JP2667993B2 - 電池電圧検出装置 - Google Patents
電池電圧検出装置Info
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- JP2667993B2 JP2667993B2 JP1269917A JP26991789A JP2667993B2 JP 2667993 B2 JP2667993 B2 JP 2667993B2 JP 1269917 A JP1269917 A JP 1269917A JP 26991789 A JP26991789 A JP 26991789A JP 2667993 B2 JP2667993 B2 JP 2667993B2
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- battery
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
- G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
- G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
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- Power Sources (AREA)
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- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は電池電圧検出装置に関する。
［従来の技術］ 従来、電池の端子電圧を検出する場合、コンパレータ
を用いて端子電圧をリファレンス電圧と比較していた。
を用いて端子電圧をリファレンス電圧と比較していた。
［解決しようとする課題］ 上記従来の検出方法では、負荷を交流的に駆動する場
合に、電池の端子電圧が変動するため、正確な端子電圧
の検出ができなかった。
合に、電池の端子電圧が変動するため、正確な端子電圧
の検出ができなかった。
また、端子電圧の絶対値を検出することができなかっ
た。
た。
本発明の第１の目的は、負荷を交流的に駆動する場合
でも確実に端子電圧の検出ができる電池電圧検出装置を
得ることである。
でも確実に端子電圧の検出ができる電池電圧検出装置を
得ることである。
本発明の第２の目的は、端子電圧の絶対値を検出する
ことができる電池電圧検出装置を得ることである。
ことができる電池電圧検出装置を得ることである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、基準電圧を生じる基準電圧部と、電池また
は上記基準電圧部のいずれかに切り換える切換え手段
と、上記切換え手段が切り換えた上記電池または上記基
準電圧部の出力を積分する積分回路と、上記積分回路と
上記基準電圧部とが接続されてから上記積分回路の出力
電圧が予め設定された設定電圧に等しくなるまでの時間
“T bs"、および、上記積分回路と上記電池とが接続さ
れてから上記積分回路の出力電圧が上記設定電圧に等し
くなるまでの時間“T bt"とを時系列的に連続して計測
する計測手段と、上記時間“T bs"と上記時間“T bt"の
比と上記電池の端子電圧とを関連づけて記憶する記憶回
路と、上記時間“T bs"と上記時間“T bt"の比とを算出
し、この算出値から上記記憶回路より上記電池の端子電
圧を読み出す演算手段とを備えている。
は上記基準電圧部のいずれかに切り換える切換え手段
と、上記切換え手段が切り換えた上記電池または上記基
準電圧部の出力を積分する積分回路と、上記積分回路と
上記基準電圧部とが接続されてから上記積分回路の出力
電圧が予め設定された設定電圧に等しくなるまでの時間
“T bs"、および、上記積分回路と上記電池とが接続さ
れてから上記積分回路の出力電圧が上記設定電圧に等し
くなるまでの時間“T bt"とを時系列的に連続して計測
する計測手段と、上記時間“T bs"と上記時間“T bt"の
比と上記電池の端子電圧とを関連づけて記憶する記憶回
路と、上記時間“T bs"と上記時間“T bt"の比とを算出
し、この算出値から上記記憶回路より上記電池の端子電
圧を読み出す演算手段とを備えている。
［実施例］ 以下、添付図面に基いて本発明の実施例の説明をす
る。
る。
第１図は実施例を示した電気回路図である。
11は電池であり、その端子電圧は“V bt"である。
12は基準電圧部であり、基準電圧“V bs"を生じるも
のである。
のである。
13は積分回路であり、抵抗13aおよびキャパシタ13bで
構成されている。
構成されている。
14は切換え手段であり、アナログスイッチ14aおよび1
4bで構成されている。
4bで構成されている。
15はトランジスタであり、キャパシタ13bに蓄積され
ている電荷を放電するものである。
ている電荷を放電するものである。
16はコンパレータ回路であり、積分回路13の出力電圧
を後述のリファレンス電圧“V rf"と比較するものであ
る。
を後述のリファレンス電圧“V rf"と比較するものであ
る。
17はリファレンス電圧部であり、コンパレータ回路16
に入力されるリファレンス電圧“V rf"を生じるもので
ある。
に入力されるリファレンス電圧“V rf"を生じるもので
ある。
18はクロック発生回路であり、クロックパルスを生じ
るものである。
るものである。
19は計測手段であり、カウンタ回路で構成されてい
る。
る。
20はアンドゲートである。
21は制御回路であり、各種の制御を行うとともに、電
池11の端子電圧“V bt"を算出する演算手段を構成する
ものである。この制御手段21はマイクロプロセッサで構
成されている。
池11の端子電圧“V bt"を算出する演算手段を構成する
ものである。この制御手段21はマイクロプロセッサで構
成されている。
22は記憶回路であり、電池11の端子電圧“V bt"を算
出するためのデータが記憶されているものである。この
記憶回路22はROM（read only memory）を用いて構成さ
れている。
出するためのデータが記憶されているものである。この
記憶回路22はROM（read only memory）を用いて構成さ
れている。
23は設定手段であり、電池11の端子電圧を算出する際
に補正条件を設定するものである。
に補正条件を設定するものである。
なお、上記各要素に供給される電力は、電池11により
与えられるものである。
与えられるものである。
つぎに、第１図に示した実施例の動作説明をする。
トランジスタ15を通してキャパシタ13bの電荷が完全
に放電された後、トランジスタ15はオフ状態となる。放
電中は、アナログスイッチ14aおよびアナログスイッチ1
4bはオフ状態であり、また、カウンタ回路19はリセット
状態となっている。
に放電された後、トランジスタ15はオフ状態となる。放
電中は、アナログスイッチ14aおよびアナログスイッチ1
4bはオフ状態であり、また、カウンタ回路19はリセット
状態となっている。
続いて、アナログスイッチ14aがオン状態となり、同
時にカウンタ回路19のリセット状態が解除される。この
とき、コンパレータ回路16の出力は“1"となっているた
め、カウンタ回路19はクロック発生回路18からのクロッ
ク信号に従ってカウントアップされる。また、キャパシ
タ13bでは、基準電圧部12からの電流により充電が開始
される。充電に伴い、積分回路13の出力電圧すなわち第
１図ａ点の電圧は徐々に上昇する。積分回路13の出力電
圧がリファレンス電圧“V rf"を越えると、コンパレー
タ回路16の出力は“1"から“0"に反転する。その結果、
ゲート回路20が閉じ、カウンタ回路19へのクロック入力
は禁止される。この時点でのカウント値は、アナログス
イッチ14aがオン状態となってから積分回路13の出力電
圧がリファレンス電圧“V rf"を越えるまでの時間を表
している。この時間“T bs"は制御回路21に記憶され
る。
時にカウンタ回路19のリセット状態が解除される。この
とき、コンパレータ回路16の出力は“1"となっているた
め、カウンタ回路19はクロック発生回路18からのクロッ
ク信号に従ってカウントアップされる。また、キャパシ
タ13bでは、基準電圧部12からの電流により充電が開始
される。充電に伴い、積分回路13の出力電圧すなわち第
１図ａ点の電圧は徐々に上昇する。積分回路13の出力電
圧がリファレンス電圧“V rf"を越えると、コンパレー
タ回路16の出力は“1"から“0"に反転する。その結果、
ゲート回路20が閉じ、カウンタ回路19へのクロック入力
は禁止される。この時点でのカウント値は、アナログス
イッチ14aがオン状態となってから積分回路13の出力電
圧がリファレンス電圧“V rf"を越えるまでの時間を表
している。この時間“T bs"は制御回路21に記憶され
る。
以上の動作が終了すると、トランジスタ15がオン状態
となり、キャパシタ13bに充電されている電荷が放電さ
れる。キャパシタ13bの電荷が完全に放電された後、ト
ランジスタ15はオフ状態となる。放電中は、アナログス
イッチ14aおよびアナログスイッチ14bはオフ状態であ
り、また、カウンタ回路19はリセット状態となってい
る。
となり、キャパシタ13bに充電されている電荷が放電さ
れる。キャパシタ13bの電荷が完全に放電された後、ト
ランジスタ15はオフ状態となる。放電中は、アナログス
イッチ14aおよびアナログスイッチ14bはオフ状態であ
り、また、カウンタ回路19はリセット状態となってい
る。
続いて、アナログスイッチ14bがオン状態となり、同
時にカウンタ回路19のリセット状態が解除される。この
とき、コンパレータ回路16の出力は“1"となっているた
め、カウンタ回路19はクロック発生回路18からのクロッ
ク信号に従ってカウントアップされる。また、キャパシ
タ13bでは、電池11からの電流により充電が開始され
る。充電に伴い、積分回路１の出力電圧は徐々に上昇す
る。積分回路13の出力電圧がリファレンス電圧“V rf"
を越えると、コンパレータ４回路16の出力は“1"から
“0"に反転し、カウンタ回路19へのクロック入力は禁止
される。この時点でのカウント値は、アナログスイッチ
14bがオン状態となってから積分回路13の出力電圧がリ
ファレンス電圧“V rf"を越えるまでの時間を表してい
る。この時間“T bt"は、制御回路21に記憶される。
時にカウンタ回路19のリセット状態が解除される。この
とき、コンパレータ回路16の出力は“1"となっているた
め、カウンタ回路19はクロック発生回路18からのクロッ
ク信号に従ってカウントアップされる。また、キャパシ
タ13bでは、電池11からの電流により充電が開始され
る。充電に伴い、積分回路１の出力電圧は徐々に上昇す
る。積分回路13の出力電圧がリファレンス電圧“V rf"
を越えると、コンパレータ４回路16の出力は“1"から
“0"に反転し、カウンタ回路19へのクロック入力は禁止
される。この時点でのカウント値は、アナログスイッチ
14bがオン状態となってから積分回路13の出力電圧がリ
ファレンス電圧“V rf"を越えるまでの時間を表してい
る。この時間“T bt"は、制御回路21に記憶される。
以上述べた動作により、制御回路21には、時間“T b
s"および時間“T bt"がそれぞれ記憶されていることに
なる。
s"および時間“T bt"がそれぞれ記憶されていることに
なる。
時間“T bs"および時間“T bt"は、積分回路13の時定
数RCを用いて以下のように表すことができる。
数RCを用いて以下のように表すことができる。
T bs＝−RC・ln（１−V rf/V bs） ……（１） T bt＝−RC・ln（１−V rf/V bt） ……（２） ln:自然対数 R:抵抗13aの値 C:キャパシタ13bの値 V rf:リファレンス電圧 V bs:基準電圧部12の基準電圧 V bt:電池11の端子電圧 ここで両式の比“A"を求めると、 Ａ＝T bs/T bt ＝ln（１−V rf/V bs） /ln（１−V rf/V bt） ……（３） となる。“V rf"および“V bs"の値は既知であり、“A"
の値は“T bs/T bt"の計算から求められるので、“V b
t"の値すなわち電池11の端子電圧を求めることができ
る。
の値は“T bs/T bt"の計算から求められるので、“V b
t"の値すなわち電池11の端子電圧を求めることができ
る。
なお、時間“T bs"および時間“T bt"の測定を複数回
行い、それぞれの平均時間を“T bs′”および時間“T
bt′”としたとき、 Ａ′＝T bs′/T bt′ ＝ln（１−V rf/V bs） /ln（１−V rf/V bt） ……（３′） と考えることができる。従って、このようにしても“V
bt"の値すなわち電池11の端子電圧を求めることができ
る。
行い、それぞれの平均時間を“T bs′”および時間“T
bt′”としたとき、 Ａ′＝T bs′/T bt′ ＝ln（１−V rf/V bs） /ln（１−V rf/V bt） ……（３′） と考えることができる。従って、このようにしても“V
bt"の値すなわち電池11の端子電圧を求めることができ
る。
また、時間“T bs"および時間“T bt"の測定を複数回
行い、各測定毎に“A"の値を計算してその平均値を
“Ａ″”としたとき、 Ａ″＝ln（１−V rf/V bs） /ln（１−V rf/V bt） ……（３″） と考えることができる。従って、このようにしても“V
bt"の値すなわち電池11の端子電圧を求めることができ
る。
行い、各測定毎に“A"の値を計算してその平均値を
“Ａ″”としたとき、 Ａ″＝ln（１−V rf/V bs） /ln（１−V rf/V bt） ……（３″） と考えることができる。従って、このようにしても“V
bt"の値すなわち電池11の端子電圧を求めることができ
る。
電池11の端子電圧“V bt"の値は、（３）式、
（３′）式または（３″）式を用いて、制御回路21で計
算を行って求めてもよいが、以下に示す方法で求めるこ
ともできる。
（３′）式または（３″）式を用いて、制御回路21で計
算を行って求めてもよいが、以下に示す方法で求めるこ
ともできる。
例えば、V rf＝1.5（ボルト）、V bs＝5.0（ボルト）
として、（３）式より“V bt"と“A"との関係を求める
と第２図のようになる。この関係を、例えば第３図に示
すようにして記憶回路22に記憶しておけば、第４図に示
した手順で電池11の端子電圧“V bt"の値を求めること
ができる。
として、（３）式より“V bt"と“A"との関係を求める
と第２図のようになる。この関係を、例えば第３図に示
すようにして記憶回路22に記憶しておけば、第４図に示
した手順で電池11の端子電圧“V bt"の値を求めること
ができる。
まず、制御回路21に記憶されている時間“T bs"と時
間“T bt"との比“A x"を、制御回路21で計算する
（ａ）。ここでは“A x"の値を“0.250"とする。つぎ
に、記憶回路22のアドレス“0"を指定する（ｂ）。指定
アドレスすなわちアドレス“0"に記憶されているデータ
“Am"を読出す（ｃ）。データ“A m"（0.229）と計算値
“A x"（0.250）とを比較する（ｄ）。A m＜A xなの
で、アドレス値に“＋1"を加算する（ｅ）。このように
して、A m＝A xまたはA m＞A xとなるまで順次記憶デー
タ“A m"が読出され、計算値“A x"（0.250）と比較さ
れる。アドレス“2"に記憶されているデータ“A m"（0.
257）を読出し（ｃ）、計算値“A x"（0.250）と比較す
る（ｄ）と、A m＞A xであることがわかる。このときの
記憶データ“A m"（0.257）が計算値“A x"とみなさ
れ、以後の処理が行われる。
間“T bt"との比“A x"を、制御回路21で計算する
（ａ）。ここでは“A x"の値を“0.250"とする。つぎ
に、記憶回路22のアドレス“0"を指定する（ｂ）。指定
アドレスすなわちアドレス“0"に記憶されているデータ
“Am"を読出す（ｃ）。データ“A m"（0.229）と計算値
“A x"（0.250）とを比較する（ｄ）。A m＜A xなの
で、アドレス値に“＋1"を加算する（ｅ）。このように
して、A m＝A xまたはA m＞A xとなるまで順次記憶デー
タ“A m"が読出され、計算値“A x"（0.250）と比較さ
れる。アドレス“2"に記憶されているデータ“A m"（0.
257）を読出し（ｃ）、計算値“A x"（0.250）と比較す
る（ｄ）と、A m＞A xであることがわかる。このときの
記憶データ“A m"（0.257）が計算値“A x"とみなさ
れ、以後の処理が行われる。
つぎに、アドレス値に“＋10"を加算し（ｆ）、指定
アドレスすなわちアドレス“12"に記憶されているデー
タ“V m"（2.00）を読出す（ｇ）。第３図からわかるよ
うに、アドレス“n"（ｎ＝0,1,……）には第２図の比
“A"の値が記憶され、この比“A"に対応して、アドレス
“ｎ＋10"には第２図の端子電圧“V bt"の値が記憶され
ている。従って、アドレス“12"に記憶されているデー
タ“2.00"が、電池11の端子電圧“V bt"であると判断さ
れる。引き続き、上記データ“2.00"を表示用のデータ
に変換する等のデータ処理を行う（ｈ）。
アドレスすなわちアドレス“12"に記憶されているデー
タ“V m"（2.00）を読出す（ｇ）。第３図からわかるよ
うに、アドレス“n"（ｎ＝0,1,……）には第２図の比
“A"の値が記憶され、この比“A"に対応して、アドレス
“ｎ＋10"には第２図の端子電圧“V bt"の値が記憶され
ている。従って、アドレス“12"に記憶されているデー
タ“2.00"が、電池11の端子電圧“V bt"であると判断さ
れる。引き続き、上記データ“2.00"を表示用のデータ
に変換する等のデータ処理を行う（ｈ）。
以上の手順により、電池11の端子電圧“V bt"の値を
求めることができる。
求めることができる。
ところで、第１図に示した回路をプリント基板に実装
する場合、配線抵抗等の影響で電池11の端子電圧“V b
t"に誤差が生じることがある。また、基準電圧部12の基
準電圧V bsに偏差が生じることもある。このような場合
には、計算によって求めた値“A x"に対して適当な補正
値を加算または減算し、上記手順と同様な手順で基準電
圧V bsを求めることができる。例えば、第１図に示した
設定手段23をマニュアルスイッチで構成し、端子“＋”
をアクティブにしたときには補正値を加算し、端子
“−”をアクティブにしたときには補正値を減算し、端
子“−”をアクティブにしたときには補正を行なわない
ようにすればよい。なお、設定手段23をE2−PROM（elec
trical erasable−programmable ROM）を用いて構成
し、細かく区切った補正値を記憶しておてもよい。
する場合、配線抵抗等の影響で電池11の端子電圧“V b
t"に誤差が生じることがある。また、基準電圧部12の基
準電圧V bsに偏差が生じることもある。このような場合
には、計算によって求めた値“A x"に対して適当な補正
値を加算または減算し、上記手順と同様な手順で基準電
圧V bsを求めることができる。例えば、第１図に示した
設定手段23をマニュアルスイッチで構成し、端子“＋”
をアクティブにしたときには補正値を加算し、端子
“−”をアクティブにしたときには補正値を減算し、端
子“−”をアクティブにしたときには補正を行なわない
ようにすればよい。なお、設定手段23をE2−PROM（elec
trical erasable−programmable ROM）を用いて構成
し、細かく区切った補正値を記憶しておてもよい。
［効果］ 本発明によれば、簡単に電池の端子電圧の絶対値を検
出することができるとともに、負荷を交流的に駆動する
場合でも確実に端子電圧の検出ができ、積分回路のキャ
パシタおよび抵抗の公差や温度変化に影響されることも
ない。
出することができるとともに、負荷を交流的に駆動する
場合でも確実に端子電圧の検出ができ、積分回路のキャ
パシタおよび抵抗の公差や温度変化に影響されることも
ない。
第１図は本発明の実施例を示した電気回路図、第２図は
電池の端子電圧“V bt"と時間比“T bs/T bt"との関係
図、第３図は記憶回路の記憶内容を示した説明図、第４
図は実施例の動作を説明したフローチャートである。 12……基準電圧部 13……積分回路 14……切換え手段 19……計測手段 21……制御手段（演算手段） 22……記憶回路
電池の端子電圧“V bt"と時間比“T bs/T bt"との関係
図、第３図は記憶回路の記憶内容を示した説明図、第４
図は実施例の動作を説明したフローチャートである。 12……基準電圧部 13……積分回路 14……切換え手段 19……計測手段 21……制御手段（演算手段） 22……記憶回路
Claims (1)
- 【請求項１】基準電圧を生じる基準電圧部と、 電池または上記基準電圧部のいずれかに切り換える切換
え手段と、 上記切換え手段が切り換えた上記電池または上記基準電
圧部の出力を積分する積分回路と、 上記積分回路と上記基準電圧部とが接続されてから上記
積分回路の出力電圧が予め設定された設定電圧に等しく
なるまでの時間“T bs"、および、上記積分回路と上記
電池とが接続されてから上記積分回路の出力電圧が上記
設定電圧に等しくなるまでの時間“T bt"とを時系列的
に連続して計測する計測手段と、 上記時間“T bs"と上記時間“T bt"の比と上記電池の端
子電圧とを関連づけて記憶する記憶回路と、 上記時間“T bs"と上記時間“T bt"との比 を算出し、この算出値から上記記憶回路より上記電池の
端子電圧を読み出す演算手段と からなる電池電圧検出回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1269917A JP2667993B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 電池電圧検出装置 |
| GB9020824A GB2237115B (en) | 1989-10-17 | 1990-09-25 | Battery voltage detecting device |
| DE4032842A DE4032842C2 (de) | 1989-10-17 | 1990-10-16 | Batteriespannungsmeßgerät |
| US07/599,327 US5099209A (en) | 1989-10-17 | 1990-10-17 | Battery voltage detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1269917A JP2667993B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 電池電圧検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03131771A JPH03131771A (ja) | 1991-06-05 |
| JP2667993B2 true JP2667993B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=17479017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1269917A Expired - Fee Related JP2667993B2 (ja) | 1989-10-17 | 1989-10-17 | 電池電圧検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5099209A (ja) |
| JP (1) | JP2667993B2 (ja) |
| DE (1) | DE4032842C2 (ja) |
| GB (1) | GB2237115B (ja) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04334874A (ja) * | 1991-05-13 | 1992-11-20 | Sony Corp | 電池式受信機 |
| US5479103A (en) * | 1994-01-18 | 1995-12-26 | Air Communications, Inc. | Non-linear voltage measuring implementing capacitor charging time |
| JPH08136628A (ja) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Fujitsu Ltd | 電池容量監視装置 |
| FR2735870B1 (fr) * | 1995-06-21 | 1997-09-05 | Sgs Thomson Microelectronics | Mesure numerique relative de haute precision d'une tension |
| DE29520119U1 (de) * | 1995-12-19 | 1996-03-07 | Alfred Härtl Elektronik-Entwicklungen, 92242 Hirschau | Gerät zum Behandeln von wiederaufladbaren Batterien |
| DE19903557C1 (de) * | 1999-01-29 | 2000-08-31 | Texas Instruments Deutschland | Verfahren zum Messen der Schwellenspannung eines Komparators und Anwendung dieses Verfahrens |
| TW419842B (en) * | 1999-05-25 | 2001-01-21 | Acer Comm & Multimedia Inc | Low voltage detection circuit |
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