JP4103232B2 - 最小電圧出力回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、最小電圧出力回路に係り、特に、コントロール端子を削除した最小電圧出力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3に従来の最小電圧出力回路1を示す。セル1〜セル4の電圧の内、最小電圧のセルの電圧が出力端子MINから得られる。
従来の最小電圧出力回路は、バッファB1〜バッファB4、引き算アンプA1〜A3、MIN選択アンプ2を構成するバッファS1〜バッファS4及び抵抗R1〜抵抗R12から構成されている。なお、バッファB1〜バッファB4、引き算アンプA1〜A3、バッファS1〜バッファS4は、演算増幅器で構成されている。
【0003】
セル1〜セル4の電池電圧を、それぞれ、E1〜E4とすると、電圧入力端子V1の電位はE1、電圧入力端子V2の電位はE1+E2、電圧入力端子V3の電位はE1+E2+E3、電圧入力端子V4の電位はE1+E2+E3+E4である。
電圧入力端子V1〜電圧入力端子V4の電位は、バッファB1〜バッファB4を介して、端子P1〜端子P4に現れる。
【0004】
つまり、電圧入力端子V1〜電圧入力端子V4の電位を、それぞれ、V1〜V4とし、端子P1〜端子P4の電位をVP1 〜VP4 とすると
VP1 =V1、VP2 =V2、VP3 =V3、VP4 =V4 ・・・(1)
である。
ここで、引き算アンプA3の出力P7における出力電圧VP7を求める。
【0005】
抵抗R7と抵抗R8の接続点の電位をVP8 とすると、
VP7=VP8 −(V3−VP8 )×R7/R8 ・・・(2)
ここで、
R1=R2、R7=R8 ・・・(3)
とすると、
VP7=(V4/2)−(V3−(V4/2)) ・・・(4)
=V4−V3 ・・・(5)
となる。
【0006】
同様に、
R3=R4、R9=R10 ・・・(6)
R5=R6、R11=R12 ・・・(7)
とすると、引き算アンプA2の出力P6(VP6)及び引き算アンプA1の出力P5(VP5)には、次の出力が得られる。
【0007】
VP6=(V3−V2) ・・・(8)
VP5=(V2−V1) ・・・(9)
ところで、E4=V4−V3 ・・・(10)
E3=V3−V2 ・・・(11)
E2=V2−V1 ・・・(12)
であるので、端子P7、P6、P5からは、セル4、セル3、セル2の電池の電圧を得ることができる。
【0008】
なお、セル1に関しても、引き算アンプと(3)式のように設定された抵抗を設けても良いが、セル1が接地されているので、電池電圧V1をそのまま使用することができる。従って、電圧入力端子V1をバッファB1を介して、直接、MIN選択アンプ2に接続している。
MIN選択アンプ2を構成するバッファS1〜S4の出力は、直接接続され、ワイアドOR回路を構成し、出力端子MINから、最小電圧のセルの電圧が得られる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、セルが4個の場合は、図3の回路で、セル1〜セル4の電圧の内、最小電圧のセルの電圧が出力端子MINから得られる。
しかし、図3の回路において、セルを3個しか用いない場合は、つまり、4直を3直に変更する場合は、セル1を外し、電圧入力端子V1を接地する。
【0010】
すると、電圧入力端子V1は零となり、MIN選択アンプ2に印加される電圧の中で最小の電圧となるので、この電圧(零電圧)が出力端子MINから出力されることになる。
しかし、セル1を外して、接地したために零電位となったのであるから、この零電位が出力されると誤動作となる。そこで、この場合は、電圧入力端子V1が最小電圧として選択されないように、バッファS1のアンプをオフする必要がある。
【0011】
そのために、バッファS1をオフにするための選択端子SELを設ける。そして、4直を3直に変更するために、セル1を外し、電圧入力端子V1を接地した場合は、該選択端子SELに、制御信号を印加し、バッファS1のアンプをオフする信号を印加する。その結果、4直用の図3の最小電圧出力回路を、3直に変更することができる。しかし、この変更において、制御端子が一つ必要になるという問題がある。
【0012】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、最小電圧出力回路において、選択端子数を減らすことを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された発明は、n(nは2以上の整数、例えば、図1では、4)個の電池を縦続接続し、該縦続接続された各電池の接続点(例えば、図1におけるセル1及びセル2との接続点、セル2及びセル3との接続点、セル3及びセル4との接続点、)及び前記縦続接続された一群の電池の両端(例えば、図1におけるセル1の負側及びセル4の正側)に電圧入力端子(例えば、図1におけるGND、V1からV4)を設け、隣接する前記電圧入力端子の電圧が印加され、印加された電圧入力端子間の電圧値の差を出力する電圧引き算回路(例えば、図1における引き算回路A1〜A3)を設け、該電圧引き算回路の出力が印加され、電圧引き算回路の出力の中から最小の電圧を選択する最小電圧選択回路(例えば、図1におけるMIN選択アンプ12)を設け、前記最小電圧選択回路から最小電圧の電池電圧を出力する最小電圧出力回路において、前記電圧入力端子の電位が零であることを検出する電位零検出回路(例えば、図1における電位零検出回路13)を設け、前記電位零検出回路が零電位を検出した場合、前記電位零検出回路の出力により、前記最小電圧選択回路を制御して、零電位の前記電圧入力端子の出力が最小電圧として選択されないようにした(例えば、図1における電位零検出回路13により、MIN選択アンプ12を構成するバッファS4のバイアスを遮断する)ことを特徴とする最小電圧出力回路である。
【0014】
請求項1記載の発明によれば、電位零検出回路が零電位を検出した場合、電位零検出回路の出力により、最小電圧選択回路を制御して、零電位の電圧入力端子の出力が最小電圧として選択されないようにすることにより、例えば、4直の電池の最小電圧選択回路を3直又は2直の電池の最小電圧選択回路に使用しても、端子数を増やすことなく、対応することができる。
【0015】
請求項2に記載された発明は、請求項1記載の最小電圧出力回路において、前記縦続接続された一群の電池の両端の一方の前記電圧端子を接地し、該接地された電圧入力端子と隣接する電圧入力端子間の差の電圧を出力する前記電圧引き算回路を省略し、接地された前記電圧端子に隣接する電圧端子の出力を、直に前記最小電圧選択回路(例えば、図1におけるMIN選択アンプ12を構成するバッファS1)に印加したことを特徴とする。
【0016】
請求項2記載の発明によれば、接地された電圧端子に隣接する電圧端子の入力を、直に最小電圧選択回路に印加したことにより、電圧引き算回路を省略することができる。
請求項3に記載された発明は、請求項1又は2記載の最小電圧出力回路において、前記電位零検出回路(例えば、図1における電位零検出回路13)は、前記縦続接続された一群の電池の両端の一方の接地されない電圧入力端子(例えば、図1におけるV4)と前記最小電圧選択回路(例えば、図1におけるMIN選択アンプ12)間に設けたことを特徴とする。
【0017】
縦続接続された一群の電池の両端の一方の接地されない電圧入力端子以外の電圧入力端子(例えば、図1における電圧入力端子V1〜V3)を接地し、接地した電圧入力端子と最小電圧選択回路間に電位零検出回路を設け、接地した電圧入力端子に係る出力を最小電圧選択回路から出力されないように構成すると、引き算アンプに影響を及ぼし、正常に出力されなくなる。請求項3記載の発明によれば、4直の電池の最小電圧選択回路を3直で用いても、引き算アンプに影響を及ぼすことなく、正常に出力される。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。
図1に本発明の実施の形態を示す。本発明の最小電圧出力回路11は、図3と比較して、選択端子SELを無くし、抵抗R2に直列に電位零検出回路13を設け、この電位零検出回路13の出力により、自動的に、MIN選択アンプ12を構成するバッファS4をOFFとするものである。他の回路は、図3と同じである。
【0019】
図1を4直の最小電圧出力回路として、用いる場合の動作は、図3と同じである。
図1の最小電圧出力回路11では、4直を3直に変更する場合は、セル4を外し、電圧入力端子V4を接地する。
この場合、電圧入力端子V4の電位が零であるから、バッファB4の出力が零電位となり、さらに、引き算回路A3の非反転入力端子が電位が零となり、引き算回路A3の出力が零となる。しかし、電位零検出回路13が、電圧入力端子V4の電位が零であることを検出すると、電位零検出回路13によりバッファS4のバイアスが遮断され、バッファS4はOFFとなり、引き算回路A3の出力は出力端子MINに出力されない。
【0020】
従って、セル1〜セル3の電圧の内、最小電圧のセルの電圧が出力端子MINから得られる。
図2に本発明の具体化した回路を示す。
図3の回路にトランジスタQ1〜トランジスタQ5を付加したものである。
トランジスタQ1は等価ダイオードを構成し、トランジスタQ2とトランジスタQ3及びトランジスタQ4とトランジスタQ5は、それぞれカレントミラー回路を構成する。従って、トランジスタQ3には、トランジスタQ2と同じ電流が流れ、トランジスタQ5には、トランジスタQ4と同じ電流が流れる。また、トランジスタQ3とトランジスタQ4は直列接続され、トランジスタQ3とトランジスタQ4には、同じ電流が流れる。
【0021】
いま、直を3直に変更するために、セル4を外し、電圧入力端子V4を接地電位としたとき、バッファB4の出力は零となり、トランジスタQ1及びトランジスタQ2に電流が流れなくなる。従って、トランジスタQ3も電流が流れなくなる。トランジスタQ3と直列に接続されたトランジスタQ4にも電流が流れなくなる。その結果、トランジスタQ5にも電流が流れなくなり、バッファS4のバイアスが遮断され、バッファS4がOFFとなる。
【0022】
これにより、バッファS4から、引き算アンプA3の零の出力が、最小電圧として選択されることはなく、セル1〜セル3の電圧の内、最小電圧のセルの電圧が出力端子MINから得られる。
なお、図2では、4直を3直に変更する場合は、端子V4を接地し、バッファB4に電位零検出回路を設けているが、他の端子の電圧入力端子を接地し、こらに接続されたバッファに電位零検出回路を設けると、引き算回路が誤動作をおこす。
【0023】
例えば、図4に示すように、4直を3直に変更する場合で、セル2を外し、V2を接地する場合、バッファB2に電位零検出回路13を設ける。
この場合、電圧入力端子V2の電位が零であるから、引き算回路A1の非反転入力端子の電位が零となり、引き算回路A1の出力が零となる。しかし、電位零検出回路13が、電圧入力端子V2の電位が零であることを検出すると、電位零検出回路13によりバッファS2のバイアスが遮断され、OFFとなり、引き算回路A1の出力は出力端子MINに出力されない。
【0024】
ところで、この場合、電圧入力端子V2の電位が零であるから、引き算回路A2の反転入力端子が電位が零となり、引き算回路A2の出力は(e1+e3)となる。
従って、図4の回路では、引き算回路A2が誤動作をおこす。このように、考えると、4直を3直に変更する場合で、引き算回路が誤動作をおこさない場合は、図1のような場合である。つまり、端子V4を接地し、バッファB4に電位零検出回路を設けた場合である。
【0025】
また、上記実施の形態では、セルの個数が4の場合について説明したが、セルの個数は、4に限定されない。
また、上記実施の形態では、電位零検出回路をトランジスタで構成した例について説明したが、トランジスタに限らず、電界効果トランジスタ等の他の回路で構成しても良い。
【0026】
また、上記実施の形態では、4直を3直に変更する例について説明したが、4直を2直に変更する場合でもよい。但し、この場合は、例えば、図4において、さらに、セル3を外し、電圧入力端子V3を接地し、電位零検出回路13の出力により、バッファS2とバッファS3をOFFにする必要がある。
【0027】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、次に述べる種々の効果を実現することができる。請求項1記載の発明によれば、電位零検出回路が零電位を検出した場合、電位零検出回路の出力により、最小電圧選択回路を制御して、零電位の電圧入力端子の出力が最小電圧として選択されないようにすることにより、例えば、4直の電池の最小電圧選択回路を3直又は2直の電池の最小電圧選択回路に使用しても、端子数を増やすことなく、対応することができる。
【0028】
請求項2記載の発明によれば、接地された電圧端子に隣接する電圧端子の出力を、直に最小電圧選択回路に印加したことにより、電圧引き算回路を省略することができる。
請求項3記載の発明によれば、縦続接続された一群の電池の両端の一方の接地されない電圧入力端子と最小電圧選択回路間に設けたことにより、4直の電池の最小電圧選択回路を3直で用いても、引き算アンプに影響を及ぼすことなく、正常に出力される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を説明するための図である。
【図2】本発明の実施例を説明するための図である。
【図3】従来例を説明するための図である。
【図4】引き算回路の誤動作を説明するための図である。
【符号の説明】
1、11 最小電圧出力回路
2、12 MIN選択アンプ
13 電位零検出回路
Q1〜Q5 トランジスタ
A1〜A3 引き算アンプ
B1〜B4 バッファアンプ
S1〜S4 MIN選択アンプを構成するバッファアンプ
GND アース
V1〜V4 電圧入力端子
Claims (3)
- n(nは2以上の整数)個の電池を縦続接続し、該縦続接続された各電池の接続点及び前記縦続接続された一群の電池の両端に電圧入力端子を設け、隣接する前記電圧入力端子の電圧が印加され、印加された電圧入力端子間の電圧値の差を出力する電圧引き算回路を設け、該電圧引き算回路の出力が印加され、電圧引き算回路の出力の中から最小の電圧を選択する最小電圧選択回路を設け、前記最小電圧選択回路から最小電圧の電池電圧を出力する最小電圧出力回路において、
前記電圧入力端子の電位が零であることを検出する電位零検出回路を設け、
前記電位零検出回路が零電位を検出した場合、前記電位零検出回路の出力により、前記最小電圧選択回路を制御して、零電位の前記電圧入力端子の出力が最小電圧として選択されないようにしたことを特徴とする最小電圧出力回路。 - 前記縦続接続された一群の電池の両端の一方の前記電圧入力端子を接地し、該接地された電圧入力端子と隣接する電圧入力端子間の差の電圧を出力する前記電圧引き算回路を省略し、接地された前記電圧入力端子に隣接する電圧端子の入力を、直に前記最小電圧選択回路に印加したことを特徴とする請求項1記載の最小電圧出力回路。
- 前記電位零検出回路は、前記縦続接続された一群の電池の両端の一方の接地されない電圧入力端子と前記最小電圧選択回路間に設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の最小電圧出力回路。
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