JPS58225368A - 電池残容量判定回路 - Google Patents
電池残容量判定回路Info
- Publication number
- JPS58225368A JPS58225368A JP57110213A JP11021382A JPS58225368A JP S58225368 A JPS58225368 A JP S58225368A JP 57110213 A JP57110213 A JP 57110213A JP 11021382 A JP11021382 A JP 11021382A JP S58225368 A JPS58225368 A JP S58225368A
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- JP
- Japan
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- voltage
- battery
- temp
- circuit
- temperature
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (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】
本発明は電池を電源とする機器の、電池が機器動作を維
持するに充分な残存量があるか否かを判定する回路に関
する。
持するに充分な残存量があるか否かを判定する回路に関
する。
従来例の構成とその問題点
周知の如く、電池を長時間使用すると、そのエネルギの
消費とともに、電池の残容量が減少し、電池電圧は低下
し、ついには、機器の所要動作が得られなぐ′なる。そ
こで、電池の残容量を判定するため電池の電圧がある程
度低下した時点で、機器が正常動作をしなくなる前に警
報または表示により、電池交換を促・すということが行
なわれる。
消費とともに、電池の残容量が減少し、電池電圧は低下
し、ついには、機器の所要動作が得られなぐ′なる。そ
こで、電池の残容量を判定するため電池の電圧がある程
度低下した時点で、機器が正常動作をしなくなる前に警
報または表示により、電池交換を促・すということが行
なわれる。
このことを行なうためには、何らかの方法で、電池電圧
が所要値より低下しているか否かを判定する必要がある
。この種電池電圧判定回路としては。
が所要値より低下しているか否かを判定する必要がある
。この種電池電圧判定回路としては。
従来より第１図に示すものがあった。第１図で、電池１
を回路電源として、限流抵抗２を介してダイオード３に
電流を流す。その順電圧Ｖｙはシリコンダイオードを用
いると約ｏ、ｅｓ ｖで、電池１の電圧変化にはさほど
影響されることなくほぼ一定値を保つ。他方電池１の電
圧に依存して変化する電圧Ｖｌ）Ｂｔ＝抵抗４と抵抗５
で分圧して得る。先のダイオード３の順電圧Ｖｙと、分
圧回路の電圧ＶＤＢ’を比較器６で比較する。電池１の
電圧ＶＢが正常な範囲では、ダイオード３の順電圧ｖ１
よりも、分圧回路の電圧ＶＤＩＩの方が大きく、電池電
圧ＶＢが低下し、所要値ｖＢＬ以下では、順電圧ＶＦよ
りも分圧電圧ＶＤＢの方が小さくなるよう、抵抗４．５
の抵抗値を設定する。すなわち、抵抗６の抵抗値’（５
１Ｒ，抵抗４のそれをαＲとすると、（１）式を満足す
るようαを選べばよい。
を回路電源として、限流抵抗２を介してダイオード３に
電流を流す。その順電圧Ｖｙはシリコンダイオードを用
いると約ｏ、ｅｓ ｖで、電池１の電圧変化にはさほど
影響されることなくほぼ一定値を保つ。他方電池１の電
圧に依存して変化する電圧Ｖｌ）Ｂｔ＝抵抗４と抵抗５
で分圧して得る。先のダイオード３の順電圧Ｖｙと、分
圧回路の電圧ＶＤＢ’を比較器６で比較する。電池１の
電圧ＶＢが正常な範囲では、ダイオード３の順電圧ｖ１
よりも、分圧回路の電圧ＶＤＩＩの方が大きく、電池電
圧ＶＢが低下し、所要値ｖＢＬ以下では、順電圧ＶＦよ
りも分圧電圧ＶＤＢの方が小さくなるよう、抵抗４．５
の抵抗値を設定する。すなわち、抵抗６の抵抗値’（５
１Ｒ，抵抗４のそれをαＲとすると、（１）式を満足す
るようαを選べばよい。
電池電圧ｖＩ！ｌが低下して、所要値’ＶＢＬ以下にな
ると、順電圧Ｖｙ ’）分圧電圧ＶＤＢとなり、比較器
６出力はＬｏレベルとなや、発光ダイオード７に限流抵
抗８を介して電流が流れ、発光ダイオード７が点灯し、
電池の電圧低下を表示する。
ると、順電圧Ｖｙ ’）分圧電圧ＶＤＢとなり、比較器
６出力はＬｏレベルとなや、発光ダイオード７に限流抵
抗８を介して電流が流れ、発光ダイオード７が点灯し、
電池の電圧低下を表示する。
この判定回路の欠点は、第１に、ダイオード３の順電圧
ＶＦは、電池電圧Ｖａが変化してもほぼ一定となるが、
周囲温度の変化により変動するため、周囲温度が変化す
る環境で使用すると、電池が正常に動作し得るときにも
、表示を出力することがあるという点である。第２に、
電池電圧ＶＢは通常周囲温度下降に伴い低下していくの
で、電池の残容量が、機器の正常動作ケ丑だ可能にする
程度あっても、表示を出力してしまうという点である。
ＶＦは、電池電圧Ｖａが変化してもほぼ一定となるが、
周囲温度の変化により変動するため、周囲温度が変化す
る環境で使用すると、電池が正常に動作し得るときにも
、表示を出力することがあるという点である。第２に、
電池電圧ＶＢは通常周囲温度下降に伴い低下していくの
で、電池の残容量が、機器の正常動作ケ丑だ可能にする
程度あっても、表示を出力してしまうという点である。
すなわち、例えば、ダイオード３としてシリコンダイオ
ードを使用すると、その順電圧Ｖｙは、約−２ｍＶ／
の温度係数をもつから、周囲温度の低下とともに、順電
圧Ｖｙは上昇し、電池電圧Ｖｓが低下していくので、電
池１にまだ充分余力のある時点で表示全出力してし１う
。逆に温度が上昇すると、順電圧ＶＦは低下し、電池電
圧Ｖａは上昇するので、もはや電池残容量がなくなりつ
つあシ、機器の動作が正常でなくなっても、表示が出力
されないということがある。すなわち、上述した従来例
では、周囲温度が変動する環境下では、電池の残容量を
正確には判定できない。
ードを使用すると、その順電圧Ｖｙは、約−２ｍＶ／
の温度係数をもつから、周囲温度の低下とともに、順電
圧Ｖｙは上昇し、電池電圧Ｖｓが低下していくので、電
池１にまだ充分余力のある時点で表示全出力してし１う
。逆に温度が上昇すると、順電圧ＶＦは低下し、電池電
圧Ｖａは上昇するので、もはや電池残容量がなくなりつ
つあシ、機器の動作が正常でなくなっても、表示が出力
されないということがある。すなわち、上述した従来例
では、周囲温度が変動する環境下では、電池の残容量を
正確には判定できない。
発明の目的
本発明に、上記従来例の欠点を解消し、変動周囲温度下
で、電池の残容量を正確に判定できる電池残容量判定回
路を得ることが目的であり、グイオートの順電圧ＶＦの
温度特性を、オペアンプ、感温抵抗器の組合せで補償す
る基準電圧発生回路 １１と、その出力と、電
池電圧ＶＢの温度特性を感温抵抗器と抵抗の組合せで補
償しつつ分圧して得た電圧とを比較する電圧比較回路と
により構成することにより、正確な電池残容量を判定し
ようとするものである。
で、電池の残容量を正確に判定できる電池残容量判定回
路を得ることが目的であり、グイオートの順電圧ＶＦの
温度特性を、オペアンプ、感温抵抗器の組合せで補償す
る基準電圧発生回路 １１と、その出力と、電
池電圧ＶＢの温度特性を感温抵抗器と抵抗の組合せで補
償しつつ分圧して得た電圧とを比較する電圧比較回路と
により構成することにより、正確な電池残容量を判定し
ようとするものである。
発明の構成
この発明の構成は、基準電圧もしくは基準電正金分圧し
て得た電圧と、電池電圧を分圧して得た電圧とを比較し
、前者の電圧が後者の電圧よりも高いとき報知する電池
残容量判定回路である。
て得た電圧と、電池電圧を分圧して得た電圧とを比較し
、前者の電圧が後者の電圧よりも高いとき報知する電池
残容量判定回路である。
実施例の説明
以下図面を用いて本発明の一実施例全説明する。
第２図で基準電圧発生回路９は、ダイオード３の順電圧
ＶＦ ｆ分圧する抵抗１ｏ、１１．前記分圧電圧ＶＤＦ
ｔ増巾するオペアンプ１２、オペアンプ１２の増巾率を
決定する感温抵抗素子１３と抵抗１４の直列回路とによ
り構成する。感温抵抗素子１３は正の温度特性を有し、
その抵抗値はβＲ１である。抵抗１４の抵抗値はＲ１で
、オペアンプ１２の増［１］率には、■式で表せる。
ＶＦ ｆ分圧する抵抗１ｏ、１１．前記分圧電圧ＶＤＦ
ｔ増巾するオペアンプ１２、オペアンプ１２の増巾率を
決定する感温抵抗素子１３と抵抗１４の直列回路とによ
り構成する。感温抵抗素子１３は正の温度特性を有し、
その抵抗値はβＲ１である。抵抗１４の抵抗値はＲ１で
、オペアンプ１２の増［１］率には、■式で表せる。
Ｋ＝（１＋β） ・・川・（２）
ダイオード３の順電圧ＶＦ及びその分圧電圧ｖＶｉ温度
上昇に伴い低下する。一方感温抵抗素子１３の抵抗値β
Ｒ１は、温度上昇に伴ない高くなるので、オペアンプ１
２の増巾８率には増加する。すなわち、オペアンプ１２
の出力電圧ＶＲは、周囲温度が変動しても、約一定値と
なる。電圧比較回路１５は、電池電圧ＶＢ ｆ分圧する
感温抵抗素子１６と抵抗１７の直列回路と、この分圧電
圧ＶＤＢと、基準電圧発生回路９の出力電圧ＶＲとを比
較するオペアンプ１８により構成する。感温抵抗素子１
６は正の温度係数を有し、その抵抗値はγＲ２である。
上昇に伴い低下する。一方感温抵抗素子１３の抵抗値β
Ｒ１は、温度上昇に伴ない高くなるので、オペアンプ１
２の増巾８率には増加する。すなわち、オペアンプ１２
の出力電圧ＶＲは、周囲温度が変動しても、約一定値と
なる。電圧比較回路１５は、電池電圧ＶＢ ｆ分圧する
感温抵抗素子１６と抵抗１７の直列回路と、この分圧電
圧ＶＤＢと、基準電圧発生回路９の出力電圧ＶＲとを比
較するオペアンプ１８により構成する。感温抵抗素子１
６は正の温度係数を有し、その抵抗値はγＲ２である。
抵抗１７の抵抗値ｆ Ｒ２とすると、電池分圧電圧ＶＤ
Ｂは、（３）式のようになる。
Ｂは、（３）式のようになる。
電池電圧ＶＢＵ湛度上昇とともに上昇する。同時に感温
抵抗素子１６の抵抗値γＲ２が高くなる。分圧比１／（
１＋γ）の温度係数が、電池電圧ＶＢの塩度係数よりも
大きくなるよう、感温抵抗素子１６の温度係数を設定す
れば、この電池分圧電圧Ｖａｎは、温度の上昇とともに
低下する。基準電圧発生回路９の出力電圧ＶＲとこの電
池分圧電圧ＶＤＢが等しくなるのは、周囲温度が高くな
るに従がって、より高い電池電圧ＶＢのときになる。す
なわち、周囲温度が高いときは、低いときよりも、電池
電圧ＶＢが高い状態で、オペアンプ１８の出力はＬＯと
なり、光示用発光ダイオードが点灯するようになる。本
実施例にょｎば、基準電圧発生回路９で得たほぼ一定の
電圧ＶＲと、電池電圧Ｖａの温度補償を行ないつつ分圧
した電圧とを電圧比較回路１６で補償するので、周囲温
度が高くなるに従い、よシ高い電池電圧Ｖａで表示が点
灯する。このことは、周囲温度が高いとき、電池残容量
がなくなりつつあるにも拘らず、常温時に比し、電池電
圧が高いことを補償するものであり、ゆえに、周囲温度
に影響さｎることなく、電池の残容量を判定できること
となる。
抵抗素子１６の抵抗値γＲ２が高くなる。分圧比１／（
１＋γ）の温度係数が、電池電圧ＶＢの塩度係数よりも
大きくなるよう、感温抵抗素子１６の温度係数を設定す
れば、この電池分圧電圧Ｖａｎは、温度の上昇とともに
低下する。基準電圧発生回路９の出力電圧ＶＲとこの電
池分圧電圧ＶＤＢが等しくなるのは、周囲温度が高くな
るに従がって、より高い電池電圧ＶＢのときになる。す
なわち、周囲温度が高いときは、低いときよりも、電池
電圧ＶＢが高い状態で、オペアンプ１８の出力はＬＯと
なり、光示用発光ダイオードが点灯するようになる。本
実施例にょｎば、基準電圧発生回路９で得たほぼ一定の
電圧ＶＲと、電池電圧Ｖａの温度補償を行ないつつ分圧
した電圧とを電圧比較回路１６で補償するので、周囲温
度が高くなるに従い、よシ高い電池電圧Ｖａで表示が点
灯する。このことは、周囲温度が高いとき、電池残容量
がなくなりつつあるにも拘らず、常温時に比し、電池電
圧が高いことを補償するものであり、ゆえに、周囲温度
に影響さｎることなく、電池の残容量を判定できること
となる。
第３図は、本発明の基準電圧発生回路の他の実施例で、
第２図のオペアンプ１２をコンパレーク２０で置換する
とともに、コンパレータ２ｏの出力はＨｉ又１ｄ Ｌ
ｏいずれが一方のみとなるので、抵抗２１、ダイオード
２２、コンデンサ２３を付加する。すなわち、コンパレ
ータ２ｏの正入力（ダイオード３の順電圧ＶＦ ｆ分圧
した電圧ＶＤ Ｆ）が、その負入力よりも犬となると、
コンパレータ２０出力（／′ｉＨｉとなり、コンデンサ
２３ば、抵抗２１、ダイオード２２を介して充電され、
コンパレータ２０の負入力電圧が上昇する。この結果、
コンパレータ２ｏの負入力電圧〉正入力電圧となると、
コンパレータ２０の出力はＬＯとなり、コンデンサ２３
はもはや充電さｎず、感温抵抗素子１３、抵抗１４を介
して放電する。放電によりコンデンサ２３電圧は低下し
、コンパレータ２ｏの負入力電圧〈正入力電圧となり、
再びコンデンサ２３が充電される。以降上述の動作が繰
返され、コンパレータ２ｏの負入力電圧と正入力電圧と
ほぼ等しくなり、コンデンサ２３の電圧も第２図のオペ
アンプ１２の出力と同じになる。一般に入手可能なｉｃ
としては、コンパレータは、オペアンプよりも、低い電
源電圧で動作可能である。電池電圧ＶＢが比較的低い場
合、コンパレータｉｃのみ使用可能である場合、この実
施例は有利となる。
第２図のオペアンプ１２をコンパレーク２０で置換する
とともに、コンパレータ２ｏの出力はＨｉ又１ｄ Ｌ
ｏいずれが一方のみとなるので、抵抗２１、ダイオード
２２、コンデンサ２３を付加する。すなわち、コンパレ
ータ２ｏの正入力（ダイオード３の順電圧ＶＦ ｆ分圧
した電圧ＶＤ Ｆ）が、その負入力よりも犬となると、
コンパレータ２０出力（／′ｉＨｉとなり、コンデンサ
２３ば、抵抗２１、ダイオード２２を介して充電され、
コンパレータ２０の負入力電圧が上昇する。この結果、
コンパレータ２ｏの負入力電圧〉正入力電圧となると、
コンパレータ２０の出力はＬＯとなり、コンデンサ２３
はもはや充電さｎず、感温抵抗素子１３、抵抗１４を介
して放電する。放電によりコンデンサ２３電圧は低下し
、コンパレータ２ｏの負入力電圧〈正入力電圧となり、
再びコンデンサ２３が充電される。以降上述の動作が繰
返され、コンパレータ２ｏの負入力電圧と正入力電圧と
ほぼ等しくなり、コンデンサ２３の電圧も第２図のオペ
アンプ１２の出力と同じになる。一般に入手可能なｉｃ
としては、コンパレータは、オペアンプよりも、低い電
源電圧で動作可能である。電池電圧ＶＢが比較的低い場
合、コンパレータｉｃのみ使用可能である場合、この実
施例は有利となる。
第４図は、本発明の電圧比較回路の他の実施例である。
電圧比較回路２４は、基準電圧発生回路９の出力電圧Ｖ
ｎ（ｚ分圧する抵抗２５と正特性感温抵抗素子２６の直
列回路と、電池電圧Ｖｎｉ分圧する抵抗２７．２８の直
列回路と、両分圧電圧ケ比較する比較器２９で構成する
。基準電圧発生回路９の出力電圧ＶＲｆ、感温抵抗素子
２６．抵抗２６で分圧した電圧ＶＤＲは、４）式で表せ
る。
ｎ（ｚ分圧する抵抗２５と正特性感温抵抗素子２６の直
列回路と、電池電圧Ｖｎｉ分圧する抵抗２７．２８の直
列回路と、両分圧電圧ケ比較する比較器２９で構成する
。基準電圧発生回路９の出力電圧ＶＲｆ、感温抵抗素子
２６．抵抗２６で分圧した電圧ＶＤＲは、４）式で表せ
る。
但し、抵抗２６の抵抗値１Ｒｓ
感温抵抗素子２６の抵抗値ωＲ３
周囲温度が上昇すると、感温抵抗素子’２６の抵抗値が
上昇し、分圧電圧ｖＤＲは上昇する。電池電圧Ｖｓ ′
ｆ：抵抗２７．２８で分圧した電池分圧電圧ＶＤＢ２が
、分圧電圧ＶＤＲと等しくなるような電池電圧ＶＢＬは
、常温時よりも上昇することになる。
上昇し、分圧電圧ｖＤＲは上昇する。電池電圧Ｖｓ ′
ｆ：抵抗２７．２８で分圧した電池分圧電圧ＶＤＢ２が
、分圧電圧ＶＤＲと等しくなるような電池電圧ＶＢＬは
、常温時よりも上昇することになる。
周囲温度上昇とともに電池電圧ＶＢが上昇するが、分圧
電圧ＶＤＲも上昇するため、電池残容量を正確に判定で
きる。
電圧ＶＤＲも上昇するため、電池残容量を正確に判定で
きる。
以上の説明では、感温抵抗素子として正特性のものを使
用したが、負特性のものに置換することは容易である。
用したが、負特性のものに置換することは容易である。
第２図、第３図の実施例では、感温抵抗素子１３と抵抗
１４の位置、感温抵抗素子１６と抵抗１７の位置を各々
交換することにより、同一の作用効果を得ることができ
るし、第４図の実施例の場合は、抵抗２５と感温抵抗素
子の位置を交換すｎばよい。
１４の位置、感温抵抗素子１６と抵抗１７の位置を各々
交換することにより、同一の作用効果を得ることができ
るし、第４図の実施例の場合は、抵抗２５と感温抵抗素
子の位置を交換すｎばよい。
発明の効果
以上詳述したように、本発明は基準電圧を出力する基準
電圧発生回路と、電池電圧または基準電圧発生回路の出
力電圧を、感温抵抗素子と抵抗の直列回路により分圧し
た電圧と、基準電圧発生回路の出力電圧または電池電圧
を抵抗で分圧した電圧とを比較器により比較し、前者が
後者よりも太きいとき警報または表示出力を出す電圧比
較回路とに構成するので、周囲温度が変動する環境下に
おいても、正確に電池の残容量を判定できるというすぐ
扛た効果を得ることができる。
電圧発生回路と、電池電圧または基準電圧発生回路の出
力電圧を、感温抵抗素子と抵抗の直列回路により分圧し
た電圧と、基準電圧発生回路の出力電圧または電池電圧
を抵抗で分圧した電圧とを比較器により比較し、前者が
後者よりも太きいとき警報または表示出力を出す電圧比
較回路とに構成するので、周囲温度が変動する環境下に
おいても、正確に電池の残容量を判定できるというすぐ
扛た効果を得ることができる。
第１図は従来の電池残容量判定回路の回路図、第２図は
本発明の一実施例の電池残容量判定回路の回路図、第３
図は本発明の他の実施例の電池残容量判定回路の基準電
圧発生回路の回路図、第４図は本発明のさらに他の実施
例の電池残容量判定回路の回路図である。 １・・・・・・電池、９，１９・・・・・・基準電圧発
生回路、１５．２４・・・・・・電圧比較回路、１６．
２６・・・・・・感温抵抗素子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
本発明の一実施例の電池残容量判定回路の回路図、第３
図は本発明の他の実施例の電池残容量判定回路の基準電
圧発生回路の回路図、第４図は本発明のさらに他の実施
例の電池残容量判定回路の回路図である。 １・・・・・・電池、９，１９・・・・・・基準電圧発
生回路、１５．２４・・・・・・電圧比較回路、１６．
２６・・・・・・感温抵抗素子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (1)
- 基準電圧を出力する基準電圧発生回路と、基準電圧もし
くは基準電圧を感温抵抗素子と抵抗の直列回路により分
圧して得た電圧と、電池電圧全感温抵抗素子と抵抗、も
しくは抵抗と抵抗で分圧して得た電圧とを比較し、前者
の電圧が後者の電圧よりも高いとき警報・表示等の出力
を出す比較器を有する電圧比較回路とよりなる電池残容
量判定回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57110213A JPS58225368A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 電池残容量判定回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57110213A JPS58225368A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 電池残容量判定回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58225368A true JPS58225368A (ja) | 1983-12-27 |
Family
ID=14529925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57110213A Pending JPS58225368A (ja) | 1982-06-25 | 1982-06-25 | 電池残容量判定回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58225368A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62236331A (ja) * | 1986-04-08 | 1987-10-16 | シチズン時計株式会社 | 半導体集積回路 |
| JPH02133038A (ja) * | 1988-11-11 | 1990-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源システム |
| US5708351A (en) * | 1995-08-25 | 1998-01-13 | Nec Corporation | Battery pack with a lithium ion secondary battery |
| CN103323777A (zh) * | 2012-03-21 | 2013-09-25 | 海洋王（东莞）照明科技有限公司 | 电池容量检测电路 |
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-
1982
- 1982-06-25 JP JP57110213A patent/JPS58225368A/ja active Pending
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