JP3193390B2 - Battery capacity display - Google Patents
Battery capacity displayInfo
- Publication number
- JP3193390B2 JP3193390B2 JP09236791A JP9236791A JP3193390B2 JP 3193390 B2 JP3193390 B2 JP 3193390B2 JP 09236791 A JP09236791 A JP 09236791A JP 9236791 A JP9236791 A JP 9236791A JP 3193390 B2 JP3193390 B2 JP 3193390B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- gain
- battery
- circuit
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電池の電流、すなわち
充電または放電時の電流を計測し、積算することにより
電池の容量を表示する装置に係り、特に上記電流の計測
を精度良く行う電池容量表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for displaying the capacity of a battery by measuring and integrating the current of the battery, that is, the current at the time of charging or discharging, and more particularly to a battery for accurately measuring the current. The present invention relates to a capacity display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、蓄電池等の電池を内蔵する電池応
用機器の需要が益々高くなりつつあり、かかる情勢の
下、電池の残容量を算出し、表示する機能を備えて使用
の便宜を向上させる電池応用機器が提案されている。図
7に示すブロック図はその一例を示すものである。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a growing demand for battery-applied equipment incorporating a battery such as a storage battery. Under such circumstances, a function of calculating and displaying a remaining capacity of a battery has been provided to improve convenience of use. Battery-applied devices have been proposed. The block diagram shown in FIG. 7 shows an example.
【0003】図7は電池1からの放電電流により負荷2
を駆動させる際の該放電電流の供給に伴う電池の残容量
を表示するもので、放電電流を低抵抗3で検出し、増幅
器4、A/D変換器5を介して放電電流検出回路10に
導いて放電電流に逆算(換算)した後、残容量演算回路
11で積算することにより電池1の残容量を算出し、表
示回路8に表示するようにしたものである。[0003] FIG. 7 shows a load 2 by a discharge current from the battery 1.
Displays the remaining capacity of the battery accompanying the supply of the discharge current when the battery is driven. The discharge current is detected by the low resistance 3 and supplied to the discharge current detection circuit 10 via the amplifier 4 and the A / D converter 5. The remaining capacity of the battery 1 is calculated by the calculation and the back calculation (conversion) to the discharge current, and then integrated by the remaining capacity calculation circuit 11 to be displayed on the display circuit 8.
【0004】すなわち、電池1から負荷2への放電電流
は低抵抗3で電圧として検出され、オペアンプOP1を
有する増幅器4で,1+(R1/R2)倍に増幅された
後、マイコン6に導かれる。すなわち、増幅器4の出力
電圧はA/D変換器5でデジタル値に変換され、更に放
電電流検出回路10で、予め記憶されている上記増幅器
4のゲインを用いて逆算することにより前記検出された
放電電流値に換算される。そして、残容量演算回路11
で前回の残容量から、時間当りの放電量を減算されて得
られた値が現残容量として表示回路8に表示される。[0004] That is, the discharge current from the battery 1 to the load 2 is detected as a voltage by the low resistance 3, amplified by 1+ (R1 / R2) times by the amplifier 4 having the operational amplifier OP 1, and then guided to the microcomputer 6. . That is, the output voltage of the amplifier 4 is converted into a digital value by the A / D converter 5 and further detected by the discharge current detection circuit 10 by performing an inverse calculation using the previously stored gain of the amplifier 4. It is converted to a discharge current value. Then, the remaining capacity calculation circuit 11
The value obtained by subtracting the discharge amount per time from the previous remaining capacity is displayed on the display circuit 8 as the current remaining capacity.
【0005】なお、上記オペアンプOP1はオフセット
電圧を調整可能なものが採用され、可変抵抗VR1が接
続されており、また抵抗R2は増幅器4のゲインを調整
可能にすべく可変抵抗VR2で構成されている。The operational amplifier OP1 has an adjustable offset voltage, is connected to a variable resistor VR1, and the resistor R2 is composed of a variable resistor VR2 so that the gain of the amplifier 4 can be adjusted. I have.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記の電池容量算出方
式によれば、低抵抗3の抵抗値Rs、抵抗R1,R2の
抵抗値のバラツキに伴う増幅器4のゲインのバラツキ及
びオペアンプOP1のオフセット電圧が電流計測時の精
度として問題となる。According to the above-described battery capacity calculation method, the resistance Rs of the low resistance 3, the fluctuation of the gain of the amplifier 4 due to the fluctuation of the resistances of the resistors R1 and R2, and the offset voltage of the operational amplifier OP1. Is a problem in the accuracy of current measurement.
【0007】図8は放電電流と増幅器4の出力電圧との
関係を示す特性図である。直線Aは抵抗R3、増幅器4
のゲインのバラツキ及びオペアンプOP1のオフセット
電圧(入力側)が0の場合の理想ゲインを表すものであ
る。なお、この直線Aで表されるゲインは前記放電電流
検出手段11に取り込まれているものである。FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the discharge current and the output voltage of the amplifier 4. Line A is a resistor R3, amplifier 4
And the ideal gain when the offset voltage (input side) of the operational amplifier OP1 is 0. The gain represented by the straight line A is taken in the discharge current detecting means 11.
【0008】ところで、オペアンプOP1の入力オフセ
ット電圧がVosのように存在すると、電流Iが流れた
ときの増幅器4の出力電圧、すなわちA/D変換器5の
出力電圧VA/Dは、 VA/D=(Rs×I+Vos)×G 但し、低抵抗3の抵抗値Rs、増幅器4のゲインGとな
り、直線Bのようになる。If the input offset voltage of the operational amplifier OP1 exists as Vos, the output voltage of the amplifier 4 when the current I flows, that is, the output voltage VA / D of the A / D converter 5, becomes VA / D = (Rs × I + Vos) × G where the resistance value Rs of the low resistance 3 and the gain G of the amplifier 4 are represented by a straight line B.
【0009】一方、オフセット電圧Vosを無視して電
流Isのとき出力電圧がVsに一致するように可変抵抗
VR2を調整すると、直線Cのようになり、ゲインが大
幅に変わることとなる。かかる場合、例えばオペアンプ
OP1の出力電圧がV1のとき、マイコン6は直線Aに
より電流I1を換算出力することとなり、実際の電流I
2とは大きく誤差を生じてしまい、測定精度が確保し得
ない。特に、負荷2がモータ等で低抵抗3を大きくする
とその間で電圧降下を生じてモータ起動に悪影響を及ぼ
すため、低抵抗3としてmΩ単位のものが使用される必
要があることから検出電圧自体も微小であり、入力オフ
セット電圧は大きな誤差の要素となり得る。On the other hand, if the variable resistor VR2 is adjusted so that the output voltage coincides with Vs at the time of the current Is, ignoring the offset voltage Vos, a straight line C is obtained, and the gain greatly changes. In such a case, for example, when the output voltage of the operational amplifier OP1 is V1, the microcomputer 6 converts and outputs the current I1 by the straight line A, and the actual current I1
2, a large error occurs, and measurement accuracy cannot be ensured. In particular, when the load 2 increases the low resistance 3 of a motor or the like, a voltage drop occurs between the low resistance 3 and the motor, which has an adverse effect on the motor start. Since it is minute, the input offset voltage can be a factor of a large error.
【0010】また、逆に入力オフセット電圧Vosを可
変抵抗VR1により0に調整したとしても、抵抗R3、
抵抗R1,R2のバラツキにより増幅器4のゲインが変
わり、直線Dのようになる。On the contrary, even if the input offset voltage Vos is adjusted to 0 by the variable resistor VR1, the resistance R3,
The gain of the amplifier 4 changes due to the variation of the resistors R1 and R2, and becomes as shown by a straight line D.
【0011】そこで、従来は可変抵抗VR1で電流が流
れていないときのオフセット電圧を0に調整し、更に可
変抵抗VR2によりゲインの調整をする等2個の可変抵
抗VR1,VR2を設けていたために構成的に複雑とな
り、また調整作業に手間を要していた。更に、図7に示
すように電池1から定電圧回路7を介してマイコン6の
回路電源を取るような単電源の場合には、オフセット電
圧が調整可能なオペアンプOP1が必要とされるが、か
かるタイプのオペアンプは特殊で高価となる。Therefore, conventionally, two variable resistors VR1 and VR2 are provided, such as adjusting the offset voltage when no current is flowing through the variable resistor VR1 to 0, and further adjusting the gain by the variable resistor VR2. The configuration is complicated, and the adjustment work requires time and effort. Furthermore, as shown in FIG. 7, in the case of a single power supply that takes the circuit power of the microcomputer 6 from the battery 1 via the constant voltage circuit 7, an operational amplifier OP1 whose offset voltage can be adjusted is required. Type operational amplifiers are special and expensive.
【0012】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
安価な回路構成で精度良く電流計測が可能となるととも
に、調整手段が1個で調整工程も少ない電池容量表示装
置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above,
It is an object of the present invention to provide a battery capacity display device capable of accurately measuring current with an inexpensive circuit configuration, and having only one adjustment unit and having few adjustment steps.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明に係る電池容量表
示装置は、電池の電流を両端電圧として検出する抵抗
と、該抵抗の両端電圧を増幅する増幅手段と、該増幅手
段の所定ゲインを表す入力電流Isと出力電圧Vsとを
記憶する第1の記憶手段と、上記電池の電流がIsのと
きに上記増幅手段の出力電圧をVsに予め調整して設定
する調整手段と、上記増幅手段の出力電圧を上記第1の
記憶手段に記憶されている所定ゲインを用いて上記電池
の電流値に換算する換算手段と、電池の電流を遮断した
ときの上記増幅手段のオフセット値Voを記憶する第2
の記憶手段と、上記第1、第2の記憶手段に記憶された
Is,Vs,Voから上記増幅手段のゲインを求め、該
ゲインと前記所定ゲインとから上記換算手段の出力値を
補正する補正手段と、該補正された電流値を積算するよ
うにして電池の残容量を算出する残容量演算手段と、得
られた残容量を表示する表示手段とを備えたものであ
る。According to the present invention, there is provided a battery capacity display apparatus comprising: a resistor for detecting a current of a battery as a voltage between both ends; an amplifying means for amplifying a voltage between both ends of the resistor; and a predetermined gain of the amplifying means. First storage means for storing the input current Is and the output voltage Vs, the adjusting means for previously adjusting and setting the output voltage of the amplifying means to Vs when the battery current is Is, and the amplifying means A conversion means for converting the output voltage of the battery into a current value of the battery using a predetermined gain stored in the first storage means, and an offset value Vo of the amplification means when the battery current is cut off. Second
Correction means for obtaining the gain of the amplification means from Is, Vs, Vo stored in the first and second storage means, and correcting the output value of the conversion means from the gain and the predetermined gain. Means, a remaining capacity calculating means for calculating the remaining capacity of the battery by integrating the corrected current value, and a display means for displaying the obtained remaining capacity.
【0014】[0014]
【作用】本発明によれば、電池の電流、すなわち充電ま
たは放電電流が流れると抵抗の両端に電圧が発生し、こ
の電圧が増幅手段で増幅される。増幅電圧は換算手段に
導かれ、ここで所定ゲインを用いて逆算され、電流に換
算される。続いて、換算された電流は増幅手段の実際の
ゲインと上記所定ゲインとから上記電池の実際の電流に
補正される。そして、補正された電流値は残容量演算手
段で積算され、この積算量と現残容量とから電池の最新
の残容量が、例えば加算あるいは減算で算出され、表示
手段に導かれて表示される。According to the present invention, when a battery current, that is, a charging or discharging current flows, a voltage is generated across the resistor, and this voltage is amplified by the amplifying means. The amplified voltage is led to a conversion means, where it is back calculated using a predetermined gain and converted into a current. Subsequently, the converted current is corrected to the actual current of the battery from the actual gain of the amplification means and the predetermined gain. Then, the corrected current value is integrated by the remaining capacity calculating means, and the latest remaining capacity of the battery is calculated from the integrated amount and the current remaining capacity by, for example, addition or subtraction, guided to the display means and displayed. .
【0015】[0015]
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す回路図
で、第2図は動作を説明するための電池の電流と増幅器
4の出力電圧との関係を示す特性図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the battery current and the output voltage of the amplifier 4 for explaining the operation.
【0016】図1において、電池1とモータ等の負荷2
は電流検出用の低抵抗3を介して直列に接続されてい
る。増幅器4は内部にオペアンプOP1を備え、低抵抗
3の両端電圧を抵抗Roを介して非反転入力端子に導
き、一方反転入力端子にはアースとの間に可変抵抗VR
2からなる抵抗R2が接続さるとともに、出力側との間
に帰還抵抗R1が接続されている。このオペアンプOP
1のゲインGは、 G=(1+R1/R2) と表される。なお、低抵抗R3での電圧降下による負荷
2への影響を考慮して低抵抗R3の抵抗値Rsを10m
Ωとすると、例えば2Aの電流が流れたときの電圧は2
0mVとなり、このときオペアンプOP1の出力を5V
とすれば、ゲインGは略250倍となって、実質(R1
/R2)をゲインGと置き換えることが出来る。In FIG. 1, a battery 1 and a load 2 such as a motor
Are connected in series via a low resistance 3 for current detection. The amplifier 4 includes an operational amplifier OP1 therein, and guides the voltage between both ends of the low resistor 3 to a non-inverting input terminal via a resistor Ro, and a variable resistor VR connected between the inverting input terminal and ground.
2 and a feedback resistor R1 is connected to the output side. This operational amplifier OP
The gain G of 1 is expressed as follows: G = (1 + R1 / R2) The resistance value Rs of the low resistance R3 is set to 10 m in consideration of the effect on the load 2 due to the voltage drop at the low resistance R3.
Ω, the voltage when a current of 2 A flows is 2
0 mV, and at this time, the output of the operational amplifier OP1 is 5 V
Then, the gain G becomes approximately 250 times, and is substantially (R1
/ R2) can be replaced with the gain G.
【0017】マイコン6はA/D変換器5〜残容量演算
回路11及び放電SW検出回路14を内蔵しており、増
幅器4の出力電圧から電池の残容量を演算するものであ
る。いる。The microcomputer 6 has built-in A / D converters 5 to remaining capacity calculation circuit 11 and discharge SW detection circuit 14, and calculates the remaining capacity of the battery from the output voltage of the amplifier 4. I have.
【0018】A/D変換器5は上記増幅器4の出力電圧
をデジタル値に変換するもので、変換されたデジタル値
は放電電流検出回路10に入力される。この放電電流検
出回路10は図2に示す理想ゲイン直線Aに基づいて入
力電圧を、例えば取り込んだ電圧値がVinのときの電流
Iinを、 Iin=Vin×(Is/Vs) の如くして換算するものである。なお、Is,Vsは後
述するように記憶回路12に予め記憶されている。The A / D converter 5 converts the output voltage of the amplifier 4 into a digital value, and the converted digital value is input to a discharge current detection circuit 10. The discharge current detection circuit 10 converts the input voltage based on the ideal gain line A shown in FIG. 2, for example, the current Iin when the taken voltage value is Vin, as follows: Iin = Vin × (Is / Vs) Is what you do. Note that Is and Vs are stored in the storage circuit 12 in advance as described later.
【0019】記憶回路12は上記理想ゲイン直線A上の
所望の一点、すなわち電流Isとその出力電圧Vsとが
記憶されている。このとき、増幅器4は電池電流がIs
のとき増幅器4の出力電圧がVsに一致するように可変
抵抗VR2が調整される。The storage circuit 12 stores a desired point on the ideal gain line A, that is, a current Is and its output voltage Vs. At this time, the amplifier 4 outputs the battery current Is
At this time, the variable resistor VR2 is adjusted so that the output voltage of the amplifier 4 matches Vs.
【0020】記憶回路13は電池電流が遮断されたと
き、すなわち放電スイッチSWをオフにしたときに、こ
の状態を放電SW検出回路14により検出し、その時の
増幅器4の出力電圧(オフセット値)Voを取り込むも
のである。この結果、増幅器4のゲインやオフセット値
Voは図2の直線Bのようになっている。なお、Vo=
Vos×Gである。従って、VsとIsのときのみ正確
な結果が得られるが、その他の点では誤差を生じる。When the battery current is cut off, that is, when the discharge switch SW is turned off, the storage circuit 13 detects this state by the discharge SW detection circuit 14 and outputs the output voltage (offset value) Vo of the amplifier 4 at that time. It is to take in. As a result, the gain and offset value Vo of the amplifier 4 are as shown by a straight line B in FIG. Note that Vo =
Vos × G. Thus, accurate results are obtained only for Vs and Is, but otherwise produce errors.
【0021】補正回路15は上記放電電流検出回路10
で換算された電流Iinに補正を施すものである。すなわ
ち、放電電流検出回路10は、前述したように理想ゲイ
ン直線Aにより逆算するものであるから、実際の増幅器
4のゲインやオフセット値Voを考慮していない。そこ
で、補正回路15では上記理想ゲインと、実際のゲイン
及びオフセット値との差に基づく補正が施される。この
補正は、例えば、直線Bの式、 I=(Vin−Vo)・Is/(Vs−Vo) に、Vin=Vs・Iin/Is を代入して、IとIinとの関係式を求めておくことで、
この関係式だけから行える。The correction circuit 15 includes the discharge current detection circuit 10
The correction is performed on the current Iin converted by the equation (1). That is, since the discharge current detection circuit 10 performs an inverse calculation using the ideal gain line A as described above, the actual gain and offset value Vo of the amplifier 4 are not considered. Therefore, the correction circuit 15 performs correction based on the difference between the ideal gain and the actual gain and offset value. This correction is performed by, for example, substituting Vin = Vs · Iin / Is into the equation of the straight line B, I = (Vin−Vo) · Is / (Vs−Vo), and obtaining a relational expression between I and Iin. By leaving
It can be done only from this relational expression.
【0022】残容量演算回路11は補正された電流、す
なわち電池の実際の電流値を取り込んで所要の単位時間
毎に積算し、単位時間当りの放電量を演算するととも
に、前回の電池の残容量から、演算した単位時間当りの
放電量を減算して最新(今回)の残容量を求めるもので
ある。表示回路8はこの最新の電池残容量を%表示、棒
グラフあるいは該当するセグメントの点灯表示等で表示
するものである。The remaining capacity calculation circuit 11 takes in the corrected current, that is, the actual current value of the battery, and integrates it for each required unit time to calculate the amount of discharge per unit time. The latest (current) remaining capacity is obtained by subtracting the calculated amount of discharge per unit time from. The display circuit 8 displays the latest remaining battery capacity in a percentage display, a bar graph, or a lighting display of a corresponding segment.
【0023】このように、第1の実施例では、オフセッ
ト値の調整が可能な特殊で高価なオペアンプを用いず、
安価な回路構成で精度の良い電流計測及びその表示が可
能となる。また、調整点がVR2の1点であり、調整工
程によるコストダウンも図れる。As described above, in the first embodiment, a special and expensive operational amplifier capable of adjusting an offset value is not used, and
An accurate current measurement and its display can be performed with an inexpensive circuit configuration. Further, the adjustment point is one point of VR2, and the cost can be reduced by the adjustment process.
【0024】次に、本発明の第2実施例について図3、
図4を用いて説明する。なお、図3において、図1と同
一符号のものは同一の機能を果たすものである。この実
施例は、前記第2図において放電スイッチSWがオフの
ときのオペアンプOP1のオフセット値Voが0を示し
たときを考慮してなされたものである。すなわち、オペ
アンプOP1のオフセット電圧が負側であるときは、前
記図2の直線Cのようになり、実際には出力電圧が負で
あるにも拘らず、単電源であるために0Vとなっている
可能性がある。このような場合には、第1実施例の補正
を施しても誤差を生じ、精度が確保出来なくなる。本第
2実施例は、オペアンプOP1のオフセット電圧が負側
であっても補正出来るようにしたものである。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In FIG. 3, components having the same reference numerals as those in FIG. 1 perform the same functions. This embodiment is made in consideration of the case where the offset value Vo of the operational amplifier OP1 shows 0 when the discharge switch SW is off in FIG. That is, when the offset voltage of the operational amplifier OP1 is on the negative side, the output voltage becomes as shown by the straight line C in FIG. 2, and although the output voltage is actually negative, it becomes 0 V because of the single power supply. Could be. In such a case, even if the correction of the first embodiment is performed, an error occurs, and accuracy cannot be ensured. In the second embodiment, correction can be performed even when the offset voltage of the operational amplifier OP1 is on the negative side.
【0025】図3の回路図は、図1の回路図と増幅器4
の構成が異なる。すなわち、増幅器41は作動増幅器を
構成しており、非反転入力端子に抵抗R5,R6が接続
され、反転入力端子に低抵抗3の両端電圧が導かれる抵
抗R2の他端が接続されている。なお、周知のように抵
抗R5の抵抗値は抵抗R1と、抵抗R6の抵抗値は抵抗
R2と同じに設定されている。FIG. 3 shows the circuit diagram of FIG.
Is different. That is, the amplifier 41 constitutes an operational amplifier. The resistors R5 and R6 are connected to the non-inverting input terminal, and the other end of the resistor R2 to which the voltage across the low resistor 3 is led is connected to the inverting input terminal. Note that, as is well known, the resistance value of the resistor R5 is set to be the same as the resistance R1, and the resistance value of the resistor R6 is set to be the same as the resistance R2.
【0026】また、本実施例の目的を達成するために、
非反転入力端子には定電圧回路7の定電圧を抵抗R3,
R4で分圧したバイアス電圧VBIASが印加されている。
従って、電流Iに対する出力電圧Vは、(VBIAS−I・
Rs)×G で表される。図4はこの増幅器41の電流
と出力電圧との関係を示す特性図で、直線Aは理想ゲイ
ンを示している。なお、特性直線は作動増幅器41の構
成から負の勾配となっている。In order to achieve the object of this embodiment,
The constant voltage of the constant voltage circuit 7 is connected to the non-inverting input terminal by the resistor R3.
A bias voltage VBIAS divided by R4 is applied.
Therefore, the output voltage V with respect to the current I is (VBIAS−I ·
Rs) × G. FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between the current of the amplifier 41 and the output voltage, and a straight line A indicates an ideal gain. Note that the characteristic straight line has a negative gradient from the configuration of the operational amplifier 41.
【0027】一方、放電スイッチSWがオフのとき、増
幅器41の入力オフセット電圧をVosとすると、その
ときの出力電圧Voは、Vo=(VBIAS−Vos)×G
で表される。従って、電流Iが流れたときの出力電圧
VA/Dは、 VA/D=(VBIAS−I・Rs−Vos)×G と表される。On the other hand, if the input offset voltage of the amplifier 41 is Vos when the discharge switch SW is off, the output voltage Vo at that time is Vo = (VBIAS−Vos) × G
It is represented by Therefore, the output voltage VA / D when the current I flows is expressed as VA / D = (VBIAS−I · Rs−Vos) × G.
【0028】ここで、上記放電スイッチSWがオフのと
き、すなわち放電電流が0のときの出力電圧が5Vにな
るように可変抵抗VR2を調整してゲインGを設定し、
かつ測定電流に対して常に正の出力電圧を得て電流測定
を可能とするために、VBIAS>I・Rs+Vos と設定してお
く。すなわち、上記のようにゲインGを設定しておくこ
とで、図4の直線C,Bに示すようにオフセット値Vo
が正負いずれの方向に現われてもバイアス電圧VBIASと
の差が正確に増幅されるので、誤差がなくなる。また、
バイアス電圧VBIASの値を電流測定最大値+オフセット
電圧最大値より大きく設定しておくことで、電池の電流
範囲内では全て測定が可能となる。Here, the gain G is set by adjusting the variable resistor VR2 so that the output voltage is 5 V when the discharge switch SW is off, that is, when the discharge current is zero.
In addition, in order to always obtain a positive output voltage with respect to the measured current and enable the current measurement, VBIAS> I · Rs + Vos is set. That is, by setting the gain G as described above, the offset value Vo as shown by the straight lines C and B in FIG.
Appears in either positive or negative direction, the difference from the bias voltage VBIAS is accurately amplified, so that the error is eliminated. Also,
By setting the value of the bias voltage VBIAS to be larger than the maximum value of the current measurement + the maximum value of the offset voltage, it is possible to perform all measurements within the current range of the battery.
【0029】電池からの放電電流は低抵抗3でその両端
電圧として検出され、増幅器41で増幅され、A/D変
換器5に導かれてデジタル値に変換される。そして、放
電電流検出回路10で予め取り込まれたVs,Isの理
想ゲインに基づいて電流に換算される。記憶回路12は
上記Vs,Isを記憶しており、また記憶回路13はオ
フセット値Voを記憶している。そこで、補正回路15
は上記の記憶内容を元に前記第1実施例で示したと同様
な補正を施して実際の放電電流を求める。補正された放
電電流値は残容量演算回路11で単位時間当りの放電量
に積算され、更に減算されて最新の残容量として求めら
れ、この後表示回路8に導かれて%表示等により表示さ
れる。The discharge current from the battery is detected by the low resistance 3 as a voltage between both ends, amplified by the amplifier 41, guided to the A / D converter 5, and converted into a digital value. Then, the current is converted into a current based on the ideal gain of Vs and Is taken in advance by the discharge current detection circuit 10. The storage circuit 12 stores the above Vs and Is, and the storage circuit 13 stores the offset value Vo. Therefore, the correction circuit 15
Calculates the actual discharge current by performing the same correction as shown in the first embodiment based on the above stored contents. The corrected discharge current value is added to the discharge amount per unit time by the remaining capacity calculation circuit 11 and is subtracted to obtain the latest remaining capacity, which is then led to the display circuit 8 and displayed in% or the like. You.
【0030】このように、第2実施例では、前記第1実
施例の効果に加えて、オフセット電圧の正負に拘らず常
に誤差のない電流測定を行うことが出来る。As described above, in the second embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to always perform error-free current measurement regardless of whether the offset voltage is positive or negative.
【0031】次に、本発明の第3実施例について図5、
図6を用いて説明する。なお、図5において、図1と同
一符号のものは同一の機能を果たすものである。この実
施例は、A/D変換器5の分解能の実質向上を図るもの
である。例えば、負荷2としてモータ等が採用されてい
る場合、突入時の電流は大きくても、安定回転時の電流
は小さいことが多い。このとき、突入時の電流を測定す
るために測定幅を大きく、すなわち分解能を下げると、
安定回転時の電流の測定精度を確保し得なくなって、残
容量表示に誤差を生じることとなる。本第3実施例は、
A/D変換器5の分解能を増幅器42のゲイン切り換え
によって測定精度の確保を可能にするものである。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In FIG. 5, components having the same reference numerals as those in FIG. 1 perform the same functions. In this embodiment, the resolution of the A / D converter 5 is substantially improved. For example, when a motor or the like is employed as the load 2, the current at the time of inrush is large, but the current at the time of stable rotation is often small. At this time, if the measurement width is increased to measure the inrush current, that is, if the resolution is reduced,
The measurement accuracy of the current during the stable rotation cannot be secured, and an error occurs in the remaining capacity display. In the third embodiment,
The resolution of the A / D converter 5 can ensure measurement accuracy by switching the gain of the amplifier 42.
【0032】図5の回路図は、図1の回路図に対して可
変抵抗VR3からなる抵抗R7及びゲイン補正切り換え
回路16を付加したものである。すなわち、抵抗R7は
抵抗R2に並列に接続され、その一端側にゲイン補正切
り換え回路16が設けられている。また、このゲイン補
正切り換え回路16は放電電流検出回路10、補正回路
15に接続され、ゲインの切り換え状態を示す信号を該
放電電流検出回路10、補正回路15に出力するように
されている。The circuit diagram of FIG. 5 is obtained by adding a resistor R7 comprising a variable resistor VR3 and a gain correction switching circuit 16 to the circuit diagram of FIG. That is, the resistor R7 is connected in parallel to the resistor R2, and the gain correction switching circuit 16 is provided at one end thereof. The gain correction switching circuit 16 is connected to the discharge current detection circuit 10 and the correction circuit 15, and outputs a signal indicating the switching state of the gain to the discharge current detection circuit 10 and the correction circuit 15.
【0033】このゲイン補正切り換え回路16がHレベ
ルにあるときは、抵抗R7は回路から切り離された状態
となり、オペアンプOP1のゲインGはR1/R2で表
される。一方、ゲイン補正切り換え回路16がLレベル
にあるときは、抵抗R7は抵抗R2と並列に接続された
関係となり、オペアンプOP1のゲインGは、R1×
(R2+R7)/(R2×R7)と表される。仮に、R
7=R2とすれば、ゲイン補正切り換え回路16がLレ
ベルのときのゲインGはHレベルのときのゲインGの2
倍となる。すなわち、ゲイン補正切り換え回路16の出
力をLレベルとすると、A/D変換器5の分解能を2倍
にすることが出来る。但し、測定幅は1/2となる。図
6において、直線Aはゲイン補正切り換え回路16の出
力がHレベルの場合のゲインGを示し、直線Bはゲイン
補正切り換え回路16の出力がLレベルの場合のゲイン
Gを示している。When the gain correction switching circuit 16 is at the H level, the resistor R7 is disconnected from the circuit, and the gain G of the operational amplifier OP1 is represented by R1 / R2. On the other hand, when the gain correction switching circuit 16 is at the L level, the resistor R7 is connected in parallel with the resistor R2, and the gain G of the operational amplifier OP1 is R1 ×
It is expressed as (R2 + R7) / (R2 × R7). If R
If 7 = R2, the gain G when the gain correction switching circuit 16 is at the L level is 2 times the gain G when the gain correction switching circuit 16 is at the H level.
Double. That is, when the output of the gain correction switching circuit 16 is set to L level, the resolution of the A / D converter 5 can be doubled. However, the measurement width is 2. 6, a straight line A indicates the gain G when the output of the gain correction switching circuit 16 is at the H level, and a straight line B indicates the gain G when the output of the gain correction switching circuit 16 is at the L level.
【0034】放電電流検出回路10はゲイン補正切り換
え回路16の出力の出力状態で換算値を変更するように
なされており、ゲイン補正切り換え回路16の出力がH
レベルのときは(R2/R1)となり、ゲイン補正切り
換え回路16の出力がLレベルのときは(R2/2×R
1)となる。The discharge current detection circuit 10 changes the conversion value according to the output state of the output of the gain correction switching circuit 16, and the output of the gain correction switching circuit 16 is H
When the output of the gain correction switching circuit 16 is at the L level, (R2 / R1)
1).
【0035】可変抵抗VR2はゲイン補正切り換え回路
16がHレベルのときに調整されるもので、任意の電流
値Isのとき出力電圧が理想ゲインの直線A上のVs1
となるように調整される。また、可変抵抗VR3はゲイ
ン補正切り換え回路16がLレベルのときに調整される
もので、任意の電流値Isのとき出力電圧が直線B上の
Vs2となるように調整される。The variable resistor VR2 is adjusted when the gain correction switching circuit 16 is at the H level, and when the current value is an arbitrary current value Is, the output voltage becomes Vs 1 on the ideal gain straight line A.
It is adjusted so that The variable resistor VR3 is intended to gain correction switching circuit 16 is adjusted at the L level, the output voltage at any time the current value Is is adjusted to be Vs 2 on the straight line B.
【0036】記憶回路12は上記電流値Isに対して、
出力電圧Vs1とVs2とが記憶されており、ゲイン補正
切り換え回路16がHレベルのときはIsとVs1と
が、ゲイン補正切り換え回路16がLレベルのときはI
sとVs2とが前記放電電流検出回路10や補正回路1
5等で用いられる。The storage circuit 12 calculates the current value Is
The output voltages Vs 1 and Vs 2 are stored. When the gain correction switching circuit 16 is at the H level, Is and Vs 1 are stored. When the gain correction switching circuit 16 is at the L level, I and Vs 1 are stored.
s and Vs 2 are the discharge current detection circuit 10 and the correction circuit 1
5 and so on.
【0037】記憶回路13は放電スイッチSWがオフ
で、ゲイン補正切り換え回路16がHレベルの時のオフ
セット値Vo1を取り込み、次いでゲイン補正切り換え
回路16をLレベルに切り換えてオフセット値Vo2を
取り込むもので、前記同様、ゲイン補正切り換え回路1
6がHレベルのときはVo1が、ゲイン補正切り換え回
路16がLレベルのときはVo2が前記放電電流検出回
路10や補正回路15で用いられる。The memory circuit 13 takes in the offset value Vo 1 when the discharge switch SW is off and the gain correction switching circuit 16 is at H level, and then switches the gain correction switching circuit 16 to L level to take in the offset value Vo 2 . And the gain correction switching circuit 1
6 is Vo 1 is at H level, when the gain correction switching circuit 16 is at the L level Vo 2 is used in the discharge current detection circuit 10 and correction circuit 15.
【0038】補正回路15は、前記第1実施例で示した
と同様な補正演算を施して実際の電池の放電電流を求め
る。この場合、ゲイン補正切り換え回路16がHレベル
のときは、Is、Vs1及びVo1が補正演算に用いら
れ、ゲイン補正切り換え回路16がLレベルのときは、
Is、Vs2及びVo2が補正演算に用いられる。マイコ
ン6はゲイン補正切り換え回路16のH,Lレベルの状
態を検知して、上記放電電流検出回路10、補正回路1
5の動作を切り換える。The correction circuit 15 calculates the actual discharge current of the battery by performing the same correction calculation as shown in the first embodiment. In this case, when the gain correction switching circuit 16 is at the H level, Is, Vs 1 and Vo 1 are used for the correction calculation, and when the gain correction switching circuit 16 is at the L level,
Is, Vs 2 and Vo 2 are used for the correction operation. The microcomputer 6 detects the H and L level states of the gain correction switching circuit 16, and detects the discharge current detection circuit 10 and the correction circuit 1
5 is switched.
【0039】なお、ゲイン補正切り換え回路16はモー
タ負荷の場合等では突入時にHレベルに、安定回転時に
はLレベルに切り換わるようにすれば、負荷状態に応じ
た電流検出が好適に行える。この切り換えはマニュアル
で行っても良く、あるいはマイコン6が時間管理によ
り、あるいは電流管理によって適宜切り換え制御するよ
うにしてもよい。また、負荷2がモータ以外の場合でも
負荷状態に応じた電流検出を精度良く行うことが出来
る。If the gain correction switching circuit 16 is switched to the H level at the time of inrush in the case of a motor load or the like, and is switched to the L level at the time of stable rotation, current detection according to the load state can be suitably performed. This switching may be performed manually, or the microcomputer 6 may appropriately control the switching by time management or current management. Further, even when the load 2 is not a motor, current detection according to the load state can be performed with high accuracy.
【0040】この第3実施例では、次のようにして切り
換え制御することも可能である。すなわち、ゲイン補正
切り換え回路16の出力Lレベルを通常状態(直線B)
とし、この出力Lレベルの状態でA/D変換器5の出力
値がフルスケールになり測定範囲を越えたときに、これ
を検知して出力をHレベルに切り換え(直線A)、測定
範囲を広げるようにする。一方、出力Hレベルの状態で
A/D変換器5の出力値が所定値以下まで低下したこと
を検知して、出力をLレベルに戻して、測定範囲を狭
め、分解能を上げるようにする。In the third embodiment, the switching can be controlled as follows. That is, the output L level of the gain correction switching circuit 16 is set to the normal state (straight line B).
When the output value of the A / D converter 5 becomes full scale and exceeds the measurement range in the state of the output L level, this is detected and the output is switched to the H level (straight line A), and the measurement range is changed. Spread it out. On the other hand, when it is detected that the output value of the A / D converter 5 has dropped to a predetermined value or less in the state of the output H level, the output is returned to the L level to narrow the measurement range and increase the resolution.
【0041】なお、第1〜第3実施例では、放電電流検
出回路10の換算出力電流に対して補正回路15で補正
するようにしたが、記憶回路12、13の記憶内容を放
電電流検出回路10に導いて、換算と同時に補正を加味
するように構成することも可能である。また、上記各実
施例は、電池の放電電流について説明したが、電池への
充電電流についても同様に計測し、充電容量を積算し、
表示することが出来るものである。In the first to third embodiments, the corrected output current of the discharge current detection circuit 10 is corrected by the correction circuit 15, but the contents stored in the storage circuits 12 and 13 are corrected by the discharge current detection circuit. It is also possible to adopt a configuration in which the correction is taken into account at the same time as the conversion. In each of the embodiments described above, the discharge current of the battery has been described. However, the charge current to the battery is similarly measured, and the charge capacity is integrated.
It can be displayed.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池の電流を電圧に変換して検出し、増幅した電圧出力
を所定のゲインの下で換算して得られた電流を自動的に
実際の電流にすべく補正した後、電池容量を積算するこ
とにより求めて表示するようにしたので、特殊かつ高価
なオペアンプを採用することなく、安価な回路構成で精
度良い電流計測を可能にするとともに、調整手段が1個
で済むとともに、調整工程も少なく、コストダウンが図
れる。As described above, according to the present invention,
Converting the battery current into voltage and detecting it, converting the amplified voltage output under a predetermined gain, automatically correcting the obtained current to the actual current, and integrating the battery capacity In this way, accurate and accurate current measurement can be achieved with an inexpensive circuit configuration without using a special and expensive operational amplifier, and only one adjusting means is required. Cost reduction can be achieved.
【図1】本発明の第1の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】第1実施例の動作を説明するための電池の電流
と増幅器4の出力電圧との関係を示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a battery current and an output voltage of an amplifier 4 for explaining the operation of the first embodiment.
【図3】本発明の第2の実施例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図4】第2実施例の動作を説明するための電池の電流
と増幅器41の出力電圧との関係を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a battery current and an output voltage of an amplifier 41 for explaining the operation of the second embodiment.
【図5】本発明の第3の実施例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.
【図6】第3実施例の動作を説明するための電池の電流
と増幅器42の出力電圧との関係を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating the relationship between the battery current and the output voltage of the amplifier 42 for explaining the operation of the third embodiment.
【図7】従来の電池容量表示装置の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional battery capacity display device.
【図8】従来の電池容量表示装置に係る放電電流と増幅
器4の出力電圧との関係を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship between a discharge current and an output voltage of an amplifier 4 according to a conventional battery capacity display device.
1 電池 2 負荷 3 低抵抗 4,41,42 増幅器 5 A/D変換器 6 マイコン 7 定電圧回路 8 表示回路 10 放電電流検出回路 11 残容量演算回路 12,13 記憶回路 14 放電SW検出回路 15 補正回路 16 ゲイン補正切り換え回路16 SW 放電スイッチ OP1 オペアンプ Ro〜R7 抵抗 VR1〜VR3 可変抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery 2 Load 3 Low resistance 4,41,42 Amplifier 5 A / D converter 6 Microcomputer 7 Constant voltage circuit 8 Display circuit 10 Discharge current detection circuit 11 Remaining capacity calculation circuit 12,13 Storage circuit 14 Discharge SW detection circuit 15 Correction Circuit 16 Gain correction switching circuit 16 SW Discharge switch OP1 Operational amplifier Ro to R7 Resistance VR1 to VR3 Variable resistance
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01R 31/36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 31/36
Claims (1)
抗と、該抵抗の両端電圧を増幅する増幅手段と、該増幅
手段の所定ゲインを表す入力電流Isと出力電圧Vsと
を記憶する第1の記憶手段と、上記電池の電流がIsの
ときに上記増幅手段の出力電圧をVsに予め調整して設
定する調整手段と、上記増幅手段の出力電圧を上記第1
の記憶手段に記憶されている所定ゲインを用いて上記電
池の電流値に換算する換算手段と、電池の電流を遮断し
たときの上記増幅手段のオフセット値Voを記憶する第
2の記憶手段と、上記第1、第2の記憶手段に記憶され
たIs,Vs,Voから上記増幅手段のゲインを求め、
該ゲインと前記所定ゲインとから上記換算手段の出力値
を補正する補正手段と、該補正された電流値を積算する
ようにして電池の残容量を算出する残容量演算手段と、
得られた残容量を表示する表示手段とを備えたことを特
徴とする電池容量表示装置。1. A resistor for detecting a current of a battery as a voltage between both ends, an amplifying means for amplifying a voltage between both ends of the resistor, and a first memory for storing an input current Is and an output voltage Vs representing a predetermined gain of the amplifying means. Storage means, adjustment means for previously adjusting and setting the output voltage of the amplifying means to Vs when the current of the battery is Is, and adjusting the output voltage of the amplifying means to the first voltage.
A conversion means for converting the current value of the battery into a current value using a predetermined gain stored in the storage means; a second storage means for storing an offset value Vo of the amplification means when the current of the battery is cut off; the first, it is stored in the second storage means
Is, Vs, the gain of the amplifier means from Vo obtained,
Correction means for correcting the output value of the conversion means from the gain and the predetermined gain, and remaining capacity calculation means for calculating the remaining capacity of the battery by integrating the corrected current value,
And a display unit for displaying the obtained remaining capacity.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09236791A JP3193390B2 (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Battery capacity display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09236791A JP3193390B2 (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Battery capacity display |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04323580A JPH04323580A (en) | 1992-11-12 |
JP3193390B2 true JP3193390B2 (en) | 2001-07-30 |
Family
ID=14052453
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09236791A Expired - Fee Related JP3193390B2 (en) | 1991-04-23 | 1991-04-23 | Battery capacity display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3193390B2 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3475641B2 (en) * | 1996-03-08 | 2003-12-08 | ソニー株式会社 | Battery pack and remaining battery capacity data output method |
TW407212B (en) * | 1997-10-31 | 2000-10-01 | Toshiba Battery | Battery remaining capacity measuring device |
KR100455143B1 (en) * | 2002-03-27 | 2004-11-06 | 엘지전자 주식회사 | Rest of battery appreciation circuit for mobile communication terminal |
JP2004191241A (en) * | 2002-12-12 | 2004-07-08 | Sanyo Electric Co Ltd | Current detector, and residual quantity detection system |
JP5130773B2 (en) * | 2006-07-18 | 2013-01-30 | パナソニック株式会社 | Coin identification device |
WO2008010434A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-24 | Panasonic Corporation | Coin identification device |
JP2014098599A (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-29 | Toyota Industries Corp | Soc estimation apparatus |
JP7468420B2 (en) * | 2021-03-23 | 2024-04-16 | 株式会社デンソー | Battery device |
-
1991
- 1991-04-23 JP JP09236791A patent/JP3193390B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04323580A (en) | 1992-11-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5945853A (en) | Current sensing circuit with automatic offset compensation | |
US20110115427A1 (en) | Energy storage device | |
WO2008047428A1 (en) | Electronic watthour meter | |
US20050218976A1 (en) | Differential voltage amplifier circuit | |
JP3193390B2 (en) | Battery capacity display | |
JP4719972B2 (en) | Charge / discharge current measuring device | |
JPH04248472A (en) | Method of measuring resistance value | |
JP3204091B2 (en) | Charge / discharge current measuring device | |
JP3543579B2 (en) | Method and apparatus for detecting charge / discharge current of secondary battery | |
JPH03179272A (en) | Displaying apparatus for earth resistance of dc circuit | |
JP3691364B2 (en) | Current detection device and battery device including current detection device | |
JPH0833213A (en) | Capacity indicator for secondary battery | |
CN113017588B (en) | Blood pressure measuring method, system, device and sphygmomanometer | |
JP3080450B2 (en) | measuring device | |
JPH0131147B2 (en) | ||
US5543706A (en) | Circuit and method for measuring current in a circuit | |
JP2802814B2 (en) | Resistance measuring instrument | |
JP3351167B2 (en) | Battery voltage measurement device | |
JP3765915B2 (en) | Amplifier temperature zero point correction device | |
JPH06140081A (en) | Battery residual capacity display device | |
JPH08146050A (en) | Measuring instrument using differential amplifier | |
JP3805478B2 (en) | Method and apparatus for measuring equivalent series resistance of capacitive element | |
JPS6347999Y2 (en) | ||
JPH0637341Y2 (en) | Insulation resistance tester | |
JPH04370769A (en) | Correction method of voltage and current signal by using a/d converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080525 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090525 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |