JP3193175B2 - 電池電圧低下検出回路 - Google Patents

電池電圧低下検出回路

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JP3193175B2 JP03882593A JP3882593A JP3193175B2 JP 3193175 B2 JP3193175 B2 JP 3193175B2 JP 03882593 A JP03882593 A JP 03882593A JP 3882593 A JP3882593 A JP 3882593A JP 3193175 B2 JP3193175 B2 JP 3193175B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電池電圧低下検出回
路、特に電池電圧の低下を正確に検出できる電池電圧低
下検出回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】乾電池又はバッテリ(蓄電池)等の電源
電圧の低下を検出するために、従来から電圧検出用集積
回路等が一般に多く使用されている。例えば、図3に示
す従来の電池電圧低下検出回路は、電池9が電圧検出用
集積回路10の入力端子に接続され、電圧検出用集積回
路10内には、入力端子に接続された第1〜第3の内部
抵抗1〜3の直列回路と、第1〜第3の内部抵抗1〜3
の直列回路に並列に接続された定電流源5及び第4の内
部抵抗4の直列回路と、反転入力端子及び非反転入力端
子がそれぞれ第1及び第2の内部抵抗1、2の接続点及
び定電流源5及び第4の内部抵抗4の直列回路の接続点
に接続されたコンパレータ(電圧比較器)6と、コンパ
レータ6の出力端子と第2及び第3の内部抵抗2、3の
接続点との間に接続された第1のインバータ(反転器)
7と、コンパレータ6の出力端子及び電圧検出用集積回
路10の出力端子の間に接続された第2のインバータ8
が含まれている。この電池電圧低下検出回路では、定電
流源5及び第4の内部抵抗4の直列回路の接続点の電圧
が基準電圧となり、コンパレータ6にて第1及び第2の
内部抵抗1、2の接続点の電圧と基準電圧とを比較して
その接続点の電圧が電池9の電圧低下等により基準電圧
以下となったとき、電圧検出用集積回路10の出力端子
から電圧低下検出信号を出力する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の電池
電圧低下検出回路では、電圧検出用集積回路10内の第
1のインバータ7の動作のため、図4(A)に示すヒステ
リシスΔV、即ち解除電圧VRESと基準電圧VREFとの電
圧差が発生する。ここで、図4(B)及び(C)は何れも電
池9の最大電圧が基準電圧VREF以上であり、実用上問
題なく使用できる範囲ではあるが、図4(C)は電池9の
最大電圧が解除電圧VRES未満の場合である。このた
め、図4(C)に示すように電池9の電圧VINが低下して
負荷等による電圧降下が基準電圧VREF以下になり、電
圧検出用集積回路10の出力端子から電圧低下検出信号
OUTを一旦出力すると、負荷等による電圧降下が軽減
されて電圧VINが基準電圧VREFより大きくなっても、
解除電圧VRES=VREF+ΔV以上でなければ電圧低下検
出信号VOUTが低レベル(L)から高レベル(H)に復
帰せず、電池9の電圧の低下を正確に検出できない欠点
があった。また、電池9の電圧VINに雑音電圧が重畳さ
れた場合の電圧検出用集積回路10の誤動作を防止する
ために電圧検出用集積回路10のヒステリシスΔVをあ
る程度大きくする必要があるので、解除電圧VRESが必
要以上に大きくなり、電池9の電力を必要以上に消費す
る欠点があった。
【0004】そこで、この発明では電池電圧の低下を正
確に検出できる電池電圧低下検出回路を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明による電池電圧
低下検出回路は、電池に接続された第1の抵抗及びスイ
ッチング素子の直列回路と、第1の抵抗に並列に接続さ
れた第2の抵抗及びコンデンサの直列回路と、スイッチ
ング素子の制御端子に接続された定周期パルス発生回路
と、第2の抵抗及びコンデンサの直列回路の接続点の電
圧と基準電圧とを比較してその接続点の電圧が基準電圧
以下のときに電圧低下検出信号を出力する電圧検出回路
と、電圧検出回路の出力信号及び定周期パルス発生回路
の出力パルス信号の論理和を出力する論理和回路とを備
えている。
【0006】
【作用】電池の容量が十分にあり電源電圧が正常な場合
においては、スイッチング素子のオンオフ動作による電
圧検出回路の出力信号と定周期パルス発生回路の出力パ
ルス信号との論理和が論理和回路により演算されて電圧
検出回路の出力信号が打ち消されるので、論理和回路の
出力が高レベル(H)に保持されたままとなり、電圧低
下検出信号は出力されない。負荷の駆動等により電池の
電圧が低下して電圧検出回路の入力電圧が基準電圧以下
になると、電圧検出回路にて電池電圧低下が検出され、
電圧検出回路の出力信号が高レベル(H)から低レベル
(L)になる。次に、定周期パルス発生回路の出力パル
ス信号が低レベル(L)から高レベル(H)になりスイ
ッチング素子がオン状態になると、第2の抵抗及びコン
デンサの直列回路の接続点の電圧が一時的に0[V]付近
まで降下する。このときの電圧検出回路の出力信号は低
レベル(L)を保持する。その後、コンデンサに電流が
流れ始めコンデンサが充電されて電荷が蓄積される。コ
ンデンサが充電された後、定周期パルス発生回路の出力
パルス信号が高レベル(H)から低レベル(L)になり
スイッチング素子がオフ状態になると、コンデンサに蓄
積された電荷が放出され、第2の抵抗及びコンデンサの
直列回路の接続点に一時的に高電圧が発生する。この一
時的な高電圧により電圧検出回路の出力信号を低レベル
(L)から高レベル(H)に復帰させ、この出力信号と
定周期パルス発生回路の出力パルス信号との論理和を論
理和回路にて演算して電圧低下検出信号を出力すること
により、電圧検出回路のヒステリシスの影響を除去して
電池電圧の低下を正確に検出できる。
【0007】
【実施例】以下、この発明による電池電圧低下検出回路
の実施例を図1及び図2に基づいて説明する。但し、図
1では図3に示す箇所と同一の部分には同一の符号を付
し、その説明を省略する。図1に示すように、この発明
による電池電圧低下検出回路は、電池9に接続された第
1の抵抗11及びスイッチング素子としてのトランジス
タ13の直列回路と、第1の抵抗11に並列に接続され
た第2の抵抗12及びコンデンサ14の直列回路と、ト
ランジスタ13のベース端子(制御端子)に直列抵抗1
7を介して接続された定周期パルス発生回路15と、第
2の抵抗12及びコンデンサ14の直列回路の接続点の
電圧及び基準電圧を比較してその接続点の電圧が基準電
圧以下のときに電圧低下検出信号を出力する電圧検出用
集積回路(電圧検出回路)10と、電圧検出用集積回路
10の出力信号及び定周期パルス発生回路15の出力パ
ルス信号の論理和を出力する論理和回路16とを備えて
いる。この実施例での電圧検出用集積回路10には、図
3で示した内部回路を有するものを使用するが、動作仕
様が同じであれば図3で示した以外の内部回路を有する
ものを使用してもよい。また、電圧検出用集積回路10
は複数の抵抗、定電流源、コンパレータ(電圧比較器)
及びインバータ(反転器)を備えたディスクリート回路
として構成してもよい。論理和回路16には、通常OR
(オア)ゲートを含むロジックIC(集積回路)が使用
される。
【0008】次に、上記の構成において、第1及び第2
の抵抗11、12の各抵抗値、コンデンサ14の静電容
量及び電池9の電圧を各々R1[Ω]、R2[Ω]、C[F]、
E[V]として図1の電池電圧低下検出回路の動作を説明
する。図2(B)に示すように定周期パルス発生回路15
の出力パルス信号の電圧V1が低レベル(L)から高レ
ベル(H)になり、トランジスタ13がオン状態になる
と、図2(C)に示す第2の抵抗12及びコンデンサ14
の直列回路の接続点の電圧V2が一時的に0[V]付近ま
で降下する。このときの電圧V2は基準電圧VRE F以下で
あるから、図2(D)に示すように電圧検出用集積回路1
0の出力信号の電圧V3が高レベル(H)から低レベル
(L)になる。その後、図2(C)に示すようにコンデン
サ14に電流が流れ始め、コンデンサ14が時定数C・
2[sec]より十分長い時間で充電されて電荷が蓄積され
る。コンデンサ14が充電された後、図2(B)に示す定
周期パルス発生回路15の出力パルス信号の電圧V1
高レベル(H)から低レベル(L)になり、トランジス
タ13がオフ状態になると、コンデンサ14に蓄積され
た電荷が放出され、図2(C)に示す第2の抵抗12及び
コンデンサ14の直列回路の接続点の電圧V2が一時的
に(R2/(R1+R2))・E[V]だけ上昇する。ここで、
この電圧と電圧検出用集積回路10のヒステリシスΔV
との関係(R2/(R1+R2))・E>ΔVを満足する第1
及び第2の抵抗11、12の各抵抗値を適当に選択すれ
ば、このときの電圧V2の最大値は電圧検出用集積回路
10の解除電圧VRESよりも大きくなる。したがって、
このときの電圧検出用集積回路10の出力信号の電圧V
3は、図2(D)に示すように低レベル(L)から高レベ
ル(H)に復帰する。その後、図2(C)に示すように第
2の抵抗12及びコンデンサ14の直列回路の接続点の
電圧V2が基準電圧VREF付近まで逓減される。
【0009】負荷の駆動等により、電池9の電圧Eが図
2(A)に示すように低下すると、図2(C)に示す電圧V
2も低下して基準電圧VREF以下となるから、電圧検出用
集積回路10の出力信号の電圧V3が図2(D)に示すよ
うに高レベル(H)から低レベル(L)になる。このと
きの論理和回路16の出力端子における電圧低下検出信
号の電圧VOは、図2(B)に示す電圧V1と図2(D)に示
す電圧V3との論理和であるから、図2(E)に示すよう
に高レベル(H)から低レベル(L)になる。その後、
図2(B)に示すように定周期パルス発生回路15の出力
パルス信号の電圧V1が低レベル(L)から高レベル
(H)になり、トランジスタ13がオフ状態からオン状
態になると、図2(C)に示す第2の抵抗12及びコンデ
ンサ14の直列回路の接続点の電圧V2が一時的に0
[V]付近まで降下する。このときの電圧V2は基準電圧
REF以下であるから、図2(D)に示すように電圧検出
用集積回路10の出力信号の電圧V3は低レベル(L)
を保持する。このとき、図2(E)に示すように論理和回
路16の出力端子における電圧低下検出信号の電圧VO
が低レベル(L)から高レベル(H)に復帰する。
【0010】以上のように、この実施例ではトランジス
タ13のオフ時に第2の抵抗12及びコンデンサ14の
直列回路の接続点の電圧V2を一時的に電圧検出用集積
回路10の解除電圧VRESよりも大きくすることによ
り、電圧検出用集積回路10の出力信号の電圧V3を低
レベル(L)から高レベル(H)に復帰させ、この電圧
3と定周期パルス発生回路15の出力パルス信号の電
圧V1との論理和を論理和回路16にて演算して電圧低
下検出信号VOを出力することにより、電圧検出用集積
回路10のヒステリシスΔVの影響を除去して電池9の
電圧の低下を正確に検出することができる。また、回路
全体としての消費電力が少ないため、電池寿命への影響
を少なくできる。
【0011】この発明の実施態様は前記の実施例に限定
されず変更が可能である。例えば、上記の実施例ではス
イッチング素子としてトランジスタ13を使用した例を
示したが、電界効果トランジスタ(FET)及びサイリ
スタ(SCR)等の他のスイッチング素子を使用しても
よい。
【0012】
【発明の効果】上記のように、この発明によれば、第1
及び第2の抵抗の各抵抗値を適当に選択することによ
り、電圧検出用集積回路のヒステリシスの影響を除去す
ることができる。このため、従来の電圧検出用集積回路
を使用して電池の電源電圧の低下を正確に検出すること
ができる。また、消費電力が少ないため、電池寿命への
影響を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による電池電圧低下検出回路を示す
電気回路図
【図2】 図1の回路の各部の電圧を示す波形図
【図3】 従来の電池電圧低下検出回路及び電圧検出用
集積回路の内部を示す電気回路図
【図4】 図3の電圧検出用集積回路のヒステリシスΔ
V及び電池電圧VINの正常時と低下時の電圧検出用集積
回路の電圧低下検出出力信号VOUTを示す波形図
【符号の説明】
1〜4...第1〜第4の内部抵抗、5...定電流
源、6...コンパレータ、7、8...第1及び第2
のインバータ、9...電池、10...電圧検出用集
積回路(電圧検出回路)、11、12...第1及び第
2の抵抗、13...トランジスタ(スイッチング素
子)、14...コンデンサ、15...定周期パルス
発生回路、16...論理和回路、17...直列抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−125470(JP,A) 特開 平2−269429(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 19/00 - 19/32 G01R 31/36

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池に接続された第1の抵抗及びスイッ
    チング素子の直列回路と、第1の抵抗に並列に接続され
    た第2の抵抗及びコンデンサの直列回路と、スイッチン
    グ素子の制御端子に接続された定周期パルス発生回路
    と、第2の抵抗及びコンデンサの直列回路の接続点の電
    圧と基準電圧とを比較してその接続点の電圧が基準電圧
    以下のときに電圧低下検出信号を出力する電圧検出回路
    と、電圧検出回路の出力信号及び定周期パルス発生回路
    の出力パルス信号の論理和を出力する論理和回路とを備
    えたことを特徴とする電池電圧低下検出回路。
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