JP3073041B2 - バックアップ用電池の寿命検出方法およびその装置 - Google Patents

バックアップ用電池の寿命検出方法およびその装置

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JP3073041B2 JP03086633A JP8663391A JP3073041B2 JP 3073041 B2 JP3073041 B2 JP 3073041B2 JP 03086633 A JP03086633 A JP 03086633A JP 8663391 A JP8663391 A JP 8663391A JP 3073041 B2 JP3073041 B2 JP 3073041B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ICメモリ回路のバッ
クアップ用電池の寿命を検出するバックアップ用電池の
寿命検出方法およびその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】SRAMと、バックアップ用電池と、バ
ックアップ用電池と電源のいずれか一方にSRAMを接
続する制御回路により構成されるICメモリ回路が知ら
れており、ICメモリ回路はICメモリカード、ハンデ
ィターミナル、ノートパソコン、データ収録装置等に使
用されている。SRAMは本体の電源を切っても、バッ
クアップ用電源によりバックアップされ、SRAMのデ
ータが保存されるようになっている。また、バックアッ
プ用電池の電圧低下による保存データの破壊を防止する
ため、電池の性能が低下したとき、乾電池等の1次電池
の場合は交換しなければならないし、2次電池の場合は
充電しなければならない。
【0003】従来から、電池の寿命を知る方法、すなわ
ち、バックアップ用電池の交換または充電時期を知る方
法としては、その電圧が予め定めた電圧以下になったと
きに行う方法が知られている。
【0004】次に、電池寿命(バックアップ期間)の計
算方法を説明する。
【0005】図5はICメモリ回路をバックアップ中の
等価回路を示す。バックアップ用電池電圧をvb、バッ
クアップ電流(放電電流)をib、バックアップ用電池
端子から見たICメモリ回路の内部抵抗をrlとする
と、オームの法則により、 ib=vb/rl の関係がある。
【0006】また、内部抵抗ibの平均値をIbとし、
バックアップ用電池容量をBcとすると、バックアップ
時間Tbは、 Tb=Bc/Ib と表される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バック
アップ用電池は電圧vbと内部抵抗rlが周囲温度によ
り大幅に変化するので、バックアップ電流(放電電流)
ibが変化することになる。よって、バックアップ用電
池が温度が一定でない環境にある場合、上記式により求
めたバックアップ電流の平均値は正確でなくなり、バッ
クアップ用電池が所定電圧に低下した後どれくらいの期
間バックアップ可能かが定量的に分からなかった。よっ
て、電池の性能が充分に引き出されないまま交換または
充電されることが多かった。
【0008】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決し、バックアップ用電池の寿命をより正確に検出でき
るバックアップ用電池の寿命検出方法およびその装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明は、バックアップ用電池の放電電荷量対
端子電圧特性と、バックアップ用電池の端子から見た電
圧対電流特性とから当該回路の回路放電特性を求め、求
めた回路放電特性と予め定めた前記回路の保持電圧とか
らバックアップ可能時間を求めるステップと、前記バッ
クアップ用電池の現在の電圧を測定するステップと、測
定された電圧値と前記回路放電特性とから積算バックア
ップ時間を求めるステップと、求めた積算バックアップ
時間と前記バックアップ可能時間との差から残存寿命を
求めるステップとを備えたことを特徴とする。
【0010】また、本発明は、所定温度範囲のバックア
ップ用電池の放電電荷量対端子電圧特性と、前記所定温
度範囲のバックアップ用電池の端子から見た電圧対電流
特性とから当該回路の温度ごとの回路放電特性を求め、
求めた回路放電特性と予め定めた前記回路の保持電圧と
から温度ごとのバックアップ可能時間を求めるステップ
と、前記バックアップ用電池の現在の電圧を測定するス
テップと、前記回路の現在の温度を測定するステップ
と、測定された電圧値および温度と該温度に対応する回
路放電特性とから積算バックアップ時間を求めるステッ
プと、求めた積算バックアップ時間と前記測定温度に対
応する前記バックアップ可能時間との差から残存寿命を
求めるステップとを備えたことを特徴とする。
【0011】さらに、本発明は、バックアップ用電池の
放電電荷量対端子電圧特性とバックアップ用電池の端子
から見た電圧対電流特性とから求められた当該回路の回
路放電特性と、予め定めた前記回路の保持電圧とからバ
ックアップ可能時間を算出する時間算出手段と、前記バ
ックアップ用電池の現在の電圧を測定する電圧測定手段
と、該測定手段により測定された電圧値と前記回路放電
特性とから求められた積算バックアップ時間と、前記バ
ックアップ可能時間との差から残存寿命を算出する寿命
算出手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】さらにまた、本発明は、所定温度範囲のバ
ックアップ用電池の放電電荷量対端子電圧特性と前記所
定温度範囲のバックアップ用電池の端子から見た電圧対
電流特性とから求めた当該回路の温度ごとの回路放電特
性と、予め定めた前記回路の保持電圧から温度ごとのバ
ックアップ可能時間を算出するバックアップ可能時間算
出手段と、前記バックアップ用電池の現在の電圧を測定
する電圧測定手段と、前記回路の現在の温度を測定する
温度測定手段と、該温度、電圧測定手段により測定され
た温度および電圧値と該温度に対する回路放電特性とか
ら求められた積算バックアップ時間と、前記測定温度に
対応する前記バックアップ可能時間との差から残存寿命
を算出する残存寿命算出手段とを備えたことを特徴とす
る。
【0013】
【作用】本発明では、バックアップ用電池の放電電荷量
対端子電圧特性とバックアップ用電池の端子から見た電
圧対電流特性とから求めた当該回路の回路放電特性と予
め定めた前記回路の保持電圧とからバックアップ可能時
間を求め、前記バックアップ用電池の現在の電圧を測定
し、測定された電圧値と前記回路放電特性とから積算バ
ックアップ時間を求め、求めた積算バックアップ時間と
前記バックアップ可能時間との差から残存寿命を求め
る。
【0014】また、本発明では、所定温度範囲のバック
アップ用電池の放電電荷量対端子電圧特性と前記所定温
度範囲のバックアップ用電池の端子から見た電圧対電流
特性とから求めた当該回路の温度ごとの回路放電特性と
予め定めた前記回路の保持電圧から温度ごとのバックア
ップ可能時間を求め、前記バックアップ用電池の現在の
電圧を測定し、前記回路の現在の温度を測定し、測定さ
れた電圧値および温度と該温度に対する回路放電特性と
から積算バックアップ時間を求め、求めた積算バックア
ップ時間と前記測定温度に対応する前記バックアップ可
能時間との差から残存寿命を求める。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
【0016】図1は本発明一実施例で用いられるICメ
モリカードを示す図である。図2は負荷特性測定回路の
構成を示す図である。図3は電池放電特性の一例を示す
図である。図4はICメモリ回路2の放電特性を示す図
である。図5はICメモリカードの等価回路を示す図で
ある。
【0017】図1において、2はICメモリ回路で、S
RAMと、バックアップ用電池3と本体側の電源のいず
れか一方にSRAMを接続する制御回路とにより構成さ
れている。4は温度センサで、ICメモリ回路2の温度
を検出するものである。5は電池寿命推定回路で、所定
温度範囲のバックアップ用電池3の放電電荷量対端子電
圧特性と、前記所定温度範囲のバックアップ用電池3の
端子から見た電圧対電流特性とから求めた、ICメモリ
回路の温度ごとの放電特性がメモリに格納してあり、温
度センサ4により検出された温度に対するICメモリ回
路放電特性とICメモリ回路2の保持電圧とから検出温
度に対するバックアップ可能時間(バックアップ期間、
電池寿命)を求めるものである。また、電池寿命推定回
路5はバックアップ用電池3の電圧を測定し、測定され
た電圧値および温度と、測定された温度に対応する回路
放電特性とから積算バックアップ時間を求め、求めた積
算バックアップ時間と測定された温度に対応するバック
アップ可能時間との差から残存寿命を求めるものであ
る。バックアップ期間はバックアップ用電池電圧が初期
電圧からICメモリ回路2の保持電圧に達するまでの期
間である。
【0018】電池寿命推定回路5のメモリに格納され
る、バックアップ用電池3の端子から見たバックアップ
用電池電圧対バックアップ電流特性は、図2に示すよう
に、バックアップ用電池を外した状態でバックアップ用
電池端子に可変電圧源を接続し、ついで、端子電圧を順
次変化させたときのバックアップ電流の変化を測定する
ことにより得られる。
【0019】また、バックアップ用電池3の放電電荷量
に対するバックアップ用電池電圧特性は、ICメモリ回
路2のバックアップ等の微小な放電電流領域で使用し、
かつ、放電電荷量が同一である場合、放電電流値によら
ずバックアップ用電池3の電圧がほぼ同一になることを
利用して、バックアップ用電池3を定電流で放電させ、
一定時間ごとに電池電圧を測定することにより得られ
る。電池放電特性の一例を図3に示す。
【0020】つぎに、このようにして求めた負荷特性と
電池放電特性からICメモリ回路2の放電特性を求める
方法を説明する。
【0021】バックアップ用電池3の電圧は放電により
変化するが、短い単位時間内は一定と考えることができ
るので、放電電流に単位時間を掛けて、単位時間当たり
の放電電荷量を計算し、計算された単位時間当たりの放
電電荷量を順次加算し、図3に示す電池放電特性から電
池電圧を求め、単位時間ごとの電圧をプロットしてIC
メモリ回路2の放電特性を求める。求めた放電特性の一
例を図4に示す。
【0022】そして、このようにして求めたICメモリ
回路放電特性から、測定電圧に対する積算バックアップ
時間を求め、バックアップ可能時間と求めた積算バック
アップ時間との差から残存電池寿命を求める。すなわ
ち、残存電池寿命はバックアップ用電池を交換してから
ある時間を経たときからの残りの寿命であるので、IC
メモリ回路2の放電特性から測定されたバックアップ用
電池電圧から保持電圧に達するまでの期間から定量的に
求められる。
【0023】本実施例では、温度が大幅に変動する環境
に適用可能なバックアップ電池の寿命検出方法及びその
装置の例を説明したが、温度がほぼ一定である場合に
は、次のようにしても良い。
【0024】すなわち、温度センサ4を除去するととも
に、回路放電特性を上記実施例の温度ごとの回路放電特
性のうち所定温度に対応する回路放電特性のみを採用
し、バックアップ用電池の放電電荷量対端子電圧特性
と、バックアップ用電池の端子から見た電圧対電流特性
とから求められた、バックアップ用電池によりバックア
ップされる回路の回路放電特性と予め定めた前記回路の
保持電圧とからバックアップ可能時間を求め、バックア
ップ用電池の現在の電圧を測定し、測定された電圧値と
前記回路放電特性とから積算バックアップ時間を求め、
求めた積算バックアップ時間と前記バックアップ可能時
間との差から残存寿命を求めるようにしても良い。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記のように構成したので、バックアップ用電池の寿命
をより正確に検出できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例で用いられるICメモリカー
ドの構成を示すブロック図である。
【図2】負荷特性測定回路の構成を示す図である。
【図3】電池放電特性の一例を示す図である。
【図4】ICメモリ回路2の放電特性を示す図である。
【図5】ICメモリカードの等価回路を示す図である。
【符号の説明】
1 ICメモリカード 2 ICメモリ回路 3 バックアップ電池 4 温度センサ 5 電池寿命推定回路 6 コネクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/36

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バックアップ用電池の放電電荷量対端子
    電圧特性と、バックアップ用電池の端子から見た電圧対
    電流特性とから当該回路の回路放電特性を求め、求めた
    回路放電特性と予め定めた前記回路の保持電圧とからバ
    ックアップ可能時間を求めるステップと、前記バックア
    ップ用電池の現在の電圧を測定するステップと、測定さ
    れた電圧値と前記回路放電特性とから積算バックアップ
    時間を求めるステップと、求めた積算バックアップ時間
    と前記バックアップ可能時間との差から残存寿命を求め
    るステップとを備えたことを特徴とするバックアップ用
    電池の寿命検出方法。
  2. 【請求項2】 所定温度範囲のバックアップ用電池の放
    電電荷量対端子電圧特性と、前記所定温度範囲のバック
    アップ用電池の端子から見た電圧対電流特性とから当該
    回路の温度ごとの回路放電特性を求め、求めた回路放電
    特性と予め定めた前記回路の保持電圧とから温度ごとの
    バックアップ可能時間を求めるステップと、前記バック
    アップ用電池の現在の電圧を測定するステップと、前記
    回路の現在の温度を測定するステップと、測定された電
    圧値および温度と該温度に対応する回路放電特性とから
    積算バックアップ時間を求めるステップと、求めた積算
    バックアップ時間と前記測定温度に対応する前記バック
    アップ可能時間との差から残存寿命を求めるステップと
    を備えたことを特徴とするバックアップ用電池の寿命検
    出方法。
  3. 【請求項3】 バックアップ用電池の放電電荷量対端子
    電圧特性とバックアップ用電池の端子から見た電圧対電
    流特性とから求められた当該回路の放電特性と、予め定
    めた前記回路の保持電圧とからバックアップ可能時間を
    算出する時間算出手段と、前記バックアップ用電池の現
    在の電圧を測定する電圧測定手段と、該測定手段により
    測定された電圧値と前記回路放電特性とから求められた
    積算バックアップ時間と、前記バックアップ可能時間と
    の差から残存寿命を算出する寿命算出手段とを備えたこ
    とを特徴とするバックアップ用電池の寿命検出装置。
  4. 【請求項4】 所定温度範囲のバックアップ用電池の放
    電電荷量対端子電圧特性と前記所定温度範囲のバックア
    ップ用電池の端子から見た電圧対電流特性とから求めた
    当該回路の温度ごとの回路放電特性と、予め定めた前記
    回路の保持電圧から温度ごとのバックアップ可能時間を
    算出するバックアップ可能時間算出手段と、前記バック
    アップ用電池の現在の電圧を測定する電圧測定手段と、
    前記回路の現在の温度を測定する温度測定手段と、該温
    度、電圧測定手段により測定された温度および電圧値と
    該温度に対する回路放電特性とから求められた積算バッ
    クアップ時間と、前記測定温度に対応する前記バックア
    ップ可能時間との差から残存寿命を算出する残存寿命算
    出手段とを備えたことを特徴とするバックアップ用電池
    の寿命検出装置。
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