JPH04118671U - バツテリー電圧検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒシテリシス特性コンパレータ回路におい
て、簡単な回路構成で比較電圧を任意に設定することが
できるようにする。 【構成】 入力電圧Ｖｉ、電源電圧Ｖcc及びバッテリー
電圧ＶBを等しく設定したコンパレータ回路を用意す
る。ヒシテリシス特性におけるＨレベルへ変化する入力
電圧ＶｉＨ、Ｌレベルヘ変化する入力電圧ＶｉＬを容易
に変えることができるので、比較電圧の任意設定が実現
できる。またＨレベル及びＬレベルの間余分な電流が流
れないので、バッテリー電圧の消費を防止できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、充電可能なバッテリーの電圧の変化を検出するバッテリー電圧検出 回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車電話のような携帯用電子機器が広く普及してきているが、この電源とし ては例えばＮｉ−Ｃｄのような充電可能なバッテリーが使用されている。これら バッテリーは通常１３Ｖ乃至８Ｖの範囲で使用されており、８Ｖ以下に低下する と充電が必要になる。このためバッテリーの電圧をモニタして、８Ｖ以下に低下 したときは充電が可能なことを知らせ、また充電中１３Ｖ以上を越えたときは充 電停止の必要性を知らせるバッテリー電圧検出回路が用いられている。

【０００３】 このバッテリー電圧検出回路は、電圧が変化したとき出力電圧が変化するヒシ テリシス特性を有するコンパレータ回路を用いている。図４はこのようなコンパ レータ回路を用いた従来のバッテリー電圧検出回路を示すもので、Ｍはコンパレ ータ回路、Ｖrefはコンパレータ回路Ｍのマイナス端子に加えられる基準電圧、 Ｖiは同じくプラス端子に加えられる入力電圧、Ｒｉは入力抵抗、Ｒｆは帰還抵 抗、ＲLは負荷抵抗、Ｖccは電源電圧、Ｖｏは出力電圧である。

【０００４】 図５は図４の内容を具体化した構成を示すもので、図４と同一符号は同一部分 を示している。Ｖi（＋）はＭの＋端子に加えられる入力電圧、Ｖi（−）はＭの −端子に加えられる入力電圧、Ｄｚはツェナーダイオード、Ｖｚはツェナー端子 電圧、ＲｚはＤｚに直列接続された抵抗、ＡＭはオペアンプ、Ｒｖは可変抵抗、 ＶBはバッテリー電圧、ＲＧは３端子レギュレータである。以下にこの図５を参 照してその動作について説明する。

【０００５】 前記したようなヒシテリシス特性において、Ｈレベルへ変化する境界の入力電 圧をＶiＨで示すと、これは次式のように示される。 ＶiＨ＞（Ｒｉ＋Ｒｆ）Ｖi（＋）／Ｒｆ ＝（Ｒｉ＋Ｒｆ）Ｖｚ／Ｒｆ …（１） また、Ｌレベルへ変化する境界の入力電圧をＶiＬで示すと、これは下式のよ うに示される。 ＶiＬ＜（Ｒｉ＋Ｒｆ）Ｖi（＋）／Ｒｆ−ＲｉＶcc／Ｒｆ ＝（Ｒｉ＋Ｒｆ）Ｖｚ／Ｒｆ−ＲｉＶcc／Ｒｆ …（２） すなわち、 Ｖi（＋）＝(Ｖcc−Ｖi)｛Ｒｉ／(Ｒｉ＋Ｒｆ＋ＲL）｝＋Ｖi ≒(Ｖcc−Ｖi)｛Ｒｉ／(Ｒｉ＋Ｒｆ）｝＋Ｖi ＝ＲｉＶcc／(Ｒｉ＋Ｒｆ)＋ＲｆＶi／(Ｒｉ＋Ｒｆ) …（３） が導かれることによって、式（２）が成立する。

【０００６】 このようにＨレベルへの変化点の入力電圧ＶiＨ及びＬレベルへの変化点の入 力電圧ＶiＬが、式（１）及び（２）のように多くのパラメータから成っている ということは、任意のＶiＨ及びＶiＬを得るためには多くのパラメータを調整す ることが必要であり、またレギュレータ、オペアンプ等の多くの付加回路を必要 としていることを意味している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

このように従来のバッテリー電圧検出回路では、コンパレータ回路の比較電圧 を任意に設定する場合には余分な付加回路が必要になるので、コストアップが避 けられないという問題がある。

【０００８】 本考案は以上のような問題に対処してなされたもので、簡単な回路構成で比較 電圧を任意に設定することができるバッテリー電圧検出回路を提供することを目 的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために本考案は、ヒシテリシス特性を有するコンパレータ 回路を用いたバッテリー電圧検出回路において、入力電圧Ｖi、電源電圧Ｖcc及 びバッテリー電圧ＶBを等しく設定したことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】

Ｖi＝Ｖcc＝ＶB に設定することにより、コンパレータ回路のヒシテリシス特 性において前記式（３）を後述の式（４）のように簡略化することができるので 、ＶiＬを後述の式（５）のように簡略化できる。また式（１）からＶiＨの設定 も容易に行なうことができる。よって簡単な回路構成で比較電圧を任意に設定す ることができる。

【００１１】

【実施例】

以下図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１２】 図１は本考案のバッテリー電圧検出回路の実施例を示す結線図で、Ｍはコンパ レータ回路、Ｖi（−）はコンパレータ回路Ｍの−端子に加えられる入力電圧、 Ｖi（＋）はコンパレータ回路Ｍの＋端子に加えられる入力電圧、Ｄｚはツェナ ーダイオード、Ｖｚはツェナー端子電圧、、ＲｚはＤｚに直列接続された抵抗、 Ｒｉは入力抵抗、Ｒｆは帰還抵抗、ＲLは負荷抵抗、Ｖｏは出力電圧である。ま たＶBをバッテリー電圧、Ｖccを電源電圧、Ｖiを入力電圧とすると、本実施例で はＶi＝Ｖcc＝ＶBに設定されている。なおＶｚはＶＢによって生成されて基準電 圧Ｖrefとして働く。また破線で示したようにコンパレータ回路Ｍの電源はＶBを 接続するようにしても良い。

【００１３】 図２は本実施例に用いられたコンパレータ回路Ｍのヒシテリシス特性を示すも のである。バッテリー電圧ＶBが充電を開始したときは、ＶB＝（Ｒｉ＋Ｒｆ）Ｖ ｚ／Ｒｆの値に達すると出力Ｖｏは立ち上がってＨレベルに達する。一方、ＶB が徐々に低下してきてＶB＝Ｖｚの値に達すると、出力Ｖｏは立ち下がってＬレ ベルに変化する。これにより充電が必要になったことが検出される。Ｈレベルの ときはＲｉ，Ｒｆ，ＲLには電流が流れない。

【００１４】 また図３は、Ｖi(＋)とＶi(−)との変化状況を示すもので、Ｖi（＋）はＡの 実線の特性、Ｖi(−)はＢの破線の特性を示している。ＶB＝Ｖｚの点でＶi(＋) ＜Ｖi(−)の関係になり、ＶB＝(Ｒｉ＋Ｒｆ)Ｖｚ／Ｒｆの点でＶi（＋）＞Ｖi（ −）の関係になる。

【００１５】 このようにＶi＝Ｖcc＝ＶB に設定することにより、前記式（３）からＶi（＋ ）はほぼ次式のように示される。 Ｖi(＋)≒ＲｉＶcc／(Ｒｉ＋Ｒｆ)＋ＲｆＶi／(Ｒｉ＋Ｒｆ)＝ＶB …（４） よって次式が導かれる。 ＶiＬ＝ＶB ＜Ｖｚ …（５）

【００１６】 この式（５）から明らかなように、ＶiＬはＶｚによって決定されるのでＶｚ を調整することにより任意の値に容易に設定することができる。また式（１）か らその決定したＶｚに従って、Ｖｏを逆にＨレベルに遷移させるための比較電圧 を（Ｒｉ＋Ｒｆ）／Ｒｆの乗数で決定することができる。よってヒシテリシス特 性における比較電圧を容易に設定することができる。

【００１７】 次に本実施例回路の動作を説明する。

【００１８】 出力ＶｏがＨレベルにあるとき Ｖｏ端子はオープンとなる。結果として、Ｖi（＋）＝Ｖｏ＝ＶB＞Ｖｚ＝Ｖi （−）が成立するので、この関係を満たす間出力はＨレベルに保たれる。またＶ B電圧の減少により、ＶB≒Ｖｚに達したときＶｏはＬレベルに変化する。

【００１９】 出力ＶｏがＬレベルにあるとき Ｖｏ端子はほぼグランドレベルにドロップし、でＶｏのＨレベルからＬレベ ルへの変化点がＶB≒Ｖｚであることから、Ｖi（＋）＝ＲｆＶB／(Ｒｉ＋Ｒｆ） ＜Ｖｚ＝Ｖi（−）が成立する。また一度この状態になると再びＶBが上昇し、Ｒ ｆＶB／（Ｒｉ＋Ｒｆ）≒Ｖｚに達するまではＬレベルに保たれる。

【００２０】 このように本実施例によれば、Ｖi＝Ｖcc＝ＶBに設定することにより、ＶiＬ をＶｚの値を調整すことにより設定でき、またＶiＨを(Ｒｉ＋Ｒｆ)／Ｒｆの比 率決定により簡単に設定することができる。また出力ＶｏがＨレベルの間はＲｉ ，Ｒｆ，ＲLに電流は流れず、かつＶｏがＨレベルの間はＶｚ≒ＶBによりＲｚに ほとんど電流が流れないので、余分なバッテリーの消費を防止することができる 。さらにコンパレータ回路を低電圧動作が可能なＩＣで構成することにより、Ｉ Ｃの電源をＶBにすることが可能なのでレギュレータを使わない回路によって実 現することができる。従って結果的にコストアップを伴うことなくコンパクトな 検出回路を得ることができるようになる。

【００２１】

【考案の効果】

以上述べたように本考案によれば、ヒシテリシス特性を有するコンパレータ回 路においてＶi＝Ｖcc＝ＶBに設定したので、簡単な回路構成で比較電圧を任意に 設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のバッテリー電圧検出回路の実施例を示
す結線図である。

【図２】本実施例回路のコンパレータ回路のヒシテリシ
ス特性である。

【図３】本実施例回路のコンパレータ回路の入力電圧の
変化を示す特性図である。

【図４】従来回路の結線図である。

【図５】図４のより具体的内容を示す結線図である。

【符号の説明】

Ｍ コンパレータ回路 Ｖi，Ｖi（＋），Ｖi（−） 入力電圧 Ｖcc 電源電圧 ＶB バッテリー電圧 Ｒｉ 入力抵抗 Ｒｆ 帰還抵抗 ＲL 負荷抵抗 Ｄｚ ツェナーダイオード Ｖｚ ツェナー端子電圧 Ｖｏ 出力電圧

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヒシテリシス特性を有するコンパレータ
   回路を用いたバッテリー電圧検出回路において、入力電
   圧Ｖi、電源電圧Ｖcc及びバッテリー電圧ＶBを等しく設
   定したことを特徴とするバッテリー電圧検出回路。