JPH03285188A - バッテリーシステム - Google Patents

バッテリーシステム

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JPH03285188A
JPH03285188A JP2147528A JP14752890A JPH03285188A JP H03285188 A JPH03285188 A JP H03285188A JP 2147528 A JP2147528 A JP 2147528A JP 14752890 A JP14752890 A JP 14752890A JP H03285188 A JPH03285188 A JP H03285188A
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battery pack
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景］ 本発明は一般的にはバッテリーシステムの、そして特に
充電可能のバッテリーとバッテリーパラメータをモニタ
ーするための、電子回路がセットになったバッテリーパ
ックからなる方式のバッテリーシステムに関するもので
ある。
マイクロプロセッサを備えたバッテリーパックからなる
バッテリーシステムは、Ｌａｍｅｌｓ。
ｎの米国特許Ｎｏ、４．２８９，８３６でで明にされて
おり、マイクロプロセッサはバッテリーの充電状態、充
電サイクルの回数、バッテリー温度、バッテリーの内圧
等のようなバッテリーパラメータをモニターする。マイ
クロプロセッサはまた、バッテリーパラメータのディス
プレイをコントロールするのに使われる。バッテリーパ
ックは充電の目的のために単独のパワー源と結合して使
用される。
もう一つのマイクロプロセッサを備えたバッテリーパッ
クを含むバッテリーシステムは、Ｋｏｅｎｃｋの米国特
許Ｎｏ、４，５５３．０８１で明にされており、マイク
ロプロセッサは残存バッテリー容量を決め、バッテリー
の劣化を推定するため軽度の放電と連続充電サイクルの
回数をカウントして、バッテリーの動作状況をモニター
する。バッテリーパック内の回路はその時点でのバッテ
リー容量を決めるため、必然的にバッテリイーの放電を
ともない、またマイクロプロセッサ及びその他の回路は
バッテリーパックの保管寿命を延ばすための軽度の動作
のために、パワーを必要とする。マイクロプロセッサは
また、バッテリー容量及びバッテリーから得られるその
他の情報を指示するためのディスプレイと接続され、バ
ッテリーパックも同様に、パソコン端末機器及びバッテ
リー充電器と通信するため数個の入／出力部を備えてい
る。
本発明の全般的な目的は、新規な且つ改良されたバッテ
リーシステムを提供することである。
［発明の概要］ 本発明が示す内容により構成されるバッテリーシステム
は、充電ができるバッテリーとバッテリーパラメータを
モニターし、その振幅がバッテリ中の残存充電量に比例
するアナログ電気信号を発生する電子回路のセットされ
たバッテリーパックである。このバッテリーシステムに
は更に、バック中の電子回路に生成されたアノログ信号
を使ってバッテリー中の残存充電量を指示ディスプレイ
する、付属アクセサリ−が備えられている。２つの型式
について説明してあり、１つはバッテリーパックがバッ
テリーからパワーを受ける装置と結合されている時にバ
ックと共に使用しやすく、他の型式はバッテリーパック
がいかなる装置とも結合されていない時でも使用できる
型式である。
バッテリーパックには更に、バッテリーを充電する充電
器が備わっている。
以下の説明で種々の特徴及び利点が明になると思われる
。説明にあたっては、部分毎の図面を参照し、また本発
明を実施するための特定の具体例を図示して行っである
。これらの具体例は本発明実施の技術の細部を十分に説
明してあり、また利用できるその他の具体例、及び本発
明の領域を逸脱することなく出来るであろう構成上の変
更についても理解できよう。したがって、以下の説明は
限定された考えにとられれずに行い、また発明の領域は
添付された請求の範囲ではっきりさせである。
［発明の実施例］ 図面を参照するに当たり、細部の同一参照数字は全図面
を通して同一部品を表している。第１図はバッテリーパ
ック１０と併置されたバッテリ充電器１１の単純化した
構成図を示している。バッテリーパック１０は複数個の
充電可能なバッテリーセルで、−例を上げると、１０及
び１２個の各端子電圧１．２ボルトのニッケルカドミニ
ウム電池からなっている。１２個の電池の集合体は２又
は４アンペア時の容量を持っている。バッテリーパック
１０には更に、バッテリー充電器１１からの充電電流を
受ける正極端子１４と、電流の帰路となる負極端子１６
を備えたコネクタ１３がある。正極端子１４はまた、負
荷への電流出口にもなっている（図示していない）。
バッテリー１２が負荷への電流を供給するときは電流は
矢印１８の方向に流れ１反対に充電されてときは矢印１
９の方向に流れる。いずれの方向の電流が流れても、バ
ッテリ一端子及び電池と直列に接続された抵抗２０に電
圧が発生する。抵抗２０における電力消費を最小にする
ため抵抗値は小さく、例えば０．０２５オームとする。
更にバッテリーパック１０には、バッテリーパラメータ
をモニターするために電子回路２１があり、この詳細は
第２図に図示しである。回路２１には充放電電流の瞬間
値を検知するために、抵抗２０の両端から入力する差動
増幅器２２がある。
増幅器２２の出力はスイッチ２３と緩衝増幅器２５を経
て、ＣＰＵ２ｇ内のＡ／Ｄコンバータ３１に入力してい
る。
以下に詳しく述べる様に、ＣＰＵ２８は測定した充放電
電流に基づく、バッテリーの充電状態を決めるためのＡ
／Ｄコンバータ２１の出力を読み取る。
電子回路２１によるパワー消費を最小にするため、ＣＰ
Ｕ２８は非機能的な“ライトスリーブ”（軽睡眠）モー
ドになることが可能なタイプで、このときはパワーはＣ
ＰＯ２８内の回路の大部分と接続されておらず、ＣＰＵ
２８はバッテリーパラメータをモニターすることができ
ない。モトローラ社のモデルＭＣ６８ＨＣ１１はこのよ
うなタイプである。
ＣＰＵ２８は、例えば１時間というような予め定めた時
間内に充電又は放電状態にない時は、ライトスリーブモ
ードに入る様プログラムされている。、ＣＰＯ２８内の
タイマー１０１は経過時間で増加する置数器からなり、
以下に詳しく述べる様に不活動時間を測る。ＣＰＵ２８
には不揮発性ＲＡＭ６０が含まれており、バッテリーセ
ル１２の放電量、充放電サイクル回数、バッテリーの最
高温度か又はバッテリーシステム１０が遭遇した最高温
度、バッテリー型式及び製造番号等を指示するバッテリ
ーパラメータを記憶している。ライトスリーブの間はＣ
ＰＵ外部のタイマー６２にバク−が供給されており、Ｃ
ＰＵ全体を２５０ミリ毎秒に周期的に“ウェイクアップ
″′　（目ざめ）させ、ＣＰＵ２８が充放ｉ電流の瞬間
値を決めるＡ／Ｄコンバータ３１の出力を読み取ること
ができる様にさせる。増幅器２２がバッテリーの放電を
指示している時は、ＣＰＵは２５０ミリ秒毎の放電アン
ペア時を推測する。
例を挙げると、２５０ミリ秒毎の読み取り量の差を、２
５０ミリ秒倍して放電量を推算するのである。そしてＣ
ＰＵ２８は以前の読み取り量で計算したバッテリーの充
電量からこの放電量を差し引いて、バッテリーセル１２
の残存充電量を計算する。
ＣＰＵ２８が目ざめ状態にある時は、ライン６３を経て
選択デコーダ６１に命令して、温度センサ６７に接続さ
れたスイッチ６５を働かせ、センサ６７の信号を緩衝増
幅器２５の入力に入れて、バッテリー温度をモニターす
る。同時にＣＰＵはデコーダ６１に指示して、ゲート７
３を経てスイッチ２３を切り、Ａ／Ｄコンバータから温
度を読み取る。
次にＣＰＵはライン６３を経てスイッチ７５を働かせ、
同時にスイッチ２３と６５を切っている間に表面温度セ
ンサ７７の信号を緩衝増幅器２５の入力に入れる。続い
てＣＰＵは電圧デバイダ８１を経て、バッテリーパック
の正極端子に接続されたスイッチ７９を働かせて、ＣＰ
Ｕがバッテリーセル電圧をモニターすることができる様
に、他のスイッチを切っている間に緩衝増幅器２５に入
力させる。引き続きＣＰＵは電圧タップ８５に接続され
たスイッチ８７を動作させ、半分の電池の電圧センサー
を他のスイッチを切っている間に、電圧デイバダ８９を
経て読み取る。
動作中のライトスリーブ及び機能モードの間は、ＣＰＯ
２８にはスイッチ６８と緩衝増幅器６９を経てパワーが
供給されている。ＣＰＵは充放電状態になったことを検
知するか、又はセル電圧が予定レベル以下に下がるまで
は前記のライトスリーブと周期的な目覚めを連続して繰
り返す。
もし電圧がこの低位レベル以下になると、ＣＰＵはラッ
チ６６にリセットパルスを送り、スイッチ６８を開き、
ＣＰＵへのパワー供給が妨げられる。その結果、ＣＰｔ
Ｊは“ディープスリーブ（熟睡）モードに入る。−例を
あげると、ライトスリーブの間は約２０％のパワーを取
り込んでおり、そのため機能的な目ざめモードに入れる
が、ディープスリーブモードの間は本質的にパワーを必
要としない。
しかし、前にも述べた様に、ディープスリーブの間はデ
ータは不揮発性ＲＡＭ６０に保持されている。
ライトスリーブ及びディープスリーブモードの間、増幅
器２２及び比較器７０と７２にはパワーが供給されてお
り、充電又は放電の間に、ＣＰＵ２８をディープスリー
ブ又はライトスリーブのいずれからか目ざめさせること
が出来る。各々の比較器の入力は増幅器２２の出力に接
続されており、他方比較器７０のマイナス入力には、抵
抗７８の大きさに関連して抵抗７４と７６の値によって
決まるしきい値電圧が供給されている。また比較器７２
のプラス入力には、抵抗７４と７８の大きさに関連して
抵抗７６の値によって決まるしきい値電圧が供給されて
いる。
バッテリーシステムが負荷に接続されると、抵抗２０に
は電圧が発生し、増幅器２２で検知され比較器７０に加
えれる。もし電圧がしきい値レベルよりも高ければ、比
較器７０はＯＲゲート８゜を経てラッチ６６に“２進ｌ
”のセット信号を伝送する。このためＣＰＵ２８へのパ
ワー供給がもしディープスリーブにある時は、再び始ま
ることになる。比較器７０又は”２進ｌ”信号をＯＲゲ
ト８２と８４を経てＣＰＵの割り込み部８３に送る。こ
のためＣＰＵがもしライトスリーブモードにある時は、
目ざめさせ、ＣＰＵにＡ／Ｄコンバータの放電電流を読
み取る種指示させる。
ＣＰＵは予め定めた時間内は機能的な目覚めモードにあ
り、連続して放電をモニターしている。放電体止後、例
えば１時間というような予定時間が過ぎると、ＣＰＵは
ライトススリーブモードに入り、タイマー６２でＣＰＵ
を目ざめさせる周期的な目ざめモードになる。
ＣＰＵをライトスリーブから目ざめさせるのに、タイマ
ー６２と比較器８２の両者を使用する理由は、比較器は
ＣＭＯ３又はその他の低電力タイプであるのが望ましく
、増幅器２２が感度が良くてもこの比較器は小放電電流
に感度が良くない。したがって、このような小放電電流
をモニターするのに、時間により目ざめさせる方法が有
効であるからである。
バッテリー充電器１１には直流電源９２と電子スイッチ
９４があり、バッテリーパック１０の正極端子１４に接
続されている。したがって、充電器１１から端子１４に
電流が流れると、電流は電池１２と抵抗２０を通って、
前にも述べた様に、矢印１９の方向に流れる。この結果
発生した相当する電圧が増幅器２２と比較器７２に入力
する。
この電圧は比較器７２のしきい値電圧よりも大きいので
、比較器は“２進１”のセットパルスをＯＲゲート８０
を軽でラッチ６６に送り、ＣＰＵ２８にパワーが（もし
ディープスリーブモードにあるときは）スイッチ６８と
緩衝増幅器６９を経て再び供給される。比較器７２は同
じく、“２進１”の信号を割り込み部８３にＯＲゲート
８２及び８４を経て送る。
前に述べた様に、割り込み部８３に加えられた信号はＣ
ＰＵがもしライトスリーブにある場合はこれから目ざめ
させ、ＣＰＵにＡ／Ｄコンバータを読み取る様に指令す
る。同じく比較器７２は直列データ入力部９９にＯＲゲ
ート１０１を経て出力し、もしＡ／Ｄコンバータがバッ
テリー電流が充電時の極性であると指示した時は、ＣＰ
Ｕは直列データ入力部９９を読みとる。
バッテリーパック１０が充電器１１に備え付けられた時
は、第３図に示す様に、充電器は正極端子１４に電流パ
ルスｉ０４を送ることによって、ＣＰＵに特定のバッテ
リーパラメータを要求するためのコード１０２を伝送す
る。電流パルスは抵抗２０を通って電圧パルスを発生さ
せ、増幅器２２と比較器７２で出力される。これらの電
圧パルスは前にも述べた様に、ＣＰＵ２８の直列データ
入力部９９に入力する。
この様にして、ＣＰＵはコード１０２の最初のパルス１
０４が始まると目ざめさせられ、ラッチ６６がセットさ
れ（もし必要ならば）、また割り込み部８３が動作状態
にさせられることでその後のデータ読み取りの準備に入
ることになる。
−例をあげると、コード１０２はスターピットとストッ
プビット、及び要求するバッテリーパラメータデータに
特定された中間の８ビツトデータで構成される。コード
１０２はＣＰＵに充電器ｌｌ内の論理及びマイクロプロ
セッサ（ＭＰ）回路９６宛てにバッテリーパラメータを
伝送するよう命令する。このデータは不揮発性ＲＡＭ６
０に記憶されているデータで、前に述べた様にバッテリ
ーの放電量、バッテリー容量、充放電サイクルの回数、
バッテリーセルの最高温度又はいままでの最高表面温度
、バッテリーの型式、製造番号が含まれている。ＣＰＵ
は要求された情報を直列データパルス１０８として、出
力部１２０からＦＥＴ緩衝器１２２及びバッテリーパッ
ク部１２４を通じて伝送する。データはバッテリー充電
器１１の入力部１２６で受けられる。その後、充電器１
１は端子１４に個々のコードを伝送して、追加情報を要
求することも出来る。
ＣＰＵ２８はまた、そのバッテリーパラメータデータの
すべてを、もし特定データの要求がない場合、充電電流
１２７の開始後あらかじめ定めた順序で出力部１２４に
伝送する様プログラムされている。
充電器はすべての要求データを受は取った後、′バッテ
リーセル１２の充電状態、バッテリーのタイプ、セル及
びバッテリーパック表面の温度に応じた充電電流を端子
１４に流して充電する。例えば、バッテリーが十分に放
電しており温度が安全範囲にあるときは、最大充電電流
を流すが、しかしほとんど十分に充電されでおり、また
温度範囲も高い方にあるときは、より少ない電流を流す
様になる。バッテリーパック１０及び充電器１１に対し
、適当する充電技術は米国特許出願Ｎｏ、１１５．１５
５の　Ｇｅｏｒｇｅ　　Ｗ、Ｂａｕｅｒ等による１９８
７年１０月３０日付“°バッテリー充電システム“及び
、米国特許Ｎｏ、４，５５４゜５００の５ｏｋｉｒａに
よる１９８５年１１月１９日付に明にされており、これ
らの特許出願及び特許は本出願の説明書でも参照とした
。
正極端子１４はバッテリーセル１２から実際の負荷への
動作電流の出口として、また充電器１１からＣＰＵ２８
へのデータ入り口として、及び充電器からバッテリーセ
ル１２への充電電流の入り口になっていることが理解で
きよう。
バッテリーパック１０の充電中は続けて目ざめており、
機能的モードにあり、充電電流を正確にモニターしてい
る。
電子回路２１には更に、ツェナーダイオード１３２）入
力抵抗１３４と１３６、及びトランジスタ１３７からな
る伝送リンクが含まれており、１２４部でデータを受け
○Ｒゲートを経て、ＣＰＵの直列データ入力部９９に伝
送する。
この伝送リンクは工場又はサービス時において、１２４
部と伝送リンク１３０を経てＣＰＵにデータを伝送し、
端子１４へのデータ伝送が特定のデコータコードによっ
てか又は充電電流の始まりが重要であるかを、充電器の
型式が備えていないのを引き出すために、ＣＰＵへのコ
ード伝送に使用される。
バッテリーパックは又ＬＣＤ棒グラフを備えており、ラ
イン１４２を経てＣＰＵから情報を受け、バッテリーの
残存充電量を指示、ディスプレイする。
ＣＰＵは又ライン１４４を経て、８ビツトＤ／Ａコンバ
ータ１４３を通じてバッテリー中の残存充電量を表すア
ナログ信号を出力する。
Ｄ／Ａコンバータ１４３に加えられる信号は、バッテリ
ー１２の充放電に従ってそれぞれ増減するＣＰＵ２８内
の置数器（図示していない）で作られている。置数器の
数値は１６の１０進優に等しい１．０の１６進値である
。従って、例えばバッテリーが５０％放電した時は、置
数器の値は８である。出力信号は１６離散ステツプのＤ
Ｃ電圧でＯから５ボルトで、０ボルトは充電量ゼロ、５
ボルトはフル充電を表す。
信号はスイッチ１４６を通り、サンプルホールド回路１
４８に入り、出力ゲージ部１５０からコネクタ１３に送
られる。バッテリーパック１０の１５０におけるアナロ
グ出力信号は、ビデオカメラと一体になったメーター又
はバッテリーパック１０により、パワーを供給されてい
るその他の機器に伝送されるか、またはバッテリーパッ
ク１０とは別のディスプレイ装置及び、以下に述べる様
にバッテリーパックｌＯによりパワーを供給されている
機器に伝送される。サンプルホールド回路の出力は、補
正の目的のためライン１５１を通じてＡ／Ｄコンバータ
３１にフィードバックされる。
第５（ａ）及び５（ｂ）は、ＣＰＯ２８及び付属回路の
動作のフローチャートである。ラッチ６６をセットする
ことでＣＰＵ２８内 えられ（ステップ２００）、システムがパワーアップさ
れる。ＣＰＵはライン２０５にパルスを送り、タイマー
６２をスタートさせ（ステップ２０２）　、非機能的な
ライトスリーブモードに入る（ステップ２０３）。次に
、タイマーか又は比較器７０．７２のいずれかにより、
パルスが割り込み部８３に加えられる（ステップ２０４
）、前にも述べた様に、比較器７０はバッテリーの放電
に際し又比較器７２は充電に際し、割り込み部８３にパ
ルスを送る。上の３条件のいずれの場合でも、ＣＰ［Ｊ
はライト又はディープスリーブモードから目ざめ、バッ
テリーが安全動作範囲にあるかどうか決めるため、温度
センサー６７及び７７、全バッテリー電圧、半分のバッ
テリー電圧を読み取る（ステップ２０６及び２０８）。
続いて、ＣＰＵはＡ／Ｄコンバータを読み取ることによ
り、充電又は放電電流を読む（ステップ２１０）。もし
この時点で電流が流れていない時は、ＣＰ（Ｊは全バッ
テリー電圧がバッテリーパックの規定使用限界を表す低
位カットオフレベルよりも小さいかどうか決める（ステ
ップ２１４）。もしこのバッテリー電圧がこのレベル以
下の場合は、ＣＰＵはライン２１５を通じてラッチ６６
に休止パルスを送り、ＣＰＵはパワーダウンする。もし
そうでない時は、ステップ２０２に戻りタイマーを再ス
タートさせる。
ステップ２１２に戻ってその時点で電流が流れている時
は、ＣＰＵはＡ／Ｄコンバータの出力を読み取って、電
流が充電か又は放電かを決める（ステップ２１８）。も
し充電モードの場合は、ステップ２２０に進み、データ
が端子１４に送られているかどうか決める。
もし送られている時は、ＣＰＵはそのデータを読み取り
（ステップ２２７）、それに応じて出力部１２４を経て
要求された情報を伝送する（ステップ２２４）。もし充
電電流が単なる充電電流で変動データを含んでいない時
は、ステップ２２０から２２６に進み、すべての関連デ
ータを出力部１２４に予め定めた順序で伝送する。ステ
ップ２２４又は２２６のいずれかですべてのデータを伝
送し後、ＣＰＵはバッテリーパックの充電量を計算する
（ステップ２３０）。
ステップ２１８に又戻って、増幅器２２がバッテリーが
充電でなく放電していると指示した時は、ステップ２３
２に進み、ＣＰＵは放電量を計算する（ステップ２３２
）。
ステップ２３０及び２３２のいずれの場合でも、その後
でＣＰ［Ｊは現在のバッテリーの充電状態に基づ＜ＬＯ
Ｄディスプレイ１４０とサンプルホールド回路１４８を
更新する（ステップ２３４）。
次にＣＰＵは再び温度センサー６７と７７、及び全バッ
テリー電圧及び半分のバッテリー電圧をモニターしくス
テップ２３６及び２３８）、バッテリーパックが遭遇し
た最も離れた温度と電圧を記憶しくステップ２４０）　
、タイマー１０１をリセットする（ステップ２１４）。
次にＣＰＵはバッテリーセルを流れる付加的な電流があ
るかどうか決めるために、Ａ／Ｄコンバータ３１の出力
を読み取り（ステップ２４２）、もしあればステップ２
１８に戻り、充電か放電かどちらの場合かをモニターす
る。もしなければ、ステップ２４４に進み、タイマー１
０１を更新する。ステップ２４５に記しである様に、タ
イマーがタイムアウトする迄ステップ２４５から２４２
に戻り、ＣＰＵは電流の流れがあるかどうか決めるため
に、Ａ／Ｄコンバータの出力を読み取る。
この様にして、タイマーの例えば１時間という様な継続
時間の間、電流が流れない時はステップ２４５から２０
２に戻り、ＣＰＵはタイマー６２をスタートさせ、再び
ライトスリーブモードに入る。前にも述べた様に、ステ
ップ２０４で割り込み部８３に割り込みパルスが加えら
れる迄は、ＣＰＵのパワーの大部分がオフになっている
ため、パワーが節約されることになる。これはフローチ
ャートのその他の繰り返しでも始まる。
第４図に増幅器２２の一つのタイプの設計を示しである
。本設計によると増幅器はスイッチングタイプで、以下
の様な付属回路を含んでいる。
抵抗２０の一端はスイッチ１５０及び直列コンデンサ１
５２を経て、増幅器２２２のプラス入力と接続されてお
り、他端はスイッチ１５６及び直列コンデンサ１５２を
経て、増幅器２２２の同一人力に接続されている。増幅
器２２２の出力は直列コンデンサ１５８、スイッチ２３
を通り、緩衝器２５とＣＰＵ２８のＡ／Ｄコンバータ３
１に到る。増幅器２２２を校正するために、ＣＰＵは選
択デコーダ６１に指令して、“２進１”の校正パルス（
“ＣＡＬ”）をインバータゲート１６１の入力に、また
“２進１”パルスをＡＮＤゲート７３に伝送する。その
結果“２進Ｏ”パルスがＮＡＮＤゲート１６０とＡＮＤ
ゲート１６４の入力に送られ、またスイッチ１５６が開
き、スイッチ１５０が閉じる。
矩形波クロック１６８がＡＮＤゲート７３のもう一つの
入力に供給されている。その結果バッテリーパックの対
照電圧はスイッチ１５０を通り、コンデンサ１５２の一
端に加えられている。コンデンサ１５２の他端は、互い
に等しい抵抗１７０と１７２の中間に接続されている。
抵抗１７２にはゼロ電流基準電圧Ｖｃｃが接続されてい
るので、増幅器２２２のプラス入力にはＶ　ｃ　ｃ　／
　２が加えられていることになる。
抵抗１７６と１７８は抵抗１７０．１７２に等しく、１
７６と１７８はゼロ電流の真中で分けられているので、
Ａ／Ｄコンバータは充放電電流に従って正負の電圧を指
示することになる。従ってクロックがゲート７３の入力
１５１に正のパルスを加えた時は、スイッチ２３が基＄
電圧をＡ／Ｄコンバータに緩衝器１２５を経て加え、Ｃ
ＰＵ２８はそれを読み取り記憶する。
増幅器２２２は２種類の電圧利得範囲を示すことに留意
すべきである。トランジスタ１８０がＣＰＵの１８２部
からの“２進〇−信号で不活性の状態にある時は、帰還
電流のすべてが抵抗１８４へ流れるので増幅器は比較的
低利得を示す。しかし１８２部から°゛２２進ｌ号が加
えられた時は、抵抗１８４が抵抗１８６と並列になって
いるので増幅器は比較的高利得を示す。コンデンサ１８
８はＡＣ信号のみを増幅するための役目をする。ＣＰＵ
は増幅器とＡ／Ｄコンバータ範囲を最もうまく活用する
ためにゲインを選択することになる。
続いてＣＰＵは選択デコーダ６１に指令して、インベー
タゲート１６１に“２進Ｏ”パルスをＮＡＮＤゲート１
６０とＡＮＤゲート１６４に送り、それぞれから“２進
１”パルスを出力させる。その結果抵抗２０の各端の電
圧は交互にコンデンサ１５２の一端に入加えられ、中心
にある電圧が増幅器２２２のプラス入力に加えられる。
増幅器の出力はコンデンサ２９（第２図）によって平滑
化され、抵抗２０で発生した電圧は充放電いずれの場合
でも指示できる。電圧はＣＰＵによりＡ／Ｄコンバータ
の出力として読み取られる。
増幅器２２には非スイッチング増幅器も使用できること
を留意する必要がある。
第６図でバッテリーパック１０とバッテリーパックから
パワーを供給されている装置２４９、及びバッテリーパ
ック１０を、装置２４９に電気的かつ機械的に結合させ
、バッテリー１２中の残存充電量を表示するアタッチメ
ント２５０の単純化した概観図を示す。装置２４９は、
例えばテレビカメラである。
アタッチメント２５０は、ブラケット２５２とディスプ
レイ部２５４から構成されている。
ブラケット２５２はねじ（図示していない）の様な適切
な手段で装置２４９の外装部に取り付けられており、又
バッテリーパック１０の外装にねじ（図示していない）
の様な手段で取り外しができる様に取り付けられている
。
ブラケット２５２にはプラス入力端子２５８、マイナス
入力端子２６０、及びゲージ入力端子２６２を備えたコ
ネクター２５６があり、バッテリーパック１０のそれぞ
れ１４．１６及び１５０と接続される。導！２６４と２
６６が、装置２４９のそれぞれ正負端子２６８と２７０
を端子２５８と２６０に接続している。
正極入力端子２７３と、負極入力端子２７４と、ゲージ
入力端子２７６を備えたＬＥＤディスプレイユニット２
７２は、３線２７８，２８０゜及び２８２からなるケー
ブル２７７で、入力端子２５８．２６０と２６２に接続
されている。ディスプレイユニット２７２は装置２４９
上の希望する位置に、フックとループからなるパッド（
即ちマジックテープ）又はその他の適当な手段で取り除
くことができるように取り付けられている。
第７図にディスプレイユニット２７２の詳しい回路図を
示した。
ＬＥＤディスプレイユニット２７２は１０ケのＬＥＤ２
８６からなり、棒グラフドライバー２８８により駆動さ
れる。ＬＥＤ２８６のバンクは、例えばヒユーレットパ
ケット社のモデルＮｏ、ＨＬＣＰ−Ｊｌｏｏがある。
棒グラフドライバー２８８は、例えばナショナル社セミ
コンダクタチップＮｏ、ＬＮ４Ｍ３９１４Ｎがある。棒
グラフドライバーは基本的にはｌＯケの電圧比較器の集
合体で、各基準は１０ケのタップを有する電圧デバイダ
上のタップの１ケに接続されている。
ディスプレイユニット２７２には更に、関連する回路が
含まれており、ノイズフィルタ用コンデンサ２９０及び
２９２）同じくノイズフィルタ用として抵抗２９４．３
ケの端子を備えている５ボルトのレギュレータ２９６は
出力２９８より５ボルトを出力し、棒グラフドライバー
２８８中の基準電圧デバイダ線の高電位端にセラされた
ポテンショメータ３００、及び基準出力電流のセットに
使用される抵抗３０２がある。
充電状態は点灯されているＬＥＤの数によって決まり、
この点灯数はバッテリーパック１ｏのゲージ部１５０か
ら受けたアナログ電圧に相関する。
バッテリーパックがパワーを供給している時は、１５０
部からアナログ信号を受は取らず充電量に対応する読み
とり量を生成している時、アタッチメント２５０はバッ
テリーパックと一緒に使用されるよう意図される。しか
しアタッチメントは、パワーを供給されている装置と接
続されていない時、バッテリーパックと共に使用される
のが望ましい。
第８図においてアタッチメント２５０の修正案を示して
いる。ここでデイプレイユニットはブラケットから離す
よりもむしろブラケット上にセットしてあり、図面では
３０４として表している。
アタッチメント３０４には、第６図のコネクター２５６
と同じ様なコネクター３０８を備えたブラケットがある
。
第６図のディスプレイユニット２７２と同じユニット３
１０は、ブラケット３０６に配置されており、同じく前
回のケーブル２７７と同じであるが長さが短い３線ケー
ブル３１２で、コネクタ３０８と接続されている。ブラ
ケットは適当な手段でバッテリーパック１０と取り外し
ができる様に接合されている。図から明なようにアタッ
チメント３０４はバッテリーパックがパワーを供給され
る装置と接続されていない時でも、パックと共に使用さ
れる様になっている。
本発明の具体例は単に模範的なものを示したつもりであ
り、技術的な見地から見ると本発明の真意から逸脱する
ことなく、種々の変形及び修正案が考えられよう。これ
らすべての変形及び修正案は、添付された特許請求範囲
に決められた本発明の領域内にとどまるべきである。
［発明の効果］ マイクロプロセッサにより充放電電流、温度、その他の
バッテリーパラメータをモニターする回路を付属するバ
ッテリーパックにおいて、その時点の残存充電量に比例
するアナログ信号を発生させ、ＤＣ５ボルトに変換し、
これを１０ケのＬＥＤ列に点灯させディスプレイする装
置である。残存充電量に相当する数のＬＥＤを点灯させ
るのであるが、装置はコンパクトにでき、例えばこのバ
ッテリーパックをビデオカメラの電源にする場合、ユニ
ットはカメラ部分にもあるいは他の部分にも簡単に装着
できるので、常時カメラを使用しながらバッテリーの状
態をチエツクできるメリットは大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるバッテリー充電器を併置した、バ
ッテリーパックの単純化した回路図である。 第２図は第１図のバッテリーパックのもっと詳細な回路
図である。 第３図は第１図のバッテリー充電器と、バッテリーパッ
ク間のデジタル通信のタイミングを示したものである。 第４図はバッテリーパック内の増幅器の回路構成図で、
ある。 第５図は第２図のマイクロプロセッサ、及びその他の回
路の動作フローチャート図である。 第６図はバッテリーパック内のバッテリーとバッテリー
パック１０によりパワーを供給されている装Ｗの充電状
態をディスプレイするために、第１図のバッテリーパッ
クの付属設備を単純化した回路図である。 第７図は第６図のアタッチメントのディスプレイユニッ
トの詳しい回路図である。 第８図は第６図のアタッチメントの修正したものを単純
化した回路図である。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）バッテリーでパワーを供給される装置に使用され
    るバッテリーシステムで、 ａ、バッテリーパックが、複数個のバッテリーセルと、
    バッテリーセルに直列に結合された正極及び負極端子で
    、正極端子は負荷への電流出口と充電電流の受入口とな
    り、前記バッテリーセルと正極および負極を流れる電流
    を検知し、バッテリーセルの充電状態に比例するアナロ
    グ出力信号を発生させる回路手段を含んでおり、 ｂ、前記アナログ出力信号に従ってバッテリーセルの充
    電状態のディスプレイ指示を行うため、バッテリーパッ
    ク、及びバッテリーでパワーを供給されている装置とは
    別になっているディスプテレイ手段とからなることを特
    徴とするバッテリーシステム。
  2. （２）特許請求の範囲第１項において、ディスプレイ手
    段はＬＥＤディスプレイユニットからなることを特徴と
    するバッテリーシステム。
  3. （３）特許請求の範囲第２項において、ＬＥＤディスプ
    レイユニットは、ＬＥＤのバンクとＬＥＤバンクを駆動
    するための棒グラフドライバーからなることを特徴とす
    るバッテリーシステム。
  4. （４）特許請求の範囲第１項において、ディスプレイ手
    段は、ブラケットとブラケット上にマウントされたＬＥ
    Ｄディスプレイからなることを特徴とするバッテリーシ
    ステム。
  5. （５）特許請求の範囲第４項において、ディスプレイ手
    段は更に、バッテリーパックよりパワーを供給される装
    置にブラケットを取りはずせる様に、取り付ける手段を
    含むことを特徴とするバッテリーシステム。
  6. （６）特許請求の範囲第５項において、ディスプレイ手
    段は更にバッテリーパックに、ディスプレイ手段を結合
    させるための入力端子手段と、バッテリーパックでパワ
    ーを供給されている装置に、ディスプレイ手段を結合す
    るための出力端子手段を含むことをと特徴とするバッテ
    リーシステム。
  7. （７）特許請求の範囲第５項において、ディスプレイ手
    段はＬＥＤディスプレイユニットからなることを特徴と
    するバッテリーシステム。
  8. （８）特許請求の範囲第７項において、ＬＥＤディスプ
    レイユニットは、ＬＥＤバンクを駆動するためのドライ
    バーを含んでいることをと特徴とするバッテリーシステ
    ム。
  9. （９）特許請求の範囲第８項において、ＬＥＤのバンク
    は１０ケのＬＥＤからなることを特徴とするバッテリー
    システム。
  10. （１０）特許請求の範囲第９項において、バッテリーパ
    ック中の回路手段は、ＣＰＵを含んでいることを特徴と
    するバッテリーシステム。
  11. （１１）バッテリーシステムで、 ａ、バッテリーパックが、複数個のバッテリーセルと、
    バッテリーセルに直列に結合された正極及び負極端子で
    、正極端子は負荷への電流出口と充電電流の受入口とな
    り、バッテリーの充電を表示するアナログ出力信号を発
    生させるための手段とを含み、 ｂ、アタッチメントで、バッテリーパックに接続するの
    に適応したブラケットと、前記アナログ出力信号を利用
    して、バッテリーの充電をディスプレイ指示させるディ
    スプレイユニットからなることを特徴とするバッテリー
    システム。
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