JP2002156393A - 電池電圧測定回路 - Google Patents
電池電圧測定回路Info
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- JP2002156393A JP2002156393A JP2000355125A JP2000355125A JP2002156393A JP 2002156393 A JP2002156393 A JP 2002156393A JP 2000355125 A JP2000355125 A JP 2000355125A JP 2000355125 A JP2000355125 A JP 2000355125A JP 2002156393 A JP2002156393 A JP 2002156393A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池電圧を入力とするＰＷＭ方式スイッチン
グレギュレータを用いた電源回路において、電池電圧を
簡単な構成で測定可能とする。 【解決手段】 負荷１１を一定負荷状態として、ＰＷＭ
スイッチングレギュレータ２０のスイッチングトランジ
スタ２３のオン時間を、Ｔon時間測定部１２でディジタ
ル的に測定し、この測定結果により、テーブル参照部１
４にてデータテーブル１３を参照して、電池電圧を検出
する。
グレギュレータを用いた電源回路において、電池電圧を
簡単な構成で測定可能とする。 【解決手段】 負荷１１を一定負荷状態として、ＰＷＭ
スイッチングレギュレータ２０のスイッチングトランジ
スタ２３のオン時間を、Ｔon時間測定部１２でディジタ
ル的に測定し、この測定結果により、テーブル参照部１
４にてデータテーブル１３を参照して、電池電圧を検出
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池電圧測定回路に
関し、特に電池電圧を入力とするＰＷＭ（PulseWidth M
odulation）制御方式のスイッチング電源の出力電圧を
負荷へ供給するようにした電源装置において、一定負荷
状態で電池電圧を測定するようにした電池電圧測定回路
に関するものである。
関し、特に電池電圧を入力とするＰＷＭ（PulseWidth M
odulation）制御方式のスイッチング電源の出力電圧を
負荷へ供給するようにした電源装置において、一定負荷
状態で電池電圧を測定するようにした電池電圧測定回路
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この様な従来回路の例として、図３に示
すブロック図を参照して説明する。図３において、電池
５０の電圧をスイッチングレギュレータ５１により一定
の直流電圧に変換して、負荷５３へこの電圧を供給する
ようになっている。この電池５０の電圧を測定するため
に、この電圧をＡ／Ｄ（アナログディジタル）コンバー
タ５４によりディジタル変換した値を、制御ＭＰＵ（マ
イクロプロセッサユニット）５５により読み取り、電池
電圧を検出するものである。
すブロック図を参照して説明する。図３において、電池
５０の電圧をスイッチングレギュレータ５１により一定
の直流電圧に変換して、負荷５３へこの電圧を供給する
ようになっている。この電池５０の電圧を測定するため
に、この電圧をＡ／Ｄ（アナログディジタル）コンバー
タ５４によりディジタル変換した値を、制御ＭＰＵ（マ
イクロプロセッサユニット）５５により読み取り、電池
電圧を検出するものである。
【０００３】また、他の回路例として、特開平４−３１
２３５０号公報に開示のものがあり、図４にその構成を
示している。図４において、安定化電源回路３は、内装
のパルス幅制御回路の働きにより交流または非安定直流
を入力端子１，２より入力すると共に、内部のスイッチ
ング素子を導通させるオンパルスと同一のタイミングの
スイッチングパルスａを出力する。
２３５０号公報に開示のものがあり、図４にその構成を
示している。図４において、安定化電源回路３は、内装
のパルス幅制御回路の働きにより交流または非安定直流
を入力端子１，２より入力すると共に、内部のスイッチ
ング素子を導通させるオンパルスと同一のタイミングの
スイッチングパルスａを出力する。
【０００４】積分回路６はこのスイッチングパルスを積
分して、この積分された鉅歯波形を比較回路７の非反転
入力端子に入力する。また、基準電圧ｂが比較回路７の
反転入力端子に入力されており、比較回路７は積分回路
６の出力ｃの電圧値が基準電圧値より大の時入力電圧低
下異常信号を送出する。
分して、この積分された鉅歯波形を比較回路７の非反転
入力端子に入力する。また、基準電圧ｂが比較回路７の
反転入力端子に入力されており、比較回路７は積分回路
６の出力ｃの電圧値が基準電圧値より大の時入力電圧低
下異常信号を送出する。
【０００５】図５は図４の回路動作を示すタイムチャー
トであり、入力電源が低下した時、安定化電源回路３内
のスイッチング素子のオンパルスの幅は増加し、安定化
電源回路３の最低入力電圧値まで低下したとき、オンパ
ルスａの幅は最大になり、入力電圧低下異常信号が送出
される。
トであり、入力電源が低下した時、安定化電源回路３内
のスイッチング素子のオンパルスの幅は増加し、安定化
電源回路３の最低入力電圧値まで低下したとき、オンパ
ルスａの幅は最大になり、入力電圧低下異常信号が送出
される。
【０００６】負荷が軽いときは、入力電圧低下が発生し
ても最低入力電圧に到達するまでの時間が長くなるた
め、出力電圧の保証期間が長くなり、負荷の大小を考慮
した正確な電圧低下検出が行えるというのもである。
ても最低入力電圧に到達するまでの時間が長くなるた
め、出力電圧の保証期間が長くなり、負荷の大小を考慮
した正確な電圧低下検出が行えるというのもである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した回路方式
では、電池電圧を測定するために、専用のＡ／Ｄコンバ
ータが必要になるという欠点がある。また、図４に示し
た回路方式では、スイッチングレギュレータ（安定化電
源回路）３の入力電圧の低下を検出するために、ＰＷＭ
制御されたスイッチングパルスを用いているが、この例
では、スイッチングパルスを積分するためのアナログ積
分回路が必要になり、やはり、専用のアナログ積分回路
を準備しなければならないという欠点がある。
では、電池電圧を測定するために、専用のＡ／Ｄコンバ
ータが必要になるという欠点がある。また、図４に示し
た回路方式では、スイッチングレギュレータ（安定化電
源回路）３の入力電圧の低下を検出するために、ＰＷＭ
制御されたスイッチングパルスを用いているが、この例
では、スイッチングパルスを積分するためのアナログ積
分回路が必要になり、やはり、専用のアナログ積分回路
を準備しなければならないという欠点がある。
【０００８】本発明の目的は、ディジタル処理により構
成の簡素化を図ることが可能な電池電圧測定回路を提供
することである。
成の簡素化を図ることが可能な電池電圧測定回路を提供
することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、電池電
圧を入力とするＰＷＭ制御方式のスイッチング電源の出
力電圧を負荷へ供給するようにした電源装置において、
前記負荷を一定負荷状態に維持しつつ前記電池電圧を測
定するようにした電池電圧測定回路であって、前記スイ
ッチング電源のスイッチングトランジスタのオン時間を
ディジタル的に測定する測定手段と、この測定結果に応
じて前記電池電圧を検出する電圧検出手段とを含むこと
を特徴とする電池電圧測定回路が得られる。
圧を入力とするＰＷＭ制御方式のスイッチング電源の出
力電圧を負荷へ供給するようにした電源装置において、
前記負荷を一定負荷状態に維持しつつ前記電池電圧を測
定するようにした電池電圧測定回路であって、前記スイ
ッチング電源のスイッチングトランジスタのオン時間を
ディジタル的に測定する測定手段と、この測定結果に応
じて前記電池電圧を検出する電圧検出手段とを含むこと
を特徴とする電池電圧測定回路が得られる。
【００１０】そして、前記測定手段は、スイッチングト
ランジスタのオン時間として、このトランジスタのオン
オフをなすべくＰＷＭ制御されているスイッチングパル
スのパルス幅を測定するようにしたことを特徴とする。
また、前記電圧検出手段は、前記一定負荷状態において
予め測定しておいた電池電圧と前記オン時間との関係を
格納したデータテーブルと、このデータテーブルの内容
を前記測定手段により測定されたオン時間により参照し
て、前記電池電圧を検出するデータテーブル参照手段と
を有することを特徴とする。
ランジスタのオン時間として、このトランジスタのオン
オフをなすべくＰＷＭ制御されているスイッチングパル
スのパルス幅を測定するようにしたことを特徴とする。
また、前記電圧検出手段は、前記一定負荷状態において
予め測定しておいた電池電圧と前記オン時間との関係を
格納したデータテーブルと、このデータテーブルの内容
を前記測定手段により測定されたオン時間により参照し
て、前記電池電圧を検出するデータテーブル参照手段と
を有することを特徴とする。
【００１１】また、前記測定手段は、前記スイッチング
パルスの周波数よりも大なる周波数のクロックパルスを
使用して前記パルス幅の期間のクロックパルス数を計数
する計数手段を有し、前記データテーブル参照手段及び
前記負荷を一定負荷状態に維持するための手段は、コン
ピュータにより構成されていることを特徴とし、前記測
定手段のクロックパルスは前記コンピュータの動作クロ
ックパルスを使用するようにしたことを特徴とする。
パルスの周波数よりも大なる周波数のクロックパルスを
使用して前記パルス幅の期間のクロックパルス数を計数
する計数手段を有し、前記データテーブル参照手段及び
前記負荷を一定負荷状態に維持するための手段は、コン
ピュータにより構成されていることを特徴とし、前記測
定手段のクロックパルスは前記コンピュータの動作クロ
ックパルスを使用するようにしたことを特徴とする。
【００１２】本発明の作用を述べる。携帯型情報処理器
や携帯電話等の、電池を電源供給源とする携帯機器にお
いて、一定の負荷状態（負荷に一定の電流を流した状
態）で、ＰＷＭ制御スイッチングレギュレータのスイッ
チングトランジスタのオン時間を、ディジタル的に測定
することにより、電池電圧を極めて簡単な構成で測定可
能としている。
や携帯電話等の、電池を電源供給源とする携帯機器にお
いて、一定の負荷状態（負荷に一定の電流を流した状
態）で、ＰＷＭ制御スイッチングレギュレータのスイッ
チングトランジスタのオン時間を、ディジタル的に測定
することにより、電池電圧を極めて簡単な構成で測定可
能としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形
態を示す構成図である。図１を参照すると、ＰＷＭ制御
方式のスイッチングレギュレータ部２０は電池１０から
の電力を一定の直流電圧に変換して負荷１１へ供給する
ものである。スイッチングレギュレータ部２０は、ＰＷ
Ｍ制御部２４を有しており、このＰＷＭ制御部２４は出
力電圧を検出して図示せぬ基準電圧との誤差に応じたパ
ルス幅を有するスイッチングパルスを生成する。
実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形
態を示す構成図である。図１を参照すると、ＰＷＭ制御
方式のスイッチングレギュレータ部２０は電池１０から
の電力を一定の直流電圧に変換して負荷１１へ供給する
ものである。スイッチングレギュレータ部２０は、ＰＷ
Ｍ制御部２４を有しており、このＰＷＭ制御部２４は出
力電圧を検出して図示せぬ基準電圧との誤差に応じたパ
ルス幅を有するスイッチングパルスを生成する。
【００１４】このスイッチングパルスによりスイッチン
グトランジスタ２３がオンオフ制御され、このトランジ
スタのオン時に、チョークコイル２１にエネルギが蓄積
され、オフ時にそのエネルギが放出される。この放出エ
ネルギがダイオード２２を介してコンデンサ１５に蓄積
されて負荷１１への電源供給がなされるのである。
グトランジスタ２３がオンオフ制御され、このトランジ
スタのオン時に、チョークコイル２１にエネルギが蓄積
され、オフ時にそのエネルギが放出される。この放出エ
ネルギがダイオード２２を介してコンデンサ１５に蓄積
されて負荷１１への電源供給がなされるのである。
【００１５】このとき、電池１０の電圧の変化や負荷１
１の変化により、ＰＷＭ制御部２４はスイッチングトラ
ンジスタ２３のオン時間（デューティ比）を変化させる
ことにより、直流電圧を一定に保つことが可能となって
いる。
１の変化により、ＰＷＭ制御部２４はスイッチングトラ
ンジスタ２３のオン時間（デューティ比）を変化させる
ことにより、直流電圧を一定に保つことが可能となって
いる。
【００１６】従って、このスイッチングトランジスタ２
３のオン時間を測定することで、電池１０の電圧が測定
できることになるが、前述した如く、負荷１１の負荷状
態（消費電流の値）によっても、トランジスタ２３のオ
ン時間は変化するので、電池電圧を正確に測定するため
には、負荷状態を一定に維持した状態で測定することが
必要である。
３のオン時間を測定することで、電池１０の電圧が測定
できることになるが、前述した如く、負荷１１の負荷状
態（消費電流の値）によっても、トランジスタ２３のオ
ン時間は変化するので、電池電圧を正確に測定するため
には、負荷状態を一定に維持した状態で測定することが
必要である。
【００１７】そこで、この負荷１１の負荷状態を一定に
維持して（一定に維持する手段は、図１の回路では特に
図示しないが、負荷１１の消費電流が変化しない様にし
てある一定の電流値にしておくことは、容易である）、
そのときトランジスタ２３のオン時間Ｔonを、Ｔon時間
測定部１２にてディジタル的に測定するのである。
維持して（一定に維持する手段は、図１の回路では特に
図示しないが、負荷１１の消費電流が変化しない様にし
てある一定の電流値にしておくことは、容易である）、
そのときトランジスタ２３のオン時間Ｔonを、Ｔon時間
測定部１２にてディジタル的に測定するのである。
【００１８】一方、データテーブル１３が設けられてお
り、このデータテーブル１３は、一定負荷での電池電圧
とＴon時間との関係を予め測定しておき、これをテーブ
ル化して記憶しておくものであり、ＲＯＭ（リードオン
リメモリ）等の記録媒体が用いられる。
り、このデータテーブル１３は、一定負荷での電池電圧
とＴon時間との関係を予め測定しておき、これをテーブ
ル化して記憶しておくものであり、ＲＯＭ（リードオン
リメモリ）等の記録媒体が用いられる。
【００１９】Ｔon時間測定部１２で測定されたＴonを用
いて、テーブル参照部１４にてデータテーブル１３を参
照することにより、この測定されたＴonに対応する電池
電圧が抽出されて、電池電圧が判定できることになる。
いて、テーブル参照部１４にてデータテーブル１３を参
照することにより、この測定されたＴonに対応する電池
電圧が抽出されて、電池電圧が判定できることになる。
【００２０】この様に、本発明では、電源回路であるス
イッチングレギュレータのＰＷＭ機能を用いることによ
り、電池電圧を測定しているので、図３に示した回路の
様なＡ／Ｄコンバータとその周辺部品を削除することが
でき、小型化、省電力化が可能となる。また、ＰＷＭ制
御のトランジスタのオン時間を、ディジタル的に測定し
ているので、図４に示した様なアナログ積分回路が不要
となり後述する様にＭＰＵによる制御が容易となる。
イッチングレギュレータのＰＷＭ機能を用いることによ
り、電池電圧を測定しているので、図３に示した回路の
様なＡ／Ｄコンバータとその周辺部品を削除することが
でき、小型化、省電力化が可能となる。また、ＰＷＭ制
御のトランジスタのオン時間を、ディジタル的に測定し
ているので、図４に示した様なアナログ積分回路が不要
となり後述する様にＭＰＵによる制御が容易となる。
【００２１】図２は本発明の実施例の回路図であり、図
１と同等部分は同一符号により示している。図２におい
ては、図１のテーブル参照部１４の機能を、制御ＭＰＵ
３０により実現したものであり、他の構成は図１のそれ
と同じである。なお、図１の実施例では、負荷１１を一
定負荷状態とするために、ＭＰＵ３０により制御を行っ
ている。
１と同等部分は同一符号により示している。図２におい
ては、図１のテーブル参照部１４の機能を、制御ＭＰＵ
３０により実現したものであり、他の構成は図１のそれ
と同じである。なお、図１の実施例では、負荷１１を一
定負荷状態とするために、ＭＰＵ３０により制御を行っ
ている。
【００２２】Ｔon時間測定部１２の例としては、ＰＷＭ
制御されたスイッチングパルス（スイッチングトランジ
スタ２３のベース入力）のパルス幅を測定するように
し、そのために、より高速（スイッチングパルスよりも
周波数が大なるクロックパルス）なクロックパルスを用
い、このクロックパルスの数を、パルス幅の期間カウン
トするカウンタ回路を用いることで容易にディジタル処
理が可能となる。この高速クロックパルスとして、制御
ＭＰＵ３０の動作クロックパルスを用いるようにすれ
ば、Ｔon時間計測のためのクロックパルス源を、別に設
ける必要がなくなる。
制御されたスイッチングパルス（スイッチングトランジ
スタ２３のベース入力）のパルス幅を測定するように
し、そのために、より高速（スイッチングパルスよりも
周波数が大なるクロックパルス）なクロックパルスを用
い、このクロックパルスの数を、パルス幅の期間カウン
トするカウンタ回路を用いることで容易にディジタル処
理が可能となる。この高速クロックパルスとして、制御
ＭＰＵ３０の動作クロックパルスを用いるようにすれ
ば、Ｔon時間計測のためのクロックパルス源を、別に設
ける必要がなくなる。
【００２３】上記実施例では、トランジスタ２３のオン
時間を測定するために、ＰＷＭスイッチングパルスのパ
ルス幅を計測する例を示したが、逆に、トランジスタ２
３のオフ時間を測定しても良く、また、スイッチングパ
ルスのデューティ比を測定しても良いことは勿論であ
る。
時間を測定するために、ＰＷＭスイッチングパルスのパ
ルス幅を計測する例を示したが、逆に、トランジスタ２
３のオフ時間を測定しても良く、また、スイッチングパ
ルスのデューティ比を測定しても良いことは勿論であ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、電池を電源供給源とす
る携帯機器等において、電池電圧を負荷に合った電源電
圧に変換するＰＷＭ方式のスイッチングレギュレータを
用いて、そのスイッチングトランジスタのオン時間をデ
ィジタル的に測定することで、電池電圧を測定するよう
にしているので、ＡＤコンバータや積分回路等の電池電
圧測定専用回路を使用することなく、簡易かつ正確に電
池電圧の測定が可能となり、部品点数の削減ができると
いう効果がある。
る携帯機器等において、電池電圧を負荷に合った電源電
圧に変換するＰＷＭ方式のスイッチングレギュレータを
用いて、そのスイッチングトランジスタのオン時間をデ
ィジタル的に測定することで、電池電圧を測定するよう
にしているので、ＡＤコンバータや積分回路等の電池電
圧測定専用回路を使用することなく、簡易かつ正確に電
池電圧の測定が可能となり、部品点数の削減ができると
いう効果がある。
【図１】本発明の実施の形態を示す図である。
【図２】本発明の実施例を示す図である。
【図３】従来の電池電圧測定回路の例を示す図である。
【図４】従来のスイッチングレギュレータの入力電圧検
出回路の例を示す図である。
出回路の例を示す図である。
【図５】図４の各部動作波形図である。
１０ 電池 １１ 負荷 １２ Ｔon時間測定部 １３ データテーブル １４ テーブル参照部 １５ コンデンサ ２０ スイッチングレギュレータ部 ２１ チョークコイル ２２ ダイオード ２３ スイッチングトランジスタ ２４ ＰＷＭ制御部 ３０ 制御ＭＰＵ
Claims (6)
- 【請求項１】 電池電圧を入力とするＰＷＭ制御方式の
スイッチング電源の出力電圧を負荷へ供給するようにし
た電源装置において、前記負荷を一定負荷状態に維持し
つつ前記電池電圧を測定するようにした電池電圧測定回
路であって、前記スイッチング電源のスイッチングトラ
ンジスタのオン時間をディジタル的に測定する測定手段
と、この測定結果に応じて前記電池電圧を検出する電圧
検出手段とを含むことを特徴とする電池電圧測定回路。 - 【請求項２】 前記測定手段は、スイッチングトランジ
スタのオン時間として、このトランジスタのオンオフを
なすべくＰＷＭ制御されているスイッチングパルスのパ
ルス幅を測定するようにしたことを特徴とする請求項１
記載の電池電圧測定回路。 - 【請求項３】 前記電圧検出手段は、前記一定負荷状態
において予め測定しておいた電池電圧と前記オン時間と
の関係を格納したデータテーブルと、このデータテーブ
ルの内容を前記測定手段により測定されたオン時間によ
り参照して、前記電池電圧を検出するデータテーブル参
照手段とを有することを特徴とする請求項１または２記
載の電池電圧測定回路。 - 【請求項４】 前記測定手段は、前記スイッチングパル
スの周波数よりも大なる周波数のクロックパルスを使用
して前記パルス幅の期間のクロックパルス数を計数する
計数手段を有することを特徴とする請求項２または３記
載の電池電圧測定回路。 - 【請求項５】 前記データテーブル参照手段及び前記負
荷を一定負荷状態に維持するための手段は、コンピュー
タにより構成されていることを特徴とする請求項４記載
の電池電圧測定回路。 - 【請求項６】 前記測定手段のクロックパルスは前記コ
ンピュータの動作クロックパルスを使用するようにした
ことを特徴とする請求項５記載の電池電圧測定回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000355125A JP2002156393A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 電池電圧測定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000355125A JP2002156393A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 電池電圧測定回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002156393A true JP2002156393A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18827595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000355125A Pending JP2002156393A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 電池電圧測定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002156393A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004251826A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Kyocera Corp | 電池残量検出装置及び電池交換時期判別方法 |
| WO2005031964A1 (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 車両用交流発電機の制御装置 |
| JP2015220812A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 株式会社ケーヒン | 電圧検出装置 |
| CN105510840A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-20 | 天津大学 | 应用于高精度荷电状态估算的脉冲宽度选取方法 |
-
2000
- 2000-11-22 JP JP2000355125A patent/JP2002156393A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004251826A (ja) * | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Kyocera Corp | 電池残量検出装置及び電池交換時期判別方法 |
| WO2005031964A1 (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-07 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | 車両用交流発電機の制御装置 |
| US7161328B2 (en) | 2003-09-25 | 2007-01-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Controller of alternator for vehicle |
| JP2015220812A (ja) * | 2014-05-15 | 2015-12-07 | 株式会社ケーヒン | 電圧検出装置 |
| CN105510840A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-04-20 | 天津大学 | 应用于高精度荷电状态估算的脉冲宽度选取方法 |
| CN105510840B (zh) * | 2015-12-18 | 2018-08-07 | 天津大学 | 应用于高精度荷电状态估算的脉冲宽度选取方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040629 |