JP3109266U

JP3109266U - 蓄電量検出回路

Info

Publication number: JP3109266U
Application number: JP2004007267U
Authority: JP
Inventors: 林讃煌
Original assignee: 廣凌科技股▲分▼有限公司
Priority date: 1999-06-23
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2010-12-10
Also published as: US6249126B1; DE29915956U1

Abstract

【課題】蓄電池のそれぞれ異なる負荷に対応する場合の蓄電量が十分であるかチェックできる蓄電量検出回路を提供する。
【解決手段】電圧検出回路１０と、電流検出回路１１と、切替え回路１２と、蓄電量表示回路１３と、タイムカウント回路装置１４と、駆動回路装置１５とを備える。前記電流検出回路１１は前記電圧検出回路１０の同期装置である。前記切替え回路１２は電流検出回路１１と前記蓄電量表示回路１３との間に配置され、電気スイッチを備える。蓄電量表示回路１３はＬＥＤと抵抗とを備える。前記タイムカウント回路１４は電圧検出回路１０にタイムカウント回路Ｃ１、Ｒ１を組み合わせて形成される。前記駆動回路装置１５は電圧検出回路１０に駆動回路を組み合わせて形成される。
【選択図】図２

Description

本考案は、蓄電池の蓄電量を検出するための電気回路に関するものであり、特に、蓄電池の蓄電量を検出できると共に、極性をまちがえて接続した場合、あるいは短絡または過放電などが生じた場合に、蓄電池の負荷に対する駆動用制御回路の接続を自動的に切断することができる蓄電量検出回路に関する。

現在、社会はますます進歩していき、人間の生活水準はだんだんと高まり、科学技術は日進月歩している。現在の社会において、交通の便が良いことが皆の求めている目標であるが、いくら交通機関が発達しても徒歩だけでは速やかに目的地に到達できず、便利な交通機関を利用しなければならない。例えば自転車、バイク、自動車、電車、飛行機あるいは船舶などの移動手段を利用する。特に趣味として１台以上の豪華な自動車を所有するのが現在の傾向である。自動車は利用者に移動の自由と快適さを与える。

現在、もっとも便利な移動手段は自動車である。休日などホテルが込みあっていてホテルの部屋を利用できない場合でも、自動車さえあれば車内で休むこともできる。街頭を歩き回るつらさから逃れることができる。

マイカーを所有するのはよいことであるが、運転手はしばしば消灯せずにエンジンを止めたり、あるいはエンジンをかけない状態でラジオを長時間使用するために蓄電池の過放電を招き、負荷あるいは蓄電池を焼却することがある。また、衝突あるいは自動車の電気回路が短絡するときに巨大な電流が発生することによって自動車が炎上することもあるので、自動車の電気を自動的に切断する方法が必要である。

本考案の主な目的は、蓄電池の蓄電量が極めて少なくなるとき、あるいは電流が過大になるときに、蓄電池の負荷に対する駆動用制御手段の接続を自動的に切断できる蓄電量検出回路を提供することにある。

本考案のもう一つの目的は、構造が簡単であると共に、蓄電池の異なる負荷に対応するそれぞれの場合の蓄電量を表示できる機能を有する蓄電量検出回路を提供することにある。

前記の目的を達成するための本考案の蓄電量検出回路は、電圧検出回路と、電流検出回路と、切替え回路と、蓄電量表示回路と、タイムカウント回路装置と、駆動回路装置とを備え、蓄電池に配置される蓄電量検出回路であり、前記電流検出回路は前記電圧検出回路の同期装置であり、かつ前記切替え回路は前記電流検出回路と前記蓄電量表示回路との間に配置され、電気スイッチを備え、かつ前記蓄電量表示回路はＬＥＤと抵抗とを備え、かつ前記タイムカウント回路装置は電圧検出回路とタイムカウント回路とを組み合わせて形成され、かつ前記駆動回路装置は電圧検出回路と駆動回路とを組み合わせて形成されることを特徴とする。

本考案の蓄電量検出回路は、蓄電池の蓄電量を検出できる効果を有し、ユーザーに簡単に蓄電池のそれぞれ異なる負荷の電流が十分であるかを検出できると共に、極性を間違えて接続する場合、あるいは短絡または過電流が生じる場合に蓄電池と負荷との電気的接続を切断できるなどの効果を有する。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。
図１および図２に示すのは、本考案の一実施例による回路図およびブロック図である。
蓄電量検出回路は、電圧検出回路１０と、電流検出回路１１と、切替え回路１２と、蓄電量表示回路１３と、タイムカウント回路装置１４と、駆動回路装置１５とを備える。

前記電圧検出回路１０は演算増幅器Ａ０を利用して電圧を出力し、その分析を行う。保護電圧より低い場合、電圧を制止する。その構成は下記のとおりである。

（１）抵抗Ｒ５とゼナー・ダイオードＺ１が定電圧Ｖｒｅｆ１を提供する。
（２）抵抗Ｒ６とゼナー・ダイオードＺ２が参照電圧Ｖｒｅｆ２を提供する。
（３）Ｖ０１が参照電圧Ｖｒｅｆ２より大きい場合、蓄電池の電圧が保護電圧より大きいことを意味し、当該回路は正常に作動する。（Ｖ０１はＲ０１とＲ０２の２つの抵抗によって分圧して生じる電圧である）。
（４）Ｖ０１が参照電圧Ｖｒｅｆ２より小さい場合、蓄電池の電圧が保護電圧より小さいことを意味し、負荷との電気的接続は自動的に切断される。（Ｖ０１はＲ０１とＲ０２の２つの抵抗によって分圧して生じる電圧である）。

また、前記電流検出回路１１は前記電圧検出回路１０の同期装置であり、蓄電池の検出を行うとき、および定電流制御を行うときに必要となる電流信号を提供する。その原理は、ホール効果（ＨａｌｌＥｆｆｅｃｔ）電流センサーによって蓄電池の放電時の電流信号を計測するものである。前記センサーは隔離機能を有するので、電力回路の制御回路に対する干渉を避けられる。定格値１００アンペア、巻回数比１／１０００であるので、１次側にコイルを一巻きし、かつ１アンペアの電流が流れる場合、２次側において０．００１アンペアの電流が得られる。この電流が２次側出力端に直列接続される１００オームの抵抗を流れる場合０．１ボルトの電圧が発生し、さらに演算増幅器の増幅効果（ＡＦ＝（Ｒ４＋ＲＦ）／Ｒ４）を合わせると電流センサーは電流値に対応する電圧値を検出できる。また、電流検出回路１１において演算増幅器Ａ１により同等ＤＣ値ＶＣ１を生じ、電流レベル分け回路においてレベル分けを行う。（例えば１０アンペア、２０アンペア、５０アンペアというように分ける）。

（１）電流が１０アンペア未満の場合、演算増幅器Ａ２およびＡ３は”−”を出力する。

（２）電流が１０アンペア以上２０アンペア未満の場合、演算増幅器Ａ２は”＋”、演算増幅器Ａ３は”−”を出力する。

（３）電流が２０アンペア以上の場合、演算増幅器Ａ２およびＡ３は”＋“を出力する。

（４）電流が５０アンペアに達する場合、演算増幅器Ａ４は”−”を出力し、蓄電池の負荷に対する駆動用制御手段の接続は切断される。

前記切替え回路１２は一種の電気スイッチ（ＭｕｌｔｉＰｌｅｘｅｒｓ）であり、前記電流検出回路１１と前記蓄電量表示回路１３の間に配置され、無負荷Ｘ０、低負荷Ｘ１および高負荷Ｘ３と、前記の各負荷に対応するＬＥＤ７、ＬＥＤ８およびＬＥＤ９を備える（表１の真値表を参照）。

１．電流が１０アンペア未満の場合、Ａ＝”−”、Ｂ＝”−”、無負荷Ｘ０＝”＋”となる。このときＬＥＤ７が点灯する。

２．電流が１０アンペア以上２０アンペア未満の場合、Ａ＝煤{”、Ｂ＝”−”、低負荷Ｘ１＝”＋”となる。このときＬＥＤ８が点灯する。

３．電流が２０アンペア以上５０アンペア未満の場合、Ａ＝煤{”、Ｂ＝煤{”、高負荷Ｘ３＝煤{”となる。このときＬＥＤ９が点灯する。

４．無負荷Ｘ０、低負荷Ｘ１および高負荷Ｘ３に対応するＬＥＤ７、ＬＥＤ８およびＬＥＤ９が点灯する場合、電流が許容範囲内にあることを示す。

５．電流が５０アンペア以上の場合、Ａ４が”−”を出力する。これはオーバー負荷を示し、蓄電池の負荷に対する駆動用制御手段の接続は自動的に切断される。

前記蓄電量表示回路１３はＬＥＤと抵抗とを備え、負荷がそれぞれ異なる場合、切替え回路１２と合わせて前記無負荷Ｘ０、低負荷Ｘ１および高負荷Ｘ３の３つの電流状況に対応してそれぞれ異なる抵抗の分圧は、演算増幅器Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０の入力端Ｖ０５、Ｖ０６、Ｖ０７、Ｖ０８、Ｖ０９、Ｖ１０に対応する。蓄電池の電圧値が分圧されてから（Ｖ０５〜Ｖ１０の電圧を指す）：

１．Ｖ０５が参照電圧Ｖｒｅｆ２より小さい場合、対応するＬＥＤ１は赤色信号を点灯して蓄電池の蓄電量が不足していることを示し、蓄電池の給電を停止する。

２．Ｖ０５が参照電圧Ｖｒｅｆ２より大きい場合、ＬＥＤは消灯する。蓄電池の蓄電量は足りていることを示すが、ＬＥＤ２を観察して蓄電池が十分な蓄電量を有するかを確認する必要がある。

３．Ｖ０６が参照電圧Ｖｒｅｆ２より大きい場合、対応するＬＥＤ２は黄色信号を点灯し、蓄電池の蓄電量が不足していることを示す。

４．Ｖ０６か参照電圧Ｖｒｅｆ２より小さい場合、対応するＬＥＤ２は点灯せず、蓄電池が充電を要することを示す。

５．Ｖ０７が参照電圧Ｖｒｅｆ２より大きい場合、対応するＬＥＤ３は緑色信号を点灯し、蓄電池の蓄電量が十分であることを示す。

６．Ｖ０７が参照電圧Ｖｒｅｆ２より小さい場合、対応するＬＥＤ３はランプ信号を点灯せず、蓄電池の蓄電量が不足していることを示す。

７．前記５同様、Ｖ０８、Ｖ０９，Ｖ１０が参照電圧Ｖｒｅｆ２より大きい場合、対応するＬＥＤ３、ＬＥＤ４，ＬＥＤ５およびＬＥＤ６は緑色信号を点灯し、蓄電池の蓄電量が十分であることを示す（ＬＥＤが点灯する数は蓄電池の蓄電量に比例する）。

８．前記６同様、Ｖ０８、Ｖ０９，Ｖ１０が参照電圧Ｖｒｅｆ２より小さい場合、対応するＬＥＤ３、ＬＥＤ４、ＬＥＤ５およびＬＥＤ６は点灯せず、蓄電池の蓄電量が不足していることを示す。

前記のように、蓄電池の蓄電量はＬＥＤ１、ＬＥＤ２、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４、ＬＥＤ５およびＬＥＤ６が点灯する数によって確認できる。蓄電量表示回路１３に対して手動スイッチ１６を操作することで、蓄電池の異なる負荷と接続される場合に蓄電量が十分であるかを観察確認できる。

前記タイムカウント回路装置１４は電圧検出回路１０とタイムカウント回路Ｃ１、Ｒ２を備え、当該タイムカウント回路装置１４、電圧検出回路１０および電流検出回路１１は同期している。電圧Ｖ０１が入力され（Ｖ０１はＲ０１とＲ０２の２つの抵抗により分圧されて生じる）、かつ蓄電池の電圧が参照電圧Ｖｒｅｆ２より大きい場合は駆動用制御回路と接続することができるが、蓄電池の電圧が参照電圧Ｖｒｅｆ２より小さく、かつ所定の時間を過ぎた場合は、蓄電池の負荷に対する駆動用制御手段の接続は自動的に切断される。

前記駆動回路装置１５は前記電圧検出回路１０と駆動回路とを備え、当該駆動回路装置１５は前記電圧検出回路１０および前記電流検出回路１１と同期し、蓄電池の電圧が参照電圧Ｖｒｅｆ２より小さく、かつ所定の時間を過ぎた場合、あるいは電流検出回路１１によってＡ４の出力が”−”と検出される場合（電流異常を示す）、蓄電池の負荷に対する駆動用制御手段の接続は自動的に切断される。

図３に示す本考案の実施形態のフローチャートに掲げられるように、
１．前記電圧検出回路１０は電圧に異常がないか自動的にチェックを行う。
（１）電圧検出回路１０が電圧が低いことを検出する場合（または異常が生じる場合）、タイムカウント回路装置１４が自動的に起動し、所定の時間を過ぎた後給電を停止する。前記状況が除去されると、給電を開始する。
（２）電圧検出回路１０が電圧の異常を検出しない場合、電流検出回路１１は電流を検出する。

２．タイムカウント回路装置１４は所定の時間を過ぎた場合、給電を停止する。
回復させるには前記電圧検出回路１０を再起動する必要がある。

３．電流検出回路１１は電流のレベル分けを行う。無負荷電流Ｘ０、低負荷電流Ｘ１、高負荷電流Ｘ３および過負荷電流Ｘ４に分ける。
（１）電流が過大になる場合、電力を給電しつづけることができるかを自動的にチェックする。続けて給電できないと判断した場合、タイムカウント回路装置１４を自動的に起動し、所定の時間を過ぎた後に給電を停止する。
（２）電流に異常がない場合、電流検出回路１１は切替え回路１２によって蓄電量表示回路１３を駆動する。

４．蓄電量表示回路１３によって蓄電池に十分の蓄電量を有するかを観察できる。異常なしの場合、給電を続ける。

また、前記説明したのは本考案の一実施例に過ぎず、本考案をその内容に制限するものではない。本考案の精神に基づいておこなったすべての変更や改造が皆本考案の範囲内に含まれることを予め説明する。

本考案の実施例による蓄電量検出回路の回路図である。本考案の実施例による蓄電量検出回路の概略を示すブロック図である。本考案の実施例により蓄電池の蓄電量検出を行う行程を示すフローチャートである。

符号の説明

１０・・・・・・・・電圧検出回路
１１・・・・・・・・電流検出回路
１２・・・・・・・・切替え回路
１３・・・・・・・・蓄電量表示回路
１４・・・・・・・・タイムカウント回路装置
１５・・・・・・・・駆動回路装置
１６・・・・・・・・手動スイッチ
Ａ０〜Ａ１０・・・・演算増幅器
Ｖ０１〜Ｖ１０・・・演算増幅器の入力端電圧
ＶＣ０〜ＶＣ１・・・演算増幅器の入力端電圧
Ｖｒｅｆ１・・・・・定電圧
Ｖｒｅｆ２・・・・・参照電圧
Ｚ１〜Ｚ２・・・・・ゼナー・ダイオード
Ｒ１〜Ｒ６・・・・・抵抗
Ｒ０１〜Ｒ０２・・・抵抗
Ｒ２１〜Ｒ２２・・・抵抗
Ｒ３１〜Ｒ３２・・・抵抗
Ｘ０・・・・・・・・無負荷
Ｘ１・・・・・・・・低負荷
Ｘ３・・・・・・・・高負荷
Ｘ４・・・・・・・・過負荷
ＩＮＨ・・・・・・・切替え回路が作動しているかどうか
ＬＥＤ１〜ＬＥＤ９・・発光ダイオード
Ｃ１、Ｒ２・・・・・タイムカウント回路
Ａ、Ｂ、Ｃ・・・・・４０５１Ｂ入力
Ｄ１〜Ｄ１３・・・・ダイオード

Claims

蓄電池に接続される蓄電量検出回路であって、
電圧検出回路と、
前記電圧検出回路の同期装置である電流検出回路と、
ＬＥＤと抵抗とを備える蓄電量表示回路と、
前記電流検出回路と前記蓄電量表示回路との間に配置され、電気スイッチを有する切替え回路と、
前記電圧検出回路とタイムカウント回路とを組み合わせて形成されるタイムカウント回路装置と、
前記電圧検出回路と駆動回路とを組み合わせて形成される駆動回路装置と、
を備えることを特徴とする蓄電量検出回路。
手動スイッチを介して前記蓄電量表示回路が操作されることにより蓄電池の蓄電量が十分であるか否かを観測可能であることを特徴とする請求項１記載の蓄電量検出回路。