JP2018200306A - バッテリの残量検出回路、それを用いた電子機器、バッテリ残量の検出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】残量検出回路200は、再充電可能なバッテリ102と接続される。第1A/Dコンバータ202は、バッテリの電圧VBATをサンプリングする。ロジック回路210は、第1A/Dコンバータ202の出力を受ける。ロジック回路210は、残量検出回路200が搭載される電子機器100の電源がはじめて投入されたときの第1A/Dコンバータ202の出力を取得する。
【選択図】図2
Description
1. 製品の出荷前(あるいは出荷後)にはじめてバッテリが電子機器に装着(あるいは実装)されたときに、残量検出回路506がOCVを測定し、その値をレジスタに保持しておく。
2. そしてユーザがはじめて電源を投入すると、レジスタに格納しておいたOCVから電圧法によってSOCの初期値(初期SOC)を推定し、その後は、クーロンカウント法にもとづいてSOCを更新していく。
ロジック回路210の緩和判定部212は、バッテリ電流IBATが実質的にゼロである状態が十分に長い時間維持されると、バッテリ102が緩和状態であると判定する。OCV取得部214は、緩和状態において測定された電圧検出値DVを、バッテリ102のOCVとして取得する。測定されたOCVの値は、電圧法にもとづくSOCの推定に利用される。
ロジック回路210は、クーロンカウント処理部216を含む。バッテリ電流IBATを監視し、バッテリ102から流れ出る方向の電流(放電電流)IBATを正、バッテリ502に流れ込む方向の電流(充電電流)IBATを負として、電流値DIを積算し、累積クーロンカウント値(ACC:Accumulation Coulomb Count)を生成する。クーロンカウント値CCは、各サンプリング時刻ti(i=1,2,…)おけるバッテリ電流IBATiを用いて、以下の式で計算される。
ACC=Σi=1(Δt×IBATi)
サンプリング周期が一定の場合、Δtは定数となる。
ロジック回路210の電源ボタン監視部218は電源ボタン108と接続され、電源ボタン108が電子機器100のユーザによって押されたか否かを監視する。ロジック回路210は、電源ボタン108が押されると、イネーブル信号ENをアサート(たとえばハイレベル)し、DC/DCコンバータ230を起動する。DC/DCコンバータ230が起動すると電源電圧VDDがCPU106に供給され、CPU106の制御下で電子機器100が起動する。
電子機器100の出荷後、はじめて電圧法にもとづいてSOCを判定する際に参照すべきOCVを、初期OCVと称することとする。ロジック回路210は、電子機器100の電源がはじめて投入されたときの第1A/Dコンバータ202の出力DVを、初期OCVとして取得する。
実施の形態では、図3に示すように、電源ボタンの押下(時刻t1)の直前のひとつの電圧検出値DVを、初期OCVとしたがその限りでない。図5は、変形例1に係る初期OCVの測定を説明する図である。たとえば時刻t1の直前の複数の電圧検出値DVを平均し、初期OCVとしてもよい。平均処理は、単純平均であってもよいし、重み付け平均であってもよいし、移動平均であってもよい。また平均対象となる電圧検出値DVは時間的に連続したものであってもよいし、N個(N≧2)おきに抽出したものであってもよい。
図7は、変形例2に係る初期OCVの測定を説明する図である。時刻t1の直後においても、バッテリ102が緩和状態である場合には、時刻t1直後の電圧検出値DVを、初期OCVとしてもよい。
実施の形態では、SOCの推定、計算に関する処理の一部を、残量検出回路200の外部のCPU106によって実行したがその限りでなく、残量検出回路200にプロセッサ(演算コア)を集積化し、CPU106の機能の一部を統合してもよい。
実施の形態では、残量検出回路200にDC/DCコンバータ230が集積化されたがその限りでない。DC/DCコンバータ230は、残量検出回路200とは別のパワーマネージメントIC(PMIC)に集積化されてもよい。
Claims (10)
- バッテリと接続される残量検出回路であって、
前記バッテリの電圧をサンプリングする第1A/Dコンバータと、
前記第1A/Dコンバータの出力を受けるロジック回路と、
を備え、
前記ロジック回路は、前記残量検出回路が搭載される機器の電源がはじめて投入されたときの前記第1A/Dコンバータの出力を取得することを特徴とする残量検出回路。 - 前記第1A/Dコンバータは、所定のサンプリング周期で前記バッテリの電圧をサンプリングしており、
前記ロジック回路は、前記機器の電源がはじめて投入されたときに、その直前または直後にサンプリングされた前記バッテリの電圧を取得することを特徴とする請求項1に記載の残量検出回路。 - 前記第1A/Dコンバータは、所定のサンプリング周期で前記バッテリの電圧をサンプリングしており、
前記ロジック回路は、前記機器の電源がはじめて投入されたときに、その直前に複数回にわたりサンプリングされた前記バッテリの電圧の平均値を取得することを特徴とする請求項1に記載の残量検出回路。 - 前記第1A/Dコンバータによる前記サンプリング周期でのサンプリング動作は、はじめての電源の投入後、停止することを特徴とする請求項2または3に記載の残量検出回路。
- 前記サンプリング周期は、2ms〜50msであることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の残量検出回路。
- 前記バッテリの電流をサンプリングする第2A/Dコンバータをさらに備え、
前記ロジック回路は、前記第2A/Dコンバータの出力を積算することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の残量検出回路。 - 前記ロジック回路は、インタフェースを介してプロセッサと接続され、
前記第1A/Dコンバータによりサンプリングした前記バッテリの電圧の値と、前記第2A/Dコンバータの出力の積算値と、を前記プロセッサに送信可能であることを特徴とする請求項6に記載の残量検出回路。 - ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の残量検出回路。
- 電源ボタンと、
バッテリと、
前記バッテリの状態を監視する請求項1から8のいずれかに記載の残量検出回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。 - 再充電可能なバッテリの残量の検出方法であって、
前記バッテリが搭載される機器の電源ボタンの状態を監視するステップと、
前記電源ボタンがはじめて押されたことが検出される前において、前記バッテリの電圧を所定のサンプリング周期でサンプリングするステップと、
前記電源ボタンがはじめて押されると、少なくともその直前または直後にサンプリングされた前記バッテリの電圧にもとづく値を保持するステップと、
を備えることを特徴とする検出方法。
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