JPH07202701A - 積分回路及びそれを用いたバッテリチャージャ - Google Patents

積分回路及びそれを用いたバッテリチャージャ

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JPH07202701A
JPH07202701A JP33511393A JP33511393A JPH07202701A JP H07202701 A JPH07202701 A JP H07202701A JP 33511393 A JP33511393 A JP 33511393A JP 33511393 A JP33511393 A JP 33511393A JP H07202701 A JPH07202701 A JP H07202701A
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JP
Japan
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voltage
circuit
constant current
capacitor
comparator
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JP33511393A
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English (en)
Inventor
Yuichi Shintomi
雄一 新富
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】積分電圧の傾きを補正しうる機能をもった積分
回路を提供する。 【構成】積分回路は、コンデンサCと;コンデンサCに
定電流を供給する定電流源13と;コンパレータ10
と;コンパレータ10にコンデンサCから積分電圧Vc
を入力する手段と;コンパレータ10に所定電圧Vpを
与える手段と;コンパレータ10に所定電圧Vpが与え
られている状態で所定の時間に積分電圧Vpが所定電圧
Vpになるように定電流源13の定電流Iを設定するコ
ントロールレジスタ15、CPU16を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は積分回路及びそれを用い
たバッテリチャージャに関するものである。
【0002】
【従来の技術】発振回路やA/D変換回路では、積分回
路を使って鋸歯状波を形成するタイプのものがある。図
5は従来の積分回路を示している。この回路では、コン
デンサC0に一定電流Iを流すことによってコンデンサ
0の両端に鋸歯状波電圧を発生させている。ここで、
80はオペレーションアンプであり、電源電圧VDDを抵
抗R11とR12で分圧して得た電圧V0を基準電圧と
し、これとトランジスタ81のソース電圧Vsとが一致
するようにトランジスタ81を制御する。その結果、コ
ンデンサC0には(VDD−V0)/R=Iなる電流Iが流
れることになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コンデ
ンサC0に生じる鋸歯状波電圧の傾きを図2の特性83
の如く所定の傾きになるように設定しても、コンデンサ
0や抵抗Rのバラツキ及び温度変化等によって、84
や85に示す如くずれてしまうことがある。このような
ずれが生じると発振回路では発振出力の周期が変ってし
まうことになる。また、アナログ電圧Vaをディジタル
電圧に変換するA/D変換器では、クロックをt0から
カウントするカウンタのカウント値がJ2でなくJ2’
やJ2”となってしまい、正確なA/D変換ができない
ことになる。
【0004】本発明はこのような点に鑑み積分電圧の傾
きを補正しうる機能をもった積分回路を提供することを
目的とする。また、本発明はこの積分回路を用いたA/
D変換回路やバッテリチャージャを提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明の積分回路は、コンデンサと;コンデンサに定
電流を供給する定電流回路と;コンパレータと;前記コ
ンパレータの第1入力端子に前記コンデンサから積分電
圧を入力する手段と;前記コンパレータの第2入力端子
に所定電圧を与える手段と;前記第2入力端子に前記所
定電圧が与えられている状態で所定の時間に前記積分電
圧が前記所定電圧になるように前記定電流回路の定電流
を設定する定電流設定手段とを備える。
【0006】
【作用】コンパレータの第2入力端子に所定電圧を与え
る状態にすることによってコンデンサへの充電電流とな
る定電流の値をその都度、積分電圧の傾きが所望の傾き
となるように設定することができる。この積分回路をA
/D変換回路として用いる場合は、上記の定電流の設定
動作が終了した後にコンパレータの第2入力端子に比較
用電圧(アナログ電圧)を与えるようにする。
【0007】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1において、図5の従来例と同一部分には同一
の符号を付して説明を省略する。本実施例では、定電流
Iの値を決める抵抗として8個の抵抗r0〜r7が設け
られている。これらの抵抗は重み付けがなされている。
その重み付けは、例えば2n-1r0(ただしn=1〜
7)とする。抵抗r0〜r7を選択するためにPチャン
ネルMOSトランジスタQ1〜Q7が図示のように接続
されている。これらのトランジスタQ1〜Q7はコント
ロールレジスタ15の出力によって制御される。
【0008】10はコンパレータであり、その非反転入
力端子(+)には端子11からの比較用電圧Va又は電
源電圧VDDを抵抗R5とR6で分圧して得た電圧Vpが
与えられる。20と21はこれらの電圧の供給を選択す
るためのスイッチである。定電流Iの設定(従って図2
に示す積分電圧の傾き設定)のときは、スイッチ20を
OFF、スイッチ21をONにして、ピーク電圧V
P(所定電圧)をコンパレータ10の非反転入力端子
(+)へ与える。
【0009】この状態でCPU16はコントロールレジ
スタ15を介してトランジスタQ1〜Q7を全てONし
て抵抗r0のみとし(VDD−V0)/r0=I1の電流を
流してコンデンサCを充電し、コンデンサCの積分電圧
(鋸歯状波電圧)がVPになるまでの時間をカウンタ1
5で計測する。カウンタ15はクロックCLKを図2の
0の時点からカウントする。
【0010】Vpになるまでの時間が所定時間より短か
過ぎたら、次にトランジスタQ1をOFF、トランジス
タQ2〜Q7をONにして抵抗をr0+r1としてスイ
ッチ14を瞬時ONしてコンデンサCをクリアした後、
スイッチ14をOFFにして再び充電とカウントを開始
する。順次、この動作を行なって積分電圧がVpに達す
る時間が所定の値J1のときの電流値を設定する。
【0011】コントロールレジスタ15は、その状態を
ラッチする。尚、電流を設定するのに、上述のように抵
抗をr0から始めていかずに、r0〜r7の合計値の中
央値から始めるようにしてもよい。そして、その中央値
では時間がかかり過ぎたら、抵抗値が低い値になる方向
に切換え、時間が短か過ぎたら、抵抗値が多くなる方向
へ切換えていけばよい。尚、前記スイッチ14、20、
21はトランジスタ等の半導体スイッチで構成され、C
PU16によって制御される。
【0012】このように本実施例の積分回路では、スイ
ッチ21を介してVpをコンパレータ10に与えて定電
流値の設定を行なう回路が設けられているので、意図し
た正確な積分波形を得ることができる。尚、この定電流
値の設定を周期的に行なうと環境変化に好適に対応でき
る。
【0013】図1の回路はA/D変換回路としても機能
するようになっているので、そのA/D変換動作を説明
する。尚、このA/D変換回路はニッケル・カドミウム
電池等の二次電池を充電するバッテリチャージャの一部
として使用されるので、まずバッテリチャージャに関す
る説明から行なう。
【0014】携帯用の小型電子機器に使用されている二
次電池を充電するのに充電電流を大きくして短時間に充
電を完了する急速充電が行なわれることが多い。しか
し、二次電池は過充電すると爆発することがある。その
ため、急速充電方式のバッテリチャージャでは過充電防
止機構をもつことが必要である。
【0015】そして、このような過充電防止を行なうた
めには、例えば二次電池の充電電圧を検出し、この検出
電圧に基づいて行なう必要がある。この検出電圧の処理
や充電停止指令等はマイクロコンピュータによって行な
う。マイクロコンピュータはディジタル的な処理しかで
きないので、充電電圧(アナログ信号)をいったんディ
ジタル信号に変換しなければならない。
【0016】図3において、1は二次電池であり、2は
その充電を行なう充電回路である。3は二次電池1の温
度を検知するサーミスタ等の温度検知素子であり、その
出力はマイクロコンピュータ4のI/O回路7へ入力さ
れる。マイクロコンピュータの他のI/O回路5、6は
二次電池1の両端電圧取り出し回路8、9に接続されて
いる。I/O回路5、6、7はそれぞれA/D変換回路
を備えている。
【0017】図1において、コンデンサC、スイッチ1
4、コンパレータ10、カウンタ15はこのA/D変換
回路を構成している。図1におけるA/D変換動作を説
明する。CPU16は図2に示すt0の時点でスイッチ
14をOFFにする。その結果、定電流源13の出力電
流IによってコンデンサCが充電され、そのコンデンサ
Cの両端間電圧Vcは徐々に上昇していってVpに至
る。
【0018】Vpは予め定めた二次電池1のピーク電圧
値に対応する電圧である。VcがVpになると、CPU
16はスイッチ14を瞬時ONにして、コンデンサCを
クリアし、再度スイッチをOFFにする。VcがVpに
至ったことはカウンタ15のカウント値でCPU16は
判断する。VcがVpになるまでの時間J1は予めカウ
ンタ15の値としてROM18に記録してある。
【0019】さて、端子11から入力されたアナログ電
圧Vaは図2の点86でVc(直線83)と交わる。こ
のためコンパレータ10の出力電圧は図2(B)に示す
ように、この点86の時点でハイレベルからローレベル
へ変遷する。カウンタ15もCPU16によってt0
リセットスタートし、クロックCLKをカウントしてお
り、この点86までのカウント数J2はCPU16を介
してレジスタ17に一時的に格納される。カウンタ15
は更にV1になる点までのカウントJ1を行なうと、リセ
ットされる。カウンタ15の出力は、それ自身が既にデ
ィジタル信号となっている。このようにして、A/D変
換が行なわれる。
【0020】尚、二次電池1の過充電防止のために図4
の電池電圧特性(イ)においてピーク値P(電圧Vp)
になってからΔV下がるのを検出して急速充電を停止す
る方法を採る。尚、−ΔVは−15mVである。このた
めCPU16はレジスタ17に記憶された前回の値J
n-1と今回の値Jnの差Jn−Jn-1をとり、この差が正で
ある限り、レジスタ17の内容を更新していく。そし
て、Jn−Jn-1が負になると、前回の値Jn-1をレジス
タ17に格納したままにする。Jn−Jn-1が−15mV
になっていなければ、次のカウント値Jn+1とJn-1の差
n+1−Jn-1が−15mVか否か判定し、−15mVに
至るまで、これを繰り返す。そして、−15mVになっ
たところで、I/O回路5(図3)のA/D変換動作を
停止し、充電回路2に対し、急速充電停止の信号を与え
る。
【0021】図1におけるコンデンサCは図3に示すよ
うにマイクロコンピュータ4の外付けとして接続する。
図1では、カウンタ15をCPU16内に設けている
が、カウンタ15は他の領域に設けてもよい。
【0022】図3において、電圧取り出し回路8は二次
電池1の両端電圧を抵抗R1とR2で分圧して取り出し
ているが、電圧取り出し回路9はツェナーダイオードZ
Dで二次電池1の両端電圧を一定値下げた電圧を取り出
すようにしている。電圧取り出し回路9によればツェナ
ーダイオードZDによって電池電圧の範囲を所定の範囲
に設定できる。例えば、電圧取り出し回路8は二次電池
1の最大電圧Vpと0Vの範囲0〜Vpを抵抗R1、R
2の分圧比で決まる範囲0〜Vp×R2/(R1+R
2)にしか設定できないが、電圧取り出し回路9はツェ
ナー電圧をVZとすると、0〜Vpを0〜(Vp−VZ
の範囲に設定できる。
【0023】二次電池1の充電状態を示す信号としては
上述のように二次電池1の充電電圧を用いてもよいし、
また二次電池1の温度に関する信号を用いてもよい。図
4の特性(ロ)に示すように二次電池1の温度は充電が
進むにつれて上昇し、単位時間Δt当りの温度の変化Δ
T/Δtは図4の特性(ハ)に示すように上述した充電
電圧がピークPよりもΔV下がった時点で最大となるの
で、ΔT/Δtが所定最大値に至るのを検出して急速充
電を停止してもよい。
【0024】この方式では、温度検出素子3の出力を入
力するI/O回路7のA/D変換回路を動作させて、そ
の出力をCPU16で処理することになる。尚、図3に
おいて、I/O回路5とI/O回路6を同時に2つ動作
させて、それらの出力を使用する必要性はないが、それ
らの1つとI/O回路7の出力を使って急速充電を停止
させるようにしてもよい。勿論、I/O回路5、I/O
回路6、I/O回路7の単独の出力を使って急速充電を
停止できることはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明の積分回路に
よれば、積分電圧の傾きが所望の傾きとなるように設定
することができる。そして、この積分回路をA/D変換
回路として用いる場合は、正確なA/D変換がなされ
る。従って、このA/D変換回路をバッテリチャージャ
の二次電圧検出に用いた場合には、正確な検出データを
得ることができるので、二次電池の過充電を確実に防止
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した積分回路をA/D変換回路に
用いた場合の回路図。
【図2】その動作説明図。
【図3】本発明のバッテリチャージャの全体の構成を示
す図。
【図4】二次電池を急速充電する場合の二次電池の電
圧、温度の特性を示す図。
【図5】従来例の要部を示す回路図。
【符号の説明】
C コンデンサ 1 二次電池 10 コンパレータ 13 定電流源 15 コントロールレジスタ 16 CPU Va アナログ電圧 Vp 二次電池のピーク電圧(所定電圧)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コンデンサと、 コンデンサに定電流を供給する定電流回路と、 コンパレータと、 前記コンパレータの第1入力端子に前記コンデンサから
    積分電圧を入力する手段と、 前記コンパレータの第2入力端子に所定電圧を与える手
    段と、 前記第2入力端子に前記所定電圧が与えられている状態
    で所定の時間に前記積分電圧が前記所定電圧になるよう
    に前記定電流回路の定電流を設定する定電流設定手段
    と、を備える積分回路。
  2. 【請求項2】前記第2入力端子に比較用電圧と前記所定
    電圧を選択的に与える切換え手段をもち前記第2入力端
    子に比較用電圧が与えられる状態で前記第1入力端子と
    第2入力端子が等しくなった時点のカウント値を出力す
    るカウント手段と請求項1の積分回路を備えるA/D変
    換回路。
  3. 【請求項3】請求項2のA/D変換回路を有するととも
    に前記第2入力端子に比較用電圧として二次電池の充電
    状態を示す電圧を与え、前記A/D変換回路の出力に基
    づいて制御回路により過充電防止制御を行なうバッテリ
    チャージャ。
JP33511393A 1993-12-28 1993-12-28 積分回路及びそれを用いたバッテリチャージャ Pending JPH07202701A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007060671A (ja) * 2005-08-23 2007-03-08 Samsung Electronics Co Ltd 画質改善のために自動的に較正されたランプ信号を用いたイメージセンサ及びその方法
US7256724B2 (en) 2005-05-03 2007-08-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Image sensor including variable ramping slope and method
JP2009302718A (ja) * 2008-06-11 2009-12-24 Denso Corp 積分回路

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