JPH09297165A - バッテリテスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の内部抵抗測定時において、Ａ／Ｄコン
バータがオーバフローを起こした場合、その原因がプロ
ーブとバッテリ端子間の接触不良によるのか、もしくは
バッテリの劣化に伴う内部抵抗の上昇によるのかを判断
可能とする。 【解決手段】 測定用交流定電流源の出力電圧を全波整
流して平滑化した直流電圧をヒステリシスコンパレータ
にて所定の高電位側スレッショルド電圧と比較し、その
比較出力をインバータにて反転したロジックレベルの信
号電圧が「Ｈ」の場合、ＣＰＵが測定電流路の断線と判
断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はバッテリテスタに係
り、さらに詳しく言えば、測定対象物である電池（バッ
テリ）の内部抵抗などを測定する際、そのバッテリ端子
と測定用プローブが確実に接続されているかどうかを判
断する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、バッテリ（一次電池、二次電
池）の劣化状態は、その内部抵抗（等価直列抵抗）とそ
の端子電圧とにより判定される。すなわち、劣化が進む
と内部抵抗が高くなり、また、端子電圧は低くなる傾向
を示す。

【０００３】図７を参照して、例えば車載用バッテリの
内部抵抗を測定する場合について説明すると、交流定電
流源１６から引き出された一対のソース側プローブ９
ａ，９ｂと、測定部１５からの一対のセンス側プローブ
１０ａ，１０ｂとをそれぞれバッテリ１１の＋端子と−
端子間とに接触させ、交流定電流源１６から測定用の交
流定電流を流し、その両端子間に発生する交流電圧を測
定部１５の交流電圧計１２にて測定する。

【０００４】この測定値は次段のＡ／Ｄコンバータ１３
にてディジタルデータに変換され、ＣＰＵ１４にて抵抗
値に変換されるのであるが、バッテリ１１の劣化などに
よりその内部抵抗Ｒｓが大きくなると、それに比例して
両端子間に発生する電圧も大きくなり、測定可能定格値
を超えると、Ａ／Ｄコンバータ１３はオーバフローを起
こす。

【０００５】このように、原理的にはバッテリ１１の＋
端子と−端子とに、ソース側の一対のプローブ９ａ，９
ｂおよびセンス側の一対のプローブ１０ａ，１０ｂの合
計４つのプローブを接触させることになるが、その各々
のプローブを別々に端子に接触させていたのでは作業に
手間がかかる。

【０００６】そこで、実際にはソース側の一方のプロー
ブ９ａとセンス側の一方のプローブ１０ａとを、また、
ソース側の他方のプローブ９ｂとセンス側の他方のプロ
ーブ１０ｂとをそれぞれ例えばクリップ式の正極側クラ
ンププローブと負極側クランププローブとに共通に接続
し、その正極側クランププローブと負極側クランププロ
ーブの２つのバッテリ１１の＋端子と−端子とに接触さ
せるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなクランププローブを２端子として用いる場合、クラ
ンププローブとバッテリ端子との間に接触不良、例えば
クランププローブがバッテリ端子から外れた断線状態の
ような場合には、交流定電流源１６が無負荷となり、そ
の出力電圧が交流電圧計１２に直接的に印加されること
になるため、Ａ／Ｄコンバータ１３は上記と同様にオー
バフローを起こすことになる。

【０００８】したがって、このようにＡ／Ｄコンバータ
１３がオーバフローを起こした場合、従来では、その原
因がバッテリ１１の内部抵抗Ｒｓの上昇によるものなの
か、バッテリ端子に対するクランププローブの接触不良
（断線）によるものなのか見分けがつかないという問題
があった。

【０００９】なお、４つのプローブ９ａ，９ｂ；１０
ａ，１０ｂを上記２つのクランププローブで代用するこ
となく、図７のように、４つのプローブ９ａ，９ｂ；１
０ａ，１０ｂをそのまま４端子として使用する場合、プ
ローブ９ａとプローブ１０ａとの間が開放となるのを防
止するため、それらの間に抵抗値の高い抵抗素子を接続
することも行われているが、この場合においても、その
プローブとバッテリ端子との間に断線と見なされる接触
不良があると、上記と同様にＡ／Ｄコンバータ１３がオ
ーバーフローを起こす。

【００１０】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、Ａ／Ｄコンバータのオーバフ
ローがプローブとバッテリ端子間の電流路断線状態（以
下、「断線」と言う。）によるのか、もしくはバッテリ
の劣化に伴う内部抵抗の上昇によるのかを判断可能とし
たバッテリテスタを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、交流定電流源から被測定電池へ測定用の
交流電流を流し、測定部側で同電池の端子間に発生する
交流電圧を検出し、その交流電圧を抵抗値に変換して上
記電池の内部抵抗を測定するバッテリテスタにおいて、
上記交流定電流源からの出力電圧を所定の基準値と比較
し、その基準値を超えたか否かにより、同交流定電流源
と上記電池との間の電流路が閉成されているか開放状態
であるかを検出する断線検出回路を備えていることを特
徴としている。

【００１２】この場合、交流定電流源は、交流定電圧源
から発生する一定レベルの交流電圧を増幅器にて増幅
し、同増幅器の出力側から上記電池に至る電流路に設け
られた抵抗により、同電池に流す測定用の交流電流を所
定のレベルに設定するように構成されている。なお、交
流定電流源の電流路に設けられる抵抗は、その抵抗値が
所定の倍率で複数段切り換え可能とされていることが好
ましい。

【００１３】また、断線検出回路は、上記増幅器の増幅
電圧を直流電圧に変換する整流平滑回路と、同整流平滑
回路にて形成された直流電圧を所定の閾値と比較する電
圧比較回路と、同電圧比較回路の比較出力をロジックレ
ベルＬもしくはＨの電圧信号に変換して上記測定部に出
力するロジック信号生成回路とから構成され、そのロジ
ック信号が所定のレベル状態のとき、測定部にて上記交
流定電流源から電池に至る電流路が接触不良を含む断線
状態と判定される。

【００１４】本発明において、断線検出回路の電圧比較
回路は、上記整流平滑回路にて形成された直流電圧がそ
の−入力端子に加えられる増幅器を備え、同増幅器の＋
入力端子には当該テスタの電源電圧を所定レベルに分圧
した基準電圧と、同増幅器の出力電圧を１／ｎ（ｎは任
意の分圧比）に分圧した電圧とが加えられ、同増幅器の
出力電圧の有無により上記＋入力端子のスレッショルド
電圧が高、低２通りに切り替わるヒステリシスコンパレ
ータとして動作する。

【００１５】また、断線時に断線検出回路から測定部へ
出力される所定レベルのロジック信号は、電池の内部抵
抗を含む測定用電流路の抵抗が次式に示す値より大きい
場合に発生される。 Ｒｓ＝｛（π・ＶＨ／２Ｖｉ）−１｝×Ｒ１２ Ｒｓ：二次電池の内部抵抗を含む測定用電流路の抵抗 Ｒ１２：交流電流源内の測定用電流設定抵抗 ＶＨ：ヒステリシスコンパレータの高電位スレッショル
ド電圧 Ｖｉ：交流定電流源内の交流定電圧源電圧

【００１６】

【発明の実施の形態】この発明が適用されたバッテリテ
スタの構成の概要を図１に示す。すなわち、このバッテ
リテスタは、断線検出回路４と交流定電流源８、および
従来装置と同様の交流電圧計１２、Ａ／Ｄコンバータ１
３、ＣＰＵ１４を有する測定部１５にて構成されてい
る。

【００１７】交流定電流源８は例えば交流定電圧源５か
ら発せられる一定レベルの交流正弦波電圧を受けて測定
用の一定交流正弦波電流を形成する２つの増幅器６，７
と、抵抗Ｒ８ないしＲ１３とから構成されている。この
測定用交流電流はプローブ９ａ，９ｂを介してバッテリ
１１に流され、同バッテリの２つの端子間に発生する交
流電圧はプローブ１０ａと１０ｂにより交流電圧計１２
に取り込まれる。以下、従来装置の場合と同様にバッテ
リ１１の内部抵抗Ｒｓの測定が行なわれる。

【００１８】いま、上記４つの抵抗Ｒ８ないしＲ１１の
抵抗値がそれぞれ相等しい値、すなわち、 Ｒ８＝Ｒ９＝Ｒ１０＝Ｒ１１ に設定されているとすると、増幅器６はその＋入力端子
側（リ）に加わる電圧に対して増幅度２の非反転増幅器
となる。この場合、増幅器６の＋入力端子に加わる電圧
は、交流定電圧源５の出力と増幅器７の出力の和の電圧
となる。

【００１９】ここで、増幅器７の＋入力端子側抵抗Ｒ１
３が増幅器６の出力端子側（オ）の抵抗Ｒ１２およびバ
ッテリ１１の内部抵抗Ｒｓより十分大きい値に設定され
ていると、増幅器６から送出される測定用交流定電流Ｉ
は抵抗Ｒ１２を経て抵抗Ｒｓに流れる。

【００２０】したがって、バッテリ１１の両端子間に発
生する電圧、すなわち（ヌ）側と接地間に発生する電圧
Ｉ×Ｒｓは、減衰することなく増幅器７の＋入力端子に
加えられる。同増幅器７は入力インピーダンスが極めて
高く、出力インピーダンスはゼロとみなせる増幅度１の
電圧ホロワ形増幅器になっているから、その出力端子側
（ル）には入力電圧と等しい電圧Ｉ×Ｒｓが現れる。

【００２１】よって、増幅器６の＋入力端子（リ）側に
加わる交流定電圧源５の出力電圧成分は、（ル）側を接
地電位とみなすと、 Ｖｉ｛Ｒ１１／（Ｒ９＋Ｒ１１）｝＝Ｖｉ／２ ………（１） である。また、同（リ）側に加わる増幅器７の出力電圧
成分は、交流定電圧源５の出力インピーダンスをゼロと
みなすと、 Ｉ・Ｒｓ｛Ｒ９／（Ｒ９＋Ｒ１１）｝＝Ｉ・Ｒｓ／２ ………（２） である。

【００２２】増幅器６の＋入力端子電圧は、重ねの理に
より式（１）と式（２）を加え合わせると得られる。す
なわち、 Ｖｉ／２＋Ｉ・Ｒｓ／２＝（Ｖｉ＋Ｉ・Ｒｓ）／２ となる。同増幅器６はこの入力電圧を増幅度２で増幅す
るから、その（オ）側における出力電圧をＶｏとする
と、 Ｖｏ＝Ｖｉ＋Ｉ・Ｒｓ ………（３） となる。

【００２３】一方、この出力電圧Ｖｏは、 Ｖｏ＝Ｉ（Ｒ１２＋Ｒｓ） ………（４） であるから、上式と式（３）により、 Ｖｉ＋Ｉ・Ｒｓ＝Ｉ・Ｒ１２＋Ｉ・Ｒｓ これより、 Ｖｉ＝Ｉ・Ｒ１２ したがって、 Ｉ＝Ｖｉ／Ｒ１２ ………（５） となる。式（５）を式（４）に代入すると、増幅器６の
出力電圧Ｖｏは、 Ｖｏ＝Ｖｉ（Ｒ１２＋Ｒｓ）／Ｒ１２ ………（６） となる。

【００２４】式（５）によると、交流定電圧源５の発生
電圧Ｖｉは一定であるから、バッテリ１１に流す測定用
電流Ｉは抵抗Ｒ１２の値によって任意の大きさに設定で
きる。そこで、この装置においては、バッテリの劣化の
度合いによりその内部抵抗Ｒｓの値が一様でないことを
考慮し、図示しない複数段のレンジで抵抗Ｒ１２の値を
切り換えるようにしている。

【００２５】いま、あるレンジで電流Ｉをバッテリ１１
に流したとき、同バッテリの端子電圧Ｉ×ＲｓがＡ／Ｄ
コンバータ１３の測定可能最大レベル（定格値）を上回
ったとすると、そのディジタル変換データはすべてのビ
ットが１に固定され、いわゆるオーバフローの状態とな
る。この場合には、オーバフローがなくなる範囲まで抵
抗Ｒ１２のレンジを高抵抗側へ切り換え、測定用電流Ｉ
の値を低くする。

【００２６】交流定電流源８側のプローブ９ａまたは９
ｂ、もしくはその双方がバッテリ１１の端子に対して接
触不良などがあると、同バッテリには測定用電流Ｉが流
れないため断線状態となり、プローブ９ａと９ｂ間には
交流定電流源８の開放電圧が現れる。この開放電圧をプ
ローブ１０ａと１０ｂを介して交流電圧計１２に取り込
むと、Ａ／Ｄコンバータ１３は上記と同様にオーバフロ
ーを起こす。

【００２７】この場合、開放電圧はほぼ装置の電源電圧
まで振れており、測定用電流が流れないので抵抗Ｒ１２
の値をどのレンジにセットしてもオーバフロー現象は解
消されない。しかしながら、そのようなレンジ操作は煩
わしいので、交流定電流源８の出力電圧を断線検出回路
４にて監視し、測定用電流路における断線の有無を自動
的に判断するようにしている。

【００２８】断線検出回路４は例えば増幅器１、トラン
ジスタＴｒ、抵抗Ｒ１，Ｒ２を備えた全波整流部と、抵
抗Ｒ３、コンデンサＣを備えた平滑部と、コンパレータ
２、抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６を備えた電圧比較部と、ダイ
オードＤ、抵抗Ｒ７、インバータ３を備えたロジック信
号出力部とで構成されている。

【００２９】いま、交流定電流源８から送出される測定
用電流Ｉは、プローブ９ａからバッテリ１１、プローブ
９ｂを経て正常に流れ、内部抵抗Ｒｓに発生する電圧が
プローブ１０ａ，１０ｂを介して交流電圧計１２に取り
込まれているとする。この場合、交流定電流源８におけ
る増幅器６の出力電圧Ｖｏは、断線検出回路４に設けら
れた増幅器１の＋入力端子にも加えられる。この入力電
圧を図２（イ）に示し、以下、同図２を併せて参照しな
がら断線検出回路４の各部動作を説明する。

【００３０】増幅器１とトランジスタＴｒが能動状態に
なっていれば、増幅器１はその−入力端子の電圧、すな
わちトランジスタＴｒのエミッタ電圧（図２（ハ））
が、増幅器１の＋入力端子に加わった電圧Ｖｏと同電位
となるように出力（図２（ロ））を発してトランジスタ
Ｔｒを制御する。

【００３１】例えば、増幅器１の＋入力端子に加わる電
圧Ｖｏが０〜πの期間は負側に振れたとすると、同増幅
器１は負の電圧を発してトランジスタＴｒのエミッタ電
流を減らす。これにより、抵抗Ｒ２の電圧降下が小さく
なってトランジスタＴｒのエミッタ電圧は負の電源電圧
−Ｖｃｃ方向へ近づき、増幅器１の−入力端子は＋入力
端子に加わった負の電圧Ｖｏと同電位になる。＋入力端
子に加わった電圧Ｖｏが負の最低レベルを過ぎてゼロレ
ベル方向へ上昇すると、増幅器１は上記と逆にエミッタ
電流が増加するようにトランジスタＴｒを制御する。

【００３２】この０〜π期間において、増幅器１からト
ランジスタＴｒへ供給されるベース電流は小さいから無
視すると、エミッタ電流とコレクタ電流は等しいとみな
すことができる。よって、エミッタ電流が減少すると抵
抗Ｒ１の電圧降下が小さくなり、トランジスタＴｒのコ
レクタ電圧は正の電源電圧＋Ｖｃｃ方向へ上昇する。こ
こで、抵抗Ｒ１を抵抗Ｒ２と等しい値に設定すると、両
抵抗の電圧降下幅は等しくなるから、トランジスタＴｒ
のコレクタには上記エミッタ電圧（図２（ハ））を正側
に反転させた電圧（図２（ニ））が現れる。

【００３３】次に、πから２πの期間において、増幅器
１の＋入力端子へ正の電圧Ｖｏ（図２（イ））が加わる
と、同増幅器１はトランジスタＴｒのベースへ正の電圧
（図２（ロ））を発してそのエミッタ電流を増加させ、
抵抗Ｒ２の電圧降下を大にして−入力端子に加わる電圧
（図２（ハ））を＋入力端子に加わった正の電圧Ｖｏと
同電位にする。

【００３４】この場合、コレクタ側においては、エミッ
タ電流に見合う電流を流そうとすると、抵抗Ｒ１の電圧
降下増大によりコレクタ電圧が低下し、正側へ上昇して
くるベース電圧と一致してしまうので、コレクタ電流を
増やすことができない。むしろ、コレクタ電圧はほとん
どベース電圧と同電位で、ベース電圧に押し上げられる
ように電源電圧＋Ｖｃｃ方向へ上昇する。これにより、
抵抗Ｒ１の電圧降下が強制的に減少され、それに伴って
コレクタ電流も小さくなる。

【００３５】入力電圧Ｖｏが正側の最大レベルを過ぎて
ゼロレベル方向へ下降すると、トランジスタＴｒのベー
ス電圧とエミッタ電圧が下がり始め、コレクタと電源電
圧＋Ｖｃｃ間の電位差が大きくなる。これにより、コレ
クタ電流が増加し始め、抵抗Ｒ１の電圧降下が増大する
に伴ない、コレクタ電圧はベース電圧に追随しながらゼ
ロレベル方向へ下降する。

【００３６】したがって、π〜２π間におけるコレクタ
電圧の波形は、０〜π間の波形とほぼ同様になり（図２
（ニ））、全波整流形の電圧が得られる。なお、このπ
〜２πの期間においては、エミッタ電流がコレクタ電流
より大きくなるが、その差に相当する電流は増幅器１か
らベースを介してエミッタ側へ供給される。

【００３７】上記は増幅器とトランジスタを用いた全波
整流回路の例であるが、増幅器とダイオードを用いた絶
対値検波形の全波整流回路にすることもできる。しかし
ながら、ここでは絶対値の測定が目的ではないので、性
能上は上記の回路で十分である。

【００３８】トランジスタＴｒのコレクタに発生した全
波整流電圧は、抵抗Ｒ３とコンデンサＣからなるローパ
スフィルタを備えた平滑部において脈流成分が除去さ
れ、直流電圧となって電圧比較部のコンパレータ２に加
えられる（図２（ホ））。上記増幅器１に入力する交流
電圧の最大振幅をＶｏとすると、平滑化されたこの直流
電圧の大きさは（２／π）Ｖｏとなる。

【００３９】コンパレータ２の＋入力端子には、正の電
源電圧＋Ｖｃｃを抵抗Ｒ４とＲ５にて分割したときのＲ
４側の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆとして与えられている。
すなわち、正の電源電圧＋Ｖｃｃから抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ
５を通って接地側へ流れる電流をＩ１とすると、 Ｉ１＝Ｖｃｃ／（Ｒ４＋Ｒ５） ………（７） であり、この電流が抵抗Ｒ５を流れて発生する電圧降下
が基準電圧Ｖｒｅｆであるから、 Ｖｒｅｆ＝Ｉ１・Ｒ５ ………（８） ＝Ｖｃｃ・Ｒ５（Ｒ４＋Ｒ５） ………（９） となる。この基準電圧Ｖｒｅｆを図３に実線で示す。

【００４０】同図において、コンパレータ２の−入力端
子がｔ１時点以前は無信号でゼロレベルになっていると
すると、その出力端子電圧はほぼ正の電源電圧＋Ｖｃｃ
まで振れており、同出力端子から抵抗Ｒ６とＲ５を通っ
て接地側へ電流が流れる（図（ヘ））。この電流をＩ２
とすると、 Ｉ２＝Ｖｃｃ／（Ｒ５＋Ｒ６） ………（１０） であり、抵抗Ｒ５においては２つの電流Ｉ１とＩ２が合
流して流れる。

【００４１】よって、合流した２つの電流により抵抗Ｒ
５に発生する電圧降下をＶＨとすると、 ＶＨ＝（Ｉ１＋Ｉ２）Ｒ５ ………（１１） 上式に式（８）と式（１０）を代入すると、 ＶＨ＝Ｖｒｅｆ＋Ｖｃｃ・Ｒ５／（Ｒ５＋Ｒ６） ………（１２） となる。上式の第２項は正の電源電圧＋Ｖｃｃを抵抗Ｒ
５とＲ６にて分圧した電圧に相当する。この分圧電圧を
基準電圧Ｖｒｅｆに加算した電圧がＶＨとなり、図３に
破線で示す。

【００４２】ここで、例えばｔ１時点においてコンパレ
ータ２の−入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆより低レベルＡ
の電圧が加わったとしても、あるいはｔ２時点において
基準電圧Ｖｒｅｆより高レベルＢの電圧が加わったとし
ても、その＋入力端子電圧がＶＨになっているからコン
パレータ２の出力電圧はほぼ＋Ｖｃｃのままで変化しな
い。

【００４３】しかしながら、例えばｔ３時点でＶＨより
わずかに高いレベルＣの電圧が−入力端子に加わると、
コンパレータ２の出力電圧はほぼ＋Ｖｃｃからほぼゼロ
レベルまで降下する。この場合、コンパレータ２の出力
電流Ｉ２はゼロとなって流れないから式（１２）の右辺
第２項はゼロとなり、＋入力端子の電圧はＶＨから基準
電圧Ｖｒｅｆに低下する。

【００４４】この状態においては、−入力端子に加わっ
ているＣレベルの電圧が雑音などの影響で変動しても、
低レベル側への変動振幅が＋入力端子の電圧Ｖｒｅｆを
下回らないかぎり、コンパレータ２の出力電圧はほぼゼ
ロレベルのままで変化しない。すなわち、この場合にお
ける＋入力端子の基準電圧Ｖｒｅｆは、低レベル側のス
レッショルド電圧（ＶＬ）に相当する。

【００４５】次に、例えばｔ４時点において−入力端子
へ基準電圧Ｖｒｅｆより低レベルＤの電圧が加わったと
すると、コンパレータ２の出力電圧はほぼゼロレベルか
らほぼ＋Ｖｃｃのレベルへ実線で示すように立ち上が
り、＋入力端子の電圧はＶｒｅｆからＶＨに上昇する。

【００４６】この状態においては、−入力端子に加わっ
ているＤレベルの電圧が同様に雑音などの影響で変動し
ても、高レベル側への変動振幅が＋入力端子の電圧ＶＨ
を上回らないかぎり、コンパレータ２の出力電圧はほぼ
＋Ｖｃｃのままで変化しない。すなわち、この場合にお
ける＋入力端子の電圧ＶＨは、高レベル側のスレッショ
ルド電圧に相当する。

【００４７】上記のように−入力端子に加わる電圧に対
して、＋入力他端子のスレッショルド電圧がＶＨ又はＶ
Ｌのいずれかに切り変わるようにしたコンパレータはヒ
ステリシスコンパレータとも言われ、ＶＨとＶＬ（Ｖｒ
ｅｆ）とのレベル差はヒステリシス幅と称されている。

【００４８】さて、増幅器１の出力電圧Ｖｏ（式
（６））は上記したように全波整流され、ローパスフィ
ルタを介して平滑化されたその直流電圧２Ｖｏ／πは、
コンパレータ２において＋入力端子のスレッショルド電
圧ＶＨと比較される。

【００４９】この場合、整流直流電圧２Ｖｏ／πがスレ
ッショルド電圧ＶＨ以下のレベルであったとすると（図
２（ホ））、コンパレータ２の出力はほぼ正の電源電圧
＋Ｖｃｃまで振れる（図２（ヘ））。これにより、ダイ
オードＤがオンとなって負荷抵抗Ｒ７に電流が流れ、同
抵抗Ｒ７にはほぼ正の電源電圧＋Ｖｃｃに等しい電圧が
発生する（図２（ト））。インバータ３は、この電圧を
受けてロジックレベルＬの信号をＣＰＵ１４へ送出す
る。

【００５０】ＣＰＵ１４は、Ａ／Ｄコンバータ１３から
入力するデータがオーバフローを示していても、断線検
出回路４から入力するロジック信号がＬの場合は、交流
定電流源８へ負荷のバッテリ１１が接続されていると判
断し、図示しない表示部に指令を発して例えば抵抗Ｒ１
２のレンジを高抵抗側へ切り換える必要があることを表
示させる。

【００５１】次に、交流定電流源８と負荷のバッテリ１
１とが接続されていない場合は、交流定電流源８の増幅
器６から断線検出器４の増幅器１へ図４（イ）に示すよ
うにピーク値がほぼ正、負の電源電圧に等しい正弦波電
圧が加わり、トランジスタＴｒのコレクタ側にはほぼ＋
Ｖｃｃに等しいピーク値を有する全波整流電圧が現れる
（図４（ニ））。

【００５２】この全波整流電圧を平滑化した正の直流電
圧はほぼ２Ｖｃｃ／πの大きさ（図４（ホ））となって
コンパレータ２の−入力端子に加わり、＋入力端子のス
レッショルド電圧ＶＨと比較される。この場合、スレッ
ショルド電圧ＶＨは２Ｖｃｃ／πより低いレベルに設定
されているので、コンパレータ２の出力電圧はゼロレベ
ルとなり（図４（ヘ））、ダイオードＤはオフでその出
力電圧はゼロレベルとなる（図４（ト））。よって、イ
ンバータ３からはロジックレベルＨの信号がＣＰＵ１４
へ送出される（図４（チ））。

【００５３】ＣＰＵ１４は、Ａ／Ｄコンバータ１３から
入力するデータがオーバフローを示し、かつ、断線検出
回路４から入力するロジック信号がＨの場合は、交流定
電流源８へ負荷のバッテリ１１が接続されていないと判
断し、図示しない表示部にその判断結果を表示させる。

【００５４】ここで、断線とは交流定電流源８からバッ
テリ１１に至る電流路が文字どおり断線した場合と、前
記したようにプローブ９ａ，９ｂとバッテリ端子の接触
不良、およびバッテリ１１の劣化による内部抵抗Ｒｓの
増大などが含まれるが、それらをすべて見掛け上内部抵
抗Ｒｓの増加に置き換えてその測定可能定格抵抗値を考
えることができる。

【００５５】すなわち、断線検出回路４の入力電圧Ｖｏ
は式（６）に示すように、 Ｖｏ＝Ｖｉ（Ｒ１２＋Ｒｓ）／Ｒ１２ で表される。この入力電圧Ｖｏを全波整流して平滑化し
た直流電圧２Ｖｏ／πがスレッショルド電圧ＶＨと等し
いか、またはそれより低ければ測定可能であるから、例
えば、 ２Ｖｏ／π＝ＶＨ とおくと、式（６）から ２Ｖｉ（Ｒ１２＋Ｒｓ）／πＲ１２＝ＶＨ 上式から、 Ｒ１２＋Ｒｓ＝π・ＶＨＲ１２／Ｖｉ よって、 Ｒｓ＝｛（π・ＶＨ／２Ｖｉ）−１｝Ｒ１２ ………（１３） を得る。

【００５６】式（１３）において、Ｖｉは交流定電圧源
５の出力電圧、ＶＨは正の電源電圧＋Ｖｃｃを分圧する
抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の値によって定まる電圧、Ｒ１２
は測定用電流Ｉを設定する抵抗で、いずれも既知であ
る。ただし中括弧内は正の値でなければならないから、 ＶＨ＞Ｖｉ／２ であることを要する。

【００５７】式（１３）のＲｓは測定可能定格抵抗値に
相当し、この抵抗値以下であれば断線検出回路４から送
出されるロジック信号のレベルはＬであり、測定部１５
にてＲｓの値が測定できる。なお、Ｒ１２の値はある倍
率で複数段のレンジにより切り換えられるから、Ｒｓの
測定可能定格抵抗値も同じ倍率で変化し、広範囲の抵抗
測定が可能である。

【００５８】上記実施例の変形例として、断線検出回路
４のダイオードＤと負荷抵抗Ｒ７を図５に示されている
ように、コンパレータ２の出力をダイオードＤのカソー
ド側に接続するとともに、負荷抵抗Ｒ７をダイオードＤ
のアノードと正の電源電圧＋Ｖｃｃとの間に接続して
も、ロジックレベルの判定を上記実施例と同じにするこ
とができる。

【００５９】これに対して、ロジックレベルの判定を上
記実施例とは逆、すなわちＬレベルのときに断線と判定
しようとする場合には、インバータ３を無くするか、も
しくはノンインバータに変更すればよい。

【００６０】また、インバータ３をそのままとして、コ
ンパレータ２の入力端子の接続を図６に示されているよ
うに、抵抗Ｒ５による基準電圧Ｖｒｅｆを−入力端子に
接続するとともに、増幅器１の出力電圧Ｖｏの全波整流
電圧を平滑化した正の直流電圧を＋入力端子に接続する
ようにしても、ロジックレベルの判定を上記実施例と逆
にすることができる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
測定電圧が過大で測定部のＡ／Ｄコンバータがオーバフ
ローした場合、断線検出回路のロジック信号出力がＬレ
ベルであるかＨレベルであるかにより、交流定電流源か
ら供試バッテリに至る電流路が閉成されているか、もし
くは断線状態（無負荷）になっているかがＣＰＵにて自
動的に判別される。したがって、使用者にとっては扱い
やすい装置となる。

【００６２】また、測定電流設定用抵抗の値は所定の倍
率で複数段のレンジにより切り換え可能にされているか
ら、測定可能定格抵抗値も同じ倍率で変化し、広範囲に
わたる抵抗値の測定ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用した装置の概略的な電気的構成
を示すブロック線図。

【図２】この発明を適用した装置の各部動作説明用波形
図。

【図３】この発明を適用した装置におけるヒステリシス
コンパレータの動作説明用波形図。

【図４】この発明を適用した装置の各部動作説明用波形
図。

【図５】上記装置中の断線検出回路の第１変形例を示し
た回路図。

【図６】上記装置中の断線検出回路の第２変形例を示し
た回路図。

【図７】従来装置の概略的な電気的構成を示すブロック
線図。

【符号の説明】

１．６．７ 増幅器 ２ コンパレータ ３ インバータ ４ 断線検出回路 ５ 交流定電圧源 ８ 交流定電流源 １１ 二次電池（バッテリ） １４ ＣＰＵ １５ 測定部 Ｉ 測定用電流 Ｒ１２ 抵抗 Ｒｓ 内部抵抗 ＶＨ 高電位スレッショルド電圧 Ｖｉ 交流定電圧源電圧 Ｖｏ 出力電圧 Ｖｒｅｆ 基準電圧

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流定電流源から被測定電池へ測定用の
   交流電流を流し、測定部側で同電池の端子間に発生する
   交流電圧を検出し、その交流電圧を抵抗値に変換して上
   記電池の内部抵抗を測定するバッテリテスタにおいて、
   上記交流定電流源からの出力電圧を所定の基準値と比較
   し、その基準値を超えたか否かにより、同交流定電流源
   と上記電池との間の電流路が閉成されているか開放状態
   であるかを検出する断線検出回路を備えていることを特
   徴とするバッテリテスタ。
2. 【請求項２】 上記交流定電流源は、交流定電圧源から
   発生する一定レベルの交流電圧を増幅器にて増幅し、同
   増幅器の出力側から上記電池に至る電流路に設けられた
   抵抗により、同電池に流す測定用の交流電流を所定のレ
   ベルに設定するように構成されているとともに、上記断
   線検出回路は、上記増幅器の増幅電圧を直流電圧に変換
   する整流平滑回路と、同整流平滑回路にて形成された直
   流電圧を所定の閾値と比較する電圧比較回路と、同電圧
   比較回路の比較出力をロジックレベルＬもしくはＨの電
   圧信号に変換して上記測定部に出力するロジック信号生
   成回路とから構成され、そのロジック信号が所定のレベ
   ル状態のとき、上記測定部にて上記交流定電流源から電
   池に至る電流路がプローブの接触不良を含む断線状態と
   判定されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ
   テスタ。
3. 【請求項３】 上記交流定電流源の電流路に設けられて
   いる抵抗は、その抵抗値が所定の倍率で複数段切り換え
   可能とされている請求項２に記載のバッテリテスタ。
4. 【請求項４】 上記断線検出回路の電圧比較回路は、上
   記整流平滑回路にて形成された直流電圧がその−入力端
   子に加えられる増幅器を備え、同増幅器の＋入力端子に
   は当該テスタの電源電圧を所定レベルに分圧した基準電
   圧と、同増幅器の出力電圧を１／ｎ（ｎは任意の分圧
   比）に分圧した電圧とが加えられ、同増幅器の出力電圧
   の有無により上記＋入力端子のスレッショルド電圧が
   高、低２通りに切り替わるヒステリシスコンパレータと
   して動作することを特徴とする請求項２に記載のバッテ
   リテスタ。
5. 【請求項５】 断線時に上記断線検出回路から上記測定
   部へ出力される所定レベルのロジック信号は、上記電池
   の内部抵抗を含む測定用電流路の抵抗が次式に示す値よ
   り大きい場合に発生されることを特徴とする請求項２に
   記載のバッテリテスタ。 Ｒｓ＝｛（π・ＶＨ／２Ｖｉ）−１｝×Ｒ１２ Ｒｓ：二次電池の内部抵抗を含む測定用電流路の抵抗 Ｒ１２：交流電流源内の測定用電流設定抵抗 ＶＨ：ヒステリシスコンパレータの高電位スレッショル
   ド電圧 Ｖｉ：交流定電流源内の交流定電圧源電圧