(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器に電力を供給する電池の残量に対しアラームを出力する電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システムにおいて、
前記電池の出力電圧を分圧したアラームレベルと所定の基準電圧とを比較して前記残量に対してアラームを出力する場合に、前記分圧を可変にして前記アラームレベルを形成するアラームレベル可変部と、
ヒステリシス特性付きコンパレータで構成され、前記コンパレータの非反転端子には前記コンパレータの出力電圧と前記電池の出力電圧を分圧した分圧電圧を入力し、前記コンパレータの反転端子には前記電池電圧の出力電圧を遅延して入力し、前記電池の出力電圧の瞬間的な変動を検出し前記コンパレータの出力電圧として出力し、前記コンパレターの出力電圧に対して、前記アラームレベル可変部の分圧を変化させてアラームレベルを補正するアラームレベル補正部とを備えることを特徴とする電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システム。
【請求項２】
前記アラームレベル補正部は、前記コンパレータの反転端子に対して、供給電流の瞬間的な変動による電圧変動分だけを遅延した前記電池の出力電圧を入力させることを特徴とする、請求項１に記載の電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システム。
【請求項３】
前記コンパレータの出力電圧をＶOH、ＶOL（ＶOL＜０＜ＶOH、｜ＶOL｜＝｜ＶOH｜）とし、前記コンパレータの非反転入力端子への入力電圧をＶH、ＶL（ＶL＜ＶH）とし、前記電池の出力電圧をＶrとし、負荷が大きくなった場合の前記コンパレータの非反転入力端子への入力電圧をＶH’、ＶL’（ＶL’＜ＶH’）とし、前記電池の出力電圧をＶr’（＜Ｖr）とした場合に、
ＶH’＜Ｖr＜ＶH、ＶL’＜Ｖr’＜ＶL、Ｖr＜ＶOH
が同時に成立するように設定が行われることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システム。
【請求項４】
前記アラームレベル可変部は、前記アラームレベル補正部からのアラームレベル、前記電子機器のＣＰＵ制御部から負荷デバイスの使用によるアラームレベルを入力し、いずれかの入力によりアラームレベルを可変にすることを特徴とする、請求項１に記載の電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システム。
【請求項５】
電子機器に電力を供給する電池の残量に対しアラームを出力する電池アラーム回路のアラームレベル自動補正方法において、
前記電池の出力電圧を分圧したアラームレベルと所定の基準電圧と比較して前記残量に対してアラームを出力する工程と、
ヒステリシス特性付きコンパレータの非反転端子には前記コンパレータの出力電圧と前記電池の出力電圧を分圧した分圧電圧を入力し、前記コンパレータの反転端子には前記電池電圧の出力電圧を遅延して入力し、前記電池の出力電圧の瞬間的な変動を検出し前記コンパレータの出力電圧として出力する工程と、
前記コンパレターの出力電圧に対して、前記分圧を変化させてアラームレベルを補正する工程とを備えることを特徴とする電池アラーム回路のアラームレベル自動補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電子機器に電力を供給する電池の残量を監視する電池アラーム回路に関する。特に、本発明は、電池の出力電圧の瞬間変動量を監視し、既定値以上の変動が生じた場合にアラームを発する電池のアラームレベルを自動補正する電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システム及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、特開平７−９９７３４号公報には電池残量監視回路が開示され、この電池残量監視回路では、電池の残量を電池の出力電圧で監視し、電池の出力電圧が一定値以下に下降した時に、電子機器の使用者にアラームを発するようにしてある。これにより電池の交換が行われる。
【０００３】
一般に電子機器の機能を実現する電気回路では、電池の出力電圧が一定電圧より低くなると正常に動作しなくなるためである。
上記の電池残量監視回路と同一の技術分野であり、本発明の前提となる電池アラーム回路を以下に説明する。
【０００４】
図１２は本発明の前提となる電池アラーム回路の概略構成を示すブロック図である。なお、全図を通して同一の構成要素には同一の番号、符号を付して説明を行う。
本図に示すように、電池アラーム回路３００には電池１００が含まれ、電池１００は正極のＶbatt端子、負極に接地されたＧＮＤ端子を介して電子機器（図示しない）に出力電圧Ｖbattの電力を供給する。
【０００５】
電池アラーム回路３００にはコンパレータ１０１が設けられ、コンパレータ１０１は電圧電源Ｖｃｃ、ＧＮＤ端子に接続されるオペアンプ（ＯＰ）で構成され、電池の残量が少ないことを検出し、電池交換を要求するアラーム信号（ＡＬＭ０）を出力する。
【０００６】
コンパレータ１０１の反転入力端子は抵抗１０３を介してＶbatt端子に接続され、ツェナーダイオード１０２を介してＧＮＤ端子に接続される。
ツェナーダイオード１０２はコンパレータ１０１の基準電圧Ｖthを形成する。基準電圧Ｖthは、電池１００の使用に伴って電子機器の電気回路の動作を確保するための閾電圧である。
【０００７】
Ｖbatt端子とＧＮＤ端子の間には抵抗１０４、抵抗１０５がこの順番で直列に接続され、抵抗１０４、抵抗１０５はＶbatt端子とＧＮＤ端子の間の出力電圧Ｖbattを分圧し、抵抗１０４と抵抗１０５の間にコンパレータ１０１の非反転入力端子が接続される。
以降、コンパレータ１０１の非反転入力端子への入力電圧は、基準電圧Ｖthと比較され、アラーム信号（ＡＬＭ０）を出力すべきか否かのアラームレベルＶaと呼ぶ。
【０００８】
すなわち、アラームレベルＶaは抵抗１０４、抵抗１０５の分圧抵抗により形成される。
図１３は図１２の電池アラーム回路３００の動作を説明する図である。本図（ａ）に示すように、コンパレータ１０１の非反転入力端子へのアラームレベルＶaが基準電圧Ｖthと比較され、基準電圧Ｖthよりも小さくなると、コンパレータ１０１の出力が「低」レベルとなり、電池の残量が少ないことを示し、電池交換を要求するアラーム信号（ＡＬＭ０）を出力する。
【０００９】
この場合、電池１００の出力電圧Ｖbattと基準電圧Ｖthを直接比較せず、アラームレベルと比較するのは、基準電圧Ｖthに対して余裕をもってアラームのレベルを検出してアラーム信号（ＡＬＭ０）を出力するためである。
【００１０】
本図（ｂ）に示すように、負荷デバイスが使用され、負荷が大きくなると、電池１００の出力電圧Ｖbattが下降するが、コンパレータ１０１の非反転入力端子へのアラームレベルＶaが基準電圧Ｖthと比較され、基準電圧Ｖthより小さくなると、コンパレータ１０１の出力が「低」レベルとなり、電池の残量が少ないことを示し、電池交換を要求するアラーム信号（ＡＬＭ０）を出力する。
【００１１】
本図（ｃ）に示すように、使用される負荷デバイスの負荷がさらに大きくなると、電池１００の出力電圧Ｖbattが下降し、コンパレータ１０１の非反転入力端子へのアラームレベルＶaが基準電圧Ｖthと比較されるが、負荷デバイス使用開始時から基準電圧Ｖthよりも小さくなり、コンパレータ１０１の出力が「低」レベルとなり、電池の残量が少ないことを示し、電池交換を要求するアラーム信号（ＡＬＭ０）を出力する。
【００１２】
しかし、電池１００の出力電圧Ｖbattが基準電圧Ｖthよりも未だ大きく使用可能であるので、電池アラーム回路３００には電池１００の残量を十分に使用していないという問題がある。
図１４は本発明の前提となる電池アラーム回路の別の概略構成を示すブロック図である。本図に示す電池アラーム回路４００は、図１３の電池アラーム回路３００を改良したものであり、改良前と比較して、抵抗１０４、抵抗１０５に、さらに、抵抗１０６を加えて、この順番にＶbatt端子、ＧＮＤ端子に接続される。
【００１３】
さらに、抵抗１０６の両端にはＦＥＴ１０８が接続され、ＦＥＴ１０８はｎチャンネルエンハンス型ＭＯＳ（金属酸化膜半導体）ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、ＦＥＴ１０８のドレインが抵抗１０６の抵抗１０５側に接続され、ＦＥＴ１０８のソースがＧＮＤ端子に接続される。
ＦＥＴ１０８のゲートには電子機器のＣＰＵ(中央演算装置)４０１が接続され、ＣＰＵ４０１は負荷デバイスが使用されていない時にはＦＥＴ１０８のゲートに「高」レベルを出力し、負荷デバイスが使用される時にはＦＥＴ１０８のゲートに「低」レベルを出力し、負荷デバイスの使用が終了するとＦＥＴ１０８のゲートに「高」レベルを出力する。
【００１４】
ＦＥＴ１０８のオン時に抵抗１０４、抵抗１０５により分圧されコンパレータ１０１の非反転入力端子に入力する入力電圧を補正前のアラームレベルＶaと呼ぶ。
ＦＥＴ１０８のオフ時に抵抗１０４、抵抗１０５、抵抗１０６により分圧されコンパレータ１０１の非反転入力端子に入力する入力電圧を補正後のアラームレベルＶa’と呼ぶ。
【００１５】
補正後のアラームレベルＶa’は補正前のアラームレベルＶaよりも大きく、電池１００の出力電圧に近くなるように設定される。
すなわち、アラームレベルは抵抗１０４、抵抗１０５、抵抗１０６、ＦＥＴ１０８により可変される。
図１５は図１４の電池アラーム回路４００の動作を説明する図である。本図に示すように、図１３（ｃ）と同様に使用される負荷デバイスの負荷がさらに大きくなると、電池１００の出力電圧Ｖbattが下降し、コンパレータ１０１の非反転入力端子への補正後のアラームレベルＶa’が基準電圧Ｖthと比較され、この場合Ｖa’＞Ｖthである限り、負荷デバイス開始時からアラームが発することがなくなる。使用と共に補正後のアラームレベルＶa’が基準電圧Ｖthよりも小さくなると、コンパレータ１０１の出力が「低」レベルとなり、電池の残量が少ないことを示し、電池交換を要求するアラーム信号（ＡＬＭ０）を出力する。
【００１６】
このように、電池１００の出力電圧Ｖbattが基準電圧Ｖthよりも未だ大きく使用可能である間は、電池アラーム回路４００は電池１００の残量を十分に使用することが可能になる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記他の従来技術では、負荷デバイスの動作が完全にＣＰＵの制御下にないと正しくアラームレベルＶa’に補正ができないという問題がある。
例えば、ＣＰＵに対して外部接続されたＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）プリンタの場合、印刷時に大きな負荷で電池の出力電圧が変動するが、ＣＰＵからわかることは印字データの転送と印刷指示を出したところまでであり、実際に印刷動作に入ったかどうかは判断できないためである。
【００１８】
したがって、本発明は上記問題点に鑑みて、ＣＰＵの制御下に無い負荷デバイスに対して、瞬間的な負荷変動を監視し、アラームレベルを自動的に補正することを可能にする電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システム及び方法を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記問題点を解決するために、電子機器に電力を供給する電池の残量に対しアラームを出力する電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システムにおいて、前記電池の出力電圧を分圧したアラームレベルと所定の基準電圧とを比較して前記残量に対してアラームを出力する場合に、前記分圧を可変にして前記アラームレベルを形成するアラームレベル可変部と、ヒステリシス特性付きコンパレータで構成され、前記コンパレータの非反転端子には前記コンパレータの出力電圧と前記電池の出力電圧を分圧した分圧電圧を入力し、前記コンパレータの反転端子には前記電池電圧の出力電圧を遅延して入力し、前記電池の出力電圧の瞬間的な変動を検出し前記コンパレータの出力電圧として出力し、前記コンパレターの出力電圧に対して、前記アラームレベル可変部の分圧を変化させてアラームレベルを補正するアラームレベル補正部とを備えることを特徴とする電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システムを提供する。
【００２０】
この手段により、瞬間的な負荷変動に起因する電池の出力電圧の変動を監視し、アラームレベルを自動的に補正することが可能になる。なお、緩やかな電池の出力電圧の変動に対してはアラームレベルの補正は行われない。
【００２２】
さらに、前記アラームレベル補正部は、前記コンパレータの反転端子に対して、供給電流の瞬間的な変動による電圧変動分だけを遅延した前記電池の出力電圧を入力させる。
【００２３】
この手段により、瞬間的な負荷変動に起因する供給電流の変動を監視し、アラームレベルを自動的に補正するのに対して緩やかな出力電圧の変動に対してはアラームレベルの補正は行われない。
さらに、前記コンパレータの出力電圧をＶOH、ＶOL（ＶOL＜０＜ＶOH、｜ＶOL｜＝｜ＶOH｜）とし、前記コンパレータの非反転入力端子への入力電圧をＶH、ＶL（ＶL＜ＶH）とし、前記電池の出力電圧をＶrとし、負荷が大きくなった場合の前記コンパレータの非反転入力端子への入力電圧をＶH’、ＶL’（ＶL’＜ＶH’）とし、前記電池の出力電圧をＶr’（＜Ｖr）とした場合に、ＶH’＜Ｖr＜ＶH、ＶL’＜Ｖr’＜ＶL、Ｖr＜ＶOHが同時に成立するように設定が行われる。
【００２４】
この手段により、瞬間的な負荷変動に起因する出力電圧、供給電流の変動の有無が確実に監視することが可能になる。
好ましくは、前記アラームレベル可変部は、前記アラームレベル補正部からのアラームレベル、前記電子機器のＣＰＵ制御部から負荷デバイスの使用によるアラームレベルを入力し、いずれかの入力によりアラームレベルを可変にする。
【００２５】
この手段により、電子機器に外部負荷デバイスを使用した場合にも、簡単な構成を追加するだけで、瞬間的な負荷変動に起因する出力電圧の変動を監視し、アラームレベルを自動的に補正することが可能になる。
さらに、電子機器に電力を供給する電池の残量に対しアラームを出力する電池アラーム回路のアラームレベル自動補正方法において、前記電池の出力電圧を分圧したアラームレベルと所定の基準電圧と比較して前記残量に対してアラームを出力する工程と、ヒステリシス特性付きコンパレータの非反転端子には前記コンパレータの出力電圧と前記電池の出力電圧を分圧した分圧電圧を入力し、前記コンパレータの反転端子には前記電池電圧の出力電圧を遅延して入力し、前記電池の出力電圧の瞬間的な変動を検出し前記コンパレータの出力電圧として出力する工程と、前記コンパレターの出力電圧に対して、前記分圧を変化させてアラームレベルを補正する工程とを備えることを特徴とする電池アラーム回路のアラームレベル自動補正方法を提供する。
【００２６】
この手段により、上記発明と同様に、瞬間的な負荷変動に起因する電池の出力電圧の変動を監視し、アラームレベルを自動的に補正することが可能になる。なお、緩やかな電池の出力電圧の変動に対してはアラームレベルの補正は行われない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システムの概略構成を示すブロック図である。
本図に示すように、従来技術の図１４と比較して、電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システム２００には、ＣＰＵ４０１に代わり、コンパレータ１０７が設けられ、コンパレータ１０７は、電圧電源Ｖｃｃ、ＧＮＤ端子に接続されるオペアンプ（ＯＰ）で構成され、電池１００の瞬間的な出力電圧の変動を検出する。
【００２８】
コンパレータ１０７の非反転入力端子には抵抗１０９の一方が接続され、コンパレータ１０７の出力端子と非反転入力端子の間には抵抗１１０が接続され、抵抗１０９、抵抗１１０はコンパレータ１０７の出力Ｖout（ＶOH／ＶOL：ＶOL＜０＜ＶOH）を反転させるヒステリシス特性を設定する。
コンパレータ１０７の出力にはＦＥＴ１０８のゲートが接続される。コンパレータ１０７の出力Ｖoutが「ＶOH」になると、ＦＥＴ１０８がオンになり、抵抗１０６が短絡される。コンパレータ１０７の出力Ｖoutが「ＶOL」になると、ＦＥＴ１０８がオフになり、抵抗１０６の短絡が開放される。このように、コンパレータ１０７の出力ＶoutはＦＥＴ１０８のオン／オフを制御して抵抗１０６の短絡／開放を制御する。
【００２９】
さらに、Ｖbatt端子とＧＮＤの端子の間に抵抗１１３、ＦＥＴ１１１がこの順番に接続される。
ＦＥＴ１１１はｎチャンネルエンハンス型ＭＯＳＦＥＴであり、ＦＥＴ１１１のドレインが抵抗１１３に接続され、ＦＥＴ１１１のソースがＧＮＤ端子に接続され、ＦＥＴ１１１のゲートが「低」から「高」のリセット信号（ＲＳＴ０）を入力すると、ＦＥＴ１１１がオンになる。
【００３０】
さらに、Ｖbatt端子とＧＮＤの端子の間にＦＥＴ１１２、抵抗１１４、コンデンサ１１５がこの順番に接続される。
ＦＥＴ１１２は、ｐチャンネルエンハンス型ＭＯＳＦＥＴであり、ＦＥＴ１１２のソースがＶbatt端子に接続され、ＦＥＴ１１２のドレインが抵抗１１４に接続され、ＦＥＴ１１２のゲートが抵抗１１３とＦＥＴ１１１の間に接続される。
【００３１】
ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間には抵抗１０９を介してコンパレータ１０７の非反転入力端子が接続され、抵抗１１４とコンデンサ１１５の間にはコンパレータ１０７の反転入力端子が接続される。
ＦＥＴ１１１のオンにより抵抗１１３に電圧降下が生じると、ＦＥＴ１１２がオンになり、抵抗１１４、コンデンサ１１５に電池１００の電圧が印加される。
【００３２】
ここで、ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧をＶr（≒Ｖbatt）、コンパレータ１０７の反転入力端子の入力電圧をＶin、コンパレータ１０７の非反転入力端子の上限電圧／下限電圧をＶH／ＶLとする。コンパレータ１０７の出力がＶOHの場合にコンパレータ１０７の非反転入力端子の入力電圧をＶHとし、コンパレータ１０７の出力がＶOLの場合にコンパレータ１０７の非反転入力端子の入力電圧をＶLとする。ここに、ＶOL＜０＜ＶOH（｜ＶOL｜＝｜ＶOH｜）、ＶL＜ＶHの関係がある。
【００３３】
図２は図１におけるコンパレータ１０７のヒステリシス特性を示す図である。本図（ａ）に示すように、コンパレータ１０７はヒステリシス特性を有する。すなわち、コンパレータ１０７の反転入力端子の入力電圧Ｖinがコンパレータ１０７の非反転入力端子の入力電圧ＶHよりも大きくなると、コンパレータ１０７の出力がＶOHからＶOLに変化する。
【００３４】
さらに、コンパレータ１０７の反転入力端子の入力電圧Ｖinがコンパレータ１０７の非反転入力端子の入力電圧ＶLよりも小さくなると、コンパレータ１０７の出力がＶOLからＶOHに変化する。
本図（ｂ）に示すように、Ｖbatt端子に大きな負荷が接続されると、電池１００の電圧が下降し、これに伴って、ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧ＶrがＶr’（＜Ｖr）に下降する。
【００３５】
ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧Ｖr’に対して、コンパレータ１０７の非反転入力端子の上限電圧／下限電圧をＶH’／ＶL’（ＶL’＜ＶH’）とし、一例として、ＶL’＜ＶH’＜ＶL＜ＶHが成立するように、コンパレータ１０７のヒステリシス特性を設定する。
図３は図２におけるヒステリシス特性の設定を説明する図である。本図（ａ）に示すように、ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧Ｖrはほぼ電池１００の電圧であるので、コンパレータ１０７の出力電圧ＶOH／ＶOLの設定において、一例として、０＜Ｖr＜ＶOHとなるようにする。この場合、抵抗１０９、抵抗１１０の抵抗値をそれぞれＲ１０９、Ｒ１１０とすると、ＶH、ＶLは以下のように求められる。
【００３６】
ＶH＝（ＶOH−Ｖr）×Ｒ１０９／（Ｒ１０９＋Ｒ１１０）＋Ｖr
ＶL＝（ＶOL−Ｖr）×Ｒ１０９／（Ｒ１０９＋Ｒ１１０）＋Ｖr
本図（ｂ）に示すように、ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧Ｖr’に対して、ＶOL’＜Ｖr’＜ＶOH’＜ＶOL＜Ｖr＜ＶOHとなるようにして、上限電圧／下限電圧（ＶH’／ＶL’）は以下のように求められる。
【００３７】
ＶH’＝（ＶOH−Ｖr’）×Ｒ１０９／（Ｒ１０９＋Ｒ１１０）＋Ｖr’
ＶL’＝（ＶOL−Ｖr’）×Ｒ１０９／（Ｒ１０９＋Ｒ１１０）＋Ｖr’
図４は図１における電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システムにおける一連の動作を説明するタイミングチャートである。
本図（ａ）には、電池１００の出力電圧Ｖbattを示す。
【００３８】
本図（ｂ）に示すようにＦＥＴ１１１にリセット信号（ＲＳＴ０）を印加して、本図（ｃ）、（ｄ）に示すようにＦＥＴ１１１、ＦＥＴ１１２をオフからオンにする。以下にＦＥＴ１１１にリセット信号が印加された直後の各部の動作を説明する。
本図（ｅ）に示すように、ＦＥＴ１１２のオンにより、抵抗１１４、コンデンサ１１５に電池１００の電圧が印加され、ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧Ｖrが形成される。
【００３９】
本図（ｆ）に示すように、コンパレータ１０７の非反転入力端子の上限電圧／下限電圧ＶH／ＶLが形成される。
本図（ｇ）、（ｈ）にように、抵抗１１４、コンデンサ１１５は、一定の時定数を有する遅延特性を形成する。したがって、コンパレータ１０７の反転入力端子の入力電圧Ｖinには、変化した電池１００の出力電圧Ｖrが遅延して入力される。
本図（ｉ）に示すように、コンパレータ１０７の入力Ｖinが、初期には、コンパレータ１０７の非反転入力端子のＶLよりも小さいので、コンパレータ１０７の出力ＶoutがＶOHとなる。
【００４０】
本図（ｊ）に示すように、ＦＥＴ１０８がオフからオンになり、本図（ｋ）に示すように、抵抗１０６が開放状態から短絡状態になる。
本図（ｌ）に示すように、コンパレータ１０１の非反転入力端子の分圧電圧が抵抗１０６の短絡により下降し、負荷の大きな負荷デバイスが未だ使用されていない補正前のアラームレベルＶaが形成される。
【００４１】
本図（ｍ）に示すように、コンパレータ１０１の非反転入力端子へのアラームレベルＶaがツェナーダイオード１０２により形成される基準電圧Ｖthよりも大きいので、コンパレータ１０１の出力は「高」レベルとなり、電池の残量が十分にあることを示し、電池交換が不要であることを示す。
本図（ａ）に戻り、電池１００に大きな負荷デバイスが使用されると、電池１００の出力電圧Ｖbattは瞬間的に下降する。上記の負荷デバイスが取り除かれると、電池１００の出力電圧Ｖbattは瞬間的に上昇する。このように、大きな負荷変動により瞬間的に電池１００の出力電圧Ｖbattが変動する。
【００４２】
本図（ｅ）に示すように、上記の負荷変動に伴って、ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧がＶrからＶr’に下降しその後Ｖr’からＶrに上昇する。
本図（ｆ）に示すように、上記の負荷変動に伴って、コンパレータ１０７の非反転入力端子の上限電圧／下限電圧がＶOH／ＶOLからＶOH’／ＶOL’に、その後ＶOH’／ＶOL’からＶOH／ＶOLに変化する。
【００４３】
本図（ｇ）、（ｈ）に示すように、抵抗１１４、コンデンサ１１５の遅延特性により、コンパレータ１０７の反転入力端子の入力電圧Ｖinは、上記の負荷変動に対して、一定の時定数でＶrからＶr’に下降し、その後Ｖr’からＶrに上昇する。
本図（ｉ）に示すように、上記の負荷変動に対して、コンパレータ１０７の出力ＶoutがＶOHからＶOLに、その後ＶOLからＶOHに変化する。
【００４４】
本図（ｊ）に示すように、上記の負荷変動に対して、ＦＥＴ１０８がオンからオフになり、ＦＥＴ１０８がオフからオンになる。
本図（ｋ）に示すように、上記の負荷変動に対して、抵抗１０６が、短絡から開放され、その後開放から短絡される。
コンパレータ１０１の非反転入力端子へのアラームレベルが補正前のＶaから補正後のＶa’に切り替えられる。
【００４５】
この補正後のアラームレベルＶa’は、前述のように、補正前のアラームレベルＶaよりも大きく、電池１００の出力電圧Ｖbattに可能な限り近くなるように設定される（Ｖa＜Ｖa’＜Ｖbatt）。
本図（ｌ）に示すように、上記の負荷変動に対して、コンパレータ１０１の非反転入力端子には補正後のアラームレベルＶa’が設定される。
【００４６】
仮に抵抗１０６が開放されておらず、短絡しているならば、コンパレータ１０１の非反転入力端子へのアラームレベルＶa（点線のレベル）まで下降しツェナーダイオード１０２で形成される基準電圧Ｖthを下回ることになる。
本図（ｍ）に示すように、上記の負荷変動に対して、コンパレータ１０１の出力は「高」レベルを維持する。
【００４７】
仮に、コンパレータ１０１の非反転入力端子へのアラームレベルＶa（点線のレベル）まで下降しツェナーダイオード１０２で形成される基準電圧Ｖthを下回るならば、コンパレータ１０１の出力は「低」レベルとなり、電池の残量が少ないことを示し、電池交換を要求するアラーム信号（ＡＬＭ０）になる。
図５は瞬間的な負荷変動時の図４（ｈ）におけるコンパレータ１０７の非反転入力端子への入力電圧（ＶH／ＶL、ＶH’／ＶL’）と反転入力端子への入力電圧Ｖinと図４（ｆ）における出力端子からの出力（ＶOH／ＶOL）との関係を説明する図である。
【００４８】
本図（ａ）に示すように、電池１００の出力電圧Ｖbattの瞬間的な下降時に、コンパレータ１０７の反転入力端子の入力電圧ＶinがＶrであるのに対して、コンパレータ１０７の非反転入力端子がＶH／ＶLからＶH’／ＶL’に変化する。
この変化により、変化前にＶr＜ＶHであったのが、変化後にＶH’＜Ｖrとなる。すなわち、コンパレータ１０７の非反転入力端子のＶH’／ＶL’への変化後に、見かけ上、コンパレータ１０７の反転入力端子の入力電圧Ｖinが大きくなり、コンパレータ１０７の非反転入力端子のＶH’を上回ることになる。
【００４９】
このため、電池１００の出力電圧Ｖbattの瞬間的な下降時にコンパレータ１０７の出力がＶOHからＶOLに変化する。
本図（ｂ）に示すように、電池１００の出力電圧Ｖbattの瞬間的な上昇時に、コンパレータ１０７の反転入力端子の入力電圧ＶinがＶr’であるのに対して、コンパレータ１０７の非反転入力端子がＶH’／ＶL’からＶH／ＶLに変化する。
【００５０】
この変化により、変化前にＶL’＜Ｖr’であったのが、変化後にＶr’＜ＶLとなる。すなわち、コンパレータ１０７の非反転入力端子のＶH／ＶLへの変化後に、見かけ上、コンパレータ１０７の反転入力端子の入力電圧Ｖinが小さくなり、コンパレータ１０７の非反転入力端子のＶLを下回ることになるからである。
このため、電池１００の出力電圧Ｖbattの瞬間的な上昇時にコンパレータ１０７の出力がＶOLからＶOHに変化する。
【００５１】
電池１００の出力電圧Ｖbattの変動に対して、コンパレータ１０７の出力Ｖoutを反転させるには、
一般的には、ヒステリシス特性の設定方法では、Ｖr／Ｖr’、（ＶH／ＶL）／（ＶH’／ＶL’）に対して、次の関係が必要であり、以下にこの関係を説明する。
ＶH’＜Ｖr＜ＶH、ＶL’＜Ｖr’＜ＶL、Ｖr＜ＶOH
【００５２】
図６はヒステリシス特性の設定方法を説明する図である。本図（ａ）に示すように、ＶrとＶH’、Ｖr’とＶLの大小関係でＶr＜ＶOHとし、Ｒ１０９／（Ｒ１０９＋Ｒ１１０）：Ｒ１１０／（Ｒ１０９＋Ｒ１１０）に対して、領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃのように区分し、それぞれの領域内での（ＶH／ＶL）／（ＶH’／ＶL’）を、（ＶHA／ＶLA）／（ＶHA’／ＶLA’）、（ＶHB／ＶLB）／（ＶHB’／ＶLB’）、（ＶHC／ＶLC）／（ＶHC’／ＶLC’）とする。
【００５３】
領域Ａでは、ＶLA’＜Ｖr’＜ＶLA、ＶHA’＜Ｖr＜ＶHA
領域Ｂでは、ＶLB’＜ＶLB＜Ｖr’、ＶHB’＜Ｖr＜ＶHB
領域Ｃでは、ＶLB’＜ＶLB＜Ｖr’、Ｖr＜ＶHB’＜ＶHB
となる。
領域Ａでは電池１００の出力電圧Ｖbattの瞬間的な下降、上昇で、図５に示すようにコンパレータ１０７の出力Ｖoutの反転が行われる。
【００５４】
領域Ｂでは電池１００の出力電圧Ｖbattの瞬間的な下降に対しては、コンパレータ１０７の出力Ｖoutの反転が行われるが、上昇に対してはコンパレータ１０７の出力Ｖoutの反転が行われない。
領域Ｃでは電池１００の出力電圧Ｖbattの瞬間的な下降、上昇に対しては、コンパレータ１０７の出力Ｖoutの反転が行われない。
【００５５】
したがって、領域Ａの場合にはコンパレータ１０７は目的に沿って動作するが、領域Ｂ、領域Ｃの場合にはコンパレータ１０７は目的に沿って動作をしない。
図７はＶr＞ＶOHの場合におけるヒステリシス特性の設定の可否を説明する図である。本図に示すように、Ｖr＞ＶOHの場合には、Ｖr＜ＶH’＜ＶHとなるので、領域Ｃでは電池１００の出力電圧Ｖbattの瞬間的な上昇に対しては、コンパレータ１０７の出力Ｖoutの反転が行われない。
【００５６】
この場合には、コンパレータ１０７は目的に沿って動作をしない。なお、ＶOH＜Ｖr’＜Ｖrの場合にも、当然、目的に沿った動作は不可能である。
図８は電池１００の出力電圧の変動が緩やかな場合の動作を説明する図である。本図に示すように、電池１００の出力変動が抵抗１１４、コンデンサ１１５の遅延特性の時定数と比較して緩やかな場合には、その間、ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧Ｖrとコンパレータ１０７の反転端子の入力電圧Ｖinとが常に等しくなる（Ｖr＝Ｖin）。
【００５７】
この緩やかな電池１００の出力変動に応じて、ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧Ｖrも変動するので、コンパレータ１０７の非反転入力端子の上限電圧／下限電圧（ＶH／ＶL）も緩やかに変動する。
このため、ＦＥＴ１１２と抵抗１１４の間の電圧Ｖrは、コンパレータ１０７の非反転入力端子の上限電圧／下限電圧（ＶH／ＶL）を下回ったり、上回ったりすることがないので、コンパレータ１０７の出力Ｖoutは、電池１００の出力変動が大きくても緩やかである限り、ＶOHを維持する。
【００５８】
図９は図１の変形例の概略構成を示すブロック図である。本図に示す構成では、供給電流の変動に基づいて、電池アラーム回路のアラームレベル自動補正が行われる。
図１の構成と比較して、電池１００と電子機器へのＶbatt端子の間に抵抗１１６が接続され、抵抗１１６には電子機器への供給電流が流れ、負荷の大きな負荷デバイスが使用されると、大きな供給電流が流れる。
【００５９】
抵抗１１６の両端にはＦＥＴ１１２、コンデンサ１１５、抵抗１１４がこの順番に並列に接続される。ＦＥＴ１１２のドレインには抵抗１１６が接続され、ＦＥＴ１１２のソースにはコンデンサ１１５が接続される。
コンデンサ１１５と抵抗１１４との間にはコンパレータ１０７の反転入力端が接続され、コンパレータ１０７の反転入力端にはＶinが入力される。
【００６０】
コンデンサ１１５と抵抗１１６の間には抵抗１０９を介してコンパレータ１０７の非反転入力端が接続される。コンデンサ１１５と抵抗１１６の間の電圧は負荷デバイス使用前にはＶrとし、負荷デバイス使用時にはＶr’とする。
図１０は図９における変形例の一連の動作を説明するタイミングチャートである。
【００６１】
本図１０に示すように、コンパレータ１０７の反転端子には供給電流の瞬間的な変動による電圧変動分だけを遅延（図１０（ｈ））した電池の出力電圧を入力させる点（図１０（ｉ））を除いて、本図１０は図４と同様の動作であるので、説明を省略する。
図１１は図１における別の変形例の概略構成を示すブロック図である。本図に示すように、図１の構成と比較して、排他的論理和回路１１９が設けられ、論理和回路１１９にはコンパレータ１０７の出力と電子機器のＣＰＵ制御部４０１から負荷デバイス使用の有無を示す「高」／「低」レベルとが入力される。排他的論理和回路１１９の出力にはＦＥＴ１０８のゲートが接続され、ＦＥＴ１０８は、論理和回路１１９の出力からコンパレータ１０７、ＣＰＵ制御部４０１のいずれかの入力により、抵抗１０６の短絡、開放を制御する。
以上の説明では、電池１００の出力電圧を「正」として説明したが、「負」であっても同様に説明することが可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電池の出力電圧を分圧したアラームレベルと所定の基準電圧とを比較して残量に対してアラームを出力する場合に、分圧を可変にしてアラームレベルを形成し、電池の出力電圧の瞬間的な変動の有無を検出し、検出した変動の有無に応じて基準電圧とアラームレベルの差が大きく又は小さくなるようにアラームレベル可変部の分圧を可変させてアラームレベルを補正させるようにしたので、瞬間的な負荷変動に起因する出力電圧の変動を監視し、アラームレベルを自動的に補正することが可能になる。
【００６３】
瞬間的な負荷変動に起因する出力電圧だけでなく供給電流の変動を監視し、アラームレベルを自動的に補正することが可能になる。
さらに、瞬間的な負荷変動に起因する出力電圧の変動を監視し、アラームレベルを自動的に補正するのに対して緩やかな出力電圧の変動に対してはアラームレベルの補正は行われない。
【００６４】
電子機器に外部負荷デバイスを使用した場合にも、簡単な構成を追加するだけで、瞬間的な負荷変動に起因する出力電圧の変動を監視し、アラームレベルを自動的に補正することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１におけるコンパレータ１０７のヒステリシス特性を示す図である。
【図３】図２におけるヒステリシス特性の設定を説明する図である。
【図４】図１における電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システムにおける一連の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】瞬間的な負荷変動時の図４（ｈ）におけるコンパレータ１０７の非反転入力端子への入力電圧（ＶH／ＶL、ＶH’／ＶL’）と反転入力端子への入力電圧Ｖinと図４（ｆ）における出力端子からの出力（ＶOH／ＶOL）との関係を説明する図である。
【図６】ヒステリシス特性の設定方法を説明する図である。
【図７】Ｖr＞ＶOHの場合におけるヒステリシス特性の設定の可否を説明する図である。
【図８】電池１００の出力電圧の変動が緩やかな場合の動作を説明する図である。
【図９】図１の変形例の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図９における変形例の一連の動作を説明するタイミングチャートである。
【図１１】図１における別の変形例の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の前提となる電池アラーム回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２の電池アラーム回路３００の動作を説明する図である。
【図１４】本発明の前提となる電池アラーム回路の別の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４の電池アラーム回路４００の動作を説明する図である。
【符号の説明】
１００…電池
１０１、１０７…コンパレータ
１０２…ツェナーダイオード
１０３、１０４、１０５、１０６、１０９、１１０、１１４、１１６…抵抗
１０８、１１１、１１２…ＦＥＴ
１１５…コンデンサ
２００…電池アラーム回路のアラームレベル自動補正システム
４０１…ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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