JPH0267980A - Circuit for detecting charged state in battery - Google Patents
Circuit for detecting charged state in batteryInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔Ｊ［要）
バッテリアラーム検出回路の一部を利用してバッテリへ
の充電状態を検知する充電状態検知回路に関し、
バッテリ破損やバッテリの短寿命化を未然に防止するこ
とを目的とし、
バックアップ用バッテリのバックアップに必要な最低電
圧付近の低電圧しきい値を発生する低電圧しきい値発生
回路と、該低電圧しきい値と前記バックアップ用バッテ
リの電圧とを比較し、該バッテリの電圧が咳低電圧しき
い値以下に低下した時アラームを発生するバッテリアラ
ーム発生回路とを備えた装置において、前記バックアッ
プ用バッテリの公称最大電圧又は最大定格より高い所定
の高電圧しきい値を発生する高電圧しきい値発生回路と
、該高電圧しきい値発生回路と前記低電圧しきい値発生
回路の各出力しきい値を交互に切換えて前記バッテリア
ラーム発生回路へ供給するスイッチとよりなり、前記バ
ックアップ用バッテリの電圧が前記高電圧しきい値以上
になった時、前記バックアップ用バッテリへの充電状態
を検知して前記バッテリアラーム発生回路よりアラーム
を発生するように構成する。[Detailed Description of the Invention] [J [Required] Regarding a charging state detection circuit that detects the charging state of a battery using a part of a battery alarm detection circuit, preventing battery damage and shortening of battery life. A low voltage threshold generation circuit that generates a low voltage threshold near the minimum voltage required for backup of a backup battery, and a comparison between the low voltage threshold and the voltage of the backup battery. and a battery alarm generation circuit that generates an alarm when the voltage of the battery drops below a cough low voltage threshold, wherein a predetermined high voltage higher than the nominal maximum voltage or maximum rating of the backup battery. A high-voltage threshold generation circuit that generates a threshold, and each output threshold of the high-voltage threshold generation circuit and the low-voltage threshold generation circuit are alternately switched and supplied to the battery alarm generation circuit. and is configured to detect the state of charge of the backup battery and generate an alarm from the battery alarm generation circuit when the voltage of the backup battery exceeds the high voltage threshold. do.
（産業上の利用分野）
本発明はバッテリへの充電状態検知回路に係り、特にバ
ッテリアラーム検出回路の一部を利用してバッテリへの
充電状態を検知する充電状態検知回路に関する。(Industrial Application Field) The present invention relates to a battery charge state detection circuit, and more particularly to a charge state detection circuit that detects a battery charge state using a part of a battery alarm detection circuit.
ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）を備えたデータ
処理装置などにおいては、電源を切ってもＲＡＭのデー
タ内容を保持しておくために、バッテリバックアップす
る装置が近年増加してきている。2. Description of the Related Art In recent years, an increasing number of data processing devices equipped with random access memory (RAM) are equipped with battery backup in order to retain the data contents of the RAM even when the power is turned off.
ＲＡＭのバッテリバックアップのためには、ＲＡＭの素
子特性上定められている規定電圧値以上の電圧をバッテ
リからＲＡＭに供給する必要がある。このため、バッテ
リ電圧を監視するための検知回路が必要となる。In order to back up the RAM with a battery, it is necessary to supply the RAM with a voltage higher than a specified voltage value determined based on the element characteristics of the RAM from the battery. Therefore, a detection circuit is required to monitor the battery voltage.
第３図はＲＡＭを備えた装置が従来有しているバッテリ
アラーム検出回路の一例の構成図を示す。FIG. 3 shows a configuration diagram of an example of a battery alarm detection circuit conventionally included in a device equipped with a RAM.
同図中、１はバックアップ用バッテリで、その電圧はバ
ックアップのためにダイオードＤａを介して放電回路の
一部を構成する揮発性ＲＡＭ （図示せず）の電源端子
に印加される一方、後述のバッテリアラーム発生回路３
に印加される。In the figure, reference numeral 1 denotes a backup battery, and its voltage is applied to the power supply terminal of a volatile RAM (not shown) that forms part of the discharge circuit via a diode Da for backup purposes. Battery alarm generation circuit 3
is applied to
また、２は低電圧しきい値発生回路で、例えば商用交流
＊ｍ’ａ圧を整流して得られた所定値の直流電源電圧Ｖ
ｃｃに基づいて、上記ＲＡＭのデータが消失しない最低
電圧付近の低電圧しきいＩＩｖＬを発生してバッテリア
ラーム発生回路３に印加する。Further, 2 is a low voltage threshold generation circuit, which has a predetermined value of DC power supply voltage V obtained by rectifying, for example, commercial AC*m'a pressure.
Based on cc, a low voltage threshold IIvL near the lowest voltage at which data in the RAM is not lost is generated and applied to the battery alarm generation circuit 3.
バッテリアラーム発生回路３は上記バッテリ１の電圧（
バッテリ電圧）と上記低電圧しきい値ＶＬとを比較し、
バッテリ電圧が低電圧しきい値ＶＬ以下に低下した時に
、これを検出してアラームを発生する。The battery alarm generation circuit 3 detects the voltage of the battery 1 (
battery voltage) and the above low voltage threshold VL,
When the battery voltage drops below the low voltage threshold VL, this is detected and an alarm is generated.
なお、バッテリには一次電池と呼ばれる放電のみのもの
と、充電により反復使用可能な二次電池とがあり、バッ
テリ１がこの二次電池の場合には充電回路よりの充電電
圧が抵抗Ｒａ１ダイオード［）ａを介してバッテリ１に
印加される。バッテリ１が一次電池の場合には、この充
電回路は設けられることはない。Note that there are two types of batteries: primary batteries that only discharge, and secondary batteries that can be used repeatedly by charging.If battery 1 is this secondary battery, the charging voltage from the charging circuit is connected to the resistor Ra1 diode [ )a to the battery 1. If the battery 1 is a primary battery, this charging circuit is not provided.
このようにして、第３図に示すバッテリアラーム検出回
路によれば、バッテリ１の電力消費による供給電圧低下
を検知し、ＲＡＭ内のデータの消失を、アラームを発生
することで未然に防止するようにしている。In this way, the battery alarm detection circuit shown in FIG. 3 detects a drop in supply voltage due to power consumption of the battery 1, and prevents loss of data in the RAM by generating an alarm. I have to.
しかるに、従来はバッテリ１に対して充電時のチエツク
を行なっていなかったため、バッテリ１が一次電池の場
合には誤って充電されてバッテリの寿命を損なったり、
バッテリ内部に化学反応を起こし、バッテリ自体が破損
するような現象を防止することができず、またバッテリ
１が二次電池の場合は過充電によるバッテリ寿命の短縮
化を未然に防止することができないという問題点があっ
た。However, in the past, the battery 1 was not checked during charging, so if the battery 1 was a primary battery, it could be charged incorrectly and the life of the battery could be shortened.
It is not possible to prevent a phenomenon in which a chemical reaction occurs inside the battery and the battery itself is damaged, and if the battery 1 is a secondary battery, it is not possible to prevent shortening of the battery life due to overcharging. There was a problem.
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、バッテリ破
損やバッテリの短寿命化を未然に防止し得るバッテリへ
の充電状態検知回路を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a battery charge state detection circuit that can prevent battery damage and shortening of battery life.
第１図は本発明の原理構成図を示す。同図中、第３図と
同一構成部分には周一符号を付し、その説明を省略する
。本発明は従来のバッテリアラーム検出回路の一部を利
用して、バッテリ１への充電状態を検知するよう構成し
たもので、高電圧しきい値発生回路４及びスイッチ５を
夫々設けた点に特徴を有する。FIG. 1 shows a basic configuration diagram of the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and their explanations will be omitted. The present invention is configured to detect the state of charge of the battery 1 by using a part of a conventional battery alarm detection circuit, and is characterized by the provision of a high voltage threshold generation circuit 4 and a switch 5, respectively. has.
高電圧しきい値発生回路４はバッテリ１の公称最大電圧
（−次電池の場合）又は最大定格（二次電池の場合）よ
り高い所定の高電圧しきい値電圧ＶＨを発生する。The high voltage threshold generation circuit 4 generates a predetermined high voltage threshold voltage VH higher than the nominal maximum voltage (in the case of a negative battery) or the maximum rating (in the case of a secondary battery) of the battery 1.
また、スイッチ５は上記高電圧しきい値電圧ＶＨと前記
低電圧しきい値電圧ｖしとを交互にバッテリアラーム発
生回路３へ選択出力する。Further, the switch 5 selectively outputs the high voltage threshold voltage VH and the low voltage threshold voltage VH alternately to the battery alarm generating circuit 3.
（作用）
前記高電圧しきい値ＶＨはバッテリ１が一次電池の場合
は公称最大電圧より若干高い値に設定され、またバッテ
リ１が二次電池の場合は最大定格と絶対最大定格の中間
の値に設定されている。ここで、上記の最大定格は電池
メーカが使用上保証している最大定格電圧をいい、また
上記の絶対最大定格はバッテリ１が物理的に破壊されて
しまう最大定格電圧をいう。(Function) The high voltage threshold VH is set to a value slightly higher than the nominal maximum voltage when the battery 1 is a primary battery, and is set to a value between the maximum rating and the absolute maximum rating when the battery 1 is a secondary battery. is set to . Here, the above-mentioned maximum rating refers to the maximum rated voltage guaranteed by the battery manufacturer in use, and the above-mentioned absolute maximum rating refers to the maximum rated voltage at which the battery 1 is physically destroyed.
もし、バッテリ１の電圧がこの高電圧しきい値Ｖ＋を越
えた時は、バッテリ１が充電状態にあることを意味する
。バッテリアラーム発生回路３はこのバッテリ１への充
電状態を、バッテリ１からの電圧がスイッチ５を通して
入力される高電圧しきい値Ｖ）１以上に上昇したことを
検出することにより検知し、アラームを発生する。If the voltage of battery 1 exceeds this high voltage threshold V+, it means that battery 1 is in a charging state. The battery alarm generation circuit 3 detects the state of charge of the battery 1 by detecting that the voltage from the battery 1 has risen above the high voltage threshold V)1 input through the switch 5, and generates an alarm. Occur.
（実施例）
第２図は本発明の一実施例の構成図を示す。同図中、第
１図と周一構成部分には同一符号を付しである。第２図
において６はリチウム（Ｌ ｒ ＞バッテリで、前記バ
ッテリ１に相当する一次電池であり、その公称最大電圧
は３，６Ｖである。このｌｉバッテリ６の出力電圧は逆
流防止用ダイオードＤ１、抵抗Ｒ１を直列に介してＣＭ
ＯＳスタティックＲＡＭ （ＳＲＡＭ）の電源端子ヘパ
ツクアップ用′Ｒ′ａ電圧として印加される一方、アラ
ーム発生回路３内のコンパレータ９の非反転入力端子に
印加される。前記ＣＭＯ８ＳＲＡＭはスタンバイ時の電
源電流が動作時に比べて極端に少ないため、Ｌｉバッテ
リによるバックアップが可能である。(Embodiment) FIG. 2 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals are given to the parts in FIG. In FIG. 2, 6 is a lithium (L r > battery), which is a primary battery corresponding to the battery 1, and its nominal maximum voltage is 3.6V.The output voltage of this Li battery 6 is determined by the reverse current prevention diode D1, CM through resistor R1 in series
It is applied to the power supply terminal of the OS static RAM (SRAM) as a backup 'R'a voltage, and is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 9 in the alarm generation circuit 3. Since the power supply current of the CMO8SRAM during standby is extremely lower than that during operation, backup with a Li battery is possible.
また、＋Ｖｃｃは商用交流電源電圧を整流して得た所定
値の直流Ｗｉ電源電圧、逆流防止用ダイオードＤ２を介
して前記ＳＲＡＭ （図示せず）の電源端子に電源電圧
として印加され、また２、５■電圧［７及び４，５ｖ電
圧源８に夫々印加されて２．５ｖ及び４．５Ｖに変換さ
れる。Further, +Vcc is a DC Wi power supply voltage of a predetermined value obtained by rectifying a commercial AC power supply voltage, and is applied as a power supply voltage to the power supply terminal of the SRAM (not shown) via a reverse current prevention diode D2, and 2. 5. Voltage [7 and 4.5V are applied to the voltage source 8 and converted to 2.5V and 4.5V, respectively.
２．５ｖ電圧源７は前記低電圧しきい値発生回路２を構
成しており、前記ＣＭＯ８ＳＲＡＭのバッテリバックア
ップに必要な最低電圧程度の２．５■を発生出力する。The 2.5V voltage source 7 constitutes the low voltage threshold generation circuit 2, and generates and outputs about the minimum voltage of 2.5V required for battery backup of the CMO8SRAM.
４．５ｖ電圧源８は前記高電圧しきい値発生回路４を構
成しており、ｌｉバッテリ６の公称最大電圧である３、
６Ｖよりも若干高い４．５ｖを高電圧しきい値として発
生出力する。The 4.5V voltage source 8 constitutes the high voltage threshold generation circuit 4, and is the nominal maximum voltage of the Li battery 6.
It generates and outputs 4.5V, which is slightly higher than 6V, as a high voltage threshold.
スイッチ５は通常ハ２．５Ｖ？を圧１１１７ヨリノ２．
５Ｖを選択出力するが、一定時間毎に短時間４，５Ｖ電
圧源８よりの４．５■を選択出力するよう、プログラム
で切換え制御される。スイッチ５の出力しきい値はコン
パレータ９の反転入力端子に印加され、ここで前記１−
ｉバッテリ６のバッテリ電圧とレベル比較される。Switch 5 is normally 2.5V? Pressure 1117 Yolino 2.
Although 5V is selectively output, switching is controlled by a program so that 4.5V from the 4.5V voltage source 8 is selectively output for a short period of time at regular intervals. The output threshold of switch 5 is applied to the inverting input terminal of comparator 9, where said 1-
The level is compared with the battery voltage of the i-battery 6.
出力端が抵抗Ｒ２を介して？［？！圧Ｖｃｃに接続され
ているコンパレータ９の出力信号はステータス読取り回
路１０に供給され、ここでその論理値に応じたステータ
スを読み取られ、図示しない中央処理装置［（ＣＰＵ）
によりバッテリ電圧の異常の有無が判定され、異常時に
はアラームを発生させる。Is the output end via resistor R2? [? ! The output signal of the comparator 9 connected to the voltage Vcc is supplied to the status reading circuit 10, where the status corresponding to the logical value is read, and the output signal is sent to the central processing unit (not shown) [(CPU)].
It is determined whether or not there is an abnormality in the battery voltage, and an alarm is generated in the event of an abnormality.
次に本実施例の動作について説明する。Ｌｉバッテリ６
の正常時には、そのバッテリ電圧は３．６ｖ以下で、か
つ、２．５Ｖ以上であるため、コンパレータ９の出り電
圧はスイッチ５が２．５■を選択出力している期間は“
Ｈ”レベルとなり、スイッチ５が４．５ｖを選択出力し
ている期間は“Ｌ”レベルとなる。ステータス読取り回
路１０はプログラムにより、スイッチ５の切換えと同期
してその読取り動作が制御され、上記の場合はいずれも
正常と判定し、ＣＰＵ （図示せず）はアラームを発生
しない。Next, the operation of this embodiment will be explained. Li battery 6
During normal operation, the battery voltage is 3.6 V or less and 2.5 V or more, so the output voltage of the comparator 9 is " during the period when the switch 5 selects and outputs 2.5"
During the period when the switch 5 is selectively outputting 4.5V, the level is "H" and the level is "L".The reading operation of the status reading circuit 10 is controlled by the program in synchronization with the switching of the switch 5. In both cases, it is determined to be normal, and the CPU (not shown) does not generate an alarm.
また、バッテリ電圧がｌｔバッテリ６の電力消費により
２．５ｖ以下に低下したときは、スイッチ５が２．５ｖ
を選択出力している期間は本来“ＨＩＩレベルであるコ
ンパレータ９の出力信号が゛Ｌ″レベルになるので、こ
の時アラームが発生される。Also, when the battery voltage drops to 2.5v or less due to power consumption of the lt battery 6, the switch 5
During the period of selective output, the output signal of the comparator 9, which is originally at the "HII level", becomes the "L" level, so an alarm is generated at this time.
次に、ｌ ｉバッテリ６の充電状態の検知動作について
説明する。ダイオードＤ１が何らかの理由で破損される
と、電源電圧＋ＶＣＣ→ダイオードＤ２→抵抗Ｒ１抵抗
損１→破損オードＤ１→ｌｉバッテリ６なる充電回路が
形成されてしまう。Next, the operation of detecting the state of charge of the li battery 6 will be explained. If the diode D1 is damaged for some reason, a charging circuit is formed as follows: power supply voltage +VCC→diode D2→resistance R1 resistance loss 1→damaged ode D1→li battery 6.
このため、ｌｉバッテリ６の電圧は上記充電回路の形成
により＋ＶＣＣ程度にまで上昇し、４．５ｖ以上となり
、ｌ−ｉバッテリ６の寿命が短くなったり、破損する危
険性が発生する。しかし、本実施例によれば、スイッチ
５が４．５■を選択出力している期間にコンパレータ９
の出力電圧が本来のＩｔ Ｌ Ｔルベルではなく″ＨＩ
Ｉレベルとなるため、充電状態を示すアラームが発生さ
れる。Therefore, the voltage of the li battery 6 increases to about +VCC due to the formation of the charging circuit, and becomes 4.5 V or more, resulting in a risk that the life of the li battery 6 will be shortened or it will be damaged. However, according to this embodiment, during the period when the switch 5 is selectively outputting 4.5■, the comparator 9
The output voltage of ``HI'' is not the original It L T level.
Since the battery reaches the I level, an alarm indicating the charging state is generated.
これにより、ダイオードＤ１の破損等の回路の故障が警
告できるので、ｌｉバッテリ６を切離すなどの処置をと
ることにより、ｌｉバッテリ６の短寿命化や破損を未然
に防止することができる。This provides a warning of circuit failure such as damage to the diode D1, and by taking measures such as disconnecting the Li battery 6, it is possible to prevent the Li battery 6 from being shortened or damaged.
なお、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、バッテリ１は時計用ｔＣなどのバックアップ電源とし
ても用いることができ、またアルカリ蓄電池などの二次
電池でもよいことは勿論である。It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and the battery 1 can also be used as a backup power source for a TC for a watch, and it goes without saying that a secondary battery such as an alkaline storage battery may be used.
上述の如く、本発明によれば、既存のバッテリアラーム
検出回路の一部を共用しており、若干の回路を付加する
だけの簡単な構成によりバッテリへの充電状態を検知す
ることができるため、バッテリが一次電池の場合にはバ
ッテリの破損や短寿命化を未然に防止することができ、
またバッテリが二次電池の場合には過充電を防止してバ
ッテリの短寿命化を防止でき、更に回路の故障を検知す
ることもできる等の特長を有するものである。As described above, according to the present invention, a part of the existing battery alarm detection circuit is shared, and the charging state of the battery can be detected with a simple configuration that only requires adding a few circuits. If the battery is a primary battery, damage to the battery and shortening of its lifespan can be prevented.
Furthermore, when the battery is a secondary battery, it has the advantage of being able to prevent overcharging and shortening the life of the battery, and also being able to detect circuit failures.
第１図は本発明の原理構成図、
第２図は本発明の一実施例の構成図、
第３図はバッテリアラーム検出回路の一例の構成図であ
る。
図において、
１はバックアップ用バッテリ、
２は低電圧しきい値発生回路、
３はバッテリアラーム発生回路、
４は高°電圧しきい値発生回路、
５はスイッチ、
６はリチウム（Ｌｉ）バッテリ
を示す。
第１図
亭硝哨ル→哄プレ噴へ閏
第２図FIG. 1 is a block diagram of the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of an example of a battery alarm detection circuit. In the figure, 1 is a backup battery, 2 is a low voltage threshold generation circuit, 3 is a battery alarm generation circuit, 4 is a high voltage threshold generation circuit, 5 is a switch, and 6 is a lithium (Li) battery. . Figure 1: Leap from the pavilion to the cliff Figure 2
Claims (1)
最低電圧付近の低電圧しきい値を発生する低電圧しきい
値発生回路（２）と、該低電圧しきい値と前記バックア
ップ用バッテリ（１）の電圧とを比較し、該バッテリ（
１）の電圧が該低電圧しきい値以下に低下した時アラー
ムを発生するバッテリアラーム発生回路（３）とを備え
た装置において、 前記バックアップ用バッテリ（１）の公称最大電圧又は
最大定格より高い所定の高電圧しきい値を発生する高電
圧しきい値発生回路（４）と、該高電圧しきい値発生回
路（４）と前記低電圧しきい値発生回路（２）の各出力
しきい値を交互に切換えて前記バッテリアラーム発生回
路（３）へ供給するスイッチ（５）とよりなり、 前記バックアップ用バッテリ（１）の電圧が前記高電圧
しきい値以上になつた時、前記バックアップ用バッテリ
（１）への充電状態を検知して前記バッテリアラーム発
生回路（３）よりアラームを発生させることを特徴とす
るバッテリへの充電状態検知回路。[Scope of Claims] A low voltage threshold generation circuit (2) that generates a low voltage threshold near the minimum voltage required for backup of a backup battery (1), and a low voltage threshold and the backup battery (1). The voltage of the battery (1) is compared with that of the battery (1).
A battery alarm generation circuit (3) that generates an alarm when the voltage of (1) falls below the low voltage threshold, wherein the battery alarm generation circuit (3) is higher than the nominal maximum voltage or maximum rating of the backup battery (1). A high voltage threshold generation circuit (4) that generates a predetermined high voltage threshold, and each output threshold of the high voltage threshold generation circuit (4) and the low voltage threshold generation circuit (2). A switch (5) alternately switches the value and supplies the voltage to the battery alarm generating circuit (3), and when the voltage of the backup battery (1) exceeds the high voltage threshold, A battery charge state detection circuit characterized in that the battery alarm generation circuit (3) generates an alarm by detecting the charge state of the battery (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63218431A JPH0267980A (en) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | Circuit for detecting charged state in battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63218431A JPH0267980A (en) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | Circuit for detecting charged state in battery |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0267980A true JPH0267980A (en) | 1990-03-07 |
Family
ID=16719802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63218431A Pending JPH0267980A (en) | 1988-09-02 | 1988-09-02 | Circuit for detecting charged state in battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0267980A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5623887A (en) * | 1994-07-29 | 1997-04-29 | Tokai Kogyo Mishin Kabushiki Kaisha | Thread cutting device in sewing machine |
| US6152058A (en) * | 1998-05-28 | 2000-11-28 | Tokai Kogyo Mishin Kabushiki Kaisha | Thread cutting device in sewing machine |
-
1988
- 1988-09-02 JP JP63218431A patent/JPH0267980A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5623887A (en) * | 1994-07-29 | 1997-04-29 | Tokai Kogyo Mishin Kabushiki Kaisha | Thread cutting device in sewing machine |
| US6152058A (en) * | 1998-05-28 | 2000-11-28 | Tokai Kogyo Mishin Kabushiki Kaisha | Thread cutting device in sewing machine |
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