TW200423534A

TW200423534A - Differential voltage amplifier circuit

Info

Publication number: TW200423534A
Application number: TW092108941A
Authority: TW
Inventors: Akira Haraguchi; Takashi Matsumoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2004-11-01
Also published as: TWI241764B; JPWO2004093311A1; WO2004093311A1

Description

200423534 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明）明戶斤屬^^ >#貝3 技術領域本發明係有關於一種適用於差動電壓放大電路之輸入 5補償電壓之抵消者，特別是有關於一種要求高精確度之差動電壓之檢測之差動電壓放大電路。 I：先前技術3 背景技術近年來逐漸要求高精確度之電流檢測機構。舉例言之 10 ，在筆記型電腦等各種攜帶電子機器中，要求二次電池剩餘里測疋之尚精確度，因而需要高精確度之電流檢測機構接著，利用第7圖說明作為習知技藝之專利文獻J所揭露之技術。在第7圖所示之習知電路具有一自二次電池 101檢測充放電電流之感測電阻120、一用以放大感測電阻 102之鳊子電壓之差動電壓放大電路1〇4及一用以使差動电[放大電路1()4之二個輸人端子短路而使輸人差動電壓暫日4零之開關1G3。又’微控制器1G5具有趟轉換器 ⑻、電流檢測電路1G8、剩餘容量演算電路1G9及開關控 2〇制電路11〇。

15

藉開關103,使差動電壓放大電路1〇4之二個輸乂子短路’亚將輸人差動電壓歸零時之差動電壓放大1 104之輪出以A/D轉換器1〇7轉換為數位值之後，W 作為補償電壓值而先將之記憶。然後，自將感測電阻 6 200423534 玖、發明說明之端子電壓放大時之差動電壓放大電路1〇4之輸出電壓值加上或減去之前求得之補償電壓值之值用作對應充電電流或放電電流之值，而以剩餘容量演算電路1〇9演算剩餘容量。藉此可使補償電壓之二電池1〇1剩餘容量之演算結果 5 誤差縮小。又’先行技術文獻如下所示。專利文獻1 特開平7-191110號公報 10 如上述習知技藝所示，在藉檢測出差動電壓放大電路之輸入補償電壓值，自輸出電壓值加上或減去該值，以於檢測結果進行修正之方法中，為差動電壓放大電路之輸入電壓值包含輸人補償電壓值之狀態。結果，差動電壓放大電路原本具有之輸人電壓可能範圍多了輸人補償電壓部份

15 20 ，因而扣掉輸入補償電壓所佔範圍之範圍便為習知技藝中之是動電壓放大電路之輸入電壓可能範圍。因此，為使用於測疋之輸人包壓可能範圍縮小，乃限定測定範圍，而有使測定精確度下降之問題。再者，當輸入補償電壓隨溫度變化時，因測定溫度不 :而使已修正算出之輸出電壓值與實際之差動電壓間有由於電池剩餘量係根據累計之輸出電壓值算出故使測疋4亦隨之累計，而有與實際電池剩餘量大至

無法忽視之程度之問題。為避免此問題，電池剩餘量仍充格，但不得不發出剩餘量不足之警告，而有無法將電池容量利用至最大限度的問題…每當測定時，在測定輸入補償電壓值之際’亦有產生刪之負擔增加或消耗電流增 7 423534 玖、發明說明加等之問題。又，由於王差動電壓放大電路之輸入差動電壓包含輸 .補仏電壓值之狀悲’故每當測定差動電壓時，須進行自輸入差動電壓去除補償電|值之影響的修正計算。因此，為進行修正須以MPU進行演算處理，而有不但㈣㈣，且電流粍費亦大之問題。 MPU，故須在高精以記憶於MPU之此外，由於將輸入補償電壓記憶於確度之環境下，進行算出輸人補償電壓 10 15 測試。因而有測試裝置龐A，且測試昂貴之問題。【潑^明内容】本發明即是為解決至少一個前述習知技藝之課題而創作者其目的在於提供_種差動電壓放大電路，係可防止輸入電财能範圍縮小，而不須以MPU等進行之修正計算 /皿度欠化&成之影響減少，而可檢測出高精確度之差動電壓者。發明揭示為達成前述目的，有關申請專利卿1項之差動電麼放

大電路係係具有第1差動放大器者，其更具有：H 關部，係使第1輪入端子第嘀卞主弟1 i動放大态之第〗輸入路徨及第2輸入端子至第1差動放大器之第2輸入路徑之輪路^•間短路者，_電虔保持部，係於輸人路徑間短路^ ’保持自前述第1差動放大器輸出之短路輸出電覆者.— 第2開關部’係於保持短路輸出之際，連接前述第】差動放大器之輸出端子與前述電壓保持部者；一減法電路 20 200423534 玖、發明說明部，係減去保持於前述電壓保持部之短路輸出電壓與第玉基準電塵者，及-第3開關部，係於輸入路徑間短路時，將前述第】基準電壓供給至用以設定前述第】差動放大器之輸入電壓之偏壓點的偏壓端子，而於差動電虔放大時，以前述減法電路部之輸出作為第2基準電壓而將之供給至前述偏壓端子者。 ίο 又，有關申請專利範圍第2項之差動電屢放大電路更具有：-第1電阻器，係連接於前述第i輸入端子者卜第2電阻器，係連接於前述第2輸入端子者；一第3電阻器^系連接於前述偏壓端子者；及一第4電阻器’係連接於=述第1差動放大器之輪出端子者；而前述第ι電阻器 ’、第3电阻益之連接點係連接至前述第1差動放大器之正向輸入端子’前述第2電阻器與前述第4電阻器之連接點係連接至前述第1差動放大器之倒向輸入端子；且前述第 I5 1電阻器與前述第2恭 w义 ^弟2私阻裔之電阻值相等，前述第3電阻器與前述第4電阻器之電阻相等。再=，有關申請專利範圍第3項之差動電壓放大電路，立切述減法電路部具有：―第2差動放大器；一第$電阻 ^ ’係連接於前述第2差動放大^之輸出端子；及-第6 電㈣，係連接於前述電壓保持部者；而前述第5電阻器與弟6電阻器之連接點係連接至前述第2差動放大器之倒 2入端子’前述第1基準電壓係連接至前述第2差動放向輸入翊子，且前述第5電阻器與前述第6電阻态之電阻值相等。 20 200423534 玖、發明說明又’有關申請專利範圍第1項至第3項之差動電壓放大兒路中，在輸入路徑間短路時，第1及第2開關部呈導通狀恶，並藉第3開關部，將第丨基準電壓供給至偏壓端子。藉此，可將第1差動放大器之輸入補償電壓保持於 5電壓保持部。又，在差動電壓放大時，第1及第2開關部則壬非導通狀態，並藉第3開關部，將減法電路部之輸出作為第2基準電壓而供給至偏壓端子。

藉此，可抵消差動電壓放大電路之輸入補償電壓值因此，不致因輸入補償電壓之影響而縮小差動電壓放 10大電路之輸入電壓可能範目，而可防止測定精確度之下降0 又藉此，虽差動電壓放大電路之輸入補償電壓隨溫度變動時，亦可隨該變動，抵消輸入補償電壓值。因此，相較於習知藉修正計算進行之電壓值之測定方法，由 15於可進行精確度提高之電壓測定，故可進行更正確之電池剩餘量之測定。

不須以MPU進行去。因此，可使控制且藉此，每次測定差動電壓時，除輸入補償電壓值之影響之修正計算簡單化，並可謀求電流耗費之降低。 20 #者藉此，由於不須將輸入補償電壓記憶於MPU，故不須在高精確度之敎環境下，算出輪人補償電麼，並將之記憶於MPU。因此，可使測試裳置簡單化，同時，使測試低價化。

又，有關申凊專利範圍第4項之差動電壓放大電路 10 玖、發明說明 ’其中前述第i差動放大器之輸人路徑之短路係依規定之週期進行。稭此’可定期地進行輸入補償電壓值之更新，且亦 2因温度等造成之經時變化之補償變動，抵消輸入補償電壓值。因此’相較於藉習知之修正計算所求得之電壓值’可測定精確度更高之電壓值。又’有關申請專利範圍第5項之差動電壓放大電路，其中電壓保持部係具有電容器而構成者。藉此，電壓保持部於輪入路徑間短路時，可保持自第i差動放大器輪出之短路輸出電壓。 ’其中前述第1輸人路徑中前述第m人端子至前述第 :關部之路徑或前述第2輸入路徑中前述第2輸入端子至刖述第1開關部之路徑至少一者具有輸入開關部，前述輸入開關部於差動電壓放大時呈連接狀態，而於輸入路捏短路時則呈非連接狀態。藉此’因輸入開關部呈非導通狀態，而可自外部電路切斷差動電壓放大電路，且可進行輸人路徑間之短: 0 %阻裔之路控具有第1 VW» 又’有關申請專利範圍第7項之差動電壓放大電路，其中於前述第3開關部至前述第 ” 衝放大器。藉此，藉不致使將流至第lf阻器或第3電阻器之電流提供至偏塵端子之P或第2基準電壓產生變化，可^ 200423534 玫、發明說明第1差動放大器之輸入電壓之偏壓點維持一定，因此可獲得高精確度之差動電壓測定結果。又，令第丨基準電壓為自電阻分壓之分壓點產生之電路構造，可自由設定第1基準電壓之產生方法。又’有關申請專利範圍第8項之差動電壓放大電路，其中岫述第1輸入端子至前述第i電阻器之路徑具有第 2緩衝放大器，前述第2輸入端子至前述第2電阻器之路徑具有第3緩衝放大器。 10 藉此，由於施加於第1及第2電阻器之電壓值不致因流至第i電阻器及第3電阻器而受到影響，故可獲得高精確度之差動電壓測定之結果。

又，有關申請專利範圍第9項之差動電壓放大電路其中電壓保持部至第6電阻器之路徑具有第（緩衝放大 15 藉此，不論電壓保持部之電路結構，施加於第6電阻器之電壓皆可保持一定。又，自電細寺部之電流流出或電流流入受到控制，而可減低電麗變動。因此，可獲得高精確度之絲電壓敎之結果。且可使電壓部之容量更小。、

20 又’有關中請專利範圍㈣項之差動電壓放大電路 ’其中於前述第！基準電屋輸人至前述第2差動放大哭之、，向輸=端子之路徑具有第4開關部，前述㈣關部於差動d放大時呈連接狀態，而於輸入路徑短非連接狀態。正 12 200423534 玖、發明說明藉此，於輸入路徑間短路時，第1基準電壓僅供給至第2緩衝放大器，而於差動電壓放大時，第1基準電壓僅供給至第2差動放大器。因此，在短路時與放大時之間可使連接於第1基準電壓之負載相同。因而，可控制 5自第1基準電壓之電流流出流入，以控制第丨基準電壓之變動，而可獲得高精確度之差動電壓測定之結果。另，可令第1基準電壓為自電阻分壓之分壓點產生之電路構造，而可自由設定第1基準電壓之產生方法。又’有關申請專利範圍第11項之二次電池包，係具 1〇有··一感測部，係用以檢測出充放電電流者；及申請專利範圍第1項至第10項中至少一項之差動電壓放大電路，而前述差動電壓放大器隨充放電電流，放大自前述感測部輸出之差動電壓。又，有關申請專利範圍第12項之二次電池充電器， 15係具有：一感測部，係用以檢測出充放電電流者；及申請專利範圍第1項至第1〇項中至少一項之差動電壓放大電路，而前述差動電壓放大器隨充放電電流，放大自前述感測部輸出之差動電壓。藉此，可縮小測定之電池剩餘量值與實際電池剩餘 20量之誤差。因此，可將實際電池容量利用至最大限度。又，有關申凊專利範圍第13項之差動電壓放大電路，其係具有差動放大器者；更具有：一電壓保持部，係於至月?!述差動放大為之2個輸入路徑間短路時，保持自前述第 1差動放大裔輸出之短路輸出電壓者；及一偏壓設定部， 13 200423534 玖、發明說明係用以設定前述差動放大器之輸入電壓述偏壓設定部係於輸入路徑間短路時，1 設定保持於前述電壓保持部之短路輸出電壓與前述第丨基準電壓之差分電壓。藉此，可抵消差動電壓放大電路之輸入補償電壓值 — 。因此’不致因輸人補償㈣之影響而縮小差動電壓放大電路之可輸入電壓範圍，而可防止測定精確度之下降。當差動電壓放大電路之輸入補償電壓隨溫度變動時，馨亦可隨該變動，抵消輸入補償電壓值。 10 圖式簡單說明苐1圖係第1實施形態之電路圖。第2圖係第2實施形態之電路圖。弟3圖係第3實施形態之電路圖。第4圖係第4實施形態之電路圖。 15 ^之偏壓點者，而前設定第1基準電壓而於差動電壓放大時，第5圖係第5實施形態之電路圖。第6圖係第6實施形態之電路圖。 · 第7圖係習知技藝之電路圖。

C實施方式]I 用以實施發明之最佳形態以下，根據第1圖至第5圖，一面參照圖式，一面詳細說明就本發明差動電壓放大電路加以具體化之實施形態〇利用第1圖之電路圖，說明第1實施形態。第1圖係 14 200423534 玖、發明說明 10 15 顯示具有本發明差動電塵放大電路之二池電池包之電路圖。此二次電池包具有二次電池101、感電阻1〇2、二次電池端子m及112、差動電壓放大電路部丨。二池電池包係構造成對為充電器或之使用機器可拆卸於端子111、112連接充電器時，充電電流即流至電池 101’而當端子山、112連接於載入器時，放電電流便流至電池101。在此，相對於充放電電流，二次電池1〇1或 Ή池端子111、112為獲得充份之電壓，—般係令電流路徑上之感測電阻102為低電阻。差動電壓放大電路部1將藉充放電電流流至感測電阻而得之微小差動電壓放大。且，其具有輸入端子而、輸入端子m2、偏壓輸人端子VG、差動電壓放大電路部輸出端子OT1。於差動電壓放路部丨内部具有電壓保持部2、減法電路部3、差動放大器〇ρι、電阻器R】至R4、開關SW!至SW5 '偏壓端子VR。又，於電壓保持…具 :電容器CH ’於減法電路部3具有差動放大器〇p2、電阻态R5至R7。電阻器R1〜R7分別具有電阻值腿至咖 ’而該等電阻值為具有RR1 = RR2、RR3 = RR4、rr5 = RR6二2x RR7關係之值。

於感測電阻1〇2兩端連接輸入端子lm及輸入端子 IN2。輸入端子IN1以開關SW4為中介在節點川連接至電阻器IU及開_ SW1之一端，而輸入端子則以開關 SW5為中介在節點N2連接至電阻器R2及開關讓之另一端0 15 200423534 玫、發明說明又，電阻nR3之一端連接至偏壓端子化，而電阻哭 R4之—端則連接至差動放大器0P1之輸出。然後，電阻 5 10 15 及電_R3除了在節點R3連接外，並連接至差動放大益OIM之正向輸入端子，電阻器们及電阻器以除了 «點N4連接外，並連接至差動放大器〇ρι之倒向輸入鳊子又，差動放大器OP1之輸出輪入至電阻器4、開關則及差動電壓放大電路部輸人端子〇τι。差動電慶放大電路部輸出端子0T1係連接至電池剩餘量演算部（圖中未 =)，而該電池剩餘量演算部依差動電麼放大電路部…則定結果，算出電池剩餘量。電[保持^ 2之電容器ci之-端為接地電堡Vss，另一端（節點5)則連接至開關SW2及電阻器似。減法電路部3具有輸入差動放大器〇p2之輸出之電阻器$，而電阻器R5及電阻器R6在節點N6連接，而節點N6則連接至差動放大器OP2之倒向輸入端子。另一方面，偏壓輸入端子vo以電阻器R7為中介連接至差動放大器〇p2之正向輸入端子。« SW3係將減法電路部3之輸出及偏壓輸入端子vo連接為可切換，並連接至偏壓端子vr。此外，由減法電路部3及開關SW3構成用以設定差動放大器OP1之輸入電壓之偏壓點之偏壓設定部。方、輸入端子INI、IN2施加輸入電壓VIN1、VIN2，而於偏愿輸人端子VQ施加偏M⑽。又，分賴輸入路徑間短路時之差動放大器0P1之輪出定義為輸出電塵 νουτι ’將差動電麼放大時之差動放Α|| 〇ρι之輸出定義 16 20 200423534 玖、發明說明為輸出電壓VOUT1A，將差動放大器OP2之輸出定義為輸出電壓VOUT2，將差動放大器OP1、OP2之輸入補償電壓分別定義為VOFF1、VOFF2。

接著，說明輸入路徑間短路時之動作。於進行差動電 5 壓之放大動作前，先進行將差動放大器OP1之輸入補償電壓VOFF1保持於電壓保持部2之動作。於輸入路徑間短路時，開關SW1、SW2呈導通狀態，開關SW4、SW5呈非導通狀態。且，開關SW3將偏壓端子VR及偏壓輸入端子 VO連接。 10 於開關SW1為連接狀態時，將施加於節點Nl、N2之電壓定義為短路電壓VINR。且，於偏壓端子VR施加偏壓 V01。此時，於節點N3施加電阻器Rl、R3之分壓電壓，若該電壓值以節點N1為基準時，便以（第1式）表示。 (VOl —VINR) X RR1/ (RR1 + RR3)…（第 1 式） 15 同樣地於節點4施加電阻器R2、R4之分壓電壓，若

該電壓值以節點N2為基準時，便以（第2式）表示。 (VOUT1 —VINR) X RR2/ (RR2 + RR4)…（第 2 式 ) 由於差動放大器OP1之倒向輸入端子與正向輸入端子 20 為相同電壓，故若考慮輸入補償電壓VOFF1時，（第3式 )便成立。 (VOl-VINR) X RR1/ (RR1 + RR3) +V0FF1=( VOUT1 — VINR) X RR2/ (RR2 + RR4)…（第 3 式）利用RR1 = RR2、RR3 = RR4之關係，整理（第3式） 17 200423534 玖、發明說明，便獲得（第4式）。 V0UT1 = V01+ ( 1 + RR4/RR2) X VOFF1…（第 4 式 ) 在此，定義放大率AV=RR4/RR2，若考慮AV大於1 5 時，輸入路徑間短路時之差動放器OP1之輸出電壓VOU1 便以（第5式）表示。 VOUT1 二 V01 +AVx VOFF1···(第 5 式）

再者，由於開關SW2為導通狀態，故電容器C1充電至輸出電壓VOUT1之電壓。因而即使開關SW2為非連接 10 狀態，仍可保持其電壓。其次，說明差動電壓放大時之動作。於差動電壓放大時，開關SW1、SW2呈非導通狀態，開關SW4、SW5則呈導通狀態。且開關SW3將偏壓端子VR與減法電路部3 之輸出連接。 15 於節點N5保持有以（第5式）求得之電壓VOUT1。

此時，於節點6施加電阻器R5、R6之分壓電壓，且該電壓值以（第6式）表示。 (VOUT2 - VOUT1 ) X RR6/ ( RR5 + RR6 ) + VOUT1…（第6式） 20 由於於差動放大器OP2之正向輸入端子施加偏壓V01 ，故若考慮差動放大器OP2之輸入補償電壓VOFF2時，（第7式）便成立。 V01 + V0FF2- ( VOUT2-VOUT1 ) x RR6/ ( RR5 + RR6) + VOUT1···(第 7 式） 18 200423534 玖、發明說明由於RR5二RR6，故整理（第7式），便獲得（第8式 )° VOUT2二 2V01 —VOUTl + 2x VOFF2·..(第 8 式）將（第5式）代入（第8式）之VOUT1，便獲得（第 5 9式）

VOUT2 = VOl —AVx VOFFl + 2x VOFF2··.(第 9 式）由於開關SW4、SW5為導通狀態，故於節點Nl、N2 分別施加輸入電壓VIN1、VIN2。並於偏壓端子VR施加差動放大器OP2之輸出電壓VOUT2。因此，差動放大器 10 OP1之差動電壓放大時之輸出電壓VOUT1A係與（第3式 )同樣地求得，如（第10式）。 (VOUT2 —VIN1) X RR1/ (RR1 + RR3) +VOFF1 + VIN1 = ( VOUT1A - VIN2 ) x RR2/ ( RR2 + RR4 ) + VIN2···(第 10 式） 15 利用RR1 = RR2、RR3 = RR4之關係，整理（第3式）

，且利用放大率AV，便獲得（第11式）。 VOUT1 A= VOUT2 + AVx ( VIN1-VIN2) + ( AV+ 1 )x VOFF1···(第 11 式）由於在（第11式）中，放大率AV > 1，故可將（ 20 AV+1 )視為AV。又，將（第9式）代入（第11式）之 VOUT2，便獲得（第12式）。 VOUT1A 二 VOl + AV X ( VIN1 — VIN2 ) + 2 x VOFF2…（第 12 式）。因此，自（第12式）可知可排除因放大率AV而增加 19 200423534 玖、發明說明 AV倍之差動放大器OP1之輸入補償電壓VOFF1之影響。在此，由於差動放大器OP2之輸入補償電壓VOFF2並未乘以放大率AV (AV使用100等值時），而使輸入補償電壓 VOFF2之項（2x VOFF2)之影響較其他項小，故可將之 5 忽視，因此，便獲得（第13式）。 VOUT1A-VOl + AVx ( VIN1 — VIN2 )…（第 13 式 )

因此，以（第13式）求得之差動放大器OP1之差動電壓放大時之輸出電壓VOUT1A經由差動電壓放大電路部 10 輸出端子OT1輸出。即’具有經施加於偏壓輸入端子VO 施加之偏壓V01調整之偏壓點，而不受輸入補償電壓 VOFF1之影響，而可將依放大率AV倍增之輸入電壓VIN1 、VIN2之電壓差之輸出電壓VOUT1A輸出。

藉此，可抵消差動放大器OP1之輸入補償電壓值 15 VOFF1。因此，藉輸入補償電壓依AV倍增，在差動電壓放大電路中不致使可差動放大之可輸入電壓範圍縮小，而可防止測定精確度之下降。又，藉此，當差動放大器OP1之輸入補償電壓VOFF1 隨溫度變動時，亦可隨該變動抵消輸入補償電壓VOFF1。 20 因此，相較於習知之修正計算之電壓值之測定方法，由於可進行精確度提高之電壓測定，而可進行更正確之電池剩餘量測定。且，藉此，相較於習知技藝，每次測定差動電壓時，便不須以MPU進行去除輸入補償電壓VOFF1之影響之修 20 200423534 玖、發明說明正計算。因此，可使控制簡單化，且使伴隨差動電壓測定之電流㈣降低。再者，由於不須將輸人補償電壓v〇ffi 記憶於MPU，故不須在高精確度之敎環境下算出輸入補领電I ’亚將之記憶;MPU。0此，可使測試裝置簡單化，且使測試低價化。

在此，在差動電㈣大時之動作期間，可以規定之週期進行輸入路徑間之短路動作。即，可定期地更新保持於電容器ci之差動放大器0P1之輸出電壓ν〇υτι。藉此，可定期地更新輸入補償電壓v〇FF1，而可隨溫 10度等造成之經時變化之補償之變動，抵消輸入補償電壓 VOFF1。因此，相較於藉習知修正計算求得之電壓值，可測定精確度更高之電壓值。此外，在輸入路徑短路時，藉開關SW4、SW5呈非導通狀態，不但可自外部電路切斷差動電壓放大電路部卜 15 且可進行輸入補償電壓VOFF1之測量。

接著，利用第2圖，說明第2實施形態。第2圖之差動電壓放大電路部除了具有第！實施形態之差動電壓放大電路部1外，尚具有緩衝放大器BA1，該緩衝放大器bai 係連接於電堡保持部2之電容器C1與減法電路部3之電 2〇阻器6之間。在此，由於輸入路徑間之短路時及差動電壓放大％之動作與第丨實施形態相同，故省略詳細說明。在差動電壓放大時，保持於電容器C1之輸出電壓 VOUT1經由緩衝放大器BA1輸入至減法電路部3。在減法電路部3中，經由電阻器R5、R6流入之電流係由緩衝放 21 200423534 玖、發明說明大器BA1所供給，而不是由電容器C1供給。因此，電容器C1之保持電壓可維持一定值。

另一方面，當不具有緩衝放大器BA1時，差動電壓放大時之動作期間，進行自電容器C1放電至電阻器R6。此 5 時，由於電容器C1之保持電壓降低，而於差動放大器 OP2之輸出產生誤差，故無法獲得高精確度之輸出電壓 VOUT1A。且為避免前述問題，當使電容器C1之容量增大時，則發生電容器C1之電路佔有面積增加等問題。因此，藉具有緩衝放大器BA1，不論電壓保持部2之 10 電容器C1容量之大小，皆可將電壓保持部2之保持電壓保持一定。因此，可獲得更高精確度之輸出電壓VOUT1A 。且，由於可使電壓保持部2之電容器C1之容量縮小，故可減少電容器C1之電路佔有面積。

其次，利用第3圖說明第3實施形態。第3圖之差動 15 電壓放大電路部1C除了具有第2實施形態之差動電壓放大電路部1B外，尚具有緩衝放大器BA2，該緩衝放大器 BA2係連接於開關SW3與偏壓端子VR之間。又，偏壓輸入端子VO連接有電阻器R8、R9，且供給至偏壓輸入端子 VO之偏壓V01為電阻器R8、R9之分壓。在此，由於差 20 動電壓放大電路部1C之動作與第1實施形態相同，故省略詳細說明。於輸入路徑短路時，偏壓V01經由緩衝放大器BA2 及偏壓端子VR施加至電阻器R3。因此，經由電阻器R1 、R3流入之電流係由緩衝放大器BA2所供給。因此，偏 22 200423534 玖、發明說明壓V 01可維持一定值。另一方面，若不具有緩衝放大器BA2時，因流至電阻器R1及R3之電流使為分壓電壓之偏壓V01產生變化。結果產生無法獲得高精確度之輸出電壓VOUT1A之問題。 5 因此，藉具有緩衝放大器BA2，流至電阻器R1及R3

之電流不致流至偏壓輸入端子VO。是故，不致使偏壓 V01變化，藉此，可獲得高精確度之差動電壓測定結果。且，可使外部補償電壓V01為自電阻分壓之分壓點產生之電路結構，而可隨意地設定外部補償電壓V01之產生方法 10 。

接著，利用第4圖說明第4實施形態。第4圖之差動電壓放大電路部1D除了具有第3實施形態之差動電壓放大電路部1C外，尚具有開關SW6，該開關SW6係連接於偏壓輸入端子VO與電阻器R7之間。在此，由於差動電壓 15 放大電路部1D之動作與第1實施形態之差動電壓放大電路部相同，故省略詳細說明。於輸入路徑間短路時，開關SW6呈非導通狀態，而偏壓V01經由開關SW3施加至緩衝放大器BA2之正向輸入端子。而於差動電壓放大時，由於開關SW6呈導通狀態， 20 且開關SW3將緩衝放大器BA2之正向輸入端子與減法電路部3之輸出連接，故偏壓V01經由開關SW6施加至差動放大器OP2之正向輸入端子。另一方面，若不具有開關S W 6時，於輸入路徑間短路時，偏壓V01施加至緩衝放大器BA2與差動放大器OP2 23 200423534 玖、發明說明兩者，而於差動電壓放大時，偏壓V01則僅施加至差動放大器OP2，因而在短路時與差動電壓放大時連接於偏壓輸入端子VO之端子數不同，而使輸入輸出之電流量不同。因此，偏壓V01產生變化，而發生無法獲得高精確度之輸 5 出電壓VOUT1A之問題。

因此，藉具有開關SW6,於輸入路徑間短路時，偏壓 V01僅供給至緩衝放大器OP2，而於差動電壓放大時，偏壓V01僅供給至差動放大器OP2，而使短路時與放大時連接端子數一致，藉此，可使輸入輸出之電流之差縮小。因 10 此，可控制偏壓V01之變動，而可獲得高確度之輸出電壓 VOUT1A。又，可使外部補償電壓V01為自電阻分壓之分壓點產生之電路結構，而可隨意地設定外部補償電壓V01 之產生方法。

此外，自緩衝放大器BA1至電阻器6之路徑可具有於 15 輸入路徑間短路時呈導通狀態，於差動電壓放大時則呈非導通狀態之開關SW7。藉此，在輸入路徑間短路時，可防止自開關SW6至差動放大器OP2之正向輸入端子之路徑呈浮動狀態。接著，利用第5圖說明第5實施形態。第5圖之差動 20 電壓放大電路部1E除了具有第4實施形態之差動電壓放大電路部1D外，尚具有緩衝放大器BA3及緩衝放大器 BA4，該緩衝放大器BA3係連接於輸入端子IN1與電阻器 R1間，該緩衝放大器BA4則係連接於輸入端子IN2與電阻器R2之間。又，節點N1經由開關SW1連接於接地電 24 200423534 玖、發明說明壓Vss，而節點N2經由開關SW8連接於接地電壓Vss。在此，由於差動電壓放大電路部1E之動作與第1實施形態之差動電壓放大電路部相同，故省略詳細說明。

於輸入路徑短路時開關SW4、SW5及SW6呈非導通 5 狀態，而開關SW1、SW2及SW8則呈導通狀態。且，開關SW3將偏壓端子VR與偏壓輸入端子VO連接。此時，因開關SW1及SWO之導通，電阻器Rl、R2以缓衝放大器BA3、BA4為中介連接於接地電壓Vss。

於差動電壓放大時開關SW4、SW5及SW6呈導通狀 10 態，而開關SW1、SW2及SW8則呈非導通狀態。又，開關SW3將緩衝放大器BA2之正向輸入端子與減法電路部3 之輸出連接。此時，由於流經電阻器Rl、R2之電流係由緩衝放大器BA3、BA4所供給，故輸入電壓VIN1、VIN1 可維持一定值。另一方面，若不具有緩衝放器BA3、BA4 15 時，當電流流至電阻器R1或R2時，輸入電壓VIN1、 VIN2便發生變化。結果，發生無法獲得高精確度之輸出電壓VOUT1之問題。因此，藉具有缓衝放大器BA3、BA4 ，可獲得高精確度之差動電壓測定之結果。接著，利用第6圖，說明第6實施形態。第6圖係顯 20 示具有本發明差動電壓放大電路部1之二次電池充電器6 之電路圖。二次電池充電器6除了具有差動電壓放大電路部1、輸入端子IN1及IN2、偏壓輸入端子VO、差動電壓放大電路部輸出端子OT1、感測電阻102外，尚具有充電電路5、端子P1至P4。在此，由於差動電壓放大電路部1 25 200423534 玖、發明說明之動作與第1實施形態相同，故省略詳細說明。具有二池電池BT1之電池包7以端子PI、P2為中介連接於二次電池充電器6。又，端子P3、P4連接AC轉換器等之電源（圖中未示）。因而，以二次電池充電器6將電 5 池7充電，而可藉差動電壓放大電路部1獲得充電時之差動電壓測定之結果。藉此，由於可藉差動電壓放大電路部1獲得高精確度之差動電壓測定之結果，故二池電池充電器6可測定高精確度之充放電電流。是故，可進行更正確之電池剩餘量之 10 測定。另，本發明並不限於前述實施形態，只要在不超出本發明旨趣之範圍内可進行各種改良及變形自是無須贅言的。本發明之使用範圍不限於二次電池包、二次電池充電器 ’可用於需測定微小電壓之機器自是無須贅言的。 15 產業上可利用性由以上說明可知，依本發明，可提供一種差動電壓放大電路’其係藉抵消差動放大器之輸入補償電壓，可防止可輸入電壓範圍縮小，而不須藉Mpu進行修正計算，且減少溫度變化造成之影響，而可檢測出高精確度之差動電壓 20 者。【圖式簡單說明】第1圖係第1實施形態之電路圖。第2圖係第2實施形態之電路圖。第3圖係第3實施形態之電路圖。 26 200423534 玖、發明說明第4圖係第4實施形態之電路圖。第5圖係第5實施形態之電路圖。第6圖係第6實施形態之電路圖。第7圖係習知技藝之電路圖。【圖式之主要元件代表符號表】 1...差動電壓放大電路部 108...電流檢測電路 1B...差動電壓放大電路部 109...剩餘容量演算電路 1C...差動電壓放大電路部 110...開關控制電路 1D...差動電壓放大電路部 111...二池電池端子 1E...差動電壓放大電路部 112...二次電池端子 2...電壓保持部 C1...電容器 3...減法電路部 IN1…輸入端子 5...充電電路 IN2…輸入端子 6...二次電池充電器 VO...偏壓輸入端子 7...電池包 VR...偏壓端子 101...二次電池 OT1...差動電壓放大電路部輸出端 102...感測電阻子 103...開關 OP1...差動放大器 104...差動電壓放大電路 OP2...差動放大器 105...微控制器 R1...電阻器 107...A/D轉換器 R2...電阻器 27 200423534 玖、發明說明 R3...電阻器 R4...電阻器 R5...電阻器 R6...電阻器 R7...電阻器 R8...電阻器 R9...電阻器 SW1...開關 SW2…開關 SW3…開關 SW4…開關 SW5…開關 SW6…開關 N1···節點 N2...節點 N3...節點 N4...節點 N5...節點 N6…節點

Vss...接地電壓 BA1...緩衝放大器 BA2…緩衝放大器 BA3…緩衝放大器 BA4...緩衝放大器 P1…端子 P2…端子 P3...端子 P4...端子 BT1...二次電池

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Claims

200423534 拾、申請專利範圍 1 ·種差動電壓放大電路，係具有第1差動放大器者，其更具有：一第1開關部，係使第丨輸入端子至第丨差動放大器之第丨輸入路徑及第2輸入端子至第丨差動放大器之第2輸入路徑之輸入路徑間短路者； 10 -電壓保持部’係於輸入路徑間短路時，保持自前述糾差動放大器輸出之短路輸出電壓者； —第2開關部’係於㈣短路輸出電^際，連接前述第！差動放大器之輸出端子與前述電壓保持部者； —減法電路部’係減去保持於前述電壓保持部之短路輸出電壓與第1基準電壓者；及

15 -第3開關部，係於輸入路徑間短路時，將前述第i基準電壓供給至用以設定前述第1差動放大器之輪入電壓之偏壓點的偏壓端子’而於差動電㈣大時，以前述減法電路部之輸出作為第2基準電壓而將之供給至前述偏麼端子者。 2·如申請專利範圍第1項之差動電麼放大電路，1更且有

第1電阻第2電阻器器 20 ，係連接於前述第丨輸入端子者，· ，係連接於前述第2輸入端子者，· ，係連接於前述偏壓端子者；及 ’係連接於前述第1差動放A|§之輸出端子一第3電阻器一第4電阻器者；大？阻器與第3電阻器之連接點係連接至前述第益之正向輸入端子，前述第2電阻器與前述第 29 200423534 、申請專利範圍 4電阻器之連接點係連接至前述第丨差動放大器之甸入端子； ^輸且前述第1電阻器與前述第2電阻器之電阻值相 &、楚q ; 、則述弟黾阻器與前述第4電阻器之電阻相等。 3:如申請專利_ 1項之差_放大電路，其中減法電路部具有：，，一第2差動放大器； y第5電阻器，係連接於前述第2差動放大器之輸出端子，及 ίο 15 20 ❿ 第6电阻裔，係連接於前述電壓保持部者；而前述第5電阻器與第6雷阳哭、+& 弟6電阻為之連接點係連接至前述第 ^動放大器之倒向輸入端子，前述第1基準電愿係連接至：述第2差動放大器之正向輸入端子，· 且前述第5電阻器與前述第6電阻器之電阻值相等。 4·如申請專利範圍第丨項至壓放大電路，1中前辻、、4-項之差動電传……述弟1差動放大器之輸入路徑之短路係依規疋之週期進行。二申，範圍第1項至第3項中至少任一項之差動電 I方大屯路，其中前述電壓伴捭、。 i保持邛係具有電容器而構成者 6·如申請專利範圍帛lj：| 壓放大電路，A中前、十… 、”任-項之差動電八述乐1輪入路徑中前述第j浐入浐早至前述第1開關部之路徑或前述第”广川一子輸入端子至前述第"她"瑪入路徑中前述第2 汗㈠之路彳m者具有輸入開關 30 200423534 fe、申請專利範圍 *月11述輸入開關部於差動電麼放大時呈連接狀態，而於輸入路徑短路時則呈非連接狀態。 L如申請專利範圍第2項之差動㈣放大電路，其中前述第3開關部至前述第3電阻器之路徑具有第】緩衝放大器 D 〇 &如申請專利範圍第2項之差動電壓放大電路，其中於前述第1輸入端子至前述第i電阻器之路徑具有第2缓衝放 j器，於前述第2輸入端子至前述第2電阻器之路徑具有第3緩衝放大器。 1〇 9·如申請專利範圍第3項之差動電壓放大電路，其中於前述電壓保持部至前述第6電阻器之路徑具有第4缓衝放大器。 10·如申請專利範圍第7項之差動電壓放大電路，其中於前 u述第1基準電壓輸入至前述第2差動放大器之正向輸入端子之路徑具有第4開關部，所述第4開關部於差動電壓放大時呈連接狀態，而於輸入路徑短路時則呈非連接狀態。 11 · 一種二次電池包，係具有：感測部，係用以檢測出充放電電流者；及 20 _請專利範圍第丨項至第1G項中至少任―項之差動電壓放大電路，而前述差動電壓放大器隨充放電電流，放大自前述感測部輪出之差動電壓。 12·—種二次電池充電器，係具有： 31 ^U423534 拾、申請專利範圍 ~感測部，係用以檢測出充放電流者；及申請專利範圍第1項至第ίο項中至少一項之差動電壓放大電路，而前述差動電壓放大器隨充放電電流，放大自前述感測部 5 輪出之差動電壓。 13· —種差動電壓放大電路，係具有差動放大器者；其更具有：一電壓保持部，係保持於至前述差動放大器之2條輸入路 ^間短路時’自前述差動放大器輸出之短路輸出電壓· 10及，偏壓e又疋部，係用以設定前述差動放大器之輸入電壓之偏壓點者，而前述偏壓設定部係於輸入路徑間短路時，設定第丨基準 u電壓，而於差動電壓放大時，設定保持於前述電壓保持部 15 之短路輸出電壓與前述第1基準電壓之差分電壓。