JP3562063B2 - 電圧検出回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池を電源としたガス遮断弁装置の電池電圧検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ガスやＬＰガスが安全に使用されることを目的として、燃料ガス（以下、ガスという）の使用量を計測して異常に使用量が増えた場合や、通常の使用量と大きく掛け離れた時間使用されていることを検知すると、ガス通路を遮断する保安装置付ガスメータが普及しつつある。
【０００３】
この種の保安装置付ガスメータには、リチウム電池等の長期信頼性の高い電源用電池を備え、回路電流と遮断弁の駆動電流を供給し、ガスメータの設置使用期間中は電池交換不要という性能を有している。
【０００４】
内蔵電池が消耗すると、保安機能に支障がでるので、電池電圧を特定の時間毎に自動的に検査し、遮断機能がそこなわれる手前の限界電圧を検知すると、電池電圧低下警告を発するよう設計されている。この時、電池の負荷電圧を測る必要があるが、遮断弁に実際に電流を流して遮断させるわけにはいかないので、遮断弁と電流が同じになるように疑似負荷を設定し、疑似負荷に電流を流してこの時の負荷電圧を電圧検出回路で測定するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では疑似負荷に流す電流をオン、オフするスイッチングトランジスタはマイコンの出力ポートで直接制御され、スイッチングトランジスタの比較的大きなベース電流に対応するため、マイコンの出力ポートは大電流に耐える特別な設計がなされていた。
【０００６】
しかし回路の都合でマイコンの大電流ポートを他に使用する必要が生じた場合や、その他の事情でやむおえず通常の出力ポートで前記スイッチングトランジスタを制御することもあるが、通常の出力ポートの小さな電流出力に対応するためにドライブトランジスタを付加し、ドライブトランジスタの電流増幅によりスイッチングトランジスタのベース電流を十分に供給できるようにする必要が生ずる。
【０００７】
図４は従来の電圧検出回路を示す構成図で、スイッチングトランジスタ１のベースはマイコン２の大電流ポートＰ０ で直接駆動される。マイコン２の大電流ポートＰ０ が「Ｌ」レベルになるとスイッチングトランジスタ１のベース電流ｉが流れ、スイッチングトランジスタ１は導通し、疑似負荷３に電流を流し、負荷時の電池電圧を電圧検出回路４で検出し、マイコンの入力ポートＰ１ にとり込み判定する。大電流ポートＰ０ の「Ｌ」引き込み電流が大きい場合はこれで問題ない。
【０００８】
図５はドライブトランジスタを付加して通常の出力ポートでスイッチングトランジスタを駆動する回路例で、この例では第１のドライブトランジスタ５及び第２のドライブトランジスタ６のベース電流ｉ５ 及びｉ６ は電池電源から直接供給しており、負荷時の電池電圧低下時にベース電流の供給に課題を残す例を示す。
【０００９】
第１及び第２のドライブトランジスタ５，６のベース電流ｉ５ ，ｉ６ は電池電圧ＶＢ に依存し、電池電圧ＶＢ の低下にともないベース電流は低下する。電池寿命末期近くになると電池の内部抵抗ｒが大きくなるため、通電初期のフレッシュな電池に比べ、負荷時電圧の低下が大きくなる。通電初期の電池電圧で設定したベース電流制限抵抗ＲＢ のままでは、寿命末期のベース電流が不足し、スイッチングトランジスタ１を十分ドライブできない。
【００１０】
逆に寿命末期の電池電圧でＲＢ を設定すると、通電初期には過大なベース電流が流れ、電池容量を無駄に消費することになる。ガスメータの設置使用期間中は電池交換をしないようにするためには、無駄な消費電流をなくし、少ない電流で確実に動作するようにしなければならない、という課題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電圧検出回路においては、実負荷に対応した疑似負荷と、この疑似負荷の電圧を検出する電圧検出回路と、疑似負荷の電流をオン・オフするスイッチングトランジスタと、このスイッチングトランジスタのベース電流をオン・オフする第１のドライブトランジスタと、この第１のドライブトランジスタのベース電流をオン・オフする第２のドライブ回路を備えたものである。
【００１２】
この本発明によれば、スイッチングトランジスタの動作は負荷時の電池電圧の変動に左右されず安定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
上記問題を解決するために、本発明の手段は、疑似負荷に流す電流をオン、オフするスイッチングトランジスタと、前記スイッチングトランジスタのベース電流をオン、オフする第１のドライブトランジスタと、前記第１のトランジスタのベース電流をさらにオン、オフする第２のドライブトランジスタを備え、疑似負荷の電流及びスイッチングトランジスタのベース電流は電池電源より供給し、第１のトランジスタ及び第２のドライブトランジスタのベース電流は電池電源を抵抗、コンデンサよりなる時定数回路を通した後のバックアップ電源より供給する構成である。
【００１４】
上記構成により、通常時バックアップ電源のコンデンサには、電池の開放状態に近い高い電圧が充電されているため、電池電圧検出時、疑似負荷に電流が流れ、電池電圧が低下しても、電圧が保持される。ドライブトランジスタのベース電流は、このバックアップ電源より供給されるため、負荷時の電池電圧の低下に影響されず、電池寿命末期にも十分にスイッチングトランジスタを動作可能にしている。
【００１５】
以下本発明の電圧検出回路の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す構成図で、第１及び第２のドライブトランジスタ５，６のベース電流はバックアップ電源７の内部コンデンサＣより供給される。内部コンデンサＣは通常時の高い電池電圧で充電され、電池電圧検出時間中は電圧を保持できるように時定数を設定しておく。
【００１７】
このため第１及び第２のドライブトランジスタ５，６のベース電流ｉ５ ，ｉ６ は、電圧変動の少ない開放電圧で供給され、電池寿命末期近くまでベース電流ｉ５ ，ｉ６ が変らず、スイッチングトランジスタ１を安定してドライブする。
【００１８】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態を示す構成図でバックアップ電源の時定数回路の抵抗Ｒ、コンデンサＣを、ダイオードＤ、コンデンサＣにおきかえている。負荷時にはダイオードＤは逆方向になるため、負荷時のコンデンサＣからの逃げ電流が小さい。
【００１９】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態を示す構成図でバックアップ電源を、マイコンのバックアップ電源と共通にしている。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、疑似負荷への通電を制御するマイコンの出力ポートを特別に設計された大電流ポートでなく、通常のポートで制御可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電圧検出回路の構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態における電圧検出回路の構成図
【図３】本発明の第３の実施の形態における電圧検出回路の構成図
【図４】従来の電圧検出回路を示す構成図
【図５】スイッチングトランジスタのドライブに課題を残す回路を示す構成図
【符号の説明】
１ スイッチングトランジスタ
３ 疑似負荷
４ 電圧検出回路
５ 第１のドライブトランジスタ
６ 第２のドライブトランジスタ
７ バックアップ電源
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池を電源としたガス遮断弁装置の電池電圧検出回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ガスやＬＰガスが安全に使用されることを目的として、燃料ガス（以下、ガスという）の使用量を計測して異常に使用量が増えた場合や、通常の使用量と大きく掛け離れた時間使用されていることを検知すると、ガス通路を遮断する保安装置付ガスメータが普及しつつある。
【０００３】
この種の保安装置付ガスメータには、リチウム電池等の長期信頼性の高い電源用電池を備え、回路電流と遮断弁の駆動電流を供給し、ガスメータの設置使用期間中は電池交換不要という性能を有している。
【０００４】
内蔵電池が消耗すると、保安機能に支障がでるので、電池電圧を特定の時間毎に自動的に検査し、遮断機能がそこなわれる手前の限界電圧を検知すると、電池電圧低下警告を発するよう設計されている。この時、電池の負荷電圧を測る必要があるが、遮断弁に実際に電流を流して遮断させるわけにはいかないので、遮断弁と電流が同じになるように疑似負荷を設定し、疑似負荷に電流を流してこの時の負荷電圧を電圧検出回路で測定するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の構成では疑似負荷に流す電流をオン、オフするスイッチングトランジスタはマイコンの出力ポートで直接制御され、スイッチングトランジスタの比較的大きなベース電流に対応するため、マイコンの出力ポートは大電流に耐える特別な設計がなされていた。
【０００６】
しかし回路の都合でマイコンの大電流ポートを他に使用する必要が生じた場合や、その他の事情でやむおえず通常の出力ポートで前記スイッチングトランジスタを制御することもあるが、通常の出力ポートの小さな電流出力に対応するためにドライブトランジスタを付加し、ドライブトランジスタの電流増幅によりスイッチングトランジスタのベース電流を十分に供給できるようにする必要が生ずる。
【０００７】
図４は従来の電圧検出回路を示す構成図で、スイッチングトランジスタ１のベースはマイコン２の大電流ポートＰ０ で直接駆動される。マイコン２の大電流ポートＰ０ が「Ｌ」レベルになるとスイッチングトランジスタ１のベース電流ｉが流れ、スイッチングトランジスタ１は導通し、疑似負荷３に電流を流し、負荷時の電池電圧を電圧検出回路４で検出し、マイコンの入力ポートＰ１ にとり込み判定する。大電流ポートＰ０ の「Ｌ」引き込み電流が大きい場合はこれで問題ない。
【０００８】
図５はドライブトランジスタを付加して通常の出力ポートでスイッチングトランジスタを駆動する回路例で、この例では第１のドライブトランジスタ５及び第２のドライブトランジスタ６のベース電流ｉ５ 及びｉ６ は電池電源から直接供給しており、負荷時の電池電圧低下時にベース電流の供給に課題を残す例を示す。
【０００９】
第１及び第２のドライブトランジスタ５，６のベース電流ｉ５ ，ｉ６ は電池電圧ＶＢ に依存し、電池電圧ＶＢ の低下にともないベース電流は低下する。電池寿命末期近くになると電池の内部抵抗ｒが大きくなるため、通電初期のフレッシュな電池に比べ、負荷時電圧の低下が大きくなる。通電初期の電池電圧で設定したベース電流制限抵抗ＲＢ のままでは、寿命末期のベース電流が不足し、スイッチングトランジスタ１を十分ドライブできない。
【００１０】
逆に寿命末期の電池電圧でＲＢ を設定すると、通電初期には過大なベース電流が流れ、電池容量を無駄に消費することになる。ガスメータの設置使用期間中は電池交換をしないようにするためには、無駄な消費電流をなくし、少ない電流で確実に動作するようにしなければならない、という課題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の電圧検出回路においては、実負荷に対応した疑似負荷と、この疑似負荷の電圧を検出する電圧検出回路と、疑似負荷の電流をオン・オフするスイッチングトランジスタと、このスイッチングトランジスタのベース電流をオン・オフする第１のドライブトランジスタと、この第１のドライブトランジスタのベース電流をオン・オフする第２のドライブ回路を備えたものである。
【００１２】
この本発明によれば、スイッチングトランジスタの動作は負荷時の電池電圧の変動に左右されず安定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
上記問題を解決するために、本発明の手段は、疑似負荷に流す電流をオン、オフするスイッチングトランジスタと、前記スイッチングトランジスタのベース電流をオン、オフする第１のドライブトランジスタと、前記第１のトランジスタのベース電流をさらにオン、オフする第２のドライブトランジスタを備え、疑似負荷の電流及びスイッチングトランジスタのベース電流は電池電源より供給し、第１のトランジスタ及び第２のドライブトランジスタのベース電流は電池電源を抵抗、コンデンサよりなる時定数回路を通した後のバックアップ電源より供給する構成である。
【００１４】
上記構成により、通常時バックアップ電源のコンデンサには、電池の開放状態に近い高い電圧が充電されているため、電池電圧検出時、疑似負荷に電流が流れ、電池電圧が低下しても、電圧が保持される。ドライブトランジスタのベース電流は、このバックアップ電源より供給されるため、負荷時の電池電圧の低下に影響されず、電池寿命末期にも十分にスイッチングトランジスタを動作可能にしている。
【００１５】
以下本発明の電圧検出回路の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す構成図で、第１及び第２のドライブトランジスタ５，６のベース電流はバックアップ電源７の内部コンデンサＣより供給される。内部コンデンサＣは通常時の高い電池電圧で充電され、電池電圧検出時間中は電圧を保持できるように時定数を設定しておく。
【００１７】
このため第１及び第２のドライブトランジスタ５，６のベース電流ｉ５ ，ｉ６ は、電圧変動の少ない開放電圧で供給され、電池寿命末期近くまでベース電流ｉ５ ，ｉ６ が変らず、スイッチングトランジスタ１を安定してドライブする。
【００１８】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態を示す構成図でバックアップ電源の時定数回路の抵抗Ｒ、コンデンサＣを、ダイオードＤ、コンデンサＣにおきかえている。負荷時にはダイオードＤは逆方向になるため、負荷時のコンデンサＣからの逃げ電流が小さい。
【００１９】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態を示す構成図でバックアップ電源を、マイコンのバックアップ電源と共通にしている。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明は、疑似負荷への通電を制御するマイコンの出力ポートを特別に設計された大電流ポートでなく、通常のポートで制御可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電圧検出回路の構成図
【図２】本発明の第２の実施の形態における電圧検出回路の構成図
【図３】本発明の第３の実施の形態における電圧検出回路の構成図
【図４】従来の電圧検出回路を示す構成図
【図５】スイッチングトランジスタのドライブに課題を残す回路を示す構成図
【符号の説明】
１ スイッチングトランジスタ
３ 疑似負荷
４ 電圧検出回路
５ 第１のドライブトランジスタ
６ 第２のドライブトランジスタ
７ バックアップ電源
Claims (1)
- 電流の大きさが実負荷と同じになるように設定した疑似負荷と通電時の疑似負荷電圧を検出する電圧検出回路と、疑似負荷に流す電流をオン、オフするスイッチングトランジスタと、前記スイッチングトランジスタのベース電流をオン、オフする第１のドライブトランジスタと、前記第１のドライブトランジスタのベース電流をオン、オフする第２のドライブ回路を備え、疑似負荷の電流及びスイッチングトランジスタのベース電流は電池電源より供給し、第１のドライブトランジスタのベース電流及び第２のドライブトランジスタのベース電流は電池電源を抵抗、コンデンサよりなる時定数回路を通した後のバックアップ電源より供給するようにした電圧検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28032295A JP3562063B2 (ja) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | 電圧検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28032295A JP3562063B2 (ja) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | 電圧検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09127162A JPH09127162A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3562063B2 true JP3562063B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=17623391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28032295A Expired - Fee Related JP3562063B2 (ja) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | 電圧検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3562063B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4697746B2 (ja) * | 2007-06-18 | 2011-06-08 | 株式会社デンソー | 電源瞬停保護回路 |
-
1995
- 1995-10-27 JP JP28032295A patent/JP3562063B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09127162A (ja) | 1997-05-16 |
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