特許 7388128 電源制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-20

(45)【発行日】2023-11-29

(54)【発明の名称】電源制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20231121BHJP

   H02J 9/06 20060101ALI20231121BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 K

H02J9/06 110

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019196239

(22)【出願日】2019-10-29

(65)【公開番号】P2021072663

(43)【公開日】2021-05-06

【審査請求日】2022-09-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000153030

【氏名又は名称】株式会社ジェイ・エム・エス

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(74)【代理人】

【識別番号】100165157

【弁理士】

【氏名又は名称】芝 哲央

(72)【発明者】

【氏名】森原 浩之

(72)【発明者】

【氏名】森 駿太

(72)【発明者】

【氏名】藤綱 伊織

(72)【発明者】

【氏名】前河内 美穂

(72)【発明者】

【氏名】工藤 雅彰

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６４－０８５５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－００５１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－００３６３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０６２１５３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０７－２１２９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１１００２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２１７８２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／４２－１０／４８

Ｈ０２Ｊ７／００－７／１２

Ｈ０２Ｊ７／３４－１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力端から第１電圧値の入力電圧の供給を受けると共に、出力端から前記第１電圧値の出力電圧を医療機器の駆動装置に対して出力する電源制御装置であって、
前記入力端と前記出力端を接続する経路の間に配置され、定格電圧が前記第１電圧値未満の電圧値である第２電圧値である第１蓄電池と、
前記経路の間に配置され、定格電圧が前記第２電圧値である第２蓄電池と、
前記入力電圧の供給を受けている間は前記第１蓄電池と前記第２蓄電池を並列接続に切り替えて前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を前記入力電圧で充電し、前記入力電圧の供給を受けていない間は前記第１蓄電池と前記第２蓄電池を直列接続に切り替えて前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の放電する電圧を前記出力電圧として出力し、前記入力電圧の供給を受けているか否かに基づいて自身において経路が接続された状態又は遮断された状態に切り替えることにより、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池の接続関係を並列接続又は直列接続に切り替える複数のリレーである経路切替部と、
前記経路から分岐し、抵抗を介して前記複数のリレーのそれぞれに至る判定用経路と、
を備え、
前記経路切替部は、前記入力電圧の供給を受けているか否かを、前記入力端から前記抵抗を介して供給される電圧の電圧値に基づいて判定する電源制御装置。

【請求項2】

前記第１蓄電池と前記第２蓄電池が並列接続に切り替えられている場合に、前記第１蓄電池と前記第２蓄電池を前記入力電圧で充電するための充電回路として、
前記第１蓄電池に対応する第１充電回路と、前記第２蓄電池に対応する第２充電回路とをそれぞれ独立して、
更に備える請求項１に記載の電源制御装置。

【請求項3】

前記経路から分岐し、前記第１蓄電池を経由してグラウンドに至る第１分岐経路と、
前記経路から分岐し、第１経路切替部と、第２経路切替部とを経由して前記グラウンドに至る第２分岐経路と、
前記経路から分岐し、第３経路切替部と、前記第２蓄電池と、前記第２経路切替部とを経由して前記グラウンドに至る第３分岐経路と、
前記グラウンドから、前記第１蓄電池と、前記第１経路切替部と、前記第２蓄電池とを経由して前記出力端に至る放電経路と、
を前記経路に含み、
前記第１経路切替部は、前記入力電圧の供給を受けている間は自身において前記第２分岐経路及び前記放電経路が遮断された状態とし前記入力電圧の供給を受けていない間は自身において前記第２分岐経路及び前記放電経路が接続された状態とし、
前記第２経路切替部は、前記入力電圧の供給を受けている場合に自身において前記第２分岐経路及び前記第３分岐経路が接続された状態とし前記入力電圧の供給を受けていない間は自身において前記第２分岐経路及び前記第３分岐経路が遮断された状態とし、
前記第３経路切替部は、前記入力電圧の供給を受けている場合に自身において前記第３分岐経路が接続された状態とし前記入力電圧の供給を受けていない間は自身において前記第３分岐経路が遮断された状態とする請求項１又は２に記載の電源制御装置。

【請求項4】

前記経路の間に配置され、定格電圧が前記第２電圧値である他の蓄電池を、前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池以外に、１つ以上更に備え、
前記経路切替部は、前記入力電圧の供給を受けている間は前記第１蓄電池と前記第２蓄電池と前記他の蓄電池を並列接続に切り替えて前記第１蓄電池、前記第２蓄電池、及び前記他の電池を前記入力電圧で充電し、前記入力電圧の供給を受けていない間は前記第１蓄電池と前記第２蓄電池と前記他の電池を直列接続に切り替えて前記第１蓄電池、前記第２蓄電池、及び前記他の電池の放電する電圧を前記出力電圧として出力する、
請求項１から３までの何れか１項に記載の電源制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電源の制御を行なう、電源制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、医療機器等の様々な電子機器は、商用電源からの電力供給を受けて動作する。また、バッテリ（例えば、蓄電池）を搭載することにより、商用電源にトラブルが起きて停電が発生した場合にも動作を中断させない電子機器や、可搬型とした電子機器も広く普及している。

【0003】

このような電子機器の一例として、特許文献１には、バッテリを搭載することにより、商用電源からの電源供給を受けていない状態であっても駆動可能な輸液装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１２８８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したような一般的な電子機器は、商用電源からの電源供給を受けている間は、商用電源の交流電圧をＡＣ－ＤＣコンバータにより直流電圧に変換する。そして、電子機器は、変換後の直流電圧により駆動すると共に、変換後の直流電圧によりバッテリの充電を行なう。一方で、電子機器は、商用電源からの電源供給を受けられない間は、バッテリに蓄電された電力により駆動をする。
しかしながら、このようなバッテリの充電を実現するためには、電子機器の駆動に必要な電圧よりも高い電圧が必要となるという問題がある。

【0006】

例えば、電子機器の駆動に必要な電圧が直流２４［Ｖ］であるとする。この場合、商用電源で電子機器を駆動させるために、出力が直流２４［Ｖ］のＡＣ－ＤＣコンバータを用いる。また、バッテリで電子機器を駆動させるために、定格電圧が直流２４［Ｖ］のバッテリを用いる。ただし、バッテリを充電するためには、バッテリの定格電圧よりも高い電圧を印加する必要がある。

【0007】

そのため、電子機器の駆動に必要な電圧が直流２４［Ｖ］であるにもかかわらず、それよりも高い電圧（例えば、３６［Ｖ］）を出力するＡＣ－ＤＣコンバータが必要となってしまう。また、このＡＣ－ＤＣコンバータが出力する高い電圧（例えば、３６［Ｖ］）を、電子機器の駆動のために直流２４［Ｖ］に降圧するＤＣ－ＤＣコンバータ等のモジュールも必要となってしまう。

【0008】

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電子機器の駆動に必要な電圧で、適切にバッテリの充放電を管理することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、入力端から第１電圧値の入力電圧の供給を受けると共に、出力端から前記第１電圧値の出力電圧を出力する電源制御装置であって、前記入力端と前記出力端を接続する経路の間に配置され、前記第１電圧値未満の電圧値である第２電圧値の電圧の印加により充電可能な第１蓄電池と、前記経路の間に配置され、前記第２電圧値の電圧の印加により充電可能な第２蓄電池と、前記入力電圧の供給を受けている間は前記第１蓄電池と前記第２蓄電池を並列接続に切り替えて前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池を前記入力電圧で充電し、前記入力電圧の供給を受けていない間は前記第１蓄電池と前記第２蓄電池を直列接続に切り替えて前記第１蓄電池及び前記第２蓄電池の放電する電圧を前記出力電圧として出力する経路切替部と、を備える電源制御装置に関する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、電子機器の駆動に必要な電圧で、適切にバッテリの充放電を管理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る電源制御装置を備えた電子機器の全体構成を表すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態に係る電源制御装置の基本的構成を表すブロック図である。

【図3】本発明の実施形態に係る電子機器が、ＡＣ電源から入力電圧の供給を受けている場合に、接続状態切替処理により切り替えられた接続状態を示す模式図である。

【図4】本発明の実施形態に係る電子機器が、ＡＣ電源から入力電圧の供給を受けていない場合に、接続状態切替処理により切り替えられた接続状態を示す模式図である。

【図5】本発明の実施形態に係る電源制御装置が行なう接続状態切替処理の流れを説明するフローチャートである。

【図6】本発明の実施形態の変形例に係る電源制御装置の基本的構成を表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。

【0013】

［全体構成］
本実施形態の構成について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る電源制御装置１００を備えた電子機器１の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、電子機器１は、電源制御装置１００、及び駆動装置２００を備える。また、電子機器１は、ＡＣ電源２に接続される。このＡＣ電源２は、商用電源であり、１００［Ｖ］の交流電圧を電子機器１に対して供給する。

【0014】

電子機器１は、所定の機能を実現する電子機器であればよく、特定の電子機器には限定されない。すなわち、本実施形態に係る電源制御装置１００は、任意の電子機器に実装することができる。以下の説明では、一例として、電子機器１は、人口肺に対して、酸素及び圧縮空気の混合ガスを供給する電子式ガスブレンダであることを想定する。

【0015】

この点、電子式ガスブレンダのような医療用機器は、生体に対する医療行為を実現するための重要な機器であることから、駆動停止するような事態の発生はもっとも避けるべきである。そこで、電子機器１は、蓄電池（詳細は後述する。）を搭載することにより、仮にＡＣ電源２からの電圧の供給が途絶えたとしても、駆動を継続させる構成となっている。ここで、ＡＣ電源２からの電圧の供給が途絶える場合とは、例えば、ＡＣ電源２が不測の事態で停電した場合や、電子機器１がＡＣ電源２から取り外して利用される場合である。

【0016】

駆動装置２００は、自身が駆動することにより、電子機器１の所定の機能を実現する。例えば、本実施形態のように、電子式ガスブレンダとしての機能を実現する場合は、駆動装置２００は、駆動装置２００内部の制御回路（図示を省略する。）によって、駆動装置２００内部の流路に配置された電動エアレギュレータ（図示を省略する。）を制御する。これにより、駆動装置２００は、人工肺に対して提供する混合ガスの酸素と圧縮空気の比率や、流量を適宜調整する。また、駆動装置２００は、人工肺の結露の防止のために一定時間毎に高流量のガスを吹送するように制御することにより、ガスフラッシュ機能等も実現する。
なお、電子式ガスブレンダの機能及び構成については、当業者によく知られているので、ここでは、電子式ガスブレンダに関する、これ以上の説明は省略する。

【0017】

電源制御装置１００は、駆動装置２００に対して電源供給を行なうことにより、駆動装置２００による駆動（ここでは、電子式ガスブレンダとしての駆動）を実現する。
そのために、電源制御装置１００は、接続状態切替処理を行なう。ここで、接続状態切替処理とは、ＡＣ電源２からの電圧の供給の有無に基づいて、電源制御装置１００内部での接続状態を切り替えることにより、電子機器の駆動に必要な電圧で、適切にバッテリの充放電を管理するための一連の処理である。
次に、このような接続状態切替処理を行なうために、電源制御装置１００が備える各部の詳細と、接続状態切替処理の詳細について説明をする。

【0018】

［各部の詳細］
電源制御装置１００が備える各部について図２を参照して説明する。図２は、本実施形態に係る電源制御装置１００の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、電源制御装置１００は、ノイズフィルタ１１、ＡＣ－ＤＣコンバータ１２、第１充電回路１３、第２充電回路１４、抵抗１５、第１蓄電池１６、第２蓄電池１７、グラウンド１８、第１リレー１９、第２リレー２０、第３リレー２１、及び切替部２２を備える。また、図１にも示したように、電源制御装置１００は、ＡＣ電源２及び駆動装置２００に接続される。

【0019】

ノイズフィルタ１１は、ＡＣ電源２から供給される交流電圧に含まれるノイズ（例えば、規定の周波数以外の周波数成分）を抑制するためのフィルタであり、コンデンサとコイル等からなるローパスフィルタにより実現される。ＡＣ電源２から供給される交流電圧は、ノイズフィルタ１１によりノイズを抑制された後、ＡＣ－ＤＣコンバータ１２に対して供給される。

【0020】

ＡＣ－ＤＣコンバータ１２は、ＡＣ電源２からノイズフィルタ１１を介して供給された１００［Ｖ］の交流電圧を、２４［Ｖ］の直流電圧に変換する。そして、ＡＣ－ＤＣコンバータ１２は、変換後の２４［Ｖ］の直流電圧を、電源制御装置１００の各部に対して供給する。なお、このＡＣ－ＤＣコンバータ１２が供給する２４［Ｖ］の直流電圧を、以下では「入力電圧」と称する。

【0021】

具体的に、この入力電圧は、切替部２２内部のダイオード２２ｂを介して、駆動装置２００に対して出力される。例えば、駆動装置２００が備える制御回路やコンデンサやモータ等（何れも図示を省略する。）に対して出力される。なお、この駆動装置２００に対して出力される２４［Ｖ］の直流電圧を、以下では「出力電圧」と称する。また、入力電圧は、駆動装置２００に出力電圧として出力される経路の途中で分岐して、第１充電回路１３、第２充電回路１４、及び抵抗１５に対しても供給される。

【0022】

第１充電回路１３は、入力電圧により第１蓄電池１６を適切に充電するための集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）である。第１充電回路１３は、第１蓄電池１６の充電状態を示す第１蓄電池１６の電圧値を監視する。そして、第１充電回路１３は、監視した電圧値に基づいて、入力電圧による第１蓄電池１６への充電を制御する。これにより、第１充電回路１３は、例えば、過充電等の異常が第１蓄電池１６に発生しないようにする。

【0023】

第１蓄電池１６は、ＡＣ電源２に代わって駆動装置２００に対して出力電圧の供給を行なうための予備バッテリである。第１蓄電池１６は、例えば、定格電圧が直流電圧２４［Ｖ］の、ニッケル水素電池等の蓄電池（二次電池とも呼ばれる。）により実現される。また、図２に示すように第１蓄電池１６は、グラウンド１８、第１リレー１９、及び第２リレー２０にも接続される。

【0024】

第２充電回路１４は、入力電圧により第２蓄電池１７を適切に充電するための集積回路（ＩＣ）である。第２充電回路１４は、第３リレー２１を介して第２蓄電池１７を充電する。なお、第２充電回路１４の機能は、第１充電回路１３と同様であるので重複する説明を省略する。また、第２蓄電池１７の機能は、第１蓄電池１６と同様であるので、第２蓄電池１７についても重複する説明を省略する。図２に示すように第２蓄電池１７は第２リレー２０を介してグラウンド１８にも接続される。

【0025】

グラウンド１８は、基準電位である。電源制御装置１００は、グラウンド１８に印加された電位を基準電位として動作する。

【0026】

抵抗１５は、入力電圧を後述する各リレー（第１リレー１９、第２リレー２０、及び第３リレー２１）に対して供給するために配置された抵抗である。各リレー（第１リレー１９、第２リレー２０、及び第３リレー２１）は、抵抗１５を介して供給された入力電圧の電圧値に基づいて、ＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けているか否かを判定する。

【0027】

第１リレー１９は、ノーマリークローズ（ＮＣ：Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｃｌｏｓｅ）のリレーである。第１リレー１９は、抵抗１５を介して供給された入力電圧の電圧値が所定の閾値を超えている場合にＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていると判定して、経路を閉状態（すなわち、経路が遮断された状態）とする。一方で、第１リレー１９は、抵抗１５を介して供給された入力電圧の電圧値が所定の閾値以下の場合にＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていないと判定して、経路を開状態（すなわち、経路が接続された状態）とする。第１リレー１９における所定の閾値は、例えば、直流電圧１２［Ｖ］とする。
この場合に、ＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていないことを迅速に検出して、いち早く各蓄電池（第１蓄電池１６及び第２蓄電池１７）からの出力電圧の供給を行なうために、分圧回路を用いてもよい。具体的には、抵抗１５に代えて複数の抵抗を用いた分圧回路を配置し、この分圧回路により入力電圧の電圧値を、閾値である直流電圧１２［Ｖ］の近傍（例えば、直流電圧１３［Ｖ］）とするとよい。
あるいは、迅速に検出するための他の方法として、第１リレー１９における所定の閾値を、より直流電圧２４［Ｖ］に近い値とするようにしてもよい。

【0028】

第２リレー２０及び第３リレー２１は、ノーマリーオープン（ＮＯ：Ｎｏｒｍａｌｌｙ ｏｐｅｎ）のリレーである。第２リレー２０及び第３リレー２１は、抵抗１５を介して供給された入力電圧の電圧値が所定の閾値を超えている場合にＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていると判定して、経路を開状態（すなわち、経路が接続された状態）とする。一方で、第１リレー１９は、抵抗１５を介して供給された入力電圧の電圧値が所定の閾値以下の場合にＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていないと判定して、経路を閉状態（すなわち、経路が遮断された状態）とする。第２リレー２０及び第３リレー２１における所定の閾値は、例えば、第１リレー１９における所定の閾値と同様に、直流電圧１２［Ｖ］とする。
また、これも第１リレー１９における所定の閾値と同様に、ＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていないことを迅速に検出するために、分圧回路を配置したり、閾値を適宜設定したりするようにしてもよい。

【0029】

切替部２２は、出力電圧の出力元を切り替える。具体的に、切替部２２は、逆流防止のためにダイオード２２ａとダイオード２２ｂの２つのダイオード（図中では単に「Ｄ」と表記する。）を並列に２つ備えている。そして、切替部２２は、ＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けている場合は、ダイオード２２ｂに供給される入力電圧を、出力電圧として駆動装置２００に対して供給する。一方で、切替部２２は、ＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていない場合は、ダイオード２２ａに供給される各蓄電池（第１蓄電池１６及び第２蓄電池１７）の放電する電圧を、出力電圧として駆動装置２００に対して供給する。

【0030】

以上、接続状態切替処理を実現するために電源制御装置１００が備える各部の詳細について説明した。
なお、電源制御装置１００は、本発明の「電源制御装置」に相当する。また、ＡＣ－ＤＣコンバータ１２は、本発明の「入力端」に相当する。更に、切替部２２は、本発明の「出力端」に相当する。更に、第１蓄電池１６は、本発明の「第１蓄電池」に相当する。更に、第２蓄電池１７は、本発明の「第２蓄電池」に相当する。更に、第１リレー１９、第２リレー２０及び第３リレー２１の組み合わせは、本発明の「経路切替部」に相当する。更に、第１リレー１９は、本発明の「第１経路切替部」に相当する。更に、第２リレー２０は、本発明の「第２経路切替部」に相当する。更に、第３リレー２１は、本発明の「第３経路切替部」に相当する。更に、第１充電回路１３は、本発明の「第１充電回路」に相当する。更に、第２充電回路１４は、本発明の「第２充電回路」に相当する。更に、グラウンド１８は、本発明の「グラウンド」に相当する。更に、第１蓄電池１６を経由してグラウンド１８に至る分岐経路は、本発明の「第１分岐経路」に相当する。更に、第１リレー１９と第２リレー２０とを経由してグラウンド１８に至る分岐経路は、本発明の「第２分岐経路」に相当する。更に、第３リレー２１と第２蓄電池１７と第２リレー２０とを経由してグラウンド１８に至る経路は、本発明の「第３分岐経路」に相当する。更に、グラウンド１８から、第１蓄電池１６と第１リレー１９と第２蓄電池１７とを経由して切替部２２に至る経路は、本発明の「放電経路」に相当する。
次に、接続状態切替処理の詳細について説明をする。

【0031】

［接続状態切替処理の詳細］
接続状態切替処理の詳細を図３及び図４を参照して説明する。上述したように、接続状態切替処理とは、ＡＣ電源２からの電圧の供給の有無に基づいて、電源制御装置１００内部での接続状態を切り替えることにより、電子機器の駆動に必要な電圧で、適切にバッテリの充放電を管理するための一連の処理である。

【0032】

図３は、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けている場合に、接続状態切替処理により切り替えられた接続状態を示す模式図である。一方で、図４は、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けていない場合に、接続状態切替処理により切り替えられた接続状態を示す模式図である。

【0033】

まず、図３を参照してＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けている場合について説明する。接続状態切替処理において、電源制御装置１００は、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けている場合は、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７を並列接続に切り替えて、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７を入力電圧で充電する。

【0034】

そのために、ＡＣ－ＤＣコンバータ１２と切替部２２を接続する経路で分岐した入力電圧（図中では、「Ｖｉｎ」と表記する。）は、抵抗１５を介して、判定用の電圧（図中では、「Ｖｊ」と表記する。）として、各リレー（第１リレー１９、第２リレー２０、及び第３リレー２１）に対して供給される。この場合、入力電圧の供給を受けていることから、判定用の電圧は直流２４［Ｖ］である。そのため、各リレーにおいて、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けている場合と判定される。これに伴い、第１リレー１９は閉状態となり、第２リレー２０及び第３リレー２１は開状態となる。

【0035】

これにより接続状態が切り替わり、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７は、並列接続の状態となる。従って、図中で入出力電圧としてハッチングにて示すように、入力電圧は、分岐して第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の充電のために供給されると共に、出力電圧として出力される。これにより、第１充電回路１３と第２充電回路１４は、２４［Ｖ］の直流電圧である入力電圧を用いて、定格電圧が２４［Ｖ］の直流電圧である第１蓄電池１６と第２蓄電池１７を適切に充電することができる。また、切替部２２は、２４［Ｖ］の直流電圧である入力電圧を出力電圧として、駆動装置２００に対して供給することができる。

【0036】

なお、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７は並列接続されていることから、第１充電回路１３や第２充電回路１４のような充電回路を１つのみ設け、この１つの充電回路により第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の双方の充電の制御を行なうことも可能である。しかしながら、蓄電池には、個体差がありそれぞれの抵抗値が微妙に異なる。すなわち、セルバランスが異なる。従って、１つの充電回路により、並列接続された第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の双方の充電の制御を行なうことは困難である。そこで、本実施形態では、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７に対応して、第１充電回路１３と第２充電回路１４という充電回路をそれぞれ独立して設けている。これにより、各充電池の個体差があったとしても、各充電池に対して、適切な充電の制御を行なうことができる。

【0037】

次に、図４を参照してＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けていない場合について説明する。接続状態切替処理において、電源制御装置１００は、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けていない場合は、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７を直列接続に切り替えて、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の放電する電圧を出力電圧として出力する。

【0038】

この場合、入力電圧の供給を受けていないことから、判定用の電圧（図中では、「Ｖｊ」と表記する。）は、直流０［Ｖ］（あるいは、電圧が低下している過程における、所定の閾値を下回る電圧）である。そのため、各リレーにおいて、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けていない場合と判定される。これに伴い、第１リレー１９は開状態となり、第２リレー２０及び第３リレー２１は閉状態となる。

【0039】

これにより接続状態が切り替わり、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７は、直列接続の状態となる。従って、図中で放電出力電圧としてハッチングにて示すように、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の放電する電圧は、出力電圧として出力される。これにより、切替部２２は、直列接続により２４［Ｖ］の直流電圧となった第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の放電する電圧を出力電圧として、駆動装置２００に対して供給することができる。

【0040】

以上図３及び図４を参照して説明したように、接続状態切替処理によれば、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けている場合は、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７を並列接続に切り替えて、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７を入力電圧で充電する。また、この場合に、入力電圧を出力電圧として、駆動装置２００に対して供給する。

【0041】

一方で、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けていない場合は、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７を直列接続に切り替えて、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の放電する電圧を出力電圧として出力する。

【0042】

従って、ＡＣ電源２からの入力電圧の供給の有無を問わず、駆動装置２００に対して、駆動に必要な電圧を供給することができる。また、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けている場合は、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７を入力電圧で充電することができる。
すなわち、接続状態切替処理によれば、電子機器の駆動に必要な電圧で、適切にバッテリの充放電を管理することが可能となる。

【0043】

また、これにより、電子機器の駆動に必要な電圧が直流２４［Ｖ］であるにもかかわらず、それよりも高い電圧（例えば、３６［Ｖ］）を出力するＡＣ－ＤＣコンバータが必要となってしまう、という一般的な技術の問題を解決することができる。更に、このＡＣ－ＤＣコンバータが出力する高い電圧（例えば、３６［Ｖ］）を、電子機器の駆動のために直流２４［Ｖ］に降圧するＤＣ－ＤＣコンバータ等のモジュールも必要となってしまう、という一般的な技術の他の問題も解決することができる。更に、このような問題の解決を、リレーと配線という簡易な構成の追加のみで実現することができる。

【0044】

以上、接続状態切替処理の詳細について説明した。次に、接続状態切替処理が行われる場合の動作の詳細について説明をする。

【0045】

［動作］
次に、電源制御装置１００が実行する、接続状態切替処理における動作について図５を参照して説明をする。図５は、接続状態切替処理の流れを説明するフローチャートである。接続状態切替処理は、電源制御装置１００の起動やユーザの開始指示操作に伴って開始され、継続的に繰り返される。

【0046】

ステップＳ１１において、各リレー（第１リレー１９、第２リレー２０、及び第３リレー２１）は、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けているか否かを判定する。ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けている場合は、ステップＳ１１においてＹｅｓと判定され、処理はステップＳ１２に進む。一方で、ＡＣ電源２から入力電圧の供給を受けていない場合は、ステップＳ１１においてＮｏと判定され、処理はステップＳ１５に進む。

【0047】

ステップＳ１２において、第１リレー１９は閉状態となり、第２リレー２０及び第３リレー２１は開状態となる。これにより、接続状態が図３を参照して上述したように切り替わり、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７は、並列接続の状態となる。

【0048】

ステップＳ１３において、切替部２２は、入力電圧を出力電圧として、駆動装置２００に対して出力をする。

【0049】

ステップＳ１４において、第１充電回路１３と第２充電回路１４は、入力電圧により、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７を充電する。なお、図示の都合上ステップＳ１３の処理を行ってからステップＳ１４の処理を行なうこととなっているが、実際にはステップＳ１３の処理と及びステップＳ１４の処理とは並行して行われる。ステップＳ１３の処理やステップＳ１４の処理が行われると、再度ステップＳ１１の判定から処理が繰り返される。

【0050】

ステップＳ１５において、第１リレー１９は開状態となり、第２リレー２０及び第３リレー２１は閉状態となる。これにより、接続状態が図４を参照して上述したように切り替わり、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７は、直列接続の状態となる。

【0051】

ステップＳ１６において、切替部２２は、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の放電する電圧を出力電圧として、駆動装置２００に対して出力をする。ステップＳ１６の処理が行われると、再度ステップＳ１１の判定から処理が繰り返される。

【0052】

以上説明した動作により、接続状態切替処理を実現することができる。そして、上述したように、電子機器の駆動に必要な電圧で、適切にバッテリの充放電を管理することが可能となる、という効果を奏する。

【0053】

［変形例］
上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。例えば、以下に例示するように変形することが可能である。

【0054】

例えば、上述したように、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７のような２つの蓄電池を対象として接続状態切替処理を行ってもよいが、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の蓄電池を対象として接続状態切替処理を行ってもよい。例えば、３個の蓄電池を対象とする場合を例にとって、図６を参照して説明する。図６は、本変形例に係る電源制御装置である電源制御装置１０１の構成を示すブロック図である。

【0055】

電源制御装置１０１は、上述した電源制御装置１００と比較して、第３充電回路２３、第４リレー２４、第３蓄電池２５、第５リレー２６、及び第６リレー２７を更に備える点で相違する。

【0056】

ここで、第３充電回路２３は、第１充電回路１３や第２充電回路１４と同等の機能を有する。また、第４リレー２４や第５リレー２６は、第２リレー２０や第３リレー２１と同等の機能を有する。更に、第３蓄電池２５は、第１蓄電池１６や第２蓄電池１７と同等の機能を有する。更に、第６リレー２７は、第１リレー１９と同等の機能を有する。そのため、これら各機能ブロックについての重複する説明は省略する。

【0057】

また、本変形例では、ＡＣ－ＤＣコンバータ１２と切替部２２を接続する経路で分岐した入力電圧（図中では、「Ｖｉｎ」と表記する。）は、抵抗１５を介して、判定用の電圧（図中では、「Ｖｊ」と表記する。）として、第１リレー１９、第２リレー２０、及び第３リレー２１に加えて、第４リレー２４、第５リレー２６、及び第６リレー２７に対しても供給される。

【0058】

この図６に示すように、蓄電池を１つ追加する場合には、それに伴い、充電回路を１つ、ノーマリークローズのリレーを１つ、ノーマリーオープンのリレーを２つ追加することにより、上述した接続状態切替処理と同様の効果を奏することが可能となる。

【0059】

この場合に、例えば、３つの蓄電池の定格電圧を、入力電圧や出力電圧の三分の一とするとよい。例えば、入力電圧及び出力電圧が、２４［Ｖ］の直流電圧ならば、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７と第３蓄電池２５の定格電圧を、８［Ｖ］の直流電圧とする。これにより、並列接続した場合に入力電圧で各蓄電池の充電を実現できると共に、直列接続した場合に入力電圧と同じ電圧値となる３つの蓄電池の放電する電圧を出力電圧とすることができる。

【0060】

あるいは、この場合に、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７と第３蓄電池２５の定格電圧を１２［Ｖ］の直流電圧とする。これにより、並列接続した場合に入力電圧で各蓄電池の充電を実現できると共に、直列接続した場合に入力電圧よりも高い、３６［Ｖ］の直流電圧となる３つの蓄電池の放電する電圧を出力電圧とすることができる。これにより、例えば、駆動装置２００の駆動状態等に応じて、リレーの切り替えを行なうことで、異なる電圧値の電圧を出力電圧として駆動装置２００に供給することが可能となる。

【0061】

他の変形例として、例えば、上述した各電圧の電圧値は例示に過ぎず、これに限られない。例えば、入力電圧及び出力電圧が、１２［Ｖ］の直流電圧であって、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の定格電圧が、６［Ｖ］の直流電圧であってもよい。すなわち、入力電圧及び出力電圧が、第１蓄電池１６の定格電圧と第２蓄電池１７の定格電圧を合算した電圧値であればよい。

【0062】

他の変形例として、例えば、各リレーに代えて、ユーザの操作に応じて開閉状態が切り替わるスイッチを利用してもよい。そして、ユーザが、電子機器１をＡＣ電源２から取り外す場合や、ＡＣ電源２の停電が予測されるような場合に、予めユーザの操作を受け付けることにより、第１蓄電池１６と第２蓄電池１７の放電する電圧を出力電圧として、駆動装置２００に対して出力をするようにしてもよい。

【0063】

他の変形例として、例えば、上述したように、電子機器１は、電子式ガスブレンダ以外の他の医療機器に適用してもよい、例えば、輸液ポンプやシリンジポンプといった、輸液に関連する装置に適用してもよい。何れも、生体に対する医療行為を実現するための重要な機器であることから、駆動停止を防止することができる電子機器１の適用用途として、好適である。

【0064】

他の変形例として、例えば、図４を参照して上述したようにＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていない場合に、第１充電回路１３や第２充電回路１４が充電の制御を取り止めるようにしてもよい。
ＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていない場合、上述したように第１蓄電池１６や第２蓄電池１７は放電を行う。しかしながら、第１蓄電池１６や第２蓄電池１７に対する充電の制御によって、この第１蓄電池１６や第２蓄電池１７の放電が阻害され、放電が適切になされない可能性がある。そこで、第１充電回路１３や第２充電回路１４は、ＡＣ電源２からの入力電圧の供給を受けていないことを検出した場合に、第１蓄電池１６や第２蓄電池１７に対する充電の制御を取り止めるようにする。これにより、第１充電回路１３や第２充電回路１４による充電の制御によって、第１蓄電池１６や第２蓄電池１７の放電が阻害されることを防止できる。

【0065】

以上説明した電源制御装置１００は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の電源制御装置１００により行なわれる電源制御方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

【0066】

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

【符号の説明】

【0067】

１ 電子機器
２ ＡＣ電源
１１ ノイズフィルタ
１２ ＡＣ－ＤＣコンバータ
１３ 第１充電回路
１４ 第２充電回路
１５ 抵抗
１６ 第１蓄電池
１７ 第２蓄電池
１８ グラウンド
１９ 第１リレー
２０ 第２リレー
２１ 第３リレー
２２ 切替部
２２ａ、２２ｂ ダイオード
２３ 第３充電回路
２４ 第４リレー
２５ 第３蓄電池
２６ 第５リレー
２７ 第６リレー
１００、１０１ 電源制御部
２００ 駆動装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】