JPH07163058A - 電池寿命報知システム - Google Patents

電池寿命報知システム

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JPH07163058A
JPH07163058A JP5306848A JP30684893A JPH07163058A JP H07163058 A JPH07163058 A JP H07163058A JP 5306848 A JP5306848 A JP 5306848A JP 30684893 A JP30684893 A JP 30684893A JP H07163058 A JPH07163058 A JP H07163058A
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JP
Japan
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charging
voltage
battery
backup battery
backup
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JP5306848A
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English (en)
Inventor
Taketoshi Inoue
武俊 井上
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Power Sources (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バックアップ電池を充電する際の充電電力量
を電池寿命判定の基準として用い、正確な電池寿命を検
出する。 【構成】 ダイオード11と整流器部12とで構成され
る1次電源ラインに、2次電源であるバックアップ電池
15が備えられている。ダイオード11と整流器部12
との間にはスイッチ部1が設けられる。バックアップ電
池15の出力端と電源出力ラインとの間にはダイオード
13が設けられ、バックアップ電池15とダイオード1
3の間には電流検出部2および電圧検出部16が設けら
れる。整流器部12の出力端とダイオード13のアノー
ド側部分との間にスイッチ部14が設けられる。処理部
5は、記憶部4に記憶されているバックアップ電池の初
期の充電電力量と電流検出部2および電圧検出部16か
ら得られる充電電力量に応じて各スイッチ部1,14の
開閉状態を制御する信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2次電源としてバック
アップ電池を備えたバックアップ電源回路の電池寿命報
知システムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、路車間情報システムやPHS(P
ersonal Handy phone Syste
m)等の利用に際して、多数の基地局が分散配置される
ようになった。これらの情報システムでは、停電時のシ
ステム停止を防止するため、2次電源としてバックアッ
プ電池が内蔵されたバックアップ電源回路が備えられて
いる。
【0003】図2は、上述の情報システムに用いられる
バックアップ電源回路の概略構成を示すブロック図であ
る。
【0004】このバックアップ電源回路は、整流器部2
2の入力端側を電源入力ラインとし、出力端側にダイオ
ード21を直列に接続して電源出力ラインとしたもの
に、2次電源としてバックアップ電池25の出力端と電
源出力ラインとの間に直列に接続されたダイオード23
が備えられた回路である。
【0005】上記バックアップ電源回路では、整流器部
22の出力端側のラインが分岐されスイッチ部24を介
してバックアップ電池25に接続されているため、スイ
ッチ部24を開じることによってバックアップ電池25
の充電が行なわれる。また、ダイオード23とバックア
ップ電池25との間のラインには電圧検出部26が接続
されている。この電圧検出部26は、上記電源ラインの
電圧を監視し、バックアップ電池25の充電電圧が充電
を終了する限度を示す電圧(以下、充電終止電圧とい
う)となったことを検知するとスイッチ部24を開放す
る。
【0006】図3は、電池の充電終止電圧を示すグラフ
で、充電時間に対する端子間電圧を測定したものであ
る。一般に、充電終止電圧は、図3における端子間電圧
のピーク電圧V1から所定の電圧量ΔV下がった電圧V
2をいう。
【0007】上述のバックアップ電源回路において、電
源入力ラインに印加された電圧は、整流器部22で整流
された後ダイオード21を通過して不図示の主回路に供
給される。このとき、スイッチ部24が閉じていれば、
バックアップ電池25にも電圧が供給され、バックアッ
プ電池25の充電が開始される。バックアップ電池25
が充電され充電電圧が充電終止電圧V2となると、その
旨を電圧検出部26が検知してスイッチ部24が開放さ
れる。ここで、電圧検出部26が行なう充電終止電圧V
2の検出は、所定時間内に充電電圧値に変動量から検出
している。
【0008】スイッチ部24が開放されると、電源入力
ラインからバックアップ電池25への電圧の供給が停止
する。
【0009】ここで、停電等によって電源入力ラインか
ら不図示の主回路への電力供給がなくなると、不図示の
主回路への電力供給は、バックアップ電池25からダイ
オード23を介して供給される。結果、上記主回路への
電源供給は中断されることなく供給され続ける。
【0010】また、停電状態が解消され電源入力ライン
へ電圧が印加されると、上記主回路への電源供給は、整
流器部22からダイオード21を通して行なわれるよう
になり、同時にスイッチ部24が閉じて上述のバックア
ップ電池25への充電が上述の如く開始される。
【0011】なお、上述のバックアップ電源回路では、
通常、整流器部22の出力電圧がバックアップ電池25
の電圧より高く設定されるが、ダイオード23が挿入さ
れていることにより、電源出力ラインからバックアップ
電池25への逆流は生じない。
【0012】以上のような方法としては、一般にトリク
ル充電が知られている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、バッ
クアップ電池を充電する際の充電電力量を電池寿命判定
の基準とし、充電終止電圧が温度および充電状況等によ
って変動しても、正確に電池寿命を報知することができ
る電池寿命報知システムを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の電池寿命報知シ
ステムは、1次電源を供給する整流器と、2次電源を供
給するバックアップ電池を備えたバックアップ電源回路
の電池寿命報知システムにおいて、上記バックアップ電
池の電圧を検出する電圧検出手段と、上記バックアップ
電池の充電電流を検出する電流検出手段と、上記バック
アップ電池の初期の充電電力量が記憶された記憶部と、
上記バックアップ電池の充電手段と、上記1次電源また
は2次電源のいずれかによる電力供給状態および上記充
電手段による充電状態の制御を上記電圧検出手段および
電流検出手段の検出結果に応じて行なうとともに、充電
結果に基づいて上記バックアップ電池の寿命を報知する
制御手段とを有し、上記制御手段は、上記2次電源によ
る電力供給を行なわせる際には、上記バックアップ電池
出力が所定電圧となるまで電力供給を行なわせ、この後
に上記充電手段による充電を開始し、充電電力量を上記
電圧と上記充電電流とから算出して該充電電力量が上記
記憶部に記憶されている初期の充電電力量より一定割合
以下である場合には、上記バックアップ電池が寿命であ
ると判定することを特徴とする。
【0015】また、上記電池寿命報知システムにおい
て、1次電源を供給するラ イン中に第1のスイッチを
有し、制御手段は、上記第1のスイッチのオン・オフを
制御して、バックアップ電池を所定電圧まで放電させる
ことを特徴とする。
【0016】さらに、上記制御手段は、第1のスイッチ
のオン・オフを制御して、バックアップ電池の放電を特
定周期で行なうことを特徴とする。
【0017】また、上記電池寿命報知システムにおい
て、バックアップ電池へ電圧が供給されるライン中に第
2のスイッチを有し、制御手段は、電圧検出手段が充電
終止電圧を検出したときに、上記スイッチを開放するこ
とを特徴とする。
【0018】
【作用】上記の如く構成された本発明のものにおいて
は、充電が行なわれる際、まず、停電時におけるバック
アップ電池の充放電が判定手段によって放電が終了する
限度を示す電圧(以下、終止電圧という)になるまで行
なわれる。
【0019】ここで、電源が切り替わりバックアップ電
池の充電が開始されると、電圧検出手段および電圧検出
手段は、バックアップ電池の充電電圧および充電電流を
検出して検出結果を判定手段へ出力する。判定手段は、
入力された充電電圧と充電電流および充電に要した時間
とからバックアップ電池の充電電力量を算出する。さら
に、算出した充電電力量と記憶部に予め記憶されている
初期の充電電力量とを比較して充電電力量の低下分を求
める。この求めた低下分が所定値以上となったときに、
判定手段からバックアップ電池の寿命を知らせる報知信
号が出力される。
【0020】また、上述の電池報知システムには、常用
電源ライン中に第1のスイッチが設けられ、さらに、バ
ックアップ電池への電源供給ライン中に第2のスイッチ
が設けられる。この場合、停電等によってバックアップ
電池の放電が開始されると、判定手段は第1および第2
のスイッチをともにオフにする。電圧検出手段がバック
アップ電池の放電電圧が終止電圧となったことを検出す
ると、判定手段は、第1および第2のスイッチをともに
オンにして、バックアップ電池の充電を開始する。
【0021】上述の第1のスイッチは、判定手段によっ
て特定周期で開放される。よって、長期間停電が発生し
なかった場合でも、一定期間毎に電池寿命の判定が行な
われる。
【0022】以上のように、本発明では、バックアップ
電池が終止電圧まで放電された後に再充電されて充電電
力量が算出されるので、正確な電池寿命の判定が可能と
なる。しかも、電池寿命は充電電力量で判定されるの
で、温度や充電状況等によって終止充電電圧が変化して
も、誤って電池寿命が判定されることはない。また、バ
ックアップ電池は一定期間ごとに全放電されるので、充
電の繰返しによる電池容量の劣化(以下、メモリ効果と
いう)によって電池寿命が誤判定されることはない。
【0023】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0024】図1は、本発明の一実施例の電池寿命報知
システムの概略構成を示すブロック図である。
【0025】上記電池寿命報知システムはバックアップ
電源回路の電池寿命を検出するものである。構成は、整
流器部12の入力端側を電源入力ラインとし、出力端側
にダイオード11を直列に接続して電源出力ラインとし
たものに、2次電源であるバックアップ電池15の出力
端と電源出力ラインとの間に直列に接続されたダイオー
ド13が備えられている。
【0026】上記電池寿命報知システムにおいて、ダイ
オード11と整流器部12との間にはバックアップ電池
15の放電状態を制御するためのスイッチ部1が設けら
れ、バックアップ電池15とダイオード13との間には
電流検出部2が設けられいる。スイッチ部14は、バッ
クアップ電池15の充電状態を制御するために、整流器
部12の出力端とダイオード13のアノード側部分との
間に設けらている。電圧検出部16はバックアップ電源
15の出力電圧を監視するもので、その検出出力は電流
検出部2の検出出力とともに処理部5へ送出される。
【0027】処理部5はタイマ部6とともに制御部3を
構成するもので、記憶部4に記憶されているバックアッ
プ電池の初期の充電電力量と電流検出部2および電圧検
出部16の各検出出力に応じて上記の各スイッチ部1,
14の開閉状態を制御する信号を出力する。
【0028】次に、本実施例の具体的な動作について説
明する。
【0029】図1の電池寿命報知システムにおいて、電
源入力ラインに印加された電圧は、整流器部12で整流
された後スイッチ部2およびダイオード11を介して不
図示の主回路へ供給されている。このとき、停電等によ
って電源入力ラインに電圧が印加されなくなると、上記
主回路への電圧供給は、バックアップ電池15からダイ
オード13を介して供給される。このバックアップ電池
15による主回路への電圧供給は、バックアップ電池1
5の放電電圧が終止電圧となるまで行なわれる。
【0030】なお、本実施例のバックアップ回路はPH
PS等の電力供給が瞬断される可能性がある機器に対し
て設けられるものであり、バックアップ電池の放電が終
止電圧を下回るまでの停電は起こらないものとして設定
されている。
【0031】バックアップ電池15による電力供給が開
始されると、処理部5がスイッチ部1および14をとも
にオフにし、同時に、電圧検出部16がその放電電圧を
検出して検出結果を処理部5へ出力する。
【0032】上記の状態は停電が解消されても、電圧検
出部16が放電電圧が終止電圧となったことを検出する
まで続けて行なわれる。放電電圧が終止電圧となったこ
とを電圧検出部16が検出すると、検出処理部5はスイ
ッチ部1および14をともにオンにする。この結果、上
記主回路への電圧供給は、電源入力ラインを介して供給
されるようになり、同時にバックアップ電池15へ電圧
が供給され充電が開始される。
【0033】バックアップ電池15の充電が開始される
と、電圧検出16および電流検出部2がそのときの充電
電圧および該充電電流を検出し、検出結果をそれぞれ処
理部5へ出力する。処理部5は、検出結果が入力される
と同時にタイマー部6を用いて充電時間のカウントを開
始し、検出結果を蓄積する。充電が開始された後、電圧
検出部16がバックアップ電池16の充電終止電圧を検
知してその旨を処理部5へ出力すると、処理部5は、ス
イッチ部14をオフにしてバックアップ電池15の充電
を終了するとともに、タイマー部6のカウントを停止し
てこの間における充電電力量を算出する。
【0034】バックアップ電池15の電池寿命は、上述
のようにして求めた充電電力量と記憶部4に記憶された
初期の充電電力量とを比較することによって判定され
る。すなわち、算出した充電電力量が初期充電電力に比
べて一定割合以下である場合、処理部5がバックアップ
電池の寿命がきたものと判断し、その旨を報知する信号
を出力する。
【0035】上述の電池寿命報知システムにおいて、長
期間停電等がなく、電源入力ラインへの電圧供給が遮断
されない場合には、バックアップ電池15を充放電させ
ることができないため、バックアップ電池15の寿命を
判定することが困難になる。そこで、スイッチ部2を用
いて電源入力ラインからの主回路への電源供給を強制的
に遮断する。結果、バックアップ電池15を放電させる
ことができ、所定時間後スイッチ部2を閉じ再充電時の
充電電力量を計測することによって、バックアップ電池
15の寿命の判定が可能となる。上記スイッチ部2の開
放は、処理部5によって特定周期で行なわれる。
【0036】なお、以上のような電池寿命の判定は、メ
モリー効果によって正確な再充電電力量を計測できない
場合でも、有効に電池寿命を判定することができる。
【0037】また、バックアップ電池15の充電終止電
圧として図3のV2を検出しているが、同図のΔVを検
出する方がより好ましい。
【0038】さらに、バックアップ電池15への電圧供
給を制御するスイッチ14の代わりとして、ダイオード
を用いて一行に構わない。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電池寿命
報知システムを用いれば、電池寿命は電池の再充電電力
量の低下を計測することによって判定されるので、温度
や充電状況の影響による電池寿命の誤判定を防止するこ
とができる。
【0040】また、メモリー効果によるバックアップ電
池の容量劣化が軽減されるという効果がある。
【0041】さらに、電池交換のタイミングが明確にな
るので、そのメンテナンスにおける経費が節減されると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の電池寿命報知システムの概
略構成を示すブロック図
【図2】バックアップ電源回路の概略構成を示すブロッ
ク図
【図3】電池の充電終止電圧を示すグラフ
【符号の説明】
1、14、24 スイッチ部 2、電流検出部 3 制御部 4 記憶部 5 処理部 6 タイマ部 11、13、21、23 ダイオード 12、22 整流器部 15、25 バックアップ電池 16、26 電圧検出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G06F 1/28

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1次電源を供給する整流器と、2次電源
    を供給するバックアップ電池を備えたバックアップ電源
    回路の電池寿命報知システムにおいて、 前記バックアップ電池の電圧を検出する電圧検出手段
    と、 前記バックアップ電池の充電電流を検出する電流検出手
    段と、 前記バックアップ電池の初期の充電電力量が記憶された
    記憶部と、 前記バックアップ電池の充電手段と、 前記1次電源または2次電源のいずれかによる電力供給
    状態および前記充電手段による充電状態の制御を前記電
    圧検出手段および電流検出手段の検出結果に応じて行な
    うとともに、充電結果に基づいて前記バックアップ電池
    の寿命を報知する制御手段とを有し、 前記制御手段は、前記2次電源による電力供給を行なわ
    せる際には、前記バックアップ電池出力が所定電圧とな
    るまで電力供給を行なわせ、この後に前記充電手段によ
    る充電を開始し、充電電力量を前記電圧と前記充電電流
    とから算出して該充電電力量が前記記憶部に記憶されて
    いる初期の充電電力量より一定割合以下である場合に
    は、前記バックアップ電池が寿命であると判定すること
    を特徴とする電池寿命報知システム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電池寿命報知システムに
    おいて、 1次電源を供給するラ イン中に第1のスイッチを有
    し、 制御手段は、前記第1のスイッチのオン・オフを制御し
    て、バックアップ電池を所定電圧まで放電させることを
    特徴とする電池寿命報知システム。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の電池寿命報知システムに
    おいて、 制御手段は、第1のスイッチのオン・オフを制御して、
    バックアップ電池の放電を特定周期で行なうことを特徴
    とする電池寿命報知システム。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の電池寿命報知システムに
    おいて、 バックアップ電池へ電圧が供給されるライン中に第2の
    スイッチを有し、 制御手段は、電圧検出手段が充電終止電圧を検出したと
    きに、前記スイッチを開放することを特徴とする電池寿
    命報知システム。
JP5306848A 1993-12-07 1993-12-07 電池寿命報知システム Pending JPH07163058A (ja)

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