CN102005787B - 充放电控制电路及充电式电源装置 - Google Patents

充放电控制电路及充电式电源装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供具备低消耗电流的中间端子断路检测电路的充放电控制电路及充电式电源装置。由耗尽型MOS晶体管和在耗尽型MOS晶体管的栅极端子与源极端子间连接的电阻构成在充放电控制电路的连接有二次电池的端子设置的中间端子断路检测电路的恒流电路。

Description

充放电控制电路及充电式电源装置
技术领域
本发明涉及能够对具备串联连接的多个二次电池的电池单元的充放电进行控制的充放电控制电路及充电式电源装置，更具体涉及充电式电源装置的安全性的提高。
背景技术
在充电式电源装置中，提高安全性是一个重要的课题。特别是搭载了多个二次电池的充电式电源装置，有由于电池单元与充放电控制电路的连接部分的断线(下面称为“中间端子断路”)而充放电控制不良的课题。作为中间端子断路的应付方法，已知如图3所示的充电式电源装置。
图3的充电式电源装置如下构成。二次电池2及3串联地插入于充放电控制电路1的正极电源端子4与负极电源端子6之间。此外，二次电池2及3的连接点与充放电控制电路1的中间端子5连接。二次电池2的电压被电压分割电路7分割，由电压检测电路9检测其分割电压。电压检测电路9的输出则输入至控制电路11。控制电路11在各个二次电池处于过充电状态或者过放电状态时，输出将二次电池与充电式电源装置的外部端子之间的充放电控制开关(未图示)断开(OFF)的信号。因而，控制电路11仅由逻辑电路构成。对于二次电池3也同样，构成为通过电压分割电路8和电压检测电路10检测过充电状态及过放电状态。该检测结果以数字信号同样地输入至控制电路11。因而，控制电路11所起的作用是：当二次电池2及3的任意一个二次电池处于过充电或者过放电状态时截断二次电池与外部的连接，停止进行过充电及过放电。由于两个二次电池的充电特性及放电特性完全不同，需要分别检测并控制过放电/过充电。
恒流电路15使固定的电流从正极电源端子4流入中间端子5。恒流电路15使用将栅极端子和源极端子连接的耗尽型MOS晶体管。
如上述那样构成的现有的充电式电源装置，如下动作而检测中间端子断路，并停止充放电。在中间端子5与二次电池2及3的连接被断路的情况下，恒流电路15的恒流流入电压分割电路8，中间端子5的电压上拉(pull up)到正极电源端子。电压分割电路8被施加比正常电压高的电压，所以检测出过充电。因而，控制电路11输出将充放电控制开关断开的信号。
即，在正极电源端子4与中间端子5之间设置恒流电路15，因此，即使中间端子5的连接被断路，二次电池也不会成为过充电状态或过放电状态。因而，能够提供安全性较高的充电式电源装置(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开平8-308115号公报
发明内容
但是，在现有的恒流电路中存在难以设定检测中间端子断路所需的充分的电流值的课题。
在中间端子断路的状态下，中间端子的电位因上下连接的电压分割电路而被固定。因此，恒流电路必须将中间端子上拉至超过电压分割电路形成的电流的电流值。由于电压分割电路由电阻元件构成，需要在考虑电阻元件的制造偏差的情况下设定恒流值，因而需要包含冗余的较大的恒流。
另一方面，恒流电路的电流对所连接的电池而言成为不平衡电流，因此过大的恒流成为破坏电池电压的平衡的原因。
为了解决现有的课题，本发明的充放电控制电路如下构成。
将在充放电控制电路的连接有二次电池的端子上设置的中间端子断路检测电路即恒流电路，构成为使恒流值对应于分割电阻的电阻元件的电阻值的离散而可变。更具体地说，由耗尽型MOS晶体管和在耗尽型MOS晶体管的栅极端子与源极端子间连接的电阻构成。
(发明效果)
通过做成由上述的构成的恒流电路构成的中间端子断路检测电路，在构成电压分割电路的电阻元件的电阻值以增大的方式离散，且不要大的上拉电流的情况下，使恒流值变小，反之，在构成电压分割电路的电阻元件的电阻值以减小的方式离散，且需要大的上拉电流的情况下，使恒流值变大，由此可获得中间端子断路所需的充分的恒流值。
附图说明
图1是表示一例本发明的充电式电源装置的方框图。
图2是表示另一例本发明的充电式电源装置的方框图。
图3是表示现有的充电式电源装置的方框图。
附图标记说明
1充放电控制电路；5中间端子；7、8电压分割电路；9、10电压检测电路；11控制电路；15恒流电路。
具体实施方式
图1是表示一例本发明的充电式电源装置的方框图。
本发明的充电式电源装置具备构成电池单元的二次电池2及3和充放电控制电路1。串联连接的二次电池2及3在充放电控制电路1的正极电源端子4与负极电源端子6之间连接。此外，二次电池2和3的连接点与中间端子5连接。
充放电控制电路1包括：与正极电源端子4和中间端子5连接的电压分割电路7；与负极电源端子6和中间端子5连接的电压分割电路8；连接有电压分割电路7及8的输出端子的控制电路11；以及与正极电源端子4和中间端子5连接的中间端子断路检测电路即恒流电路15。控制电路11的输出端子与控制端子12及13连接。
恒流电路15具备耗尽型MOS晶体管和在耗尽型MOS晶体管的栅极端子与源极端子间连接的电阻。在此，连接在栅极端子与源极端子间的电阻，使用与用于电压分割电路8的电阻相同种类的电阻。
如上述那样的充电式电源装置如下动作而具有检测中间端子断路并保护二次电池的功能。
二次电池2的电压被电压分割电路7分割，作为分割电压而输出。由电压检测电路9检测该分割电压。电压检测电路9的输出则输入至控制电路11。控制电路11在各个二次电池处于过充电状态或者过放电状态时，经由控制端子12及13，输出将二次电池2及3与外部端子之间的充放电控制开关(未图示)断开的信号。因而，控制电路11仅由逻辑电路构成。
此外，对于二次电池3，也同样构成为通过电压分割电路8与电压检测电路10来检测过充电状态及过放电状态。该检测结果以数字信号同样地输入至控制电路11。
因而，控制电路11所起的作用是当二次电池2及3的任意一个二次电池成为过充电或者过放电状态时，截断与外部的连接，停止进行过充电及过放电。二次电池2及3的充电特性及放电特性完全不同，因此需要分别检测并控制过放电/过充电。
当中间端子5的连接正常的情况下，恒流电路15使电流从正极电源端子4流入中间端子5。
接着，对中间端子5的连接断路时的动作进行说明。
在中间端子5与二次电池2及3的连接断路时，恒流电路15的恒流流入电压分割电路8，中间端子5的电压上拉至正极电源端子4。电压分割电路8由于被施加比正常的电压高的电压，检测出过充电。因而，控制电路11输出将充放电控制开关断开的信号。
在此，通过在耗尽型MOS晶体管的栅极端子与源极端子之间连接电阻，栅极端子电压比源极端子电压仅降低电阻的电压降。在构成电压分割电路的电阻元件的电阻值以增大的方式离散时，加在电阻两端的电压升高，因此耗尽型MOS晶体管的源极电压升高且电流值变小。反之，在构成电压分割电路的电阻元件的电阻值以减小的方式离散时，加在电阻两端的电压减小，因此耗尽型MOS晶体管的源极电压降低且电流值变大。
如此通过在耗尽型MOS晶体管的栅极端子与源极端子间连接电阻，能够针对电阻元件的制造偏差而调整恒流值，获得所需充分的上拉电流。
图2是表示另一例本发明的充电式电源装置的方框图。
图2的充放电控制电路1中，将中间端子断路检测电路即恒流电路15连接在中间端子5与负极电源端子6之间。恒流电路15与图1同样地包括耗尽型MOS晶体管和在耗尽型MOS晶体管的栅极端子与源极端子间连接的电阻。在此，在栅极端子与源极端子间连接的电阻，使用与用于电压分割电路7的电阻相同种类的电阻。
如上述那样的充电式电源装置如下动作而具有检测中间端子断路并保护二次电池的功能。
在中间端子5的连接正常的情况下，恒流电路15使电流从中间端子5流入负极电源端子6。
接着，对中间端子5的连接断路时的动作进行说明。
在中间端子5与二次电池2及3的连接断路的情况下，恒流电路15的恒流从电压分割电路7流出，中间端子5的电压下拉至负极电源端子6。电压分割电路7被施加比正常的电压高的电压，所以检测出过充电。因而，控制电路11输出将充放电控制开关断开的信号。
在此，通过在耗尽型MOS晶体管的栅极端子与源极端子之间连接电阻，栅极端子电压比源极端子电压仅降低电阻的电压降。在构成电压分割电路的电阻元件的电阻值以增大的方式离散时，加在电阻两端的电压升高，因此耗尽型MOS晶体管的源极电压升高且电流值变小。反之，在构成电压分割电路的电阻元件的电阻值以减小的方式离散时，加在电阻两端的电压减小，因此耗尽型MOS晶体管的源极电压降低且电流值变大。
如此通过在耗尽型MOS晶体管的栅极端子与源极端子间连接电阻，能够针对电阻元件的制造偏差而调整恒流值，获得所需充分的上拉电流。
此外，以具备2个二次电池为例说明了本发明的充电式电源装置，但具备3个以上的二次电池的情况下，也能通过每隔1个设置中间端子断路检测电路来得到同样的效果。

Claims (2)

1.一种充放电控制电路，对具备串联连接的多个二次电池的电池单元的充放电进行控制，其特征在于，包括：
将所述电池单元的二次电池间的连接端子连接的一个或者多个中间端子；
与所述多个二次电池对应地设置的多个分割电阻；以及
与所述中间端子连接的中间端子断路检测电路，
所述中间端子断路检测电路是对应于所述分割电阻的电阻元件的电阻值的离散而流过所述中间端子断路检测所需充分的上拉电流的恒流电路，
所述恒流电路具备耗尽型MOS晶体管和在所述耗尽型MOS晶体管的栅极端子与源极端子间连接的电阻，所述电阻使用与所述分割电阻的电阻相同种类的电阻。
2.一种充电式电源装置，其特征在于，包括：
具备串联连接的多个二次电池的电池单元；
对所述电池单元的充放电进行控制的权利要求1所述的充放电控制电路；以及
被所述充放电控制电路控制的充放电控制开关。
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