專利名稱：電流積算值檢測(cè)裝置和電流檢測(cè)裝置及采用它們的電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯示攜帶式信息終端等所采用的一次電池或二次電池的剩余容量的電流積算值檢測(cè)裝置和電流檢測(cè)裝置及采用該檢測(cè)裝置的電池組，尤其是涉及不受檢測(cè)電路中不希望發(fā)生的偏移的影響的電路技術(shù)。
在以筆記本式個(gè)人用計(jì)算機(jī)為代表的攜帶式信息終端中，使用中的電池當(dāng)前還有多少電池剩余量、以后還能使用多久，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)是隨時(shí)都很擔(dān)心的事情。一當(dāng)電池剩余量減少到規(guī)定值以下時(shí)，就必須對(duì)使用者發(fā)出警告，還要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行備份等處理。為此，需要有一種能盡量精確地檢測(cè)電池剩余量的方法。
因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，曾設(shè)想隨時(shí)監(jiān)視電池充的放電電流并對(duì)其進(jìn)行積算從而顯示電池剩余量，作為其一例，已知有公開(kāi)的專利公報(bào)即特開(kāi)平6-258410。在該專利公報(bào)中，作為電池充放電電流的檢測(cè)方法，公開(kāi)了一種在電池的電流通路上串聯(lián)插入一個(gè)用于檢測(cè)電流的電阻、將該電阻上產(chǎn)生的電壓放大到規(guī)定倍并將該放大后的電壓作為控制電壓施加于電壓控制型振蕩器從而得到其頻率與充放電電流值對(duì)應(yīng)的脈沖振蕩信號(hào)的方法。進(jìn)一步，還給出一種通過(guò)對(duì)脈沖振蕩信號(hào)的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)而求得電流積算值的方法。
串聯(lián)插入電池的電流通路的用于檢測(cè)電流的電阻，不能取太大的電阻值，以便盡可能地減小因電壓降而產(chǎn)生的功率損耗，。在筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)的例中，設(shè)定為20毫歐左右的微小值，對(duì)應(yīng)于從幾十毫安到幾安培變化的負(fù)載電流，可得到從1毫伏到100毫伏左右的電壓。該電壓直接或被放大到規(guī)定倍后作為控制電壓施加于上述的電壓控制型振蕩器。另一方面，在供放大用的運(yùn)算放大器或用于構(gòu)成電壓控制型振蕩器的運(yùn)算放大器中，通常不可避免地伴隨有因半導(dǎo)體的制造不合規(guī)格或其他原因產(chǎn)生的正負(fù)5毫伏左右的偏移，對(duì)于上述從1毫伏到100毫伏左右的控制電壓來(lái)說(shuō)，該偏移造成的惡劣影響已大到不能忽略的程度。附帶說(shuō)一下，在如上所述的電流檢測(cè)電阻為20毫歐的情況下，5毫伏的偏移，如換算為電流檢測(cè)誤差，則相當(dāng)于250毫安。
該偏移引起的電流檢測(cè)誤差，在求取電流積算值的情況下影響更大。例如，即使在實(shí)際上負(fù)載電流為零的情況下，也會(huì)誤認(rèn)為連續(xù)消耗著250毫安的電流，作為積算值往往顯示很大的值。
另外，偏移發(fā)生的主要原因是構(gòu)成運(yùn)算放大器的初級(jí)差動(dòng)晶體管對(duì)的閾值電壓不平衡，但除此以外在每一種電路構(gòu)成方法中其原因也可能是各種各樣的。
作為本發(fā)明對(duì)象的課題，是提供一種不受上述運(yùn)算放大器等的偏移的影響的電流檢測(cè)裝置和電流積算值檢測(cè)裝置。
為解決上述課題，本發(fā)明的電流積算值檢測(cè)裝置和電流檢測(cè)裝置及采用該檢測(cè)裝置的電池組，備有串聯(lián)插入電池的電流通路的電流檢測(cè)電阻；積分器；將電流檢測(cè)電阻兩端的電位導(dǎo)向積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與積分器連接的積分電容器；設(shè)置在積分器與積分電容器之間用于切換積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨時(shí)間的推移而變化的積分器輸出電壓達(dá)到以積分電容器的電荷被清除時(shí)得到的積分器輸出電壓為基準(zhǔn)電位并在其正側(cè)的第1規(guī)定的積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第1比較器；當(dāng)?shù)竭_(dá)在同一基準(zhǔn)電位的負(fù)側(cè)的第2規(guī)定的積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第2比較器；當(dāng)?shù)?或第2比較器輸出電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將積分電容器的積分電荷清除為零的積分復(fù)位裝置；以積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度對(duì)在第1或第2比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖中的一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)而對(duì)另一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器；及使對(duì)脈沖計(jì)數(shù)器的遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入反向的遞增/遞減反向裝置。
輸入狀態(tài)選擇器，有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將在電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向積分器的輸入端。另一方面，在狀態(tài)b中，將在電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向積分器的輸入端，或者假想電池電流值為零的狀態(tài)并將該假想狀態(tài)下的電流檢測(cè)電阻的端子間電壓導(dǎo)向積分器的輸入端。具體地說(shuō)，例如，將電流檢測(cè)電阻的任何一個(gè)端子的電壓導(dǎo)向積分器的輸入端。
積分電容器反相裝置，以與輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換積分電容器的連接極性。
因此，積分器，在狀態(tài)a期間，將與電池電流對(duì)應(yīng)的電流和因上述不希望發(fā)生的偏移引起的電流加在一起進(jìn)行時(shí)間積分并作為積分電荷存儲(chǔ)在積分電容器內(nèi)，在狀態(tài)b期間，將與電池電流對(duì)應(yīng)的電流反相后的電流和因上述不希望發(fā)生的偏移引起的電流加在一起進(jìn)行時(shí)間積分，或者僅對(duì)因偏移引起的電流進(jìn)行時(shí)間積分并作為積分電荷存儲(chǔ)在積分電容器內(nèi)。然而，因積分電容器的連接極性由積分電容器反相裝置相對(duì)于狀態(tài)a和狀態(tài)b而反相，所以，對(duì)于上述因偏移引起的電流分量，狀態(tài)a的積分電荷與狀態(tài)b的積分電荷將彼此相減。偏移發(fā)生的機(jī)理或偏移量，在狀態(tài)a和狀態(tài)b中基本不變，所以，在使?fàn)顟B(tài)a和狀態(tài)b的時(shí)間相同的情況下，可將因偏移引起的電流的積分電荷完全消除。另一方面，對(duì)于電池電流分量，在狀態(tài)b中，在使積分器輸入端的電池電流檢測(cè)電壓和積分電容器兩者都反相的情況下將在狀態(tài)b期間存儲(chǔ)在積分電容器內(nèi)的積分電荷以與狀態(tài)a相同的極性相加，并在狀態(tài)b中在使積分器輸入端的電池電流檢測(cè)電壓實(shí)際上為零的情況下將在狀態(tài)a期間的電池電流分量的積分電荷存儲(chǔ)在積分電容器內(nèi)。
因此，在積分器的輸出端，可以得到不受偏移影響的與電池電流的時(shí)間積分值對(duì)應(yīng)的電壓。該電壓隨積分的時(shí)間推移而變化，并當(dāng)其到達(dá)上述第1或第2規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)，由第1或第2比較器輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換，同時(shí)，使上述積分復(fù)位裝置接通并在極短的時(shí)間內(nèi)將積分電容器的積分電荷清除。隨著積分電荷的清除，積分器輸出電壓瞬時(shí)返回初始電位，比較器的輸出電位也瞬時(shí)返回原來(lái)的電位，且使積分復(fù)位裝置斷開(kāi)。然后，進(jìn)入接續(xù)的電池電流積分的下一個(gè)周期。
伴隨著這一連串的動(dòng)作，每當(dāng)進(jìn)行一次積分復(fù)位時(shí)在第1或第2比較器的輸出端產(chǎn)生一個(gè)脈沖。在輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a期間，由脈沖計(jì)數(shù)器對(duì)在第1比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)，并在該狀態(tài)a期間對(duì)在第2比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)。在狀態(tài)b期間，使遞增計(jì)數(shù)和遞減計(jì)數(shù)變?yōu)槠浞聪虻慕M合。上述遞增/遞減反向裝置，以與輸入狀態(tài)選擇器的切換同步的方式動(dòng)作，進(jìn)行該遞增/遞減的反向。
從積分復(fù)位到下一次積分復(fù)位之間的電池電流積算值，決定于電流檢測(cè)電阻值、積分器增益、積分電容器電容值、及規(guī)定的積分復(fù)位電壓等各設(shè)計(jì)參數(shù)，可以為固定值。因此，通過(guò)對(duì)脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以將電池電流的長(zhǎng)時(shí)間的積算值作為數(shù)字值求得。此外，通過(guò)對(duì)在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)(即，頻率)進(jìn)行計(jì)量，可以求得在該時(shí)刻的電池電流值。
從以下配合附圖所進(jìn)行的詳細(xì)的說(shuō)明，可以更清楚地看出本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的圖。
圖2A～圖2C是分別表示輸入狀態(tài)選擇器的具體構(gòu)成例的圖。
圖3A～圖3C是分別表示積分器的具體構(gòu)成例的圖。
圖4A和圖4B是分別表示偏移為相同極性時(shí)的積分器波形的圖。
圖5A和圖5B是分別表示偏移為相反極性時(shí)的積分器波形的圖。
圖6是表示積分器波形的圖。
圖7是表示積分器波形的圖。
圖8是表示積分器波形的圖。
圖9是表示積分器波形的圖。
圖10是表示積分器波形的圖。
圖11是表示本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的圖。
圖12A和圖12B是分別表示積分器波形的圖。
圖13A和圖13B是表示積分器波形的圖。
圖14是表示本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的圖。
圖15是表示積分復(fù)位裝置的變形形態(tài)的圖。
圖16是表示積分選擇開(kāi)關(guān)及放電選擇開(kāi)關(guān)采用MOS晶體管的實(shí)施形態(tài)的圖。
圖17是表示本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的圖。
圖18是表示本發(fā)明第5實(shí)施形態(tài)的圖。
以下，根據(jù)實(shí)施形態(tài)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的圖。在該圖中，1是電池，2是電流檢測(cè)電阻，3是負(fù)載，4是輸入狀態(tài)選擇器，5是積分器，6是積分電容器，7是積分電容器反相裝置，8是第1比較器，9是第1積分復(fù)位電壓源，10是積分復(fù)位裝置，11是脈沖計(jì)數(shù)器，12是計(jì)數(shù)值讀取裝置，13是單位時(shí)間平均電流值計(jì)算裝置，14是充電器，15是充放電切換器。16是第2比較器，17是第2積分復(fù)位電壓源，18是OR門(mén)，19是遞增/遞減反向裝置。作為實(shí)現(xiàn)積分復(fù)位裝置10的方法，有如后文所述的多種方法，但在本第1實(shí)施形態(tài)中，以如圖所示的復(fù)位開(kāi)關(guān)為代表，并標(biāo)記為積分復(fù)位開(kāi)關(guān)10。
電池1，可以是單個(gè)的電池，或者也可以將多個(gè)電池串聯(lián)疊置。此外，可以是一次電池、二次電池中的任何一種。
電流檢測(cè)電阻2，是在電池1和負(fù)載3之間串聯(lián)插入的電阻值(Rsens)為20毫歐左右的電阻器，在其兩端產(chǎn)生與從電池1供給負(fù)載3或者從充電器14供給電池1的電池電流值(Is)之乘積相等的檢測(cè)電壓(Vs)。
輸入狀態(tài)選擇器4，用于將在電流檢測(cè)電阻2的兩端產(chǎn)生的檢測(cè)電壓(Vs)導(dǎo)向積分器5的輸入端，并且有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)。該輸入狀態(tài)選擇器4，在狀態(tài)a中，將在電流檢測(cè)電阻2的兩端產(chǎn)生的檢測(cè)電壓(Vs)導(dǎo)向積分器5的輸入端，在狀態(tài)b中，將該檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向積分器5的輸入端，或者，構(gòu)成將上述Is假想為零的狀態(tài)、即不管實(shí)際的Is如何而Vs實(shí)質(zhì)上等于零的連接狀態(tài)，并將其導(dǎo)向積分器5的輸入端。
在圖2A～圖2C中示出上述輸入狀態(tài)選擇器4的具體構(gòu)成例。在該圖中，401是極性反相開(kāi)關(guān)，402、403是電阻器，404、405是開(kāi)關(guān)，其他已標(biāo)出過(guò)的符號(hào)與圖1相同。
首先，說(shuō)明圖2A的構(gòu)成例的動(dòng)作。極性反相開(kāi)關(guān)401的動(dòng)作，是按狀態(tài)a和狀態(tài)b切換2條輸入線，因此，在狀態(tài)b中，可將檢測(cè)電壓(Vs)的極性反相后導(dǎo)入積分器5。
其次，說(shuō)明圖2B的構(gòu)成例的動(dòng)作。在狀態(tài)a中，開(kāi)關(guān)404是在a位置的斷開(kāi)狀態(tài)，因而將在電流檢測(cè)電阻2的兩端產(chǎn)生的檢測(cè)電壓(Vs)通過(guò)電阻402、403導(dǎo)向積分器5。在狀態(tài)b中，開(kāi)關(guān)401是在b位置的接通狀態(tài)，因而使電流檢測(cè)電阻2兩端產(chǎn)生的檢測(cè)電壓(Vs)在導(dǎo)向積分器5的途中成為短路狀態(tài)。因此，不管電池電流值(Is)如何，被導(dǎo)向積分器5的檢測(cè)電壓(Vs)實(shí)質(zhì)上等于零，因而獲得將電池電流值(Is)假想為零的連接狀態(tài)。這里，由于電流檢測(cè)電阻2是20毫歐左右的低電阻，所以，電阻器402、403是為防止發(fā)生開(kāi)關(guān)401的短路不完全的問(wèn)題而設(shè)置的，從原理上說(shuō)即使不設(shè)置也可以。
接著，說(shuō)明圖2C的構(gòu)成例的動(dòng)作。在狀態(tài)a中，開(kāi)關(guān)405處在a位置，因而將在電流檢測(cè)電阻2的兩端產(chǎn)生的檢測(cè)電壓(Vs)導(dǎo)向積分器5。在狀態(tài)b中，開(kāi)關(guān)405處在b位置，因而在該狀態(tài)下導(dǎo)向積分器5的輸入端的不是電流檢測(cè)電阻2兩端產(chǎn)生的檢測(cè)電壓，而是電流檢測(cè)電阻2的一個(gè)端子的電位。這種所謂的將電流檢測(cè)電阻2的一個(gè)端子的電位導(dǎo)向積分器5的一對(duì)輸入端，是與在狀態(tài)a中使電流檢測(cè)電阻2的電阻值(RSENS)為零等效的。因此，構(gòu)成了不管實(shí)際的電池電流值(Is)如何而將電池電流值(Is)假想為零的連接狀態(tài)。
再回到圖1進(jìn)行說(shuō)明。積分器5，在積分器的輸入端子上通過(guò)輸入狀態(tài)選擇器4接受在電流檢測(cè)電阻2的兩端產(chǎn)生的檢測(cè)電壓(Vs)，并在輸出端子上產(chǎn)生與對(duì)該輸入端子的電壓進(jìn)行時(shí)間積分后的值對(duì)應(yīng)的電壓。
在圖3A～圖3C中示出上述積分器5的具體構(gòu)成例。在該圖中，501是運(yùn)算放大器，502是電阻器，6是積分電容器。此外，在圖1中積分電容器6是與積分器5分開(kāi)示出的，但作為功能來(lái)說(shuō)，是相同的。
首先，圖3A所示的積分器，作為采用運(yùn)算放大器的積分器是眾所周知的。在該電路中，積分電容器6構(gòu)成從運(yùn)算放大器501的輸出端子到負(fù)極性輸入端子的負(fù)反饋回路，由此，在從外向內(nèi)觀察運(yùn)算放大器的輸入端子時(shí)，可將該輸入端子間看成一種假想的短路狀態(tài)。因此，當(dāng)對(duì)積分器5施加電壓時(shí)，其值為該施加電壓除以電阻器502的電阻值(Rg)的電流通過(guò)電阻器502流入積分電容器6，并將等于電流的積分值的電荷存儲(chǔ)在積分電容器6內(nèi)。作為其結(jié)果，當(dāng)設(shè)輸入電壓為Vs、電阻器502的電阻值為Rg、積分電容器6的電容值為C時(shí)，積分電容器6的存儲(chǔ)電荷(Q)及輸出電壓(Vo)，分別以下式表示。Q＝∫(Vs/Rg)dtVo＝-(1/C)∫(Vs/Rg)dt如上式所示，在輸出端得到與輸入電壓的時(shí)間積分值對(duì)應(yīng)的電壓。
可是，在構(gòu)成該積分器的運(yùn)算放大器中，通常多少總會(huì)伴有偏移誤差，所以可用Vd將該偏移誤差表示運(yùn)算放大器的輸入換算偏移電壓。所謂輸入換算偏移電壓，指的是將偏移誤差換算為施加于沒(méi)有偏移誤差的理想放大器的+輸入端子的偏移電壓后表示的電壓。這時(shí)的積分電容器6的存儲(chǔ)電荷(Q)及積分器輸出電壓(Vo)，與式1對(duì)應(yīng)地表示如下。Q＝∫((Vs-Vd)/Rg)dtVo＝-(1/C)∫((Vs-Vd)/Rg)dt其次，說(shuō)明圖3B所示的積分器。在該圖中，503是電壓電流變換放大器，輸出與輸入電壓成比例的電流。在電子電路學(xué)中將其表示為互導(dǎo)(gm)，由差動(dòng)晶體管對(duì)構(gòu)成的電流輸出型差動(dòng)放大器等是其具體例。運(yùn)算放大器501及積分電容器6的動(dòng)作，與前面說(shuō)明過(guò)的圖3A的情況相同，該電壓電流變換放大器503的輸出電流，流過(guò)為構(gòu)成從該運(yùn)算放大器501的輸出端子到其反相輸入端子的負(fù)反饋回路而設(shè)置的積分電容器6，并作為與該電流的積分值相等的電荷進(jìn)行存儲(chǔ)，其結(jié)果是，積分電容器6的存儲(chǔ)電荷(Q)及輸出電壓(Vo)，可分別以下式表示。Q＝∫(Vs·gm)dtVo＝-(1/C)∫(Vs·gm)dt如式3所示，得到了與電壓電流變換放大器503的輸入電壓的時(shí)間積分值對(duì)應(yīng)的電壓。與上述一樣，電壓電流變換放大器503的輸入換算偏移電壓為Vd時(shí)的積分電容器6的存儲(chǔ)電荷(Q)及積分器輸出電壓(Vo)，與式(3)、式(4)對(duì)應(yīng)地表示如下。Q＝∫((Vs+Vd)·gm)dtVo＝-(1/C)∫((Vs+Vd)·gm)dt其次，說(shuō)明圖3C所示的積分器。在該圖中，504、505是運(yùn)算放大器，506、507是FET。本電路，在輸入端子側(cè)的直流電位為接近0V的低電位、積分器的動(dòng)作基準(zhǔn)電位為中電位(2.5V)下進(jìn)行動(dòng)作。FET507的柵極由運(yùn)算放大器505控制，并決定使其漏電極(100k側(cè))的電位與基準(zhǔn)電位(2.5V)一致的電流值。FET506的柵極由運(yùn)算放大器504控制，并決定使其源電極(5k側(cè))的電位與FET507的源電極電位一致的電流值。這時(shí)，如在輸入端子間施加輸入電壓，則為使兩個(gè)FET的源電極電位一致而控制FET506的電流，并由此而產(chǎn)生與輸入電壓除以Rg后的值相當(dāng)?shù)碾娏髯兓?，將其從FET506的漏電極供給到運(yùn)算放大器501的負(fù)輸入端子。運(yùn)算放大器501中的積分動(dòng)作，與上述的例相同。
再回到圖1進(jìn)行說(shuō)明。在圖1中，積分電容器6雖然如上所述是積分器5的一個(gè)構(gòu)成要素，但為了明確地表示出與積分電容器反相裝置7的關(guān)系，如圖所示，將其配置和標(biāo)記在積分器5之外。
積分電容器反相裝置7，與上述輸入狀態(tài)選擇器4的狀態(tài)切換同步地使積分電容器6的連接極性反相。
以下，先說(shuō)明由以上的構(gòu)成要素(1-7)構(gòu)成的部分的動(dòng)作。
根據(jù)輸入狀態(tài)開(kāi)關(guān)4為圖2C、積分器5為圖3A的情況進(jìn)行說(shuō)明。如設(shè)從電池1流向負(fù)載3的電流的方向?yàn)檎?Is)，且在電流檢測(cè)電阻2的端子間產(chǎn)生的電壓(Vs)以電池1側(cè)的端子為基準(zhǔn)來(lái)決定，則下式成立。
Vs＝-RSENS·Is現(xiàn)考慮輸入狀態(tài)開(kāi)關(guān)4處在狀態(tài)a(圖中實(shí)線箭頭)而積分電容器反相裝置7也與其同步地處在狀態(tài)a(圖中實(shí)線箭頭)的期間(Ta)。以式5表示的檢測(cè)電壓(Vs)，被導(dǎo)向圖3A所示形式的積分器5，在積分器5中，使其值為該檢測(cè)電壓(Vs)除以Rg的電流流向積分電容器6，并將與該電流的積分值相等的電荷存儲(chǔ)在積分電容器6內(nèi)。然后，積分器5的輸出端子電壓隨著該電荷的不斷存儲(chǔ)而變化，該電壓變化量對(duì)應(yīng)于檢測(cè)電壓(Vs)的積分值。
另外，作為積分器構(gòu)成要素的運(yùn)算放大器501具有輸入換算偏移電壓為Vd，所以與該輸入換算偏移電壓為Vd的積分值對(duì)應(yīng)的電荷也一并存儲(chǔ)在積分電容器6內(nèi)，因而在輸出端子上產(chǎn)生的電壓變化量中也要加上由此而產(chǎn)生的電壓變化。
接著，考慮輸入狀態(tài)開(kāi)關(guān)4轉(zhuǎn)換到狀態(tài)b(圖中虛線箭頭)而積分電容器反相裝置7也與其同步地轉(zhuǎn)換到狀態(tài)b(圖中虛線箭頭)后的期間(Tb)。因輸入狀態(tài)開(kāi)關(guān)4處在狀態(tài)b，所以不是將檢測(cè)電壓(Vs)導(dǎo)向積分器5而是將零電壓輸入積分器5。因此，積分器5僅對(duì)作為積分器構(gòu)成要素的運(yùn)算放大器501的輸入換算偏移電壓(Vd)進(jìn)行積分。然而，在狀態(tài)b中，因積分電容器的連接由積分電容器反相裝置反相，所以，積分電容器6的存儲(chǔ)方式是以在先前的狀態(tài)a期間(Ta)的最終時(shí)刻存儲(chǔ)的存儲(chǔ)電荷為初始值并在狀態(tài)b期間(Tb)減去與其值為輸入換算偏移電壓(Vd)除以Rg的電流的積分值相等的電荷。如更為嚴(yán)密地表達(dá)，則應(yīng)為「存儲(chǔ)方式是以在先前的狀態(tài)a期間(Ta)的最終時(shí)刻存儲(chǔ)的存儲(chǔ)電荷的反相后的狀態(tài)為初始值并在狀態(tài)b期間(Tb)加上與其值為輸入換算偏移電壓(Vd)除以Rg的電流的積分值相等的電荷?！梗@里重要的是，當(dāng)狀態(tài)b期間(Tb)的偏移誤差部分的存儲(chǔ)電荷與狀態(tài)a期間(Ta)的偏移誤差部分的存儲(chǔ)電荷正好極性相反時(shí)，最終想要求得的是狀態(tài)a期間(Ta)的積分值的總和，所以，如上所述的將狀態(tài)a期間內(nèi)的存儲(chǔ)電荷的極性作為基準(zhǔn)的表達(dá)方式是適當(dāng)?shù)摹?br> 因此，在狀態(tài)b期間(Tb)結(jié)束并剛轉(zhuǎn)換到下一個(gè)狀態(tài)a之后的時(shí)刻，存儲(chǔ)在積分電容器6內(nèi)的電荷變?yōu)閺脑谧畛醯臓顟B(tài)a期間(Ta)中存儲(chǔ)的與檢測(cè)電壓(Vs)的積分值和輸入換算偏移電壓(Vd)的積分值相加的值相當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)電荷減去在狀態(tài)b期間(Tb)中存儲(chǔ)的與輸入換算偏移電壓(Vd)的積分值相當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)電荷后的值。這里，由于將狀態(tài)a的期間(Ta)與狀態(tài)b的期間(Tb)設(shè)定得相等，所以，能將輸入換算偏移電壓(Vd)的影響完全消除，并可以只將與檢測(cè)電壓(Vs)的積分值對(duì)應(yīng)的電荷存儲(chǔ)在積分電容器6內(nèi)。與此同時(shí)，在積分器5的輸出端子上得到的電壓，也消除了輸入換算偏移電壓(Vd)的影響。
通過(guò)使上述狀態(tài)a的期間(Ta)與狀態(tài)b的期間(Tb)交替地反復(fù)，可以一面消除輸入換算偏移電壓(Vd)的影響，一面持續(xù)進(jìn)行檢測(cè)電壓(Vs)的積分、即電池電流的積分。當(dāng)然，對(duì)檢測(cè)電流進(jìn)行積分的期間是將狀態(tài)a期間(Ta)加在一起的期間(∑Ta)，即等于全部時(shí)間的一半，但對(duì)其補(bǔ)正時(shí)只要將積分值加倍就足夠了。對(duì)此只須使Ta的反復(fù)周期為電池電流變化周期的一半以下即可，關(guān)于這一點(diǎn)可以由采樣理論加以證明。而在通常情況下，電池電流變化緩慢，所以在這方面出現(xiàn)問(wèn)題的情況很少。
對(duì)如上所述的偏移誤差消除機(jī)理，可用公式說(shuō)明如下。
設(shè)使?fàn)顟B(tài)a的期間依次反復(fù)為T(mén)a1、Ta2、Ta3、…、TaN、使?fàn)顟B(tài)b的期間依次反復(fù)為T(mén)b1、Tb2、Tb3、…、TbN、各期間的存儲(chǔ)電荷為Qa1、Qa2、Qa3、…、QaN及Qb1、Qb2、Qb3、…、QbN、各期間的積分器輸出電壓變化量為Voa1、Voa2、Voa3…、VoaN及Vob1、Vob2、Vob3、…、VobN，則下式成立。[式6]QaN＝∫TaN(RSENS·Is/Rg)dt+∫TaN(Vd/Rg)dtQbN＝∫TbN(Vd/Rg)dtVoaN＝(1/C)∫TaN(RSENS·Is/Rg)dt+(1/C)∫TaN(Vd/Rg)dtVobN＝-∫TbN(Vd/Rg)dt∑(QaN+QbN)＝∫Ta(RSENS·Is/Rg)dt∑(VoaN+VobN)＝(1/C)∫Ta(RSENS·Is/Rg)dt在上式中，在積分符號(hào)∫的右下方標(biāo)記的TaN、TbN，意味著輸入狀態(tài)選擇器具有第N次的狀態(tài)a或狀態(tài)b、其積分時(shí)間為T(mén)aN、TbN。此外，在積分符號(hào)∫的右下方標(biāo)記的Ta，意味著在整個(gè)狀態(tài)a期間進(jìn)行積分。在Q、Vo的右下方標(biāo)記的各類符號(hào)，意義也相同。
式6的第1式和第3式的右邊第1項(xiàng)及第2項(xiàng)，分別對(duì)應(yīng)于電池電流檢測(cè)電壓的積分值及積分器的偏移誤差的積分值。式6的第5式表示，當(dāng)求取狀態(tài)a的存儲(chǔ)電荷與狀態(tài)b的存儲(chǔ)電荷的總和時(shí)，應(yīng)求得與消除了偏移誤差的影響的電池電流的積分值對(duì)應(yīng)的值。同樣，第6式表示，當(dāng)求取狀態(tài)a的積分器輸出電壓變化與狀態(tài)b的積分器輸出電壓變化的總和時(shí)，應(yīng)求得與消除了偏移誤差的影響的電池電流的積分值對(duì)應(yīng)的電壓。
以下，用波形圖說(shuō)明以上情況。圖4A示出積分電容器的電荷變化波形，圖4B示出積分器輸出電壓的變化波形。
在圖4A中，虛線是假想偏移誤差不存在的情況時(shí)的電荷變化，與此相反，實(shí)線是具有極性與電池電流檢測(cè)電壓相同而大小為其一半的偏移誤差時(shí)的電荷變化。在狀態(tài)a期間(Ta1)，將檢測(cè)電壓分量與偏移分量加在一起進(jìn)行積分，所以實(shí)線以虛線的1.5倍的斜率變化。接著，在狀態(tài)b期間(Tb1)，僅對(duì)偏移誤差分量進(jìn)行積分并以相反的極性存儲(chǔ)在積分電容器內(nèi)，因此電荷僅減少與其相當(dāng)?shù)牟糠?，在Tb1的最終時(shí)刻，與虛線的假想偏移誤差不存在的情況時(shí)的電荷一致。即，通過(guò)期間Ta1和Tb1后所看到的積分電容器的電荷，消除了偏移誤差的影響，因而得到僅對(duì)電池電流的檢測(cè)電壓進(jìn)行積分的值。在接著的Ta2、Tb2期間及其以后的期間，也以同樣的方式將不受偏移誤差影響的與僅對(duì)電池電流的檢測(cè)電壓進(jìn)行積分的值相當(dāng)?shù)碾姾刹粩嗟叵嗉印?br> 圖4B是表示與上述圖4的情況相同時(shí)的積分器輸出電壓的圖。輸出電壓的原點(diǎn)0，表示將積分電容器的初始電荷清除為零時(shí)的輸出電壓，并不表示接地電位。虛線為無(wú)偏移誤差的情況，實(shí)線為具有極性與電池電流檢測(cè)電壓相同而大小為其一半的偏移誤差的情況。當(dāng)從狀態(tài)a轉(zhuǎn)換到狀態(tài)b時(shí)、或從狀態(tài)b轉(zhuǎn)換到狀態(tài)a時(shí)，因積分電容器的連接反相，所以如圖中的箭頭所示，在上述每個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)刻輸出電壓反相。當(dāng)從Ta1轉(zhuǎn)換到Tb1時(shí)，以Ta1的最終時(shí)刻的輸出電壓反相后的電壓為起點(diǎn)而變化，并僅對(duì)偏移誤差分量進(jìn)行積分，在Tb1的最終時(shí)刻與用虛線表示的無(wú)偏移誤差時(shí)的輸出電壓一致。從Tb1剛轉(zhuǎn)換到Ta2后，與Ta1的最后時(shí)刻的無(wú)偏移誤差時(shí)的輸出電壓一致。以后也依次同樣地反復(fù)進(jìn)行，并在狀態(tài)a的各期間的初始時(shí)刻得到不受偏移誤差影響的與僅對(duì)電池電流檢測(cè)電壓進(jìn)行積分的值相當(dāng)?shù)妮敵鲭妷骸?br> 其次，在圖5A和圖5B中示出偏移誤差以與電池電流檢測(cè)電壓相反的極性存在的情況。圖中示出的是偏移誤差的大小等于電池電流檢測(cè)電壓的1/4的情況。在狀態(tài)a期間，與上述圖4的例相反，實(shí)線一方的斜率小。另外，在狀態(tài)b期間的斜率與上述圖4的例相反。但是，在消除偏移誤差影響的效果方面完全相同。
可是，從圖4A～圖5B都可以看出，積分電容器電荷及輸出電壓都是隨時(shí)間的推移而增大，因而可以預(yù)見(jiàn)到最終將到達(dá)電路的動(dòng)作極限而使動(dòng)作失敗。因此，作為一種對(duì)策，在使用時(shí)可將執(zhí)行積分的時(shí)間限定于使電路動(dòng)作不失敗的范圍內(nèi)。另一種方法是，每當(dāng)積分值達(dá)到預(yù)定值時(shí)反復(fù)將積分電容器的電荷復(fù)位，并同時(shí)使用該復(fù)位次數(shù)的計(jì)數(shù)值。再回到圖1對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。
在圖1中，第1比較器8，對(duì)積分器5的輸出電壓和第1積分復(fù)位電壓(VRESET1)進(jìn)行比較，當(dāng)積分器5的輸出電壓隨時(shí)間的推移從低的值上升而達(dá)到VRESET1時(shí)，使輸出電壓從低電平轉(zhuǎn)換為高電平。當(dāng)?shù)?比較器8的輸出電壓變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，積分復(fù)位開(kāi)關(guān)10接通，并將積分電容器6的電荷大體上瞬時(shí)地復(fù)位為零。當(dāng)積分電容器6的電荷復(fù)位為零時(shí)，積分器5的輸出電壓變?yōu)槌跏贾?零)，第1比較器8，使其輸出電壓轉(zhuǎn)換為低電平。于是，積分復(fù)位開(kāi)關(guān)10返回?cái)嚅_(kāi)狀態(tài)，繼續(xù)進(jìn)行下一步的積分。為將積分電容器的電荷復(fù)位，盡管時(shí)間短但仍需要一定的時(shí)間，并且在該時(shí)間內(nèi)使第1比較器8的輸出保持高電平是必要條件，對(duì)此通過(guò)嚴(yán)格地使作為積分器5的構(gòu)成要素的運(yùn)算放大器不能急速地響應(yīng)而將第1比較器8轉(zhuǎn)換為低電平延遲，一般能滿足上述必要條件。為了更加可靠，只需在將第1比較器8的輸出導(dǎo)向復(fù)位開(kāi)關(guān)10的途中插入單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器等能保持一定時(shí)間的電路即可。
通過(guò)反復(fù)進(jìn)行上述積分和復(fù)位，可以防止發(fā)生因積分器5的輸出電壓不斷增大而使動(dòng)作失敗的問(wèn)題，并能繼續(xù)進(jìn)行積分。而且，通過(guò)對(duì)復(fù)位次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以求得全部時(shí)間的積分值。當(dāng)設(shè)復(fù)位次數(shù)的計(jì)數(shù)值為K時(shí)，如應(yīng)用上述的式6的第6式，則下式成立。[式7]K·VRESET1+(最終復(fù)位后的積分器出力電壓)＝(1/C)∫Ta(RSENS·Is/Rg)dt在上式中，如使K增大到幾十以上，則可將最終復(fù)位后的積分器輸出電壓忽略，并使用復(fù)位次數(shù)計(jì)數(shù)值(K)用下式求取電池電流(Is)的積分值。[式8]∫Ta(Is)dt＝K·VRESET1·C·Rg/RSENS如從作為本發(fā)明的基本目的的電池剩余量計(jì)量來(lái)看，則更為重要的是作為積分值能得到較大的值，因而計(jì)數(shù)值當(dāng)然也是較大的值，所以使K大到幾十以上的必要條件，可以充分地得到滿足。假定，在特殊的用法中，在對(duì)小的積分值范圍進(jìn)行計(jì)量的情況下，可以與之相應(yīng)地將積分電容器的電容值設(shè)定為其他常數(shù)。
用波形圖更為詳細(xì)地說(shuō)明上述積分復(fù)位的情況。
圖6是在與前面圖4所述相同的條件下采用上述積分復(fù)位時(shí)的積分器輸出電壓波形圖。表示輸出電壓的縱軸的原點(diǎn)0，與前面給出的圖4A～圖5B相同，表示將積分電容器的初始電荷清除為零時(shí)的輸出電壓。也同樣地定義了第1積分復(fù)位電壓(VRESET1)，在本例中設(shè)定為3V。偏移誤差的大小為電池電流檢測(cè)電壓的一半而極性相同。圖中Ta1期間的虛線，是假想不存在電池電流的偏移誤差時(shí)的僅與檢測(cè)電壓的積分值對(duì)應(yīng)的輸出電壓，Ta1期間中的電壓增加為1V。另一方面，實(shí)線是與含有偏移誤差的積分值對(duì)應(yīng)的輸出電壓，在該同一期間中的電壓增加為1.5V。在Ta3期間中，積分器輸出電壓達(dá)到VRESET1，因而將積分器輸出電壓復(fù)位為零。這是第1次復(fù)位。第2次復(fù)位，發(fā)生在從第1次復(fù)位起經(jīng)過(guò)(Ta+Tb)的3倍時(shí)間后的Ta6期間內(nèi)。在這之后，以相同的周期發(fā)生第3次復(fù)位，并反復(fù)進(jìn)行。在該圖的下部，以復(fù)位脈沖的形式示出。
由于使TaN和TbN為一對(duì)并將偏移消除，所以，對(duì)例如到Tb9結(jié)束時(shí)刻為止的積分值總和，試將根據(jù)復(fù)位次數(shù)計(jì)數(shù)值求得的值與從不存在偏移誤差時(shí)的假想值(圖中虛線)求得的值進(jìn)行比較。首先，前者，計(jì)數(shù)值為K＝3，VRESET1＝3V，且Tb9結(jié)束時(shí)刻的電壓為零，所以積分值的總和為9V。另一方面，后者，Ta1期間中的電壓增加為1V，由于這里是9個(gè)期間，所以積分值的總和為9V。因此，可以看出，從計(jì)數(shù)值求得的積分值總和與不存在偏移誤差時(shí)的假想值的積分值總和一致。
在以上說(shuō)明的圖6的情況中，為了能在復(fù)位的周期時(shí)間內(nèi)具有多個(gè)Ta和Tb期間，將Ta和Tb的切換周期設(shè)定得較短。下面，與之相反，說(shuō)明將Ta和Tb的切換周期設(shè)定得較長(zhǎng)的情況。
圖7是將Ta和Tb的切換周期設(shè)定得比復(fù)位周期長(zhǎng)的情況下的積分器輸出電壓波形圖。縱軸原點(diǎn)的定義與圖6的情況相同。第1積分復(fù)位電壓(VRESET1)設(shè)定為3V。偏移誤差的大小為電池電流檢測(cè)電壓的1/5而極性相同。在最初的狀態(tài)a期間(Ta1)，對(duì)1個(gè)單位的電池電流檢測(cè)電壓加上0.2個(gè)單位的偏移誤差并進(jìn)行積分，每當(dāng)積分輸出電壓達(dá)到VRESET1時(shí)進(jìn)行復(fù)位，在該期間內(nèi)的復(fù)位次數(shù)為4。接著，在Tb1期間，僅對(duì)偏移分量進(jìn)行積分，因而，在Ta2的最初時(shí)刻，變?yōu)樵赥a1和Tb1中將偏移誤差消除后的積分器輸出電壓。在這之后，通過(guò)反復(fù)進(jìn)行以下動(dòng)作而將偏移分量消除，同時(shí)對(duì)復(fù)位次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而僅求得電池電流分量的積分值。在圖示的例中，因K＝15、VRESET1＝3V，所以，從Ta1到Tb4的期間內(nèi)的積分器輸出電壓的總和為45V。
這樣，從圖6和圖7的情況可以看出，狀態(tài)a和狀態(tài)b的切換周期與復(fù)位周期的大小關(guān)系，哪個(gè)大哪個(gè)小都可以。
再回到圖1進(jìn)行說(shuō)明。脈沖計(jì)數(shù)器11，對(duì)在比較器8的輸出端產(chǎn)生的復(fù)位脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)值讀取裝置12，在接收到讀取指令的時(shí)刻，鎖存脈沖計(jì)數(shù)器11的計(jì)數(shù)值。通過(guò)觀察其輸出，可以得知在接收到上述讀取指令的時(shí)刻前的電池電流積算值。單位時(shí)間平均電流值計(jì)算裝置13，存儲(chǔ)根據(jù)前一個(gè)讀取指令讀出的電池電流積算值，并計(jì)算與最新的電池電流積算值的差分。將該差分除以上述讀取指令的時(shí)間間隔，即可得知單位時(shí)間平均電流值。進(jìn)一步，如果將讀取指令間隔適當(dāng)?shù)卦O(shè)定為較短的時(shí)間，則實(shí)際上可以將該單位時(shí)間平均電流值看作瞬時(shí)電流值。
以下，說(shuō)明在圖1中從由充放電切換器15向負(fù)載側(cè)供給電池電流的放電模式切換為由充電器14使充電電流流向電池的充電模式的情況。假定輸入狀態(tài)選擇器4具有與前面的說(shuō)明相同的圖2C的形式。
在這種情況下，電池1是可充電的二次電池。以下，說(shuō)明充電時(shí)的動(dòng)作。充電時(shí)流過(guò)電流檢測(cè)電阻2的電流的方向與放電時(shí)相反，所以，檢測(cè)電壓當(dāng)然也反相。因此，在積分器5中積分并存儲(chǔ)在積分電容器6內(nèi)的電荷的極性也與放電時(shí)反相，因而積分器輸出電壓的變化，也與放電時(shí)相反而向負(fù)的方向改變。第2比較器16，將該向負(fù)方向變化的輸出電壓與第2積分復(fù)位電壓(VRESET2)進(jìn)行比較，當(dāng)積分器5的輸出電壓隨時(shí)間的推移從高的值下降而達(dá)到VRESET2時(shí)，使輸出電壓從低電平轉(zhuǎn)換為高電平。當(dāng)?shù)?比較器16的輸出電壓變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，OR門(mén)18的輸出從低電平轉(zhuǎn)換為高電平，同時(shí)使積分復(fù)位開(kāi)關(guān)10接通，并將積分電容器6的電荷清除。在這之后的動(dòng)作，與上述放電模式的情況一樣。
另外，如假定將積分電容器的初始電荷清除時(shí)的積分器輸出電壓為基準(zhǔn)電位，則VRESET1和VRESET2相對(duì)于該基準(zhǔn)電位而位于正/負(fù)對(duì)稱的電位。
脈沖計(jì)數(shù)器11，在本實(shí)施形態(tài)中為遞增/遞減型，并分別將比較器8的輸出連接于遞增計(jì)數(shù)輸入端子，將比較器16的輸出連接于遞減計(jì)數(shù)輸入端子。在充電時(shí)，如上所述，積分復(fù)位由第2比較器16的輸出控制，并將脈沖輸入到遞減計(jì)數(shù)輸入端子。因此，隨著充電的進(jìn)行，每當(dāng)發(fā)生積分復(fù)位時(shí)脈沖計(jì)數(shù)器11的計(jì)數(shù)值減1。在這種情況下，計(jì)數(shù)值的減少，意味著電池與該減少部分對(duì)應(yīng)地進(jìn)行充電。采用了本發(fā)明的裝置，當(dāng)在運(yùn)行過(guò)程中從工作模式(放電模式)切換為充電模式時(shí)，脈沖計(jì)數(shù)器11從遞增計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換為遞減計(jì)數(shù)并繼續(xù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。因此，可以綜合地計(jì)量放電和充電引起的電荷量增減，其結(jié)果是，可以得知電池的剩余量。
從放電模式切換為充電模式時(shí)的積分器輸出電壓波形圖示于圖8。該圖是在Tb2的結(jié)束時(shí)刻從放電模式切換為充電模式的情況。是VRESET1為3V、VRESET2為-3V的情況。
以下，說(shuō)明圖1中的遞增/遞減反向裝置19的作用和效果。假定輸入狀態(tài)選擇器4具有與前面的說(shuō)明相同的圖2C的形式。
遞增/遞減反向裝置19，以與輸入狀態(tài)選擇器4的狀態(tài)切換同步的方式動(dòng)作，其作用是使脈沖計(jì)數(shù)器11的遞增計(jì)數(shù)輸入和遞減計(jì)數(shù)輸入在狀態(tài)a和狀態(tài)b中相互切換。在圖示的例中，在狀態(tài)a，分別將第1比較器8的輸出連接于遞增計(jì)數(shù)輸入端子，將第2比較器16的輸出連接于遞減計(jì)數(shù)輸入端子，而在狀態(tài)b中將其反向連接。
圖9是在放電模式中使放電電流的檢測(cè)電壓(Vs)與偏移誤差電壓(Vd)為1比1且方向也相同的情況下的積分器輸出電壓波形圖。在Ta期間將Vs和Vd相加并進(jìn)行積分，在Tb期間僅對(duì)Vd進(jìn)行積分。圖中以p1、p2、…表示的是在Ta期間產(chǎn)生的復(fù)位脈沖，以q1、q2、…表示的是在Tb期間產(chǎn)生的復(fù)位脈沖。在遞增/遞減反向裝置19的作用下，對(duì)p1、p2、…進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)，對(duì)q1、q2、…進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)。
在本第1實(shí)施形態(tài)中，其作用原本是從由Ta期間的積分產(chǎn)生的電壓變化減去由Tb期間的積分產(chǎn)生的電壓變化，但如圖所示當(dāng)在Tb期間中發(fā)生復(fù)位時(shí)，其計(jì)數(shù)值也要從Ta期間中的計(jì)數(shù)值減去才是正確的，本實(shí)施形態(tài)正符合這個(gè)原理。
其次，在圖10中同樣地示出在充電模式中使充電電流的檢測(cè)電壓(Vs)的大小為偏移誤差電壓(Vd)的3倍的情況下的積分器輸出電壓波形圖。在這種情況下，假定偏移誤差電壓(Vd)與圖9的情況相同。在Ta期間，當(dāng)輸出電壓達(dá)到VRESET2時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位脈沖p1、p2、…，并由脈沖計(jì)數(shù)器11對(duì)該復(fù)位脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)。在Tb期間，當(dāng)輸出電壓達(dá)到VRESET1時(shí)，產(chǎn)生復(fù)位脈沖q1、q2、…，通過(guò)遞增/遞減反向裝置19的作用，對(duì)該復(fù)位脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)。
接著，作為本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)，在圖11中示出輸入狀態(tài)選擇器4為圖2A、積分器5為圖3B的情況。在該圖中，4是輸入狀態(tài)選擇器，用于使?fàn)顟B(tài)a和狀態(tài)b中的連接極性反相。5是與圖3B所述相同的積分器。由電壓電流變換放大器503將輸入電壓變換為gm倍的電流后供給到運(yùn)算放大器501的負(fù)端子，并作為積分電荷存儲(chǔ)在積分電容器6內(nèi)。其他符號(hào)與上述圖1相同。
現(xiàn)考慮輸入狀態(tài)選擇器4處在狀態(tài)a(圖中實(shí)線箭頭)、積分電容器反相裝置7也與其同步地處在狀態(tài)a(圖中實(shí)線箭頭)的期間(Ta)。以上述的式(5)表示的檢測(cè)電壓(Vs)被導(dǎo)向積分器5，積分器5使其值為該檢測(cè)電壓(Vs)乘以gm的電流流過(guò)積分電容器6，并將等于該電流的積分值的電荷存儲(chǔ)在積分電容器6內(nèi)。于是，積分器5的輸出端子電壓隨著該電荷的不斷存儲(chǔ)而變化，該電壓變化量對(duì)應(yīng)于檢測(cè)電壓(Vs)的積分值。
另外，作為積分器構(gòu)成要素的電壓電流變換放大器503，具有輸入換算偏移電壓Vd，所以與該輸入換算偏移電壓Vd的積分值對(duì)應(yīng)的電荷也一并存儲(chǔ)在積分電容器6內(nèi)，因而在輸出端子產(chǎn)生的電壓變化量中也要加上由此而產(chǎn)生的電壓變化。
接著，考慮輸入狀態(tài)選擇器4轉(zhuǎn)換到狀態(tài)b(圖中虛線箭頭)、且積分電容器反相裝置7也與其同步地轉(zhuǎn)換到狀態(tài)b(圖中虛線箭頭)后的期間(Tb)。因輸入狀態(tài)選擇器4處在狀態(tài)b，所以將檢測(cè)電壓(Vs)的極性反相并輸入到積分器5。因此，積分器5將該極性反相后的檢測(cè)電壓(-Vs)和作為該積分器構(gòu)成要素的電壓電流變換放大器503的輸入換算偏移電壓(Vd)相加并進(jìn)行積分。然而，在狀態(tài)b中，積分電容器的連接由積分電容器反相裝置反相，所以，積分電容器6的存儲(chǔ)方式是以在先前的狀態(tài)a期間(Ta)的最終時(shí)刻存儲(chǔ)的存儲(chǔ)電荷為初始值并在狀態(tài)b期間(Tb)減去與其值為有關(guān)偏移分量的輸入換算偏移電壓(Vd)乘以gm的電流的積分值相等的電荷。對(duì)電池電流分量，因檢測(cè)電壓與積分電容器的連接極性同時(shí)反相，所以將狀態(tài)b期間(Tb)的積分電荷與狀態(tài)a期間(Ta)的積分電荷相加。
因此，偏移分量的積分電荷，在狀態(tài)a的期間(Ta)和狀態(tài)b的期間(Tb)中完全消除，只有電池電流分量的積分電荷通過(guò)狀態(tài)a的期間(Ta)和狀態(tài)b的期間(Tb)相加。
在積分器5的輸出端子上產(chǎn)生的電壓，為上述電池電流分量的積分電壓的極性在每個(gè)期間(Ta)期間(Tb)反相的形式。在圖12A和圖12B中以動(dòng)作波形圖表示出上述情況。這里，為便于理解偏差的消除及電池電流分量的積分作用，沒(méi)有考慮積分復(fù)位的作用。圖12A示出積分電容器的電荷變化，圖中的細(xì)線表示僅電池電流分量的積分電荷，虛線表示僅偏移分量的積分電荷，粗線表示兩者的總計(jì)電荷。偏移分量的積分電荷，在Ta加Tb的整個(gè)期間中被消除。因此，電池電流分量和偏移分量的總計(jì)積分電荷，在Tb的結(jié)束時(shí)刻與僅電池電流分量的積分電荷一致。圖12B示出積分器輸出電壓的變化。該圖的縱軸原點(diǎn)0是將積分電容器的電荷清除為零時(shí)的輸出電壓，與圖11所示的基準(zhǔn)電壓一致。圖中的細(xì)線表示假想僅對(duì)電池電流分量進(jìn)行積分時(shí)的電壓，粗線表示包含偏移分量的積分的總計(jì)輸出電壓。從該圖可以看出，在Tb的最終時(shí)刻或Ta的最初時(shí)刻，變?yōu)榕c僅對(duì)電池電流分量進(jìn)行積分的值相等的電壓。
再回到圖11，說(shuō)明包含積分復(fù)位及脈沖計(jì)數(shù)時(shí)的動(dòng)作。第1比較器8和第2比較器16，以相對(duì)于圖中的基準(zhǔn)電壓處在正側(cè)負(fù)側(cè)對(duì)稱電位的積分復(fù)位電壓(VRESET1、VRESET2)為各自的比較基準(zhǔn)電壓而進(jìn)行動(dòng)作，當(dāng)積分器輸出電壓上升并達(dá)到VRESET1時(shí)，第1比較器8的輸出轉(zhuǎn)換為高電平，當(dāng)積分器輸出電壓下降并達(dá)到VRESET2時(shí)，第2比較器16的輸出轉(zhuǎn)換為高電平。并且，當(dāng)任何一個(gè)比較器的輸出轉(zhuǎn)換為高電平時(shí)，積分復(fù)位開(kāi)關(guān)10接通，并將積分電容器6的電荷清除，從而使積分復(fù)位。這時(shí)，在比較器的輸出端產(chǎn)生脈沖的情況，與以上的說(shuō)明相同。
遞增/遞減反向裝置19，以與輸入狀態(tài)選擇器4的狀態(tài)切換同步的方式動(dòng)作，其作用是使脈沖計(jì)數(shù)器11的遞增計(jì)數(shù)輸入和遞減計(jì)數(shù)輸入在狀態(tài)a和狀態(tài)b中相互切換。在圖示的例中，在狀態(tài)a，分別將第1比較器8的輸出連接于遞增計(jì)數(shù)輸入端子，將第2比較器16的輸出連接于遞減計(jì)數(shù)輸入端子，而在狀態(tài)b中將其反向連接。狀態(tài)b是使電池電流檢測(cè)電壓的極性反相后進(jìn)行積分的期間，由于該期間的積分器輸出電壓的變化方向也被反轉(zhuǎn)，所以是在將遞增/遞減反向后對(duì)該期間內(nèi)產(chǎn)生的復(fù)位脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。對(duì)于由偏移分量產(chǎn)生的復(fù)位脈沖，由于狀態(tài)b期間是將偏移部分減去的期間，所以將遞增/遞減反向后進(jìn)行計(jì)數(shù)也是符合原理的。
圖13A是在放電模式中使放電電流的檢測(cè)電壓(Vs)與偏移誤差電壓(Vd)的大小為2比1且方向相同的情況下的積分器輸出電壓波形圖。在Ta期間將Vs和Vd相加并進(jìn)行積分，在Tb期間將-Vs和Vd相加并進(jìn)行積分。圖中以p1、p2…表示的是在Ta期間產(chǎn)生的復(fù)位脈沖，以q1、q2、…表示的是在Tb期間產(chǎn)生的復(fù)位脈沖。在遞增/遞減反向裝置19的作用下，對(duì)p1、p2…進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)，對(duì)q1、q2、…也進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)。
在本第2實(shí)施形態(tài)中，其他動(dòng)作與上述第1實(shí)施形態(tài)相同，故將其說(shuō)明省略。
圖13B是在放電模式中偏移誤差電壓Vd為放電電流檢測(cè)電壓(Vs)的3倍而方向相同的情況下的積分器輸出電壓波形圖。在Ta期間Vs與Vd相加后進(jìn)行積分，在Tb期間-Vs與Vd相加后進(jìn)行積分。圖中p1、p2……表示的是在Ta期間產(chǎn)生的復(fù)位脈沖，q1、q2……表示的是在Tb期間產(chǎn)生的復(fù)位脈沖。通過(guò)遞增/遞減反向裝置19的作用，p1、p2……進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)，q1、q2……進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)。
在圖13B所示情況下應(yīng)注意的一種情況是在第一和第二兩個(gè)比較器內(nèi)，產(chǎn)生偏移脈沖的僅是以VRESET1為比較基準(zhǔn)電位進(jìn)行動(dòng)作的第一比較器。這種現(xiàn)像是在滿足了所說(shuō)的偏移誤差電壓(Vd)的絕對(duì)值大于放電電流檢測(cè)電壓(Vs)的絕對(duì)值的條件時(shí)而產(chǎn)生的。因此，假若故意地使偏移誤差電壓(Vd)向正側(cè)或負(fù)側(cè)任何一側(cè)發(fā)生偏移，則只限于檢測(cè)電壓(Vs)的絕對(duì)值小于Vd的絕對(duì)值的電流區(qū)域的計(jì)測(cè)，可以啟示我們省略二個(gè)比較器中的一個(gè)。
在以上的說(shuō)明中，說(shuō)明了作為1個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器的遞增/遞減型脈沖計(jì)數(shù)器，其構(gòu)成形式是，每當(dāng)在其遞增計(jì)數(shù)輸入端子上輸入脈沖時(shí)使計(jì)數(shù)值增1，每當(dāng)在遞減計(jì)數(shù)器輸入端子上輸入脈沖時(shí)使計(jì)數(shù)值依次減1。但遞增/遞減型脈沖計(jì)數(shù)器不限于這種形式。例如，眾所周知，在由對(duì)遞增計(jì)數(shù)器輸入端子上所輸入的脈沖進(jìn)行單向計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器和對(duì)遞減計(jì)數(shù)器輸入端子上所輸入的脈沖進(jìn)行單向計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器構(gòu)成并從該2個(gè)脈沖計(jì)數(shù)器中的一個(gè)的計(jì)數(shù)值減去另一個(gè)的計(jì)數(shù)值的情況下，可以獲得實(shí)質(zhì)上與上述的1個(gè)遞增/遞減型脈沖計(jì)數(shù)器等效的功能。
以下，參照?qǐng)D14說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)。在圖14中，用10指示的方框是積分復(fù)位裝置，其內(nèi)容是對(duì)上述第2實(shí)施形態(tài)新設(shè)置的部分。以下，對(duì)該新設(shè)置的積分復(fù)位裝置10進(jìn)行說(shuō)明。在該圖中，110是積分用電容器選擇裝置，111和112是積分選擇開(kāi)關(guān)，120是電容器電荷放電裝置，121和122是放電選擇開(kāi)關(guān)，123是放電電阻，130是開(kāi)關(guān)控制電路，601和602是積分電容器Cx和Cy。這兩個(gè)積分電容器雖然表示在積分裝置10的方框內(nèi)，但這只是為了在圖上標(biāo)記的方便，它們與前面示出的圖11中的積分電容器6相對(duì)應(yīng)。
2個(gè)積分電容器Cx和Cy具有相同的電容值，在功能上也相同，但為了與積分選擇開(kāi)關(guān)及放電選擇開(kāi)關(guān)的狀態(tài)相對(duì)應(yīng)且便于說(shuō)明，附加下標(biāo)字母x和y以示區(qū)別。積分選擇開(kāi)關(guān)111、112和放電選擇開(kāi)關(guān)121、122都由開(kāi)關(guān)控制電路130控制，當(dāng)積分選擇開(kāi)關(guān)選擇積分電容器Cx時(shí)，放電選擇開(kāi)關(guān)選擇積分電容器Cy，而當(dāng)積分選擇開(kāi)關(guān)選擇相反一側(cè)時(shí)，放電選擇開(kāi)關(guān)也選擇相反一側(cè)。
開(kāi)關(guān)控制電路130，以O(shè)R門(mén)18的輸出脈沖作為觸發(fā)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)，每次輸入該觸發(fā)信號(hào)時(shí)，切換x、y兩個(gè)輸出的高、低電平。這將由觸發(fā)電路實(shí)現(xiàn)。另外，觸發(fā)信號(hào)一般是脈沖的上升沿或下降沿，但利用其中的哪一個(gè)則取決于總體電路的邏輯結(jié)構(gòu)，并沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。在圖示的例中，以上升沿作為觸發(fā)信號(hào)，所以以其為前提進(jìn)行說(shuō)明。
按照上述結(jié)構(gòu)，每當(dāng)OR門(mén)18的輸出從低電平轉(zhuǎn)換高電平時(shí)，切換開(kāi)關(guān)控制電路130的x、y輸出的高低電平，因此，使積分選擇開(kāi)關(guān)從x切換到y(tǒng)，同時(shí)放電選擇開(kāi)關(guān)從y切換到x，或者，積分選擇開(kāi)關(guān)從y切換到x，同時(shí)放電選擇開(kāi)關(guān)從x切換到y(tǒng)。
由放電選擇開(kāi)關(guān)選定的積分電容器的電荷，在選擇著放電的期間中通過(guò)放電電阻123完全放電并將電荷清除。因此，當(dāng)下一次OR門(mén)18的輸出從低電平轉(zhuǎn)換為高電平時(shí)，積分選擇開(kāi)關(guān)、放電選擇開(kāi)關(guān)同時(shí)反相，并從在此之前存有積分電荷的積分電容器切換到已將電荷清除的積分電容器。在這種情況下，如從積分器5觀察，則與將積分電容器的電荷基本上瞬時(shí)清除為零的情況等效，因而可以得到與上述第1乃至第2實(shí)施形態(tài)的積分復(fù)位開(kāi)關(guān)同樣的功能。
另外，由放電電阻123的電阻值與積分電容器的靜電電容值之乘積決定的時(shí)間常數(shù)，最好是在積分復(fù)位周期的最短時(shí)間的大約10％以下的較短時(shí)間。而從另一方面看，如電阻值低，則放電時(shí)的峰值電流大，所以在決定時(shí)可兼顧這兩個(gè)方面。
概括地說(shuō)，本實(shí)施形態(tài)備有2個(gè)積分電容器，在一個(gè)電容器對(duì)積分電荷進(jìn)行存儲(chǔ)的期間，另一個(gè)電容器將其存儲(chǔ)電荷清除，每當(dāng)積分器輸出電壓達(dá)到積分復(fù)位電壓時(shí)，通過(guò)切換該2個(gè)電容器進(jìn)行積分復(fù)位。
本實(shí)施形態(tài)的優(yōu)點(diǎn)是積分復(fù)位能有效地基本上瞬時(shí)進(jìn)行；因存儲(chǔ)電荷的清除須慢慢地花費(fèi)時(shí)間進(jìn)行，所以當(dāng)由復(fù)位開(kāi)關(guān)將電容器短路時(shí)不會(huì)發(fā)生脈沖狀的大電流；開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通電阻，與復(fù)位開(kāi)關(guān)的情況相比，容許高的電阻等。
圖15是表示上述第3實(shí)施形態(tài)的積分選擇開(kāi)關(guān)及放電選擇開(kāi)關(guān)的變形形態(tài)的圖。將積分選擇開(kāi)關(guān)和放電選擇開(kāi)關(guān)在功能上疊加示出。
圖16是表示積分選擇開(kāi)關(guān)和放電選擇開(kāi)關(guān)采用MOS晶體管的實(shí)施形態(tài)的圖。將NMOS和PMOS晶體管并聯(lián)連接而構(gòu)成1個(gè)單位開(kāi)關(guān)，采用多個(gè)單位開(kāi)關(guān)并對(duì)其斷續(xù)進(jìn)行組合，從而實(shí)現(xiàn)選擇開(kāi)關(guān)。
另外，這種由MOS晶體管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路，也可以在上述狀態(tài)選擇器4及積分電容器反相裝置中使用。
以下，參照?qǐng)D17說(shuō)明本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)。在圖17中，10是積分復(fù)位裝置，601、602是2個(gè)積分電容器，由該10、601、602構(gòu)成的部分，與上述第3實(shí)施形態(tài)中圖14至圖16所示的電路等效。21是開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生裝置，22是串行通信裝置，23是電流積算值檢測(cè)IC，24是微型計(jì)算機(jī)，25是EEPROM(電可擦可編程ROM)，241是剩余量運(yùn)算裝置，242是校準(zhǔn)裝置。其他與在第1至第3實(shí)施形態(tài)中說(shuō)明過(guò)的基本相同。
在圖中左下部用粗線示出的由電池1、電流檢測(cè)電阻2、負(fù)載3或充電器14、充放電切換器15構(gòu)成的回路中，流過(guò)電池的負(fù)載電流(放電電流)或充電電流。
將電流檢測(cè)電阻2兩端產(chǎn)生的電流檢測(cè)電壓通過(guò)輸入狀態(tài)選擇器4導(dǎo)向積分器5。圖中用雙點(diǎn)鎖線邊框包圍的電路是積分器5，該電路與在前面圖3(C)中示出的電路相同。該部分的互導(dǎo)，由圖示的Rg＝5kΩ決定，為0.2ms(毫西門(mén)子)。運(yùn)算放大器501的基準(zhǔn)電位為2.5V，積分復(fù)位時(shí)的積分器輸出電壓為2.5V。
第1比較器8、第2比較器16，將相對(duì)于2.5V基準(zhǔn)電位的正負(fù)2V的電位(分別為4.5V、0.5V)作為積分復(fù)位電壓。
輸入狀態(tài)選擇器4、積分電容器反相裝置7、遞增/遞減反向裝置19，由開(kāi)關(guān)脈沖發(fā)生裝置21產(chǎn)生的圖中所示的脈沖a、b控制，并同步地進(jìn)行切換。
脈沖計(jì)數(shù)器11的數(shù)據(jù)，通過(guò)串行通信裝置22等傳送到微型計(jì)算機(jī)24，執(zhí)行電池剩余量計(jì)算、單位時(shí)間平均電流值計(jì)算、增益校準(zhǔn)等程序，并取得各運(yùn)算結(jié)果。增益的校準(zhǔn)，在實(shí)施本發(fā)明的電路裝置的調(diào)整過(guò)程中，使校準(zhǔn)用的基準(zhǔn)電流流過(guò)電流檢測(cè)電阻2，并根據(jù)作為此時(shí)的單位時(shí)間平均電流值測(cè)定的結(jié)構(gòu)測(cè)定值與結(jié)構(gòu)基準(zhǔn)值之比求得校正系數(shù)k。將該校正系數(shù)k保存在EEPROM25內(nèi)，在實(shí)際工作時(shí)將該值讀入微型計(jì)算機(jī)，以進(jìn)行增益校正。
以下，參照?qǐng)D18說(shuō)明本發(fā)明的第5實(shí)施形態(tài)。在圖18中，23是電流積算值檢測(cè)IC，其結(jié)構(gòu)與圖17所示相同。26是在電池電流檢測(cè)IC23與微型計(jì)算機(jī)24之間進(jìn)行信息交換的通信裝置。由電池1、電流檢測(cè)電阻2、電流積算值檢測(cè)IC23、微型計(jì)算機(jī)24、通信裝置26構(gòu)成電池組27。29是筆記本式個(gè)人計(jì)算機(jī)等的攜帶式信息終端，其中包括電源291、主機(jī)292、顯示裝置293。28是在電池組27與攜帶式信息終端29之間進(jìn)行信息交換的通信裝置。電池組27，通常以安裝在攜帶式信息終端29內(nèi)的狀態(tài)使用。電池組27內(nèi)的電池1的電力，供給到攜帶式信息終端29的電源，并在攜帶式信息終端內(nèi)變換為所需的幾路電源電壓后供給各個(gè)部分。電池電流的積分值，由電流積算值檢測(cè)IC檢出，將其變換為脈沖計(jì)數(shù)值后的電流積算值數(shù)據(jù)，通過(guò)通信裝置26傳送到微型計(jì)算機(jī)24。在微型計(jì)算機(jī)中，計(jì)算電池剩余量和單位時(shí)間平均電流值，并根據(jù)攜帶式信息終端的主機(jī)的請(qǐng)求指令將這些數(shù)據(jù)通過(guò)通信裝置28傳送到主機(jī)。主機(jī)將適當(dāng)?shù)碾姵厥Ｓ嗔康闹岛彤?dāng)前消耗的電流值或功率值顯示在顯示裝置293上。
如上所述，按照本發(fā)明，備有在電池的電流通路上串聯(lián)插入的電流檢測(cè)電阻、積分器、將在該電流檢測(cè)電阻兩端的電位導(dǎo)向該積分器的輸入端的輸入狀態(tài)選擇器、與積分器連接的積分電容器、及設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置，該輸入狀態(tài)選擇器，有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，在狀態(tài)a中，將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端。另一方面，在狀態(tài)b中，將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端、或者假想電池電流值為零的狀態(tài)并將在該假想狀態(tài)下的該電流檢測(cè)電阻的端子間電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端。
該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地反相，并交替地切換該積分電容器的連接極性，因此，該積分器，在狀態(tài)a期間將與電池電流對(duì)應(yīng)的電流和因上述不希望發(fā)生的偏移引起的電流加在一起進(jìn)行時(shí)間積分并作為積分電荷存儲(chǔ)在該積分電容器內(nèi)，在狀態(tài)b期間，將與電池電流對(duì)應(yīng)的電流反相后的電流和因上述不希望發(fā)生的偏移引起的電流加在一起進(jìn)行時(shí)間積分，或者僅對(duì)因偏移引起的電流進(jìn)行時(shí)間積分并作為積分電荷存儲(chǔ)在該積分電容器內(nèi)，所以，對(duì)上述因偏移引起的電流分量，狀態(tài)a的積分電荷與狀態(tài)b的積分電荷將彼此相減，從而可將因偏移引起的電流的積分電荷完全消除，因此可在該積分器的輸出端得到不受偏移影響的與電池電流的時(shí)間積分值、即與電流積算值對(duì)應(yīng)的電壓。另一方面，對(duì)于電池電流分量，在狀態(tài)b中，在使積分器輸入端的電池電流檢測(cè)電壓和積分電容器兩者都反相的情況下將在狀態(tài)b期間存儲(chǔ)在積分電容器內(nèi)的積分電荷以與狀態(tài)a相同的極性相加，并在狀態(tài)b中在使積分器輸入端的電池電流檢測(cè)電壓實(shí)際上為零的情況下將在狀態(tài)a期間的電池電流分量的積分電荷存儲(chǔ)在積分電容器內(nèi)，因此可在積分器的輸出端得到不受偏移誤差影響的僅與電池電流分量對(duì)應(yīng)的電壓。
另外，還備有當(dāng)隨時(shí)間的推移而變化的積分器輸出電壓達(dá)到以該積分器的積分電容器的電荷被清除時(shí)的輸出電壓為基準(zhǔn)電位并位于正負(fù)對(duì)稱電位的第1或第2規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的2個(gè)比較器、及該比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除為零的積分復(fù)位裝置，因此，可以一面使積分器輸出電壓保留在規(guī)定的電壓范圍內(nèi)，一面繼續(xù)進(jìn)行電流積算，另外，還備有以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度對(duì)該2個(gè)比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)或遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器，因此，通過(guò)對(duì)該脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以將電池的充放電電流的長(zhǎng)時(shí)間的積算值作為數(shù)字值求得。此外，通過(guò)對(duì)在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的脈沖數(shù)(即，頻率)進(jìn)行計(jì)量，可以求得在該時(shí)刻的電池電流值。
本發(fā)明能以其他特定的形式實(shí)施，而不偏離本發(fā)明的主旨或其基本特征。因此，本實(shí)施形態(tài)在各方面都應(yīng)看作是例證性的，并不附加任何限制，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是前面的說(shuō)明限定，因此，在與權(quán)利要求等效的意義和范圍內(nèi)的所有變更均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電流積算值檢測(cè)裝置，其特征在于，備有輸入電流檢測(cè)電壓的輸入端子對(duì)；積分器；將該輸入端子對(duì)的電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與積分器連接的積分電容器；設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨時(shí)間的推移而變化的該積分器輸出電壓達(dá)到以該積分電容器的電荷被清除時(shí)得到的該積分器輸出電壓為基準(zhǔn)電位并在其正側(cè)的第1規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第1比較器；當(dāng)?shù)竭_(dá)在該同一基準(zhǔn)電位的負(fù)側(cè)的第2規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第2比較器；當(dāng)該第1或第2比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除的積分復(fù)位裝置；以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度對(duì)在該第1或第2比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖中的一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)而對(duì)另一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器；及使對(duì)該脈沖計(jì)數(shù)器的遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入反向的遞增/遞減反向裝置；該輸入狀態(tài)選擇器，有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將施加于該輸入端子對(duì)的電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，另一方面，在狀態(tài)b中，將施加于該輸入端子對(duì)的電流檢測(cè)電壓反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端，或者，假想電流檢測(cè)電壓為零的狀態(tài)并將該零電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換該積分電容器的連接極性，該遞增/遞減反向裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式使該遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入交替地反向，并根據(jù)該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值得到電流積算值。
2.一種電流積算值檢測(cè)裝置，其特征在于，備有串聯(lián)插入電流通路的電流檢測(cè)電阻；積分器；將該電流檢測(cè)電阻兩端的電位導(dǎo)向該積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與積分器連接的積分電容器；設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨時(shí)間的推移而變化的該積分器輸出電壓達(dá)到以該積分電容器的電荷被清除時(shí)得到的該積分器輸出電壓為基準(zhǔn)電位并在其正側(cè)的第1規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第1比較器；當(dāng)?shù)竭_(dá)在該同一基準(zhǔn)電位的負(fù)側(cè)的第2規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第2比較器；當(dāng)該第1或第2比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除的積分復(fù)位裝置；以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度對(duì)在該第1或第2比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖中的一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)而對(duì)另一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器；及使對(duì)該脈沖計(jì)數(shù)器的遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入反向的遞增/遞減反向裝置；該輸入狀態(tài)選擇器，有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，另一方面，在狀態(tài)b中，將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電流檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端，或者，假想電流值為零的狀態(tài)并將該假想狀態(tài)下的該電流檢測(cè)電阻的端子間電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換該積分電容器的連接極性，該遞增/遞減反向裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式使該遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入交替地反向，并從該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值得到電流積算值。
3.一種電流積算值檢測(cè)裝置，其特征在于，備有串聯(lián)插入電池的電流通路的電流檢測(cè)電阻；積分器；將該電流檢測(cè)電阻兩端的電位導(dǎo)向該積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與積分器連接的積分電容器；設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨時(shí)間的推移而變化的該積分器輸出電壓達(dá)到以該積分電容器的電荷被清除時(shí)得到的該積分器輸出電壓為基準(zhǔn)電位并在其正側(cè)的第1規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第1比較器；當(dāng)?shù)竭_(dá)在該同一基準(zhǔn)電位的負(fù)側(cè)的第2規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第2比較器；當(dāng)該第1或第2比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除的積分復(fù)位裝置；以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度對(duì)在該第1或第2比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖中的一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)而對(duì)另一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器；使該脈沖計(jì)數(shù)器的遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入反向的遞增/遞減反向裝置；讀取該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的計(jì)數(shù)值讀取裝置；微型計(jì)算機(jī)；包含通過(guò)該電流檢測(cè)電阻供給電池電力的電源電路、主機(jī)和顯示裝置的攜帶式信息終端；及在該微型計(jì)算機(jī)與該攜帶式信息終端之間進(jìn)行信息交換的通信裝置；該輸入狀態(tài)選擇器有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，另一方面，在狀態(tài)b中，將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端，或者，假想電池電流值為零的狀態(tài)并將該假想狀態(tài)下的該電流檢測(cè)電阻的端子間電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換該積分電容器的連接極性，該遞增/遞減反向裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式使該遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入交替地反向，該微型計(jì)算機(jī)，接受由該計(jì)數(shù)值讀取裝置從該脈沖計(jì)數(shù)器讀取的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算電池剩余量的運(yùn)算，該攜帶式信息終端，將由該微型計(jì)算機(jī)計(jì)算出的與電池剩余量有關(guān)的數(shù)據(jù)通過(guò)該通信裝置傳取入該主機(jī)內(nèi)，并在該顯示裝置上顯示與該電池剩余量有關(guān)的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流積算值檢測(cè)裝置，其特征在于該積分器，具有積分器輸入端子對(duì)、積分器輸出端子、第1、第2晶體管、第1、第2、第3運(yùn)算放大器、電阻值相同的第1、第2電阻、另外的電阻值相同的第3、第4電阻、及積分電容器，該第1電阻插入該第1晶體管的源電極和該積分器輸入端子對(duì)的一個(gè)端子之間，該第2電阻插入該第2晶體管的源電極和該積分器輸入端子對(duì)的另一個(gè)端子之間，該第1運(yùn)算放大器，其正極性輸入端子連接于該第2晶體管的源電極，而其負(fù)極性輸入端子連接于該第1晶體管的源電極，其輸出端子與該第1晶體管的柵電極連接，該第2運(yùn)算放大器，其正極性輸入端子連接于該第2晶體管的漏電極，其輸出端子連接于該第2晶體管的柵極，而其負(fù)極性輸入端子與該第3運(yùn)算放大器的正極性輸入端子一起接通著積分基準(zhǔn)電位，該第3、第4電阻，其一端接通著電源電位，而另一端分別連接于該第1、第2晶體管的漏電極，該第3運(yùn)算放大器，其負(fù)極性輸入端子連接于該第1晶體管的漏電極，而其輸出端子與該積分器輸出端子連接，該積分電容器，通過(guò)該積分電容器反相裝置與該第3運(yùn)算放大器的輸出端子及負(fù)極性輸入端子連接。
5.一種電流值檢測(cè)裝置，其特征在于，備有串聯(lián)插入電流通路的電流檢測(cè)電阻；積分器；將該電流檢測(cè)電阻兩端的電位導(dǎo)向該積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與積分器連接的積分電容器；設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨著時(shí)間的推移而變化的該積分器輸出電壓達(dá)到以該積分電容器的電荷被清除時(shí)得到的該積分器輸出電壓為基準(zhǔn)電位并在其正側(cè)的第1規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第1比較器；當(dāng)?shù)竭_(dá)在該同一基準(zhǔn)電位的負(fù)側(cè)的第2規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第2比較器；當(dāng)該第1或第2比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除的積分復(fù)位裝置；以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度對(duì)在該第1或第2比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖中的一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)而對(duì)另一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器；使對(duì)該脈沖計(jì)數(shù)器的遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入反向的遞增/遞減反向裝置；及根據(jù)該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值計(jì)算單位時(shí)間平均電流值的單位時(shí)間平均電流值計(jì)算裝置；該輸入狀態(tài)選擇器，有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，另一方面，在狀態(tài)b中，將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電流檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端，或者，假想電流值為零的狀態(tài)并將該假想狀態(tài)下的該電流檢測(cè)電阻的端子間電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換該積分電容器的連接極性，該遞增/遞減反向裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式使該遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入交替地反向，該單位時(shí)間平均電流值計(jì)算裝置，以規(guī)定的時(shí)間間隔讀入該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，并將該前后讀入的計(jì)數(shù)值的差分除以該規(guī)定時(shí)間間隔，從而計(jì)算單位時(shí)間平均電流值。
6.一種電流值檢測(cè)裝置，其特征在于，備有串聯(lián)插入電池的電流通路的電流檢測(cè)電阻；積分器；將該電流檢測(cè)電阻兩端的電位導(dǎo)向該積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與積分器連接的積分電容器；設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨時(shí)間的推移而變化的該積分器輸出電壓達(dá)到以該積分電容器的電荷被清除時(shí)得到的該積分器輸出電壓為基準(zhǔn)電位并在其正側(cè)的第1規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第1比較器；當(dāng)?shù)竭_(dá)在該同一基準(zhǔn)電位的負(fù)側(cè)的第2規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第2比較器；當(dāng)該第1或第2比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除的積分復(fù)位裝置；以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度對(duì)在該第1或第2比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖中的一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)而對(duì)另一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器；使對(duì)該脈沖計(jì)數(shù)器的遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入反向的遞增/遞減反向裝置；讀取該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的計(jì)數(shù)值讀取裝置；微型計(jì)算機(jī)；包含通過(guò)該電流檢測(cè)電阻供給電池電力的電源電路、主機(jī)和顯示裝置的攜帶式信息終端；及在該微型計(jì)算機(jī)與該攜帶式信息終端之間進(jìn)行信息交換的通信裝置；該輸入狀態(tài)選擇器有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，另一方面，在狀態(tài)b中，將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端，或者，假想電池電流值為零的狀態(tài)并將該假想狀態(tài)下的該電流檢測(cè)電阻的端子間電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換該積分電容器的連接極性，該遞增/遞減反向裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式使該遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入交替地反向，該微型計(jì)算機(jī)，接受由該計(jì)數(shù)值讀取裝置從該脈沖計(jì)數(shù)器讀取的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算單位時(shí)間平均電流值的運(yùn)算，該攜帶式信息終端，將由該微型計(jì)算機(jī)計(jì)算出的與單位時(shí)間平均電流值有關(guān)的數(shù)據(jù)通過(guò)該通信裝置傳送到該主機(jī)內(nèi)，并在該顯示裝置上顯示與該單位時(shí)間平均電流值有關(guān)的數(shù)據(jù)。
7.一種電池組，其特征在于，備有電池及該電池的電流積算值檢測(cè)裝置或電流值檢測(cè)裝置，該電流積算值檢測(cè)裝置和電流值檢測(cè)裝置，具有串聯(lián)插入該電池的電流通路的電流檢測(cè)電阻；積分器；將該電流檢測(cè)電阻兩端的電位導(dǎo)向該積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與積分器連接的積分電容器；設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨時(shí)間的推移而變化的該積分器輸出電壓達(dá)到以該積分電容器的電荷被清除時(shí)得到的該積分器輸出電壓為基準(zhǔn)電位并在其正側(cè)的第1規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第1比較器；當(dāng)?shù)竭_(dá)在該同一基準(zhǔn)電位的負(fù)側(cè)的第2規(guī)定積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的第2比較器；當(dāng)該第1或第2比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除的積分復(fù)位裝置；以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度對(duì)在該第1或第2比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖中的一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)而對(duì)另一個(gè)比較器的輸出脈沖進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器；使對(duì)該脈沖計(jì)數(shù)器的遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入反向的遞增/遞減反向裝置；讀取該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的計(jì)數(shù)值讀取裝置；及微型計(jì)算機(jī)；該輸入狀態(tài)選擇器有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，另一方面，在狀態(tài)b中，將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端，或者，假想電池電流值為零的狀態(tài)并將該假想狀態(tài)下的該電流檢測(cè)電阻的端子間電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換該積分電容器的連接極性，該遞增/遞減反向裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式使該遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入交替地反向，該微型計(jì)算機(jī)，具有接受由該計(jì)數(shù)值讀取裝置從該脈沖計(jì)數(shù)器讀取的數(shù)據(jù)并計(jì)算電池剩余量或單位時(shí)間平均電流值的運(yùn)算裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組，其特征在于該微型計(jì)算機(jī)備有用于校正該運(yùn)算裝置的計(jì)算值的校準(zhǔn)裝置，該校準(zhǔn)裝置的構(gòu)成方式是，在電流積算值檢測(cè)裝置或電流值檢測(cè)裝置的初始調(diào)整階段，使校正用基準(zhǔn)電流流過(guò)該電流檢測(cè)電阻，并根據(jù)此時(shí)由該電流值檢測(cè)裝置計(jì)算出的單位時(shí)間平均電流值與該校正用的基準(zhǔn)電流值之比求得校正系數(shù)k，將其存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)，而在由電流積算值檢測(cè)裝置或電流值檢測(cè)裝置檢測(cè)該電池的電流積算值或電流值的階段，將存儲(chǔ)在該非易失性存儲(chǔ)器內(nèi)的該校正系數(shù)k傳送到該運(yùn)算裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3中任何一項(xiàng)所述的電流積算值檢測(cè)裝置，其特征在于該積分電容器由2個(gè)電容器構(gòu)成，該積分復(fù)位裝置，在該2個(gè)積分電容器中的一個(gè)電容器對(duì)積分電荷進(jìn)行存儲(chǔ)的期間將另一個(gè)電容器的存儲(chǔ)電荷清除，當(dāng)該第1或第2比較器中的任何一個(gè)輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該2個(gè)電容器相互切換，從而進(jìn)行積分復(fù)位。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的電流值檢測(cè)裝置，其特征在于該積分電容器由2個(gè)積分電容器構(gòu)成，該積分復(fù)位裝置，在該2個(gè)積分電容器中的一個(gè)電容器對(duì)積分電荷進(jìn)行存儲(chǔ)的期間將另一個(gè)電容器的存儲(chǔ)電荷清除，當(dāng)該第1或第2比較器中的任何一個(gè)輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該2個(gè)電容器相互切換，從而進(jìn)行積分復(fù)位。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電池組，其特征在于該積分電容器由2個(gè)積分電容器構(gòu)成，該積分復(fù)位裝置，在該2個(gè)積分電容器中的一個(gè)電容器對(duì)積分電荷進(jìn)行存儲(chǔ)的期間將另一個(gè)電容器的存儲(chǔ)電荷清除，當(dāng)該第1或第2比較器中的任何一個(gè)輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該2個(gè)電容器相互切換，從而進(jìn)行積分復(fù)位。
12.一種電流積算值檢測(cè)裝置，其特征在于，備有輸入電流檢測(cè)電壓的輸入端子對(duì)；積分器；將該輸入端子對(duì)的電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與積分器連接的積分電容器；設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨時(shí)間的推移而變化的該積分器輸出電壓達(dá)到規(guī)定的積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的比較器；當(dāng)該比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除的積分復(fù)位裝置；以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度將在該比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖有選擇地導(dǎo)向該脈沖計(jì)數(shù)器的遞增計(jì)數(shù)輸入端和遞減計(jì)數(shù)輸入端的遞增/遞減反向裝置；該輸入狀態(tài)選擇器，有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將施加于該輸入端子對(duì)的電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，另一方面，在狀態(tài)b中，將施加于該輸入端子對(duì)的電流檢測(cè)電壓反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端，或者，將零電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換該積分電容器的連接極性，該遞增/遞減反向裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式使該遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入交替地反向，并根據(jù)該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值得到電流積算值。
13.一種電流值檢測(cè)裝置，其特征在于，備有串聯(lián)插入電流通路的電流檢測(cè)電阻；積分器；將該電流檢測(cè)電阻兩端的電位導(dǎo)向該積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與該積分器連接的積分電容器；設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨著時(shí)間的推移而變化的該積分器輸出電壓達(dá)到規(guī)定的積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的比較器；當(dāng)該比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除的積分復(fù)位裝置；對(duì)所輸入的脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)或遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器；以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度對(duì)將該比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖有選擇地導(dǎo)向該脈沖計(jì)數(shù)器的遞增計(jì)數(shù)輸入端和遞減計(jì)數(shù)輸入端的遞增/遞減反向裝置；及根據(jù)該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值計(jì)算單位時(shí)間平均電流值的單位時(shí)間平均電流值計(jì)算裝置；該輸入狀態(tài)選擇器，有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，另一方面，在狀態(tài)b中，將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電流檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端，或者將零電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換該積分電容器的連接極性，該遞增/遞減反向裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式使該遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入交替地反向，該單位時(shí)間平均電流值計(jì)算裝置，以規(guī)定的時(shí)間間隔讀入該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，并將該前后讀入的計(jì)數(shù)值的差分除以該規(guī)定時(shí)間間隔，從而計(jì)算單位時(shí)間平均電流值。
14.一種電池組，其特征在于，備有電池及該電池的電流積算值檢測(cè)裝置或電流值檢測(cè)裝置，該電流積算值檢測(cè)裝置或電流值檢測(cè)裝置，具有串聯(lián)插入該電池的電流通路的電流檢測(cè)電阻；積分器；將該電流檢測(cè)電阻兩端的電位導(dǎo)向該積分器輸入端的輸入狀態(tài)選擇器；與該積分器連接的積分電容器；設(shè)置在該積分器和該積分電容器之間用于切換該積分電容器的連接極性的積分電容器反相裝置；當(dāng)隨時(shí)間的推移而變化的該積分器輸出電壓達(dá)到規(guī)定的積分復(fù)位電壓時(shí)輸出對(duì)其進(jìn)行指示的電壓轉(zhuǎn)換的比較器；當(dāng)該比較器輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該積分電容器的積分電荷清除的積分復(fù)位裝置；對(duì)所輸入的脈沖進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)或遞減計(jì)數(shù)的脈沖計(jì)數(shù)器；以該積分復(fù)位裝置的動(dòng)作頻度將在該比較器的輸出端產(chǎn)生的脈沖有選擇地導(dǎo)向該脈沖計(jì)數(shù)器的遞增計(jì)數(shù)輸入端和遞減計(jì)數(shù)輸入端的遞增/遞減反向裝置；讀取該脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值的計(jì)數(shù)值讀取裝置；及微型計(jì)算機(jī)；該輸入狀態(tài)選擇器有規(guī)律地交替切換狀態(tài)a和狀態(tài)b兩種狀態(tài)，并在狀態(tài)a中將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，另一方面，在狀態(tài)b中，將在該電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓的極性反相后導(dǎo)向該積分器的輸入端，或者將零電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端，該積分電容器反相裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式交替地切換該積分電容器的連接極性，該遞增/遞減反向裝置，以與該輸入狀態(tài)選擇器的狀態(tài)a和狀態(tài)b同步的方式使該遞增/遞減計(jì)數(shù)輸入交替地反向，該微型計(jì)算機(jī)，具有接受由該計(jì)數(shù)值讀取裝置從該脈沖計(jì)數(shù)器讀取的數(shù)據(jù)并計(jì)算電池剩余量或單位時(shí)間平均電流值的運(yùn)算裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電池組，其特征在于該積分電容器由2個(gè)電容器構(gòu)成，該積分復(fù)位裝置，在該2個(gè)積分電容器中的一個(gè)電容器對(duì)積分電荷進(jìn)行存儲(chǔ)的期間將另一個(gè)電容器的存儲(chǔ)電荷清除，當(dāng)輸出該電壓轉(zhuǎn)換時(shí)將該2個(gè)電容器相互切換，從而進(jìn)行積分復(fù)位。
全文摘要
提供一種不受運(yùn)算放大器等的偏移的影響的電流積算值檢測(cè)裝置和電流值檢測(cè)裝置。備有:電流檢測(cè)電阻;積分器;輸入狀態(tài)選擇器;積分電容器;積分電容器反相裝置。輸入狀態(tài)選擇器,在狀態(tài)a中將電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電壓導(dǎo)向該積分器的輸入端,在狀態(tài)b中,將電流檢測(cè)電阻兩端產(chǎn)生的電池電流檢測(cè)電壓反相后導(dǎo)向積分器的輸入端,或者,將假想電池電流值為零的狀態(tài)下電流檢測(cè)電阻端子間電壓導(dǎo)向積分器輸入端,積分電容器反相裝置,交替地切換該積分電容器的連接極性。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1245900SQ9910462
公開(kāi)日2000年3月1日 申請(qǐng)日期1999年3月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月31日
發(fā)明者野田勝, 竹內(nèi)崇, 土屋光典, 山口剛史, 田中伸児 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所, 日立馬庫(kù)塞魯株式會(huì)社, 株式會(huì)社日立超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)