JP3204091B2 - 充放電電流測定装置 - Google Patents
充放電電流測定装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の充放電
電流の電流測定装置に関するものである。
電流の電流測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノートパソコン等の携帯用電子機
器の電源として、複数の二次電池を接続し、これらを筐
体内に収容した電池パックが広く用いられている。電池
パックは、電力を供給する機器の使用可能な時間の目安
を表示するために、電池容量を計測する機能を有してい
る。さらに最近、成長が著しいリチウムイオン二次電池
では、充放電状態を的確に制御するために、充放電電流
を正確に測定し、電池容量を計測する必要がある。通
常、充放電電流の測定は、機器に電力を供給する充放電
経路中に微小抵抗値の抵抗を配設し、充電電流測定用と
放電電流測定用の微小電圧増幅手段をそれぞれ設け、前
記抵抗に流れる充放電電流を各微小電圧増幅手段により
電流測定を行う方法が一般的である。
器の電源として、複数の二次電池を接続し、これらを筐
体内に収容した電池パックが広く用いられている。電池
パックは、電力を供給する機器の使用可能な時間の目安
を表示するために、電池容量を計測する機能を有してい
る。さらに最近、成長が著しいリチウムイオン二次電池
では、充放電状態を的確に制御するために、充放電電流
を正確に測定し、電池容量を計測する必要がある。通
常、充放電電流の測定は、機器に電力を供給する充放電
経路中に微小抵抗値の抵抗を配設し、充電電流測定用と
放電電流測定用の微小電圧増幅手段をそれぞれ設け、前
記抵抗に流れる充放電電流を各微小電圧増幅手段により
電流測定を行う方法が一般的である。
【０００３】以下、従来の充放電電流測定装置について
図面を用いて説明する。図７は従来の充放電電流測定装
置の構成を示す図である。この図７において、１は二次
電池、２は電流検出抵抗であり、微小抵抗値の抵抗が二
次電池１の負極に接続されている。３は充電電流用微小
電圧増幅手段であり、電流検出抵抗２の両端に発生する
微小電圧を入力とする演算増幅器３１とトランジスタ３
２、トランジスタ３４、トランジスタ３５、トランジス
タ３６、抵抗３３からなるカレントミラー回路と所定の
基準電源Ｖ１とで構成されている。４は放電電流用微小
電圧増幅手段であり、上記充電電流用微小電圧増幅手段
３と同様に、電流検出抵抗２の両端に発生する微小電圧
を入力とする演算増幅器４１とトランジスタ４２、トラ
ンジスタ４４、トランジスタ４５、トランジスタ４６、
抵抗４３からなるカレントミラー回路と所定の基準電源
Ｖ１とで構成されている。５は充放電状態検出手段で演
算増幅器３１と演算増幅器４１の出力部の抵抗３３と抵
抗４３の出力を比較する比較器５１とプルアップ抵抗５
２と基準電源Ｖ１とで構成されている。６は出力手段で
ある。７と８は演算増幅器３１および演算増幅器４１の
入力抵抗である。
図面を用いて説明する。図７は従来の充放電電流測定装
置の構成を示す図である。この図７において、１は二次
電池、２は電流検出抵抗であり、微小抵抗値の抵抗が二
次電池１の負極に接続されている。３は充電電流用微小
電圧増幅手段であり、電流検出抵抗２の両端に発生する
微小電圧を入力とする演算増幅器３１とトランジスタ３
２、トランジスタ３４、トランジスタ３５、トランジス
タ３６、抵抗３３からなるカレントミラー回路と所定の
基準電源Ｖ１とで構成されている。４は放電電流用微小
電圧増幅手段であり、上記充電電流用微小電圧増幅手段
３と同様に、電流検出抵抗２の両端に発生する微小電圧
を入力とする演算増幅器４１とトランジスタ４２、トラ
ンジスタ４４、トランジスタ４５、トランジスタ４６、
抵抗４３からなるカレントミラー回路と所定の基準電源
Ｖ１とで構成されている。５は充放電状態検出手段で演
算増幅器３１と演算増幅器４１の出力部の抵抗３３と抵
抗４３の出力を比較する比較器５１とプルアップ抵抗５
２と基準電源Ｖ１とで構成されている。６は出力手段で
ある。７と８は演算増幅器３１および演算増幅器４１の
入力抵抗である。
【０００４】次に、上記構成を有する従来の充放電電流
測定装置について、その動作を説明する。まず二次電池
１に充電電流が流れることにより、充電電流は電流検出
抵抗２にて微小電圧に変換され、これを入力とする演算
増幅器３１の負帰還動作により電流検出抵抗２と入力抵
抗８の比で決まる充電電流に比例した微小電流がトラン
ジスタ３６のコレクタ電流として出力手段６に出力され
る。また充放電状態検出手段５で抵抗３３と抵抗４３の
出力の比較により、充電状態ではロー出力となる。以下
同様に二次電池１に放電電流が流れることにより、電流
検出抵抗２と入力抵抗７の比で決まる放電電流に比例し
た微小電流がトランジスタ４６のコレクタ電流として出
力手段６に出力される。また充放電状態検出手段５で抵
抗３３と抵抗４３の出力の比較により、放電状態ではハ
イ出力となる。従って出力手段６の出力値にて電流値の
絶対値が求められ、充放電状態検出手段５にてその電流
が充電電流かあるいは放電電流かを判別するものであ
る。
測定装置について、その動作を説明する。まず二次電池
１に充電電流が流れることにより、充電電流は電流検出
抵抗２にて微小電圧に変換され、これを入力とする演算
増幅器３１の負帰還動作により電流検出抵抗２と入力抵
抗８の比で決まる充電電流に比例した微小電流がトラン
ジスタ３６のコレクタ電流として出力手段６に出力され
る。また充放電状態検出手段５で抵抗３３と抵抗４３の
出力の比較により、充電状態ではロー出力となる。以下
同様に二次電池１に放電電流が流れることにより、電流
検出抵抗２と入力抵抗７の比で決まる放電電流に比例し
た微小電流がトランジスタ４６のコレクタ電流として出
力手段６に出力される。また充放電状態検出手段５で抵
抗３３と抵抗４３の出力の比較により、放電状態ではハ
イ出力となる。従って出力手段６の出力値にて電流値の
絶対値が求められ、充放電状態検出手段５にてその電流
が充電電流かあるいは放電電流かを判別するものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、充電電流と放電電流の測定用にそれぞれ微
小電圧増幅手段が必要であり、且つ各微小電圧増幅手段
からの出力が充電電流か放電電流かを示す充放電状態検
出手段が必要となり、回路構成が大きくなるという問題
があった。さらに、充放電電流の測定精度は主に演算増
幅器のオフセット電圧及び電流検出抵抗と入力抵抗の比
で決定される。電流検出抵抗及び上記微小電圧増幅手段
を構成する演算増幅器の各回路素子の許容ばらつきが電
流測定の精度に影響を及ぼすという問題があった。
の構成では、充電電流と放電電流の測定用にそれぞれ微
小電圧増幅手段が必要であり、且つ各微小電圧増幅手段
からの出力が充電電流か放電電流かを示す充放電状態検
出手段が必要となり、回路構成が大きくなるという問題
があった。さらに、充放電電流の測定精度は主に演算増
幅器のオフセット電圧及び電流検出抵抗と入力抵抗の比
で決定される。電流検出抵抗及び上記微小電圧増幅手段
を構成する演算増幅器の各回路素子の許容ばらつきが電
流測定の精度に影響を及ぼすという問題があった。
【０００６】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、充放電電流を簡易な構成で測定し、且つ電流測定精
度の良い充放電電流測定装置を提供することを目的とす
るものである。
り、充放電電流を簡易な構成で測定し、且つ電流測定精
度の良い充放電電流測定装置を提供することを目的とす
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の充放電電流測定装置は、充放電電流に比例し
た微小電圧を発生させる電流検出抵抗と、電流検出抵抗
で発生した微小電圧を増幅する微小電圧増幅手段と、予
め前記微小電圧増幅手段の入力のかさ上げを行う入力か
さ上げ手段と、前記電流検出抵抗の出力をショートする
第一のスイッチおよび前記微小電圧増幅手段に規定電流
相当の入力を入力する第二のスイッチを備えた補正手段
と、微小電圧増幅手段の出力信号を出力する出力手段
と、前記出力手段の出力を記憶する記憶手段とから構成
されたものである。
に本発明の充放電電流測定装置は、充放電電流に比例し
た微小電圧を発生させる電流検出抵抗と、電流検出抵抗
で発生した微小電圧を増幅する微小電圧増幅手段と、予
め前記微小電圧増幅手段の入力のかさ上げを行う入力か
さ上げ手段と、前記電流検出抵抗の出力をショートする
第一のスイッチおよび前記微小電圧増幅手段に規定電流
相当の入力を入力する第二のスイッチを備えた補正手段
と、微小電圧増幅手段の出力信号を出力する出力手段
と、前記出力手段の出力を記憶する記憶手段とから構成
されたものである。
【０００８】本発明の充放電電流測定装置は、微小電圧
増幅手段の入力のかさ上げを行うことにより、充電電流
及び放電電流の測定が一つの演算増幅器で行うことが可
能となる。さらに、演算増幅器の出力の値により充電電
流か放電電流かを判別でき、充放電状態検出手段が不要
となり、充放電電流を簡易な構成で測定できる。
増幅手段の入力のかさ上げを行うことにより、充電電流
及び放電電流の測定が一つの演算増幅器で行うことが可
能となる。さらに、演算増幅器の出力の値により充電電
流か放電電流かを判別でき、充放電状態検出手段が不要
となり、充放電電流を簡易な構成で測定できる。
【０００９】また、微小電圧増幅手段に２種類以上の規
定電流相当の入力を入力させたときの出力を記憶し、こ
れらの出力を結ぶ直線補正にて微小電圧増幅手段の出力
に対応する充放電電流の値を決定することにより精度良
く充放電電流の測定を行うことができる。
定電流相当の入力を入力させたときの出力を記憶し、こ
れらの出力を結ぶ直線補正にて微小電圧増幅手段の出力
に対応する充放電電流の値を決定することにより精度良
く充放電電流の測定を行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
て図面を参照しながら説明する。
【００１１】（実施の形態１） 図１は本発明の充放電電流測定装置の第一の実施形態を
示す回路図である。図１において、１は二次電池、２は
電流検出抵抗で微小抵抗値の抵抗が二次電池１の負極に
接続されている。３は微小電圧増幅手段で電流検出抵抗
２の両端に発生する微小電圧を入力とする演算増幅器３
１と演算増幅器３１の入力抵抗３２、抵抗３３とトラン
ジスタ３４、トランジスタ３６、トランジスタ３７、ト
ランジスタ３８、抵抗３５からなるカレントミラー回路
と所定の基準電源Ｖ１とで構成されている。４は入力か
さ上げ手段で電流検出抵抗２に電流が流れていなくても
演算増幅器３１の出力がなされるよう演算増幅器３１へ
の入力電圧のかさ上げを行うための定電流源４１と基準
電源Ｖ１とで構成されている。５は補正手段であり、ス
イッチ５１、スイッチ５２、スイッチ５３と抵抗５４、
抵抗５５で分圧される所定の基準電圧Ｖ１とからなる。
６は出力手段であり、抵抗負荷で構成されている。７は
出力手段６の出力を記憶する記憶手段である。
示す回路図である。図１において、１は二次電池、２は
電流検出抵抗で微小抵抗値の抵抗が二次電池１の負極に
接続されている。３は微小電圧増幅手段で電流検出抵抗
２の両端に発生する微小電圧を入力とする演算増幅器３
１と演算増幅器３１の入力抵抗３２、抵抗３３とトラン
ジスタ３４、トランジスタ３６、トランジスタ３７、ト
ランジスタ３８、抵抗３５からなるカレントミラー回路
と所定の基準電源Ｖ１とで構成されている。４は入力か
さ上げ手段で電流検出抵抗２に電流が流れていなくても
演算増幅器３１の出力がなされるよう演算増幅器３１へ
の入力電圧のかさ上げを行うための定電流源４１と基準
電源Ｖ１とで構成されている。５は補正手段であり、ス
イッチ５１、スイッチ５２、スイッチ５３と抵抗５４、
抵抗５５で分圧される所定の基準電圧Ｖ１とからなる。
６は出力手段であり、抵抗負荷で構成されている。７は
出力手段６の出力を記憶する記憶手段である。
【００１２】以上のように構成された充放電電流測定装
置について、その動作を説明する。二次電池１に充電電
流あるいは放電電流が流れていないときでも、演算増幅
器３１の非反転入力端子に入力された定電流源４１によ
り、演算増幅器３１の非反転入力端子の電位が上昇し、
トランジスタ３４を動作させ、演算増幅器３１の負帰還
動作により微小電圧増幅手段３のカレントミラー回路を
通して出力手段６に出力されている。
置について、その動作を説明する。二次電池１に充電電
流あるいは放電電流が流れていないときでも、演算増幅
器３１の非反転入力端子に入力された定電流源４１によ
り、演算増幅器３１の非反転入力端子の電位が上昇し、
トランジスタ３４を動作させ、演算増幅器３１の負帰還
動作により微小電圧増幅手段３のカレントミラー回路を
通して出力手段６に出力されている。
【００１３】ここで充電電流が流れることにより、演算
増幅器３１の非反転入力端子の電位が減少し、充放電電
流が流れていないときより出力手段６の出力量は減少す
る。また、逆に放電電流が流れることにより、充放電電
流が流れていないときより出力手段６の出力量は増加す
る。このとき、充放電電流の測定での補正手段５はスイ
ッチ５１をオン、スイッチ５２をオフ、スイッチ５３を
オフしておく。このように充放電電流が流れていないと
きの出力手段６の規定量の出力を基準量として、充電電
流に比例した分だけ、前記基準量より減少した量が出力
手段６より出力され、放電電流に比例した分だけ、前記
基準量より増加した量が出力手段６より出力される。
増幅器３１の非反転入力端子の電位が減少し、充放電電
流が流れていないときより出力手段６の出力量は減少す
る。また、逆に放電電流が流れることにより、充放電電
流が流れていないときより出力手段６の出力量は増加す
る。このとき、充放電電流の測定での補正手段５はスイ
ッチ５１をオン、スイッチ５２をオフ、スイッチ５３を
オフしておく。このように充放電電流が流れていないと
きの出力手段６の規定量の出力を基準量として、充電電
流に比例した分だけ、前記基準量より減少した量が出力
手段６より出力され、放電電流に比例した分だけ、前記
基準量より増加した量が出力手段６より出力される。
【００１４】さらにここで、補正手段５のスイッチ５１
をオフ、スイッチ５２をオン、スイッチ５３をオフする
ことにより、電流検出抵抗２の微小抵抗に発生する電圧
をショートすることになり、演算増幅器３１には充放電
電流が流れていないときの状態が入力され、このときの
出力手段６の出力を記憶手段７により記憶する。また、
補正手段５のスイッチ５１をオフ、スイッチ５２をオ
フ、スイッチ５３をオンすることにより、抵抗５４、抵
抗５５、基準電源Ｖ１で構成される予め定められた規定
放電電流に相当する電圧が演算増幅器３１に入力され
る。
をオフ、スイッチ５２をオン、スイッチ５３をオフする
ことにより、電流検出抵抗２の微小抵抗に発生する電圧
をショートすることになり、演算増幅器３１には充放電
電流が流れていないときの状態が入力され、このときの
出力手段６の出力を記憶手段７により記憶する。また、
補正手段５のスイッチ５１をオフ、スイッチ５２をオ
フ、スイッチ５３をオンすることにより、抵抗５４、抵
抗５５、基準電源Ｖ１で構成される予め定められた規定
放電電流に相当する電圧が演算増幅器３１に入力され
る。
【００１５】例えば、ある規定放電電流を４Ａ、電流検
出抵抗２を２０ｍΩとすると、８０ｍＶを抵抗５４、抵
抗５５、基準電源Ｖ１で構成する。このときの出力手段
６の出力を記憶手段７により記憶する。このように補正
手段５と記憶手段７により補正手段５のスイッチ５２を
オンして充放電電流が流れていないときの出力手段６の
出力を記憶手段７で記憶し、さらに補正手段５のスイッ
チ５３をオンしてある規定放電電流が流れたときの出力
手段６の出力を記憶手段７で記憶する。この２点を結ぶ
直線にて出力手段６の出力に対応する充放電電流の値を
決めることにより演算増幅器３１のオフセット電圧及び
電流検出抵抗の微小抵抗や入力抵抗などの素子ばらつき
の影響をなくすことができる。そして、この補正を周期
的に行えば、温度変化に対する素子の温度特性の影響も
なくすことができ精度の良い電流測定ができる。
出抵抗２を２０ｍΩとすると、８０ｍＶを抵抗５４、抵
抗５５、基準電源Ｖ１で構成する。このときの出力手段
６の出力を記憶手段７により記憶する。このように補正
手段５と記憶手段７により補正手段５のスイッチ５２を
オンして充放電電流が流れていないときの出力手段６の
出力を記憶手段７で記憶し、さらに補正手段５のスイッ
チ５３をオンしてある規定放電電流が流れたときの出力
手段６の出力を記憶手段７で記憶する。この２点を結ぶ
直線にて出力手段６の出力に対応する充放電電流の値を
決めることにより演算増幅器３１のオフセット電圧及び
電流検出抵抗の微小抵抗や入力抵抗などの素子ばらつき
の影響をなくすことができる。そして、この補正を周期
的に行えば、温度変化に対する素子の温度特性の影響も
なくすことができ精度の良い電流測定ができる。
【００１６】図２は、出力手段６の出力に対応する充放
電電流の値を示したものである。補正手段５において、
スイッチ５２をオンした電流ゼロでの出力手段６の出力
が２Ｖ、スイッチ５３をオンした放電電流４Ａでの出力
手段６の出力が４Ｖを記憶手段７で記憶し、この２点を
結ぶ直線が図２のように求まる。ここでスイッチ５１が
オンでの出力手段６の出力が３Ｖであると、図２の直線
より放電電流が２Ａ流れていると求められる。
電電流の値を示したものである。補正手段５において、
スイッチ５２をオンした電流ゼロでの出力手段６の出力
が２Ｖ、スイッチ５３をオンした放電電流４Ａでの出力
手段６の出力が４Ｖを記憶手段７で記憶し、この２点を
結ぶ直線が図２のように求まる。ここでスイッチ５１が
オンでの出力手段６の出力が３Ｖであると、図２の直線
より放電電流が２Ａ流れていると求められる。
【００１７】以上のように本実施の形態に示された充放
電電流測定装置によれば、充放電電流を微小電圧に変換
する電流検出抵抗２と、電流検出抵抗２の両端に発生す
る微小電圧を入力とする演算増幅器３１と演算増幅器３
１の入力抵抗３２、抵抗３３とトランジスタ３４、トラ
ンジスタ３６、トランジスタ３７、トランジスタ３８、
抵抗３５からなるカレントミラー回路と所定の基準電源
Ｖ１とからなる微小電圧増幅手段３と、電流検出抵抗２
に電流が流れていなくても出力がされるよう定電流源４
１と所定の基準電源Ｖ１からなる入力かさ上げ手段４
と、スイッチ５１、スイッチ５２、スイッチ５３と抵抗
５４、抵抗５５で分圧される所定の基準電圧Ｖ１とから
なる補正手段５と、出力手段６と、出力手段６の出力を
記憶する記憶手段７を設けることにより、充電電流及び
放電電流の測定が一つの演算増幅器で構成でき、且つ演
算増幅器の出力の値により充電電流か放電電流かを判別
できる。さらに、充放電状態検出手段が不要となり、充
放電電流を簡易な構成で測定可能となり、また定期的に
補正を行うことで電流測定精度の良い装置となる。
電電流測定装置によれば、充放電電流を微小電圧に変換
する電流検出抵抗２と、電流検出抵抗２の両端に発生す
る微小電圧を入力とする演算増幅器３１と演算増幅器３
１の入力抵抗３２、抵抗３３とトランジスタ３４、トラ
ンジスタ３６、トランジスタ３７、トランジスタ３８、
抵抗３５からなるカレントミラー回路と所定の基準電源
Ｖ１とからなる微小電圧増幅手段３と、電流検出抵抗２
に電流が流れていなくても出力がされるよう定電流源４
１と所定の基準電源Ｖ１からなる入力かさ上げ手段４
と、スイッチ５１、スイッチ５２、スイッチ５３と抵抗
５４、抵抗５５で分圧される所定の基準電圧Ｖ１とから
なる補正手段５と、出力手段６と、出力手段６の出力を
記憶する記憶手段７を設けることにより、充電電流及び
放電電流の測定が一つの演算増幅器で構成でき、且つ演
算増幅器の出力の値により充電電流か放電電流かを判別
できる。さらに、充放電状態検出手段が不要となり、充
放電電流を簡易な構成で測定可能となり、また定期的に
補正を行うことで電流測定精度の良い装置となる。
【００１８】（実施の形態２） 以下、本発明による充放電電流測定装置についての第二
の実施形態について図面を用いて説明する。図３は第二
の実施形態を示す回路図である。図３において、５は補
正手段であり、スイッチ５１、スイッチ５３、スイッチ
５６、スイッチ５７と抵抗５４、抵抗５５及び抵抗５
８、抵抗５９で分圧される所定の基準電圧Ｖ１とから構
成されている。その他の構成については、図１と同じで
あるので同一部には同一番号を付与し、その詳細な説明
は省略する。
の実施形態について図面を用いて説明する。図３は第二
の実施形態を示す回路図である。図３において、５は補
正手段であり、スイッチ５１、スイッチ５３、スイッチ
５６、スイッチ５７と抵抗５４、抵抗５５及び抵抗５
８、抵抗５９で分圧される所定の基準電圧Ｖ１とから構
成されている。その他の構成については、図１と同じで
あるので同一部には同一番号を付与し、その詳細な説明
は省略する。
【００１９】以上のように構成された第二の実施形態の
動作について説明する。前記第一の実施の形態での補正
手段５の補正において、電流が流れていないときの出力
を記憶手段７で記憶する代わりに充電電流側のポイント
として補正手段５のスイッチ５１をオフ、スイッチ５３
をオフ、スイッチ５６をオフ、スイッチ５７をオンする
ことにより、例えばある規定充電電流を３Ａ、電流検出
手段２の抵抗２０ｍΩとすると６０ｍＶが抵抗５８、抵
抗５９、基準電源Ｖ１で構成される規定充電電流相当の
電圧として入力され、このときの出力手段６の出力を記
憶手段７により記憶する。従ってスイッチ５３をオンし
たときの出力とスイッチ５７をオンしたときの出力の２
点を結ぶ直線にて出力手段６の出力に対応する充放電電
流の値を決める。図４は出力手段６の出力に対応する充
放電電流の値を示したものである。図４で補正手段５に
おいてスイッチ５３をオンした放電電流４Ａでの出力手
段６の出力が４Ｖ、スイッチ５２をオンした充電電流３
Ａでの出力手段６の出力が０．５Ｖを記憶手段７で記憶
し、この２点を結ぶ直線が図４のように求まる。ここで
スイッチ５１がオンでの出力手段６の出力が１Ｖである
と、図４の直線より充電電流が２Ａ流れていると求めら
れる。
動作について説明する。前記第一の実施の形態での補正
手段５の補正において、電流が流れていないときの出力
を記憶手段７で記憶する代わりに充電電流側のポイント
として補正手段５のスイッチ５１をオフ、スイッチ５３
をオフ、スイッチ５６をオフ、スイッチ５７をオンする
ことにより、例えばある規定充電電流を３Ａ、電流検出
手段２の抵抗２０ｍΩとすると６０ｍＶが抵抗５８、抵
抗５９、基準電源Ｖ１で構成される規定充電電流相当の
電圧として入力され、このときの出力手段６の出力を記
憶手段７により記憶する。従ってスイッチ５３をオンし
たときの出力とスイッチ５７をオンしたときの出力の２
点を結ぶ直線にて出力手段６の出力に対応する充放電電
流の値を決める。図４は出力手段６の出力に対応する充
放電電流の値を示したものである。図４で補正手段５に
おいてスイッチ５３をオンした放電電流４Ａでの出力手
段６の出力が４Ｖ、スイッチ５２をオンした充電電流３
Ａでの出力手段６の出力が０．５Ｖを記憶手段７で記憶
し、この２点を結ぶ直線が図４のように求まる。ここで
スイッチ５１がオンでの出力手段６の出力が１Ｖである
と、図４の直線より充電電流が２Ａ流れていると求めら
れる。
【００２０】以上のように補正手段５をスイッチ５１、
スイッチ５３、スイッチ５６、スイッチ５７と抵抗５
４、抵抗５５及び抵抗５８、抵抗５９で分圧される所定
の基準電圧Ｖ１で構成し、放電電流側のある規定ポイン
トの出力と充電電流側のある規定ポイントの出力とを記
憶することでも、充放電電流を簡易な構成で測定できる
装置となる。
スイッチ５３、スイッチ５６、スイッチ５７と抵抗５
４、抵抗５５及び抵抗５８、抵抗５９で分圧される所定
の基準電圧Ｖ１で構成し、放電電流側のある規定ポイン
トの出力と充電電流側のある規定ポイントの出力とを記
憶することでも、充放電電流を簡易な構成で測定できる
装置となる。
【００２１】（実施の形態３） 以下本発明の第三の実施形態について図面を用いて説明
する。図５は本発明の第三の実施形態を示す回路図であ
る。図５において、３は微小電圧増幅手段で電流検出抵
抗２の両端に発生する微小電圧を入力とする演算増幅器
３１と演算増幅器３１の入力抵抗３２、抵抗３３とトラ
ンジスタ３４、トランジスタ３６、トランジスタ３７、
トランジスタ３８、トランジスタ３９、抵抗３５からな
るカレントミラー回路と所定の基準電源Ｖ１とで構成さ
れている。５は補正手段でスイッチ５１、スイッチ５
２、スイッチ５３、スイッチ５６、スイッチ５７と抵抗
５４、抵抗５５及び抵抗５８、抵抗５９で分圧される所
定の基準電圧Ｖ１とからなる。６は出力手段で比較器６
１と比較器６１の入力で微小電圧増幅手段３の出力電流
を充電するコンデンサ６２とコンデンサ６２を放電する
ためのトランジスタ６７、トランジスタ６８からなるカ
レントミラー回路と比較器６１の基準電圧で抵抗６３、
抵抗６４、抵抗６５、所定の基準電源Ｖ１と比較器６１
の出力に応じて比較器６１の基準電圧を変えるトランジ
スタ６６と比較器６１の出力に応じてコンデンサ６２の
充電あるいは放電を切り替えると６９及びインバーター
６１０からなる。その他の構成は基本的に図１と同じで
あるので同一部には同一番号を付与し、その詳細な説明
は省略する。
する。図５は本発明の第三の実施形態を示す回路図であ
る。図５において、３は微小電圧増幅手段で電流検出抵
抗２の両端に発生する微小電圧を入力とする演算増幅器
３１と演算増幅器３１の入力抵抗３２、抵抗３３とトラ
ンジスタ３４、トランジスタ３６、トランジスタ３７、
トランジスタ３８、トランジスタ３９、抵抗３５からな
るカレントミラー回路と所定の基準電源Ｖ１とで構成さ
れている。５は補正手段でスイッチ５１、スイッチ５
２、スイッチ５３、スイッチ５６、スイッチ５７と抵抗
５４、抵抗５５及び抵抗５８、抵抗５９で分圧される所
定の基準電圧Ｖ１とからなる。６は出力手段で比較器６
１と比較器６１の入力で微小電圧増幅手段３の出力電流
を充電するコンデンサ６２とコンデンサ６２を放電する
ためのトランジスタ６７、トランジスタ６８からなるカ
レントミラー回路と比較器６１の基準電圧で抵抗６３、
抵抗６４、抵抗６５、所定の基準電源Ｖ１と比較器６１
の出力に応じて比較器６１の基準電圧を変えるトランジ
スタ６６と比較器６１の出力に応じてコンデンサ６２の
充電あるいは放電を切り替えると６９及びインバーター
６１０からなる。その他の構成は基本的に図１と同じで
あるので同一部には同一番号を付与し、その詳細な説明
は省略する。
【００２２】以上のように構成された充放電電流測定装
置の動作について説明する。前記第一および第二の実施
形態での出力手段６の出力において、抵抗負荷の替わり
に発振回路としパルス周波数の値により充放電電流値を
決定するものである。充放電電流に比例した微小電流が
微小電圧増幅手段３のトランジスタ３９のコレクタ電流
としてコンデンサ６２を充電する。コンデンサ６２の電
圧が抵抗６３と抵抗６４及び抵抗６５の合成抵抗での分
圧電圧より大きくなると比較器６１の出力が反転し、ト
ランジスタ６６をオンし、トランジスタ６９をオフす
る。このときトランジスタ６７、トランジスタ６８から
なるカレントミラー回路よりトランジスタ３９のコレク
タ電流の２倍の電流がトランジスタ６８のコレクタ電流
として流れることにより、コンデンサ６２は充電電流と
同じ大きさで放電される。そしてコンデンサ６２の電圧
が抵抗６３と抵抗６４の分圧電圧より小さくなると比較
器６１の出力が再度反転し、トランジスタ６６をオフ、
トランジスタ６９をオンし、再びコンデンサ６２は充電
される。以降同様の動作を繰り返し、充放電電流の値に
応じたパルス周波数を出力する。
置の動作について説明する。前記第一および第二の実施
形態での出力手段６の出力において、抵抗負荷の替わり
に発振回路としパルス周波数の値により充放電電流値を
決定するものである。充放電電流に比例した微小電流が
微小電圧増幅手段３のトランジスタ３９のコレクタ電流
としてコンデンサ６２を充電する。コンデンサ６２の電
圧が抵抗６３と抵抗６４及び抵抗６５の合成抵抗での分
圧電圧より大きくなると比較器６１の出力が反転し、ト
ランジスタ６６をオンし、トランジスタ６９をオフす
る。このときトランジスタ６７、トランジスタ６８から
なるカレントミラー回路よりトランジスタ３９のコレク
タ電流の２倍の電流がトランジスタ６８のコレクタ電流
として流れることにより、コンデンサ６２は充電電流と
同じ大きさで放電される。そしてコンデンサ６２の電圧
が抵抗６３と抵抗６４の分圧電圧より小さくなると比較
器６１の出力が再度反転し、トランジスタ６６をオフ、
トランジスタ６９をオンし、再びコンデンサ６２は充電
される。以降同様の動作を繰り返し、充放電電流の値に
応じたパルス周波数を出力する。
【００２３】出力手段としてのパルス周波数方式は、抵
抗負荷に比べてパルス周波数を上げれば充放電電流の測
定分解能が上がるが、比較器６１は入力が逆転したのち
に出力が反転するまでの遅延時間が発生する動作特性を
もつ。この遅延時間はパルス周波数によらず一定の値と
なるので、パルス周波数が高くなるほどパルス周波数に
対応する充放電電流の値の関係において直線性が悪くな
る。そこで第一及び第二の実施形態での補正手段５の２
点での補正に対して、３点を結ぶ直線にて出力手段６の
出力に対応する充放電電流の値を決める。
抗負荷に比べてパルス周波数を上げれば充放電電流の測
定分解能が上がるが、比較器６１は入力が逆転したのち
に出力が反転するまでの遅延時間が発生する動作特性を
もつ。この遅延時間はパルス周波数によらず一定の値と
なるので、パルス周波数が高くなるほどパルス周波数に
対応する充放電電流の値の関係において直線性が悪くな
る。そこで第一及び第二の実施形態での補正手段５の２
点での補正に対して、３点を結ぶ直線にて出力手段６の
出力に対応する充放電電流の値を決める。
【００２４】まず、補正手段５のスイッチ５１をオフ、
スイッチ５２をオン、スイッチ５３をオフ、スイッチ５
６をオン、スイッチ５７をオフすることにより、電流検
出抵抗２の微小抵抗に発生する電圧をショートすること
になり、充放電電流が流れていないときの出力が出力手
段６よりパルス周波数として出力され、この周波数を記
憶手段７で記憶する。次に、補正手段５のスイッチ５１
をオフ、スイッチ５２をオフ、スイッチ５３をオン、ス
イッチ５６をオン、スイッチ５７をオフすることによ
り、ある規定放電電流が流れたときの出力手段６の出力
が出力手段６よりパルス周波数として出力され、この周
波数を記憶手段７で記憶する。
スイッチ５２をオン、スイッチ５３をオフ、スイッチ５
６をオン、スイッチ５７をオフすることにより、電流検
出抵抗２の微小抵抗に発生する電圧をショートすること
になり、充放電電流が流れていないときの出力が出力手
段６よりパルス周波数として出力され、この周波数を記
憶手段７で記憶する。次に、補正手段５のスイッチ５１
をオフ、スイッチ５２をオフ、スイッチ５３をオン、ス
イッチ５６をオン、スイッチ５７をオフすることによ
り、ある規定放電電流が流れたときの出力手段６の出力
が出力手段６よりパルス周波数として出力され、この周
波数を記憶手段７で記憶する。
【００２５】さらに、補正手段５のスイッチ５１をオ
ン、スイッチ５２をオフ、スイッチ５３をオフ、スイッ
チ５６をオフ、スイッチ５７をオンすることにより、あ
る規定充電電流が流れたときの出力手段６の出力が出力
手段６よりパルス周波数として出力され、この周波数を
記憶手段７で記憶する。従ってスイッチ５２あるいはス
イッチ５３あるいはスイッチ５７をオンしたときの出力
手段６の出力の３点を結ぶ直線にて出力手段６の出力周
波数に対応する充放電電流の値を決めることで出力手段
としてパルス周波数に変換する方式のように比較器の遅
延時間の影響による入力に対する出力の直線性が悪くて
も測定精度の良い充放電電流が測定できる装置となる。
このとき充放電電流の測定での補正手段５はスイッチ５
１をオン、スイッチ５２をオフ、スイッチ５３をオフ、
スイッチ５６をオン、スイッチ５７をオフしておく。
ン、スイッチ５２をオフ、スイッチ５３をオフ、スイッ
チ５６をオフ、スイッチ５７をオンすることにより、あ
る規定充電電流が流れたときの出力手段６の出力が出力
手段６よりパルス周波数として出力され、この周波数を
記憶手段７で記憶する。従ってスイッチ５２あるいはス
イッチ５３あるいはスイッチ５７をオンしたときの出力
手段６の出力の３点を結ぶ直線にて出力手段６の出力周
波数に対応する充放電電流の値を決めることで出力手段
としてパルス周波数に変換する方式のように比較器の遅
延時間の影響による入力に対する出力の直線性が悪くて
も測定精度の良い充放電電流が測定できる装置となる。
このとき充放電電流の測定での補正手段５はスイッチ５
１をオン、スイッチ５２をオフ、スイッチ５３をオフ、
スイッチ５６をオン、スイッチ５７をオフしておく。
【００２６】図６は出力手段６の出力周波数に対応する
充放電電流の値を示したものである。図６で補正手段５
においてスイッチ５２をオンした充放電電流ゼロでの出
力手段６の出力周波数が５０Ｈｚ、スイッチ５３をオン
した放電電流４Ａでの出力手段６の出力周波数が９０Ｈ
ｚ、スイッチ５７をオンした充電電流３Ａでの出力手段
６の出力周波数が１０Ｈｚを記憶手段７で記憶し、これ
ら３点を結ぶ直線が図６のように求まる。ここでスイッ
チ５１がオン、スイッチ５６がオンでの出力手段６の出
力周波数が６０Ｈｚであると、図６の直線より放電電流
が１Ａ流れていると求められる。
充放電電流の値を示したものである。図６で補正手段５
においてスイッチ５２をオンした充放電電流ゼロでの出
力手段６の出力周波数が５０Ｈｚ、スイッチ５３をオン
した放電電流４Ａでの出力手段６の出力周波数が９０Ｈ
ｚ、スイッチ５７をオンした充電電流３Ａでの出力手段
６の出力周波数が１０Ｈｚを記憶手段７で記憶し、これ
ら３点を結ぶ直線が図６のように求まる。ここでスイッ
チ５１がオン、スイッチ５６がオンでの出力手段６の出
力周波数が６０Ｈｚであると、図６の直線より放電電流
が１Ａ流れていると求められる。
【００２７】以上のように出力手段として発振回路とし
パルス周波数の値により放電電流値を決定するもので
も、補正手段５をスイッチ５１、スイッチ５２、スイッ
チ５３、スイッチ５６、スイッチ５７と抵抗５４、抵抗
５５及び抵抗５８、抵抗５９で分圧される基準電圧Ｖ１
で構成し、充放電電流側がゼロポイントの出力周波数と
放電電流側のある規定ポイントの出力周波数と充電電流
側のある規定ポイントの出力周波数とを記憶し、これら
３点を結ぶ直線にて出力手段６の出力周波数に対応する
充放電電流の値を決めることにより、出力手段がパルス
周波数に変換する方式でも測定精度の良い充放電電流が
測定できる装置となる。
パルス周波数の値により放電電流値を決定するもので
も、補正手段５をスイッチ５１、スイッチ５２、スイッ
チ５３、スイッチ５６、スイッチ５７と抵抗５４、抵抗
５５及び抵抗５８、抵抗５９で分圧される基準電圧Ｖ１
で構成し、充放電電流側がゼロポイントの出力周波数と
放電電流側のある規定ポイントの出力周波数と充電電流
側のある規定ポイントの出力周波数とを記憶し、これら
３点を結ぶ直線にて出力手段６の出力周波数に対応する
充放電電流の値を決めることにより、出力手段がパルス
周波数に変換する方式でも測定精度の良い充放電電流が
測定できる装置となる。
【００２８】なお、本実施の形態において充電電流の増
加に応じて微小電圧増幅手段の出力を小さくし、放電電
流の増加に応じて微小電圧増幅手段の出力を大きくする
よう動作させているが、演算増幅器の入力端子の構成を
反転させて、充電電流の増加に応じて電流増幅手段の出
力を大きくし、放電電流の増加に応じて電流増幅手段の
出力を小さくするよう動作させてもよい。また、第三の
実施形態において電流が流れていないポイントでの出力
と充電電流のある規定ポイントでの出力と放電電流のあ
る規定ポイントでの出力の３点を結ぶ直線にて出力に対
応する充放電電流の値を決めているが、補正手段の複数
点での出力を結ぶ直線にて出力に対応する充放電電流の
値を決めてもよい。
加に応じて微小電圧増幅手段の出力を小さくし、放電電
流の増加に応じて微小電圧増幅手段の出力を大きくする
よう動作させているが、演算増幅器の入力端子の構成を
反転させて、充電電流の増加に応じて電流増幅手段の出
力を大きくし、放電電流の増加に応じて電流増幅手段の
出力を小さくするよう動作させてもよい。また、第三の
実施形態において電流が流れていないポイントでの出力
と充電電流のある規定ポイントでの出力と放電電流のあ
る規定ポイントでの出力の３点を結ぶ直線にて出力に対
応する充放電電流の値を決めているが、補正手段の複数
点での出力を結ぶ直線にて出力に対応する充放電電流の
値を決めてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明の充放電電流測定装
置は、充放電電流を簡易な構成で測定し、且つ電流測定
精度の良い装置を実現できるものである。また、測定精
度の良い充放電電流が測定できる装置を実現できるもの
である。
置は、充放電電流を簡易な構成で測定し、且つ電流測定
精度の良い装置を実現できるものである。また、測定精
度の良い充放電電流が測定できる装置を実現できるもの
である。
【図１】本発明の第一の実施形態を示す回路図
【図２】同回路における出力手段の出力に対応する充放
電電流の値を示す図
電電流の値を示す図
【図３】本発明の第二の実施形態を示す回路図
【図４】同回路における出力手段の出力に対応する充放
電電流の値を示す図
電電流の値を示す図
【図５】本発明の第三の実施形態を示す回路図
【図６】同回路における出力手段の出力に対応する充放
電電流の値を示す図
電電流の値を示す図
【図７】従来例を示す回路図
１ 二次電池 ２ 電流検出抵抗 ３ 微小電圧増幅手段 ４ 入力かさ上げ手段 ５ 補正手段 ６ 出力手段 ７ 記憶手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−66250（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−42075（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 19/00 G01R 31/36
Claims (5)
- 【請求項１】 電池の充放電経路に位置し、充放電電流
に比例した微小電圧を発生させる電流検出抵抗と、前記
電流検出抵抗で発生した微小電圧を増幅する微小電圧増
幅手段と出力手段とを備えた充放電電流測定装置であっ
て、 前記微小電圧増幅手段は、前記電流検出抵抗により発生
した微小電圧を予めかさ上げすると共に、充電電流の増
加に応じて前記微小電圧を増幅した出力電圧を小さく
し、放電電流の増加に応じて出力電圧を大きくするよう
動作し、 さらに前記充放電電流測定装置は、前記電流検出抵抗で
発生した微小電圧をショートする第一のスイッチと、前
記微小電圧増幅手段に予め定められた規定電流に相当す
る入力電圧を入力する第二のスイッチを有する補正手段
と、前記微小電圧増幅手段の出力を記憶する記憶手段と
を有し、 前記記憶手段は、第一のスイッチをオンさせた時の前記
微小電圧増幅手段の出力と、前記第二のスイッチをオン
させた時の前記微小電圧増幅手段の出力とを記憶し、記
憶した二つの出力により直線的に前記微小電圧増幅手段
の出力に対応する充放電電流の値を決定する ことを特徴
とする充放電電流測定装置。 - 【請求項２】 電池の充放電経路に位置し、充放電電流
に比例した微小電圧を発生させる電流検出抵抗と、前記
電流検出抵抗で発生した微小電圧を増幅する微小電圧増
幅手段と出力手段とを備えた充放電電流測定装置であっ
て、 前記微小電圧増幅手段は、前記電流検出抵抗により発生
した微小電圧を予めかさ上げすると共に、充電電流の増
加に応じて前記微小電圧を増幅した出力電圧を小さく
し、放電電流の増加に応じて出力電圧を大きくするよう
動作し、 さらに前記充放電電流測定装置は、前記微小電圧増幅手
段に予め定められた規定電流に相当する入力電圧を入力
する補正手段と、前記微小電圧増幅手段の出力を記憶す
る記憶手段とを有し、 前記補正手段は、前記微小電圧増幅手段に異なる二種類
の前記規定電流に相当する入力電圧を入力する第三のス
イッチ及び第四のスイッチを備え、第三のスイッチをオ
ンさせた時の前記微小電圧増幅手段の出力と、第四のス
イッチをオンさせた時の前記微小電圧増幅手段の出力と
を記憶し、記憶した二つの出力により、直線的に前記微
小電圧増幅手段の出力に対応する充放電電流の値を決定
する ことを特徴とする充放電電流測定装置。 - 【請求項３】 前記記憶手段は、微小電圧増幅手段に予
め定められた異なる規定電流に相当する入力電圧を入力
する複数個のスイッチを備え、前記第一のスイッチをオ
ンさせた時の前記微小電圧増幅手段の出力と、前記複数
個のスイッチを順次オンさせた時の前記微小電圧増幅手
段のそれぞれの出力とを記憶し、これら複数点の出力を
結ぶ直線にて前記微小電圧増幅手段の出力に対応する充
放電電流の値を決定することを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の充放電電流測定装置。 - 【請求項４】 前記微小電圧増幅手段の出力手段とし
て、抵抗負荷に発生する電圧とし、前記電圧に対応する
充放電電流の値を決定することを特徴とする請求項１乃
至３いずれかに記載の充放電電流測定装置。 - 【請求項５】 前記微小電圧増幅手段の出力手段とし
て、電流検出抵抗で発生した微小電圧を周波数に変換
し、前記周波数に対応する充放電電流の値を決定するこ
とを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の充放電
電流測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12951996A JP3204091B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 充放電電流測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12951996A JP3204091B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 充放電電流測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09311147A JPH09311147A (ja) | 1997-12-02 |
| JP3204091B2 true JP3204091B2 (ja) | 2001-09-04 |
Family
ID=15011515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12951996A Expired - Fee Related JP3204091B2 (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | 充放電電流測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3204091B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003004822A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池電源装置 |
| JP2004191241A (ja) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 電流検出装置及び残量検出システム |
| US8901891B2 (en) | 2009-02-25 | 2014-12-02 | Panasonic Corporation | Voltage polarity determination circuit and charge amount measurement circuit |
| WO2010098090A1 (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | パナソニック株式会社 | 電圧極性判別回路及び電荷量計測回路 |
| JP5213822B2 (ja) * | 2009-09-16 | 2013-06-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電流検出装置 |
| JP6001334B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-10-05 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置、バッテリ状態監視モジュール及び車輌システム |
| JP7192075B2 (ja) * | 2017-04-03 | 2022-12-19 | 日清紡マイクロデバイス株式会社 | 電流検出アンプ |
| JP6969884B2 (ja) * | 2017-04-03 | 2021-11-24 | 新日本無線株式会社 | 電流検出アンプ |
| CN114325042B (zh) * | 2021-12-06 | 2024-07-16 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种电流检测电路及方法 |
-
1996
- 1996-05-24 JP JP12951996A patent/JP3204091B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH09311147A (ja) | 1997-12-02 |
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