JPH06103338B2 - 蓄電池の放電状態表示回路 - Google Patents
蓄電池の放電状態表示回路Info
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- JPH06103338B2 JPH06103338B2 JP62167992A JP16799287A JPH06103338B2 JP H06103338 B2 JPH06103338 B2 JP H06103338B2 JP 62167992 A JP62167992 A JP 62167992A JP 16799287 A JP16799287 A JP 16799287A JP H06103338 B2 JPH06103338 B2 JP H06103338B2
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- G—PHYSICS
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は蓄電池の放電状態表示回路に関する。
（従来の技術） 従来、表示装置が蓄電池電圧より高い動作電圧を必要と
する場合に蓄電池の放電状態表示装置が使用される。エ
ネルギー源が例えば単体の蓄電池であり且つ表示装置が
発光ダイオードである場合は、蓄電池電圧は約２ボルト
に高くする必要がある。このような装置は直流電圧増加
装置または上向き制御調整器とも呼ばれる。
する場合に蓄電池の放電状態表示装置が使用される。エ
ネルギー源が例えば単体の蓄電池であり且つ表示装置が
発光ダイオードである場合は、蓄電池電圧は約２ボルト
に高くする必要がある。このような装置は直流電圧増加
装置または上向き制御調整器とも呼ばれる。
このような上向き制御調整器は、たとえば、1985年12月
27日発行の“Elektronik",26/85巻,57ないし59ページに
おいて知られている。そこに示された上向き制御調整器
では、スイッチングトランジスタの駆動は発振器を包含
する制御調整器によって行われる、すなわち、スイッチ
ングトランジスタおよび全体の装置が外部から制御され
る。
27日発行の“Elektronik",26/85巻,57ないし59ページに
おいて知られている。そこに示された上向き制御調整器
では、スイッチングトランジスタの駆動は発振器を包含
する制御調整器によって行われる、すなわち、スイッチ
ングトランジスタおよび全体の装置が外部から制御され
る。
本発明の目的は、部品が少なく、動作が確実で且つ取扱
いが簡単であることが特徴である蓄電池の放電状態表示
回路を提供することである。
いが簡単であることが特徴である蓄電池の放電状態表示
回路を提供することである。
（発明の目的および構成） この目的は、冒頭に述べた形式の放電状態表示回路にお
いて、特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載された手
段によって達成される。
いて、特許請求の範囲第１項の特徴部分に記載された手
段によって達成される。
特に、この対策の長所は、蓄電池テキストキーを必要と
せずに負荷をかけた状態で、蓄電池電圧の測定が自動的
に行われることである。使用者は、装置の円滑な作動を
保証するには蓄電池をいつ再充電すればよいかを正確に
知ることができる。この装置は自己振動を行うため、外
部からの制御を必要としない。したがって、この装置
は、簡単な構造および少ない構造コストを特徴とする。
蓄電池を再充電するか、また取替える時期を表示するた
めの電流消費はわずかである。蓄電池電圧が調整された
閾値以下に低下した場合に、初めて回路が振動し表示装
置が作動する。この装置のヒステリシス現象によって、
調整された閾値の範囲内において光表示装置の明滅は行
われない。
せずに負荷をかけた状態で、蓄電池電圧の測定が自動的
に行われることである。使用者は、装置の円滑な作動を
保証するには蓄電池をいつ再充電すればよいかを正確に
知ることができる。この装置は自己振動を行うため、外
部からの制御を必要としない。したがって、この装置
は、簡単な構造および少ない構造コストを特徴とする。
蓄電池を再充電するか、また取替える時期を表示するた
めの電流消費はわずかである。蓄電池電圧が調整された
閾値以下に低下した場合に、初めて回路が振動し表示装
置が作動する。この装置のヒステリシス現象によって、
調整された閾値の範囲内において光表示装置の明滅は行
われない。
好適な実施態様は特許請求の範囲の従属項から知ること
ができ、その長所を２つの実施例について以下に詳細に
説明する。
ができ、その長所を２つの実施例について以下に詳細に
説明する。
（実施例） 第１図において、エネルギー源は、例えば電圧UBを供給
する単体の蓄電池Ｂである。この場合、蓄電池Ｂの負極
が基準電位を表わしている。ここでは抵抗Ｒで示された
負荷が開閉スイッチＳを通して接続されている。これと
同時に、スイッチＳが閉じている場合、蓄電池Ｂおよび
スイッチＳと直列に、リアクトルＬ、スイッチングトラ
ンジスタを表わす第１トランジスタT1およびエミッタ抵
抗R1が蓄電池電圧UBに接続されている。トランジスタT1
およびエミッタ抵抗R1と並列に発光ダイオードLEDが接
続されている。トランジスタT1および発光ダイオードLE
DのアノードとリアクトルＬとの接続点がＡで表わされ
ている。蓄電池Ｂの正極において、第３トランジスタT3
のエミッタ・コレクタ経路が、抵抗R2および第２トラン
ジスタT2と直列に蓄電池Ｂの負電位に接続されている。
抵抗R2およびトランジスタT2と並列に分圧器R4／R5が接
続され、この接続点にトランジスタT2のベースが接続さ
れている。トランジスタT3のベースは、スイッチＳの蓄
電池Ｂと反対側の端部に抵抗R3を介して接続されてい
る。
する単体の蓄電池Ｂである。この場合、蓄電池Ｂの負極
が基準電位を表わしている。ここでは抵抗Ｒで示された
負荷が開閉スイッチＳを通して接続されている。これと
同時に、スイッチＳが閉じている場合、蓄電池Ｂおよび
スイッチＳと直列に、リアクトルＬ、スイッチングトラ
ンジスタを表わす第１トランジスタT1およびエミッタ抵
抗R1が蓄電池電圧UBに接続されている。トランジスタT1
およびエミッタ抵抗R1と並列に発光ダイオードLEDが接
続されている。トランジスタT1および発光ダイオードLE
DのアノードとリアクトルＬとの接続点がＡで表わされ
ている。蓄電池Ｂの正極において、第３トランジスタT3
のエミッタ・コレクタ経路が、抵抗R2および第２トラン
ジスタT2と直列に蓄電池Ｂの負電位に接続されている。
抵抗R2およびトランジスタT2と並列に分圧器R4／R5が接
続され、この接続点にトランジスタT2のベースが接続さ
れている。トランジスタT3のベースは、スイッチＳの蓄
電池Ｂと反対側の端部に抵抗R3を介して接続されてい
る。
この装置は、負荷を蓄電池Ｂに接続する開閉スイッチＳ
と共同で始めて始動され、蓄電池電圧UBの測定が蓄電池
Ｂの極において直接行われるため、スイッチＳの接続抵
抗がこの測定を誤らせることがない。抵抗44，R5からな
る分圧器は、例えば定格電圧より20％低い所定の蓄電池
電圧UBを下回った場合に、初めトランジスタT2が阻止さ
れるように調整される。この所望の作動閾値（この値以
下で発光ダイオードLEDが表示を出すことになってい
る）は、抵抗R4によって調整される。
と共同で始めて始動され、蓄電池電圧UBの測定が蓄電池
Ｂの極において直接行われるため、スイッチＳの接続抵
抗がこの測定を誤らせることがない。抵抗44，R5からな
る分圧器は、例えば定格電圧より20％低い所定の蓄電池
電圧UBを下回った場合に、初めトランジスタT2が阻止さ
れるように調整される。この所望の作動閾値（この値以
下で発光ダイオードLEDが表示を出すことになってい
る）は、抵抗R4によって調整される。
次のこの装置の動作を説明する。
この考案の出発点として、スイッチＳが開路されてお
り、したがって回路および負荷Ｒに電圧が印加されてお
らず、リアクトルＬおよびコンデンサC1が放電されてい
ると仮定する。いま、スイッチＳが閉路され、すなわち
蓄電池Ｂまたは蓄電池電圧UBが負荷Ｒに接続されると、
これと同時に、リアクトルＬ、トランジスタT1、エミッ
タ抵抗R1および発光ダイオードLEDからなる電流回路も
蓄電池Ｂに接続され、その他の回路部分（抵抗R2、トラ
ンジスタT2、分圧器R4／R5）が、新しく導通されたトラ
ンジスタT3によって励起される。蓄電池電圧UBが、分圧
器R4／R5によって直後に、すなわちスイッチＳのおそら
く変化する接触抵抗の影響を受けずに、運転状態におい
て測定される。蓄電池電圧UBが、抵抗R4によって調整さ
れた閾値を越えると、トランジスタT2が導通し、トラン
ジスタT1が阻止状態に維持される。発光ダイオードLED
は、その降伏電圧がリアクトルＬを介して印加された蓄
電池電圧UBより高いため暗い状態に維持される。
り、したがって回路および負荷Ｒに電圧が印加されてお
らず、リアクトルＬおよびコンデンサC1が放電されてい
ると仮定する。いま、スイッチＳが閉路され、すなわち
蓄電池Ｂまたは蓄電池電圧UBが負荷Ｒに接続されると、
これと同時に、リアクトルＬ、トランジスタT1、エミッ
タ抵抗R1および発光ダイオードLEDからなる電流回路も
蓄電池Ｂに接続され、その他の回路部分（抵抗R2、トラ
ンジスタT2、分圧器R4／R5）が、新しく導通されたトラ
ンジスタT3によって励起される。蓄電池電圧UBが、分圧
器R4／R5によって直後に、すなわちスイッチＳのおそら
く変化する接触抵抗の影響を受けずに、運転状態におい
て測定される。蓄電池電圧UBが、抵抗R4によって調整さ
れた閾値を越えると、トランジスタT2が導通し、トラン
ジスタT1が阻止状態に維持される。発光ダイオードLED
は、その降伏電圧がリアクトルＬを介して印加された蓄
電池電圧UBより高いため暗い状態に維持される。
蓄電池電圧UBが、例えば蓄電池定格電圧より20％低く調
整された閾値以下に低減すると、トランジスタT2はター
ンオフを開始し、トランジスタT1は抵抗R2を介して駆動
されてターンオンする。コンデンサC1は、抵抗R4および
トランジスタT1のコレクタ・エミッタ経路を介して左の
電極が正電位に予備充電される。
整された閾値以下に低減すると、トランジスタT2はター
ンオフを開始し、トランジスタT1は抵抗R2を介して駆動
されてターンオンする。コンデンサC1は、抵抗R4および
トランジスタT1のコレクタ・エミッタ経路を介して左の
電極が正電位に予備充電される。
導通されたトランジスタT1を介して直線的に増加する電
流リアクトルＬを通して流れ始め、このためエミッタ抵
抗R1における電位降下が増加する。これによって、左の
電極に対して正の電圧がコンデンサC1の右の電極に達
し、逆方向に流れる充電電流がトランジスタT2のベース
電位を上昇させ、したがって、このトランジスタT2が導
通し、トランジスタT1が阻止される。リアクトルＬ内に
起生され直前まで印加されていた電圧と逆方向の誘起電
圧が、蓄電池電圧UBに加えられる。トランジスタT1が阻
止された瞬間に、点Ａの電圧が値UDF（UDFは発光ダイオ
ードLEDの通電電圧である）に増加する。
流リアクトルＬを通して流れ始め、このためエミッタ抵
抗R1における電位降下が増加する。これによって、左の
電極に対して正の電圧がコンデンサC1の右の電極に達
し、逆方向に流れる充電電流がトランジスタT2のベース
電位を上昇させ、したがって、このトランジスタT2が導
通し、トランジスタT1が阻止される。リアクトルＬ内に
起生され直前まで印加されていた電圧と逆方向の誘起電
圧が、蓄電池電圧UBに加えられる。トランジスタT1が阻
止された瞬間に、点Ａの電圧が値UDF（UDFは発光ダイオ
ードLEDの通電電圧である）に増加する。
点Ａにおける電圧によって、コンデンサC1の電圧UC1が
再度増加し、このため充電電流によってトランジスタT2
が完全に導通状態を維持し、トランジスタT1が完全に阻
止状態を維持する。発光ダイオードLEDを通して流れる
電流は、リアクトルの誘起電圧の降下によって減少し、
コンデンサC1の電圧UC1が降下し、これによって、トラ
ンジスタT2のベースへのコンデンサC1の充電電流の流入
が減少する。トランジスタT2のベース・エミッタ経路
が、この場合も分圧器R4／R5によって決定され、トラン
ジスタT2が、適合に調整された閾値によってターンオフ
を開始する。このため、トランジスタT1が再び導通し、
上述のように、この経路が繰返される。これは、負荷Ｒ
が接続されている場合に蓄電池電圧UBが所定値以下に低
下すると、直ちに、この装置が振動を開始し、したがっ
て発光ダイオードLEDが発光を開始することを意味して
いる。したがって、本装置は自己振動形であり、トラン
ジスタT1のベースを外部から制御する構成要素を必要と
しない。振動周波数は、発光ダイオードLEDを通る負
荷、およびリアクトルＬおよびコンデンサC1の大きさに
左右される。単体の蓄電池Ｂおよび２ボルトの降伏電圧
を有する発光ダイオードLEDを有する実際の実施例の場
合、振動周波数は約280KHzである。
再度増加し、このため充電電流によってトランジスタT2
が完全に導通状態を維持し、トランジスタT1が完全に阻
止状態を維持する。発光ダイオードLEDを通して流れる
電流は、リアクトルの誘起電圧の降下によって減少し、
コンデンサC1の電圧UC1が降下し、これによって、トラ
ンジスタT2のベースへのコンデンサC1の充電電流の流入
が減少する。トランジスタT2のベース・エミッタ経路
が、この場合も分圧器R4／R5によって決定され、トラン
ジスタT2が、適合に調整された閾値によってターンオフ
を開始する。このため、トランジスタT1が再び導通し、
上述のように、この経路が繰返される。これは、負荷Ｒ
が接続されている場合に蓄電池電圧UBが所定値以下に低
下すると、直ちに、この装置が振動を開始し、したがっ
て発光ダイオードLEDが発光を開始することを意味して
いる。したがって、本装置は自己振動形であり、トラン
ジスタT1のベースを外部から制御する構成要素を必要と
しない。振動周波数は、発光ダイオードLEDを通る負
荷、およびリアクトルＬおよびコンデンサC1の大きさに
左右される。単体の蓄電池Ｂおよび２ボルトの降伏電圧
を有する発光ダイオードLEDを有する実際の実施例の場
合、振動周波数は約280KHzである。
トランジスタT2のベース・エミッタ経路と並列に接続さ
れたコンデンサC2が、トランジスタT2の阻止時間および
リアクトルＬの磁化時間を長くし、そのためリアクトル
Ｌの誘起電圧が上昇し、発光ダイオードLEDが一層明る
く発光する。
れたコンデンサC2が、トランジスタT2の阻止時間および
リアクトルＬの磁化時間を長くし、そのためリアクトル
Ｌの誘起電圧が上昇し、発光ダイオードLEDが一層明る
く発光する。
第２図に示された装置の動作は第１図に示された装置と
同じである。同じ構成要素には同じ符号が付されてい
る。この場合、負荷は直流電動機Ｍであり、この直流電
動機Ｍに平滑コンデンサC4が並列に接続されている。
同じである。同じ構成要素には同じ符号が付されてい
る。この場合、負荷は直流電動機Ｍであり、この直流電
動機Ｍに平滑コンデンサC4が並列に接続されている。
この場合、下方の分圧器抵抗（第１図のR5）は、並列に
接続された抵抗R6，R7と、これに直列に接続された抵抗
R8とからなり、その場合、抵抗R7はNTC抵抗（負の温度
係数を有する抵抗）として構成されている。この抵抗
は、蓄電池の温度経過に適合させるのに使用され、その
場合、この抵抗に対して負荷の種類は当然問題でない。
接続された抵抗R6，R7と、これに直列に接続された抵抗
R8とからなり、その場合、抵抗R7はNTC抵抗（負の温度
係数を有する抵抗）として構成されている。この抵抗
は、蓄電池の温度経過に適合させるのに使用され、その
場合、この抵抗に対して負荷の種類は当然問題でない。
ここで第２図においてコンデンサC1と直列に接続された
抵抗R10は、発生する雑音電圧尖頭値、特に電動機Ｍか
ら生じる雑音電圧尖頭値を抑制するために使用される。
抵抗R10は、発生する雑音電圧尖頭値、特に電動機Ｍか
ら生じる雑音電圧尖頭値を抑制するために使用される。
さらに、第２図に示された構成（トランジスタT4、抵抗
R9、コンデンサC3、ダイオードD1）は、負荷としての直
流電動機Ｍの場合、すなわち誘導特性を有する負荷の場
合、この装置を開閉する際の動作様式を改良するために
使用される。この場合、トランジスタT4のコレクタ・エ
ミッタ経路は、トランジスタT2のコレクタ・エミッタ経
路と並列に接続されている。電動機ＭにコンデンサC3と
ダイオードD1との直列回路が接続されている。ダイオー
ドD1のカソードとコンデンサC3との接続点は、抵抗R9を
介してトランジスタT4のベースに接続されている。
R9、コンデンサC3、ダイオードD1）は、負荷としての直
流電動機Ｍの場合、すなわち誘導特性を有する負荷の場
合、この装置を開閉する際の動作様式を改良するために
使用される。この場合、トランジスタT4のコレクタ・エ
ミッタ経路は、トランジスタT2のコレクタ・エミッタ経
路と並列に接続されている。電動機ＭにコンデンサC3と
ダイオードD1との直列回路が接続されている。ダイオー
ドD1のカソードとコンデンサC3との接続点は、抵抗R9を
介してトランジスタT4のベースに接続されている。
スイッチＳが閉路した場合、電動機Ｍの起動電流によっ
て蓄電池Ｂが一層強く負荷され、蓄電池電圧UBが調整さ
れた作動閾値以下に短時間低下し、この結果、蓄電池Ｂ
がまだ充分に充電されている場合でも発光ダイオードLE
Dが発光するようになる。閉路された場合、時限素子の
役割をなすコンデンサC3および抵抗R9を介してトランジ
スタT4が直ちに導通され、これによって、トランジスタ
T1のベースが基準電位に接続され、したがって回路の振
動が阻止される。コンデンサC3は、抵抗R9およびトラン
ジスタT4の導通されたベース・エミッタ経路を通して放
電する。時定数C3，R9は、トランジスタT4が、どれほど
長く導通状態を維持するか、すなわち閉路時点の後どれ
ほど長くこの装置が停止状態にあるかを決定する。
て蓄電池Ｂが一層強く負荷され、蓄電池電圧UBが調整さ
れた作動閾値以下に短時間低下し、この結果、蓄電池Ｂ
がまだ充分に充電されている場合でも発光ダイオードLE
Dが発光するようになる。閉路された場合、時限素子の
役割をなすコンデンサC3および抵抗R9を介してトランジ
スタT4が直ちに導通され、これによって、トランジスタ
T1のベースが基準電位に接続され、したがって回路の振
動が阻止される。コンデンサC3は、抵抗R9およびトラン
ジスタT4の導通されたベース・エミッタ経路を通して放
電する。時定数C3，R9は、トランジスタT4が、どれほど
長く導通状態を維持するか、すなわち閉路時点の後どれ
ほど長くこの装置が停止状態にあるかを決定する。
電動機を遮断した際、電動機は直ちに停止せずに若干の
時間、運転を続行し、発電機として動作し、短時間回路
に給電し、その結果発光ダイオードLEDを発光させる。
これはスイッチＳを開路した際にトランジスタT4が短時
間導通し、これによってトランジスタT1のベースが同様
に短時間基準電位に接続され、これによって回路の振動
が阻止されることによって防止される。
時間、運転を続行し、発電機として動作し、短時間回路
に給電し、その結果発光ダイオードLEDを発光させる。
これはスイッチＳを開路した際にトランジスタT4が短時
間導通し、これによってトランジスタT1のベースが同様
に短時間基準電位に接続され、これによって回路の振動
が阻止されることによって防止される。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は誘導
性負荷に対する本発明の別の実施例を示す回路図であ
る。 Ｂ…蓄電池、UB…蓄電池電圧、LED…発光ダイオード、
Ｓ…スイッチ、Ｌ…リアクトル、T1ないしT4…トランジ
スタ、R1ないしR10…抵抗、C1ないしC4…コンデンサ、D
1…ダイオード、Ｒ…抵抗（負荷）、Ｍ…電動機（負
荷）。
性負荷に対する本発明の別の実施例を示す回路図であ
る。 Ｂ…蓄電池、UB…蓄電池電圧、LED…発光ダイオード、
Ｓ…スイッチ、Ｌ…リアクトル、T1ないしT4…トランジ
スタ、R1ないしR10…抵抗、C1ないしC4…コンデンサ、D
1…ダイオード、Ｒ…抵抗（負荷）、Ｍ…電動機（負
荷）。
Claims (7)
- 【請求項１】蓄電池にリアクトルとベースが周期的に駆
動される第１のトランジスタとが直列に接続され、且つ
蓄電池から給電される負荷と、前記第１のトランジスタ
のコレクタ・エミッタ経路に並列に接続された表示装置
とを有する蓄電池の放電状態表示装置において、前記第
１のトランジスタのベースと蓄電池の一方の極との間に
第２のトランジスタが設けられ、そのベースは、蓄電池
電圧が所定値以下に低下した際にこの装置が振動を開始
し前記表示装置が作動するようにバイアスされ、前記リ
アクトルを流れる電流に応じて第１のコンデンサによっ
て制御され、前記第２のトランジスタの主電流経路と蓄
電池の一方の極との接続点に、スイッチが設けられ、該
スイッチは、前記負荷を通る電流を閉路するとともに前
記リアクトルを通る電流を閉路し、蓄電池の他方の極と
前記第２のトランジスタの主電流経路との間にある第３
のトランジスタの駆動によって装置を作動させることを
特徴とする蓄電池の放電状態表示回路。 - 【請求項２】前記第２のトランジスタのベースが、蓄電
池と並列に設けられた分圧器によって第３のトランジス
タの主電流経路を介してバイアスされ、第１の抵抗を有
する前記第１トランジスタのベースが蓄電池の他方の極
と接続され、前記第２のトランジスタのベースと、前記
リアクトルの前記第１のトランジスタとの接続点との間
に前記第１のコンデンサが設けられることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の放電状態表示回路。 - 【請求項３】前記第２のトランジスタのベース・エミッ
タ経路と並列に、第２のコンデンサが接続されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
放電状態表示回路。 - 【請求項４】前記第１のコンデンサと直列に第２の抵抗
が直列接続されることを特徴とする、特許請求の範囲第
１項ないし第３項のいずれかに記載の放電状態表示回
路。 - 【請求項５】前記第２のトランジスタのベース抵抗が、
並列接続された２つの抵抗と第３の抵抗との直列回路か
らなり、並列に接続された一方の抵抗が、蓄電池の温度
経過に適合するためのNTC抵抗として構成されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれ
かに記載の放電状態表示回路。 - 【請求項６】前記第２のトランジスタのコレクタ・エミ
ッタ経路と並列に第４のトランジスタが接続され、その
ベースが第４の抵抗を介して第３のコンデンサと負荷に
直列に接続されたダイオードとの接続点に接続され、前
記負荷が誘導性負荷であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の放電状態表
示回路。 - 【請求項７】前記表示装置が発光ダイオードであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第６項のいず
れかに記載の放電状態表示回路。
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