JP3049920B2 - 電池残量表示装置 - Google Patents

電池残量表示装置

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JP3049920B2 JP4040905A JP4090592A JP3049920B2 JP 3049920 B2 JP3049920 B2 JP 3049920B2 JP 4040905 A JP4040905 A JP 4040905A JP 4090592 A JP4090592 A JP 4090592A JP 3049920 B2 JP3049920 B2 JP 3049920B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、携帯用電子機器の電源
である2次電池の電池残量表示装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】電池残量表示装置はコスト的に有利な電
池電圧検出型が一般的であり、その多くは携帯機器本体
または電池パックに内蔵され使用されている(例えば、
特開平03−227772号公報)。
【0003】以下に従来の電池残量表示装置について図
面を用いて説明する。図5は従来の電池残量表示装置を
示す構成図である。図5において1は2次電池、2は電
流検出手段で数十ミリから数百ミリオームの抵抗より成
り、2次電池1の負極に接続されている。3は状態検出
手段で電流検出手段2の出力を入力とする充電検出回路
31と放電検出回路32とからなる。4は比較電圧補正
手段で、電流検出手段2の出力と放電検出回路32の出
力を入力とする。5は電池電圧比較手段で電圧比較器5
1,52,53と、その入力で所定の基準電圧を発生さ
せる電圧源58と、もう一方の入力で電池電圧の分圧電
圧を発生させる抵抗54,55,56,57および抵抗
54と抵抗55の接点に比較電圧補正手段4の出力が接
続されている分圧回路とで構成されている。7は表示手
段で、2次電池1の正極に接続され充電検出回路31と
放電検出回路32の出力を制御入力とする電流制御回路
71と、電流制御回路71と並列に接続されたスイッチ
72と、電流制御回路71の出力を入力とする電流源7
3と、電流源73の出力電流により発光する直列接続さ
れたLED74,75,76と、LED74,75,7
6のアノードにそのアノードが接続されたダイオード7
8,79,710と、電圧比較器51の出力を入力とし
その出力がダイオード78のカソードと接続されている
発振回路77と、電圧比較器52,53の出力がダイオ
ード79,710のカソードとそれぞれ接続された構成
からなる。8は端子で携帯機本体または充電器が接続さ
れる。
【0004】以上のように構成された従来の電池残量表
示装置について、以下その動作を説明する。
【0005】電流検出手段2では2次電池1の充放電電
流を微少電圧に変換する。状態検出手段3では電流検出
手段2より出力される微少電圧の極性と大きさにより電
池の状態が充電か放電か待機かを判別する。具体的には
2次電池の負極をゼロ電圧とすると、電流検出手段2よ
り出力される微少電圧の極性が負で大きさが所定値以上
である時に充電検出回路31が動作し充電状態を意味す
るハイ電圧(以降ハイ電圧をHと称し、同様にロー電圧
をLと称すことにする。)を出力し、またこの微少電圧
の極性が正で大きさが所定値以上である時に放電検出回
路32が動作し、放電状態を意味するHを出力する。従
って、この微少電圧の大きさがゼロか所定値未満である
時、充電検出回路31と放電検出回路32の出力は共に
待機状態を意味するLを出力する。比較電圧補正手段4
は放電検出回路32の出力がHの時のみ補正動作として
電流検出手段2の微少電圧に比例した微少電流を抵抗5
4と抵抗55の接点に出力し、放電電流に比例して分圧
回路の分圧点電圧を上昇させる。これにより分圧点電圧
が所定の基準電圧より低下する時の電池電圧は放電電流
の増加に比例し低下することになる。電池電圧比較手段
5は電池電圧により電池残量を検出するもので、電圧比
較器51は電池残量10%未満を、電圧比較器52は電
池残量30%未満を、電圧比較器53は電池残量70%
未満を検出するよう分圧回路の抵抗54,55,56,
57と基準電圧を発生する電圧源58と比較電圧補正手
段4の出力電流が設定されている。表示手段7は電圧比
較器51,52,53の出力に応じ電池残量を3個のL
EDの棒状点灯と1個点滅にて4段階表示するものであ
る。
【0006】更に詳細に表示手段7について述べると、
電流制御回路71は充電検出回路がH出力か放電検出回
路がH出力の時に電流源73に電力を供給し、スイッチ
72は押すことにより導通状態になり電流源73に電力
を供給する。従って、充放電時はスイッチ72に関係な
く電池残量が表示され、待機時はスイッチ72を押す時
のみ電池残量が表示される。電流源73は直列に接続さ
れたLED74,75,76に所定の電流を出力する。
発振回路77は電圧比較器51がL出力時に1秒周期デ
ューティ比50%の発振を行い、電圧比較器51がH出
力時にはHを出力する。ダイオード78,79,710
は発振回路77及び電圧比較器52,53のH出力時の
LED74,75,76への電流回り込みの防止用であ
る。電圧比較器51,52,53が全てH出力の時はL
ED74,75,76に電流源73の出力電流が流れる
ためLEDは3個点灯となる。電池電圧が低下し電圧比
較器53がL出力になるとLED76は電流が断たれ消
灯となりLEDは2個点灯となる。更に電池電圧が低下
し電圧比較器52,53がL出力になるとLED75,
76は消灯となりLED74のみ点灯となる。更に電池
電圧が低下し電圧比較器51もL出力になると発振回路
77が動作し 0.5秒毎にH,Lが繰返し出力されLED
74が点滅となる。
【0007】図6は従来例での充放電特性図である。図
6では満充電状態の電池を途中休止を入れて放電終了電
圧まで定電流放電し、待機状態を挟み充電をした時の特
性であり、電池電圧を実線で、残量70%,30%,1
0%検出電圧を点線,一点破線,二点破線で、残量表示
レベルをLEDの点灯状態にて表している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記の構
成では電池電圧比較手段5の分圧電圧の補正が放電電流
により行われるので、図6の放電休止時のA区間や再放
電時のB区間といった放電電流の変化に対し電池電圧の
変化が遅れる区間では表示が実容量と異なり、A区間の
ように電池電圧が上昇する(携帯機の使用を停止する)
場合は実容量に対し少ない表示になり、B区間のように
電池電圧が降下する(携帯機を再使用する)場合は実容
量に対し多い表示になるという問題があった。
【0009】本発明は上記の問題点を解決するもので、
放電の停止や開始または放電電流の減少や増加によらず
表示レベルが一定である電池残量表示装置を提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の電池残量表示装置は、充放電電流の大きさを
測定する電流検出手段と、電池の状態が充電か放電か待
機かを判別する状態検出手段と、電圧比較器の入力電圧
を補正する比較電圧補正手段と、電池電圧の低下を検出
する前記電圧比較器とその周辺回路とから成る電池電圧
比較手段と、前記電池電圧比較手段の出力により電池電
圧の低下を記憶する記憶手段と、前記記憶手段の出力に
基づき電池残量を表示する表示手段を備えた構成を有し
ている。
【0011】
【作用】本発明の電池残量表示装置は、残量表示を従来
例のような電池電圧比較手段ではなく記憶手段の出力に
基づき行う。この記憶手段は放電電流の減少に伴う電池
電圧の上昇時において電池電圧比較手段の出力による記
憶動作を停止する機能を備えており、放電電流の減少に
伴う電池電圧の上昇時(図6のA区間)は放電電流の減
少以前の記憶により残量表示がなされ、放電電流の増加
時(図6のB区間)は電池電圧の低下速度が遅く、電池
電圧比較手段よりさらなる容量低下を意味する信号が出
力されず放電電流の増加以前の記憶により残量表示がな
されるので、放電の停止や開始または放電電流の減少や
増加によらず残量表示を一定にすることが出来る。
【0012】
【実施例】以下に本発明の第1の実施例について図面を
参照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例を
示す構成図である。図1において6は記憶手段で、電池
電圧が所定の上昇率以上の時はLを出力する電池電圧上
昇検出回路65と、電圧比較器51,52,53の各々
の出力と電池電圧上昇検出回路65の出力を入力とする
2入力の論理積回路からなるセット入力回路64と、セ
ット入力回路64の出力をセット入力とし、充電検出回
路31の出力をリセット入力とするRSフリップフロッ
プ61,62,63とで構成されている。7は表示手段
で、2次電池1の正極に接続され充電検出回路31と放
電検出回路32の出力を制御入力とする電流制御回路7
1と、電流制御回路71と並列に接続されたスイッチ7
2と、電流制御回路71の出力を入力とする電流源73
と、電流源73の出力電流により発光する直列接続され
たLED74,75,76と、LED74,75,76
のアノードにそのアノードが接続されたダイオード7
8,79,710と、RSフリップフロップ61の出力
と充電検出回路32の出力を入力としその出力がダイオ
ード78のカソードと接続されている発振回路77と、
RSフリップフロップ62,63の出力がダイオード7
9,710のカソードとそれぞれ接続された構成からな
る。その他の構成は基本的に図5と同じであるので、同
一構成部には同一番号を付してその詳細な説明を省略す
る。
【0013】以上のように構成された本発明の電池残量
表示装置について、以下その動作を説明する。
【0014】初めに電流検出抵抗2と状態検出手段3と
比較電圧補正手段4と電池電圧比較手段5と表示手段7
の動作であるが、基本的に従来例と同じであるのでその
詳細な説明は省略することにし、記憶手段6の動作につ
いて述べることにする。
【0015】電池電圧上昇検出回路65は電池電圧が所
定の上昇率以上の時はLを出力し、それ未満の時はHを
出力する。セット入力回路64は電池電圧上昇検出回路
65の出力がHで、電圧比較器51,52,53の各々
の出力もHの時に対応するRSフリップフロップのセッ
ト入力にHを出力する。RSフリップフロップ61,6
2,63ではその対応するセット入力がHに転じること
により出力をLにし、その後はセット入力にかかわらず
L出力を保持する。従って、放電時または待機時に電池
電圧が所定の上昇率以上である場合はRSフリップフロ
ップへの記憶動作は停止となり、この電池電圧の上昇率
が所定値未満である場合は電圧比較器の出力に応じた記
憶が可能となる。また充電によりRSフリップフロップ
61,62,63のリセット入力がHに転ずることでこ
れらの出力はHになり、記憶は消去される。
【0016】図2は本発明の第1の実施例での充放電特
性図で、満充電状態の電池を途中休止を2回入れて放電
終止電圧まで定電流放電し、待機状態を挟み充電をした
時の電池電圧と残量表示レベルを示している。図2では
放電の途中停止時のように電池電圧が所定の上昇率以上
の時は前述したようにRSフリップフロップへの記憶動
作は停止され、残量表示はRSフリップフロップの出力
に基づき行われるので図6のA区間の問題は発生せず、
放電再開時においても残量表示はRSフリップフロップ
の出力に基づいて行われるので図6のB区間の問題も発
生しない。発振回路77はRSフリップフロップ61が
L出力か充電検出回路31がH出力の時に発振動作とな
る。従って、充電時は発振回路77は発振動作となり、
RSフリップフロップ61,62,63は前述のように
H出力になるので、表示はLEDの3個点滅になる。
【0017】以上のように本発明の第1の実施例によれ
ば、充放電電流の大きさを測定する電流検出手段2と、
充電か放電か待機かを判別する状態検出手段3と、電圧
比較器の入力電圧を補正する比較電圧補正手段4と、電
池電圧の低下を検出する前記電圧比較器とその周辺回路
とから成る電池電圧比較手段5と、前記電池電圧比較手
段5の出力に基づき電池電圧の低下を記憶し、放電電流
の減少に伴う電池電圧の上昇率が所定値以上の時はこの
記憶動作を停止する記憶手段6と、前記記憶手段6の出
力と充電検出回路31の出力に基づき電池残量を表示す
る表示手段7を設けることにより、放電の停止や開始ま
たは放電電流の減少や増加に影響されない正確な残量表
示が可能になると伴に充電時においてもLED3個点滅
表示ができ充電状態の認識に便利である。
【0018】つづいて本発明の第2の実施例について図
面を参照しながら説明する。図3は本発明の第2の実施
例を示す構成図である。図3において58は基準電圧源
で、充電検出回路31の出力を入力とする。65は電池
電圧上昇検出回路で、充電検出回路31の出力を入力と
する。66はリセット入力回路で、充電検出回路31の
出力と電圧比較器51,52,53の各々の出力を入力
とする2入力の論理積回路からなる。77は発振回路
で、RSフリップフロップ61の出力を入力とする。そ
の他の構成は基本的に図1と同じであるので、同一構成
部には同一番号を付してその詳細な説明を省略する。
【0019】以上のように構成された本発明の電池残量
表示装置について、以下その動作を説明する。
【0020】放電時及び待機時の動作は第1の実施例と
同じであるのでその詳細な説明は省略することにし、充
電時の動作について述べることにする。
【0021】基準電圧源58は充電検出回路31のH出
力をうけ、出力電圧を所定値だけ上昇させる。これによ
り電圧比較器51,52,53の出力反転時の電池電圧
は放電時に比べ高くなる。従って、基準電圧源58の出
力電圧の上昇値を適切に設定することで充電の進行によ
る電池電圧の上昇に応じて電圧比較器51,52,53
の出力は反転(L出力)することになる。電池電圧上昇
検出回路65は充電検出回路31のH出力をうけLを出
力し、これを入力とするセット入力回路64は対応する
RSフリップフロップのセット入力にLを出力する。リ
セット入力回路66は充電検出回路31の出力がHで、
電圧比較器51,52,53の各々の出力がLの時に対
応するRSフリップフロップのリセット入力にHを出力
する。RSフリップフロップ61,62,63ではその
対応するリセット入力がHに転じることにより出力をH
にし、その後はリセット入力にかかわらずH出力を保持
する。 図4は本発明の第2の実施例での充電特性図
で、放電終了状態から急速充電をした時の電池電圧と残
量表示レベルを示している。図4において電池電圧は充
電の進行に伴い上昇する。これにより電圧比較器は5
1,52,53の順で出力がLに転じ、対応するRSフ
リップフロップも61,62,63の順でH出力とな
る。残量表示レベルはこれに対応して1個点滅より3個
点灯まで順次点灯していく。急速充電終了後、電池電圧
は低下し電圧比較器53の出力がHに転じるが、電圧比
較器の出力がLに転じたことをRSフリップフロップに
て記憶しているので、残量表示レベルは一定に保たれ
る。
【0022】以上のように本発明の第2の実施例によれ
ば、本発明の第1の実施例に充電検出回路31の出力を
入力とする基準電圧源58と、充電検出回路31の出力
を入力とする電池電圧上昇検出回路65と、充電検出回
路31の出力と電圧比較器の出力を入力とするリセット
入力回路66と、RSフリップフロップ61の出力を入
力とする発振回路77とを設けることにより、充電の進
行状態がLEDの点灯状態により容易に認識できると伴
に、充電を途中でやめた場合でも第1の実施例では全て
3個点灯になったが、本第2の実施例では充電の進行状
態に見合った表示となるため使用する上で大変便利であ
る。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明は、充放電電流の大
きさを測定する電流検出手段と、電池電圧の低下を検出
する電池電圧比較手段と、充電か放電か待機かを判定す
る状態検出手段と、放電電流の増加に従い前記電池電圧
低下検出値を下げる補正を行う比較電圧補正手段と、前
記電池電圧比較手段の出力に基づき電池電圧の低下を記
憶し、放電電流の減少に伴う電池電圧の上昇時は前記記
憶動作を停止し、前記状態検出手段の出力が充電検出に
転ずることにより前記記憶を消去する記憶手段と、前記
記憶手段の記憶結果に基づき電池残量を表示する表示手
段とを備えることにより、放電の停止や開始または放電
電流の減少や増加に影響されない正確な残量表示が可能
になると伴に充電時には専用の表示ができ充電状態の認
識に便利である。
【0024】また充電時においては、前記電池電圧比較
手段の電池電圧の低下検出値を上昇させ、前記記憶手段
の記憶の消去を前記電池電圧比較手段の出力の反転によ
り行うことで、充電の進行状態に応じた表示が可能とな
り、充電過程の認識と充電の途中停止後の使用に便利で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す構成図
【図2】本発明の第1の実施例での充放電特性図
【図3】本発明の第2の実施例を示す構成図
【図4】本発明の第2の実施例での充電特性図
【図5】従来例を示す構成図
【図6】従来例での充放電特性図
【符号の説明】
1 2次電池 2 電流検出手段 3 状態検出手段 4 比較電圧補正手段 5 電池電圧比較手段 6 記憶手段 7 表示手段 8 端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−66251(JP,A) 特開 平3−108679(JP,A) 特開 昭51−150636(JP,A) 特開 昭50−160743(JP,A) 特開 平1−100479(JP,A) 特開 昭61−89573(JP,A) 特開 平3−108679(JP,A) 特開 昭64−59176(JP,A) 特開 昭54−135323(JP,A) 実開 昭63−115763(JP,U) 実開 昭63−75877(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/36

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】充放電電流の大きさを測定する電流検出手
    段と、電池電圧の分圧電圧と基準電圧を入力とする電圧
    比較器により電池電圧の低下を検出する電池電圧比較手
    段と、前記電流検出手段の出力を入力として電池の状態
    が充電か放電か待機かを判定する状態検出手段と、前記
    状態検出手段の出力が放電検出である時に前記電流検出
    手段の出力に応じて前記電圧比較器の入力である電池電
    圧の分圧電圧もしくは基準電圧を上昇または降下させ、
    放電電流の増加に従い前記電池電圧低下検出値を下げる
    補正を行う比較電圧補正手段と、前記電池電圧比較手段
    の出力に基づき電池電圧の低下を記憶し、放電電流の減
    少に伴う電池電圧の上昇時はその記憶動作を停止し、前
    記状態検出手段の出力が充電検出に転ずることにより前
    記記憶を消去する記憶手段と、前記記憶手段の記憶結果
    に基づき電池残量を表示する表示手段とを備えた電池残
    量表示装置。
  2. 【請求項2】放電電流の減少に伴う電池電圧の上昇率が
    所定値以上である時にその記憶動作を停止する記憶手段
    を備えた請求項1記載の電池残量表示装置。
  3. 【請求項3】状態検出手段の出力が充電状態である時に
    前記基準電圧を所定値だけ上昇させる前記電池電圧比較
    手段と、前記状態検出手段の出力が充電状態である時に
    前記電池電圧比較手段の出力の反転により電池電圧の低
    下の記憶を消去する記憶手段とを備えた請求項1記載の
    電池残量表示装置。
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