JPH11266531A - 電池逆接続検出装置及び電子機器 - Google Patents
電池逆接続検出装置及び電子機器Info
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- JPH11266531A JPH11266531A JP10067026A JP6702698A JPH11266531A JP H11266531 A JPH11266531 A JP H11266531A JP 10067026 A JP10067026 A JP 10067026A JP 6702698 A JP6702698 A JP 6702698A JP H11266531 A JPH11266531 A JP H11266531A
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Abstract
動作保証電圧に影響を与えずに、電池の逆接続を検出す
ることができる電池逆接続検出装置及び電子機器を提供
すること。 【解決手段】 電子機器の非動作時の電圧を蓄電する蓄
電手段C1と、前記電子機器の動作時に前記蓄電手段に
蓄電されている電圧を比較電圧として使用して電池Bの
逆接続を検出する検出手段COMP1等とを備える。
Description
出する装置及びその電池逆接続検出装置を備えた電子機
器に関するものである。
例えばアルカリ電池の逆接続による発熱や漏液が問題と
なっている。このような問題を解消するために、従来の
電子機器の電池収納部は、図4に示すように、正端子側
に設けられている凹部1に、端子板2が埋め込まれ、負
端子側に設けられている係止部3に、ばね4が一端が突
出するように係止された構成となっている。
すように、電池5を正常挿入した場合は、凸部となって
いる電池5の正端子側が凹部1にはまり込んで端子板2
と接触し、平坦になっている電池5の負端子側がばね4
の一端に接触するので、電池5の正端子、負端子共に接
続され、電池電圧が電子機器に供給される。一方、図4
(B)に示すように、電池5を逆挿入した場合は、凸部
となっている電池5の正端子側はばね4の一端に接触す
るが、平坦になっている電池5の負端子側は凹部1には
まり込まないため端子板2と接触しないので、電池5の
負端子が接続されず、電池電圧が電子機器に供給される
こともない。従って、電池5の逆接続による発熱や漏液
を未然に防止することができる。
場合、1本の電池5に対しては逆接続による不具合を防
止することができるが、例えば図5に示すように、3本
の電池5を直列接続するときに中間の電池5のみを逆接
続してしまうと、両端の電池5の各正端子、負端子が接
続されてしまうため、中間の電池5が両端の電池5との
電圧差により充電されてしまい、同様の不具合が発生す
るという問題があった。
電池逆接続検出装置が提案されている。図6は、従来の
電池逆接続検出装置の一例を示す回路図である。この電
池逆接続検出装置10は、1本の電池が逆接続された時
の総電圧と同一の基準電圧Refを有する基準電源11
を設けておき、電池電源12の総電圧EN が基準電源1
1の基準電圧Refより下がった場合、電圧比較器13
からの出力を断ってトランジスタ14をカットオフさ
せ、これによりトランジスタ15をカットオフさせて電
池電源12を断つように構成されている。
接続検出装置10を備えた電子機器では、電池の使用本
数が多いほど、最低動作保証電圧が上がってしまい、結
果として電池接続時間が短くなるという欠点がある。そ
の理由は、例えば、電池1本の電圧をEとし、電池の使
用本数をN本としたとき、電子機器の最低動作保証電圧
は、一般的に電池1本の電圧が70%程度になるまで電
子機器の最低動作保証を行っているため、0.7・N・
Eとなる一方、最大電圧の電池の電圧が10%程度高く
なるので、1.1・(N−2)・Eとなる。
Fmin、1本の電池が逆接続された時の総電圧をVRmaxと
すると、逆接続時の総電圧VRmaxの検知レベルを電子機
器の最低動作保証電圧VFmin以下、即ちVRmax<VFmin
にするためには、次式(1)が成立する必要がある。 1.1・(N−2)・E<0.7・N・E・・・(1)
電池の使用本数が6本以上では、VRmax>VFminとなっ
てしまう。よって、6本以上の電池を使用する電子機器
に従来の電池逆接続検出装置10を組み込むと、その電
子機器の最低動作保証電圧VFminは逆接続時の総電圧V
Rmaxで決定されてしまうという問題があった。
れたものであり、電池の使用本数に拘わらず、電子機器
の最低動作保証電圧に影響を与えずに、電池の逆接続を
検出することができる電池逆接続検出装置及び電子機器
を提供することを目的としている。
っては、電池駆動する電子機器における前記電池の逆接
続を検出する電池逆接続検出装置において、前記電子機
器の非動作時の電圧を蓄電する蓄電手段と、前記電子機
器の動作時に前記蓄電手段に蓄電されている電圧を比較
電圧として使用して前記電池の逆接続を検出する検出手
段とを備えることにより達成される。
池の逆接続を検出する電池逆接続検出装置を備えた電子
機器において、前記電池逆接続検出装置が、前記電子機
器の非動作時の電圧を蓄電する蓄電手段と、前記電子機
器の動作時に前記蓄電手段に蓄電されている電圧を比較
電圧として使用して前記電池の逆接続を検出する検出手
段とを備えることにより達成される。
いる状態で電池の電圧が低下してくると、電池の内部抵
抗は上昇し、一方、電池を逆接続している状態で電池の
電圧が低下しても、電池の内部抵抗は上昇しない点に着
目している。即ち、一般的に電池の内部抵抗は、図7に
示すように、電池構成物(陽極合剤、電解液、集電体
等)の固有抵抗R0 や消費電流の大きさに依存せず、電
流が増加することで減少する抵抗R及び容量Cで表すこ
とができ、電池を放電していくと、陽極合剤及び電解液
の電気伝導率の減少に起因して、電圧は時間と共に低下
し、逆に内部抵抗は内部の放電反応の繰り返しにより時
間と共に上昇する。従って、逆接続時の電池の電圧と同
一の電圧になるときの正常接続時の電池の内部抵抗の変
化から逆接続を検出することができる。
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。
施形態を示すブロック図である。この電池逆接続検出装
置100は、3個の電圧比較器COMP1,COMP
2,COMP3を備えており、電圧比較器COMP1の
正入力端子には基準電圧V1の基準電源P1が接続さ
れ、電圧比較器COMP2の正入力端子にはダイオード
D1,D2を介して電池電源Bの一端子が接続され、電
圧比較器COMP3の負入力端子には基準電圧V2の基
準電源P2が接続され、電圧比較器COMP1の負入力
端子と電圧比較器COMP2の負入力端子と電圧比較器
COMP3の正入力端子とが接続されている。ダイオー
ドD1,D2の間には、コンデンサC1の一端が接続さ
れている。
状態保持回路RCに接続され、さらに状態保持回路RC
と電圧比較器COMP3の出力端子がAND回路ACの
入力端子に接続されており、電圧比較器COMP1の出
力端子とAND回路ACの出力端子がOR回路OCの入
力端子に接続されている。電池電源Bの一端子は、スイ
ッチSWを介してトランジスタQ1のコレクタに接続さ
れ、トランジスタQ1のエミッタは電子機器の負荷RL
に接続され、トランジスタQ1のベースはトランジスタ
Q2のコレクタに接続されている。
比較器COMP2の負入力端子と電圧比較器COMP3
の正入力端子との接続端は状態保持回路に接続されてい
ると共に、抵抗R1を介してトランジスタQ2のベース
に接続され、さらにトランジスタQ3のコレクタに接続
されている。そして、トランジスタQ3のベースが、コ
ンデンサC2の一端に接続されていると共に、抵抗R2
を介してOR回路OCの出力端子に接続されている。
電子機器の最低動作保証電圧VFminより小さくなる
ように設定され(V1<VFmin)、基準電源P2の
基準電圧V2は、1本の電池が逆接続された時の総電圧
をVRmaxより大きくなるように設定され(V2>
VRmax)、電圧比較器COMP2の正入力端子側の基準
電圧V3は、電池が正常に接続された時の総電圧(開放
電圧)E0が1本の電池が逆接続された時の総電圧V
Rmaxと同一電圧のときのスイッチSWがオン状態(導通
状態)における電圧Vref と等しくなるように設定され
ている(V3=Vref )。
に接続された時の総電圧(開放電圧)E0が逆流防止用
のダイオードD1を介して常時加わっている。この状態
でスイッチSWがオン状態になったとき、電池の逆接続
が検出される条件、即ちOR回路OCのポイントCへの
出力がHレベルになる条件は、以下の2条件のいずれか
を満たすときである。
出力がHレベルになったとき、即ちスイッチSWがオン
状態のときの電圧V0が基準電源P1の基準電圧V1よ
り小さいとき(V0<V1) 電圧比較器COMP2及びCOMP3のポイントD,
Eへの出力がLレベルになって、AND回路ACのポイ
ントBへの出力がHレベルになったとき、即ちスイッチ
SWがオン状態のときの電圧V0が基準電源P2の基準
電圧V2より小さく、かつ基準電源P3の基準電圧V3
より大きいとき(V0<V2 andV0>V3)
作を図2のタイムチャートを参照して説明する。 未使用電池が正常に接続された場合(図2(a)) この場合、電池電源Bの内部抵抗(合成抵抗)R0が電
子機器の負荷RL より極めて低いため(R0<<
RL )、電池が正常に接続された時の総電圧(開放電
圧)E0はスイッチSWがオン状態のときの電圧V0と
等しくなり(E0=V0)、ダイオードD2によりスイ
ッチSWがオン状態のときの電圧V0は基準電源P3の
基準電圧V3より大きくなるが(V0>V3)、スイッ
チSWがオン状態のときの電圧V0は基準電源P2の基
準電圧V2より大きくなるため(V0>V2)、上記条
件(V0<V2 and V0>V3)を満たさな
い。
圧V0は基準電源P1の基準電圧V1より大きくなるた
め(V0>V1)、上記条件(V0<V1)も満たさ
ない。従って、トランジスタQ3はカットオフ状態とな
り、トランジスタQ2のベースには抵抗R1によりバイ
アスが供給されるので、トランジスタQ2,Q3が導通
状態となり、電子機器の負荷RL に電流I1が流れる。
(b)) この場合、上記未使用電池が正常に接続された場合と同
様に、スイッチSWがオン状態のときの電圧V0は基準
電源P1の基準電圧V1より大きくなると共に(V0>
V1)、スイッチSWがオン状態のときの電圧V0は基
準電源P3の基準電圧V3より大きくなるが(V0>V
3)、基準電源P2の基準電圧V2は、1本の電池が逆
接続された時の総電圧をVRmaxより大きくなるように設
定されているので(V2>VRmax)、スイッチSWがオ
ン状態のときの電圧V0は基準電源P2の基準電圧V2
より小さくなるため(V0<V2)、上記条件(V0
<V2 and V0>V3)を満たす。
し、抵抗R2とコンデンサC2により次式(2)で表さ
れる時間遅れt2が生じてトランジスタQ2,Q3がカ
ットオフされるので、電子機器の負荷RL においては電
流I1がt2時間流れた後に断たれることになる。尚、
この時間遅れt2を生じさせる理由は、スイッチSWを
オン状態にした一瞬だけ電子機器の負荷RL に電流I1
を流し、電池電源Bの内部抵抗R0の大小を知るためで
ある。 t2=−C2・R2・ln{(E0−EC2)/E0}・・・(2)
(c)) この場合、電池の消耗状態により、スイッチSWがオン
状態のときの電圧V0は基準電源P1の基準電圧V1よ
り大きくなったり、小さくなったりする(V0>V1,
V0<V1)。また、電池が使用されているため電池電
源Bの内部抵抗R0が高まり、スイッチSWがオン状態
のときの電圧V0は基準電源P3の基準電圧V3より小
さくなるので(V0<V3)、電圧比較器COMP2の
内部抵抗をRinとすると、次式(3)で表される時間t
1だけ電圧比較器COMP2のポイントDへの出力がH
レベルになり、これはスイッチSWをオフ状態にしない
限り状態保持回路で保持される。 t1=−C1・Rin・ln(V3/E0)・・・(3)
出力は電圧比較器COMP3のポイントEへの出力に関
係無くLレベルとなるので、上記未使用電池が正常に接
続された場合と同様に、電子機器の負荷RL に電流I1
が流れる。
(d)) この場合、スイッチSWがオン状態のときの電圧V0は
基準電源P1の基準電圧V1より小さくなるので(V0
<V1)、上記条件(V0<V1)を満たす。従っ
て、電池の逆接続が検出される。但し、未使用電池が1
本逆接続された場合と同様に、抵抗R2とコンデンサC
2により式(2)で表される時間遅れt2が生じてトラ
ンジスタQ2,Q3がカットオフされるので、電子機器
の負荷RLにおいては電流I1がt2時間流れた後に断
たれることになる。
時間後に非動作とし、スイッチSWがオン状態のときの
電圧V0が基準電源P1の基準電圧V1以下になっても
電子機器の使用中の電圧降下について無視させるように
構成することもできる。
えた電子機器の実施形態としてラジオ付カセットテープ
レコーダを示す回路図である。尚、図2に示す符号と同
一符号は同一内容を示す。ラジオ付カセットテープレコ
ーダ部110は、電源オン・オフスイッチPSWがオン
状態にされると、電圧VCCφがパワーアンプPA及び
各トランジスタTR1,TR2,TR3に加わり、定電
圧ダイオードZD1,ZD2,ZD3で決定された電圧
VCC1,VCC2,VCC3が各トランジスタTR
1,TR2,TR3のエミッタに出力され、プリメイン
アンプPMA、モータM及びラジオRへ電源が供給され
る。
より選択されたソース信号が、プリメインアンプPMA
を介してボリュームVR及びパワーアンプPAを通って
スピーカSPから出力される。このとき、パワーアンプ
PAに流れる電流I0は、ソース信号の大きさに比例し
て増減する。
オフスイッチPSWがオフ状態のとき、電池が正常に接
続された時の総電圧(開放電圧)E0が、逆流防止用の
ダイオードD1を介してコンデンサC1の両端に加わっ
ていると共に、抵抗R15を介してトランジスタTR9
のベースにも加わっているため、トランジスタTR9は
カットオフされている。尚、その他の回路も電源オン・
オフスイッチPSWがオフ状態であるので、非動作状態
となっている。
R0が低いときは、電源オン・オフスイッチPSWがオ
ン状態になると、電圧V0は電圧V3と略等しくなるの
で(V0≒V3)、トランジスタTR9のエミッタには
V3−D2・V1の電圧が加わり、トランジスタTR9
のベースには電圧V0が加わるため、トランジスタTR
9はカットオフされる。
R0が高いときは、電源オン・オフスイッチPSWがオ
ン状態になると、トランジスタTR4のベースに抵抗R
5及びコンデンサC3が接続されているため、抵抗R5
が抵抗R6及びR7より極めて高いとすると(R5>>
R6及びR7)、次式(4)で表される時間t3だけ遅
れるので、トランジスタTR4より前段の条件に拘わら
ず、時間t3の間はトランジスタTR4はカットオフさ
れる。 t3=−C3・R5・ln{(V0−TR4・V1)/V0}・・・(4)
計分だけ電流が流れ、抵抗R0により電圧降下が発生し
て電圧V0が下がり、電圧V3が電圧V0より大きくな
ると(V3>V0)、トランジスタTR9はオン状態に
なる。そして、トランジスタTR8のベースにベース電
流を制限する抵抗R14を介してベース電流が流れる。
なり、トランジスタTR7のベースはグラウンドされ
る。結果として、抵抗R13によりプルアップされてい
たトランジスタTR7のベースの電位が下がり、トラン
ジスタTR7はオン状態となる。そして、この状態が次
式(5)で表される時間t4続くと、トランジスタTR
8のベースがトランジスタTR7により自己バイアスさ
れるので、ラッチ状態となる。 t4=−C2・R12・ln{(TR8・V1)/V0}・・・(4)
の電圧V1を越えたとき(V0>V1)、定電圧ダイオ
ードZD5は導通状態となり、電流が逆流防止用のダイ
オードD3及びベース電流を制限する抵抗R10を介し
てトランジスタTR6のベースに流れる。また、電流が
トランジスタTR7から出力されたときも同様に逆流防
止用のダイオードD6を介してトランジスタTR6のベ
ースに流れる。そして、トランジスタTR6により電圧
V0が電圧V2よりも小さく(V0<V2)、かつ電圧
V0が電圧V3よりも大きくなったとき(V0>V
3)、電流がダイオードD4及び抵抗R5を介してトラ
ンジスタTR4のベースへ流れる。
の電圧V2を越えたとき(V0>V2)、抵抗R9の両
端に電圧が表れ、抵抗R8を介してトランジスタTR5
のベースへ導かれる。そして、トランジスタTR5のコ
レクタに反転した出力が表れ、電圧V0が電圧V1より
小さくなったとき(V0<V1)、電流がダイオードD
4及び抵抗R5を介してトランジスタTR4のベースへ
流れる。
ジスタTR4がオン状態となり、トランジスタTR1,
TR2,TR3の各ベースに加えられる電圧がトランジ
スタTR4によりグラウンドされるため、プリメインア
ンプPA等が非動作状態になる。ここで、ラジオ付カセ
ットテープレコーダ部110の電源を切るように構成す
ることもできる。また、ラジオ付カセットテープレコー
ダ部110と電池逆接続検出装置120との接続線の途
中にコンデンサC4を接続し、一定時間過電流を流すこ
とで電池電源Bの内部抵抗(合成抵抗)R0を検出する
ように構成することもできる。
電池の使用本数に拘わらず、電子機器の最低動作保証電
圧を上昇させることなく電池の逆接続を検出し、電池の
発熱や漏液を未然に防止することができる。
ブロック図。
続状態における動作を示すタイムチャート。
の実施形態としてラジオ付カセットテープレコーダを示
す回路図。
図。
池電源、COMP1,COMP2,COMP3・・・電
圧比較器(検出手段)、P1、P2・・・基準電源(検
出手段)、D1、D2・・・ダイオード(検出手段)、
C1・・・コンデンサ(蓄電手段)、RC・・・状態保
持回路(検出手段)、AC・・・AND回路(検出手
段)、OC・・・OR回路(検出手段)、R1、R2・
・・抵抗(検出手段)、C2・・・コンデンサ(検出手
段)、SW・・・スイッチ(検出手段)、Q1、Q2、
Q3・・・トランジスタ(検出手段)、RL ・・・電子
機器の負荷、110・・・ラジオ付カセットテープレコ
ーダ部
Claims (5)
- 【請求項1】 電池駆動する電子機器における前記電池
の逆接続を検出する電池逆接続検出装置において、 前記電子機器の非動作時の電圧を蓄電する蓄電手段と、 前記電子機器の動作時に前記蓄電手段に蓄電されている
電圧を比較電圧として使用して前記電池の逆接続を検出
する検出手段とを備えたことを特徴とする電池逆接続検
出装置。 - 【請求項2】 前記検出手段が、前記蓄電手段に蓄電さ
れている電圧が前記電池の消耗時の電圧と同一であると
判断したときは、前記電池の内部抵抗により前記電池の
逆接続を検出する請求項1に記載の電池逆接続検出装
置。 - 【請求項3】 前記検出手段が、前記蓄電手段に蓄電さ
れている電圧が前記電池の逆接続時の電圧以上であると
判断したときは、前記蓄電手段に蓄電されている電圧に
より前記電池の逆接続を検出する請求項1に記載の電池
逆接続検出装置。 - 【請求項4】 前記検出手段が、前記電池の逆接続を検
出したら、前記電子機器を非動作状態にする請求項1に
記載の電池逆接続検出装置。 - 【請求項5】 電池の逆接続を検出する電池逆接続検出
装置を備えた電子機器において、 前記電池逆接続検出装置が、 前記電子機器の非動作時の電圧を蓄電する蓄電手段と、 前記電子機器の動作時に前記蓄電手段に蓄電されている
電圧を比較電圧として使用して前記電池の逆接続を検出
する検出手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06702698A JP3893723B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 電池逆接続検出装置及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06702698A JP3893723B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 電池逆接続検出装置及び電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11266531A true JPH11266531A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3893723B2 JP3893723B2 (ja) | 2007-03-14 |
Family
ID=13332976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06702698A Expired - Fee Related JP3893723B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 電池逆接続検出装置及び電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3893723B2 (ja) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006014494A (ja) * | 2004-06-25 | 2006-01-12 | Miwa Lock Co Ltd | 電池の誤装着検出装置及びそれを用いた施解錠装置 |
| CN108572319A (zh) * | 2017-03-09 | 2018-09-25 | 深圳市三诺声智联股份有限公司 | 并联电池组检测装置及方法 |
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-
1998
- 1998-03-17 JP JP06702698A patent/JP3893723B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3893723B2 (ja) | 2007-03-14 |
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