JP2001346334A - 電池電圧表示回路 - Google Patents

電池電圧表示回路

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JP2001346334A
JP2001346334A JP2000162583A JP2000162583A JP2001346334A JP 2001346334 A JP2001346334 A JP 2001346334A JP 2000162583 A JP2000162583 A JP 2000162583A JP 2000162583 A JP2000162583 A JP 2000162583A JP 2001346334 A JP2001346334 A JP 2001346334A
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JP
Japan
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battery
voltage
terminal
current
emitting diode
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Application number
JP2000162583A
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English (en)
Inventor
Toshiki Sakamoto
稔樹 坂元
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Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co 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

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  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電池が過放電状態となったときに
発光ダイオードの発光輝度が急激に低くなるように設定
して、電池が過放電状態になったか否かを明確に表示す
ることができる電池電圧表示回路を提供することを目的
とする。 【解決手段】 電圧シフト素子(22)で所定電圧だけ
電圧シフトを行い、かつ、電流設定抵抗(R2)で電池
(20)から供給される電流値を設定することにより、
電池(20)が過放電状態となったときに発光ダイオー
ド(24)の発光輝度が急激に低くなるように設定し
て、電池(20)が過放電状態になったか否かを明確に
表示することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電池電圧表示回路に
関し、特に、電池電圧がどの程度残っているのかを表示
する電池電圧表示回路に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば玩具やその他の電気器具の電源と
して電池が使用されているが、電池が過放電状態となる
と、電解液の液漏れ事故が発生し、電気器具の電池収納
部等が錆び付く等、故障の原因となる。
【0003】従来の電池電圧表示回路として図5に示す
回路がある。同図中、電池10は検査対象としての電池
であり、負電極は接地され、正電極は発光ダイオード1
2のアノードに接続されている。発光ダイオード12の
カソードは抵抗R1を介して接地されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の電池電圧
表示回路において、未使用時の電池10の電圧を6Vと
すると、発光ダイオード12を流れる電流Idが例えば
0.96mAとなるように抵抗R1の抵抗値を選定す
る。この場合、電池10が使用され電圧5Vのときに電
流Idは0.74mAとなり、電圧4.5Vのときに電
流Idは0.62mAとなり、電圧4Vのときに電流I
dは0.51mAとなる。図6に、図5の回路における
電池電圧と電流Idの関係を示す。
【0005】一般的に、未使用時に6Vの電池10では
電圧が4V程度となると、過放電状態であるとして電池
交換を促している。これは1.5V×4セルの電池が
1.0V×4セルとなった場合を想定している。しか
し、従来の電池電圧表示回路では、電池10の電圧が6
Vの場合に対し、4Vの場合の電流Idは約1/2であ
り、発光ダイオード12は電流Idにほぼ比例した輝度
で発光する。このため、電池10の電圧が6Vの場合に
対し4Vの場合の発光ダイオード12の発光輝度は約1
/2であり、2つの場合の輝度の差が小さく、どの程度
の発光輝度となったとき電池交換を行うかを決定するの
が困難であるという問題があった。
【0006】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、電池が過放電状態となったときに発光ダイオードの
発光輝度が急激に低くなるように設定して、電池が過放
電状態になったか否かを明確に表示することができる電
池電圧表示回路を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、電池(20)から供給される電流が所定値以上のと
き所定電圧だけ電圧シフトを行う電圧シフト素子(2
2)と、前記電池(20)から供給される電流値を設定
する電流設定抵抗(R2)と、前記電池(20)から供
給される電流に応じて発光する発光ダイオード(24)
とを有する。
【0008】このように、電圧シフト素子(22)で所
定電圧だけ電圧シフトを行い、かつ、電流設定抵抗(R
2)で電池(20)から供給される電流値を設定するこ
とにより、電池(20)が過放電状態となったときに発
光ダイオード(24)の発光輝度が急激に低くなるよう
に設定して、電池(20)が過放電状態になったか否か
を明確に表示することができる。
【0009】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
電池電圧表示回路において、前記電圧シフト素子(2
2)は、アノード端子とリファレンス端子との間を短絡
したシャントレギュレータ(22)である。
【0010】このように、アノード端子とリファレンス
端子との間を短絡したシャントレギュレータ(22)を
用いることによって、所定電圧だけ電圧シフトを行うこ
とができ、電池(20)が過放電状態となったときに発
光ダイオード(24)の発光輝度が急激に低くなるよう
に設定でき、電池(20)が過放電状態になったか否か
を明確に表示することができる。
【0011】請求項3に記載の発明は、請求項1記載の
電池電圧表示回路において、前記電圧シフト素子(2
2)は、アノード端子(31)とリファレンス端子(3
2)との間に第1抵抗(R4)を接続し、カソード端子
(30)とリファレンス端子(32)との間に第2抵抗
(R5)を接続したシャントレギュレータ(22)であ
る。
【0012】このように、シャントレギュレータ(2
2)のアノード端子(31)とリファレンス端子(3
2)との間に接続される第1抵抗(R4)と、カソード
端子(30)とリファレンス端子(32)との間に接続
される第2抵抗(R5)との抵抗比によって、シャント
レギュレータ(22)における電圧シフト量を自由に設
定することができ、未使用時の電池(20)の電圧がど
のような値であっても、電池(20)が過放電状態とな
ったときに発光ダイオード(24)の発光輝度が急激に
低くなるように設定でき、電池(20)が過放電状態に
なったか否かを明確に表示することができる。
【0013】なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容
易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示
の態様に限定されるものではない。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の電池電圧表示回
路の第1実施例の回路構成図を示す。同図中、電池20
は検査対象としての電池であり、負電極は接地され、正
電極は電圧シフト素子であるシャントレギュレータ22
のカソード端子に接続されている。シャントレギュレー
タ22のカソード端子とリファレンス端子とは接続さ
れ、シャントレギュレータ22のアノード端子は発光ダ
イオード24のカソードに接続されている。また、発光
ダイオード12のアノードは抵抗R2を介して接地され
ている。
【0015】図2は、シャントレギュレータ22の一実
施例の回路構成図を示す。同図に示すように、シャント
レギュレータ22は、定電流源33とツェナーダイオー
ド34と差動増幅器35と出力トランジスタ36とから
構成されている。
【0016】定電流源33は一端をカソード端子30に
接続され、他端をツェナーダイオード34のカソード及
び差動増幅器35の反転入力端子に接続されている。ツ
ェナーダイオード34のアノードはアノード端子31に
接続されている。差動増幅器35は、非反転入力端子を
リファレンス端子32に接続され、電源端子をカソード
端子30及びアノード端子31に接続されて電源を取っ
ている。
【0017】シャントレギュレータ22は、カソード端
子30とリファレンス端子32とを短絡したとき、カソ
ード端子30からアノード端子31に流れる電流が約
0.3mAを越えると、カソード端子30,アノード端
子31間電圧が約2.475Vで一定となる図3に示す
ような、カソード電圧・カソード電流特性を有してい
る。つまり、カソード端子30からアノード端子31に
流れる電流が約0.3mAを越えると、シャントレギュ
レータ22における電圧シフト値は約2.475Vで一
定となる。
【0018】ここで、未使用時の電池20の電圧を例え
ば6Vとした場合、発光ダイオード24を流れる電流が
例えば0.98mAとなるように抵抗R2の抵抗値を選
択する。この場合、電池20が使用され電圧5Vのとき
に電流Idは0.42mAとなり、電圧4.5Vのとき
に電流Idは0.17mAとなり、電圧4Vのときに電
流Idは0.09mAとなる。図6に、図1及び図5の
回路における電池電圧と電流Idの関係を示す。
【0019】ここでは、未使用時に6Vの電池20では
電圧が4V程度となると、過放電状態であるとして電池
交換を促すものとする。電池20の電圧が6Vの場合に
対し、4Vの場合の電流Idは約1/10であり、発光
ダイオード24は電流Idにほぼ比例した輝度で発光す
る。このため、電池20の電圧が6Vの場合に対し4V
の場合の発光ダイオード24の発光輝度は約1/10と
なり、また、電池20の電圧が4.5Vの場合に対し4
Vの場合の発光ダイオード24の発光輝度は約1/2と
なる。つまり、電池20の電圧が4V程度で過放電状態
となると急激に発光ダイオード24の発光輝度が低くな
り、電池20が過放電状態であることを明確に知ること
ができる(図6参照)。
【0020】図4は、本発明の電池電圧表示回路の第2
実施例の回路構成図を示す。同図中、電池20は検査対
象としての電池であり、負電極は接地され、正電極は電
圧シフト素子であるシャントレギュレータ22のカソー
ド端子に接続されている。シャントレギュレータ22の
アノード端子とリファレンス端子との間に抵抗R4が接
続され、カソード端子とリファレンス端子との間に抵抗
R5が接続されている。シャントレギュレータ22のア
ノード端子は発光ダイオード24のカソードに接続され
ている。また、発光ダイオード12のアノードは抵抗R
2を介して接地されている。
【0021】シャントレギュレータ22は、前述のよう
に、カソード端子30とリファレンス端子32とを短絡
したとき、カソード端子30からアノード端子31に流
れる電流が約0.3mAを越えると、カソード端子3
0,アノード端子31間電圧が約2.475Vで一定と
なるが、上記の抵抗R4,R5の抵抗比が1:1の場
合、カソード端子30からアノード端子31に流れる電
流が約0.3mAを越えると、カソード端子30,アノ
ード端子31間電圧が約2×2.475=4.95Vで
一定となる。また、抵抗R4,R5の抵抗比が1:2の
場合、カソード端子30からアノード端子31に流れる
電流が約0.3mAを越えると、カソード端子30,ア
ノード端子31間電圧が約3×2.475=7.425
Vで一定となる。
【0022】このため、未使用時の電池20の電圧と過
放電状態の電池20の電圧に応じて抵抗R4,R5の抵
抗比を選定することにより、シャントレギュレータ22
における電圧シフト値を自由に設定することができる。
更に、抵抗R2の抵抗値を選定することにより、シャン
トレギュレータ22及び発光ダイオード24に流れる電
流値を自由に設定することができる。このため、未使用
時の電池20の電圧がどのような値であっても、電池2
0が過放電状態となると急激に発光ダイオード24の発
光輝度が低くなるようにすることができる。
【0023】なお、上記の実施例では、電圧シフト素子
としてシャントレギュレータ22を用いているが、これ
に限らず、ツェナーダイオード等を使用しても良い。
【0024】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明は、
電圧シフト素子で所定電圧だけ電圧シフトを行い、か
つ、電流設定抵抗で電池から供給される電流値を設定す
ることにより、電池が過放電状態となったときに発光ダ
イオードの発光輝度が急激に低くなるように設定して、
電池が過放電状態になったか否かを明確に表示すること
ができる。
【0025】また、請求項2に記載の発明は、アノード
端子とリファレンス端子との間を短絡したシャントレギ
ュレータを用いることによって、所定電圧だけ電圧シフ
トを行うことができ、電池が過放電状態となったときに
発光ダイオードの発光輝度が急激に低くなるように設定
でき、電池が過放電状態になったか否かを明確に表示す
ることができる。
【0026】また、請求項3に記載の発明は、シャント
レギュレータのアノード端子とリファレンス端子との間
に接続される第1抵抗と、カソード端子とリファレンス
端子との間に接続される第2抵抗との抵抗比によって、
シャントレギュレータにおける電圧シフト量を自由に設
定することができ、未使用時の電池の電圧がどのような
値であっても、電池が過放電状態となったときに発光ダ
イオードの発光輝度が急激に低くなるように設定でき、
電池が過放電状態になったか否かを明確に表示すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電池電圧表示回路の第1実施例の回路
構成図である。
【図2】シャントレギュレータ22の一実施例の回路構
成図である。
【図3】シャントレギュレータ22のカソード電圧・カ
ソード電流特性を示す図である。
【図4】本発明の電池電圧表示回路の第2実施例の回路
構成図である。
【図5】従来の電池電圧表示回路の一例の回路構成図で
ある。
【図6】図1及び図5の回路における電池電圧と電流I
dの関係を示す図である。
【符号の説明】
20 電池 22 シャントレギュレータ 24 発光ダイオード 30 カソード端子 31 アノード端子 32 リファレンス端子 33 定電流源 34 ツェナーダイオード 35 差動増幅器 36 出力トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G016 CA00 CB13 CC01 CC04 CC06 CD04 CD09 CD14 CE01 5C080 AA07 BB09 DD16 EE28 FF03 FF08 JJ03 JJ05 5G003 BA01 DA02 EA06 GA07 5H030 AA04 AS11 FF42 FF44 FF66 FF67

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池から供給される電流が所定値以上の
    とき所定電圧だけ電圧シフトを行う電圧シフト素子と、 前記電池から供給される電流値を設定する電流設定抵抗
    と、 前記電池から供給される電流に応じて発光する発光ダイ
    オードとを有することを特徴とする電池電圧表示回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電池電圧表示回路におい
    て、 前記電圧シフト素子は、カソード端子とリファレンス端
    子との間を短絡したシャントレギュレータであることを
    特徴とする電池電圧表示回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の電池電圧表示回路におい
    て、 前記電圧シフト素子は、アノード端子とリファレンス端
    子との間に第1抵抗を接続し、カソード端子とリファレ
    ンス端子との間に第2抵抗を接続したシャントレギュレ
    ータであることを特徴とする電池電圧表示回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003109673A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Nec Mobile Energy Kk 警告機能付き電池パック

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