CN101339231B - 电池状态监测电路及电池装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够防止来自电池的放电漏电流,并可消除迄今存在的用户负担的电池状态监测电路。该电池状态监测电路包括:根据电池的电压而检测上述电池状态的电池状态检测电路;将表示上述电池状态的电池状态信息发送到外部的发送端子;从外部接收其它电池的电池状态信息的接收端子;以及用于上述电池状态信息的发送的、其控制端子以外的另2个端子中的任一方端子与上述发送端子连接的晶体管。在上述发送端子与上述晶体管的一方的端子之间设有相对于上述晶体管的2个端子间的寄生二极管逆向连接的二极管。

Description

电池状态监测电路及电池装置
技术领域
本发明涉及监测电池状态的电池状态监测电路以及设有多个该电路的电池装置。
背景技术
例如,在下述专利文献1中公开了监测串联连接的多个电池的电压的保护IC。图15(a)表示专利文献1中记载的保护IC之一例。图15(a)中标记31a、31b、31c是保护IC。保护IC 31a监测电池1a~1c的电压,保护IC 31b监测电池1d~1f的电压,保护IC 31c监测电池1g~1i的电压。在通常时,即在电池1a~1i的电压无异常时,各保护IC 31a、31b、31c的FET 51、55、53全部导通,所以电流通过电阻81流过,监测输出端42成为高电平。另一方面,例如,如果电池1a~1c中任一个的电压成为过电压(过充电状态),则高电平的信号从设在保护IC 31a的过电压检测电路34a’输出,FET 73导通,且FET 75导通。此时,FET 51截止,所以电流不流过电阻81,监测输出端42成为低电平。对于过放电检测也同样。
专利文献1:特开2005-117780号公报
发明内容
如上所述,如果电池1a~1c中任一个的电压成为过电压,则FET 73导通,FET 75导通,FET 51截止,所以监测输出端42成为低电平,但在FET 51的漏极端与栅极端之间存在其阳极端与漏极端连接,阴极端与源极端连接的寄生二极管,所以,如果在这种状态下,在外部端子41、44之间连接负载,则形成图15(b)所示的电流路径,出现使电池1d~1i放电而产生放电漏电流的问题。
由于这种放电漏电流的影响,电池1d~1i的电压就会下降,但一侧的电池1a~1c是过电压附近的高电压,所以电池1a~1i的电压平衡就会破坏。如果此电压平衡破坏的状态继续,一旦电池1a~1c成为接近于过电压的电压,电池1d~1i成为接近于过放电的电压,则稍微充电,就会进行过电压检测,所以无法充电,另外,只要稍微加以使用,就会进行过放电检测,所以完全无法使用电池。虽然这种电池可替换,但只要使用传统的保护IC,就会重复放电漏电流的现象,所以对于用户来说,不仅不方便,而且电池更换中花费的成本及人工等都成为大的负担。
本发明是鉴于上述情况而提出的,其目的在于:提供一种防止来自电池的放电漏电流,能够消除传统技术中出现的用户负担的电池状态监测电路及电池装置。
为实现上述目的,作为电池状态监测电路的解决手段,本发明是一种电池状态监测电路,其中设有:根据电池的电压检测上述电池状态的电池状态检测电路;用于将表示上述电池状态的电池状态信息发送到外部的发送端子;用于从外部接收其它电池的电池状态信息的接收端子;以及用于上述电池状态信息的发送的、其控制端子以外的另2个端子中的任一端子与上述发送端子连接的晶体管,其特征是:在上述发送端子与上述晶体管的一个端子之间,设有相对于上述晶体管的2个端子间的寄生二极管逆向连接的二极管。
发明效果
本发明的电池状态监测电路设有:根据电池的电压,检测上述电池状态的电池状态检测电路;用于将表示上述电池状态的电池状态信息发送到外部的发送端子;用于从外部接收其它电池的电池状态信息的接收端子;以及用于上述电池状态信息的发送的、其控制端子以外的另2个端子中的任一端子与上述发送端子连接的晶体管,其中,在上述发送端子与上述晶体管的一个端子之间,设有相对于上述晶体管的2个端子间的寄生二极管逆向连接的二极管。由此,在晶体管为截止状态时,能够防止通过寄生二极管在晶体管的一个端子与发送端子之间流过的放电漏电流。也就是说,不会如传统技术中那样,出现电池之间的电压平衡破坏,所以可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。
附图说明
图1是本发明实施例1的电池装置的电路结构图。
图2是本发明实施例1的电池装置中放电漏电流防止原理的说明图。
图3是本发明实施例2的电池装置的电路结构图。
图4是本发明实施例2的电池装置中放电漏电流防止原理的说明图。
图5是本发明实施例3的电池装置的电路结构图。
图6是本发明实施例4的电池装置的电路结构图。
图7是本发明实施例5的电池装置的电路结构图。
图8是本发明实施例6的电池装置的电路结构图。
图9是本发明实施例7的电池装置的电路结构图。
图10是本发明实施例8的电池装置的电路结构图。
图11是本发明实施例9的电池装置的电路结构图。
图12是本发明实施例10的电池装置的电路结构图。
图13是本发明实施例11的电池装置的电路结构图。
图14是本发明实施例12的电池装置的电路结构图。
图15是现有技术的说明图。
附图标记说明
BT1~BTn...电池、SW1~SWn...开关、BM1~BMn...电池状态监测电路、10...第1晶体管、11...第2晶体管、20...第1电阻元件、21...第2电阻元件、30...第1外部端子、31...第2外部端子、A1...过充电检测电路、B1...第1「或非」电路、C1...第1输出晶体管、Do1、Do...二极管、D1...第1倒相器、E1...第2倒相器、F1...第1电流源、G1...过放电检测电路、H1...第2「或非」电路、I1...第2输出晶体管、J1...第3倒相器、K1...第4倒相器、L1...第2电流源、M1...电池单元平衡电路、PA1...第1电压监测端子、PB1...第2电压监测端子、PC1...第1发送端子、PD1...第2发送端子、PE1...第1接收端子、PF1...第2接收端子、PG1...控制端子
具体实施方式
下面参照附图,说明本发明的实施例。
实施例1
图1是实施例1的电池装置的电路结构图。如图1所示,实施例1的电池装置由串联的n个电池BT1~BTn、按各电池BT1~BTn并联连接的n个开关(电池单元平衡用开关电路)SM1~SMn、对应于各电池BT1~BTn分开设置的n个电池状态监测电路BM1~BMn、第1晶体管(充电用p沟道型晶体管)10、第2晶体管(放电用p沟道型晶体管)11、第1电阻元件(第1偏置用电阻元件)20、第2电阻元件(第2偏置用电阻元件)21、第1外部端子30及第2外部端子31构成。
电池状态监测电路BM1设有过充电检测电路A1、第1「或非」电路B1、第1输出晶体管C1、二极管Do1、第1倒相器D1、第2倒相器E1、第1电流源F1、过放电检测电路G1、第2「或非」电路H1、第2输出晶体管I1、第3倒相器J1、第4倒相器K1、第2电流源L1、电池单元平衡电路M1、第1电压监测端子PA1、第2电压监测端子PB1、第1发送端子PC1、第2发送端子PD1、第1接收端子PE1、第2接收端子PF1及控制端子PG1。另外,具备这样的构成要素的电池状态监测电路BM1用一块IC(半导体装置)构成。
其它的电池状态监测电路BM2~BMn设有与电池状态监测电路BM1相同的构成要素,因此仅改变标记而图示。例如,设电池状态监测电路BM2中的过充电检测电路的标记为A2,设电池状态监测电路BMn中的过充电检测电路的标记为An。对于其它构成要素也同样。
如此,电池状态监测电路BM1~BMn全部为相同的电路结构,因此,在下面代表性地使用对应于电池BT1的电池状态监测电路BM1进行说明。
在电池状态监测电路BM1中,第1电压监测端子PA1与电池BT1的正极端、开关SW1的一个端子连接。另外,该第1电压监测端子PA1与电池状态监测电路BM1内的正极侧共用电源线连接。第2电压监测端子PB1与电池BT1的负极端、开关SW1的另一个端子连接。另外,该第2电压监测端子PB1与电池状态监测电路BM1内的负极侧共用电源线连接。以下,设电池状态监测电路BM1内的正极侧共用电源线为VDD1,负极侧共用电源线为VSS1,设电池状态监测电路BM2内的正极侧共用电源线为VDD2,负极侧共用电源线为VSS2,以下同样地,设电池状态监测电路BMn内的正极侧共用电源线为VDDn,负极侧共用电源线为VSSn
过充电检测电路A1的一端与第1电压监测端子PA1连接,另一端与第2电压监测端子PB1连接,如果检测出第1电压监测端子PA1与第2电压监测端子PB1之间的电压(即电池BT1的电压),且电池BT1的电压为过充电电压以上,则将高电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路B1的一个输入端。另外,如果电池BT1的电压未满过充电电压,则该过充电检测电路A1将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路B1。这里,所谓过充电电压是指可充电的上限电压。再有,过充电检测电路A1具有在高电平的过放电检测信号从过放电检测电路G1输入时就停止动作的功能。
第1「或非」电路B1以上述过充电检测信号和第1倒相器D1的输出信号作为输入,将这两个信号的「或非」信号输出到第1输出晶体管C1的栅极端。第1输出晶体管C1是n沟道型MOS(Metal OxideSemiconductor)晶体管,其栅极端与第1「或非」电路B1的输出端连接,漏极端与二极管Do1的阴极端连接,源极端与VSS1连接。二极管Do1是放电漏电流防止用二极管,其阴极端与第1输出晶体管C1的漏极端连接,阳极端与第1发送端子PC1连接。
第1倒相器D1将第2倒相器E1的输出信号的「非」信号输出到第1「或非」电路B1。第2倒相器E1的输入端与第1接收端子PE1及第1电流源F1的输出端连接,到该输入端的输入信号的「非」信号被输出到第1倒相器D1。第1电流源F1是输入端与VDD1连接、输出端与第2倒相器E1的输入端及第1接收端子PE1连接的电流源。
过放电检测电路G1的一端与第1电压监测端子PA1连接,另一端与第2电压监测端子PB1连接致,如果检测出第1电压监测端子PA1与第2电压监测端子PB1之间的电压(即电池BT1的电压),且电池BT1的电压未满过放电电压,则将高电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路H1的一个输入端、过充电检测电路A1及电池单元平衡电路M1。另外,如果电池BT1的电压为过放电电压以上,则该过放电检测电路G1输出低电平的过放电检测信号。这里,所谓过放电电压是指可放电的下限电压。
第2「或非」电路H1以上述过放电检测信号和第3倒相器J1的输出信号作为输入,将这两个信号的「或非」信号输出到第2输出晶体管I1的栅极端。第2输出晶体管I1是n沟道型MOS晶体管,其栅极端与第2「或非」电路H1的输出端连接,漏极端与第2发送端子PD1连接,源极端与VSS1连接。
第3倒相器J1将第4倒相器K1的输出信号的「非」信号输出到第2「或非」电路H1。第4倒相器K1的输入端与第2接收端子PF1及第2电流源L1的输出端连接,该输入端上的输入信号的「非」信号输出到第4倒相器K1。第2电流源L1是其输入端与VDD1连接、输出端与第4倒相器L1的输入端及第2接收端子PF1连接的电流源。
电池单元平衡电路M1的一端与第1电压监测端子PA1连接,另一端与第2电压监测端子PB1连接,如果检测出第1电压监测端子PA1与第2电压监测端子PB1之间的电压(即电池BT1的电压),且电池BT1的电压为电池单元平衡电压以上,则电池单元平衡信号经由控制端子PG1输出到开关SW1。另外,如果电池BT1的电压未满电池单元平衡电压,则该电池单元平衡电路M1经由控制端子PG1将低电平的电池单元平衡信号输出到开关SW1。这里,所谓电池单元平衡电压是指电池BT1为接近于过充电状态的状态时的过充电电压以下的电压(使电池BT1的电压与其它电池的电压一致,开始获得电池单元平衡时的电压)。再有,该电池单元平衡电路M1具有在高电平的过放电检测信号从过放电检测电路G1输入时就停止动作的功能。
第1发送端子PC1与第1晶体管10的栅极端及第1电阻元件20的一端连接。第2发送端子PD1与第2晶体管11的栅极端及第2电阻元件21的一端连接。第1接收端子PE1与电池状态监测电路BM2的第1发送端子PC2连接。第2接收端子PF1与电池状态监测电路BM2的第2发送端子PD2连接。
另外,电池状态监测电路BM2的第1接收端子PE2与电池状态监测电路BM3的第1发送端子PC3连接,电池状态监测电路BM2的第2接收端子PF2与电池状态监测电路BM3的第2发送端子PD3连接。以下同样地,在电池状态监测电路BM3~BMn中,上级侧(电池BT1侧)的电池状态监测电路的第1接收端子与下级侧(电池BTn侧)的电池状态监测电路的第1发送端子连接,上级侧的电池状态监测电路的第2接收端子与下级侧的电池状态监测电路的第2发送端子连接。再有,最下级即电池状态监测电路BMn的第1接收端子PEn和第2接收端子PFn都与电池BTn的负极端连接。
开关SW1与电池BT1并联连接,根据经由控制端子PG1输入的电池单元平衡信号,转换2个端子间(即电池BT1的正极端与负极端之间)连接/非连接。再有,该开关SW1在电池单元平衡信号被输入时接通,即转换到将2个端子间连接的状态。对于其它的开关SW2~SWn也同样。
第1晶体管10是p沟道型MOS晶体管,其栅极端与电池状态监测电路BM1的第1发送端子PC1及第1电阻元件20的一端连接,漏极端与第2晶体管11的漏极端连接,源极端与第1电阻元件20的另一端及第1外部端子30连接。第2晶体管11是p沟道型MOS晶体管,其栅极端与电池状态监测电路BM1的第2发送端子PD1及第2电阻元件21的一端连接,漏极端与第1晶体管10的漏极端连接,源极端与第2电阻元件21的另一端及电池BT1的正极端连接。另一方面,第2外部端子31与最下级的电池BTn的负极端连接。
这样构成的本电池装置是通过在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接负载或充电器,进行放电或充电。
下面说明如上述那样构成的实施例1的电池装置的动作。
(通常状态时)
首先,说明通常状态,即电池BT1~BTn的全部电压在未满过充电电压而在过放电电压以上的范围内的情况。在这种通常状态时,电池状态监测电路BM1的过充电检测电路A1将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路B1
此时,因为电池状态监测电路BM2的第1输出晶体管C2导通(其理由后述),所以电池状态监测电路BM1的第2倒相器E1的输入端成为低电平,而低电平的输出信号从第1倒相器D1输出到第1「或非」电路B1。因为第1「或非」电路B1被输入低电平的过充电检测信号和低电平的第1倒相器D1的输出信号,因此将高电平的「或非」信号输出到第1输出晶体管C1的栅极端。从而,第1输出晶体管C1导通,因此第1发送端子PC1成为低电平,第1晶体管10导通。
这里,说明电池状态监测电路BM2的第1输出晶体管C2导通的理由。最下级的电池状态监测电路BMn的第1接收端子PEn与电池BTn的负极端连接,因此第2倒相器En的输入端常时为低电平。因此,第1倒相器Dn常时将低电平的输出信号输出到第1「或非」电路Bn,过充电检测电路An将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路Bn。由此,第1「或非」电路Bn将高电平的「或非」信号输出到第1输出晶体管Cn的栅极端,电池状态监测电路BMn的第1输出晶体管Cn成为导通。
从而,电池状态监测电路BMn-1的第2倒相器En-1的输入端成为低电平,低电平的输出信号从第1倒相器Dn-1输出到第1「或非」电路Bn -1。另一方面,过充电检测电路An-1将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路Bn-1,因此第1「或非」电路Bn-1将高电平的「或非」信号输出到第1晶体管Cn-1的栅极端。由此,电池状态监测电路BMn -1的第1输出晶体管Cn-1成为导通。
上述的动作在上级侧的电池状态监测电路和下级侧的电池状态监测电路之间重复,电池状态监测电路BM2的第1输出晶体管C2成为导通。
另外,在这种通常状态时,电池状态监测电路BM1的过放电检测电路G1将低电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路H1。此时,电池状态监测电路BM2的第2输出晶体管I2也导通,因此电池状态监测电路BM1的第4倒相器K1的输入端成为低电平,低电平的输出信号从第3倒相器J1输出到第2「或非」电路H1。第2「或非」电路H1被输入低电平的过放电检测信号和低电平的第3倒相器J1的输出信号,因此将高电平的「或非」信号输出到第2输出晶体管I1的栅极端。由此,第2输出晶体管I1导通,因此第2发送端子PD1成为低电平,第2晶体管11成为导通。
如上所述,在通常状态时第1晶体管10及第2晶体管11导通,因此电池装置为可充电及放电的状态。
(过充电状态时)
接着说明过充电状态,即在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接充电器对电池BT1~BTn充电时,这些电池BT1~BTn中至少1个的电压成为过充电电压以上时的情况。再有,以下对设想电池BT2的电压成为过充电电压以上的情况进行说明。
在这种情况下,电池状态监测电路BM2的过充电检测电路A2将高电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路B2。此时,低电平的输出信号从第1倒相器D2输出,因此第1「或非」电路B2将低电平的「或非」信号输出到第1输出晶体管C2的栅极端。由此,第1输出晶体管C2成为截止。
也就是,通过第1电流源F1,第2倒相器E1的输入端被上拉到高电平,高电平的输出信号从第1倒相器D1输出到第1「或非」电路B1。另一方面,过充电检测电路A1将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路B1,因此第1「或非」电路B1将低电平的「或非」信号输出到第1输出晶体管C1的栅极端。由此,第1输出晶体管C1成为截止。
如上所述,如果第1输出晶体管C1成为截止,则通过第1电阻元件20使第1晶体管10的栅极成为高电平,第1晶体管10截止,因此来自充电器的充电被禁止。
再有,上述说明是设想电池BT2的电压成为过充电电压以上的情况,但对于其它电池的电压成为过充电电压以上的情况也同样。也就是说,对应于成为过充电状态的电池的电池状态监测电路将过充电状态已发生这一情况与上级侧的电池状态监测电路通信,并将这样的通信一直进行到最上级即电池状态监测电路BM1,从而第1晶体管10成为截止,来自充电器的充电被禁止。
(过放电状态时)
下面说明过放电状态,即在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接负载来使电池BT1~BTn放电,且电池BT1~BTn中至少1个的电压未满过放电电压时的情况。再有,以下对设想电池BT2的电压未满过放电电压的情况进行说明。
在这种情况下,电池状态监测电路BM2的过放电检测电路G2将高电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路H2。此时,从第3倒相器J2输出低电平输出信号,因此第2「或非」电路H2将低电平的「或非」信号输出到第2输出晶体管I2的栅极端。由此,第2输出晶体管I2成为截止。
也就是说,通过第2电流源L1,第4倒相器K1的输入端被上拉到高电平,高电平的输出信号从第3倒相器J1输出到第2「或非」电路H1。另一方面,过放电检测电路G1将低电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路H1,因此第2「或非」电路H1将低电平的「或非」信号输出到第2输出晶体管I1的栅极端。由此,第2输出晶体管I1成为截止。
如上所述,一旦第2输出晶体管I1截止,则第2晶体管11的栅极通过第2电阻元件21成为高电平,第2晶体管11截止,因此对负载的放电被禁止。
另外,在这种过放电状态时,检测到过放电状态的过放电检测电路G2将高电平的过放电检测信号输出到过充电检测电路A2及电池单元平衡电路M2。由此,过充电检测电路A2及电池单元平衡电路M2停止动作,因此能够实现功耗降低。另外,第1电压监测端子PA2兼作电池状态监测电路BM2的VDD电源端子,电池状态监测电路BM2从电池BT2得到电源,因此过于放电中的电池BT2的电压变低,于是,电池状态监测电路BM2的耗电也相应变小。
这里,如果在各电池中出现特性偏差,从而在放电中电池BT2的电压比其它电池的电压更快地降低,则电池状态监测电路BM2的过放电检测电路G2将比其它的电池状态监测电路更快地输出过放电检测信号。于是,第2晶体管11截止,放电被禁止。此时,与其它的电池状态监测电路相比,电池状态监测电路BM2的耗电更多地减小。与其它的电池相比,电池BT2的放电速度根据耗电减小的量减慢,其它的电池仍按以前那样放电。因而,过分放电的电池BT2的放电速度减慢,因此电池装置能够使各电池的电压一致(获得电池单元平衡)。
另外,上述的说明是设想电池BT2的电压未满过放电电压的情况,但对于其它电池的电压未满过放电电压的情况也同样。也就是说,对应于已成为过放电状态的电池的电池状态监测电路将过放电状态已发生的这一情况与上级侧的电池状态监测电路通信,并将这样的通信一直进行到最上级即电池状态监测电路BM1,从而第2晶体管11成为截止,对负载的放电被禁止。
(电池单元平衡状态时)
接着说明电池单元平衡状态,即在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接充电器对电池BT1~BTn充电,且电池BT1~BTn中至少1个的电压成为电池单元平衡电压以上时的情况。再有,在下面设想电池BT2的电压成为电池单元平衡电压以上的情况进行说明。
在这种情况下,电池状态监测电路BM2的电池单元平衡电路M2通过控制端子PG2将电池单元平衡信号输出到开关SW2。由此,开关SW2接通,已充电的电池BT2通过开关SW2放电。
这里,如果由于各电池中出现特性偏差,充电中电池BT2的电压比其它电池的电压更快地增高,则电池状态监测电路BM2将比其它的电池状态监测电路更快地输出电池单元平衡信号。于是,与其它的开关相比,开关SW2更快地接通,电池BT2与其它电池的充电量变化成为不同。例如,与其它的电池相比,电池BT2的充电速度变得更慢,而其它的电池仍按以前那样充电。或者电池BT2放电,而其它的电池仍按以前那样充电。因而,过分充电的电池BT2的充电速度减慢,或者过分充电的电池BT2放电,因此电池装置能够获得电池单元平衡。
下面以上述动作为前提,说明通过在电池状态监测电路BM1中设置二极管Do1,能够防止放电漏电流的理由。图2表示的是未设置二极管Do1时的电池装置的电路结构。例如,参照图2设想在对负载放电中电池BT1成为过放电状态,第2晶体管11成为截止的情况。在这种情况下,最上级的电池状态监测电路BM1的第1输出晶体管C1成为截止状态,但在第1输出晶体管C1的漏极-栅极之间存在以漏极侧为阴极端,以源极侧为阳极端的寄生二极管,因此形成如图2所示的电流路径。由此,电池BT2~BTn的放电不停止,就会产生放电漏电流。另一方面,根据实施例1的电池状态监测电路BM1,设有与第1输出晶体管C1的寄生二极管成逆向的二极管Do1,因此能够防止图2所示的放电漏电流产生。
如上,在实施例1的电池装置中能够防止放电漏电流的产生,不会如传统技术中那样,出现电池之间的电压平衡破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。
实施例2
下面说明实施例2的电池装置。在上述实施例1中设想使用n沟道型MOS晶体管作为电池状态监测电路中的第1输出晶体管及第2输出晶体管进行说明。与此不同,在实施例2中就使用p沟道型MOS晶体管作为第1输出晶体管及第2输出晶体管时的电池装置进行说明。
图3是实施例2的电池装置的电路结构图。在图3中与图1相同的构成要素均附以同一标记,省略其说明。另外,为了与图1区别,将电池状态监测电路的标记设为BMA1~BMAn,第1晶体管的标记设为12、第2晶体管的标记设为13,第1电阻元件的标记设为22,第2电阻元件的标记为设23。另外,这些电池状态监测电路BMA1~BMAn的电路结构相同,因此,代表性地使用最下级的电池状态监测电路BMAn进行说明。
实施例2中的电池状态监测电路BMAn设有过充电检测电路An、第1「或非」电路Bn、第1倒相器Qn、第1输出晶体管Rn、二极管Don、第2倒相器Sn、第1电流源Tn、过放电检测电路Gn、第2「或非」电路Hn、第3倒相器Un、第2输出晶体管Vn、第4倒相器Wn、第2电流源Xn、电池单元平衡电路Mn、第1电压监测端子PAn、第2电压监测端子PBn、第1发送端子PCn、第2发送端子PDn、第1接收端子PEn、第2接收端子PFn及控制端子PGn。再有,具备这样的构成要素的电池状态监测电路BMAn用一块IC构成。
第1「或非」电路Bn以过充电检测电路An输出的过充电检测信号和第2倒相器Sn的输出信号作为输入,将这两个信号的「或非」信号输出到第1倒相器Qn。第1倒相器Qn将从上述第1「或非」电路Bn输入的「或非」信号的「非」信号输出到第1输出晶体管Rn的栅极端。第1输出晶体管Rn是p沟道型MOS晶体管,其栅极端与第1倒相器Qn的输出端连接,漏极端与二极管DOn的阳极端连接,源极端与VDDn连接。二极管DOn是放电漏电流防止用二极管,其阳极端与第1输出晶体管Rn的漏极端连接,阴极端与第1发送端子PCn连接。
第2倒相器Sn的输入端与第1接收端子PEn及第1电流源Tn的输入端连接,该输入端的输入信号的「非」信号被输出到第1「或非」电路Bn。第1电流源Tn是输入端与第1接收端子PEn及第2倒相器Sn的输入端连接、输出端与VSSn连接的电流源。
第2「或非」电路Hn以过放电检测电路Gn输出的过放电检测信号和第4倒相器Wn的输出信号作为输入,将这两个信号的「或非」信号输出到第3倒相器Un。第3倒相器Un将从上述第2「或非」电路Hn输入的「或非」信号的「非」信号输出到第2输出晶体管Vn的栅极端。第2输出晶体管Vn是p沟道型MOS晶体管,其栅极端与第3倒相器Un的输出端连接,漏极端与第2发送端子PDn连接,源极端与VDDn连接。
第4倒相器Wn的输入端与第2接收端子PFn及第2电流源Xn的输入端连接,该输入端的输入信号的「非」信号被输出到第2「或非」电路Hn。第2电流源Xn是输入端与第2接收端子PFn及第4倒相器Wn的输入端连接、输出端与VSSn连接的电流源。
第1发送端子PCn与第1晶体管12的栅极端及第1电阻元件22的一端连接。第2发送端子PDn与第2晶体管13的栅极端及第2电阻元件23的一端连接。第1接收端子PEn与电池状态监测电路BMAn-1的第1发送端子PCn-1连接。第2接收端子PFn与电池状态监测电路BMAn-1的第2发送端子PDn-1连接。
同样地,在其它的电池状态监测电路中,下级侧(电池BTn侧)的电池状态监测电路的第1接收端子与上级侧(电池BT1侧)的电池状态监测电路的第1发送端子连接,下级侧的电池状态监测电路的第2接收端子与上级侧的电池状态监测电路的第2发送端子连接。再有,最上级即电池状态监测电路BMA1的第1接收端子PE1及第2接收端子PF1均与电池BT1的正极端连接。
第1晶体管12是n沟道型MOS晶体管,其栅极端与电池状态监测电路BMAn的第1发送端子PCn及第1电阻元件22的一端连接,漏极端与第2晶体管13的漏极端连接,源极端与第1电阻元件22的另一端及电池BTn的负极端连接。第2晶体管13是n沟道型MOS晶体管,其栅极端与电池状态监测电路BMAn的第2发送端子PDn及第2电阻元件23的一端连接,漏极端与第2晶体管12的漏极端连接,源极端与第2电阻元件23的另一端及第2外部端子31连接。另一方面,第1外部端子30与最上级的电池BT1的正极端连接。
接着就如上述那样构成的实施例2的电池装置的动作进行说明。再有,电池单元平衡状态时的动作与实施例1相同,因此省略其说明。
(通常状态时)
首先说明通常状态,即电池BT1~BTn的全部电压都在未满过充电电压且在过放电电压以上的范围内的情况。在这种通常状态时电池状态监测电路BMAn的过充电检测电路An将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路Bn
此时,电池状态监测电路BMAn-1的第1输出晶体管Rn-1导通(其理由后述),因此电池状态监测电路BMAn中的第2倒相器Sn的输入端为高电平,而低电平的输出信号从第2倒相器Sn输出到第1「或非」电路Bn。第1「或非」电路Bn将高电平的「或非」信号输出到第1倒相器Qn,第1倒相器Qn将低电平的「非」信号输出到第1输出晶体管Rn的栅极端。由此,第1输出晶体管Rn导通,因此第1发送端子PCn成为高电平,第1晶体管12成为导通。
这里,说明电池状态监测电路BMAn-1的第1输出晶体管Rn-1导通的理由。最上级的电池状态监测电路BMA1的第1接收端子PE1与电池BT1的正极端连接,因此第2倒相器S1的输入端常时为高电平。因此,第2倒相器S1常时将低电平的输出信号输出到第1「或非」电路B1,过充电检测电路A1将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路B1。由此,第1「或非」电路B1将高电平的「或非」信号输出到第1倒相器Q1,第1倒相器Q1将低电平的「非」信号输出到第1输出晶体管R1的栅极端。由此,电池状态监测电路BMA1的第1输出晶体管R1成为导通。
此时,电池状态监测电路BMA1的下级侧即电池状态监测电路BMA2中的第2倒相器S2的输入端为高电平,低电平的输出信号从第2倒相器S2输出到第1「或非」电路B2。过充电检测电路A2输出低电平的过充电检测信号,因此第1「或非」电路B2将高电平的「或非」信号输出到第1倒相器Q2,第1倒相器Q2将低电平的「非」信号输出到第1输出晶体管R2的栅极端。由此,第1输出晶体管R2成为导通。
上述的动作在上级侧的电池状态监测电路和下级侧的电池状态监测电路之间重复进行,电池状态监测电路BMAn-1的第1输出晶体管Rn -1成为导通。
另外,在这种通常状态时,电池状态监测电路BMAn的过放电检测电路Gn将低电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路Hn。此时,电池状态监测电路BMAn-1的第2输出晶体管Vn-1也成为导通,因此电池状态监测电路BMAn中的第4倒相器Wn的输入端为高电平,低电平的输出信号从第4倒相器Wn输出到第2「或非」电路Hn。第2「或非」电路Hn将高电平的「或非」信号输出到第3倒相器Un,第3倒相器Un将低电平的「非」信号输出到第2输出晶体管Vn的栅极端。由此,第2输出晶体管Vn导通,因此第2发送端子PDn成为高电平,第2晶体管13成为导通。
如上,在通常状态时第1晶体管12及第2晶体管13导通,因此电池装置成为可充电及放电的状态。
(过充电状态时)
接着说明过充电状态,即在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接充电器对电池BT1~BTn充电,且电池BT1~BTn中至少1个的电压成为过充电电压以上时的情况。再有,以下对设想电池BTn-1的电压成为过充电电压以上的情况进行说明。
在这种情况下,电池状态监测电路BMAn-1的过充电检测电路An-1将高电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路Bn-1。此时,低电平的输出信号从第2倒相器Sn-1输出,因此第1「或非」电路Bn-1将低电平的「或非」信号输出到第1倒相器Qn-1,第1倒相器Qn-1将高电平的「非」信号输出到第1输出晶体管Rn-1的栅极端。由此,第1输出晶体管Rn-1成为截止。
也就是说,第2倒相器Sn的输入端由第1电流源Tn下拉到低电平,高电平的输出信号从第2倒相器Sn输出到第1「或非」电路Bn。另一方面,过充电检测电路An将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路Bn,因此第1「或非」电路Bn将低电平的「或非」信号输出到第1倒相器Qn,第1倒相器Qn将高电平的「非」信号输出到第1输出晶体管Rn的栅极端。由此,第1输出晶体管Rn成为截止。
如上所述,一旦第1输出晶体管Rn截止,则第1晶体管12的栅极通过第1电阻元件22成为低电平,第1晶体管12截止,因此来自充电器的充电被禁止。
再有,以上是设想电池BTn-1的电压为过充电电压以上而作的说明,但对于其它电池的电压为过充电电压以上的情况也同样适用。也就是说,对应于已为过充电状态的电池的电池状态监测电路将过充电状态已发生这一情况与下级侧的电池状态监测电路通信,这样的通信一直进行到最下级即电池状态监测电路BMAn,从而第1晶体管12成为截止,来自充电器的充电被禁止。
(过放电状态时)
接着说明过放电状态,即在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接负载让电池BT1~BTn放电,这些电池BT1~BTn中至少1个的电压成为未满过放电电压时的情况。再有,以下对设想电池BTn-1的电压成为未满过放电电压的情况进行说明。
在这种情况下,电池状态监测电路BMAn-1的过放电检测电路Gn-1将高电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路Hn-1。此时,低电平的输出信号从第4倒相器Wn-1输出,因此第2「或非」电路Hn-1将低电平的「或非」信号输出到第3倒相器Un-1,第3倒相器Un-1将高电平的「非」信号输出到第2输出晶体管Vn-1的栅极端。由此,第2输出晶体管Vn-1成为截止。
也就是说,第4倒相器Wn的输入端由第2电流源Xn下拉到低电平,高电平的输出信号从第4倒相器Wn输出到第2「或非」电路Hn。另一方面,过放电检测电路Gn将低电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路Hn,因此第2「或非」电路Hn将低电平的「或非」信号输出到第3倒相器Un,第3倒相器Un将高电平的「非」信号输出到第2输出晶体管Vn的栅极端。由此,第2输出晶体管Vn成为截止。
如上所述,一旦第2输出晶体管Vn截止,则第2晶体管13的栅极通过第2电阻元件23成为低电平,第2晶体管13截止,因此对负载的放电被禁止。
再有,以上是设想电池BTn-1的电压成为未满过放电电压作的说明,但对于其它电池的电压成为未满过放电电压的情况也同样适用。也就是说,对应于已成为过放电状态的电池的电池状态监测电路将过放电状态已发生这一情况与下级侧的电池状态监测电路通信,并将这样的通信一直进行到最下级即电池状态监测电路BMAn,从而第2晶体管13成为截止,对负载的放电被禁止。
下面,以上述的动作为前提,就能够通过在电池状态监测电路BMAn中设置二极管Don来防止放电漏电流的理由进行说明。图4表示未设二极管Don时的电池装置的电路结构。例如,图4中假设在对负载放电中电池BTn为过放电状态,第2晶体管13成为截止的情况。此时,电池状态监测电路BMAn的第1输出晶体管Rn成为截止状态,但在第1输出晶体管Rn的漏极-栅极之间存在以源极侧为阴极端、以漏极侧为阳极端的寄生二极管,因此形成图4所示的电流路径。由此,电池BT1~BTn-1的放电不停止,会有放电漏电流产生。另一方面,根据实施例2中的电池状态监测电路BMAn,设置与第1输出晶体管Rn的寄生二极管逆向的二极管Don,因此能够防止产生图4所示的放电漏电流。
如上,与实施例1同样,在实施例2的电池装置中能够防止放电漏电流的产生,不会如传统技术中那样,出现电池之间的电压平衡的破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。
实施例3
接着说明实施例3的电池装置。图5是实施例3的电池装置的电路结构图。如该图所示,在实施例3中形成在实施例1的电池状态监测电路中设置2个二极管的结构。即设电池状态监测电路的标记为BMB1~BMBn,则电池状态监测电路BMB1中除了实施例1的构成要素以外,还新设有第1二极管(第1箝位用二极管)Da1、第2二极管(第2箝位用二极管)Db1、第3二极管(第3箝位用二极管)Dc1及第4二极管(第4箝位用二极管)Dd1。其它的电池状态监测电路也同样。以下,以电池状态监测电路BMB1为代表进行说明。
第1二极管Da1的阳极端与VSS1连接,阴极端与第1输出晶体管C1的漏极端连接,具有在阳极端与阴极端之间施加了与超出电池状态监测电路耐压的电压(例如,4.5V)相当的反向电压时发生反向电流的特性。第2二极管Db1的阳极端与VSS1连接,阴极端与第2倒相器E1的输入端连接。再有,第2二极管Db1的电压下降量设为0.7V。
第3二极管Dc1的阳极端与VSS1连接,阴极端与第2输出晶体管I1的漏极端连接,具有在阳极端与阴极端之间施加了与超出电池状态监测电路耐压的电压相当的反向电压时发生反向电流的特性。第4二极管Dd1的阳极端与VSS1连接,阴极端与第4倒相器K1的输入端连接。再有,第4二极管Dd1的电压下降量设为0.7V。
另外,在下级侧的电池状态监测电路的第1发送端子与上级侧的电池状态监测电路的第1接收端子之间,另外在下级侧的电池状态监测电路的第2发送端子与上级侧的电池状态监测电路的第2接收端子之间连接有电阻元件。具体地说,在电池状态监测电路BMB2的第1发送端子PC2与电池状态监测电路BMB1的第1接收端子PE1之间连接有电阻元件Ra1,在电池状态监测电路BMB2的第2发送端子PD2与电池状态监测电路BMB1的第2接收端子PF1之间连接有电阻元件Rb1
接着说明这样构成的实施例3的电池装置的动作。再有,电池单元平衡状态时的动作与实施例1相同,因此省略其说明。
(通常状态时)
首先说明通常状态,即电池BT1~BTn的全部电压都处于未满过充电电压且在过放电电压以上的范围内的情况。在这种通常状态时电池状态监测电路BMB1的过充电检测电路A1将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路B1
这时,电池状态监测电路BMB2的第1输出晶体管C2导通,因此电池状态监测电路BMB1的第2倒相器E1的输入端成为低电平,低电平的输出信号从第1倒相器D1输出到第1「或非」电路B1。第1「或非」电路B1将高电平的「或非」信号输出到第1输出晶体管C1的栅极端,由此,第1输出晶体管C1成为导通,因此第1发送端子PC1成为低电平,第1晶体管10成为导通。
这里,一旦电池状态监测电路BMB2的第1输出晶体管C2成为导通,则电池状态监测电路BMB1的第1接收端子PE1经由电阻元件Ra1与VSS2连接。但是,由于在第1接收端子PE1上设有第2二极管Db1,因此其电压被箝位在VSS1-0.7V,不会降到该值以下。
另外,在这种通常状态时,电池状态监测电路BMB1的过放电检测电路G1将低电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路H1。此时,电池状态监测电路BMB2的第2输出晶体管I2也成为导通,因此电池状态监测电路BMB1的第4倒相器K1的输入端成为低电平,低电平的输出信号从第3倒相器J1输出到第2「或非」电路H1,第2「或非」电路H1将高电平的「或非」信号输出到第2输出晶体管I1的栅极端。由此,第2输出晶体管I1导通,因此第2发送端子PD1成为低电平,第2晶体管11成为导通。
电池状态监测电路BMB1的第2接收端子PF1的电压也同样被箝位在VSS1-0.7V。
如上,在通常状态时,第1晶体管10及第2晶体管11均导通,因此电池装置成为可充电及放电的状态。
(过充电状态时)
接着说明过充电状态,即在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接充电器对电池BT1~BTn充电,且电池BT1~BTn中至少1个的电压成为过充电电压以上时的情况。再有,以下对设想电池BT2的电压成为过充电电压以上的情况进行说明。
这种状态时,电池状态监测电路BMB2的过充电检测电路A2将高电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路B2。此时,低电平的输出信号从第1倒相器D2输出,因此第1「或非」电路B2将低电平的「或非」信号输出到第1输出晶体管C2的栅极端。由此,第1输出晶体管C2成为截止。
也就是说,第2倒相器E1的输入端由第1电流源F1上拉到高电平。由此,在第2倒相器E1的输入端上施加作为高电平而被识别的电压,高电平的输出信号从第1倒相器D1输出到第1「或非」电路B1。另一方面,过充电检测电路A1将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路B1,因此第1「或非」电路B1将低电平的「或非」信号输出到第1输出晶体管C1的栅极端。由此,第1输出晶体管C1成为截止。
此时,电池状态监测电路BMB2的第1发送端子PC2通过电阻元件Ra1上拉到VDD1。但是,由于在第1发送端子PC2上设有第1二极管Da2,因此端子电压通过导致1二极管Da2的反向电流的电压(4.5V)箝位到VSS2+4.5V。另外,将电阻元件Ra1的电阻值设定为可通过第1电流源F1将第2倒相器E1的输入端的电压上拉到高电平的值。
如上所述,一旦第1输出晶体管C1截止,则第1晶体管10的栅极通过第1电阻元件20而成为高电平,第1晶体管10截止,因此来自充电器的充电就被禁止。
(过放电状态时)
接着说明过放电状态,即在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接负载使电池BT1~BTn放电,这些电池BT1~BTn中至少1个的电压成为未满过放电电压时的情况。再有,以下对设想电池BT2的电压成为未满过放电电压的情况进行说明。
在这种情况下,电池状态监测电路BMB2的过放电检测电路G2将高电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路H2。此时,第3倒相器J2输出低电平的输出信号,因此第2「或非」电路H2将低电平的「或非」信号输出到第2输出晶体管I1的栅极端。由此,第2输出晶体管I2成为截止。
也就是说,第4倒相器K1的输入端由第2电流源L1上拉到高电平。由此,在第4倒相器K1的输入端上施加作为高电平被识别的电压,第3倒相器J1输出高电平的输出信号到第2「或非」电路H1。另一方面,过放电检测电路G1将低电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路H1,因此第2「或非」电路H1将低电平的「或非」信号输出到第2输出晶体管I1的栅极端。由此,第2输出晶体管I1成为截止。
此时,电池状态监测电路BMB2的第2发送端子PD2通过电阻元件Rb1上拉到VDD1。但是,由于在第2发送端子PD1上设有第3二极管Dc2,因此,由于导致第3二极管Dc2的反向电流产生的电压(4.5V),端子电压被箝位在VSS2+4.5V。另外,将电阻元件Rb1的电阻值设定在可通过第2电流源L1将第4倒相器K1的输入端电压上拉到高电平的值上。
如上所述,一旦第2输出晶体管I1截止,则第2晶体管11的栅极成为高电平,第2晶体管11截止,因此对负载的放电被禁止。
在实施例1中,在检测到过充电状态或过放电状态的电池状态监测电路中,第1输出晶体管或第2输出晶体管成为截止,通过其上级侧的电池状态监测电路中的上拉动作,在已成为截止的下级侧的第1输出晶体管或第2输出晶体管上施加2个单元量(2个电池量)的电压。也就是说,1个电池状态监测电路的耐压至少是2个单元量的电压以上即可。与此不同,在实施例3中在检测到过充电状态或过放电状态的电池状态监测电路中,第1输出晶体管或第2输出晶体管成为截止,通过其上级侧的电池状态监测电路中的上拉动作,在已成为截止的下级侧的第1输出晶体管或第2输出晶体管上施加1个单元量(1个电池量)的电压。也就是说,1个电池状态监测电路的耐压至少是1个单元量的电压以上即可。因此,与实施例1相比,根据实施例3,能够另外制作更低耐压的电池状态监测电路,可使用的制造工序的范围进一步扩大。当然,与实施例1同样,能够防止放电漏电流的发生,不会如传统技术中那样,出现电池之间的电压平衡破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。
实施例4
接着说明实施例4的电池装置。图6是实施例4的电池装置的电路结构图。如图所示,在实施例4中形成在实施例2的电池状态监测电路中设置2个二极管的结构。即,将电池状态监测电路的标记设为BMC1~BMCn,则电池状态监测电路BMCn除了实施例2的构成要素以外,还设有第1二极管Den、第2二极管Dfn、第3二极管Dgn及第4二极管Dhn。其它的电池状态监测电路也同样。以下用电池状态监测电路BM Cn作为代表进行说明。
第1二极管Den的阳极端与第1输出晶体管Rn的漏极端连接,其阴极端与VDDn连接,具有在阳极端与阴极端之间施加的反向电压相当于超出电池状态监测电路的耐压的电压(例如,4.5V)时发生反向电流的特性。第2二极管Dfn的阳极端与第2倒相器Sn的输入端连接,其阴极端与VDDn连接。再有,将第2二极管Dfn产生的电压下降量设为0.7V。
第3二极管Dgn的阳极端与第2输出晶体管Vn的漏极端连接,其阴极端与VDDn连接,具有在阳极端与阴极端之间施加的反向电压相当于超出电池状态监测电路的耐压的电压(例如,4.5V)时发生反向电流的特性。第4二极管Dhn的阳极端与第4倒相器Wn的输入端连接,其阴极端与VDDn连接。再有,将第4二极管Dhn产生的电压下降量设为0.7V。
另外,在上级侧的电池状态监测电路的第1发送端子与下级侧的电池状态监测电路的第1接收端子之间,以及在上级侧的电池状态监测电路的第2发送端子与下级侧的电池状态监测电路的第2接收端子之间连接有电阻元件。具体地说,在电池状态监测电路BMCn-1的第1发送端子PCn-1与电池状态监测电路BMCn的第1接收端子PEn之间连接有电阻元件Ran-1,在电池状态监测电路BMCn-1的第2发送端子PDn-1与电池状态监测电路BMCn的第2接收端子PFn-1之间连接有电阻元件Rbn-1
接着就这样构成的实施例4的电池装置的动作进行说明。再有,电池单元平衡状态时的动作与实施例1相同,因此省略其说明。
(通常状态时)
首先说明通常状态,即电池BT1~BTn的全部电压都在未满过充电电压且在过放电电压以上的范围内的情况。在这种通常状态时电池状态监测电路BMCn的过充电检测电路An将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路Bn
此时,电池状态监测电路BMCn-1的第1输出晶体管Rn-1导通,因此电池状态监测电路BMCn中的第2倒相器Sn的输入端成为高电平,第2倒相器Sn输出低电平的输出信号到第1「或非」电路Bn。第1「或非」电路Bn将高电平的「或非」信号输出到第1倒相器Qn,第1倒相器Qn将低电平的「非」信号输出到第1输出晶体管Rn的栅极端。由此,第1输出晶体管Rn导通,因此第1发送端子PCn成为高电平,第1晶体管12成为导通。
另外,在这样的通常状态时,电池状态监测电路BMCn的过放电检测电路Gn将低电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路Hn。此时,电池状态监测电路BMCn-1的第2输出晶体管Vn-1导通,因此电池状态监测电路BMCn中的第4倒相器Wn的输入端成为高电平,第4倒相器Wn输出低电平的输出信号到第2「或非」电路Hn。第2「或非」电路Hn将高电平的「或非」信号输出到第3倒相器Un,第3倒相器Un将低电平的「非」信号输出到第2输出晶体管Vn的栅极端。由此,第2输出晶体管Vn导通,因此第2发送端子PDn成为高电平,第2晶体管13成为导通。
如上,在通常状态时,第1晶体管12及第2晶体管13均导通,因此电池装置成为可充电及放电的状态。
(过充电状态时)
接着说明过充电状态,即在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接充电器对电池BT1~BTn充电,且电池BT1~BTn中至少1个的电压成为过充电电压以上时的情况。再有,以下对设想电池BTn-1的电压成为过充电电压以上的情况进行说明。
在这种情况下,电池状态监测电路BMCn-1的过充电检测电路An-1将高电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路Bn-1。此时,第2倒相器Sn-1输出低电平的输出信号,因此第1「或非」电路Bn-1将低电平的「或非」信号输出到第1倒相器Qn-1,第1倒相器Qn-1将高电平的「非」信号输出到第1输出晶体管Rn-1的栅极端。由此,第1输出晶体管Rn-1成为截止。
也就是说,第2倒相器Sn的输入端由第1电流源Tn下拉到低电平,但如果下拉电压成为VDDn-4.5V以下,则电流通过电池状态监测电路BMCn-1的第1二极管Den-1流入VSSn。也就是说,第2倒相器Sn的输入端被箝位在VDDn-4.5V,但由于在该状态下不满足第2倒相器Sn的动作电压(认为是低电平的电压),因此设定电阻元件Ran-1的电阻值,使第2倒相器Sn的输入端的电压达到动作电压。
由此,在第2倒相器Sn的输入端上施加认为是低电平的电压,第2倒相器Sn输出高电平的输出信号到第1「或非」电路Bn。另一方面,过充电检测电路An将低电平的过充电检测信号输出到第1「或非」电路Bn,因此第1「或非」电路Bn将低电平的「或非」信号输出到第1倒相器Qn,第1倒相器Qn将高电平的「非」信号输出到第1输出晶体管Rn的栅极端。由此,第1输出晶体管Rn成为截止。
如上所述,一旦第1输出晶体管Rn截止,第1晶体管12的栅极就成为低电平,第1晶体管12截止,因此来自充电器的充电就被禁止。
(过放电状态时)
接着说明过放电状态,即在第1外部端子30与第2外部端子31之间连接负载让电池BT1~BTn放电,这些电池BT1~BTn中至少1个的电压未满过放电电压时的情况。再有,以下对设想电池BTn-1的电压成为未满过放电电压的情况进行说明。
在这种情况下,电池状态监测电路BMCn-1的过放电检测电路Gn-1将高电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路Hn-1。此时,第4倒相器Wn-1输出低电平的输出信号,因此第2「或非」电路Hn-1将低电平的「或非」信号输出到第3倒相器Un-1,第3倒相器Un-1将高电平的「非」信号输出到第2输出晶体管Vn-1的栅极端。由此,第2输出晶体管Vn-1成为截止。
也就是说,第4倒相器Wn的输入端由第2电流源Xn下拉到低电平,但如果该拉下电压成为VDDn-4.5V以下,则电流通过电池状态监测电路BMCn-1的第3二极管Dgn-1流入VSSn。也就是说,第4倒相器Wn的输入端被箝位在VDDn-4.5V,但在该状态下不满足第4倒相器Wn的动作电压(认为是低电平的电压),因此设定电阻元件Rbn-1的电阻值,使第4倒相器Wn的输入端的电压达到动作电压。
由此,在第4倒相器Wn的输入端上被施加作为低电平而被识别的电压,第4倒相器Wn输出高电平的输出信号到第2「或非」电路Hn。另一方面,过放电检测电路Gn将低电平的过放电检测信号输出到第2「或非」电路Hn,因此第2「或非」电路Hn将低电平的「或非」信号输出到第3倒相器Un,第3倒相器Un将高电平的「非」信号输出到第2输出晶体管Vn的栅极端。由此,第2输出晶体管Vn成为截止。
如上所述,一旦第2输出晶体管Vn截止,第2晶体管13的栅极就成为低电平,第2晶体管13成为截止,因此对负载的放电就被禁止。
如上,根据实施例4,与实施例3同样1个电池状态监测电路的耐压至少1个单元量的电压以上即可。因此,根据实施例4,能够制作比实施例2更低耐压的电池状态监测电路,可用的制造工序的范围进一步扩大。当然,与实施例2同样,能够防止放电漏电流的发生,不会如传统技术中那样,出现电池之间的电压平衡破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。
实施例5
接着说明实施例5的电池装置。图7是实施例5的电池装置的电路结构图。如该图所示,在实施例5中,将实施例3中设在电池状态监测电路外部的电阻元件设置在电池状态监测电路内部。
用电池状态监测电路BMD1作为代表进行说明,在电池状态监测电路BMD1中的第1接收端子PE1与第2二极管Db1的阴极端之间接有电阻元件Ra1。另外,在第2接收端子PF1与第4二极管Dd1的阴极端之间接有电阻元件Rb1
再有,由于与实施例3相同,省略关于动作的说明。
通过形成这种结构,电池装置的制造者只要仅按电池数准备电池状态监测电路BMD1,且上级侧和下级侧的电池状态监测电路之间不通过电阻元件连接,能够有助于缩短制造工序。再有,在电池状态监测电路内部设置电阻元件,这是引起电池状态监测电路的大型化及成本增加的原因,若要避免这种情况,则可采用实施例3。
实施例6
接着说明实施例6的电池装置。图8是实施例6的电池装置的电路结构图。如该图所示,在实施例6中形成将实施例4中设置在电池状态监测电路外部的电阻元件设置到电池状态监测电路内部的结构。
用电池状态监测电路BMEn作为代表说明,在电池状态监测电路BMEn中的二极管Don的阳极端与第1二极管Den的阳极端之间接有电阻元件Ran。另外,在第3二极管Dgn的阳极端与第2发送端子PDn之间接有电阻元件Rbn
再有,由于与实施例4相同,省略关于动作的说明。
通过形成这种结构,电池装置的制造者只要仅按电池数准备电池状态监测电路BMEn,且上级侧和下级侧的电池状态监测电路之间不通过电阻元件进行连接,能够有助于缩短制造工序。再有,在电池状态监测电路内部设置电阻元件,这是引起电池状态监测电路的大型化及成本增加的原因,若要避免这种情况,则可采用实施例4。
另外,也可以采用在第2倒相器Sn的输入端与第1接收端子PEn之间连接电阻元件Ran,在第4倒相器Wn的输入端与第2接收端子PFn之间连接电阻元件Rbn的结构。另外,也可以采用在第2二极管Dfn的阳极端与第1接收端子PEn之间连接电阻元件Ran,在第4二极管Dhn的阴极端与第2接收端子PFn之间连接电阻元件Rbn的结构。
实施例7
接着说明实施例7的电池装置。图9是实施例7的电池装置的电路结构图。如该图所示,实施例7是在实施例1的各电池状态监测电路BM1~BMn中不设置放电漏电流防止用二极管Do1~Don时的电池装置。再有,为了与实施例1相区别,将实施例7中的电池状态监测电路的标记设为BM1’~BMn’。在实施例7中,在电池状态监测电路BM1’~BMn’的外部设置放电漏电流防止用二极管Do。具体地说,二极管Do的阳极端与第1晶体管10的栅极端连接,其阴极端与电池状态监测电路BM1的第1发送端子PC1连接。
通过采用这种结构的电池装置,能够与实施例1同样地防止放电漏电流的发生,不会如传统技术中那样出现电池之间的电压平衡的破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。另外,在电池状态监测电路内不必设置放电漏电流防止用二极管,因此,能够实现成本降低及电路尺寸的小型化。
实施例8
接着说明实施例8的电池装置。图10是实施例8的电池装置的电路结构图。如该图所示,实施例8是在实施例2的各电池状态监测电路BMA1~BMAn中不设置放电漏电流防止用二极管Do1~Don时的电池装置。再有,为了与实施例2区别,将实施例8中的电池状态监测电路的标记设为BMA1’~BMAn’。在实施例8中,在电池状态监测电路BMA1’~BAMn’的外部设置放电漏电流防止用二极管Do。具体地说,二极管Do的阴极端与第1晶体管12的栅极端连接,其阳极端与电池状态监测电路BMAn的第1发送端子PCn连接。
通过采用这种结构的电池装置,能够与实施例2同样地防止放电漏电流的发生,不会如传统技术中那样出现电池之间的电压平衡的破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。另外,在电池状态监测电路内不必设置放电漏电流防止用二极管,因此,能够实现成本降低及电路尺寸的小型化。
实施例9
下面说明实施例9的电池装置。图11是实施例9的电池装置的电路结构图。如该图所示,实施例9是在实施例3的各电池状态监测电路BMB1~BMBn中不设置放电漏电流防止用二极管Do1~Don时的电池装置。另外,为了与实施例3区别,设实施例9中的电池状态监测电路的标记为BMB1’~BMBn’。在实施例9中,在电池状态监测电路BMB1’~BMBn’的外部设置放电漏电流防止用二极管Do。具体地说,二极管Do的阳极端与第1晶体管10的栅极端连接,阴极端与电池状态监测电路BMB1的第1发送端子PC1连接。
通过制成这种结构的电池装置,与实施例3同样,能够防止放电漏电流的发生,不会如传统技术中那样,出现电池之间的电压平衡破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。另外,在电池状态监测电路内不必设置放电漏电流防止用二极管,因此,能够实现成本降低及电路尺寸的小型化。
实施例10
接着说明实施例10的电池装置。图12是实施例10的电池装置的电路结构图。如该图所示,实施例10是在实施例4的各电池状态监测电路BMC1~BMCn中不设置放电漏电流防止用二极管Do1~Don的电池装置。再有,为了与实施例4区别,将实施例10中的电池状态监测电路的标记设为BMC1’~BMCn’。在实施例10中,在电池状态监测电路BMC1’~BMCn’的外部设置放电漏电流防止用二极管Do。具体地说,二极管Do的阴极端与第1晶体管12的栅极端连接,其阳极端与电池状态监测电路BMCn的第1发送端子PCn连接。
通过采用这种结构的电池装置,能够与实施例4同样地防止放电漏电流的发生,不会如传统技术中那样出现电池之间的电压平衡破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。另外,不必在电池状态监测电路内设置放电漏电流防止用二极管,因此,能够实现成本降低及电路尺寸的小型化。
实施例11
接着说明实施例11的电池装置。图13是实施例11的电池装置的电路结构图。如该图所示,实施例11是在实施例5的各电池状态监测电路BMD1~BMDn中不设置放电漏电流防止用二极管Do1~Don的电池装置。再有,为了与实施例5区别,将实施例11中的电池状态监测电路的标记设为BMD1’~BMDn’。在实施例11中,在电池状态监测电路BMD1’~BMDn’的外部设置放电漏电流防止用二极管Do。具体地说,二极管Do的阳极端与第1晶体管10的栅极端连接,其阴极端与电池状态监测电路BMD1的第1发送端子PC1连接。
通过采用这种结构的电池装置,能够与实施例5同样地防止放电漏电流的发生,且不会如传统技术中那样出现电池之间的电压平衡破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。另外,不必在电池状态监测电路内设置放电漏电流防止用二极管,因此,能够实现成本降低及电路尺寸的小型化。
实施例12
接着说明实施例12的电池装置。图14是实施例12的电池装置的电路结构图。如该图所示,实施例12是在实施例6的各电池状态监测电路BME1~BMEn中不设置放电漏电流防止用二极管Do1~Don的电池装置。另外,为了与实施例6区别,将实施例12中的电池状态监测电路的标记设为BME1’~BMEn’。在实施例12中,在电池状态监测电路BME1’~BAEn’的外部设置放电漏电流防止用二极管Do。具体地说,二极管Do的阴极端与第1晶体管12的栅极端连接,其阳极端与电池状态监测电路BMEn的第1发送端子PCn连接。
通过采用这种结构的电池装置,能够与实施例6同样地防止放电漏电流的发生,不会如传统技术中那样出现电池之间的电压平衡破坏,因此可消除电池更换中花费的成本及人工等用户负担。另外,不必在电池状态监测电路内设置放电漏电流防止用二极管,因此,能够实现成本降低及电路尺寸的小型化。

Claims (17)

1.一种电池状态监测电路,其特征在于,
设有:
用于与1个电池的正极端子连接并与内部的正极侧共用电源线连接的第1电压监测端子;
用于与所述电池的负极端子连接并与内部的负极侧共用电源线连接的第2电压监测端子;
第1发送端子;
第2发送端子;
第1接收端子;
第2接收端子;
电池单元平衡控制端子;
作为所述电池状态检测电路,根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测所述电池是否为过充电状态,并将表示该检测结果的过充电检测信号输出的过充电检测电路;
作为所述电池状态检测电路,根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测所述电池是否为过放电状态,并将表示该检测结果的过放电检测信号输出的过放电检测电路;
作为所述电池状态检测电路,根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测是否需要对所述电池进行电池单元平衡控制,并将表示该检测结果的电池单元平衡信号输出到所述电池单元平衡控制端子的电池单元平衡电路;
第1输入与所述第1接收端子连接,第2输入与所述过充电检测电路的输出连接的第1逻辑电路;
输入端子与所述正极侧共用电源线连接,输出端子与所述第1接收端子连接的第1电流源;
以所述第1逻辑电路的输出信号作为栅极端子的输入,将源极端子与所述负极侧共用电源线连接的n沟道型第1输出晶体管;
第1输入与所述第2接收端子连接,第2输入与所述过放电检测电路的输出连接的第2逻辑电路;
其输入端子与所述正极侧共用电源线连接,输出端子与所述第2接收端子连接的第2电流源;
以所述第2逻辑电路的输出信号作为栅极端子的输入,将漏极端子与所述第2发送端子连接,并将源极端子与所述负极侧共用电源线连接的n沟道型第2输出晶体管,
在所述第1发送端子与所述第1输出晶体管的漏极端子之间,设有相对于所述第1输出晶体管的2个端子间的寄生二极管逆向连接的二极管。
2.如权利要求1记载的电池状态监测电路,其特征在于,
设有:
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第1输出晶体管的漏极端子连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第1箝位用二极管;
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第1电流源的输出端子连接的第2箝位用二极管;
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第2输出晶体管的漏极端子连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第3箝位用二极管;以及
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第2电流源的输出端子连接的第4箝位用二极管。
3.如权利要求2记载的电池状态监测电路,其特征在于,
设有:
在所述第2箝位用二极管的阴极端子与所述第1接收端子之间连接的第1电阻元件;以及
在所述第4箝位用二极管的阴极端子与所述第2接收端子之间连接的第2电阻元件。
4.一种电池状态监测电路,其特征在于,
设有:
用于与1个电池的正极端子连接,同时与内部的正极侧共用电源线连接的第1电压监测端子;
用于与所述电池的负极端子连接,同时与内部的负极侧共用电源线连接的第2电压监测端子;
第1发送端子;
第2发送端子;
第1接收端子;
第2接收端子;
电池单元平衡控制端子;
作为所述电池状态检测电路,根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测所述电池是否为过充电状态,并将表示该检测结果的过充电检测信号输出的过充电检测电路;
作为所述电池状态检测电路,根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测所述电池是否为过放电状态,并将表示该检测结果的过放电检测信号输出的过放电检测电路;
作为所述电池状态检测电路,根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测是否需要对所述电池进行电池单元平衡控制,并将表示该检测结果的电池单元平衡信号输出到所述电池单元平衡控制端子的电池单元平衡电路;
第1输入与所述第1接收端子连接,第2输入与所述过充电检测电路的输出连接的第1逻辑电路;
以所述第1逻辑电路的输出信号作为栅极端子的输入,将源极端子与所述正极侧共用电源线连接的p沟道型第1输出晶体管;
其输入端子与所述第1接收端子连接,输出端子与所述负极侧共用电源线连接的第1电流源;
第1输入与所述第2接收端子连接,第2输入与所述过放电检测电路的输出连接的第2逻辑电路;
以所述第2逻辑电路的输出信号作为栅极端子的输入,将漏极端子与所述第2发送端子连接,并将源极端子与所述正极侧共用电源线连接的p沟道型第2输出晶体管;
其输入端子与所述第2接收端子连接,输出端子与所述负极侧共用电源线连接的第2电流源;
在所述第1发送端子与所述第1输出晶体管的漏极端子之间,设有相对于所述第1输出晶体管的2个端子间的寄生二极管逆向连接的二极管。
5.如权利要求4记载的电池状态监测电路,其特征在于,
设有:
其阳极端子与所述第1输出晶体管的漏极端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第1箝位用二极管;
其阳极端子与所述第1电流源的输入端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接的第2箝位用二极管;
其阳极端子与所述第2输出晶体管的漏极端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第3箝位用二极管;以及
其阳极端子与所述第2电流源的输入端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接的第4箝位用二极管。
6.如权利要求5记载的电池状态监测电路,其特征在于,
设有:
在所述第1箝位用二极管的阳极端子与所述第1发送端子之间连接的第1电阻元件;以及
在所述第3箝位用二极管的阳极端子与所述第2发送端子之间连接的第2电阻元件。
7.一种电池装置,其特征在于,
设有:
串联连接的多个电池;
对应于所述多个电池的每一个而设置的权利要求1或3记载的电池状态监测电路;
与所述多个电池的每一个并联连接,并根据从对应于各电池的所述电池状态监测电路的电池单元平衡控制端子输出的电池单元平衡信号,转换2个端子间的连接/非连接的电池单元平衡用开关电路;
第1外部端子;
第2外部端子;
充电用p沟道型晶体管;
放电用p沟道型晶体管;
其一端与所述充电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述充电用p沟道型晶体管的源极端子连接的第1偏置用电阻元件;以及
其一端与所述放电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述放电用p沟道型晶体管的源极端子连接的第2偏置用电阻元件,
所述电池状态监测电路的第1电压监测端子分别与对应的电池的正极端子连接,所述第2电压监测端子分别与对应的电池的负极端子连接,所述第1发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第1接收端子连接,第2发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第2接收端子连接,所述第1接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第1发送端子连接,第2接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第2发送端子连接,
与串联连接的电池内的一端的电池对应的电池状态监测电路的第1发送端子与所述充电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,第2发送端子与所述放电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,
所述放电用p沟道型晶体管的源极端子与所述一端的电池的正极端子连接,其漏极端子与所述充电用p沟道型晶体管的漏极端子连接,所述充电用p沟道型晶体管的源极端子与所述第1外部端子连接,
串联连接的电池内的另一端的电池的负极端子与所述第2外部端子连接,
与所述另一端的电池对应的电池状态监测电路的第1接收端子及第2接收端子与所述另一端的电池的负极端子连接。
8.一种电池装置,其特征在于,
设有:
串联连接的多个电池;
对应于所述多个电池的每一个而设置的权利要求4或6记载的电池状态监测电路;
与所述多个电池的每一个并联连接,并根据从对应于各电池的所述电池状态监测电路的电池单元平衡控制端子输出的电池单元平衡信号,转换2个端子间的连接/非连接的电池单元平衡用开关电路;
第1外部端子;
第2外部端子;
充电用n沟道型晶体管;
放电用n沟道型晶体管;以及
其一端与所述充电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述充电用n沟道型晶体管的源极端子连接的第1偏置用电阻元件;以及
其一端与所述放电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述放电用n沟道型晶体管的源极端子连接的第2偏置用电阻元件,
所述电池状态监测电路的第1电压监测端子分别与对应的电池的正极端子连接,所述第2电压监测端子分别与对应的电池的负极端子连接,所述第1发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第1接收端子连接,第2发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第2接收端子连接,所述第1接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第1发送端子连接,第2接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第2发送端子连接,
串联连接的电池内的一端的电池的正极端子与所述第1外部端子连接,
与所述一端的电池对应的电池状态监测电路的第1接收端子及第2接收端子与所述一端的电池的正极端子连接,
与串联连接的电池内的另一端的电池对应的电池状态监测电路的第1发送端子与所述充电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,第2发送端子与所述放电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,
所述放电用n沟道型晶体管的源极端子与所述另一端的电池的负极端子连接,漏极端子与所述充电用n沟道型晶体管的漏极端子连接,所述充电用n沟道型晶体管的源极端子与所述第2外部端子连接。
9.一种电池装置,其特征在于,
设有:
串联连接的多个电池;
对应于所述多个电池的每一个设置的权利要求2记载的电池状态监测电路;
与所述多个电池的每一个并联连接,并根据从对应于各电池的所述电池状态监测电路的电池单元平衡控制端子输出的电池单元平衡信号,转换2个端子间的连接/非连接的电池单元平衡用开关电路;
第1外部端子;
第2外部端子;
充电用p沟道型晶体管;
放电用p沟道型晶体管;
其一端与所述充电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述充电用p沟道型晶体管的源极端子连接的第1偏置用电阻元件;以及
其一端与所述放电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述放电用p沟道型晶体管的源极端子连接的第2偏置用电阻元件,
所述电池状态监测电路的第1电压监测端子分别与对应的电池的正极端子连接,所述第2电压监测端子分别与对应的电池的负极端子连接,所述第1发送端子通过电阻元件与相邻的一方的电池状态监测电路的第1接收端子连接,第2发送端子通过电阻元件与相邻的一方的电池状态监测电路的第2接收端子连接,所述第1接收端子通过电阻元件与相邻的另一方的电池状态监测电路的第1发送端子连接,第2接收端子通过电阻元件与相邻的另一方的电池状态监测电路的第2发送端子连接,
与串联连接的电池内的一端的电池对应的电池状态监测电路的第1发送端子与所述充电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,第2发送端子与所述放电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,
所述放电用p沟道型晶体管的源极端子与所述一端的电池的正极端子连接,漏极端子与所述充电用p沟道型晶体管的漏极端子连接,所述充电用p沟道型晶体管的源极端子与所述第1外部端子连接,
串联连接的电池内的另一端的电池的负极端子与所述第2外部端子连接,
与所述另一端的电池对应的电池状态监测电路的第1接收端子及第2接收端子与所述另一端的电池的负极端子连接。
10.一种电池装置,其特征在于,
设有:
串联连接的多个电池;
对应于所述多个电池的每一个设置的权利要求5记载的电池状态监测电路;
与所述多个电池的每一个并联连接,并根据从对应于各电池的所述电池状态监测电路的电池单元平衡控制端子输出的电池单元平衡信号,转换2个端子间的连接/非连接的电池单元平衡用开关电路;
第1外部端子;
第2外部端子;
充电用n沟道型晶体管;
放电用n沟道型晶体管;
其一端与所述充电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述充电用n沟道型晶体管的源极端子连接的第1偏置用电阻元件;以及
其一端与所述放电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述放电用n沟道型晶体管的源极端子连接的第2偏置用电阻元件,
所述电池状态监测电路的第1电压监测端子分别与对应的电池的正极端子连接,所述第2电压监测端子分别与对应的电池的负极端子连接,所述第1发送端子通过电阻元件与相邻的一方的电池状态监测电路的第1接收端子连接,第2发送端子通过电阻元件与相邻的一方的电池状态监测电路的第2接收端子连接,所述第1接收端子通过电阻元件与相邻的另一方的电池状态监测电路的第1发送端子连接,第2接收端子通过电阻元件与相邻的另一方的电池状态监测电路的第2发送端子连接,
串联连接的电池内的一端的电池的正极端子与所述第1外部端子连接,
与所述一端的电池对应的电池状态监测电路的第1接收端子及第2接收端子与所述一端的电池的正极端子连接,
与串联连接的电池内的另一端的电池对应的电池状态监测电路的第1发送端子与所述充电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,第2发送端子与所述放电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,
所述放电用n沟道型晶体管的源极端子与所述另一端的电池的负极端子连接,漏极端子与所述充电用n沟道型晶体管的漏极端子连接,所述充电用n沟道型晶体管的源极端子与所述第2外部端子连接。
11.一种电池装置,其特征在于,
设有:
串联连接的多个电池;
电池状态监测电路,其中包括:对应于所述多个电池的每一个而设置的、根据对应的电池的电压而检测该电池是否为过充电状态的过充电检测电路;根据所述电池的电压而检测所述电池是否为过放电状态的过放电检测电路;将表示所述过充电状态的过充电信息发送到外部的第1发送端子;从外部接收其它电池的过充电信息的第1接收端子;将表示所述过放电状态的过放电信息发送到外部的第2发送端子;从外部接收其它电池的过放电信息的第2接收端子;用于所述过充电信息发送的、其控制端子以外的另2个端子中的任一端子与所述第1发送端子连接的第1输出晶体管;以及用于所述过放电信息的发送的、其控制端子以外的另2个端子中的任一端子与所述第2发送端子连接的第2输出晶体管;
以从与串联连接的电池内的一端的电池对应的电池状态监测电路的第1发送端子发送的过充电信息作为控制端子的输入,并根据该过充电信息来转换所述多个电池的充电的允许或禁止的充电用开关电路;
比所述充电用开关电路更靠近电池侧地设置,以从与所述一端的电池对应的电池状态监测电路的第2发送端子发送的过放电信息作为控制端子的输入,并根据该过放电信息来转换所述多个电池放电的允许或禁止的放电用开关电路;以及
在所述第1发送端子与所述充电用开关电路的控制端子之间,相对于所述第1输出晶体管的2个端子间的寄生二极管逆向连接的二极管,
所述电池状态监测电路的所述第1发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第1接收端子连接,所述第2发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第2接收端子连接,所述第1接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第1发送端子连接,第2接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第2发送端子连接。
12.一种电池装置,其特征在于,
设有:
串联连接的多个电池;
对应于所述多个电池的每一个而设置的电池状态监测电路,该电池状态监测电路包括:
用于与1个电池的正极端子连接,同时与内部的正极侧共用电源线连接的第1电压监测端子;
用于与所述电池的负极端子连接,同时与内部的负极侧共用电源线连接的第2电压监测端子;
第1发送端子;
第2发送端子;
第1接收端子;
第2接收端子;
电池单元平衡控制端子;
根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测所述电池是否为过充电状态,并输出表示该检测结果的过充电检测信号的过充电检测电路;
根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测所述电池是否为过放电状态,并输出表示该检测结果的过放电检测信号的过放电检测电路;
根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测是否需要对所述电池进行电池单元平衡控制,并将表示该检测结果的电池单元平衡信号输出到所述电池单元平衡控制端子的电池单元平衡电路;
第1输入与所述第1接收端子连接,第2输入与所述过充电检测电路的输出连接的第1逻辑电路;
其输入端子与所述正极侧共用电源线连接,输出端子与所述第1接收端子连接的第1电流源;
以所述第1逻辑电路的输出信号作为栅极端子的输入,其漏极端子与所述第1发送端子连接,源极端子与所述负极侧共用电源线连接的n沟道型第1输出晶体管;
第1输入与所述第2接收端子连接,第2输入与所述过放电检测电路的输出连接的第2逻辑电路;
其输入端子与所述正极侧共用电源线连接,输出端子与所述第2接收端子连接的第2电流源;以及
以所述第2逻辑电路的输出信号作为栅极端子的输入,其漏极端子与所述第2发送端子连接,源极端子与所述负极侧共用电源线连接的n沟道型第2输出晶体管;
与所述多个电池的每一个并联连接,并根据从对应于各电池的所述电池状态监测电路的电池单元平衡控制端子输出的电池单元平衡信号,转换2个端子间的连接/非连接的电池单元平衡用开关电路;
第1外部端子;
第2外部端子;
充电用p沟道型晶体管;
放电用p沟道型晶体管;
其一端与所述充电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述充电用p沟道型晶体管的源极端子连接的第1偏置用电阻元件;
其一端与所述放电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述放电用p沟道型晶体管的源极端子连接的第2偏置用电阻元件;以及
其阳极端子与所述充电用沟道型晶体管的栅极端子连接的二极管,
所述电池状态监测电路的第1电压监测端子分别与对应的电池的正极端子连接,所述第2电压监测端子分别与对应的电池的负极端子连接,所述第1发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第1接收端子连接,第2发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第2接收端子连接,所述第1接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第1发送端子连接,第2接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第2发送端子连接,
与串联连接的电池内的一端的电池对应的电池状态监测电路的第1发送端子与所述二极管的阴极端子连接,第2发送端子与所述放电用p沟道型晶体管的栅极端子连接,
所述放电用p沟道型晶体管的源极端子与所述一端的电池的正极端子连接,其漏极端子与所述充电用p沟道型晶体管的漏极端子连接,所述充电用p沟道型晶体管的源极端子与所述第1外部端子连接,
串联连接的电池内的另一端的电池的负极端子与所述第2外部端子连接,
与所述另一端的电池对应的电池状态监测电路的第1接收端子及第2接收端子与所述另一端的电池的负极端子连接。
13.如权利要求12记载的电池装置,其特征在于,
所述电池状态监测电路设有:
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第1输出晶体管的漏极端子连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第1箝位用二极管;
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第1电流源的输出端子连接的第2箝位用二极管;
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第2输出晶体管的漏极端子连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第3箝位用二极管;以及
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第2电流源的输出端子连接的第4箝位用二极管,
所述电池状态监测电路中的所述第1发送端子通过电阻元件与相邻的一方的电池状态监测电路的第1接收端子连接,第2发送端子通过电阻元件与相邻的一方的电池状态监测电路的第2接收端子连接,所述第1接收端子通过电阻元件与相邻的另一方的电池状态监测电路的第1发送端子连接,第2接收端子通过电阻元件与相邻的另一方的电池状态监测电路的第2发送端子连接。
14.如权利要求12记载的电池装置,其特征在于,
所述电池状态监测电路设有:
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第1输出晶体管的漏极端子连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第1箝位用二极管;
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第1电流源的输出端子连接的第2箝位用二极管;
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第2输出晶体管的漏极端子连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第3箝位用二极管;
其阳极端子与所述负极侧共用电源线连接,阴极端子与所述第2电流源的输出端子连接的第4箝位用二极管;
连接在所述第2箝位用二极管的阴极端子与所述第1接收端子之间的第1电阻元件;以及
连接在所述第4箝位用二极管的阴极端子与所述第2接收端子之间的第2电阻元件。
15.一种电池装置,其特征在于,
设有:
串联连接的多个电池;
对应于所述多个电池的每一个而设置的电池状态监测电路,该电池状态监测电路包括:
用于与1个电池的正极端子连接,同时与内部的正极侧共用电源线连接的第1电压监测端子;
用于与所述电池的负极端子连接,同时与内部的负极侧共用电源线连接的第2电压监测端子;
第1发送端子;
第2发送端子;
第1接收端子;
第2接收端子;
电池单元平衡控制端子;
根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测所述电池是否为过充电状态,并输出表示该检测结果的过充电检测信号的过充电检测电路;
根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测所述电池是否为过放电状态,并输出表示该检测结果的过放电检测信号的过放电检测电路;
根据所述第1电压监测端子与所述第2电压监测端子之间的电压,检测是否需要对所述电池进行电池单元平衡控制,并将表示该检测结果的电池单元平衡信号输出到所述电池单元平衡控制端子的电池单元平衡电路;
第1输入与所述第1接收端子连接,第2输入与所述过充电检测电路的输出连接的第1逻辑电路;
以所述第1逻辑电路的输出信号作为栅极端子的输入,其漏极端子与所述第1发送端子连接,源极端子与所述正极侧共用电源线连接的p沟道型第1输出晶体管;
其输入端子与所述第1接收端子连接,输出端子与所述负极侧共用电源线连接的第1电流源;
第1输入与所述第2接收端子连接,第2输入与所述过放电检测电路的输出连接的第2逻辑电路;
以所述第2逻辑电路的输出信号作为栅极端子的输入,其漏极端子与所述第2发送端子连接,源极端子与所述正极侧共用电源线连接的p沟道型第2输出晶体管;以及
其输入端子与所述第2接收端子连接,输出端子与所述负极侧共用电源线连接的第2电流源;
与所述多个电池的每一个并联连接,并根据从对应于各电池的所述电池状态监测电路的控制端子输出的电池单元平衡信号,转换2个端子间的连接/非连接的电池单元平衡用开关电路;
第1外部端子;
第2外部端子;
充电用n沟道型晶体管;
放电用n沟道型晶体管;
其一端与所述充电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述充电用n沟道型晶体管的源极端子连接的第1偏置用电阻元件;
其一端与所述放电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,另一端与所述放电用n沟道型晶体管的源极端子连接的第2偏置用电阻元件;以及
其阴极端子与所述充电用沟道型晶体管的栅极端子连接的二极管,
所述电池状态监测电路的第1电压监测端子分别与对应的电池的正极端子连接,所述第2电压监测端子分别与对应的电池的负极端子连接,所述第1发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第1接收端子连接,第2发送端子与相邻的一方的电池状态监测电路的第2接收端子连接,所述第1接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第1发送端子连接,第2接收端子与相邻的另一方的电池状态监测电路的第2发送端子连接,
串联连接的电池内的一端的电池的正极端子与所述第1外部端子连接,
与所述一端的电池对应的电池状态监测电路的第1接收端子及第2接收端子与所述一端的电池的正极端子连接,
与串联连接的电池内的另一端的电池对应的电池状态监测电路的第1发送端子与所述二极管的阳极端子连接,其第2发送端子与所述放电用n沟道型晶体管的栅极端子连接,
所述放电用n沟道型晶体管的源极端子与所述另一端的电池的负极端子连接,其漏极端子与所述充电用n沟道型晶体管的漏极端子连接,所述充电用n沟道型晶体管的源极端子与所述第2外部端子连接。
16.如权利要求15记载的电池装置,其特征在于,
所述电池状态监测电路设有:
其阳极端子与所述第1输出晶体管的漏极端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第1箝位用二极管;
其阳极端子与所述第1电流源的输入端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接的第2箝位用二极管;
其阳极端子与所述第2输出晶体管的漏极端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第3箝位用二极管;以及
其阳极端子与所述第2电流源的输入端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接的第4箝位用二极管,
所述电池状态监测电路中的所述第1发送端子通过电阻元件与相邻的一方的电池状态监测电路的第1接收端子连接,第2发送端子通过电阻元件与相邻的一方的电池状态监测电路的第2接收端子连接,所述第1接收端子通过电阻元件与相邻的另一方的电池状态监测电路的第1发送端子连接,第2接收端子通过电阻元件与相邻的另一方的电池状态监测电路的第2发送端子连接。
17.如权利要求15记载的电池装置,其特征在于,
所述电池状态监测电路设有:
其阳极端子与所述第1输出晶体管的漏极端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第1箝位用二极管;
其阳极端子与所述第1电流源的输入端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接的第2箝位用二极管;
其阳极端子与所述第2输出晶体管的漏极端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接,并具有在被施加与超出所述电池状态监测电路的耐压的电压相当的反向电压时就流过反向电流的特性的第3箝位用二极管;
其阳极端子与所述第2电流源的输入端子连接,阴极端子与所述正极侧共用电源线连接的第4箝位用二极管;
连接在所述第1箝位用二极管的阳极端子与所述第1发送端子之间的第1电阻元件;以及
连接在所述第3箝位用二极管的阳极端子与所述第2发送端子之间的第2电阻元件。
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