JP2003032114A - Integral type analog to digital converter and charger using the same - Google Patents

Integral type analog to digital converter and charger using the same

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JP2003032114A
JP2003032114A JP2001219230A JP2001219230A JP2003032114A JP 2003032114 A JP2003032114 A JP 2003032114A JP 2001219230 A JP2001219230 A JP 2001219230A JP 2001219230 A JP2001219230 A JP 2001219230A JP 2003032114 A JP2003032114 A JP 2003032114A
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constant current
comparison output
integrator
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Kenji Yamamoto
憲次 山本
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Rohm Co Ltd
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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an integral type analog/digital converter that uses a low frequency analog/digital conversion clock in order to monitor and measure an integral value of battery charging/discharging currents with low power consumption and extended dynamic range. SOLUTION: The analog/digital converter uses an integrator to integrate a current in response to a signal input, allows a constant current source to supply (or extract) a constant current to (from) the integrator depending on the output polarity of the integrator when the integral value of the input signal reaches a prescribed value or in a prescribed periodic timing in a direction of decreasing its integral value and allows a counter to count up (or count down) a count only for a period of the constant current flowing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電流測定用の
積分型A/Dコンバータ、特にバッテリーの充放電電流
の積算値の計測に適した積分型A/Dコンバータ、及び
この積分型A/Dコンバータを用いた充電器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integral A / D converter for measuring a direct current, and more particularly to an integral A / D converter suitable for measuring an integrated value of a charge / discharge current of a battery, and the integral A / D converter. The present invention relates to a charger using a D converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノートパソコン、個人携帯端末(PD
A)、ディジタルスチルカメラ(DSC)、スマートホ
ン、電気自動車、電動アシスト自転車など各種の電気装
置の電源として、バッテリーが多用されている。
2. Description of the Related Art Notebook computers, personal mobile terminals (PD
BACKGROUND ART A), a digital still camera (DSC), a smart phone, an electric car, a battery is widely used as a power source for various electric devices such as an electrically assisted bicycle.

【0003】これらのバッテリー、例えばノートパソコ
ンに用いられるリチウムイオン電池などのバッテリーに
おいては、充電時に定格を越えて充電を行う過充電とな
った場合には破裂するおそれがあり、また逆に容量を超
えて放電すると充放電特性が劣化してしまうことにな
る。
In these batteries, for example, batteries such as lithium-ion batteries used in notebook computers, there is a risk of bursting if overcharged by exceeding the rating during charging, and conversely, the capacity is reduced. If the discharge is exceeded, the charging / discharging characteristics will deteriorate.

【0004】このような事態を避けて、バッテリーの性
能を充分に発揮させるためには、充電放電特性に適合し
た充電及び放電制御を行う必要があるとともに、搭載セ
ットの使用時の利便性を図るため、従来からバッテリー
の充電、放電状態を監視する計測装置が用いられてい
る。
In order to avoid such a situation and to bring out the full performance of the battery, it is necessary to carry out charging and discharging control suitable for the charging and discharging characteristics, and at the same time, to make it convenient when the mounted set is used. Therefore, a measuring device for monitoring the charge / discharge state of the battery has been conventionally used.

【0005】従来の計測装置は、広範囲に変化する充放
電電流(例えば、0.5mA〜15A)を電圧(5μV
〜150mV)に変換し、変換された電圧を増幅した上
で、サンプルホールドし、多ビット(例えば、10ビッ
ト)の逐次比較型A/Dコンバータでディジタル信号に
変換し、平均化処理などを行うマイクロコントローラー
ユニット(MCU)などから構成されている。
The conventional measuring device uses a charging / discharging current (for example, 0.5 mA to 15 A) that varies over a wide range as a voltage (5 μV).
To 150 mV), the converted voltage is amplified, sample-held, converted into a digital signal by a multi-bit (for example, 10-bit) successive approximation A / D converter, and averaged. It is composed of a microcontroller unit (MCU) and the like.

【0006】この従来の計測装置では、所定のサンプリ
ング周期毎に得た離散値と時間との積に依って充放電電
流の積算値を得ることから積算値として誤差を持つこ
と、入力信号のダイナミックレンジが広いため継続微少
電流とノイズに影響されること、などにより、電流積算
値計測の高精度化が困難であった。また、実用的な精度
を得るため、平均化処理等で計測を繰り返す必要がある
ので、比較的大電流を消費するMCUの動作時間が長く
なり、消費電力の低減が困難であった。
In this conventional measuring apparatus, since the integrated value of the charging / discharging current is obtained based on the product of the discrete value obtained at each predetermined sampling cycle and the time, there is an error in the integrated value, and the dynamic value of the input signal. Since the range is wide and it is affected by continuous minute current and noise, it has been difficult to improve the accuracy of current integrated value measurement. Further, since it is necessary to repeat the measurement by averaging processing or the like in order to obtain practical accuracy, the operation time of the MCU that consumes a relatively large current becomes long, and it is difficult to reduce the power consumption.

【0007】また、従来から知られている連続値の積分
及びA/D変換を行う積分型A/Dコンバータの構成を
図7に示し、そのタイミングチャートを図8に示す。こ
の図7,図8において、最初、積分回路701はリセッ
トされていて、積分出力Eaは零電圧となっている。こ
の状態で、スタートパルスsが印加され、フリップフロ
ップ703がセットされると、スイッチS1がオン、ス
イッチS2がオフになり、入力信号Ei側に接続され
る。積分回路701は入力信号Eiの積分を開始し、基
準期間である第1積分期間Tsが始まり傾斜−Ei/R
Cの出力Eaを生じ、出力Eaが比較電圧−ΔVtを越
えれば比較パルスpが発生する。
FIG. 7 shows the configuration of a conventionally known integral type A / D converter for performing continuous value integration and A / D conversion, and its timing chart is shown in FIG. 7 and 8, the integrating circuit 701 is initially reset and the integrated output Ea is at zero voltage. In this state, when the start pulse s is applied and the flip-flop 703 is set, the switch S1 is turned on, the switch S2 is turned off, and the input signal Ei is connected. The integration circuit 701 starts integration of the input signal Ei, and the first integration period Ts, which is a reference period, starts and the slope −Ei / R.
When the output Ea of C is generated and the output Ea exceeds the comparison voltage −ΔVt, the comparison pulse p is generated.

【0008】これにより、アンド回路706が開かれカ
ウンタ704はクロックパルス発生回路705のクロッ
クパルスの計数を始める。一定時間Ts後に、カウンタ
704のカウント値がオーバーフロー値Nmに達して、
オーバーフローパルスrによりフリップフロップ703
がリセットされる。
As a result, the AND circuit 706 is opened and the counter 704 starts counting the clock pulses of the clock pulse generation circuit 705. After a certain time Ts, the count value of the counter 704 reaches the overflow value Nm,
Flip-flop 703 by overflow pulse r
Is reset.

【0009】したがって、今度はスイッチS1がオフ、
スイッチS2がオンになり、基準電圧−Es側に切り替
わって第2積分期間Tが始まり、積分回路701は以前
と逆の傾斜Es/CRの積分を行う。そして、出力Ea
が比較電圧−ΔVtに戻ると比較回路702が反転し、
アンド回路706が閉となる。この間、カウンタ704
はオーバーフローの後再び1からの計数を行っており、
アンド回路706の閉時の計数値Nは入力信号Eiに比
例した値となっている。
Therefore, this time, the switch S1 is turned off,
The switch S2 is turned on, the reference voltage is switched to the −Es side, the second integration period T is started, and the integration circuit 701 performs integration of the slope Es / CR opposite to the previous one. And output Ea
Is returned to the comparison voltage −ΔVt, the comparison circuit 702 is inverted,
The AND circuit 706 is closed. During this time, the counter 704
Is counting from 1 again after overflow,
The count value N when the AND circuit 706 is closed is a value proportional to the input signal Ei.

【0010】このように、積分回路701で入力信号E
iを基準期間Tsだけ積分し、続いて積分回路701を
入力信号Eiと逆極性の基準電圧−Esに切り替え、こ
の積分値を零に戻すように積分する。積分回路701の
前半の積分値は入力信号Eiの値に比例するから、後半
の逆方向積分時間Tは入力信号Eiの値に比例し、この
期間クロックパルスを計数することにより、A/D変換
されたことになる。この従来の積分型A/Dコンバータ
は回路が安価に構成でき、雑音の影響を受けにくい利点
を持っている。
In this way, the input signal E in the integrating circuit 701 is
i is integrated only for the reference period Ts, then the integration circuit 701 is switched to the reference voltage −Es having a polarity opposite to that of the input signal Ei, and the integration value is integrated back to zero. Since the integrated value of the first half of the integrating circuit 701 is proportional to the value of the input signal Ei, the backward integration time T of the latter half is proportional to the value of the input signal Ei. By counting clock pulses during this period, A / D conversion is performed. It was done. This conventional integration type A / D converter has an advantage that the circuit can be constructed at a low cost and is hardly affected by noise.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のA/Dコンバータは、バッテリーの充電電流や放電
電流のように入力電流の値が広い範囲に亘って変化する
場合にはダイナミックレンジの制限により高精度化が困
難であるし、また、A/D変換動作を早く終わらせるた
めにA/D変換用クロックを高周波クロックとする必要
があるから消費電力の低減化が困難であることなどの問
題点を有している。
However, this conventional A / D converter is limited by the dynamic range when the value of the input current changes over a wide range such as the charging current or the discharging current of the battery. It is difficult to achieve high accuracy, and it is difficult to reduce power consumption because the A / D conversion clock must be a high-frequency clock in order to end the A / D conversion operation quickly. Have a point.

【0012】これらの従来装置の問題点に鑑みて、本発
明は、バッテリーの充放電電流の積算値を監視、計測す
るために、低周波のA/D変換用クロックを使用しなが
ら低消費電力化を図るとともに、A/D変換終了までの
時間を短縮し、且つダイナミックレンジを拡大すること
ができる積分型A/Dコンバータを提供することを目的
とする。
In view of the problems of these conventional devices, the present invention uses a low-frequency A / D conversion clock to monitor and measure the integrated value of the charging / discharging current of the battery, while reducing power consumption. It is an object of the present invention to provide an integration type A / D converter that can achieve higher speed, shorten the time until the end of A / D conversion, and expand the dynamic range.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の積分型A/D
コンバータは、増幅器、この増幅器の入力端子と出力端
子間に接続されたコンデンサ、及び前記増幅器の入力端
子に接続された入力抵抗から構成される積分器と、前記
増幅器の入力端子に指令信号に応じて定電流を流入或い
は流出させる定電流手段と、前記積分器の出力が所定の
電圧を越えているときに比較出力を発生する比較手段
と、カウント指令信号に応じてカウントし、適時にカウ
ント値を出力するカウンタと、前記比較出力が入力さ
れ、この比較出力に応じて、前記定電流手段、前記カウ
ンタに各指令信号を供給する制御手段とを備え、前記比
較出力に応じて、前記定電流手段に指令信号を、前記カ
ウンタにカウント指令信号をそれぞれ与える、ことを特
徴とする。
An integral type A / D according to claim 1
The converter includes an integrator composed of an amplifier, a capacitor connected between an input terminal and an output terminal of the amplifier, and an input resistor connected to the input terminal of the amplifier, and an input terminal of the amplifier that responds to a command signal. Constant current means for inflowing or outflowing a constant current, comparing means for generating a comparison output when the output of the integrator exceeds a predetermined voltage, and counting according to the count command signal, and the count value is timely. A counter for outputting the comparison output, the constant current means according to the comparison output, and a control means for supplying each command signal to the counter, and the constant current according to the comparison output. A command signal is given to the means and a count command signal is given to the counter.

【0014】請求項1記載の積分型A/Dコンバータに
よれば、入力信号の積分中からA/D変換を開始するか
ら、A/D変換のクロックを低い周波数にすることがで
き、且つA/D変換終了までの時間を短縮することがで
きる。
According to the integral type A / D converter of claim 1, since the A / D conversion is started during the integration of the input signal, the clock of the A / D conversion can be set to a low frequency, and It is possible to shorten the time until the end of the / D conversion.

【0015】また、入力信号の積分値が所定の値に達し
た時点で、その積分値を低減する方向に定電流を流入或
いは流出させるから、A/D変換のダイナミックレンジ
が拡大できる。このため、同一レベルの入力信号をA/
D変換する際に、増幅器などの利得調整により高精度化
が可能となる。
Further, when the integrated value of the input signal reaches a predetermined value, a constant current is made to flow in or out so as to reduce the integrated value, so that the dynamic range of A / D conversion can be expanded. Therefore, input signals of the same level are
When the D conversion is performed, it is possible to improve the accuracy by adjusting the gain of an amplifier or the like.

【0016】請求項2の積分型A/Dコンバータは、増
幅器、この増幅器の入力端子と出力端子間に接続された
コンデンサ、及び前記増幅器の入力端子に接続された入
力抵抗から構成される積分器と、前記増幅器の入力端子
に指令信号に応じて定電流を流入或いは流出させる定電
流手段と、前記積分器の出力が所定の第1電圧を越えて
いるときに第1比較出力を発生し、かつ同じく積分器の
出力が所定の第2電圧に至ったとき第2比較出力を発生
する比較手段と、カウント指令信号に応じてカウント
し、適時にカウント値を出力するカウンタと、前記第1
比較出力、前記第2比較出力が入力され、これら比較出
力に応じて、前記定電流手段、前記カウンタに各指令信
号を供給する制御手段とを備え、前記第1比較出力に応
じて、前記定電流手段に指令信号を、前記カウンタにカ
ウント指令信号をそれぞれ与え、前記第2比較出力に応
じてこれら指令信号及びカウント指令信号を停止する、
ことを特徴とする。
An integrating A / D converter according to a second aspect of the present invention is an integrator comprising an amplifier, a capacitor connected between an input terminal and an output terminal of the amplifier, and an input resistance connected to the input terminal of the amplifier. Constant current means for flowing a constant current into or out of the input terminal of the amplifier according to a command signal, and generating a first comparison output when the output of the integrator exceeds a predetermined first voltage, Similarly, a comparator that generates a second comparison output when the output of the integrator reaches a predetermined second voltage, a counter that counts according to a count command signal, and outputs a count value in a timely manner;
The comparison output and the second comparison output are input, the constant current means and the control means for supplying each command signal to the counter according to the comparison output are provided, and the constant output means is provided according to the first comparison output. A command signal is given to the current means and a count command signal is given to the counter, and the command signal and the count command signal are stopped according to the second comparison output.
It is characterized by

【0017】請求項2記載の積分型A/Dコンバータに
よれば、請求項1記載のA/D型コンバータと同様な効
果を奏するとともに、積分器出力が、所定の第1電圧を
越えたことでカウントを開始し、所定の第2電圧(例、
零電圧)に至ったときにカウントを停止するから、入力
信号を精度良くA/D変換できる。また、積分器出力が
所定の第2電圧近傍で振動するような場合にも定電流手
段を無駄にスイッチングすることがないから、スイッチ
ング時のノイズに起因する誤差が少ない。
According to the integral type A / D converter of the second aspect, the same effect as that of the A / D type converter of the first aspect is exhibited, and the integrator output exceeds the predetermined first voltage. Counting starts at a predetermined second voltage (eg,
Since the count is stopped when the voltage reaches (zero voltage), the input signal can be A / D converted with high accuracy. Further, even when the integrator output oscillates in the vicinity of the predetermined second voltage, the constant current means is not wastefully switched, so that an error caused by noise during switching is small.

【0018】請求項3の積分型A/Dコンバータは、請
求項2の積分型A/Dコンバータにおいて、比較手段と
して、前記積分器の出力が所定の第1電圧を越えている
ときに立ち上がりかつ同じく積分器の出力が所定の第2
電圧に至ったとき立ち下がるヒステリシス特性を有する
比較器とし、この比較器の出力に応じて、前記定電流手
段に指令信号を、前記カウンタにカウント指令信号をそ
れぞれ与えることを特徴とする。
An integrating A / D converter according to a third aspect of the present invention is the integrating A / D converter according to the second aspect, in which the output of the integrator rises when the output of the integrator exceeds a predetermined first voltage. Similarly, the output of the integrator is the second
A comparator having a hysteresis characteristic that falls when a voltage is reached is provided, and a command signal is given to the constant current means and a count command signal is given to the counter according to the output of the comparator.

【0019】請求項3記載の積分型A/Dコンバータに
よれば、請求項2記載のA/D型コンバータと同様な効
果を奏するとともに、比較手段をヒステリシス特性を有
する1つの比較器とするから、簡素に構成することがで
きる。
According to the integral type A / D converter of the third aspect, the same effect as that of the A / D type converter of the second aspect can be obtained, and the comparing means is one comparator having a hysteresis characteristic. , Can be configured simply.

【0020】請求項4の積分型A/Dコンバータは、増
幅器、この増幅器の入力端子と出力端子間に接続された
コンデンサ、及び前記増幅器の入力端子に接続された入
力抵抗から構成される積分器と、前記増幅器の入力端子
に指令信号に応じて定電流を流入或いは流出させる定電
流手段と、前記積分器の出力が零電圧近傍の所定の電圧
を越えているときに比較出力を発生する比較手段と、カ
ウント指令信号に応じてカウントし、適時にカウント値
を出力するカウンタと、前記比較出力が入力され、所定
の周期毎にこの比較出力の有無を監視し、その監視結果
に応じて、前記定電流手段、前記カウンタに各指令信号
を供給する制御手段とを備え、所定の周期時に前記比較
出力が有る場合に、前記定電流手段に指令信号を、前記
カウンタにカウント指令信号をそれぞれ与え、前記比較
出力が無くなったことで前記指令信号及びカウント指令
信号を停止する、ことを特徴とする。
An integrating A / D converter according to a fourth aspect of the present invention is an integrator comprising an amplifier, a capacitor connected between an input terminal and an output terminal of the amplifier, and an input resistor connected to the input terminal of the amplifier. A constant current means for flowing a constant current into or out of the input terminal of the amplifier according to a command signal, and a comparison output for generating a comparison output when the output of the integrator exceeds a predetermined voltage near zero voltage. A means, a counter that counts according to a count command signal, and outputs a count value in a timely manner, the comparison output is input, and the presence or absence of this comparison output is monitored for each predetermined cycle, and according to the monitoring result, The constant current means and the control means for supplying each command signal to the counter are provided, and when the comparison output is present in a predetermined cycle, the constant current means is instructed to send the command signal to the counter. Provides an instruction signal respectively, to stop the command signal and the count command signal by said comparison output is exhausted, characterized in that.

【0021】請求項4記載の積分型A/Dコンバータに
よれば、請求項1記載のA/D型コンバータと同様な効
果を奏する。また、所定の周期毎に比較出力の監視結果
に応じて定電流手段及びカウンタを動作させるから、定
電流手段を無駄にスイッチングすることなく、スイッチ
ング時のノイズに起因する誤差発生を避けて、簡単な構
成とすることができる。
According to the integral type A / D converter of the fourth aspect, the same effect as that of the A / D type converter of the first aspect can be obtained. Further, since the constant current means and the counter are operated in accordance with the monitoring result of the comparison output in every predetermined cycle, the constant current means is not wastefully switched, and the error occurrence due to the noise at the time of switching is avoided, which is simple. It can be configured in various ways.

【0022】請求項5の積分型A/Dコンバータは、増
幅器、この増幅器の入力端子と出力端子間に接続された
コンデンサ、及び前記増幅器の入力端子に接続された入
力抵抗から構成される積分器と、前記増幅器の入力端子
に指令信号に応じて定電流を流入或いは流出させる定電
流手段と、前記積分器の出力が所定の第1電圧を越えて
いるときに第1比較出力を発生し、かつ同じく積分器の
出力が所定の第2電圧に至ったとき第2比較出力を発生
する比較手段と、カウント指令信号に応じてカウント
し、適時にカウント値を出力するカウンタと、前記第1
比較出力、前記第2比較出力、が入力され、これら比較
出力及び所定周期信号に応じて、前記定電流手段、前記
カウンタに各指令信号を供給する制御手段とを備え、前
記第1比較出力に応じて、前記定電流手段に指令信号
を、前記カウンタにカウント指令信号をそれぞれ与え、
前記第2比較出力に応じてこれら指令信号及びカウント
指令信号を停止するとともに、所定の周期時に、前記第
2比較出力が発生されており、且つ前記定電流手段、前
記カウンタに各指令信号が供給されていない場合に、前
記定電流手段に指令信号を、前記カウンタにカウント指
令信号をそれぞれ与え、前記第2比較出力に応じてこれ
ら指令信号及びカウント指令信号を停止する、ことを特
徴とする。
An integrator type A / D converter according to a fifth aspect of the present invention is an integrator comprising an amplifier, a capacitor connected between an input terminal and an output terminal of the amplifier, and an input resistor connected to the input terminal of the amplifier. Constant current means for flowing a constant current into or out of the input terminal of the amplifier according to a command signal, and generating a first comparison output when the output of the integrator exceeds a predetermined first voltage, Similarly, a comparator that generates a second comparison output when the output of the integrator reaches a predetermined second voltage, a counter that counts according to a count command signal, and outputs a count value in a timely manner;
The comparison output and the second comparison output are input, and the constant current means and the control means for supplying each command signal to the counter according to the comparison output and the predetermined cycle signal are provided, and the first comparison output is provided. Accordingly, a command signal is given to the constant current means, and a count command signal is given to the counter,
The command signal and the count command signal are stopped according to the second comparison output, and the second comparison output is generated at a predetermined cycle, and each command signal is supplied to the constant current means and the counter. If not, a command signal is given to the constant current means and a count command signal is given to the counter, and the command signal and the count command signal are stopped according to the second comparison output.

【0023】請求項5記載の積分型A/Dコンバータに
よれば、請求項2記載のA/D型コンバータと同様な効
果を奏する。さらに、所定の周期毎に第2比較出力の監
視結果に応じて定電流源、カウンタを動作させるから、
第1比較出力または所定周期のタイミングのどちらか早
いほうで定電流放電及びカウント動作を開始することに
なる。したがって、積分期間終了後のA/D変換完了ま
での時間を最短化できる。
According to the integral type A / D converter of the fifth aspect, the same effect as that of the A / D type converter of the second aspect can be obtained. Furthermore, since the constant current source and the counter are operated according to the monitoring result of the second comparison output every predetermined period,
The constant current discharge and the counting operation are started at the earlier of the first comparison output and the timing of the predetermined cycle. Therefore, the time required to complete the A / D conversion after the end of the integration period can be minimized.

【0024】請求項6記載の充電器は、請求項1〜5記
載の積分型A/Dコンバータを、バッテリーの充電電流
及び又は放電電流の監視装置として用いたことを特徴と
する。
A charger according to a sixth aspect is characterized in that the integrating A / D converter according to the first to fifth aspects is used as a monitoring device for a battery charging current and / or discharging current.

【0025】請求項6記載の充電器によれば、バッテリ
ーの充電電流又は及び放電電流の積算値を高精度に且つ
経済的に計測することができる。
According to the charger of the sixth aspect, the integrated value of the charging current or the discharging current of the battery can be measured with high accuracy and economically.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
積分型A/Dコンバータの構成を示す図であり、図2は
そのタイミングチャートである。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an integrating A / D converter according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is its timing chart.

【0028】この積分型A/Dコンバータは、積分期間
T0(図2のt1〜t10)の間の入力信号Vinを積
分し、A/D変換する。この積分期間T0は単独で設定
することもできるし、連続して設定することもできる
が、まず基本的な動作である単独に積分期間を設定する
場合について説明する。
This integration type A / D converter integrates the input signal Vin during the integration period T0 (t1 to t10 in FIG. 2) and performs A / D conversion. The integration period T0 can be set independently or continuously. First, the case of setting the integration period independently, which is a basic operation, will be described.

【0029】図1において、入力信号Vinはバッテリ
ーの充電電流或いは放電電流に比例した電圧であり、例
えば、電流検出抵抗の電圧降下として得られ、5μV〜
150mVという広い範囲で変動するものである。この
入力信号Vinが積分期間T0中、制御信号TC1によ
りオン状態に閉成されるスイッチSW1を介して積分器
10に供給される。
In FIG. 1, the input signal Vin is a voltage proportional to the charging current or discharging current of the battery, and is obtained as a voltage drop of the current detecting resistor, for example, 5 μV to
It fluctuates within a wide range of 150 mV. The input signal Vin is supplied to the integrator 10 via the switch SW1 which is closed in the ON state by the control signal TC1 during the integration period T0.

【0030】積分器10は、差動型の増幅器Aiと、こ
の増幅器Aiの反転入力端子に接続される入力抵抗Ri
と、増幅器Aiの反転入力端子と出力端子間に接続され
るコンデンサCiとから構成されている。
The integrator 10 includes a differential amplifier Ai and an input resistor Ri connected to the inverting input terminal of the amplifier Ai.
And a capacitor Ci connected between the inverting input terminal and the output terminal of the amplifier Ai.

【0031】また、増幅器Aiの反転入力端子には、グ
ランド電圧Vgndへ定電流源I1により定電流Iu
が、スイッチSW2を介して供給される。このスイッチ
SW2は、積分器10の出力電圧が所定の第1電圧であ
る負の所定値Emを越えたときから所定の第2電圧であ
る例えば零電圧に至るときまで、或いは積分器10の出
力電圧の絶対値が所定値Emより低く且つ本積分型A/
Dコンバータの積分期間T0が終了した時点から零電圧
に至るときまで、オンされる。
At the inverting input terminal of the amplifier Ai, the constant current Iu is supplied to the ground voltage Vgnd by the constant current source I1.
Are supplied via the switch SW2. The switch SW2 outputs the output of the integrator 10 from when the output voltage of the integrator 10 exceeds a predetermined negative voltage Em which is a predetermined first voltage to when it reaches a predetermined second voltage, for example, zero voltage. The absolute value of the voltage is lower than the predetermined value Em and the main integration type A /
It is turned on from the time when the integration period T0 of the D converter ends until the zero voltage is reached.

【0032】以後、本発明の実施の形態においては、積
分器10の出力電圧などについては、絶対値として説明
する。また、本発明において、グランド電圧Vgndに
ついては、所定のバイアス電圧に置き換えることが可能
であり、グランド電圧Vgndに関連する他の電圧もこ
の置き換えに対応して変更できるものとする。
Hereinafter, in the embodiments of the present invention, the output voltage of the integrator 10 will be described as an absolute value. Further, in the present invention, the ground voltage Vgnd can be replaced with a predetermined bias voltage, and other voltages related to the ground voltage Vgnd can be changed corresponding to the replacement.

【0033】定電流Iuの大きさは、入力信号Vinに
よる入力電流の大きさと積分器の出力ダイナミックレン
ジによって決められる。即ち、入力信号Vinによる入
力電流と積分期間T0によりコンデンサCiに蓄積され
る電荷に対して、定電流Iuにより放出される電荷の差
によって生じる積分器の出力がダイナミックレンジ以下
であるように決定される。即ち、 {(Vin/Ri)−Iu}×T0/Ci≦ 積分器1
0の出力ダイナミックレンジ
The magnitude of the constant current Iu is determined by the magnitude of the input current by the input signal Vin and the output dynamic range of the integrator. That is, the output of the integrator, which is generated by the difference between the input current of the input signal Vin and the charge accumulated in the capacitor Ci during the integration period T0, is determined to be within the dynamic range. It That is, {(Vin / Ri) -Iu} × T0 / Ci ≦ integrator 1
Output dynamic range of 0

【0034】増幅器Aiの非反転入力端子はグランド電
圧Vgndに接続される。また、コンデンサCiの端子
間にスイッチSW4が接続され、このスイッチSW4は
新しく積分期間T0が始まる際に残留電荷を消去するた
めに一瞬閉成される。なお、積分期間T0が連続して設
定される場合には計測の連続性を保つため閉成されるこ
とはない。
The non-inverting input terminal of the amplifier Ai is connected to the ground voltage Vgnd. Further, a switch SW4 is connected between the terminals of the capacitor Ci, and this switch SW4 is momentarily closed in order to erase the residual charge when a new integration period T0 starts. When the integration period T0 is continuously set, the integration period T0 is not closed to maintain continuity of measurement.

【0035】第1比較器Cmは、反転入力端子に積分器
10の出力電圧cが供給され、非反転入力端子に所定値
の負の電圧Emが供給され、出力電圧cが電圧Emを越
えたときにハイレベル(Hレベル)の第1比較出力fを
出力する。第2比較器Czは、非反転入力端子に積分器
10の出力電圧cが供給され、反転入力端子にグランド
電圧Vgndが供給され、出力電圧cが零より少し大き
くなったことに応じてローレベル(Lレベル)の第2比
較出力dを出力する。なお、第2比較器Czは出力電圧
cのゼロ電圧近傍等の所定電圧を判定するためのもので
あるから、この機能を果たせるものであればよい。
The output voltage c of the integrator 10 is supplied to the inverting input terminal of the first comparator Cm, and the negative voltage Em having a predetermined value is supplied to the non-inverting input terminal thereof, so that the output voltage c exceeds the voltage Em. At some time, the high-level (H-level) first comparison output f is output. In the second comparator Cz, the output voltage c of the integrator 10 is supplied to the non-inverting input terminal, the ground voltage Vgnd is supplied to the inverting input terminal, and the output voltage c becomes a low level in response to the output voltage c becoming slightly larger than zero. The (L level) second comparison output d is output. Since the second comparator Cz is for determining a predetermined voltage such as near the zero voltage of the output voltage c, it suffices if it can fulfill this function.

【0036】コントロールロジック手段20は、第1比
較出力f、第2比較出力d及びタイミング信号TC1等
を受けて、アップカウント信号LO1を出力する。
The control logic means 20 receives the first comparison output f, the second comparison output d, the timing signal TC1, etc., and outputs the up-count signal LO1.

【0037】このアップカウント信号LO1は、第1比
較出力fが出力されたとき(L→H)から第2比較出力
dが出力されなくなるまで(L→H)まで、或いは第2
比較出力dが出力されており(L)、且つ本積分型A/
Dコンバータの積分期間T0が終了した時点から第2比
較出力dが出力されなくなるまで(L→H)まで、の期
間オンされる。
This up-count signal LO1 is output from when the first comparison output f is output (L → H) to when the second comparison output d is not output (L → H), or the second
The comparison output d is output (L), and the main integration type A /
It is turned on for a period from the time when the integration period T0 of the D converter ends until the second comparison output d is no longer output (L → H).

【0038】カウンタ30は、アップカウント用のクロ
ック入力端子U、カウント出力端子O及びリセット端子
Rを有している。リセット端子Rには、新しく積分期間
T0が始まる際にカウント値をリセットするためのタイ
ミング信号TC2が印加される。なお、積分期間T0が
連続して設定される場合には、計測の連続性を保つた
め、その時点のカウント値kを出力した上で、リセット
され、その後引き続いてカウントを行う。なお、カウン
タ30は、ダウンカウンタとして構成することもでき
る。
The counter 30 has a clock input terminal U for counting up, a count output terminal O and a reset terminal R. A timing signal TC2 for resetting the count value when a new integration period T0 starts is applied to the reset terminal R. In addition, when the integration period T0 is continuously set, in order to maintain the continuity of the measurement, the count value k at that time is output, the count value k is reset, and then the counting is continuously performed. The counter 30 can also be configured as a down counter.

【0039】アップカウント用のクロック入力端子Uに
は、アップカウント信号LO1によりスイッチSW5が
閉成されている間、クロック信号CLKが入力され、カ
ウンタ30はアップカウントする。
The clock signal CLK is input to the up-counting clock input terminal U while the switch SW5 is closed by the up-count signal LO1, and the counter 30 counts up.

【0040】レジスタ40は、スイッチSW7が閉成さ
れたときのカウンタ30のカウント値kが入力され、そ
のカウント値のデータ内容を表す付加情報、例えば正負
を表す符号や積分回数などの情報、を付してデータ出力
する。このスイッチSW7は、1つの積分期間T0に対
応するカウント値が整った時点、則ちA/D変換終了時
点t11でオンするように制御信号が印加される。な
お、積分期間T0が連続して設定される場合には、スイ
ッチSW7はその積分期間終了時点t10でオンされ、
その時点でのカウント値が出力される。
The register 40 receives the count value k of the counter 30 when the switch SW7 is closed, and stores additional information indicating the data content of the count value, for example, information such as a sign indicating positive / negative and the number of integrations. Attach and output the data. A control signal is applied to the switch SW7 so that the switch SW7 is turned on at the time when the count value corresponding to one integration period T0 is adjusted, that is, at the time t11 when the A / D conversion ends. When the integration period T0 is continuously set, the switch SW7 is turned on at the end time t10 of the integration period,
The count value at that time is output.

【0041】クロックパルス発生器50は、本装置の時
間基準となる、クロック信号CLKをカウンタ30及び
タイミングコントローラ60に供給する。
The clock pulse generator 50 supplies the clock signal CLK, which is the time reference of the present apparatus, to the counter 30 and the timing controller 60.

【0042】タイミングコントローラ60は、クロック
信号CLK及び必要に応じて外部操作信号を受けて、各
種のタイミング信号TC1〜TCnを作成し、それぞれ
所要の箇所に供給する。タイミング信号TC1は積分期
間中継続して出力され、スイッチSW1及びコントロー
ルロジック手段20に供給される。タイミング信号TC
2は新しく積分期間T0が始まる瞬時に出力され、スイ
ッチSW4及びカウンタ30に供給される。タイミング
信号TC3はA/D変換用動作タイミング信号でありコ
ントロールロジック手段20に供給される。なお、タイ
ミング信号TC4は、図3に示すように一定周期の信号
である。その他必要に応じてタイミング信号を形成し、
利用することができる。
The timing controller 60 receives the clock signal CLK and an external operation signal as necessary, creates various timing signals TC1 to TCn, and supplies them to respective required locations. The timing signal TC1 is continuously output during the integration period and supplied to the switch SW1 and the control logic means 20. Timing signal TC
2 is output at the instant when a new integration period T0 starts and is supplied to the switch SW4 and the counter 30. The timing signal TC3 is an A / D conversion operation timing signal and is supplied to the control logic means 20. The timing signal TC4 is a signal having a constant cycle as shown in FIG. If necessary, form timing signals,
Can be used.

【0043】さて、この第1の実施の形態における積分
型A/Dコンバータの動作について、図2のタイミング
チャートも参照して説明する。以下の説明は、1つの積
分期間T0での動作に関するものである。
Now, the operation of the integral type A / D converter according to the first embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. The following description relates to the operation in one integration period T0.

【0044】タイミングコントローラ60にはクロック
パルス発生器50からのクロック信号CLK及び外部か
ら指令信号が与えられている。積分期間T0が開始t1
されると、タイミングコントローラ60からタイミング
信号TC1がスイッチSW1に与えられ積分期間中閉成
される。同時に、タイミングコントローラ60からタイ
ミング信号TC2がスイッチSW4及びカウンタ30に
与えられ、コンデンサCiの残留電荷を放電するととも
にカウンタ30のカウント値をリセットし、初期状態に
設定する。
The timing controller 60 is supplied with a clock signal CLK from the clock pulse generator 50 and a command signal from the outside. Integration period T0 starts t1
Then, the timing controller 60 applies the timing signal TC1 to the switch SW1 to close it during the integration period. At the same time, the timing signal TC2 is given from the timing controller 60 to the switch SW4 and the counter 30 to discharge the residual charge of the capacitor Ci and reset the count value of the counter 30 to set it to the initial state.

【0045】積分期間T0の開始後、入力信号Vin
(a点電位)が入力されると(t2)、その入力値に応
じて積分器10で積分が行われ、その出力であるc点電
位が正極性の入力信号Vinにしたがって負方向に徐々
に大きくなる。c点電位が第1比較器Cmのバイアス電
圧Emを越えた時点t3でその第1比較出力fが出力さ
れ(L→H)、コントロールロジック手段20に印加さ
れる。コントロールロジック手段20では、第1比較出
力fをA/D変換動作タイミングであるタイミング信号
TC3の立ち上がりで取り込み、アップカウント信号L
O1を発生する。
After the start of the integration period T0, the input signal Vin
When the (a point potential) is input (t2), integration is performed by the integrator 10 according to the input value, and the c point potential that is the output thereof gradually decreases in the negative direction according to the positive input signal Vin. growing. At time t3 when the potential at point c exceeds the bias voltage Em of the first comparator Cm, the first comparison output f is output (L → H) and applied to the control logic means 20. The control logic means 20 takes in the first comparison output f at the rising edge of the timing signal TC3, which is the A / D conversion operation timing, and takes up the up count signal L.
O1 is generated.

【0046】アップカウント信号LO1は、まずスイッ
チSW5を閉成する。スイッチSW5が閉成している
間、クロックパルス発生器50からのクロック信号CL
Kがカウンタ30のアップカウント用のクロック入力端
子Uに供給され、カウンタ30のカウント値はアップカ
ウントされる。同時に、アップカウント信号LO1は、
スイッチSW2を閉成する。スイッチSW2が閉成して
いる間、定電流Iuが積分器10のコンデンサCiから
流出する。言い換えると、入力信号Vinに応じて流入
する電流と定電流Iuとの差分の電流がコンデンサCi
に充電或いはコンデンサCiから放電される。
The up-count signal LO1 first closes the switch SW5. The clock signal CL from the clock pulse generator 50 while the switch SW5 is closed.
K is supplied to the clock input terminal U for counting up of the counter 30, and the count value of the counter 30 is counted up. At the same time, the up count signal LO1 is
The switch SW2 is closed. The constant current Iu flows out from the capacitor Ci of the integrator 10 while the switch SW2 is closed. In other words, the difference current between the current flowing in according to the input signal Vin and the constant current Iu is the capacitor Ci.
Is charged or discharged from the capacitor Ci.

【0047】定電流Iuの放電により、c点電位が徐々
に低下し、第1比較器Cmのバイアス電圧Emを下回る
とその第1比較出力fが出力されなくなる(H→L)
が、この状態では未だ回路動作に変更はない。c点電位
がさらに低下し、第2比較器Czの判定電圧である零電
位に到達した時点t4でその第2比較出力dが出力され
なくなる(L→H)。コントロールロジック手段20で
は、第2比較出力dが出力されなくなったことにより、
アップカウント信号LO1を停止する。これにより、ス
イッチSW5は開放しカウンタ30のアップカウント動
作は停止し、スイッチSW2は開放し定電流Iuの流出
は停止する。
Due to the discharging of the constant current Iu, the potential at the point c gradually decreases, and when it falls below the bias voltage Em of the first comparator Cm, the first comparison output f is not output (H → L).
However, there is still no change in circuit operation in this state. The second comparison output d is not output (L → H) at time t4 when the potential at the point c further decreases and reaches the zero potential which is the determination voltage of the second comparator Cz. In the control logic means 20, since the second comparison output d is no longer output,
The up count signal LO1 is stopped. As a result, the switch SW5 is opened, the up-counting operation of the counter 30 is stopped, the switch SW2 is opened, and the outflow of the constant current Iu is stopped.

【0048】このようにして、入力信号Vinの積分と
並行して、定電流Iuによる放電とアップカウントが行
われて、入力信号Vinの積分中からA/D変換が行わ
れることになる。
In this way, discharging and up-counting by the constant current Iu are performed in parallel with the integration of the input signal Vin, and A / D conversion is performed during the integration of the input signal Vin.

【0049】図2の時点t4〜t7の間の動作は、入力
信号Vinの値が異なるのみで、以上に説明したと同様
の動作となるので説明を省略する。
The operation between time points t4 and t7 in FIG. 2 is the same as that described above except that the value of the input signal Vin is different, and therefore the description thereof is omitted.

【0050】次に、図2で、時点t8以後の微少な入力
信号Vin(a点電位)が入力された場合の動作につい
て説明する。この場合には、積分器10の積分出力であ
るc点電位が微少な入力信号Vinにしたがって負方向
に徐々に大きくなる。しかし、c点電位が第1比較器C
mの電圧Emを越える以前に、入力信号Vin(a点電
位)が時点t9でなくなった場合には、c点電位はその
ままの状態が維持される。
Next, referring to FIG. 2, the operation when a minute input signal Vin (potential a) is input after the time t8 will be described. In this case, the potential at the point c, which is the integrated output of the integrator 10, gradually increases in the negative direction according to the minute input signal Vin. However, the potential at the point c is the first comparator C
If the input signal Vin (potential at point a) disappears at time t9 before exceeding the voltage Em of m, the potential at point c is maintained as it is.

【0051】そして、積分期間T0の終了時点t10に
なると、第2比較器Czの第2比較出力dが出力されて
いるから、本積分型A/Dコンバータの積分期間T0が
終了した時点t10からスイッチSW2及びスイッチS
W5が閉成され、定電流Iuの流出とアップカウントを
行う。このカウントは第2比較器Czの第2比較出力d
が出力されなくなった時点t11で終了する。また、コ
ントロールロジック手段20は、データ出力指令信号L
O3をスイッチSW7に与える。
At the end time t10 of the integration period T0, since the second comparison output d of the second comparator Cz is output, from the time t10 when the integration period T0 of the main integration type A / D converter ends. Switch SW2 and switch S
W5 is closed and the constant current Iu flows out and counts up. This count is the second comparison output d of the second comparator Cz.
Ends at time t11 when is no longer output. Further, the control logic means 20 uses the data output command signal L
O3 is given to the switch SW7.

【0052】この間のアップカウントパルスiは図2に
示すとおりであり、その結果としてのカウンタ30のカ
ウントデータk(時点t11)が、積分期間T0の積算
計測データとして、レジスタ40に入力される。
The up-count pulse i during this period is as shown in FIG. 2, and the resulting count data k of the counter 30 (time t11) is input to the register 40 as the integrated measurement data of the integration period T0.

【0053】レジスタ40では、入力されたカウントデ
ータと、そのデータ内容を表す付加情報、例えば正負を
表す符号や積分回数などの情報、を付して、データ出力
する。
In the register 40, the input count data and additional information indicating the data content thereof, for example, information such as positive and negative signs and the number of integrations, are added and data is output.

【0054】この図1の実施の形態では、比較手段とし
て、第1比較器Cm及び第2比較器Czで構成すること
としているが、これに代えて、積分器10の出力cが所
定の第1電圧Emを越えているときに立ち上がり、その
後積分器10の出力cが零電圧等の所定の第2電圧に至
ったとき立ち下がるヒステリシス特性を有する単一の比
較器とすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the comparison means is composed of the first comparator Cm and the second comparator Cz, but instead of this, the output c of the integrator 10 has a predetermined value. A single comparator having a hysteresis characteristic that rises when the voltage Em exceeds one voltage Em and then falls when the output c of the integrator 10 reaches a predetermined second voltage such as zero voltage can be provided.

【0055】このヒステリシス特性を有する単一の比較
器を比較手段としても同様な効果を奏することができ、
比較手段を簡素に構成することができる。
Even if a single comparator having this hysteresis characteristic is used as the comparison means, the same effect can be obtained.
The comparison means can be simply configured.

【0056】さらに、図1の実施の形態における比較手
段として、積分器10の出力cが所定の電圧を越えてい
る期間だけ比較出力を発生するような単純な動作特性の
単一の比較器とすることもでき、比較手段をさらに簡素
に構成することができる。
Further, as the comparison means in the embodiment of FIG. 1, a single comparator having a simple operation characteristic such that a comparison output is generated only while the output c of the integrator 10 exceeds a predetermined voltage is used. It is also possible to make the comparison means simpler.

【0057】この単純な動作特性の単一の比較器を比較
手段として用いる場合には、A/D変換誤差を小さくす
るために、その所定の電圧をできるだけ小さい値とす
る。ただ、このことから、積分器10の出力cが所定電
圧近傍で振動するような場合などには、定電流源のスイ
ッチSW2を頻繁にスイッチングすることになり、スイ
ッチング時のノイズに起因する誤差が発生する可能性が
あるので、適用に際しては入力信号の特性をも勘案して
採用の可否を定めることが望ましい。
When a single comparator having this simple operation characteristic is used as the comparing means, the predetermined voltage is set to a value as small as possible in order to reduce the A / D conversion error. However, from this fact, when the output c of the integrator 10 oscillates in the vicinity of a predetermined voltage, the switch SW2 of the constant current source is frequently switched, and an error due to noise at the time of switching is generated. Since it may occur, it is desirable to decide whether or not to adopt it in consideration of the characteristics of the input signal.

【0058】このように、バッテリーの充放電電流の積
算値を監視、計測するための積分型A/Dコンバータに
おいて、バッテリーの充放電電流に比例した入力信号V
inの積分中からA/D変換、即ちカウント動作を開始
するから、A/D変換のクロックTC3を低い周波数に
することができ、また積分期間終了後のA/D変換終了
までの時間を短縮することができる。
As described above, in the integral type A / D converter for monitoring and measuring the integrated value of the charge / discharge current of the battery, the input signal V proportional to the charge / discharge current of the battery is used.
Since the A / D conversion, that is, the counting operation is started during the integration of in, the clock TC3 of the A / D conversion can be set to a low frequency, and the time until the A / D conversion is completed after the integration period is completed is shortened. can do.

【0059】また、入力信号Vinの積分値cが所定の
値Emに達した時点で、その積分値cを低減する方向に
定電流Iuを流出させるから、A/D変換のダイナミッ
クレンジが拡大できる。このため、同一レベルの入力信
号VinをA/D変換する際に、増幅器などの利得調整
により高精度化が可能となる。
Further, when the integrated value c of the input signal Vin reaches the predetermined value Em, the constant current Iu is caused to flow in a direction to reduce the integrated value c, so that the dynamic range of A / D conversion can be expanded. . Therefore, when A / D-converting the input signal Vin of the same level, it is possible to improve the accuracy by adjusting the gain of an amplifier or the like.

【0060】次に、積分期間T0を連続して設定した場
合の動作について説明する。この動作については、1つ
の積分期間を単独で設定したときの動作と異なる点を中
心として説明する。
Next, the operation when the integration period T0 is continuously set will be described. This operation will be described focusing on the points different from the operation when one integration period is set independently.

【0061】1つの積分期間の終了後、直ちにつぎの積
分期間が開始されることになる。この場合、複数の積分
期間T0におけるカウントによりカウンタ30のカウン
ト値がオーバーフローすることを避けるために、各積分
期間T0の終了毎に、スイッチSW7を閉成しその時点
のカウンタ30のカウント値をレジスタ40に出力する
とともに、カウンタ30のカウント値をリセットする。
なお、この積分期間T0を指示する信号は、タイミング
コントローラ60からタイミング信号TCnとして供給
される。
Immediately after the end of one integration period, the next integration period is started. In this case, in order to prevent the count value of the counter 30 from overflowing due to the count in the plurality of integration periods T0, the switch SW7 is closed and the count value of the counter 30 at that time is registered at the end of each integration period T0. 40, and the count value of the counter 30 is reset.
The signal instructing the integration period T0 is supplied from the timing controller 60 as the timing signal TCn.

【0062】そして、積分期間T0が連続して設定され
る場合にも計測の連続性を保つために、カウント値の出
力以外のその他の動作状況は、1つの積分期間が終了し
ても何ら変更を受けることはなく、各スイッチSW1〜
SW6とも継続して通常動作状態におかれる。すなわ
ち、1つの積分期間の終了時点において、本積分型A/
Dコンバータの動作状況が、たとえば図2のタイミング
チャートのどの時点(t1〜t9)にあったとしても、
そのときの動作状態が引き続いて行われ、積分期間の終
了によって何も変更されない。
In order to maintain the continuity of the measurement even when the integration period T0 is continuously set, the operation states other than the output of the count value are not changed even after the end of one integration period. Each switch SW1 ~
Both SW6 are continuously placed in the normal operation state. That is, at the end of one integration period, the main integration type A /
Even if the operation status of the D converter is at any time (t1 to t9) in the timing chart of FIG.
The operating state at that time continues, and nothing is changed by the end of the integration period.

【0063】ただ、前述のように、各積分期間T0の終
了毎に、その積分期間T0に対応するカウントデータ、
即ち入力信号の積算値がレジスタ40から順次出力され
る。なお、ある積分期間T0の終了時に、積分器10に
何らかの積分出力がある場合には、その積分出力に対応
するカウント値が、次の積分期間の出力に算入されるこ
とになる。
However, as described above, at each end of each integration period T0, the count data corresponding to the integration period T0,
That is, the integrated value of the input signal is sequentially output from the register 40. When the integrator 10 has some integral output at the end of a certain integral period T0, the count value corresponding to the integral output is included in the output of the next integral period.

【0064】このように、本発明の実施の形態に係る積
分型A/Dコンバータによれば、従来の積分型A/Dコ
ンバータでは期待することができなかった、複数の連続
した積分期間の入力信号の積算を行うことができる。
As described above, according to the integral type A / D converter of the embodiment of the present invention, it is possible to input a plurality of continuous integral periods, which cannot be expected in the conventional integral type A / D converter. The signals can be integrated.

【0065】図3は、本発明の第2の実施の形態に係る
積分型A/Dコンバータのタイミングチャートである。
この第2の実施の形態に係る積分型A/Dコンバータの
構成は、図1の第1の実施の形態に係る構成図と同様で
あり、第1の実施の形態では使用しなかった、一定周期
の信号であるタイミング信号TC4を利用する点で異な
っているのみである。したがって、図1の第1の実施の
形態と異なる点について説明し、その他は簡単のため説
明を省略する。
FIG. 3 is a timing chart of the integrating A / D converter according to the second embodiment of the present invention.
The configuration of the integral type A / D converter according to the second embodiment is the same as the configuration diagram according to the first embodiment in FIG. 1, and is not used in the first embodiment and is constant. The only difference is that a timing signal TC4, which is a periodic signal, is used. Therefore, only the points different from the first embodiment of FIG. 1 will be described, and the description of other points will be omitted for simplicity.

【0066】この第2の実施の形態においては、タイミ
ングコントローラ60から一定の周期Tで発生されるタ
イミング信号TC4が、コントロールロジック手段20
に供給される。
In the second embodiment, the timing signal TC4 generated from the timing controller 60 at a constant cycle T is the control logic means 20.
Is supplied to.

【0067】制御手段としてのコントロールロジック手
段20は、積分器10の出力cが所定の電圧Emを越え
ているときに発生されるHレベルの第1比較出力fと、
積分器10の出力cが零電圧に至ったとき発生されるL
レベルの第2比較出力dと、一定の周期Tで発生される
タイミング信号TC4などが入力され、これら各信号に
応じて、定電流源I1のスイッチSW2、カウンタ30
のスイッチSW5に各指令信号を供給する。
The control logic means 20 as the control means has a first comparison output f of H level generated when the output c of the integrator 10 exceeds a predetermined voltage Em, and
L generated when the output c of the integrator 10 reaches zero voltage
The second comparison output d of the level and the timing signal TC4 generated at a constant period T are input, and the switch SW2 of the constant current source I1 and the counter 30 are input in accordance with these signals.
Each command signal is supplied to the switch SW5.

【0068】その制御内容は先ず、第1の実施の形態に
おけると同様に、第1比較出力fに応じて、定電流源I
1のスイッチSW2及びカウンタ30のスイッチSW5
にアップカウント信号LO1をそれぞれ与え、第2比較
出力dに応じてこのアップカウント信号LO1を停止す
る。
The contents of the control are, firstly, as in the first embodiment, according to the first comparison output f, the constant current source I.
1 switch SW2 and counter 30 switch SW5
And the up count signal LO1 is stopped in accordance with the second comparison output d.

【0069】そして、第1比較出力f、第2比較出力d
に基づく制御と並行して、一定の周期Tで発生されるタ
イミング信号TC4が発生される度に、第2比較出力d
が発生されており、且つ定電流源I1のスイッチSW2
及びカウンタ30のスイッチSW5にアップカウント信
号LO1が供給されていない状態、即ちA/D変換動作
中でない、という両条件に合致するかどうかを判断す
る。
Then, the first comparison output f and the second comparison output d
The second comparison output d is generated every time the timing signal TC4 generated at a constant period T is generated in parallel with the control based on
Is generated, and the switch SW2 of the constant current source I1 is generated.
Also, it is determined whether or not the both conditions that the up count signal LO1 is not supplied to the switch SW5 of the counter 30, that is, the A / D conversion operation is not performed, are met.

【0070】この両条件に合致するかどうかについて、
例示的に示している図3を見ると、積分期間中の時点t
1〜t9の間のタイミング信号TC4の発生時には、両
条件は合致しない。
Regarding whether or not these two conditions are met,
Looking at FIG. 3 by way of example, at time t during the integration period
When the timing signal TC4 is generated between 1 and t9, both conditions do not match.

【0071】そして、積分期間中の時点t9とt10の
間のタイミング信号TC4の発生時には、第2比較出力
dが発生されており、且つA/D変換動作中でない、と
いう両条件が成立している。この両条件の成立を受け
て、コントロールロジック手段20は、定電流源のスイ
ッチSW2及びカウンタ30のスイッチSW5にアップ
カウント信号LO1をそれぞれ与え、A/D変換動作に
入る。このA/D変換動作に応じて積分器10の出力c
は減少していき、出力cがほぼ零電圧状態となった時点
t10で第2比較出力dが発生されなくなる。この第2
比較出力dが発生されなくなったことに応じて、アップ
カウント信号LO1はオフされ、A/D変換動作は終了
する。
When the timing signal TC4 is generated between the time points t9 and t10 during the integration period, both conditions that the second comparison output d is generated and the A / D conversion operation is not performed are satisfied. There is. In response to the establishment of these two conditions, the control logic means 20 applies the up-count signal LO1 to the switch SW2 of the constant current source and the switch SW5 of the counter 30, respectively, and starts the A / D conversion operation. The output c of the integrator 10 according to this A / D conversion operation
Decreases and the second comparison output d is no longer generated at the time t10 when the output c becomes almost zero voltage. This second
In response to the generation of the comparison output d, the up-count signal LO1 is turned off, and the A / D conversion operation ends.

【0072】このように、第2の実施形態の積分型A/
Dコンバータでは、第1の実施形態のA/D型コンバー
タに加えて、所定の周期T毎に比較出力dの監視結果に
応じて定電流源I1及びカウンタ30を動作させてA/
D変換動作を開始し、A/D変換動作の停止は積分器1
0の出力cが零電圧になったこと、則ち第2比較出力d
が出力されなくなったことで行う。したがって、A/D
変換動作を、第1比較出力fに応じてまたは所定周期T
のタイミングに応じて開始するから、積分期間終了後の
A/D変換完了までの時間を最短化できる。
Thus, the integral type A / of the second embodiment is
In the D converter, in addition to the A / D type converter of the first embodiment, the constant current source I1 and the counter 30 are operated in accordance with the monitoring result of the comparison output d for each predetermined period T to operate the A / D converter.
Integrator 1 starts the D conversion operation and stops the A / D conversion operation.
The output c of 0 has become zero voltage, that is, the second comparison output d
Is not output anymore. Therefore, A / D
The conversion operation is performed according to the first comparison output f or in a predetermined cycle T.
Since it is started according to the timing of, it is possible to minimize the time until the completion of A / D conversion after the end of the integration period.

【0073】図4は、本発明の第3の実施の形態に係る
積分型A/Dコンバータの構成を示す図であり、図5は
そのタイミングチャートである。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an integrating A / D converter according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is its timing chart.

【0074】この図4に示される第3の実施の形態に係
る積分型A/Dコンバータの構成は、図1及び図3の第
2の実施の形態に係る構成図において、積分器10の出
力cが所定の電圧Emを越えているときに第1比較出力
fを発生する第1比較器Cmを削除していること、及び
制御内容として、第1比較出力fに応じて、定電流源の
スイッチSW2及びカウンタ30のスイッチSW5にア
ップカウント信号LO1をそれぞれ与え、第2比較出力
dに応じてこのアップカウント信号LO1を停止する制
御、を省いていることである。
The configuration of the integral type A / D converter according to the third embodiment shown in FIG. 4 is the same as that of the output of the integrator 10 in the configuration diagrams according to the second embodiment of FIGS. The first comparator Cm, which generates the first comparison output f when c exceeds the predetermined voltage Em, is deleted, and the content of control depends on the first comparison output f. This is to omit the control for applying the up-count signal LO1 to the switch SW2 and the switch SW5 of the counter 30 and stopping the up-count signal LO1 according to the second comparison output d.

【0075】その他の構成及び制御内容は、第2の実施
の形態におけると同様である。したがって、図1及び図
3の第2の実施の形態と異なる点について説明し、その
他は簡単のため説明を省略する。
Other configurations and control contents are the same as those in the second embodiment. Therefore, only the points different from the second embodiment of FIGS. 1 and 3 will be described, and the description of other points will be omitted for simplicity.

【0076】この第3の実施の形態においては、比較手
段として、積分器10の出力cが零電圧近傍の所定の電
圧を越えているときに、Lレベルの比較出力dを発生す
る、比較器Czのみとしている。
In the third embodiment, as a comparison means, a comparator which generates an L-level comparison output d when the output c of the integrator 10 exceeds a predetermined voltage near zero voltage. Only Cz is used.

【0077】タイミングコントローラ60から一定の周
期Tで発生されるタイミング信号TC4が、コントロー
ルロジック手段20に供給される。
The timing signal TC4 generated from the timing controller 60 at a constant cycle T is supplied to the control logic means 20.

【0078】制御手段としてのコントロールロジック手
段20は、積分器10の出力cが零電圧に至ったとき発
生される比較出力dと、一定の周期Tで発生されるタイ
ミング信号TC4などが入力され、これら各信号に応じ
て、定電流源のスイッチSW2、カウンタ30のスイッ
チSW5にアップカウント信号LO1を供給する。
The control logic means 20 as the control means receives the comparison output d generated when the output c of the integrator 10 reaches zero voltage, the timing signal TC4 generated at a constant cycle T, and the like. In response to each of these signals, the up-count signal LO1 is supplied to the switch SW2 of the constant current source and the switch SW5 of the counter 30.

【0079】その制御内容は、一定の周期Tで発生され
るタイミング信号TC4が発生される度に、比較出力d
が発生されていること、即ち積分器10の出力cが何某
かの値にあること、および定電流源I1のスイッチSW
2及びカウンタ30のスイッチSW5にアップカウント
信号LO1が供給されていない状態、即ちA/D変換動
作中でない、という両条件に合致するかどうかを判断す
る。
The control content is such that the comparison output d is generated every time the timing signal TC4 generated at a constant period T is generated.
Is generated, that is, the output c of the integrator 10 has a certain value, and the switch SW of the constant current source I1.
2 and the switch SW5 of the counter 30 are not supplied with the up-count signal LO1, that is, it is determined whether or not both conditions that the A / D conversion operation is not being performed are met.

【0080】この両条件に合致するかどうかについて、
例示的に示している図5を見ると、積分期間中の時点t
3,t6,t10のタイミング信号TC4の発生時に
は、比較出力dが発生されており、且つA/D変換動作
中でない、という両条件が成立している。
Regarding whether or not both of these conditions are met,
Looking at FIG. 5 by way of example, at time t during the integration period
When the timing signal TC4 of 3, t6, t10 is generated, both conditions are satisfied that the comparison output d is generated and the A / D conversion operation is not in progress.

【0081】この両条件の成立を受けて、コントロール
ロジック手段20は、時点t3(t6,t10)におい
て、定電流源I1のスイッチSW2及びカウンタ30の
スイッチSW5にアップカウント信号LO1をそれぞれ
与えA/D変換動作に入る。このA/D変換動作に応じ
て積分器10の出力cは減少していき、出力cがほぼ零
電圧状態となった時点t4(t7、t11)で第2比較
出力dが発生されなくなる。
In response to the establishment of these two conditions, the control logic means 20 supplies the up-count signal LO1 to the switch SW2 of the constant current source I1 and the switch SW5 of the counter 30 at the time t3 (t6, t10) A / A, respectively. The D conversion operation starts. The output c of the integrator 10 decreases in accordance with this A / D conversion operation, and the second comparison output d is no longer generated at the time t4 (t7, t11) when the output c becomes almost zero voltage state.

【0082】この第2比較出力dが発生されなくなった
ことに応じて、定電流源I1のスイッチSW2及びカウ
ンタ30のスイッチSW5へのアップカウント信号LO
1はオフされ、A/D変換動作は終了する。
When the second comparison output d is no longer generated, the up count signal LO to the switch SW2 of the constant current source I1 and the switch SW5 of the counter 30 is generated.
1 is turned off, and the A / D conversion operation ends.

【0083】上記時点t3,t6,t10以外の時点で
のタイミング信号TC4の発生時には、いずれも比較出
力dが発生されていないか、或いは既にA/D変換動作
中にあるから、新たにA/D変換動作にはいることはな
い。
When the timing signal TC4 is generated at times other than the times t3, t6, and t10, the comparison output d is not generated at all, or the A / D conversion operation is already in progress. It never enters D conversion operation.

【0084】このように、第3の実施形態の積分型A/
Dコンバータでは、一定の周期で与えられるタイミング
信号TC4毎に、比較出力dの監視結果に応じて定電流
源I1及びカウンタ30を動作させてA/D変換動作を
開始し、A/D変換動作の停止は積分器10の出力cが
零電圧になったこと、則ち比較器Czの出力信号が出力
されなくなったことで行う。したがって、A/D変換動
作を、所定周期Tのタイミングに応じて開始するから、
積分期間終了後のA/D変換完了までの時間を短縮でき
る。
In this way, the integral type A / of the third embodiment is
In the D converter, the constant current source I1 and the counter 30 are operated according to the monitoring result of the comparison output d to start the A / D conversion operation for each timing signal TC4 given in a constant cycle, and the A / D conversion operation is performed. Is stopped when the output c of the integrator 10 becomes zero voltage, that is, when the output signal of the comparator Cz is no longer output. Therefore, since the A / D conversion operation is started at the timing of the predetermined cycle T,
It is possible to shorten the time until the A / D conversion is completed after the integration period ends.

【0085】また、定電流源I1のスイッチSW2を無
駄にスイッチングすることなく、スイッチング時のノイ
ズに起因する誤差発生を避けることができ、且つ比較器
Czのみで比較手段が構成できるから、積分型A/Dコ
ンバータの構成を簡素にすることができる。
Further, since the switch SW2 of the constant current source I1 is not wastefully switched, an error caused by noise at the time of switching can be avoided, and the comparison means can be configured only by the comparator Cz, so that the integral type The configuration of the A / D converter can be simplified.

【0086】図6は、本発明の実施形態の変形例に係る
積分型A/Dコンバータの構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an integral type A / D converter according to a modification of the embodiment of the present invention.

【0087】第1〜第3の実施の形態においては、入力
信号Vinは正の単極性として説明している。本発明の
積分型A/D変換器をバッテリーの充電電流、放電電流
などの電流値の積算計測に用いる場合には、正の単極性
の場合のみでなく、当然に負極性の入力信号、或いは正
負の両極性の入力信号に対応する必要がある。
In the first to third embodiments, the input signal Vin is explained as a positive unipolar signal. When the integrating A / D converter of the present invention is used for integrated measurement of current values such as a charging current and a discharging current of a battery, not only in the case of positive unipolarity, but of course an input signal of negative polarity or It is necessary to support both positive and negative polarity input signals.

【0088】本実施形態の変形例は、そのような場合に
も前述した第1〜第3の実施の形態に係る積分型A/D
コンバータが適用できることを示すものであり、代表し
て第1の実施の形態に適用した場合の具体的構成を図6
に例示するものである。
Even in such a case, the modification of the present embodiment is such that the integral type A / D according to the first to third embodiments described above.
FIG. 6 shows that a converter can be applied, and a concrete configuration when applied to the first embodiment is shown in FIG.
Is illustrated in.

【0089】図6の変形例では、図中破線で示すよう
に、両極性入力に対応するための構成が付加され、また
一部の構成が変更されている。以下、これら付加、変更
点を中心に、説明する。
In the modified example of FIG. 6, as shown by the broken line in the figure, a structure for supporting bipolar input is added and a part of the structure is changed. Hereinafter, these additions and changes will be mainly described.

【0090】同図において、入力信号Vinはバッテリ
ーの充電電流或いは放電電流に比例した電圧であり、例
えば、電圧検出抵抗の電圧降下として得られ、±5μV
〜±150mVという広い範囲で変動するものである。
In the figure, the input signal Vin is a voltage proportional to the charging current or discharging current of the battery, and is obtained as a voltage drop of the voltage detection resistor, for example, ± 5 μV.
It fluctuates within a wide range of ± 150 mV.

【0091】積分器10の増幅器Aiの反転入力端子に
はさらに、電源電圧Vccから定電流源I2により定電
流Idが、スイッチSW3を介して供給される。このス
イッチSW3は、積分器10の出力電圧が正の所定値E
pを越えたときから零電圧に至るときまで、或いは積分
器10の出力電圧が正で且つ本積分型A/Dコンバータ
の積分期間T0が終了した時点から零電圧に至るときま
で、オンされる。定電流Idは、定電流Iuと通常同一
の電流値とされる。
The inverting input terminal of the amplifier Ai of the integrator 10 is further supplied with the constant current Id from the power supply voltage Vcc by the constant current source I2 via the switch SW3. This switch SW3 has a positive output voltage E of the integrator 10 which is a predetermined value.
It is turned on from the time when it exceeds p to the time when it reaches the zero voltage, or until the time when the output voltage of the integrator 10 is positive and the integration period T0 of the main integration type A / D converter ends and reaches the zero voltage. . The constant current Id usually has the same current value as the constant current Iu.

【0092】比較器Cpは、非反転入力端子に積分器1
0の出力電圧cが、反転入力端子に所定値の正の電圧E
pが供給され、積分器10の出力電圧cが正の電圧Ep
を越えたときに第3比較出力eを出力する。
The comparator Cp has an integrator 1 at its non-inverting input terminal.
The output voltage c of 0 is a positive voltage E of a predetermined value at the inverting input terminal.
p is supplied, the output voltage c of the integrator 10 is a positive voltage Ep
When it exceeds, the third comparison output e is output.

【0093】コントロールロジック手段20は、第1比
較出力f、第2比較出力d及びタイミング信号に加えて
第3比較出力e、を受けて、アップカウント信号LO1
及びダウンカウント信号LO2を出力する。
The control logic means 20 receives the third comparison output e in addition to the first comparison output f, the second comparison output d and the timing signal, and receives the up count signal LO1.
And a down count signal LO2.

【0094】このアップカウント信号LO1は、第1比
較出力fが出力されたときから第2比較出力dが反転す
るまで、或いは第2比較出力dがロー(積分器10の出
力電圧が負に対応)で且つ本積分型A/Dコンバータの
積分期間が終了した時点から第2比較出力dがハイに反
転するまで、オンされる。
This up-count signal LO1 is output from when the first comparison output f is output until the second comparison output d is inverted, or when the second comparison output d is low (the output voltage of the integrator 10 corresponds to negative). ) And from the time when the integration period of the main integration type A / D converter ends until the second comparison output d is inverted to high.

【0095】また、ダウンカウント信号LO2は、第3
比較出力eが出力されたときから第2比較出力dが反転
するまで、或いは第2比較出力dがハイ(積分器10の
出力電圧が正に対応)で且つ本積分型A/Dコンバータ
の積分期間が終了した時点から第2比較出力dがローに
反転するまで、オンされる。
The down count signal LO2 is the third
From when the comparison output e is output to when the second comparison output d is inverted, or when the second comparison output d is high (the output voltage of the integrator 10 corresponds to positive) and the integration of the main integration type A / D converter is performed. It is turned on from the end of the period until the second comparison output d is inverted to low.

【0096】カウンタ30はアップダウンカウンタとさ
れる。このアップダウンカウンタ30は、アップカウン
ト用のクロック入力端子U、ダウンカウント用のクロッ
ク入力端子D、カウント出力端子O及びリセット端子R
を有している。リセット端子Rには、新しく積分期間T
0が始まる際にカウント値をリセットするためのタイミ
ング信号TC2が印加される。なお、積分期間が連続し
て設定される場合には、計測の連続性を保つため、その
時点のカウント値を出力した上で、リセットされ、その
後引き続いてカウントを行う。
The counter 30 is an up / down counter. The up / down counter 30 includes a clock input terminal U for counting up, a clock input terminal D for counting down, a count output terminal O, and a reset terminal R.
have. The reset terminal R has a new integration period T
A timing signal TC2 is applied to reset the count value when 0 starts. When the integration period is set continuously, in order to maintain the continuity of the measurement, the count value at that time is output, the count value is reset, and then the counting is continuously performed.

【0097】アップカウント用クロック入力端子Uに
は、アップカウント信号LO1によりスイッチSW5が
閉成されている間、クロック信号CLKが入力され、ア
ップカウントする。ダウンカウント用クロック入力端子
Dには、ダウンカウント信号LO2によりスイッチSW
6が閉成されている間、クロック信号CLKが入力さ
れ、ダウンカウントする。
The clock signal CLK is input to the up-counting clock input terminal U while the switch SW5 is closed by the up-counting signal LO1 to up-count. The down count clock input terminal D has a switch SW depending on the down count signal LO2.
While 6 is closed, clock signal CLK is input and down counts.

【0098】積分器10,レジスタ40、クロックパル
ス発生器50,タイミングコントローラ60などは、第
1の実施の形態におけると同様である。
The integrator 10, register 40, clock pulse generator 50, timing controller 60, etc. are the same as those in the first embodiment.

【0099】さて、この実施形態における積分型A/D
コンバータの動作は、図2のタイミングチャートと基本
的に同じであるが、入力信号Vinが負極性である場合
には、図中の破線で示された構成部分が機能することに
なる。則ち、つぎのように動作する。
Now, the integration type A / D in this embodiment
The operation of the converter is basically the same as the timing chart of FIG. 2, but when the input signal Vin has a negative polarity, the components indicated by the broken line in the figure function. That is, it operates as follows.

【0100】負極性の入力信号Vin(a点電位)が発
生すると、積分器10の積分出力であるc点電位が負極
性の入力信号Vinにしたがって正方向に大きくなる。
c点電位が第3比較器Cpのバイアス電圧Epを越えた
時点でその第3比較出力eが立ち上がり、コントロール
ロジック手段20に印加される。コントロールロジック
手段20では、第3比較出力eとA/D変換動作タイミ
ングであるタイミング信号TC3とのアンド条件のでき
た時点でダウンカウント信号LO2を発生する。
When the negative polarity input signal Vin (potential a) is generated, the potential c point, which is the integrated output of the integrator 10, increases in the positive direction in accordance with the negative input signal Vin.
When the potential at the point c exceeds the bias voltage Ep of the third comparator Cp, the third comparison output e rises and is applied to the control logic means 20. The control logic means 20 generates the down count signal LO2 when the AND condition between the third comparison output e and the timing signal TC3 which is the A / D conversion operation timing is established.

【0101】ダウンカウント信号LO2は、まずスイッ
チSW6に供給されて閉成する。スイッチSW6が閉成
している間、クロックパルス発生器50からのクロック
信号CLKがアップダウンカウンタ30のダウンカウン
ト用クロック入力端子Dに供給され、アップダウンカウ
ンタ30のカウント値はダウンカウントされる。同時
に、ダウンカウント信号LO2は、スイッチSW3に供
給されて閉成する。スイッチSW3が閉成している間、
定電流Idが積分器10のコンデンサCiに流入する。
言い換えると、入力信号Vinに応じた電流と定電流I
dとの差分の電流がコンデンサCiに充電或いはコンデ
ンサCiから放電される。
The down count signal LO2 is first supplied to the switch SW6 to close it. While the switch SW6 is closed, the clock signal CLK from the clock pulse generator 50 is supplied to the down count clock input terminal D of the up / down counter 30, and the count value of the up / down counter 30 is down counted. At the same time, the down count signal LO2 is supplied to the switch SW3 to close it. While switch SW3 is closed,
The constant current Id flows into the capacitor Ci of the integrator 10.
In other words, the current and the constant current I corresponding to the input signal Vin
A current having a difference from d is charged in the capacitor Ci or discharged from the capacitor Ci.

【0102】定電流Idの充電により、c点電位が徐々
に回復し、第3比較器Cpのバイアス電圧Epを下回る
とその第3比較出力eが立ち下がるが、この状態では未
だ回路動作に変更はない。
By charging the constant current Id, the potential at the point c gradually recovers, and when it falls below the bias voltage Ep of the third comparator Cp, the third comparison output e falls, but in this state the circuit operation is still changed. There is no.

【0103】この定電流Idの充電によりc点電位がさ
らに回復し、第2比較器Czの零電位に到達した時点で
その第2比較出力dが反転し、コントロールロジック手
段20に印加される。
By the charging of this constant current Id, the potential at the point c is further recovered, and when the zero potential of the second comparator Cz is reached, the second comparison output d is inverted and applied to the control logic means 20.

【0104】コントロールロジック手段20では、第2
比較出力dの反転により、ダウンカウント信号LO2を
停止する。これにより、スイッチSW6は開放しカウン
タ30のダウンカウント動作は停止し、スイッチSW3
は開放し定電流Idの流入は停止する。なお、その他の
動作は、第1の実施の形態におけると同様であるので、
説明を省略する
In the control logic means 20, the second
The down count signal LO2 is stopped by the inversion of the comparison output d. As a result, the switch SW6 is opened, the down-counting operation of the counter 30 is stopped, and the switch SW3
Is opened and the inflow of the constant current Id is stopped. Since the other operations are the same as those in the first embodiment,
Omit description

【0105】この実施形態の変形例に示されるように、
本発明は、正の単極性の場合のみでなく、当然に負極性
の入力信号、或いは正負の両極性の入力信号に対応する
ことができるから、本発明の積分型A/D変換器をバッ
テリーの充電電流、放電電流などの電流値が正及び負極
性である場合の積算計測にも対応することができる。
As shown in the modification of this embodiment,
The present invention can be applied not only to the case of positive unipolarity but also to the input signal of negative polarity or the input signal of both positive and negative polarities. Therefore, the integrating A / D converter of the present invention can be used as a battery. It is also possible to support integrated measurement when the current values such as the charging current and the discharging current are positive and negative.

【0106】また、以上説明した本発明の各実施の形態
に係る積分型A/Dコンバータを、バッテリーの充電器
に設けることができる。これによれば、バッテリーの充
電電流及び又は放電電流の積算値を高精度に且つ経済的
に計測することができる。
Further, the integrating A / D converter according to each of the embodiments of the present invention described above can be provided in a battery charger. According to this, the integrated value of the charging current and / or the discharging current of the battery can be measured with high accuracy and economically.

【0107】[0107]

【発明の効果】請求項1記載の積分型A/Dコンバータ
によれば、入力信号の積分中からA/D変換を開始する
から、A/D変換のクロックを低い周波数にすることが
でき、且つA/D変換終了までの時間を短縮することが
できる。
According to the integral type A / D converter of the first aspect, since the A / D conversion is started during the integration of the input signal, the clock of the A / D conversion can be set to a low frequency, Moreover, it is possible to shorten the time until the end of A / D conversion.

【0108】また、入力信号の積分値が所定の値に達し
た時点で、その積分値を低減する方向に定電流を流入或
いは流出させるから、A/D変換のダイナミックレンジ
が拡大できる。このため、同一レベルの入力信号をA/
D変換する際に、増幅器などの利得調整により高精度化
が可能となる。
Further, when the integrated value of the input signal reaches a predetermined value, a constant current flows in or out in the direction of decreasing the integrated value, so that the dynamic range of A / D conversion can be expanded. Therefore, input signals of the same level are
When the D conversion is performed, it is possible to improve the accuracy by adjusting the gain of an amplifier or the like.

【0109】請求項2記載の積分型A/Dコンバータに
よれば、請求項1記載のA/D型コンバータと同様な効
果を奏するとともに、積分器出力が、所定の第1電圧を
越えたことでカウントを開始し、所定の第2電圧(例、
零電圧)に至ったときにカウントを停止するから、入力
信号を精度良くA/D変換できる。また、積分器出力が
所定の第2電圧近傍で振動するような場合にも定電流源
を無駄にスイッチングすることがないから、スイッチン
グ時のノイズに起因する誤差が少ない。
According to the integral type A / D converter of the second aspect, the same effect as that of the A / D type converter of the first aspect can be obtained, and the integrator output exceeds the predetermined first voltage. Counting starts at a predetermined second voltage (eg,
Since the count is stopped when the voltage reaches (zero voltage), the input signal can be A / D converted with high accuracy. Further, even when the integrator output oscillates in the vicinity of the predetermined second voltage, the constant current source is not wastefully switched, so that an error caused by noise during switching is small.

【0110】請求項3記載の積分型A/Dコンバータに
よれば、請求項2記載のA/D型コンバータと同様な効
果を奏するとともに、比較手段をヒステリシス特性を有
する1つの比較器とするから、簡素に構成することがで
きる。
According to the integral type A / D converter of the third aspect, the same effect as that of the A / D type converter of the second aspect is obtained, and the comparing means is one comparator having a hysteresis characteristic. , Can be configured simply.

【0111】請求項4記載の積分型A/Dコンバータに
よれば、請求項1記載のA/D型コンバータと同様な効
果を奏する。また、所定の周期毎に比較出力の監視結果
に応じて定電流手段及びカウンタを動作させるから、定
電流手段を無駄にスイッチングすることなく、スイッチ
ング時のノイズに起因する誤差発生を避けて、簡単な構
成とすることができる。
According to the integral type A / D converter of the fourth aspect, the same effect as that of the A / D type converter of the first aspect can be obtained. Further, since the constant current means and the counter are operated in accordance with the monitoring result of the comparison output in every predetermined cycle, the constant current means is not wastefully switched, and the error occurrence due to the noise at the time of switching is avoided, which is simple. It can be configured in various ways.

【0112】請求項5記載の積分型A/Dコンバータに
よれば、請求項2記載のA/D型コンバータと同様な効
果を奏する。さらに、所定の周期毎に第2比較出力の監
視結果に応じて定電流手段、カウンタを動作させるか
ら、第1比較出力または所定周期のタイミングのどちら
か早いほうで定電流放電及びカウント動作を開始するこ
とになる。したがって、積分期間終了後のA/D変換完
了までの時間を最短化できる。
According to the integral type A / D converter of the fifth aspect, the same effect as that of the A / D type converter of the second aspect can be obtained. Further, since the constant current means and the counter are operated according to the monitoring result of the second comparison output every predetermined cycle, the constant current discharge and the counting operation are started at the earlier of the first comparison output or the timing of the predetermined cycle. Will be done. Therefore, the time required to complete the A / D conversion after the end of the integration period can be minimized.

【0113】請求項6記載の充電器によれば、バッテリ
ーの充電電流又は及び放電電流の積算値を高精度に且つ
経済的に計測することができる。
According to the charger of claim 6, the integrated value of the charging current or the discharging current of the battery can be measured with high accuracy and economically.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る積分型A/D
コンバータの構成を示す図。
FIG. 1 is an integration type A / D according to a first embodiment of the present invention.
The figure which shows the structure of a converter.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る積分型A/D
コンバータのタイミングチャート。
FIG. 2 is an integration type A / D according to the first embodiment of the present invention.
Timing chart of the converter.

【図3】本発明の第2の実施の形態に係る積分型A/D
コンバータのタイミングチャート。
FIG. 3 is an integration type A / D according to a second embodiment of the present invention.
Timing chart of the converter.

【図4】本発明の第3の実施の形態に係る積分型A/D
コンバータの構成を示す図。
FIG. 4 is an integration type A / D according to a third embodiment of the present invention.
The figure which shows the structure of a converter.

【図5】本発明の第3の実施例に係る積分型A/Dコン
バータのタイミングチャート。
FIG. 5 is a timing chart of an integrating A / D converter according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態の変形例に係る積分型A/D
コンバータの構成を示す図。
FIG. 6 is an integration type A / D according to a modified example of the embodiment of the present invention.
The figure which shows the structure of a converter.

【図7】従来の積分型A/Dコンバータの構成を示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional integral type A / D converter.

【図8】従来の積分型A/Dコンバータのタイミングチ
ャート。
FIG. 8 is a timing chart of a conventional integrating A / D converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 積分器 20 コントロールロジック手段 30 カウンタ 40 レジスタ 50 クロックパルス発生器 60 タイミングコントローラ Vin 入力信号 Iu、Id 定電流 Ri 入力抵抗 Ai 増幅器 Ci コンデンサ Cm 第1比較器 Cz 第2比較器 Cp 第3比較器 10 Integrator 20 Control logic means 30 counter 40 registers 50 clock pulse generator 60 Timing controller Vin input signal Iu, Id constant current Ri input resistance Ai amplifier Ci capacitor Cm first comparator Cz second comparator Cp third comparator

───────────────────────────────────────────────────── 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) H03M 1/18 H03M 1/18 Fターム(参考) 2G016 CA00 CB21 CB22 CB31 CB32 CC01 CC04 CC05 CC08 CC09 CC12 CC16 CC21 CC26 CD10 2G035 AA08 AA13 AA17 AB03 AC15 AD13 AD20 AD23 AD28 AD29 AD30 AD32 AD44 AD51 AD65 5G003 CA05 EA05 5H030 AA03 AS18 BB03 FF42 5J022 AA11 BA01 BA02 BA05 BA06 BA08 CA09 CC04 CE01 CE06 CE08 CF01 CF02 CF04 CF07─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H03M 1/18 H03M 1/18 F term (reference) 2G016 CA00 CB21 CB22 CB31 CB32 CC01 CC04 CC05 CC08 CC09 CC12 CC16 CC21 CC26 CD10 2G035 AA08 AA13 AA17 AB03 AC15 AD13 AD20 AD23 AD28 AD29 AD30 AD32 AD44 AD51 AD65 5G003 CA05 EA05 5H030 AA03 AS18 BB03 FF42 5J022 AA11 BA01 BA02 BA05 BA06 BA08 CA09 CC04 CE01 CE06 CE08 CF01 CF02 CF04 CF07

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 増幅器、この増幅器の入力端子と出力端
子間に接続されたコンデンサ、及び前記増幅器の入力端
子に接続された入力抵抗から構成される積分器と、 前記増幅器の入力端子に指令信号に応じて定電流を流入
或いは流出させる定電流手段と、 前記積分器の出力が所定の電圧を越えているときに比較
出力を発生する比較手段と、 カウント指令信号に応じてカウントし、適時にカウント
値を出力するカウンタと、 前記比較出力が入力され、この比較出力に応じて、前記
定電流手段、前記カウンタに各指令信号を供給する制御
手段とを備え、 前記比較出力に応じて、前記定電流手段に指令信号を、
前記カウンタにカウント指令信号をそれぞれ与える、こ
とを特徴とする積分型A/Dコンバータ。
1. An integrator composed of an amplifier, a capacitor connected between an input terminal and an output terminal of the amplifier, and an input resistor connected to the input terminal of the amplifier, and a command signal at the input terminal of the amplifier. Constant current means for inflowing or outflowing a constant current according to the above, a comparing means for generating a comparison output when the output of the integrator exceeds a predetermined voltage, and counting according to a count command signal, and timely A counter that outputs a count value, and the comparison output is input, the constant current means according to the comparison output, a control means for supplying each command signal to the counter, and according to the comparison output, the Command signal to the constant current means,
An integrating A / D converter characterized in that a count command signal is applied to each of the counters.
【請求項2】 増幅器、この増幅器の入力端子と出力端
子間に接続されたコンデンサ、及び前記増幅器の入力端
子に接続された入力抵抗から構成される積分器と、 前記増幅器の入力端子に指令信号に応じて定電流を流入
或いは流出させる定電流手段と、 前記積分器の出力が所定の第1電圧を越えているときに
第1比較出力を発生し、かつ同じく積分器の出力が所定
の第2電圧に至ったとき第2比較出力を発生する比較手
段と、 カウント指令信号に応じてカウントし、適時にカウント
値を出力するカウンタと、 前記第1比較出力、前記第2比較出力が入力され、これ
ら比較出力に応じて、前記定電流手段、前記カウンタに
各指令信号を供給する制御手段とを備え、 前記第1比較出力に応じて、前記定電流手段に指令信号
を、前記カウンタにカウント指令信号をそれぞれ与え、
前記第2比較出力に応じてこれら指令信号及びカウント
指令信号を停止する、ことを特徴とする積分型A/Dコ
ンバータ。
2. An integrator comprising an amplifier, a capacitor connected between an input terminal and an output terminal of the amplifier, and an input resistor connected to the input terminal of the amplifier, and a command signal at the input terminal of the amplifier. Constant current means for inflowing or outflowing a constant current according to the above, a first comparison output is generated when the output of the integrator exceeds a predetermined first voltage, and the output of the integrator also has a predetermined first voltage. A comparison unit that generates a second comparison output when the voltage reaches two, a counter that counts according to a count command signal, and outputs a count value at an appropriate time, the first comparison output, and the second comparison output are input. The constant current means and the control means for supplying each command signal to the counter according to the comparison output, and the counter signal to the constant current means according to the first comparison output. Giving cement command signals respectively,
An integral type A / D converter characterized in that these command signal and count command signal are stopped according to the second comparison output.
【請求項3】 請求項2の積分型A/Dコンバータにお
いて、比較手段として、前記積分器の出力が所定の第1
電圧を越えているときに立ち上がりかつ同じく積分器の
出力が所定の第2電圧に至ったとき立ち下がるヒステリ
シス特性を有する比較器とし、 この比較器の出力に応じて、前記定電流手段に指令信号
を、前記カウンタにカウント指令信号をそれぞれ与える
ことを特徴とする積分型A/Dコンバータ。
3. The integral type A / D converter according to claim 2, wherein the output of said integrator is a predetermined first as the comparison means.
A comparator having a hysteresis characteristic that rises when the voltage exceeds the voltage and also falls when the output of the integrator reaches a predetermined second voltage, and outputs a command signal to the constant current means according to the output of the comparator. Is provided to each of the counters, and an integration type A / D converter is provided.
【請求項4】 増幅器、この増幅器の入力端子と出力端
子間に接続されたコンデンサ、及び前記増幅器の入力端
子に接続された入力抵抗から構成される積分器と、 前記増幅器の入力端子に指令信号に応じて定電流を流入
或いは流出させる定電流手段と、 前記積分器の出力が零電圧近傍の所定の電圧を越えてい
るときに比較出力を発生する比較手段と、 カウント指令信号に応じてカウントし、適時にカウント
値を出力するカウンタと、 前記比較出力が入力され、所定の周期毎にこの比較出力
の有無を監視し、その監視結果に応じて、前記定電流手
段、前記カウンタに各指令信号を供給する制御手段とを
備え、 所定の周期時に前記比較出力が有る場合に、前記定電流
手段に指令信号を、前記カウンタにカウント指令信号を
それぞれ与え、前記比較出力が無くなったことで前記指
令信号及びカウント指令信号を停止する、ことを特徴と
する積分型A/Dコンバータ。
4. An integrator comprising an amplifier, a capacitor connected between an input terminal and an output terminal of the amplifier, and an input resistor connected to the input terminal of the amplifier, and a command signal at the input terminal of the amplifier. Constant current means for inflowing or outflowing a constant current according to the above, a comparing means for generating a comparison output when the output of the integrator exceeds a predetermined voltage in the vicinity of zero voltage, and counting according to a count command signal. However, a counter that outputs a count value in a timely manner, the comparison output is input, and the presence or absence of the comparison output is monitored at every predetermined cycle, and the constant current means and the counter are instructed according to the monitoring result. A control means for supplying a signal, and when the comparison output is present in a predetermined cycle, a command signal is given to the constant current means, a count command signal is given to the counter, and the ratio Output stops the command signal and the count command signal by lost, integrating A / D converter, characterized in that.
【請求項5】 増幅器、この増幅器の入力端子と出力端
子間に接続されたコンデンサ、及び前記増幅器の入力端
子に接続された入力抵抗から構成される積分器と、 前記増幅器の入力端子に指令信号に応じて定電流を流入
或いは流出させる定電流手段と、 前記積分器の出力が所定の第1電圧を越えているときに
第1比較出力を発生し、かつ同じく積分器の出力が所定
の第2電圧に至ったとき第2比較出力を発生する比較手
段と、 カウント指令信号に応じてカウントし、適時にカウント
値を出力するカウンタと、 前記第1比較出力、前記第2比較出力、が入力され、こ
れら比較出力及び所定周期信号に応じて、前記定電流手
段、前記カウンタに各指令信号を供給する制御手段とを
備え、 前記第1比較出力に応じて、前記定電流手段に指令信号
を、前記カウンタにカウント指令信号をそれぞれ与え、
前記第2比較出力に応じてこれら指令信号及びカウント
指令信号を停止するとともに、 所定の周期時に、前記第2比較出力が発生されており、
且つ前記定電流手段、前記カウンタに各指令信号が供給
されていない場合に、前記定電流手段に指令信号を、前
記カウンタにカウント指令信号をそれぞれ与え、前記第
2比較出力に応じてこれら指令信号及びカウント指令信
号を停止する、ことを特徴とする積分型A/Dコンバー
タ。
5. An integrator comprising an amplifier, a capacitor connected between an input terminal and an output terminal of the amplifier, and an input resistor connected to the input terminal of the amplifier, and a command signal at the input terminal of the amplifier. Constant current means for inflowing or outflowing a constant current according to the above, a first comparison output is generated when the output of the integrator exceeds a predetermined first voltage, and the output of the integrator also has a predetermined first voltage. The comparison means for generating the second comparison output when the voltage reaches two, the counter for counting according to the count command signal and outputting the count value at the appropriate time, the first comparison output and the second comparison output are input. The constant current means and the control means for supplying each command signal to the counter according to the comparison output and the predetermined cycle signal, and the command signal to the constant current means according to the first comparison output. Giving a count command signal to each of the counter,
The command signal and the count command signal are stopped according to the second comparison output, and the second comparison output is generated at a predetermined cycle,
Further, when each command signal is not supplied to the constant current means and the counter, a command signal is given to the constant current means and a count command signal is given to the counter, and these command signals are given in accordance with the second comparison output. And an integration type A / D converter characterized by stopping the count command signal.
【請求項6】 請求項1〜5記載の積分型A/Dコンバ
ータを、バッテリーの充電電流及び又は放電電流の監視
装置として用いたことを特徴とする充電器。
6. A charger characterized by using the integration type A / D converter according to any one of claims 1 to 5 as a device for monitoring a charging current and / or a discharging current of a battery.
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