JPS63110918A - 電池駆動式電子機器 - Google Patents

電池駆動式電子機器

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JPS63110918A
JPS63110918A JP61255344A JP25534486A JPS63110918A JP S63110918 A JPS63110918 A JP S63110918A JP 61255344 A JP61255344 A JP 61255344A JP 25534486 A JP25534486 A JP 25534486A JP S63110918 A JPS63110918 A JP S63110918A
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JP
Japan
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battery
electronic device
batteries
remaining
circuit
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JP61255344A
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英明 吉田
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野〕 本発明は、電気駆動式電子機器、更に詳しくは、電池容
量の残量チェック機能を有した、例えば、電子スチルカ
メラ等の電池駆動式電子機2:;に関する。
[従来の技術] 近年、電子スチルカメラ、ポータプル型VTR。
或いはテープレコーダのような電池駆動式電子機器にお
いて、その電源となる電池として、マンガン電池、ニッ
ケル・カドミウム電池(以下、ニッカド電池という)、
鉛電池或いはリチウム電池等各種の電池が使用されてい
る。そして、さらに、これら各種の電池を種類別に保持
した1(数種類の電池ユニットが電子機器本体に対して
選択的に装着して用いられるように構成したものか普及
し始めている。
一方、安価で信頼性の高い小型のDC−DCコンバータ
が適用されるようになったため、これらの電子機器では
、電池の起電力が電力の消費により経時的に低下する過
程においても、正規の動作を行なうために必要とされる
電源電圧値が比較的長期間に亘って定常的に維持されう
るようになってきている。このことは、電池の消耗過程
においテモ、このDC−DCコンバータによって駆動さ
れる電子機器の動作は比較的長期間に亘って何等の変調
もきたさずに、正常に動作し続けるという長所につなが
るものであるが、反面、電子機器の変調の度合から電池
の消耗の程度を推測することができないということにも
なる。一方、電池を使用する電子機器の軽薄短少化に伴
ない電池寿命については使用者の一般的な要求に対しぎ
りぎりの設計がなされる傾向にあるため、使用者にとっ
て電池の消耗の程度を知ることが不可欠に近い要求とな
っている。このため、最近の電子機器には電池容量の残
量チェック手段を付加されたものが多い。
[発明が解決しようとする問題点] 従来の電池容量の残量チェック手段は、電池の起電力を
検出して表示したり、或いはこの起電力を基章値と比較
して警告表示を発したりするように構成されるのが普通
であった。一方、電池容量の残量表示の手段については
、電池の現時点での残りの容量が完全充電された状態(
残ri100%)と使用不能な程度に消耗した状態(残
40%)との間のどの程度のところに相当するかを表示
し、残量を直観的に認識できるようにしたいという要望
がある。
しかしながら、起電力の値そのものからは電池の残量を
直接的、或いは直観的な認識で定量把握することは困難
であり、また上記のような警告表示では電池の消耗程度
を使用中常に精度良く知ることはできない。特に、マン
ガン電池、ニッカド電池、鉛電池或いはリチウム電池と
いった電池の種類やセルの数や容量といった種々の仕様
の違いにより、起電力の推移と消耗の程度との関係は異
なったものとなっているため、たとえ、電池の起電力を
検出しても、それだけでは電池の仕様に依存しない画一
的で有効な残量検出表示を行なうことはできないことに
なる。このことを図を用いてさらに説明する。まず、電
池の残存エネルギーEと電池の起電力、すなわち端子電
圧Vとの関係について調べてみると、例えば、マンガン
電池、リチウム電池、鉛電池などでは、第6図(A)に
曲線aで示すように、エネルギーEの低下に伴って略−
様に端子電圧Vが低下する特性を存しているが、ニッカ
ド電池では、第6図(B)に曲線すで示すように、エネ
ルギーEが著しく低下するまでは端子Vは比較的高い略
一定の電圧値に保たれていて、残り少ないエネルギーに
なったとき急に端子電圧Vが低下する特性を有している
。そして、第6図(A)、(B)において、破線で示す
曲線a l+  b tと一点鎖線で示す曲線a 2 
、  b 2の間が、温度変化によってエネルギーEと
電圧Vとの関係が変動する範囲であるが、この第6図(
A) 、 (B)から明かなように、マンガン電池等の
場合には、ある任意の端子電圧v1のときの温度変化に
よるエネルギーEの誤差量ΔElは小さいのに対し、ニ
ッカド電池の場合には、ある端子電圧v2では温度変化
によるエネルギー誤差量ΔE2は著しく大きい。従って
、マンガン電池等の場合は、エネルギーEの残存量を端
子電池Vを検出することによって知ることができるが、
ニッカド電池の場合には端子電圧Vから残存エネルギー
を知ることは難しい。ニッカド電池で温度変化による誤
差を少なく検出できるのは残存エネルギーが殆んど0%
に近くなったときの端子電圧V3であり、このため、残
量が0に近くなったことを警告することはできても、常
時残量を表示することはきわめて困難である。
次に、電池を複数個組み合せた電池ユニットについて、
電池の種類やセルの数や容量によって各々特性が異なる
ことを、第7図に示すグラフを用いて説明する。第7図
において、甲、乙、丙1丁は各電池ユニットについての
電池−残存エネルギーの各特性を示したもので、甲は単
3型マンガン(1次)電池×6のユニット、乙は単3型
ニッカド(2次)電池×6のユニット、丙は単3型リチ
ウム(2次)電池×4のユニット、丁は単1型マンガン
(1次)電池×6のユニットである。なお、上記各特性
線の一端の「・」の点は100%残存(1次電池;新品
、2次電池;満充電)の状態に対応している。また、こ
の例では、機器の動作可能電圧の下限は5vとしている
。この第7図に示すグラフから各電池ユニットの特性が
全て異なることが明らかであり、特に、甲と丁の特性に
見られるように、同種の電池を同数用いる場合でも、容
量の異なる電池の場合は特性が異なるため、単に端子電
圧をチェックするだけではやはり適正な残量表示は不可
能であることがわかる。また、電池の利用可能なエネル
ギーは、例えば、負荷電流によっても変わるため、機器
毎にこのグラフは異なるものになる。第7図に示す例で
は、はぼ0.20放電の機器に相当するものになってい
る(なお、Cは電池の放電電流を容量に対する相対値で
表わす単位であり、公称容量W [A h ]の電池に
対してIC−W rAh]で定義される)。電池の性能
も日進月歩であり、同一種類のものでも性能の異なるも
のが数多くある。上記グラフはそのうちの代表的な一例
である。
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、適用す
る電池の仕様に応じた適切な残量検出を行なうことので
きる電池駆動式電子機器を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段および作用]本発明の電
池駆動式電子機器は、少なくとも当該電池の種類に関す
る情報を含む電池仕様情報を保持するようになされた複
数種類の電池ユニットを電子機器本体に対して選択的に
装着して用いられるものであって、電子機器本体に電池
ユニットを装着すると、この装着された電池ユニットか
ら上記電池仕様情報を受けて同情報の内容が識別手段に
より識別される。そして、この識別の結果に応じて上記
電池ユニットの電池容量の残量を検出する残量検出手段
が作動し、電池仕様情報に応じた警告表示又は残量表示
の動作が適宜に行なわれる。
[実 施 例コ 第1図は本発明の一実施例を示す電池駆動式電子機器の
電気回路図であり、電子機器本体1にマンガン電池を内
蔵した電池ユニット2が装着された状態にある。この電
池駆動式電子機器は、例えば、標準タイプとして、充電
可能なニッカド電池を内蔵した第2図に示す電池ユニッ
ト3を電子機器本体1に装着して用いられるものである
が、例えば、ニッカド電池を使い切った場合などにおい
て、どこでも人手が容易なマンガン電池用の上記電池ユ
ニット2をオプションで用いることができるようになっ
ている。標準タイプの電池ユニット3は6個のニッカド
電池4N1を内蔵したものであり、電子機器本体1に装
着されると、端子3a。
3bが電子機器本体の端子1a、lbに接続されて電子
機器本体1の電気回路に電源が供給されるようになって
いる。また、オプションの電池ユニット2は6個のマン
ガン電池’Mnを内蔵したものであり、電子機器本体1
に装着されると、電源供給のための端子2a、2bが電
子機器本体1の端子1a、lbに接続されるとともに、
この電池ユニット2において短絡された電池種類検知用
の端子2c、2dが電子機器本体1の端子1c、ldに
接続される。
電子機器本体1内の電気回路については、電池ユニット
2或いは3を装着した状態で、電源スィッチ5をオンに
することにより同スイッチ5を介して端子1aと1b間
に接続された負荷抵抗6に電流が流れて電子機器が作動
することになる。上記負荷抵抗6について言えば、電子
機器本体lの本来の電気回路は、電子スチルカメラ、V
TR。
或いはテープレコーダ等測々については複雑な回路構成
となっているが、本発明ではそれらの本来の電気回路は
単に負荷回路となるにすぎないので、これらの電気回路
を上記負荷抵抗6で代表して表わしている。破線で囲ん
で示した回路部分7は本発明に係る回路部分であり、抵
抗8,9.コンパレータ10および発光ダイオード11
等を有してなる警告表示回路12と、プルアップ用抵抗
14、インバータ15、アナログスイッチ1.6.17
および基準電圧発生回路18等を有してなる電池種類識
別回路19とからなる。すなわち、警告表示回路12は
負荷抵抗6に加わる電源電圧を抵抗8と9で分圧し、こ
の分圧された電圧をコンパレータ10の反転入力端に入
力させて非反転入力端に印加される基準電圧と比較し、
電源電圧が基僧電圧より低下したときコンパレータ10
よりハイレベルの信号を出力させて発光ダイオード11
を点灯させて警告を行なうものである。
電池種類識別回路19は基準電圧発生回路18から発せ
られる2種の基準電圧vrcf’lとvrQr2のいず
れかをアナログスイッチ16又は17を通じて上記コン
パレータ10の非反転入力端に印加するようにしている
。アナログスイッチ16の制御端子は端子ICに接続さ
れているとともに、プルアップ川抵抗14を介して電源
スィッチ5に接続され、アナログスイッチ17の制御端
子は上記抵抗14との間にインバータ15が接続されて
いる。
端子1dは接地されている。
ところで、上記電子機器本体1の端子1c。
16間は、電子機器本体1の単体のみでは電気的に開放
状態にあるが、この電子機器本体1に、第1図に示すよ
うにマンガン電池用の電池ユニット2を装着した場合に
は、短絡した端子2c、2dが上記端子1c、1dにそ
れぞれ接続するので、このとき、端子1cが接地レベル
、すなわちローレベルとなり、このためアナログスイッ
チ16がオフ、アナログスイッチ17がオンとなり、基
準電圧発生回路18からの基準電圧Vro「lがコンパ
レータ10に印加される。従って、この電池ユニット2
を装着した状態にあるときは、マンガン電池’Mnのエ
ネルギーの消耗によってその端子電圧が低下してコンパ
レータ10において基準電圧vreftより低くなった
ときに発光ダイオード11が点灯して警告表示がなされ
る。
また、ニッカド電池用の電池ユニット3を電子機器本体
1に装着した場合には、電池ユニット3は上記本体1の
端子1c、ldに接続されるような端子を設けられてい
ないため、上記端子1c。
16間は開放状態のままになり、端子ICはハイレベル
になる。このため、アナログスイッチ16はオン、アナ
ログスイッチ17はオフになるので、このときコンパレ
ータ10の非反転入力端には基準電圧V、。r2が印加
される。よって、電池ユニット3を装着した状態にある
ときは、ニッカド電池4Nlのエネルギーの消耗により
端子電圧が低下してコンパレータ10において基準電圧
■、。r2より低くなったときに発光ダイオード11に
よる警告表示が行なわれる。
このように、電源電池の端子電圧が何ボルトにまで低下
したときをその電池のエネルギーが消耗したものと判断
するかは、前述したように電池の種類別の特性により異
なるので、上記警告表示回路12のコンパレータ10に
与える基準電圧を電池種類識別回路19により切り換え
るようにしている。そして、電池種類を識別するための
2種類の信号は上記端子1c、ldに接続される、電池
ユニット側の短絡端子2c、2dの有無により与えられ
るようになっている。このため、電池ユニット2を用い
ている場合と電池ユニット3を用いている場合とで、そ
れぞれの使用電池が消耗したとき、ニッカド電池、マン
ガン電池にそれぞれ適した電圧値に低下した時点で警告
表示が行なわれ、使用者はそれぞれの電池に適した交換
時期を知ることができる。
ところで、上記第1.2図に示す実施例では、ニッカド
電池、マンガン電池、がそれぞれ使用可能な限界値に低
下したときを検出してその交換時期に至ったことを警告
するものである。しかし、前述したように、警告表示を
行なわせる以前のまだ充分に使用可能な段階で、あと、
どの位エネルギーとして残存しているかを知りたい場合
がある。
次にこの点を考慮した実施例について説明する。
第3図は本発明の他の実施例を示す電池駆動式電子機器
の電気回路図であって、電子機器本体21に、急速充電
用の6個のニッカド電池26Niを内蔵した電池ユニッ
ト22が装着された状態にある。
この電池駆動式電子機器は、例えば、標■タイプとして
、自己放電による容量の減少が生じにくい4個のリチウ
ム電池26LIを内蔵した第4図(A)に示す電池ユニ
ット23を電子機器本体21に装着して用いられるもの
であるが、必要に応じて、上記電池ユニット22或いは
、第4図(B)に示す緊急用の6個の単3のマンガン電
池26Mn3を内蔵した電池ユニット24或いは第4図
(C)に示す大容量の6個の単1のマンガン電池2”M
nlを内蔵した電池ユニット25のうちのいずれでも用
いることができるようになっている。
第3図において、電源供給用の端子22a。
22bが電子機器本体21の端子21a、21bに接続
され、電池情報検知用の端子22c、22d。
22eが電子機器本体21の端子21c、21d。
21eに接続されている。このニッカド電池26Nl内
蔵の電池ユニット22においては端子22cと22eと
が短絡した状態になっている。
電子機器本体21内の電気回路については、電源供給用
の端子21a、21b間に電源スィッチ27と負荷抵抗
(負荷回路)28が接続されているとともに、破線で囲
んで示す回路部分29を有して構成されている。回路部
分29は電源電圧を分圧するための抵抗30.31と、
この抵抗30゜31によって分圧されたアナログ電圧を
ディジタル値に変換するA/D変換器32と、このA/
D変換された電圧を演算処理して電源電池の残存エネル
ギーを算出するマイクロコンピュータ33と、この算出
された電池エネルギーを表示するドツトマトリックスモ
ジュール34とからなる残量検出表示回路35が設けら
れているとともに、上記マイクロコンピュータ33に電
池情報識別信号を与えるための電池情報識別回路39が
プルアップ用抵抗37.38とこれらの抵抗に接続した
上記端子21C,21dおよび接地端子21e並びに電
池ユニット22側の端子22cc〜22eにより構成さ
れている。
上記第3図に示すように電子機器本体21に電池ユニッ
ト22が装着された状態で電源スィッチ27がオンにな
ると、負荷抵抗28にこの電子機器本体21を作動させ
゛るための電流が供給されるとともに、抵抗30.31
によって電池26N1の端子電圧の分圧値がA/D変換
器32に入力され、端子電圧に比例したディジタル値が
マイクロコンピュータ33に入力される。マイクロコン
ピュータ33では、第5図に示すように、A/D変換出
力は電圧検出回路40により上記電池26Niの端子電
圧に応じたディジタル値とされたのち、残量演算回路4
1に送られる。一方、電池情報識別回路39によってマ
イクロコンピュータ33に入力される電池情報識別信号
、すなわち、端子21C321dのレベルは、電池ユニ
ット22の装着によって端子21cが接地レベルになっ
ているので、(“0#、 “11)となる。この(“0
”。
“1”)の電池情報識別信号がマイクロコンピュータ3
3に与えられると、この識別信号は第5図に示す電池種
類判別回路43に入力されて適当な判別信号に変換され
て残量演算回路41およびデータ選択手段44に送られ
る。データ選択手段44は電池特性データメモリ45に
より同データメモリ45に予じめ記憶されているニッカ
ド電池の特性を選択して引き出し、これを残量演算回路
41へ送出する。残量演算回路41ではデータ選択手段
44を通じて送られてきたニッカド電池の特性を参照し
ながら上記電圧検出回路40の出力を演算する。ニッカ
ド電池の場合には前記第6図(13)に示したような特
性を有するので、ニッカド電池の端子電圧が例えば、電
圧v2より十分に高い場合、残量演算回路41は残存エ
ネルギーEの量を算出し、電圧v2より低くなった場合
、残存エネルギーEの量を算出するとともに、警告用表
示出力をも検出する。そして、この残量演算回路41の
出力が表示駆動回路42に入力されると、同表示駆動回
路42の出力によりドツトマトリックスモジュール34
が駆動され、このドツトマトリックスモジュール34に
よって残存エネルギーEの量が数値により表示されると
ともに、ニラカド7は池の端子電圧が上記電圧V2より
低下した場合には警告表示が行なわれる。
上記ニッカド電池用の電池ユニット22の代わりに、第
4図(A)に示すリチウム電池26.、、を内蔵した電
池ユニット23を電子機器本体21に装着した場合には
、電子機器本体21の端子21a〜21eに電池ユニッ
ト23の端子23a〜23eがそれぞれ接続される。端
子23a、23bは電源供給用のものであり、端子23
c、23d。
23eは電池情報検知用のものである。このリチウム電
池用の電池ユニット23において、電池情報検知用の端
子23c〜23eはいずれの間も短絡されていない。こ
のため、電池ユニット23を電子機器本体21に装着し
ても、同本体21側の端子21c〜21eはいずれの間
も短絡されず、マイクロコンピュータ33の電池種類判
別回路43に抵抗37.38により(“1”、 “1”
)の電池情報識別信号が入力される。すると、この場合
には、電池特性データメモリ45よりデータ選択手段4
4を通じて、予じめ上記データメモリ45に記憶されて
いるリチウム電池の特性が残量演算回路41へ送られ、
同演算回路41で電圧検出回路40からのリチウム電池
の端子電圧の演算処理がなされる。リチウム電池の場合
には、はぼ前記第6図(A)に示したような特性を有す
るので、残量演算回路41ではリチウム電池の特性と端
子電圧とから残存エネルギーEの量が算出され、この量
はドツトマトリックスモジュール34によって数値で表
示される。残存エネルギーEのmがほぼ0%に近くなっ
た場合にはこれに対応する端子電圧から警告時が検出さ
れることになり、ドツトマトリックスモジュール34に
より警告表示がなされる。
また、単1と単3のマンガン電池では、電池の種類が同
じでも容量が異なるので、上記電子機器本体21に、第
4図(B)に示す単3のマンガン電池26Mn3を内蔵
した電池ユニット24を装着した場合と、第4図(C)
に示す単1のマンガン電池26Mn1を内蔵した電池ユ
ニット25を装着した場合とで、電池ユニットから電子
機器本体21に入力する電池情報が異なるようになって
いる。すなわち、電池ユニット24は電池情報検知用の
端子24 c、  24 d、  24 eのうち、端
子24dと248とが短絡しているので、この電池ユニ
ット24を電子機器本体21に装着したとき機器本体2
1の端子21dが接地端子21eと短絡する。
従って、この場合には(“1 “、 “0”)の電池識
別信号がマイクロコンピュータ33の電池種類判別回路
43に人力される。また、電池ユニット25は電池情報
検知用の端子25C,25d。
25eの全てが互いに結線されているので、この電池ユ
ニット25を上記本体21に装着すると、同本体21の
端子21c、21dが共に接地端子21eに短絡する。
従って、この場合には(“0“、“0”)の電池識別信
号が上記電池種類判別回路43に人力される。なお、第
4図(B) 、 (C)において、端子24a、24b
又は25a、25bは電子機器本体21の端子21a、
21bに接続される電源供給用端子である。電池種類判
別回路43は前述したように、電池識別信号に応じた出
力をデータ選択手段44および残m演算回路41に送る
ので、残量演算回路41は、電圧検出回路40より入力
されたマンガン電池の端子電圧と予じめ電池特性データ
メモリ45に記憶されている単3のマンガン電池特性又
は単1のマンガン電池特性との演算処理を施す。その結
果、単3又は単1のマンガン電池の残存エネルギーEの
量が算出されるので、同エネルギー量はドツトマトリッ
クスモジュール34にて数値で表示される。また、単1
又は単3のマンガン電池エネルギーが消耗してほぼ0%
になった場合には、同じくそれらの特性から残量演算回
路41において警告電圧が検出され、ドツトマトリック
スモジュール34で警告表示が行なわれるようになる。
このように、上記実施例においては、それぞれの使用電
池の特性に応じて残存エネルギーの表示が行なわれるよ
うになっており、使用者はあとどの位電子機器本体21
を使用することができるかを知ることができる。そして
、残存エネルギーがほぼ0%に近づいた場合に警告表示
が行なわれ電池の交換時期を知ることができる。さらに
、ニッカド電池のように、端子電圧から残存エネルギー
を求めても同エネルギー量の誤差が非常に大きくなりそ
の表示が困難になるような端子電圧範囲では残存エネル
ギーの表示は行なわれず、警告表示のみが行なわれる。
[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、電池の仕様に応じ
た適切な残量検出を行なうことができるので、使用者は
適用電池の消耗の程度を知り、安定した電子機器の動作
を継続させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す電池駆動式電子機器
の電気回路図、 第2図は、上記第1図中の電池ユニットに代わって電子
機器本体に装着される他の電池ユニットの電気回路図、 第3図は、本発明の他の実施例を示す電池駆動式電子機
器の電気回路図、 第4図(A)〜(C)は、上記第3図中の電池ユニット
に代わって電子機器本体に装管される他の各電池ユニッ
トの電気回路図、 第5図は、上記第3図中のマイクロコンピュータ内の機
能の詳細を示したブロック図、第6図(A) 、 (B
)は、それぞれマンガン電池等とニッカド電池における
電池の残存エネルギーに対する電池の端子電圧の特性を
表わす各特性曲線図、第7図は、各種電池ユニットにつ
いての残存エネルギーに対する端子電圧の特性を表わす
各特性線図である。 1.21・・・・・・・・・電子機器本体2.3.22
〜25・・・・・・・・・電池ユニット4  26  
.26Mn1・・・・・・マンガン電池Mn″  Mn
3 ’N1””Ni・・・・・・・・・ニッカド電池12・
・・・・・・・・警告表示回路(残量検出手段)19・
・・・・・・・・電池種類識別回路(電池情報識別手段
) 26Ll・・・・・・リチウム電池 35・・・・・・・・・残量検出表示回路(残量検出手
段)39・・・・・・・・・電池情報識別回路(電池情
報識別手段)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 少なくとも当該電池の種類に関する情報を含む電池仕様
    情報を保持するようになされた複数種類の電池ユニット
    を電子機器本体に対して選択的に装着して用いられる電
    池駆動式電子機器であって、この装着された電池ユニッ
    トから上記電池仕様情報を受け、同情報の内容を識別す
    る電池情報識別手段と、 この識別の結果に応じ、上記電池ユニットの電池容量の
    残量の検出動作を行なう残量検出手段と、を具備してな
    ることを特徴とする電池駆動式電子機器。
JP61255344A 1986-10-27 1986-10-27 電池駆動式電子機器 Pending JPS63110918A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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