JP2002315388A - 電池寿命予告装置付き電子装置及び電池電圧検出方法 - Google Patents

電池寿命予告装置付き電子装置及び電池電圧検出方法

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JP2002315388A
JP2002315388A JP2001110387A JP2001110387A JP2002315388A JP 2002315388 A JP2002315388 A JP 2002315388A JP 2001110387 A JP2001110387 A JP 2001110387A JP 2001110387 A JP2001110387 A JP 2001110387A JP 2002315388 A JP2002315388 A JP 2002315388A
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JP
Japan
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battery
voltage
motor
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Satoru Takahashi
悟 高橋
Sakae Izumisawa
栄 泉澤
Hiroyuki Masaki
広幸 政木
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ駆動開始時の急激な電池電圧降下によ
る電池寿命予告装置の動作を回避した電池電源の電子装
置の提供。 【解決手段】 電池に対して直列に接続されたトランジ
スタによるスイッチ回路109と抵抗110を、モータ
102駆動前に一定時間オンして電池をあらかじめ放電
してから、基準電圧発生回路104で発生させた基準電
圧と電池電圧を電圧比較回路105で比較し、基準電圧
より電池電圧が低いとき表示手段108に電池寿命予告
表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池電源の電池寿
命を予告する電池寿命予告装置付き電子装置及び電池電
圧検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のモータを有する電池電源の電池寿
命予告装置付き電子装置を図面に基づいて説明する。図
4は、従来のモータを有する電池電源の電池寿命予告装
置付き電子装置の機能ブロック図である。
【0003】電池401と、モータ402と、モータ4
02をオン・オフするスイッチの役割をするモータ駆動
トランジスタ403と、基準電圧発生回路404と、前
記基準電圧発生回路404で発生させた基準電圧と前記
電池401の電圧を比較する電圧比較回路405と、表
示駆動手段407と、表示駆動手段407に接続された
表示手段408と、モータ駆動トランジスタ403をオ
ン・オフによりモータ402をオン・オフするためのモ
ータ制御端子406aを有し、電圧比較回路405の電
圧比較出力405aと表示駆動手段407に接続され、
電圧比較回路405の電圧比較出力405aに基づいて
モータ制御端子406aと表示駆動手段407を制御す
る制御回路406から構成される。尚、制御回路406
はスイッチ等を有し、外部の操作により動作状態を変化
させることができる。
【0004】図5は、従来のモータ駆動時の電池寿命予
告付き電子装置の動作を示すフローチャートである。制
御回路406がモータ制御端子406aをローレベルと
すると、モータ駆動トランジスタ403がオンとなり、
モータ402の駆動が開始する(ステップ501)。モ
ータ402が回転し始める以前の一定時間のタイミング
で、電圧比較回路405が、電池401の電圧と基準電
圧発生回路404で発生させた基準電圧とを比較する
(ステップ502)。
【0005】電池401の電圧(電池電圧)が、基準電
圧発生回路404で発生させた基準電圧、すなわち判定
電圧より低いか高いかを判定する(ステップ503)。
基準電圧より電池電圧が低い場合は、モータ402の駆
動を停止する(ステップ504)。モータ402の駆動
停止後、制御回路406は表示駆動手段407を制御し
て、電池電圧が低いことと電池寿命が来たことを表示手
段408に表示する(ステップ505)。基準電圧より
電池電圧が高い場合は、モータ402の駆動を継続し、
一定時間またはモータの回転角がある一定値になるまで
駆動を行う(ステップ506)。
【0006】図6は、モータ402駆動時の電池401
の電圧変化を示したものである。モータ402駆動開始
時、電池401の電圧は瞬間的に電圧が落ちて、その後
ゆっくりとしたカーブで電圧が上昇していく。瞬間的に
電圧が落ちる期間をアンダーシュート期間とすると、例
えばリチウム電池で約30ms以内が該当する。
【0007】アンダーシュート期間における電池電圧の
降下値は、放電深度が深いすなわち電池寿命が末期に近
くなればなるほど、また温度が低いほど大きくなる。従
来の電池寿命予告付き電子装置では、このアンダーシュ
ート期間を避けて電池電圧を検出し、モータの駆動と電
池寿命予告動作を行っている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の電池寿命予告装
置付き電子装置では、アンダーシュート期間において大
きく電圧が低下してしまう、という影響を小さくするに
は、できるだけ遅く電池電圧を検出する。しかし、遅く
電池電圧を検出すると、モータが途中まで駆動した段階
で電池電圧が低いと判定されると、モータが途中で停止
した状態になってしまうという問題点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子装置を駆
動する電池と、前記電子装置に組み込まれたモータと、
前記モータに対して回転するか否かを制御するモータ
駆動手段と、前記電池を放電させる負荷と、前記電池を
前記負荷により放電させるか否かを制御する負荷駆動手
段と、前記電子装置を停止させる基準となる電圧を発生
させる基準電圧発生回路と、前記モータ駆動手段に前記
モータを回転するか否かの指示を出力し、前記負荷駆動
手段に前記電池を放電させるか否かの指示を出力し、前
記基準電圧発生回路の出力を入力する制御回路と、を有
し、前記負荷駆動手段は3つの端子を有し、第1の端子
は前記電池の一方と接続し、第2の端子は前記負荷の一
方の端子と接続し、第3の端子は前記制御回路と接続
し、前記負荷の他端は前記電池の他方と接続する電池寿
命予告装置付き電子装置である。
【0010】また、本発明は、制御回路が電池を放電さ
せるために負荷駆動手段を駆動するステップと、前記負
荷駆動手段が電池と負荷を接続させて前記電池を放電さ
せるステップと、基準電圧発生回路で基準となる電圧を
発生するステップと、電圧比較回路が、前記基準電圧発
生回路で発生した前記電圧と前記電池の電圧とを比較
し、その結果を出力するステップと、前記制御回路が前
記結果を入力し、前記電池の前記電圧が前記基準電圧発
生回路で発生した前記電圧よりも低い場合には、モータ
駆動手段にモータの駆動を停止するステップと、を有す
る電池電圧検出方法である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。
【0012】図1は、本発明による電池寿命予告装置付
きの電子装置の構成をに示した機能ブロック図である。
【0013】電池101は電子装置の電源である。モー
タ102はモータ102を電池101との接続をオン・
オフするスイッチ回路としてのモータ駆動トランジスタ
103に接続する。、抵抗110と、抵抗110を電池
101との接続をオン・オフするスイッチ回路としての
抵抗駆動トランジスタ109を直列に接続し、VDDと
VSS間に並列に配置する。基準電圧発生回路104
と、基準電圧発生回路104で発生させた基準電圧と電
池101の電圧を比較する電圧比較回路105とを直列
に接続する。
【0014】制御回路106は、比較電圧入力端子10
5a、モータ制御端子106aと抵抗負荷制御端子10
6bを有している。比較電圧入力端子105aは、電圧
比較回路105の出力と接続し、電圧比較回路105の
電圧比較を行った出力を入力する。モータ制御端子10
6aは、モータ駆動トランジスタ103と接続し、モー
タ駆動トランジスタ103をオン・オフする信号を出力
することにより、モータ102をオン・オフする。抵抗
負荷制御端子106bは、抵抗駆動トランジスタ109
と接続し、抵抗駆動トランジスタ109をオン・オフす
る信号を出力することにより、抵抗110と電池101
の接続をオン・オフさせる。制御回路106は、電圧比
較回路105の比較電圧入力端子105aから入力され
た電圧に基づいて、モータ制御端子106aと抵抗負荷
制御端子106bのオン・オフする信号を出力する。ま
た、制御回路106は、更に外部より動作状態を設定で
きるようスイッチを有している。
【0015】表示駆動手段107は制御回路106と接
続し、表示手段108を駆動する。表示手段108は表
示駆動手段107と接続し、制御回路106からの出力
を表示する。
【0016】図2は、本発明に係るフローチャートであ
る 制御回路106の抵抗負荷制御端子106bは通常ハイ
レベルになっている。制御回路106の抵抗負荷制御端
子106bを一定時間ローレベルにする(ステップ20
0)。制御回路106の抵抗負荷制御端子106bをロ
ーレベルにすると抵抗駆動トランジスタ109が導通状
態になり、抵抗駆動トランジスタ109に接続されてい
る抵抗110に電流が流れる。抵抗110に電流が流れ
る事により、電池101の予備放電が実施される。
【0017】予備放電時間が長ければ長いほど電池のア
ンダーシュート特性は改善されるが、電池寿命が短くな
る。また、抵抗110を小さくすれば流れる電流が増
え、電池のアンダーシュート特性は改善されるが、電池
寿命が短くなる。予備放電時間と抵抗はアンダーシュー
ト特性の改善量と電池寿命から最適値を求める。
【0018】制御回路106のモータ制御端子106a
は通常ハイレベルになっている。制御回路106のモー
タ制御端子106aをローレベルにする。制御回路10
6のモータ制御端子106aをローレベルにするとモー
タ駆動トランジスタ103が導通状態になり、モータ駆
動トランジスタ103に接続されているモータ102に
電流が流れる(ステップ201)。
【0019】モータ102に電流が流れると、電池10
1の内部抵抗の電圧降下により電池電圧が低下する。電
池電圧が低下し、尚且つモータ102に流れる電流を停
止させてもモータ102が元の位置に復帰できる時間に
電池電圧を検出する(ステップ202)。特に、モータ
が超音波モータの場合は30ms〜50msが適当であ
る。
【0020】電池電圧101の電圧(電池電圧)が基準
電圧発生回路104で発生させた基準電圧すなわち判定
電圧より低いか高いか判定する(ステップ203)。
【0021】判定電圧以下であるとモータ102が回転
したり、停止したりする不安定領域となるため、判定電
圧以下の場合はモータ102を停止する必要がある。制
御回路106のモータ制御端子106aをハイレベルに
すると、モータ駆動トランジスタ103が非導通状態に
なり、モータ駆動トランジスタ103に接続されている
モータに電流が流れない。よって、モータは停止する
(ステップ204)。
【0022】電池101が寿命であるということを知ら
せる動作を行う(ステップ205)。なお、時計の場合
は、一般的に秒針を二秒運針となるように動作をさせ
る。
【0023】図3は、本発明によるモータ駆動時の電池
電圧の変化を示す。
【0024】抵抗駆動トランジスタ109をオンにし
て、電池101と抵抗110を導通させて、電池101
を一定時間放電することにより、予備放電終了後におけ
る電池電圧の急激な効果が緩和される。
【0025】また、抵抗110による予備放電があるた
め、電池電圧検出時の電圧が少し高くなり、電池寿命予
告までの電池の期間が長くなる。なお、図3はリチウム
電池を使用した場合であるが、2次電池を使用しても同
様の効果が得られる。また、電池に負荷を加える手段と
して、抵抗を使用した場合について説明したが、LED
等であってもよい。
【0026】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、上記の
ような構成とした電池寿命予告付きの電子装置及び電池
電圧検出方法において、大幅に電池のアンダーシュート
特性を回避して電池電圧を検出する事ができる。これに
より、電池寿命予告装置の判定電圧に対して温度の変動
があった場合でも、十分なマージンを確保するこおとが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電池寿命予告装置付き電子装置の
機能ブロック図である。
【図2】本発明に係る電池寿命予告装置付き電子装置の
電池電圧検出フローチャートである。
【図3】本発明に係る電池寿命予告装置付き電子装置の
モータ駆動時の電池電圧の変化を表したグラフである。
【図4】従来の電池寿命予告装置付き電子装置の機能ブ
ロック図である。
【図5】従来の電池寿命予告装置付き電子装置の電池電
圧検出フローチャートである。
【図6】従来の電池寿命予告装置付き電子装置のモータ
駆動時の電池電圧の変化を表したグラフである。
【符号の説明】
101、401 リチウム電池 102、402 モータ 103、403 モータ駆動トランジスタ 104、404 基準電圧発生回路 105、405 電圧比較回路 106、406 制御回路 107、407 表示駆動手段 108、408 表示手段 109 抵抗駆動トランジスタ 110 抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02J 7/00 H02J 7/00 N (72)発明者 政木 広幸 千葉県千葉市美浜区中瀬1丁目8番地 セ イコーインスツルメンツ株式会社内 Fターム(参考) 2G016 CB12 CC01 CC02 CC04 CC06 CC07 CC12 CD06 CD14 5G003 BA01 DA02 DA13 EA06 GA01 5H030 AA04 AA06 BB21 FF44 5H571 AA20 BB10 CC02 HA01 HA08 HB01 LL23 MM08 MM14

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子装置を駆動する電池と、 前記電子装置に組み込まれたモータと、 前記モータに対して回転するか否かを制御するモータ駆
    動手段と、 前記電池を放電させる負荷と、 前記電池を前記負荷により放電させるか否かを制御する
    負荷駆動手段と、 前記電子装置を停止させる基準となる電圧を発生させる
    基準電圧発生回路と、 前記モータ駆動手段に前記モータを回転するか否かの指
    示を出力し、前記負荷駆動手段に前記電池を放電させる
    か否かの指示を出力し、前記基準電圧発生回路の出力を
    入力する制御回路と、 を有し、 前記負荷駆動手段は3つの端子を有し、第1の端子は前
    記電池の一方と接続し、第2の端子は前記負荷の一方の
    端子と接続し、第3の端子は前記制御回路と接続し、 前記負荷の他端は前記電池の他方と接続する電池寿命予
    告装置付き電子装置。
  2. 【請求項2】 制御回路が電池を放電させるために負荷
    駆動手段を駆動するステップと、 前記負荷駆動手段が電池と負荷を接続させて前記電池を
    放電させるステップと、 基準電圧発生回路で基準となる電圧を発生するステップ
    と、 電圧比較回路が、前記基準電圧発生回路で発生した前記
    電圧と前記電池の電圧とを比較し、その結果を出力する
    ステップと、 前記制御回路が前記結果を入力し、前記電池の前記電圧
    が前記基準電圧発生回路で発生した前記電圧よりも低い
    場合には、モータ駆動手段にモータの駆動を停止するス
    テップと、 を有する電池電圧検出方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010206860A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Sanyo Electric Co Ltd モータ駆動回路
CN103158578A (zh) * 2012-09-21 2013-06-19 华晨汽车集团控股有限公司 汽车动力电池高压连接控制系统
CN104485706A (zh) * 2014-12-09 2015-04-01 上海中兴派能能源科技有限公司 一种锂电池组放电电路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010206860A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Sanyo Electric Co Ltd モータ駆動回路
CN103158578A (zh) * 2012-09-21 2013-06-19 华晨汽车集团控股有限公司 汽车动力电池高压连接控制系统
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Effective date: 20040303