JP2003508005A - バッテリ不足状態指示器を備えるｄｃ／ｄｃ変換器 - Google Patents

バッテリ不足状態指示器を備えるｄｃ／ｄｃ変換器

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JP2003508005A JP2001518917A JP2001518917A JP2003508005A JP 2003508005 A JP2003508005 A JP 2003508005A JP 2001518917 A JP2001518917 A JP 2001518917A JP 2001518917 A JP2001518917 A JP 2001518917A JP 2003508005 A JP2003508005 A JP 2003508005A
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Abstract

(57)【要約】 入力端子（１）と基準端子（GND）との間に接続されるバッテリ（BT）によって供給される端子電圧（Vkl）を、出力端子（２）と前記基準端子（GND）との間に接続される負荷（ZL）の出力電圧（U0）に変換する変換器である。前記変換器は、第１スイッチ（SW1）及び第２スイッチ（SW2）、コイル（L）、制御回路（CNTRL）、比較器（CMP）、周波数カウンタ（CNT）、並びに指示器（IND）を有する。出力電圧（U0）が基準電圧（VRF）より低い場合には、開始信号（ST）が論理ハイになるであろう。その結果、制御回路（CNTRL）はバッテリ（BT）から負荷（ZL）へエネルギーを伝送するエネルギー伝送サイクルを開始するであろう。端子電圧（Vkl）が低下するにつれて、開始信号（ST）の周波数は増大する。前記開始信号（ST）の周波数を測定することにより、指示器（IND）は前記バッテリ（BT）がほとんど空である場合にバッテリ不足指示信号（BTLW）を供給することが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力端子と基準端子との間に接続されるバッテリの端子電圧を、出
力端子と前記基準端子との間に接続される負荷の出力電圧に変換する変換器であ
り、基準電圧の値に対して前記出力電圧の値を制御するスイッチング手段、及び
前記スイッチング手段を制御する制御回路を有する変換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
斯様な変換器は従来技術から既知である。出力電圧の値の制御は、スイッチン
グ手段の周波数変調及び／又はパルス幅変調によって行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
既知の変換器の不利な点は、該変換器には、バッテリがほとんど空であること
を示す信号を供給するための単純且つ正確な指示器が設けられていないことにあ
る。
【０００４】 例えば、負荷は補聴器であるかもしれない。この場合、バッテリがほとんど空
であることを示す信号を供給する正確な指示器は非常に望ましい。なぜならば、
前記指示器がないと、補聴器が制御されていないように（即ち不意に）機能しな
くなるか、又はまだ空の状態には程遠いバッテリが交換されるかのどちらかであ
るからである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、バッテリがほとんど消耗されていることを知らせる指示信号
を供給するための単純且つ正確な指示器を備える変換器を提供することにある。
【０００６】 本発明によれば、冒頭の段落に記載の変換器は、この目的のために、出力電圧
と基準電圧との比較をし、前記比較に応じてバッテリから負荷へエネルギー伝送
を始めるように制御回路に開始信号を供する比較手段、前記開始信号の周波数を
決定する周波数検出手段、及び前記開始信号の周波数がある限界を超えている場
合に指示信号を供する、前記周波数検出手段に結合される指示手段を当該変換器
が有することを特徴とする。
【０００７】 本発明は、バッテリから負荷へ行われるべきエネルギー伝送の単位時間当たり
の回数は、該バッテリによって供給される端子電圧に依存するという認識に基づ
いている。
【０００８】 エネルギー伝送が行われるべき場合は必ず、この事実が比較手段により開始信
号によって変換器の制御回路へ伝送される。斯くして、前記開始信号の周波数は
単位時間当たりのエネルギー伝送の数に正比例する。前記開始信号の周波数は、
結果としてバッテリの端子電圧に依存し、斯くして該バッテリの状態（即ち、今
のところバッテリがどのくらいあるのか）の目安にもなる。周波数検出手段は、
前記開始信号の周波数を決定し、該開始信号の周波数を指示手段に伝える。上記
限界が、ほとんど空の（しかし、完全に空ではない）バッテリに対応するように
選ばれる場合に、指示信号は、前記バッテリが交換されるべき正しい時機に警告
を与えるであろう。前記指示信号は、例えばパルス状の（pulsatory）ブリープ
音であっても良い。
【０００９】 本発明による変換器の実施例は、当該変換器が、第１端子及び第２端子を備え
るコイルを有し、スイッチング手段が、制御電極が第１制御信号を受けるために
制御回路に結合される第１スイッチ、及び制御電極が第２制御信号を受けるため
に該制御回路に結合される第２スイッチを有し、前記コイルの前記第１端子が入
力端子に結合され、前記第１スイッチが前記コイルの前記第２端子と基準端子と
の間に接続され、前記第２スイッチが前記コイルの前記第２端子と出力端子との
間に接続されることを特徴とする。
【００１０】 このように本発明による変換器は簡単に実施される。前記変換器は、所謂誘導
性変換器であり、即ち、該変換器は、バッテリからのエネルギーを蓄え、その一
方で負荷に対してエネルギーを放出する役割を果たすコイルを持つ。前記誘導性
変換器の使用は、前記バッテリが消耗するのに比例して開始信号の周波数が上が
ることを意味する。
【００１１】 以下に添付図を参照して本発明をより詳細に説明する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
これらの図において同一構成要素又は素子には同一参照符号が付与されている
。
【００１３】 図１は、本発明による変換器の実施例の回路図を示している。変換器は、第１
スイッチSW1及び第２スイッチSW2で実施されるスイッチング手段SMを有する。内
部抵抗RBTを備えるバッテリBTは、入力端子１と基準端子GNDとの間に接続される
。バッテリBTの端子電圧はVklで参照される。負荷ZLは出力端子２と基準端子GND
との間に接続される。スイッチSW1及びSW2は、第１スイッチSW1の制御電極に第
１制御信号PHI1を供給し、第２スイッチSW2の制御電極に第２制御信号PHI2を供
給する制御回路CNTRLにより制御される。コイルLは、第１端子により入力端子１
に接続され、第２端子により第１スイッチSW1及び第２スイッチSW2の共通接合点
に接続される。第１スイッチSW1は、コイルのLの第２端子と基準端子GNDとの間
に接続される。第２スイッチSW2は、コイルのLの第２端子と出力端子２との間に
接続される。変換器は、更に、比較器CMPで構成される比較手段CMP、例えば周波
数カウンタCNTを具備し得る周波数検出手段CNT、及び指示手段INDを具備する。
開始信号STの周波数がある限度を超えており、前記ある限度がほとんど空の（し
かし、完全には空ではない）バッテリBTに対応するように選ばれている場合に、
指示器INDにより供給される指示信号BTLWは、バッテリBTが交換されるべきであ
る正しい時機に指示するであろう。指示信号BTLWは、例えばパルス状のブリープ
音であっても良い。
【００１４】 以下、図２に示されている信号図I乃至IVのセットを参照して図１の変換器の
実施例の動作を説明する。
【００１５】 出力電圧はU0は瞬間t0と瞬間t1との間で基準電圧VRFより大きく、故に開始信
号STは論理ローレベルを持つ。このため、第１制御信号PHI1及び第２制御信号PH
I2は共に論理ローであり、故に第１スイッチSW1及び第２スイッチSW2は共に開い
ている（非導通である）。換言すると、瞬間t0と瞬間t1との間のバッテリBTから
負荷ZLへのエネルギー伝送はない。瞬間t1から開始すると、出力電圧U0は（負荷
ZLのために）基準電圧VRFより小さくなる。このことは開始信号STを論理ハイに
し、エネルギー伝送サイクルが制御回路CNTRLにより開始される。エネルギー伝
送サイクルは、最初に第１制御信号PHI1が期間D1の間論理ハイになり、その直後
に第２制御信号PHI2が期間D2の間論理ハイになるというものである。期間D1の間
、第１スイッチSW1は閉じられ、第２スイッチSW2は開いている。このため、バッ
テリBTにより供給されるエネルギーは期間D1の間コイルLに蓄えられる。期間D2
の間、第１スイッチSW1は開いており、第２スイッチSW2は閉じられる。この結果
、期間D2の間には期間D1の間に蓄えられたエネルギーが負荷ZLに供給されること
となる。このため期間D2の間出力電圧U0は大きくなる。このことは、この例にお
いては瞬間t3に出力電圧U0を再び基準電圧VRFより大きくならしめる。このため
、開始信号STは再び論理ローになり、このことは、瞬間t4においてエネルギー伝
送サイクルが終了されることを意味する。この例においては、出力電圧U0が再び
基準電圧VRFより大きくなる状態が始まる瞬間t3が、（第１）エネルギー伝送サ
イクルが終了する前に生じる。そうでない場合には、１つ又は幾つかのエネルギ
ー伝送サイクルが、出力電圧U0が再び基準電圧VRFより高くなるまで続き、その
後、出力電圧U0が基準電圧VRFより高いままである限り、更なるエネルギー伝送
サイクルは続かないであろう。図２においては、瞬間t5から出力電圧U0が再び基
準電圧VRFより低くなる。瞬間t5乃至t8は瞬間t1乃至t4に対応する。開始信号ST
の周波数fSTは開始信号STのサイクルタイムの逆数に等しく、図２における前記
サイクルタイムは、瞬間t1と瞬間t5との間の時間に等しい。バッテリBTがより消
耗しきっているので、スイッチSW2が開いている瞬間においては出力電圧U0がま
すます早いペースで低くなるであろう。これにより開始周波数fSTが上がる。
【００１６】 変換器は、個別の構成要素から組み立てられても良く、又は集積回路で実現さ
れても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による変換器の実施例の回路図である。
【図２】図１に示されているような実施例の動作を更に明らかにするために
信号図I乃至IVのセットを示す。
【符号の説明】
１ 入力端子 ２ 出力端子 GND 基準端子 BT バッテリ ZL 負荷 SW1 第１スイッチ SW2 第２スイッチ SM スイッチング手段 CNTRL 制御回路 CMP 比較手段 CNT 周波数検出手段 IND 指示手段 ST 開始信号 BTLW 指示信号 L コイル Vkl 端子電圧 U0 出力電圧 VRF 基準電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G003 BA01 DA02 EA06 5H730 AS01 BB13 BB14 BB86 DD01 EE59 FD01 FG02 XX02 XX13 XX23 XX37

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力端子と基準端子との間に接続されるバッテリの端子電圧
    を、出力端子と前記基準端子との間に接続される負荷の出力電圧に変換する変換
    器であり、基準電圧の値に対して前記出力電圧の値を制御するスイッチング手段
    、及び前記スイッチング手段を制御する制御回路を有する変換器であり、前記出
    力電圧と前記基準電圧との比較をし、前記比較に応じて前記バッテリから前記負
    荷へのエネルギー伝送を始めるように前記制御回路に開始信号を供する比較手段
    、前記開始信号の周波数を決定する周波数検出手段、及び前記開始信号の周波数
    がある限界を超えている場合に指示信号を供する、前記周波数検出手段に結合さ
    れる指示手段を当該変換器が有する変換器。
  2. 【請求項２】 当該変換器が、第１端子及び第２端子を備えるコイルを有し
    、前記スイッチング手段が、制御電極が第１制御信号を受けるために前記制御回
    路に結合される第１スイッチ、及び制御電極が第２制御信号を受けるために該制
    御回路に結合される第２スイッチを有し、前記コイルの前記第１端子が前記入力
    端子に結合され、前記第１スイッチが前記コイルの前記第２端子と前記基準端子
    との間に接続され、前記第２スイッチが前記コイルの前記第２端子と前記出力端
    子との間に接続されることを特徴とする請求項１に記載の変換器。
JP2001518917A 1999-08-25 2000-08-02 バッテリ不足状態指示器を備えるｄｃ／ｄｃ変換器 Withdrawn JP2003508005A (ja)

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EP99202750.8 1999-08-25
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PCT/EP2000/007516 WO2001015306A1 (en) 1999-08-25 2000-08-02 Dc/dc converter with a low-battery state indicator

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EP (1) EP1121751A1 (ja)
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