JPH10154026A

JPH10154026A - 電池内蔵式電子機器

Info

Publication number: JPH10154026A
Application number: JP8327935A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hasegawa; 和男長谷川; Daisuke Takai; 大輔高井
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1998-06-09
Also published as: EP0844486A3; EP0844486A2; US6016018A

Abstract

(57)【要約】【課題】電池駆動される電池内蔵式電子機器は、検出
端子４が、例えば故意又は過失によって短絡（ショー
ト）されることがあると、電源電池２の電圧は短時間で
低下して、電池の寿命を短くしてしまうという問題があ
った。【解決手段】電源電池２と、該電源電池２にて駆動さ
れる被駆動回路１と、前記電源電池２の両端に接続され
た外部端子４と、前記電源電池２と外部端子４との間に
コンデンサ５を設けたことである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池によって駆動
されるハンディーターミナル、キーレスエントリー、Ｉ
Ｄタグやリモコンなどの電池内蔵式電子機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電池駆動される電池内蔵式電子機
器について説明する。図４は、従来の電池駆動される電
池内蔵式電子機器を示す回路図である。

【０００３】図４において、電源電池によって駆動され
る電池内蔵式電子機器は、例えば受信回路１ａや送信回
路１ｂなどからなる被駆動回路１と、電源電池２（例え
ばリチウム電池３Ｖ）と、該電源電池２と並列に設けら
れたコンデンサ３と、検出端子４と、前記電源電池２の
一端と前記検出端子４の一端との間に配置された抵抗
６’（例えば２００Ω）とを備えている。該検出端子４
は、電源電池２の電圧を、電源電池２を電池内蔵式電子
機器から外すことなく外部から確認することができるよ
うにするためのものである。

【０００４】上述の如き構成の電池内蔵式電子機器は、
前記電源電池２からの電圧によって、動作待機時におい
ては、駆動回路に数μＡ程度の電流が供給されている
が、所定の動作状態となると、駆動回路が、例えば受信
回路１ａや送信回路１ｂの被駆動回路１を駆動して動作
状態とし、数十ｍＡの電流が電源電池２から被駆動回路
１に供給されて所定の機能動作がなされるように構成さ
れている。ところで、、電源電池（例えばアルカリ乾電
池やリチウム電池）は、一般的に消耗すると電圧が低下
するとともに内部抵抗も増加する。内部抵抗が増加する
と測定する電源電池の電流によって計測される電圧の値
が変化することとなるので、動作状態と同等の電流を流
し電圧を測定せずに微少電流で測定すると、所定の機能
動作をする必要があるときに、確実に動作するか否かの
確認が出来ないという問題があった。従って、従来にお
いては、以下に示す電池電圧の確認回路を使用して電池
電圧を測定していた。

【０００５】図５は、従来の電池電圧確認回路を示す図
である。図において、前記電池内蔵式電子機器の検出端
子４と接続されるように配置されたチェック端子１０
と、電池内蔵式電子機器の電源電池２に、使用状態に近
い電流（例えば被駆動回路１で消費する平均電流）を流
して電圧降下を生じさせるための抵抗Ｒ１と、該抵抗Ｒ
１によって測定されたアナログ電圧値をデジタル信号に
変換するためのＡ／Ｄ変換回路１４と、該Ａ／Ｄ変換回
路１４からのデジタル信号によって、電源電池２の寿命
を判定する判定回路１５’とからなる。

【０００６】上述の如き構成の従来の電池電圧確認回路
の動作は、チェック端子１０と前記電池内蔵式電子機器
の検出端子４とが接続されて、電池内蔵式電子機器の電
源電池２から抵抗Ｒ１に、動作状態とほぼ同じ数十ｍＡ
程度の電流を流すようにする。この抵抗Ｒ１に生じた電
圧をＡ／Ｄ変換回路１４を介して判定回路１５’に入力
して、図示しない表示装置によって測定された前記電源
電池２の寿命の判定結果が表示されるように成されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例においては、電圧測定に際して動作状態と同様の
大きな電流を流すこととなるので動作時の電池電圧を正
確に測定できるものの、測定によって電池が消耗してし
まうという問題があった。さらに、また、検出端子４
が、例えば故意又は過失によって短絡（ショート）され
ることがあると、電源電池２の電圧は短時間で低下し
て、電池の寿命を短くしてしまうという問題があった。
特に、動作状態となる為の状態の変化が、電磁波の受信
であり、それに応じて所定の動作を行うＩＤタグなど、
操作者の操作によらない電池内蔵式電子機器において
は、所定の動作を行わないことは大きな問題であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電池内蔵式電子
機器は、電源電池と、該電源電池にて駆動される被駆動
回路と、前記電源電池の両端に接続された外部端子と、
前記電源電池と外部端子との間にコンデンサを設けたこ
とである。

【０００９】本発明の電池内蔵式電子機器は、コンデン
サに並列に抵抗を接続したことである。

【００１０】また、本発明の電池内蔵式電子機器は、被
駆動回路に設けられたコンデンサと電源電池との間にダ
イオードを設けたことである。

【００１１】また、本発明の電池内蔵式電子機器は、ダ
イオードが、ショットキバリアダイオードであることで
ある。

【００１２】

【発明の実施の形態】ここで、本発明の実施の形態につ
いて、図を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実
施の形態の電池で駆動される電池内蔵式電子機器の概略
を示す回路図である。なお、前記従来例と同一部分には
同一符号を付与してある。

【００１３】本発明に係わる電池で駆動される電池内蔵
式電子機器は、例えばハンディーターミナル、キーレス
エントリー、ＩＤタグやリモコンなどであって、例えば
受信回路１ａや送信回路１ｂなどを備えた被駆動回路１
と、電源電池２（例えばリチウム電池３Ｖ）と、検出端
子４とからなる。また、該検出端子４と電源電池２との
間にコンデンサ５（例えば０．１μＦ）と抵抗６（例え
ば１０ＫΩ〜１０ＭΩ）とが並列接続された並列回路７
が設けられている。また、前記被駆動回路１と前記電源
電池２との間に例えば順方向電圧降下の小さいショット
キバリアダイオードなどのダイオード８が配置され、一
方のダイオード８（Ｄ１）に受信回路１ａが接続され、
他方のダイオード８（Ｄ２）に送信回路１ｂが接続され
ている。

【００１４】また、ダイオード８と被駆動回路１との間
には、コンデンサ９が並列に接続されている。このコン
デンサ９は、被駆動回路１に対して、リップル除去や電
流の供給を行うとともに、電源電池２側の見かけ上のイ
ンピーダンスを低くするためのものである。そして、こ
のダイオード８によって、コンデンサ９から電源電池２
に電流が流れないために、電源電池２の電圧を計測する
際に正確な測定ができるようになっている。

【００１５】前記検出端子４は、電源電池２の電圧を電
池内蔵式電子機器の外から検出するためのもので、電源
電池２の電圧を容易に確認するために設けられている。
そして、この検出端子４によって、所望のときなど任意
に電源電池２の電圧を確認することが出来る。また、こ
のコンデンサ５と抵抗６とからなる並列回路７によっ
て、前記検出端子４が、例えば故意または過失によって
短絡（ショート）されることがあっても、電源電池２の
電圧が短時間に低下して、寿命が尽きて（消耗して）、
前記被駆動回路１が正常に駆動出来ない状況になること
はない。このことは、電池内蔵式電子機器の安定した正
常な動作を長時間保証できることになる。

【００１６】次に、本発明の実施の形態の電池電圧確認
回路について、図を用いて詳細に説明する。図２は、本
発明の実施の形態の電池電圧確認回路の概略を示す図で
ある。なお、前記従来例と同一部分には同一符号を付与
してある。

【００１７】本発明の実施の形態に係わる電池電圧確認
回路は、前記電池内蔵式電子機器の検出端子４に接続さ
れて電源電池２の電圧などを確認するためのチェック端
子１０と、該チェック端子１０に接続された前記電源電
池２に所定の電流を流すための抵抗Ｒ２と、該抵抗Ｒ２
によって生じた電圧のピーク値をホールドしておくピー
クホールド回路１１と、スイッチ素子（手段）としての
トランジスタＱ１と、サーミスタなどからなる温度測定
回路１２と、該温度測定回路１２からの温度出力（アナ
ログ電圧値）または、ピークホールド回路１１または、
チェック端子１０からの無負荷電圧を切り換え制御する
マルチプレクサ１３と、該マルチプレクサ１３からのア
ナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１
４と、該Ａ／Ｄ変換回路１４からの信号を判定する判定
手段や、電圧の差を演算する演算手段や、演算された差
電圧をメモリしておくメモリ手段や、マルチプレクサ１
３や、ピークホールド回路１１や、温度測定回路１２お
よびトランジスタ（スイッチ手段）Ｑ１を制御する制御
手段などを備えた判定制御回路１５とから構成されてい
る。

【００１８】次に、前記図２の電池電圧確認回路による
確認方法について、図３のフローチャートを用いて説明
する。ここで発明者は、種々の実験から、図６〜図１０
に示すように電池の消耗度合いは、電池の通電電流を変
えて測定するとともに、動作直後の電池においては、電
圧値が異なるので所定の時間の間、測定することが必要
であると見いだしており、この確認法は、この性質を用
いて行っている。

【００１９】これら図２、図３において、まず、前記電
池内蔵式電子機器の検出端子４と電池電圧確認回路のチ
ェック端子１０とを接続する。この接続を図示しない検
知スイッチによって検知すると、前記電池電圧確認回路
を構成する各回路が、起動される。次に、制御手段を構
成する判定制御回路１５からの信号によってマルチプレ
クサ１３をチェック端子１０側に接続されているライン
Ａ１に切り換える。このときスイッチ手段であるトラン
ジスタＱ１は、判定制御回路１５の制御手段によってＯ
ｐｅｎにされて、抵抗Ｒ２には、電流が流れないように
なっている。

【００２０】次に、チェック端子１０からの無負荷の電
池電圧Ｖ１（例えば、リチウム電池で３Ｖ）を検出して
Ａ／Ｄ変換回路１４にて変換した電圧値をメモリ手段を
備えた判定制御回路１５に取り込み図示しないメモリ手
段に保管する。なお、前記Ａ／Ｄ変換回路１４のインピ
ーダンスは、極めて大きいことから、電源電池２の消耗
はほとんど無い。次に、マルチプレクサ１３を温度測定
手段である温度測定回路１２に切り換える。

【００２１】そして次に、温度測定回路１２にて測定さ
れた気温をＡ／Ｄ変換回路１４にてＡ／Ｄ変換し、値を
図示しないメモリ手段に保管する。この温度測定回路１
２による温度測定は、電池が、温度によって、電圧が異
なるために測定された電池電圧を、そのときの温度をも
とに所定の（通常は常温状態のもの）電圧に換算するも
のである。

【００２２】次に、このとき測定された電圧値Ｖ１が、
図１０に示すように１．８Ｖであり所定値（例えば、リ
チウム電池で２．４Ｖ）未満であるときは電池の寿命が
尽きているか、電池が装着されていない（０Ｖ）電池内
蔵式電子機器であると判断して、ＮＧ表示をジャンプし
て行う。これによって電圧確認作業を短くすることがで
きる。次に、判定制御回路１５からの制御信号によって
マルチプレクサ１３をピークホールド回路１１に切り換
えて、前記電圧値Ｖ１が所定値以上の電池の測定に移
る。まず、ピークホールド回路１１をリセットし、ライ
ンＡ２の電圧の測定準備をする。

【００２３】次に、判定制御回路１５からの制御信号に
よってスイッチ手段としてのトランジスタＱ１に電池電
圧チェック用のパルスを短時間印可して、トランジスタ
Ｑ１をＯＮにして抵抗Ｒ２を通じて所定の電流を流し、
抵抗Ｒ２による電圧をピークホールド回路１１にて、測
定してそのピークホールド値Ｐ１を、Ａ／Ｄ変換回路１
４にてＡ／Ｄ変換し、メモリ手段に保管する。このとき
電流は、大部分がコンデンサ５を通して抵抗Ｒ２に流れ
（抵抗６（Ｒ）は、抵抗Ｒ１よりも充分に大きい）、コ
ンデンサ５に充電されるが、抵抗Ｒ２を介して放電され
ると、また、無負荷の電圧に復帰する（図６〜図８参
照）。

【００２４】そして、抵抗Ｒ２による電圧をピークホー
ルド回路１１にて、測定してそのピークホールド値Ｐ１
を、Ａ／Ｄ変換回路１４にてＡ／Ｄ変換し、メモリ手段
に保管する。次に、チェック端子１０からのラインＡ１
の電圧Ｖ１（例えば３Ｖ）と、ピークホールド値（電
圧）Ｐ１（例えば２．５Ｖ）との差電圧１（Ｖ１−Ｐ１
＝０．５Ｖ）を判定制御回路１５に設けられた第一の演
算手段により演算して求め、判定制御回路１５のメモリ
手段に保管する。

【００２５】次に、所定時間（例えば０．１〜１０秒）
待つ。この所定時間は、前記電池内蔵式電子機器のコン
デンサ５（例えば０．１μＦ）と抵抗６（例えば２００
ＫΩ）とからなる並列回路７の時定数の約５倍（例えば
約０．１秒）よりも長く設定されている。これは、コン
デンサ５の電荷を一度放電した後に、再度電池の電圧を
測定して、誤差のない結果を得るためである。また、こ
の所定時間待つことによって電池の自己回復現象（図
７、図９参照）が生じ、動作直後の電池（例えば受信
機、発信機を駆動した直後の電池）は、電圧値が回復
（上昇）する傾向を示す。

【００２６】なお、０．１秒以下では、電池の自己回復
現象が充分になされる間がなく、１０秒以上では測定に
時間がかかりすぎる。次に、判定制御回路１５からの制
御信号によってマルチプレクサ１３をチェック端子１０
のラインＡ１側に切り換える。

【００２７】次に、チェック端子１０からの無負荷の電
圧Ｖ２（例えば３Ｖ）を測定してＡ／Ｄ変換回路１４に
て変換した電圧をメモリ手段を備えた判定制御回路１５
に取り込みメモリ手段に保管する。次に、前述と同様に
マルチプレクサ１３をピークホールド回路１１に切り換
える。次に、前述と同様にピークホールド回路１１をリ
セットし、ラインＡ２の電圧を測定する準備をする。次
に、前述と同様にトランジスタＱ１に電池チェック用の
パルスを短時間印可する。

【００２８】次に、ここで測定されたピークホールド値
Ｐ２（例えば２．６Ｖ：自己回復現象によって電圧が上
昇している）をＡ／Ｄ変換しメモリ手段に保管する。次
に、前記チェック端子１０からの無負荷の電圧Ｖ２（例
えば３Ｖ）とピークホールド値Ｐ２（例えば２．６Ｖ）
の差電圧２（Ｖ２−Ｐ２＝０．４Ｖ）を第一の演算手段
により求め、メモリ手段に保管する。

【００２９】次に、前回の差電圧１（例えば０．５Ｖ）
と、今回の差電圧２（例えば０．４Ｖ）を判定制御回路
１５に設けられた第二の演算手段にて演算し、電圧の差
（例えば差電圧１−差電圧２＝０．１Ｖ）が所定の値よ
り小さい（マイナスを含む）場合（例えば０．０２Ｖ未
満）は、電圧値が収束しているものと見なして、差電圧
２の大きさが所定値（例えば２０度Ｃにおいては０．５
Ｖ）よりも大きい場合、電池の寿命が来ているとの判定
を判定制御回路１５に設けられた判定手段にて行い、ジ
ャンプしてＮＧの表示を行う。従って、図８に示す電池
は、差電圧が１ＶでありＮＧの判定となる。また、差電
圧２の大きさが０．４Ｖであり所定値より小さい図６で
示す電池の場合は、ＯＫの表示を行う。なお、電圧の差
が、所定の値より大（例えば０．０２Ｖ以上）であると
きは、電池電圧値が収束していないと判定し、次のステ
ップに進む。

【００３０】次に、所定時間（例えば０．１〜１０秒）
待つ。次に、前述と同様にマルチプレクサ１３をチェッ
ク端子１０のラインＡ１側に切り換える。次に、チェッ
ク端子１０からの無負荷の電池電圧Ｖ３を測定してＡ／
Ｄ変換回路１４にて変換した電圧を判定制御回路１５に
取り込みメモリ手段に保管する。次に、判定制御回路１
５からの制御信号によってマルチプレクサ１３をピーク
ホールド回路１１に切り換える。次に、ピークホールド
回路１１をリセットし、再度測定準備をする。次に、ト
ランジスタＱ１に電池電圧チェック用のパルスを印可す
る。

【００３１】次に、ピークホールド回路１１で検出した
ピークホールド値をＡ／Ｄ変換しメモリ手段に保管す
る。次に、チェック端子１０からの電圧Ｖ３（例えば３
Ｖ）とピークホールド値（電圧）Ｐ３（例えば２．６５
Ｖ）との差電圧３（Ｖ３−Ｐ３＝０．３５Ｖ）を演算に
より求め、判定制御回路１５のメモリ手段に保管する。

【００３２】次に、メモリ手段に保管された３つの差電
圧１、２、３（例えば０．５Ｖと、０．４Ｖと、０．３
５Ｖ）を用いて差電圧の収束値（例えば、０．２５Ｖ）
を予測する。これは、この３つの差電圧によって、描か
れる曲線を予測し、この曲線と、予め判定制御回路１５
にてメモリされている判定テーブル（例えば図７に示す
破線Ａの曲線）とを対比して、電池の寿命を判定するも
のである。次に、温度測定回路１２によって測定された
温度に対応した判定値を、判定制御回路１５からロード
する。

【００３３】次に、判定値と差電圧の収束値を比較す
る。これは、この３つの差電圧によって、描かれる曲線
を予測し、この曲線と、予め判定制御回路１５にてメモ
リされている判定テーブルとを対比して、電池の寿命を
判定するものである。これは、予測される曲線の電圧の
収束値が、例えば、０．５Ｖ未満であるときは、寿命が
まだある（ＯＫ）と判定する。従って、図７で示す電池
の場合は、収束値が、０．４ＶでありＯＫと判定する。
また、０．５Ｖ以上であるときは、寿命が尽きている
（ＮＧ）と判定する。従って、図９で示す電池の場合
は、収束値が、１ＶでありＮＧと判定する。次に、上述
の判定結果（ＯＫ又はＮＧ）を表示する。この表示は、
図示していない例えばブザーやＬＥＤによって行う。

【００３４】次に、電池内蔵式電子機器の検出端子４と
電池電圧確認回路のチェック端子１０との接続を切断
（分離）する。この切断を図示しない検知スイッチによ
って検知すると、前記電池電圧確認回路を構成する各回
路は、機能が停止される。この機能停止後は、電池電圧
確認回路は、待機の状態となる。上述の如き動作によっ
て、電池内蔵式電子機器の電池の寿命が、判定される。

【００３５】なお、前記電池内蔵式電子機器と電池電圧
確認回路とのいずれか一方を携帯（持ち運び）できるよ
うに構成しておけば、この接続は、接続場所の制限を受
けることがなく、電池電圧確認の作業性が向上する。ま
た、なお、電池電圧確認回路を駆動するための電源は、
図示していない電源電池又はＡＣ電源から供給されてい
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明の電池内蔵式電子機器によれば、
電源電池と外部端子との間に直列にコンデンサを設けた
ことによって、外部端子を故意又は過失によって短絡さ
せたときでも、コンデンサの充電が完了すれば、もはや
電流は流れないので、短時間では電池の寿命を消耗しな
い。

【００３７】また、本発明の電池内蔵式電子機器によれ
ば、コンデンサに並列に抵抗を接続したので、コンデン
サに充電された電荷を、この抵抗で放電させることがで
き、次の測定時に正しい電圧測定出来る。

【００３８】また、本発明の電池内蔵式電子機器によれ
ば、被駆動回路に設けられたコンデンサと電源電池との
間にダイオードを設けたことから、該ダイオードによっ
て前記コンデンサから電池に電流が流れないために、正
確な電源電池の電圧を測定できる。

【００３９】また更に、本発明の電池内蔵式電子機器に
よれば、前記ダイオードがショットキバリアダイオード
であることによって、順方向電圧降下が小さいことか
ら、ダイオードによる損失を小さくできる。

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電池内蔵式電子機器を示す回路図であ
る。

【図２】本発明の電池電圧確認回路を示す図である。

【図３】本発明の電池電圧確認回路の動作を説明するた
めのフローチャートである。

【図４】従来の電池内蔵式電子機器を示す回路図であ
る。

【図５】従来の電池電圧確認回路を示す図である。

【図６】新しい（寿命のある）電池の電圧を測定した図
である。

【図７】動作直後の新しい電池の電圧を測定した図であ
る。

【図８】消耗した（寿命のない）電池の電圧を測定した
図である。

【図９】動作直後の消耗した電池の電圧を測定した図で
ある。

【図１０】さらに消耗した（寿命の尽きた）電池の電圧
を測定した図である。

【符号の説明】

１被駆動回路２電源電池３、５、９コンデンサ４検出端子６抵抗７並列回路１０チェック端子１１ピークホールド回路１３マルチプレクサ回路１５判定制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源電池と、該電源電池にて駆動される
被駆動回路と、前記電源電池の両端に接続された外部端
子と、前記電源電池と外部端子との間に直列接続された
コンデンサを設けたことを特徴とする電池内蔵式電子機
器。
【請求項２】前記コンデンサに並列に抵抗を接続した
ことを特徴とする請求項１記載の電池内蔵式電子機器。
【請求項３】前記被駆動回路に設けられたコンデンサ
と前記電源電池との間にダイオードを設けたことを特徴
とする請求項１記載の電池内蔵式電子機器。
【請求項４】前記ダイオードがショットキバリアダイ
オードであることを特徴とする請求項３記載の電池内蔵
式電子機器。