(57)【要約】【課題】検出する電圧のバラツキを抑え、複数の電圧の間隔を崩すことなく、複数の電圧を検出する。【解決手段】端子Ｔ１およびＴ２の間に、二次電池などの電圧源が接続され、その端子電圧を検出するために、抵抗１および２が直列に接続される。抵抗１および２の間に、演算増幅回路４の一方の入力端子が接続され、その他方の入力端子はツェナーダイオード（定電圧ダイオード）３のカソードが接続される。ツェナーダイオード３のアノードは、端子Ｔ２と接続される。演算増幅回路４の出力端子は、端子Ｔ５と接続され、同様に直列に接続された抵抗５および６を介して端子Ｔ４と接続される。また、抵抗５および６の接続点から端子Ｔ６が導出される。この端子Ｔ５から得られる検出信号電圧は、演算増幅回路４から直接出力された電圧であり、端子Ｔ６から得られる検出信号電圧は、抵抗５および６で分圧された電圧である。【選択図】　　図１
2004101332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の入力端子に抵抗分圧した電圧を供給し、他方の入力端子に基準電圧源を供給することによって、第１の検出電圧を検出する演算増幅回路と、
上記演算増幅回路の出力電圧を分圧することによって、上記検出された第１の検出電圧より低い第２の検出電圧を検出する抵抗分圧回路と
を有することを特徴とする電圧検出装置。
【請求項２】
上記検出された第１および第２の検出電圧の一方を、二次電池の充電制御および／または放電制御の基準電圧とするようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項３】
上記第１および第２の検出電圧を切り替えて、二次電池の充電制御および／または放電制御の基準電圧とするようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項４】
さらに、上記演算増幅回路の出力電圧が所定の電圧に達したことを検出し、上記第１の検出電圧を出力する第１の定電圧検出回路と、
上記抵抗分圧回路の出力電圧が所定の電圧に達したことを検出し、上記第２の検出電圧を出力する第２の定電圧検出回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項５】
上記演算増幅回路に負帰還を設けるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電圧検出装置。
【請求項６】
上記第１または第２の検出電圧に応じて上記負帰還を適宜切り離すようにしたことを特徴とする請求項５に記載の電圧検出装置。
【請求項７】
演算増幅回路の一方の入力端子に抵抗分圧した電圧を供給し、上記演算増幅回路の他方の入力端子に基準電圧源を供給することによって、第１の検出電圧を検出し、
上記演算増幅回路の出力電圧を抵抗分圧回路で分圧し、上記検出された第１の検出電圧より低い第２の検出電圧を検出する
ようにしたことを特徴とする電圧検出方法。
【請求項８】
上記検出された第１および第２の検出電圧の一方を、二次電池の充電制御および／または放電制御の基準電圧とするようにしたことを特徴とする請求項７に記載の電圧検出方法。
【請求項９】
上記第１および第２の検出電圧を切り替えて、二次電池の充電制御および／または放電制御の基準電圧とするようにしたことを特徴とする請求項７に記載の電圧検出方法。
【請求項１０】
さらに、上記演算増幅回路の出力電圧が所定の電圧に達したことを第１の定電圧検出回路で検出し、上記第１の検出電圧を出力し、
上記抵抗分圧回路の出力電圧が所定の電圧に達したことを第２の定電圧検出回路で検出し、上記第２の検出電圧を出力するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の電圧検出方法。
【請求項１１】
上記演算増幅回路に負帰還を設けるようにしたことを特徴とする請求項７に記載の電圧検出方法。
【請求項１２】
上記第１または第２の検出電圧に応じて上記負帰還を適宜切り離すようにしたことを特徴とする請求項１１に記載の電圧検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、正確に電圧を検出することができる電圧検出装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二次電池の充電動作および放電動作を制御する場合、一例として充電を開始する二次電池の端子電圧２．５Ｖと、満充電となる二次電池の端子電圧４．２Ｖとを検出しなければならない。
【０００３】
このように、２種類の異なる電圧値を検出する場合、図２５に示すように、電圧値毎に電圧検出回路を設けていた。端子Ｔ１０１およびＴ１０２の間に、二次電池などの電圧源が接続され、その端子電圧を検出するために、抵抗１０１および１０２が直列に接続される。抵抗１０１および１０２の間に、演算増幅回路１０４の一方の入力端子が接続され、その他方の入力端子はツェナーダイオード（定電圧ダイオード、基準電圧源）１０３のカソードが接続される。ツェナーダイオード１０３のアノードは、端子Ｔ１０２と接続される。この演算増幅回路１０４では、例えば電圧源の端子電圧２．５Ｖが検出され、増幅されて端子１０５から出力される。
【０００４】
そして、端子Ｔ１０１およびＴ１０２の間に、抵抗１０６および１０７が直列に接続される。抵抗１０６および１０７との間に、演算増幅回路１０８の一方の入力端子が接続され、その他方の入力端子はツェナーダイオード１０３のカソードと接続される。演算増幅回路１０８では、例えば電圧源の端子電圧４．２Ｖが検出され、増幅されて端子１０９から出力される。なお、電圧源の出力は、端子Ｔ１０３およびＴ１０４から出力される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−０２８３３８号公報（第３頁〜第４頁、図１）
上記文献には、二次電池３を充電するときに、まず電圧４．１５Ｖで電流１Ａを出力する充電用の電源１と、電圧４．２Ｖで電流０．２Ａを出力する充電用の電源２とによって充電する。そして、ある程度充電されたら、小電流の電源２のみで充電する。そのため、電流検出用の抵抗４、５の発熱を抑え、集積化が容易にでき、精度良く電流を検出することができるものが記載されています。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の検出回路を設けると、その検出回路に使用されている素子にバラツキがあるため、そのバラツキを考慮して検出範囲の幅を大きくしていた。
【０００７】
そのため、検出回路毎に同じ値を検出してもバラツクので、正確な値を検出することができない問題があった。
【０００８】
また、正確に値を検出することができないため、二次電池に対する充電動作および放電動作を正確に制御することができなかった。
【０００９】
従って、この発明の目的は、検出する電圧のバラツキを抑え、複数の電圧の間隔を崩すことなく、複数の電圧を検出することが電圧検出装置および方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を達成するために請求項１の発明は、一方の入力端子に抵抗分圧した電圧を供給し、他方の入力端子に基準電圧源を供給することによって、第１の検出電圧を検出する演算増幅回路と、演算増幅回路の出力電圧を分圧することによって、検出された第１の検出電圧より低い第２の検出電圧を検出する抵抗分圧回路とを有することを特徴とする電圧検出装置である。
【００１１】
請求項７に記載の発明は、演算増幅回路の一方の入力端子に抵抗分圧した電圧を供給し、演算増幅回路の他方の入力端子に基準電圧源を供給することによって、第１の検出電圧を検出し、演算増幅回路の出力電圧を抵抗分圧回路で分圧し、検出された第１の検出電圧より低い第２の検出電圧を検出するようにしたことを特徴とする電圧検出方法である。
【００１２】
このように、第１の電圧検出手段で検出した電圧から複数の電圧を検出するので、それぞれの電圧の間隔を崩すことなく、その間隔を一定に保持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１に示す回路ク図は、この発明が適用された第１の実施形態の第１の例である。端子Ｔ１およびＴ２の間に、二次電池などの電圧源が接続され、その端子電圧を検出するために、抵抗１および２が直列に接続される。抵抗１および２の間に、演算増幅回路４の一方の入力端子が接続され、その他方の入力端子はツェナーダイオード（定電圧ダイオード）３のカソードが接続される。この演算増幅回路４は、例えば入力抵抗が無限大であるため、抵抗の高い信号源であっても接続することができる。ツェナーダイオード３のアノードは、端子Ｔ２と接続される。このツェナーダイオード３の代わりに電池を使用しても良い。
【００１４】
演算増幅回路４の出力端子は、端子Ｔ５と接続され、同様に直列に接続された抵抗５および６を介して端子Ｔ４と接続される。また、抵抗５および６の接続点（分割点）から端子Ｔ６が導出される。この端子Ｔ５から検出される信号の電圧（以下、「検出信号電圧」と称する）は、演算増幅回路４から直接出力された電圧であり、図２の特性図中の特性Ｃ１で示され、端子Ｔ６から得られる検出信号電圧は、抵抗５および６で分圧された電圧であり、特性Ｃ２で示される。なお、図２の特性図は、横軸に端子Ｔ１およびＴ２の間で検出される電圧（以下、「検出電圧」と称する）を示し、縦軸に端子Ｔ５およびＴ６から得られる検出信号電圧を示す。そして、電圧源の出力は、端子Ｔ３およびＴ４を介して出力される。
【００１５】
このように、１つの電圧検出回路で２つの検出信号電圧を得ることができる。ツェナーダイオード３および演算増幅回路４のバラツキによって、基準検出の上下電圧および基準検出電圧にバラツキがあっても、並行にずれるので、その間隔を一定に保つことができる。
【００１６】
図３に示す回路図を参照して、この発明が適用された第１の実施形態の第２の例を説明する。この第２の例では、直列に接続された抵抗５および６の接続点にツェナーダイオード９のカソードが接続され、そのアノードが端子Ｔ６と接続される。また、端子Ｔ４およびＴ６の間に、抵抗７が設けられている。ツェナーダイオード１０のカソードは、演算増幅回路４の出力端子と接続され、そのアノードは、端子Ｔ５と接続される。
【００１７】
このように構成された第２の例の端子Ｔ５から得られる検出信号電圧は、演算増幅回路４から直接出力された電圧であり、図４の特性図中の特性Ｃ３で示され、端子Ｔ６から得られる検出信号電圧は、抵抗５および６で分圧された電圧であり、特性Ｃ４で示される。なお、図４の特性図は、上述の特性図と同様、横軸に端子Ｔ１およびＴ２の間から得られる検出電圧を示し、縦軸に端子Ｔ５およびＴ６から得られる検出信号電圧を示す。検出電圧Ｖ１のときに、特性Ｃ３は点Ｐ１となるので、端子Ｔ５から得られる検出信号電圧に応じて、検出電圧が例えば４．０Ｖであることが検出される。そして、検出電圧Ｖ２のときに、特性Ｃ４は点Ｐ２となるので、端子Ｔ６から得られる検出信号電圧に応じて、検出電圧が例えば４．２Ｖであることが検出される。
【００１８】
図５に示す回路図を参照して、この発明が適用された第２の実施形態の第１の例を説明する。この第２の実施形態の第１の例では、演算増幅回路４から直接得られる検出信号電圧を基準電圧としたものである。この基準電圧に基づいて演算増幅回路１２および１６で所望値の電圧が検出される。
【００１９】
演算増幅回路１２および１６の一方の入力端子には、演算増幅回路４から直接得られる検出信号電圧が供給される。演算増幅回路１２の他方の入力端子には、ツェナーダイオード１３のカソードが接続される。ツェナーダイオード１３のアノードは、端子Ｔ４と接続される。このツェナーダイオード１３の代わりに電池を使用しても良い。
【００２０】
ツェナーダイオード１３のカソードと、端子Ｔ４との間に、直列接続された抵抗１４および１５が設けられる。その抵抗１４および１５の接続点は、演算増幅回路１６の他方の端子と接続される。
【００２１】
なお、この図５の第２の実施形態の第１の例では、演算増幅回路４の出力端子と端子Ｔ６との間に、直列接続されたツェナーダイオード９および１１が設けられ、ツェナーダイオード１１のアノードと端子Ｔ２との間に抵抗７が設けられている。このように、端子Ｔ６から得られる検出信号電圧をツェナーダイオードによって所望の電圧値を決めるようにしても良い。すなわち、第１の実施形態では、抵抗５および６で分圧して所望の電圧値を端子Ｔ６から得るようにしているが、この第２の実施形態の第１の例のように、ツェナーダイオード９および１１を直列接続することによって所望の電圧値を端子Ｔ６から得るようにしても良い。
【００２２】
このように構成された第２の実施形態の第１の例の端子Ｔ１１から得られる検出信号電圧から図６中点Ｐ４で示す４．２Ｖを検出することができ、端子Ｔ１２から得られる検出信号電圧から点Ｐ３で示す４．０Ｖを検出することができる。なお、図６の特性図は、上述の図２と同様、横軸に端子Ｔ１およびＴ２の間から得られる検出電圧を示し、縦軸に端子Ｔ１１およびＴ１２から得られる検出信号電圧を示す。検出電圧Ｖ１のときに、点Ｐ３となるので、端子Ｔ１２から得られる検出信号電圧に応じて、検出電圧が例えば４．０Ｖであることが検出される。そして、検出電圧Ｖ２のときに、点Ｐ４となるので、端子Ｔ１１から得られる検出信号電圧に応じて、検出電圧が例えば４．２Ｖであることが検出される。
【００２３】
図７に示す回路図を参照して、この発明が適用された第２の実施形態の第２の例を説明する。この第２の実施形態の第２の例では、端子Ｔ５およびＴ６から得られる検出信号電圧を適宜選択し、基準電圧とするものである。この基準電圧に基づいて演算増幅回路２２で所望値の電圧が検出される。
【００２４】
電圧検出回路２６では、演算増幅回路４から出力される検出信号電圧の電圧値が検出される。検出された電圧値は、スイッチ制御回路２５へ供給される。スイッチ制御回路２５では、電圧検出回路２６からの電圧値が、例えば４．１５Ｖ以上であれば、スイッチ回路２１の端子２１Ｔ５と接続するように、制御信号がスイッチ回路２１へ供給され、４．２Ｖ以上であれば、スイッチ回路２１の端子２１Ｔ６と接続するように、制御信号がスイッチ回路２１へ供給される。なお、スイッチ回路２１の端子２１Ｔ５は、上述した端子Ｔ５であり、端子２１Ｔ６は、端子Ｔ６である。
【００２５】
スイッチ回路２１で選択された端子２１Ｔ５および２１Ｔ６から得られる検出信号電圧が演算増幅回路２２の一方の入力端子へ供給される。演算増幅回路２２の他方の入力端子は、ツェナーダイオード２３のカソードと接続される。ツェナーダイオード２３のアノードは、端子Ｔ４と接続される。このツェナーダイオード２３の代わりに電池を使用しても良い。
【００２６】
演算増幅回路２２の出力端子から導出される端子Ｔ１３を介して検出信号電圧が出力されると共に、検出制御回路２４へ供給される。検出制御回路２４では、出力される検出信号電圧が検出される。検出された検出信号電圧は、スイッチ制御回路２５へ供給される。検出された検出信号電圧が、例えば４．１５Ｖの信号であれば、スイッチ回路２１の端子２１Ｔ６と接続するように、制御信号がスイッチ回路２１へ供給され、検出信号電圧が４．２Ｖの信号であれば、スイッチ回路２１の端子２１Ｔ５と接続するように、制御信号がスイッチ回路２１へ供給される。
【００２７】
この図７に示す検出制御回路２４および／またはスイッチ制御回路２５をマイコン（Ｍｉｃｒｏ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）で構成するようにしても良い。
【００２８】
図８に示すフローチャートを参照して、この発明が適用された第２の実施形態の第２の例の動作を説明する。ステップＳ１では、電圧検出回路２６において、演算増幅回路４から出力される検出信号電圧の電圧値が検出される。
【００２９】
ステップＳ２では、スイッチ制御回路２５において、検出された検出信号電圧が４．１５Ｖ以上か否かが判断される。検出信号電圧が４．１５Ｖ以上であると判断されると、ステップＳ３へ制御が移り、検出信号電圧が４．１５Ｖ未満であると判断されると、ステップＳ１へ制御が戻る。すなわち、４．１５Ｖ以上の検出信号電圧が演算増幅回路４から出力されるまで、ステップＳ１およびＳ２の制御が繰り返される。
【００３０】
ステップＳ３では、スイッチ制御回路２５において、４．１５Ｖ以上の電圧が検出されたので、スイッチ回路２１の端子２１Ｔ５と接続するように制御信号がスイッチ回路２１へ供給される。スイッチ回路２１では、その制御信号に応じて端子２１Ｔ５が接続される。そして、検出制御回路２４において、演算増幅回路２２から出力される検出信号電圧が検出され、検出された検出信号電圧は、スイッチ制御回路２５へ供給される。
【００３１】
ステップＳ４では、スイッチ制御回路２５において、検出された検出信号電圧から４．１５Ｖの信号が検出されているか否かが判断される。検出信号電圧から４．１５Ｖの信号が検出されていると判断されると、ステップＳ５へ制御が移り、４．１５Ｖの信号が検出されていないと判断されると、ステップＳ３へ制御が戻る。すなわち、４．１５Ｖの信号が演算増幅回路２２から出力される検出信号電圧から検出されるまで、ステップＳ３およびＳ４の制御が繰り返される。
【００３２】
ステップＳ５では、スイッチ制御回路２５からスイッチ回路２１へスイッチの接続を切り替えるための制御信号が供給される。ステップＳ６では、スイッチ制御回路２５からの制御信号が供給されたスイッチ回路２１は、端子２１Ｔ５から端子２１Ｔ６へ接続が切り替えられる。
【００３３】
ステップＳ７では、電圧検出回路２６において、演算増幅回路４から出力される検出信号電圧の電圧値が検出される。
【００３４】
ステップＳ８では、スイッチ制御回路２５において、検出された検出信号電圧が４．２Ｖ以上か否かが判断される。検出信号電圧が４．２Ｖ以上であると判断されると、ステップＳ９へ制御が移り、検出信号電圧が４．２Ｖ未満であると判断されると、ステップＳ７へ制御が戻る。すなわち、４．２Ｖ以上の検出信号電圧が演算増幅回路４から出力されるまで、ステップＳ７およびＳ８の制御が繰り返される。
【００３５】
ステップＳ９では、スイッチ制御回路２５において、４．２Ｖ以上の電圧が検出されたので、スイッチ回路２１の端子２１Ｔ６と接続するように制御信号がスイッチ回路２１へ供給される。スイッチ回路２１では、その制御信号に応じて端子２１Ｔ６が接続される。そして、検出制御回路２４において、演算増幅回路２２から出力される検出信号電圧が検出され、検出された検出信号電圧は、スイッチ制御回路２５へ供給される。
【００３６】
ステップＳ１０では、スイッチ制御回路２５において、検出された検出信号電圧から４．２Ｖの信号が検出されているか否かが判断される。検出信号電圧から４．２Ｖの信号が検出されていると判断されると、ステップＳ１１へ制御が移り、４．２Ｖの信号が検出されていないと判断されると、ステップＳ９へ制御が戻る。すなわち、４．２Ｖの信号が演算増幅回路２２から出力される検出信号電圧から検出されるまで、ステップＳ９およびＳ１０の制御が繰り返される。
【００３７】
ステップＳ１１では、スイッチ制御回路２５からスイッチ回路２１へスイッチの接続を切り替えるための制御信号が供給される。ステップＳ１２では、スイッチ制御回路２５からの制御信号が供給されたスイッチ回路２１は、端子２１Ｔ６から端子２１Ｔ５へ接続が切り替えられる。
【００３８】
図９のブロック図を参照して、この発明の第３の実施形態を説明する。上述したように、１つの電圧検出回路で複数の電圧の信号を出力することができる。そこで、この第３の実施形態では、この電圧検出回路に、さらに電圧検出回路を組み合わせることによって、互いの回路動作を確認する。
【００３９】
複数の電圧を検出する電圧検出回路３１は、電圧が検出されると検出信号電圧を信号順番受信回路３３へ供給する。１つの電圧のみを検出する電圧検出回路３２は、電圧が検出されると検出信号電圧を信号順番受信回路３３へ供給する。このとき、電圧検出回路３１および３２では、異なる検出電圧が検出される。
【００４０】
信号順番受信回路３３では、電圧検出回路３１および３２から供給される電圧の信号が想定される順番に受信されているか否かが判断される。例えば、図１０に示すように、Ｖ１１およびＶ１３で示す検出電圧が電圧検出回路３１では検出され、Ｖ１２で示す検出電圧が電圧検出回路３２では検出されるとする。従って、信号順番受信回路３３では、検出信号電圧Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３の順番で受信したか否かが判断される。この順番が崩れた場合、電圧検出回路３１および／または電圧検出回路３２の動作不良であることを確認することができる。その判断結果は、信号順番受信回路３３から制御回路３４へ供給される。
【００４１】
制御回路３４は、一例として動作確認回路またはマイコンから構成される。信号順番受信回路３３から供給される判断結果に応じて、動作を停止させる必要があると判断した場合、動作停止信号発生回路３５へ制御信号が供給され、連続した動作させると判断した場合、連続動作信号発生回路３６へ制御信号が供給される。
【００４２】
動作停止信号発生回路３５では、供給された制御信号に応じて動作停止信号が発生する。発生した動作停止信号は、各制御回路へ供給される。各制御回路では、供給された動作停止信号に応じて、その制御動作が停止される。
【００４３】
連続動作信号発生回路３６では、供給された制御信号に応じて動作信号が発生する。発生した動作信号は、各制御回路へ供給される。各制御回路では、供給された動作信号に応じて、その制御動作がなされる。
【００４４】
図１１のフローチャートを参照して、この発明の第３の実施形態の動作を説明する。ステップＳ２１では、電圧検出回路３１において、電圧が検出される。ステップＳ２２では、検出された電圧が４．１Ｖまたは４．３Ｖか否かが判断される。検出された電圧が４．１Ｖまたは４．３Ｖであると判断されると、ステップＳ２５へ制御が移ると共に、ステップＳ２１へ制御が戻る。また、検出された電圧が４．１Ｖまたは４．３Ｖではないと判断されると、ステップＳ２１へ制御が戻る。このように、４．１Ｖまたは４．３Ｖが検出されたときのみ、ステップＳ２５へ制御が移り、その後も電圧検出回路３１において継続して電圧が検出される。
【００４５】
ステップＳ２３では、電圧検出回路３２において、電圧が検出される。ステップＳ２４では、検出された電圧が４．２Ｖか否かが判断される。検出された電圧が４．２Ｖであると判断されると、ステップＳ２５へ制御が移ると共に、ステップＳ２３へ制御が戻る。また、検出された電圧が４．２Ｖではないと判断されると、ステップＳ２３へ制御が戻る。このように、４．２Ｖが検出されたときのみ、ステップＳ２５へ制御が移り、その後も電圧検出回路３２において継続して電圧が検出される。
【００４６】
ステップＳ２５では、信号順番受信回路３３において、検出された電圧値の順番が順番通りか否かが確認される。すなわち、上述の図１０に示すＶ１１、Ｖ１２、およびＶ１３に相当する４．１Ｖ、４．２Ｖ、および４．３Ｖの順番に電圧が検出されたか否かが確認される。ステップＳ２６では、検出された電圧の順番に応じて、各制御回路の動作を停止させるか否かが判断される。検出された電圧の順番が想定される順番であると判断されると、動作停止信号を発生しないので、ステップＳ２５へ制御が戻り、想定される順番が崩れていると判断されると、動作停止信号を発生するため、ステップＳ２７へ制御が移る。
【００４７】
ステップＳ２７では、各制御回路の動作を停止させるための制御信号が出力される。ステップＳ２８では、各制御回路の動作が停止される。例えば、二次電池を充電している場合、充電動作が停止され、二次電池の保護回路の動作も停止され、さらに二次電池の放電、すなわち電源としての動作も停止される。
【００４８】
図１２の回路図を参照して、この発明の第４の実施形態の第１の例を説明する。この第４の実施形態の第１の例は、演算増幅回路４に負帰還回路を設けた一例である。演算増幅回路４の出力端子と、その入力端子の一方との間に負帰還回路として抵抗４１が挿入される。
【００４９】
そして、負帰還回路が挿入されると、検出電圧および検出信号電圧の特性は、一例として図１３に示すように、負帰還回路が挿入されていないときは特性Ｃ６で示すような特性となり、抵抗４１を大きな値とした場合、特性Ｃ７で示すような特性となり、抵抗４１を小さな値とした場合、特性Ｃ８で示すような特性となる。
【００５０】
このように、負帰還回路を利用して検出電圧および検出信号電圧の特性の傾きを変化させることができる。検出電圧および検出信号電圧の特性の傾きを寝かせることによって、より高い精度で電圧を検出することができる。また、上述のように、４．１Ｖおよび４．３Ｖを検出する電圧検出回路と、４．２Ｖを検出する電圧検出回路との両方の電圧検出回路に負帰還回路を設けるようにしても良い。さらに、例えば、４．１Ｖおよび４．２Ｖを検出する電圧検出回路と４．１５Ｖおよび４．２５Ｖを検出する電圧検出回路との両方の電圧検出回路に負帰還回路を設けるようにしても良い。
【００５１】
図１４のフローチャートを参照して、この発明の第４の実施形態の第１の例の動作を説明する。ステップＳ３１では、電圧検出回路３１において、電圧が検出される。ステップＳ３２では、検出された電圧が４．１Ｖまたは４．２Ｖか否かが判断される。検出された電圧が４．１Ｖまたは４．２Ｖであると判断されると、ステップＳ３５へ制御が移ると共に、ステップＳ３１へ制御が戻る。また、検出された電圧が４．１Ｖまたは４．２Ｖではないと判断されると、ステップＳ３１へ制御が戻る。このように、４．１Ｖまたは４．２Ｖが検出されたときのみ、ステップＳ３５へ制御が移り、その後も電圧検出回路３１において継続して電圧が検出される。
【００５２】
ステップＳ３３では、電圧検出回路３２において、電圧が検出される。ステップＳ３４では、検出された電圧が４．１５Ｖまたは４．２５Ｖか否かが判断される。検出された電圧が４．１５Ｖまたは４．２５Ｖであると判断されると、ステップＳ３５へ制御が移ると共に、ステップＳ３３へ制御が戻る。また、検出された電圧が４．１５Ｖまたは４．２５Ｖではないと判断されると、ステップＳ３３へ制御が戻る。このように、４．１５Ｖまたは４．２５Ｖが検出されたときのみ、ステップＳ３５へ制御が移り、その後も電圧検出回路３２において継続して電圧が検出される。
【００５３】
ステップＳ３５では、信号順番受信回路３３において、検出された電圧値の順番が順番通りか否かが確認される。すなわち、４．１Ｖ、４．１５Ｖ、４．２Ｖ、４．２５Ｖの順番に電圧が検出されたか否かが確認される。ステップＳ３６では、検出された電圧の順番に応じて、各制御回路の動作を停止させるか否かが判断される。検出された電圧の順番が想定される順番であると判断されると、動作停止信号を発生しないので、ステップＳ３５へ制御が戻り、想定される順番が崩れていると判断されると、動作停止信号を発生するため、ステップＳ３７へ制御が移る。
【００５４】
ステップＳ３７では、各制御回路の動作を停止させるための制御信号が出力される。ステップＳ３８では、各制御回路の動作が停止される。例えば、二次電池を充電している場合、充電動作が停止され、二次電池の保護回路の動作も停止され、さらに二次電池の放電、すなわち電源としての動作も停止される。
【００５５】
なお、早く検出された検出信号電圧を制御回路の制御電圧として用いる場合と、遅れて検出された２つ目の検出信号電圧を制御回路の制御電圧として用いる場合とが考えられるが、後者の方はかなり電圧が高くなっている場合が考えられるので、安全性を考え、前者の方が用いられる。
【００５６】
図１５の回路図を参照して、この発明の第４の実施形態の第２の例を説明する。この第４の実施形態の第２の例では、負帰還回路として抵抗４５が端子Ｔ５と、演算増幅回路４の一方の入力端子との間に挿入される。図１６には、特性Ｃ１１は負帰還回路がないときのものであり、特性Ｃ１２は負帰還回路があるときのものである。この抵抗４５を用いることによって、特性Ｃ１１から特性Ｃ１２のように、特性の傾きを寝かせることができる。特性の傾きを寝かせることができるので、Ｖ２１の検出電圧を端子Ｔ５からＤ２１の検出信号電圧として得ることができ、さらにＶ２２の検出電圧を端子Ｔ６からＤ２２の検出信号電圧として得ることができる。一例として、検出電圧Ｖ２１は４．１Ｖであり、検出電圧Ｖ２２は４．２Ｖである。このように、負帰還回路を設けることによって、基準電圧の設定を容易にすることができる。
【００５７】
また、図１５中点線で示すように抵抗４５が端子Ｔ６と、演算増幅回路４の一方の入力端子との間に挿入されるようにしても良い。
【００５８】
図１７の回路図を参照して、この発明の第４の実施形態の第３の例を説明する。この第４の実施形態の第３の例では、そのときの状況に応じて負帰還を掛けるか否かを制御することができるものである。抵抗４１およびスイッチ回路５１からなる負帰還回路が演算制御回路４の出力端子と、その一方の入力端子との間に挿入される。制御回路５２では、端子Ｔ５から得られる検出信号電圧に応じて、スイッチ回路５１をオン／オフするための制御信号が生成される。生成された制御信号は、スイッチ回路５１へ供給される。スイッチ回路５１では、制御回路５２から供給された制御信号に応じて、そのオン／オフが行われる。
【００５９】
なお、この図１７中では、端子Ｔ５から得られる検出信号電圧に応じて、スイッチ回路５１をオン／オフするための制御信号を制御回路５２で生成するようにしているが、図１７中点線で示すように、端子Ｔ６から得られる検出信号電圧に応じて、スイッチ回路５１をオン／オフするための制御信号を制御回路５２で生成するようにしても良い。
【００６０】
図１８のフローチャートを参照して、この発明の第４の実施形態の第３の例の動作を説明する。ステップＳ４１では、演算増幅回路４から出力される電圧が検出される。ステップＳ４２では、検出された電圧がＶ２１以上、例えば４．１Ｖ以上か否かが判断される。演算増幅回路４から出力される電圧が４．１Ｖ以上であると判断されると、ステップＳ４３へ制御が移り、演算増幅回路４から出力される電圧が４．１Ｖ未満であると判断されると、ステップＳ４１へ制御が戻る。すなわち、４．１Ｖ以上の電圧が演算増幅回路４から出力されるまで、ステップＳ４１およびＳ４２の制御が繰り返される。
【００６１】
ステップＳ４３では、端子Ｔ５からＤ２１の検出信号電圧が出力され、制御回路５２に入力される。ステップＳ４４では、Ｄ２１の検出信号電圧が制御回路５２に入力されると、スイッチ回路５１をオンにするための制御信号がスイッチ回路５１へ供給される。スイッチ回路５１では、供給された制御信号に応じてその接続がオンとされる。ステップＳ４５では、スイッチ回路５１がオンとなると、負帰還回路の動作が開始される。
【００６２】
ステップＳ４６では、演算増幅回路４から出力される電圧が検出される。ステップＳ４７では、検出された電圧がＶ２２以上、例えば４．２Ｖ以上か否かが判断される。演算増幅回路４から出力される電圧が４．２Ｖ以上であると判断されると、ステップＳ４８へ制御が移り、演算増幅回路４から出力される電圧が４．２Ｖ未満であると判断されると、ステップＳ４６へ制御が戻る。すなわち、４．２Ｖ以上の電圧が演算増幅回路４から出力されるまで、ステップＳ４６およびＳ４７の制御が繰り返される。
【００６３】
ステップＳ４８では、端子Ｔ６からＤ２２の検出信号電圧が出力される。
【００６４】
ステップＳ４９では、演算増幅回路４から出力される電圧が検出される。ステップＳ５０では、検出された電圧が４．１Ｖ以下か否かが判断される。演算増幅回路４から出力される電圧が４．１Ｖ以下であると判断されると、ステップＳ５１へ制御が移り、演算増幅回路４から出力される電圧が４．１Ｖを超えると判断されると、ステップＳ４９へ制御が戻る。すなわち、４．１Ｖを超える電圧が演算増幅回路４から出力されるまで、ステップＳ４９およびＳ５０の制御が繰り返される。
【００６５】
ステップＳ５１では、制御回路５２において、スイッチ回路５１をオフにするための制御信号がスイッチ回路５１へ供給される。スイッチ回路５１では、供給された制御信号に応じてその接続がオフとされる。スイッチ回路５１がオフとなると、負帰還回路の動作が停止される。
【００６６】
図１９のブロック図を参照して、この発明の第５の実施形態を説明する。この第５の実施形態では、２つ以上の電圧検出回路で検出される電圧から基準電圧が選択され、例えば二次電池の保護回路または充電の検出回路に使用される。電圧検出回路６１および６２では、例えば二次電圧の端子電圧（検出電圧）が検出される。なお、この電圧検出回路６１および６２は、４．２Ｖを基準電圧としたときに±０．０２５Ｖの範囲でバラツキがある。ここでは、一例として図２０に示すように基準電圧が４．１７５Ｖとなる電圧検出回路６１は特性Ｃ１６となり、基準電圧が４．２００Ｖとなる電圧検出回路６２は特性Ｃ１７となる。それぞれの基準電圧および基準電圧±０．０２５Ｖのときに、電圧検出回路６１および６２は、検出信号電圧を出力する。
【００６７】
すなわち、検出電圧がＶ３１のときに、特性Ｃ１６の電圧検出回路６１では、点Ｐ３１となるので検出信号電圧Ｄ３１が出力され、特性Ｃ１７の電圧検出回路６では、点Ｐ３４となるので、検出信号電圧Ｄ３２が出力される。検出電圧がＶ３２のときに、特性Ｃ１６の電圧検出回路６１では、点Ｐ３２となるので検出信号電圧Ｄ３２が出力され、特性Ｃ１７の電圧検出回路６では、点Ｐ３５となるので、検出信号電圧Ｄ３３が出力される。検出電圧がＶ３１のときに、特性Ｃ１６の電圧検出回路６１では、点Ｐ３３となるので検出信号電圧Ｄ３３が出力され、特性Ｃ１７の電圧検出回路６では、点Ｐ３６となるので、検出信号電圧Ｄ３４が出力される。
【００６８】
電圧検出回路６１および６２から出力された検出信号電圧は、信号検出回路６３およびスイッチ回路６６へ供給される。信号検出回路６３は、例えばマイコンによって構成される。この信号検出回路６３では、上述したように、例えば検出電圧がＶ３２の場合、電圧検出回路６１からはＤ３２の検出信号電圧が出力される、電圧検出回路６２からはＤ３３の検出信号電圧が出力される。検出された信号は優先基準検出回路６４へ供給される。
【００６９】
優先基準検出回路６４では、供給された信号から電圧検出回路６１および６２のどちらから出力される検出信号電圧を優先して基準電圧とするかが検出される。その検出結果は、選択制御回路６５へ供給される。選択制御回路６５では、供給された検出結果に応じて、そのオン／オフを切り替える制御信号がスイッチ回路６６へ供給される。スイッチ回路６６では、制御信号に応じて切り替えが制御され、電圧検出回路６１および６２から供給される検出信号電圧の一方が後段の充電・保護制御回路６７へ供給される。充電・保護制御回路６７では、供給された検出信号電圧を基準電圧として充電制御および保護制御が行われる。
【００７０】
図２１のフローチャートを参照して、この発明の第５の実施形態を説明する。ステップＳ６１では、電圧検出回路６１において、電圧が検出される。ステップＳ６２では、検出された電圧が４．１５Ｖまたは４．１７５Ｖか否かが判断される。検出された電圧が４．１５Ｖまたは４．１７５Ｖであると判断されると、ステップＳ６５へ制御が移ると共に、ステップＳ６１へ制御が戻る。また、検出された電圧が４．１５Ｖまたは４．１７５Ｖではないと判断されると、ステップＳ６１へ制御が戻る。このように、４．１５Ｖまたは４．１７５Ｖが検出されたときのみ、ステップＳ６５へ制御が移り、その後も電圧検出回路６１において継続して電圧が検出される。
【００７１】
ステップＳ６３では、電圧検出回路６２において、電圧が検出される。ステップＳ６４では、検出された電圧が４．１７５Ｖまたは４．２０Ｖか否かが判断される。検出された電圧が４．１７５Ｖまたは４．２０Ｖであると判断されると、ステップＳ６５へ制御が移ると共に、ステップＳ６３へ制御が戻る。また、検出された電圧が４．１７５Ｖまたは４．２０Ｖではないと判断されると、ステップＳ６３へ制御が戻る。このように、４．１７５Ｖまたは４．２０Ｖが検出されたときのみ、ステップＳ６５へ制御が移り、その後も電圧検出回路６２において継続して電圧が検出される。
【００７２】
ステップＳ６５では、検出された電圧から電圧検出回路６１および６２から出力される検出信号電圧のどちらを制御用の基準電圧として使用するかが決められ、選択される。ステップＳ６６では、選択された電圧検出回路６１または６２から基準電圧が出力される。ステップＳ６７では、出力された基準電圧で充電・保護制御回路６７が制御される。なお、ステップＳ６４において、４．２０Ｖ以上と判断されたときに、検出信号電圧を出力しない。
【００７３】
図２２のブロック図を参照して、この発明の第６の実施形態を説明する。この第６の実施形態では、パルス充電するときの充電基準電圧と最大受電電圧の検出に電圧検出回路が使用される。二次電池７１の端子電圧を検出するために、電圧検出回路７２および７３が設けられている。電圧検出回路７２では、基準電圧となる４．２Ｖの電圧が検出される。電圧が検出されると、充電停止信号発生回路７４へ信号が供給される。充電停止信号発生回路７４では、供給された電圧に応じて、充電動作を停止させる信号がパルス充電制御回路７６へ供給される。
【００７４】
電圧検出回路７３では、充電動作を停止させる充電最大電圧となる４．３５Ｖの電圧が検出される。電圧が検出されると、充電停止信号発生回路７５へ信号が供給される。充電停止信号発生回路７５では、供給された電圧に応じて、充電動作を停止させる信号がパルス充電制御回路７６へ供給される。図２３の特性図に示すように、電圧検出回路７２では、４．２Ｖが検出され、電圧検出回路７３では、４．３５Ｖが検出される。なお、上述したように電圧検出回路７１および７２を構成する素子のバラツキによって、検出される電圧のバラツキはあるが、並行にずれるので、その間隔を一定に保つことができる。
【００７５】
パルス充電制御回路７６では、充電停止信号発生回路７４および７５からの信号に応じて、充電を停止させる制御信号がパルス充電回路７７へ供給される。パルス充電回路７７では、供給された制御信号に応じて、パルス充電動作が停止される。
【００７６】
また、充電停止信号発生回路７５では、充電を停止させる信号がパルス充電制御回路７６へ供給されると共に、タイマ回路７８へトリガ信号が供給される。タイマ回路７８では、供給されたトリガ信号に応じて、時間Δｔが計数される。時間Δｔが経過すると、タイマ回路７８から検出動作制御回路７９へ信号が供給される。検出動作制御回路７９では、タイマ回路７８から信号が供給されると、検出動作を開始させる信号が電圧検出回路７２へ供給される。電圧検出回路７２では、検出動作制御回路７９から信号が供給されると、二次電池７１の端子電圧が検出される。このとき、電圧検出回路７２において、４．２Ｖ以上の電圧が検出されると、パルス充電動作が停止される。
【００７７】
従って、図２４の状態遷移図に示すように、二次電池７１の充電／放電が繰り返される。なお、二次電池７１が充電されている間、図２４中に示すように電流も二次電池７１に供給される。
【００７８】
同様に、二次電池の放電動作を停止させるときにも使用することができる。この場合、二次電池使用不可電圧として２．５Ｖの電圧が電圧検出回路で検出される。二次電池の端子電圧から２．５Ｖの電圧が検出されると、二次電池の使用ができないと判断し、放電保護回路が動作する。また、放電動作停止電圧として２．０Ｖの電圧が電圧検出回路で検出される。二次電池の端子電圧から２．０Ｖの電圧が検出されると、放電動作が停止されるので、制御回路の動作が停止される。このように、充電時の保護に使用することもできるし、放電時の保護に使用することもできる。
【００７９】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、検出信号電圧を演算増幅回路から得るようにしているが、ツェナーダイオードおよびマイコンなど、どのようなものを使用しても良い。
【００８０】
この実施形態では、演算増幅回路から２つの検出電圧を検出するようにしているが、３つ以上の検出電圧を検出するようにしても何ら問題はない。
【００８１】
【発明の効果】
この発明に依れば、１つの電圧検出回路で複数の電圧を検出することができるので、検出する複数の電圧の間隔を一定に保持することができ、素子のバラツキによる検出電圧のバラツキをなくすことができる。
【００８２】
また、この発明に依れば、１つの電圧検出回路で検出された電圧を基準電圧として制御回路に使用することができるので、制御回路の制御のバラツキを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用された第１の実施形態の第１の例を説明するための回路図である。
【図２】この発明が適用された第１の実施形態の第１の例を説明するための特性図である。
【図３】この発明が適用された第１の実施形態の第２の例を説明するための回路図である。
【図４】この発明が適用された第１の実施形態の第２の例を説明するための特性図である。
【図５】この発明が適用された第２の実施形態の第１の例を説明するための回路図である。
【図６】この発明が適用された第２の実施形態の第１の例を説明するための特性図である。
【図７】この発明が適用された第２の実施形態の第２の例を説明するための回路図である。
【図８】この発明が適用された第２の実施形態の第２の例を動作説明するためのフローチャートである。
【図９】この発明が適用された第３の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図１０】この発明が適用された第３の実施形態を説明するための特性図である。
【図１１】この発明が適用された第３の実施形態を動作説明するためのフローチャートである。
【図１２】この発明が適用された第４の実施形態の第１の例を説明するための回路図である。
【図１３】この発明の第４の実施形態の第１の例に適用された負帰還を説明するための特性図である。
【図１４】この発明が適用された第４の実施形態の第１の例を動作説明するためのフローチャートである。
【図１５】この発明が適用された第４の実施形態の第２の例を説明するための回路図である。
【図１６】この発明の第４の実施形態の第２の例に適用された負帰還を説明するための特性図である。
【図１７】この発明が適用された第４の実施形態の第３の例を説明するための回路図である。
【図１８】この発明が適用された第４の実施形態の第３の例を動作説明するためのフローチャートである。
【図１９】この発明が適用された第５の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図２０】この発明が適用された第５の実施形態を説明するための特性図である。
【図２１】この発明が適用された第５の実施形態を説明するためのフローチャートである。
【図２２】この発明が適用された第６の実施形態を説明するためのブロック図である。
【図２３】この発明が適用された第６の実施形態を説明するための特性図である。
【図２４】この発明が適用された第６の実施形態を説明するための状態遷移図である。
【図２５】従来の電圧検出を説明するための回路図である。
【符号の説明】
１、２、５、６、７、８・・・抵抗、３、９、１０・・・ツェナーダイオード、４・・・演算増幅回路、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６・・・端子
【図１】
2004101332.tif 000003
【図２】
2004101332.tif 000004
【図３】
2004101332.tif 000005
【図４】
2004101332.tif 000006
【図５】
2004101332.tif 000007
【図６】
2004101332.tif 000008
【図７】
2004101332.tif 000009
【図８】
2004101332.tif 000010
【図９】
2004101332.tif 000011
【図１０】
2004101332.tif 000012
【図１１】
2004101332.tif 000013
【図１２】
2004101332.tif 000014
【図１３】
2004101332.tif 000015
【図１４】
2004101332.tif 000016
【図１５】
2004101332.tif 000017
【図１６】
2004101332.tif 000018
【図１７】
2004101332.tif 000019
【図１８】
2004101332.tif 000020
【図１９】
2004101332.tif 000021
【図２０】
2004101332.tif 000022
【図２１】
2004101332.tif 000023
【図２２】
2004101332.tif 000024
【図２３】
2004101332.tif 000025
【図２４】
2004101332.tif 000026
【図２５】
2004101332.tif 000027