JPH02133038A

JPH02133038A - 電源システム

Info

Publication number: JPH02133038A
Application number: JP28616288A
Authority: JP
Inventors: Koji Sakuta; 浩司作田; Nobuharu Koshiba; 信晴小柴
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1990-05-22

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、携帯電子機器の電源およびパックアンプ電源
に関する電源システムである。

従来の技術近年、電子機器は小型・軽量化され、電源に電池を使用
することによって急速に携帯化かすすんでいる。しかし
、電源に電池を使用すると、電気容量が限られており一
次電池にあっては交換時期、二次電池にあっては充電時
期を予め知ることは重要なことであり、数多くのバッテ
リーチェック機能を備えた電源システムが提案されてい
る。

以下従来の電源システムについて説明する。

第６図は従来の電源システムの回路図を示すものである
。第７図と第８図はコイン型リチウム電池の特性の一例
を示すものである。第６図において、６１は電池、６２
は電池の端子電圧を分圧する分圧回路で、５２１ｋ　，
５２Ｃの抵抗器と、６２ｂの温度依存性抵抗器、例えば
サーミスタからなる。

６３は基準電圧発生器、例えばツェナーダイオードであ
る。６４は電圧比較器、例えばコンバレータでちゃ、分
圧回路６２の出力電圧を基準電圧発生器６３の基準電圧
と比較する。第７図は放電負荷と電池の端子電圧との関
係を示す特性曲線の一例であり、電池の種類，形状，サ
イズ，放電深さ等によりそれぞれ異なる。第８図は放電
負荷と電気容量との関係を示す特性曲線の一例であり、
電池の種類．形状，サイズ，放電終止電圧等によりそれ
ぞれ異なる。

以上のように構成された電源システムについて、以下そ
の勤作について説明する。

まず電池５１の端子電圧は、分圧回路６２によって分圧
され、次に基準電圧発生器６３の基準電圧と電圧比較器
６４によって比較され、基準電圧より高いか低いかを検
出する。第７図，第８図からわかるように、温度によっ
て電池６１の端子電圧および電気容量は変化するので、
分圧回路６２の出力電圧は、抵抗器５２２Ｌ　，６２Ｃ
と、温度依存性抵抗器５２ｂとにより、温度依存性を有
し、電池６１の温度特性を補正して電圧検出を行なうこ
とが可能となる。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記の従来の構成では、第７図，第８図か
らわかるように、放電負荷によって、電池の端子電圧お
よび電気容量が変化するので、放電負荷による変動を補
正できない。さらに電池の性能のばらつき、保存状態等
を考慮すると、比較的変化の小さい放電電圧を検出する
ことによって電池の寿命を判定する方法では、高い検出
精度は望めなく，寿命末期しか判定できないため、フテ
命判定後早急に電池交換、あるいは充電する必要があっ
た。電池を電源とする携帯電子機器では、屋外で使用す
る場合が多く、電池交換や充電をすぐにできない場合も
多々あり、そのような場合には、電池の寿命が尽きると
機器は全く機能を果さなくなるという課題を有していた
。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、寿命末期の
みを検出するのではなく、段階的ではあるが、残存容量
を検出できる、使い勝手のよい高信頼性のバッテリーチ
ェック機能を有した電源システムを提供することを目的
としている。

課題を解決するための手段この目的を達成するために本発明の電源システムは、充
電，放電時に端子電圧が段階的に変化する電池と、抵抗
器と温度依存性抵抗器からなる上記電池の端子電圧を分
圧する分圧回路と、上記分圧回路の出力電圧を検出する
電圧検出回路と、上記電圧検出回路の出力信号によって
表示素子を駆動する表示回路と、上記電池の放電電流を
一定電流に制御する定電流回路と、スイッチ回路とタイ
マー回路により上記各回路を一定時間のみ動作させる制
御回路よりなる構成を有している。

作用この構成によって、充電，放電時に段階的に変化する電
池の端子電圧を検出することにより、電池の残存容量を
段階的に検出することができる。

また抵抗器と温度依存性抵抗器とからなる分圧回路と、
放電電流を一定に制御する定電流回路とによって、温度
および放電負荷によって変化する電池の端子電圧および
電気容量を補正することができ、精度良く、電池の残存
容量を検出できる使い勝手のよい高信頼性のバッテリー
チェック機能を有した電源システムを提供することがで
きる。

実施例以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例における電源システムの
プロノク図を示すものであり、第２面，第３図は電池の
特性の一例を示すものである。第４図は第１図における
分圧回路と電圧検出回路と表示回路の回路図を示すもの
である。第６図は第１図における電流検出回路と定電流
回路の回賂図を示すものである。第１図において、１は
充電，放電時に端子電圧が段階的に変化する電池であり
、その一例としては正極の活物質に五酸化パナジウム（
ｖ２０５）、負慣の活物質にリチウムもしくはリチウム
アルミニウム合金で構成した直径が２０ｆｆｆｆ　，厚
さ２．６朋のボタン形リチウム二次電池であって、第２
図および第３図で示される特性を有する。２は分圧回路
で電池１の端子電圧を分圧する。

３は電圧検出回路で、それぞれ基準電圧の異なる３つの
電圧比較器によって溝成されており、分圧回路２の出力
電圧と基準電圧を比較する。４は表示回路で、電圧検出
回路３の出力信号により表示素子を駆動する。６は電流
検出回路で電池１の放電電流を検出し、電圧に変換する
。６は定電流回路で、電流検出回路６の信号により電池
１の放電電流を一定電流に制御する。７はスイッチで、
バッテリーチェック機能を作動させる信号を発生させる
。８はタイマー回路であり、バッテリーチェック機能を
一定時間作動させるためのタイマーである。９は制御回
路で、スイッチ投入後、各回路を電源に接続し、タイマ
ー回路８をスタートさせ、タイムアップすると各回路プ
ロソクを電源より切り離す。

第２図は電池１の放電特性の一例であり、０．２　５ｍ
Ａ定電流放電時の電池１の端子電圧の変化を示したもの
である。

第３図は電池１の充電特性の一例で、３．６ｖ定電圧充
電時（電流制限用に３００Ωの抵抗器を直列に接続）の
電池１の端子電圧の変化と充電電流の変化を示したもの
である。

第４図において、１は電池である。２は分圧回路で、抵
抗器２＆，２ｂ，２０と温度依存性抵抗器２ｄ、例えば
サーミスタやボジスタからなり、電池１の端子電圧を分
圧する。３は電圧検出回路で、基準電圧発生器３ａ、例
えばツェナダイオや定電圧ＩＣと抵抗器３ｃ，３ｄ，３
６と電圧比較器、例えばコンパレータ３ｆ，３ｇ，３ｈ
からなり、基準電圧発生器３ａの基準電圧を電池１の端
子電圧が第２図に示すｖ１，ｖ２，■，時の分圧回路２
の出力電圧と等しくなるように抵抗器３ｂ，３（ｊ，３
ｄ，３５１で分圧し、電圧比較器ａ　ｆ　＋　３ｇ　＋
３ｈで分圧回路２の出力電圧と比較することによって、
電圧検出回路３では３つの電圧比較器３ｆ，３ｇ，３ｈ
で電池１の端子電子電圧が、第２図に示すｖ，ｌｖ２１
ｖ！ｌ　が低いか高いかを検出する。

４は表示回路で、４　２Ｌ　，　４　ｂ　，　４　ｄ　
，　４　ｆ　ノノ＜　イアス用抵抗器と、４ｇ，４ｈ，
４ｉの電流制限用抵抗器と、４ｊ，４ｋ，４βのドライ
ブ用トランジスタと、４１１１．４ｎ，４０の表示素子
、例えばＩＩＣＤとからなシ、電圧検出回路３の出力信
号により表示素子４ｍは電池１の端子電圧が第２図に示
すＶ，より高い時に駆動され、表示素子４ｎは電池１の
端子電圧が第２図に示すｖ２よシ高い時に駆動され、表
示素子４０は電池１の端子電圧が第２図に示すＶ，より
も高い時に駆動される。

第５図において、１は電池であり、６は電流検出回路で
、抵抗器であり、電池１の放電電流を検出し電圧に変換
する。６は定電流回路であり、６２Ｌの基準電圧発生器
と６ｂの誤差増幅器（例えば演算増幅器）と６０および
６ｄのバイアス用抵抗器と６８の電流調整用トランジス
タとからなり、電流検出回路６で変換された電圧と基準
電圧発生器６ａの基準電圧とを誤差増幅器６ｂで比較し
てその差を増幅し、電流調整用トランジスタ６Ｃで放電
電流が一定になるように制御する。

以上のように構成されたバソテリーチェック機能を有し
た電源システムについて以下その動作を説明する。

まず第１図に卦いてスイッチ７を投入すると、制御回路
９によって各回路は電池１に接続され電源を供給される
ことによって作動し、タイマー回路８はカウントをスタ
ートする。次に電池１の端子電圧は分圧回路２によって
分圧されるが、第４図に示すように分圧回路２の出力電
圧は電池１の端子電圧と温度との関数となり、正特性あ
るいは負特性のサーミスタと抵抗器を組み合わせること
により温度特性を自由に設定することが可能であって、
電池１の温度特性を補正し、・電池１の端子電圧検出時
に温度による影響が排除され、また、第６図に示した定
電流回路で電池１の放電電流を一定電流（最大放電負荷
電流より大きい電流値に設定する。）に制御することに
よって電池１の端子電圧検出時に放電負荷変動による影
響が排除される。分圧回路２の出力電圧は、電圧検出回
路３の電圧比較器３ｆ，３ｇ，３ｈで基準電圧と比較さ
れ、電池１の端子電圧が第２図に示すｖ１＋ｖ２＋Ｖ，
より高いか低いかを検出し、表示回路４で表示される。

そして、タイマー回路８が設定された時間までカウント
アップすると、制御回路９に信号を出力し、制御回路９
は各回路への電源供給を停止し、バッテリーチェック機
能は動作を終了する。第２図に示すようにｔ１　　時点
では電池１の放電深さは約２５％であり、ｔ２　時点で
は約６０％であり、ｔ３時点では約８５％である。スイ
ッチ７を投入して、３つの表示素子すべてが駆動される
と電池１の放電深さは２５％未満であり、表示素子４藩
以外が駆動されると放電深さは２６％〜６０％であり、
表示素子４０だけが駆動されると放電深さは６０チ〜８
５チであシ、３つの表示素子すべてが駆動されない時は
放電深さが８６％をこえていることがわかり、電池１の
残存容量を４段階で表示することができる。

以上のように、放電時に端子電圧が段階的に変化する電
池と、抵抗器と温度依存性抵抗器からなる上記電池の端
子電圧を分圧する分圧回路と、上記分圧回路の出力電圧
をそれぞれ異なる基準電圧と比較する３つの電圧比較器
を備えた電圧検出回路と、上記電圧検出回路の出力電信
号によって表示素子を駆動する表示回路と、電池の放電
電流を一定電流に制御する定電流回路と、スイッチ回路
とタイマー回路により、上記各回路を一定時間のみ動作
させる制御回路とを設けることにより、抵抗器と温度依
存性抵抗器からなる分圧回路で電池の温度特性を補正し
、定電流回路で放電電流を一定電流に制御することで放
電負荷変動による影響を排除し、放電時に端子電圧が段
階的に変化する電池の端子電圧を電圧検出回路で検出す
ることによって、放電深さを段階的に精度良ぐ検出する
ことが可能となシ、電池の残存容量を４段階に表示する
ことができる。

なお、第３図においてｖ４，ｖ５，ｖ６の電圧を検出す
ることによって、ｔ，　，ｔ２，ｔ，　’ｊで充電電気
量をあらかじめ算出しておけば、充電インジケータにも
なる。

発明の効果以上のように本発明は、充電，放電時に端子電圧が段階
的に変化する電池と、抵抗器と温度依存性抵抗器からな
る上記電池の端子電圧を分圧する分圧回路と、上記分圧
回路の出力電圧を検出する電圧検出回路と、上記電圧検
出回路の出力信号によって表示素子を駆動する表示回路
と、上記電池の放電電流を一定電流に制御する定電流回
路と、スイッチ回路と、タイマー回路により上記各回路
を一定時間のみ動作させる制御回路とを設けることによ
り、電池の温度特性，放電負荷に影響されることなく電
池の残存容量を精度よく表示できるバッテリーチェック
機能を有した優れた電源システムを実現できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における電源システムの
ブロック図、第２図は電池の放電特性曲線図、第３図は
電池の充電特性曲線図、第４図は第１図における分圧回
路と電圧検出回路と表示回路の回路図、第５図は第１図
における電流検出回路と定電流回路の回路図、第６図は
従来の電源システムの回路図、第７図は放電負荷と電池
の端子電圧との関係を示す特性曲線図、第８図は放電負
荷と電気容量との関係を示す特性曲線図である。１・・・・・・電池、２・・・・・・分圧回路、３・・
・・・・電圧検出回路、４・・・・・・表示回路、６・
・・・・・定電流回路、７・・・・・・スイッチ、８・
・・・・・タイマー回路、９・・・・・・制御回路。代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名第１
図ｆ・−４：オ７へ−−ス４・ノラー第図敷覆暗閣篇 ■ だノ町Ｅ斉閣イー・−ｒ！ＩＩ３ｃ２ｄ』Ａ憐澗４鴛抗暮輻〜り者よ１７−

Claims

【特許請求の範囲】

充電、放電時に端子電圧が段階的に変化する電池と、抵
抗器と温度依存性抵抗器からなる上記電池の端子電圧を
分圧する分圧回路と、上記分圧回路の出力電圧を検出す
る電圧検出回路と、上記電圧検出回路の出力信号によっ
て表示素子を駆動する表示回路と、上記電池の放電電流
を一定電流に制御する定電流回路と、スイッチ回路とタ
イマー回路により上記各回路を一定時間のみ動作させる
制御回路とを備えた電源システム。