JP2002267697A - Voltage measuring circuit and voltage measuring method - Google Patents
Voltage measuring circuit and voltage measuring methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アナログ入力信号
の電圧をＡ／Ｄコンバータを用いて測定する電圧測定回
路、及び電圧測定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage measuring circuit and a voltage measuring method for measuring the voltage of an analog input signal using an A / D converter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、携帯電話等のように内部電源とし
て電池を使用する電池駆動システムが増加してきてい
る。従来の電池駆動システムの構成例を図４に示す。図
４に示す電池駆動システムは、電池１、マイクロコンピ
ュータ２、ＤＣ／ＤＣコンバータ９、その他の集積回路
１０、その他の電子部品１１で構成されている。電池１
からの供給電圧Ａは図５に示すように時間の経過ととも
に降下する。そこで該電池駆動システムにおいては、図
４に示すように、マイクロコンピュータ２には電池１か
らの電圧Ａを直接供給し、その他の集積回路１０とその
他の電子部品１１にはＤＣ／ＤＣコンバータ９を用いて
一定の電圧Ｂを供給することによって、動作するように
している。2. Description of the Related Art In recent years, a battery drive system using a battery as an internal power supply, such as a portable telephone, has been increasing. FIG. 4 shows a configuration example of a conventional battery drive system. The battery drive system shown in FIG. 4 includes a battery 1, a microcomputer 2, a DC / DC converter 9, other integrated circuits 10, and other electronic components 11. Battery 1
The supply voltage A from the power supply drops as time passes, as shown in FIG. Therefore, in the battery drive system, as shown in FIG. 4, a voltage A from the battery 1 is directly supplied to the microcomputer 2, and a DC / DC converter 9 is provided to the other integrated circuits 10 and other electronic components 11. The operation is performed by supplying a constant voltage B using the above.
【０００３】図６に、ＤＣ／ＤＣコンバータ９の構成例
を示す。図６に示すＤＣ／ＤＣコンバータ９は、得よう
とする出力電圧が入力電圧と比較して高いか低いかを検
出するためのブロック１２と、入力電圧を補正して出力
電圧を得るためのブロック１３とから構成されており、
図７に示すように、入力電圧の値に関係なく、常に一定
の電圧を出力することができる。FIG. 6 shows a configuration example of a DC / DC converter 9. The DC / DC converter 9 shown in FIG. 6 includes a block 12 for detecting whether an output voltage to be obtained is higher or lower than an input voltage, and a block for correcting an input voltage to obtain an output voltage. 13 and
As shown in FIG. 7, a constant voltage can always be output regardless of the value of the input voltage.
【０００４】このような電池駆動システムにおいて使用
者に電池の残量を教示するために、従来は、図８に示す
ように、アナログ入力信号である電池１からの供給電圧
ＡをＡ／Ｄコンバータ３を用いて測定していた。In order to teach a user of the remaining amount of the battery in such a battery driving system, conventionally, as shown in FIG. 8, a supply voltage A from the battery 1 which is an analog input signal is converted into an A / D converter. 3 was used for the measurement.
【０００５】図９は、図８に示す従来の電池駆動システ
ムにおける電圧測定回路の回路構成の一例であり、Ａ点
の電位Ａ（電池１からの供給電圧Ａ）を以下のようにし
て求めている。Ａ点の電位Ａを抵抗Ｒ１、Ｒ２で分圧し
たＣ点の電位ＣをＡ／Ｄコンバータ３がデジタル値８に
変換し、このデジタル値８に基いてマイクロコンピュー
タ２がＡ点の電位Ａを算出している。また、該電圧測定
回路が正常に動作するようＤＣ／ＤＣコンバータ９から
出力される一定の電圧ＢをＡ／Ｄコンバータ３の基準電
圧Ｖref+として使用している。FIG. 9 shows an example of a circuit configuration of a voltage measuring circuit in the conventional battery drive system shown in FIG. 8, and a potential A at a point A (supply voltage A from the battery 1) is obtained as follows. I have. The A / D converter 3 converts the potential C at the point A, which is obtained by dividing the potential A at the point A by the resistors R1 and R2, into a digital value 8, and the microcomputer 2 converts the potential A at the point A based on the digital value 8. It has been calculated. Further, a constant voltage B output from the DC / DC converter 9 is used as a reference voltage Vref + of the A / D converter 3 so that the voltage measurement circuit operates normally.
【０００６】図９のＢ点の電位Ｂ（ＤＣ／ＤＣコンバー
タ９から出力される電圧Ｂ）と、Ｃ点の電位ＣのＡ／Ｄ
変換結果であるデジタル値ｘとの関係は、ｍビットのＡ
／Ｄコンバータ３を使用した場合、 電位Ｂ：電位Ｃ＝２m：ｘ となる（図１０参照）。A / D of potential B at point B (voltage B output from DC / DC converter 9) and potential C at point C in FIG.
The relationship between the conversion result and the digital value x is m-bit A
When the / D converter 3 is used, the potential B: the potential C = 2 m : x (see FIG. 10).
【０００７】また、抵抗Ｒ１、Ｒ２の分圧比からＡ点の
電位Ａと、Ｃ点の電位Ｃとの関係は、 電位Ａ：電位Ｃ＝（Ｒ１＋Ｒ２）：Ｒ２ となり（図１１参照）、上記２式によりＡ点の電位Ａを
算出し求めることができる。From the voltage dividing ratio of the resistors R1 and R2, the relationship between the potential A at the point A and the potential C at the point C is as follows: potential A: potential C = (R1 + R2): R2 (see FIG. 11). The potential A at the point A can be calculated and obtained from the equation.
【０００８】しかしながら、近年、電池駆動システムに
搭載される集積回路及び電子部品として、電池からの電
圧をそのまま供給しても動作するものが開発されてきて
おり、図８に示す従来の電池駆動システムにこのような
集積回路等を組み込んだ場合、図１２に示すように、前
記集積回路等（改善されたその他の集積回路４及び電池
部品５）には電池１からの電圧Ａが供給され、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ９は電池の残量を測定するためのＡ／Ｄコ
ンバータ３への基準電圧の供給のみの役割となるため、
ＤＣ／ＤＣコンバータに代行するものが望まれている。However, in recent years, as an integrated circuit and an electronic component mounted on the battery drive system, those which operate even when the voltage from the battery is supplied as they are have been developed, and the conventional battery drive system shown in FIG. When such an integrated circuit or the like is incorporated into the integrated circuit, as shown in FIG. 12, the voltage A from the battery 1 is supplied to the integrated circuit or the like (the other improved integrated circuit 4 and the battery component 5), and DC / D
Since the C converter 9 serves only to supply the reference voltage to the A / D converter 3 for measuring the remaining amount of the battery,
An alternative to a DC / DC converter is desired.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、Ａ／Ｄコンバータへの基準電圧の供給源として
ＤＣ／ＤＣコンバータを用いることなく電圧の測定がで
きるようにし、コストパフォーマンスを高め、またシス
テムの小型化を図ることができる電圧測定回路、及び電
圧測定方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made to enable voltage measurement without using a DC / DC converter as a supply source of a reference voltage to an A / D converter. It is an object of the present invention to provide a voltage measurement circuit and a voltage measurement method that can increase the size and reduce the size of the system.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
記載の電圧測定回路は、測定対象であるアナログ入力信
号の電圧から一定電圧だけ降下させるダイオードと、前
記ダイオードを介して得た電圧を前記アナログ入力信号
の電圧を基準電圧としてデジタル値に変換するＡ／Ｄコ
ンバータと、前記Ａ／Ｄコンバータから得たデジタル値
に基いて前記アナログ入力信号の電圧を算出する演算手
段とを備えることを特徴とする。Means for Solving the Problems Claim 1 of the present invention
The voltage measurement circuit described above includes a diode for lowering a voltage of an analog input signal to be measured by a constant voltage, and a voltage for converting a voltage obtained via the diode into a digital value using the voltage of the analog input signal as a reference voltage. A digital-to-analog (D / D) converter and a calculating means for calculating a voltage of the analog input signal based on a digital value obtained from the A / D converter.
【００１１】本発明における請求項２記載の電圧測定方
法は、測定対象であるアナログ入力信号の電圧からダイ
オードを介すことによって一定電圧だけ降下した電圧を
獲得し、Ａ／Ｄコンバータが前記獲得した電圧を前記ア
ナログ入力信号の電圧を基準電圧としてデジタル値に変
換し、演算手段が前記デジタル値に基いて前記アナログ
入力信号の電圧を算出することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a voltage measuring method, wherein a voltage dropped by a certain voltage from a voltage of an analog input signal to be measured is passed through a diode, and the A / D converter acquires the voltage. A voltage is converted into a digital value using the voltage of the analog input signal as a reference voltage, and a calculating means calculates the voltage of the analog input signal based on the digital value.
【００１２】以上のように本発明によれば、Ａ／Ｄコン
バータへの基準電圧の供給源としてＤＣ／ＤＣコンバー
タを用いることなく電圧の測定ができるため、コストパ
フォーマンスを高め、システムの小型化を図ることが可
能となる。As described above, according to the present invention, the voltage can be measured without using a DC / DC converter as a reference voltage supply source to the A / D converter, so that the cost performance is improved and the size of the system is reduced. It becomes possible to plan.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基いて説明する。なお、前述した従来例と同じ
構成を有する部材には同一の番号を付記して、説明を省
略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that members having the same configuration as the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【００１４】図１は、本実施の形態の電池駆動システム
の構成の一例を示す図である。図１に示す該電池駆動シ
ステムは、電池１、マイクロコンピュータ２、Ａ／Ｄコ
ンバータ３、電池１からの電圧Ａがそのまま供給されて
も正常に安定して動作できるよう改善されたその他の集
積回路４及び電子部品５から構成されている。なお、本
実施の形態では、Ａ／Ｄコンバータ３がマイクロコンピ
ュータ２内部に設置されているが、無論、外部に設置し
てもよい。FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the battery drive system of the present embodiment. The battery drive system shown in FIG. 1 is a battery 1, a microcomputer 2, an A / D converter 3, and another integrated circuit improved to operate normally and stably even when the voltage A from the battery 1 is supplied as it is. 4 and an electronic component 5. In the present embodiment, the A / D converter 3 is installed inside the microcomputer 2, but it is needless to say that the A / D converter 3 may be installed outside.
【００１５】続いて、該電池駆動システムが備える、ア
ナログ入力信号である電池１からの供給電圧Ａを測定す
る電圧測定回路を、図２を用いて説明する。図２に示す
該電圧測定回路は、マイクロコンピュータ２の電源端子
ＶDD、ＶSSとＡ／Ｄコンバータ３の基準電圧端子
Ｖref+、Ｖrefーに電池１の高電位端子および低電位端子
を接続している。また、電池１の高電位端子とＡ／Ｄコ
ンバータ３のアナログ入力端子ＡINとの間に電池１の高
電位端子からアナログ入力端子ＡINへ電流が流れるよう
ダイオード７を接続している。Next, a voltage measuring circuit provided in the battery driving system for measuring a supply voltage A from the battery 1, which is an analog input signal, will be described with reference to FIG. The voltage measuring circuit shown in FIG. 2 connects the high potential terminal and the low potential terminal of the battery 1 to the power supply terminals V DD and V SS of the microcomputer 2 and the reference voltage terminals V ref + and V ref of the A / D converter 3. are doing. A diode 7 is connected between the high potential terminal of the battery 1 and the analog input terminal A IN of the A / D converter 3 so that a current flows from the high potential terminal of the battery 1 to the analog input terminal A IN .
【００１６】ダイオード７は、その特性から、任意の電
圧を基準としたとき、その基準電圧を一定電圧だけ降下
させる機能を備える。つまり、ダイオード７に電流が流
れるとき、ダイオード７の両端の電位差（Ａ点の電位Ａ
−Ｄ点の電位Ｄ）は、Ａ点の電位Ａの値と関係なく常に
０．７［Ｖ］で一定となる。これによって、変化するＡ
点の電位ＡをＡ／Ｄコンバータ３の基準電圧として使用
してもＤ点の電位Ｄを求めることができる。The diode 7 has a function of lowering the reference voltage by a certain voltage when an arbitrary voltage is set as a reference from the characteristics thereof. That is, when a current flows through the diode 7, the potential difference between both ends of the diode 7 (the potential A at the point A).
The potential D) at the point -D is always constant at 0.7 [V] regardless of the value of the potential A at the point A. As a result, the changing A
Even when the potential A at the point is used as the reference voltage of the A / D converter 3, the potential D at the point D can be obtained.
【００１７】従って、図２のＡ点の電位Ａ（電池１から
の供給電圧Ａ）と、Ｄ点の電位ＤのＡ／Ｄ変換結果であ
るデジタル値ｙとの関係は、ｎビットのＡ／Ｄコンバー
タ３を使用した場合、 電位Ｄ＝電位Ａ−０．７ の関係から、 電位Ａ：電位Ｄ＝電位Ａ：電位Ａ−０．７＝２n：ｙ となる（図３参照）。以上のように該電圧測定回路は、
Ａ／Ｄコンバータ３によってＤ点の電位Ｄをデジタル値
ｙに変換し、このデジタル値ｙを基にマイクロコンピュ
ータ２がＡ点の電位Ａを算出し求めている。Therefore, the relationship between the potential A at point A in FIG. 2 (supply voltage A from the battery 1) and the digital value y, which is the result of the A / D conversion of the potential D at point D, is n-bit A / D When the D converter 3 is used, from the relationship of the potential D = the potential A−0.7, the potential A: the potential D = the potential A: the potential A−0.7 = 2 n : y (see FIG. 3). As described above, the voltage measurement circuit
The A / D converter 3 converts the potential D at the point D into a digital value y, and the microcomputer 2 calculates and obtains the potential A at the point A based on the digital value y.
【００１８】表１は８ビット及び１０ビットのＡ／Ｄコ
ンバータ３を使用した場合における図２のＡ点の電位Ａ
（電池１からの供給電圧Ａ）と、Ｄ点の電位ＤのＡ／Ｄ
変換結果であるデジタル値ｙとの関係を表しており、Ｄ
点の電位ＤのＡ／Ｄ変換結果であるデジタル値ｙが求ま
ると、Ａ点の電位Ａを算出することができる。Table 1 shows the potential A at the point A in FIG. 2 when the 8-bit and 10-bit A / D converters 3 are used.
(Supply voltage A from battery 1) and A / D of potential D at point D
The relationship with the digital value y, which is the conversion result, is expressed by D
When the digital value y that is the result of the A / D conversion of the potential D at the point is obtained, the potential A at the point A can be calculated.
【００１９】[0019]
【表１】 [Table 1]
【００２０】なお、本発明の電圧測定回路は、電池駆動
システムの内部電源である電池からの供給電圧に留まら
ず、アナログ入力信号の電圧であれば測定することがで
き、電池駆動システムに限るものでもない。The voltage measuring circuit according to the present invention can measure not only a voltage supplied from a battery as an internal power supply of a battery driving system but also a voltage of an analog input signal, and is limited to a battery driving system. not.
【００２１】[0021]
【発明の効果】以上のように本発明の電圧測定回路は、
Ａ／Ｄコンバータへの基準電圧の供給源としてＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータを用いることなく電圧の測定ができるた
め、コストパフォーマンスを高め、システムの小型化を
図ることが可能となる。As described above, the voltage measuring circuit of the present invention
DC / D as reference voltage source to A / D converter
Since the voltage can be measured without using a C converter, cost performance can be improved and the size of the system can be reduced.
【図１】本発明の実施の一形態である電池駆動システム
の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a battery drive system according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の一形態である電池駆動システム
における電圧測定回路の一回路構成図FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a voltage measurement circuit in the battery drive system according to one embodiment of the present invention;
【図３】図２に示すＡ点の電位ＡとＤ点の電位Ｄとの関
係を表す図FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a potential A at a point A and a potential D at a point D shown in FIG. 2;
【図４】従来の電池駆動システムの一構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional battery drive system.
【図５】電池からの供給電圧Ａと時間との関係を表す図FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a supply voltage A from a battery and time.
【図６】ＤＣ／ＤＣコンバータの一構成図FIG. 6 is a configuration diagram of a DC / DC converter.
【図７】ＤＣ／ＤＣコンバータにおける入力電圧と出力
電圧との関係を表す図FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an input voltage and an output voltage in a DC / DC converter.
【図８】従来の電圧測定回路を備えた電池駆動システム
の一構成図FIG. 8 is a configuration diagram of a battery drive system including a conventional voltage measurement circuit.
【図９】従来の電池駆動システムにおける電圧測定回路
の一回路構成図FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a voltage measurement circuit in a conventional battery drive system.
【図１０】図９に示すＢ点の電位ＢとＣ点の電位Ｃとの
関係を表す図10 is a diagram showing a relationship between a potential B at a point B and a potential C at a point C shown in FIG.
【図１１】図９に示すＡ点の電位ＡとＣ点の電位Ｃとの
関係を表す図11 is a diagram showing a relationship between a potential A at a point A and a potential C at a point C shown in FIG. 9;
【図１２】電池から供給される電圧Ａをそのまま用いて
も正常に安定して動作できるよう改善されたその他の集
積回路及び電子部品が搭載された従来の電池駆動システ
ムの一構成図FIG. 12 is a configuration diagram of a conventional battery drive system on which another integrated circuit and electronic components improved to operate normally and stably even when the voltage A supplied from the battery is used as it is;
【符号の説明】 １ 電池 ２ マイクロコンピュータ ３ Ａ／Ｄコンバータ ４ 改善されたその他の集積回路 ５ 改善されたその他の電子部品 ６ セレクタ ７ ダイオード ８ Ａ／Ｄコンバータ３が求めたデジタル値 ９ ＤＣ／ＤＣコンバータ １０ その他の集積回路 １１ その他の電子部品 １２ 得ようとする出力電圧Ｂが入力電圧Ａと比して
高いか低いかを検出するためのＤＣ／ＤＣコンバータ９
内部のブロック １３ 入力電圧Ａを補正して出力電圧Ｂを得るための
ＤＣ／ＤＣコンバータ９内部のブロック[Description of Signs] 1 Battery 2 Microcomputer 3 A / D Converter 4 Improved Other Integrated Circuit 5 Improved Other Electronic Components 6 Selector 7 Diode 8 Digital Value Obtained by A / D Converter 3 9 DC / DC Converter 10 Other integrated circuit 11 Other electronic components 12 DC / DC converter 9 for detecting whether output voltage B to be obtained is higher or lower than input voltage A
Internal Block 13 DC / DC Converter 9 Internal Block for Correcting Input Voltage A to Obtain Output Voltage B
Claims (2)
ら一定電圧だけ降下させるダイオードと、 前記ダイオードを介して得た電圧を前記アナログ入力信
号の電圧を基準電圧としてデジタル値に変換するＡ／Ｄ
コンバータと、 前記Ａ／Ｄコンバータから得たデジタル値に基いて前記
アナログ入力信号の電圧を算出する演算手段とを備える
ことを特徴とする電圧測定回路。1. A diode for lowering a voltage of an analog input signal to be measured by a constant voltage, and an A / D for converting a voltage obtained through the diode into a digital value using the voltage of the analog input signal as a reference voltage.
A voltage measuring circuit, comprising: a converter; and a calculating unit that calculates a voltage of the analog input signal based on a digital value obtained from the A / D converter.
らダイオードを介すことによって一定電圧だけ降下した
電圧を獲得し、 Ａ／Ｄコンバータが前記獲得した電圧を前記アナログ入
力信号の電圧を基準電圧としてデジタル値に変換し、 演算手段が前記デジタル値に基いて前記アナログ入力信
号の電圧を算出することを特徴とする電圧測定方法。2. A voltage obtained by lowering the voltage of an analog input signal to be measured by a predetermined voltage from a voltage of an analog input signal through a diode, and an A / D converter converts the obtained voltage to a voltage of the analog input signal as a reference voltage. A voltage value of the analog input signal is calculated based on the digital value.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001065832A JP2002267697A (en) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | Voltage measuring circuit and voltage measuring method |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015078917A (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | フランスベッド株式会社 | Voltage monitoring device |
-
2001
- 2001-03-09 JP JP2001065832A patent/JP2002267697A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015078917A (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | フランスベッド株式会社 | Voltage monitoring device |
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