JP2002189040A - 差動増幅器 - Google Patents
差動増幅器Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の差動増幅器は演算増幅器の後段にバッフ
ァを設け、そのバッファを制御することで出力電圧の送
出動作を許可／禁止しているため、前記バッファには常
に電流を供給する必要があり、消費電流が大きいという
問題がある。 【解決手段】本発明に係る差動増幅器においては、入力
電圧差（Ｖa−Ｖb）に応じた出力電圧Ｖoを得る差動増
幅器において、入力電圧Ｖaと入力電圧Ｖbとを直接比較
するコンパレータ５７を設け、コンパレータ５７の出力
に基づいて演算増幅器５０の出力電圧Ｖoの送出動作を
制御する構成としている。
ァを設け、そのバッファを制御することで出力電圧の送
出動作を許可／禁止しているため、前記バッファには常
に電流を供給する必要があり、消費電流が大きいという
問題がある。 【解決手段】本発明に係る差動増幅器においては、入力
電圧差（Ｖa−Ｖb）に応じた出力電圧Ｖoを得る差動増
幅器において、入力電圧Ｖaと入力電圧Ｖbとを直接比較
するコンパレータ５７を設け、コンパレータ５７の出力
に基づいて演算増幅器５０の出力電圧Ｖoの送出動作を
制御する構成としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２つの入力電圧の
差電圧に応じた出力電圧を得るための差動増幅器に関す
るものであり、特にその出力電圧の送出動作を制御する
手段を有する差動増幅器に関するものである。
差電圧に応じた出力電圧を得るための差動増幅器に関す
るものであり、特にその出力電圧の送出動作を制御する
手段を有する差動増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の差動増幅器について、ここではス
マートバッテリなどと呼ばれるバッテリパックに用いら
れる差動増幅器を例に挙げて説明を行う。ここで、スマ
ートバッテリとは自身に内蔵したマイクロコンピュータ
（以下、マイコンと呼ぶ）を用いて二次電池の電圧（以
下、セル電圧と呼ぶ）や充放電電流をモニタする機能を
有し、充電器あるいはコンピュータ等の負荷との間でデ
ータ授受を行うことができるバッテリパックのことであ
る。こうした構成のバッテリパックを用いると、充電器
あるいはコンピュータ等の負荷側で前記二次電池の状態
を知ることができるため、電池の残量表示や充電の停止
などを正確に行うことができる。
マートバッテリなどと呼ばれるバッテリパックに用いら
れる差動増幅器を例に挙げて説明を行う。ここで、スマ
ートバッテリとは自身に内蔵したマイクロコンピュータ
（以下、マイコンと呼ぶ）を用いて二次電池の電圧（以
下、セル電圧と呼ぶ）や充放電電流をモニタする機能を
有し、充電器あるいはコンピュータ等の負荷との間でデ
ータ授受を行うことができるバッテリパックのことであ
る。こうした構成のバッテリパックを用いると、充電器
あるいはコンピュータ等の負荷側で前記二次電池の状態
を知ることができるため、電池の残量表示や充電の停止
などを正確に行うことができる。
【０００３】ここで、前記マイコンを用いてセル電圧を
モニタするためには、前記二次電池から得られるセル電
圧を前記マイコンが読み取り可能な電圧に変換してか
ら、前記マイコンのＡ／Ｄコンバータに送出してやる必
要がある。そのため、前記バッテリパックにはセル電圧
の出力レベルを調整するための差動増幅器を設けてい
る。図３は従来の差動増幅器の一構成例を示す回路図で
ある。
モニタするためには、前記二次電池から得られるセル電
圧を前記マイコンが読み取り可能な電圧に変換してか
ら、前記マイコンのＡ／Ｄコンバータに送出してやる必
要がある。そのため、前記バッテリパックにはセル電圧
の出力レベルを調整するための差動増幅器を設けてい
る。図３は従来の差動増幅器の一構成例を示す回路図で
ある。
【０００４】図中に示すように、この差動増幅器は演算
増幅器１００と４つの抵抗１０１〜１０４とを有する減
算回路であり、バッファ１０５を介して演算増幅器１０
０の正相入力端子（＋）に入力される電圧Ｖaから、バ
ッファ１０６を介して逆相入力端子（−）に入力される
電圧Ｖbを差し引いた差電圧（Ｖa−Ｖb）に比例した電
圧を、バッファ１０７を介して出力電圧Ｖoとして出力
するものである。ここで、電圧Ｖaは二次電池の正極電
圧であり、電圧Ｖbは前記二次電池の負極電圧である。
すなわち、これらの差電圧（Ｖa−Ｖb）は前記二次電池
から得られるセル電圧ということになる。なお、バッフ
ァ１０５、１０６は入力側の回路部に対する影響を防止
している。
増幅器１００と４つの抵抗１０１〜１０４とを有する減
算回路であり、バッファ１０５を介して演算増幅器１０
０の正相入力端子（＋）に入力される電圧Ｖaから、バ
ッファ１０６を介して逆相入力端子（−）に入力される
電圧Ｖbを差し引いた差電圧（Ｖa−Ｖb）に比例した電
圧を、バッファ１０７を介して出力電圧Ｖoとして出力
するものである。ここで、電圧Ｖaは二次電池の正極電
圧であり、電圧Ｖbは前記二次電池の負極電圧である。
すなわち、これらの差電圧（Ｖa−Ｖb）は前記二次電池
から得られるセル電圧ということになる。なお、バッフ
ァ１０５、１０６は入力側の回路部に対する影響を防止
している。
【０００５】ここで、従来の差動増幅器においては、前
記マイコンに対する出力電圧Ｖoが予め設定しておいた
基準電圧を下回った場合にその出力動作を禁止する手段
として、演算増幅器１００の後段にバッファ１０７とコ
ンパレータ１０８を設けており、出力電圧Ｖoをバッフ
ァ１０７とコンパレータ１０８の正相入力端子とにそれ
ぞれ加える構成としている。
記マイコンに対する出力電圧Ｖoが予め設定しておいた
基準電圧を下回った場合にその出力動作を禁止する手段
として、演算増幅器１００の後段にバッファ１０７とコ
ンパレータ１０８を設けており、出力電圧Ｖoをバッフ
ァ１０７とコンパレータ１０８の正相入力端子とにそれ
ぞれ加える構成としている。
【０００６】コンパレータ１０８は正相入力端子に加え
られた出力電圧Ｖoと、逆相入力端子に加えられた直流
電源１０９の基準電圧Ｖref（例えば、Ｖref＝２Ｖ）と
を比べ、その比較結果に基づいてＨレベルもしくはＬレ
ベルの比較信号を出力するものである。一方、バッファ
１０７は前記比較信号に基づいて出力電圧Ｖoの送出動
作を許可／禁止するものであり、その出力端は前記マイ
コンのＡ／Ｄコンバータに接続してある。こうした構成
とすることにより、前記マイコンが読み取ることのでき
ない基準電圧Ｖref以下の出力電圧Ｖoについては、その
送出を禁止することができる。
られた出力電圧Ｖoと、逆相入力端子に加えられた直流
電源１０９の基準電圧Ｖref（例えば、Ｖref＝２Ｖ）と
を比べ、その比較結果に基づいてＨレベルもしくはＬレ
ベルの比較信号を出力するものである。一方、バッファ
１０７は前記比較信号に基づいて出力電圧Ｖoの送出動
作を許可／禁止するものであり、その出力端は前記マイ
コンのＡ／Ｄコンバータに接続してある。こうした構成
とすることにより、前記マイコンが読み取ることのでき
ない基準電圧Ｖref以下の出力電圧Ｖoについては、その
送出を禁止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記した通り、従来構
成の差動増幅器であれば２つの入力電圧の差電圧に応じ
た出力電圧を得ることができ、さらにその出力電圧が予
め設定した基準電圧以下であればその送出動作を禁止す
ることも可能である。しかしながら、従来の差動増幅器
では演算増幅器の後段にもう一段バッファを設け、出力
電圧と基準電圧とを比較した結果によってその最終段の
バッファを制御する構成である。そのため、常に最終段
のバッファには電流を供給しておく必要があり、定常時
の消費電流が大きいという問題がある。
成の差動増幅器であれば２つの入力電圧の差電圧に応じ
た出力電圧を得ることができ、さらにその出力電圧が予
め設定した基準電圧以下であればその送出動作を禁止す
ることも可能である。しかしながら、従来の差動増幅器
では演算増幅器の後段にもう一段バッファを設け、出力
電圧と基準電圧とを比較した結果によってその最終段の
バッファを制御する構成である。そのため、常に最終段
のバッファには電流を供給しておく必要があり、定常時
の消費電流が大きいという問題がある。
【０００８】また、複数の電源を有することで差動増幅
器に対する入力電圧の切替が可能なアプリケーション、
例えば前述のバッテリパックに従来構成の差動増幅器を
適用した場合には、入力電圧の切り替え時において回路
の立ち上がりに遅延が生じるという問題もある。これは
入力電圧の切り替えを行った場合、差動増幅器を構成す
る回路の段数が多ければ多いほど、その立ち上がりに時
間を要するためである。そのため、従来構成の差動増幅
器では最終段に設けたバッファに電圧を加えねばならな
い分、必然的に遅れ時間が生じてしまう。
器に対する入力電圧の切替が可能なアプリケーション、
例えば前述のバッテリパックに従来構成の差動増幅器を
適用した場合には、入力電圧の切り替え時において回路
の立ち上がりに遅延が生じるという問題もある。これは
入力電圧の切り替えを行った場合、差動増幅器を構成す
る回路の段数が多ければ多いほど、その立ち上がりに時
間を要するためである。そのため、従来構成の差動増幅
器では最終段に設けたバッファに電圧を加えねばならな
い分、必然的に遅れ時間が生じてしまう。
【０００９】本発明は、上記の問題点に鑑み、２つの入
力電圧の差に応じた出力電圧に基づいて送出動作を制御
することができ、かつ消費電流の小さい差動増幅器を提
供することを目的とする。
力電圧の差に応じた出力電圧に基づいて送出動作を制御
することができ、かつ消費電流の小さい差動増幅器を提
供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る差動増幅器においては、第１入力電圧
と前記第１入力電圧より低い第２入力電圧との差電圧に
応じた出力電圧を得るための差動増幅器において、前記
第１入力電圧と前記第２入力電圧とを比較するコンパレ
ータと、前記コンパレータの出力に基づいて前記出力電
圧の送出動作を制御する手段とを有する構成としてい
る。
に、本発明に係る差動増幅器においては、第１入力電圧
と前記第１入力電圧より低い第２入力電圧との差電圧に
応じた出力電圧を得るための差動増幅器において、前記
第１入力電圧と前記第２入力電圧とを比較するコンパレ
ータと、前記コンパレータの出力に基づいて前記出力電
圧の送出動作を制御する手段とを有する構成としてい
る。
【００１１】特に、複数の二次電池と、前記二次電池の
いずれかを選択してその正極電圧及び負極電圧を取り出
すためのセルセレクタと、前記二次電池の正極電圧と負
極電圧との差電圧に応じた出力電圧を得るための差動増
幅器と、前記差動増幅器の出力電圧に基づいて前記二次
電池の充放電を制御するマイクロコンピュータとを有す
るバッテリパックにおいて、前記差動増幅器は前記二次
電池の正極電圧と負極電圧とを比較するコンパレータ
と、前記コンパレータの出力に基づいて前記出力電圧の
送出動作を制御する手段とを有する構成とすることで、
本発明に係る差動増幅器をバッテリパックに適用するこ
とができる。
いずれかを選択してその正極電圧及び負極電圧を取り出
すためのセルセレクタと、前記二次電池の正極電圧と負
極電圧との差電圧に応じた出力電圧を得るための差動増
幅器と、前記差動増幅器の出力電圧に基づいて前記二次
電池の充放電を制御するマイクロコンピュータとを有す
るバッテリパックにおいて、前記差動増幅器は前記二次
電池の正極電圧と負極電圧とを比較するコンパレータ
と、前記コンパレータの出力に基づいて前記出力電圧の
送出動作を制御する手段とを有する構成とすることで、
本発明に係る差動増幅器をバッテリパックに適用するこ
とができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】ここでは従来技術と同様に、本発
明に係る差動増幅器をスマートバッテリなどと呼ばれる
バッテリパックに適用した例を挙げて説明を行う。前述
した通り、スマートバッテリとは内蔵したマイコンを用
いて二次電池の状態をモニタする機能を有し、充電器あ
るいはコンピュータ等の負荷との間でデータ授受を行う
ことができるバッテリパックのことである。
明に係る差動増幅器をスマートバッテリなどと呼ばれる
バッテリパックに適用した例を挙げて説明を行う。前述
した通り、スマートバッテリとは内蔵したマイコンを用
いて二次電池の状態をモニタする機能を有し、充電器あ
るいはコンピュータ等の負荷との間でデータ授受を行う
ことができるバッテリパックのことである。
【００１３】図１は本発明に係る差動増幅器を具備する
バッテリパックを用いたスマートバッテリシステムの一
構成例を示すブロック図である。図中に示すように、こ
のスマートバッテリシステムはバッテリパック１０と本
体４０（例えば、携帯型のパーソナルコンピュータ等）
とから構成されている。ここで、バッテリパック１０は
プラス端子１及びマイナス端子２を有しており、一方の
本体４０もプラス端子４１及びマイナス端子４２を有し
ている。これらのプラス端子同士及びマイナス端子同士
を結合／分離することにより、バッテリパック１０を本
体４０に対して着脱することができる。また、バッテリ
パック１０は二次電池から所定の電圧を発生するととも
に、該二次電池の状態を監視するためにバッテリモニタ
回路部２０及びマイコン３０を有している。
バッテリパックを用いたスマートバッテリシステムの一
構成例を示すブロック図である。図中に示すように、こ
のスマートバッテリシステムはバッテリパック１０と本
体４０（例えば、携帯型のパーソナルコンピュータ等）
とから構成されている。ここで、バッテリパック１０は
プラス端子１及びマイナス端子２を有しており、一方の
本体４０もプラス端子４１及びマイナス端子４２を有し
ている。これらのプラス端子同士及びマイナス端子同士
を結合／分離することにより、バッテリパック１０を本
体４０に対して着脱することができる。また、バッテリ
パック１０は二次電池から所定の電圧を発生するととも
に、該二次電池の状態を監視するためにバッテリモニタ
回路部２０及びマイコン３０を有している。
【００１４】このバッテリパック１０は二次電池とし
て、例えば４つのリチウムイオン電池３ａ〜３ｄ（以
下、これらをセル３ａ〜セル３ｄと呼び、適宜まとめて
セル３と呼ぶ）を有しており、これらのセル３ａ〜３ｄ
を図中に示す順に直列接続している。ここで、セル３ａ
の負極はセンス抵抗４の一端に接続しており、センス抵
抗４の他端はバッテリパック１０のマイナス端子２に接
続している。なお、センス抵抗４とは電流検出用の微小
抵抗値（一般には数十ｍΩ）を持つ抵抗である。
て、例えば４つのリチウムイオン電池３ａ〜３ｄ（以
下、これらをセル３ａ〜セル３ｄと呼び、適宜まとめて
セル３と呼ぶ）を有しており、これらのセル３ａ〜３ｄ
を図中に示す順に直列接続している。ここで、セル３ａ
の負極はセンス抵抗４の一端に接続しており、センス抵
抗４の他端はバッテリパック１０のマイナス端子２に接
続している。なお、センス抵抗４とは電流検出用の微小
抵抗値（一般には数十ｍΩ）を持つ抵抗である。
【００１５】一方、セル３ｄの正極はＦＥＴ等で構成し
たスイッチ素子５、６を介してバッテリパック１０のプ
ラス端子１に接続している。スイッチ素子５、６は互い
に直列に接続されており、これらを構成するＦＥＴのオ
ン／オフをスイッチングすることによって、セル３から
の放電、及び本体４０に設けた充電器４３からセル３へ
の充電を制御することができる。
たスイッチ素子５、６を介してバッテリパック１０のプ
ラス端子１に接続している。スイッチ素子５、６は互い
に直列に接続されており、これらを構成するＦＥＴのオ
ン／オフをスイッチングすることによって、セル３から
の放電、及び本体４０に設けた充電器４３からセル３へ
の充電を制御することができる。
【００１６】また、バッテリパック１０のプラス端子１
の電圧とセル３ａ〜３ｄの合計電圧（すなわち、セル３
ｄの正極電圧）のうち、より高い電圧を電源電圧ＶCCと
してバッテリモニタ回路部２０に供給するために、ここ
ではダイオード７及びダイオード８を設けており、両ダ
イオードのカソードはともにバッテリモニタ回路部２０
の入力端子に接続している。一方、ダイオード７のアノ
ードはセル３ｄの正極に接続しており、ダイオード８の
アノードはバッテリパック１０のプラス端子１に接続し
ている。こうした構成とすることにより、バッテリモニ
タ回路部２０の電源電圧ＶCCとしては、充電器４３の電
圧とセル３ａ〜３ｄの合計電圧のうち、より高い方の電
圧が加えられることになる。
の電圧とセル３ａ〜３ｄの合計電圧（すなわち、セル３
ｄの正極電圧）のうち、より高い電圧を電源電圧ＶCCと
してバッテリモニタ回路部２０に供給するために、ここ
ではダイオード７及びダイオード８を設けており、両ダ
イオードのカソードはともにバッテリモニタ回路部２０
の入力端子に接続している。一方、ダイオード７のアノ
ードはセル３ｄの正極に接続しており、ダイオード８の
アノードはバッテリパック１０のプラス端子１に接続し
ている。こうした構成とすることにより、バッテリモニ
タ回路部２０の電源電圧ＶCCとしては、充電器４３の電
圧とセル３ａ〜３ｄの合計電圧のうち、より高い方の電
圧が加えられることになる。
【００１７】次に、バッテリモニタ回路部２０及びマイ
コン３０について説明する。バッテリモニタ回路部２０
はレギュレータ２１、セルセレクタ２２、差動増幅器２
３、増幅器２４、及びパワーＦＥＴドライバ２５といっ
た回路から構成されるものである。また、マイコン３０
はＣＰＵ３１及びＡ／Ｄコンバータ３２を有しており、
バッテリモニタ回路部２０の制御及び本体４０側に設け
たＣＰＵ４４とのデータ授受を行うものである。なお、
マイコン３０と本体４０とは図示しない通信用のバスに
よって接続されている。
コン３０について説明する。バッテリモニタ回路部２０
はレギュレータ２１、セルセレクタ２２、差動増幅器２
３、増幅器２４、及びパワーＦＥＴドライバ２５といっ
た回路から構成されるものである。また、マイコン３０
はＣＰＵ３１及びＡ／Ｄコンバータ３２を有しており、
バッテリモニタ回路部２０の制御及び本体４０側に設け
たＣＰＵ４４とのデータ授受を行うものである。なお、
マイコン３０と本体４０とは図示しない通信用のバスに
よって接続されている。
【００１８】レギュレータ２１は入力される電源電圧Ｖ
CCから常に一定な出力電圧Ｖregを得るものであり、そ
の出力電圧Ｖregをマイコン３０やバッテリモニタ回路
部２０の各構成回路に供給する働きを有する。セルセレ
クタ２２はマルチプレクサ等で構成されており、セル３
ａ〜３ｄの各正極−負極間の電圧Ｅ1〜Ｅ4（以下、セル
電圧Ｅ1〜Ｅ4と呼ぶ）のいずれか１つを周期的に選択し
て差動増幅器２３に送出するものである。
CCから常に一定な出力電圧Ｖregを得るものであり、そ
の出力電圧Ｖregをマイコン３０やバッテリモニタ回路
部２０の各構成回路に供給する働きを有する。セルセレ
クタ２２はマルチプレクサ等で構成されており、セル３
ａ〜３ｄの各正極−負極間の電圧Ｅ1〜Ｅ4（以下、セル
電圧Ｅ1〜Ｅ4と呼ぶ）のいずれか１つを周期的に選択し
て差動増幅器２３に送出するものである。
【００１９】差動増幅器２３はセルセレクタ２３から入
力されたセル電圧Ｅ1〜Ｅ4をマイコン３０が読み取り可
能な電圧に変換して、マイコン３０のＡ／Ｄコンバータ
３２に送出するものである。ここで、差動増幅器２３の
回路構成について説明する。図２は本発明に係る差動増
幅器２３の一構成例を示す回路図である。
力されたセル電圧Ｅ1〜Ｅ4をマイコン３０が読み取り可
能な電圧に変換して、マイコン３０のＡ／Ｄコンバータ
３２に送出するものである。ここで、差動増幅器２３の
回路構成について説明する。図２は本発明に係る差動増
幅器２３の一構成例を示す回路図である。
【００２０】図中に示すように、演算増幅器５０と４つ
の抵抗５１〜５４から成る減算回路は一般的なものであ
り、バッファ５５を介して演算増幅器５０の正相入力端
子（＋）に入力される第１入力電圧Ｖaから、バッファ
５６を介して逆相入力端子（−）に入力される第２入力
電圧Ｖbを差し引いた差電圧（Ｖa−Ｖb）に比例した出
力電圧Ｖoを得るものである。ここで、第１入力電圧Ｖa
は二次電池の正極電圧であり、第２入力電圧Ｖbは前記
二次電池の負極電圧である。すなわち、これらの差電圧
（Ｖa−Ｖb）は前記二次電池から得られるセル電圧Ｅ1
〜Ｅ4のいずれかの値である。なお、バッファ５５、５
６は入力側の回路部に対する影響を防止している。
の抵抗５１〜５４から成る減算回路は一般的なものであ
り、バッファ５５を介して演算増幅器５０の正相入力端
子（＋）に入力される第１入力電圧Ｖaから、バッファ
５６を介して逆相入力端子（−）に入力される第２入力
電圧Ｖbを差し引いた差電圧（Ｖa−Ｖb）に比例した出
力電圧Ｖoを得るものである。ここで、第１入力電圧Ｖa
は二次電池の正極電圧であり、第２入力電圧Ｖbは前記
二次電池の負極電圧である。すなわち、これらの差電圧
（Ｖa−Ｖb）は前記二次電池から得られるセル電圧Ｅ1
〜Ｅ4のいずれかの値である。なお、バッファ５５、５
６は入力側の回路部に対する影響を防止している。
【００２１】ここで、本発明に係る差動増幅器２３にお
いては、マイコン３０に対する出力電圧Ｖoが予め設定
しておいた基準電圧を下回った場合、言い換えれば差電
圧（Ｖa−Ｖb）が所定の電圧よりも低くなった場合に、
その出力動作を禁止する手段として、第１入力電圧Ｖa
と第２入力電圧Ｖbとを直接比較するためのコンパレー
タ５７を設けている。
いては、マイコン３０に対する出力電圧Ｖoが予め設定
しておいた基準電圧を下回った場合、言い換えれば差電
圧（Ｖa−Ｖb）が所定の電圧よりも低くなった場合に、
その出力動作を禁止する手段として、第１入力電圧Ｖa
と第２入力電圧Ｖbとを直接比較するためのコンパレー
タ５７を設けている。
【００２２】コンパレータ５７は正相入力端子（＋）側
に加えられた第１入力電圧Ｖaと、逆相入力端子（−）
側に加えられた第２入力電圧Ｖbとを比べ、その比較結
果に基づいてＨレベルもしくはＬレベルの比較信号を演
算増幅器５０の後段に設けられたスイッチ回路５８に対
して送出するものである。スイッチ回路５８は前記比較
信号に基づいて演算増幅器５０の出力端子をマイコン３
０のＡ／Ｄコンバータ３２に接続するか、グランドに接
続するかを切り換える。
に加えられた第１入力電圧Ｖaと、逆相入力端子（−）
側に加えられた第２入力電圧Ｖbとを比べ、その比較結
果に基づいてＨレベルもしくはＬレベルの比較信号を演
算増幅器５０の後段に設けられたスイッチ回路５８に対
して送出するものである。スイッチ回路５８は前記比較
信号に基づいて演算増幅器５０の出力端子をマイコン３
０のＡ／Ｄコンバータ３２に接続するか、グランドに接
続するかを切り換える。
【００２３】例えば、演算増幅器５０の増幅率をαとす
ると、出力電圧Ｖoが基準となる差電圧Ｖd（例えば、Ｖ
d＝２Ｖ）を下回った時にその出力動作を禁止するため
には、第１入力電圧Ｖaと第２入力電圧Ｖbとの差電圧
（Ｖa−Ｖb）がＶd／αなる値を下回った場合に出力電
圧Ｖoの送出を禁止するように、すなわち演算増幅器５
０の出力端子をグランドに接続するように、スイッチ回
路５８を制御すればよい。このような構成とすることに
より、マイコン３０が読み取ることのできない差電圧Ｖ
d以下の出力電圧Ｖoについては、その送出を禁止するこ
とができる。
ると、出力電圧Ｖoが基準となる差電圧Ｖd（例えば、Ｖ
d＝２Ｖ）を下回った時にその出力動作を禁止するため
には、第１入力電圧Ｖaと第２入力電圧Ｖbとの差電圧
（Ｖa−Ｖb）がＶd／αなる値を下回った場合に出力電
圧Ｖoの送出を禁止するように、すなわち演算増幅器５
０の出力端子をグランドに接続するように、スイッチ回
路５８を制御すればよい。このような構成とすることに
より、マイコン３０が読み取ることのできない差電圧Ｖ
d以下の出力電圧Ｖoについては、その送出を禁止するこ
とができる。
【００２４】なお、スイッチ回路５８を設けずに、コン
パレータ５７から送出される前記比較信号に基づいて演
算増幅器５０の動作を直接制御し、出力電圧Ｖoの送出
動作を許可／禁止する構成としてもよい。このような構
成とすることにより、出力電圧Ｖoが基準となる差電圧
Ｖdを下回った場合には、出力電圧Ｖoの送出を禁止する
だけでなく、演算増幅器５０の動作を停止して消費電流
の削減を図ることもできる。
パレータ５７から送出される前記比較信号に基づいて演
算増幅器５０の動作を直接制御し、出力電圧Ｖoの送出
動作を許可／禁止する構成としてもよい。このような構
成とすることにより、出力電圧Ｖoが基準となる差電圧
Ｖdを下回った場合には、出力電圧Ｖoの送出を禁止する
だけでなく、演算増幅器５０の動作を停止して消費電流
の削減を図ることもできる。
【００２５】図１に戻り、バッテリパック１０の説明を
続ける。増幅器２４はセンス抵抗４で生じた電圧降下を
マイコン３０が読み取り可能な電圧に変換して、マイコ
ン３０のＡ／Ｄコンバータ３２に送出するものである。
マイコン３０は差動増幅器２３の出力に基づいてセル３
ａ〜３ｄの各電圧を検知するとともに、増幅器２４から
の出力に基づいてセル３ａ〜３ｄに流れる充電電流もし
くは放電電流を検知し、それらの電圧値及び電流値に応
じてパワーＦＥＴドライバ２５の動作を制御するように
なっている。
続ける。増幅器２４はセンス抵抗４で生じた電圧降下を
マイコン３０が読み取り可能な電圧に変換して、マイコ
ン３０のＡ／Ｄコンバータ３２に送出するものである。
マイコン３０は差動増幅器２３の出力に基づいてセル３
ａ〜３ｄの各電圧を検知するとともに、増幅器２４から
の出力に基づいてセル３ａ〜３ｄに流れる充電電流もし
くは放電電流を検知し、それらの電圧値及び電流値に応
じてパワーＦＥＴドライバ２５の動作を制御するように
なっている。
【００２６】ここで、パワーＦＥＴドライバ２５とは前
述のスイッチ素子５、６を構成するＦＥＴのオン／オフ
を切り替えるものである。こうした構成とすることによ
り、マイコン３０によってバッテリパック１０が過充電
もしくは過放電状態となることを防止することができ
る。
述のスイッチ素子５、６を構成するＦＥＴのオン／オフ
を切り替えるものである。こうした構成とすることによ
り、マイコン３０によってバッテリパック１０が過充電
もしくは過放電状態となることを防止することができ
る。
【００２７】なお、上記の説明においては本発明に係る
差動増幅器をバッテリパックに適用した例を挙げて説明
を行ったが、本発明に係る差動増幅器はこれに限らず、
差動増幅器の出力電圧を制御する必要のあるアプリケー
ションについて広く適用することができる。
差動増幅器をバッテリパックに適用した例を挙げて説明
を行ったが、本発明に係る差動増幅器はこれに限らず、
差動増幅器の出力電圧を制御する必要のあるアプリケー
ションについて広く適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】本発明に係る差動増幅器においては、第
１入力電圧と前記第１入力電圧より低い第２入力電圧と
の差電圧に応じた出力電圧を得るための差動増幅器にお
いて、前記第１入力電圧と前記第２入力電圧とを比較す
るコンパレータと、前記コンパレータの出力に基づいて
前記出力電圧の送出動作を制御する手段とを有する構成
としている。こうした構成とすることにより、従来の差
動増幅器のように演算増幅器の後段にもう一段バッファ
を設ける必要がないため、そのバッファに供給していた
電流をカットすることができ、消費電流の低減を図るこ
とができる。
１入力電圧と前記第１入力電圧より低い第２入力電圧と
の差電圧に応じた出力電圧を得るための差動増幅器にお
いて、前記第１入力電圧と前記第２入力電圧とを比較す
るコンパレータと、前記コンパレータの出力に基づいて
前記出力電圧の送出動作を制御する手段とを有する構成
としている。こうした構成とすることにより、従来の差
動増幅器のように演算増幅器の後段にもう一段バッファ
を設ける必要がないため、そのバッファに供給していた
電流をカットすることができ、消費電流の低減を図るこ
とができる。
【００２９】また、本発明に係る差動増幅器では演算増
幅器の後段に設けていたバッファを除くことで構成回路
の段数を削減しており、迅速な回路の立ち上がりを実現
している。そのため、複数の電源を有することで差動増
幅器に対する入力電圧の切替が可能なアプリケーショ
ン、例えば前述のバッテリパックに本発明に係る差動増
幅器を適用すれば、差動増幅器に対する入力電圧を切り
替えた際の立ち上がり時間を従来に比べて短縮すること
ができる。
幅器の後段に設けていたバッファを除くことで構成回路
の段数を削減しており、迅速な回路の立ち上がりを実現
している。そのため、複数の電源を有することで差動増
幅器に対する入力電圧の切替が可能なアプリケーショ
ン、例えば前述のバッテリパックに本発明に係る差動増
幅器を適用すれば、差動増幅器に対する入力電圧を切り
替えた際の立ち上がり時間を従来に比べて短縮すること
ができる。
【００３０】特に、差動増幅器の出力に基づいて動作す
るマイクロコンピュータは通常時には消費電流を抑える
ためにオフしており、例えば二次電池の電圧を測定する
時にのみオンするものである。ここで、本発明に係る差
動増幅器を適用したバッテリパックであれば、前記二次
電池の電圧測定時における差動増幅器の立ち上がりが迅
速であるため、電圧測定に要する時間を短縮できる。よ
って、前記マイクロコンピュータを駆動する時間を短く
抑えることができるので、消費電流のさらなる低減を図
ることができる。
るマイクロコンピュータは通常時には消費電流を抑える
ためにオフしており、例えば二次電池の電圧を測定する
時にのみオンするものである。ここで、本発明に係る差
動増幅器を適用したバッテリパックであれば、前記二次
電池の電圧測定時における差動増幅器の立ち上がりが迅
速であるため、電圧測定に要する時間を短縮できる。よ
って、前記マイクロコンピュータを駆動する時間を短く
抑えることができるので、消費電流のさらなる低減を図
ることができる。
【図１】 本発明に係る差動増幅器を具備するバッテリ
パックを用いたスマートバッテリシステムの一構成例を
示すブロック図である。
パックを用いたスマートバッテリシステムの一構成例を
示すブロック図である。
【図２】 本発明に係る差動増幅器２３の一構成例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図３】 従来の差動増幅器の一構成例を示す回路図で
ある。
ある。
３ａ〜３ｄ リチウムイオン電池 １０ バッテリパック ２０ バッテリモニタ回路部 ２２ セルセレクタ ２３ 差動増幅器 ３０ マイコン ４０ 本体 ４３ 充電器 ５０ 演算増幅器 ５７ コンパレータ ５８ スイッチ回路
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G035 AA13 AA20 AB03 AC01 AD10 AD20 AD23 AD44 5G003 BA03 DA07 DA13 EA06 5H040 AA00 AS14 AT01 AY04 AY08 DD08
Claims (2)
- 【請求項１】第１入力電圧と前記第１入力電圧より低い
第２入力電圧との差電圧に応じた出力電圧を得るための
差動増幅器において、 前記第１入力電圧と前記第２入力電圧とを比較するコン
パレータと、前記コンパレータの出力に基づいて前記出
力電圧の送出動作を制御する手段とを有することを特徴
とする差動増幅器。 - 【請求項２】複数の二次電池と、前記二次電池のいずれ
かを選択してその正極電圧及び負極電圧を取り出すため
のセルセレクタと、前記二次電池の正極電圧と負極電圧
との差電圧に応じた出力電圧を得るための差動増幅器
と、前記差動増幅器の出力電圧に基づいて前記二次電池
の充放電を制御するマイクロコンピュータとを有するバ
ッテリパックにおいて、 前記差動増幅器は前記二次電池の正極電圧と負極電圧と
を比較するコンパレータと、前記コンパレータの出力に
基づいて前記出力電圧の送出動作を制御する手段とを有
することを特徴とするバッテリパック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000388638A JP4598947B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 差動増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000388638A JP4598947B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 差動増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002189040A true JP2002189040A (ja) | 2002-07-05 |
| JP4598947B2 JP4598947B2 (ja) | 2010-12-15 |
Family
ID=18855337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000388638A Expired - Fee Related JP4598947B2 (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 差動増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4598947B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0675028A (ja) * | 1992-08-27 | 1994-03-18 | Kenwood Corp | 電池電圧検出回路 |
| JPH09232006A (ja) * | 1996-02-26 | 1997-09-05 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 蓄電池の電圧検出器 |
| JPH1155865A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Toshiba Battery Co Ltd | 二次電池の電圧測定回路およびこれを用いた保護回路 |
-
2000
- 2000-12-21 JP JP2000388638A patent/JP4598947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0675028A (ja) * | 1992-08-27 | 1994-03-18 | Kenwood Corp | 電池電圧検出回路 |
| JPH09232006A (ja) * | 1996-02-26 | 1997-09-05 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 蓄電池の電圧検出器 |
| JPH1155865A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Toshiba Battery Co Ltd | 二次電池の電圧測定回路およびこれを用いた保護回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4598947B2 (ja) | 2010-12-15 |
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