JP2001228221A - リチウム電池の容量低下検出回路及び小型無線送信機 - Google Patents

リチウム電池の容量低下検出回路及び小型無線送信機

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JP2001228221A
JP2001228221A JP2000036152A JP2000036152A JP2001228221A JP 2001228221 A JP2001228221 A JP 2001228221A JP 2000036152 A JP2000036152 A JP 2000036152A JP 2000036152 A JP2000036152 A JP 2000036152A JP 2001228221 A JP2001228221 A JP 2001228221A
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Japan
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battery
lithium battery
voltage
capacity
small
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JP2000036152A
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Osamu Ochiai
修 落合
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Fujitsu Telecom Networks Ltd
Original Assignee
Fujitsu Telecom Networks Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リチウム電池の容量低下検出回路及び該リチ
ウム電池の容量低下検出回路を備えた小型無線送信機に
関し、リチウム電池の容量低下検出を精度良く且つ簡易
な構成で行う。 【解決手段】 リチウム電池1−1の無負荷時又は微小
負荷時の電池電圧を電圧蓄積回路1−6により保持し、
電圧蓄積回路で保持した電池電圧を電圧検出回路1−2
及び制御部1−3により監視し、該電池電圧が所定の設
定値以下に低下したことを検出してリチウム電池の容量
低下を検出する。リチウム電池の容量低下を検出すると
電池切れのアラームを無線送信部1−4により送信す
る。また、緊急通報釦1−5の押下により緊急通報情報
を無線送信部1−4により送信する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム電池の容
量低下検出回路及び該リチウム電池の容量低下検出回路
を備えた小型無線送信機に関する。
【0002】緊急通報システム等において、ペンダント
型や腕時計型等の小型の緊急通報用無線送信機が用いら
れ、利用者はそれらを常時携行し、緊急事態等の発生時
に該小型無線送信機の緊急通報釦の押下操作等により、
例えば、無線親機に警報信号を送信し、無線親機は電話
回線等を通して緊急通報受付センタ等へ緊急通報を送出
する。
【0003】このような緊急通報システム等に用いられ
る小型無線送信機は、電池容量の低下により緊急通報不
能となる状態を回避するため、常時電池容量を監視し、
電池容量低下を検出すると、電池切れを示すアラームを
自動的に無線親機に送信し、電池切れアラームを受信し
た無線親機は、電話回線等を通して緊急通報受付センタ
等ヘ電池切れ情報を自動通報する。
【0004】緊急通報用小型無線機は、非常事態又は緊
急事態発生等の通報に使用されることから、電池切れに
より通報不能となるのを防ぐために、電池容量の低下を
確実に且つ簡易小型の回路構成により検出することが望
まれている。
【0005】
【従来の技術】図3は従来の小型無線送信機における電
池容量低下検出の回路構成を示す図である。同図に示す
ように、小型無線送信機はその内部の各回路へ動作電流
を給電するリチウム電池3−1を内蔵し、該リチウム電
池3−1の給電電圧を電圧検出回路3−2により検出
し、制御部3−3は電池電圧の低下により電池切れと判
断すると、無線送信部3−4により電池切れアラームを
送信するように制御する。なお、制御部3−3は緊急通
報釦3−5の押下操作を検出すると、無線送信部3−4
により警報信号を送信するように制御する。
【0006】従来のリチウム電池の容量低下検出は、単
にリチウム電池電圧を監視し、その電圧低下を検出する
ことにより電池容量低下と判断し、また、低コスト化及
び長寿命化のため、電池電圧検出回路を簡素化し、一つ
の電圧検出回路で構成している。
【0007】このような場合、緊急通報送信前や緊急通
報送信後、即ち、送信動作が行われていない通常動作
(微小負荷)時と、緊急通報送信(高負荷)時とで、リ
チウム電池の内部インピーダンスによって電池電圧が大
きく異なる値となる。
【0008】そのため、電池容量低下を正しく判断する
ために、一定の負荷を掛けたときの電池電圧の低下を
検出する、又は通常動作(微小負荷)時の電池電圧低
下を検出する等、電池電圧の低下検出を、特定の動作状
態時に制限して行い、電池容量低下を判断していた。
【0009】前述のの一定の負荷を掛けたときの電池
電圧低下検出には、緊急通報送信(高負荷)時の電池電
圧低下を検出する手法、又は緊急通報送信前にダミー負
荷(軽負荷)を与えて電池電圧低下を検出する手法等が
あり、また、前述のの通常動作(微小負荷)時の電池
電圧低下を検出は、緊急通報送信前又は緊急通報送信後
に電池電圧を検出するものであった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述のの手法による
ものは、使用環境温度によってリチウム電池の内部イン
ピーダンスが大きく変化するため、一定の負荷を掛けた
ときの電池電圧低下は使用環境温度によって変化し、電
池電圧の検出精度が悪く、また、前述のの手法による
場合でも、緊急通報送信動作後に一時的に低下した電池
電圧が元の通常時の電池電圧に戻る迄の復帰時間が使用
環境の温度により大きく影響されるため、上記の何れの
手法でも、リチウム電池の内部インピーダンスの使用環
境温度による影響で、リチウム電池の電池電圧検出の精
度がばらつき、リチウム電池の電池切れを正確に検出す
ることができなかった。
【0011】そのため、使用環境の高温時と低温時とで
リチウム電池の電池容量低下検出の判断に差が出てしま
うために、本来はまだ使用可能であるにもかかわらず、
電池容量低下と判断されて、電池切れアラームを送信す
ることがあった。
【0012】本発明は、リチウム電池の電池容量低下
を、使用環境温度による電池容量低下検出の誤判断を抑
制し、リチウム電池の容量低下検出を精度良く且つ簡易
な構成で行う容量低下検出回路及び該容量低下検出回路
を用いた小型無線送信機を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明のリチウム電池の
容量低下検出回路は、(1)リチウム電池の無負荷時又
は微小負荷時の電池電圧を検出し、該電池電圧を保持す
る電池電圧保持手段と、該電池電圧保持手段で保持され
た電池電圧を監視し、該電池電圧が所定の設定値以下に
低下したことを検出してリチウム電池の容量低下を検出
する手段と、を備えたものである。
【0014】また、本発明の小型無線送信機は、(2)
リチウム電池を電源とする小型無線送信機において、リ
チウム電池の無負荷時又は微小負荷時の電池電圧を検出
し、該検出電圧を保持する電池電圧保持手段と、該電池
電圧保持手段で保持された電池電圧を監視し、該電池電
圧が所定の設定値以下に低下したことを検出してリチウ
ム電池の容量低下を検出する手段と、リチウム電池の容
量低下を検出したときに、電池切れのアラームを無線親
機に送信する無線送信部と、を備えたものである。
【0015】また、(3)前記小型無線送信機は、緊急
通報釦を備え、該緊急通報釦の押下によって前記無線送
信部が起動され、該無線送信部は緊急通報情報を送信す
る手段を備えたものである。また、(4)前記小型無線
送信機は、無線送信動作後、一定時間間隔の間、次の無
線送信動作を制限する手段を備えたものである。
【0016】
【発明の実施の形態】図1は本発明の小型無線送信機に
おける電池容量低下検出の回路構成を示す図である。同
図に示すように、小型無線送信機は各回路部へ給電する
リチウム電池1−1を内蔵し、該リチウム電池1−1の
給電電圧の低下を検出する電圧検出回路1−2は、リチ
ウム電池の給電電圧を直接入力せず、一旦、リチウム電
池の給電電圧を電圧蓄積回路1−6に蓄え、該電圧蓄積
回路1−6に蓄えたリチウム電池電圧を監視する。
【0017】電圧蓄積回路1−6は、例えば、ダイオー
ド1−61とコンデンサ1−62とにより構成される。
リチウム電池の給電電圧はダイオード1−61を通して
コンデンサ1−62に充電される。一旦充電されたリチ
ウム電池の給電電圧は、コンデンサ1−62の漏れ電流
及び電圧検出回路1−2の入力抵抗によって放電する
が、それらの放電時定数を、一連の緊急通報送信動作時
間以上の十分長い時定数となるように設定する。
【0018】なお、電圧蓄積回路1−6の放電時定数を
十分長い時定数とするには、該時定数に見合った容量の
コンデンサ1−62を用いればよい。また、ダイオード
1−61の代わりに、無線送信動作時等のようにリチウ
ム電池に大電流が流れるときにリチウム電池1−1とコ
ンデンサ1−62とを切離し、通常状態のときにリチウ
ム電池とコンデンサ1−62とを接続状態にするスイッ
チング素子を用いてもよい。
【0019】こうすることにより、電圧蓄積回路1−6
には、緊急通報送信時の無線送信動作で流れる負荷電流
による電池電圧降下を受けない略一定の電池電圧が保持
され、電圧検出回路1−2は負荷電流の影響を受けない
電圧蓄積回路1−6に蓄積された電圧を監視するため、
使用環境温度によって変化するリチウム電池の内部イン
ピーダンス特性に左右されない、バラツキのない電池電
圧を検出することが可能となる。
【0020】一方、リチウム電池の給電電圧は、緊急通
報等の無線送信動作時に負荷電流が流れ、リチウム電池
の内部インピーダンスの影響により電圧ドロップが生じ
る。この電圧ドロップは、電池の温度変化による内部イ
ンピーダンス特性の変化に直接影響されるため、負荷電
流が大きければ大きい程、温度による電池電圧のバラツ
キが大きくなる。
【0021】図2は送信動作時のリチウム電池の電圧変
化と本発明の電圧蓄積回路の出力電圧とを示している。
同図において、実線(a)はリチウム電池の無線送信動
作時を含む電池電圧の変化を示し、点線(b)は電圧蓄
積回路の出力電圧を示している。
【0022】リチウム電池の電池電圧は、無線送信動作
時に大きな負荷電流が流れることによって大幅に降下
し、しかも、負荷電流が流れたときの電圧降下は、温度
による内部インピーダンスの変化に応じて、そのバラツ
キ範囲も大きなものとなる。図2において、温度変化に
よる電圧降下のバラツキ範囲の様子を図のハッチング部
分によって示している。
【0023】これに対して、電圧蓄積回路の出力電圧
は、図2の点線(b)で示すように、その放電時定数を
無線送信動作時間に比べて十分長い時間となるようにし
ておくことにより、負荷電流により変化する電池電圧に
比べて、負荷電流に全く影響されない略一定の電池電圧
の保持電圧を出力する。
【0024】従って、電池電圧低下によりリチウム電池
容量低下を検出する場合に、リチウム電池に流れる負荷
電流が極めて少ない無負荷又は微小負荷状態のリチウム
電池電圧を監視し、該電圧を基にして電池容量低下検出
電圧を設定するため、無線送信動作時及び無線送信動作
後の電圧回復時も含む電池電圧変動やバラツキの影響を
受けることなく、電池電圧を検出するため、電池容量低
下を精度よく検出することができる。
【0025】制御部1−3は、電圧検出回路1−2で検
出した電池電圧値を基に、電池電圧の低下を検出すると
電池切れと判断し、無線送信部1−4により電池切れア
ラームを無線親機に送信するように制御する。また、制
御部1−3は緊急通報釦1−5の押下操作を検出する
と、無線送信部1−4により緊急警報信号を無線親機に
送信するように制御する。
【0026】更に、制御部1−3は送信間隔制限タイマ
ー1−31を備え、無線送信動作を一度実行すると、送
信間隔制限タイマー1−31を駆動してタイマーをスタ
ートさせ、図2に示すようにリチウム電池の電圧が回復
するまでの間、次の無線送信動作の実行制限する。
【0027】こうすることにより、リチウム電池の電圧
回復前に連続的に無線送信動作を行おうとしても無線送
信動作は制限され、連続送信動作によるリチウム電池電
圧低下によって電圧蓄積回路1−2の出力電圧が低下
し、誤って電池切れのアラームが送信されることを防ぐ
ことができる。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リチウム電池の無負荷時又は微小負荷時の電池電圧を検
出して保持し、該保持した電池電圧を監視して、該電圧
が所定の設定値以下に低下したことを検出してリチウム
電池の容量低下を検出することにより、負荷電流による
リチウム電池電圧の変動及びその温度によるバラツキの
影響を受けることなく、リチウム電池電圧を検出し、リ
チウム電池の容量低下を精度よく検出することができ
る。
【0029】また、リチウム電池の無負荷時又は微小負
荷時の電池電圧を検出して保持する回路は、簡易な部品
により構成することができるため、リチウム電池の電池
容量低下の高精度な検出を低コストで且つ簡易小型な回
路構成で実現することができる。
【0030】また、緊急又は非常事態の発生を通報する
緊急通報用の小型無線機に上記のようなリチウム電池容
量低下検出手段を備えることにより、電池切れによる通
報不能となる事態を防ぎ、信頼性の高い緊急通報システ
ムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の小型無線送信機における電池容量低下
検出の回路構成を示す図である。
【図2】送信動作時のリチウム電池の電圧変化と本発明
の電圧蓄積回路の出力電圧とを示す図である。
【図3】従来の小型無線送信機における電池容量低下検
出の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
1−1 リチウム電池 1−2 電圧検出回路 1−3 制御部 1−4 無線送信部 1−5 緊急通報釦 1−6 電圧蓄積回路 1−61 ダイオード 1−62 コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G016 CA00 CB12 CC01 CC04 CC27 CD09 CD10 2G035 AA03 AB03 AC01 AC16 AD04 AD17 AD28 5G003 BA01 DA02 EA06 5H030 AA08 AA10 AS14 FF44 FF52 5K060 BB04 DD09 DD10 HH34 JJ04 JJ06 MM02 MM06 PP01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リチウム電池の無負荷時又は微小負荷時
    の電池電圧を検出し、該電池電圧を保持する電池電圧保
    持手段と、 該電池電圧保持手段で保持された電池電圧を監視し、該
    電池電圧が所定の設定値以下に低下したことを検出して
    リチウム電池の容量低下を検出する手段と、 を備えたことを特徴とするリチウム電池の容量低下検出
    回路。
  2. 【請求項2】リチウム電池を電源とする小型無線送信機
    において、リチウム電池の無負荷時又は微小負荷時の電
    池電圧を検出し、該検出電圧を保持する電池電圧保持手
    段と、 該電池電圧保持手段で保持された電池電圧を監視し、該
    電池電圧が所定の設定値以下に低下したことを検出して
    リチウム電池の容量低下を検出する手段と、 リチウム電池の容量低下を検出したときに、電池切れの
    アラームを無線親機に送信する無線送信部と、 を備えたことを特徴とする小型無線送信機。
  3. 【請求項3】 前記小型無線送信機は、緊急通報釦を備
    え、該緊急通報釦の押下によって前記無線送信部が起動
    され、該無線送信部は緊急通報情報を送信する手段を備
    えたこと特徴とする請求項2に記載の小型無線送信機。
  4. 【請求項4】 前記小型無線送信機は、無線送信動作
    後、一定時間間隔の間、次の無線送信動作を制限する手
    段を備えたことを特徴とする請求項3に記載の小型無線
    送信機。
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