JP4405232B2 - Voltage detection method and apparatus, and electronic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電圧検出方法および電圧検出装置、並びに電子機器に関し、特に、例えば、電池の残容量(残放電容量)をより正確に算出することができるようにする電圧検出方法および電圧検出装置、並びに電子機器に関する。 The present invention relates to a voltage detection method, a voltage detection device, and an electronic device, and in particular, for example, a voltage detection method and a voltage detection device capable of more accurately calculating a remaining capacity (remaining discharge capacity) of a battery, In addition, the present invention relates to electronic equipment.
近年、例えば携帯電話機や携帯型端末装置等に代表される携帯型の機器が普及している。これらの携帯型の機器において、その電源は、アルカリ乾電池やマンガン乾電池等の一次電池、または、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池、若しくは、リチウムイオン蓄電池等の二次電池が用いられる。 In recent years, portable devices represented by, for example, mobile phones and portable terminal devices have become widespread. In these portable devices, a primary battery such as an alkaline battery or a manganese battery, or a secondary battery such as a nickel cadmium storage battery, a nickel hydride storage battery, or a lithium ion storage battery is used as the power source.
電源となるこれらの一次電池または二次電池の放電容量は、例えば、それらの電池が電源として使用された装置の連続使用可能時間に大きく影響し、携帯型の機器における性能評価の重要な要素となる。 The discharge capacity of these primary batteries or secondary batteries that serve as power sources, for example, greatly affects the continuous usable time of devices in which those batteries are used as power sources, and is an important factor for performance evaluation in portable devices. Become.
これらの電池を電源とする携帯型の機器において、電池の全放電容量とともに重要であるのが放電容量の残量である。一般的な携帯型の機器においては、突然残容量が無くなって電源が切断されてしまわないように、電源である電池の残容量が必要に応じて監視されており、また、装置によっては、その残容量がディスプレイ等に表示され、ユーザに視覚的に認識させることができるようになっている。 In portable devices using these batteries as a power source, it is the remaining capacity of the discharge capacity that is important together with the total discharge capacity of the battery. In general portable devices, the remaining capacity of the battery that is the power source is monitored as necessary so that the remaining capacity is not suddenly lost and the power supply is cut off. The remaining capacity is displayed on a display or the like so that the user can visually recognize it.
例えば、携帯電話機において、残容量が表示されることにより、ユーザは、残りの通話可能時間、または、充電作業若しくは電池の交換作業が必要な時期を推定することができる。 For example, when the remaining capacity is displayed on the mobile phone, the user can estimate the remaining callable time or the time when charging work or battery replacement work is necessary.
ここで、この種の携帯電話機が使用されるシステム構成例について説明すると、例えば図7に示すシステム構成が考えられる。図7において、複数用意された無線通信用の基地局1,2は、デジタル回線網であるネットワーク4に接続してあり、有線電話機の交換局であるPSTN(Public Switched Telephone Network )局3とも接続してある。また、このネットワーク4には所定のサービスプロバイダ5が接続されており、携帯電話機側からネットワーク4を介してサービスプロバイダ5にアクセスすることにより、契約内容に従って各種のサービスを受けることができる。
Here, a system configuration example in which this type of mobile phone is used will be described. For example, a system configuration shown in FIG. 7 can be considered. In FIG. 7, a plurality of prepared
このサービスは、例えば、SMS−PP(Short Message Service Point-To-Point)または、同報通信のSMS−CB(Short Message Service Cell Broadcast)等を用いて所定のデータを携帯電話機に送信し、それに対する応答に基づいて、サービス利用者のメッセージや選択結果等の情報を携帯電話機に送信するといったような形で行われる。また、インターネットへのアクセスを行うようにしても良い。 This service uses, for example, SMS-PP (Short Message Service Point-To-Point) or broadcast SMS-CB (Short Message Service Cell Broadcast) to send predetermined data to a mobile phone. Based on the response to the message, information such as a service user message and a selection result is transmitted to the mobile phone. Further, access to the Internet may be performed.
携帯電話機6は、最寄りの基地局1と無線通信1aを行い、デジタル回線網であるネットワーク4に接続される。また基地局2で、別の携帯電話機7と無線通信2aを行い、ネットワーク4に接続させることができる。
The
なお、各携帯電話機6は、回線が接続されていないアイドル状態にある場合、最寄りの基地局1から送信されてくるスケジュール指示にしたがい、定期的に、基地局に制御信号を送信する。これにより、携帯電話機6は、基地局1の制御下にあることを認識し、呼接続維持を行う。同様に、携帯電話機7も、最寄りの基地局2に制御信号を送信することで、呼接続維持を行う。
Each
例えば、携帯電話機6が携帯電話機7に対して発呼する場合、携帯電話機6のユーザは、携帯電話機7の電話番号を入力し、発信ボタンを操作して、携帯電話機6にダイヤル発信処理を指示する。ダイヤル発信処理を指示された携帯電話機6は、基地局1と無線通信を行い、基地局2に接続する。なお、このダイヤル発信処理は、携帯電話機6に内蔵される記憶部が記憶しているソフトウェアにより自動的に実行されるようにしてもよい。
For example, when the
基地局1は、ネットワーク4および図示せぬ交換局等を介して、携帯電話機7が位置登録されている基地局2と通信を行い、基地局2は、その通信に基づいて、携帯電話機7と無線通信を行う。このようにして、最終的に携帯電話機6と携帯電話機7が接続され、通話可能となる。
The
このようなシステムで使用される携帯電話機に適用可能な電池の残容量の測定方法として、使用中の電池の出力電圧を測定する方法がある。図8は、図7に示した携帯電話機6などに適用される従来の残容量測定方法の原理を示す図である。
As a method of measuring the remaining battery capacity applicable to a mobile phone used in such a system, there is a method of measuring the output voltage of the battery in use. FIG. 8 is a diagram showing the principle of a conventional remaining capacity measuring method applied to the
図8において、電源部6aは、例えば、アルカリ乾電池やマンガン乾電池等の一次電池、または、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池、若しくは、リチウムイオン蓄電池等の二次電池であり、本体回路等により構成される負荷6cに接続され、電源を供給している。電源部6aは、図8に示されるように、等価的に、電圧源であるバッテリセル(以下単にバッテリと称する)6bと内部抵抗Riとにより構成される。
In FIG. 8, the
このような回路において、電源部6aの出力電圧V0 が測定され、その出力電圧V0 の値から、予め作成されている電源部6aの放電特性のテーブルを用いて、電源部6aの残容量が算出される。
In such a circuit, the output voltage V0 of the
しかしながら、本体回路である負荷6cにおいては各種の処理が行われており、その処理の内容によって負荷6cの消費電力は大幅に変化する。すなわち、電源部6aと負荷6cとの間においては、負荷電流iが流れており、負荷6cの状態により負荷電流iの値が変化する。従って、内部抵抗Riによる電圧降下の量も変化し、測定された出力電圧V0 の値が変化してしまうので、出力電圧V0 より正確に残容量を算出することができない場合があった。
However, various processes are performed in the load 6c which is the main circuit, and the power consumption of the load 6c varies greatly depending on the contents of the processes. That is, a load current i flows between the
そこで、図8の負荷6cが携帯電話機である場合等において、負荷電流iの値が既知である状態のときの、出力電圧V0 を計測することにより、電源部6aの内部インピーダンスを求め、その内部インピーダンスと、電源部6aの残容量との相関を利用して、残容量を求める方法が提案されている。
Therefore, when the load 6c in FIG. 8 is a cellular phone, the internal impedance of the
即ち、図9は、負荷電流iが既知の値であるとして、出力電圧V0 を測定する方法の1つである従来のTDMA同期型電圧検出方法の原理を示す図である。 That is, FIG. 9 is a diagram showing the principle of a conventional TDMA synchronous voltage detection method, which is one of methods for measuring the output voltage V0, assuming that the load current i is a known value.
図9において、図9(a)の波形は、送信用タイムスロット(TDMA(Time Division Multiple Access ) TX Timeslot)の波形である。TDMA方式は、GSM(Global System for Mobile Communications )やPDC(Personal Digital Cellular )等の無線通信方式で使用されている無線通信技術であり、送信と受信を時分割で行う処理であり、送信用タイムスロットは、送信時に出力されるバーストタイミング(Burst Timing)を示している。 9, the waveform of FIG. 9A is a waveform of a transmission time slot (TDMA (Time Division Multiple Access) TX Timeslot). The TDMA system is a wireless communication technology used in wireless communication systems such as GSM (Global System for Mobile Communications) and PDC (Personal Digital Cellular), and is a process that performs transmission and reception in a time-sharing manner. The slot indicates burst timing (Burst Timing) output at the time of transmission.
図9(b)の波形は、電源部の出力電圧V0 (バッテリ出力電圧)の波形を示しており、図9(c)のパルスは、電源部の出力電圧V0 を測定するタイミングであるサンプリングタイムを示している。 The waveform of FIG. 9B shows the waveform of the output voltage V0 (battery output voltage) of the power supply unit, and the pulse of FIG. 9C is the sampling time that is the timing for measuring the output voltage V0 of the power supply unit. Is shown.
図9(a)に示す送信用タイムスロットにおいてバーストが出力されるとき(T−1,T0、およびT+1)、図8に示される負荷電流iが大きくなるので、図9(b)の波形に示されるように、電源部の出力電圧V0 の値は、降下している(V−1,V0、およびV+1)。出力電圧V0 は、図9(c)のパルスに示されるように、バーストが出力されるタイミング(S−1,S0、およびS+1)で測定される。そして、その出力電圧V0 と負荷電流iとから、電源部の内部インピーダンスが求められ、その内部インピーダンスから、電源部に内蔵された二次電池(バッテリ)の残容量が算出される。 When a burst is output in the transmission time slot shown in FIG. 9A (T−1, T0, and T + 1), the load current i shown in FIG. 8 becomes large, so that the waveform of FIG. As shown, the value of the output voltage V0 of the power supply section drops (V-1, V0, and V + 1). The output voltage V0 is measured at the timing (S-1, S0, and S + 1) at which the burst is output, as shown in the pulse of FIG. 9C. Then, the internal impedance of the power supply unit is obtained from the output voltage V0 and the load current i, and the remaining capacity of the secondary battery (battery) built in the power supply unit is calculated from the internal impedance.
この場合、負荷電流iは、電波の送信出力を調整するパワークラス値(Power Class )を利用して認識される。即ち、一般的な携帯電話機には、送信出力を制御するためのパワークラス値(Power Class )が、基地局から供給されており、携帯電話機が、制御信号や通話データ等を基地局に送信する場合、他の携帯電話機より送信された制御信号や通話データ等に悪影響を与えないようにするため、パワークラス値を用いて、上述した送信用タイムスロットにおける送信出力が、基地局における受信レベルがすべての携帯電話機について同じになるように調整される。 In this case, the load current i is recognized using a power class value (Power Class) that adjusts the transmission output of radio waves. That is, a power class value (Power Class) for controlling transmission output is supplied from a base station to a general mobile phone, and the mobile phone transmits a control signal, call data, etc. to the base station. In order not to adversely affect the control signal or call data transmitted from other mobile phones, the transmission output in the transmission time slot described above is used for all the transmission levels in the base station using the power class value. Adjusted to be the same for mobile phones.
このパワークラス値は、基地局から携帯電話機の距離に比例して増減される。すなわち、基地局と携帯電話機の距離が近いほど、送信出力が小さくなるようにパワークラス値が調整され、逆に、基地局と携帯電話機との距離が遠いほど、送信出力が大きくなるようにパワークラス値が調整される。携帯電話機では、このパワークラス値から携帯電話機の送信部の増幅回路における消費電力が算出され、その消費電力より負荷電流iが算出される。 This power class value is increased or decreased in proportion to the distance from the base station to the mobile phone. That is, the power class value is adjusted so that the transmission output decreases as the distance between the base station and the mobile phone decreases. Conversely, the power class value increases so that the transmission output increases as the distance between the base station and the mobile phone increases. Is adjusted. In the mobile phone, the power consumption in the amplifier circuit of the transmitter of the mobile phone is calculated from the power class value, and the load current i is calculated from the power consumption.
しかしながら、他の処理動作によっても負荷電流iは変化する。すなわち、図9(b)の波形において示されるように、送信用タイムスロット(TDMA TX Timeslot)においてバーストが出力されるタイミングであるT−1に対応する、タイミングS−1において測定された出力電圧V−1、T0に対応するタイミングS0において測定された出力電圧V0、および、T+1に対応するタイミングS+1において測定された出力電圧V+1は、互いに異なる値をとっている。 However, the load current i changes depending on other processing operations. That is, as shown in the waveform of FIG. 9B, the output voltage measured at timing S-1 corresponding to T-1 which is the timing at which the burst is output in the transmission time slot (TDMA TX Timeslot). The output voltage V0 measured at the timing S0 corresponding to V-1 and T0 and the output voltage V + 1 measured at the timing S + 1 corresponding to T + 1 take different values.
具体的には、タイミングS−1からS0にかけて、他の処理動作が少なくなって負荷電流が小さくなり、出力電圧が上昇しており、出力電圧V0の値の方が出力電圧V−1の値より大きくなっている。また、タイミングS0からS+1にかけて、他の処理動作が増加して負荷電流が大きくなり、出力電圧が下降しており、出力電圧V+1の値の方が、出力電圧V0の値より小さくなっている。 Specifically, from timing S-1 to S0, other processing operations decrease, the load current decreases, the output voltage increases, and the value of the output voltage V0 is the value of the output voltage V-1. It is getting bigger. Further, from timing S0 to S + 1, other processing operations increase, the load current increases, the output voltage decreases, and the value of the output voltage V + 1 is smaller than the value of the output voltage V0.
このように、実際の負荷電流iには、携帯電話機の送信部の増幅回路に流れる電流だけでなく、携帯電話機において他の様々な処理を行うブロックに流れる電流も含まれるため、携帯電話機の送信部の増幅回路に流れる電流を、負荷電流iとして、電源部の内部インピーダンスを求めたのでは、その内部インピーダンスの算出値に、大きな誤差が含まれることがある。 As described above, the actual load current i includes not only the current flowing through the amplifier circuit of the transmission unit of the mobile phone but also the current flowing through the block that performs various other processes in the mobile phone. If the internal impedance of the power supply unit is obtained using the current flowing through the amplifier circuit as the load current i, a large error may be included in the calculated value of the internal impedance.
また、残容量の算出方法としては、例えば、電源部の充放電時の電流を全て積算する方法もある。この電流積算方法においては、電源部の最大電流容量を何らかの方法により予め測定しておく必要がある。また、電源部の最大電流容量は、温度特性や経時変化等により大きく変化する。従って、非常に複雑な補正計算処理が必要になる場合がある。さらに、電源部の種類等に基づいて必要な補正計算処理も異なってくるので、電源部を交換するたびに、電源部に関する情報が予め必要になる。 Further, as a method for calculating the remaining capacity, for example, there is a method of integrating all currents during charging / discharging of the power supply unit. In this current integration method, the maximum current capacity of the power supply unit needs to be measured in advance by some method. In addition, the maximum current capacity of the power supply section varies greatly depending on temperature characteristics and changes with time. Therefore, a very complicated correction calculation process may be required. Furthermore, since the necessary correction calculation processing differs based on the type of the power supply unit and the like, information on the power supply unit is required in advance whenever the power supply unit is replaced.
特許文献1には、この種の二次電池を電源として使用する電子機器での電池残量を表示させる処理についての開示がある。この特許文献1に記載された処理では、正確な電池残容量を判断するために、バッテリ電圧検出アンプの出力をマイクロコンピュータに入力させて、そのマイクロコンピュータ内での演算で、電池残量を求めるようにしてある。
上述したように、単純に電源部の出力電圧V0 と負荷電流を測定して、その値に基づいた演算だけから、電池の残量を検出しようとしても、その残量の検出精度には限りがあり、より高い精度で電池残量を検出する方法として、電源と負荷との間に、電流検出用の微小な抵抗を接続して、その電流検出用の抵抗を、電源内の内部抵抗と等価にできるような処理を行う方法がある。即ち、後述する実施の形態で説明する図2に示すように、電源50と負荷59との間に、電流検出用の抵抗Rdを接続して、電源50と抵抗Rdとの間で電源の出力電圧V0 を検出すると共に、抵抗Rdと負荷59との間でも電圧Vdを検出する。
As described above, even if the output voltage V0 and load current of the power supply unit are simply measured, and the remaining battery level is detected only by calculation based on the values, the detection accuracy of the remaining battery level is limited. Yes, as a method of detecting the remaining battery level with higher accuracy, connect a small resistor for current detection between the power supply and the load, and the current detection resistance is equivalent to the internal resistance in the power supply. There is a method of performing processing that can be performed. That is, as shown in FIG. 2 described in an embodiment described later, a current detection resistor Rd is connected between the
電源50内の内部抵抗Riにより生じた電圧降下を、バッテリ51が発生している定電圧から差し引いた電圧が、電源の出力電圧V0 になるが、このように電流検出用の抵抗Rdを設けたことで、現在の消費電流iを監視することができ、即ち、出力電圧V0 と検出電圧Vdとの差分と、抵抗Rdの抵抗値を使用して、現在の消費電流iを検出することができる。さらに、電流検出用の抵抗Rdと、内部抵抗Riを等価にすることができれば、無負荷時の電源の出力電圧に相当する電圧を得ることができ、負荷電流に依存しない電圧測定が可能である。
The voltage obtained by subtracting the voltage drop caused by the internal resistance Ri in the
このことを数式で示すと、以下のようになる。まず、負荷電流iは、次式で示される。
また、内部抵抗Riは、バッテリそのものの電圧Vbat (定電圧)とすると、次式で示される。
これら〔数1〕式及び〔数2〕式から次式が得られる。
さらに、〔数3〕式から次式が得られる。
このようにして算出して補正する状態を、図10に示す。この図10の縦軸は電源の出力電圧の変化を示し、横軸は電源内のバッテリ残量を示す。初期電圧Vini は、バッテリの特性で決まる満充電における出力電圧を示す。また、放電曲線αは、バッテリの特性で与えられる、ある条件で放電した場合の電源出力電圧と残容量との関係を示している。ここで、電源出力電圧の測定電圧Vmが検出された場合に、ある負荷電流であった場合には内部抵抗Riの影響を受けているので、そのままの電圧Vmと放電曲線αとから求まった残容量Cmは、負荷電流の影響から正確な残量とは言えない。ここで、測定電圧Vmに、上述した〔数1〕式〜〔数4〕式に基づいた補正電圧を加えて、補正された電圧Vmcを得ることで、このときの正確な残容量C1が算出される。 FIG. 10 shows the state calculated and corrected in this way. The vertical axis in FIG. 10 shows the change in the output voltage of the power supply, and the horizontal axis shows the remaining battery level in the power supply. The initial voltage Vini indicates an output voltage at full charge determined by the characteristics of the battery. Further, the discharge curve α indicates the relationship between the power supply output voltage and the remaining capacity when the battery is discharged under a certain condition given by the characteristics of the battery. Here, when the measured voltage Vm of the power supply output voltage is detected, if it is a certain load current, it is affected by the internal resistance Ri, so that the remaining voltage Vm and the discharge curve α are obtained. The capacity Cm cannot be said to be an accurate remaining amount due to the influence of the load current. Here, the correct remaining voltage C1 at this time is calculated by adding the correction voltage based on the above-mentioned [Equation 1] to [Equation 4] to the measured voltage Vm to obtain the corrected voltage Vmc. Is done.
図11に示した回路構成は、この〔数1〕式〜〔数4〕式に基づいた補正電圧を加えて補正された電圧を求める処理を実行する構成を示したものである。電源が接続される端子81を、電流検出用抵抗Rdを介して負荷側に接続する構成として、その抵抗Rdの一端側(端子81と接続される側、即ち電源側)を、抵抗R11,R12の直列回路を介して接地し、抵抗Rdの他端側(即ち負荷側)を、抵抗R13,R14の直列回路を介して接地する。抵抗R11,R12の抵抗値を等しくすると共に、抵抗R13,R14についても抵抗値を等しく設定し、両抵抗の接続中点に出力電圧V0 及び検出電圧Vdをそれぞれ1/2にした電圧を得る。そして、抵抗R11,R12の接続中点を、第1のアンプ82の+側入力端に接続し、抵抗R13,R14の接続中点を、抵抗器R15を介して第1のアンプ82の−側入力端に接続し、第1のアンプ82の−側入力端と出力端とを抵抗R16で接続する。第1のアンプ82は、電流検出抵抗Rdで生じる電圧降下を増幅するもので、この第1のアンプ82のゲインは、上述した〔数4〕式で示したゲインに設定する。このゲインは、抵抗器R15,R16で決まる。
The circuit configuration shown in FIG. 11 shows a configuration for executing a process of obtaining a corrected voltage by adding a correction voltage based on the [Equation 1] to [Equation 4]. As a configuration in which the terminal 81 to which the power source is connected is connected to the load side via the current detection resistor Rd, one end of the resistor Rd (the side connected to the terminal 81, that is, the power source side) is connected to the resistors R11 and R12. The other end side (that is, the load side) of the resistor Rd is grounded via a series circuit of resistors R13 and R14. The resistance values of the resistors R11 and R12 are made equal, and the resistance values of the resistors R13 and R14 are also set to be equal to each other, and a voltage obtained by halving the output voltage V0 and the detection voltage Vd is obtained at the midpoint of connection between the two resistors. Then, the connection midpoint of the resistors R11 and R12 is connected to the + side input end of the
さらに、第1のアンプ82の出力端を、抵抗R18を介して第2のアンプ83の−側入力端に接続し、基準電圧Vref が得られる端子84を、抵抗R17を介して第2のアンプ83の+側入力端に接続する。また、抵抗R11,R12の接続中点を、抵抗R19を介して第2のアンプ83の−側入力端に接続し、第2のアンプ83の−側入力端と出力端を抵抗R20で接続する。この第2のアンプ83は、第1のアンプ82が出力する補正電圧を、抵抗R11,R12の中点の電圧に加算するためのものである。従って、第2のアンプ83の出力には、〔数1〕式〜〔数4〕式で説明した、負荷電流の影響が除去された測定電圧が得られることになる。
Further, the output terminal of the
そして、第2のアンプ83の出力端に得られる信号を、アナログ/デジタル変換器85に供給して、端子87に得られるサンプリングパルスに同期したタイミングでサンプリングしてデジタル変換し、変換されたデータを出力レジスタ86を介して出力させる。この出力データを、この機器の中央制御ユニット(CPU)に供給する。変換器85でサンプリングする周期は、CPUが電源の監視を行うために設定した周期である。CPU側では、例えば供給された電圧データが、図10の放電曲線中のどの位置に相当するのかを判断して、電源としてのバッテリの残量を判断して、その残容量に基づいた表示などを行うようにしてあった。
Then, the signal obtained at the output terminal of the
ところが、この図10,図11に示した処理では、機器のCPU側の負担が大きいという問題があった。即ち、図11の回路構成により測定された電圧データを、機器のCPUに送って、そのCPU内で図10に示した放電曲線α中のどの位置に対応するのかを、CPUに接続されたメモリから放電曲線αのデータを参照し、その判断した位置から残量を算出する処理が必要であり、バッテリ残量監視のために、CPUが多大な処理を必要とする問題があった。 However, the processing shown in FIGS. 10 and 11 has a problem that the load on the CPU side of the device is heavy. That is, the voltage data measured by the circuit configuration of FIG. 11 is sent to the CPU of the device, and the position in the discharge curve α shown in FIG. 10 in the CPU corresponds to the memory connected to the CPU. Therefore, it is necessary to refer to the data of the discharge curve α and calculate the remaining amount from the determined position, and there is a problem that the CPU needs a lot of processing for monitoring the remaining amount of the battery.
また、図11の構成では示してないが、より正確なバッテリ残量を測定するためには、バッテリの温度特性を補正する必要がある。この温度特性補正についても行う場合には、そのための補正の演算処理についてもCPUが行う必要があり、よりCPUの負担が大きくなってしまう問題があった。 Further, although not shown in the configuration of FIG. 11, in order to measure the remaining battery level more accurately, it is necessary to correct the temperature characteristics of the battery. When the temperature characteristic correction is also performed, the CPU needs to perform the correction calculation process for that purpose, and there is a problem that the burden on the CPU becomes larger.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、正確なバッテリ残量の測定がCPUの如き制御手段に負担をかけずに簡単に行えることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to make it possible to easily perform accurate measurement of the remaining battery level without imposing a burden on a control means such as a CPU.
本発明は、電池で構成される電源の出力電圧を検出する場合に、電源と負荷との間に直列に接続された、負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出用抵抗の2つの端子の間の電圧を増幅することにより、電源の内部抵抗における負荷電流による電圧降下値を得るゲイン可変増幅処理と、電源の温度に基づいて検出された電圧を、ゲイン制御値変換テーブルによりゲイン可変増幅処理のゲイン制御値に変換するゲイン制御値変換処理と、得られた電圧降下値によって電池の出力電圧を補正する出力電圧検出処理と、電池の放電特性をほぼ直線状に補正する出力電圧変換テーブルに基づいて、電圧検出処理で検出された出力電圧を補正する電圧補正処理とを行うようにしたものである。 In the present invention, when detecting an output voltage of a power source constituted by a battery, the two terminals of a current detecting resistor connected in series between the power source and the load to detect a load current flowing in the load are provided. The gain variable amplification processing that obtains the voltage drop value due to the load current in the internal resistance of the power supply by amplifying the voltage of the power supply, and the voltage that is detected based on the temperature of the power supply Based on a gain control value conversion process for converting to a gain control value, an output voltage detection process for correcting the output voltage of the battery based on the obtained voltage drop value, and an output voltage conversion table for correcting the discharge characteristics of the battery substantially linearly Thus, voltage correction processing for correcting the output voltage detected in the voltage detection processing is performed.
このようにしたことで、検出された出力電圧が電池残量に比例してほぼ直線状に変化するようになり、電池残量との対応が容易にとれるようになり、例えばその検出データに基づいて電池残量を表示させる処理が、検出データから簡単に行えるようになる。 By doing so, the detected output voltage changes almost linearly in proportion to the remaining battery level, and the correspondence with the remaining battery level can be taken easily. For example, based on the detected data Thus, the process of displaying the remaining battery level can be easily performed from the detection data.
本発明によると、検出された出力電圧と電池残量との対応が容易にとれるようになり、電圧検出データに基づいた処理が簡単に行えるようになる。従って、例えばCPUなどの制御手段での処理負担を大幅に少なくすることが可能になり、それだけ本発明を適用した装置における制御構成を簡易化することができる。 According to the present invention, correspondence between the detected output voltage and the remaining battery level can be easily achieved, and processing based on voltage detection data can be easily performed. Therefore, for example, it is possible to greatly reduce the processing load on the control means such as a CPU, and the control configuration in the apparatus to which the present invention is applied can be simplified.
この場合、電源の温度に基づいて検出された電圧から、負荷電流検出用抵抗で検出された電圧を増幅する際のゲイン制御値を得てゲイン制御することで、温度補償についても行われ、従来はCPUなどの外部からのサポートがないと不可能であった温度補償が、電池電圧検出部内での処理だけで行えるようになり、簡単に正確な電池残量が検出できるようになる。 In this case, temperature compensation is also performed by obtaining a gain control value for amplifying the voltage detected by the load current detection resistor from the voltage detected based on the temperature of the power supply, and performing gain control. The temperature compensation, which was impossible without external support such as a CPU, can be performed only by the processing in the battery voltage detection unit, so that an accurate remaining battery level can be easily detected.
また、出力電圧をほぼ直線状の放電特性に変換する出力電圧変換テーブルは、MONOS構造のメモリとして構成し、電圧検出処理及び電圧補正処理を行う回路と同一の集積回路上に構成させたことで、本発明の処理を行う集積回路を簡単に構成させることができるようになる。 In addition, the output voltage conversion table for converting the output voltage into a substantially linear discharge characteristic is configured as a memory having a MONOS structure, and is configured on the same integrated circuit as a circuit for performing voltage detection processing and voltage correction processing. Thus, an integrated circuit that performs the processing of the present invention can be configured easily.
また、電圧補正された出力電圧に基づいて、電池の残容量を算出する残容量算出手段や、その残容量算出手段で算出された残容量の表示手段などを備えることで、残容量の表示などを行うための残容量算出手段での電池残容量の算出が簡単に行えるようになる。 In addition, by providing a remaining capacity calculation means for calculating the remaining capacity of the battery based on the voltage-corrected output voltage, a display means for the remaining capacity calculated by the remaining capacity calculation means, etc., display of the remaining capacity, etc. It is possible to easily calculate the remaining battery capacity in the remaining capacity calculation means for performing.
以下、本発明の一実施の形態を、図1〜図6を参照して説明する。
本例においては、電子機器に内蔵された二次電池(リチウムイオン蓄電池など)の残容量を測定する処理に適用したものである。図1は、本例の処理を行う構成を組み込んだ電子機器の例として、携帯電話機の構成例を示した図である。携帯電話機が使用される無線ネットワークシステム構成としては、例えば従来例で説明した図7のシステム構成が適用可能である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In this example, the present invention is applied to a process for measuring the remaining capacity of a secondary battery (such as a lithium ion storage battery) incorporated in an electronic device. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a mobile phone as an example of an electronic apparatus incorporating a configuration for performing the processing of this example. As a wireless network system configuration in which a mobile phone is used, for example, the system configuration of FIG. 7 described in the conventional example is applicable.
図1に示した携帯電話機の構成例について説明すると、アンテナ11はセレクタ12を介して受信RF(Radio Frequency )部13及び送信RF部28に接続してあり、受信アンテナと送信アンテナを兼用する。まず受信系の構成について説明すると、受信RF部13は、セレクタ12を介してアンテナ11より供給された受信信号に対して、中間周波フィルタ等を用いた帯域制限や、AGC(Automatic Gain Control)等のゲイン調整等の処理を行い、処理した受信信号をミキサ14に供給する。
The configuration example of the mobile phone shown in FIG. 1 will be described. The antenna 11 is connected to a reception RF (Radio Frequency)
ミキサ14では、受信RF部13より供給された受信信号に、局部発振器等により構成される局発部20より供給された信号を乗算して、所定の周波数の受信信号が得られるようにし、所定の周波数を抽出した受信信号(中間周波信号)を受信IF(Intermediate Frequency)部15に供給する。受信IF部15は、取得した受信信号をデジタル変換し、位相と振幅が直交変調された、所定のビットレートのIデータ及びQデータとして受信復調部16に供給する。
The
受信復調部16は、取得したIデータ及びQデータの受信信号に対して、フェージング等の影響除去処理、受信した信号の種類判別処理、多重化された信号を分離するデインタリーブ処理、およびエラーコレクション等の誤り制御処理等を行い、適切な復号を行い音声データと通信データを分離する。そして、受信復調部16は、分離された音声データを音声復号部17に供給し、分離された通信データを通信データ復号部21に供給する。
The
音声データは、受信したバースト毎のブロックに分割されて圧縮されており、音声復号部17は、取得した音声データを所定の方式で伸長し、復号した後、アナログ変換し、スピーカアンプ18に供給する。スピーカアンプ18は、供給される音声信号を増幅し、スピーカ19より出力する。また、受信復調部16より通信データが供給された通信データ復号部21は、取得した通信データを所定の方式で伸長して復号し、バスラインを介して中央制御ユニット(CPU)30、RAM32等に供給する。
The audio data is compressed by being divided into blocks for each received burst, and the audio decoding unit 17 decompresses the acquired audio data by a predetermined method, decodes it, converts it to analog, and supplies it to the
次に、送信系の構成について説明すると、マイク22に入力された音声は電気信号に変換され、マイクアンプ23に供給され、増幅された後、音声符号化部24に供給される。音声符号化部24は、取得した音声信号に対して、所定のサンプリングレートでデジタル変換を行い、符号化した後、圧縮処理を施す。そして、音声符号化部24は、圧縮した音声データを、送信用のバースト信号に応じたブロック毎に分割し、送信変調部25に供給する。
Next, the configuration of the transmission system will be described. Speech input to the
また、通信データ符号化部29は、バスラインを介してCPU30などより供給された通信データを符号化した後、圧縮し、送信用のバースト信号に応じたブロック毎に分割して送信変調部25に供給する。送信変調部25は、取得した音声データおよび通信データを多重化し、直交変調して所定のビットレートのIデータ及びQデータ(直交するI軸とQ軸とで定義される平面上で表されるシンボル)として送信IF部26に供給する。送信IF部26は、取得したIデータ及びQデータをアナログ変調信号に変換し、ミキサ27に供給する。
The communication
ミキサ27では、送信IF部27より供給されたアナログ変調信号に、局部発信器等により構成される局発部20より供給された信号を乗算して、所定の周波数の送信信号が得られるようにし、所定の周波数の送信信号を送信RF部28に供給する。送信RF部28は、供給される送信信号を増幅し、セレクタ12を介してアンテナ11に供給し、放射させる。
The
本例の携帯電話機の各部の動作を制御する制御手段であるCPU30は、ROM31若しくはEEPROM33に記憶されているプログラムに従って各種の処理を実行する。また、時計機能を有するRTC(Real Time Clock )34がバスラインに接続してあり、このRTC34が内蔵するRAM等に保持された時刻情報を、CPU30の制御で各部に供給する。
The
また、CPU30は、入出力インタフェース35に接続された各部とのデータ転送の制御を行う構成としてある。入出力インタフェース35には、有機EL(Electro luminescence)ディスプレイやLCD(LiquidCrystal Display )等の表示手段より構成されるディスプレイ36、ダイヤルキーやジョグダイヤル等よりなるキー部37、赤外線インタフェースおよびデジタルデータインタフェースなどにより構成されるデータ通信部38、フラッシュメモリやハードディスクなどより構成される外部記憶部39、SIM(Subscriber Identity Module)と称されるメモリカードが装着されるSIMスロット部40などが接続されている。
In addition, the
ディスプレイ36は、各種のメニューや、電話番号が登録された電話帳などが表示される。また、電源50に内蔵されたバッテリの残容量を表すアイコンなども表示される。このバッテリの残容量を表すアイコン表示としては、例えば3段階や4段階のように、比較的限られた段数で表示させる。
The
また本例の携帯電話機は、各部を作動させる電源50を備えており、その電源50として、リチウムイオン蓄電池などで構成される二次電池を内蔵する。その電源50の出力電圧を、バッテリ電圧検出部60で検出して、その検出データをCPU30に送る構成としてある。CPU30では、供給された電源の出力電圧データを参照して、二次電池の残容量を判断して、その残容量を示すアイコンを、ディスプレイ36に表示させる。
In addition, the cellular phone of this example includes a
図2は、電源50の出力電圧をバッテリ電圧検出部60で検出する原理を示した図である。電源50は、二次電池で構成されるバッテリ51が内蔵してあり、等価的な回路で示すと、バッテリ51には内部抵抗Riが接続された状態となっている。また、バッテリ51の温度を検出するために、サーミスタ52を電源50が備え、そのサーミスタ52の出力についてもバッテリ電圧検出部60に供給するようにしてある。
FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of detecting the output voltage of the
負荷59は、図1に示した各回路ブロックに相当し、電源50と負荷59との間には、負荷電流を検出するための抵抗Rdを接続させてある。この電流検出抵抗Rdとしては、微小抵抗が採用されており、これにより、電流検出抵抗Rdにおける電圧降下は、負荷59における電圧降下からすれば、無視することができる程度のものとされている。そして、電源50と抵抗Rdとの間で電源の出力電圧V0 を検出すると共に、抵抗Rdと負荷59との間でも電圧Vdを検出する。
The load 59 corresponds to each circuit block shown in FIG. 1, and a resistor Rd for detecting a load current is connected between the
この出力電圧V0 と電圧Vdとから、バッテリ51の正確な出力電圧を検出するための基本的な原理については、従来技術として説明した、〔数1〕式〜〔数4〕式に基づいた原理である。即ち、電源50内の内部抵抗Riにより生じた電圧降下と等価な電圧降下を、出力電圧V0 と検出電圧Vdとの差分に基づいて検出して、補正するようにしたものである。
The basic principle for detecting the accurate output voltage of the battery 51 from the output voltage V0 and the voltage Vd is the principle based on the formulas [1] to [4] described as the prior art. It is. That is, a voltage drop equivalent to the voltage drop caused by the internal resistance Ri in the
図3は、本例のバッテリ電圧検出部60の構成を示した図である。本例のバッテリ電圧検出部60を検出する各回路は、1つ又は複数の集積回路により構成させてあり、データ変換用のテーブルであるメモリについても、その集積回路内に構成させてある。電源50の出力端子61と負荷59との間には、既に説明した電流検出抵抗Rdが接続してあり、その抵抗Rdの一端側(端子61と接続される側、即ち電源側)を、抵抗R1,R2の直列回路を介して接地し、抵抗Rdの他端側(即ち負荷側)を、抵抗R3,R4の直列回路を介して接地する。抵抗R1,R2の抵抗値を等しくすると共に、抵抗R3,R4についても抵抗値を等しく設定し、両抵抗の接続中点に出力電圧V0 及び検出電圧Vdをそれぞれ1/2に分圧した電圧を得る。そして、抵抗R1,R2の接続中点に得られる電圧と、抵抗R3,R4の接続中点に得られる電圧を、減算器62に供給して、両電圧V0 ,Vdの差分を検出し、その差分を可変利得アンプ63に供給する。この可変利得アンプ63のゲインは、後述する温度補正テーブル75から供給される制御データにより制御される。この可変利得アンプ63のゲインは、既に説明した〔数4〕式で設定されるゲインである。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the battery
そして、可変利得アンプ63の出力電圧と、抵抗R1,R2の接続中点に得られる電圧と、端子65に得られる基準電圧Vref とを、減算器64に供給して、基準電圧Vref から可変利得アンプ63の出力電圧と抵抗R1,R2の接続中点電圧とを減算する。減算器64で減算された電圧をアンプ66に供給し、アンプ66の出力をアナログ/デジタル変換器67に供給する。なお、基準電圧Vref としては、例えば満充電時のバッテリ51の出力電圧の1/2に設定する。このように設定することで、アンプ66の出力として、放電と共に0Vから電圧が上昇していく特性をもった測定値が得られることになる。
Then, the output voltage of the
抵抗R1,R2と抵抗R3,R4で分圧する構成から、このアンプ66までの構成が、電流検出用抵抗Rdを用いて電源の内部抵抗Riにおける負荷電流による電圧降下値を検出し、その検出された電圧降下値によって電源50の出力電圧を補正する出力電圧検出処理を行う出力電圧検出手段に相当する。この出力電圧検出処理での補正は、既に説明した〔数1〕式〜〔数4〕式の原理で、無負荷時のバッテリ出力電圧を検出(推定)するための処理である。
From the configuration in which the resistors R1 and R2 and the resistors R3 and R4 divide, the configuration from the
そして、アナログ/デジタル変換器67では、端子70に得られるサンプリングパルスに基づいたタイミングで、アンプ66の出力をサンプリングしてデジタルデータとし、変換されたデータを電圧補正テーブル68に供給する。電圧補正テーブル68は、入力された電圧データに対応したアドレスに、その電圧データを補正した電圧データが書き込ませてあるメモリであり、温度補正テーブル75から供給される制御データにより、参照するページを変化させるようにしてある。即ち、温度毎に最適な補正データを使用して、電圧補正を行うテーブルとしてある。この場合、温度補正テーブル75で補正される電圧データは、電源50に内蔵されたバッテリ51の放電特性をほぼ直線状に補正するデータとしてある。この放電特性をほぼ直線状に補正する例については後述する。
The analog /
そして本例の電圧補正テーブル68は、MONOS構造のメモリで構成させてあり、基本的にアナログ回路であるバッテリ電圧検出部60内の他の回路と、同一の集積回路上に構成させてある。MONOS構造のメモリの基本構造を図4に示すと、シリコン基板100上に、トンネル酸化膜101と、電荷蓄積手段102と、絶縁膜103と、ゲート酸化膜104とを形成させる構成とする。シリコン基板100には、ソース100sとドレイン100dを形成させてある。ここで、電荷蓄積手段102をSi3 N4 等で形成して、電子をこの電荷蓄積手段102に注入して構成する。このように構成したことで、酸化膜に欠陥があっても、保持された電荷が散逸しない特徴を有し、酸化膜の薄膜化が可能、微細化が容易等の効果の他に、アナログ回路で構成された集積回路上に不揮発性メモリを構成させることができる特徴を有する。本例の場合にも、この特徴を利用して、アナログ回路であるバッテリ電圧検出部60を構成する集積回路内に、不揮発性メモリとして電圧補正テーブル68を構成させてある。また、後述する温度補正テーブル75についても、同じ集積回路内に構成させてある。
The voltage correction table 68 of this example is configured by a memory having a MONOS structure, and is configured on the same integrated circuit as other circuits in the battery
図3の説明に戻ると、電圧補正テーブル68から読出された補正された電圧データは、出力レジスタ69を介して出力させ、図1に示したCPU30などに供給する。出力レジスタ69についても、端子70に得られるサンプリングパルスにより保持タイミングが制御される。
Returning to the description of FIG. 3, the corrected voltage data read from the voltage correction table 68 is output through the
この電圧補正テーブル68とその周辺構成、即ち、アナログ/デジタル変換器67と電圧補正テーブル68と出力レジスタ69とが、バッテリ51の放電特性をほぼ直線状に補正する出力電圧変換テーブルに基づいて、電圧検出処理で検出された出力電圧を補正する電圧補正処理を行う電圧補正手段に相当する。
The voltage correction table 68 and its peripheral configuration, that is, the analog /
また本例においては、電源50内のサーミスタ52の出力が供給される端子71に得られる電圧に、バイアス回路72でバイアス電圧を加算した後、アナログ/デジタル変換器73でデジタルデータに変換し、その変換された電圧データをレジスタ74に蓄積させた後、温度補正テーブル75に入力させる。アナログ/デジタル変換器73及びレジスタ74についても、端子70に得られるサンプリングパルスでサンプリングタイミングが設定される。
In this example, the
温度補正テーブル75についても、上述した電圧補正テーブル68と同様に、MONOS構造のメモリで構成させて、バッテリ電圧検出部60内の他の回路と同一の集積回路に構成させてある。温度補正テーブル75は、バッテリ温度に対応した電圧データである入力電圧データに基づいて、その温度で必要な可変利得アンプ63のゲイン及び電圧補正テーブル68での変換テーブルのページのデータを得るテーブルである。この温度補正テーブル75で読出されたゲインの制御データについては、可変利得アンプ63に供給してそのときのバッテリ温度に対応したゲインを設定させる。また、温度補正テーブル75で読出された電圧補正テーブル68での変換テーブルのページのデータは、電圧補正テーブル68に供給して、電圧補正テーブル68での変換に使用するページを設定させる。
Similarly to the voltage correction table 68 described above, the temperature correction table 75 is also configured by a memory having a MONOS structure, and is configured in the same integrated circuit as other circuits in the battery
図5は、本例のバッテリ電圧検出部60での電圧補正の原理の例を示した図である。本例の場合、電源50に内蔵されたバッテリ51は、満充電状態からの残容量の減少に伴って、図5の放電曲線Vaで示すように変化する。この放電曲線Vaで示される放電可能時間と出力電圧との関係はリニアではない。また、放電曲線Vaは温度によって変化がある。ここで、この放電曲線Vaの中の、ほぼ満充電時の電圧に相当する初期電圧Vini と、終止電圧Vend とを設定し、この初期電圧Vini と終止電圧Vend とをほぼ直線状に結ぶ補正曲線(直線)Vbを設定する。そして、電圧補正テーブル68で、放電曲線Va上の値を、補正曲線Vb上の値に変換する。なお、電圧補正テーブル68に入力する電圧データは、その前段の減算器62,64とアンプ63,66などにより構成で、無負荷時のバッテリ出力電圧に相当する電圧に補正されているので、正確に残容量を判断できることになる。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the principle of voltage correction in the battery
図5での具体的なバッテリ電圧検出例を説明すると、例えば、観測点M1における放電曲線Vaにおける測定電圧Vm1と、観測点M2における放電曲線Vaにおける測定電圧Vm2とは、電圧の差分は非常に少ない。これに対して、観測点M1における補正曲線Vbにおける測定電圧Vmc1と、観測点M2における補正曲線Vbにおける測定電圧Vmc2との差分は、補正曲線Vb上の2つの観測点M1,M2の距離が一定であれば一定になる。このことは、例えば現時点での補正電圧から終止電圧までの残容量を推測する際に、その計算が容易になることを意味する。従って、本例のバッテリ電圧検出部60の出力に基づいて、CPU内でバッテリの残容量を判断する処理が、簡単な処理で正確に行えることになり、正確な残量表示が可能になる。また、ディスプレイでバッテリの残量表示を複数段階で行う際に、1段毎に変化させる際の電圧値を、全ての段階で同じ電圧値に設定できるようになる。
A specific battery voltage detection example in FIG. 5 will be described. For example, the voltage difference between the measured voltage Vm1 on the discharge curve Va at the observation point M1 and the measured voltage Vm2 on the discharge curve Va at the observation point M2 is very different. Few. On the other hand, the difference between the measured voltage Vmc1 on the correction curve Vb at the observation point M1 and the measured voltage Vmc2 on the correction curve Vb at the observation point M2 is that the distance between the two observation points M1 and M2 on the correction curve Vb is constant. Then it becomes constant. This means that, for example, when estimating the remaining capacity from the current correction voltage to the end voltage, the calculation becomes easy. Therefore, based on the output of the battery
図6は、本例による温度補正の原理を示した図である。いま、測定温度T1が得られたとすると、そのときのバッテリの内部抵抗、内部抵抗曲線yから得ることができる。このとき、電流検出抵抗Rdとここで得られた内部抵抗との比が、〔数4〕式でのゲインGそのものであり、これは設定ゲインG1で示される。このように直接ゲインが求められるように、ゲインテーブルを使用することで、処理が簡単になる。また、同じ測定温度T1から電圧補正曲線xを使用することで、放電曲線の温度特性の補正も可能となる。図5に示した補正曲線Vbについては、予め想定される温度範囲において、複数のページとしてメモリ上に用意しておく。そして、測定温度T1から電圧補正曲線xを使用することで、電圧補正テーブル68の設定ページP1が得られる。これは、例えば電圧補正テーブルとして使用するメモリの上位アドレスとして適用することで、ページの選択が可能となる。 FIG. 6 is a diagram showing the principle of temperature correction according to this example. Assuming that the measured temperature T1 is obtained, it can be obtained from the internal resistance and internal resistance curve y of the battery at that time. At this time, the ratio between the current detection resistor Rd and the internal resistance obtained here is the gain G in the formula [4], which is indicated by the set gain G1. By using the gain table so that the gain can be directly obtained in this way, the processing is simplified. Further, by using the voltage correction curve x from the same measured temperature T1, the temperature characteristic of the discharge curve can be corrected. The correction curve Vb shown in FIG. 5 is prepared on the memory as a plurality of pages in a temperature range assumed in advance. Then, the setting page P1 of the voltage correction table 68 is obtained by using the voltage correction curve x from the measured temperature T1. By applying this as an upper address of a memory used as a voltage correction table, for example, a page can be selected.
このように本例によると、電流検出用抵抗の両端の電圧の検出に基づいて、無負荷時のバッテリ出力電圧に相当する電圧を検出(推定)し、さらにその検出された電圧を、電圧変換テーブルで直線状の放電特性の電圧に変換するようにしたので、携帯電話機として必要な電池残量表示などを行う際に、正確な残量判断が簡単にできるようになる。即ち、CPU側では、供給された電圧データから簡単に正確な残量判断ができ、正確な残量判断を行うためのCPU側での処理負担を少なくできる。特に本例の場合には、温度特性による補正処理が、全くCPUを介さずに行えるので、この点からもCPUの処理負担を減らすことができると共に、温度特性の影響のない正確な検出が簡単に行える効果を有する。 As described above, according to this example, based on the detection of the voltage across the current detection resistor, the voltage corresponding to the battery output voltage at no load is detected (estimated), and the detected voltage is converted into a voltage. Since the voltage is converted into a linear discharge characteristic voltage on the table, it is possible to easily perform accurate determination of the remaining amount when displaying the remaining amount of battery necessary for the cellular phone. That is, on the CPU side, the remaining amount can be easily and accurately determined from the supplied voltage data, and the processing load on the CPU side for accurately determining the remaining amount can be reduced. In particular, in the case of this example, the correction process based on the temperature characteristic can be performed without using the CPU at all, so that the CPU processing load can be reduced from this point as well, and accurate detection without the influence of the temperature characteristic is easy. It has the effect that can be done.
なお、ここまでの説明では、検出された電池残量に基づいて、3〜4段階程度の複数段階で電池残量をディスプレイに表示させると説明したが、本例の場合には、正確な残量検出が可能であるので、例えば数字により電池残量をパーセント表示させるようなことも容易にできる。 In the description so far, it has been described that the remaining battery level is displayed on the display in a plurality of stages of about 3 to 4 based on the detected remaining battery level. Since it is possible to detect the amount, it is possible to easily display the remaining battery level as a percentage, for example.
なお、上述した実施の形態では、携帯電話機に内蔵された電源としてのバッテリの残量を検出して表示する処理に適用したが、その他の電池が電源として装着可能な各種電子機器にも本発明の処理が適用可能であることは勿論である。また、本発明の処理を実行する電池残量検出機能の少なくとも一部をソフトウェア化して、そのソフトウェア化されたプログラムをパーソナルコンピュータ装置の如きデータ処理装置に実装させて、同様の電池残量検出処理を行うようにしても良い。そのパーソナルコンピュータ装置などのデータ処理装置に実装されるプログラムについては、光ディスク,メモリカードなどの各種記録(記憶)媒体を介して配付しても良く、或いはインターネットなどの通信手段を介して配付しても良い。 In the above-described embodiment, the present invention is applied to the process of detecting and displaying the remaining amount of the battery as the power source built in the mobile phone, but the present invention is also applied to various electronic devices in which other batteries can be mounted as the power source. Of course, the above process is applicable. Also, at least a part of the remaining battery level detection function for executing the processing of the present invention is converted into software, and the softwareized program is mounted on a data processing device such as a personal computer device, so that the same remaining battery level detection process is performed. May be performed. The program installed in the data processing device such as the personal computer device may be distributed via various recording (storage) media such as an optical disk and a memory card, or distributed via communication means such as the Internet. Also good.
30…中央制御ユニット(CPU)、36…ディスプレイ、50…電源、51…バッテリ、52…サーミスタ、59…負荷、60…バッテリ電圧検出部、63…ゲイン可変アンプ、66…アンプ、67…アナログ/デジタル変換器、68…電圧補正テーブル、69…出力レジスタ、73…アナログ/デジタル変換器、74…レジスタ、75…温度補正テーブル
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電源と負荷との間に直列に接続された、前記負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出用抵抗の2つの端子の間の電圧を増幅することにより、前記電源の内部抵抗における前記負荷電流による電圧降下値を得るゲイン可変増幅処理と、
前記電源の温度に基づいて検出された電圧を、ゲイン制御値変換テーブルにより前記ゲイン可変増幅処理のゲイン制御値に変換するゲイン制御値変換処理と
前記得られた電圧降下値によって前記電池の出力電圧を補正する出力電圧検出処理と、
前記電池の放電特性をほぼ直線状に補正する出力電圧変換テーブルに基づいて、前記電圧検出処理で検出された出力電圧を補正する電圧補正処理とを行う
電圧検出方法。 A voltage detection method for detecting an output voltage of a power source constituted by a battery,
The load current in the internal resistance of the power supply is amplified by amplifying the voltage between two terminals of a current detection resistor that is connected in series between the power supply and the load and detects a load current flowing through the load. Variable gain amplification processing to obtain the voltage drop value by
Gain control value conversion processing for converting a voltage detected based on the temperature of the power source into a gain control value of the gain variable amplification processing by a gain control value conversion table;
An output voltage detection process for correcting the output voltage of the battery according to the obtained voltage drop value;
A voltage detection method for performing a voltage correction process for correcting the output voltage detected in the voltage detection process, based on an output voltage conversion table for correcting the discharge characteristics of the battery substantially linearly.
前記電源と負荷との間に直列に接続された、前記負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出用抵抗と、
前記電流検出用抵抗の2つの端子の間の電圧を増幅することにより、前記内部抵抗における電圧降下値を得るゲイン可変増幅手段と、
前記電源の温度に基づいて検出された電圧を、前記ゲイン可変増幅手段のゲイン制御値に変換するゲイン制御値変換テーブルと、
前記電圧降下値によって補正された前記電池の出力電圧を得る電圧検出手段と、
前記電池の放電特性をほぼ直線状に補正する出力電圧変換テーブルに基づいて、前記電圧検出手段によって検出された出力電圧を補正する電圧補正手段とを備える
電圧検出装置。 A voltage detection device for detecting an output voltage of a power source constituted by a battery,
A current detection resistor connected in series between the power source and the load to detect a load current flowing in the load;
Gain variable amplification means for obtaining a voltage drop value in the internal resistance by amplifying the voltage between the two terminals of the current detection resistor;
A gain control value conversion table for converting a voltage detected based on the temperature of the power source into a gain control value of the gain variable amplification means;
A voltage detecting means for obtaining an output voltage of the battery corrected by the voltage drop value,
A voltage detection device comprising: voltage correction means for correcting the output voltage detected by the voltage detection means based on an output voltage conversion table for correcting the discharge characteristics of the battery substantially linearly.
前記出力電圧変換テーブルは、MONOS構造のメモリとして構成し、前記電圧検出手段及び前記電圧補正手段を構成するアナログ回路と同一の集積回路上に構成させた
電圧検出装置。 The voltage detection device according to claim 2 ,
The output voltage conversion table is configured as a memory having a MONOS structure, and is configured on the same integrated circuit as an analog circuit configuring the voltage detection unit and the voltage correction unit.
前記電源と負荷との間に直列に接続された、前記負荷に流れる負荷電流を検出する電流検出用抵抗と、
前記電流検出用抵抗の2つの端子の間の電圧を増幅することにより、前記内部抵抗における電圧降下値を得るゲイン可変増幅手段と、
前記電源の温度に基づいて検出された電圧を、前記ゲイン可変増幅手段のゲイン制御値に変換するゲイン制御値変換テーブルと、
前記電圧降下値によって補正された前記電池の出力電圧を得る電圧検出手段と、
前記電池の放電特性をほぼ直線状に補正する出力電圧変換テーブルに基づいて、前記電圧検出手段によって検出された出力電圧を補正する電圧補正手段とを備える
電子機器。 An electronic device to which power is supplied from a power source configured by a battery,
A current detection resistor connected in series between the power source and the load to detect a load current flowing in the load;
Gain variable amplification means for amplifying a voltage between two terminals of the current detection resistor to obtain a voltage drop value in the internal resistor;
A gain control value conversion table for converting a voltage detected based on the temperature of the power source into a gain control value of the gain variable amplification means;
A voltage detecting means for obtaining an output voltage of the battery corrected by the voltage drop value,
An electronic apparatus comprising: a voltage correction unit that corrects an output voltage detected by the voltage detection unit based on an output voltage conversion table that corrects the discharge characteristics of the battery substantially linearly.
前記出力電圧変換テーブルは、MONOS構造のメモリとして構成し、前記電圧検出手段及び前記電圧補正手段を構成するアナログ回路と同一の集積回路上に構成させた
電子機器。 The electronic device according to claim 4 ,
The output voltage conversion table is an electronic device configured as a memory having a MONOS structure and configured on the same integrated circuit as an analog circuit constituting the voltage detection means and the voltage correction means.
前記電圧補正手段で補正された出力電圧に基づいて、前記電池の残容量を算出する残容量算出手段を備える
電子機器。 The electronic device according to claim 4 or 5 ,
An electronic apparatus comprising: a remaining capacity calculating unit that calculates a remaining capacity of the battery based on the output voltage corrected by the voltage correcting unit.
前記残容量算出手段が算出した前記電池の残容量を表示する表示手段を備える
電子機器。 The electronic apparatus according to claim 6 .
An electronic apparatus comprising display means for displaying the remaining capacity of the battery calculated by the remaining capacity calculation means.
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