JPS6330199Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、バツテリの充電時、放電時いずれの
場合にも同じ方向への針の振れでバツテリの能力
を表示するレベルメータ表示回路に関する。

コンピユーター等の機器内に実装されているメ
モリ素子のデータを保護する目的で、一般にバツ
テリによるバツクアツプ法が採用されている。し
かしこの場合バツテリは自動的にバツクアツプに
利用されまた充電されるため、操作者がバツテリ
の放電量を常に量計しておくことは難しく、かつ
バツテリは自己放電もするので益々バツテリがど
の程度の充電または放電の状態にあるかその能力
を判断することは難しく、バツテリ管理上問題と
なつている。従来、バツテリの状態はバツテリの
端子電圧で測定する方法、電解液の比重を測定す
る方法等に頼つている。しかしバツテリの端子電
圧は、充電を開始すると未だ充電不足の状態でも
すぐに上昇し、放電の際も相当程度の容量不足状
態に至らない限り電圧降下は生じない傾向があ
り、正確にバツテリの状態を示さない。また比重
計による方法はバツテリの容量を良く表示はする
が取扱いに難がある。

本考案は、バツテリの充電時には、充電電流に
より、放電時には端子電圧によりバツテリ能力を
判断しようとするもので、特に充電電流の過大お
よび放電時端子電圧の過少を検出し、これらを監
視の簡便のため、１つの電流計で共通の振れ方向
でもつて表示しようとするものである。

ここで、充電時に、バツテリ端子電圧ではなく
充電電流を検出するようにしているのは次の理由
による。

バツテリは、充電を開始すると直ぐに充電電圧
（端子電圧）が飽和してしまう。したがつて、充
電電圧が飽和したからといつて充電が終了したと
いうことはできない。充電電圧が飽和した後でも
充電は継続し充電電流は流れている。充電電流が
なくなつたとき、100％充電したということがで
きる。このように、バツテリがどの程度充電され
ているかを知るためには、バツテリの端子電圧を
見るより充電電流を見る方が適切である。

以下図面を参照して本考案の実施例について詳
しく説明する。

第１図において、１はメモリ、２はバツテリ
で、常態においてメモリ１はメモリ用電源３によ
り給電され、バツテリ２はバツテリ用電源４によ
り充電回路５を介して充電される。電源オフ時は
リレX₁の常閉接点X_1bが閉じ、バツテリ２がメモ
リ１に接続され、メモリ１をバツクアツプする。

駆動回路６はバツテリ電源４と充電回路５との
間に配置される。

まず、バツテリ充電時の動作から説明する。

R₁はバツテリ用電源４からバツテリ２へ流れ
る充電電流検出抵抗で、この両端に生じる充電電
流I_Lに比例した電位差を差動増巾器OPの反転入
力端子（−端子）に入力する。R₂は一端が抵抗
R₁のバツテリ用電源＋端子側と接続され、他端
は差動増巾器OPの非反転入力端子（＋端子）に
接続され、さらにトランジスタTR₁、抵抗R₃を
経てバツテリ用電源４の−端子に戻る回路を構成
する。これらの抵抗R₂，R₃およびトランジスタ
TR₁はエミツタ接地形のトランジスタ増幅回路を
形成している。増巾器OPの出力はトランジスタ
TR₁のベースに接続されてトランジスタTR₁を通
流する電流を制御するとともにトランジスタTR₁
のコレクタを経て増巾器OPの＋端子に帰還され
る。この回路の動作を式を使つて説明すると下記
のようになる。すなわち、増巾器OPの増巾率を
Ａ、出力電圧をV₀、トランジスタTR₁のベー
ス・エミツタ間電圧をV_BE、R₃の両端電圧をV₃と
すると、 Ａ（R₁I_L−R₂I_C） ＝V₀＝R₃I_C＋V_BE ……(1) ここでＡ→∞とすると、 R₁I_L＝R₂I_C ……(2) すなわち、 I_C＝R₁／R₂・I_L …(3)となる。

従つて、 V₃＝R₃I_C＝R₃／R₂・R₁I_L …(4)となり、 R₁の両端に現われる電圧R₁I_LのR₃／R₂倍の電圧がR₃ の両端に現われる事となる。

バツテリ充電時はリレX₂が動作し、その２回
路のスイツチは共通接点が常開接点ａ側に接続さ
れ、メータ７は可変抵抗R₄を介してトランジス
タTR₁のエミツタ・コレクタ間にまがり接続され
る。トランジスタTR₁のコレクタ・エミツタ間電
圧V_CEはバツテリ用電源４の電圧をV₁として V_CE＝V₁−I_CR₂−V₃ (3)，(4)式を代入して V_CE＝V₁−R₁／R₂（R₂＋R₃）I_L …(5)となる。

結局、充電電流I_Lが大きい程V_CEは小さく、充
電電流I_Lが小さい程V_CEは大きくなる。メータ電
流I_M＝V_CE／R₄であるから、充電電流I_Lが大きい
程メータの振れは小さく、充電電流I_Lが小さい程
メータの振れは大きくなる。

メータ７は市販の電流計またはレベルメータで
μA程度で作動するものが好ましい。メータ７に
は直列に接続した可変抵抗R₄を調節して駆動に
必要な電流を流す。

完全放電したバツテリを充電する場合、充電開
始時には大きな電流が流れ、これが急激に通常の
充電電流付近に減少した後は緩やかに減少する
が、満充電に近付くと充電電流は再び急激に減少
し、満充電になると電流は極く僅かとなる。従つ
て、満充電時の最小電流におけるメータ指針の位
置を最大目盛ｃ点とし、充電開始時の指針の位置
を最小目盛ａ点として、バツテリ仕様で定める使
用可能限度で直ちに充電をしなければならない程
度の状態を示す充電電流に対してｂ点を設定す
る。この調整は可変抵抗R₄の調節により容易に
行なうことができる。

以上の様にしてメータ７は充電電流が大きい程
小さく、充電電流が小さい程大きく振れるが、上
述のバツテリの充電特性に従い、充電電流の多い
充電開始後相当の時間は指針はａ−ｂ間にあり、
満充電に近付くとｂ点からｃ点に向つて振れるこ
とになる。

次にバツテリの放電時すなわちバツテリ２がメ
モリ１をバツクアツプしている時について説明す
る。

この場合は、バツテリ用電源４は何ら電力を供
給しないのでリレX₂は作動せず、その接点は常
閉接点ｂ側に接続されており、従つてバツテリ２
の両端子は抵抗R₅、可変抵抗R₆および定電圧ダ
イオードZ₁を介してメータ７と接続される。

バツテリの端子電圧をV_B、定電圧ダイオード
Z₁のツエナー電圧をV_Zとすると、メータ電流は、 I_M＝V_B−V_Z／R₅＋R₆ …(6)となり、 バツテリの電圧V_Bの低下につれて少くなる。

バツテリの両端電圧V_Bは、バツテリが充分に
充電されている状態では高く、従つてメータ７の
振れは充分大きく、バツテリの容量が低下し充電
を必要とする程度になると急激に電圧が低下し、
従つてメータ７の振れは小さくなる。

そこで可変抵抗を予めバツテリ仕様に基づき調
整して、充電の必要な状態におけるメータ指針の
位置を前記ｂ点に合致させておく。

結局バツテリ２の充電時放電時の如何に拘らず
メータ７の指針がｂ−ｃ間にある限りバツテリは
充分使用可能な状態にあることが一見して分るこ
とになる。

なお、定電圧ダイオードZ₁はバツテリ２の端子
電圧が下つたときにバツテリ２がメータ７を通じ
て放電しないための過放電防止用であり、ダイオ
ードD₁はバツテリ電流が充電回路５へ流入する
のを防ぐため、ダイオードD₂はメモリ電源３へ
のバツテリ電流の流入防止のため、トランジスタ
TR₂と定電圧ダイオードZ₂はこのツエナ電圧でメ
モリ１への電流を遮断してバツテリ２の過放電を
防ぐために用いている。

本考案によると、従来は例えば０センタの電流
計などで充放電電流を読み、これらの電流値とバ
ツテリ仕様とからバツテリの状態を判断するな
ど、特別の技術者によらなければ不可能であつた
バツテリの管理が、メータ指針がある範囲（ｂ−
ｃ間）内にあることのみを監視すれば足りること
となるため、本考案はバツクアツプ電源を多数有
するが、バツテリ専用技術者のいないコンピユー
タの電源装置に適用すればその工業的価値大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を表わす回路図であ
る。 １……メモリ、２……バツテリ、３……メモリ
用電源、４……バツテリ用電源、５……充電回
路、７……メータ、R₁，R₂，R₃……抵抗、OP…
…差動増巾器、TR₁……トランジスタ、R₄，R₆
……可変抵抗器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 バツテリ充電時に充電電流に比例する電圧を差
   動増幅器の負側入力端に入力する回路と、 該差動増幅器出力をトランジスタのベースに供
   給して反転し該トランジスタのコレクタ電圧とし
   て出力するトランジスタ増幅回路と、 該トランジスタのコレクタ電圧を前記差動増幅
   器の正側入力端に入力する回路と、 該トランジスタのコレクタ・エミツタ間電圧を
   電流に変換する第１の電圧−電流変換回路と、 バツテリ放電時にバツテリ電圧を電流に変換す
   る第２の電圧−電流変換回路と、 １個の電流感知のレベルメータと、 充電時には第１の電圧−電流変換回路を、放電
   時には第２の電圧−電流変換回路を前記レベルメ
   ータに自動的に切換接続する切換スイツチと を具備してなるバツテリ充放電レベルメータ駆動
   回路。