JPH0447682A - 充放電可能な電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえばハンディターミナル等の携帯型端末
装置に用いる充放電可能な電池に関する。

（従来の技術） ハンディターミナル等に多用されている充放電可能な電
池、たとえばニッケルカドミウム電池（以下、ニカド電
池と略称する）は、使用状況に応じた適切な充電が重要
であり、過充電では電池寿命を縮め、不足充電では運用
中処理不能となる。

運用中の電池切れによる業務停止を未然に防止するため
に、従来はハンディターミナル側てニカド電池の端子電
圧を検出し、一定電圧以下に低下した場合、たとえば第
１２図に示すような警告メツセージを液晶表示装置に表
示する方法が採られてきた。

すなわち、第９図の電圧検出回路において、端子５１に
印加される供給電圧（電池の端子電圧）ＶＤＤは、抵抗
５２．５３にて分圧され、コンパレータ／ヒステリシス
回路５４により基準電圧源５５の出力電圧（基準電圧）
と比較され、基準電圧−ＶＤＥＴ又は＋ＶＤＥＴ以下に
低下した場合は、出力トランジスタ５６をオンして、端
子５７の出力電圧ＯＵＴとして接地電位ｖＳＳを出力す
る。

この間の動作状態は第１０図に示すタイムチャートのと
おりである。前記警告メツセージは、出力電圧ＯＵＴを
図示しないＣＰＵがタイマ割込み処理によりチエツクし
、ＶＳＳの場合に表示するようにしている。

また、警告メツセージによらず、例えば第１１図に示す
ように、端子５１．５７間に電流制限抵抗５８を介して
発光ダイオード（以下、ＬＥＤと略称する）５つを接続
し、出力電圧ＯＵＴが低下してＶＳＳになったとき、Ｌ
ＥＤ５９を点灯さぜる方法も行われる。

なお、電池の電圧容量を知る方法としては、上記のほか
にテスタ等で端子電圧を測定することも行われるが、現
場には不適当である。

（発明が解決しようとする課題） しかし、従来は、電池を実際にハンディタミナル等に装
着し、使用してみなければ動作に必要な残容量かあるか
どうかを検知することはできず、個々の電池の充放電状
態を十分に管理しておかなければ、運用中の電池切れは
避けられないという問題があった。

そこで、本発明は、充放電状態の管理が容易になり、ま
た、過充電や電池切れなどのトラブルも軽減できる充放
電可能な電池を提供することを目的とする。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 本発明の充放電可能な電池は、端子電圧を測定する７１
１１１定手段と、この測定手段の測定結果を表示する表
示手段と、必要に応じて前記測定手段を動作させるスイ
ッチ手段とを具備している。

（作用） 測定手段によって端子電圧を測定し、その測定結果を表
示手段により表示し、かつ上記測定手段は必要に応じて
動作可能とすることにより、充放電状態を単体で確認す
ることができるので、多数の電池を取扱う場合にも管理
が容易になる。また、消費電流の大小により生じる残容
量のばらつきも把握できるので、過充電や電池切れなど
のトラブルも軽減できる。

（実施例） 以ド、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、第１実施例に係る電圧計イ；１ニカド電池の
外観構造を示すものである。すなわち、１はプラスチッ
ク製の電池筐体であり、この中に二カド冒１１電池（図
示せず）が４個直列に接続されて収容されている。ここ
に、ニカド単電池の定格電圧は例えば１．２ボルトであ
るから、４個で４．８ボルトの電圧が正極端子２　ａ　
ｓ負極端子２ｂに出力されるようになっている。３はニ
カド電池をノ＼ンディターミナルに挿着した場合に、ロ
ックするための切欠き部である。筐体１の前側面には、
超小型で薄型の電圧計４と必要時のみ端子電圧を測定す
るためのチエツク釦スィッチ（ノンロック）５が設けら
れている。電圧計４およびチエツク釦スィッチ５はプリ
ント配線板６の上に配置され、一体構造となっている。

第２図は電気回路を示すものである。すなわち、端子７
は正極端子２ａに、端子８は負極端子２ｂにそれぞれ接
続されており、チエツク釦スィッチ５を押した時に回路
に電流が流れるようになっている。これは不必要な時に
無駄な測定電流を消費しないためである。調整抵抗９は
Ｒ１、Ｒ２で構成され、２つの目的を持っている。１つ
は電圧チエツク時に十分な負荷電流をニカド電池に流す
ためである。

その理由について第４図を用いて説明する。第４図に示
すように、ニカド電池に負荷抵抗Ｒを接続したときの端
子電圧ｅは、電池の内部抵抗ｒによって下記式（１）と
なる。

すなわち、Ｒを小さくするほど、ｒの影響が端子電圧ｅ
に現われる。一方、内部抵抗ｒは、ニカド電池の放電量
に従って増大する。例えば容量４００ｍＡＨのニカド電
池に負荷抵抗Ｒとして５０Ω及び１０Ωを接続した時の
端子電圧をそれぞれｅｌ及びｅ２とすると、経時変化は
下記表１に示すとおりてあり、ｅｌ、ｅ２からｒの値は
下記式（２）となり、同じく下記表１に示す。

表 上記表１に示すとおりｒの値は次第に増大する。

第５図は上記表１のｅｌ　ｅ２、ｒをグラフ化したもの
である。これらのデータがら、二カド電池の放電量は十
分な負荷電流を流した時の端子電圧として表示されるこ
とが分かる。

調整抵抗９の他の目的は、二カド電池の端子電圧ＶＤＤ
の変化分のみを電圧計４に表示するためである。すなわ
ち、第２図の端子７は前述した通り正極端子２ａに接続
されており、この端子７に端子電圧ＶＤＤか印加され、
抵抗Ｒ１、Ｒ２で分割されてコンパレータ］１の一方の
入力端に加えられる。コンパレータ］ｌの他方の入力端
には、基準電圧源１２からの基準電圧が加えられている
。

そして、端子電圧ＶＤＤが所定の電圧Ｖｍｉｎに等しく
なった時、端子１３に出力される出力電圧ＯＵＴか０と
なるように抵抗Ｒ１、Ｒ２の値が定められている。−力
、電圧＝１４は、端子電圧ＶＤＤか定格電圧Ｖｔの時に
最大値を指示するように抵抗Ｒ３によって調整されてい
る。このようにすることによって、ニカド電池の放電中
における僅かな端子電圧の変化を拡大して表示すること
が可能となる。

なお、電圧計４の指示は第１図の実施例では０〜１００
の％表示としたが、残容量をｍＡＨで表示したり、ある
いはハンディターミナル側の負荷電流が一定の場合は、
使用口■能残時間に換算して表示させることも可能であ
る。

次に、第２実施例について説明する。第６図は、ＬＥＤ
表示付二カド電池の外観を示すものである。

すなわち、第１図に示した第１実施例における電圧＝１
４を２個のＬＥＤ２４．２５に置き替えたちのて、他の
構造は第１図と同じである。第７図はその電気回路を示
し、端子１４は正極端子２ａに、端子１５は負極端子２
ｂにそれぞれ接続されている。そして、チエツク釦スィ
ッチ５を押した時のみ回路に電流が流れるようになって
いる。。可変抵抗器２６の抵抗値は、ニカド電池に十分
な負荷電流を与えるよう低い値が選ばれる。ここに用い
られている可変抵抗器２６は、２つの（Ｕ動子２６ａ、
２６ｂを有しており、摺動子２６ａは抵抗２７を介して
ＮＰＮ形］・ランジスタ２８のベスに接続され、摺動子
２６ｂは抵抗２９を介してＮＰＮ形トランジスタ３０の
ベースに接続されている。そして、トランジスタ２８に
よってＬＥｔ）２４が駆動され、トランジスタ３０によ
りてＬＥＤ２５が駆動されるようになっている。ここに
、摺動子２６ａの位置は、端子１４に印加される端子電
圧ＶＤＤか例えば３．５ボルト以上の時にＬＥＤ２４か
点灯するように調整されている。

また、摺動子２６ｂの位置は、端子電圧ＶＤＤが例えば
４．０ボルト以上の時にＬＥＤ２＋５が点灯するように
調整されている。なお、３１．３２は電流制限用の抵抗
である。

このようにすることにより、下記表２及び第８図に示す
ように、２つのＬＥＤ２４．２５の点灯状態によって電
池の残容量か十分にあるが１残りが若干あるか、あるい
は全くないがの区別を知ることができる。

表　　２ なお、上記第２実施例では、ＬＥＤを２個用いた場合に
ついて説明したか、３個以上用いれば更］　０ に残容量を細かく表示することが可能になる。

また、第７図の回路では、ＬＥＤ２４．２５の動作電源
は端子電圧ＶＤＤをそのまま利用しているが、一般にＬ
ＥＤの動作電圧は２．０〜２．５Ｖ以上であれば十分点
灯６■能であるので、端子電圧ＶＤＤが低下しても、先
に述べたＬＥＤ２４．２５の点滅動作に影響を与えるこ
とはない。

以上述べた第１実施例、第２実施例とも、二カド電池を
ハンディターミナルに装着した状態においても外部から
残容量を確認することは可能である。

また、測定値の表示手段として、電圧計とＬＥＤの２例
をあげたが、液晶表示装置等の他の表示装置でも構わな
い。さらに、必要時のみ端子電圧を測定するためのスイ
ッチ手段として釦スィッチを用いたが、これに限らず、
例えば、タッチスイッチ等の他のスイッチ手段を用いて
もよい。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明の充放電口■能な電池によれ
ば、充放電状態を他の機器によらずｊｌｉ体で確認する
ことができるので、多数の電池を取扱う場合にも管理が
容易になる。また、消費電流の大小により生ずる残容量
のばらつきも把握できるので、過充電や電池切れなどの
トラブルも軽減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第１実施例を説明するだ
めのもので、第１図は電圧計付二カド電池の外観構造を
示す斜視図、第２図は電気回路を示す構成図、第３図は
端子電圧の放電特性と電圧計表示との関係を示す図、第
４図は負荷抵抗を接続したときの等価回路図、第５図は
端子電圧と内部抵抗の経時変化を示すグラフ、第６図な
いし第８図は本発明の第２実施例を説明するためのもの
で、第６図はＬＥＤ表示付二カド電池の外観構造を示す
斜視図、第７図は電気回路を示す構成図、第８図は端子
電圧の放電特性とＬＥＤ表示との関係を示す図、第９図
ないし第１２図は従来の技術を説明するためのもので、
第９図はハンディターミナルにおける電圧検出回路の構
成図、第１０図は第９図の電圧検出回路の動作を説明す
るタイムチャート、第１１図はハンディターミナルにお
ける電圧検出回路の他の例を示す構成図、第１２図はハ
ンディターミナルにおける警告メツセージの表示例を示
す図である。 １・・・電池筐体、２ａ・・・正極端子、２ｂ・・・負
極端子、４・・・電圧計、５・・・チエツク釦スィッチ
、６・・・プリント配線板、２４・・・発光ダイオード
、２５・・・発光ダイオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 端子電圧を測定する測定手段と、 この測定手段の測定結果を表示する表示手段と、必要に
   応じて前記測定手段を動作させるスイッチ手段と、 を具備したことを特徴とする充放電可能な電池。