JPS6035902Y2 - 無調整電池寿命検出回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は無調整で電池寿命を検出することができる無調
整電池寿命検出回路に関する。

従来、例えば、電子式腕時計の如き装置にあっては、電
池の寿命切れを予告することができるように、電池寿命
検出回路が設けられている。

第１図には、この種の電池寿命検出回路の従来例が示さ
れている。

この電池寿命検出回路１は、被測定電池２の両端に固定
端子が並列に接続された可変抵抗器３と、電池２を電源
とする電圧比較器４とを有し、電圧比較器４の各入力に
は、可変抵抗器３の可動端子の電位Ｖａと、基準電圧源
５からの基準電圧ｖｂとが夫々印加されている。

電圧比較器４は、Ｖａ）Ｖｂの場合にその出力Ｖ。

のレベルが低レベルであり、Ｖａ＜Ｖｂとなると、出力
Ｖ。

のレベルを高レベルとする。

従って、可変抵抗器３の可動端子の位置を適宜調節し、
電池２の電圧が所定の限界値にまで低下した時に出力Ｖ
。

が高レベルになるようにしておくことにより、電池２の
寿命が到来した場合に電池寿命切れの予告を行なうこと
ができる。

しかし、この従来の電池寿命検出回路の欠点は、第１に
基準電圧源の基準電圧が変動することにより誤動作を生
ずること、第２に、可変抵抗器の調整を行なわなければ
ならないので調整に手間がかかり価格上昇の要因になっ
ていると共に、この可変抵抗器は外付けとせざるを得す
、従って組立工程の簡素化を阻害する上に信頼性が低下
し、装置の小型化を困難とすること、第３に、電圧比較
器４がヒステリシス特性を有していないため、雑音等に
より誤動作を行う虞れが大きいことである。

本考案の目的は、従って、従来技術における上記欠点を
除去した、調整不要で安定に動作する無調整電池寿命検
出回路を提供することにある。

以下、図示の実施例により本考案を詳細に説明する。

第２図には、本考案による無調整電池寿命検出回路の一
実施例の回路図が示されている。

電池寿命検出回路１１は、入力端子１２．１３間に図示
の極性に接続される電池１４の端子電圧Ｖ１が所定値以
下になったことに基づいて電池の寿命切れを検出するも
のであり、端子電圧検出回路１５を備えている。

端子電圧検出回路１５は、ＰチャンネルＭＯ３電昇効果
トランジスタ（以下Ｐ型ＭＯ３ＦＥＴと略称する）１６
乃至１８及び、ＮチャンネルＭＯ３電界効界トランジス
タ（以下Ｎ型ＭＯ３ＦＥＴと略称する）１９．２０から
成る電圧比較回路２１と、抵抗器２２．２３から成る固
定分圧回路２４とから戊っている。

電圧比較回路２１及び固定分圧回路２４は、夫々Ｐ型Ｍ
Ｏ３ＦＥＴ ２５．２６からなるスイッチを介して端
子１２−１３間に接続されており、端子Ｔから入力され
るサンプリングパルスＳＰが低レベルの場合に各Ｐ型Ｍ
Ｏ３ＦＥＴ２５．２６はオンし、これらの回路２１及び
２４が作動状態となるように構成されている。

固定分圧回路２４は、電池１４の端子電圧■１を分圧す
るものであり、分圧された電圧Ｖ２は電圧比較回路２１
の一方の入力であるＰ型ＭＯ３ＦＥＴ１３のゲートに印
加されている。

電圧比較回路２１の他方の入力であるＰ型ＭＯ３ＦＥＴ
１７のゲートには、アース電位である端子１２の電位が
基準電圧として印加されており、電圧比較回路２１にお
いて電圧■２とアース電圧とが比較される。

符号２７で示されるのは、Ｐ型ＭＯ３ＦＥＴ２８とＮ型
ＭＯ３ＦＥＴ２９とによって構成される定電圧発生回路
であり、スイッチとして働くＮ型ＭＯ３ＦＥＴ３０を介
して端子１２−１３間に接続されている。

Ｎ型ＭＯ８ＦＥＴ３０は、インバータ３１によって反転
された反転サンプリングパルスＳＰによりオン、オフ駆
動され、Ｎ型ＭＯ３ＦＥＴ３０がオンした場合に、所定
の電圧Ｖ３を出力し、この電圧■３は定電流源として働
くＰ型ＭＯ３ＦＥＴ１６のゲートに印加される。

電圧比較回路２１を構成するＰ型ＭＯ５ＦＥＴｉ７はデ
ィプレッション型であり、一方Ｐ型ＭＯ３ＦＥＴ１８は
エンハンスメント型が用いられており、これら２つのＰ
型ＭＯ３ＦＥＴは差動形アンプを構成するように接続さ
れている。

そして、常にアース電位であるＰ型ＭＯ５ＦＥＴ２０の
ゲート電圧に対し、Ｐ型ＭＯ３ＦＥＴ１８のゲートは固
定分圧回路２４によりアース電位より低い電圧が印加さ
れているが、Ｐ型ＭＯ３ＦＥＴ１ Ｂはエンハンスメン
ト型であり、この型式の差を利用して各ＦＥＴ１７，１
Ｂには同程度のドレイン電流が流れるようにＶ２の値が
設定されている。

即ち、電池１４の電圧が所定値以上の場合には電圧Ｖ２
は充分に高く、Ｐ型ＭＯ３ＦＥＴ１８のドレイン［流は
大きく、従って、その負荷であるＮ型ＭＯ３ＦＥＴｉ９
のドレイン−ソース間の電位差Ｖｏｕｔも大きい。

しかし、電池１４の電池寿命が切れると、電池電圧が低
下し、電位差Ｖｏｕｔが小さくなる。

この電位差Ｖｏｕｔの大きさに基づいて２値信号ＳＤを
作るため、電位差ＶｏｕｔはＮ型ＭＯ３ＦＥＴ３２のゲ
ートに印加されている。

Ｎ型ＭＯ３ＦＥＴ３２は、反転サンプリングパルス廓に
より駆動されるスイッチとして働くＮ型ＭＯ３ＦＥＴ３
３を介して端子１３に接続されると共に、負荷抵抗器と
して働くＰ型ＭＯ３ＦＥＴ３４を介して接地されている
。

従って、ＭＯ８ＦＥＴ３３がオンした時に、電位差Ｖｏ
ｕｔがＮ型ＭＯ３ＦＥＴ ３２ （７）入力ノスレショ
ールドレベル以上であると、Ｎ型ＭＯ３ＦＥＴ３２はオ
フし、２値信号ＳＤのレベルはほぼ端子１２のレベルに
等しくなる。

電位差Ｖｏｕｔがそのスレショールドレベル以上である
と、２値信号ＳＤのレベルはほぼ端子１３のレベルに等
しくなる。

即ち、電池４の電圧が所定値以上であれば２値信号ＳＤ
のレベルは高レベルであり、寿命切れにより電池電圧が
所定値以下となると、２値信号ＳＤのレベルは低レベル
となる。

この場合、電圧比較回路２１は上述の如く構成されてい
るので、温度変動による誤動作を防止することができる
と共に、基準電圧をアース電位としているので基準電圧
の変動による誤動作も生じることがない。

信号ＳＤのレベル変化に基づく電池寿命の検出をより確
実に行なうために、信号ＳＤは確認回路３５に入力され
る。

確認回路３５には、サンプリングパルスＳＰに同期して
いる信号ＳＤと反転サンプリングパルスＳＰとが入力さ
れる。

確認回路３５において、３６．３７はインバータ、３８
はナントゲート、３９．４０はＤ型フリップフロップ、
４１はノアゲートである。

信号ＳＤはインバータ３６を介して縦続接続されたＤ型
フリップフロップ３９．４０に送られ、Ｄ型フリップフ
ロップ４０の出力Ｑ２が端子４１から検出信号Ｓとして
出力される。

ところで、サンプリングパルスＳＰは、クロック発生回
路から供給される。

クロック発生回路は、図示しないが、一定周期のクロッ
クを作成する回路で、たとえば電子腕時計において、水
晶振動子等を基準発振源として発振信号を得、それを分
局およびバッファリングして時計駆動用パルスを発生す
る回路である。

この考案による電池寿命検出回路は、そのようなりロッ
ク発生回路からたとえば１秒に１回の割合のサンプリン
グパルスＳＰの供給を受ける。

そして、電池切れの警告を発するものである。

しかし、この考案は、そのような利用に限らず、この他
にも充電式電卓等の充電時期アナウンス用などとして利
用しても有効であり、一般の電池駆動による電子機器に
も同様に適用することができる。

次に、第２図及び第３図を参照しながら、その動作を説
明する。

端子２７から、第３図ａに示すような所定の時間間隔の
サンプリングパルスＳＰが入力されると、サンプリング
パルスＳＰの低レベル期間においてスイッチとして働（
ＦＥＴ２５． ２６． ３０．３３が夫々オンし、電池
１４の端子電圧が所定値以上か否かが検知される。

この検知信号である２値信号ＳＤは、電池電圧が正常で
ある場合には高レベルを保持したままである。

しかし、電池電圧が所定値以下になると、サンプリング
パルスＳＰのレベルが低レベルとなるのに応答して低レ
ベルとなる。

信号ＳＤのこのレベル変化はインバータ３６により反転
されてＤ型フリップフロップ３９のトリガ端子Ｔに入力
され、これによりＤ型フリップフロップ３９の出力Ｑ１
は時刻ｔ１において１０ヨから１１１に変化する。

この場合、ナントゲート３９の一方の入力に印加されて
いる信号ＳＰのレベルは１１ヨであり、その他方の入力
に印加されている信号ＳＤのレベルは１０ヨであるから
、これらのＤ型フリップフロップ３９．４０はリセット
されない。

次に時刻ｔ２のタイミングで信号ＳＤがレベル変化せず
７１Ｊレベルを保持したままであると、各り型フリップ
フロップ３９゜４０にトリガパルスが印加されないのは
勿論のこと、ナントゲート３９の両入力が共にｒｌ
となるので、これらのＤ型フリップフロップ３９，４０
は桜においてリセットされ、出力Ｑ１はｒ□Ｊとなり、
出力Ｑ２はＯＪのままである（第３図ｃ、 ｄ参照）。

時刻もにおいて信号ＳＤが０ヨに変化し、次いでｔ４に
おいて更にもう一度信号ＳＤがｒ□Ｊに変化すると、先
ずｔ３において、（において生じた変化と同一の変化が
生じる。

次にｔ４においては、桜の場合と異なり、信号ＳＤがｒ
□Ｊとなっているので、Ｄ型フリップフロップ３９．４
０はリセットされず、出力Ｑ１が１１ヨのままであるか
ら、魁のタイミングで出力Ｑ２もｒＩＪとなり、結局端
子４１からの検出信号Ｓのレベルが７１Ｊとなる。

このように、確認回路３５は、信号ＳＤのレベルが、サ
ンプリングパルスＳＰの発生に応答して、連続２回１０
Ｊレベルになったことにより検出信号Ｓのレベルをｒｌ
ヨとし、電池の寿命切れを知らせるものである。

従って、雑音等により電圧比較回路が誤動作を行なって
も、誤報を発するのを有効に防止することができる。

上記実施例では、Ｄ型フリップフロップを２つ縦続接続
することにより、信号ＳＤの連続２回の発生を条件とし
て検出信号ＳをｒＩＪレベルとするようにしたが、これ
に限定されることなく、連続Ｎ回の信号ＳＤの発生を条
件としてもよく、このＮの値を大きくする程検出動作の
信頼性は向上する。

また、この回路１１は、従来の如く調節箇所がないので
調整作業を省略することができ、従って価格の逓減を期
待することができる。

また、可変抵抗器が不要のため、全ての素子を集積回路
内に組込むことができるので小型化を図ることができる
。

本考案によれば、上述の如く、調整が不要で雑音等に対
しても極めて安定に動作する無調整電池寿命検出回路を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す回路図、第２図は本考案の実施例
の回路図、第３図ａ乃至第３図ｄは第２図に示す実施例
の動作を説明するためのタイムチャートである。 １１・・・・・・電池寿命検出回路、１４・・・・・・
電池、１５・・・・・・端子電圧検出回路、２１・・・
・・・電圧比較回路、２４・・・・・・固定分圧回路、
２５，２６・・・・・・Ｐ型ＭＯ３ＦＥＴ、 ３ Ｑ、
３３・・・・・・Ｎ型ＭＯ３ＦＥＴ、 ３５・・・・
・・確認回路、Ｓ・・・・・・検出信号、ＳＰ・・・・
・・サンプリングパルス、ＳＤ・・・・・・２値信号、
Ｖ２・・・・・・電圧。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電池の端子電圧が所定以下になったことを検出して電池
   の寿命切れを検出する無調整電池寿命検出回路において
   、電池の端子電圧を分圧する固定分圧回路からの出力電
   圧を、基準電圧として入力されるアース電位と比較する
   端子電圧検出回路と、クロック発生回路から一定の周期
   で出力されるサンプリングパルスに応答し前記端子電圧
   検出回路を間歇的に作動させるスイッチ回路と、前記サ
   ンプリングパルスに同期して前記端子電圧検出回路から
   得られる出力パルスのレベル状態が連続して所定回数電
   池の寿命切れを示すレベルとなったことを検出する確認
   回路とを備えたことを特徴とする無調整電池寿命検出回
   路。