JP3788717B2 - 電池パック、電池電圧モニタ回路、電池システム、機器装置、電池電圧モニタ方法、および電池電圧モニタプログラム記憶媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の電圧をモニタするためのモニタ信号を出力するモニタ信号出力機能を備えた電池パック、モニタ信号を受け取って電池の電圧をモニタする電池電圧モニタ回路、電池を備えるとともにその電池電圧のモニタ機能を備えた電池システムおよび機器装置、電池電圧をモニタする電池電圧モニタ方法、および、電池電圧モニタ用プログラムが記憶された電池電圧モニタプログラム記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ（以下、「ノートパソコン」と称する）等の携帯型電子機器装置においては、機器装置用の電源として電池が搭載されていることが多い。
【０００３】
机上で動作させる機器装置の場合、あるいはノートパソコン等の携帯型の機器装置においても机上で動作させる場合は、ＡＣアダプタ等を介して商用電源より電力の供給を受けて動作するため電力の供給が途切れることについてはあまり考慮する必要はないが、電池からの電力の供給を受けて動作する場合、ユーザは常に電池の残量を意識する必要がある。特にノートパソコン等の情報処理機器においては、電池残量がなくなる（電池が空になる）と処理中のデータがすべて消滅してしまう恐れがあるため、電池の消耗状態を認識して、未だ動作可能なうちに処理中のデータをハードディスク等の不揮発性記憶媒体に退避させる必要がある。
【０００４】
このような、電池残量が無くなることに伴うトラブルの防止を目的として、ノートパソコン等には、従来より、電池の残量をモニタするシステムが組み込まれている。
【０００５】
図１１は、電池残量モニタ機能を有する電池システムを示す図である。
【０００６】
この電池システム１０は、電池パック２０と電池電圧モニタ部３０とからなる。ここではこの電池システム１０はノートパソコン４０に内蔵されている。ここで、電池パック２０と電池電圧モニタ部３０は、電池パック２０の選択信号入力端子２０ａと電池電圧モニタ部３０の選択信号出力端子３０ａが接続され、電池パック２０の電池電圧出力端子２０ｂと電池電圧モニタ部３０の電池電圧入力端子３０ｂが接続され、さらに電池パック２０と電池電圧モニタ部３０の電源端子２０ｃ，３０ｃどうし、グランド端子２０ｄ，３０ｄどうしが接続されている。
【０００７】
図１１に示す電池電圧モニタ部３０には、ＤＣ−ＤＣ変換回路３１と、そのＤＣ−ＤＣ変換回路３１から５．０Ｖの電力の供給を受けて動作するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと略記する）３２が備えられている。
【０００８】
このマイコン３２からは、電池電圧モニタ部３０の選択信号出力端子３０ａおよび電池パック２０の選択信号入力端子２０ａを経由して、電池パック２０内の電池保護回路２１に、電池パック２０内において順次に直列に接続された３つの電池Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃のいずれかを選択する選択信号が送られる。電池保護回路２１では、その選択信号に応じて、その選択信号により選択された電池の電圧を表わすモニタ信号を、電池パック２０の電池電圧出力端子２０ｂおよび電池電圧モニタ部３０の電池電圧入力端子３０ｂを経由して、マイコン３２に伝達する。マイコン３２は、その送られてきた電池電圧をディジタル信号に変換して取り込んでその電池電圧を認識し、その電池電圧からその電池の残量が認識される。
【０００９】
ここで、図１１に示す電池パック２０には、２つのＦＥＴ（ＦＥＴ₁とＦＥＴ₂）が配備されている。ここでは、電池Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃は、例えばリチウム・イオン電池等、充電可能な電池であり、２つのＦＥＴのうちの一方のＦＥＴ₁は電池Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃の電圧が下限まで下がったときにオフ状態となることにより、電池Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃の過放電を防止するためのＦＥＴ、もう一方のＦＥＴ₂は、電池Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃が完全充電されさらに充電されようとしたときにオフ状態となることにより、電池Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃の過充電を防止するためのＦＥＴである。
【００１０】
図１２は、図１１に示す電池パック２０内の電池保護回路の内部構成を示す図である。ただし、図１１を参照して説明した過放電、過充電の防止はここでの主眼ではなく、この図１２、および以下に説明する各図において過放電、過充電防止のための回路構成は図示および説明を省略する。
【００１１】
この図１２に示す電池保護回路２１には選択信号を入力する選択信号入力端子２１ａ、電池の電圧を表わすモニタ信号を出力する電圧信号出力端子２１ｂ、直列に接続された複数（ここでは３個）の電池Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の一端（電池Ｓ１のプラス電極）に接続されるノード接続端子２１ｃ、２つの電池Ｓ１，Ｓ２の接続点に接続されるノード接続端子２１ｄ、２つの電池Ｓ２，Ｓ３の接続点に接続されるノード接続端子２１ｅ、直列接続された電池Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３のもう一方の端（電池Ｓ₃のマイナス電極）に接続されるノード端子２１ｆを有する。尚、ここでは、直列接続された複数（ここでは３個）の電池の両端および電池どうしの接続点それぞれを‘ノード’と称する。
【００１２】
また、この電池保護回路２１の内部には、３つの差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃と１つのマルチプレクサＭＰＸが配備されている。３つの差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃は、それぞれ、２つのノード２１ｃ，２１ｄ、２つのノード２１ｄ，２１ｅ、および２つのノード２１ｅ，２１ｆを入力とするものであり、それら３つの差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃の出力は、いずれもマルチプレクサＭＰＸに入力される。マルチプレクサＭＰＸは、選択信号入力端子２１ａから入力された選択信号に応じて３つの入力のうちの１つを選択して、モニタ信号出力端子２１ｂから出力するものである。
【００１３】
図１１に示すマイコン３２は、３つの電池Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を選択する選択信号を順次に出力しそれに応じて送られてくる３つの電池Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３それぞれの電圧を表わすモニタ信号をＡＤ変換して取り込むことにより、それら３つの電池Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３それぞれの電圧を知ることができる。
【００１４】
図１３は、リチウム、イオン電池の放電時間（横軸）と電池電圧（縦軸）との関係を示す図、図１４は、電池電圧（縦軸）と電池残量（横軸）との関係を示す図である。
【００１５】
図１３に示すように電池を使うとその電池の電圧が徐々に低下する。この電池電圧をモニタすると、図１４に示すように、その電池電圧から電池残量を知ることができる。
【００１６】
図１１に示すマイコン３２では、３つの電池Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の各電圧を取り込み、その電池電圧から電池残量を知り、そのノートパソコン４０のユーザに残量を知らせたり、電池残量が使用限界に近づいたときにはユーザに警報を発したりデータを自動的に退避したりなど、電池が使用不能になることを想定した対策を採ることができる。
【００１７】
ここで図１２に示す差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃のオフセット電圧およびそのオフセット電圧に起因して生じる測定誤差について説明する。
【００１８】
図１５は、図１２に示す３つの差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃の１つ（ここでは差動増幅器ＡＭＰ₁とする）を示した回路図である。
【００１９】
ここには、核となる差動増幅器ＡＭＰ₁₁と、その差動増幅器ＡＭＰ₁₁の回りに接続された抵抗が示されている。ここで、各抵抗の近くに記されたＲ₁，Ｒ₂は、その抵抗を意味するとともにその抵抗の抵抗値をも意味している。また、この図１５には、差動増幅器ＡＭＰ₁₁のオフセット電圧αを明示的に示してある。
【００２０】
この差動増幅器ＡＭＰ₁の非反転入力に加えられる電圧をＶ⁺とし、反転入力に加えられる電圧をＶ^-としたとき、この差動増幅器ＡＭＰ₁の出力電圧Ｖ⁰は、
Ｖ⁰＝（Ｒ₂／Ｒ₁）（Ｖ⁺−Ｖ^-）＋（（Ｒ₁＋Ｒ₂）／Ｒ₁）×α ……（１）
で与えられる。
【００２１】
図１６は、図１５に示す差動増幅器において、反転入力を接地した場合を示す図であり、この場合、この差動増幅器の出力電圧Ｖ⁰は、
Ｖ⁰＝（Ｒ₂／Ｒ₁）×Ｖ⁺＋（（Ｒ₁＋Ｒ₂）／Ｒ₁）×α ……（２）
となる。
【００２２】
図１７は、図１５に示す構成の前段に、バッファ用の差動増幅器ＡＭＰ₁₂，ＡＭＰ₁₃を配置した構成を示す図である。
【００２３】
差動増幅器ＡＭＰ₁₂，ＡＭＰ₁₃は、差動増幅器ＡＭＰ₁₁の、それぞれ非反転入力用および反転入力用のバッファ回路であり、差動増幅器ＡＭＰ₁₁の増幅率を決めるための抵抗Ｒ₁，Ｒ₂により、電池Ｓ₁〜Ｓ₃から電流が漏洩するのを防止するためのものである。ここで、バッファ回路を構成する差動増幅器ＡＭＰ₁₂，ＡＭＰ₁₃によるオフセット電圧αは、差動増幅器ＡＭＰ₁₁のコモンモード入力であって差動増幅器ＡＭＰ₁₁によりキャンセルされるため、図１７に示す構成においても、差動増幅器ＡＭＰ₁₁のオフセット電圧のみを考慮すればよく、この図１７に示す全体としての差動増幅器ＡＭＰ₁の出力電圧Ｖ⁰は、図１５の場合と同様、
Ｖ⁰＝（Ｒ₂／Ｒ₁）（Ｖ⁺−Ｖ^-）＋（（Ｒ₁＋Ｒ₂）／Ｒ₁）×α ……（１）
で与えられる。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
上記（１），（２）式に示すように、差動増幅器ＡＭＰ₁の増幅度は抵抗Ｒ₁，Ｒ₂の抵抗値で決まり、増幅精度もそれらの抵抗値の精度に依存する。ただし上記（１），（２）式から判るように、各抵抗Ｒ₁，Ｒ₂の抵抗値の絶対的な値ではなく、２つの抵抗Ｒ₁，Ｒ₂の抵抗値の比Ｒ₂／Ｒ₁で増幅精度が決まる。したがって、増幅度を決める抵抗Ｒ₁，Ｒ₂をＬＳＩ内部に作り込むことで高精度の増幅度を実現することができる。すなわち、ＬＳＩ内部に抵抗を作り込む場合、抵抗の絶対値は不純物の拡散ばらつきなどで±２０〜３０％の誤差があるが、２つの抵抗の抵抗値の比は高い精度で制御することができ、比のばらつきは０．０５％以下に抑えることができる。
【００２５】
これに対し、差動増幅器のオフセット電圧αは、ＬＳＩの製造プロセスにおけるばらつきがそのまま反映されるため、同一のＬＳＩチップ内に複数の差動増幅器を作り込んだときのそれら同一チップ内に作り込まれた複数の差動増幅器どうしではオフセット電圧αはほとんど同一の値であるが、チップ間での差は大きい。
【００２６】
ここで、例えばノートパソコン等では、電池残量を１％あるいはそれ以上の精度で検出する必要があるが、差動増幅器のオフセット電圧αは電池残量に換算すると２〜３％あるいはそれ以上にばらつく結果となる。
【００２７】
差動増幅器で高精度な出力を得るために、微調整回路を付加しておいて、オフセット電圧αがゼロとなるように調整することが考えられるが、その調整に要する作業量、およびその調整のための回路をチップ上に用意しておくことによるコストの上昇が問題となる。さらには、オフセット電圧αには温度変化や経年変化も存在し、上記のようにして微調整したとしても温度変化や経年変化によるオフセット電圧αの変化には対処することができないという問題がある。
【００２８】
このような問題に対処するため、特開平６−２６０８５１号公報には、オフセット測定時に差動増幅器の非反転入力と反転入力との双方を接地し、そのときの差動増幅器の出力電圧を測定することにより、温度や経年変化をも含めた、その時点におけるオフセット電圧を検出することが提案されている。
【００２９】
しかしながら、オフセット電圧αはプラスの場合もマイナスの場合も存在するにもかかわらず、この方式の場合、オフセット電圧αがプラスの場合のみしか測定することができないという問題がある。このため、この公報では、温度変化や経年変化があってもオフセット電圧が常にプラスとなるようにあらかじめ調整しておくことが提案されている。
【００３０】
しかし、この公報に提案された方法の場合、やはりオフセット電圧調整のための回路を作り込んでおいて、オフセット電圧を調整するという作業が必要となり、コストの上昇を免れることはできない。
【００３１】
本発明は、上記事情に鑑み、事前の調整を不要とし、かつ電池電圧を高精度に測定するための、電池パック、電池電圧モニタ回路、電池システム、機器装置、電池電圧モニタ方法、および電池電圧モニタプログラム記憶媒体を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の電池パックは、直列接続された複数の電池と、それら複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路とが内蔵されてなることを特徴とする。
【００３５】
ここで、上記電池パックは、上記複数の電池および上記モニタ信号出力回路に加え、さらに
モニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、
オフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、複数の電池各々の電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを有する電池電圧モニタ回路が内蔵されてなることが好ましい。
【００３６】
また、その場合に、上記オフセット算出部は、上記複数の電池のうちの１つ以上の一部の電池による第１の電圧と、上記複数の電池のうちの１つ以上の他の一部の電池による第２の電圧と、上記複数の電池のうちの、上記一部の電池と上記他の一部の電池とを合わせた複数の電池による第３の電圧とを表わす３つの信号に基づいて、上記差動増幅器のオフセット電圧を算出するものであってもよい。
【００３７】
また、上記目的を達成する本発明の電池電圧モニタ回路は、直列接続された複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて上記差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、
オフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、複数の電池各々の電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを備えたことを特徴とする。
【００３８】
この場合に、上記オフセット算出部は、上記複数の電池のうちの１つ以上の一部の電池による第１の電圧と、上記複数の電池のうちの１つ以上の他の一部の電池による第２の電圧と、上記複数の電池のうちの、上記一部の電池と上記他の一部の電池とを合わせた複数の電池による第３の電圧とを表わす３つの信号に基づいて、上記差動増幅器のオフセット電圧を算出するものであってもよい。
【００３９】
さらに、上記目的を達成する本発明の電池システムは、
直列接続された複数の電池、
それら複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路、および
モニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、そのオフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、複数の電池各々の電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを有する電池電圧モニタ回路を備えたことを特徴とする。
【００４０】
さらに、上記目的を達成する本発明の機器装置は、電力の供給を受けて動作する機器装置において、
直列接続された複数の電池、
それら複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路、および
モニタ信号出力回路から得た、少なくとも一方のノードが異なるノード間の電圧を表わす複数の信号に基づいて差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、そのオフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、複数の電池各々の電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを有する電池電圧モニタ回路を備えたことを特徴とする。
【００４１】
また、上記目的を達成する本発明の電池電圧モニタ方法は、直列接続された複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて前記差動増幅器のオフセット電圧を算出し、
算出したオフセット電圧を用いて、上記複数の電池各々の電圧の測定誤差を補正することを特徴とする。
【００４２】
さらに、上記目的を達成する本発明の電池電圧モニタプログラム記憶媒体は、コンピュータ内で実行されることにより、該コンピュータを、電池の電圧をモニタする装置として動作させる電池電圧モニタプログラムが記憶された電池電圧モニタプログラム記憶媒体において、
直列接続された複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を備えたモニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて前記差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、
上記オフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、上記複数の電池それぞれの各電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを有する電池電圧モニタプログラムが記憶されてなることを特徴とする。
【００４３】
以上の本発明によれば、直列に接続された電池のうちのいずれの１つの電池の電圧を測定した場合であってもあるいは直列に接続された２つ以上の電池の電圧を測定した場合であっても差動増幅器のオフセット電圧は一定であることを利用してオフセット電圧を測定し、測定された電池電圧からその測定誤差を補正するようにしたため、事前の調整なしに、かつ温度や経年変化等の一切を含んだ、測定時のオフセット電圧を測定して補正することができ、電池電圧の高精度の測定が可能となる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００５８】
図１は、本発明の１実施形態の概略構成図である。
【００５９】
この図１において、電池パック２０は、本発明の電池パックの一例に相当し、その電池パック２０に内蔵された電池保護回路２１は、本発明のモニタ信号出力回路の一例に相当し、電池パック２０と電池電圧モニタ部３０との組合せが本発明にいう電池システムの一例に相当し、電池電圧モニタ部３０が本発明の電池電圧モニタ回路の一例に相当し、ノートパソコン４０が本発明の機器装置の一例に相当し、電池電圧モニタ部３０に備えられたマイコン３２において実行される電池電圧モニタプログラムを方法として捉えたものが本発明の電池電圧モニタ方法の一例に相当し、マイコン３２に内蔵されたプログラムＲＯＭ（図４参照）が、本発明の電池電圧モニタプログラム記憶媒体に相当する。
【００６０】
この図１自体は、前述した図１１と同様な図であり、図１１の要素に対応する要素には、図１１に付した符号と同一の符号を付して示し、この図１に関する詳細説明は省略する。この図１における、本発明の実施形態としての特徴は、電池保護回路２１の構成およびマイコン３２で実行される電池電圧モニタプログラムにある。以下、本実施形態の詳細について説明する。
【００６１】
図２は、図１に示す第１実施形態における電池保護回路の構成を示すブロック図である。ただし、図１１，図１２の場合と同様、図１に示す過放電、過充電防止用のＦＥＴ（ＦＥＴ₁およびＦＥＴ₂）のオン、オフを制御する制御回路の図示および説明は省略する。
【００６２】
図２に示す電池保護回路２１は、図１に示す電池パック２０の選択信号入力端子２０ａに接続された選択信号入力端子２１ａ、電池パック２０の電池電圧出力端子２０ｂに接続された電池電圧出力端子２１ｂ、直列接続された複数（ここでは３個）の電池Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の両端および電池どうしの接続点からなる複数のノードそれぞれに接続された４つのノード接続端子２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆを有し、その内部には、２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂と、１つの差動増幅器ＡＭＰ₁と、選択制御回路ＳＥＬとを備えている。
【００６３】
２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂のうちの第１のマルチプレクサＭＰＸ₁には３つのノード接続端子２１ｃ，２１ｄ，２１ｅの電圧が入力され、その第１のマルチプレクサＭＰＸ₁では、選択制御回路ＳＥＬからの切替信号に応じてそれら３つの電圧のうちの１つが選択されて出力され、その出力電圧は差動増幅器ＡＭＰ₁に入力される。
【００６４】
また、２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂のうちの第２のマルチプレクサＭＰＸ₂には３つのノード接続端子２１ｄ，２１ｅ，２１ｆの電圧が入力され、その第２のマルチプレクサＭＰＸ₂では、選択制御回路ＳＥＬからの切替信号に応じてそれら３つの電圧のうちの１つが選択されて出力され、この第２のマルチプレクサＭＰＸ₂の出力も、差動増幅器ＡＭＰ₁に入力される。
【００６５】
差動増幅器ＡＭＰ₁は、２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂のそれぞれから出力された電圧どうしの差分電圧を演算し、その差分電圧を出力する。この差分電圧は、電池電圧出力端子２１ｂを経由し、電池パック２０の電池電圧出力端子２０ｂを経由し、さらに電池電圧モニタ部３０の電池電圧入力端子３０ｂを経由してマイコン３２に伝えられ、その差分電圧を表わすディジタルデータが生成されてそのマイコン３２に取り込まれる。
【００６６】
また、選択制御回路ＳＥＬは、電池電圧モニタ部３０（図１参照）のマイコン３２から出力され、選択信号出力端子３０ａ、選択信号入力端子２０ａ、および電池保護回路２１の選択信号入力端子２１ａを経由して入力された選択信号に応じて、２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂を切り替える。
【００６７】
ここでは、後述するように、マルチプレクサＭＰＸ₁がノード接続端子２１ｃの電圧を出力するときにマルチプレクサＭＰＸ₂がノード接続端子２１ｄの電圧を出力する切替モード（このときには、差動増幅器ＡＭＰ₁からは電池Ｓ₁の電圧が出力される（ただし差動増幅器ＡＭＰ₁のオフセット値αによる誤差は含まれている。以下同様。））と、マルチプレクサＭＰＸ₁がノード接続端子２１ｄの電圧を出力するときにマルチプレクサＭＰＸ₂がノード接続端子２１ｅの電圧を出力する切替モード（このとき、差動増幅器ＡＭＰ₁からは，電池Ｓ₂の電圧が出力される）と、マルチプレクサＭＰＸ₁がノード接続端子２１ｅの電圧を出力するときにマルチプレクサＭＰＸ₂がノード接続端子２１ｆの電圧（接地電圧＝０．０Ｖ）を出力する切替モード（このとき、差動増幅器ＡＭＰ₁からは，電池Ｓ₃の電圧が出力される）とのほか、さらに、マルチプレクサＭＰＸ₁がノード接続端子２１ｃの電圧を出力するときにマルチプレクサＭＰＸ₂がノード接続端子２１ｅの電圧を出力する切替モード（このとき、差動増幅器ＡＭＰ₁からは直列接続された２つの電池Ｓ₁，Ｓ₂の両端の電圧が出力される）を有する。
【００６８】
図３は、図２に示す差動増幅器ＡＭＰ₁と２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂のオン抵抗Ｒ_nを示した図である。
【００６９】
この図３に示す構成の場合、差動増幅器ＡＭＰ₁からの出力電圧Ｖ⁰は、

となる。
【００７０】
ここで、マルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂のオン抵抗Ｒ_nは、１００Ω〜２００Ω程度であるのに対し、差動増幅器ＡＭＰ₁の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂はいずれも例えば２００ｋΩ程度であるため、オン抵抗Ｒ_nによる影響は０．１％以下となり殆んど無視することができる。
【００７１】
図４は、図１に示すマイコン３２の概要を示す構成図である。
【００７２】
このマイコン３２は、プログラムを記憶しておくプログラムＲＯＭ３２１と、例えば図１４に示すような、電池電圧と電池残量との対応関係を示すデータや、その他各種のデータを記憶しておくデータＲＯＭ３２２と、プログラムＲＯＭ３２１に記憶されたプログラムを読み出して実行するＣＰＵ３２３と、ＣＰＵ３２３がプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ３２４と、入力アナログ電圧をディジタルデータに変換して内部に取り込むＡ／Ｄ変換器３２５とディジタルの信号を入出力する入出力インタフェース３２６とを備えている。この入出力インタフェース３２６からは、図２に示す２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂を切り替える基になる選択信号が出力され、Ａ／Ｄ変換器３２５には、図２に示す差動増幅器ＡＭＰ₁の出力が入力されてディジタルデータに変換される。
【００７３】
図５は、図４に示すマイコン３２を構成するプログラムＲＯＭ３２１中に格納されたプログラムの概念図である。
【００７４】
このプログラムＲＯＭ３２１には、電池電圧モニタプログラム３２１１が記憶されている。この電池電圧モニタプログラム３２１１は、オフセット算出部３２１１ａ、オフセット補正部３２１１ｂ、および電池残量算出部３２１１ｃから構成されている。各部の処理内容については、以下において、図６を参照して説明する。
【００７５】
図６は、マイコン３２のプログラムＲＯＭ３２１に記憶された電池電圧モニタプログラムの処理内容を示すフローチャートである。
【００７６】
図１および図４に示すマイコン３２において、この図６に示す電池電圧モニタプログラムの実行が開始されると、先ず、ステップ（ａ１）において、マイコン３２から電池セルＳ１を選択する選択信号が出力され、図２に示す電池保護回路２１の選択制御回路ＳＥＬから、２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂のそれぞれに、差動増幅器ＡＭＰ₁から電池セルＳ１の電圧を出力するための各切替信号が出力され、各マルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂はその切替信号に応じて入力を切り替えて差動増幅器ＡＭＰ₁に出力する。具体的には、電池セルＳ１を選択する選択信号に応じて、第１のマルチプレクサＭＰＸ₁はノード接続端子２１ｃの電圧を差動増幅器ＡＭＰ₁に伝えるように切り替えられ、第２のマルチプレクサＭＰＸ₂は、ノード接続端子２１ｄの電圧を差動増幅器ＡＭＰ₂に伝えるように切り替えられる。
【００７７】
２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂が上記のように切り替えられると、差動増幅器ＡＭＰ₁から電池セルＳ１の電圧が出力され、その電池セルＳ１の電圧はマイコン３２に伝達され、図６のステップ（ａ２）においてそのその電池セルＳ１の電圧がディジタルデータに変換されてそのマイコンで読み取られる。ここでは、その読み取られた電池セルＳ１の電圧（読取値）をＳＥ１とする。
【００７８】
ステップ（ａ３），（ａ４）では、上記と同様にして、マイコン３２から、電池セルＳ２を選択する選択信号が出力され、送られてきた電池セルＳ２の電圧が読み取られる。この電池セルＳ２の読取値をＳＥ２とする。
【００７９】
さらに、ステップ（ａ４），（ａ５）では、やはり上記と同様にして、マイコン３２から、電池セルＳ３が選択されその電池セルＳ３の電圧値が読み取られる。この電池セルＳ３の読取値をＳＥ３とする。
【００８０】
さらに、ステップ（ａ６），（ａ７）では、やはり上記と同様にして、マイコン３２から、直列接続された２つの電池セルＳ１，Ｓ２が選択され、それに応じて送られてきた、直列接続された２つの電池セルＳ１，Ｓ２の両端の電圧値が読み取られる。ここでは、その読取値をＳＥ１２とする。
【００８１】
ステップ（ａ９）では、上記の読取値を用いて、式
ＳＥ１＋ＳＥ２＝ＳＥ１２−２α ……（５）
に基づいて差動増幅器ＡＭＰ₁のオフセット電圧αが求められる。
【００８２】
ここで、上記（５）式に基づいてオフセット電圧αを求めることができる理由について説明する。
【００８３】
ここでは、図３に示す差動増幅器ＡＭＰ₁において、前述した理由によりマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂のオン抵抗Ｒ_nは無視し、かつ、２つの抵抗Ｒ₁，Ｒ₂は同一の抵抗値をもつものとする。
【００８４】
このとき、前述の（４）式は、
Ｖ⁰＝Ｖ⁺−Ｖ^-＋２α ……（６）
となる。
【００８５】
各電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の真の電圧値をそれぞれＳ１，Ｓ２，Ｓ３で表わすと、ステップ（ａ２），（ａ４），（ａ７）で読み取られた読取値ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ１２には、それぞれ
ＳＥ１＝Ｓ１＋２α ……（７）
ＳＥ２＝Ｓ２＋２α ……（８）
ＳＥ１２＝Ｓ１＋Ｓ２＋２α ……（９）
となる。したがって、

となり、前述の（５）式が成立する。
【００８６】
したがって差動増幅器ＡＭＰ₁のオフセット電圧αは、
α＝（ＳＥ１＋ＳＥ２−ＳＥ１２）／２ ……（１０）
として求められる。
【００８７】
本実施形態では、差動増幅器ＡＭＰ₁のオフセット電圧αを求めるまでのステップ、すなわちステップ（ａ１）〜（ａ９）の集合を、図５に示す電池電圧モニタプログラム３２１１のオフセット算出部３２１１ａと称している。
【００８８】
次に、図６のステップ（ａ１０）〜（ａ１２）において、各電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の真の電圧値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が
Ｓ１＝ＳＥ１−２α ……（１１）
Ｓ２＝ＳＥ２−２α ……（１２）
Ｓ３＝ＳＥ３−２α ……（１３）
により求められる。本実施形態では、これらのステップ（ａ１０）〜（ａ１２）の集合を、図５に示す電池電圧モニタプログラム３２１１のオフセット補正部３２１１ｂと称している。
【００８９】
さらに、図６のステップ（ａ１３）において、各電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の残量が算出される。この電池残量の算出にあたっては、図４に示すマイコン３２のデータＲＯＭ３２２に記憶されている、図１４に一例を示すような電池電圧と電池残量との対応データが参照され、ステップ（ａ１０）〜（ａ１２）で求められた各電池セルの真の電圧値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が電池残量に変換される。この算出された電池残量は、マイコン３２からノートパソコン４０（図１参照）の本体に送られ、ノートパソコン４０では、図示しなり表示画面上に電池残量を表示し、あるいは電池残量が少なくなったときはその旨表示する。尚、図６のステップ（ａ１３）において、通常は、３つの電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３についてほぼ同じ電池残量が求められるが、それらの３つ電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３のうちの１つだけ極端に電池残量が少なくなったときは、早めに警告表示がなされるとともに、電池パックの変換が促される。図６のステップ（ａ１３）は、図５の電池電圧モニタプログラム３２１１の電池残量算出部３２１１ｃに相当する。
【００９０】
以上のように、本実施形態では、電池残量を求めようとするときに、そのときの差動増幅器ＡＭＰ₁のオフセット電圧αが求められ、そのオフセット電圧αを補正した真の電池電圧が求められるため、電池残量が正確に求められ、高精度な電池残量表示を行なうことができる。
【００９１】
図７は、本発明の第２の実施形態における電池保護回路の構成を示すブロック図である。この第２実施形態の、電池システム全体の構成は、図１に示す第１実施形態のそれと同じであり、ここでは第２実施形態としての新たな図示は省略し、図１をそのまま参照することにする。ただし、この第２実施形態においては、図１に示すＤＣ−ＤＣ変換回路３１は、電池電圧を３．０Ｖに変換するものであり、マイコン３２は３．０Ｖで動作するマイコンである点が異なる。また、図７において、図２の場合と同様、図１に示す過放電、過充電防止用のＦＥＴ（ＦＥＴ₁およびＦＥＴ₂）の動作を制御するための構成の図示および説明は省略する。
【００９２】
この図７に示す電池保護回路２１は、図２に示す電池保護回路と同じ端子２１ａ〜２１ｆを備えているが、その内部構成は異なっており、４つの差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃，ＡＭＰ₄と、直列接続された２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２と、２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂と、選択制御回路ＳＥＬとから構成されている。この電池保護回路２１はその全体が１つのＬＳＩ内に作り込まれており、したがって４つの差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃，ＡＭＰ₄は、オフセット電圧の電圧値（オフセット値）を含め、十分な高精度をもって相互に同一の特性を有している。
【００９３】
４つの差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃，ＡＭＰ₄のうちの１つの差動増幅器ＡＭＰ₄を除く、残りの３つの差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃には、その入力に、それぞれ、２つのノード接続端子２１ｃ，２１ｄ、２つのノード接続端子２１ｄ，２１ｅ、および２つのノード接続端子２１ｅ，２１ｆが接続され、それら３つの差動増幅器の出力はいずれも第１のマルチプレクサＭＰＸ₁に入力されている。
【００９４】
また、第１のマルチプレクサＭＰＸ₁にはさらに、直列接続された２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２のｅ１側の端のノード２１１と、２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２どうしが接続された接続点のノード２１２との２つのノードの電圧が入力されている。
【００９５】
また、第２のマルチプレクサＭＰＸ₂には、直列接続された２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２の両端の各ノード２１１，２１３と、それら２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２どうしが接続された接続点のノード２１２との合計３つのノードの電圧が入力されている。ただし、基準電圧源ｅ２側の端のノード２１３は、ノード接続端子２１ｆに接続された状態で、第２のマルチプレクサＭＰＸ₂にが入力されている。
【００９６】
残りの１つの差動増幅器ＡＭＰ₄には、２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂それぞれの出力が入力され、それらの出力どうしの差分が求められて、モニタ信号出力端子２１ｂから、マイコン３２（図１参照）に向けて出力される。
【００９７】
選択制御回路ＳＥＬは、図２に示す電池保護回路の選択制御回路と同様、マイコン３２から送られてきた選択信号に基づいて２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂の切替えを制御するものであるが、切替えのモードは図２の場合とは異なっている。
【００９８】
すなわち、ここでは、第１のマルチプレクサＭＰＸ₁から、直列接続された２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２の３つのノード２１１，２１２，２１３のうちの、基準電圧源ｅ２側のノード２１１の電圧が出力されるタイミングで、第２のマルチプレクサＭＰＸ₂から２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２どうしの接続点のノード２１２の電圧が出力されるように切り替える切替モード（この場合、差動増幅器ＡＭＰ₄からは基準電圧源ｅ１の電圧が出力される）と、第１のマルチプレクサＭＰＸ₁から基準電圧源ｅ１，ｅ２どうしの接続点のノード２１２の電圧が出力されるタイミングで第２のマルチプレクサＭＰＸ₂から基準電圧源ｅ２側の端のノード２１３の電圧が出力されるように切り替える切替モード（この場合、差動増幅器ＡＭＰ₁からは基準電圧源ｅ２の電圧が出力される）と、第１のマルチプレクサＭＰＸ₁から基準電圧源ｅ１側の端のノード２１１の電圧が出力されるタイミングで第２のマルチプレクサＭＰＸ₂から基準電圧源ｅ２側の端のノード２１３の電圧が出力されるように切り替える切替モード（この場合、差動増幅器ＡＭＰ₁からは直列接続された２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２の両端の電圧が出力される）と、第２のマルチプレクサＭＰＸ₂から基準電圧源ｅ１側の端のノード２１１の電圧が出力されるタイミングで、第１のマルチプレクサＭＰＸ₁からは、差動増幅器ＡＭＰ₁の出力（電池セルＳ１の電圧）を出力する切替モード（このときは、差動増幅器ＡＭＰ₁からは電池セルＳ１の電圧から、直列接続された２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２による電圧（ここではこれをスライス電圧と称する）を差し引いた差分電圧が出力される）と、第２のマルチプレクサＭＰＸ₂からはスライス電圧を出力し、第１のマルチプレクサＭＰＸ₁からは差動増幅器ＡＭＰ₂の出力（電池セルＳ２の電圧）を出力する切替モード（このときは、差動増幅器ＡＭＰ₁からは電池セルＳ２の電圧から、スライス電圧を差し引いた差分電圧が出力される）と、やはり第２のマルチプレクサＭＰＸ₂からはスライス電圧を出力し、第１のマルチプレクサＭＰＸ₁からは差動増幅器ＡＭＰ₃の出力（電池セルＳ３の電圧）を出力する切替モード（このときは、差動増幅器ＡＭＰ₄からは、電池セルＳ３の電圧から、スライス電圧を差し引いた差分電圧が出力される）とが存在する。
【００９９】
この第２実施形態におけるマイコン３２（図１参照）は３．０Ｖで動作するマイコンであり、一方各電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の電圧は、図１３に示すように完全充電状態では４Ｖを越える程度の電圧であるため、ここでは各電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の電圧からスライス電圧を差し引いた差分電圧をマイコン３２に送ることにより、マイコン３２で各電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の電圧を認識できるようにしている。このとき、第１実施形態の場合と同じく差動増幅器ＡＭＰ₁〜ＡＭＰ₄のオフセット電圧αに加え、２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２により作られるスライス電圧の精度が問題となるが、ここでは、以下のようにして差動増幅器ＡＭＰ₁〜ＡＭＰ₄のオフセット電圧αとスライス電圧とを正しく測定し、それを各電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の電圧からスライス電圧を差し引いた各差分電圧の測定値に反映させることにより、各電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の真の電圧値が求められる。
【０１００】
図８は、ここで説明している第２実施形態における、マイコン３２で実行される電池電圧モニタプログラムのフローチャートである。
【０１０１】
先ずステップ（ｂ１）において基準電圧ｅ１を選択する選択信号が、マイコン３２から、図１に示す電池パック２０の、図７に示す電池保護回路２１に向けて出力され、電池保護回路２１では、その選択制御回路ＳＥＬにより、２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂からノード２１１とノード２１２の各電圧がそれぞれ出力されるように、それら２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂が切り替えられ、差動増幅器ＡＭＰ₄からは基準電圧ｅ１の電圧が出力される。差動増幅器ＡＭＰ₄から出力された基準電圧源ｅ１の電圧は、マイコン３２に伝達され、ステップｅ２においてその電圧ｅ１がＡＤ変換されてディジタルデータとしての電圧値がマイコン３２に読み取られる。ここでは、基準電圧源ｅ１の読取値をＥ１と表記する。
【０１０２】
次に、これと同様にして、ステップ（ｂ３），（ｂ４）で基準電圧源ｃ２が選択されその読取値Ｅ２が読み取られる。
【０１０３】
さらに、上記と同様にして、ステップ（ｂ５），（ｂ６）では、直列接続された２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２の両端の電圧が選択され、その両端の電圧の読取値Ｅ３が読み取られる。
【０１０４】
その後、ステップ（ｂ７）において、式
Ｅ１＋Ｅ２＝Ｅ３−２×α ……（１４）
に基づいて差動増幅器ＡＭＰ₄のオフセット値αが求められる。
【０１０５】
ここで、基準電圧源ｅ１，ｅ２の各読取値Ｅ１，Ｅ２、および直接接続されたそれら２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２の両端の電圧Ｅ３は、それら２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２の真の電圧値をそれぞれｅ１，ｅ２としたとき、（６）式より、
Ｅ１＝ｅ１＋２α ……（１５）
Ｅ２＝ｅ２＋２α ……（１６）
Ｅ３＝ｅ１＋ｅ２＋２α ……（１７）
となる。したがって、

となり、（１４）式が成立する。
【０１０６】
したがって（１４）式より、差動増幅器ＡＭＰ₄のオフセット値αは、
α＝（Ｅ１＋Ｅ２−Ｅ３）／２ ……（１８）
として求められる。
【０１０７】
また、オフセット値αが求められると、真のスライス電圧ｅ１＋ｅ２は、（１７）式より、
ｅ１＋ｅ２＝Ｅ３−２α ……（１９）
として求められる（ステップｂ８））。
【０１０８】
ここで説明している第２実施形態では、上記の処理を行なう、図８のステップ（ｂ１）〜（ｂ８）が、図５に示す電池電圧モニタプログラム３２１１のオフセット算出部３２１１ａに相当する。
【０１０９】
次に図８に示すフローチャートのステップ（ｂ９）において、電池セルＳ１の電圧（差動増幅器ＡＭＰ₁の出力）をマルチプレクサＭＰＸ₁から出力するとともに、スライス電圧（ノード２１１の電圧）がマルチプレクサＭＰＸ₂から出力されるように選択信号を送り、電池セルＳ１とスライス電圧との差分電圧の読取値ＳＥ１がマイコン３２に取り込まれ（ステップｂ１０）、その結果から、以下の式に基づいて、電池セルＳ１の真の電圧値Ｓ１が算出される（ステップ（ｂ１１））。
【０１１０】
Ｓ１＝ＳＥ１＋（ｅ１＋ｅ２）−４α ……（２０）
ここで、（２０）式は以下のように導かれる。すなわち差動増幅器ＡＭＰ₁のオフセット値をα₁，差動増幅器ＡＭＰ₄のオフセット値をα₄としたとき、

ここで、図７に示す電池保護回路２１を構成する各要素は、前述のように、１つのＬＳＩチップ内に搭載されたものであり、したがって差動増幅器ＡＭＰ₁〜ＡＭＰ₄のオフセット値は相互に同一であり、これをαであらわすと、（２１）式は、
ＳＥ１＝Ｓ１−（ｅ１＋ｅ２）＋４α ……（２２）
となり、上記（２０）式が成立する。
【０１１１】
以下、同様にして、ステップ（ｂ１２），（ｂ１３），（ｂ１４）において、電池セルＳ２の電圧からスライス電圧を差し引いた差分電圧の読取値ＳＥ２を読み取って、
Ｓ２＝ＳＥ２＋（ｅ１＋ｅ２）−４α …（２３）
により、電池セルＳ２の真の電圧値Ｓ３が求められ、さらに、同様にして、ステップ（ｂ１５），（ｂ１６），（ｂ１７）において、電池セルＳ３の電圧からスライス電圧を差し引いた差分電圧の読取値ＳＥ３を読み取って、
Ｓ３＝ＳＥ３＋（ｅ１＋ｅ２）−４α…（２４）
により電池セルＳ３の真の電圧値Ｓ３が求められる。
【０１１２】
以上の、ステップ（Ｓ９）〜（Ｓ１７）における電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の真の電圧値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を求める処理が、図５の電池電圧モニタプログラム３２１１のオフセット補正部３２１１ｂに相当する。
【０１１３】
ステップ（ｂ１８）では、電池セルＳ１，Ｓ２，Ｓ３の真の電圧値が電池残量に換算される。この換算方法は、前述した第１実施形態の場合（図６のステップ（ａ１３））と同様であり、重複説明は省略する。このステップ（ｂ１８）が、図５の電池電圧モニタプログラム３２１１の電池残量算出部３２１１ｃに相当する。
【０１１４】
図９は、本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【０１１５】
この図９に示す第３実施形態は、以下に説明する相違点を除き、図１，図７及び図８に示す第２実施形態と同一であり、以下、その相違点についてのみ説明する。
【０１１６】
前述の第２実施形態では、基準電圧源ｅ１，ｅ２は、電池パック２０内（電池パック２０内の、図７に示す電池保護回路２１内）に備えられているが、図９に示す第３実施形態では、基準電圧源ｅ１，ｅ２は、電池パック２０の外部（ここに示す例では電池電圧モニタ部３０内）に備えられている。そのため電池パック２０には、それら直列接続された２つの基準電圧源ｅ１，ｅ２の各ノードと接続される端子２０ｅ，２０ｆ，２０ｄが備えられており、それら各ノードの電圧は電池電圧モニタ部３０の各端子３０ｅ，３０ｆ，３０ｄと電池パック２０の各端子２０ｅ，２０ｆ，２０ｄを経由して電池パック２０内の電池保護回路２１に伝えられる。
【０１１７】
このように基準電圧源ｅ１，ｅ２は電池パック２０の外部に備えられ、ノードが接続される端子を備えたものであってもよい。この第３の実施形態は、基準電圧源ｅ１，ｅ２が電池パック２０の外部に備えられたものであることを除き、前述した第２の実施形態と同一であり、重複説明は省略する。
【０１１８】
図１０は、本発明の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【０１１９】
この図１０には、電池パック５０が示されており、この電池パック５０には図１に示す、電池パック２０と電池電圧モニタ部３０との双方の構成要素が内蔵されている。このことから、この電池パック５０には、直列接続された３つの電池Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の両端の電圧をこの電池パック５０から出力するための端子５０ａ，５０ｂと、マイコン３２で求められた電池残量に関するデータを電池パックの外部に伝えたり、その他マイコン３２と外部との間のデータの送受信を行うための端子５０ｃが備えられている。
【０１２０】
この電池パック５０の電池保護回路２１，ＤＣ−ＤＣ変換回路３１、およびマイコン３２は、前述した第１実施形態における対応する要素と同一の機能を有するものであってもよく、あるいは前述した第２実施形態における対応する要素と同一機能を有するものであってもよい。
【０１２１】
このように、本発明の電池パックは、電池電圧をモニタして電池残量を求めるというインテリジェントな機能をその内部に備えたものであってもよい。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電池電圧を高精度にモニタすることができる。また、本発明のうち、第２のグループに属する発明は、直接的には電池電圧とスライス電圧との差分電圧をモニタするものであるため、そのモニタ用の回路がモニタされる電池の電圧より低い電源電圧で動作する回路であっても、電池電圧を高精度にモニタすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態の概略構成図である。
【図２】図１に示す第１実施形態における電池保護回路の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す差動増幅器ＡＭＰ₁と２つのマルチプレクサＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂のオン抵抗Ｒ_nを示した図である。
【図４】図１に示すマイコンの概要を示す構成図である。
【図５】図４に示すマイコンを構成するプログラムＲＯＭ中に格納されたプログラムの概念図である。
【図６】マイコンのプログラムＲＯＭに記憶された電池電圧モニタプログラムの処理内容を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施形態における電池保護回路の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態における、マイコンで実行される電池電圧モニタプログラムのフローチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】電池残量モニタ機能を有する電池システムを示す図である。
【図１２】図１１に示す電池パック内の電池保護回路の内部構成を示す図である。
【図１３】リチウム、イオン電池その他の放電時間（横軸）と電池電圧（縦軸）との関係を示す図である。
【図１４】電池電圧（縦軸）と電池残量（横軸）との関係を示す図である。
【図１５】図１２に示す３つの差動増幅器ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃の１つ（ここでは差動増幅器ＡＭＰ₁とする）を示した回路図である。
【図１６】図１５に示す差動増幅器において、反転入力を接地した場合を示す図である。
【図１７】図１５に示す構成の前段に、バッファ用の差動増幅器ＡＭＰ₁₂，ＡＭＰ₁₃を配置した構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 電池システム
２０ 電池パック
２０ａ 選択信号入力端子
２０ｂ モニタ信号出力端子
２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ ノード接続端子
２１ 電池保護回路
２１ａ 選択信号入力端子
２１ｂ モニタ信号出力端子
２１１，２１２，２１３ ノード
３０ 電池電圧モニタ部
３１ ＤＣ−ＤＣ変換回路
３２ マイコン
３２１ プログラムＲＯＭ
３２２ データＲＯＭ
３２３ ＣＰＵ
３２４ ＲＡＭ
３２５ Ａ／Ｄ変換器
３２６ 入出力インタフェース
３２１１ 電池電圧モニタプログラム
３２１１ａ オフセット算出部
３２１１ｂ オフセット補正部
３２１１ｃ 電池残量算出部
４０ ノートパソコン
５０ 電池パック
５０ａ，５０，５０ｃ 端子
ＡＭＰ₁，ＡＭＰ₂，ＡＭＰ₃，ＡＭＰ₄ 差動増幅器
ＭＰＸ₁，ＭＰＸ₂， マルチプレクサ
ＳＥＬ 選択制御回路

Claims (8)

1. 直列接続された複数の電池と、
   前記複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路と、
   前記モニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて前記差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、
   前記オフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、前記複数の電池各々の電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを有する電池電圧モニタ回路が内蔵されてなることを特徴とする電池パック。
2. 前記オフセット算出部が、前記複数の電池のうちの１つ以上の一部の電池による第１の電圧と、前記複数の電池のうちの１つ以上の他の一部の電池による第２の電圧と、前記複数の電池のうちの、前記一部の電池と前記他の一部の電池とを合わせた２つ以上の電池による第３の電圧とを表わす３つの信号に基づいて、前記差動増幅器のオフセット電圧を算出するものであることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
3. 直列接続された複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて前記差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、
   前記オフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、前記複数の電池各々の電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを備えたことを特徴とする電池電圧モニタ回路。
4. 前記オフセット算出部が、前記複数の電池のうちの１つ以上の一部の電池による第１の電圧と、前記複数の電池のうちの１つ以上の他の一部の電池による第２の電圧と、前記複数の電池のうちの、前記一部の電池と前記他の一部の電池とを合わせた２つ以上の電池による第３の電圧とを表わす３つの信号に基づいて、前記差動増幅器のオフセット電圧を算出するものであることを特徴とする請求項３記載の電池電圧モニタ回路。
5. 直列接続された複数の電池、
   前記複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路、および
   前記モニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて前記差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、前記オフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、前記複数の電池各々の電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを有する電池電圧モニタ回路を備えたことを特徴とする電池システム。
6. 電力の供給を受けて動作する機器装置において、
   直列接続された複数の電池、
   前記複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路、および
   前記モニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて前記差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、前記オフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、前記複数の電池各々の各電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを有する電池電圧モニタ回路を備えたことを特徴とする機器装置。
7. 直列接続された複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を有するモニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて前記差動増幅器のオフセット電圧を算出し、
   算出したオフセット電圧を用いて、前記複数の電池各々の電圧の測定誤差を補正することを特徴とする電池電圧モニタ方法。
8. コンピュータ内で実行されることにより、該コンピュータを、電池の電圧をモニタする装置として動作させる電池電圧モニタプログラムが記憶された電池電圧モニタプログラム記憶媒体において、
   直列接続された複数の電池の各々の電圧及び所定の２つ以上の電池を合わせた電圧を表わす各信号を含む複数の信号のうちの選択信号に応じて選択された信号を出力する差動増幅器を備えたモニタ信号出力回路から得た複数の信号に基づいて前記差動増幅器のオフセット電圧を算出するオフセット算出部と、
   前記オフセット算出部で算出されたオフセット電圧を用いて、前記複数の電池それぞれの各電圧の測定誤差を補正するオフセット補正部とを有する電池電圧モニタプログラムが記憶されてなることを特徴とする電池電圧モニタプログラム記憶媒体。

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