(57)【要約】【課題】より低い電池電圧の電池を使用可能とする。【解決手段】比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ以上のときに出力端子をハイインピーダンスに維持し、比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ未満のときに出力端子を負極ラインＬｍに接続する（停止信号Ｓｓｔｐを出力する）コンパレータ１１と、両ラインＬｐ，Ｌｍ間への電池電圧Ｖｂａｔｔの供給開始時にスイッチ１４ｂを遅延させてオン状態にし、供給停止時にスイッチ１４ｂをオフ状態にするスイッチ制御回路１５とを備え、各抵抗１２，１３，１４ａは、スイッチ１４ｂが電池電圧Ｖｂａｔｔの供給から遅延してオン状態に移行する間に第１抵抗１２と第２抵抗１３とで電池電圧Ｖｂａｔｔを分圧した電圧が比較電圧Ｖｃｍｐとして入力され、かつ電池電圧Ｖｂａｔｔが第２上限閾値電圧ＶＨ２（＜第１上限閾値電圧ＶＨ１）以上のときに、比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ以上になる抵抗値にそれぞれ規定されている。【選択図】図２
2014023316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極ラインおよび負極ラインを介して負荷に供給される電池の電池電圧を検出しつつ当該電池電圧が下限閾値電圧以下になったときには当該負荷の動作を停止させる停止信号の出力を開始すると共に、当該電池電圧が前記下限閾値電圧よりも高い第１上限閾値電圧以上となるまで当該停止信号の出力を継続して当該電池の過放電を防止する過放電防止回路であって、
反転入力端子に入力される基準電圧と非反転入力端子に入力される比較電圧とを比較して、当該比較電圧が当該基準電圧以上のときには出力端子をハイインピーダンスに維持し、当該比較電圧が当該基準電圧未満のときには出力端子を前記負極ラインに接続して当該出力端子から前記停止信号を出力するオープンコレクタ出力型のコンパレータと、
前記正極ラインと前記非反転入力端子との間に接続された第１抵抗と、
前記非反転入力端子と前記出力端子との間に接続された第２抵抗と、
互いに直列接続された第３抵抗およびスイッチで構成されて前記非反転入力端子と前記負極ラインとの間に接続された直列回路と、
前記正極ラインおよび前記負極ライン間に前記電池電圧の供給が開始されたときにはオフ状態の前記スイッチを当該電池電圧の供給の開始時点から遅延させてオン状態に移行させて前記非反転入力端子を前記第３抵抗を介して前記負極ラインに接続し、当該正極ラインおよび当該負極ライン間への前記電池電圧の供給が停止されたときには当該スイッチをオフ状態に移行させて前記非反転入力端子を当該負極ラインから切り離すスイッチ制御回路とを備え、
前記第１抵抗、前記第２抵抗および前記第３抵抗は、前記オフ状態の前記スイッチが前記電池電圧の供給の前記開始時点から遅延して前記オン状態に移行するまでの間において、前記第１抵抗と、前記停止信号を前記出力端子から出力している前記コンパレータによって前記負極ラインに接続された前記第２抵抗とで当該電池電圧を分圧した電圧が前記比較電圧として前記非反転入力端子に入力された状態であって、当該電池電圧が前記下限閾値電圧よりも高くかつ前記第１上限閾値電圧よりも低い第２上限閾値電圧以上のときに、当該比較電圧が前記基準電圧以上になって当該コンパレータが前記停止信号の出力を停止する抵抗値にそれぞれ規定されている過放電防止回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池電圧の低下を検出したときに負荷に対して停止信号を出力することによって負荷への供給電力を抑えて、電池の過放電を防止する過放電防止回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の過放電防止回路として、下記の特許文献１において従来の技術として開示された電子機器に設けられている回路が知られている。この回路は、電池残量が一定レベル以下になったときには実行中の処理を中断すると共に必要なデータ等をメモリに保存し、その後に、操作者に電池交換を知らせる機能を有している。この回路では、一般的に電池残量を検出するため電圧検出器を備え、この電圧検出器が検出した電圧と、この電圧に対して予め規定された下限閾値電圧とを比較して、検出した電圧が下限閾値電圧を下回ったときに、重要な内蔵データを退避したり、電池がドライブする負荷量を小さくして消費電流を抑えたりする「ローバッテリ処理」を行うように構成されている。
【０００３】
この構成により、この回路によれば、特に、電池電圧が下限閾値電圧を下回ったときに、電池がドライブする負荷量を小さくして消費電流を抑えることにより、電池の過放電を抑えることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１４５７４号公報（第２−３頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電池の種類によっては、ドライブする負荷量を小さくする（言い換えれば、負荷に供給する電流を減少させる）ことで電池電圧が回復する場合があり、この場合には、負荷量を元の状態に戻す（負荷に供給する電流を元に戻す）ことも可能となる。このため、一般的に過放電防止回路では、上記した下限閾値電圧と共に上限閾値電圧を規定する構成（電池電圧の検出にヒステリシス特性を持たせる構成）を採用して、電池電圧が下限閾値電圧を上回って上限閾値電圧以上になったときに、電池が回復したとして、負荷量を元の状態に戻すようにしている。
【０００６】
この場合、残存容量の少ない電池では、回復して電池電圧が上昇したとしても、負荷量の変動などに起因して電池電圧が急激に低下するときがある。このため、下限閾値電圧と上限閾値電圧との間の電位差が小さ過ぎる構成においては、このような電池電圧の急激な低下に際して電池電圧が下限閾値電圧を割り込むことがあることから、電池電圧が下限閾値電圧未満になる状態と、上限閾値電圧以上になる状態とが繰り返されるという誤動作を招来するおそれがある。このため、下限閾値電圧と上限閾値電圧との間の電位差については、通常、この誤動作が生じにくい大きな電位差に規定される。
【０００７】
ところが、下限閾値電圧と上限閾値電圧との間の電位差を大きく規定する構成を採用した過放電防止回路には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、この過放電防止回路には、電池電圧が下限閾値電圧を下回ったことを検出して上記の「ローバッテリ処理」を実行しているときに、操作者が電池交換をした場合において、交換後の電池が新品ではないものの交換前の電池よりも残存容量は大きく使用可能な電池であるにもかかわらず、電池電圧が上限閾値電圧未満のときには、電池がドライブする負荷量を元の状態に戻すことができない（交換後の電池から負荷に対して電流を供給する状態に移行させることができない）、すなわち、交換後の電池を使用できないという課題が存在している。
【０００８】
本発明は、かかる課題を改善するためになされたものであり、より低い電池電圧の電池を使用可能とする過放電防止回路を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成すべく請求項１記載の過放電防止回路は、正極ラインおよび負極ラインを介して負荷に供給される電池の電池電圧を検出しつつ当該電池電圧が下限閾値電圧以下になったときには当該負荷の動作を停止させる停止信号の出力を開始すると共に、当該電池電圧が前記下限閾値電圧よりも高い第１上限閾値電圧以上となるまで当該停止信号の出力を継続して当該電池の過放電を防止する過放電防止回路であって、反転入力端子に入力される基準電圧と非反転入力端子に入力される比較電圧とを比較して、当該比較電圧が当該基準電圧以上のときには出力端子をハイインピーダンスに維持し、当該比較電圧が当該基準電圧未満のときには出力端子を前記負極ラインに接続して当該出力端子から前記停止信号を出力するオープンコレクタ出力型のコンパレータと、前記正極ラインと前記非反転入力端子との間に接続された第１抵抗と、前記非反転入力端子と前記出力端子との間に接続された第２抵抗と、互いに直列接続された第３抵抗およびスイッチで構成されて前記非反転入力端子と前記負極ラインとの間に接続された直列回路と、前記正極ラインおよび前記負極ライン間に前記電池電圧の供給が開始されたときにはオフ状態の前記スイッチを当該電池電圧の供給の開始時点から遅延させてオン状態に移行させて前記非反転入力端子を前記第３抵抗を介して前記負極ラインに接続し、当該正極ラインおよび当該負極ライン間への前記電池電圧の供給が停止されたときには当該スイッチをオフ状態に移行させて前記非反転入力端子を当該負極ラインから切り離すスイッチ制御回路とを備え、前記第１抵抗、前記第２抵抗および前記第３抵抗は、前記オフ状態の前記スイッチが前記電池電圧の供給の前記開始時点から遅延して前記オン状態に移行するまでの間において、前記第１抵抗と、前記停止信号を前記出力端子から出力している前記コンパレータによって前記負極ラインに接続された前記第２抵抗とで当該電池電圧を分圧した電圧が前記比較電圧として前記非反転入力端子に入力された状態であって、当該電池電圧が前記下限閾値電圧よりも高くかつ前記第１上限閾値電圧よりも低い第２上限閾値電圧以上のときに、当該比較電圧が前記基準電圧以上になって当該コンパレータが前記停止信号の出力を停止する抵抗値にそれぞれ規定されている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の過放電防止回路では、オフ状態のスイッチが電池電圧の供給の開始時点から遅延してオン状態に移行するまでの間においては、第１抵抗と、停止信号を出力端子から出力しているコンパレータによって負極ラインに接続された第２抵抗とで電池電圧を分圧した電圧が比較電圧としてコンパレータの非反転入力端子に入力されて、電池電圧が第２上限閾値電圧（下限閾値電圧よりも高くかつ第１上限閾値電圧よりも低い電圧）以上のときにこの比較電圧が基準電圧以上になってコンパレータが停止信号の出力を停止する。
【００１１】
このため、この過放電防止回路によれば、交換後の電池が新品の電池のような電池電圧が第１上限閾値電圧以上となる十分に大きな残存容量の電池は勿論のこと、このような十分に大きな残存容量の電池ではないにしても、負荷を作動させるために最低限必要な残存容量を有する電池（電池電圧が第２上限閾値電圧以上の電池）であるときには、第１上限閾値電圧未満の電池電圧であっても、負荷への停止信号の出力を停止して、負荷に対して動作を再開させることができる。したがって、この新たな電池を確実かつ十分に使い切ることができる。つまり、より低い電池電圧の電池を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】過放電防止回路５を備えた測定装置１の構成図である。
【図２】過放電防止回路５の回路図である。
【図３】過放電防止回路５の動作を説明するための波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、過放電防止回路の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
最初に、過放電防止回路を備えた測定装置の構成について、図面を参照して説明する。
【００１５】
測定装置１は、図１に示すように、電池２、電源スイッチ３、電池２の負荷としての測定回路４、および過放電防止回路５を備えている。電池２は、不図示のケース内に配設された不図示の電池ホルダーに着脱自在に装着される。電池２は、電池電圧Ｖｂａｔｔが例えば３［Ｖ］程度に規定されている。
【００１６】
電源スイッチ３は、ケースの表面に配設されて、操作されてオン状態に移行したときには、電池２の正極を正極ラインＬｐに接続して、電池２を正極ラインＬｐおよび負極ラインＬｍ間に接続する。これにより、電池２の電池電圧Ｖｂａｔｔが正極ラインＬｐおよび負極ラインＬｍ間に作動電圧Ｖｉｎとして出力されて、ケース内の各構成要素（測定回路４および過放電防止回路５）に供給される。一方、電源スイッチ３は、操作されてオフ状態に移行したときには、正極ラインＬｐおよび負極ラインＬｍから電池２を切り離すことで、正極ラインＬｐおよび負極ラインＬｍ間への作動電圧Ｖｉｎの供給を停止する。
【００１７】
測定回路４は、電池２から各ラインＬｐ，Ｌｍを介して供給される作動電圧Ｖｉｎに基づいて作動して、不図示の測定対象の物理量（例えば、抵抗体の抵抗値など）を測定する。また、測定回路４は、過放電防止回路５から停止信号Ｓｓｔｐを入力していないときには動作状態に移行して上記の物理量の測定を実行し、過放電防止回路５から停止信号Ｓｓｔｐを入力しているときには動作を停止して消費電流の極めて少ない状態に移行する。
【００１８】
過放電防止回路５は、電池２から各ラインＬｐ，Ｌｍを介して供給される作動電圧Ｖｉｎに基づいて作動する。また、過放電防止回路５は、作動電圧Ｖｉｎ（電池電圧Ｖｂａｔｔでもある）を検出すると共に、検出した作動電圧Ｖｉｎの電圧値に応じて、測定回路４の動作を停止させる停止信号Ｓｓｔｐ（アクティブＬｏｗ）を出力する。
【００１９】
具体的には、過放電防止回路５は、一例として図２に示すように、コンパレータ１１、第１抵抗１２、第２抵抗１３、直列回路１４、およびスイッチ制御回路１５を備えている。コンパレータ１１は、オープンコレクタ出力型のコンパレータであって、反転入力端子に入力される基準電圧Ｖｘと非反転入力端子に入力される比較電圧Ｖｃｍｐとを比較して、比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ以上のときには出力端子をハイインピーダンスに維持し、比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ未満のときには出力端子を出力段のオープンコレクタ型トランジスタ（図２ではスイッチのシンボルで表している）を介して負極ラインＬｍに接続することで、出力端子から停止信号Ｓｓｔｐ（アクティブＬｏｗ）を出力する。本例では一例として、基準電圧Ｖｘは、作動電圧Ｖｉｎで作動する不図示の電圧発生回路で生成されて、その電圧は一例として１．６［Ｖ］に規定されている。本例では、このコンパレータ１１および電圧発生回路は、いわゆるリセットＩＣを用いて構成されている。このため、コンパレータ１１は、電源スイッチ３をオフ状態からオン状態に切り換えた際の作動電圧Ｖｉｎがゼロボルトから電池電圧Ｖｂａｔｔに立ち上がる過渡期間において、作動電圧Ｖｉｎが最低作動電圧（例えば、０．７［Ｖ］程度）以上となった場合には、出力段のオープンコレクタ型トランジスタをオンにした状態で動作を開始し、その後、比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘに達するまで、オープンコレクタ型トランジスタをオン状態に維持する。
【００２０】
第１抵抗１２は、正極ラインＬｐとコンパレータ１１の非反転入力端子との間に接続されている。第２抵抗１３は、コンパレータ１１の非反転入力端子と出力端子との間に接続されている。直列回路１４は、互いに直列接続された第３抵抗１４ａおよびスイッチ１４ｂで構成されて、コンパレータ１１の非反転入力端子と負極ラインＬｍとの間に接続されている。本例では一例として、スイッチ１４ｂはｎチャネル電界効果型トランジスタで構成されて、第３抵抗１４ａの一端がコンパレータ１１の非反転入力端子に接続され、かつ第３抵抗１４ａの他端がスイッチ１４ｂのドレイン端子に接続され、かつスイッチ１４ｂのソース端子が負極ラインＬｍに接続されることで、直列回路１４がコンパレータ１１の非反転入力端子と負極ラインＬｍとの間に接続されている。
【００２１】
この場合、第１抵抗１２は、抵抗値が一例として２０［ｋΩ］程度に規定され、第２抵抗１３は、抵抗値が一例として６０［ｋΩ］程度に規定され、第３抵抗１４ａは、抵抗値が一例として８０［ｋΩ］程度に規定されている。
【００２２】
スイッチ制御回路１５は、一例として、正極ラインＬｐおよび負極ラインＬｍ間に接続された第４抵抗１５ａ、一端が正極ラインＬｐに接続されると共に他端がスイッチ１４ｂのゲート端子に接続された第５抵抗１５ｂ、およびスイッチ１４ｂのゲート端子と負極ラインＬｍとの間に接続されたコンデンサ１５ｃを備えている。本例では、第４抵抗１５ａは、正極ラインＬｐおよび負極ラインＬｍ間に作動電圧Ｖｉｎを供給する電池２に対して十分に軽い負荷となるように、抵抗値が例えば数百ｋΩ（一例として２００［ｋΩ］程度）に規定されている。同様にして、第５抵抗１５ｂについても、コンデンサ１５ｃに作動電圧Ｖｉｎを充電する際に、電池２に対して十分に軽い負荷となるように、抵抗値が例えば数百ｋΩ（一例として２５０［ｋΩ］程度）に規定されている。
【００２３】
コンデンサ１５ｃは、一例として、作動電圧Ｖｉｎのスイッチ制御回路１５への供給開始から数十ｍｓ程度の遅延時間で、スイッチ１４ｂのゲート端子に供給している電圧を、スイッチ１４ｂをオフ状態からオン状態に移行させ得る電圧に上昇させ、かつ作動電圧Ｖｉｎのスイッチ制御回路１５への供給停止から数十ｍｓ程度の遅延時間で、スイッチ１４ｂのゲート端子に供給している電圧を、スイッチ１４ｂをオン状態からオフ状態に移行させ得る電圧に低下させることができる容量（本例では一例として、０．１μＦ程度）に規定されている。
【００２４】
上記の構成の過放電防止回路５では、電池２の残存容量が十分であるとき（作動電圧Ｖｉｎ（電池電圧Ｖｂａｔｔ）が高いとき）には、測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を停止して、つまりコンパレータ１１の出力端子をオープン状態として停止信号Ｓｓｔｐの電圧を非反転入力端子の電圧に近い電圧にすることにより、測定回路４を動作状態に移行させる。この場合、スイッチ１４ｂは、ゲート端子にスイッチ制御回路１５を介して作動電圧Ｖｉｎが供給されているため、オン状態に移行している。これにより、第３抵抗１４ａはスイッチ１４ｂを介して負極ラインＬｍに接続された状態になっていることから、コンパレータ１１の非反転入力端子には、第１抵抗１２と第３抵抗１４ａとで作動電圧Ｖｉｎを分圧した電圧が比較電圧Ｖｃｍｐとして入力される。
【００２５】
また、過放電防止回路５では、上記の状態から測定回路４での消費電流が増加し、これに起因して電池２の電池電圧Ｖｂａｔｔ（作動電圧Ｖｉｎ）が低下して、下限閾値電圧ＶＬ未満になったときには、測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を開始して、測定回路４の動作を停止させる（測定回路４での消費電流をほぼゼロにする）ことにより、電池２が過放電状態となる事態を防止する。上記したように、コンパレータ１１の非反転入力端子には、第１抵抗１２と第３抵抗１４ａとで作動電圧Ｖｉｎを分圧した比較電圧Ｖｃｍｐが入力されている。このため、上記の下限閾値電圧ＶＬは、下記式（１）で表され、本例では下記の電圧値に規定されている。なお、第１抵抗１２および第３抵抗１４ａの各抵抗値を符号Ｒ１，Ｒ３で表している。また、スイッチ１４ｂおよびコンパレータ１１は理想的な回路素子であり、オン状態での抵抗はゼロΩであり、オフ状態でのリーク電流は発生しないものとする。
ＶＬ＝Ｖｘ×（Ｒ１＋Ｒ３）／Ｒ３  ・・・  （１）
＝１．６×（２０ｋ＋８０ｋ）／８０ｋ
＝２［Ｖ］
【００２６】
また、過放電防止回路５では、測定回路４を停止させた状態において、電池２の残存容量が回復し、これに伴い作動電圧Ｖｉｎ（電池電圧Ｖｂａｔｔ）が十分に高い電圧値まで上昇したとき（第１上限閾値電圧ＶＨ１以上になったとき）には、測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を停止して、測定回路４の作動を再開させる。この場合、停止信号Ｓｓｔｐの出力を停止させる前の状態（停止信号Ｓｓｔｐが出力されている状態）においては、オン状態のスイッチ１４ｂを介して第３抵抗１４ａが負極ラインＬｍに接続されると共に、コンパレータ１１の出力端子を介して第２抵抗１３が負極ラインＬｍに接続されている。すなわち、コンパレータ１１の非反転入力端子と負極ラインＬｍとの間には、第２抵抗１３と第３抵抗１４ａとが並列接続された状態になっている。これにより、コンパレータ１１の非反転入力端子には、第１抵抗１２と、第２抵抗１３および第３抵抗１４ａの並列回路とで作動電圧Ｖｉｎを分圧した電圧が比較電圧Ｖｃｍｐとして入力されている。このため、上記の第１上限閾値電圧ＶＨ１は、下記式（２）で表され、本例では下記の電圧値に規定されている。なお、第２抵抗１３の抵抗値を符号Ｒ２で表している。また、記号//は、その両側に記載された抵抗値の並列合成抵抗値を表している。
ＶＨ１＝Ｖｘ×（Ｒ１＋Ｒ２//Ｒ３）／（Ｒ２//Ｒ３）  ・・・  （２）
＝１．６×（２０ｋ＋６０ｋ//８０ｋ）／（６０ｋ//８０ｋ）
＝２．５［Ｖ］
【００２７】
また、測定回路４の停止状態において、操作者が電池２の残存容量が不十分であると判断したときには、操作者は、電源スイッチ３をオン状態からオフ状態にして、測定回路４および過放電防止回路５から電池２を切り離し、この電池２を新たな電池２に交換した後に、電源スイッチ３をオン状態に移行させる。この場合、電源スイッチ３のオフ状態のときには、コンデンサ１５ｃに充電されていた電荷が第５抵抗１５ｂおよび第４抵抗１５ａを介して放電される。このため、コンデンサ１５ｃの充電電圧、すなわち、スイッチ１４ｂのゲート端子の電圧（ゲート電圧）がソース端子の電圧（負極ラインＬｍ）まで低下することから、スイッチ１４ｂがオン状態からオフ状態に移行する。これにより、コンパレータ１１の非反転入力端子には、第１抵抗１２と第２抵抗１３とで作動電圧Ｖｉｎを分圧した電圧が比較電圧Ｖｃｍｐとして入力されている。
【００２８】
この状態において、電源スイッチ３がオン状態に移行させられて、交換後の電池２から正極ラインＬｐおよび負極ラインＬｍ間に作動電圧Ｖｉｎ（電池電圧Ｖｂａｔｔ）の供給が開始されたときには、コンパレータ１１の非反転入力端子に入力されている比較電圧Ｖｃｍｐは、作動電圧Ｖｉｎの供給開始とほぼ同時に、第１抵抗１２と第２抵抗１３とで分圧される電圧に上昇するが、スイッチ１４ｂのゲート端子に供給される電圧は、スイッチ制御回路１５によって遅延させられて上昇する。このため、比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘに達して、コンパレータ１１が測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を停止する。この場合、この出力を停止したときの第２上限閾値電圧ＶＨ２は、下記式（３）で表され、本例では下記の電圧値に規定されている。すなわち、第２上限閾値電圧ＶＨ２は、下限閾値電圧ＶＬよりも高く、かつ第１上限閾値電圧ＶＨ１よりも低い電圧に規定されている。
ＶＨ２＝Ｖｘ×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２  ・・・  （３）
＝１．６×（２０ｋ＋６０ｋ）／６０ｋ
＝２．１［Ｖ］
【００２９】
次に、過放電防止回路５の動作について、測定装置１の動作と併せて図面を参照して説明する。
【００３０】
この測定装置１において、図３に示す期間Ｔ１のように、電池２の残存容量が十分であるとき（作動電圧Ｖｉｎが十分に高いとき）には、過放電防止回路５では、コンパレータ１１の非反転入力端子に入力されている比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ以上となることから、コンパレータ１１は、測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を停止している。このため、測定回路４は、電池２から作動電圧Ｖｉｎの供給を受けて作動している。
【００３１】
その後、測定回路４での消費電流が増加して、これに起因して図３に示す期間Ｔ２のように作動電圧Ｖｉｎが低下して下限閾値電圧ＶＬ（期間Ｔ２での有効な閾値）未満になったときには、過放電防止回路５では、コンパレータ１１の非反転入力端子に入力されている比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ未満となることから、コンパレータ１１は、測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を開始する。このため、測定回路４は、電池２から作動電圧Ｖｉｎの供給を受けてはいるものの、動作を停止する。このようにして、過放電防止回路５が測定回路４を消費電流の極めて少ない状態に移行させるため、電池２が過放電状態となる事態が防止される。
【００３２】
また、この測定回路４の動作停止状態が継続されることで電池２の残存容量が回復したときには、図３に示す期間Ｔ３のように、作動電圧Ｖｉｎは十分に高い電圧（第１上限閾値電圧ＶＨ１（期間Ｔ３での有効な閾値）以上の電圧）まで上昇することから、過放電防止回路５では、コンパレータ１１の非反転入力端子に入力されている比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ以上となる。これにより、コンパレータ１１は、測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を停止する。このため、測定回路４は、電池２から作動電圧Ｖｉｎの供給を受けて動作を再開する。
【００３３】
その後、測定回路４が継続して動作した結果、図３に示す期間Ｔ４のように、電池２の残存容量が徐々に減少して不十分な状態に至ったときには、これに伴い作動電圧Ｖｉｎが低下して下限閾値電圧ＶＬ（期間Ｔ４での有効な閾値）未満となる。これにより、過放電防止回路５では、コンパレータ１１の非反転入力端子に入力されている比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ未満となることから、コンパレータ１１は、測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を開始する。このため、測定回路４は動作を停止する。
【００３４】
この状態において、操作者は、電池２に回復の見込みがないと判別したときには、電源スイッチ３をオフ状態にして、電池２を新たな電池２（測定回路４を動作させるために十分な残存容量の電池２）に交換する。この場合、電源スイッチ３がオフ状態に移行することにより、測定回路４および過放電防止回路５から電池２が切り離される。このため、コンデンサ１５ｃに充電されていた電荷が第５抵抗１５ｂおよび第４抵抗１５ａを介して放電して、スイッチ１４ｂがオン状態からオフ状態に移行する。これにより、過放電防止回路５では、第１抵抗１２と第２抵抗１３とで作動電圧Ｖｉｎを分圧した電圧が、比較電圧Ｖｃｍｐとしてコンパレータ１１の非反転入力端子に入力される状態になっている。つまり、この時点における有効な閾値は、第２上限閾値電圧ＶＨ２に規定される。
【００３５】
電池交換の後、操作者は、図３に示す期間Ｔ５のように、電源スイッチ３をオン状態に移行させる。これにより、交換後の電池２から正極ラインＬｐおよび負極ラインＬｍ間に作動電圧Ｖｉｎの供給が開始される。この場合、スイッチ１４ｂのゲート端子に供給される電圧はスイッチ制御回路１５によって遅延させられて上昇するため、スイッチ１４ｂがオン状態となる前に、コンパレータ１１の非反転入力端子に入力されている比較電圧Ｖｃｍｐ（第１抵抗１２と第２抵抗１３とで分圧された作動電圧Ｖｉｎ）が基準電圧Ｖｘに達する。これにより、コンパレータ１１は、作動電圧Ｖｉｎが最低作動電圧以上となった時点から測定回路４に対して出力している停止信号Ｓｓｔｐを停止する。この際の作動電圧Ｖｉｎに対する有効な閾値である第２上限閾値電圧ＶＨ２は、上記のように、下限閾値電圧ＶＬよりも高く、かつ第１上限閾値電圧ＶＨ１よりも低い電圧に規定されている。これにより、交換後の電池２の電池電圧Ｖｂａｔｔが、新品の電池２や、図３の期間Ｔ３に示す状態の電池２のような回復後の電池電圧Ｖｂａｔｔが第１上限閾値電圧ＶＨ１を超えるような十分に大きな残存容量の電池ではないにしても、測定回路４を作動させるために最低限必要の残存容量を有する電池であるときには、過放電防止回路５は、測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を停止して、測定回路４に対して動作を再開させる。
【００３６】
このようにして、この過放電防止回路５では、従来の過放電防止回路では使用することができない低い電池電圧Ｖｂａｔｔの電池２を使用して測定回路４を作動させることが可能となっている。また、スイッチ１４ｂのゲート端子に供給される電圧が徐々に上昇してスイッチ１４ｂがオン状態となったときには、第１抵抗１２と第３抵抗１４ａとで作動電圧Ｖｉｎを分圧した電圧が比較電圧Ｖｃｍｐとして入力されるため、有効な閾値は、下限閾値電圧ＶＬに復帰する。
【００３７】
このように、この過放電防止回路５では、オフ状態のスイッチ１４ｂが電池電圧Ｖｂａｔｔ（作動電圧Ｖｉｎ）の供給の開始時点から遅延してオン状態に移行するまでの間においては、第１抵抗１２と、停止信号Ｓｓｔｐを出力端子から出力しているコンパレータ１１によって負極ラインＬｍに接続された第２抵抗１３とで作動電圧Ｖｉｎを分圧した電圧が比較電圧Ｖｃｍｐとしてコンパレータ１１の非反転入力端子に入力されて、電池電圧Ｖｂａｔｔ（作動電圧Ｖｉｎ）が第２上限閾値電圧ＶＨ２（下限閾値電圧ＶＬよりも高くかつ第１上限閾値電圧ＶＨ１よりも低い電圧）以上のときにこの比較電圧Ｖｃｍｐが基準電圧Ｖｘ以上になってコンパレータ１１が停止信号Ｓｓｔｐの出力を停止する。
【００３８】
このため、この過放電防止回路５によれば、交換後の電池２が新品の電池のような電池電圧Ｖｂａｔｔが第１上限閾値電圧ＶＨ１以上となる十分に大きな残存容量の電池は勿論のこと、このような十分に大きな残存容量の電池ではないにしても、測定回路４を作動させるために最低限必要な残存容量を有する電池（電池電圧Ｖｂａｔｔが第２上限閾値電圧ＶＨ２以上の電池）であるときには、第１上限閾値電圧ＶＨ１未満の電池電圧であっても、測定回路４への停止信号Ｓｓｔｐの出力を停止して、測定回路４に対して動作を再開させることができる。したがって、この新たな電池２を確実かつ十分に使い切ることができる。つまり、より低い電池電圧の電池２を使用することができる。
【００３９】
なお、上記の例では、電池２の電池電圧Ｖｂａｔｔを３［Ｖ］としたため、これに対応させて、下限閾値電圧ＶＬを一例として２［Ｖ］に規定すると共に、第１上限閾値電圧ＶＨ１を一例として２．５［Ｖ］に規定し、さらにこれらの電圧ＶＬ，ＶＨ１に対応させて、第２上限閾値電圧ＶＨ２を一例として２．１［Ｖ］に規定しているが、下限閾値電圧ＶＬ＜第２上限閾値電圧ＶＨ２＜第１上限閾値電圧ＶＨ１という関係が維持されている限り、電池２の電池電圧Ｖｂａｔｔに対応させて、下限閾値電圧ＶＬ、第１上限閾値電圧ＶＨ１および第２上限閾値電圧ＶＨ２を任意の電圧にそれぞれ規定することができる。また、これらの電圧ＶＬ，ＶＨ２，ＶＨ１の電圧値に応じて、第１抵抗１２、第２抵抗１３および第３抵抗１４ａの抵抗値を適宜規定することができる。
【００４０】
また、上記の例では、基準電圧Ｖｘを一例として１．６［Ｖ］に規定しているが、これに限定されるものではない。この基準電圧Ｖｘが他の電圧に規定された場合であっても、下限閾値電圧ＶＬ＜第２上限閾値電圧ＶＨ２＜第１上限閾値電圧ＶＨ１という関係が成り立つように、第１抵抗１２、第２抵抗１３および第３抵抗１４ａの抵抗値を規定することができる。
【００４１】
また、上記の例では、スイッチ制御回路１５を２つの抵抗１５ａ，１５ｂと１つのコンデンサ１５ｃで簡易に構成しているが、電源スイッチ３をオフ状態からオン状態に移行させたときに、オフ状態のスイッチ１４ｂを遅延させてオン状態に移行させることができる構成である限り、任意の構成を採用することができる。また、第１抵抗、第２抵抗および第３抵抗についても、それぞれ１つの抵抗で構成しても良いのは勿論のこと、複数の抵抗でそれぞれ構成することもできる。
【符号の説明】
【００４２】
１  測定装置
５  過放電防止回路
１１  コンパレータ
１２  第１抵抗
１３  第２抵抗
１４  直列回路
１４ａ  第３抵抗
１４ｂ  スイッチ
１５  スイッチ制御回路
Ｌｍ  負極ライン
Ｌｐ  正極ライン
Ｓｓｔｐ  停止信号
Ｖｃｍｐ  比較電圧
ＶＨ１  第１上限閾値電圧
ＶＨ２  第２上限閾値電圧
Ｖｉｎ  作動電圧
ＶＬ  下限閾値電圧
Ｖｘ  基準電圧
【図１】
2014023316.tif 000003
【図２】
2014023316.tif 000004
【図３】
2014023316.tif 000005