CN104022541B - 充放电控制电路以及电池装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供充放电控制电路以及电池装置，即使在充电器逆连接时也具有高安全性。该充放电控制电路具备消耗电流增加电路，该消耗电流增加电路具有开关电路，使电流从电源端子流过接地端子，该开关电路接收来自充电器逆连接检测电路的表示检测出充电器逆连接的检测信号而接通。
Description
技术领域
本发明涉及检测充电器的逆连接的充放电控制电路以及电池装置，尤其涉及防止在充电器逆连接时充放电控制电路以及电池装置被破坏的充放电控制电路以及电池装置。
背景技术
目前，各种各样的便携型电子设备得到普及。这些便携型电子设备通常由安装有电池的电池装置驱动。图4示出现有的充放电控制电路以及电池装置的电路图。现有的充放电控制电路以及电池装置具备过充电检测电路411、过放电检测电路412、过电流检测电路413、延迟电路415、逻辑电路417、充电器逆连接检测电路106、VDD端子111、VSS端子112、DO端子113、CO端子114、VM端子115、外部端子120、121、二次电池101、充电控制用NchFET晶体管108、放电控制用NchFET晶体管107和电阻104。
当成为充电器的正极端子与外部端子121连接、充电器的负极端子与外部端子120连接的充电器逆连接状态时，虽然VM端子115以及外部端子121的电压通常是接地电压附近，但是会成为二次电池101的电压即电源电压附近。当VM端子115的电压成为规定电压时，充电器逆连接检测电路106检测出充电器逆连接而向逻辑电路417输出信号，逻辑电路417将高电平以及低电平分别输出至充电控制用NchFET晶体管108以及放电控制用NchFET晶体管107的栅极。这时，在从检测出充电器逆连接到输出高信号以及低信号的期间内不存在延迟时间。充电控制用NchFET晶体管108导通，流过电流，放电控制用NchFET晶体管107截止，仅流过基于寄生二极管的充电电流，充电器逆连接检测电路106使二次电池101的放电停止。
这样，在成为充电器逆连接状态时，使二次电池101的放电停止(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2009-247100号公报
但是，在现有的充放电控制电路以及电池装置中存在这样的问题：在检测出充电器的逆连接而停止二次电池的放电之后，电流从VM端子115经由寄生二极管流过VDD端子111。
当检测出充电器逆连接而使放电停止时，VM端子115的电压成为充电器的电压与二次电池的电压相加而得的值，VM端子115的电压高于VDD端子111的电压。并且，通过从VM端子115连接至VDD端子111的寄生二极管，从VM端子115向VDD端子111流过电流。该电流从VM端子115流过VDD端子111、外部端子120。设该电流为Ivm、设二次电池的电压为Vbat、设VDD端子111至外部端子120之间的电阻值为R1、设充放电控制电路的VDD端子111与VSS端子112之间的耐压为Vmax，则在充放电控制电路的VDD端子111与VSS端子112之间施加Vbat+Ivm×R1的电压。
此时，当(Vbat+Ivm×R1)>Vmax时，会对充放电控制电路施加耐压以上的电压。
发明内容
本发明是为了解决以上这样的课题而完成的，在充电器逆连接时能够防止电流从VM端子经由寄生二极管流过VDD端子，所以实现安全性高的充放电控制电路以及电池装置。
为了解决现有的问题，本发明的充放电控制电路以及电池装置采用以下这样的结构。
充放电控制电路具备消耗电流增加电路，该消耗电流增加电路具有开关电路，使电流从电源端子流过接地端子，该开关电路接收来自充电器逆连接检测电路的表示检测出充电器逆连接的检测信号而接通。另外，电池装置具备该充放电控制电路。
发明效果
本发明的充放电控制电路以及电池装置在检测出充电器逆连接后，减少从VDD端子流出的电流，由此能够防止充放电控制电路的VDD端子与VSS端子之间的电压上升，能够防止对充放电控制电路施加耐压以上的电压。因此，能够提高电池装置的安全性。
附图说明
图1是第一实施方式的充放电控制电路以及电池装置的电路图。
图2是第二实施方式的充放电控制电路以及电池装置的电路图。
图3是第三实施方式的充放电控制电路以及电池装置的电路图。
图4是现有的充放电控制电路以及电池装置的电路图。
标号说明
100充放电控制电路；101二次电池；105控制电路；106充电器逆连接检测电路；107放电控制用NchFET晶体管；108充电控制用NchFET晶体管；110寄生二极管；120、121外部端子；130消耗电流增加电路；131开关电路；201电阻；301恒流电路；411过充电检测电路；412过放电检测电路；413过电流检测电路；415延迟电路；417逻辑电路。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本实施方式的充放电控制电路以及电池装置。
<第一实施方式>
图1是第一实施方式的充放电控制电路以及电池装置的电路图。
第一实施方式的充放电控制电路以及电池装置由二次电池101、电阻102、104、电容103、放电控制用NchFET晶体管107、充电控制用NchFET晶体管108、充放电控制电路100和外部端子120、121构成。充放电控制电路100由控制电路105、充电器逆连接检测电路106、消耗电流增加电路130、VDD端子111、VSS端子112、DO端子113、CO端子114和VM端子115构成。消耗电流增加电路130由开关电路131构成。
二次电池101的正极与外部端子120以及电阻102连接，负极与电容103、VSS端子112、放电控制用NchFET晶体管107的源极以及背栅连接。电阻102的另一个端子与电容103的另一个端子以及VDD端子111连接。放电控制用NchFET晶体管107的栅极与DO端子113连接，漏极与充电控制用NchFET晶体管108的漏极连接。充电控制用NchFET晶体管108的栅极与CO端子114连接，源极以及背栅与外部端子121以及电阻104连接。电阻104的另一个端子与VM端子115连接。控制电路105的第一输入与VDD端子111连接，第二输入与VSS端子112连接，第三输入与VM端子115连接，第四输入与充电器逆连接检测电路106的第一输出连接，第一输出与DO端子113连接，第二输出与CO端子114连接。开关电路131的一个端子与VDD端子111连接，另一个端子与VSS端子112连接。充电器逆连接检测电路106的输入与VM端子115连接，第二输出与开关电路131连接并控制通断。
对第一实施方式的充放电控制电路以及电池装置的动作进行说明。
外部端子120连接充电器的正极，外部端子121连接充电器的负极，对二次电池101进行充电，当二次电池101的电压变高而成为规定电压以上时，控制电路105检测出过充电状态，向CO端子114输出低电平的信号。然后，使充电控制用NchFET晶体管108截止，停止对二次电池101的充电。
负载连接在外部端子120与121之间，当二次电池101的电压变低而成为规定电压以下时，控制电路105检测出过放电状态，向DO端子113输出低电平的信号。然后，使放电控制用NchFET晶体管107截止，停止从二次电池101放电。
当在外部端子120与121之间流过异常的放电电流时，VM端子115的电压上升，控制电路105检测出放电过电流状态。然后，向DO端子113输出低电平的信号，使放电控制用NchFET晶体管107截止，停止异常的放电电流流过二次电池101。
当在外部端子120与121之间流过异常的充电电流时，VM端子115的电压下降，控制电路105检测出充电过电流状态。然后，向CO端子114输出低电平的信号，使充电控制用NchFET晶体管108截止，停止异常的充电电流流过二次电池101。
在充电器的负极与外部端子120连接、充电器的正极与外部端子121连接、即逆连接充电器的充电器逆连接状态时，VM端子115以及外部端子121的电压成为二次电池101的电压即电源电压附近。此外，当VM端子115的电压成为规定电压时，充电器逆连接检测电路106检测出充电器逆连接状态，向控制电路105输出信号，从控制电路105向CO端子114输出高电平的信号，向DO端子113输出低电平的信号。这样，在充电器逆连接状态时，使充电控制用NchFET晶体管108导通而仅使充电电流流过，使放电控制用NchFET晶体管107截止，通过寄生二极管仅使充电电流流过，停止放电电流，从而使二次电池101的放电停止。
同时，充电器逆连接检测电路106检测出充电器逆连接，使消耗电流增加电路130的开关电路131接通，增加从VDD端子111向VSS端子112流过的消耗电流。在VM端子115至VDD端子111之间，存在以从VM端子115到VDD端子111的方向为正向的寄生二极管110。当检测出充电器逆连接而使放电停止时，VM端子115的电压成为充电器电压与二次电池101的电压相加而得的值，VM端子115的电压高于VDD端子111。由此，经由从VM端子115向VDD端子111连接的寄生二极管110，电流从VM端子115流过VDD端子111。设该电流为Ivm，则从VM端子115向VDD端子111、电阻102、外部端子120流过Ivm。
设消耗电流增加电路130进行动作而从VDD端子111向VSS端子112流过的电流值为Ids。并且，设二次电池101的电压为Vbat、设电阻102的电阻值为R1、设充放电控制电路100的VDD端子111与VSS端子112之间的耐压为Vmax，则在充放电控制电路100的VDD端子111与VSS端子112之间产生Vbat+(Ivm-Ids)×R1的电压。此时，以满足[Vbat+(Ivm-Ids)×R1]<Vmax的关系的方式调节消耗电流增加电路130的电流值Ids，由此能够防止对充放电控制电路100施加耐压以上的电压。
这样，使得在充电器逆连接状态下经由寄生二极管110流过的一部分电流流过VSS端子112，由此能够防止对充放电控制电路100施加耐压以上的电压。
以上，关于第一实施方式的充放电控制电路以及电池装置，在检测出充电器逆连接后，经由寄生二极管从VDD端子流出的电流减少，防止对充放电控制电路施加耐压以上的电压。因此，能够提高电池装置的安全性。
<第二实施方式>
图2是第二实施方式的充放电控制电路以及电池装置的电路图。
与第一实施方式的不同之处是在开关电路131与VDD端子111之间插入作为阻抗元件的电阻201。其它与第一实施方式相同。
对第二实施方式的充放电控制电路以及电池装置的动作进行说明。
过充电状态、过放电状态、过电流状态、充电器逆连接检测电路106的动作与第一实施例相同。当成为充电器逆连接状态而充电器逆连接检测电路106使开关电路131接通时，消耗电流增加电路130进行动作，从VDD端子111向VSS端子112流过电流值Ids。利用电阻201的电阻值调整该电流Ids，由此防止对充放电控制电路100施加耐压以上的电压。
这样，使得在充电器逆连接状态下经由寄生二极管110流过的一部分电流流过VSS端子112，由此能够防止对充放电控制电路100施加耐压以上的电压。
以上，关于第二实施方式的充放电控制电路以及电池装置，在检测出充电器逆连接后，经由寄生二极管从VDD端子流出的电流减少，防止对充放电控制电路施加耐压以上的电压。因此，能够提高电池装置的安全性。
<第三实施方式>
图3是第三实施方式的充放电控制电路以及电池装置的电路图。
与第二实施方式的不同之处是将电阻201变更为恒流电路301。其它与第二实施方式相同。
对第三实施方式的充放电控制电路以及电池装置的动作进行说明。
过充电状态、过放电状态、过电流状态、充电器逆连接检测电路106的动作与第二实施例相同。当成为充电器逆连接状态而充电器逆连接检测电路106使开关电路131接通时，消耗电流增加电路130进行动作，从VDD端子111向VSS端子112流过电流值Ids。利用恒流电路301调节该电流Ids，由此防止对充放电控制电路100施加耐压以上的电压。
这样，使得在充电器逆连接状态下经由寄生二极管110流过的一部分电流流过VSS端子112，由此能够防止对充放电控制电路100施加耐压以上的电压。
以上，关于第三实施方式的充放电控制电路以及电池装置，在检测出充电器逆连接后，经由寄生二极管从VDD端子流出的电流减少，防止对充放电控制电路施加耐压以上的电压。因此，能够提高电池装置的安全性。
Claims (4)
1.一种充放电控制电路，其特征在于，该充放电控制电路具备：
第一电源端子，其与二次电池的正极以及第一外部端子连接，该第一外部端子与充电器的一个端子连接；
第二电源端子，其与所述二次电池的负极连接；
外部电压输入端子，其与第二外部端子连接，该第二外部端子与所述充电器的另一个端子连接；
充电器逆连接检测电路，其检测所述充电器逆连接于所述第一外部端子以及所述第二外部端子的情况，输出检测信号；以及
消耗电流增加电路，在输出了所述检测信号时，该消耗电流增加电路使得从所述外部电压输入端子经由寄生二极管流过所述第一电源端子的一部分电流流过所述第二电源端子。
2.根据权利要求1所述的充放电控制电路，其特征在于，
所述消耗电流增加电路具有连接在所述第一电源端子与所述第二电源端子之间的开关电路，
在输出了所述检测信号时，所述开关电路接通。
3.根据权利要求2所述的充放电控制电路，其特征在于，
所述消耗电流增加电路还具备与所述开关电路串联连接的阻抗元件。
4.一种电池装置，其特征在于，其具备：
二次电池；
充放电控制开关，其设置在所述二次电池的充放电路径上；以及
权利要求1至3中的任意一项所述的充放电控制电路，其监视所述二次电池的电压，使所述充放电控制开关进行开闭，由此控制所述二次电池的充放电。
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160331 Address after: Chiba County, Japan Applicant after: DynaFine Semiconductor Co.,Ltd. Address before: Chiba County, Japan Applicant before: Seiko Instruments Inc. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Chiba County, Japan Patentee after: ABLIC Inc. Address before: Chiba County, Japan Patentee before: DynaFine Semiconductor Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171114 |