JPS633538B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子機器の電源電圧低下検出回路に
関し、特に電池電圧低下検出回路に関するもので
ある。

電池を内蔵する電子装置においては、電池の電
圧が低下してきたときにアラームを発生するよう
にしておくと便利である。

従来の電源電圧低下検出回路は電池の端子電圧
を検出回路に導き、予め定められた検出電圧より
も電池の端子電圧の方が低下したとき、アラーム
を出力する回路であつた。このような回路を負荷
電流が大幅に変動するような装置に用いる場合に
は電池の内部抵抗と最大負荷電流を考慮して、検
出電圧を装置の最低動作電圧よりも高めに設定す
る必要があつた。

例えばトランシーバの場合、受信状態では負荷
電流（たとえば100mA）が少いため電池の端子
電圧は送信機の最低動作電圧を超えていても、こ
のときプレース・トークスイツチを押して送信状
態にすれば負荷電流（たとえば500mA）が増し
電池の端子電圧が送信機の最低動作電圧を下まわ
る場合がある。この場合、受信状態においても、
現在送信不可能なほど電池が消耗したことを示す
意味で、アラームを発生するために検出電圧を高
めに設定するのである。

しかしながら従来の回路は内部抵抗の異なる何
種類かの電池のいずれでも使用できるようになつ
ている装置には使用できないという欠点を有して
いた。なぜならば、装置の最低動作可能電圧より
検出電圧を何ボルト高く設定するかは電池の内部
抵抗により異るからである。

本発明の目的は前述の欠点を解消し、いかなる
内部抵抗の電池でも使用可能な電源電圧低下検出
回路を提供することにある。

以下図面を参照しながら本発明を説明する。

第１図は本発明による電源電圧低下検出回路を
トランシーバに応用した例である。電池１の負荷
にはプレストークスイツチ２を通じて送信機３又
は受信機４が接続されている。スイツチ２が右側
にあるときは受信状態、左側にあるときは送信状
態である。コンパレータ５は電池端子電圧を抵抗
１３，１４で抵抗分圧した電圧とツエナーダイオ
ード６および抵抗１５で安定化された規準電圧と
を比較し、規準電圧の方が高いときに論理“１”
レベルを出力する。抵抗分圧比は、電池端子電圧
が送信機の最低動作電圧より低くなつたときにコ
ンパレータが論理“１”レベルを出力するように
選ぶ。パルス発生器７は、デユーテイ比の非常に
小さいたとえば数10秒程度の間隔で数10ミリ秒程
度のパルスを発生し、このパルスでトランジスタ
８を導通状態にして擬似負荷抵抗９に電流を流
す。この電流と受信機４の消費電流の和が送信機
３の消費電流とほぼ等しくなるように抵抗９の値
を選ぶ。

Ｄ形フリツプフロツプ１０はパルス発生回路７
の出力パルスの立ち下がりでコンパレータ５の出
力を読み込んで記憶し出力する、フリツプフロツ
プ１０の出力は本例では発光ダイオード駆動用ト
ランジスタ１１に接続されており、発光ダイオー
ド１２を点灯させることにより操作者に電圧低下
を知らせる。なお、１６〜１８は抵抗である。

第２図は第１図の回路の各部の電圧を示した図
である。第２図ａ〜ｄの縦軸はいずれも電圧、横
軸はいずれも時間である。第２図ａは電池１の端
子電圧であり、実線は受信状態の値である。もし
このときにプレス・トークスイツチ２を押すと、
電池端子電圧は破線まで下がる。一点鎖線は送信
機の最低動作電圧を示す。第２図ｂはパルス発生
器７の出力、ｃはコンパレータ５の出力、ｄはフ
リツプフロツプ１０の出力を示す。

すなわち、この検出回路においては、受信状態
でもトランジスタ８は、第２図ｂのパルスが印加
されるので導通状態となりこのとき電池１には最
大負荷がかかるが、フリツプフロツプ１０はこの
ときのコンパレータ５の出力を記憶しているので
受信状態においても、送信不可能な程度に電池が
消耗すれば第２図ｄのごときパルスでトランジス
タ１１を駆動し発光ダイオード１２を点灯させア
ラームを出力する。

本発明の回路を用いれば、電池の消耗速度はわ
ずかに早くなるが電池の内部抵抗と無関係に、か
つ軽い負荷時においても、電池が重い負荷に耐え
られないほど消耗したことが検出できる。一例と
して、電池10本を直列に使用するトランシーバを
考える。電池の種類としてはマンガン乾電池とニ
ツケルカドニウム電池のいずれでも装着できるも
のとする。このトランシーバの消費電流は送信時
500mA、受信時100mAで、最低動作電圧10Vと
する。まず、ニツケルカドミニウム電池を装着し
た場合について考える。この電池を10本直列にし
たとき電圧は12V、内部抵抗は初め3Ω程度で、
放電とともに増大する。

このとき、トランシーバを使用するとともに、
電池の内部抵抗と端子電圧は第３図ａのように変
化する。本例では約６時間後に電池の内部抵抗が
4Ωに達する。このとき受信時（第３図ｂの実線）
は消費電流が100mAなので 12V−（100mA×4Ω）＝11.6V である。したがつて、最低動作電圧10Vより、高
く、問題ないが、送信時（第３図ｂの破線）は消
費電流500mAなので 12V−（500mA×4Ω）＝10V となり、これ以上電池を消耗すると送信不可能と
なる。この最低動作電圧を第３図ｂのVminで示
す。

すなわち、従来の電源電圧低下検出回路によれ
ば、受信時でも端子電圧が11.6Vを割れば検出す
るように規準を設定しなければならない。

次に同じトランシーバにマンガン乾電池を装着
した場合を考える。この電池を10本直列にしたと
き電圧は15V、内部抵抗は初め5Ω程度で放電と
ともに増大する。このとき、トランシーバを使用
するとともに端子電圧と内部抵抗は第４図ａ，ｂ
のように変化する。本例では約８時間後に電池の
内部抵抗が10Ωに達するので送信時（第４図ｂの
破線）端子電圧は10Vとなり、以後送信不可能と
なる。このときの受信時（第４図ｂの実線）端子
電圧は14Vなので、従来の電圧低下検出回路によ
れば検出電圧は14Vとしなければならない。

このように、従来技術によれば実装する電池の
種類によつて検出電圧を変更しなければならない
という不便があつた。

ところが、本発明によれば検出電圧を送信機の
最低動作可能電圧10Vに設定しておけば、ニツケ
ル，カドミニウム電池でもマンガン乾電池でも同
じように電圧低下を検出できる。

ニツケル・カドミニウム電池とマンガン・乾電
池は形状が同じであり、前者は充電にて繰り返し
使用可能だが高価、後者は安価だが充電不可能と
いう一長一短があるので、そのいずれでも装着可
能な機器の要求は多い。この場合本発明の効果が
発揮される。

本発明を用いると電池の寿命は、幾分短くなる
が、その差はわずかである。すなわち、前例の送
信時500mA受信時100mA消費のトランシーズを
送受信の時間比１対９で使用する場合で言うな
ら、本発明のパルス発生器が１分毎に30msecの
パルスを出すようにしておけば、消費電流として
は、送信時間が0.03秒／１分＝0.2％延びるだけ
なので、平均消費電流は0.06％増すだけだからで
ある。

なお、パルス発生器のパルス発生間隔を大きく
した方が平均消費電流の増加は少いが、電圧低下
検出の時間精度が悪くなる。

また発生したパルスの時間巾は短いほど平均消
費電流の増加は少いが、検出回路の安定時間と電
池の急激な負荷変動への応答速度を考慮すると数
10msec以上が好ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検出回路を、プレストーク式
のトランシーバに応用した例である。第２図ａ〜
ｄは第１図の各部の電圧の時間変化を示す図であ
る。第３図ａ，ｂは、第２図においてニツケルカ
ドミニウム電池を使用した場合の内部抵抗、電圧
特性を示す図、第４図ａ，ｂは第２図においてマ
ンガン乾電池を使用した場合の内部抵抗、電圧特
性を示する図である。 図において、１……電池、２……プレストーク
スイツチ、３……送信機、４……受信機、５……
コンパレータ、６……ツエナーダイオード、７…
…パルス発生器、８，１１……トランジスタ、
９，１３，１４，１６〜１８……抵抗、１０……
Ｄ形フリツプフロツプ、１２……発光ダイオード
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１の電流を消費する第１の電子回路と、前
   記第１の電流よりも大きい第２の電流を消費する
   第２の電子回路と、前記第１および第２の電子回
   路に接続された電池とを含み、装置の全動作時間
   のうち前記第１の電子回路の動作時間が占める割
   合が前記第２の電子回路のそれよりも相当大きい
   ような電子装置における前記電池の電圧低下を検
   出する電源電圧低下検出回路において、前記第１
   の電子回路の動作中前記電子装置が間欠的に短時
   間だけ前記第２の電流にほぼ等しい電流を消費す
   るように前記電池に疑似負荷を接続する第１の手
   段と、前記電池の出力電圧と予め設定された前記
   電子装置の動作可能電圧とを比較する第２の手段
   と前記第２の手段の出力を次に前記疑似負荷が前
   記電池に接続されるまで保持しこの出力を検出信
   号として出力する第３の手段とを含むことを特徴
   とする電源電圧低下検出回路。