CN1107875C - 电池剩余容量测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种电池剩余容量测量装置，包括微处理器及集成电路，与2次电池封装在一起构成电池包。集成电路包括测量2次电池充放电电流的电流测量电路、检测2次电池过电流的过电流检测电路、驱动2次电池充电控制用半导体开关的驱动电路、以及为节能的电源开关电路。电流测量电路包括检测电流检测电阻两端电压的运算放大器，过电流检测电路能够外部设定过电路检测电平及过电流检测响应时间。电源开关电路有选择地将电池剩余容量测量装置的各种电路部分与电源相连。

Description

电池剩余容量测量装置
本发明涉及电池剩余容量测量装置，特别涉及能够高精度测量2次电池的电池剩余容量并与2次电池封装在一起的理想的电池剩余容量测量装置。
最近，氢镍蓄电池及锂离子电池这种能够充电的2次电池迅速普及，广泛用作为以个人计算机为代表的各种电子设备的电源。另外，最近不进行各种试验，以开发将对2次电池进行保护的各种电路及测量电池剩余容量的电池剩余容量测量装置与2次电池组装成一体、形成一个组件的所谓电池包。
电池剩余容量测量装置一般地包括根据与2次电池串联连接的充放电电流检测用分流电阻两端产生的电压，求出流过2次电池充放电电流的电流测量电路，通过在微处理器中对该电流测量电路检测的充放电电流进行累计，求得电池剩余容量。在电池剩余容量测量装置的电流测量电路中，主要问题是如何高精度检测2次电池的充放电电流。另外，包含电流测量电路等的电池剩余容量测量装置，由于由2次电池提供电源而工作，因此要求其消耗功率要极少。
但是，以往的电流测量电路都是用分立电路元件组成，其消耗功率也比较大。而且，如果想要提高电流测量电路的电流测量精度，则其电路结构将变得复杂。因此，以往将包含这样的电流测量电路的电池剩余容量测量装置与2次电池封装在一起构成电池包是非常困难的。
以往，一般采用电流熔断器等作为2次电池的过电流保护。但是，由于电流熔断器熔断的电流大小不准确，而且其熔断时间随电流值而变化，因此不能够采用电流熔断器作为可靠的过电流保护对策。所以往往在电池剩余容量测量装置中设置检测2次电池过电流以进行过电流保护动作的电子过电流保护电路来代替电流熔断器，用以保护2次电池及由该2次来代替电流熔断器，用以保护2次电池及由该2次电池驱动的电子设备。
但是，以往的过电流检测电路，其电路结构不仅复杂，而且用分立电路元件构成，其消耗功率也比较大。另外，在过电流保护电路中是根据电流测量电路的输出进行过电流检测，这种场合，电流测量电路的测量精度下降。也就是说，在构成过电流检测电路的场合是输入电流测量电路检测的电流值来检测过电流，必须使电流测量电路的动态范围足够大，以便能够检测通常的充放电电流及过大的充放电电流两种情况。这不仅有损电流测量电路的测量精度，也使过电流检测精度下降。另外，在互相独立构成电流测量电路及过电流检测电路时，其电路的结构将很庞大。
如上所述，以往的电流测量电路及过电流检测电路采用分立电路元件构成，其消耗功率也比较大。因此在想要将电流测量电路及过电流检测电路与2次电池组装在一起构成电池包时，就产生电池包大型化及白白消耗2次电池的有限电池容量等问题。
由于2次电池的性能(容量特性)受温度的影响很大，而且电池包中实际上没有多余的地方装入散热构件等，因此在将电池剩余容量测量装置与2次电池组装在一起构成电池包时，必须尽可能抑制电池剩余容量测量装置的发热。
但是，由于以往的由分立电路元件构成的电池剩余容量测量装置消耗功率较大，因此要实现满足必须降低发热量要求的电池包是非常困难的。另外假定，即使实现了按照适合于某个电池包使用条件设计的将电池剩余容量测量装置与2次电池组装在一起的电池包，也有可能例如在电池包使用条件不一样的情况下电池剩余容量测量装置的动作不正常。也就是说，很难提供一种适合各种电池包使用条件的电池剩余容量测量装置。
本发明的目的之一是在于提供具有能够高精度测量2次电池充放电电流且消耗功率小的电流测量电路的电池剩余容量测量装置。
本发明的另外目的是在于提供具有能够简单可靠检测2次电池中的过电流且消耗功率小的过电流检测电路的电池剩余容量测量装置。
本发明的另外目的是在于提供具有能够容易改变设定过电流检测电平及过电流检测响应时间以适合2次电池不同规格及用途的过电流检测电路的通用的电池剩余容量测量装置。
本发明的另外目的是在于提供减少功率消耗的浪费、实现节能化的电池剩余容量测量装置。
本发明的另外目的是在于提供与2次电池封装在一起的理想的电池剩余容量测量装置。
本发明实施形态之一的电池剩余容量测量装置具有测量2次电池充放电电流的电流测量电路。该电路测量电路具有检测与2次电池串联连接的电流检测用电阻的两端电压的差动放大电路，有选择地对该差动放大电路加上偏置电压并可改变设定偏置电压的偏置电压调节电路，以及可改变设定前述差动放大电路增益的增益调节电路。
根据上述电池剩余容量测量装置，通过调节在差动放大电路的偏置电压及差动放大电路的增益，能够有效地补偿电流测量电路的测量误差，充分提高其测量精度。
比较理想的是电流测量电路还具有设置在前述电阻与前述差动放大电路之间的极性反转开关电路。前述极性反转开关电路切换前述电阻的两端电压相对于前述差动放大电路的输入极性。前述差动放大电路利用单一电源驱动。当前述2次电池处于充电状态时，极性反转开关电路取第1切换位置，而当前述2次电池处于放电状态时，极性反转开关电路取第2切换位置，将前述输入极性反向，与前述第1切换位置的输入极性相反。
在包括该理想的电流测量电路的电池剩余容量测量装置中，不管2次电池是处于充电状态还是处于放电状态，通过极性反转开关电路将同样极性的电阻两端电压加在差动放大电路上，即使是用单一电源驱动的动作范围被限定的差动放大电路也能够测量充放电电流。该电流测量电路与用正负电源驱动的差动放大电路相比，能够简化驱动电源及差动放大电路的构成，同时能够降低差动放大电路的消耗功率。这样构成的电流测量电路有利于集成电路化。将电流测量电路集成电路化的电池剩余容量测量装置适合于与2次电池封装在一起。
本发明其他实施形态的电池剩余容量测量装置包括检测与2次电池串联连接的电流检测用电阻的两端电压并根据前述电阻两端电压测量前述2次电池充放电电流的电流测量电路，以及与前述电流测量电路分开、独立检测前述电阻两端电压并根据这样检测的前述电阻两端电压检测前述2次电池过电流的过电流检测电路。
根据上述电池剩余容量测量装置，能够相应于通常的充放电电流大小决定电流测量电路的动态范围，还能够与电流测量电路的动态范围分开独立决定适合于检测过电流产生的过电流检测电路的动态范围。因此，既能够测量电池剩余容量测量必须的2次电池通常的充放电电流值，又能够可靠检测2次电池中的过电流产生。
比较理想的是前述电流测量电路及过电流检测电路分别包括用高输入阻抗差动放大器构成的输入级。根据该理想形态，能够抑制电流测量电路及过电流检测电路的消耗功率，两个电路都适合于集成电路化。
更加理想的是电流测量电路及过电流检测电路实现集成电路化。根据该理想形态，与用分立电路元件的情况相比，能够降低消耗功率，电路能够小型化，能够抑制电路元件制造上的离散性，能够提高充放电电流及过电流的检测精度。将电流测量电路及过电流检测电路集成电路化的电池剩余容量测量装置适合于与2次电池封装在一起。
本发明其他实施形态的电池剩余容量测量装置包括检测2次电池过电流的过电流检测电路。过电流检测电路具有检测与前述2次电池串联连接的电流检测用电阻的两端电压的差动放大电路，将外部设定的基准值与前述差动放大器的输出进行比较、当前述差动放大器输出超过前述基准值时输出表示过电流产生的输出信号的比较器，以及对应于该比较器输出信号开始计时、当经过了外部设定的设定时间时就输出过电流检测信号的定时器电路。
根据上述的电池剩余容量测量装置，能够外部设定过电流检测电路的差动放大器有关的基准值及定时器电路有关的设定时间以适合2次电池不同的规格、特性及使用用途，因而能够根据2次电池的规格等采取相应的过电流保护对策。由于能够这样外部设定过电流检测电路的动作特性，因此在将过电流检测电路集成电路化的情况下也无损电池剩余容量测量装置的过电流保护功能的通用性。换句话说，过电流检测电路适合于集成电路化。
比较理想的是过电流检测电路包括分别由单一电源驱动的第1及第2差动放大器。前述第1及第2差动放大器分别连接于前述电阻两端以便用不同极性输入前述电阻两端电压。
在包括该理想的过电流检测电路的电池剩余容量测量装置中，前述电阻两端电压以不同极性输入第1差动放大器及第二差动放大器。换句话说，即使第1及第2差动放大器分别由单一电源驱动、并且各该差动放大器的动作范围被限定，也能够用第1差动放大器检测2次电池的过大充电电流及过大放电电流的某一项，能够用第二差动放大器检测过大充放电电流的另一项。而且，由于差动放大器用单一电源驱动，因此差动放大器的电源构成简单，过电流检测电路适合于集成电路化。
更加理想的是根据2次电池是处于充电状态还是处于放电状态驱动前述第1及第2差动放大器中相应的某一个放大器。根据该理想的过电流检测电路，对应于2次电池的充放电状态有选择地使第1及第2差动放大器动作，能够实现节能化，过电流检测电路更适合于集成电路化。
比较理想的是前述定时器电路包括根据前述比较器输出信号而动作的开关电路，通过前述开关电路与前述过电流检测电路外接的电容器相连、对前述电容器充电用的恒流源，以及对前述电容器的充电电压与基准电压进行比较、当前述电容器的充电电压超过前述基准电压时输出前述过电流检测信号的辅助比较。更为理想的是前述电容器是可变电容器。根据该理想的过电流检测电路，通过更换外接电容器或调节可变电容器的电容量，能够很容易地改变定时器电路有关的设定时间。
本发明其他实施形态的电池剩余容量测量装置包括包含分别与前述电阻两端相连使与2次电池串联连接的电流检测电阻的两端电压以不同极性输入、并分别根据前述电阻的两端电压检测流过前述2次电池电流的第1及第2差动放大器的电流检测电路，以及根据流过前述2次电池的电流方向有选择地将前述第1差动放大器或前述第2差动放大器的某一个放大器与电源相连的电源开关电路。
根据上述电池剩余容量测量装置，按照流过2次电池电流的方向选择第1及第2差动放大器中的一个放大器供给电源，能够防止实质上不起作用的另一个差动放大器白白地消耗功率，以实现节能化。
比较理想的是前述电流检测电路是根据前述电流检测电阻的两端电压检测前述2次电池充放电电流的电流测量电路，根据前述2次电池是处于充电状态还是处于放电状态，通过前述功率开关电路将前述第1及第2差动放大器的相应的一个放大器与前述电源相连。根据该理想形态，能够降低电流测量电路的功率消耗，同时能够检测2次电池的充放电电流。
比较理想的是前述电流检测电路是根据前述电流检测电阻的两端电压检测前述2次电池过电流的过电流检测电路。
更为理想的是构成前述过电流检测电路的前述电流检测电路还包括将前述第1差动放大器的输出与第1基准值进行比较、当前第1差动放大器的输出超过前述第1基准值时输出第1判断输出的第1比较器，以及将前述第2差动放大器的输出与第2基准值进行比较、当前述第2差动放大器的输出超过前述第2基准值时输出第2判断输出的第2比较器。根据通过电源开关电路将前述第1差动放大器或前述第2差动放大器的哪一个放大器与前述电源相连，前述电源开关电路将前述第1及第2比较器中相应的一个比较器与前述电源相连。
更为理想的是构成前述过电流检测电路的前述电流检测电路还包括根据前述第1比较器输出的前述第1判断输出进行过电流检测的第1过电流检测器，以及根据前述第2比较器输出的前述第2判断输出进行过电流检测的第2过电流检测器。当输出前述第1判断输出时，前述电源开关电路将前述第1过电流检测器与前述电源相连，另外，当输出前述第2判断输出时，前述电源开关电路将前述第2过电流检测器与前述电源相连。
根据这些实施形态，能够降低过电流检测电路的功率消耗，同时能够检测2次电池的过大充电流及过大放电电流的产生。这样实现低功耗的电流检测电路适合于集成电路化，另外，含有集成电路化的电流检测电路的电池剩余容量测量装置便于实现电池包。
附图简要说明
图1表示与本发明一实施例有关的电池剩余容量测量装置的电池包概略结构图。
图2表示构成图1所示电池剩余容量测量装置主要部分的集成电路的概略方框图。
图3表示图2所示电流测量电路的结构例。
图4表示图2所示过电流检测电路的结构例。
图5表示图2所示电源开关电路的结构例。
图6表示举例表示供给电源开关电路控制逻辑单元及开关控制的一部分的控制表。
图7为表示与本发明变形例有关的电流测量电路的概略方框图。
下面参照附图对与本发明一实施例有关的电池剩余容量测量装置进行说明。
实施例
本实施例的电池剩余容量测量装置包含内装A/D变换器5a的微处理器5及集成电路(IC)6，在微处理器5中对分流电阻2两端电压表示的充放电电流进行累计以测量电池剩余容量。电池剩余容量测量装置如图1所示，由2次电池1、分流电阻2、半导体开关3、温度传感器4、2次电池用过电压保护电路7及恒压源90一起构成电池包。电池包具有正负端子，可选择与充电器或负载(图中均未画出)相连。
2次电池1可以由单一的单体电池构成，而一般由若干单体电池串联、并联或串并联连接的电池组构成。2次电池1的正极端子通过半导体开关3与电池包的正极端子相连，电池1的负极端子通过分流电阻2与电池包的负极端子相连。换句话说，分流电阻2与2次电池1串联连接。
半导体开关3包含充电用FET3a及放电用FET3b。当处于将充电器与电池包相连状态下、充电用FET3a导通时，来自充电器的充电电流通过FET3a形成的通道及放电用FET3b的寄生二极管(未图示)流向2次电池1，另外，当处于将负载与电池包相连状态下、放电用FET3b导通时，来自2次电池的放电电流通过放电用FET3b形成的通道及充电用FET3a的寄生二极管(未图示)流向负载。
当电池剩余容量测量时，由于2次电池1的容量特性与电池温度有关，因此微处理器5通过A/D变换器将通过温度传感器4检测的表示2次电池1的温度的温度信息输入，利用该温度信息作为修正数据IC6与过电压保护电路7也可以相互集成在一起，但本实施例中，考虑到两者动作电压的不同，与IC6分开作为另外的电路单元构成过电压保护电路7。
如图1及图2所示，IC6具有测量2次电池1的充放电电流的电流测量电路10、当过电流流过2次电池1时产生过电流检测输出的过电流检测电路20、测量2次电池1的端电压及各单体电池端电压的电压测量路30、驱动半导体开关3的驱动电路40、以及为节能的电源开关电路50。
在该结构中，电流测量电路10对随流过2次电池1的充放电电流而变化的分流电阻2的两端电压进行测量，将表示充放电电流的模拟测量输出通过A/D变换器5a给予微处理器5。过电流检测电路20在根据分流电阻2的两端电压检测出过电流时，将表示产生过电流的数字检测输出给予微处理器5。电压测量电路30对2次电池1的端电压及各单体电池的电压进行测量，将表示测量电压的模拟测量输出通过A/D变换器5a给于微处理器5。驱动电路40在微处理器5的控制下动作，控制半导体开关3的动作，控制对于2次电池1的充电及放电。驱动电路40的构成能够适应于由P沟道FET及n沟道FET等实现的各种结构的半导体开关3。
另外，IC6还具有将微处理器5给予的控制数据分配给电流测量电路10、功率开关电路50及电压测量电路30的逻辑数据分配电路60，以及2个电压检测电路70及80。电压检测电路70及80检测外围电路的电压，并将相应于检测电压的数字检测检出给予微处理器5。
在电池剩余容量测量装置中，比较理想的是充电用FET3a包含快速充电用FET(图示省略)及与其并联连接的连续充电用FET(图示省略)，两FET的漏极与充电器连接端子(图示省略)相连，源极通过二极管(图示省略)与电池组的正极端子相连。放电用FET3b的漏极与负载连接端子(图示省略)相连，源极与二极管及电池组正极端子的连接点相连。电池组的负极端子与电池包的负极端子相连。
在上述理想的构成例子的情况下，IC6设有图2所示的各种输入输出端，IC6通过这些端子与2次电池1、分流电阻2、半导体开关3及微处理器5相连。下面就IC6的主要输入输出端加以说明。
IC6具有与恒压源90(图1)相连的电源端Vcc，该恒压源90将2次电池1作为动作电源，恒压源90输出的功率通过电源端Vcc供给过电流检测电路20、驱动电路40、功率开关电路及2个电压检测电路70和80。IC6具有与驱动电路40有关的分别与电池组正极端子及负极端子相连的PD+端及P-端、与电池包的充电器连接端子(图示省略)相连的PC+端、以及分别与放电用FET、涓流充电用FET及快速充电用FET的栅极相连的PDO端、PC20端及PC10端。另外，IC6设有栅极电压控制信号输入端ENDI、与过电流检测电路20有关的过电流检测信号输出端0C0相连的栅极电压截止指令输入端C1I2、DI2及C2I2、以及与微处理器5相连的栅极电压截止指令输入端C1I1、DI1及C2I1。
在根据上述理想形态的电池剩余容量测量装置中，例如当根据PC+端及PD+端出现的电压检测出是充电器还是负载与电池包相连时，微处理器5输出的栅极电压控制信号通过ENDI端供给驱动电路40，驱动电路40控制涓流充电用FET、快速充电用FET及放电用FET的栅极电压，使相应的一个FET导通。其结果，充电器输出的充电电流流入电池组或者电池组输出的放电电流流入负载。这期间流过分流电阻2的充电电流或放电电流通过与IC6的分流电阻电压输入端+IN及-IN相连的电流测量电路10进行测量，测量电流通过IC6的IOOT端供给微处理器5。根据该测量电流，微处理器5通过ENDI端调节供给驱动电路40的栅极电压控制信号，以控制充放电电流。
另外，当通过与IC6的+IN及-IN端相连的过电流检测电路20检测出过电流产生、过电流检测输出通过IC6的0C0端及C1I2、DI2及C2I2端供给驱动电路40时，驱动电路40将涓流充电用、快速充电用及放电用FET处于截止状态。另外，当检测出过电流产生、另外的过电流检测输出通过IC6的PLO端送给微处理器5时，微处理器5输出的FET截止指令通过IC6的C1I1、DI1及C2I1端供给驱动电路40，使FET截止。
关于IC6的其他输入输出端，将参照图3～图5在后面叙述，而与本发明无直接关系的则省略其说明。
下面参照图3对电流测量电路10进一步进行说明。
电流测量电路10具有逻辑数据输入端SEL0～SEL4、有2个开关SW1及SW2的极性反转开关14、以及分别由PWI符号对应的单一电源(单极性电源)驱动的高输入阻抗第1～第3运算放大器11、12及13。
如下面详细所述，电流测量10根据2次电池1的充放电状态选择接通极性反转开关14的开关SW1及SW2的某一个开关，给运算放大器12附加可变偏置电压，并可以致变设定运算放大器13的增益。根据这一特点，逻辑数据分配电路60将通过IC6的控制数据输入端M从微处理器5输入的若干位(bit)的控制数据进行解码；生成若干位的逻辑数据，该逻辑数据的一部分即表示2次电池1的充放电状态、偏置条件及增益条件的逻辑数据部分通过SEL0～SEL4端供给电流测量电路10的译码器10a。译码器10a将这些逻辑数据进行译码后输出上述开关SW1、SW2及后述开关的驱动信号。
如图3所示，IC6的第1分流电阻电压输入端+IN，一边通过电阻与分流电阻2的一端相连，另一边通过开关SW1的第1触点与第1放大器11的同相输入端相连，另外还通过开关SW2的第2触点与第2放大器12的同相输入端相连。IC6的第2分流电阻电压输入端-IN，一边通过电阻与分流电阻2的另一端相连，另一边通过开关SW1的第2触点与第2放大器12的同相输入端相连，另外还通过开关SW2的第1触点与第1放大器11的同相输入端相连。
与分流电阻2并联连接有电容器，另外还有2个电容器串联连接后与之并联连接。2个电容器的连接点接地。
电流测量电路10包含互相串联连接的电阻R1～R4，电阻R1的一端接地。第1放大器11的反相输入端及输出端分别与电阻R2的两端相连，第2放大器12的反相输入端及输出端分别与电阻R4的两端相连。
极性反转开关14的反转开关SW1及SV2根据表示2次电池1的充放电状态的逻辑数据部分进行通断动作(极性反转动作)，若一个开关片于接通位置，则另一开关处于断开位置。当开关SW1接通且开关SW2断开时，第1电压输入端I+IN与第1放大器11相连，同时第2电压输入端-IN与第2放大器12相连。当开关SW1断开且开关SW2接通时，与上相反，第1电压输入端+IN与第2放大器12相连，同时第2电压输入端-IN与第1放大器11相连。
极性反转开关14根据二次电池1的充放电状态进行上述极性反转动作的结果，尽管2次电池1在充电时及放电时流过分流电阻2的电流流向(分流电阻2两端产生的电压极性)不同，但在任何一种情况下，对于由单一电源驱动的第1～第3运算放大器11～13构成的动作极性有规定的测量用差动放大器输入端，分流电阻2的两端电压总是以适合放大器动作极性的相同极性加在前述测量用差动放大器的输入端。
第1运算放大器11的功能是作为增益大于1的输入缓冲放大器，与第2运算放大器12一起作用构成测量分流电阻2两端电压的差动放大电路。换句话说，第2运算放大器12通过第1运算放大器11将分流电阻2的一端的端电压+IN或-IN输入至放大器12的一输入端，而将分流电阻2的另一端的端电压-IN或+IN输入至放大器12的另一输入端，通过这样的构成对分流电阻2的两端电压进行测量。第3运算放大器13设有差动放大电路输出级，与后面详细叙述的第2开关群18共同作用，其功能作为可以改变设定动作放大电路增益的输出缓冲放大器，利用这三个运算放大器11、12及13构成高输入阻抗且增益可变的测量用差动放大器。
电流测量电路10具有由开关SW3～SW7组成的第1开关群15、产生例如1.25V基准偏置电压的偏置电源17、以及连接端REF、IREF1、IREF2及IREF3。IC6还外接有与这些电流测量电路组成部分有关的由互相串联连接的电阻R10～R13组成的电阻群16。电阻R10的一端通过连接端REF与偏置电源17的基准偏置电压输出端相连，电阻R13的一端接地，而电阻R10～R13的连接点通过IREF3、IREF2及IREF1分别与开关SW3、SW4及SW5的一端相连。开关SW3、SW4及SW5的各另一端与第2运算放大器12的同相输入端相连。另外，开关SW6连接于第1及第2运算放大器11及12的各同相输入端之间，开关SW7连接于第1运算放大器11的同相输入端与接地之间。
构成第1开关群15的一部分的开关SW3、SW4及SW5，在微处理器5的控制下，根据加在电流测量电路10的逻辑数据输入端SEL0～SEL4的逻辑数据中与运算放大器12所加偏置电压有关的偏置条件的逻辑数据部分进行通断动作，当开关SW3、SW4及SW5全部断开或某一个开关接通，则将基准偏置电压或其分压加在第2运算放大器12的同相输入端。结果在第1及第2运算放大器11及12的各同相输入端之间加上偏置电压，则差动放大特性具有偏置性能。
另外，开关SW6根据加在逻辑数据输入端SEL0～SEL4的逻辑数据中表示短路指令的逻辑数据部分接通，将第1及第2运算放大器11及12的同相输入端之间短路。还有，开关SW7根据表示接地指令的逻辑数据部分接通，将第运算放大器11的同相输入端接地。通过将开关SW6接通，能够人为地使加在运算放大器11及12上的分流电阻两端电压为零，另外，通过将开关SW7接通，能够使运算放大器11的同相输入端接地，在任一状态上都能够提供运算放大器13输出的输出电流值以调整偏置电压及增益。
电流测量电路10具有由开关SW8～SW11组成的第2开关群18、由互相串联连接的电阻R5～R8组成的第2电阻群19、与第3运算放大器13的输出端及微处理器5的A/D变换器5a相连的充放电电流信号输出端IOUT、以及与第2运算放大器12的输出端相连的测试端TEST1。测试端TEST1可以省略。第2运算放大器12的输出端与第3运算放大器13的同相输入端相连。第3运算放大器13的反相输入端与各开关SW8～SW11的一端相连。开关SW8的另一端与第3运算放大器13的输出端及电阻R8的一端相连，各开关SW9～SW11的另一端与电阻R8～R5的连接点相连，电阻R5的一端接地。
开关SW8～SW11在微处理器5的控制下，根据加在电流测量电路10的逻辑数据输入端SEL0～SEL4的逻辑数据中表示与运算放大器13的增益有关的增益条件的逻辑数据部分进行通断动作，当开关SW8～SW11的某一个接通时，将反馈电阻R5～R8的某一个接在运算放大器13的输出端与反相输入端之间，通过这样可以改变设定第3运算放大器13的增益，进而可以改变设定测量用差动放大器的总增益。
根据这种结构的电流测量电路，通过测量分流电阻2的两端电压对2次电池1的充放电电流进行测量的测量用差动放大器由利用单极性电源分别驱动的三个运算放大器11、12及13构成，其输入阻抗可设定为足够高。而且，为了符合测量用差动放大器的动作极性，相应于2池电池1因充电时及放电时而变化的电流流向通过切换极性反转开关14，使得不管2次电池1是处于充电状态还是处于放电状态，对于测量用差动放大器，分流电阻2的两端电压提供的是同一极性的电压。
因而，如果采用这样的电路结构，即使用单一电源驱动测量用差动放大器、其动作范围限定在单一极性，也能够测量充放电电流，不需要正负电源，因此能够简化差动放大器及其驱动电源的结构，另外能够将差动放大器的消耗功率降得很低。而且，差动放大器的全部组成部分，特别第1及第2运算放大器11及12在IC6制造时能够作为IC6的一部分包括在内一起形成，因而IC制造工艺中的制造误差而导致差动放大器的各电路组成部分的制造误差处于相同等级。因此，与采用分别制造差动放大器的分立电路元件构成的情况下相比，差动放大器电路组成部分间动作特性上的离散性较小。所以，能够从整体上提高根据分流电阻两端电压来测量充放电电流的差动放大器的动作特性，与电路组成部分特性的离散性相关的差动放大器相对测量误差小。但是，由于IC制造工艺中的制造误差，使作为IC6一部分而形成的差动放大器的动作特性一般达不到期望值，从加上分流电阻两端电压的差动放大器输出的测量电流值与流过分流电阻的充放电电流不完全一致。换句话说，差动放大器的绝对测量精度往往不够高。
但另一方面，根据该电流测量10，利用第2开关群15及偏置电源17能够有选择地对差动放大器加上偏置电压，而且可以改变设定。再加上利用第2开关群18能够改变设定差动放大器的增益。因而，通过利用偏置电压及增益的调节而进行简单的校正处理，能够提高差动放大器的绝对测量精度。
具体来说，通过一面改变流过分流电阻2的规定电流值，一面测量分流电阻2流过规定电流时产生的分流电阻2的两端电压及从输入该分流电阻两端电压的电流测量电路10输出的输出电流值，求出电流测量电路10的输入电压与输出电流的特性。然后，通过切换第1及第2开关群15及18的开关，使流过分流电阻2的电流值与电流测量电路10输出的输出电流值相等，得到所希望的输入输出特性，这样设定理想的加在电流测量电路10的差动放大器上的偏置电压及差动放大器的增益。
如果通过这样来校正测量用差动放大器的动作特性，就能够大大提高电流测量电路10的绝对测量精度，再由于其本身的相对测量精度足够高，因而能够高精度且稳定地测量2次电池1的充放电电流。另外，能够比较简单地通过偏置电压及增益的调节进行差动放大器动作特性的校正。还有，如果电池包的使用环境实际上相同的话，则当然不需要校正处理，因而对微处理器5的处理没有增加负担。也就是说，在通过端子SEL0～SEL4从逻辑数据分配电路60供给电流测量电路10的逻辑数据中表示偏置条件及增益条件的逻辑数据部分通常能够预先设定，微处理器5输出的控制数据中与逻辑数据部分相应的能够预先设定。另外，根据通过这样校正大大提高其测量精度的电流测量电路10，即使采用结构简单、廉价的微处理器5，也能够高精度测量充放电电流，从而能够高精度求得2次电池1的电池剩余容量。
关于利用偏置电压及增益的调节来校正电流测量电路10的输入输出特性，附带说明一下，在电路10的输入输出特性为线性的情况下，已足以得到足够的绝对测量精度，这时在分流电阻两端电压(电路10的输入电压)的整个可变范围内只要设定相同的偏置电压及相同的增益即可。另外，在电流测量电路10的输入输出特性没有足够线性的情况下，也可以例如，将表示分流电阻两端电压的电路10输出电流的整个可变范围预先划分为若干区域，同时预先设定与各自这些电流区域相适应的偏置电压及增益(控制数据)，使微处理器5应该送出的控制数据随电路10供给微处理器5的测量电流值而变化。
下面参照图4对过电流检测电路20进行说明。
过电流检测电路20在根据分流电阻两端电压检测流过分流电阻2的电流这一点上与电流测量电路10相同，而与检测2次电池1的正常的充放电电流的电流测量电路10相比，在检测2次电池1中的过电流这一点上不同。因此，过电流检测电路20与电流测量电路10分开，完全独立设置。
过电流检测电路20在其输入级具有互相并排设置、分别检测过大的充放电电流用的2个差动放大器21a及21b。这些差动放大器21a及21b也与电流测量电路10中的运算放大器11、12及13相同，由单一电源驱动，其动作范围(极性)被规定。因此，分流电阻两端电压以不同极性输入差动放大器21a及21b。具体来说，设置的差动放大器21a具有与IC6的第1分流电阻电压输入端+IN相连的同相输入端及与第2分流电阻电压输入端-IN相连的反相输入端，用以检测2次电池1的充电电流。另外，设置的差动放大器21b具有与+IN端相连的反相输入端及与-IN端相连的同相输入端，用以检测2次电池的放电电流。
这样，在过电流检测电路20中，并排设置2个差动放大器21a及21b代替电路测量电路10中的极性反转开关14，从而没有开关切换而的的时间损失，能够可靠且快速地检测2次电池1在充放电过程中产生的过电流。
关于过电流检测电路20中过电流检测电平的调节，电池剩余容量测量装置包括由一端与动作电源端VCC相连的可变电阻R41及与其串联连接、一端接地的固定电阻R41及与其串联连接、一端接地固定电阻R42组成的设定第1过电流检测电平用的第1外接电阻23a，以及同样由可变电阻R43及固定电阻R44组成的设定第2过电流检测电平用的第2外接电阻23b。在本实施例中，设定两个检测电平，使第1检测电平大于第2检测电平过电流检测电路20具有与电阻R41及R42的连接点相连的第1基准电压输入端CREF1，以及与电阻R43及R44的连接点相连的第2基准电压输入端CREF2。
差动放大器21a的输出端与相互并排设置的第1及第2比较器22a及22b的各同相输入端相连，两比较器的反相输入端分别与第1及第2基准电压输入端CREF1及CREF2相连。另外，差动放大器21b的输出端与第3及第4比较器22c及22d的同相输入端相连，两比较器的反相输入端与基准电压输入端CREF1及CREF2相连。
然后，利用差动放大器21a检测的、表示流过分流电阻2的充电电流的分流电阻两端电压分别给予互相并排设置的第1及第2比较器22a及22b，并分别与第1及第2基准值CREF1及CREF2进行比较。另外，利用另一个差动放大器21b检测的分流电阻两端电压分别给予互相并排设置的第3及第4比较器22c及22d，并分别与第1及第2基准值进行比较。
当利用差动放大器21a及21b相应的某一个放大器检测的电流值超过第1过电流检测电平CREF1时，第1及第3比较器22a及22c分别产生过电流检测信号。当检测电流值超过第2过电流检测电平CREF2时，第2及第4比较器22b及22d分别产生过电流检测信号。换句话说，利用差动放大器21a检测的2次电池1的充电电流在第1及第2比较器22a和22b分别与第1及第2基准值CREF1及CREF2进行比较，而利用差动放大器21b检测的2次电池1的放电电流在第3及第4比较器22c及22d2分别与第一及第2基准值CREF1及CREF2进行比较。
过电流检测电路20包括与第1及第2比较器22a及22b的输出端相连、具有2个输入端的或门电路24a。然后，由第1及第2比较器22a及22b产生的关于充电过电流的检测输出从或门电路24a通过缓冲器及IC6的过电流检测输出端PL0在该检测时刻输出给微处理器5。在图4中，符号R45及C43表示构成与微处理器5输入级等效负荷的电阻器与电容器。
另外，过电流电路20包含或门电路24b及24c。或门电路24b的2个输入端与第1及第3比较器22a及22c的输出端相连，或门电路24c的2个输入端与第2及第4比较器22b及22d的输出端相连。因而，在或门电路24b，分别表示产生超过第1基准值CREF1的过大充放电电流的第1及第3比较器21a及21c检测输出进行逻辑和运算。在或门电路24c，分别表示产生低于第1基准值CREF1而超过第2基准值的过大充放电电流的第2及第4比较器22b及22d检测输出进行逻辑和运算。
这些或门电路24b及24c，当检测出过电流时，分别起动利用IC6外接电容器25a及25b的充电特性构成的系统定时器电路26a及26b。
定时器电路26a由与IC6的电源端Vcc相连的恒流源Iconst1，通过IC6的电容器连接端C1与恒流源Iconst1相连、利用恒流源输出电流充电的外接电容器25a，根据或门电路24b输出动作的开关SW1a及SW1b，以及将电容器25a的充电电压与规定电压进行比较的辅助比较器27a构成。开关SW1a接在恒流源Iconst1与连接端C1之间，相应于或门电路24b有输出时接通，将恒流源Iconst1与外接电容器25a相连。开关SW1b接在连接端C1与接地之间，相应于或门电路24b没有输出时接通，将电容器25a两端短路，使电容器25a放电。辅助比较器27a，其同相输入端通过连接端C1与电容器25a相连，其反相输入端与产生例如1.25V基准电压的基准电压源29相连。同样，定时器电路26b由恒流源Iconst2外接电容器25b、开关SW2a及SW2b、以及辅助比较器27b构成。
或门电路24b及24c通过有选择地使定时器电路26a及26b的开关群SW1a、SW2a或SW1b、SW2b动作，开始利用恒流源Iconst1及Iconst2对电容器25a及25b充电。辅助比较器27a及27b将这样进行充电的电容器25a及25b的充电电压与基准电压进行比较，当该充电电压达到基准电压时，产生表示过电流产生的输出。因而，比较器27a及27b起到使或门电路24b及24c的输出延迟直到电容器25a及25b的充电电压达到基准电压为止的时间的作用。另外，利用这种定时器电路26a及26b的延迟时间可以通过改变外接可变电容器25a及25b的电容量来调整。
辅助比较器27aey 27b的各输出端与锁存电路的第1或门电路的一输入端相连，第1或门电路的输出端与锁存电路28的第2或门电路的一输入端相连。然后，第2或门电路的输出端与第1或门电路的另一输入端相连，第2或门电路的另一输入端与IC6的复位信号输入端相连。也就是说，锁存电路28的2个或门电路与相交叉连接。
在定时器电路26a、26b延迟的第1～第4比较器22a、22b、22c及22d的各输出通过锁存电路28、缓冲器及IC6的过电流检测输出端0C0加给处理器5及驱动电路40。在图4中，驱动电路40及微处理器5的输入级用电阻器R46及电容器C44组成的等效负荷表示。
在如上所述结构的过电流检测电路20中，2次电池1的充电电流及放电电流分别由2套差动放大器21a及21b独立进行测量，两该测量电流值根据利用外接电阻23a及23b调节设定的第1及第2过电流检测电平CREF1及CREF2由比较器22a、22b、22c及22d独立进行比较判断，进行过电流检测。然后，该过电流检测结果通过利用电容器25a及25b的电容量调节进行可变设定的定时器电路26a及26b经规定时间延迟后输出。
也就是说，在该过电流检测电路20中，尽管将其主体部分作为IC6的一部分集成电路化，但其构成仍可以通过外接电阻23a及23b的调节改变设定的过电流检测电平，另外也可以通过电容器25a及25b的调节改变设定的过电流检测的响应时间。其结果能够根据2次电池1的规格或其特性、其至于根据其用途实施适当的过电流保护，具有通用性。
另外，在该过电流检测电路20中，特别独立设置检测2次电池1充电时的过电流用的检测部分(差动放大器21a、第1及第2比较器22a及22b)及检测2次电池1放电时的过电流用的检测部分(差动放大器21b、第3及第4比较器22c及22d)，这每一部分都可有选择地供给电源。这样有选择地供给电源是通过后述的电源开关电路50进行控制的。其结果，虽然检测部分设置了2部分，但仅驱动一部分，这样其消耗功率能够大致减少一半。特别是这样有选择地供给电源是与利用微处理器与对开关驱动器(驱动电路)40连动驱动而执行的，因而能够即时地进行电源供给选择切换，而与2次电池1的充放电切换时刻之间没有滞后。
因而，根据上述结构的过电流检测电路20，由于其输入及由高输入阻抗的差动放大器21a及21b构成，其整个电路构成实现低功耗，因此适合于作为IC6的一部分实现集成电路化。而且，由于2个差动放大器21a及21b和4个比较器22a、22b、22c及22d等能够在一个器件上生成，因此降低了这些电路动作特性的离散性，能够确保整个装置稳定动作。另外，由于仅将设定过电流检测电平的电阻器23a及23b和检测响应时间调节用的电容器25a及25b作为外接元件，因此其调节容易，具有能够根据2次电池1的规格或其使用状态进行调节的效果。
下面参照图5对电源开关电路50进行说明。
电源开关电路50的任务是分别对于电流测量电路10、过电流检测电路20的2套过电流检测部分、电压测量电路30以及微处理器5附加的A/D变换器5a及存储器EFPROM有选择地供给电源或切换电源供给以减少消耗功率。
电源开关电路50具有由开关SW21～SW26组成的电源开关群51，分别接通或断开开关SW21～SW26的控制逻辑单元52，控制信号输入端PS1～PS3，以及充放电状态信号输入端GHG1、GHG2及DC1。
开关SW21～SW26的多输入侧与IC6的电源端Vcc相连。开关SW21及SW22的输出侧分别与A/D变换器5a的基准电压输入端及EEPROM组成的存储器(未图示)的驱动电压输入端相连，开关SW23的输出与电流测量电路10的运算放大器11～13、偏置电源17及电压测量电路30的驱动电压输入端相连。存储器EEPROM的任务是存储供电流测量电路10动作特性校正用的测量数据及微处理器5的状态信息等。另外，开关SW24～SW26是与过电流检测电路20有关的，开关SW24的输出端与差动放大器21a、比较器22a及22b的驱动电压输入端相连，开关SW25的输出端与差动放大器21b、比较器22c及22d的驱动电压输入端相连，开关SW26的输出端与辅助比较器27a及27b的驱动电压输入端相连。
控制逻辑单元52相应于根据微处理器5输出的控制数据在逻辑数据分配电路60生成的控制信号PS1～PS3，以及驱动电路40供给的表示连续充电用FET及快速充电用FET导通的充电状态信号CHG1及CHG2，以及表示放电用FET导通的放电状态信号DC1，使开关SW21～SW26开闭，控制对电路组成部分10、20、30、50以及存储器的供电。关于对过电流检测电路20各部分的电源供给控制，图6举例表示微处理器5输出的控制信号PS3、充放电状态信号CHG1、CHG2及DC1以及开关SW24～SW26的开闭状态的关系。在图2中，符号PS1、A及B表示从逻辑数据分配电路60供给电压测量电路30的、与电路30的电压测量动作有关的逻辑数据。
在上述结构的电源开关电路50中，若开关SW21闭合，则对微处理器5的A/D变换器5a供给A/D变换用的基准电压PWAD，若开关SW22闭合，则对微处理器5的存储器EEPROM供给驱动电压PWEP，若开关SW23闭合，则对电流测量电路10及电压测量电路30供给驱动电压PWI。
另外，若开关SW24闭合，则对构成充电电流检测单元的差动放大器21a、第1及第2比较器22a及22b供给驱动电压PWVA，若开关SW25闭合，则对构成放电电流检测单元的差动放大器21b、第3及第4比较器22c及22d供给驱动电压PWVB。开关SW24及SW25的开闭根据2次电池1的充放电状态实施，选择控制驱动电压PWVA及PWVB的供给。具体来说，当2次电池1充电时，仅对差动放大器21a、第1及和第2比较器22a及22b供给驱动电压PWVA，对差动放大器21b、第3及第4比较器22c及22d停止驱动电压PWVB的供给。通过这样，停止差动放大器21b侧的无效动作，节省其无谓的功率消耗。同样当2次电池1放电时，仅对差动放大器21b侧供给驱动电压PWVB，对差动放大器21a侧停止驱动电压PWVA的供给。通过这样，停止差动放大器21a侧的无效动作，节省其功率消耗。
然后，若开关SW26闭合，则对比较器22a、22b、22c及22d后级所设置的定时器电路中包含的比较器27a及27b供给驱动电压PWVC。
另外，定时器电路中包含的比较器27a及27b如果仅在接收到比较器22a、22b、22c及22d的输出后定时器动作时工作，则能完成其功能，因此也可以这样构成电源开关电路50，使得例如仅当产生定时器电路起动信号(比较器22a、22b、22c及22d的输出)时对比较器27a及27b供给其驱动电压PWVC。这种情况下，只要在控制逻辑单元52中加入比较器22a、22b、22c及22d的输出即可。
这样如上所述，电源开关电路50通过在控制逻辑单元52的控制下有选择地使对于电池剩余容量测量装置各电路功能部分分别供给电源的电源开关群51的开关动作，使各电路功能部分有选择地动作。换句话说，通过对于不需要动作的电路功能部分停止电源供给，以阻止无谓的功率消耗，这样实现整个电源剩余容量测量装置、特别是IC6的节能化。特别是在节能状态等，例如将微处理器5的动作状态存储在存储器EEPROM后，通过停止对包含微处理器5的各电路功能部分的电源供给，在保持该状态不变情况下能尽可能降低2次电池1的功率消耗。
因而，由于受到这样的电源开关电路50的控制，根据2次电池1的充放电状态对差动放大器21a及21b的比较器22a、22b、22c及22d有选择地控制电源供给，另外在过电流检测电路20中，仅当过电流检测到时驱动比较器27a及27b，其电路功能不需要时停止该电路功能的驱动本身，所以能够大幅度降低其消耗功率。
因此，根据包括如上所述结构的电流测量电路10及过电流检测电路20再加上电源开关电路50等所构成的IC6，由于各电路功能部分实现节能化，另外根据分流电阻2的两端电压检测2次电池1的充放电电流的差动放大器实现高输入阻抗及高精度，因此能够可靠检测监视2次电池1的工作状态。特别是电流测量电路10，由于其相对测量精度相当高，同时利用对差动放大电路附加偏置及增益调节，其绝对测量精度也能够设定得非常高，因此能够高精度测量2次电池1的充放电电流。其结果，利用微处理器5中的测量电流累计处理进行电池剩余容量的测量也能够简单且高精度地进行。
另外，在过电流检测电路20中，由于能够分别可变设定过电流检测电平及其检测响应时间，特别是在本实施例中能够将电流检测电平分2级设定，另外检测响应时间也能够分2级设定，因此能够根据2次电池1的规格或其用途采用最佳的过电流保护对策。
另外，根据上述构成的IC6，由于能够抑制整个功率消耗量，由于节能功能也尽可能抑制了各电路功能部分的发热，因此适合于与微处理器5等一起将2次电池1封装成一体实现电池包。特别是实现电池包时，由于上述电流测量电路10及过电流检测电路20等与2次电池1一起安装在密闭容器内，因此要求小型、廉价，而且要求发热少、安全性高。因而，根据将这些各电路功率部分集成为一体的IC6，由于能够有效地满足上述各要求，因此能够简单且有效的实现电池包。
再有，电流测量电路10及过电流检测电路20由于分别独立根据分流电阻2的两端电压测量及检测2次电池1的充放电电流，所以没有必要无谓设定很宽的电流测量电路的动态范围。特别是由于只要根据2次电池1的正常充放电电流的大小决定电路测量电路10中包含的差动放大电路的动态范围即可，因此能够大大提高其测量精度。
另外，本发明不限定于上述的实施例。
上述实施例的电池剩余容量测量装置具有电流测量电路有偏置电压及增益调整功能的第1特征，具有电流测量电路10及过电流检测电路20分别独立检测分流电阻两端电压的第2特征，具有过电流检测电路20能够外部设定过电流检测电平及过电流检测响应时间的第3特征，具有设置电源开关电路以节能的第4特征，但本发明不限于此，可以是至少包含上述4个特征之一的变形。
另外，在上述实施例的电流测量电路10中，通过设置极性反转开关14，使得不管2次电池处于充电状态和放电状态的任一种状态都以同一极性输入分流电阻两端电压，但也可以与过电流检测电路20的情况一样，采用分别独立测量2次电池充电电流及放大电电流的2套差动放大器来代替该极性反转开关14。与该变形例有关的电流测量电路10′示于图7。分流电阻电压输入端+IN与差动放大器11′的同相输入端及差动放大器12′的反相输入端相连，另一个分流电阻电压输入端-IN与差动放大器11′的反相输入端、差动放大器12′的同相输入端及开关群15相连。差动放大器11′及12′的输出端通过或门电路与放大器13′的同相输入端相连，放大器13′的反相输入端及输出端分别与开关群18及充放电电流信号输出端IOUT相连。根据2次电池1的充放电状态，在电源开关电路50的控制下，有选择地将电源PWVA供给差动放大器11′，或将电源PWVB供给差动放大器12′，两者选择其一实施。
如图1及图2所示，在上述实施例中，除动作电压有很大差异的过电压保护电路7及数字化的微处理器以外，2次电池1的全部模拟外围电路都实现集成电路化，但也可以仅集中特定的电路功能部分实现集成电路化。另外，在图3所示的IC6所包含的电路功能部分封装在64脚的标准外壳中，不受此约束。
另外，在电流测量电路10中还能够更精确地设定差动放大电路附加的偏置电压大小，也可以形成更精确地调节增益的结构。还有，当然也可以将过电流检测电路20中构成的过电流检测电平设定为1级或者3级以上，还可以将其检测响应时间设定为1级或3级以上。
另外，关于在电源开关电路50的控制下有选择地控制电源供给、抑制无谓的功率消耗的电路功能只要根据其规格决定即可。
本发明在不超出其要点的范围内能够进行各种变形。

Claims (46)

1.一种电池剩余容量测量装置，包括一测量2次电池(1)的充放电电流的电流测量电路(10)，并且实现了集成电路化，其特征在于，
所述电流测量电路包括：
检测与前述2次电池串联连接的电流检测用电阻(2)其两端电压的差动放大电路(11、12、13)，
与该差动放大电路(11、12)一起实现集成电路化来发生规定基准电压的偏置电源(17)，
将该偏置电源(17)所发生的规定基准电压分压生成多个互相不同的偏置电压的电阻群(16)，
有选择地将该电阻群(16)所生成的偏置电压加到前述差动放大电路、向该差动放大电路提供偏置的偏置电路(15)，和
根据对其提供前述偏置的前述差动放大电路的输出使该差动放大电路增益可变的增益设定装置(13、18)。
2.如权利要求1所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电流测量电路还包括配置在所述电阻与所述差动放大电路之间的极性反转开关电路(14)，
所述极性反转开关电路对于所述差动放大电路(11、12、13)切换所述电阻(2)两端电压的输入极性，
所述差动放大电路利用单一电源驱动，
所述极性反转开关电路在所述2次电池处于充电状态时取第1切换位置，在所述2次电池处于放电状态时取将所述输入极性反转、与所述第1切换位置的输入极性相反的第2切换位置(图3)。
3.如权利要求1所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，还包括
与所述电流测量电路分开、分别独立检测所述电阻两端电压并根据这样检测的所述电阻两端电压来检测所述2次电池过电流的过电流检测电路(20)。
4.如权利要求3所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电流测量电路(10)及所述过电流检测电路(20)分别具有由高输入阻抗差动放大器(11、12及21a、21b)构成的输入级。
5.如权利要求4所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电流测量电路及所述过电流检测电路实现集成电路(6)化。
6.如权利要求1所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，还包括
检测所述2次电池过电流的过电流检测电路(20)，
所述过电流检测电路包含检测与所述2次电池串联连接的电流检测用电阻两端电压的差动放大器(21a、21b)，将外部设定的基准值(CREF1、CREF2)与所述差动放大器的输出进行比较、当所述差动放大器输出超过所述基准值时表示过电流产生的输出信号的比较器(22a、22b、22c、22d)，以及相应于该比较器的输出信号开始计时时、当经过外部设定的设定时间时，输出过电流检测信号的定时器电路(26a、26b)。
7.如权利要求6所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路(20)包括分别由单一电源驱动的第1及第2差动放大器(21a、21b)，
所述第1及第2差动放大器(21a、21b)分别与所述电阻(2)两端相连，使所述电阻两端电压以不同极性输入。
8.如权利要求7所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述第1差动放大器(21a)具有与所述电阻一端相连的同相输入端及与所述电阻另一端相连的反相输入端，
所述第2差动放大器(21b)具有与所述电阻的所述一端相连的反相输入端及与所述电阻的所述另一端相连的同相输入端(图4)。
9.如权利要求7所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，根据所述2次电池(1)是处于充电状态还是处于放电状态，驱动所述第1及第2差动放大器(21a、21b)的相应的一个放大器。
10.如权利要求6所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路的所述比较器(22a、22b、22c、22d)具有与所述差动放大器(21a、21b)相连的输入端及与所述过电流检测电路外接电阻组成的分压电路(23a、23b)相连的输入端(图4)。
11.如权利要求10所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述分压电路(23a、23b)包含可变电阻(R41、R43)。
12.如权利要求6所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述定时器电路(26a、26b)包含相应于所述比较器(22a、22b、22c、22d)的输出信号而动作的开关电路(SW1a、SW2a)，通过所述开关电路与所述过电流检流电路外接电容器(25a、25b)相连、对所述电容器充电用的恒流源，以及将所述电容器的充电电压与基准电压进行比较，当所述电容器的充电电压超过所述基准电压时，输出所述过电流检测信号的辅助比较器(27a、27b)。
13.如权利要求12所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电容器为可变电容器(25a、25b)。
14.如权利要求1所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电流测量电路(10)包括分别与所述电阻两端相连、使与所述2次电池串联连接的电流检测电阻两端电压以不同极性输入、并分别根据所述电阻两端电压检测流过所述2次电池电流的第1及第2差动放大器(11′、12′)，
所述电池剩余容量测量装置还包括根据流过所述二次电池电流的流向有选择地将所述第1差动放大器或所述第2差动器的某一个放大器与电源(90)相连的电源开关电路(50)。
15.如权利要求1所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，还包括
包含分别与所述电阻两端相连、使所述电阻两端电压以不同极性输入、并分别根据所述电阻两端电压检测流过所述2次电池电流的第1及第2差动放大器(21a、21b)、根据所述电阻两端电压检测所述2次过电流的过电流检测电路(20)，
以及根据流过所述2次电池电流的流向有选择地将所述第1差动放大器或所述第二差动放大器的某一个放大器与电源(90)相连的电源开关电路(50)。
16.如权利要求15所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述第1差动放大器(21a)包括分别与所述电流检测电阻(2)的一端及另一端相连的同相输入端及反相输入端(图4)，
所述第2差动放大器(21b)包括分别与所述电流检测电阻的所述一端及所述另一端相连的反相输入端及同相输入端(图4)。
17.如权利要求15所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述第1及第2差动放大器(21a、21b)分别由单一电源(PWVA、PWVB)驱动。
18.如权利要求15所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路(20)还包含将所述第1差动放大器(21a)的输出与第1基准值(CREF1、CREF2)进行比较、当所述第1差动放大器输出超过第1基准值时输出第1判断输出的第1比较器(22a、22c)，以及将所述第2差动器(21b)的输出与第2基准值(CREF1、CREF2)进行比较、当所述第2差动放大器输出超过所述第2基准值时输出第2判断输出的第2比较器(22b、22d)，
根据通过所述电源开关电路(50)是将所述第1差动放大器(21a)或所述第2差动放大器的哪一个放大器与所述电源(90)相连，所述电源开关电路将所述第1及第2比较器中相应的一个比较器与所述电源相连。
19.如权利要求18所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路(20)还包括根据所述第1比较器(22a、22c)输出的所述第1判断输出进行过电流检测的第1过电流检测器(27a)，以及根据所述第2比较器(22b、22d)输出的所述第2判断输出进行过电流检测的第2过电流检测器(27b)，
所述电源开关电路(50)在输出所述第1判断输出时将所述第1过电流检测器与所述电源(90)相连，另外在输出所述第2判断输出时将所述第2过电流检测器与所述电源相连。
20.一种电池剩余容量测量装置，其特征在于，包括：
检测与2次电池串联连接的电流检测用电阻两端电压、根据所述电阻两端电压测量所述2次电池充放电电流的电流测量电路，以及
与所述电流测量电路分开、独立检测所述电阻两端并根据这样检测的所述电阻两端电压检测所述2次电池过电流的过电流检测电路，
所述电流测量电路及过电流检测电路分别具有用高输入阻抗差动放大器构成的输入级。
21.如权利要求20所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电流检测电路及过电流检测电路实现集成电路化。
22.如权利要求20所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路包括检测与所述2次电池串联连接的电流检测用电阻两端电压的差动放大器，将外部设定的基准值与所述差动放大器的输出进行比较、当所述差动放大器输出超过所述基准值时输出表示过电流产生的输出信号的比较器，以及相应于该比较器的输出信号开始计时、当经过外部设定的设定时间时，输出过电流检测信号的定时器电路。
23.如权利要求20所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电流测量电路包含分别与所述电阻两端相连、使与所述2次电池串联连接的电流检测电阻两端电压以不同极性输入、并分别根据所述电阻两端电压检测流过所述2次电流电流的第1及第2差动放大器，
所述电池剩余容量测量装置还具有根据流过所述2次电池电流的流向有选择地将所述第1差动放大器或所述第2差动放大器的某一个放大器与电源相连的电源开关电路。
24.如权利要求20所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路包含分别与所述电阻两端相连、使所述电阻两端电压以不同极性输入、并分别根据所述电阻两端电压检测流过所述2次电池电流的第1及第2差动放大器，
所述电池剩余容量测量装置具有根据流过所述2次电池电流的流向有选择地将所述第1差动放大器或所述第2差动放大器的某一个放大器与电源相连的电源开关电路。
25.一种电池剩余容量测量装置，其特征在于，包括
检测2次电池过电流的过电流检测电路，
该过电路检测电路包括：
检测与所述2次电池串联连接的电流检测用电阻两端电压的差动放大器，
将外部设定的基准值与所述差动放大器的输出进行比较、当所述差动放大器输出超过所述基准值时输出表示过电流产生的输出信号的比较器，
以及相应于所述比较器的输出信号开始计时、当经过外部设定的设定时间时输出过电流检测信号的定时器电路。
26.如权利要求25所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路具有分别由单一电源驱动的第1及第2差动放大器，
所述第1及第2差动放大器分别与所述电阻两端相连，使所述电阻两端电压以不同极性输入。
27.如权利要求26所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述第1差动放大器具有与所述电阻一端相连的同相输入端及与所述电阻另一端相连的反相输入端，
所述第2差动放大器具有与所述电阻的所述一端相连的反相输入端及与所述电阻的所述另一端相连的同相输入端。
28.如权利要求26所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，根据所述2次电池是处于充电状态还是处于放电状态，驱动所述第1及第2差动放大器的相应的一个放大器。
29.如权利要求25所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路的所述比较器具有与所述差动放大器相连的输入端及与所述过电流检测电路外接电阻组成的分压电路相连的输入端。
30.如权利要求29所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述分压电路包括可变电阻。
31.如权利要求25所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述定时器电路包含相应于所述比较器的输出信号而动作的开关电路，通过所述开关电路与所述所述过电路检测电路外接电容器相连、对所述电容器充电用的恒流源，以及将所述电容器的充电电压与基准电压进行比较、当所述电容器充电电压超过所述基准电压时，输出所述过电流检测信号的辅助比较器。
32.如权利要求31所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电容器可变电容器。
33.如权利要求25所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，还包括与所述过电流检测电路分开、独立检测所述电阻两端电压并根据这样检测的所述电阻两端电压检测所述2次电池充放电电流的电流测量电路。
34.如权利要求25所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，还包括包含分别与所述电阻两端相连、使与所述2次电池串联连接的电流检测电阻两端电压以不同极性输入、并分别根据所述电阻两端电压检测流过所述2次电池电流的第1及第2差动放大器、根据所述电阻两端电压检测所述2次电池充放电电流的电流测量电路，
以及根据流过所述2次电池电流的流向有选择地将所述第1差动放大器或所述第2差动放大器的某一个放大器与电源相连的电源开关电路。
35.如权利要求25所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路包括分别与所述电阻两端相连，使所述电阻两端电压以不同极性输入、并分别根据所述电阻两端电压检测流过所述2次电池电流的第1及第2差动放大器，
所述电池剩余容量测量装置还具有根据流过所述2次电池电流的流向有选择地将所述第1差动放大器或所述第2差动放大器的某一个放大器与电源相连的电源开关电路。
36.一种电池剩余容量测量装置，其特征在于，包括
包含分别与所述电阻两端相连、使2次电池串联连接的电流检测电阻两端电压以不同极性输入、并分别根据所述电阻两端电压检测流过所述2次电池电流的第1及第2差动放大器的电流检测电路，
以及根据流过所述2次电池电流的流向有选择地将所述第1差动放大器或所述第2差动放大器的某一个放大器与电源相连的电源开关电路。
37.如权利要求36所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述第1差动放大器具有分别与所述电流检测电阻的一端及另一端相连的同相输入端及反相输入端，
所述第2差动放大器具有分别与所述电流检测电阻的所述一端及所述另一端相连的反相输入端同相输入端。
38.如权利要求37所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述第1及第2差动放大器分别由单一电源驱动。
39.如权利要求36所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电流检测电路是根据所述电流检测电阻两端电压检测所述2次电池充放电电流的电流测量电路，根据所述2次电池是处于充电状态还是处于放电状态，所述第1及第2差动放大器相应的一个放大器通过所述电源开关电路与所述电源相连。
40.如权利要求36所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述电流检测电路是根据所述电流检测电阻两端电压检测所述2次电池过电流的过电流检测电路。
41.如权利要求40所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，构成所述过电流检测电路的所述电流检测电路还包括将所述第1差动放大器的输出与第1基准值进行比较、当所述第1差动放大器输出超过第1基准值时输出第1判断输出的第1比较器，以及将所述第2差动放大器的输出与第2基准值进行比较、当所述第2差动放大器输出超过所述第2基准值时输出第2判断输出的第2比较器，
根据通过电源开关电路是将所述第1差动放大器或所述第2差动放大器的哪一个放大器与所述电源相连，所述电源开关电路将所述第1比较器及第2比较器中相应的一个比较器与所述电源相连。
42.如权利要求41所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，构成所述过电流检测电路的所述电流检测电路还包括根据所述第1比较器输出的所述第1判断输出进行过电流检测的第1过电流检测器，以及根据所述第2比较器输出的所述第2判断输出进行过电流检测的第2过电流检测器，
所述电源开关电路，当输出所述第1判断输出时将所述第1过电流检测器与所述电源相连，另外当输出所述第2判断输出时将所述第2过电流检测器与所述电源相连。
43.如权利要求39所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，还包括与所述电流测量电路分开、独立检测所述电阻两端电压并根据这样检测的所述电阻两端电压检测所述2次电池过电流的过电流检测电路。
44.如权利要求39所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路包含检测与2次电池串联连接的电流检测用电阻两端电压的差动放大器，将外部设定的基准值与前述差动放大器的输出进行比较、当所述差动放大器输出超过所述基准值时输出表示过电流产生的输出信号的比较器，以及相应于该比较器的输出信号开始计时、当经过外部设定的设定时间时输出过电流检测信号的定时器电路。
45.如权利要求40所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，还具有与所述过电流检测电路分开、独立检测所述电阻两端电压并根据这样检测的所述电阻两端电压检测所述2次电池充电电流的电流测量电路。
46.如权利要求45所述的电池剩余容量测量装置，其特征在于，所述过电流检测电路包含检测与2次电池串联连接的电流检测用电阻两端电压的差动放大器，将外部设定的基准值与所述差动放大器的输出进行比较、当所述差动放大器输出超过所述基准值时，输出表示过电流产生的输出信号的比较器，以及相应于该比较器的输出信号开始计时、当经过外部设定的设定时间时输出过电流检测信号的定时器电路。
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