JPH0566250A - 電気量積算装置 - Google Patents

電気量積算装置

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JPH0566250A
JPH0566250A JP3227770A JP22777091A JPH0566250A JP H0566250 A JPH0566250 A JP H0566250A JP 3227770 A JP3227770 A JP 3227770A JP 22777091 A JP22777091 A JP 22777091A JP H0566250 A JPH0566250 A JP H0566250A
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JP
Japan
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charging
pulse
discharging
current
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP3227770A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirokazu Hasegawa
広和 長谷川
Tatsuhiko Sato
辰彦 佐藤
Yuji Torii
祐次 鳥井
Tetsuyoshi Konno
哲秀 紺野
Megumi Kinoshita
恵 木下
Yuichi Watanabe
勇一 渡辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 2次電池の残容量表示システムに使用される
電気量積算装置において、充放電電気量をパルスとして
検出し、このパルスの積算をカウンタにて行うことで、
民生用途に適した安価な電気量積算装置を提供するもの
である。 【構成】 2次電池1に直列に接続された電流検出抵抗
2と、この抵抗の両端に発生する微少電圧を入力する充
放電電流検出手段3および充放電状態検出手段4と、充
放電電流検出手段3より出力される微少電流を積算する
コンデンサ5と、コンデンサ5の電圧を入力としパルス
出力とコンデンサ5の放電を制御するパルス発生手段6
と、この出力パルスと充放電状態検出手段4の出力とを
入力とするパルス数積算手段7を備えた電気量積算装
置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は2次電池の充放電電気量
を積算記憶し、電池の残容量を表示するシステムの電気
量積算装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯機器の普及拡大に伴い、その
電源である2次電池に残容量表示機能を付加する要望が
高まっている。一般に残容量表示には電池電圧を測定す
る方式(例えば特開平01−100479号公報)、電
池の電解液比重を測定する方式(例えば特開昭57−2
10579号公報)、充放電の電気量を積算する方式
(例えば特開昭59−28678号公報)があるが、電
池電圧を測定する方式は、ニッケルカドミウム電池のよ
うに放電電圧特性の電圧傾斜が小さい場合や放電電流が
変化し、これにより電池電圧も変化する用途では精度に
問題がある。電解液の比重を測定する方式では装置が大
がかりで携帯機器には適当ではない。そこで放電電流が
変化するカメラ一体型ビデオ,携帯電話,パソコン,ワ
ープロといった携帯機器の残量表示には充放電の電気量
を積算する方式が適当とされている。
【0003】以下に図面を用いて従来の残容量表示での
電気量積算装置について説明する。図5は従来例を示す
構成図である。図5において、1は2次電池、2は電流
検出抵抗で充放電電流を微少電圧に変換する。3は充放
電電流検出手段で、2で発生する微少電圧を増幅する。
4は充放電状態検出手段で、2の電流検出抵抗で発生す
る微少電圧の極性により充電あるいは放電を検出し、充
電あるいは放電に応じた信号を出力する。8はA/D変
換手段で、3の充放電電流検出手段から出力されたアナ
ログ電圧をディジタル値に変換するものである。9は電
気量積出手段で、8のA/D変換手段により出力される
ディジタル値を所定の時間毎に読込んで電気量を算出
し、4の充放電状態検出手段の出力が充電である場合は
加算し、放電である場合は減算するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、充放電電流をA/D変換し、このディジ
タル化された電流値を所定の時間毎に充電の場合は加算
し、放電の場合は減算することで電気量の積算を行う
為、8のA/D変換手段および9の電気量積算手段とし
てクロック発振回路やディジタル出力値に応じたビット
数の演算機能が必要であり、構成が複雑で高価なものと
なり、民生用機器には不適であるという問題があった。
【0005】本発明は、上記問題点を解消する為に充放
電電気量をパルス数とし、その積算をアップダウンカウ
ンタを用いた簡素で安価なもので行い、民生用機器向け
の電池残容量表示に適した電気量積算装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電気量積算装置は、2次電池の充放電電流
を微少電圧に変換する電流検出抵抗と、前記電流検出抵
抗両端に発生する微少電圧を入力として充放電電流に比
例した微少電流を出力する充放電電流検出手段と、前記
電流検出抵抗両端に発生する微少電圧の極性により充電
状態か放電状態かを検出する充放電状態検出手段と、前
記充放電電流検出手段から出力される微少電流にて充電
されるコンデンサと、前記コンデンサの端子電圧が第1
の所定値に達したことを検出して所定の出力信号を反転
させると同時に前記コンデンサを所定の割合で放電さ
せ、前記コンデンサの端子電圧が第2の所定値以下に達
したことを検出して前記所定の出力信号を再度反転さ
せ、前記コンデンサの放電を停止させるパルス発生手段
と、前記パルス発生手段の出力信号(出力パルス)と、
前記充放電検出手段の出力とを入力とし、前記充放電検
出手段の出力信号が充電状態である場合はパルスが発生
する毎に積算値を加算し、前記充放電検出手段の出力信
号が放電状態である場合は、パルスが発生する毎に積算
値を減算するパルス数積算手段とからなる構成である。
【0007】
【作用】この構成によって、充放電電流を電流検出抵抗
にて微少電圧に変換し、これを入力とする充放電電流検
出手段にて充放電電流に比例した微少電流を出力させ、
この微少電流をコンデンサにて積算し、このコンデンサ
電圧が第1の所定値に達したことをパルス発生手段にて
検出し、このパルス発生手段にてコンデンサ電圧が第2
の所定値以下になるまで所定の割合で放電させる。そし
てこのコンデンサが放電中である時、パルス発生手段の
出力を反転させることでパルスを発生させ、充放電電気
量をパルスの数として充放電状態検出手段の出力信号に
基づいてパルス数積算手段にて積算記憶する。従って、
パルス発生手段として正帰還をほどこした汎用の演算増
幅器をパルス積算手段としてアップダウンカウンタを使
用でき、民生機器用に適した安価な電気量積算装置を提
供することができる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す構成図で
ある。
【0009】図1において1は2次電池、2は電流検出
抵抗で、2次電池の負極に接続されており、充放電電流
を微少電圧に変換する。3は充放電電流検出手段で、2
の電流検出抵抗両端の微少電圧を入力とし、この電圧に
比例した微少電流を出力する。4は充放電状態検出手段
で、2の電流検出抵抗両端に発生する微少電圧の極性に
より、充電状態か放電状態かを判別して信号を出力す
る。5はコンデンサで、3の充放電電流検出手段により
出力される微少電流を積算する。6はパルス発生手段
で、5のコンデンサの電圧によりパルス出力とコンデン
サの放電制御を行う。7はパルス数積算手段で、6のパ
ルス発生手段のパルス信号と4の充放電状態検出手段の
出力信号を入力としパルス数の積算を行う。
【0010】次に図2は第1の実施例の要部の回路図で
ある。図2において3の充放電電流検出手段は充電電流
検出用演算増幅器31とその入力抵抗32,33と、そ
の負帰還部のカレントミラー回路34および放電電流検
出用演算増幅器35と、その入力抵抗36,37とその
負帰還部のカレントミラー回路38から構成されてい
る。
【0011】4の充放電状態検出手段は、充電状態時に
オンになる抵抗内蔵トランジスタ41と、このコレクタ
と接地間に接続された抵抗42および放電状態時にオン
になる抵抗内蔵トランジスタ43と、このコレクタと接
地間に接続された抵抗44から構成されている。
【0012】6のパルス発生手段は、5のコンデンサ電
圧を検出する演算増幅器61と、抵抗内蔵トランジスタ
62、抵抗63,64,65,66からなる正帰還部で
構成されている。1の2次電池、2の電流検出抵抗、5
のコンデンサ、7のパルス積算手段は図1と同様であ
る。
【0013】以上のように構成された電気量積算装置に
ついて、以下その動作を説明する。2次電池1の充放電
電流は、電流検出抵抗2により微少電圧に変換される。
この微少電圧は充電電流検出用演算増幅器31および放
電電流検出用演算増幅器35に入力される。これらの演
算増幅器は抵抗内蔵トランジスタ41および43と、カ
レントミラー回路34及び38を介して負帰還制御され
ており、入力電圧の極性により充電電流検出用演算増幅
器31は、充電時に負帰還動作となり、電流検出抵抗2
と抵抗32の比で決まる充電電流に比例した微少電流が
コンデンサ5に出力される。同様に放電電流検出用演算
増幅器35は、放電時に負帰還動作となり、電流検出抵
抗2と抵抗36の比で決まる放電電流に比例した微少電
流がコンデンサ5に出力される。コンデンサ5は充電ま
たは放電により出力される微少電流にて充電され、端子
電圧が上昇する。コンデンサ5の電圧を入力とする演算
増幅器61は、抵抗内蔵トランジスタ62と抵抗63を
介し正帰還制御されており、抵抗64と65の分圧点電
圧V1またはV2(V1>V2)の値をとる。コンデンサ5
の電圧がV1に達すると演算増幅器61はH出力となり
抵抗内蔵トランジスタ62が導通となり、前記分圧点電
圧をV2にするとともに抵抗66を介してコンデンサ5
を放電する。この放電によりコンデンサ5の電圧が低下
し、V2に達すると演算増幅器61は再びL出力とな
り、抵抗内蔵トランジスタ62は遮断となり、分圧点電
圧はV1となり、コンデンサ5の放電は停止する。この
一連のコンデンサ5の充放電の動作でコンデンサ5が放
電される時間をパルス幅とするパルス信号が演算増幅器
61より出力されることになる。
【0014】ここで4の充放電状態検出手段の動作につ
いては、前記のように充電時には抵抗内蔵トランジスタ
41が導通状態となり、このコレクタと抵抗42との接
続点を出力とする信号はHとなる。同様に放電時には抵
抗内蔵トランジスタ43のコレクタと抵抗44の接続点
を出力とする信号はHとなる。
【0015】次にパルス数積算手段7は、前記したパル
ス信号と抵抗内蔵トランジスタ41のコレクタ電圧およ
び抵抗内蔵トランジスタ43のコレクタ電圧を入力とす
るアップダウンカウンタで、抵抗内蔵トランジスタ41
のコレクタ電圧がHの時、即ち充電時はパルス入力ごと
にパルス数の加算を行い、抵抗内蔵トランジスタ43の
コレクタ電圧がHの時、即ち放電時はパルス入力ごとに
パルス数の減算を行う。これにより充放電電気量はパル
ス数という形で積算記憶されることになる。
【0016】図3は第1の実施例で定電流放電を行った
場合の放電電流と、コンデンサ5の端子電圧と演算増幅
器61の出力電圧の特性図である。定電流放電の場合、
コンデンサ5も定電流で充電されるので直線的に電圧は
上昇する。コンデンサ電圧が前記V1電圧に達すると定
抵抗放電が開始され、前記V2電圧に達すると放電は停
止される。このコンデンサ5が放電中である時、演算増
幅器61の出力にはV+(H出力)が出力される。この
動作が繰返されることで定電流放電である場合は定期的
にパルスが出力されることになる。また、図3は放電電
流値の違いによるパルス周期の変化を示しており、放電
電流値とパルス周期は反比例の関係にある。
【0017】以上のように本実施例の構成によれば、パ
ルス発生手段を少ない部品点数でしかも汎用の部品で構
成でき、パルス数積算手段をアップダウンカウンタで構
成できるので、民生機器用に適した簡素で安価な電気量
積算装置を提供することができる。
【0018】以下、本発明の第2の実施例について図面
を参照しながら説明する。図4は本発明の第2の実施例
を示す要部の回路図である。2は電流検出抵抗で2次電
池の正極側に接続されている。3は充放電検出手段で、
充電電流検出用演算増幅器31とその入力抵抗32,3
3とその負帰還部であるトランジスタ38と、放電電流
検出用演算機器35とその入力抵抗36,37とその負
帰還部であるトランジスタ39から構成されている。そ
の他の構成は第1の実施例を示す図2と同様であるの
で、同一番号を付して説明は省略する。
【0019】次に動作の説明であるが、基本的には第1
の実施例と同様であって、充電時は電流検出抵抗2と抵
抗33の比で決まる充電電流に比例した微少電流をコン
デンサ5に出力し、放電時は電流検出抵抗2と抵抗37
の比で決まる放電電流に比例した微少電流をコンデンサ
5に出力すること以外は、第1の実施例と同様であるの
で詳細な説明は省略する。
【0020】以上のように第2の実施例の構成によれ
ば、第1の実施例の効果の他に電流検出手段3の部品点
数が少なくなり、さらに安価な電気量積算装置を提供で
きることになる。
【0021】なお、上記の第1の実施例および第2の実
施例では、パルス数積算手段7をアップダウンカウンタ
としたが、4ビットのワンチップマイコンとしもよい。
この場合は、パルスの時間間隔をマイコンにて測定する
ことで充放電電流値の測定ができ、電流値による積算効
率の補正が可能となるなどの積算精度向上面で効果があ
る。
【0022】
【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように本発
明は、充放電電流を微少電圧に変換する電流検出抵抗
と、この微少電圧を入力として充電または放電の電流に
比例した微少電流を出力とする充放電電流検出手段と、
前記微少電圧の極性により充電か放電かを判別する充放
電状態検出手段と、前記充放電電流検出手段により出力
される微少電流を積算するコンデンサと、このコンデン
サ電圧を入力として前記コンデンサの放電とパルス出力
を行うパルス発生手段と、このパルス発生手段の出力パ
ルスと前記充放電状態検出手段の出力を入力としパルス
数の加算または減算を行うパルス数積算手段を設けるこ
とにより、部品点数の少ない安価な電気量積算装置を実
現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す構成図
【図2】本発明の第1の実施例の要部を示す回路図
【図3】第1の実施例における特性図
【図4】本発明の第2の実施例の要部を示す回路図
【図5】従来例を示す構成図
【符号の説明】
2 電流検出抵抗 3 充放電電流検出手段 4 充放電状態検出手段 5 コンデンサ 6 パルス発生手段 7 パルス数積算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 紺野 哲秀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 木下 恵 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 渡辺 勇一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2次電池と、これに直列接続された電流検
    出抵抗と、充電または放電により前記電流検出抵抗の両
    端に発生する微少電圧を入力として充電電流または放電
    電流に比例した微少電流を出力する充放電電流検出手段
    と、前記電流検出抵抗の両端に発生する微少電圧の極性
    により充電状態か放電状態かを判別する充放電状態検出
    手段と、前記充放電電流検出手段により出力される微少
    電流を積算するコンデンサと、前記コンデンサの電圧が
    第1の所定値に達したことを検出して所定の出力信号を
    反転させると同時に前記コンデンサを所定の割合で放電
    させ、前記コンデンサの電圧が第2の所定値以下に達し
    たことを検出して前記所定の出力信号を再度反転させ、
    前記コンデンサの放電を停止させるパルス発生手段と、
    前記パルス発生手段の出力パルスと、前記充放電状態検
    出手段の出力とを入力とし、前記充放電検出手段の出力
    信号が充電状態である場合は、パルスが発生する毎にパ
    ルス積算数を加算し、前記充放電検出手段の出力信号が
    放電状態である場合は、パルス発生毎にパルス積算数を
    減算するパルス数積算手段を備えた電気量積算装置。
JP3227770A 1991-09-09 1991-09-09 電気量積算装置 Pending JPH0566250A (ja)

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