JPS63233377A - ピ−クホ−ルド回路 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は例えばある種の制御方式のＮｉＣｄ電池の充電
回路等に使用するリセット機能付のピークホールド回路
に関する。

（従来の技術） ＮｉＣｄ電池は各種の携帯用電子は器に用いられており
最近は、充電時間が短かい急速充電方式を採用している
ものも多い。ＮｉＣｄ電池の急速充電方式には種々の制
御方式が有るが、中でも充電末期に充電中の電池の端子
電圧の時間的変化が正から負に反転することを検出し充
電の完了制御を行なういわゆる一Δ■検出制御方式が理
想に近いものとして有力である。この−ΔＶ検出制御方
式の充電回路には充電中の過去の最大の電池の端子電圧
を記憶し、現在の電池の端子電圧との比較を行なうため
のピークホールド回路が必要である。このピークホール
ド回路には長い時間をかけて微妙に変化する電池の端子
電圧の最大値を保持するための良好な保持特性と、必要
に応じて保持状態を解除するためのリセット曙能が必要
である。

第２図は、このような目的に使用される従来のピークホ
ールド回路を示すものである。このピークホールド回路
は入力端子１．出力端子２．リセット信号入力端子３．
演算増幅器４，５．ダイオード６．７，８．抵抗１０，
１１，１２．コンデンサ１５．励磁コイル１８とリレー
接点１９とからなるリレー１７を有する。

入力端子１に印加される直流電圧が時間に対して正の傾
きを持ち、上昇する場合は、出力端子２の直流電圧は、
上記ダイオードや抵抗による帰還作用により、入力端子
１と同一の値を示しながら上昇すると同時に、ホールド
用コンデンサ１５は出力端子２と同一の電圧に充電され
る。次に、人、　力端子１に印加される直流電圧が最大
値を示し以後時間とともに低下を始めた場合は、ダイオ
ード６．７．８の逆流防止機能によりホールドコンデン
サ１５に蓄積された電荷は放電されることなく、ホール
ドコンデンサ１５の端子電圧は入力端子１に印加された
最大電圧を維持し続ける。また出力端子２の直流電圧は
、演算増幅器５がホールドコンデンサ１５が接続されて
いる非反転入力に対しボルテージフォロア回路で構成さ
れているのでホールドコンデンサ１５の端子電圧と等し
い値すなわち入力端子１に印加された最大電圧を維持し
続ける。

一方充電開始の時などでは回路の初期化のためホールド
コンデンサ１５に蓄積された電荷を強制的に放電させる
必要が有るが、この従来の回路では、リレー１７をリセ
ット信号入力端子３よりの信号で駆動し、接点１８を閉
じることによって実現している。良いボールド特性を得
るためには一般に演算増幅器５には高入力抵抗のＪ−Ｆ
ＥＴ入力タイプのもの、ホールドコンデンサ１５にはフ
ィルムコンデンサが使用される。

しかしながら従来のこの回路はリセット□能の実現のた
め形状的に大きくまた消費電流の大ぎいリレー、又は機
械的スイッチ必要とするので近年の機器の小形化、低消
費電力化の要求にとっては大きな欠点となっていた。

この欠点を解消するべくリレー等の機械的スイッチを例
えばトランジスタや、Ｃ−ＭＯＳアナログスイッチ等の
電子スイッチに置換する方法が考えられるが、一般にこ
れらの電子スイッチはしゃ所持性が完全ではなく数ｎＡ
〜１０μＡオーダのもれ電流が有るので、ホールドコン
デンサ１５の電荷を逃がしてしまい良好なホールド特性
が要求されるピークホールド回路には不適であった。

−例として−ΔＶ検出制御方式のＮｉＣｄ急速充電回路
の場合は、ボールド特性として±５０ＴｒＬＶ／１０分
程度より良いことが要求され、自己放電の小さな高性能
フィルムコンデンサは実用的にはせいぜい１〜数μＦの
容量のものしか使えないので、コンデンサから流れ出る
（又は流れ込む）各種リーク電流の合計の許容値は５０
〜１００ｐＡで有り単純に電子スイッチに置換すること
の困難さが理解できる。

（弁明が解決しようとする問題点） 上述の如〈従来のリセット機能付ピークホールド回路に
おいては良好なホールド特性とリセット別面を両立させ
るにはリセットのための素子として、形状的に大きく、
消費電流が多く、また高価であるリレー等の機械的スイ
ッチを必要とする問題点があった。

そこで、本発明はこの問題点を除去し機械的スイッチを
小形で低消費電力でかつ安価な電子スイッチに置換した
良好なホールド特性を持つリセット機能付のピークホー
ルド回路を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するために本発明はトランジスタやＣ−
ＭＯＳアナログスイッチ等の機械的スイッチに比べて不
完全なし？所持性を持つ電子スイッチをリセット用素子
として使用可能とならしめるために、高いインピーダン
ス回路であるホールドコンデンサとホールドコンデンサ
の端子電圧とほぼ等しい電圧を持ちかつ低いインピーダ
ンスである出力端子を、ダイオードと抵抗の直列回路で
接続し、このダイオードと抵抗の接続点にリセット用の
素子を接続するように構成される。

（作用） 上記抵抗の抵抗値は、リセット用の素子のリーク電流に
応じて選択し、リーク電流による電圧降下が上記ダイオ
ードの接触電位差に比べ充分小さな値となるようになっ
ている。従ってリセット用の素子がオフの時は上記ダイ
オードを通じてホールド用コンデンサの電荷が放電され
ることなく良好なホールド特性を保ち、又リセット用素
子がオンの時は上記ダイオードを通じてすみやかにホー
ルド用コンデンサの電荷が放電され回路の初期化が達成
される。

（実施例） 以下図面に基づいて本発明の一実施例を詳細に説明する
。第１図は本発明の一実施例に係るピークホールド回路
の回路図であり、第２図に示す従来例と同一の機能を果
たす要素にはそれと同一の番号を付し重複した説明を避
ける。本実施例ではホールドコンデンサ１５と出力端子
２との間にリセット回路２０を設ける。このリセット回
路２０はダイオード９．抵抗１３，１４．　トランジス
タ１６からなる。

通常の動作時は、リセット信号入力端子３は低レベルに
保たれていてトランジスタ１６は「オフ」の状態となっ
ている。演算増幅器５は出力端子と反転入力端子が直結
される。ボルテージフォロア接続となっているので、非
反転入力端子と出力端子２の電圧は演算増幅器自身の持
つ微少なオフセット電圧の差を持つだけでほぼ等しい電
圧となっている。通常このオフセット電圧は数ミリボル
トのオーダで有る。従ってもしトランジスタ１６のオフ
時のもれ電流が機械的スイッチと同様に完全にゼロで有
ればダイオード９．抵抗１３．１４の直列回路の両端の
電位差は数ｍＶであり、たとえ極性がダイオードにとっ
て順方向の場合でもダイオードに順方向電流を流すのに
必要な接触電位差に比べはるかに小さな電位差なので、
この直列回路を流れる電流は、はとんど無視でき、ホー
ルドコンデンサの電荷が逃げなくホールド特性を損なう
ことはない。又ダイオードにとって逆方向の極性の場合
は、もち論問題がない。

しかし実際にはトランジスタにはｌ　ＣＢＯによって決
まるもれ電流が有りこの値は高温等の悪条件では数μＡ
のオーダになりうる。このことが従来回路の機械的スイ
ッチをトランジスタ等の電子スイッチに置換することを
困難としていたわけである。本実施例の回路においては
、この漏れ電流は出力インビダンスの低い演算増幅器５
の出力端子２から抵抗１４を介してトランジスタに流れ
るようになっているため、抵抗１４の値と漏れ電流の最
悪値を考烏して小さな値に設定しておけば抵抗１４の両
端における漏れ電流による電圧降下は充分小さくなるこ
とができる。例えば抵抗１４の値を１にΩとすれば、漏
れ電流が１０μＡでも電圧降下は１０ｍＶにすぎない。

この値は、先に説明したトランジスタが理想的な場合の
条件を特に変えるものではなく充分に良好なホールド特
性を保証するものである。

次に、このピークホールド回路を初期化する場合の動作
について説明する。

この場合はリセット信号入力端子３が高レベルに駆動さ
れトランジスタ１６がＯＮ状態となり抵抗１３と抵抗１
４の接続点の電位は強制的にアース電位とされる。従っ
てダイオード９と抵抗１３の直列回路を介してコンデン
サ１５の電荷はすみやかに放電され、これに伴ない出力
端子２の電圧も低下し、リセット機能が果される。リセ
ット動作時入力端子１に入力電圧が有る場合はリセット
動作によりコンデンサ１５の電荷が強制的に放電され全
体のバランスがくずれるので、演算増幅器４の出力端子
は電源電圧等で決まる最大値を取ろうとする。抵抗１２
はこの時に、ダイオード７゜８．９を介して異常な電流
が流れ、破壊することを防止するための電流制限抵抗で
ある。また抵抗１３は抵抗１２どの分割比によってリセ
ット状態の時の出力端子２の出力電圧の値を調整するた
めのものであり、用途によっては特に必要としない。

以上説明としたように、本実施例によればリセット用の
素子としてもれ電流のある電子スイッチの採用が、ボー
ルド特性を損なうことなく可能となる。尚第１図の実施
例ではリセット用素子としてトランジスタを使用してい
るが、トランジスタに限らず、Ｃ−ＭＯＳアナログスイ
ッヂなど他の電子スイッチの使用も可能であり、義械的
スイッチでも良い。

このように本実施例では良好なホールド特性を保ちつつ
リセット機能を電子スイッチを用いて実現することがで
きる。電子スイッチは従来必要であったリレー等の曙械
的スイッチに比べ小形で低消費電流動作であるから、機
器の小形化、低消費電力化に最適である。特に近年は、
トランジスタやＩＣには、面実装タイプのチップ部品化
されたものが利用できその効果はいっそう大きくなって
くる。また、電子スイッチ化することにり、より安価な
回路を構成できる。尚本実施例は良好なホールド特性を
必要とする。−ΔＶ検出方式ＮｉＣｄ電池急速重電回路
等広く応用できる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明によれば良好なボール
ド特性を有し小形かつ電力浦費の少ないピークホールド
回路を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は従来
のピークホールド回路図。 １・・・入力端子、２・・・出力端子、３・・・リセッ
ト信号入力端子、４，５・・・演算増幅器、６．７．８
゜９・・・ダイオード、１０．１１．１２，１３．１４
・・・抵抗、１５・・・ホールドコンデンサ、１６・・
・トランジスタ 第１図 第２図 手続？■正書（方式） １、事件の表示 昭和６２年特許願第６６６６８号 ２、発明の名称 ピークホールド回路 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （３０７）株式会社東芝 ４、代理人 （〒１０４）東京都中央区銀座２丁目１１番２号７、補
正の内容 本願の明細書、第２ページ第２行目と第３行目の間に「
３、発明の詳細な説明」を挿入する。 、λ・ マ　−、′・ Ｖ　、、′

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力の直流電圧の変化に応答し入力の直流電圧の
   最大値を保持及び出力し、かつ必要に応じて動作状態を
   初期化する機能を持ったピークホールド回路であって、
   少なくともホールド用コンデンサと、ホールド用コンデ
   ンサの一端が非反転入力端子に接続され出力端子と反転
   入力端子が直結された演算増幅器を出力回路部に持ち、
   該演算増幅器の出力端子を該ピークホールド回路の出力
   端子とするピーホールド回路において、一端を上記演算
   増幅器の非反転入力端子に接続されたダイオードとこの
   ダイオードの反対側の端子と演算増幅回路の出力端子間
   に接続された抵抗回路手段と、この抵抗回路手段に接続
   されたスイッチ手段を有することを特徴とするピークホ
   ールド回路。
2. （２）前記スイッチ手段がトランジスタであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のピークホールド回
   路。