JPH03289331A - 充電装置 - Google Patents
充電装置Info
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- JPH03289331A JPH03289331A JP2090904A JP9090490A JPH03289331A JP H03289331 A JPH03289331 A JP H03289331A JP 2090904 A JP2090904 A JP 2090904A JP 9090490 A JP9090490 A JP 9090490A JP H03289331 A JPH03289331 A JP H03289331A
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- Japan
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- voltage
- battery
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- charging
- latch
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
- H02J7/007184—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、二次電池を内蔵した機器の充電装置、ある
いは、二次に池を充電するための装置に関し、特に、二
次電池の電圧変化を検出して充電電流をＭ御する充電装
置に関する。
いは、二次に池を充電するための装置に関し、特に、二
次電池の電圧変化を検出して充電電流をＭ御する充電装
置に関する。
（ロ）従来の技術
Ｎｉ−Ｃｄ電池等の二次電池は充電するに従って電圧が
上昇し、満充電になると電圧が降下する特性がある。こ
の特性を利用して、二次電流の充電電流を制御する充電
装置はすでに開発されている。この充電装置は、二次電
池の電圧が最大値から降下し始めると充を電流を減少し
、あるいは充電を停止するようにＩ＃１ａしている。
上昇し、満充電になると電圧が降下する特性がある。こ
の特性を利用して、二次電流の充電電流を制御する充電
装置はすでに開発されている。この充電装置は、二次電
池の電圧が最大値から降下し始めると充を電流を減少し
、あるいは充電を停止するようにＩ＃１ａしている。
このような二次電池の電圧降下を検出して充電電流を制
御する回路として、例えば特開昭５３−１０３５４４号
公報に、二次電池の電圧を所定の周期でサンプリングし
、サンプリングした電圧の連続する２つの値を比較する
ことにより、二次電池の満充電を検出して充電電流を制
御する充電装置が示されている。
御する回路として、例えば特開昭５３−１０３５４４号
公報に、二次電池の電圧を所定の周期でサンプリングし
、サンプリングした電圧の連続する２つの値を比較する
ことにより、二次電池の満充電を検出して充電電流を制
御する充電装置が示されている。
この場合、二次電池の電圧はデジタル量で比較されてお
り、二次電池の電圧をアナログ信号からデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータを備えたものである。
り、二次電池の電圧をアナログ信号からデジタル信号に
変換するＡ／Ｄコンバータを備えたものである。
さて、充電電源として用いられる商用交流においては、
電源リプルや外部ノイズの重畳等により電源電圧が変動
することがある。またこの外部ノイズは、電圧正弦波形
の腹あるいは節の部分に重畳してくることが多い。この
ノイズが重畳した電源電圧により二次電池を充電すると
、二次電池の電圧が瞬間的に変動して、これをデジタル
値に変換する際にジッタが発生してしまうことがある。
電源リプルや外部ノイズの重畳等により電源電圧が変動
することがある。またこの外部ノイズは、電圧正弦波形
の腹あるいは節の部分に重畳してくることが多い。この
ノイズが重畳した電源電圧により二次電池を充電すると
、二次電池の電圧が瞬間的に変動して、これをデジタル
値に変換する際にジッタが発生してしまうことがある。
即ち、サンプリングのタイミングによっては、前述のよ
うな電源電圧の瞬間的な変動により、二次電池の電圧を
正確に検出することができないという問題があった。
うな電源電圧の瞬間的な変動により、二次電池の電圧を
正確に検出することができないという問題があった。
（ハ）発明が解決しようとする課題
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、電源電圧の瞬間的な変動により、二次電圧の電圧が瞬
間的に変動した場合であっても、二次電圧の電圧を正確
にサンプリングし、確実な充電制御のできる充電装置を
提供するにある。
、電源電圧の瞬間的な変動により、二次電圧の電圧が瞬
間的に変動した場合であっても、二次電圧の電圧を正確
にサンプリングし、確実な充電制御のできる充電装置を
提供するにある。
に）課題を解決するための手段
この発明は、二次電池の電圧をサンプリングし、二次電
池の電圧変化で充電電流を制御するようにした充電装置
において、前記二次電池の電圧をサンプリングするサン
プリング手段として、二次電池の電圧を該電圧に比例し
た周波数の高周波パルスに変換する電圧制御発振器と、
前記高周波パルスを所定周期でカウントするカウンター
とを用いたものである。
池の電圧変化で充電電流を制御するようにした充電装置
において、前記二次電池の電圧をサンプリングするサン
プリング手段として、二次電池の電圧を該電圧に比例し
た周波数の高周波パルスに変換する電圧制御発振器と、
前記高周波パルスを所定周期でカウントするカウンター
とを用いたものである。
また、前記カウンターのカウント時間は少なくとも商用
交流電源の１／２周期よりも大きくしたものである。
交流電源の１／２周期よりも大きくしたものである。
（ホ）作用
この発明によれば、電圧制御発振器が電池電圧に比例し
た周波数の高周波パルスに変換し、カウンターが前記高
周波パルスを所定周期でカウントする。この時カウント
するカウント数は、結果としてカウント時間内の電池の
平均電圧のデジタル値に変換することになる。この間に
、電源電圧の変動により電圧電圧が瞬間的に変動したと
しても、この間の平均電圧がデジタル値に変換されるの
で、電源電圧の変動による電池電圧のデジタル変換値へ
の影響が軽減される。
た周波数の高周波パルスに変換し、カウンターが前記高
周波パルスを所定周期でカウントする。この時カウント
するカウント数は、結果としてカウント時間内の電池の
平均電圧のデジタル値に変換することになる。この間に
、電源電圧の変動により電圧電圧が瞬間的に変動したと
しても、この間の平均電圧がデジタル値に変換されるの
で、電源電圧の変動による電池電圧のデジタル変換値へ
の影響が軽減される。
また、前記カウンターのカウント時間は少なくとも商用
交流電源の１／２周期よりも大きくしたものであるから
、サンプリングのタイミングによらず、この間の電源電
圧の実効値はほぼ一定となり、重畳する外部ノイズの影
響をほぼ均等に軽減することができる。
交流電源の１／２周期よりも大きくしたものであるから
、サンプリングのタイミングによらず、この間の電源電
圧の実効値はほぼ一定となり、重畳する外部ノイズの影
響をほぼ均等に軽減することができる。
（へ）実施例
以下本発明の実施例を図面に基づき詳述する。
１は充電電源であり、その両端に充電電流制御回路２を
介して被充電電池３が接続されている。
介して被充電電池３が接続されている。
また被充電電池３の両端には電圧制御発振器４が接続さ
れており、この電圧制御発振器４は電池３の電圧を該電
圧に比例した周波数の高周波パルスに変換するようにな
っている。ここで発生する高周波パルスは、カウンター
５により所定周期でカウントされる。この所定周期は、
例えば１時間充電で３０秒程度に設定されており、クロ
ックパルスで決定される。従って、前記カウンター５は
クロックパルスを出力するタイミング回路６に接続され
ている。
れており、この電圧制御発振器４は電池３の電圧を該電
圧に比例した周波数の高周波パルスに変換するようにな
っている。ここで発生する高周波パルスは、カウンター
５により所定周期でカウントされる。この所定周期は、
例えば１時間充電で３０秒程度に設定されており、クロ
ックパルスで決定される。従って、前記カウンター５は
クロックパルスを出力するタイミング回路６に接続され
ている。
ラッチＡ７及びラッチＢ８は前記カウンター５の出力信
号であるデジタル値を一時的に記憶し、ラッチＡ及びラ
ッチＢの出力は夫々比較器９に人力されるようになって
いる。
号であるデジタル値を一時的に記憶し、ラッチＡ及びラ
ッチＢの出力は夫々比較器９に人力されるようになって
いる。
さて、ラッチＡ７は、カウンター５から二次電池の測定
電圧が入力される毎に、記憶値が書き替よられる。これ
に対して、う、ンチＢ８は比較Ｗ９がアップ信号を出力
した時にのみ、ラッチＡの記憶値に書き替えられる。
電圧が入力される毎に、記憶値が書き替よられる。これ
に対して、う、ンチＢ８は比較Ｗ９がアップ信号を出力
した時にのみ、ラッチＡの記憶値に書き替えられる。
比較器９は一定の周期でラッチＡ７とラッチＢ８の電圧
をデジタル値として比較できる全ての回路が使用できる
。従って、比較器９の入力側にはラッチＡとラッチＢの
出力側が接続されている。
をデジタル値として比較できる全ての回路が使用できる
。従って、比較器９の入力側にはラッチＡとラッチＢの
出力側が接続されている。
比較器９は前記カウンター５が二次電池の電圧をデジタ
ル変換した後、一定の時間後にラッチＡとラッチＢに記
憶される電圧を比較する。
ル変換した後、一定の時間後にラッチＡとラッチＢに記
憶される電圧を比較する。
比較器９はラッチＡに記憶される電圧がラッチＢのそれ
よりも高い時にはアップ信号を出す。反対に、ラッチＡ
に記憶される電圧がラッチＨのそれよりも低い時には、
ダウン信号を出力する。
よりも高い時にはアップ信号を出す。反対に、ラッチＡ
に記憶される電圧がラッチＨのそれよりも低い時には、
ダウン信号を出力する。
比較器９から出力されるアップ信号は、う・ンチＢの記
憶電圧を更新する。即ち、比較器９がア・ｌプ信号を出
力する状態は、ラッチＢに記憶されている電圧よりも、
ラッチＡの電圧が高し）状態である。この状態にあって
は、ラッチＢに記憶される電圧は、ラッチＡの電圧に書
き替えられる。このため、比較器９のアップ信号出力端
子は、う・ンチＢの書き替え端子に接続されている。
憶電圧を更新する。即ち、比較器９がア・ｌプ信号を出
力する状態は、ラッチＢに記憶されている電圧よりも、
ラッチＡの電圧が高し）状態である。この状態にあって
は、ラッチＢに記憶される電圧は、ラッチＡの電圧に書
き替えられる。このため、比較器９のアップ信号出力端
子は、う・ンチＢの書き替え端子に接続されている。
次に、比較器９からダウン信号が出された場合、前記充
電電流制御回路２が二次電池の急速充電を停止する。
電電流制御回路２が二次電池の急速充電を停止する。
従って、二次電池の充電が進行し、満充電に達するまで
は、電池電圧は上昇し、前記比較器９はアップ信号を出
力して、ラッチＨの電圧をう・ンチＡの電圧に書き替え
ると共に、ラッチＡの電圧とラッチＢの電圧を比較し続
ける。やがて満充電に達し、電池電圧が低下した時に、
前記比較器９はダウン信号を出力し、この時二次電池の
急速充電が停止するようになっている。
は、電池電圧は上昇し、前記比較器９はアップ信号を出
力して、ラッチＨの電圧をう・ンチＡの電圧に書き替え
ると共に、ラッチＡの電圧とラッチＢの電圧を比較し続
ける。やがて満充電に達し、電池電圧が低下した時に、
前記比較器９はダウン信号を出力し、この時二次電池の
急速充電が停止するようになっている。
ところで、前述した如く、前記カウンター５は前記電圧
制御発振器４が発生する高周波ノくルスを所定周期でカ
ウントする。この時カウントするカウント数は、結果と
してカウント時間内の電池の平均電圧のデジタル値に変
換することになる。この間に、電源電圧の変動により電
圧電圧が瞬間的に変動したとしても、この間の平均電圧
がデジタル値に変換されるので、電源電圧の変動による
電池電圧のデジタル変換値への影響が軽減される。
制御発振器４が発生する高周波ノくルスを所定周期でカ
ウントする。この時カウントするカウント数は、結果と
してカウント時間内の電池の平均電圧のデジタル値に変
換することになる。この間に、電源電圧の変動により電
圧電圧が瞬間的に変動したとしても、この間の平均電圧
がデジタル値に変換されるので、電源電圧の変動による
電池電圧のデジタル変換値への影響が軽減される。
また、前記カウンター５のカウント時間は、例えば１時
間の急速充電の場合には１程度度に設定、即ち、商用交
流電源の６０サイクル程度に設定されており、電池電圧
のサンプリングのタイミングによらず、この間の電源電
圧の実効値はほぼ一定となり、重畳する外部ノイズの影
響をほぼ均等に軽減することができる。
間の急速充電の場合には１程度度に設定、即ち、商用交
流電源の６０サイクル程度に設定されており、電池電圧
のサンプリングのタイミングによらず、この間の電源電
圧の実効値はほぼ一定となり、重畳する外部ノイズの影
響をほぼ均等に軽減することができる。
第３図はさらに好ましい実施例であって、第１図におけ
る前記タイミング回路６を、ノ（ルス発振５１０と、他
方のカウンター１１とで溝底したものである。このパル
ス発振ＷＩＯはコンデンサＣと抵抗Ｒが並列に接続され
た発振周波数設定回路１２が接続されている。またこの
他方のカウンター１１からは、前記カウンター５に電圧
監視禁止信号が、ラッチＡ７に電圧記憶信号が、前記充
電電流制御回路２に充電制御信号が夫々出力されるよう
になっている。
る前記タイミング回路６を、ノ（ルス発振５１０と、他
方のカウンター１１とで溝底したものである。このパル
ス発振ＷＩＯはコンデンサＣと抵抗Ｒが並列に接続され
た発振周波数設定回路１２が接続されている。またこの
他方のカウンター１１からは、前記カウンター５に電圧
監視禁止信号が、ラッチＡ７に電圧記憶信号が、前記充
電電流制御回路２に充電制御信号が夫々出力されるよう
になっている。
即ち、電圧監視禁止信号は、不活性な電池を充電する場
合に充電初期において電池電圧が立ち下がることがある
が、これをラッチＡ及びラッチＢが記憶して比較器９が
ダウン信号を出力すれば、急速充電が停止されるといっ
た不都合を避けるために、充電開始から所定時間電池電
圧の監視を禁止するためのものである。
合に充電初期において電池電圧が立ち下がることがある
が、これをラッチＡ及びラッチＢが記憶して比較器９が
ダウン信号を出力すれば、急速充電が停止されるといっ
た不都合を避けるために、充電開始から所定時間電池電
圧の監視を禁止するためのものである。
電圧記憶信号は、電池の容量や充電電流によっては、充
電時間や充電時間に対する電池電圧の壜減量が異なるの
で、電池の容量や充電電流に応じた電池電圧のサンプリ
ング周期を所定時間に設定するためのものである。
電時間や充電時間に対する電池電圧の壜減量が異なるの
で、電池の容量や充電電流に応じた電池電圧のサンプリ
ング周期を所定時間に設定するためのものである。
充電Ｈ９１１信号は、被充電電池が満充電に達した後も
電池電圧が低下しなかった場合に、過充電を防止するた
めに所定時間後に充電を制御するためのものである。
電池電圧が低下しなかった場合に、過充電を防止するた
めに所定時間後に充電を制御するためのものである。
これらの所定時間は前記発振周波数設定回路１２で決定
されるようになっている。またこの発振周波数設定回路
１２は前記パルス発振５１０に容易に交換可能となって
おり、電池の容量や充電電流に応じて、容易に発振周波
数設定回路１２の設定値を変更させることができる。従
って、この発振周波数設定回路１２を除く回路部分をユ
ニット化することにより、被充電電池の容量や充電電流
の異なる種々の充電器にこのユニットを共通化して使用
することができる。
されるようになっている。またこの発振周波数設定回路
１２は前記パルス発振５１０に容易に交換可能となって
おり、電池の容量や充電電流に応じて、容易に発振周波
数設定回路１２の設定値を変更させることができる。従
って、この発振周波数設定回路１２を除く回路部分をユ
ニット化することにより、被充電電池の容量や充電電流
の異なる種々の充電器にこのユニットを共通化して使用
することができる。
（ト）発明の効果
この発明によれば、電圧制御発振器が電池電圧に比例し
た周波数の高周波パルスに変換し、カウンターが前記高
周波パルスを所定周期でカウントする。この時カウント
するカウント数は、結果としてカウント時間内の電池の
平均電圧のデジタル値に変換することになる。この間に
、電源電圧の変動により電圧電圧が瞬間的に変動したと
じても、この間の平均電圧がデジタル値に変換されるの
で、電源電圧の変動による電池電圧のデジタル変換値へ
の影響が軽減される。
た周波数の高周波パルスに変換し、カウンターが前記高
周波パルスを所定周期でカウントする。この時カウント
するカウント数は、結果としてカウント時間内の電池の
平均電圧のデジタル値に変換することになる。この間に
、電源電圧の変動により電圧電圧が瞬間的に変動したと
じても、この間の平均電圧がデジタル値に変換されるの
で、電源電圧の変動による電池電圧のデジタル変換値へ
の影響が軽減される。
また、荊記カウンターのカウント時間は少なくとも商用
交流電源の１／２周期よりも大きくしたものであるから
、サンプリングのタイミングによらず、この間の電源電
圧の実効値はほぼ一定となり、重畳する外部ノイズの影
響をほぼ均等に軽減することができる。
交流電源の１／２周期よりも大きくしたものであるから
、サンプリングのタイミングによらず、この間の電源電
圧の実効値はほぼ一定となり、重畳する外部ノイズの影
響をほぼ均等に軽減することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す充電装置のブロック線
図、第２図は動作フローチャート、第３図は他の実施例
を示すブロック線図である。 ｌ・・・・充電電源、２・・・・充電電流制御回路、３
・・・・被充電電池、４・・・・電圧制御発振器、５・
・・・カウンター ６・・・・タイミング回路、７・・
・・ラッチＡ、８・・・・ラッチＢ、９・・・・比較器
、１０・・・・パルス発振器、１１・・・・他方のカウ
ンター、１２・・・・発振周波数設定回路。 第２図
図、第２図は動作フローチャート、第３図は他の実施例
を示すブロック線図である。 ｌ・・・・充電電源、２・・・・充電電流制御回路、３
・・・・被充電電池、４・・・・電圧制御発振器、５・
・・・カウンター ６・・・・タイミング回路、７・・
・・ラッチＡ、８・・・・ラッチＢ、９・・・・比較器
、１０・・・・パルス発振器、１１・・・・他方のカウ
ンター、１２・・・・発振周波数設定回路。 第２図
Claims (2)
- （１）二次電池の電圧をサンプリングし、二次電池の電
圧変化で充電電流を制御するようにした充電装置におい
て、前記二次電池の電圧をサンプリングするサンプリン
グ手段として、二次電池の電圧を該電圧に比例した周波
数の高周波パルスに変換する電圧制御発振器と、前記高
周波パルスを所定周期でカウントするカウンターとを用
いたことを特徴とする充電装置。 - （２）前記カウンターのカウント時間は少なくとも商用
交流電源の１／２周期よりも大きくしたことを特徴とす
る請求項（１）記載の充電装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090904A JPH03289331A (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 充電装置 |
| KR1019910004648A KR910019302A (ko) | 1990-04-05 | 1991-03-25 | 충전장치 |
| DE4110453A DE4110453A1 (de) | 1990-04-05 | 1991-03-29 | Ladegeraet |
| US07/679,485 US5212439A (en) | 1990-04-05 | 1991-04-02 | Charging apparatus with battery voltage monitoring circuitry |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2090904A JPH03289331A (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 充電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03289331A true JPH03289331A (ja) | 1991-12-19 |
Family
ID=14011392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2090904A Pending JPH03289331A (ja) | 1990-04-05 | 1990-04-05 | 充電装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5212439A (ja) |
| JP (1) | JPH03289331A (ja) |
| KR (1) | KR910019302A (ja) |
| DE (1) | DE4110453A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5352969A (en) * | 1991-05-30 | 1994-10-04 | Black & Decker Inc. | Battery charging system having logarithmic analog-to-digital converter with automatic scaling of analog signal |
| DE4236811C1 (de) * | 1992-10-30 | 1994-01-13 | Siemens Ag | Verfahren zum Laden von Akkumulatoren in schnurlosen Kommunikationsendeinrichtungen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens |
| JP2511633B2 (ja) * | 1993-06-28 | 1996-07-03 | 日本電気株式会社 | 充電回路 |
| DE4420957A1 (de) * | 1994-06-16 | 1995-12-21 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Regelung der Stromstärke eines Ladestroms |
| US5598086A (en) * | 1995-08-03 | 1997-01-28 | Motorola, Inc. | Peak voltage and peak slope detector for a battery charger circuit |
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| CN100369353C (zh) * | 2004-06-10 | 2008-02-13 | 孙逸平 | 一种电池充电器 |
| RU2555323C2 (ru) * | 2011-12-29 | 2015-07-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный ценр Сухопутных войск Общевойсковая академия Вооруженных сил Российской Федерации" | Устройство для компенсации саморазряда аккумуляторных батарей |
| RU2604204C1 (ru) * | 2015-06-15 | 2016-12-10 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова" | Устройство для компенсации саморазряда аккумуляторных батарей |
| WO2017113065A1 (zh) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 深圳市聚作照明股份有限公司 | 一种自动充电电路及应急灯具 |
| US11567549B2 (en) * | 2019-05-31 | 2023-01-31 | Texas Instruments Incorporated | Reset circuit for battery management system |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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