JPH0680189U - 容量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリ使用の機器において、複数個のバッ
テリを、その機器の連続使用を妨げずに行うことが可能
なバッテリの容量検出装置を提供する。 【構成】 複数個の二次電池１、２と、二次電池１、２
の最終放電電圧に設定された基準電圧源１３と、前記各
二次電池１、２の端子電圧と基準電圧源１３の電圧とを
比較する第１及び第２の電圧比較手段１０、１１と、前
記各二次電池１、２の端子電圧同士を比較する第３の電
圧比較手段１２と、前記各電圧比較手段１０〜１２の出
力によって前記各二次電池１、２を切り換え制御して主
負荷１６に接続するマイクロプロセッサ１７と、前記各
二次電池１、２の端子電圧同士を比較する際に前記マイ
クロプロセッサ１７からの命令によりこれら二次電池に
接続される複数個の擬似負荷１４、１５とよりなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は二次電池を使用する機器の電池容量検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来から二次電池の充電・放電に関してさまざまな方法で充電される電池ある いは放電中の電池の電圧を監視して、満充電の検出及び残存容量の検出が行われ ている。

【０００３】 ところで８ｍｍＶＴＲのような携帯用ＶＴＲ装置においては、一つの機器に対 し一つの主バッテリ（二次電池）を装備し、このバッテリの電池容量がなくなる と、入れ換えるかあるいは充電する必要があり、その間機器を連続して使えない という問題点があった。

【０００４】 また特開平３−１８３３２７号には擬似負荷を電池に接続して、その電圧降下 を検出し、電池の良否を判別する技術が開示されているが、この判別時には主負 荷への電流の供給が全く行えないため、やはり機器を連続して使えないという問 題点は解決できなかった。

【０００５】 特に二次電池としてＮｉ−Ｃｄ電池を用いる場合にはメモリ効果という悪い状 況が生じる問題点がある。これは充電−不完全放電を繰り返すうちに、満充電し たにもかかわらず放電量は公称容量を下回ってしまい電池の性能をフルに発揮で きないという現象であり、一旦メモリ効果の現れたＮｉ−Ｃｄ電池を正常に回復 させるには完全放電−充電のサイクルを何度か繰り返さないと元には戻らない。

【０００６】 従ってこのようなメモリ効果を防ぐためには電池の個々の容量分を完全に使い 切ってしまう必要があり、例えば放電器等の別の手段が必要となる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は斯かる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリ使用 の機器において、複数個のバッテリを、その機器の連続使用を妨げずに行うこと が可能なバッテリの容量検出装置を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、複数個の二次電池と、二次電池の最終放電電圧に設定された基準電 圧源と、前記各二次電池の端子電圧と基準電圧源の電圧とを比較する第１及び第 ２の電圧比較手段と、前記各二次電池の端子電圧同士を比較する第３の電圧比較 手段と、前記各電圧比較手段の出力によって前記各二次電池を切り換え制御して 主負荷に接続するマイクロプロセッサと、前記各二次電池の端子電圧同士を比較 する際に前記マイクロプロセッサからの命令によりこれら二次電池に接続される 複数個の擬似負荷とよりなる。

【０００９】

【作用】

電池の切り換えについては、その電池の端子電圧が基準電圧源の電圧に比して 小さくなればマイクロプロセッサからの指令で別の容量のある電池へ切り換えら れる。また各電池間での残存容量の比較を行う場合は、各電池を擬似負荷へ接続 し、その電圧降下により比較する。

【００１０】

【実施例】

以下本考案の一実施例について図面に基づき詳細に説明する。図１はビデオカ メラレコーダの電池の容量検出に注目した回路図である。同図において１、２は 夫々独立した二次電池としてのバッテリパック、３、４は記録／再生アンプやシ リンダ／キャプスタンモータ等の負荷１６に供給する電源をＯＮ／ＯＦＦする第 １スイッチ及び第２スイッチ、５は主電源スイッチ、６、７はマイクロプロセッ サ１７によってＯＮ／ＯＦＦされるスイッチ、８、９は前記バッテリパック１、 ２の内、電圧の高い方から電圧の低い方へ充電されることを防ぐ逆流防止用ダイ オード、１０、１１、１２はヒステリシス特性のある第１〜第３電圧比較器、１ ３は前記バッテリパック１、２の最終放電電圧を設定する基準電圧源、１４、１ ５は前記記録／再生アンプやシリンダ／キャプスタンモータ及びカメラブロック 等の負荷１６とほぼ等しい抵抗値を持った擬似負荷、１７はこれらの電源回路を 制御するマイクロプロセッサである。

【００１１】 前記第１電圧比較器１０は基準電圧源１３の電圧とバッテリパック１の端子電 圧を比較し、第２電圧比較器１１は基準電圧源１３の電圧とバッテリパック２の 端子電圧を比較し、第３電圧比較器１２はバッテリパック１、２の端子電圧同士 を比較するものである。そしてこれら電圧比較器１０〜１２の出力はマイクロプ ロセッサ１７に入力される。なお記録／再生時には一方のバッテリパックが擬似 負荷に接続され、他方のバッテリパックが負荷に接続される。

【００１２】 前記第１スイッチ３、第２スイッチ４、及びスイッチ６、７は夫々マイクロプ ロセッサ１７の出力端子に接続され、該マイクロプロセッサ１７の指令によりＯ Ｎ／ＯＦＦ動作を行う。

【００１３】 なお１８はμプロセッサ１７のモード（記録、再生等の動作）信号入力端子、 １９はシステムクロック入力端子である。

【００１４】 図２は前記基準電圧源１３の電圧と、前記各バッテリパック１、２の端子電圧 との関係を示すものであり、バッテリ端子電圧（縦軸）が図中点線で示す基準電 圧以下になると、バッテリの残存容量なしと判断するようにマイクロプロセッサ １７のシーケンスが設定されている。

【００１５】 次に実際の記録／再生時の動作時において夫々のバッテリパック１、２の時間 経過に対する端子電圧の変化を図３に示し、これに基づいて本実施例装置の動作 について説明する。

【００１６】 図１の主電源スイッチ５を投入すると、バッテリパック１、２からダイオード ８、９及びスイッチ５を通じてマイクロプロセッサ１７、図示しない本ビデオカ メラレコーダのシステムコントロール用マイクロプロセッサ及び基準電圧源１３ に電源が供給される。この際、バッテリパック１、２は必ずとも両方装填されて いなくても良い。

【００１７】 主電源スイッチ５の投入後、直ちにバッテリパック１、２の残存容量判定モー ドに入り、両バッテリパック１、２の端子電圧を比較する。この時の手順につい て説明すると、マイクロプロセッサ１７がスイッチ６、７を極く短時間ＯＮし、 擬似負荷１４、１５に電流が流れ、バッテリ１、２の端子電圧に電圧降下を生じ させる。この時の端子電圧を第３電圧比較器１２で比較し、そのマイクロプロセ ッサ１７は結果電圧の低い方がバッテリとしての容量が少ないと判定する。

【００１８】 そしてこの時同時に、両バッテリパック１、２が最終放電電圧（図２における 基準電圧）を下回っていないかどうかを第１、第２電圧比較器１０、１１で調べ る。

【００１９】 図３の時系列でのバッテリ端子電圧の図を見ると、ではスイッチ６、７がＯ Ｎするタイミングがずれて図示されているが、実際は同時にＯＮとなる。この図 ３では最初の端子電圧の比較によってバッテリパック１の方が残存容量が少ない と判断された。この場合の判定の方法は次の表１に示すように行った。

【００２０】

【表１】

【００２１】 上記表１中端子Ａ、Ｂ、Ｃは夫々電圧比較器１０、１１、１２の出力端子に相 当し、ＳＷ１及びＳＷ２は夫々第１スイッチ３及び第２スイッチ４を示している 。スタンバイモード（カメラ撮影待ちの状態）に入ると、先の残存容量判定モー ドで得た情報に基づき前記第１スイッチ３、第２スイッチ４のＯＮ／ＯＦＦを表 １に示すとおりに行い、カメラブロックやビューファインダ等の負荷１６に電源 を供給し、図３ので示されるようにＲＥＣ（録画）スタンバイとなる。

【００２２】 図３のにおいてＲＥＣモードに入ると、記録アンプ、シリンダ、キャプスタ ンモータ等の負荷１６に電流が流れ、バッテリパック１の電圧が時間と共に降下 してくる。この時電源として使われている側のバッテリパック１の端子電圧は常 に電圧比較器１０によって基準電圧を下回っていないかをマイクロプロセッサ１ ７を介して監視されている。

【００２３】 また一定時間間隔で、使われていない側のバッテリパック２と前記バッテリパ ック１との残存容量が図３ので示されるように電圧比較器１２によって比較さ れており、容量の状態に変化があれば表１のように第１スイッチ３、第２スイッ チ４を切り換える。

【００２４】 図３のにおいてバッテリパック１の端子電圧が基準電圧を下回ると、第２ス イッチ４をＯＮとした後図３のにおいて第１スイッチ３をＯＦＦとし、瞬間的 に電流が断たれないようにして電源供給元のバッテリパックが１から２へ切り替 わる。その後バッテリパック１及び２は図３ののタイミングで残存容量の判定 が行われる。

【００２５】 図３のでバッテリパック２の残存容量なしと判定されると、これに先行する タイミングで先に使い切ったバッテリパック１の電圧が回復しているので、現 在供給源となっているバッテリパック２よりも容量が多いと判定される。従って 第１スイッチ３をＯＮし、図３の丸付10で第２スイッチ２をＯＦＦし、バッテリ パック１に供給源を替える。

【００２６】 図３の丸付11の期間では、バッテリパック２の端子電圧が回復しないため、バ ッテリパック２の端子電圧が基準電圧以上に回復しないので、バッテリパック１ が基準電圧を下回った時（図３の丸付12）に前記ＲＥＣモードを解除し、ストッ プモードし、スイッチ３、４を共にＯＦＦする。もし前記の期間中にバッテリ パック１を、又丸付11の期間中にバッテリパック２を新しい充電済の電池と交換 すれば、連続して電源を供給することができ、連続撮影が可能となる。

【００２７】

【考案の効果】

本考案は以上の説明の如く構成したことにより、バッテリ機器を使用途中にと ぎれることなく連続して使用でき、複数個の小容量のニッケルカドミウム電池し ておけば、一つ一つは使い切ってしまうのでメモリ効果も防止できることが期待 される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の容量検出装置を適用したビデオカメラ
レコーダの要部回路図である。

【図２】放電容量とバッテリ端子電圧の関係を示す特性
図である。

【図３】図１の回路図におけるバッテリ端子電圧の経時
変化を示す特性図である。

【符号の説明】

１、２ バッテリパック ３〜７ スイッチ ８、９ ダイオード １０〜１２ 電圧比較器 １４、１５ 擬似負荷 １６ 負荷 １７ マイクロプロセッサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個の二次電池と、二次電池の最終放
   電電圧に設定された基準電圧源と、前記各二次電池の端
   子電圧と基準電圧源の電圧とを比較する第１及び第２の
   電圧比較手段と、前記各二次電池の端子電圧同士を比較
   する第３の電圧比較手段と、前記各電圧比較手段の出力
   によって前記各二次電池を切り換え制御して主負荷に接
   続するマイクロプロセッサと、前記各二次電池の端子電
   圧同士を比較する際に前記マイクロプロセッサからの命
   令によりこれら二次電池に接続される複数個の擬似負荷
   とよりなる容量検出装置。