CN1136460C - 电流积算值检测装置和电流检测装置及采用它们的电池组 - Google Patents

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Abstract

提供一种不受运算放大器等的偏移的影响的电流积算值检测装置和电流值检测装置。备有：电流检测电阻；积分器；输入状态选择器；积分电容器；积分电容器反相装置。输入状态选择器，在状态a中将电流检测电阻两端产生的电压导向该积分器的输入端，在状态b中，将电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压反相后导向积分器的输入端，或者，将假想电池电流值为零的状态下电流检测电阻端子间电压导向积分器输入端，积分电容器反相装置，交替地切换该积分电容器的连接极性。

Description

电流积算值检测装置和电流检 测装置及采用它们的电池组
技术领域
本发明涉及用于显示携带式信息终端等所采用的一次电池或二次电池的剩余容量的电流积算值检测装置和电流检测装置及采用该检测装置的电池组，尤其是涉及不受检测电路中不希望发生的偏移的影响的电路技术。
背景技术
在以笔记本式个人用计算机为代表的携带式信息终端中，使用中的电池当前还有多少电池剩余量、以后还能使用多久，对使用者来说是随时都很担心的事情。一当电池剩余量减少到规定值以下时，就必须对使用者发出警告，还要对数据进行备份等处理。为此，需要有一种能尽量精确地检测电池剩余量的方法。
因此，在现有技术中，曾设想随时监视电池充放电电流并对其进行积算从而显示电池剩余量，作为其一例，已知有公开的专利公报即特开平6-258410。在该专利公报中，作为电池充放电电流的检测方法，公开了一种在电池的电流通路上串联插入一个用于检测电流的电阻、将该电阻上产生的电压放大到规定倍并将该放大后的电压作为控制电压施加于电压控制型振荡器从而得到其频率与充放电电流值对应的脉冲振荡信号的方法。进一步，还给出一种通过对脉冲振荡信号的脉冲数进行计数而求得电流积算值的方法。
串联插入电池的电流通路的用于检测电流的电阻，不能取太大的电阻值，以便尽可能地减小因电压降而产生的功率损耗，。在笔记本式个人计算机的例中，设定为20毫欧左右的微小值，对应于从几十毫安到几安培变化的负载电流，可得到从1毫伏到100毫伏左右的电压。该电压直接或被放大到规定倍后作为控制电压施加于上述的电压控制型振荡器。另一方面，在供放大用的运算放大器或用于构成电压控制型振荡器的运算放大器中，通常不可避免地伴随有因半导体的制造不合规格或其他原因产生的正负5毫伏左右的偏移，对于上述从1毫伏到100毫伏左右的控制电压来说，该偏移造成的恶劣影响已大到不能忽略的程度。附带说一下，在如上所述的电流检测电阻为20毫欧的情况下，5毫伏的偏移，如换算为电流检测误差，则相当于250毫安。
该偏移引起的电流检测误差，在求取电流积算值的情况下影响更大。例如，即使在实际上负载电流为零的情况下，也会误认为连续消耗着250毫安的电流，作为积算值往往显示很大的值。
另外，偏移发生的主要原因是构成运算放大器的初级差动晶体管对的阈值电压不平衡，但除此以外在每一种电路构成方法中其原因也可能是各种各样的。
发明内容
作为本发明对象的课题，是提供一种不受上述运算放大器等的偏移的影响的电流检测装置和电流积算值检测装置。
为解决上述课题，本发明的电流积算值检测装置和电流检测装置及采用该检测装置的电池组，备有：串联插入电池的电流通路的电流检测电阻；积分器；将电流检测电阻两端的电位导向积分器输入端的输入状态选择器；与积分器连接的积分电容器；设置在积分器与积分电容器之间用于切换积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置；当随时间的推移而变化的积分器输出电压达到以积分电容器的电荷被清除时得到的积分器输出电压为基准电位并在其正侧的第1规定的积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第1比较器；当到达在同一基准电位的负侧的第2规定的积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第2比较器；当第1或第2比较器输出电压转换时将积分电容器的积分电荷清除为零的积分复位装置；以积分复位装置的动作频度对在第1或第2比较器的输出端产生的脉冲中的一个比较器的输出脉冲进行递增计数而对另一个比较器的输出脉冲进行递减计数的脉冲计数器；及使对脉冲计数器的递增/递减计数输入反向的递增/递减反向装置。
输入状态选择器，有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将在电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压导向积分器的输入端。另一方面，在状态b中，将在电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压的极性反相后导向积分器的输入端，或者假想电池电流值为零的状态并将该假想状态下的电流检测电阻的端子间电压导向积分器的输入端。具体地说，例如，将电流检测电阻的任何一个端子的电压导向积分器的输入端。
积分电容器反相装置，以与输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换积分电容器的连接极性。
因此，积分器，在状态a期间，将与电池电流对应的电流和因上述不希望发生的偏移引起的电流加在一起进行时间积分并作为积分电荷存储在积分电容器内，在状态b期间，将与电池电流对应的电流反相后的电流和因上述不希望发生的偏移引起的电流加在一起进行时间积分，或者仅对因偏移引起的电流进行时间积分并作为积分电荷存储在积分电容器内。然而，因积分电容器的连接极性由积分电容器反相装置相对于状态a和状态b而反相，所以，对于上述因偏移引起的电流分量，状态a的积分电荷与状态b的积分电荷将彼此相减。偏移发生的机理或偏移量，在状态a和状态b中基本不变，所以，在使状态a和状态b的时间相同的情况下，可将因偏移引起的电流的积分电荷完全消除。另一方面，对于电池电流分量，在状态b中，在使积分器输入端的电池电流检测电压和积分电容器两者都反相的情况下将在状态b期间存储在积分电容器内的积分电荷以与状态a相同的极性相加，并在状态b中在使积分器输入端的电池电流检测电压实际上为零的情况下将在状态a期间的电池电流分量的积分电荷存储在积分电容器内。
因此，在积分器的输出端，可以得到不受偏移影响的与电池电流的时间积分值对应的电压。该电压随积分的时间推移而变化，并当其到达上述第1或第2规定积分复位电压时，由第1或第2比较器输出对其进行指示的电压转换，同时，使上述积分复位装置接通并在极短的时间内将积分电容器的积分电荷清除。随着积分电荷的清除，积分器输出电压瞬时返回初始电位，比较器的输出电位也瞬时返回原来的电位，且使积分复位装置断开。然后，进入接续的电池电流积分的下一个周期。
伴随着这一连串的动作，每当进行一次积分复位时在第1或第2比较器的输出端产生一个脉冲。在输入状态选择器的状态a期间，由脉冲计数器对在第1比较器的输出端产生的脉冲进行递增计数，并在该状态a期间对在第2比较器的输出端产生的脉冲进行递减计数。在状态b期间，使递增计数和递减计数变为其反向的组合。上述递增/递减反向装置，以与输入状态选择器的切换同步的方式动作，进行该递增/递减的反向。
从积分复位到下一次积分复位之间的电池电流积算值，决定于电流检测电阻值、积分器增益、积分电容器电容值、及规定的积分复位电压等各设计参数，可以为固定值。因此，通过对脉冲数进行计数，可以将电池电流的长时间的积算值作为数字值求得。此外，通过对在单位时间内产生的脉冲数(即，频率)进行计量，可以求得在该时刻的电池电流值。
附图说明
从以下配合附图所进行的详细的说明，可以更清楚地看出本发明的上述和其他目的、特点和优点。
图1是表示本发明第1实施形态的图。
图2A～图2C是分别表示输入状态选择器的具体构成例的图。
图3A～图3C是分别表示积分器的具体构成例的图。
图4A和图4B是分别表示偏移为相同极性时的积分器波形的图。
图5A和图5B是分别表示偏移为相反极性时的积分器波形的图。
图6是表示积分器波形的图。
图7是表示积分器波形的图。
图8是表示积分器波形的图。
图9是表示积分器波形的图。
图10是表示积分器波形的图。
图11是表示本发明第2实施形态的图。
图12A和图12B是分别表示积分器波形的图。
图13A和图13B是表示积分器波形的图。
图14是表示本发明第3实施形态的图。
图15是表示积分复位装置的变形形态的图。
图16是表示积分选择开关及放电选择开关采用MOS晶体管的实施形态的图。
图17是表示本发明第4实施形态的图。
图18是表示本发明第5实施形态的图。
具体实施方式
以下，根据实施形态对本发明进行详细说明。
图1是表示本发明第1实施形态的图。在该图中，1是电池，2是电流检测电阻，3是负载，4是输入状态选择器，5是积分器，6是积分电容器，7是积分电容器反相装置，8是第1比较器，9是第1积分复位电压源，10是积分复位装置，11是脉冲计数器，12是计数值读取装置，13是单位时间平均电流值计算装置，14是充电器，15是充放电切换器。16是第2比较器，17是第2积分复位电压源，18是OR门，19是递增/递减反向装置。作为实现积分复位装置10的方法，有如后文所述的多种方法，但在本第1实施形态中，以如图所示的复位开关为代表，并标记为积分复位开关10。
电池1，可以是单个的电池，或者也可以将多个电池串联叠置。此外，可以是一次电池、二次电池中的任何一种。
电流检测电阻2，是在电池1和负载3之间串联插入的电阻值(Rsens)为20毫欧左右的电阻器，在其两端产生与从电池1供给负载3或者从充电器14供给电池1的电池电流值(Is)之乘积相等的检测电压(Vs)。
输入状态选择器4，用于将在电流检测电阻2的两端产生的检测电压(Vs)导向积分器5的输入端，并且有规律地交替切换状态a和状态b两种状态。该输入状态选择器4，在状态a中，将在电流检测电阻2的两端产生的检测电压(Vs)导向积分器5的输入端，在状态b中，将该检测电压的极性反相后导向积分器5的输入端，或者，构成将上述Is假想为零的状态、即不管实际的Is如何而Vs实质上等于零的连接状态，并将其导向积分器5的输入端。
在图2A～图2C中示出上述输入状态选择器4的具体构成例。在该图中，401是极性反相开关，402、403是电阻器，404、405是开关，其他已标出过的符号与图1相同。
首先，说明图2A的构成例的动作。极性反相开关401的动作，是按状态a和状态b切换2条输入线，因此，在状态b中，可将检测电压(Vs)的极性反相后导入积分器5。
其次，说明图2B的构成例的动作。在状态a中，开关404是在a位置的断开状态，因而将在电流检测电阻2的两端产生的检测电压(Vs)通过电阻402、403导向积分器5。在状态b中，开关401是在b位置的接通状态，因而使电流检测电阻2两端产生的检测电压(Vs)在导向积分器5的途中成为短路状态。因此，不管电池电流值(Is)如何，被导向积分器5的检测电压(Vs)实质上等于零，因而获得将电池电流值(Is)假想为零的连接状态。这里，由于电流检测电阻2是20毫欧左右的低电阻，所以，电阻器402、403是为防止发生开关401的短路不完全的问题而设置的，从原理上说即使不设置也可以。
接着，说明图2C的构成例的动作。在状态a中，开关405处在a位置，因而将在电流检测电阻2的两端产生的检测电压(Vs)导向积分器5。在状态b中，开关405处在b位置，因而在该状态下导向积分器5的输入端的不是电流检测电阻2两端产生的检测电压，而是电流检测电阻2的一个端子的电位。这种所谓的将电流检测电阻2的一个端子的电位导向积分器5的一对输入端，是与在状态a中使电流检测电阻2的电阻值(RSENS)为零等效的。因此，构成了不管实际的电池电流值(Is)如何而将电池电流值(Is)假想为零的连接状态。
再回到图1进行说明。积分器5，在积分器的输入端子上通过输入状态选择器4接受在电流检测电阻2的两端产生的检测电压(Vs)，并在输出端子上产生与对该输入端子的电压进行时间积分后的值对应的电压。
在图3A～图3C中示出上述积分器5的具体构成例。在该图中，501是运算放大器，502是电阻器，6是积分电容器。此外，在图1中积分电容器6是与积分器5分开示出的，但作为功能来说，是相同的。
首先，图3A所示的积分器，作为采用运算放大器的积分器是众所周知的。在该电路中，积分电容器6构成从运算放大器501的输出端子到负极性输入端子的负反馈回路，由此，在从外向内观察运算放大器的输入端子时，可将该输入端子间看成一种假想的短路状态。因此，当对积分器5施加电压时，其值为该施加电压除以电阻器502的电阻值(Rg)的电流通过电阻器502流入积分电容器6，并将等于电流的积分值的电荷存储在积分电容器6内。作为其结果，当设输入电压为Vs、电阻器502的电阻值为Rg、积分电容器6的电容值为C时，积分电容器6的存储电荷(Q)及输出电压(Vo)，分别以下式表示。
[式1]
                    Q＝∫(VS/Rg)dt
                    Vo＝-(1/C)∫(VS/Rg)dt
如上式所示，在输出端得到与输入电压的时间积分值对应的电压。
可是，在构成该积分器的运算放大器中，通常多少总会伴有偏移误差，所以可用Vd将该偏移误差表示运算放大器的输入换算偏移电压。所谓输入换算偏移电压，指的是将偏移误差换算为施加于没有偏移误差的理想放大器的+输入端子的偏移电压后表示的电压。这时的积分电容器6的存储电荷(Q)及积分器输出电压(Vo)，与式1对应地表示如下。
[式2]
                 Q＝∫((VS-Vd)/Rd)dt
                 Vo＝-(1/C)∫((VS-Vd)/Rg)dt
其次，说明图3B所示的积分器。在该图中，503是电压电流变换放大器，输出与输入电压成比例的电流。在电子电路学中将其表示为互导(gm)，由差动晶体管对构成的电流输出型差动放大器等是其具体例。运算放大器501及积分电容器6的动作，与前面说明过的图3A的情况相同，该电压电流变换放大器503的输出电流，流过为构成从该运算放大器501的输出端子到其反相输入端子的负反馈回路而设置的积分电容器6，并作为与该电流的积分值相等的电荷进行存储，其结果是，积分电容器6的存储电荷(Q)及输出电压(Vo)，可分别以下式表示。
[式3]
                 Q＝∫(VS·gm)dt
                 Vo＝-(1/C)∫(VS·gm)dt
如式3所示，得到了与电压电流变换放大器503的输入电压的时间积分值对应的电压。与上述一样，电压电流变换放大器503的输入换算偏移电压为Vd时的积分电容器6的存储电荷(Q)及积分器输出电压(Vo)，与式(3)、式(4)对应地表示如下。
[式4]
                 Q＝∫((VS+Vd)·gm)dt
                 Vo＝-(1/C)∫(VS+Vd)·gm)dt
其次，说明图3C所示的积分器。在该图中，504、505是运算放大器，506、507是FET。本电路，在输入端子侧的直流电位为接近0V的低电位、积分器的动作基准电位为中电位(2.5V)下进行动作。FET507的栅极由运算放大器505控制，并决定使其漏电极(100k侧)的电位与基准电位(2.5V)一致的电流值。FET506的栅极由运算放大器504控制，并决定使其源电极(5k侧)的电位与FET507的源电极电位一致的电流值。这时，如在输入端子间施加输入电压，则为使两个FET的源电极电位一致而控制FET506的电流，并由此而产生与输入电压除以Rg后的值相当的电流变化，将其从FET506的漏电极供给到运算放大器501的负输入端子。运算放大器501中的积分动作，与上述的例相同。
再回到图1进行说明。在图1中，积分电容器6虽然如上所述是积分器5的一个构成要素，但为了明确地表示出与积分电容器反相装置7的关系，如图所示，将其配置和标记在积分器5之外。
积分电容器反相装置7，与上述输入状态选择器4的状态切换同步地使积分电容器6的连接极性反相。
以下，先说明由以上的构成要素(1～7)构成的部分的动作。
根据输入状态开关4为图2C、积分器5为图3A的情况进行说明。如设从电池1流向负载3的电流的方向为正(Is)，且在电流检测电阻2的端子间产生的电压(Vs)以电池1侧的端子为基准来决定，则下式成立。
[式5]                     VS＝-RSENS·IS
现考虑输入状态开关4处在状态a(图中实线箭头)而积分电容器反相装置7也与其同步地处在状态a(图中实线箭头)的期间(Ta)。以式5表示的检测电压(Vs)，被导向图3A所示形式的积分器5，在积分器5中，使其值为该检测电压(Vs)除以Rg的电流流向积分电容器6，并将与该电流的积分值相等的电荷存储在积分电容器6内。然后，积分器5的输出端子电压随着该电荷的不断存储而变化，该电压变化量对应于检测电压(Vs)的积分值。
另外，作为积分器构成要素的运算放大器501具有输入换算偏移电压为Vd，所以与该输入换算偏移电压为Vd的积分值对应的电荷也一并存储在积分电容器6内，因而在输出端子上产生的电压变化量中也要加上由此而产生的电压变化。
接着，考虑输入状态开关4转换到状态b(图中虚线箭头)而积分电容器反相装置7也与其同步地转换到状态b(图中虚线箭头)后的期间(Tb)。因输入状态开关4处在状态b，所以不是将检测电压(Vs)导向积分器5而是将零电压输入积分器5。因此，积分器5仅对作为积分器构成要素的运算放大器501的输入换算偏移电压(Vd)进行积分。然而，在状态b中，因积分电容器的连接由积分电容器反相装置反相，所以，积分电容器6的存储方式是以在先前的状态a期间(Ta)的最终时刻存储的存储电荷为初始值并在状态b期间(Tb)减去与其值为输入换算偏移电压(Vd)除以Rg的电流的积分值相等的电荷。如更为严密地表达，则应为「存储方式是以在先前的状态a期间(Ta)的最终时刻存储的存储电荷的反相后的状态为初始值并在状态b期间(Tb)加上与其值为输入换算偏移电压(Vd)除以Rg的电流的积分值相等的电荷。」，但这里重要的是，当状态b期间(Tb)的偏移误差部分的存储电荷与状态a期间(Ta)的偏移误差部分的存储电荷正好极性相反时，最终想要求得的是状态a期间(Ta)的积分值的总和，所以，如上所述的将状态a期间内的存储电荷的极性作为基准的表达方式是适当的。
因此，在状态b期间(Tb)结束并刚转换到下一个状态a之后的时刻，存储在积分电容器6内的电荷变为从在最初的状态a期间(Ta)中存储的与检测电压(Vs)的积分值和输入换算偏移电压(Vd)的积分值相加的值相当的存储电荷减去在状态b期间(Tb)中存储的与输入换算偏移电压(Vd)的积分值相当的存储电荷后的值。这里，由于将状态a的期间(Ta)与状态b的期间(Tb)设定得相等，所以，能将输入换算偏移电压(Vd)的影响完全消除，并可以只将与检测电压(Vs)的积分值对应的电荷存储在积分电容器6内。与此同时，在积分器5的输出端子上得到的电压，也消除了输入换算偏移电压(Vd)的影响。
通过使上述状态a的期间(Ta)与状态b的期间(Tb)交替地反复，可以一面消除输入换算偏移电压(Vd)的影响，一面持续进行检测电压(Vs)的积分、即电池电流的积分。当然，对检测电流进行积分的期间是将状态a期间(Ta)加在一起的期间(∑Ta)，即等于全部时间的一半，但对其补正时只要将积分值加倍就足够了。对此只须使Ta的反复周期为电池电流变化周期的一半以下即可，关于这一点可以由采样理论加以证明。而在通常情况下，电池电流变化缓慢，所以在这方面出现问题的情况很少。
对如上所述的偏移误差消除机理，可用公式说明如下。
设使状态a的期间依次反复为Ta1、Ta2、Ta3、...、TaN、使状态b的期间依次反复为Tb1、Tb2、Tb3、...、TbN、各期间的存储电荷为Qa1、Qa2、Qa3、...、QaN及Qb1、Qb2、Qb3、...、QbN、各期间的积分器输出电压变化量为Voa1、Voa2、Voa3、...、VoaN及Vob1、Vob2、Vob3、...、VobN，则下式成立。[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，在积分符号∫的右下方标记的TaN、TbN，意味着输入状态选择器具有第N次的状态a或状态b、其积分时间为TaN、TbN。此外，在积分符号∫的右下方标记的Ta，意味着在整个状态a期间进行积分。在Q、Vo的右下方标记的各类符号，意义也相同。
式6的第1式和第3式的右边第1项及第2项，分别对应于电池电流检测电压的积分值及积分器的偏移误差的积分值。式6的第5式表示，当求取状态a的存储电荷与状态b的存储电荷的总和时，应求得与消除了偏移误差的影响的电池电流的积分值对应的值。同样，第6式表示，当求取状态a的积分器输出电压变化与状态b的积分器输出电压变化的总和时，应求得与消除了偏移误差的影响的电池电流的积分值对应的电压。
以下，用波形图说明以上情况。图4A示出积分电容器的电荷变化波形，图4B示出积分器输出电压的变化波形。
在图4A中，虚线是假想偏移误差不存在的情况时的电荷变化，与此相反，实线是具有极性与电池电流检测电压相同而大小为其一半的偏移误差时的电荷变化。在状态a期间(Ta1)，将检测电压分量与偏移分量加在一起进行积分，所以实线以虚线的1.5倍的斜率变化。接着，在状态b期间(Tb1)，仅对偏移误差分量进行积分并以相反的极性存储在积分电容器内，因此电荷仅减少与其相当的部分，在Tb1的最终时刻，与虚线的假想偏移误差不存在的情况时的电荷一致。即，通过期间Ta1和Tb1后所看到的积分电容器的电荷，消除了偏移误差的影响，因而得到仅对电池电流的检测电压进行积分的值。在接着的Ta2、Tb2期间及其以后的期间，也以同样的方式将不受偏移误差影响的与仅对电池电流的检测电压进行积分的值相当的电荷不断地相加。
图4B是表示与上述图4的情况相同时的积分器输出电压的图。输出电压的原点O，表示将积分电容器的初始电荷清除为零时的输出电压，并不表示接地电位。虚线为无偏移误差的情况，实线为具有极性与电池电流检测电压相同而大小为其一半的偏移误差的情况。当从状态a转换到状态b时、或从状态b转换到状态a时，因积分电容器的连接反相，所以如图中的箭头所示，在上述每个转换时刻输出电压反相。当从Ta1转换到Tb1时，以Ta1的最终时刻的输出电压反相后的电压为起点而变化，并仅对偏移误差分量进行积分，在Tb1的最终时刻与用虚线表示的无偏移误差时的输出电压一致。从Tb1刚转换到Ta2后，与Ta1的最后时刻的无偏移误差时的输出电压一致。以后也依次同样地反复进行，并在状态a的各期间的初始时刻得到不受偏移误差影响的与仅对电池电流检测电压进行积分的值相当的输出电压。
其次，在图5A和图5B中示出偏移误差以与电池电流检测电压相反的极性存在的情况。图中示出的是偏移误差的大小等于电池电流检测电压的1/4的情况。在状态a期间，与上述图4的例相反，实线一方的斜率小。另外，在状态b期间的斜率与上述图4的例相反。但是，在消除偏移误差影响的效果方面完全相同。
可是，从图4A～图5B都可以看出，积分电容器电荷及输出电压都是随时间的推移而增大，因而可以预见到最终将到达电路的动作极限而使动作失败。因此，作为一种对策，在使用时可将执行积分的时间限定于使电路动作不失败的范围内。另一种方法是，每当积分值达到预定值时反复将积分电容器的电荷复位，并同时使用该复位次数的计数值。再回到图1对其进行说明。
在图1中，第1比较器8，对积分器5的输出电压和第1积分复位电压(VRESET1)进行比较，当积分器5的输出电压随时间的推移从低的值上升而达到VRESET1时，使输出电压从低电平转换为高电平。当第1比较器8的输出电压变为高电平时，积分复位开关10接通，并将积分电容器6的电荷大体上瞬时地复位为零。当积分电容器6的电荷复位为零时，积分器5的输出电压变为初始值(零)，第1比较器8，使其输出电压转换为低电平。于是，积分复位开关10返回断开状态，继续进行下一步的积分。为将积分电容器的电荷复位，尽管时间短但仍需要一定的时间，并且在该时间内使第1比较器8的输出保持高电平是必要条件，对此通过严格地使作为积分器5的构成要素的运算放大器不能急速地响应而将第1比较器8转换为低电平延迟，一般能满足上述必要条件。为了更加可靠，只需在将第1比较器8的输出导向复位开关10的途中插入单稳态多谐振荡器等能保持一定时间的电路即可。
通过反复进行上述积分和复位，可以防止发生因积分器5的输出电压不断增大而使动作失败的问题，并能继续进行积分。而且，通过对复位次数进行计数，可以求得全部时间的积分值。当设复位次数的计数值为K时，如应用上述的式6的第6式，则下式成立。[式7]
         K·VRESET1+(最终复位后的积分器出力电压)
            ＝(1/C)∫Ta(RSENS·Is/Rg)dt
在上式中，如使K增大到几十以上，则可将最终复位后的积分器输出电压忽略，并使用复位次数计数值(K)用下式求取电池电流(Is)的积分值。[式8]
            ∫Ta(Is)dt＝K·VRESET1·C·Rg/RSENS
如从作为本发明的基本目的的电池剩余量计量来看，则更为重要的是作为积分值能得到较大的值，因而计数值当然也是较大的值，所以使K大到几十以上的必要条件，可以充分地得到满足。假定，在特殊的用法中，在对小的积分值范围进行计量的情况下，可以与之相应地将积分电容器的电容值设定为其他常数。
用波形图更为详细地说明上述积分复位的情况。
图6是在与前面图4所述相同的条件下采用上述积分复位时的积分器输出电压波形图。表示输出电压的纵轴的原点O，与前面给出的图4A～图5B相同，表示将积分电容器的初始电荷清除为零时的输出电压。也同样地定义了第1积分复位电压(VRESET1)，在本例中设定为3V。偏移误差的大小为电池电流检测电压的一半而极性相同。图中Ta1期间的虚线，是假想不存在电池电流的偏移误差时的仅与检测电压的积分值对应的输出电压，Ta1期间中的电压增加为1V。另一方面，实线是与含有偏移误差的积分值对应的输出电压，在该同一期间中的电压增加为1.5V。在Ta3期间中，积分器输出电压达到VRESET1，因而将积分器输出电压复位为零。这是第1次复位。第2次复位，发生在从第1次复位起经过(Ta+Tb)的3倍时间后的Ta6期间内。在这之后，以相同的周期发生第3次复位，并反复进行。在该图的下部，以复位脉冲的形式示出。
由于使TaN和TbN为一对并将偏移消除，所以，对例如到Tb9结束时刻为止的积分值总和，试将根据复位次数计数值求得的值与从不存在偏移误差时的假想值(图中虚线)求得的值进行比较。首先，前者，计数值为K＝3，VRESET1＝3V，且Tb9结束时刻的电压为零，所以积分值的总和为9V。另一方面，后者，Ta1期间中的电压增加为1V，由于这里是9个期间，所以积分值的总和为9V。因此，可以看出，从计数值求得的积分值总和与不存在偏移误差时的假想值的积分值总和一致。
在以上说明的图6的情况中，为了能在复位的周期时间内具有多个Ta和Tb期间，将Ta和Tb的切换周期设定得较短。下面，与之相反，说明将Ta和Tb的切换周期设定得较长的情况。
图7是将Ta和Tb的切换周期设定得比复位周期长的情况下的积分器输出电压波形图。纵轴原点的定义与图6的情况相同。第1积分复位电压(VRESET1)设定为3V。偏移误差的大小为电池电流检测电压的1/5而极性相同。在最初的状态a期间(Ta1)，对1个单位的电池电流检测电压加上0.2个单位的偏移误差并进行积分，每当积分输出电压达到VRESET1时进行复位，在该期间内的复位次数为4。接着，在Tb1期间，仅对偏移分量进行积分，因而，在Ta2的最初时刻，变为在Ta1和Tb1中将偏移误差消除后的积分器输出电压。在这之后，通过反复进行以下动作而将偏移分量消除，同时对复位次数进行计数，从而仅求得电池电流分量的积分值。在图示的例中，因K＝15、VRESET1＝3V，所以，从Ta1到Tb4的期间内的积分器输出电压的总和为45V。
这样，从图6和图7的情况可以看出，状态a和状态b的切换周期与复位周期的大小关系，哪个大哪个小都可以。
再回到图1进行说明。脉冲计数器11，对在比较器8的输出端产生的复位脉冲数进行计数。计数值读取装置12，在接收到读取指令的时刻，锁存脉冲计数器11的计数值。通过观察其输出，可以得知在接收到上述读取指令的时刻前的电池电流积算值。单位时间平均电流值计算装置13，存储根据前一个读取指令读出的电池电流积算值，并计算与最新的电池电流积算值的差分。将该差分除以上述读取指令的时间间隔，即可得知单位时间平均电流值。进一步，如果将读取指令间隔适当地设定为较短的时间，则实际上可以将该单位时间平均电流值看作瞬时电流值。
以下，说明在图1中从由充放电切换器15向负载侧供给电池电流的放电模式切换为由充电器14使充电电流流向电池的充电模式的情况。假定输入状态选择器4具有与前面的说明相同的图2C的形式。
在这种情况下，电池1是可充电的二次电池。以下，说明充电时的动作。充电时流过电流检测电阻2的电流的方向与放电时相反，所以，检测电压当然也反相。因此，在积分器5中积分并存储在积分电容器6内的电荷的极性也与放电时反相，因而积分器输出电压的变化，也与放电时相反而向负的方向改变。第2比较器16，将该向负方向变化的输出电压与第2积分复位电压(VRESET2)进行比较，当积分器5的输出电压随时间的推移从高的值下降而达到VRESET2时，使输出电压从低电平转换为高电平。当第2比较器16的输出电压变为高电平时，OR门18的输出从低电平转换为高电平，同时使积分复位开关10接通，并将积分电容器6的电荷清除。在这之后的动作，与上述放电模式的情况一样。
另外，如假定将积分电容器的初始电荷清除时的积分器输出电压为基准电位，则VRESET1和VRESET2相对于该基准电位而位于正/负对称的电位。
脉冲计数器11，在本实施形态中为递增/递减型，并分别将比较器8的输出连接于递增计数输入端子，将比较器16的输出连接于递减计数输入端子。在充电时，如上所述，积分复位由第2比较器16的输出控制，并将脉冲输入到递减计数输入端子。因此，随着充电的进行，每当发生积分复位时脉冲计数器11的计数值减1。在这种情况下，计数值的减少，意味着电池与该减少部分对应地进行充电。采用了本发明的装置，当在运行过程中从工作模式(放电模式)切换为充电模式时，脉冲计数器11从递增计数转换为递减计数并继续进行计数。因此，可以综合地计量放电和充电引起的电荷量增减，其结果是，可以得知电池的剩余量。
从放电模式切换为充电模式时的积分器输出电压波形图示于图8.该图是在Tb2的结束时刻从放电模式切换为充电模式的情况。是VRESET1为3V、VRESET2为-3V的情况。
以下，说明图1中的递增/递减反向装置19的作用和效果。假定输入状态选择器4具有与前面的说明相同的图2C的形式。
递增/递减反向装置19，以与输入状态选择器4的状态切换同步的方式动作，其作用是使脉冲计数器11的递增计数输入和递减计数输入在状态a和状态b中相互切换。在图示的例中，在状态a，分别将第1比较器8的输出连接于递增计数输入端子，将第2比较器16的输出连接于递减计数输入端子，而在状态b中将其反向连接。
图9是在放电模式中使放电电流的检测电压(Vs)与偏移误差电压(Vd)为1比1且方向也相同的情况下的积分器输出电压波形图。在Ta期间将Vs和Vd相加并进行积分，在Tb期间仅对Vd进行积分。图中以p1、p2、...表示的是在Ta期间产生的复位脉冲，以q1、q2、...表示的是在Tb期间产生的复位脉冲。在递增/递减反向装置19的作用下，对p1、p2、...进行递增计数，对q1、q2、...进行递减计数。
在本第1实施形态中，其作用原本是从由Ta期间的积分产生的电压变化减去由Tb期间的积分产生的电压变化，但如图所示当在Tb期间中发生复位时，其计数值也要从Ta期间中的计数值减去才是正确的，本实施形态正符合这个原理。
其次，在图10中同样地示出在充电模式中使充电电流的检测电压(Vs)的大小为偏移误差电压(Vd)的3倍的情况下的积分器输出电压波形图。在这种情况下，假定偏移误差电压(Vd)与图9的情况相同。在Ta期间，当输出电压达到VRESET2时，产生复位脉冲p1、p2、...，并由脉冲计数器11对该复位脉冲进行递减计数。在Tb期间，当输出电压达到VRESET1时，产生复位脉冲q1、q2、...，通过递增/递减反向装置19的作用，对该复位脉冲进行递减计数。
接着，作为本发明的第2实施形态，在图11中示出输入状态选择器4为图2A、积分器5为图3B的情况。在该图中，4是输入状态选择器，用于使状态a和状态b中的连接极性反相。5是与图3B所述相同的积分器。由电压电流变换放大器503将输入电压变换为gm倍的电流后供给到运算放大器501的负端子，并作为积分电荷存储在积分电容器6内。其他符号与上述图1相同。
现考虑输入状态选择器4处在状态a(图中实线箭头)、积分电容器反相装置7也与其同步地处在状态a(图中实线箭头)的期间(Ta)。以上述的式(5)表示的检测电压(Vs)被导向积分器5，积分器5使其值为该检测电压(Vs)乘以gm的电流流过积分电容器6，并将等于该电流的积分值的电荷存储在积分电容器6内。于是，积分器5的输出端子电压随着该电荷的不断存储而变化，该电压变化量对应于检测电压(Vs)的积分值。
另外，作为积分器构成要素的电压电流变换放大器503，具有输入换算偏移电压Vd，所以与该输入换算偏移电压Vd的积分值对应的电荷也一并存储在积分电容器6内，因而在输出端子产生的电压变化量中也要加上由此而产生的电压变化。
接着，考虑输入状态选择器4转换到状态b(图中虚线箭头)、且积分电容器反相装置7也与其同步地转换到状态b(图中虚线箭头)后的期间(Tb)。因输入状态选择器4处在状态b，所以将检测电压(Vs)的极性反相并输入到积分器5。因此，积分器5将该极性反相后的检测电压(-Vs)和作为该积分器构成要素的电压电流变换放大器503的输入换算偏移电压(Vd)相加并进行积分。然而，在状态b中，积分电容器的连接由积分电容器反相装置反相，所以，积分电容器6的存储方式是以在先前的状态a期间(Ta)的最终时刻存储的存储电荷为初始值并在状态b期间(Tb)减去与其值为有关偏移分量的输入换算偏移电压(Vd)乘以gm的电流的积分值相等的电荷。对电池电流分量，因检测电压与积分电容器的连接极性同时反相，所以将状态b期间(Tb)的积分电荷与状态a期间(Ta)的积分电荷相加。
因此，偏移分量的积分电荷，在状态a的期间(Ta)和状态b的期间(Tb)中完全消除，只有电池电流分量的积分电荷通过状态a的期间(Ta)和状态b的期间(Tb)相加。
在积分器5的输出端子上产生的电压，为上述电池电流分量的积分电压的极性在每个期间(Ta)期间(Tb)反相的形式。在图12A和图12B中以动作波形图表示出上述情况。这里，为便于理解偏差的消除及电池电流分量的积分作用，没有考虑积分复位的作用。图12A示出积分电容器的电荷变化，图中的细线表示仅电池电流分量的积分电荷，虚线表示仅偏移分量的积分电荷，粗线表示两者的总计电荷。偏移分量的积分电荷，在Ta加Tb的整个期间中被消除。因此，电池电流分量和偏移分量的总计积分电荷，在Tb的结束时刻与仅电池电流分量的积分电荷一致。图12B示出积分器输出电压的变化。该图的纵轴原点O是将积分电容器的电荷清除为零时的输出电压，与图11所示的基准电压一致。图中的细线表示假想仅对电池电流分量进行积分时的电压，粗线表示包含偏移分量的积分的总计输出电压。从该图可以看出，在Tb的最终时刻或Ta的最初时刻，变为与仅对电池电流分量进行积分的值相等的电压。
再回到图11，说明包含积分复位及脉冲计数时的动作。第1比较器8和第2比较器16，以相对于图中的基准电压处在正侧负侧对称电位的积分复位电压(VRESET1、VRESET2)为各自的比较基准电压而进行动作，当积分器输出电压上升并达到VRESET1时，第1比较器8的输出转换为高电平，当积分器输出电压下降并达到VRESET2时，第2比较器16的输出转换为高电平。并且，当任何一个比较器的输出转换为高电平时，积分复位开关10接通，并将积分电容器6的电荷清除，从而使积分复位。这时，在比较器的输出端产生脉冲的情况，与以上的说明相同。
递增/递减反向装置19，以与输入状态选择器4的状态切换同步的方式动作，其作用是使脉冲计数器11的递增计数输入和递减计数输入在状态a和状态b中相互切换。在图示的例中，在状态a，分别将第1比较器8的输出连接于递增计数输入端子，将第2比较器16的输出连接于递减计数输入端子，而在状态b中将其反向连接。状态b是使电池电流检测电压的极性反相后进行积分的期间，由于该期间的积分器输出电压的变化方向也被反转，所以是在将递增/递减反向后对该期间内产生的复位脉冲进行计数。对于由偏移分量产生的复位脉冲，由于状态b期间是将偏移部分减去的期间，所以将递增/递减反向后进行计数也是符合原理的。
图13A是在放电模式中使放电电流的检测电压(Vs)与偏移误差电压(Vd)的大小为2比1且方向相同的情况下的积分器输出电压波形图。在Ta期间将Vs和Vd相加并进行积分，在Tb期间将-Vs和Vd相加并进行积分。图中以p1、p2、...表示的是在Ta期间产生的复位脉冲，以q1、q2、...表示的是在Tb期间产生的复位脉冲。在递增/递减反向装置19的作用下，对p1、p2、...进行递增计数，对q1、q2、...也进行递增计数。
在本第2实施形态中，其他动作与上述第1实施形态相同，故将其说明省略。
图13B是在放电模式中偏移误差电压Vd为放电电流检测电压(Vs)的3倍而方向相同的情况下的积分器输出电压波形图。在Ta期间Vs与Vd相加后进行积分，在Tb期间-Vs与Vd相加后进行积分。图中p1、p2......表示的是在Ta期间产生的复位脉冲，q1、q2......表示的是在Tb期间产生的复位脉冲。通过递增/递减反向装置19的作用，p1、p2......进行递增计数，q1、q2......进行递减计数。
在图13B所示情况下应注意的一种情况是在第一和第二两个比较器内，产生偏移脉冲的仅是以VRESET1为比较基准电位进行动作的第一比较器。这种现像是在满足了所说的偏移误差电压(Vd)的绝对值大于放电电流检测电压(Vs)的绝对值的条件时而产生的。因此，假若故意地使偏移误差电压(Vd)向正侧或负侧任何一侧发生偏移，则只限于检测电压(Vs)的绝对值小于Vd的绝对值的电流区域的计测，可以启示我们省略二个比较器中的一个。
在以上的说明中，说明了作为1个脉冲计数器的递增/递减型脉冲计数器，其构成形式是，每当在其递增计数输入端子上输入脉冲时使计数值增1，每当在递减计数器输入端子上输入脉冲时使计数值依次减1。但递增/递减型脉冲计数器不限于这种形式。例如，众所周知，在由对递增计数器输入端子上所输入的脉冲进行单向计数的脉冲计数器和对递减计数器输入端子上所输入的脉冲进行单向计数的脉冲计数器构成并从该2个脉冲计数器中的一个的计数值减去另一个的计数值的情况下，可以获得实质上与上述的1个递增/递减型脉冲计数器等效的功能。
以下，参照图14说明本发明的第3实施形态。在图14中，用10指示的方框是积分复位装置，其内容是对上述第2实施形态新设置的部分。以下，对该新设置的积分复位装置10进行说明。在该图中，110是积分用电容器选择装置，111和112是积分选择开关，120是电容器电荷放电装置，121和122是放电选择开关，123是放电电阻，130是开关控制电路，601和602是积分电容器Cx和Cy。这两个积分电容器虽然表示在积分装置10的方框内，但这只是为了在图上标记的方便，它们与前面示出的图11中的积分电容器6相对应。
2个积分电容器Cx和Cy具有相同的电容值，在功能上也相同，但为了与积分选择开关及放电选择开关的状态相对应且便于说明，附加下标字母x和y以示区别。积分选择开关111、112和放电选择开关121、122都由开关控制电路130控制，当积分选择开关选择积分电容器Cx时，放电选择开关选择积分电容器Cy，而当积分选择开关选择相反一侧时，放电选择开关也选择相反一侧。
开关控制电路130，以OR门18的输出脉冲作为触发信号而被驱动，每次输入该触发信号时，切换x、y两个输出的高、低电平。这将由触发电路实现。另外，触发信号一般是脉冲的上升沿或下降沿，但利用其中的哪一个则取决于总体电路的逻辑结构，并没有本质上的区别。在图示的例中，以上升沿作为触发信号，所以以其为前提进行说明。
按照上述结构，每当OR门18的输出从低电平转换高电平时，切换开关控制电路130的x、y输出的高低电平，因此，使积分选择开关从x切换到y，同时放电选择开关从y切换到x，或者，积分选择开关从y切换到x，同时放电选择开关从x切换到y。
由放电选择开关选定的积分电容器的电荷，在选择着放电的期间中通过放电电阻123完全放电并将电荷清除。因此，当下一次OR门18的输出从低电平转换为高电平时，积分选择开关、放电选择开关同时反相，并从在此之前存有积分电荷的积分电容器切换到已将电荷清除的积分电容器。在这种情况下，如从积分器5观察，则与将积分电容器的电荷基本上瞬时清除为零的情况等效，因而可以得到与上述第1乃至第2实施形态的积分复位开关同样的功能。
另外，由放电电阻123的电阻值与积分电容器的静电电容值之乘积决定的时间常数，最好是在积分复位周期的最短时间的大约10％以下的较短时间。而从另一方面看，如电阻值低，则放电时的峰值电流大，所以在决定时可兼顾这两个方面。
概括地说，本实施形态备有2个积分电容器，在一个电容器对积分电荷进行存储的期间，另一个电容器将其存储电荷清除，每当积分器输出电压达到积分复位电压时，通过切换该2个电容器进行积分复位。
本实施形态的优点是：积分复位能有效地基本上瞬时进行；因存储电荷的清除须慢慢地花费时间进行，所以当由复位开关将电容器短路时不会发生脉冲状的大电流；开关的导通电阻，与复位开关的情况相比，容许高的电阻等。
图15是表示上述第3实施形态的积分选择开关及放电选择开关的变形形态的图。将积分选择开关和放电选择开关在功能上叠加示出。
图16是表示积分选择开关和放电选择开关采用MOS晶体管的实施形态的图。将NMOS和PMOS晶体管并联连接而构成1个单位开关，采用多个单位开关并对其断续进行组合，从而实现选择开关。
另外，这种由MOS晶体管构成的开关电路，也可以在上述状态选择器4及积分电容器反相装置中使用。
以下，参照图17说明本发明的第4实施形态。在图17中，10是积分复位装置，601、602是2个积分电容器，由该10、601、602构成的部分，与上述第3实施形态中图14至图16所示的电路等效。21是开关脉冲发生装置，22是串行通信装置，23是电流积算值检测IC，24是微型计算机，25是EEPROM(电可擦可编程ROM)，241是剩余量运算装置，242是校准装置。其他与在第1至第3实施形态中说明过的基本相同。
在图中左下部用粗线示出的由电池1、电流检测电阻2、负载3或充电器14、充放电切换器15构成的回路中，流过电池的负载电流(放电电流)或充电电流。
将电流检测电阻2两端产生的电流检测电压通过输入状态选择器4导向积分器5。图中用双点锁线边框包围的电路是积分器5，该电路与在前面图3(C)中示出的电路相同。该部分的互导，由图示的Rg＝5kΩ决定，为0.2ms(毫西门子)。运算放大器501的基准电位为2.5V，积分复位时的积分器输出电压为2.5V。
第1比较器8、第2比较器16，将相对于2.5V基准电位的正负2V的电位(分别为4.5V、0.5V)作为积分复位电压。
输入状态选择器4、积分电容器反相装置7、递增/递减反向装置19，由开关脉冲发生装置21产生的图中所示的脉冲a、b控制，并同步地进行切换。
脉冲计数器11的数据，通过串行通信装置22等传送到微型计算机24，执行电池剩余量计算、单位时间平均电流值计算、增益校准等程序，并取得各运算结果。增益的校准，在实施本发明的电路装置的调整过程中，使校准用的基准电流流过电流检测电阻2，并根据作为此时的单位时间平均电流值测定的结构测定值与结构基准值之比求得校正系数k。将该校正系数k保存在EEPROM25内，在实际工作时将该值读入微型计算机，以进行增益校正。
以下，参照图18说明本发明的第5实施形态。在图18中，23是电流积算值检测IC，其结构与图17所示相同。26是在电池电流检测IC23与微型计算机24之间进行信息交换的通信装置。由电池1、电流检测电阻2、电流积算值检测IC23、微型计算机24、通信装置26构成电池组27。29是笔记本式个人计算机等的携带式信息终端，其中包括电源291、主机292、显示装置293。28是在电池组27与携带式信息终端29之间进行信息交换的通信装置。电池组27，通常以安装在携带式信息终端29内的状态使用。电池组27内的电池1的电力，供给到携带式信息终端29的电源，并在携带式信息终端内变换为所需的几路电源电压后供给各个部分。电池电流的积分值，由电流积算值检测IC检出，将其变换为脉冲计数值后的电流积算值数据，通过通信装置26传送到微型计算机24。在微型计算机中，计算电池剩余量和单位时间平均电流值，并根据携带式信息终端的主机的请求指令将这些数据通过通信装置28传送到主机。主机将适当的电池剩余量的值和当前消耗的电流值或功率值显示在显示装置293上。
如上所述，按照本发明，备有在电池的电流通路上串联插入的电流检测电阻、积分器、将在该电流检测电阻两端的电位导向该积分器的输入端的输入状态选择器、与积分器连接的积分电容器、及设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置，该输入状态选择器，有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，在状态a中，将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压导向该积分器的输入端。另一方面，在状态b中，将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压的极性反相后导向该积分器的输入端、或者假想电池电流值为零的状态并将在该假想状态下的该电流检测电阻的端子间电压导向该积分器的输入端。
该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地反相，并交替地切换该积分电容器的连接极性，因此，该积分器，在状态a期间将与电池电流对应的电流和因上述不希望发生的偏移引起的电流加在一起进行时间积分并作为积分电荷存储在该积分电容器内，在状态b期间，将与电池电流对应的电流反相后的电流和因上述不希望发生的偏移引起的电流加在一起进行时间积分，或者仅对因偏移引起的电流进行时间积分并作为积分电荷存储在该积分电容器内，所以，对上述因偏移引起的电流分量，状态a的积分电荷与状态b的积分电荷将彼此相减，从而可将因偏移引起的电流的积分电荷完全消除，因此可在该积分器的输出端得到不受偏移影响的与电池电流的时间积分值、即与电流积算值对应的电压。另一方面，对于电池电流分量，在状态b中，在使积分器输入端的电池电流检测电压和积分电容器两者都反相的情况下将在状态b期间存储在积分电容器内的积分电荷以与状态a相同的极性相加，并在状态b中在使积分器输入端的电池电流检测电压实际上为零的情况下将在状态a期间的电池电流分量的积分电荷存储在积分电容器内，因此可在积分器的输出端得到不受偏移误差影响的仅与电池电流分量对应的电压。
另外，还备有当随时间的推移而变化的积分器输出电压达到以该积分器的积分电容器的电荷被清除时的输出电压为基准电位并位于正负对称电位的第1或第2规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的2个比较器、及该比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除为零的积分复位装置，因此，可以一面使积分器输出电压保留在规定的电压范围内，一面继续进行电流积算，另外，还备有以该积分复位装置的动作频度对该2个比较器的输出端产生的脉冲进行递增计数或递减计数的脉冲计数器，因此，通过对该脉冲数进行计数，可以将电池的充放电电流的长时间的积算值作为数字值求得。此外，通过对在单位时间内产生的脉冲数(即，频率)进行计量，可以求得在该时刻的电池电流值。
本发明能以其他特定的形式实施，而不偏离本发明的主旨或其基本特征。因此，本实施形态在各方面都应看作是例证性的，并不附加任何限制，本发明的范围由所附权利要求而不是前面的说明限定，因此，在与权利要求等效的意义和范围内的所有变更均包括在本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种电流积算值检测装置，其特征在于，备有：输入电流检测电压的输入端子对；积分器(5)；将该输入端子对的电流检测电压导向该积分器输入端的输入状态选择器(4)；与积分器连接的积分电容器(6)；设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置(7)；当随时间的推移而变化的该积分器输出电压达到以该积分电容器的电荷被清除时得到的该积分器输出电压为基准电位并在其正侧的第1规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第1比较器(8)；当到达在该同一基准电位的负侧的第2规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第2比较器(16)；当该第1或第2比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除的积分复位装置(10)；以该积分复位装置的动作频度对在该第1或第2比较器的输出端产生的脉冲中的一个比较器的输出脉冲进行递增计数而对另一个比较器的输出脉冲进行递减计数的脉冲计数器(11)；及使对该脉冲计数器的递增/递减计数输入反向的递增/递减反向装置(19)；该输入状态选择器，有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将施加于该输入端子对的电流检测电压导向该积分器的输入端，另一方面，在状态b中，将施加于该输入端子对的电流检测电压反相后导向该积分器的输入端，或者，假想电流检测电压为零的状态并将该零电压导向该积分器的输入端，该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换该积分电容器的连接极性，该递增/递减反向装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式使该递增/递减计数输入交替地反向，并根据该脉冲计数器的计数值得到电流积算值。
2.根据权利要求1所述的电流积算值检测装置，其特征在于：该积分器，具有积分器输入端子对、积分器输出端子、第1、第2晶体管(506、507)、第1、第2、第3运算放大器(504、505、501)、电阻值相同的第1、第2电阻、另外的电阻值相同的第3、第4电阻、及积分电容器(6)，该第1电阻插入该第1晶体管的源电极和该积分器输入端子对的一个端子之间，该第2电阻插入该第2晶体管的源电极和该积分器输入端子对的另一个端子之间，该第1运算放大器，其正极性输入端子连接于该第2晶体管的源电极，而其负极性输入端子连接于该第1晶体管的源电极，其输出端子与该第1晶体管的栅电极连接，该第2运算放大器，其正极性输入端子连接于该第2晶体管的漏电极，其输出端子连接于该第2晶体管的栅极，而其负极性输入端子与该第3运算放大器的正极性输入端子一起接通着积分基准电位，该第3、第4电阻，其一端接通着电源电位，而另一端分别连接于该第1、第2晶体管的漏电极，该第3运算放大器，其负极性输入端子连接于该第1晶体管的漏电极，而其输出端子与该积分器输出端子连接，该积分电容器，通过该积分电容器反相装置与该第3运算放大器的输出端子及负极性输入端子连接。
3.根据权利要求1所述的电流积算值检测装置，其特征在于：该积分电容器由2个电容器(601、602)构成，该积分复位装置，在该2个积分电容器中的一个电容器对积分电荷进行存储的期间将另一个电容器的存储电荷清除，当该第1或第2比较器中的任何一个输出该电压转换时将该2个电容器相互切换，从而进行积分复位。
4.一种电流积算值检测装置，其特征在于，备有：串联插入电流通路的电流检测电阻(2)；积分器(5)；将该电流检测电阻两端的电位导向该积分器输入端的输入状态选择器(4)；与积分器连接的积分电容器(6)；设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置(7)；当随时间的推移而变化的该积分器输出电压达到以该积分电容器的电荷被清除时得到的该积分器输出电压为基准电位并在其正侧的第1规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第1比较器(8)；当到达在该同一基准电位的负侧的第2规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第2比较器(16)；当该第1或第2比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除的积分复位装置(10)；以该积分复位装置的动作频度对在该第1或第2比较器的输出端产生的脉冲中的一个比较器的输出脉冲进行递增计数而对另一个比较器的输出脉冲进行递减计数的脉冲计数器(11)；及使对该脉冲计数器的递增/递减计数输入反向的递增/递减反向装置(19)；该输入状态选择器，有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将在该电流检测电阻两端产生的电流检测电压导向该积分器的输入端，另一方面，在状态b中，将在该电流检测电阻两端产生的电流检测电压的极性反相后导向该积分器的输入端，或者，假想电流值为零的状态并将该假想状态下的该电流检测电阻的端子间电压导向该积分器的输入端，该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换该积分电容器的连接极性，该递增/递减反向装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式使该递增/递减计数输入交替地反向，并从该脉冲计数器的计数值得到电流积算值。
5.根据权利要求4所述的电流积算值检测装置，其特征在于：该积分电容器由2个电容器(601、602)构成，该积分复位装置，在该2个积分电容器中的一个电容器对积分电荷进行存储的期间将另一个电容器的存储电荷清除，当该第1或第2比较器中的任何一个输出该电压转换时将该2个电容器相互切换，从而进行积分复位。
6.一种电流积算值检测装置，其特征在于，备有：串联插入电池(1)的电流通路的电流检测电阻(2)；积分器(5)；将该电流检测电阻两端的电位导向该积分器输入端的输入状态选择器(4)；与积分器连接的积分电容器(6)；设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置(7)；当随时间的推移而变化的该积分器输出电压达到以该积分电容器的电荷被清除时得到的该积分器输出电压为基准电位并在其正侧的第1规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第1比较器(8)；当到达在该同一基准电位的负侧的第2规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第2比较器(16)；当该第1或第2比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除的积分复位装置(10)；以该积分复位装置的动作频度对在该第1或第2比较器的输出端产生的脉冲中的一个比较器的输出脉冲进行递增计数而对另一个比较器的输出脉冲进行递减计数的脉冲计数器(11)；使该脉冲计数器的递增/递减计数输入反向的递增/递减反向装置(19)；读取该脉冲计数器的计数值的计数值读取装置(12)；微型计算机(24)；包含通过该电流检测电阻供给电池电力的电源电路(291)、主机(292)和显示装置(293)的携带式信息终端(29)；及在该微型计算机与该携带式信息终端之间进行信息交换的通信装置(28)；该输入状态选择器有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压导向该积分器的输入端，另一方面，在状态b中，将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压的极性反相后导向该积分器的输入端，或者，假想电池电流值为零的状态并将该假想状态下的该电流检测电阻的端子间电压导向该积分器的输入端，该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换该积分电容器的连接极性，该递增/递减反向装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式使该递增/递减计数输入交替地反向，该微型计算机，接受由该计数值读取装置从该脉冲计数器读取的数据，并进行计算电池剩余量的运算，该携带式信息终端，将由该微型计算机计算出的与电池剩余量有关的数据通过该通信装置传取入该主机内，并在该显示装置上显示与该电池剩余量有关的数据。
7.根据权利要求6所述的电流积算值检测装置，其特征在于：该积分电容器由2个电容器(601、602)构成，该积分复位装置，在该2个积分电容器中的一个电容器对积分电荷进行存储的期间将另一个电容器的存储电荷清除，当该第1或第2比较器中的任何一个输出该电压转换时将该2个电容器相互切换，从而进行积分复位。
8.一种电流值检测装置，其特征在于，备有：串联插入电流通路的电流检测电阻(2)；积分器(5)；将该电流检测电阻两端的电位导向该积分器输入端的输入状态选择器(4)；与积分器连接的积分电容器(6)；设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置(7)；当随着时间的推移而变化的该积分器输出电压达到以该积分电容器的电荷被清除时得到的该积分器输出电压为基准电位并在其正侧的第1规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第1比较器(8)；当到达在该同一基准电位的负侧的第2规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第2比较器(16)；当该第1或第2比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除的积分复位装置(10)；以该积分复位装置的动作频度对在该第1或第2比较器的输出端产生的脉冲中的一个比较器的输出脉冲进行递增计数而对另一个比较器的输出脉冲进行递减计数的脉冲计数器(11)；使对该脉冲计数器的递增/递减计数输入反向的递增/递减反向装置(19)；及根据该脉冲计数器的计数值计算单位时间平均电流值的单位时间平均电流值计算装置(13)；该输入状态选择器，有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将在该电流检测电阻两端产生的电流检测电压导向该积分器的输入端，另一方面，在状态b中，将在该电流检测电阻两端产生的电流检测电压的极性反相后导向该积分器的输入端，或者，假想电流值为零的状态并将该假想状态下的该电流检测电阻的端子间电压导向该积分器的输入端，该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换该积分电容器的连接极性，该递增/递减反向装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式使该递增/递减计数输入交替地反向，该单位时间平均电流值计算装置，以规定的时间间隔读入该脉冲计数器的计数值，并将该前后读入的计数值的差分除以该规定时间间隔，从而计算单位时间平均电流值。
9.根据权利要求8所述的电流值检测装置，其特征在于：该积分电容器由2个电容器(601、602)构成，该积分复位装置，在该2个积分电容器中的一个电容器对积分电荷进行存储的期间将另一个电容器的存储电荷清除，当该第1或第2比较器中的任何一个输出该电压转换时将该2个电容器相互切换，从而进行积分复位。
10.一种电流值检测装置，其特征在于，备有：串联插入电池的电流通路的电流检测电阻(2)；积分器(5)；将该电流检测电阻两端的电位导向该积分器输入端的输入状态选择器(4)；与积分器连接的积分电容器(6)；设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置(7)；当随时间的推移而变化的该积分器输出电压达到以该积分电容器的电荷被清除时得到的该积分器输出电压为基准电位并在其正侧的第1规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第1比较器(8)；当到达在该同一基准电位的负侧的第2规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第2比较器(16)；当该第1或第2比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除的积分复位装置(10)；以该积分复位装置的动作频度对在该第1或第2比较器的输出端产生的脉冲中的一个比较器的输出脉冲进行递增计数而对另一个比较器的输出脉冲进行递减计数的脉冲计数器(11)；使对该脉冲计数器的递增/递减计数输入反向的递增/递减反向装置(19)；读取该脉冲计数器的计数值的计数值读取装置(12)；微型计算机(24)；包含通过该电流检测电阻供给电池电力的电源电路(291)、主机(292)和显示装置(293)的携带式信息终端(29)；及在该微型计算机与该携带式信息终端之间进行信息交换的通信装置(28)；该输入状态选择器有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压导向该积分器的输入端，另一方面，在状态b中，将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压的极性反相后导向该积分器的输入端，或者，假想电池电流值为零的状态并将该假想状态下的该电流检测电阻的端子间电压导向该积分器的输入端，该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换该积分电容器的连接极性，该递增/递减反向装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式使该递增/递减计数输入交替地反向，该微型计算机，接受由该计数值读取装置从该脉冲计数器读取的数据，并进行计算单位时间平均电流值的运算，该携带式信息终端，将由该微型计算机计算出的与单位时间平均电流值有关的数据通过该通信装置传送到该主机内，并在该显示装置上显示与该单位时间平均电流值有关的数据。
11.根据权利要求10所述的电流值检测装置，其特征在于：该积分电容器由2个电容器(601、602)构成，该积分复位装置，在该2个积分电容器中的一个电容器对积分电荷进行存储的期间将另一个电容器的存储电荷清除，当该第1或第2比较器中的任何一个输出该电压转换时将该2个电容器相互切换，从而进行积分复位。
12.一种电池组，其特征在于，备有电池(1)及该电池的电流积算值检测装置或电流值检测装置，该电流积算值检测装置和电流值检测装置，具有：串联插入该电池的电流通路的电流检测电阻(2)；积分器(5)；将该电流检测电阻两端的电位导向该积分器输入端的输入状态选择器(4)；与积分器连接的积分电容器(6)；设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置(7)；当随时间的推移而变化的该积分器输出电压达到以该积分电容器的电荷被清除时得到的该积分器输出电压为基准电位并在其正侧的第1规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第1比较器(8)；当到达在该同一基准电位的负侧的第2规定积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的第2比较器(16)；当该第1或第2比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除的积分复位装置(10)；以该积分复位装置的动作频度对在该第1或第2比较器的输出端产生的脉冲中的一个比较器的输出脉冲进行递增计数而对另一个比较器的输出脉冲进行递减计数的脉冲计数器(11)；使对该脉冲计数器的递增/递减计数输入反向的递增/递减反向装置(19)；读取该脉冲计数器的计数值的计数值读取装置(12)；及微型计算机(24)；该输入状态选择器有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压导向该积分器的输入端，另一方面，在状态b中，将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压的极性反相后导向该积分器的输入端，或者，假想电池电流值为零的状态并将该假想状态下的该电流检测电阻的端子间电压导向该积分器的输入端，该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换该积分电容器的连接极性，该递增/递减反向装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式使该递增/递减计数输入交替地反向，该微型计算机，具有接受由该计数值读取装置从该脉冲计数器读取的数据并计算电池剩余量或单位时间平均电流值的运算装置(13、241)。
13.根据权利要求12所述的电池组，其特征在于：该微型计算机备有用于校正该运算装置的计算值的校准装置(242)，该校准装置的构成方式是，在电流积算值检测装置或电流值检测装置的初始调整阶段，使校正用基准电流流过该电流检测电阻，并根据此时由该电流值检测装置计算出的单位时间平均电流值与该校正用的基准电流值之比求得校正系数k，将其存储在非易失性存储器内，而在由电流积算值检测装置或电流值检测装置检测该电池的电流积算值或电流值的阶段，将存储在该非易失性存储器内的该校正系数k传送到该运算装置。
14.根据权利要求12或13所述的电池组，其特征在于：该积分电容器由2个电容器(601、602)构成，该积分复位装置，在该2个积分电容器中的一个电容器对积分电荷进行存储的期间将另一个电容器的存储电荷清除，当该第1或第2比较器中的任何一个输出该电压转换时将该2个电容器相互切换，从而进行积分复位。
15.一种电流积算值检测装置，其特征在于，备有：输入电流检测电压的输入端子对；积分器(5)；将该输入端子对的电流检测电压导向该积分器输入端的输入状态选择器(4)；与积分器连接的积分电容器(6)；设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置(7)；当随时间的推移而变化的该积分器输出电压达到规定的积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的比较器(8、16)；当该比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除的积分复位装置(10)；以该积分复位装置的动作频度将在该比较器的输出端产生的脉冲有选择地导向该脉冲计数器的递增计数输入端和递减计数输入端的递增/递减反向装置(19)；对所输入的脉冲进行递增计数或递减计数的脉冲计数器(11)；该输入状态选择器，有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将施加于该输入端子对的电流检测电压导向该积分器的输入端，另一方面，在状态b中，将施加于该输入端子对的电流检测电压反相后导向该积分器的输入端，或者，将零电压导向该积分器的输入端，该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换该积分电容器的连接极性，该递增/递减反向装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式使该递增/递减计数输入交替地反向，并根据该脉冲计数器的计数值得到电流积算值。
16.一种电流值检测装置，其特征在于，备有：串联插入电流通路的电流检测电阻(2)；积分器(5)；将该电流检测电阻两端的电位导向该积分器输入端的输入状态选择器(4)；与该积分器连接的积分电容器(6)；设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置(7)；当随着时间的推移而变化的该积分器输出电压达到规定的积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的比较器(8、16)；当该比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除的积分复位装置(10)；对所输入的脉冲进行递增计数或递减计数的脉冲计数器(11)；以该积分复位装置的动作频度对将该比较器的输出端产生的脉冲有选择地导向该脉冲计数器的递增计数输入端和递减计数输入端的递增/递减反向装置(19)；及根据该脉冲计数器的计数值计算单位时间平均电流值的单位时间平均电流值计算装置(13)；该输入状态选择器，有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将在该电流检测电阻两端产生的电流检测电压导向该积分器的输入端，另一方面，在状态b中，将在该电流检测电阻两端产生的电流检测电压的极性反相后导向该积分器的输入端，或者将零电压导向该积分器的输入端，该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换该积分电容器的连接极性，该递增/递减反向装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式使该递增/递减计数输入交替地反向，该单位时间平均电流值计算装置，以规定的时间间隔读入该脉冲计数器的计数值，并将该前后读入的计数值的差分除以该规定时间间隔，从而计算单位时间平均电流值。
17.一种电池组，其特征在于，备有电池(1)及该电池的电流积算值检测装置或电流值检测装置，该电流积算值检测装置或电流值检测装置，具有：串联插入该电池的电流通路的电流检测电阻(2)；积分器(5)；将该电流检测电阻两端的电位导向该积分器输入端的输入状态选择器；与该积分器连接的积分电容器(6)；设置在该积分器和该积分电容器之间用于切换该积分电容器的连接极性的积分电容器反相装置(7)；当随时间的推移而变化的该积分器输出电压达到规定的积分复位电压时输出对其进行指示的电压转换的比较器(8、16)；当该比较器输出该电压转换时将该积分电容器的积分电荷清除的积分复位装置(10)；对所输入的脉冲进行递增计数或递减计数的脉冲计数器(11)；以该积分复位装置的动作频度将在该比较器的输出端产生的脉冲有选择地导向该脉冲计数器的递增计数输入端和递减计数输入端的递增/递减反向装置(19)；读取该脉冲计数器的计数值的计数值读取装置(12)；及微型计算机(24)；该输入状态选择器有规律地交替切换状态a和状态b两种状态，并在状态a中将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压导向该积分器的输入端，另一方面，在状态b中，将在该电流检测电阻两端产生的电池电流检测电压的极性反相后导向该积分器的输入端，或者将零电压导向该积分器的输入端，该积分电容器反相装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式交替地切换该积分电容器的连接极性，该递增/递减反向装置，以与该输入状态选择器的状态a和状态b同步的方式使该递增/递减计数输入交替地反向，该微型计算机，具有接受由该计数值读取装置从该脉冲计数器读取的数据并计算电池剩余量或单位时间平均电流值的运算装置(13、241)。
18.根据权利要求17所述的电池组，其特征在于：该积分电容器由2个电容器(601、602)构成，该积分复位装置，在该2个积分电容器中的一个电容器对积分电荷进行存储的期间将另一个电容器的存储电荷清除，当输出该电压转换时将该2个电容器相互切换，从而进行积分复位。
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