CN104242374A - 充放电控制电路和电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供充放电控制电路和电池装置,能够在不使电池电压失衡且不缩短电池装置的寿命的情况下,检测中间端子断开。在对串联连接的多个二次电池的充放电进行控制的充放电控制电路中,具备中间端子断开检测电路,该中间端子断开检测电路被设置于各二次电池的正极端子和负极端子之间,并间歇地以相等的检测电流检测各中间端子的中间端子断开。

Description

充放电控制电路和电池装置
技术领域
本发明涉及具备串联连接的多个二次电池和中间端子断开检测电路的充放电控制电路和电池装置,所述中间端子断开检测电路检测与二次电池之间的连接断开的情况。
背景技术
在具备串联连接的多个二次电池的电池装置中,若二次电池与充放电控制电路的连接部分发生断线(以下称作中间端子断开),则无法进行二次电池的充放电控制。即,存在下述问题:无论是过充电还是过放电的二次电池,都无法进行检测,会给二次电池造成巨大的负担。因此,出于通过检测中间端子断开来提高二次电池的安全性的目的,提出了具备中间端子断开检测电路的电池装置。
图3中示出了现有的搭载有中间端子断开检测电路的电池装置的电路图。现有的搭载有中间端子断开检测电路的电池装置具备:二次电池107a、107b、充电控制用FET106、放电控制用FET105、外部端子112、113和充放电控制电路201。
充放电控制电路201由以下部分构成:电源正极连接端子108,其与二次电池107a的电源正极连接;中间端子109,其与二次电池107a的电源负极和二次电池107b的电源正极的连接点连接;电源负极连接端子110,其与二次电池107b的电源负极连接;电压检测电路102,其对电源正极连接端子108和中间端子109之间的电压进行监视;电压检测电路103,其对中间端子109和电源负极连接端子110之间的电压进行监视;控制电路204,其接收电压检测电路102、103的输出并输出用于控制充电控制用FET106和放电控制用FET105的信号;以及中间端子断开检测电路211。
接下来,对现有的电池装置的动作进行说明。
在将充电器等电压发生器连接到外部端子112和外部端子113之间而对二次电池107a、107b进行充电时,在二次电池107a的电压变为由电压检测电路102设定的规定电压以上的情况下,电压检测电路102向控制电路204输出检测信号。并且,以下述方式进行控制:接收到该信号的控制电路204输出断开充电控制用FET106的信号,充电控制用FET106断开,从而不再流过充电电流,二次电池107a不会过充电。
在将电阻等负荷连接到外部端子112和113之间而使二次电池107a、107b放电时,在二次电池107a的电压变为由电压检测电路102设定的另一规定电压以下的情况下,电压检测电路102向控制电路204输出检测信号。并且,以下述方式进行控制:接收到该信号的控制电路204输出断开放电控制用FET105的信号,放电控制用FET105断开,从而不再流过放电电流,二次电池107a不会过放电。
中间端子断开检测电路211被设定成流过比在电压检测电路102中流过的电流多的电流。当中间端子109与二次电池107的连接断开时,利用中间端子断开检测电路211对中间端子109的电压进行上拉。因此,中间端子109和电源负极连接端子110之间的电压差变大。当达到由电压检测电路103设定的规定电压以上时,电压检测电路103检测出中间端子断开并向控制电路204输出信号。这样,通过具备中间端子断开检测电路211,能够检测中间端子断开,因此,能够提供安全性高的电池装置(例如,参照专利文献1的图1)。
专利文献1:日本特开平8-308115号公报
然而,在现有的充放电控制电路和电池装置中,二次电池107a所消耗的电流和二次电池107b所消耗的电流产生了与流过中间端子断开检测电路211的电流相应的差分。该电流的差分对相连接的二次电池来说成为不平衡电流,成为电池电压失衡的原因,因此,存在电池装置的寿命缩短这样的问题。
发明内容
本发明正是为了解决以上那样的问题而设计的,实现了如下的充放电控制电路和电池装置:能够在不发生电池电压失衡且不会缩短电池装置寿命的情况下,检测出中间端子断开。
为了解决现有的问题,本发明的充放电控制电路和电池装置如下那样构成。
至少具备:电源正极连接端子、中间端子和电源负极连接端子,它们分别与串联连接的多个二次电池的正极端子、电池间连接端子和负极端子连接;中间端子断开检测电路,其每隔规定的时间进行切换而使检测电流流过电源正极连接端子和中间端子之间、相邻的中间端子之间、以及中间端子和电源负极连接端子之间;多个电压检测电路,它们分别与多个二次电池并联连接;控制电路,多个电压检测电路的输出被输入到该控制电路;以及中间端子断开控制电路,其控制中间端子断开检测电路。
发明效果
根据本发明,利用开关每隔一定时间来切换中间端子断开检测电路,使中间端子断开检测电路与各二次电池连接的时间相同,由此,使得各二次电池中流过不平衡电流的时间相同,其结果是,能够以时间平均的方式抵消所有二次电池的不平衡电流。并且,能够防止电池电压的失衡,防止电池装置的寿命缩短。
附图说明
图1是第一实施方式的具备充放电控制电路的电池装置的电路图。
图2是第二实施方式的具备充放电控制电路的电池装置的电路图。
图3是现有的充放电控制电路和电池装置的电路图。
标号说明
107a、107b:二次电池;
108:电源正极连接端子;
109:中间端子;
110:电源负极连接端子;
105:放电控制用FET;
106:充电控制用FET;
101、125、201:充放电控制电路;
102、103:电压检测电路;
104、204:控制电路;
115:中间端子断开控制电路。
具体实施方式
以下,参照附图对本实施方式进行说明。
<第一实施方式>
图1是第一实施方式的具备充放电控制电路的电池装置的电路图。第一实施方式的具备充放电控制电路的电池装置具备:二次电池107a、107b、充电控制用FET106、放电控制用FET105、外部端子112、113和充放电控制电路101。充放电控制电路101具备:电源正极连接端子108、中间端子109、电源负极连接端子110、中间端子断开检测电路125、中间端子断开检测电路118、电压检测电路102、电压检测电路103、和具有中间端子断开控制电路115的控制电路104。中间端子断开检测电路125由恒流源111和开关116构成。中间端子断开检测电路118由恒流源114和开关117构成。
二次电池107a的电源正极与外部端子112和电源正极连接端子108连接,电源负极与中间端子109连接。二次电池107b的电源正极与中间端子109连接,电源负极与电源负极连接端子110和放电控制用FET105连接。电压检测电路102连接于电源正极连接端子108和中间端子109之间。电压检测电路103连接于中间端子109和电源负极连接端子110之间。电压检测电路102和103的输出被输入到控制电路104,控制电路104的输出端与充电控制用FET106的栅极(gate)和放电控制用FET105的栅极连接。充电控制用FET106和放电控制用FET105连接于二次电池107b的电源负极和外部端子113之间。中间端子断开检测电路125连接于电源正极连接端子108和中间端子109之间。中间端子断开检测电路118连接于中间端子109和电源负极连接端子110之间。
电压检测电路102对电源正极连接端子108和中间端子109之间的电压进行监视。电压检测电路103对中间端子109和电源负极连接端子110之间的电压进行监视。控制电路104接收电压检测电路102、103的输出并输出用于控制充电控制用FET106和放电控制用FET105的信号。中间端子断开控制电路115通过控制信号来控制开关116、117的接通、断开。当中间端子109与二次电池的连接断开、即发生了中间端子断开时,恒流源111对中间端子109进行上拉。当中间端子109与二次电池的连接断开、即发生了中间端子断开时,恒流源114对中间端子109进行下拉。恒流源111和114流过相等的电流。
接下来,对第一实施方式的具备充放电控制电路的电池装置的动作进行说明。
在利用充放电控制电路101来监视二次电池107a、107b的电压时,中间端子断开控制电路115控制成,使开关116和开关117交替接通规定的时间。通过使开关116接通,并使开关117断开,恒流源111被连接于电源正极连接端子108和中间端子109之间。此外,通过使开关116断开,并使开关117接通,恒流源114被连接于中间端子109和电源负极连接端子110之间。
当中间端子109与二次电池的连接断开、即发生了中间端子断开时,若开关116接通,则中间端子109被恒流源111上拉,中间端子109和电源负极连接端子110之间的电压差变大。因此,当端子间电压变为规定电压以上时,电压检测电路103检测出中间端子断开,使充电控制用FET106断开。此外,当发生了中间端子断开时,若开关电路117接通,则中间端子109被恒流源114下拉,电源正极连接端子108和中间端子109之间的电压差变大。因此,当端子间电压变为规定电压以上时,电压检测电路102检测出中间端子断开,使充电控制用FET106断开。
如以上说明的那样,由于使恒流源111和恒流源114的电流相等,并使开关116和开关117的接通时间相等,因此,能够使得从二次电池107a和二次电池107b流过的电流相等,从而使中间端子断开检测电路对各二次电池的影响相等。
另外,也可以设置使开关116、117均断开的期间,即控制成隔开规定的间隔而接通开关116、117。通过这样地进行控制,能够进一步降低不平衡电流流过的时间,利用开关116、117的切换而以时间平均的方式抵消不平衡电流。这时,可以适当地设计开关116和开关117接通的规定的时间和间隔。
此外,对各中间端子断开检测电路具有相同的恒流源和相等的接通时间进行了说明,但只要流过的检测电流的总量相等,则怎样设定都可以。
另外,使用了恒流源作为对中间端子进行上拉、下拉的手段,但不限定于此。而且,对连接2个二次电池的情况进行了说明,但二次电池的个数不限于此。
如以上说明的那样,第一实施方式的具备充放电控制电路的电池装置能够以时间平均的方式抵消中间端子断开检测电路所引起的不平衡电流,从而能够消除电池电压的不平衡,延长电池装置的寿命。
<第二实施方式>
图2是第二实施方式的具备充放电控制电路的电池装置的电路图。第二实施方式的中间端子断开检测电路123具备恒流源124和开关119、120、121、122。
开关119的一个端子与电源正极连接端子108连接,另一个端子与恒流源124的一个端子连接。恒流源124的另一个端子与开关122的一个端子连接。开关122的另一个端子与电源负极连接端子110连接。开关121的一个连接端子与开关119和恒流源124的连接点连接,另一个端子与中间端子109连接。开关120的一个连接端子与开关122和恒流源124的连接点连接,另一个端子与中间端子109连接。
接下来,对第二实施方式的具备充放电控制电路的电池装置的动作进行说明。
在利用充放电控制电路101来监视二次电池107a、107b的电压时,中间端子断开控制电路115控制成,使开关119、120和开关121、122交替接通规定的时间。通过使开关119、120接通,并使开关121、122断开,恒流源124被连接于电源正极连接端子108和中间端子109之间。并且,通过使开关119、120断开,并使开关121、122接通,恒流源124被连接于中间端子109和电源负极连接端子110之间。
当中间端子109与二次电池的连接断开、即发生了中间端子断开时,若开关119、120接通,则中间端子109被恒流源124上拉,中间端子109和电源负极连接端子110之间的电压差变大。因此,当端子间电压变为规定电压以上时,电压检测电路103检测出中间端子断开,使充电控制用FET106断开。并且,当发生了中间端子断开时,若开关121、122接通,则中间端子109被恒流源124下拉,电源正极连接端子108和中间端子109之间的电压差变大。因此,当端子间电压变为规定电压以上时,电压检测电路102检测出中间端子断开,使充电控制用FET106断开。
如以上说明的那样,利用公共的恒流源124,使开关119、120和开关121、122的接通时间相等来检测中间端子断开,因此,能够使得从二次电池107a和二次电池107b流过的电流相等,从而使中间端子断开检测电路123对各二次电池的影响相等。
另外,也可以控制成隔开规定的间隔而接通各开关。通过这样地进行控制,能够进一步降低不平衡电流流过的时间,以时间平均的方式抵消不平衡电流。这时,可以适当地设计各开关接通的规定的时间和间隔。
此外,对各中间端子断开检测电路具有相同的恒流源和相等的接通时间进行了说明,但只要流过的检测电流的总量相等,则怎样设定都可以。
另外,使用了恒流源作为对中间端子进行上拉、下拉的手段,但不限定于此。而且,对连接2个二次电池的情况进行了说明,但二次电池的个数不限于此。
如以上说明的那样,第二实施方式的具备充放电控制电路的电池装置能够以时间平均的方式抵消中间端子断开检测电路所引起的不平衡电流,从而能够消除电池电压的不平衡,延长电池装置的寿命。

Claims (4)

1.一种充放电控制电路,其特征在于,所述充放电控制电路具备:
电源正极连接端子、中间端子和电源负极连接端子,它们分别与串联连接的多个二次电池的正极端子、电池间连接端子和负极端子连接;
中间端子断开检测电路,其每隔规定的时间进行切换而使检测电流流过所述电源正极连接端子和所述中间端子之间、相邻的所述中间端子之间、所述中间端子和所述电源负极连接端子之间;
多个电压检测电路,它们分别与所述多个二次电池并联连接;
控制电路,所述多个电压检测电路的输出被输入到该控制电路;以及
中间端子断开控制电路,其控制所述中间端子断开检测电路。
2.根据权利要求1所述的充放电控制电路,其特征在于,
所述中间端子断开检测电路被来自所述中间端子断开控制电路的信号控制,具有不流过所述检测电流的期间。
3.根据权利要求1所述的充放电控制电路,其特征在于,
分别与所述多个电压检测电路并联地设置有多个所述中间端子断开检测电路。
4.一种电池装置,其具备:
串联连接的多个二次电池;
权利要求1所述的充放电控制电路,其控制所述多个二次电池的充放电;以及
充放电控制开关,其被所述充放电控制电路控制。
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