KR100689003B1

KR100689003B1 - Ａ/ｄ 변환기, 전지 팩, 전자 기기 및 전압 측정 방법

Info

Publication number: KR100689003B1
Application number: KR1020050008728A
Authority: KR
Inventors: 아리무라가즈요시; 하야카와아츠시; 오가와히데키요
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2007-03-08
Also published as: TWI277304B; KR20060035553A; TW200614681A; JP4641173B2; US7012558B1; JP2006121324A

Abstract

본 발명은 A/D 변환 회로의 출력 비트수를 증가시키는 일없이, 간이한 회로 구성으로 최소 해상도에서의 정밀도와 다이내믹 레인지의 확대를 양립시키는 것을 과제로 한다.

증폭 회로는 제1 외부 입력 전압과 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압의 전압차를 증폭하여 출력한다. A/D 변환 회로는 증폭 회로의 출력 전압을 기준 전압과의 비교에 의해 디지털치로 변환하여 출력한다. 바이어스 회로는 증폭 회로의 출력 전압에 따라서, 제2 외부 입력 전압과 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압 중 어느 하나를 선택하여 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압으로서 출력한다. 제1 기억 회로는 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압이 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압일 때, 기억하고 있는 실측치를 A/D 변환 회로로부터의 디지털치보다 큰 비트수의 디지털치로서 출력한다.

Description

Ａ/Ｄ 변환기, 전지 팩, 전자 기기 및 전압 측정 방법{A/D CONVERTER, BATTERY PACK, ELECTRONICS DEVICE AND METHOD OF VOLTAGE MEASUREMENT}

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시하는 블록도.

도 2는 도 1의 A/D 변환기를 도시하는 블록도.

도 3은 도 2의 A/D 변환 회로의 일례를 도시하는 블록도.

도 4는 도 2의 A/D 변환 회로의 다른 예를 도시하는 블록도.

도 5는 도 2의 제어 회로의 일례를 도시하는 블록도.

도 6은 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 블록도.

도 7은 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 블록도.

도 8은 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 블록도.

도 9는 본 발명의 제5 실시예를 도시하는 블록도.

도 10은 본 발명의 제6 실시예를 도시하는 블록도.

도 11은 본 발명의 제7 실시예를 도시하는 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 10a : 본체

12 : 충전기

14 : DC-DC 컨버터

16, 26, 36, 46, 56, 66 : A/D 변환기

18 : 마이크로컨트롤러

20 : AC 어댑터

30, 30a : 전지 팩

100 : 증폭기

102 : A/D 변환 회로

104 : 바이어스 회로

104a, 400 : 셀렉터

106 : 전압 비교기

108, 402 : 제어 회로

108a : 변환 제어 회로

108b : 카운터

110, 112, 300, 406, 408 : ROM

200, 304 : 가산기

302 : 연산기

404 : 레지스터

ED, EDa : 전자 기기(노트북 PC)

R : 고정밀도 저항

Rs : 저항

Th : 서미스터

Vr : 기준 전압

Vm : 측정 전압

본 발명은 A/D 변환기, 전지 팩, 전자 기기 및 전압 측정 방법에 관한 것으로, 특히, 전류 측정을 목적으로 하여, 전류로에 직렬로 삽입된 저항 소자의 양단의 전압차를 A/D 변환기를 이용하여 측정하는 기술에 관한 것이다.

휴대형의 전자 기기(노트북 PC나 전자수첩 등)는 AC 어댑터 등을 통해 상용 전원으로 동작하고 있는 경우에는 동작 중에 전력 공급이 차단되는 일은 없다. 한편, 휴대형 전자 기기는 전지에 의해 가동하고 있는 경우에는 전지 잔량이 없어져 동작 중에 전력 공급이 차단되면, 처리중인 데이터가 소멸될 우려가 있다. 이 때문에, 통상, 휴대형의 전자 기기에는 전지 잔량을 관리하기 위한 전지 잔량 관리 시스템이 탑재되어 있다.

전지 잔량을 관리(예측)하기 위해서는, 전지로부터 유출되는 전류(방전 전류) 또는 전지에 유입되는 전류(충전 전류)의 전류치를 측정할 필요가 있다. 전류 측정 방법으로서는, 전류로에 직렬로 삽입된 저항 소자의 양단의 전압차를 측정하여, 측정 결과와 저항 소자의 저항치를 이용하여 전류로의 전류치를 산출하는 방법이 일반적이다. 전지 잔량 관리 시스템에서는, 전류로의 전류치를 측정하기 위해서, 저항 소자의 양단의 전압차를 측정하기 위한 A/D 변환기와, A/D 변환기로부터 의 디지털치(A/D 변환 결과)에 기초하여 전류로의 전류치를 산출하는 마이크로 컨트롤러가 이용되고 있다.

또한, 특허문헌 1에는 A/D 변환의 대상이 되는 입력 신호에 포함되는 직류 노이즈를 제거하기 위해서, A/D 변환 회로의 전단에 차동 증폭기를 설치하여, 차동 증폭기의 비반전 입력 단자에 입력 신호를 인가하는 동시에, 차동 증폭기의 반전 입력 단자에 바이어스 전압을 인가함으로써, A/D 변환 회로의 오버플로우를 방지하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 평6-90914호 공보

휴대형의 전자 기기에서는, 소비 전류는 전자 기기의 동작 상태에 따라서 크게 변동된다. 예컨대, 전자 기기가 스탠바이 상태인 경우, 소비 전류는 내부 회로의 누설 전류 정도(1 mA 정도)로 극히 적다. 이에 대하여, 전자 기기가 최대 부하로 동작하고 있는 경우, 소비 전류는 10 A 정도가 되는 경우도 있다. 따라서, 이러한 경우에는, 전류 측정 회로는 1 mA∼10 A의 전류를 측정할 수 있어야만 하며, 10000배의 다이내믹 레인지(측정 가능 범위)가 필요하다. 1 mA∼10 A의 전류를 디지털치로 표현하기 위해서는 14 비트가 필요하기 때문에, 전류 측정 회로에는 14 비트 A/D 변환기가 필요하게 된다.

A/D 변환기는 입력 전압과 기준 전압의 비에 기초하여 입력 전압을 디지털치로 변환한다. 따라서, 14 비트 A/D 변환기에서는 디지털치(Do)는 입력 전압(Vi) 및 기준 전압(Vr)을 이용하여, 다음의 수학식 1로 나타내어진다.

Do=(Vi/Vr)×16384

14 비트 A/D 변환기의 최소 해상도는 Vr/16384로 나타내어지고, 기준 전압(Vr)이 5.0 V인 경우 300 μV이며, 기준 전압(Vr)이 3.0 V인 경우 183 μV이다. 이 때문에, 14 비트 A/D 변환기는 기술적으로 형성이 곤란하다. 한편, 10 비트 A/D 변환기의 최소 해상도는 기준 전압(Vr)이 3.0 V이더라도 29.3 mV이기 때문에, 10 비트 A/D 변환기는 비교적 용이하게 형성할 수 있다. 그러나, 10 비트 A/D 변환기의 다이내믹 레인지(변환 가능 범위)는 1000배 정도밖에 되지 않는다.

또한, 만일, 14 비트 A/D 변환기가 기술적으로 형성 가능하다고 하면, 전류로에 1 mA의 전류가 흐를 때에, 저항 소자의 양단에 300 μV의 전압차를 발생시키기 위해서 필요한 저항 소자의 저항치는 300 mΩ이다. 전류로에 10 A의 전류가 흐를 때에, 300 mΩ의 저항 소자의 양단에 발생하는 전압차는 3.0 V이지만, 그 때의 전력 손실은 30 W나 되어 버린다. 이 때문에, 전류로에 직렬로 삽입되는 저항 소자의 저항치는 충분히 작은 것이어야만 한다. 허용 전력 손실을 고려하여, 현실적으로 이용할 수 있는 저항 소자의 저항치는 3∼5 mΩ이 한계이다. 3∼5 mA의 저항 소자의 양단에 발생하는 전압차는 전류로에 1 mA의 전류가 흘렀을 때에는 3∼5 μV이며, 전류로에 10 A의 전류가 흘렀을 때에는 30∼50 mV이다. 이러한 미소한 전압을 A/D 변환기의 입력 전압으로 하는 것은 현실적이지 못하기 때문에, A/D 변환기의 전단에, 저항 소자의 양단에 발생하는 전압차를 증폭하여 A/D 변환기에 출력하는 증폭기가 설치된다.

일반적으로, A/D 변환기를 비교적 용이하게 형성하기 위해서는, 최소 해상도를 3 mV 정도로 하여 형성하는 것이 바람직하다. 전류로에 1 mA의 전류가 흘렀을 때에, 3 mΩ의 저항 소자의 양단에 발생하는 전압차는 3 μV이기 때문에, 증폭기의 증폭률은 1000배 정도가 아니면 안 된다. 그러나, 전류로에 10 A의 전류가 흘렀을 때에, 3 mΩ의 저항 소자의 양단에 발생하는 전압차는 30 mV이기 때문에, 증폭기의 출력 전압은 300 V나 되어 버린다. 이와 같이, A/D 변환기의 다이내믹 레인지를 확대하기 위해서는 A/D 변환기의 출력 비트수(A/D 변환에 의해 얻어지는 디지털치의 비트수)를 증가시킬 필요가 있지만, 비트수를 증가시키면, 최소 해상도에서의 정밀도와 A/D 변환기의 다이내믹 레인지의 확대를 양립시키기가 매우 곤란하다.

또한, 특허문헌 1에서는 직류 노이즈에 기인하는 A/D 변환 회로의 오버플로우를 방지한다는 관점에서는, 다이내믹 레인지가 확대되는 것처럼 생각되지만, A/D 변환에 의해 얻어지는 디지털치의 비트수는 증가하고 있지 않기 때문에, 결과적으로 다이내믹 레인지의 확대는 실현되고 있지 않다.

본 발명의 목적은, A/D 변환 회로의 출력 비트수를 증가시키는 일없이, 간이한 회로 구성으로 최소 해상도에서의 정밀도와 다이내믹 레인지의 확대를 양립시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 한 형태에서는 A/D 변환기의 증폭 회로는 제1 외부 입력 전압과 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압의 전압차를 증폭하여 출력한다. A/D 변환기의 A/D 변환 회로는 증폭 회로의 출력 전압을 기준 전압과의 비교에 의해 디지털치로 변환하여 출력한다. A/D 변환기의 바이어스 회로는 증폭 회로의 출력 전압이 A/D 변환 회로의 A/D 변환 가능한 범위를 벗어나는 것을 방지하기 위해서, 증폭 회로의 출력 전압에 따라서, 제2 외부 입력 전압과 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압 중 어느 하나를 선택하여 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압으로서 출력한다. A/D 변환기의 제1 기억 회로는 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압이 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압일 때, 기억하고 있는 실측치를 A/D 변환 회로로부터의 디지털치보다 큰 비트수의 디지털치로서 출력한다. A/D 변환기는 예컨대, 전류로에 직렬로 삽입된 저항 소자의 양단의 전압차를 측정하기 위해서, A/D 변환기로부터의 디지털치에 기초하여 전류로의 전류치를 산출하는 전류 측정 회로를 갖는 전자 기기 또는 전류 측정 회로를 갖는 전자 기기의 전지 팩에 탑재된다.

이러한 A/D 변환기에서는, 바이어스 회로를 설치함으로써, 저항 소자의 양단의 전압차가 크게 변동되는 경우, 즉 전류로의 전류치가 크게 변동되는 경우라도, A/D 변환시에, A/D 변환 회로의 입력 전압(증폭 회로의 출력 전압)이 A/D 변환 가능한 범위를 벗어나는 일은 없다. 또, 전류 측정 회로는 A/D 변환 회로로부터의 디지털치와 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산함으로써, 바이어스 회로에 의한 전압 시프트량을 보정할 수 있어, 저항 소자의 양단의 전압차를 나타내는 디지털치를 취득할 수 있다. 이와 같이, A/D 변환 회로의 출력 비트수를 증가시키는 일없이, A/D 변환기로부터의 디지털치의 외관상의 비트수를 증가시킴으로써, 최소 해상도에서의 정밀도와 다이내믹 레인지의 확대의 양립을 실현할 수 있다.

본 발명의 상기 한 형태의 바람직한 예에서는, A/D 변환기의 제2 기억 회로는 기준 전압의 실측치를 미리 기억하여, 기억하고 있는 실측치를 디지털치로서 출력한다. 예컨대, A/D 변환기의 제조 공정에 있어서, 기준 전압을 소정 온도하에서 실측하여, 그 실측치가 제2 기억 회로에 기억된다. 전류 측정 회로는 A/D 변환시에 있어서의 기준 전압의 전압치에 상당하는 기준 전압의 실측치를 취득할 수 있다. 이 때문에, 전류 측정 회로는 A/D 변환 회로로부터의 디지털치를 제2 기억 회로로부터의 디지털치를 이용하여 보정함으로써, 기준 전압의 정밀도에 상관없이 증폭 회로의 출력 전압을 정확히 나타내는 디지털치를 취득할 수 있다. 이 결과, 전류 측정 회로는 A/D 변환 회로로부터의 디지털치를 제2 기억 회로로부터의 디지털치를 이용하여 보정한 후에, 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산함으로써, 저항 소자의 양단의 전압차(전류로의 전류치)를 정확히 나타내는 디지털치를 취득할 수 있다.

본 발명의 상기 한 형태의 바람직한 예에서는, 바이어스 회로는 제2 외부 입력 전압에 가하는 바이어스 전압을 증폭 회로의 출력 전압에 따라서 복수의 바이어스 전압 중에서 선택한다. 제1 기억 회로는 복수의 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 바이어스 회로에 의해 선택되고 있는 바이어스 전압의 실측치를 선택하여 디지털치로서 출력한다. 복수의 바이어스 전압을 설치함으로써, A/D 변환기의 다이내믹 레인지를 더욱 확대할 수 있다.

본 발명의 상기 한 형태의 바람직한 예에서는, A/D 변환기의 측정 전압 생성 회로는 A/D 변환기의 주위 온도에 대응하여 변동되는 온도 측정용의 측정 전압을 생성한다. A/D 변환기의 선택 회로는 A/D 변환 회로의 입력 전압으로서, 측정 전압을 선택하여 출력한 후에, 증폭 회로의 출력 전압을 선택하여 출력한다. A/D 변환기의 유지 회로는 선택 회로에 의한 측정 전압의 선택에 따른 A/D 변환 회로로부터의 디지털치를 유지한다. 제1 기억 회로는 A/D 변환기의 주위 온도마다 복수의 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 바이어스 회로에 의해 선택되고 있는 바이어스 전압의 실측치 중에서 유지 회로가 유지하고 있는 디지털치에 대응하는 실측치를 선택하여 디지털치로서 출력한다. 따라서, 제1 기억 회로로부터의 디지털치는 A/D 변환기의 현재의 주위 온도에 대응하는 바이어스 전압의 실측치를 나타내고 있다. 이 때문에, A/D 변환기의 주위 온도의 변동에 따라 바이어스 전압이 변동하는 경우라도, 전류 측정 회로는 저항 소자의 양단의 전압차(전류로의 전류치)를 정확히 나타내는 디지털치를 항상 취득할 수 있다.

본 발명의 상기 한 형태의 바람직한 예에서는, 제2 기억 회로는 A/D 변환기의 주위 온도마다 기준 전압의 실측치를 미리 기억하여, 유지 회로가 유지하고 있는 디지털치에 대응하는 실측치를 선택하여 디지털치로서 출력한다. 따라서, 제2 기억 회로로부터의 디지털치는 A/D 변환기의 현재의 주위 온도에 대응하는 기준 전압의 실측치를 나타내고 있다. 이 때문에, A/D 변환기의 주위 온도에 따라 기준 전압이 변동하는 경우라도, 전류 측정 회로는 A/D 변환 회로의 입력 전압(증폭 회로의 출력 전압)을 정확히 나타내는 디지털치를 항상 취득할 수 있다.

본 발명의 상기 한 형태의 바람직한 예에서는, A/D 변환기의 제3 기억 회로는 기준 전압의 규격치를 미리 기억하여, 기억하고 있는 규격치를 디지털치로서 출 력한다. A/D 변환기의 보정 회로는 제2 및 제3 기억 회로로부터의 디지털치에 기초하여, A/D 변환 회로로부터의 디지털치를 기준 전압의 규격치를 기준으로 한 디지털치로 보정하여 출력한다. A/D 변환기의 가산 회로는 보정 회로로부터의 디지털치와 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산하여, 가산 결과를 출력한다. 이에 따라, 전류 측정 회로에 있어서, A/D 변환 회로로부터의 디지털치를 제2 기억 회로로부터의 디지털치를 이용하여 보정하는 처리, 및 보정후의 디지털치와 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산하는 처리를 필요로 하지 않을 수 있다. 이 때문에, 마이크로컨트롤러 등으로 구성되는 전류 측정 회로의 제어 프로그램을 간이화할 수 있다.

본 발명의 상기 한 형태의 바람직한 예에서는, A/D 변환기의 가산 회로는 A/D 변환 회로로부터의 디지털치와 상기 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산하여, 가산 결과를 출력한다. 이에 따라, 전류 측정 회로에 있어서, A/D 변환 회로로부터의 디지털치와 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산하는 처리를 필요로 하지 않게 할 수 있다. 이 때문에, 마이크로 컨트롤러 등으로 구성되는 전류 측정 회로의 제어 프로그램을 간이화할 수 있다.

이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내고 있다. 휴대형의 전자 기기(예컨대, 노트북 PC)(ED)는 본체(10), AC 어댑터(20) 및 전지 팩(30)을 갖고 있다. 본체(10)는 충전기(12), DC-DC 컨버터(14), A/D 변환기(16), 마이크로 컨트롤러(18), 저항(Rs), 다이오드(D1, D2)를 갖고 있다. 다이오드(D1)는 전지 팩(30)으로부터 공급되는 전력이 AC 어댑터(20) 측 에 공급되는 것을 방지하기 위한 역류 방지 회로이다. 다이오드(D2)는 AC 어댑터(20)로부터 공급되는 전력이 전지 팩(30) 측으로 공급되는 것을 방지하기 위한 역류 방지 회로이다.

충전기(12)는 마이크로컨트롤러(18)로부터의 지시에 따라, AC 어댑터(20)로부터 공급되는 전력을 이용하여 전지 팩(30)을 충전한다. DC-DC 컨버터(14)는 AC 어댑터(20) 또는 전지 팩(30)으로부터 공급되는 전력을 이용하여, CPU 등의 내부 회로(도시하지 않음)가 필요로 하는 전압을 생성하여 출력한다. 저항(Rs)은 전지 팩(30)으로부터 DC-DC 컨버터(14)에 흐르는 전류 또는 충전기(12)로부터 전지 팩(30)에 흐르는 전류를 측정하기 위한 전류 센스 저항이다. A/D 변환기(16)는 저항(Rs)의 양단의 전압차를 측정하기 위해서 설치되어 있다. 마이크로컨트롤러(18)(전류 측정 회로)는 A/D 변환기(16)로부터의 디지털치에 기초하여, 전지 팩(30)의 전지 잔량을 예측하기 위한 회로이다.

AC 어댑터(20)는 상용 전원을 직류 전압으로 변환하여 본체(10)에 전력을 공급하기 위한 외부 전원이다. 전지 팩(30)은 AC 어댑터(20)로부터의 전력이 공급되지 않을 때에, 본체(10)에 전력을 공급하기 위한 전원이다. 전지 팩(30)은 복수의 전지 셀(예컨대, 리튬 이차 전지), 과충전 및 과방전을 방지하기 위한 보호 회로나 스위치 회로(예컨대, FET)를 구비하여 구성되어 있다.

도 2는 도 1의 A/D 변환기(16)를 나타내고 있다. 도 3 및 도 4는 도 2의 A/D 변환 회로(102)의 일례를 나타내고 있다. 도 5는 도 2의 제어 회로(108)의 일례를 나타내고 있다. A/D 변환기(16)는 예컨대, 반도체 집적 회로 칩으로서 구성되고, 증폭기(100)(증폭 회로), A/D 변환 회로(102), 바이어스 회로(104), 전압 비교기(106), 제어 회로(108), ROM(110)(제1 기억 회로), ROM(112)(제2 기억 회로)를 갖고 있다.

증폭기(100)는 저항(Rs)의 일단 측(도면 상측)의 전압(V1)(제1 외부 입력 전압)을 비반전 단자(＋단자)로 받는 동시에, 바이어스 회로(104)(셀렉터(104a))의 출력 전압(Vb)을 반전 입력 단자(－단자)로 받고 있다. 증폭기(100)는 저항(Rs)의 일단 측의 전압(V1)과 바이어스 회로(104)의 출력 전압(Vb)의 전압차를 증폭하여 A/D 변환 회로(102) 및 전압 비교기(106)에 출력한다.

A/D 변환 회로(102)는 제어 회로(108)로부터의 지시에 따라, 입력 전압(Vi)(증폭기(100)의 출력 전압)을 기준 전압(Vr)과의 비교에 의해 10 비트 디지털치(Do)로 변환하여 마이크로컨트롤러(18)(도 1)에 출력한다. A/D 변환 회로(102)는 예컨대, 도 3에 도시한 바와 같은 주지의 병렬 변환 방식(플래시 변환 방식)을 채용하여 구성되어 있다. 한편, A/D 변환 회로(102)는 도 4에 도시한 바와 같은 주지의 축차 변환 방식 또는 그 밖의 변환 방식을 채용하여 구성되더라도 좋다.

바이어스 회로(104)는 저항(Rs)의 타단 측(도면의 하측)의 전압(V2)(제2 외부 입력 전압)에 서로 다른 바이어스 전압을 가한 전압(Vb1∼Vbn)을 각각 생성하는 n개의 전압 생성 회로와 셀렉터(104a)로 구성되어 있다. 셀렉터(104a)는 제어 회로(108)로부터 출력되는 카운터치 신호(CNT)에 따라서, 전압(V2) 및 전압(Vb1∼Vbn) 중 어느 하나를 선택하여 출력 전압(Vb)로서 증폭기(100)에 출력한다.

전압 비교기(106)는 A/D 변환 회로(102)의 입력 전압(Vi)(증폭기(100)의 출 력 전압)을 기준 전압(Vr)과 비교하여, A/D 변환 회로(102)의 입력 전압(Vi)이 기준 전압(Vr)보다 높을 때에, 출력 신호(OVF)를 로우 레벨에서 하이 레벨로 천이시킨다. 즉, 전압 비교기(106)의 출력 신호(OVF)의 하이 레벨은 A/D 변환 회로(102)의 입력 전압(Vi)이 A/D 변환 가능한 범위를 벗어나고 있음을 의미한다. 한편, 후술하는 바와 같이, A/D 변환 회로(102)의 A/D 변환 동작 중에, 전압 비교기(106)의 출력 신호(OVF)가 하이 레벨로 되는 일은 없다.

제어 회로(108)는 예컨대, 도 5에 도시한 바와 같이, 변환 제어 회로(108a) 및 카운터(108b)를 갖고 있다. 변환 제어 회로(108a)는 마이크로컨트롤러(18)(도 1)로부터 출력되는 변환 요구 신호(REQ)의 활성화에 응답하여, A/D 변환 회로(102)에 변환 개시를 지시한다. 또, 변환 제어 회로(108a)는 전압 비교기(106)의 출력 신호(OVF)의 로우 레벨에서 하이 레벨로의 천이(상승 엣지)에 응답하여, 카운터(CNT)에 업카운트를 지시한다.

카운터(108b)는 변환 제어 회로(108a)로부터의 지시에 따라 업카운트를 실시하여, 카운터치를 나타내는 카운터치 신호(CNT)를 ROM(110) 및 바이어스 회로(104)에 출력한다. 또한, 카운터(108b)는 예컨대, 변환 요구 신호(REQ)의 활성화에 응답하여 초기화된다. 한편, 바이어스 회로(104)의 셀렉터(104a)는 카운터치 신호(CNT)가 초기치를 나타낼 때에 전압(V2)을 출력 전압(Vb)으로서 출력하고, 카운터치 신호(CNT)가 나타내는 값이 1 증가할 때마다, 전압(Vb1∼Vbn)을 순차 선택하여 출력 전압(Vb)으로서 출력한다.

ROM(110)은 퓨즈나 EEPROM 등의 비휘발성 메모리이며, 바이어스 회로(104)에 있어서의 n개의 바이어스 전압에 각각 대응하는 n개의 14 비트 디지털치와, 전압(V2)에 대응하는 전체 비트가 "0"인 14 비트 디지털치를 미리 기억하고 있다. 예컨대, ROM(110)에 기억되어 있는 각 디지털치는 대응하는 바이어스 전압의 실측치에 증폭기(100)의 증폭률을 곱한 값을 나타내고 있다. ROM(110)은 제어 회로(108)의 카운터(108b)로부터 출력되는 카운터치 신호(CNT)가 나타내는 값에 대응하는 디지털치, 즉 바이어스 회로(104)의 셀렉터(104a)에 의해 선택되고 있는 전압(Vb1∼Vbn)에 대응하는 디지털치를 선택하여 마이크로컨트롤러(18)(도 1)에 출력한다.

ROM(112)은 ROM(110)과 마찬가지로, 퓨즈나 EEPROM 등의 비휘발성 메모리이며, 기준 전압(Vr)의 실측치를 나타내는 10 비트 디지털치를 미리 기억하여, 기억하고 있는 디지털치를 마이크로컨트롤러(18)(도 1)에 출력한다. 한편, 도시하지 않지만, A/D 변환기(16)는 예컨대, 기준 전압(Vr), 전압(Vb1∼Vbn), 증폭기(100)의 출력 전압(Vi)을 각각 모니터하기 위한 모니터용 패드와, ROM(110, 112)에 데이터를 기록하기 위한 라이트용 패드 및 라이트 회로를 갖고 있다. A/D 변환기(16)의 제조 공정에 있어서의 프로브 검사시에, 모니터용 패드를 통해, 소정 온도하에서의 기준 전압(Vr)의 실측치 및 전압(Vb1∼Vbn)의 실측치(바이어스 전압의 실측치에 상당함)가 취득되어, 라이트용 패드 및 라이트 회로를 통해, ROM(112)에 바이어스 전압마다 실측치와 증폭기(100)의 증폭률을 곱한 값이 기록되는 동시에, ROM(112)에 기준 전압(Vr)의 실측치가 기록되고 있다. 한편, 증폭기(100)의 증폭률은 모니터용 패드를 통해 취득된 증폭기(100)의 출력 전압(Vi)의 실측치에 기초하여 산출된다.

여기서, A/D 변환기(16) 및 마이크로컨트롤러(18)의 동작(전압 측정 방법)에 관해서 설명한다. 마이크로컨트롤러(18)가 변환 요구 신호(REQ)를 활성화시키면, 제어 회로(108)의 카운터(108b)는 초기화되기 때문에, 바이어스 회로(104)의 셀렉터(104a)는 저항(Rs)의 타단 측의 전압(V2)을 선택하여 증폭기(100)에 출력한다. 이 때, 전압 비교기(106)의 출력 신호(OVF)가 로우 레벨인 경우, 제어 회로(108)의 변환 제어 회로(108a)는 A/D 변환 회로(102)에 변환 개시를 지시한다.

한편, 전압 비교기(106)의 출력 신호(OVF)가 하이 레벨인 경우, 변환 제어 회로(108a)는 카운터(108b)에 업카운트를 지시한다. 카운터(108b)가 카운트업을 실시하면, 셀렉터(104a)는 저항(Rs)의 타단 측의 전압(V2)에 바이어스 전압을 가한 전압(Vb1)을 선택하여 증폭기(100)에 출력한다. 이러한 동작이 전압 비교기(106)의 출력 신호(OVF)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 천이할 때까지 반복된 후에, 변환 제어 회로(108a)는 A/D 변환 회로(102)에 변환 개시를 지시한다. 이에 따라, A/D 변환 회로(102)는 A/D 변환을 시작하여, A/D 변환이 종료되면 그 취지를 변환 제어 회로(108a)에 통지하는 동시에, 디지털치(Do)(A/D 변환 결과)를 마이크로컨트롤러(18)에 출력한다. 변환 제어 회로(108a)는 A/D 변환 회로(102)로부터의 변환 종료 통지를 받으면, 변환 종료 신호(END)를 활성화시킨다.

마이크로컨트롤러(18)는 변환 완료 신호(END)의 활성화에 응답하여, A/D 변환 회로(102)로부터의 디지털치(Do)(A/D 변환 결과)를 ROM(112)으로부터의 디지털치(기준 전압(Vr)의 실측치)를 이용하여 보정한다. 예컨대, 기준 전압(Vr)의 규격치가 5.0 V, A/D 변환 회로(102)의 입력 전압(Vi)의 전압치가 1.25 V, A/D 변환시에 있어서의 기준 전압(Vr)의 전압치가 4.9 V인 경우, A/D 변환 회로(102)로부터의 디지털치(Do)를 구하면, 261이다. 또한, ROM(112)으로부터 출력되는 디지털치(기준 전압(Vr)의 실측치)는 4.9 V를 나타내는 1003이다. 따라서, 마이크로컨트롤러(18)는 A/D 변환 회로(102)로부터의 디지털치(Do)(261)를, 기준 전압(Vr)의 규격치(1024)와 실측치(1003)의 비에 기초하여 보정함으로써, 입력 전압(Vi)(1.25 V)을 정확히 나타내는 디지털치(256)를 취득한다.

이 후, 마이크로컨트롤러(18)는 보정한 디지털치와 ROM(110)으로부터의 디지털치(바이어스 회로(104)에 의해 선택되고 있는 바이어스 전압의 실측치에 증폭기(100)의 증폭률을 곱한 값)를 가산함으로써, 저항(Rs)의 양단의 전압차를 구한다. 마이크로컨트롤러(18)는 구한 전압차와 저항(Rs)의 저항치에 기초하여, 저항(Rs)에 흐르는 전류치를 구하여, 이것을 적산함으로써 전지 팩(30)의 전지 잔량을 예측한다.

이상, 제1 실시예에서는, 바이어스 회로(104)를 설치함으로써, 저항(Rs)의 양단의 전압차가 크게 변동하는 경우라도, A/D 변환시에, A/D 변환 회로(102)의 입력 전압(Vi)(증폭기(100)의 출력 전압)이 A/D 변환 가능한 범위를 벗어나는 일은 없다. 또한, 마이크로컨트롤러(18)는 A/D 변환시에 있어서의 기준 전압(Vr)의 전압치에 상당하는 기준 전압(Vr)의 실측치를 취득할 수 있다. 이 때문에, 마이크로컨트롤러(18)는 A/D 변환 회로(102)로부터의 디지털치를 ROM(112)으로부터의 디지털치를 이용하여 보정함으로써, 기준 전압(Vr)의 정밀도에 상관없이 증폭기(100)의 출력 전압을 정확히 나타내는 디지털치를 취득할 수 있다.

또한, 마이크로컨트롤러(18)는 보정후의 디지털치와 ROM(110)으로부터의 디 지털치를 가산함으로써, 바이어스 회로(104)에 의한 전압 시프트량을 보정할 수 있어, 저항(Rs)의 양단의 전압차를 나타내는 디지털치를 취득할 수 있다. 이와 같이, A/D 변환 회로(102)의 출력 비트수를 증가시키는 일없이, A/D 변환기(16)로부터의 디지털치의 외관상의 비트수를 증가시킴으로써, 최소 해상도에서의 정밀도와 다이내믹 레인지의 확대의 양립을 실현할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예를 나타내고 있다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 제1 실시예에서 설명한 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명을 생략한다. A/D 변환기(26)는 예컨대, 제1 실시예(도 2)의 A/D 변환기(16)와 마찬가지로, 반도체 집적 회로 칩으로서 구성되며, 노트북 PC의 본체에 탑재되어 있다.

A/D 변환기(26)는 제1 실시예의 A/D 변환기(16)로부터 ROM(112)을 제거하고, 가산기(200)를 더하여 구성되어 있다. 가산기(200)는 제어 회로(108)로부터 출력되는 변환 종료 신호(END)의 활성화에 응답하여, A/D 변환 회로(102)로부터 출력되는 10 비트 디지털치(Do)와 ROM(110)으로부터 출력되는 14 비트 디지털치를 가산하여, 가산 결과를 14 비트 디지털치로서 마이크로컨트롤러(18)(도 1)에 출력한다. 기준 전압(Vr)의 전압치가 규격치에서 안정되고 있는 경우, A/D 변환 회로(102)로부터 출력되는 디지털치(Do)는 A/D 변환 회로(102)의 입력 전압(Vi)(증폭기(100)의 출력 전압)을 정확히 나타내고 있다. 따라서, 기준 전압(Vr)의 실측치를 나타내는 디지털치를 출력하는 ROM(112)이 설치되지 않더라도, 마이크로컨트롤러(18)는 A/D 변환 회로(102)의 입력 전압(Vi)을 정확히 나타내는 디지털치를 항상 취득할 수 있다.

이상, 제2 실시예에서도, 제1실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 가산기(200)를 A/D 변환기(26)의 내부에 설치함으로써, 마이크로컨트롤러(18)에 있어서, A/D 변환 회로(102)로부터의 디지털치와 ROM(110)으로부터의 디지털치를 가산하는 처리를 필요로 하지 않게 할 수 있다. 이 때문에, 마이크로컨트롤러(18)의 제어 프로그램의 간이화에 기여할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예를 나타내고 있다. 제3 실시예를 설명함에 있어서, 제1 실시예에서 설명한 요소와 동일한 요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명을 생략한다. A/D 변환기(36)는 예컨대, 제1 실시예(도 2)의 A/D 변환기(16)와 마찬가지로, 반도체 집적 회로 칩으로서 구성되며, 노트북 PC의 본체에 탑재되어 있다. A/D 변환기(36)는 제1 실시예의 A/D 변환기(16)에, ROM(300)(제3 기억 회로), 연산기(302)(보정 회로) 및 가산기(304)(가산 회로)를 더하여 구성되어 있다.

ROM(300)은 ROM(110, 112)과 마찬가지로, 퓨즈나 EEPROM 등의 비휘발성 메모리이며, 기준 전압(Vr)의 규격치를 나타내는 10 비트의 디지털치를 미리 기억하여, 기억하고 있는 디지털치를 연산기(302)에 출력한다. 예컨대, A/D 변환기(36)의 제조 공정에 있어서의 프로브 검사시에, ROM(110)에의 데이터 기록 및 ROM(112)에의 데이터 기록에 더하여, ROM(300)에의 기준 전압(Vr)의 규격치의 기록이 실시되고 있다.

연산기(302)는 ROM(112)으로부터의 디지털치와 ROM(300)으로부터의 디지털치에 기초하여, A/D 변환 회로(104)로부터의 디지털치를, 기준 전압(Vr)의 규격치를 기준으로 한 디지털치로 보정하여 출력한다. 보정후의 디지털치(Do')는 기준 전압(Vr)의 실측치 X1 및 규격치 X2를 이용하여, 다음의 수학식 2로 나타내어지기 때문에, 연산기(302)는 승산 회로 및 제산 회로를 이용하여 용이하게 구성할 수 있다.

Do'=(X2/X1)×Do

가산기(304)는 연산기(302)로부터의 디지털치와 ROM(300)으로부터의 디지털치를 가산하여, 가산 결과를 14 비트의 디지털치로서 마이크로컨트롤러에 출력한다.

이상, 제3 실시예에서도, 제1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, ROM(300), 연산기(302) 및 가산기(304)를 A/D 변환기(36)의 내부에 설치함으로써, 마이크로컨트롤러(18)에 있어서, A/D 변환 회로(102)로부터의 디지털치를 ROM(112)으로부터의 디지털치를 이용하여 보정하는 처리 및 보정후의 디지털치와 ROM(110)으로부터의 디지털치를 가산하는 처리를 필요로 하지 않게 할 수 있다. 이 때문에, 마이크로컨트롤러(18)의 제어 프로그램의 간이화에 기여할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제4 실시예를 나타내고 있다. 제4 실시예를 설명함에 있어서, 제1 실시예에서 설명한 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 상세한 설명을 생략한다. A/D 변환기(46)는 예컨대, 제1 실시예(도 2)의 A/D 변환기(16)와 마찬가지로, 반도체 집적 회로 칩으로서 구성되며, 노트북 PC의 본체에 탑재되어 있다. A/D 변환기(46)는 증폭기(100), A/D 변환 회로(102), 바이어스 회로(104), 전압 비교기(106), 셀렉터(400)(선택 회로), 제어 회로(402), 레지스터 (404)(유지 회로), ROM(406)(제1 기억 회로), ROM(408)(제2 기억 회로), 외부 장착의 고정밀도 저항(R) 및 서미스터(Th)(측정 전압 생성 회로)를 갖고 있다.

고정밀도 저항(R) 및 서미스터(Th)는 기준 전압(Vr)의 공급선과 접지선의 사이에 직렬로 접속되어 있다. 고정밀도 저항(R)과 서미스터(Th)의 접속 노드의 전압이 측정 전압(Vm)으로서 셀렉터에 출력된다. 고정밀도 저항(R)은 온도 비의존성을 갖고 있다. 즉, 고정밀도 저항(R)의 저항치는 A/D 변환기(46)의 주위 온도에 상관없이 거의 일정하다. 서미스터(Th)는 온도 의존성을 갖고 있다. 즉, 서미스터(Th)의 저항치는 A/D 변환기(46)의 주위 온도에 대응하여 변화된다. 따라서, 측정 전압(Vm)은 서미스터(Th)의 온도 특성에 따라서 변동, 즉 A/D 변환기(46)의 주위 온도에 대응하여 변동한다. 이러한 측정 전압(Vm)은 다음의 수학식 3으로 나타내어진다.

Vm={Th/(R+ Th)}×Vr

셀렉터(400)는 제어 회로(402)로부터의 지시에 따라, 측정 전압(Vm) 또는 증폭기(100)의 출력 전압(Va) 중 어느 하나를 선택하여, 선택한 쪽을 A/D 변환 회로(102)의 입력 전압(Vi)으로서 출력한다. 제어 회로(402)는 마이크로컨트롤러(18)로부터 출력되는 변환 요구 신호(REQ)의 활성화에 응답하여 셀렉터(400)에 측정 전압(Vm)의 선택을 지시한 후, 셀렉터(400)에 증폭기(100)의 출력 전압(Va)의 선택을 지시한다. 또한, 제어 회로(402)는 셀렉터(400)에의 선택 지시에 맞춰, A/D 변환 회로(102)에 A/D 변환 개시를 지시한다. 제어 회로(402)의 그 밖의 동작은 제1 실 시예의 제어 회로(108)와 동일하다.

레지스터(404)는 A/D 변환 회로(102)에 의한 측정 전압(Vm)의 A/D 변환을 실시할 때마다, A/D 변환 회로(102)로부터 출력되는 디지털치(Do)를 받아들인다. 측정 전압(Vm)의 A/D 변환에 따른 디지털치(Do)(레지스터(404)의 레지스터치)는 다음의 수학식 4로 나타내어진다. 고정밀도 저항(R)의 저항치는 상수라고 생각해도 되기 때문에, 측정 전압(Vm)의 A/D 변환에 따른 디지털치(Do)는 서미스터(Th)의 저항치, 즉 A/D 변환기(46)의 주위 온도에만 의존한다. 따라서, 측정 전압(Vm)의 A/D 변환에 따른 디지털치(Do)는 A/D 변환기(46)의 주위 온도를 나타내는 온도 정보로서 이용할 수 있다.

Do={Th/(R+Th)}×1024

ROM(406)은 퓨즈나 EEPROM의 비휘발성 메모리이며, A/D 변환기(46)의 주위 온도마다, 바이어스 회로(104)에 있어서의 n개의 바이어스 전압에 각각 대응하는 n개의 14 비트 디지털치와, 전압(V2)에 대응하는 전체 비트가 "0"인 14 비트 디지털치를 미리 기억하고 있다. 예컨대, ROM(406)에 기억되어 있는 각 디지털치는 대응하는 바이어스 전압의 실측치에 증폭기(100)의 증폭률을 곱한 값을 나타내고 있다. ROM(406)은 제어 회로(108)의 카운터(108b)로부터 출력되는 카운터치 신호(CNT)가 나타내는 값에 대응하는 디지털치, 즉 바이어스 회로(104)의 셀렉터(104a)에 의해 선택되고 있는 전압(Vb1∼Vbn)에 대응하는 디지털치 중에서, 레지스터(404)의 레지스터치를 나타내는 온도에 대응하는 디지털치를 선택하여 마이크로컨트롤러(18)에 출력한다.

ROM(408)은 ROM(406)과 마찬가지로, 퓨즈나 EEPROM 등의 비휘발성 메모리이며, A/D 변환기(46)의 주위 온도마다 기준 전압(Vr)의 실측치를 나타내는 10 비트 디지털치를 미리 기억하고 있다. ROM(408)은 레지스터(404)의 레지스터치가 나타내는 온도에 대응하는 디지털치를 선택하여 마이크로컨트롤러(18)에 출력한다. 한편, 도시하지 않지만, A/D 변환기(46)는 제1 실시예의 A/D 변환기(16)와 마찬가지로, 예컨대, 기준 전압(Vr), 전압(Vb1∼Vbn), 증폭기(100)의 출력 전압(Va)를 각각 모니터하기 위한 모니터용 패드와, ROM(406, 408)에 데이터를 기록하기 위한 라이트용 패드 및 라이트 회로를 갖고 있다. A/D 변환기(46)의 제조 공정에 있어서의 프로브 검사시에, 모니터용 패드를 통해, 온도 조건을 바꾸면서 기준 전압(Vr)의 실측치 및 전압(Vb1∼Vbn)의 실측치(바이어스 전압의 실측치에 상당함)가 취득되고, 라이트용 패드 및 라이트 회로를 통해, ROM(406)에 주위 온도에 대응하여 바이어스 전압마다 실측치와 증폭기(100)의 증폭률을 곱한 값이 기록되는 동시에, ROM(112)에 주위 온도에 대응하여 기준 전압(Vr)의 실측치가 기록되고 있다. 한편, 증폭기(100)의 증폭률은 모니터용 패드를 통해 취득된 증폭기(100)의 출력 전압(Va)의 실측치에 기초하여 산출된다.

이상, 제4 실시예에서도, 제1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, ROM(406, 408)으로부터의 디지털치는 모두 A/D 변환기(46)의 현재의 주위 온도에 대응한 값을 나타내고 있기 때문에, A/D 변환기(46)의 주위 온도의 변동에 따라 기준 전압(V) 및 바이어스 전압이 변동되는 경우라도, 마이크로컨트롤러(18)는 저항 (Rs)의 양단의 전압차를 정확히 나타내는 디지털치를 항상 취득할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제5 실시예를 나타내고 있다. 제5 실시예를 설명함에 있어서, 제1, 제2 및 제4 실시예에서 설명한 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다. A/D 변환기(56)는 예컨대, 제1 실시예(도 2)의 A/D 변환기(16)와 마찬가지로, 반도체 집적 회로 칩으로서 구성되며, 노트북 PC의 본체에 탑재되어 있다. A/D 변환기(56)는 제4 실시예(도 8)의 A/D 변환기(46)로부터 ROM(408)을 제거하고, 제2 실시예(도 6)의 가산기(200)를 더하여 구성되어 있다. 이상, 제5 실시예에서도, 제1, 제2 및 제4 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 10은 본 발명의 제6 실시예를 나타내고 있다. 제6 실시예를 설명함에 있어서, 제1, 제3 및 제4 실시예에서 설명한 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다. A/D 변환기(66)는 예컨대, 제1 실시예(도 2)의 A/D 변환기(16)와 마찬가지로, 반도체 집적 회로 칩으로서 구성되며, 노트북 PC의 본체에 탑재되어 있다. A/D 변환기(66)는 제4 실시예(도 8)의 A/D 변환기(46)에, 제3 실시예(도 7)의 ROM(300), 연산기(302) 및 가산기(304)를 더하여 구성되어 있다. 이상, 제6 실시예에서도, 제1, 제3 및 제4 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 11은 본 발명의 제7 실시예를 나타내고 있다. 제7 실시예를 설명함에 있어서, 제1 실시예에서 설명한 요소와 동일한 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다. 휴대형의 전자 기기(예컨대, 노트북 PC)(EDa)는 본체 (10a), AC 어댑터(20), 전지 팩(30a)을 구비하여 구성되어 있다. 본체(10a)는 제1 실시예(도 1)의 본체(10)로부터 저항(Rs) 및 A/D 변환기(16)를 제거하여 구성되어 있다. 전지 팩(30a)은 제1 실시예의 전지 팩(30)에 저항(Rs) 및 A/D 변환기(16)를 더하여 구성되어 있다. 이상, 제7 실시예에서도, 제1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

한편, 제7 실시예에서는 전지 팩(30a)이 제1 실시예의 A/D 변환기(16)를 구비하여 구성된 예에 대해서 설명한다. 그러나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 전지 팩(30a)은 A/D 변환기(16) 대신에 제2∼제6 실시예의 A/D 변환기(26, 36, 46, 56, 66) 중 어느 하나를 구비하여 구성되더라도 좋다.

이상 실시예에 있어서 설명한 발명을 정리하여, 부기로서 개시한다.

(부기 1)

제1 외부 입력 전압과 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압의 전압차를 증폭하여 출력하는 증폭 회로와,

상기 증폭 회로의 출력 전압을 기준 전압과의 비교에 의해 디지털치로 변환하여 출력하는 A/D 변환 회로와,

상기 증폭 회로의 출력 전압이 상기 A/D 변환 회로의 A/D 변환 가능한 범위를 벗어나는 것을 방지하기 위해서, 상기 증폭 회로의 출력 전압에 따라서, 상기 제2 외부 입력 전압과 상기 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압으로서 출력하는 바이어스 회로와,

상기 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 상기 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압이 상기 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압일 때, 기억하고 있는 실측치를 상기 A/D 변환 회로로부터의 디지털치보다 큰 비트수의 디지털치로서 출력하는 제1 기억 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 A/D 변환기.

(부기 2)

부기 1에 기재한 A/D 변환기에 있어서,

상기 기준 전압의 실측치를 미리 기억하여, 기억하고 있는 실측치를 디지털치로서 출력하는 제2 기억 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 A/D 변환기.

(부기 3)

부기 1에 기재한 A/D 변환기에 있어서,

상기 바이어스 회로는 상기 제2 외부 입력 전압에 가하는 바이어스 전압을 상기 증폭 회로의 출력 전압에 따라서 복수의 바이어스 전압 중에서 선택하고,

상기 제1 기억 회로는 상기 복수의 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 상기 바이어스 회로에 의해 선택되고 있는 바이어스 전압의 실측치를 선택하여 디지털치로서 출력하는 것을 특징으로 하는 A/D 변환기.

(부기 4)

부기 3에 기재한 A/D 변환기에 있어서,

A/D 변환기의 주위 온도에 대응하여 변동하는 온도 측정용의 측정 전압을 생성하는 측정 전압 생성 회로와,

상기 A/D 변환 회로의 입력 전압으로서, 상기 측정 전압을 선택하여 출력한 후에, 상기 증폭 회로의 출력 전압을 선택하여 출력하는 선택 회로와,

상기 선택 회로에 의한 상기 측정 전압의 선택에 따른 상기 A/D 변환 회로로부터의 디지털치를 유지하는 유지 회로를 구비하고,

상기 제1 기억 회로는 A/D 변환기의 주위 온도마다 상기 복수의 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 상기 바이어스 회로에 의해 선택되고 있는 바이어스 전압의 실측치 중에서 상기 유지 회로가 유지하고 있는 디지털치에 대응하는 실측치를 선택하여 디지털치로서 출력하는 것을 특징으로 하는 A/D 변환기.

(부기 5)

부기 4에 기재한 A/D 변환기에 있어서,

A/D 변환기의 주위 온도마다 상기 기준 전압의 실측치를 미리 기억하여, 상기 유지 회로가 유지하고 있는 디지털치에 대응하는 실측치를 선택하여 디지털치로서 출력하는 제2 기억 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 A/D 변환기.

(부기 6)

부기 2 또는 부기 5에 기재한 A/D 변환기에 있어서,

상기 기준 전압의 규격치를 미리 기억하여, 기억하고 있는 규격치를 디지털치로서 출력하는 제3 기억 회로와,

상기 제2 및 제3 기억 회로로부터의 디지털치에 기초하여, 상기 A/D 변환 회로로부터의 디지털치를 상기 기준 전압의 규격치를 기준으로 한 디지털치로 보정하여 출력하는 보정 회로와,

상기 보정 회로로부터의 디지털치와 상기 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산하여, 가산 결과를 출력하는 가산 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 A/D 변환기.

(부기 7)

부기 1 또는 부기 4에 기재한 A/D 변환기에 있어서,

상기 A/D 변환 회로로부터의 디지털치와 상기 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산하여, 가산 결과를 출력하는 가산 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 A/D 변환기.

(부기 8)

전류로에 직렬로 삽입된 저항 소자의 양단에 발생하는 제1 및 제2 외부 입력 전압의 전압차를 측정하기 위해서 설치되는 부기 1∼7 중 어느 하나에 기재한 A/D 변환기를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전지 팩.

(부기 9)

전류로에 직렬로 삽입된 저항 소자의 양단에 발생하는 제1 및 제2 외부 입력 전압의 전압차를 측정하기 위해서 설치되는 부기 1∼7 중 어느 하나에 기재한 A/D 변환기와,

상기 A/D 변환기로부터의 디지털치에 기초하여, 상기 전류로의 전류치를 산출하는 전류 측정 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.

(부기 10)

부기 8에 기재한 전지 팩과,

상기 전지 팩의 A/D 변환기로부터의 디지털치에 기초하여, 상기 전류로의 전 류치를 산출하는 전류 측정 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.

(부기 11)

전류로에 직렬로 삽입된 저항 소자의 일단에 발생하는 제1 외부 입력 전압과 상기 저항 소자의 타단에 발생하는 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압의 전압차를 증폭하고,

증폭한 전압을 A/D 변환하며,

증폭한 전압이 A/D 변환 가능한 범위를 벗어나는 것을 방지하기 위해서, 증폭한 전압에 따라서, 상기 제2 외부 입력 전압과 상기 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압 중 어느 하나를 상기 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압으로서 선택하고,

상기 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압이 상기 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압일 때, 미리 기억하고 있는 상기 바이어스 전압의 실측치를 A/D 변환에 의해 얻어지는 디지털치보다 큰 비트수의 디지털치로서 출력하며,

상기 A/D 변환에 의해 얻어지는 디지털치와 상기 바이어스 전압의 실측치를 나타내는 디지털치에 기초하여, 상기 저항 소자의 양단의 전압차를 구하는 것을 특징으로 하는 전압 측정 방법.

이상, 본 발명에 관해서 상세히 설명해 왔지만, 전술한 실시예 및 그 변형예는 발명의 일례에 지나지 않으며, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 일탈하지 않는 범위에서 변형 가능함은 분명하다.

본 발명에서는, A/D 변환 회로의 출력 비트수를 증가시키는 일없이, A/D 변환기로부터의 디지털치의 외관 상의 비트수를 증가시킴으로써, 최소 해상도에서의 정밀도와 다이내믹 레인지의 확대의 양립을 실현할 수 있다.

Claims

제1 외부 입력 전압과 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압의 전압차를 증폭하여 출력하는 증폭 회로와,

상기 증폭 회로의 출력 전압을 기준 전압과의 비교에 의해 디지털치로 변환하여 출력하는 A/D 변환 회로와,

상기 증폭 회로의 출력 전압이 상기 A/D 변환 회로의 A/D 변환 가능한 범위를 벗어나는 것을 방지하기 위해서, 상기 증폭 회로의 출력 전압에 따라서, 상기 제2 외부 입력 전압과 상기 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압 중 어느 하나를 선택하여 상기 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압으로서 출력하는 바이어스 회로와,

상기 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 상기 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압이 상기 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압일 때, 기억하고 있는 실측치를 상기 A/D 변환 회로로부터의 디지털치보다 큰 비트수의 디지털치로서 출력하는 제1 기억 회로

를 포함하는 A/D 변환기.
제1항에 있어서, 상기 기준 전압의 실측치를 미리 기억하여, 기억하고 있는 실측치를 디지털치로서 출력하는 제2 기억 회로를 더 포함하는 A/D 변환기.
제1항에 있어서, 상기 바이어스 회로는 상기 제2 외부 입력 전압에 가하는 바이어스 전압을 상기 증폭 회로의 출력 전압에 따라서 복수의 바이어스 전압 중에서 선택하고,

상기 제1 기억 회로는 상기 복수의 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 상기 바이어스 회로에 의해 선택되고 있는 바이어스 전압의 실측치를 선택하여 디지털치로서 출력하는 것인, A/D 변환기.
제3항에 있어서, A/D 변환기의 주위 온도에 대응하여 변동하는 온도 측정용의 측정 전압을 생성하는 측정 전압 생성 회로와,

상기 A/D 변환 회로의 입력 전압으로서, 상기 측정 전압을 선택하여 출력한 후에, 상기 증폭 회로의 출력 전압을 선택하여 출력하는 선택 회로와,

상기 선택 회로에 의한 상기 측정 전압의 선택에 따른 상기 A/D 변환 회로로부터의 디지털치를 유지하는 유지 회로를 더 포함하고,

상기 제1 기억 회로는 A/D 변환기의 주위 온도마다 상기 복수의 바이어스 전압의 실측치를 미리 기억하여, 상기 바이어스 회로에 의해 선택되고 있는 바이어스 전압의 실측치 중에서 상기 유지 회로가 유지하고 있는 디지털치에 대응하는 실측치를 선택하여 디지털치로서 출력하는 것인, A/D 변환기.
제4항에 있어서, A/D 변환기의 주위 온도마다 상기 기준 전압의 실측치를 미리 기억하여, 상기 유지 회로가 유지하고 있는 디지털치에 대응하는 실측치를 선택하여 디지털치로서 출력하는 제2 기억 회로를 더 포함하는 A/D 변환기.
제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 기준 전압의 규격치를 미리 기억하여, 기억하고 있는 규격치를 디지털치로서 출력하는 제3 기억 회로와,

상기 제2 및 제3 기억 회로로부터의 디지털치에 기초하여, 상기 A/D 변환 회로로부터의 디지털치를 상기 기준 전압의 규격치를 기준으로 한 디지털치로 보정하여 출력하는 보정 회로와,

상기 보정 회로로부터의 디지털치와 상기 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산하여, 가산 결과를 출력하는 가산 회로를 더 포함하는 A/D 변환기.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 A/D 변환 회로로부터의 디지털치와 상기 제1 기억 회로로부터의 디지털치를 가산하여, 가산 결과를 출력하는 가산 회로를 더 포함하는 A/D 변환기.
전류로에 직렬로 삽입된 저항 소자의 양단에 발생하는 제1 및 제2 외부 입력 전압의 전압차를 측정하기 위해서 설치되는 제1항에 기재한 A/D 변환기를 포함하는 전지 팩.
전류로에 직렬로 삽입된 저항 소자의 양단에 발생하는 제1 및 제2 외부 입력 전압의 전압차를 측정하기 위해서 설치되는 제1항에 기재한 A/D 변환기와,

상기 A/D 변환기로부터의 디지털치에 기초하여, 상기 전류로의 전류치를 산출하는 전류 측정 회로

를 포함하는 전자 기기.
전류로에 직렬로 삽입된 저항 소자의 일단에 발생하는 제1 외부 입력 전압과 상기 저항 소자의 타단에 발생하는 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압의 전압차를 증폭하고,

증폭한 전압을 A/D 변환하며,

증폭한 전압이 A/D 변환 가능한 범위를 벗어나는 것을 방지하기 위해서, 증폭한 전압에 따라서, 상기 제2 외부 입력 전압과 상기 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압 중 어느 하나를 상기 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압으로서 선택하고,

상기 제2 외부 입력 전압에 대응하는 전압이 상기 제2 외부 입력 전압에 바이어스 전압을 가한 전압일 때, 미리 기억하고 있는 상기 바이어스 전압의 실측치를 A/D 변환에 의해 얻어지는 디지털치보다 큰 비트수의 디지털치로서 출력하며,

상기 A/D 변환에 의해 얻어지는 디지털치와 상기 바이어스 전압의 실측치를 나타내는 디지털치에 기초하여, 상기 저항 소자의 양단의 전압차를 구하는 전압 측정 방법.