JP2002243771A - 電池電圧検出回路 - Google Patents
電池電圧検出回路Info
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Abstract
検出を高精度で行いマイコンの電源電圧を下げることを
可能にしシステムとしての消費電流充の低減をはかる。 【解決手段】 スマートバッテリ電池電圧回路におい
て、本発明は電池電圧の読み取りに必要のない2V以下
の電源回路を別に用意し電池電圧から該電源回路電圧を
減算してアナログ端子に出力する回路方式に変更し、該
電源回路電圧およびオフセット電圧を同一差動増幅回路
を用いて出力することで演算により高精度で電池電圧を
検出できる様にした。
Description
ーパックにおいて、電圧や充放電電流などのバッテリー
状態監視が要求される回路と該バッテリー状態監視回路
とバッテリー装置外への外部接続端子とスイッチ素子と
二次電池とセンス抵抗とを含むバッテリー装置に関す
る。
に回路ブロック図で示すような回路が知られていた。こ
のような回路において、二次電池301,302の各電
池電圧を検出し、マイコンのアナログ−デジタル変換入
力端子に対し端子311にアナログ信号として出力す
る。二次電池301,302に接続された端子311,
312,313に印加された電圧をスイッチ回路303
により信号線309,310に切り替え、差動増幅回路
314の入力とする。その際の差動増幅回路314は、
309,310間の電位差をアナログ出力端子300の
電位とGND電位との電位差に変換し、アナログ出力端子
300にアナログ信号として出力する。スイッチ316
とスイッチ317をONし、スイッチ回路303のその他
のスイッチをOFFし、差動増幅回路315の入力信号3
09,310に電池301の負端子電圧を印加する。そ
の際のアナログ出力端子300には、二次電池301測
定時における差動増幅回路314自身のオフセット電圧
とオフセット調整用電圧源315の電圧を加算した電圧
Aが出力されることになる。次にスイッチ316,31
8をONし、スイッチ回路303のその他のスイッチをOF
Fすることで、差動増幅回路314には電池301の両
端電圧が入力される。その際のアナログ出力端子300
には、電池301電圧と差動増幅回路314自身のオフ
セット電圧、およびオフセット調整用電圧源315の電
圧を加算した電圧Bが出力されることになる。電池電圧
を高精度で検出するために、誤差成分であるオフセット
電圧Aを出力し、次にオフセット電圧を含んだ電池電圧B
を出力する。出力されたアナログ信号である電圧値をマ
イコンによりアナログ−デジタル変換した後、電圧B−
電圧Aをマイコンにて演算する。この演算により差動増
幅器自身のオフセットによる誤差成分を含まない二次電
池301の電池電圧を検出することが出来る。
ONし、スイッチ回路303のその他のスイッチをOFFす
ることで、差動増幅回路314の入力信号309,31
0には電池302の負端子電圧を印加される。その際の
アナログ出力端子300には、二次電池302測定時の
差動増幅回路314自身のオフセット電圧とオフセット
調整電圧源315の電圧を加算した電圧Cが出力される
ことになる。次にスイッチ319,320をONし、その
他のスイッチをOFFすることで、差動増幅回路314に
は電池302の両端電圧が入力される。その際のアナロ
グ出力端子300には、電池302電圧と差動増幅回路
314自身のオフセット電圧、およびオフセット調整電
圧源315の電圧を加算した電圧Dが出力されることに
なる。そして電圧D−電圧Cを演算する。この演算により
差動増幅器自身のオフセットによる誤差成分を含まない
二次電池302の電池電圧を検出することが出来る。ま
た、図4に示すようにスイッチを増やし、電池の接続を
そのスイッチにより切り替えることで、直列に接続され
たN個の二次電池の電圧を、一つの作動増幅回路314
で検出することが可能となる。
ムイオン二次電池の場合、使用電圧範囲は2Vから5V程
度であるため差動増幅回路314の増幅率が1倍であっ
た場合、電池電圧出力にはオフセット電圧を含んだ電圧
値が出力されるため、アナログ出力端子300には最大
で5V以上の電圧が出力されることとなる。そのため5V
電源のマイコンで読み取りが不可能な場合が存在するこ
ととなる。現状では電池電圧が高い場合でも、差動増幅
回路314の増幅率を1倍以下に設定し、マイコンで読
み取り可能な範囲まで出力電圧を低下させて端子300
に出力していた。この場合、マイコンで読み取った電圧
値を演算により元の電圧値に戻すため、マイコンでのア
ナログ−デジタル変換時の量子化誤差も差動増幅回路の
増幅率分の1倍されてしまい、電池電圧の読み取り誤差
が大きくなるという問題が存在した。
に、本発明はオフセット調整用電源を別に用意し、測定
した電池電圧からオフセット調整用電圧を減算してアナ
ログ端子に出力する様にした。電池電圧を測定する際
に、読み取りに必要のない一定電圧以下の電圧を電池電
圧から減算を行うことで、出力されるアナログ信号電圧
を低くすることが可能となる。それにより、読み取り側
のマイコンの電圧を低くすることが可能となり、マイコ
ンの消費電流を低く抑えることが可能となる。また、電
池電圧,オフセット調整電圧および差動増幅器自身のオ
フセット電圧を同一の差動増幅器を用い出力すること
で、マイコンでの演算により誤差成分である差動増幅器
自身のオフセット電圧を取り除くことが可能となり、電
池電圧を高精度で検出できる様にした。
出回路においては、差動増幅器の増幅率を1倍に設定し
ても、電池電圧検出に必要のない2V以下の電圧をオフ
セット調整用電圧として、入力された電池電圧から減算
してマイコンに出力するため、5Vの電池をモニタした
場合でもアナログ出力端子電圧は3V程度となる。この
ように出力電圧が低くなるためマイコンの電源電圧を下
げても検出することが可能となり、マイコンの消費電流
を低く抑えることが可能となる。また、差動増幅回路の
増幅率は1倍であるためアナログ−デジタル変換時の量
子化誤差が大きくなることもない。
明する。図1は、本発明を含む電池電圧検出回路の回路
ブロック図である。
に基づいて説明する。直列に接続された二次電池10
1,102の負端子を112端子に、正端子を114端
子に、電池の中点を113端子にそれぞれ接続する。そ
してスイッチ回路103に内臓されるスイッチ121か
ら125までの各スイッチのON,OFFを切り替える
ことで、差動増幅回路115の入力110,111に各
二次電池101,102の負端子電圧、両端電圧を印加
できるように接続する。また、作動増幅回路の加算端子
に接続される信号線112には、スイッチ119,12
0によりGND電位またはオフセット調整用電源118の
電圧を切り替えて入力できるように接続する。そして作
動増幅回路の減算端子に接続される信号線113には、
スイッチ121,122により、GND電位またはオフセ
ット調整用電源118の電圧を切り替えて入力できるよ
うに接続する。また、図2に示すように測定する二次電
池203と電池接続端子214を増やすことでN個の電
池を接続できる。
づいて説明する。スイッチ123とスイッチ124をON
し、スイッチ回路103のその他のスイッチをOFFする
ことで、差動増幅回路117の入力信号110,111
に電池101の負端子電圧が印加される。また、スイッ
チ119,121をONし、スイッチ120,122をOF
Fすることでアナログ出力端子100には、二次電池1
01測定時における差動増幅回路117自身のオフセッ
ト電圧Eが出力されることになる。次にその状態からス
イッチ119をOFFし、スイッチ120をONすることで
差動増幅回路117の加算端子にオフセット調整用電圧
源118の電圧が印加される。その際、アナログ出力端
子100には差動増幅回路117自身のオフセット電圧
とオフセット調整電圧源118の電圧を加算した電圧F
が出力されることになる。その後、スイッチ回路103
内のスイッチ123,126をONし、その他のスイッチ
をOFFすることで差動増幅回路117には電池101の
両端電圧が入力される。さらにスイッチ119,122
をONし、スイッチ120,121をOFFすることで、ア
ナログ出力端子100には、電池101電圧とオフセッ
ト調整電圧源118との電位差に、差動増幅回路117
自身のオフセット電圧Eを含んだ電圧Gが出力される。電
池電圧を高精度で検出するために、まず誤差成分である
オフセット電圧Eを出力する。次にオフセット調整用電
圧源にオフセット電圧Eを含んだオフセット調整電圧Fを
出力する。その後電池101電圧とオフセット調整用電
圧源118の電位差にオフセット電圧Eを含んだ電池測
定電圧Gを出力する。これら電圧E,F,Gをマイコンでア
ナログ−デジタル変換した後、電圧G+電圧F−(電圧E
×2)を演算することで、二次電池101の電池電圧を
高精度で検出することが出来る。二次電池102につい
ても同様にスイッチ制御を行うことで二次電池102の
電池電圧を高精度で検出することが出来る。そして、こ
の測定の際に、従来の方式ではアナログ出力端子に電池
電圧にオフセット調整用電圧を加算した値が出力されて
いたが、本方式にすることでアナログ出力端子には電池
電圧からオフセット調整用電圧を減算した値が出力され
る。そのためアナログ出力端子の最大電圧を電池電圧以
下に抑えることが可能となる。それにより読み取り側の
マイコンの電源電圧も低く抑えることが可能となりマイ
コンの消費電流を低減することが可能となる。また、図
2に示すようにスイッチを増やし電池の接続をスイッチ
により切り替えることで、直列に接続されたN個の二次
電池の電圧を一つの作動増幅回路117で検出すること
が可能となる。
の電源電圧を下げることが可能となり、従来の電池電圧
検出回路に比較し低消費化が可能になる。また、差動増
幅回路の増幅率が1倍に出来るためアナログ−デジタル
変化時の量子化誤差の増加を押さえるという効果があ
る。
した説明図である。
ブロック図である。
た説明図である。
ロック図である。
幅率調整用抵抗素子 109・・・オペアンプ 110,111,112,113・・・信号線 114,115,116・・・電池接続端子 117・・・差動増幅回路 118・・・オフセット調整電圧源 119,120,121,122・・・オフセット切り
替えスイッチ素子 123、124,125,126,127・・・電池接
続切り替えスイッチ素子 200・・・アナログ出力端子 201,202,203・・・二次電池 204・・・スイッチ回路 205・・・オフセット調整電圧源 206,207・・・信号線 208,209,210,211・・・オフセット切り
替えスイッチ素子 212,213,214,215・・・電池接続端子 300・・・アナログ出力端子 301,302・・・二次電池 303・・・スイッチ回路 304,305,306,307・・・差動増幅率調整
用抵抗素子 308・・・オペアンプ 309,310・・・信号線 311,312,313・・・電池接続端子 314・・・差動増幅回路 315・・・オフセット調整電圧源 316,317,318,319,320・・・電池接
続切り替えスイッチ素子 400・・・アナログ出力端子 401,402,403・・・二次電池 404・・・スイッチ回路 405・・・オフセット調整電圧源 406,407・・・信号線 408,409,410,411・・・電池接続端子
Claims (2)
- 【請求項1】 充放電可能な二次電池電圧を検出する回
路において、複数の電池をスイッチにより切り替えを行
い、各電池電圧の測定する際に同一の差動増幅器を用
い、オフセット調整用に用意した電源電圧値、差動増幅
器自身のオフセット電圧値、および差動増幅器に入力さ
れた電池電圧からオフセット調整用電圧源電圧を減算し
た電圧値の3状態の出力を切りかえる為のスイッチを有
し、出力された電圧値をアナログ信号としてマイコンに
出力し、その電圧値をマイコンにより演算することで電
池電圧を高精度で検出することを特徴とした回路。 - 【請求項2】 検出する二次電池において、検出する必
要のない一定電圧以下の電圧にオフセット調整用電圧を
設定することで、検出しようとする二次電池電圧からオ
フセット調整用電圧を減算することにより、本回路から
の出力電圧を低くすることが可能となり、その出力を読
み取るためのマイコンの電源電圧も低くすることが可能
となり、マイコンの消費電流を抑えることを特徴とした
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001039081A JP2002243771A (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 電池電圧検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001039081A JP2002243771A (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 電池電圧検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002243771A true JP2002243771A (ja) | 2002-08-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001039081A Withdrawn JP2002243771A (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 電池電圧検出回路 |
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- 2001-02-15 JP JP2001039081A patent/JP2002243771A/ja not_active Withdrawn
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