit 24 of the electric device 20. Therefore, the clock circuit 14 oscillates a clock pulse that is asynchronous with the clock pulse of the electrical device 20. The clock circuit 14 in FIG. 3 oscillates a clock pulse synchronized with the clock pulse of the electric device 20. In order to realize this, the clock circuit 14 is connected to the device-side clock circuit 24 via the clock terminal 33. The clock circuit 14 generates a clock pulse synchronized with the clock pulse of the device side clock circuit 24 using the clock pulse of the device side clock circuit 24 as a trigger signal.
[0023]
The transmission unit 15 transmits the information signal output from the control determination circuit 13 to the electric device 20. Therefore, the transmission unit 15 receives the information signal from the control determination circuit 13 and outputs the input information signal from the communication terminal 32 to the electrical device 20.
[0024]
The electrical device 20 includes a digital processing circuit 22 and a constant voltage power supply circuit 21 that supplies a stabilized voltage to the digital processing circuit 22. The constant voltage power supply circuit 21 stabilizes the power supply voltage supplied from the battery pack 10 and supplies it to the digital processing circuit 22 and the built-in digital circuit 12 of the battery pack 10. The constant voltage power supply circuit 21 supplies the stabilized power supply power to the built-in digital circuit 12 of the battery pack 10 via the communication terminal 32. The reason why the constant voltage power circuit 21 supplies power to the built-in digital circuit 12 of the battery pack 10 is to omit the constant voltage power circuit provided in the conventional battery pack.
[0025]
The digital processing circuit 22 includes a device-side clock circuit 24 that generates a clock pulse and a receiving unit 25 that receives an information signal. Furthermore, the digital processing circuit 22 shown in the figure also includes a device-side control determination circuit 23 that processes an information signal input from the battery pack 10.
[0026]
The device-side clock circuit 24 is an oscillation circuit that generates clock pulses necessary for the digital processing circuit 22 built in the electric device 20. 2 does not transmit a clock pulse from the electric device 20 to the battery pack 10, the clock pulses of the battery pack 10 and the electric device 20 are asynchronous pulse signals. 3 outputs a clock pulse from the device-side clock circuit 24 to the battery pack 10 via the clock terminal 33 to synchronize the clock pulses of the battery pack 10 and the electric device 20.
[0027]
The receiving unit 25 receives an information signal transmitted from the transmitting unit 15 of the battery pack 10 and outputs the information signal to the device-side control determination circuit 23. The device-side control determination circuit 23 does not output the information signal request signal to the battery pack 10 and sets the receiving unit 25 in a state in which the information signal from the battery pack 10 can be received. When an information signal is sent from the battery pack 10, the receiving unit 25 receives it and outputs it to the device-side control determination circuit 23.
[0028]
The receiving unit 25 includes a buffer that stores an information signal sent from the battery pack 10, and outputs the information signal stored in the buffer to the device-side control determination circuit 23. The information signal stored in the buffer is output to the device-side control determination circuit 23 until the device-side control determination circuit 23 detects a confirmation signal indicating that the information signal has been confirmed. The digital processing circuit 22 including the receiving unit 25 can reliably detect the information signal by the device-side control determination circuit 23. Even if the device-side control determination circuit 23 cannot detect the information signal at the timing when the receiving unit 25 outputs the information signal to the device-side control determination circuit 23, the information signal is repeatedly received until it can be detected. It is because it is input to. Furthermore, the receiving unit 25 including a buffer can output an information signal to the device-side control determination circuit 23 at a timing at which the device-side control determination circuit 23 can confirm the information signal based on the clock pulse. Furthermore, the receiving unit 25 can also output an information signal to the device-side control determination circuit 23 a plurality of times with a constant period. In addition, the battery pack 10 can output an information signal to the electric device 20 a plurality of times at a constant cycle.
[0029]
The battery pack 10 and the electric device 20 described above perform the following operations and transmit information signals from the battery pack 10 to the electric device 20.
(1) The battery pack 10 is attached to the electric device 20, and power is supplied from the constant voltage power circuit 21 of the electric device 20 to the built-in digital circuit 12. Therefore, the built-in digital circuit 12 of the battery pack 10 is in an operating state.
(2) The control determination circuit 13 of the built-in digital circuit 12 of the battery pack 10 outputs an information signal to the transmission unit 15 when necessary, and the transmission unit 15 outputs the information signal to the electric device 20. The information signal is transmitted to the electric device 20 via the communication terminal 32.
(3) The receiving unit 25 of the digital processing circuit 22 built in the electric device 20 is in a receiving state, receives an information signal, and outputs it to the device-side control determination circuit 23. The device-side control determination circuit 23 determines whether or not the battery pack 10 is a standard product based on the received information signal, or checks the state of the battery pack 10.
[0030]
【The invention's effect】
The present invention can realize excellent safety and other characteristics comparable to conventional battery packs while significantly simplifying the circuit configuration. That is, the battery pack outputs an information signal to the electrical device without detecting the request signal of the electrical device, and the electronic device is connected to the built-in digital circuit of the pack battery via a communication terminal for connecting the battery pack and the electrical device. This is because power is supplied from the voltage power supply circuit. Since the battery pack outputs an information signal to the electric device regardless of the electric device request signal, the transmission and reception circuits for transmitting the request signal from the electric device to the battery pack can be omitted, and the transmission and reception circuits are operated. You don't need software for. In addition, power is supplied from the constant voltage power supply circuit of the electrical device to the built-in digital circuit via the communication terminal, so there is no need to provide a constant voltage power supply circuit for the pack battery, and power supply power is supplied from the electrical device to the pack battery. There is no need to use a terminal. For this reason, it is possible to reduce the number of connection terminals while simplifying the circuit configuration of both the battery pack and the electric device.
[0031]
In particular, the battery pack according to claim 1 and the battery pack according to claim 3 and the electric device synchronize the clock pulse from the electric device to the battery pack because the clock circuit of the battery pack is asynchronous with the clock pulse of the electric device. The terminal which transmits the pulse signal for making it possible can be omitted. For this reason, there is an advantage that it is possible to realize excellent safety comparable to conventional battery packs with an extremely simple structure in which only positive and negative power supply terminals and communication terminals are connected. Furthermore, since the battery pack of the present invention achieves excellent characteristics while having a very simple circuit configuration, it has a feature that high quality products can be mass-produced at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional battery pack and an electric device. FIG. 2 is a block diagram showing a battery pack and an electric device according to an embodiment of the present invention. Block diagram showing such battery pack and electrical equipment 【Explanation of symbols】
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pack battery 11 ... Secondary battery 12 ... Built-in digital circuit 13 ... Control determination circuit 14 ... Clock circuit 15 ... Transmitter 16 ... Diode 17 ... Capacitor 18 ... Receiver 19 ... Constant voltage power supply circuit 20 ... Electric equipment 21 ... Constant Voltage power supply circuit 22... Digital processing circuit 23... Equipment side control determination circuit 24... Equipment side clock circuit 25... Receiver section 26. ... Power terminal 32 ... Communication terminal 32A ... First communication terminal 32B ... Second communication terminal 33 ... Clock terminal

Claims

A built-in digital circuit (12) having a clock circuit (14) for generating a clock pulse for arithmetic processing of a digital signal and a transmitting unit (15) for transmitting an information signal to an electric device (20), and the built-in digital circuit A battery pack having a communication terminal (32) for connecting (12) to an electrical device (20),
The built-in digital circuit (12) is operated by the power supplied from the electrical device (20) via the communication terminal (32), and the communication terminal (32) is used together with the power supply terminal of the built-in digital circuit (12). Based on the clock pulse of the built-in clock circuit (14) without detecting the request signal of the electric device (20) and without synchronizing the clock circuit (14) with the clock of the electric device (20), A battery pack configured to output an information signal to the electric device (20) via the transmitter (15).

A built-in digital circuit (12) having a clock circuit (14) for generating a clock pulse for arithmetic processing of a digital signal and a transmitting unit (15) for transmitting an information signal to an electric device (20), and the built-in digital circuit A communication terminal (32) for connecting (12) to the electric device (20) and a clock terminal (33) for connecting the clock circuit (14) to the device side clock circuit (24) provided in the electric device (20). A battery pack comprising:
The built-in digital circuit (12) is operated by the power supplied from the electrical device (20) via the communication terminal (32), and the communication terminal (32) is used together with the power supply terminal of the built-in digital circuit (12). Based on the clock pulse of the clock circuit (14) that operates in synchronization with the clock of the electrical device (20) input from the clock terminal (33) without detecting the request signal of the electrical device (20) A battery pack configured to output an information signal to the electric device (20) via the unit (15).

The battery pack (10) includes a clock circuit (14) that generates a clock pulse for arithmetic processing of a digital signal, and a built-in digital circuit (12) that includes a transmission unit (15) that transmits an information signal to an electrical device (20). ) And a communication terminal (32) for connecting the built-in digital circuit (12) to the electrical device (20),
The electric device (20) is provided with a device side clock circuit (24) that generates clock pulses and a digital processing circuit (22) that includes a receiving unit (25) that receives an information signal, and a battery pack (10). A constant voltage power supply circuit (21) that stabilizes the power supply voltage, and the communication terminal (32) that connects the electrical device (20) and the battery pack (10) is the power supply terminal of the built-in digital circuit (12) The constant voltage power circuit (21) of the electrical device (20) supplies power to the built-in digital circuit (12) via the communication terminal (32),
The battery pack (10) does not detect the request signal of the electric device (20), and the clock circuit (14) without synchronizing the clock circuit (14) with the clock pulse of the device-side clock circuit (24). A battery pack and an electric device configured to transmit an information signal to the receiving unit (25) of the electric device (20) via the transmission unit (15) based on the clock pulse.

The battery pack (10) includes a clock circuit (14) that generates a clock pulse for arithmetic processing of a digital signal, and a built-in digital circuit (12) that includes a transmission unit (15) that transmits an information signal to an electrical device (20). ), A communication terminal (32) for connecting the built-in digital circuit (12) to the electrical device (20), and a clock terminal (33) for connecting the clock circuit (14) to the device-side clock circuit (24). With
The electrical device (20) is provided with a device side clock circuit (24) that generates a clock pulse and a digital processing circuit (22) that includes a receiving unit (25) that receives an information signal and a battery pack (10). A constant voltage power supply circuit (21) for stabilizing the power supply voltage to be
The communication terminal (32) that connects the electrical device (20) and the battery pack (10) is used together with the power supply terminal of the built-in digital circuit (12), so that the constant voltage power circuit (21) of the electrical device (20) While supplying power to the built-in digital circuit (12) via the communication terminal (32),
The battery pack (10) connects the clock circuit (14) to the device side clock circuit (24) via the clock terminal (33) without detecting the request signal of the electric device (20). The clock pulse of the clock circuit (14) is synchronized, and based on the clock pulse of the clock circuit (14), the information signal is transmitted to the reception unit (25) of the electrical device (20) via the transmission unit (15). Pack batteries and electrical equipment.