CN102195318A

CN102195318A - 电池状态监视电路以及电池装置

Info

Publication number: CN102195318A
Application number: CN2011100647408A
Authority: CN
Inventors: 吉川清至
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Ablic Inc
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2011-03-17
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2031-03-17
Also published as: JP2011200042A; TWI493207B; KR101537133B1; KR20110105735A; CN102195318B; TW201217813A; US20110227539A1; US8471530B2; JP5462043B2

Abstract

本发明提供一种自动恢复功能正常动作，能够实现低功耗的电池状态监视电路以及电池装置。电池状态监视电路具有比较器，该比较器将自动恢复电路的输出端子的电压与二次电池的电压进行比较，将其比较结果的信号输出到温度传感器电路，控制温度传感器电路的动作，只在自动恢复电路的输出大时，即，将充电器连接在外部端子之间时，使温度传感器电路进行动作。

Description

电池状态监视电路以及电池装置

技术领域

本发明涉及检测二次电池的电压和异常的电池状态监视电路以及电池装置，尤其涉及在充电放电控制电路内安装了温度传感器的电池状态监视电路以及电池装置。

背景技术

图3表示过去安装了温度传感器的电池装置的电路图。过去安装了温度传感器的电池装置具有二次电池101、电池状态监视电路309、外部端子106以及外部端子107。电池状态监视电路309具有过充电检测电路301、过放电检测电路305、控制电路302、过热检测电路304、温度传感器307、过电流检测电路303、放电FET306以及充电FET308。

过去的连接方式是，二次电池101的正极侧与过充电检测电路301、过放电检测电路305、外部端子106连接，负极侧与放电FET306的源极连接。过充电检测电路301的输出、过放电检测电路305的输出、过电流检测电路的输出、过热检测电路304的输出与控制电路302连接。放电FET306的栅极与控制电路302的输出连接，漏极与充电FET308的漏极连接。充电FET308的栅极与控制电路302的输出连接，源极与过电流检测电路303的输入和外部端子107连接。

充电FET308在充电时由于过电流而成为异常过热状态后，过热检测电路304将处于异常状态的情况通知给控制电路302，控制电路302进行动作，将充电FET308的栅极设为低电平，切断充电电流。因此，能够保护充电控制用的充电FET308不会异常过热(例如参照专利文献1)。

【专利文献1】日本特开2007-124775号公报

电池装置在二次电池电压为0V的状态下进行充电时，也需要通过温度传感器电路进行过热保护。温度传感器电路的电源如果从二次电池侧获取，则在电池电压为0V时不动作，使得过热保护不工作，因此从外部端子之间获取电源。但是，在现有技术中，温度传感器电路的消耗电流成为自动恢复电路的负载，存在在利用自动恢复功能从过电流保护状态下进行恢复时不能正常动作的问题。因为自动恢复电路的输出电流抑制电池的消耗，因而非常微小，自动恢复电路的输出电流全部在过热检测电路中消耗掉，妨碍了自动恢复动作。

发明内容

本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种自动恢复功能正常动作，能够实现低功耗的电池状态监视电路以及电池装置。

为了解决现有的问题，本发明的具有电池状态监视电路的电池装置构成如下。

一种电池状态监视电路，其具有检测并控制二次电池的状态的充电放电控制电路、自动恢复电路以及温度传感器电路，其中，该电池状态监视电路具有比较器，该比较器将自动恢复电路的输出端子即过电流检测端子的电压与二次电池的电压进行比较，利用其比较结果的输出信号来控制温度传感器电路的动作。

根据本发明的电池装置，在过电流检测端子的电压大于二次电池的正极的电压之前、即充电器被连接之前，使温度传感器电路的动作停止，由此能够使从过电流保护状态自动恢复的自动恢复功能正常动作。比较器的电源从自动恢复电路的输出即过电流检测端子获得，但由于比较器的消耗电流极其微小，因此不会妨碍自动恢复的动作。

附图说明

图1是具有第一实施方式的电池状态监视电路的电池装置的电路图。

图2是具有第二实施方式的电池状态监视电路的电池装置的电路图。

图3是具有过去的电池状态监视电路的电池装置的电路图。

标号说明

101二次电池；104负载；105充电器；109电池状态监视电路；111自动恢复电路；112比较器；113温度传感器电路；114充电放电控制电路；1150V充电控制电路；121放电控制输出端子；122充电控制输出端子；123过电流检测端子。

具体实施方式

下面，参照附图说明用于实施本发明的方式。

【实施例1】

本实施方式的电池装置具有二次电池101、电池状态监视电路109、放电控制用PchFET102、充电控制用PchFET103、连接负载104或者充电器105的外部端子106、107以及电阻108。电池状态监视电路109具有自动恢复电路111、比较器112、温度传感器电路113、充电放电控制电路114、0V充电控制电路115、NMOS晶体管116以及二极管117。

自动恢复电路111、充电放电控制电路114将二次电池101用作电源。比较器112、温度传感器电路113、0V充电控制电路115采用下述连接方式，即，将正极电源与过电流检测端子123连接，将负极电源与二次电池101的负极连接。

自动恢复电路111的输出与过电流检测端子123连接。比较器112的非反转输入端子与过电流检测端子123连接，反转输入端子与二次电池101的正极连接，输出与温度传感器电路113连接。温度传感器电路113的输出与充电放电控制电路114连接。充电放电控制电路114的输入与过电流检测端子123连接，一个输出与放电控制输出端子121连接，另一个输出与NMOS晶体管116的栅极连接。NMOS晶体管116的源极与二次电池101的负极连接，漏极与二极管117的阴极连接。二极管117的阳极与充电控制输出端子122连接。0V充电控制电路115的输入与过电流检测端子123连接，0V充电控制电路115包含在充电放电控制电路114中。放电控制用PchFET102的栅极与放电控制输出端子121连接，源极与二次电池101的正极连接，漏极与充电控制用PchFET103的漏极连接。充电控制用PchFET103的栅极与充电控制输出端子122连接，源极与外部端子106连接。电阻108的一端与充电控制输出端子122连接，另一端与外部端子106连接。过电流检测端子123与外部端子106连接，外部端子107与二次电池101的负极连接。

比较器112的非反转输入端子具有正的非常小的偏置，在过电流检测端子123的电压比二次电池101的正极的电压高偏置电压时，比较器112输出高电平的信号。温度传感器电路113在从比较器112输入低电平的信号时停止动作，在输入高电平的信号时开始动作。

下面，说明第一实施方式的电池装置的动作。

在外部端子106、107之间连接了重负载时，充电放电控制电路114检测到过电流，过电流保护功能进行动作，使放电控制用PchFET102截止。过电流检测端子123的电压降低到0V左右。自动恢复电路111为了在重负载被取下时的自动恢复而进行动作，电流流向过电流检测端子123。然后，在重负载被取下后，过电流检测端子123的电压逐渐上升。此时，比较器112的非反转输入端子具有正的非常小的偏置，因此输出端输出低电平的信号，使温度传感器电路113的电路动作停止。并且，充电放电控制电路114检测到重负载被取下的情况，使放电控制用PchFET102导通。这样，过电流检测端子123的电压达到与二次电池101的正极相同的电压。

比较器112的非反转输入端子的正的偏置电压被设定成比下述值低的电压，该值是指放电控制用PchFET102的导通电阻与充电控制用PchFET103的导通电阻之和乘以充电器105的充电电流而得到的值。并且，电源是从自动恢复电路111的输出即外部端子106获得的，但由于比较器112的消耗电流被设计成极其微小，因此不会妨碍自动恢复的动作。

然后，在外部端子106、107之间连接了充电器105时，过电流检测端子123的电压上升而大于二次电池101的正极的电压。并且，比较器112的输出端输出高电平的信号，温度传感器电路113进行动作。这样，在过电流检测端子123的电压大于二次电池101的正极的电压之前，温度传感器电路113不进行动作。因此，能够使自动恢复功能正常动作。

温度传感器电路113只在过电流检测端子123的电压大于二次电池101的正极的电压时进行动作。即，只在外部端子106、107之间连接了充电器105时进行动作。因此，在没有连接充电器105的通常状态下，温度传感器电路113不进行动作，能够实现低消耗电流。

下面，说明在二次电池101被放电到0V左右的状态下的充电时的过热保护动作。在连接充电器105后，0V充电控制电路115进行动作，通过充电放电控制电路114的输出将NMOS晶体管116的栅极的电压设为高电平使其导通。然后，电流从外部端子106经由电阻108、充电控制输出端子122、二极管117、NMOS晶体管116流向二次电池101的负极。由于该电流，在电阻108的两端产生电压下降，充电控制用PchFET103的源极-栅极间电压增大。并且，充电控制用PchFET103导通。充电控制用PchFET103导通的必要条件是栅极-源极间电压被施加VTH以上的电压。由于二次电池101是0V，因此通过充电控制用PchFET103的导通，源极的电压下降，但是栅极-源极间电压停止在VTH以上的电压。此时的外部端子106、107之间的电压达到与二极管117的Vf电压和充电控制用PchFET103的VTH之和大致相等的电压。该电压比二次电池101的正极电压高，因此比较器112输出高电平。并且，由于是足以使温度传感器电路113进行动作的高电压，因此开始电路动作，过热保护功能进行动作。

【实施例2】

图2是具有第二实施方式的电池状态监视电路的电池装置的电路图。与图1的不同之处在于，将放电控制用PchFET102变更成放电控制用NchFET201，将充电控制用PchFET103变更成充电控制用NchFET202，将NMOS晶体管116变更成PMOS晶体管211，将二极管117变更成二极管212。

连接方式是，自动恢复电路111、充电放电控制电路114将二次电池101用作电源。比较器112、温度传感器电路113、0V充电控制电路115将负极电源与过电流检测端子123连接，将正极电源与二次电池101的正极连接。

PMOS晶体管211的栅极与充电放电控制电路114的输出连接，源极与二次电池101的正极连接，漏极与二极管212的阳极连接。二极管212的阴极与充电控制输出端子122连接。放电控制用NchFET201的栅极与放电控制输出端子121连接，源极与二次电池101的负极连接，漏极与充电控制用NchFET202的漏极连接。充电控制用NchFET202的栅极与充电控制输出端子122连接，源极与外部端子107连接。电阻108的一端与充电控制输出端子122连接，另一端与外部端子107连接。过电流检测端子123与外部端子107连接，外部端子106与二次电池101的正极连接。

下面说明动作。在外部端子106、107之间连接了重负载后，充电放电控制电路114检测到过电流，过电流保护功能进行动作，使放电控制用NchFET201截止。并且，过电流检测端子123的电压达到与外部端子106大致相同的电压。自动恢复电路111为了在重负载被取下时的自动恢复而进行动作，电流从过电流检测端子123流向二次电池101的负极。然后，在重负载被取下后，过电流检测端子123的电压逐渐下降。此时，比较器112的非反转输入端子具有正的非常小的偏置，因此输出端输出低电平的信号，使温度传感器电路113的电路动作停止。并且，充电放电控制电路114检测到重负载被取下的情况，使放电控制用NchFET201导通。这样，过电流检测端子123的电压达到与二次电池101的负极相同的电压。

比较器112的非反转输入端子的正的偏置电压被设定成比下述值低的电压，该值是指放电控制用NchFET201的导通电阻与充电控制用NchFET202的导通电阻之和乘以充电器105的充电电流而得到的值。并且，电源是从自动恢复电路111的输出即外部端子106获得的，但由于比较器112的消耗电流被设计成极其微小，因此不会妨碍自动恢复的动作。

然后，在外部端子106、107之间连接了充电器105后，过电流检测端子123的电压下降而小于二次电池101的负极的电压。并且，比较器112的输出端输出高电平的信号，温度传感器电路113进行动作。这样，在过电流检测端子123的电压小于二次电池101的负极的电压之前，温度传感器电路113不进行动作。因此，能够使自动恢复功能正常动作。

温度传感器电路113只在过电流检测端子123的电压小于二次电池101的负极的电压时进行动作。即，只在外部端子106、107之间连接了充电器105时进行动作。因此，在没有连接充电器105的通常状态下，温度传感器电路113不进行动作，能够实现低消耗电流。

下面，说明在二次电池101被放电到0V左右的状态下的充电时的过热保护动作。在连接充电器105后，0V充电控制电路115进行动作，通过充电放电控制电路114的输出将PMOS晶体管211的栅极的电压设为低电平使其导通。然后，电流从二次电池101的正极经由PMOS晶体管211、二极管212、充电控制输出端子122、电阻108流向外部端子107。由于该电流，在电阻108的两端产生电压下降，充电控制用NchFET202的源极-栅极间电压增大。并且，充电控制用NchFET202导通。充电控制用NchFET202导通的必要条件是栅极-源极间电压被施加VTH以上的电压。由于二次电池101是0V，因此通过充电控制用NchFET202的导通，源极的电压上升，但是栅极-源极间电压停止在VTH以上。此时的外部端子106、107之间的电压达到与二极管212的Vf电压和充电控制用NchFET202的VTH之和大致相等的电压。该电压比二次电池101的负极电压低，因此比较器112输出高电平。并且，由于是足以使温度传感器电路113进行动作的高电压，因此开始电路动作，过热保护功能进行动作。

Claims

1.一种电池状态监视电路，其具有检测并控制二次电池的状态的充电放电控制电路、自动恢复电路以及温度传感器电路，其特征在于，

所述电池状态监视电路具有比较器，该比较器将所述自动恢复电路的输出端子的电压与所述二次电池的电压进行比较，将其比较结果的信号输出到所述温度传感器电路，控制所述温度传感器电路的动作。

2.一种电池状态监视电路，其具有检测并控制二次电池的状态的充电放电控制电路、自动恢复电路、温度传感器电路、0V充电控制电路、放电控制输出端子、充电控制输出端子、过电流检测端子以及N沟道型晶体管，该N沟道型晶体管的栅极与所述0V充电控制电路的输出端连接，源极与二次电池的负极连接，漏极与所述充电控制输出端子连接，其特征在于，

3.一种电池状态监视电路，其具有检测并控制二次电池的状态的充电放电控制电路、自动恢复电路、温度传感器电路、0V充电控制电路、放电控制输出端子、充电控制输出端子、过电流检测端子以及P沟道型晶体管，该P沟道型晶体管的栅极与所述0V充电控制电路的输出端连接，源极与二次电池的正极连接，漏极与所述充电控制输出端子连接，其特征在于，

4.一种电池装置，其中，该电池装置具有：

能够充电放电的二次电池；

充电放电控制开关，其设于所述二次电池的充电放电路径；以及

权利要求1～3中的任意一项所述的电池状态监视电路，其监视所述二次电池的电压，开闭所述充电放电控制开关，由此控制所述二次电池的充电放电。