JP2503526Y2 - 電池の異常検出回路 - Google Patents
電池の異常検出回路Info
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- JP2503526Y2 JP2503526Y2 JP1990087456U JP8745690U JP2503526Y2 JP 2503526 Y2 JP2503526 Y2 JP 2503526Y2 JP 1990087456 U JP1990087456 U JP 1990087456U JP 8745690 U JP8745690 U JP 8745690U JP 2503526 Y2 JP2503526 Y2 JP 2503526Y2
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- Japan
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- battery
- voltage
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- batteries
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Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えば電池の逆入れ等で代表される電池の
異常を検出する電池の異常検出回路に関するものであ
る。
異常を検出する電池の異常検出回路に関するものであ
る。
［従来の技術］ 従来、電池動作をする機器の中には使用可能時間を長
くするため、十分な電圧によって駆動するようにしたも
のがある。電池電圧はマンガン電池で約1.5ボルトであ
るから、必要な電圧がそれ以上高い場合は、複数の電池
を直列にして使用することになる。この場合、一部の電
池を逆に入れても装填される構造であると・必要な電圧
を得られないので、例えば第７図のような構造をとり、
正規な極性の実装しかできないようにしてある。
くするため、十分な電圧によって駆動するようにしたも
のがある。電池電圧はマンガン電池で約1.5ボルトであ
るから、必要な電圧がそれ以上高い場合は、複数の電池
を直列にして使用することになる。この場合、一部の電
池を逆に入れても装填される構造であると・必要な電圧
を得られないので、例えば第７図のような構造をとり、
正規な極性の実装しかできないようにしてある。
第７図において、電池を直列に接続するための電池接
片11に絶縁体でできた接片ガード10を取り付け、その部
分には単３型電池12のプラス極のみが接触可能にしてあ
る。すなわち図中、記号ｂで示す部分の寸法より記号ａ
で示す部分の寸法をわずかに大きく、また記号ｅで示す
部分の寸法より記号ｄで示す部分の寸法がわずかに小さ
くなるように接片ガード10を設計している。このように
すると電池室内の電池の方向を機械的に決めることがで
きる。
片11に絶縁体でできた接片ガード10を取り付け、その部
分には単３型電池12のプラス極のみが接触可能にしてあ
る。すなわち図中、記号ｂで示す部分の寸法より記号ａ
で示す部分の寸法をわずかに大きく、また記号ｅで示す
部分の寸法より記号ｄで示す部分の寸法がわずかに小さ
くなるように接片ガード10を設計している。このように
すると電池室内の電池の方向を機械的に決めることがで
きる。
［考案が解決しようとする課題］ しかしながらこのような従来の装置は逆接続が防止さ
れるのは電池のマイナス極に凸部がないことが前提であ
る。ところが世界各国で製造されている単３型電池を調
べてみると、必ずしも形状が一律ではなく、マイナス極
に凸部を持つものもある。図中記号ｃで示す部分の寸法
の径で記号ｆで示す寸法の高さを持つマイナス極が存在
すると、接片ガード10はｂ＜ａ＜ｃの条件で設計する必
要がある。
れるのは電池のマイナス極に凸部がないことが前提であ
る。ところが世界各国で製造されている単３型電池を調
べてみると、必ずしも形状が一律ではなく、マイナス極
に凸部を持つものもある。図中記号ｃで示す部分の寸法
の径で記号ｆで示す寸法の高さを持つマイナス極が存在
すると、接片ガード10はｂ＜ａ＜ｃの条件で設計する必
要がある。
ところが、単３型電池でさえもｂ≒ｃの電池があり、
記号ａで示す部分の寸法が設定し難くなっている。例え
ば、正しく電池を装填したのにもかかわらず、電池の偏
心等の寸法誤差のためにｂ≒ａだと接触できないことが
ある。逆に、記号ｄで示す部分の寸法が小さく、電池が
少し傾いただけでａ≒ｃのためにマイナス極が電池接片
11に接してしまうこともある。
記号ａで示す部分の寸法が設定し難くなっている。例え
ば、正しく電池を装填したのにもかかわらず、電池の偏
心等の寸法誤差のためにｂ≒ａだと接触できないことが
ある。逆に、記号ｄで示す部分の寸法が小さく、電池が
少し傾いただけでａ≒ｃのためにマイナス極が電池接片
11に接してしまうこともある。
このように、機械的に逆入れを防止することは極めて
難しく、またプラス極とマイナス極とが同じ形状をした
電池に対しては全く用をなさないという課題があった。
難しく、またプラス極とマイナス極とが同じ形状をした
電池に対しては全く用をなさないという課題があった。
［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するために本考案は、直列に接
続された電池の総合電圧を基準電圧として動作するA/D
変換器によって電池の正常装填時にある接続点が取り得
る上限および下限の電圧に相当するデジタル値を発生す
る電圧範囲設定部と、ある接続点の電圧が電圧範囲設定
部で発生する上限と下限の範囲内にあるか否かを判定す
る電圧範囲判定部とを備えたものである。
続された電池の総合電圧を基準電圧として動作するA/D
変換器によって電池の正常装填時にある接続点が取り得
る上限および下限の電圧に相当するデジタル値を発生す
る電圧範囲設定部と、ある接続点の電圧が電圧範囲設定
部で発生する上限と下限の範囲内にあるか否かを判定す
る電圧範囲判定部とを備えたものである。
また、電圧範囲判定部を、電圧範囲設定部から発生す
るデジタル値と上記ある接続点の電圧がデジタル化され
た値とを比較するデジタルコンパレータで構成するよう
にしたものである。
るデジタル値と上記ある接続点の電圧がデジタル化され
た値とを比較するデジタルコンパレータで構成するよう
にしたものである。
また、複数の電池を装着することにより、電池接片を
介して複数の電池を電気的に直列に接続する電源に用い
られ、直列に接続された複数の電池が電気的に正常に装
着されたときに電池接片に生じる上限および下限の電圧
を発生する電圧範囲設定部と、電池接片の電圧が電圧範
囲設定部で発生する上限と下限の電圧範囲内にあるか否
かを判定する電圧範囲判定部とを備え、電圧範囲設定部
および電圧範囲判定部を、電源スイッチを介して電池に
接続するようにしたものである。
介して複数の電池を電気的に直列に接続する電源に用い
られ、直列に接続された複数の電池が電気的に正常に装
着されたときに電池接片に生じる上限および下限の電圧
を発生する電圧範囲設定部と、電池接片の電圧が電圧範
囲設定部で発生する上限と下限の電圧範囲内にあるか否
かを判定する電圧範囲判定部とを備え、電圧範囲設定部
および電圧範囲判定部を、電源スイッチを介して電池に
接続するようにしたものである。
また、複数の電池を装着する電池接片を複数個備え、
電圧範囲設定部および電圧範囲判定部を複数の電池接片
に接続するようにしたものである。
電圧範囲設定部および電圧範囲判定部を複数の電池接片
に接続するようにしたものである。
電圧範囲設定部によって電池が正常に装填されたとき
にある接続点が取り得る上限および下限の電圧を発生
し、電圧判定部によって接続点の電圧が電圧範囲設定手
段で発生する上限と下限の範囲内にあるか否かを判定す
れば、電池を逆にいれているときはその電圧範囲を外れ
るので、逆入れが判定できる。
にある接続点が取り得る上限および下限の電圧を発生
し、電圧判定部によって接続点の電圧が電圧範囲設定手
段で発生する上限と下限の範囲内にあるか否かを判定す
れば、電池を逆にいれているときはその電圧範囲を外れ
るので、逆入れが判定できる。
［実施例］ 第１図はこの考案の基本構成を示す回路図である。図
において電池1a〜1dの４本が装填時に直列に接続され、
その丁度中間に端子P1を設けて電圧を検出できるように
している。電池の直列接続は第２図（ａ）、（ｂ）に示
されるような配置が一般的であるが、いずれも電池1bと
1cを接続する電池接片から端子P1を取り出せば良い。
において電池1a〜1dの４本が装填時に直列に接続され、
その丁度中間に端子P1を設けて電圧を検出できるように
している。電池の直列接続は第２図（ａ）、（ｂ）に示
されるような配置が一般的であるが、いずれも電池1bと
1cを接続する電池接片から端子P1を取り出せば良い。
したがって電池が正常に実装された正常な状態では、
端子P1の電圧は総合電圧（直列に接続によって得られる
電圧）の半分になるはずである。実際には個々の電池の
起電力のばらつきや、内部抵抗のばらつきによって放電
時の電圧が異なるので、ある程度の電圧幅は許容する必
要がある。
端子P1の電圧は総合電圧（直列に接続によって得られる
電圧）の半分になるはずである。実際には個々の電池の
起電力のばらつきや、内部抵抗のばらつきによって放電
時の電圧が異なるので、ある程度の電圧幅は許容する必
要がある。
一方、抵抗R1〜R3は電源スイッチ１がオンのときに電
池の総合電圧を分圧するので、各抵抗を適当に選べば、
抵抗R2の両端電圧を端子P1に許容される電圧範囲に設定
することができる。すなわち、抵抗R2の上流側の電圧が
端子P1に許容される上限電圧、抵抗R2の下流側の電圧が
下限電圧ということになる。なお、負荷変動を受ける電
池の総合電圧を分圧しているので、その電圧の比は一定
に保たれる。したがって負荷変動があっても、後述のウ
インドコンパレータによる比較が可能である。
池の総合電圧を分圧するので、各抵抗を適当に選べば、
抵抗R2の両端電圧を端子P1に許容される電圧範囲に設定
することができる。すなわち、抵抗R2の上流側の電圧が
端子P1に許容される上限電圧、抵抗R2の下流側の電圧が
下限電圧ということになる。なお、負荷変動を受ける電
池の総合電圧を分圧しているので、その電圧の比は一定
に保たれる。したがって負荷変動があっても、後述のウ
インドコンパレータによる比較が可能である。
ウインドコンパレータ２には抵抗R2の両端電圧を端子
P1に許容される電圧範囲の上限、下限として入力し、端
子P1の電圧を比較用の入力としている。ウインドコンパ
レータ２は各コンパレータの出力をワイヤードオア接続
したもので、第１図の接続では電池の逆入れ時に端子P1
のデータが許容範囲を外れると「０」レベルの信号を出
力端子３に送出するようになっている。
P1に許容される電圧範囲の上限、下限として入力し、端
子P1の電圧を比較用の入力としている。ウインドコンパ
レータ２は各コンパレータの出力をワイヤードオア接続
したもので、第１図の接続では電池の逆入れ時に端子P1
のデータが許容範囲を外れると「０」レベルの信号を出
力端子３に送出するようになっている。
具体例として、電池1aが逆入れされたときは電池の総
合電圧と端子P1の電圧がほぼ等しくなり（電池1aと1bの
電圧が相殺する）、端子P1の電圧が高すぎることで異常
が検出される。
合電圧と端子P1の電圧がほぼ等しくなり（電池1aと1bの
電圧が相殺する）、端子P1の電圧が高すぎることで異常
が検出される。
第３図は具体的な回路であり、ウインドコンパレータ
２の出力を低周波発振器４に入力し、ウインドコンパレ
ータ２の出力が「０」レベルのときに、低周波発振器４
によって表示部である発光ダイオード５を点滅するもの
である。この点滅によって使用者に電池の逆入れを警告
することができる。このように従来の機械的手法では全
ての回路電流が遮断されるので、表示もできなかった
が、この例では逆入れされている旨の表示を行うことが
でき、他の故障と区別することができる。
２の出力を低周波発振器４に入力し、ウインドコンパレ
ータ２の出力が「０」レベルのときに、低周波発振器４
によって表示部である発光ダイオード５を点滅するもの
である。この点滅によって使用者に電池の逆入れを警告
することができる。このように従来の機械的手法では全
ての回路電流が遮断されるので、表示もできなかった
が、この例では逆入れされている旨の表示を行うことが
でき、他の故障と区別することができる。
第４図は第１図の構成からウインドコンパレータ２の
出力を抵抗R8でプルアップした後、インバータ６で反転
し、電源ラインに直列に挿入されたトランジスタ７をベ
ース抵抗R9を介して駆動するものである。ウインドコン
パレータ２の出力が「０」レベルのとき、すなわち電池
逆入れのときには、インバータ６の出力が「１」レベル
なので、主たる負荷８に電流は流れない。したがって、
電池逆入れ検出回路はわずかに電流が流れるが、負荷６
による大電流の消費はなく、逆入れされている電池を保
護することができる。
出力を抵抗R8でプルアップした後、インバータ６で反転
し、電源ラインに直列に挿入されたトランジスタ７をベ
ース抵抗R9を介して駆動するものである。ウインドコン
パレータ２の出力が「０」レベルのとき、すなわち電池
逆入れのときには、インバータ６の出力が「１」レベル
なので、主たる負荷８に電流は流れない。したがって、
電池逆入れ検出回路はわずかに電流が流れるが、負荷６
による大電流の消費はなく、逆入れされている電池を保
護することができる。
ところで、第１図以降の検出回路では電池が１本のみ
逆入れされたときは極めて良好な検出が行える。しか
し、例えば端子P1より高電位側と低電位側とで１本ずつ
逆入れされても、電圧の比が変わらないため、逆入れが
検出できないことがある。第１図の例では電池の総合電
圧が低くなってしまうので、使用不可能な状態になる
が、更に電池の直列本数が増えると２本逆入れでもまだ
機器が動作できる場合があり、問題となる。
逆入れされたときは極めて良好な検出が行える。しか
し、例えば端子P1より高電位側と低電位側とで１本ずつ
逆入れされても、電圧の比が変わらないため、逆入れが
検出できないことがある。第１図の例では電池の総合電
圧が低くなってしまうので、使用不可能な状態になる
が、更に電池の直列本数が増えると２本逆入れでもまだ
機器が動作できる場合があり、問題となる。
第５図の例はこれを解決したもので、中間電位の検出
端子を３箇所に増やし、ウインドコンパレータ２は全て
のコンパレータの出力をワイヤードオア接続している。
例えば端子P2を挟んで対象的に電池が逆入れされても、
端子P1とP3の電圧異常で逆入れを検出しようとするもの
である。
端子を３箇所に増やし、ウインドコンパレータ２は全て
のコンパレータの出力をワイヤードオア接続している。
例えば端子P2を挟んで対象的に電池が逆入れされても、
端子P1とP3の電圧異常で逆入れを検出しようとするもの
である。
第６図の実施例は第１図の基本回路に加えて、電圧を
A/D変換して、デジタル値で比較処理する実施例であ
る。検出端子P1〜P3は各電池切片にあり、アナログマル
チプレクサ20に接続されている。アナログマルチプレク
サ20の出力はA/D変換器21でデジタル値に変換される。
このときの基準電圧は例えば、電池の総合電圧とする。
そしてデジタルコンパレータ22で各検出端子の所定の電
圧範囲と比較され、結果が端子３から出力されるように
なっている。
A/D変換して、デジタル値で比較処理する実施例であ
る。検出端子P1〜P3は各電池切片にあり、アナログマル
チプレクサ20に接続されている。アナログマルチプレク
サ20の出力はA/D変換器21でデジタル値に変換される。
このときの基準電圧は例えば、電池の総合電圧とする。
そしてデジタルコンパレータ22で各検出端子の所定の電
圧範囲と比較され、結果が端子３から出力されるように
なっている。
具体的にはA/D変換器21が８ビットであるとすると、
検出端子P1は基準電圧の75％程度の値をとるはずである
ので、デジタルコンパレータ22に用意する所定の値は25
6(10)の75％に更に±10％程度の範囲を許容して上限値2
12(10)、下限値172(10)のように設定する。他の検出端
子についても同様に設定すれば良い。電池の逆入れがあ
った場合は、検出端子P1の電圧が基準電圧の75％から大
きく外れるので、A/D変換器21の出力が上限値212(10)を
越えるか、下限値172(10)未満になり、デジタルコンパ
レータ22で検出される。
検出端子P1は基準電圧の75％程度の値をとるはずである
ので、デジタルコンパレータ22に用意する所定の値は25
6(10)の75％に更に±10％程度の範囲を許容して上限値2
12(10)、下限値172(10)のように設定する。他の検出端
子についても同様に設定すれば良い。電池の逆入れがあ
った場合は、検出端子P1の電圧が基準電圧の75％から大
きく外れるので、A/D変換器21の出力が上限値212(10)を
越えるか、下限値172(10)未満になり、デジタルコンパ
レータ22で検出される。
このようにしても、基準電圧を電池の総合電圧からと
っているので、負荷変動に影響を受けずに電池の逆入れ
を検出できる。なお、この機能はワンチップマイコン等
の内蔵のアナログマルチプレクサや、A/D変換器を用い
て、デジタル値の比較はマイコンのソフトウェア上で処
理することもでき、このようにすれば経済性が良くな
る。また、この回路はアナログマルチプレクサの入力端
子数を増やすだけで他の回路を大規模にすることなく検
出端子を増やすことも可能で、検出能力を向上させるこ
とも可能になる。
っているので、負荷変動に影響を受けずに電池の逆入れ
を検出できる。なお、この機能はワンチップマイコン等
の内蔵のアナログマルチプレクサや、A/D変換器を用い
て、デジタル値の比較はマイコンのソフトウェア上で処
理することもでき、このようにすれば経済性が良くな
る。また、この回路はアナログマルチプレクサの入力端
子数を増やすだけで他の回路を大規模にすることなく検
出端子を増やすことも可能で、検出能力を向上させるこ
とも可能になる。
［考案の効果］ 以上説明したように本考案は、検出点における上限電
圧、下限電圧を発生させ、検出対象点がその電圧範囲に
あるか否かを判断するようにしたので、電池の形状から
くる制約にとらわれず、電池の逆入れが確実に検出でき
るという効果を有する。
圧、下限電圧を発生させ、検出対象点がその電圧範囲に
あるか否かを判断するようにしたので、電池の形状から
くる制約にとらわれず、電池の逆入れが確実に検出でき
るという効果を有する。
第１図は本考案の基本構成を示す回路図、第２図は一般
的な電池配列状態を示す図、第３図は一実施例を示す回
路図、第４図〜第６図は他の実施例を示す回路図、第７
図は従来の一例を示す斜視図である。 1a〜1d……電池、２……ウインドコンパレータ、３……
出力端子、４……低周波発振器、５……LED、６……イ
ンバータ、７……トランジスタ、８……負荷、20……マ
ルチプレクサ、21……A/Dコンバータ、22……デジタル
コンパレータ。
的な電池配列状態を示す図、第３図は一実施例を示す回
路図、第４図〜第６図は他の実施例を示す回路図、第７
図は従来の一例を示す斜視図である。 1a〜1d……電池、２……ウインドコンパレータ、３……
出力端子、４……低周波発振器、５……LED、６……イ
ンバータ、７……トランジスタ、８……負荷、20……マ
ルチプレクサ、21……A/Dコンバータ、22……デジタル
コンパレータ。
Claims (4)
- 【請求項１】複数の電池を直列に接続して装置電源とし
て使用するときに電池の異常を検出する電池の異常検出
回路において、 直列に接続された電池の総合電圧を基準電圧として動作
するA/D変換器によって前記電池の正常装填時にある接
続点が取り得る上限および下限の電圧に相当するデジタ
ル値を発生する電圧範囲設定部と、 前記ある接続点の電圧が前記電圧範囲設定部で発生する
上限と下限の範囲内にあるか否かを判定する電圧範囲判
定部と を備えたことを特徴とする電池の異常検出回路。 - 【請求項２】請求項１において、 電圧範囲判定部は、前記電圧範囲設定部から発生するデ
ジタル値と前記ある接続点の電圧をデジタル化した値と
を比較するデジタルコンパレータで構成されることを特
徴とする電池の異常電圧検出回路。 - 【請求項３】複数の電池を装着することにより電池接片
を介して前記複数の電池を電気的に直列に接続する電源
に用いられ、 前記直列に接続された複数の電池が電気的に正常に装着
されたときに前記電池接片に生じる上限および下限の電
圧を発生する電圧範囲設定部と、 前記電池接片の電圧が前記電圧範囲設定部で発生する上
限と下限の電圧範囲内にあるか否かを判定する電圧範囲
判定部と を備え、電圧範囲設定部および電圧範囲判定部は、電源
スイッチを介して前記電池に接続されることを特徴とす
る電池の異常検出回路。 - 【請求項４】複数の電池を装着することにより電池接片
を介して前記複数の電池を電気的に直列に接続する電源
に用いられ、 前記直列に接続された複数の電池が電気的に正常に装着
されたときに前記電池接片に生じる上限および下限の電
圧を発生する電圧範囲設定部と、 前記電池接片の電圧が前記電圧範囲設定部で発生する上
限と下限の電圧範囲内にあるか否かを判定する電圧範囲
判定部と を備え、かつ複数の電池を装着する前記電池接片を複数
個備え、電圧範囲設定部および電圧範囲判定部は複数の
電池接片に接続されることを特徴とする電池の異常検出
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990087456U JP2503526Y2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 電池の異常検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1990087456U JP2503526Y2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 電池の異常検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445974U JPH0445974U (ja) | 1992-04-20 |
| JP2503526Y2 true JP2503526Y2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=31819813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1990087456U Expired - Lifetime JP2503526Y2 (ja) | 1990-08-23 | 1990-08-23 | 電池の異常検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503526Y2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3581428B2 (ja) * | 1995-04-28 | 2004-10-27 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 充電式電源装置 |
| JPH1033755A (ja) * | 1996-07-19 | 1998-02-10 | Aichi Kikaku:Kk | パチンコ台における実スタート信号検出方法およびその実スタート検出器 |
| JP3899700B2 (ja) * | 1998-09-03 | 2007-03-28 | 株式会社デンソー | 組電池の電圧調整装置及び組電池の電圧調整方法 |
| JPH11266542A (ja) * | 1998-03-16 | 1999-09-28 | Sony Corp | 電源回路 |
| JP3893723B2 (ja) * | 1998-03-17 | 2007-03-14 | ソニー株式会社 | 電池逆接続検出装置及び電子機器 |
| JP2001218373A (ja) * | 2000-01-28 | 2001-08-10 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電池逆差し検知回路 |
| JP4111150B2 (ja) * | 2003-09-16 | 2008-07-02 | ブラザー工業株式会社 | 電子機器 |
| JP4156570B2 (ja) * | 2004-06-25 | 2008-09-24 | 美和ロック株式会社 | 電池の誤装着検出装置 |
| JP4069461B2 (ja) * | 2007-03-19 | 2008-04-02 | ソニー株式会社 | 電源回路 |
| JP6966852B2 (ja) * | 2017-03-14 | 2021-11-17 | Fdk株式会社 | 電池接続判定回路、充電装置、電子機器 |
| JP7578594B2 (ja) * | 2019-07-05 | 2024-11-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置、蓄電装置および半導体装置の動作方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0446530A (ja) * | 1990-06-12 | 1992-02-17 | Pfu Ltd | バッテリ異常検出回路 |
-
1990
- 1990-08-23 JP JP1990087456U patent/JP2503526Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0445974U (ja) | 1992-04-20 |
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