JPH0142052Y2

JPH0142052Y2 -

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Publication number: JPH0142052Y2
Application number: JP1980021928U
Authority: JP
Priority date: 1980-02-22
Filing date: 1980-02-22
Publication date: 1989-12-11
Also published as: JPS56133561U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、電池を電源として内蔵した機器、例
えば家庭用として用いる簡易式火災感知器等で電
池電圧が低下したときに警報を発して電池の交換
を促すために用いる電池電圧低下警報回路に関す
る。

従来、この種の電池電圧低下警報回路として
は、一般に、ツエナーダイオードのツエナー電圧
を基準に電池電圧がツエナー電圧以下に下つたと
きのツエナーダイオードの非導通状態を検出して
警報を出すようにしている。

ところが、電池電圧が低い場合、例えば６ボル
ト以下のような場合には、第１図に示すようにツ
エナー電圧の低いツエナーダイオードの定電圧特
性は良好でないため、ツエナーダイオードによる
正確な電圧検出が困難である。

そこで、従来、検出精度の高い電池電圧低下警
報回路としては、第２図に示すように、数百Hz以
上で発振する発振回路１の出力を昇圧回路２で整
流昇圧して電圧検出回路３に印加することで定電
圧特性の良いツエナー電圧の高いツエナーダイオ
ードZDを使用し、昇圧電圧がツエナーダイオー
ドZDにより定まる所定値以上のときは、ツエナ
ーダイオードZDの導通でトランジスタTrをオン
にしてインバータ４の出力をＬレベルに保ち、一
方、電池電圧の低下に応じて昇圧電圧が所定値以
下に下ると、ツエナーダイオードZDが非導通と
なつてトランジスタTrをオフにし、このときイ
ンバータ４の出力がＨレベルとなつて発振回路５
を作動して45秒ないしは10秒に１回ぐらいのパル
スを発生し、このパルス出力で警報回路６を作動
して間歇的にブザー等を鳴らして電池電圧の低下
を知らせるようにしている。

しかしながら、上記の回路では、電池電圧が正
常なときも、常時、昇圧回路２で昇圧電圧を発生
しており、また、ツエナーダイオードZD及びト
ランジスタTrもオンとなつているので消費電流
が大きく、電池の消耗が早くなるという問題があ
つた。

本考案は上記に鑑みてなされたもので、発振パ
ルスにより所定周期毎に電池電圧に充電している
コンデンサの充電電圧に電池電圧を重畳するよう
にして昇圧電圧を発生し、この昇圧電圧が所定値
以下となつたときに、上記発振パルスに同期して
警報を間歇的に発するようにして昇圧及び電圧検
出による消費電流を大幅に低減して電池を長持ち
させるようにした電池電圧低下警報回路を提供す
ることを目的とする。

以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第３図は本考案の一実施例を示した回路ブロツ
ク図である。まず構成を説明すると、発振回路７
は所定周期毎に所定パルス幅の矩形パルス信号を
出力し、その発振周期は電池電圧低下警報の間歇
発報の周期に一致するように設定しており、例え
ば10〜45秒の範囲で設定している。電池の正負極
８，８′間には、抵抗R₁、コンデンサＣ、及び順
方向のダイオードＤを直列接続しており、このコ
ンデンサＣ及びダイオードＤを並列に、発振回路
１の出力でオン、オフ制御されるトランジスタ
Tr１を接続し、これらの回路部をもつて昇圧回
路９を形成している。

また、昇圧回路９の抵抗R₁及びコンデンサＣ
と並列に可変抵抗VR及びツエナーダイオードZD
の直列回路が接続され、可変抵抗VRの出力をト
ランジスタTr２のベースに接続しており、この
可変抵抗VR、ツエナーダイオードZD、及びトラ
ンジスタTr２によつて電圧検出回路１０を形成
している。

更に昇圧回路９のトランジスタTr１のエミツ
タ端は抵抗R₂を介して電圧検出回路１０のトラ
ンジスタTr２のコレクタ端に接続され、このコ
レクタ端はインバータ１１を介して警報回路１２
に入力接続されている。

次に、上記の実施例の動作を説明する。

まず電池電圧V_Bが正常なときの動作を説明す
る。発振回路７は第５図に示すように、一定周期
Ｔ、例えば５〜10秒ごとにパルス幅τ＝10〜30ミ
リ秒の矩形パルスを出力しており、このパルス信
号により昇圧回路９のトランジスタTr１は所定
周期でオン、オフされている。一方、昇圧回路９
のコンデンサＣは電池電圧V_Bに略等しい充電電
圧V_Cに充電されている。この状態でトランジス
タTr１がオンすると、抵抗R₁とコンデンサC₁と
の直列回路、すなわち電圧検出回路の可変抵抗
VRとツエナーダイオードZDとの直列回路の両端
には、コンデンサＣの充電電圧を電池電圧V_Bに
重畳した略2V_Bとなる昇圧電圧が発生する。

この昇圧電圧が発生する詳細は、第４図の等価
回路に示すように、トランジスタTr１がオンに
なると、電池１３にコンデンサＣが直列接続され
るようになり、この状態で電池１３とコンデンサ
Ｃとの直列回路と並列に可変抵抗VRとツエナー
ダイオードZDとの直列回路が接続されているの
で、可変抵抗VRとツエナーダイオードZDの両端
には、電池電圧V_Bと充電電圧V_Cを加え合せた略
2V_Bに等しい昇圧電圧が印加されることになる。
尚、ダイオードＤはトランジスタTr１がオンし
たときのコンデンサＣの放電を阻止するようにし
ている。

従つて、電圧検出回路１０のツエナーダイオー
ドZDとして、正常な電池電圧V_Bの略２倍となる
2V_Bより所定値だけ低いツエナー電圧のものを用
いることにより、電池電圧が正常なときに昇圧回
路９の動作で昇圧電圧が印加されると、ツエナー
ダイオードZDは導通し、このためトランジスタ
Tr２がオンになり、インバータ１１の入力端は
トランジスタTr２を介して電源電圧が加わつて
Ｈレベルとなり、インバータ１１の出力はＬレベ
ルとなるので、警報回路１２は作動しない。

次に、発振回路７の矩形パルスの休止期間で
は、トランジスタTr１はオフに戻り、昇圧回路
９による電圧検出回路１０への印加電圧は電池電
圧V_Bに戻り、ツエナーダイオードZD及びトラン
ジスタTr２がオフとなり、抵抗R₁及びR₂を介し
てインバータ１１の入力に電池電圧V_Bが加わつ
てＨレベルを保ち、同様にインバータ１１の出力
はＬレベルのままで警報回路１２は作動すること
がない。

次に、電池電圧が低下して電池電圧低下警報を
出すときの動作を説明する。

電池電圧V_Bが低下すると、これに応じて昇圧
回路９で所定周期毎に発生する昇圧電圧も低下
し、ツエナーダイオードZDのツエナー電圧以下
に下ると、昇圧回路９が昇圧電圧を発生しても、
電圧検出回路１０のツエナーダイオードZDは導
通しなくなる。このためトランジスタTr２もオ
フのままとなり、このときトランジスタTr１は
オンしているので抵抗R₂を介してインバータ１
１の入力端がＬレベルに引き込まれ、第５図に示
すように、インバータ１１の出力はＨレベルとな
つて警報回路１２を作動する。このインバータ１
１のＨレベル出力は発振回路１で出力する矩形パ
ルスに同期しており、そのため警報回路１３は発
振回路１のパルス出力に応じて間歇的にブザー等
を鳴動し、電池電圧の低下を知らせる。

ここで注目すべきことは、上記の動作から明ら
かなように、本考案の回路では、発振回路１が矩
形パルスを出力したときにのみ消費電流が流れる
という点である。すなわち、電池電圧が正常のと
きには、発振回路１のパルス出力による作動でト
ランジスタTr１，Tr２及びツエナーダイオード
ZDで電流消費が行なわれるが、その時間は５〜
10ミリ秒とわずかであり、矩形パルスの休止期間
では電流の消費がないので、電流消費量が小さ
く、本考案の回路による電池消耗への影響は極く
少なくされている。

また、電池電圧が低下した場合には、トランジ
スタTr１がオン、オフして電流を消費するだけ
であり、電圧正常時に比べると、電流消費を更に
抑えた状態で電池電圧の低下を検出しており、電
池電圧が低下しても回路動作が不能になるまで低
下する時間を長くできるという利点をもつてい
る。

第６図は本考案の他の実施例を示したもので、
昇圧回路９の昇圧制御を発振回路１の出力を反転
するインバータ１５で行なうようにし、また電圧
検出回路１０のトランジスタTr２のコレクタ端
に抵抗R₃を接続して昇圧電圧でツエナーダイオ
ードZDが導通する正常時にはＨレベル出力を、
また電池電圧が低下したときにはＬレベル出力を
発生するようにし、警報回路１２の作動はインバ
ータ１５の出力と電圧検出回路１０との反転論理
和をノアゲート１４で取り出して行なうようにし
たものである。

次に、第７図の信号波形を参照して動作を説明
する。電池電圧が正常であれば、発振回路１が矩
形パルスを出力するごとに、インバータ１５の出
力はＨレベルからＬレベルに転じ、そのためコン
デンサＣの充電電圧V_Cを電池電圧V_Bに重畳した
昇圧電圧を昇圧回路９が発生して電圧検出回路１
０に印加し、ツエナーダイオードZD及びトラン
ジスタTr２をオンにする。このため、ノアゲー
ト１４の入力端ａはＬレベル、入力端ｂはＨレベ
ルとなり、その出力はＬレベルなので警報回路１
２は作動しない。

発振回路１の矩形パルスの休止期間では、イン
バータ１５の出力はＨレベル、電圧検出回路１０
の出力はＬレベルとなつてノアゲート１４に加わ
るので、同様にノアゲート１４の出力はＬレベル
に保たれ、警報回路１２は作動しない。

一方、電池電圧が低下してくると、電圧検出回
路１０に昇圧電圧が印加されても、ツエナーダイ
オードZDは非導通でトランジスタTr２はオンせ
ず、ノアゲート１４の入力端ｂはＬレベルのまま
となり、このとき入力端ａはインバータ１５によ
りＬレベルとなつているので、発振回路１が矩形
パルスを出力するごとにノアゲート１４の出力は
Ｈレベルとなり、警報回路１２を作動して間歇的
にブザー等を鳴すことで、電池電圧の低下を知ら
せるようになり、第３図の実施例と同様に消費電
流を小さく抑えるようにしている。

このような本考案による電池電圧低下警報回路
の用途としては、電池を電源として内蔵した家庭
用の簡易式火災感知器があり、この種の感知器で
は電池の消耗による作動不良を避けるため、電池
電圧の低下を検出して電池交換を促す警報を出す
必要があるので、本考案はこのような簡易式火災
感知器の電池電圧の低下を知らせる手段として適
しており、且つ消費電流が小さいので電池交換の
期間を長くできるという利点をもつ。

また、この種の火災感知器では、流入した煙に
よる光の散乱又は減光を検出して火災警報を出す
ようにする光電式の煙感知器があり、電流消費を
少くする見地から発光ダイオードをパルス駆動す
るようにしている。従つて、このような光電式煙
感知器に本考案の回路を用いたときには、昇圧回
路を作動する発振回路の出力パルスを上記の発光
ダイオードのパルス駆動に兼用することができ、
回路構成を簡略化してコストの低減を図ることが
できる。

勿論、本考案の用途は上記の火災感知器に限定
されず、電池を電源として内蔵する各種の機器で
用いられるものである。

以上説明してきたように、本考案によれば、そ
の構成を、所定周期毎に電池電圧を充電している
コンデンサの充電電圧を電池電圧に重畳するよう
にして昇圧電圧を発生し、この昇圧電圧が所定値
以下になつたときに、上記所定周期をもつて警報
を間歇的に発するようにしたため、電池電圧の昇
圧及び昇圧電圧のレベル判定は、一定周期毎に行
なわれ、そのときにのみ回路が作動して電流を消
費するようになるので、消費電流を小さく抑える
ことができて電池の消耗を防ぎ、電池電圧の低下
は昇圧電圧をツエナーダイオードに印加して検出
するようにしているので、ツエナー電圧の高い特
性の良いツエナーダイオードの使用を可能にし
て、高い精度で電池電圧の低下を検出することが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電圧検出に用いるツエナーダイオード
の電圧−電流特性を示したグラフ図、第２図は従
来の電池電圧低下警報回路の一例を示した回路ブ
ロツク図、第３図は本考案の一実施例を示した回
路ブロツク図、第４図は第３図の実施例における
昇圧時に形成される等価回路図、第５図は第３図
の実施例における各部の信号波形を示したタイム
チヤート図、第６図は本考案の他の実施例を示し
た回路ブロツク図、第７図は第６図の実施例にお
ける各部の信号波形を示したタイムチヤート図で
ある。１，５，７……発振回路、２，９……昇圧回
路、３，１０……電圧検出回路、４，１１，１３
……インバータ、６，１２……警報回路、８，
８′……電池電極、１３……電池、１４……ノア
ゲート、Tr，Tr１，Tr２……トランジスタ、
ZD……ツエナーダイオード、Ｄ……ダイオード、
R₁〜R₃……抵抗、VR……可変抵抗、Ｃ……コン
デンサ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

電源としての電池と、該電池の電池電圧を充電
しているコンデンサと、所定周期毎にパルス信号
を出力する発振回路と、該発振回路がパルス信号
を出力するごとに作動して上記コンデンサの充電
電圧に電池電圧を重畳した昇圧電圧を発生する昇
圧回路と、該昇圧回路で発生した昇圧電圧が所定
値以下に低下することを検出して出力する電圧検
出回路と、該検出回路が出力したときに上記発振
回路の出力パルスに同期して警報を間歇的に発す
る警報回路とでなることを特徴とする電池電圧低
下警報回路。