JP2588416Y2 - 電池寿命警告装置 - Google Patents

電池寿命警告装置

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JP2588416Y2 JP1991017907U JP1790791U JP2588416Y2 JP 2588416 Y2 JP2588416 Y2 JP 2588416Y2 JP 1991017907 U JP1991017907 U JP 1991017907U JP 1790791 U JP1790791 U JP 1790791U JP 2588416 Y2 JP2588416 Y2 JP 2588416Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、電気かみそり等の電池
応用機器に係り、特に電池容量があるレベルまで低下し
たときにその旨を警告する電池寿命警告装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電池応用機器の電源装置において
は、過放電を防止する目的で、電池電圧を検出し、該電
池電圧が低下したときにスイッチング素子により電池か
らの出力電流を遮断する回路を設けたもの、あるいは電
池電圧の低下を検出したときにスイッチング素子を開放
状態にし、同時に別の電圧降下手段で出力電圧を降下さ
せることによりモータの回転数を低下させるようにした
もの(特開昭62−68027号公報)が提案されてい
る。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、電気か
みそり等の電池応用機器においては電池の出力電流を遮
断してしまうと髭の噛み込み等を生じる虞れもあって問
題となる。また、前記特開昭62−68027号公報に
記載されているように、電池の出力電流を遮断すると同
時に別の手段で低減された出力電流を供給して寿命警告
を行うものでは、低減電流を供給する手段を別途付設せ
ねばならず、その分、装置の大型化を招き、小型化の要
請に沿わないものとなる。しかも、コスト高になる等の
問題があった。
【0004】本考案は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、電流制御素子を用い、この電流制御素子の
特性を利用して、電池の出力電流を遮断するのではなく
適当な電流値に低減するように制御することにより、電
池寿命の警告を好適に行うようにした電池寿命警告装置
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本考案は、電池の容量を
検出する電池容量検出手段と、前記電池からモータへの
出力電流を制御する電流制御素子を有し前記電池容量に
応じて該電流制御素子に制御信号を出力する制御手段と
を備え、前記制御手段は、電池容量が所定値まで低下し
たとき前記電流制御素子を飽和領域から非飽和領域に切
り換えるようにしたものであって、前記電流制御素子と
して、低抵抗値の第1のベース抵抗と高抵抗値の第2の
ベース抵抗とが前記電池とベース間に介在されてなるト
ランジスタを用い、前記制御手段は電池容量が所定値以
上のとき少なくとも前記第1のベース抵抗を前記トラン
ジスタのベースに接続させ、前記電池容量が所定値以下
になると前記第2のベース抵抗を前記トランジスタのベ
ースに接続させるように切り換えるようにしたものであ
る(請求項1)。
【0006】また、本発明は、前記トランジスタのコレ
クタとエミッタ間にLEDを並列接続してもよい(請求
項2)。
【0007】また、本発明は、前記制御手段は、電池容
量が所定値まで低下したとき前記電流制御素子を飽和領
域から非飽和領域に切り換えるようにし、前記電流遮断
制御手段は、前記制御手段が前記電流制御素子を飽和領
域から非飽和領域に切り換えた、更にその後に、出力電
流を遮断するようにしたものである(請求項3)。
【0008】上記において、前記電流遮断制御手段は、
電池電圧検出手段と、検出された電池電圧が所定レベル
まで低下したとき前記電流制御素子を遮断状態に切り換
える切換手段からなるものでもよい(請求項4)。
【0009】あるいは、上記において、前記電流遮断制
御手段は、前記制御手段の作動後の放電時間を計時する
タイマと、該タイマが所定時間計時すると前記電流制御
素子を遮断状態に切り換える切換手段からなるものでも
よい(請求項5)。
【0010】あるいは、上記において、前記電流遮断制
御手段は、前記モータの回転速度を検出する回転速度検
出手段と、検出された回転速度が所定の速度以下まで低
下したことを検出したとき前記電流制御素子を遮断状態
に切り換える切換手段からなるものでもよい(請求項
6)。
【0011】また、本発明は、前記電流制御素子に並列
接続され、電池とモータとを強制的に短絡させる予備ス
イッチを備えたものでもよい(請求項7)。
【0012】
【作用】請求項1記載の考案によれば、電池容量検出手
段により電池容量が所定値まで低下したことが検知され
ると、制御手段から制御信号が出力されて電流制限素子
が飽和領域から非飽和領域に切り換えられる。電流制限
素子が飽和領域から非飽和領域に切り換わることによ
り、電池からモータへ供給される出力電流が所要の電流
値に低減されてモータの作動状態に変化を与え、これに
より電池寿命の警告が行われる。すなわち、電池容量が
所定値以上のときは少なくとも低抵抗値の第1の抵抗が
電池とトランジスタのベース間に接続されるようにした
ので、該トランジスタは飽和領域で出力電流を流させ、
電池容量が所定値以下になると高抵抗値の第2の抵抗が
電池とトランジスタのベース間に接続されるようにした
ので、該トランジスタは非飽和領域となって出力電流が
低減される。
【0013】請求項2記載の考案によれば、トランジス
タのコレクタとエミッタ間にLEDを並列接続している
ので、電池容量が所定値まで低下してトランジスタが非
飽和領域に移ると、上記コレクタ−エミッタ間の電圧が
上昇し、LEDに電流が流れて点灯する。このLEDの
点灯によっても電池寿命の警告が行われる。
【0014】請求項3記載の考案によれば、電池容量が
所定値まで低下したことが検知されて出力電流が所要の
電流値に低減され、モータの作動状態に変化が与えられ
る。そして、この後、ある条件の下で出力電流が自動的
に遮断される。
【0015】請求項4記載の考案によれば、電池電圧に
よって電流制御素子が遮断状態に切り換えられる。例え
ば、電池に並列にツェナーダイオードやLEDを抵抗と
ともに介設し、電池電圧が低下して、ツェナーダイオー
ドがオフに、あるいはLEDがオフになることで電流制
御素子が遮断状態に切り換えられる。あるいは単に分圧
抵抗で電池電圧を検出し、分圧電圧が所定値以下になっ
たとき電流制御素子が遮断状態に切り換えられるように
してもよい。
【0016】請求項5記載の考案によれば、電池が消費
されて電池容量が所定値以下になった後、電池容量が所
定値以下になった時点からの放電時間が予め定めた時間
に達すると、出力電流が遮断される。すなわち、出力電
流は正常の電流値から、一旦低減され、この後遮断され
る。
【0017】請求項6記載の考案によれば、モータの回
転速度が検出され、その回転速度が所定の速度以下まで
低下すると電流制御素子が遮断状態に切り換えられる。
【0018】請求項7記載の考案によれば、一旦出力電
流が低減乃至は遮断されても、予備スイッチをオンする
ことで、残容量分でモータが作動される。
【0019】
【実施例】図1は、本考案に係る電池寿命警告装置の第
1の実施例を示すものである。図において、1は電源と
しての電池、2はモータ等の負荷で、メインスイッチS
W1及び後述するトランジスタQ2を介して直列に接続
されている。
【0020】3は電池容量を検出する電池容量検出手段
であり、例えば電池容量を放電電流から演算して求める
ようになっている。また、電池容量検出手段3として、
電池の放電特性を利用して電池容量に置き換えて電池1
の電圧を検出する電池電圧検出回路で構成してもよい
し、また電池容量の低下を時間で判断すべくタイマで構
成してもよい。また、前記電池容量検出手段3は電池容
量が所定値まで低下したことを検出するもので、電池容
量が所定以上の通常時はローレベルを出力し、所定値ま
で低下するとハイレベルを出力するようになっている。
なお、上記電池容量の所定値は、負荷2が残り数回(例
えば、電気かみそり)とか多少の残り時間だけ使用可能
な残容量レベルに設定されている。すなわち、電池容量
検出手段3は、所定値が、例えば残り回数で設定されて
いるときは、検出した電池容量を使用回数に換算し、求
めた使用回数と上記残り回数との関係に基づいて検出信
号を出力する。
【0021】Q1,Q2はトランジスタである。トラン
ジスタQ1は、そのベースが前記電池容量検出手段3の
出力信号の出力端に接続されており、通常時はオン状態
にあり、電池容量が所定値以下に低下するとオフ状態に
切り換わるようになっている。トランジスタQ2は電流
制御素子として作用し、そのエミッタコレクタは電池1
と負荷2の回路に介設され、ベースはベース抵抗R1と
前記トランジスタQ1との直列回路とベース抵抗R2よ
りなる並列回路を介して電池1に接続されている。ベー
ス抵抗R1はトランジスタQ2を飽和領域でオン動作さ
せるべく充分なベース電流Ibが供給されるように比較
的低抵抗値を有し、一方、ベース抵抗R2はトランジス
タQ2を非飽和領域で動作させるべく前記ベース抵抗R
1の抵抗値に比して高抵抗値を有している。
【0022】なお、SW2は前記トランジスタQ2に並
列接続され、電池1と負荷2とを強制的に短絡させる予
備スイッチで、前記残り回数、残り時間分を使用する際
に投入されるものである。
【0023】次に、動作について説明する。スイッチS
W1がオンされて、電池1から負荷2へ出力電流が供給
されると、電池が消費され、電池容量が徐々に低下して
いく。電池容量が所定値以上の間は、電池容量検出手段
3はローレベルを出力しており、トランジスタQ1はオ
ンしている。従って、トランジスタQ2のベースには電
池1からベース抵抗R1を介してベース電流が流入し、
該トランジスタQ2は飽和領域でオンする。このため、
負荷2は正常状態で作動している。
【0024】一方、負荷2が継続して使用され、あるい
は何回も使用されて電池容量が所定値まで低下すると、
電池容量検出手段3からハイレベルの出力が送出され、
トランジスタQ1がオフに切り換わる。従って、トラン
ジスタQ2のベースには電池1からベース抵抗R2を介
してベース電流が流入する。このとき、ベース抵抗R2
は比較的高抵抗であるのでトランジスタQ2は非飽和領
域で動作し、hFEの特性に従って出力電流(コレクタ電
流Ic)は略 hFE×Ibで制御され、通常時の電流値
に比して低減される。このため、負荷2は正常状態とは
異なる状態で作動する。例えば負荷2が電気かみそりの
モータの場合、該モータの回転数が使用者に分かる程度
に低下する。これにより、使用者は電池の寿命が近いこ
とを警告として知ることができる。
【0025】なお、この場合、引き続いて使用するとき
は前記予備スイッチSW2をオンすると、トランジスタ
Q2の制御に関係なく電池1が負荷2に直結されて電流
が供給される。
【0026】図2〜図4は、電池容量の低下を検知した
後、出力電流を低下させ、更にその後遮断するようにし
た実施例である。なお、以下の実施例の各図において、
同一符号が付されたものは同一機能を有するものであ
る。
【0027】図2は、本考案の第2の実施例を示し、前
記第1の実施例のベース抵抗R2に直列に、電池電圧の
検出機能及び切り換え機能を備えるようにツェナーダイ
オードZDを接続したものである。この実施例では、電
池容量が所定値まで低下してトランジスタQ1がオフに
なると、トランジスタQ2のベース電流はベース抵抗R
2とツェナーダイオードZDを経由してのみ供給される
ので、トランジスタQ2は非飽和領域で動作する。更に
使用が継続されて電池電圧がツェナーダイオードZDの
ツェナー電圧以下になることが電池電圧の検出機能によ
って判ると、切り換え機能が作用して、ベース電流が遮
断されてトランジスタQ2はオフに切り換えられて負荷
2の作動の停止を行う。
【0028】抵抗R3は漏れ電流によりトランジスタQ
2が誤動作するのを防止するためのものである。
【0029】なお、前記ツェナーダイオードZDに代え
て、LEDを用いてもよい。また、ツェナーダイオード
ZDを使用することなく、ベース抵抗R2と抵抗R3の
分圧電圧をトランジスタQ2のベースに印加するように
してもよい。
【0030】図3は、本考案の第3の実施例を示し、前
記第1の実施例のベース抵抗R2に直列にトランジスタ
Q3を接続するとともに、タイマ部4を設けたものであ
る。
【0031】タイマ部4は、内部に不図示のクロック発
生器を備え、電池容量検出手段3がハイレベルを送出し
た時点から計時を開始するものである。
【0032】このタイマ部4は電池容量検出手段3がロ
ーレベルを出力している間はハイレベルを出力してお
り、電池容量検出手段3が電池容量が前記所定値まで低
下したことを検出してハイレベルを出力するとローレベ
ルを出力し、更に電池容量が前記所定値まで低下した時
点から計時を開始して所定時間に達すると再びハイレベ
ルに切り換わるようになっている。このようにタイマ部
4が所定時間計時した後、出力をハイレベルに変化させ
ることで、トランジスタQ3がオフになってトランジス
タQ2を完全にオフにするので、電池1からの出力電流
が遮断され、負荷2の作動が停止される。
【0033】図4は、本考案の第4の実施例を示し、前
記第3の実施例のタイマ部4に代えて、負荷の作動状態
を検知するセンサ6及び該センサ6の検知出力に応じて
トランジスタQ3に制御信号を出力する制御部5を設け
たものである。負荷2が電気かみそりのモータである場
合には、センサ6は回転数検出器であり、制御部5は回
転数を電圧に変換するF−V変換回路等が採用される。
そして、モータがそのまま放置されて回転数が所定値ま
で低下したことが検知されると、制御部5は出力をロー
レベルからハイレベルに変化させる。従って、トランジ
スタQ3がオフになってトランジスタQ2を完全にオフ
にするので、電池1からの出力電流が遮断され、モータ
等の負荷2の作動が停止される。
【0034】図5は、本考案の第5の実施例を示し、前
記第1の実施例のトランジスタQ2のコレクタ−エミッ
タ間に発光素子としてのLEDと電流制限用抵抗R4の
直列回路を並列に接続したものである。
【0035】すなわち、電池容量が所定値まで低下して
トランジスタQ2が非飽和領域に移行すると、該トラン
ジスタQ2のコレクタエミッタ間の電圧差が大きくなっ
てLEDに電流が流れ、該LEDが点灯する。この実施
例では負荷2の作動状態の変化(負荷2がモータの場合
には回転数の低下)だけでは使用者にとって電池寿命の
警告が分かりにくい利用形態もあり、LEDを点灯する
ことで利用者に予備スイッチSW2の投入を促そうとす
るものである。
【0036】
【考案の効果】本考案によれば、電流制御素子として低
抵抗値の第1のベース抵抗と高抵抗値の第2のベース抵
抗とが前記電池とベース間に介在されてなるトランジス
タとし、前記制御手段が、電池容量が所定値以上のとき
少なくとも前記第1のベース抵抗を前記トランジスタの
ベースに接続させ、前記電池容量が所定値以下になると
前記第2のベース抵抗を前記トランジスタのベースに接
続させるように、電池からモータへの出力電流の制御を
電流制御素子の特性を有効に利用することにより行うよ
うにしたので、簡易な構成で、小型化と低コスト化が図
れる電池寿命警告装置が提供できる。
【0037】また、電池寿命の警告後に出力電流を遮断
するようにしたので、この後そのまま放置しても電池の
無駄な使用、すなわち電池寿命の低下を防止することが
できる。
【0038】更に、電流制御素子としてトランジスタを
用いた場合、コレクタとエミッタ間にLED付加するこ
とにより、僅かな追加コストで電池寿命の明確な警告が
行える。
【0039】しかも、予備スイッチを設けたことによ
り、出力電流の低減乃至は遮断後であっても、残容量分
を利用してモータ作動を行わせることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】本考案の第2の実施例を示す回路図である。
【図3】本考案の第3の実施例を示す回路図である。
【図4】本考案の第4の実施例を示す回路図である。
【図5】本考案の第5の実施例を示す回路図である。
【符号の説明】
1 電池 2 負荷(モータ) 3 電池容量検出手段 Q1,Q3 トランジスタ Q2 トランジスタ(電池流制御素子) R1,R2 ベース抵抗 SW1 メインスイッチ SW2 予備スイッチ ZD ツェナーダイオード 4 タイマ部(タイマ,電流遮断制御手段) 5 制御部 6 センサ LED 発光素子
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 19/00 - 19/32 G01R 31/36 H02J 7/00 B26B 19/38

Claims (7)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池の容量を検出する電池容量検出手段
    と、前記電池からモータへの出力電流を制御する電流制
    御素子を有し前記電池容量に応じて該電流制御素子に制
    御信号を出力する制御手段とを備え、前記電流制御素子
    は、低抵抗値の第1のベース抵抗と高抵抗値の第2のベ
    ース抵抗とが前記電池とベース間に介在されてなるトラ
    ンジスタからなり、前記制御手段は、電池容量が所定値
    以上のとき少なくとも前記第1のベース抵抗前記トラ
    ンジスタのベースに接続させ、前記電池容量が所定値以
    下になると前記第2のベース抵抗前記トランジスタの
    ベースに接続させるようにして、電池容量が所定値まで
    低下したとき前記電流制御素子を飽和領域から非飽和領
    域に切り換えるようにしたことを特徴とする電池寿命警
    告装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電池寿命警告装置におい
    て、前記トランジスタのコレクタとエミッタ間にLED
    を並列接続したことを特徴とする電池寿命警告装置。
  3. 【請求項3】 電池の容量を検出する電池容量検出手段
    と、前記電池からモータへの出力電流を制御する電流制
    御素子を有し前記電池容量に応じて該電流制御素子に制
    御信号を出力する制御手段と、前記出力電流を遮断する
    電流遮断制御手段とを備え、前記制御手段は、電池容量
    が所定値まで低下したとき前記電流制御素子を飽和領域
    から非飽和領域に切り換えるようにし、前記電流遮断制
    御手段は、前記制御手段が前記電流制御素子を飽和領域
    から非飽和領域に切り換えた、更にその後に、出力電流
    を遮断することを特徴とする電池寿命警告装置。
  4. 【請求項4】 前記電流遮断制御手段は、電池電圧検出
    手段と、検出された電池電圧が所定レベルまで低下した
    とき前記電流制御素子を遮断状態に切り換える切換手段
    とを備えたことを特徴とする請求項3記載の電池寿命警
    告装置。
  5. 【請求項5】 前記電流遮断制御手段は、前記制御手段
    の作動後の放電時間を計時するタイマと、該タイマが所
    定時間計時すると前記電流制御素子を遮断状態に切り換
    える切換手段とを備えたことを特徴とする請求項3記載
    の電池寿命警告装置。
  6. 【請求項6】 前記電流遮断制御手段は、前記モータの
    回転速度を検出する回転速度検出手段と、検出された回
    転速度が所定の速度以下まで低下したことを検出したと
    前記電流制御素子を遮断状態に切り換える切換手段と
    を備えたことを特徴とする請求項記載の電池寿命警告
    装置
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の電池寿
    命警告装置において、前記電流制御素子に並列接続さ
    れ、電池とモータとを強制的に短絡させる予備スイッチ
    を備えたことを特徴とする電池寿命警告装置。
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