JP2008170304A - バッテリー電圧測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定すること。
【解決手段】本発明のバッテリー電圧測定システム（１０）は、高電圧側基準電圧（ＶＲＴ）と低電圧側基準電圧（ＶＲＢ）とが供給され、高電圧側基準電圧（ＶＲＴ）と低電圧側基準電圧（ＶＲＢ）との間の入力電圧（ＶＩＮ）に応じてデジタル出力値（Ｄ_ｏｕｔ３）を出力するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバーター（６）と、高電圧側基準電圧（ＶＲＴ）としてバッテリー電圧（Ｖ_ｂａｔ）をＡ／Ｄコンバーター（６）に供給するバッテリー（５）と、入力電圧（ＶＩＮ）として第１基準電圧（Ｖ_ｒｅｆ１）をＡ／Ｄコンバーター（６）に供給する第１電源（１）と、低電圧側基準電圧（ＶＲＢ）として第２基準電圧（Ｖ_ｒｅｆ４）をＡ／Ｄコンバーター（６）に供給する第２電源（４）とを具備している。
【選択図】図５

Description

本発明は、ポータブル機器に搭載されるバッテリーの電圧を測定するバッテリー電圧測定システムに関する。

電池（バッテリー）により駆動するポータブル機器が知られている。ポータブル機器としては、ノート型ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、デジタルカメラ、デジタルビデオ（デジタルビデオカメラ）、携帯型のオーディオ機器等が例示される。近年、ポータブル機器は、それに内蔵される半導体や回路などの微細化、高性能化に伴い、その本体の性能が飛躍的に向上している。これに伴い、ポータブル機器を安定に動作させるために、ポータブル機器に内蔵されるバッテリーの電圧（バッテリー電圧）の管理が重要になる。バッテリーによりポータブル機器を長時間駆動するためには、詳細なバッテリー電圧の取得が必要となる。このため、バッテリー電圧を測定するバッテリー電圧測定システムが必要となっている。

ここで、従来のバッテリー電圧測定システムについて紹介する。第１従来例のバッテリー電圧測定システムとして、実開平５−４７８７１号公報（特許文献１）には、電池電圧検出回路が記載されている。第２従来例のバッテリー電圧測定システムとして、特開平４−２９１８２０号公報（特許文献２）には、電池電圧検出用Ａ／Ｄ変換回路が記載されている。

（第１従来例）
図１は、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０の構成を示している。そのバッテリー電圧測定システム１１０は、電源１０１と、バッテリー１０５と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバーター１０６とを具備している。

Ａ／Ｄコンバーター１０６は、高電圧側基準電圧ＶＲＴが供給されるリファレンストップ端子と、高電圧側基準電圧ＶＲＴよりも低い低電圧側基準電圧ＶＲＢが供給されるリファレンスボトム端子と、高電圧側基準電圧ＶＲＴと低電圧側基準電圧ＶＲＢとの間の入力電圧ＶＩＮが供給されるアナログ入力端子と、出力端子とを備えている。リファレンスボトム端子（ＶＲＢ）は接地されている。即ち、低電圧側基準電圧ＶＲＢは０［Ｖ］である。Ａ／Ｄコンバーター１０６は、入力電圧ＶＩＮに応じて、高電圧側基準電圧ＶＲＴの値と入力電圧ＶＩＮの値との比較結果としてデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１を生成し、その出力端子を介して出力する。

バッテリー１０５は、その正極がＡ／Ｄコンバーター１０６のリファレンストップ端子（ＶＲＴ）に接続され、その負極が接地され、高電圧側基準電圧ＶＲＴとしてバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔをＡ／Ｄコンバーター１０６に供給する。電源１０１は、その正極がＡ／Ｄコンバーター１０６のアナログ入力端子（ＶＩＮ）に接続され、その負極が接地され、入力電圧ＶＩＮとして基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１をＡ／Ｄコンバーター１０６に供給する。この場合、Ａ／Ｄコンバーター１０６は、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１に応じて、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔの値と基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１の値との比較結果としてデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１を生成し、出力する。

これにより、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０では、Ａ／Ｄコンバーター１０６から出力されたデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１によりバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔを検出する。ただし、測定範囲はＶ_ｂａｔ≧Ｖ_ｒｅｆ１の状態のときに限られる。

図２は、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１との関係を示している。Ａ／Ｄコンバーター１０６の分解能をｎ（ｂｉｔ）とすると、バッテリー電圧測定システム１１０におけるＡ／Ｄコンバーター１０６のデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１は数１によって求められる。

ここで、分解能ｎ、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１は定数なので、数１はバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔのみを変数とする１次の分数関数となる。この数１に示されるように、バッテリー１０５が放電しているとき（ポータブル機器がバッテリー１０５により駆動されているとき）には、Ａ／Ｄコンバーター１０６のデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１は、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔが低下する場合に上昇する。また、数１および図２に示されるように、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔが低下するほど、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔの低下量に対するデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１の増加量は大きくなる。

（第２従来例）
図３は、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０の構成を示している。そのバッテリー電圧測定システム１２０は、電源１０２、１０３と、バッテリー１０５と、Ａ／Ｄコンバーター１０６と、電圧分圧器１０７とを具備している。

Ａ／Ｄコンバーター１０６は、高電圧側基準電圧ＶＲＴが供給されるリファレンストップ端子ＶＲＴと、高電圧側基準電圧ＶＲＴよりも低い低電圧側基準電圧ＶＲＢが供給されるリファレンスボトム端子と、高電圧側基準電圧ＶＲＴと低電圧側基準電圧ＶＲＢとの間の入力電圧ＶＩＮが供給されるアナログ入力端子と、出力端子とを備えている。Ａ／Ｄコンバーター１０６は、入力電圧ＶＩＮに応じて、高電圧側基準電圧ＶＲＴから低電圧側基準電圧ＶＲＢを減算した値と、入力電圧ＶＩＮから低電圧側基準電圧ＶＲＢを減算した値との比較結果としてデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２を生成し、その出力端子を介して出力する。

電圧分圧器１０７は、入力端子と、出力端子と、接地された接地端子とを有している。バッテリー１０５は、その正極が電圧分圧器１０７の入力端子に接続され、その負極が接地され、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔを電圧分圧器１０７に供給する。電圧分圧器１０７は、その出力端子がＡ／Ｄコンバーター１０６のアナログ入力端子（ＶＩＮ）に接続されている。電圧分圧器１０７は、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔを分圧比ｘ倍（０＜ｘ≦１）に分圧した分圧バッテリー電圧ｘＶ_ｂａｔを生成し、入力電圧ＶＩＮとして分圧バッテリー電圧ｘＶ_ｂａｔをＡ／Ｄコンバーター１０６に供給する。電源１０２は、その正極がＡ／Ｄコンバーター１０６のリファレンストップ端子（ＶＲＴ）に接続され、その負極が接地され、高電圧側基準電圧ＶＲＴとして基準電圧Ｖ_ｒｅｆ２をＡ／Ｄコンバーター１０６に供給する。電源１０３は、その正極がＡ／Ｄコンバーター１０６のリファレンスボトム端子（ＶＲＢ）に接続され、その負極が接地され、低電圧側基準電圧ＶＲＢとして基準電圧Ｖ_ｒｅｆ３をＡ／Ｄコンバーター１０６に供給する。この場合、Ａ／Ｄコンバーター１０６は、分圧バッテリー電圧ｘＶ_ｂａｔに応じて、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ２から基準電圧Ｖ_ｒｅｆ３を減算した値と、分圧バッテリー電圧ｘＶ_ｂａｔから基準電圧Ｖ_ｒｅｆ３を減算した値との比較結果としてデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２を生成し、出力する。

これにより、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０では、Ａ／Ｄコンバーター１０６から出力されたデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２によりバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔを検出する。ただし、測定範囲は、Ｖ_ｒｅｆ３≦ｘ・Ｖ_ｂａｔ≦Ｖ_ｒｅｆ２より、Ｖ_ｒｅｆ３／ｘ≦Ｖ_ｂａｔ≦Ｖ_ｒｅｆ２／ｘの状態のときに限られる。

図４は、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２との関係を示している。Ａ／Ｄコンバーター１０６の分解能をｎ（ｂｉｔ）とすると、バッテリー電圧測定システム１２０におけるＡ／Ｄコンバーター１０６のデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２は数２によって求められる。

ここで、分解能ｎ、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ２、Ｖ_ｒｅｆ３、分圧比ｘは定数なので、数２はバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔのみを変数とする１次の分数関数となる。この数２に示されるように、バッテリー１０５が放電しているとき（ポータブル機器がバッテリー１０５により駆動されているとき）には、Ａ／Ｄコンバーター１０６のデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２は、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔが低下する場合に上昇する。また、数２および図４に示されるように、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔの低下量に対するデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２の増加量は一定（１次関数）となる。

実開平５−４７８７１号公報 特開平４−２９１８２０号公報

上述のように、ポータブル機器を安定に動作させるために、バッテリー電圧の管理が重要になる。特に、バッテリー電圧を測定する際、バッテリーが長時間利用されて放電しなくなるときの電圧（放電終止電圧）の取得が必要となる。このように、放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定できることが望まれる。

（第１従来例について）
しかし、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０では、放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定するためには、分解能の高いＡ／Ｄコンバーターが必要になる。この場合、回路規模が大きくなり、その分だけ消費電力が増大する。

（第２従来例について）
また、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０では、放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定するために分圧比ｘを小さくすると、Ｖ_ｂａｔの測定範囲が上昇する。即ち、Ｖ_ｒｅｆ３／ｘ≦Ｖ_ｂａｔ≦Ｖ_ｒｅｆ２／ｘでｘが小さくなると、Ｖ_ｒｅｆ３／ｘ、Ｖ_ｒｅｆ２／ｘが大きくなる。更に、測定精度を高くすればするほど、測定範囲が小さくなってしまう。更に、バッテリー電圧測定システム１２０では、Ａ／Ｄコンバーター１０６に加えて電圧分圧器１０７が必要となる。

このようなバッテリー電圧測定システム１１０、１２０に対して、更に改良される余地がある。

以下に、［発明を実施するための最良の形態］で使用する番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために付加されたものであるが、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明のバッテリー電圧測定システム（１０）は、
高電圧側基準電圧（ＶＲＴ）と、前記高電圧側基準電圧（ＶＲＴ）よりも低い低電圧側基準電圧（ＶＲＢ）とが供給され、前記高電圧側基準電圧（ＶＲＴ）と前記低電圧側基準電圧（ＶＲＢ）との間の入力電圧（ＶＩＮ）に応じてデジタル出力値（Ｄ_ｏｕｔ３）を出力するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバーター（６）と、
前記高電圧側基準電圧（ＶＲＴ）としてバッテリー電圧（Ｖ_ｂａｔ）を前記Ａ／Ｄコンバーター（６）に供給するバッテリー（５）と、
前記入力電圧（ＶＩＮ）として第１基準電圧（Ｖ_ｒｅｆ１）を前記Ａ／Ｄコンバーター（６）に供給する第１電源（１）と、
前記低電圧側基準電圧（ＶＲＢ）として、０よりも大きく、第１基準電圧（Ｖ_ｒｅｆ１）より低い第２基準電圧（Ｖ_ｒｅｆ４）を前記Ａ／Ｄコンバーター（６）に供給する第２電源（４）と
を具備している。

本発明のバッテリー電圧測定システム（１０）によれば、バッテリー（５）が高電圧側基準電圧（ＶＲＴ）としてバッテリー電圧（Ｖ_ｂａｔ）をＡ／Ｄコンバーター（６）に供給し、第１電源（１）が入力電圧（ＶＩＮ）として第１基準電圧（Ｖ_ｒｅｆ１）をＡ／Ｄコンバーター（６）に供給し、第２電源（４）が低電圧側基準電圧（ＶＲＢ）として第２基準電圧（Ｖ_ｒｅｆ４）をＡ／Ｄコンバーター（６）に供給するため、Ａ／Ｄコンバーター（６）のリファレンストップ（ＶＲＴ）−リファレンスボトム（ＶＲＢ）間の端子間電圧を任意の電圧に変更することができる。このため、上記の端子間電圧の値を小さな値に設定することで、放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定することができる。

以下に添付図面を参照して、本発明のバッテリー電圧測定システムについて詳細に説明する。

図５は、本発明のバッテリー電圧測定システム１０の構成を示している。本発明のバッテリー電圧測定システム１０は、電源１、４と、バッテリー５と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバーター６と、制御装置２０とを具備している。

本発明のバッテリー電圧測定システム１０は、第１の形態として、バッテリー５が搭載されたポータブル機器と、電源１、４とＡ／Ｄコンバーター６と制御装置２０とを備えたポータブル機器検査システムとを具備している。又は、本発明のバッテリー電圧測定システム１０は、第２の形態として、ポータブル機器そのものに搭載されている。又は、本発明のバッテリー電圧測定システム１０は、第３の形態として、電源１、４とバッテリー５とＡ／Ｄコンバーター６とが搭載されたポータブル機器と、制御装置２０を備えたポータブル機器検査システムとを具備している。

Ａ／Ｄコンバーター６は、高電圧側基準電圧ＶＲＴが供給されるリファレンストップ端子と、高電圧側基準電圧ＶＲＴよりも低い低電圧側基準電圧ＶＲＢが供給されるリファレンスボトム端子と、高電圧側基準電圧ＶＲＴと低電圧側基準電圧ＶＲＢとの間の入力電圧ＶＩＮが供給されるアナログ入力端子と、出力端子とを備えている。Ａ／Ｄコンバーター６は、入力電圧ＶＩＮに応じて、高電圧側基準電圧ＶＲＴから低電圧側基準電圧ＶＲＢを減算した値と、入力電圧ＶＩＮから低電圧側基準電圧ＶＲＢを減算した値との比較結果としてデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３を生成し、その出力端子を介して制御装置２０に出力する。

バッテリー５は、その正極がＡ／Ｄコンバーター６のリファレンストップ端子（ＶＲＴ）に接続され、その負極が接地され、高電圧側基準電圧ＶＲＴとしてバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔをＡ／Ｄコンバーター６に供給する。電源１は、その正極がＡ／Ｄコンバーター６のアナログ入力端子（ＶＩＮ）に接続され、その負極が接地され、入力電圧ＶＩＮとして基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１をＡ／Ｄコンバーター６に供給する。電源４は、その正極がＡ／Ｄコンバーター６のリファレンスボトム端子（ＶＲＢ）に接続され、その負極が接地され、低電圧側基準電圧ＶＲＢとして基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４をＡ／Ｄコンバーター６に供給する。ここで、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４は、０［Ｖ］よりも大きく、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１より低い。この場合、Ａ／Ｄコンバーター６は、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１に応じて、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔから基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４を減算した値と、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１から基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４を減算した値との比較結果としてデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３を生成し、制御装置２０に出力する。

制御装置２０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２１と、複数のデジタル出力値と複数の電圧とを対応付けるテーブル２２とを備えている。ＣＰＵ２１は、テーブル２２を参照して、複数の電圧のうちの、Ａ／Ｄコンバーター６から出力されたデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３に対応する電圧をバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとして検出する。このように、本発明のバッテリー電圧測定システム１０では、Ａ／Ｄコンバーター６から出力されたデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３によりバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔを検出することができる。ただし、測定範囲はＶ_ｂａｔ≧Ｖ_ｒｅｆ１＞Ｖ_ｒｅｆ４の状態のときに限られる。

図６は、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。Ａ／Ｄコンバーター６の分解能をｎ（ｂｉｔ）とすると、バッテリー電圧測定システム１０におけるＡ／Ｄコンバーター６のデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３は数３によって求められる。

ここで、分解能ｎ、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１、Ｖ_ｒｅｆ４は定数なので、数３はバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔのみを変数とする１次の分数関数となる。この数１に示されるように、バッテリー５が放電しているとき（ポータブル機器がバッテリー５により駆動されているとき）には、Ａ／Ｄコンバーター６のデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３は、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔが低下する場合に上昇する。また、数３および図６に示されるように、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔが低下するほど、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔの低下量に対するデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３の増加量は大きくなる。

本発明のバッテリー電圧測定システム１０によれば、バッテリー５が高電圧側基準電圧ＶＲＴとしてバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔをＡ／Ｄコンバーター６に供給し、電源１が入力電圧ＶＩＮとして基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１をＡ／Ｄコンバーター６に供給し、電源４が低電圧側基準電圧ＶＲＢとして基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４をＡ／Ｄコンバーター６に供給するため、Ａ／Ｄコンバーター６のリファレンストップ端子（ＶＲＴ）−リファレンスボトム端子（ＶＲＢ）間の端子間電圧を任意の電圧に変更することができる。このため、上記の端子間電圧の値を小さな値に設定することで、放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定することができる。

次に、上述の効果が得られることについて説明する。

（本発明と第１従来例との比較）
第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０では、図７Ａに示されるように、Ａ／Ｄコンバーター１０６のリファレンストップ端子（ＶＲＴ）−リファレンスボトム端子（ＶＲＢ）間の端子間電圧は、Ｖ_ｂａｔである。これに対して、本発明のバッテリー電圧測定システム１０では、図７Ｂに示されるように、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４がリファレンスボトム端子（ＶＲＢ）に供給されることにより、Ａ／Ｄコンバーター１０６のリファレンストップ端子（ＶＲＴ）−リファレンスボトム端子（ＶＲＢ）間の端子間電圧は、Ｖ_ｂａｔ−Ｖ_ｒｅｆ４である。このため、本発明のバッテリー電圧測定システム１０では、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４を任意の電圧にすることで、任意のレンジでの測定を行うことができる。このように、本発明のバッテリー電圧測定システム１０では、例えば放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定する場合、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４を放電終止電圧付近に合わせた小さな値に設定することにより、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０と比べてより高精度な測定を行うことが可能となる。以下にこれを示す。

第１従来例と本発明の測定精度を比較するため、数１、数３をそれぞれ微分する。尚、デジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１、Ｄ_ｏｕｔ３の導関数は、それぞれデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１、Ｄ_ｏｕｔ３の変化の大きさを表す。つまり、この値の絶対値が大きいほど入力電圧ＶＩＮに対して敏感である。即ち、精度が高い。

まず、数１、数３を微分したときの絶対値は、数４、数５により表される。

数４、数５を比較するために、数５から数４を減算した場合、数６により表される。

数７に示される条件を適用した場合、数６は、数８から数１１に展開される。

ここで、Ｖ_ｒｅｆ４＞０であるので、数１１は、数１２により表され、数１２は、数１３に展開される。

ところが、Ｖ_ｂａｔ＞Ｖ_ｒｅｆ１であるので、数１３は、数１４に展開される。

以上により、数４、数５をグラフ化すると、図８のようになる。図８は、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１との関係に対して、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。図８に示されるように、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔが数１５に示される値を下回り始めると、本発明の測定精度の方が第１従来例のそれよりも高くなることが顕著に表れている。

このように、本発明のバッテリー電圧測定システム１０によれば、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０よりも、放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定することができる。

数１４、図８について、具体例を用いて説明する。ここで、図９に示されるような放電特性を有するリチウムイオン電池を利用した場合を考える。

図９は、リチウムイオン電池が利用されているときの時間と、その電圧（バッテリー電圧）との関係（放電特性）を示している。リチウムイオン電池を利用した場合、その放電終止電圧は、一般的に、携帯電話等では３．０［Ｖ］、デジタルカメラ等では２．５［Ｖ］が対象とされ、その放電終止電圧付近を感度良く測定する必要がある。この例では、予想されるバッテリー５（リチウムイオン電池）の放電終止電圧を３．０［Ｖ］とする。この場合、第１従来例、本発明では、それぞれ、図１０Ａ、図１０Ｂに示されるように、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１が、３．０［Ｖ］に設定される。また、本発明では、図１０Ｂに示されるように、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４が、放電終止電圧付近として、２．７［Ｖ］に設定される。リチウムイオン電池について、数４、数５をグラフ化すると、図１１のようになる。

図１１は、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１との関係に対して、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。図１１に示されるように、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔが３．９４［Ｖ］を下回り始めると、本発明の測定精度の方が第１従来例のそれよりも高くなる。

（本発明と第２従来例との比較）
第１従来例の場合と同様に、第２従来例と本発明の測定精度を比較するため、数２、数３をそれぞれ微分する。数２、数３を微分したときの絶対値は、数１６、上述の数５により表される。

数１６、数５を比較するために、数５から数１６を減算した場合、数１７により表される。

数１８に示される条件を適用した場合、数１７は、数１９から数２２に展開される。

ただし、Ｖ_ｂａｔ≧Ｖ_ｒｅｆ１≧Ｖ_ｒｅｆ４であるので、数２２は、数２３により表される。

以上により、数１６、数５をグラフ化すると、図１２のようになる。図１２は、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２との関係に対して、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。図１２に示されるように、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔが数２４に示される値を下回り始めると、本発明の測定精度の方が第２従来例のそれよりも高くなることが顕著に表れている。

（図１２では、Ｖ_ｒｅｆ３／ｘ＜Ｖ_ｒｅｆ１としたが、Ｖ_ｒｅｆ１、Ｖ_ｒｅｆ３、xの値によってはこの限りでは無い。）

このように、本発明のバッテリー電圧測定システム１０によれば、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０よりも、放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定することができる。また、本発明のバッテリー電圧測定システム１０は、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０よりも小規模の回路（電圧を分圧する回路が不要）でありながら、測定精度を高めたい電圧付近でより高精度に測定を行うことができる。

数２３、図１２について、具体例を用いて説明する。ここで、第１従来例の場合と同様に、図９に示されるような放電特性を有するリチウムイオン電池を利用した場合を考える。

上述のように、リチウムイオン電池を利用した場合、その放電終止電圧は、一般的に、携帯電話等では３．０［Ｖ］、デジタルカメラ等では２．５［Ｖ］が対象とされている。この例では、予想されるバッテリー５（リチウムイオン電池）の放電終止電圧を３．０［Ｖ］とする。この場合、第２従来例では、図１３Ａに示されるように、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ２、分圧比ｘが、それぞれ３．５［Ｖ］、０．８３に設定され、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ３が、放電終止電圧付近として、２．５［Ｖ］に設定される。本発明では、図１３Ｂに示されるように、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ１が、３．０［Ｖ］に設定され、基準電圧Ｖ_ｒｅｆ４が、放電終止電圧付近として、２．７［Ｖ］に設定される。リチウムイオン電池について、数１６、数５をグラフ化すると、図１４のようになる。

図１４は、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２との関係に対して、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。図１４に示されるように、バッテリー電圧Ｖ_ｂａｔが３．３３［Ｖ］を下回り始めると、本発明の測定精度の方が第２従来例のそれよりも高くなる。

以上の説明により、本発明のバッテリー電圧測定システム１０によれば、従来のバッテリー電圧測定システム１１０、１２０よりも、放電終止電圧付近のバッテリー電圧を高精度に測定することができる。

図１は、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０の構成を示している。 図２は、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１との関係を示している。 図３は、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０の構成を示している。 図４は、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２との関係を示している。 図５は、本発明のバッテリー電圧測定システム１０の構成を示している。 図６は、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。 図７Ａは、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０の構成を示している。 図７Ｂは、本発明のバッテリー電圧測定システム１０の構成を示している。 図８は、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１との関係に対して、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。 図９は、リチウムイオン電池が利用されているときの時間と、その電圧（バッテリー電圧）との関係（放電特性）を示している。 図１０Ａは、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０の構成を示している。 図１０Ｂは、本発明のバッテリー電圧測定システム１０の構成を示している。 図１１は、第１従来例のバッテリー電圧測定システム１１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ１との関係に対して、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。 図１２は、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２との関係に対して、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。 図１３Ａは、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０の構成を示している。 図１３Ｂは、本発明のバッテリー電圧測定システム１０の構成を示している。 図１４は、第２従来例のバッテリー電圧測定システム１２０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ２との関係に対して、本発明のバッテリー電圧測定システム１０におけるバッテリー電圧Ｖ_ｂａｔとデジタル出力値Ｄ_ｏｕｔ３との関係を示している。

符号の説明

１、４ 電源、
５ バッテリー、
６ Ａ／Ｄコンバーター、
１０ バッテリー電圧測定システム、
２０ 制御回路、
２１ ＣＰＵ、
２２ テーブル、
３１ 入力装置、
３２ 出力装置、
１０１〜１０３ 電源、
１０５ バッテリー、
１０６ Ａ／Ｄコンバーター、
１０７ 電圧分圧器、
１１０、１２０ バッテリー電圧測定システム、
Ｄ_ｏｕｔ１〜Ｄ_ｏｕｔ３ デジタル出力値、
ＶＩＮ 入力電圧、
ＶＲＢ 低電圧側基準電圧、
ＶＲＴ 高電圧側基準電圧、
Ｖ_ｂａｔ バッテリー電圧、
Ｖ_ｒｅｆ１、Ｖ_ｒｅｆ２、Ｖ_ｒｅｆ３、Ｖ_ｒｅｆ４ 基準電圧、

Claims (7)

1. 高電圧側基準電圧と、前記高電圧側基準電圧よりも低い低電圧側基準電圧とが供給され、前記高電圧側基準電圧と前記低電圧側基準電圧との間の入力電圧に応じてデジタル出力値を出力するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）コンバーターと、
   前記高電圧側基準電圧としてバッテリー電圧を前記Ａ／Ｄコンバーターに供給するバッテリーと、
   前記入力電圧として第１基準電圧を前記Ａ／Ｄコンバーターに供給する第１電源と、
   前記低電圧側基準電圧として第２基準電圧を前記Ａ／Ｄコンバーターに供給する第２電源と
   を具備するバッテリー電圧測定システム。
2. 請求項１に記載のバッテリー電圧測定システムにおいて、
   前記第２基準電圧は、０よりも大きく、前記第１基準電圧より低い
   バッテリー電圧測定システム。
3. 請求項２に記載のバッテリー電圧測定システムにおいて、
   前記第２基準電圧は、予想される前記バッテリーの放電終止電圧付近に設定される
   バッテリー電圧測定システム。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のバッテリー電圧測定システムにおいて、
   複数のデジタル出力値と複数の電圧とを対応付けるテーブルを備え、前記複数の電圧のうちの、前記Ａ／Ｄコンバーターから出力された前記デジタル出力値に対応する電圧を前記バッテリー電圧として検出する制御回路
   を更に具備するバッテリー電圧測定システム。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のバッテリー電圧測定システムにおいて、
   前記バッテリーは、ポータブル機器に搭載されている
   バッテリー電圧測定システム。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載のバッテリー電圧測定システムが搭載されたポータブル機器。
7. 請求項１〜３のいずれかに記載のバッテリー電圧測定システムが搭載されたポータブル機器と、
   複数のデジタル出力値と複数の電圧とを対応付けるテーブルを備え、前記複数の電圧のうちの、前記Ａ／Ｄコンバーターから出力された前記デジタル出力値に対応する電圧を前記バッテリー電圧として検出する制御回路と、
   を具備するポータブル機器検査システム。

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