JP7141236B2 - バッテリの残量検出回路、それを用いた電子機器、バッテリ残量の検出方法 - Google Patents
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Description
1. 製品の出荷前(あるいは出荷後)にはじめてバッテリが電子機器に装着(あるいは実装)されたときに、残量検出回路506がOCVを測定し、その値をレジスタに保持しておく。
2. そしてユーザがはじめて電源を投入すると、レジスタに格納しておいたOCVから電圧法によってSOCの初期値(初期SOC)を推定し、その後は、クーロンカウント法にもとづいてSOCを更新していく。
ロジック回路210の緩和判定部212は、バッテリ電流IBATが実質的にゼロである状態が十分に長い時間維持されると、バッテリ102が緩和状態であると判定する。OCV取得部214は、緩和状態において測定された電圧検出値DVを、バッテリ102のOCVとして取得する。測定されたOCVの値は、電圧法にもとづくSOCの推定に利用される。
ロジック回路210は、クーロンカウント処理部216を含む。バッテリ電流IBATを監視し、バッテリ102から流れ出る方向の電流(放電電流)IBATを正、バッテリ502に流れ込む方向の電流(充電電流)IBATを負として、電流値DIを積算し、累積クーロンカウント値(ACC:Accumulation Coulomb Count)を生成する。クーロンカウント値CCは、各サンプリング時刻ti(i=1,2,…)おけるバッテリ電流IBATiを用いて、以下の式で計算される。
ACC=Σi=1(Δt×IBATi)
サンプリング周期が一定の場合、Δtは定数となる。
ロジック回路210の電源ボタン監視部218は電源ボタン108と接続され、電源ボタン108が電子機器100のユーザによって押されたか否かを監視する。ロジック回路210は、電源ボタン108が押されると、イネーブル信号ENをアサート(たとえばハイレベル)し、DC/DCコンバータ230を起動する。DC/DCコンバータ230が起動すると電源電圧VDDがCPU106に供給され、CPU106の制御下で電子機器100が起動する。
電子機器100の出荷後、はじめて電圧法にもとづいてSOCを判定する際に参照すべきOCVを、初期OCVと称することとする。ロジック回路210は、電子機器100の電源がはじめて投入されたときの第1A/Dコンバータ202の出力DVを、初期OCVとして取得する。
実施の形態では、図3に示すように、電源ボタンの押下(時刻t1)の直前のひとつの電圧検出値DVを、初期OCVとしたがその限りでない。図5は、変形例1に係る初期OCVの測定を説明する図である。たとえば時刻t1の直前の複数の電圧検出値DVを平均し、初期OCVとしてもよい。平均処理は、単純平均であってもよいし、重み付け平均であってもよいし、移動平均であってもよい。また平均対象となる電圧検出値DVは時間的に連続したものであってもよいし、N個(N≧2)おきに抽出したものであってもよい。
図7は、変形例2に係る初期OCVの測定を説明する図である。時刻t1の直後においても、バッテリ102が緩和状態である場合には、時刻t1直後の電圧検出値DVを、初期OCVとしてもよい。
実施の形態では、SOCの推定、計算に関する処理の一部を、残量検出回路200の外部のCPU106によって実行したがその限りでなく、残量検出回路200にプロセッサ(演算コア)を集積化し、CPU106の機能の一部を統合してもよい。
実施の形態では、残量検出回路200にDC/DCコンバータ230が集積化されたがその限りでない。DC/DCコンバータ230は、残量検出回路200とは別のパワーマネージメントIC(PMIC)に集積化されてもよい。
Claims (8)
- バッテリと接続される残量検出回路であって、
前記残量検出回路が搭載される機器に前記バッテリが装着された時に、前記バッテリの初期開放電圧の取得のために、前記バッテリの電圧を所定のサンプリング周期で周期的にサンプリングすることを開始する第1A/Dコンバータと、
前記機器に前記バッテリが装着された時に動作を開始し、前記機器に電源が投入されたか否かを監視するロジック回路と、
を備え、
前記ロジック回路は、前記機器にはじめて電源が投入されたときのみ前記第1A/Dコンバータの出力を、前記初期開放電圧として取得し、当該初期開放電圧の取得後に前記第1A/Dコンバータを停止し、さらに前記機器にはじめて電源が投入されたことを示すフラグをアサートすることを行い、
前記ロジック回路によって停止された前記第1A/Dコンバータは、その後、前記初期開放電圧の取得のための周期的なサンプリングを停止し続けることを特徴とする残量検出回路。 - 前記ロジック回路は、前記フラグがネゲート時において、前記機器の電源が投入された直前または直後に前記第1A/Dコンバータによってサンプリングされた前記バッテリの電圧を取得することを特徴とする請求項1に記載の残量検出回路。
- 前記ロジック回路は、前記フラグがネゲート時において、前記機器の電源が投入された直前に前記第1A/Dコンバータによって複数回にわたりサンプリングされた前記バッテリの電圧の平均値を取得することを特徴とする請求項1に記載の残量検出回路。
- 前記サンプリング周期は、2ms~50msであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の残量検出回路。
- 前記バッテリの電流をサンプリングする第2A/Dコンバータをさらに備え、
前記ロジック回路は、前記第2A/Dコンバータの出力を積算することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の残量検出回路。 - 前記ロジック回路は、インタフェースを介してプロセッサと接続され、
前記第1A/Dコンバータによりサンプリングした前記バッテリの電圧の値と、前記第2A/Dコンバータの出力の積算値と、を前記プロセッサに送信可能であることを特徴とする請求項5に記載の残量検出回路。 - 電源ボタンと、
バッテリと、
前記バッテリの状態を監視する請求項1から6のいずれかに記載の残量検出回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 再充電可能なバッテリの残量の検出方法であって、
前記バッテリが搭載される機器の電源ボタンの状態を監視するステップと、
前記機器に前記バッテリが装着された時に、第1A/Dコンバータが、前記バッテリの初期開放電圧の取得のために、前記バッテリの電圧を所定のサンプリング周期でサンプリングすることを開始するステップと、
前記電源ボタンがはじめて押されたときのみ、少なくともその直前または直後に前記第1A/Dコンバータによってサンプリングされた前記バッテリの電圧にもとづく値を、前記初期開放電圧として保持するステップと、
前記バッテリの前記初期開放電圧を保持した後、前記第1A/Dコンバータによる前記初期開放電圧の取得のための周期的な前記サンプリングを停止し続けるステップと、
を備えることを特徴とする検出方法。
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