CN106560968B - 二次电池保护集成电路、二次电池保护装置及电池组 - Google Patents

二次电池保护集成电路、二次电池保护装置及电池组 Download PDF

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Abstract

一种二次电池保护集成电路、二次电池保护装置及电池组。即使在控制端子与负端子之间存在二极管也能从放电禁止状态恢复。具备:电源端子,其与二次电池的正极连接;接地端子,其与二次电池的负极连接;输入端子,其与负端子连接;控制端子,其被输入控制信号;下拉电阻,其连接到控制端子与接地端子之间;电压监视电路,其监视控制端子与接地端子之间的电压;电位比较电路,其比较控制端子的电位与输入端子的电位;控制电路,其在通过电压监视电路检测出控制端子与接地端子之间的电压比预定的第1阈值高的情况下断开开关电路所包含的放电控制晶体管;在通过电位比较电路检测出控制端子的电位比输入端子的电位低的情况下接通放电控制晶体管。

Description

二次电池保护集成电路、二次电池保护装置及电池组
技术领域
本发明涉及一种二次电池保护集成电路、二次电池保护装置及电池组。
背景技术
以往,已知通过断开插入到二次电池的负极与连接到负载的接地的负端子之间的充放电电流路径中的放电FET来保护上述二次电池的电路(例如,参照专利文献1)。该电路具备输入控制信号的端子,在向该端子输入控制信号时,将自身设为电源中断状态,并且将上述放电FET设为断开,由此抑制上述二次电池的电力消耗。
图1是表示具备输入控制信号的控制端子CNT的二次电池保护集成电路420的结构的一例的图。二次电池保护集成电路420是在检测出过放电等异常状态的情况下,断开放电控制晶体管312来保护二次电池500免于过放电等异常状态的电路的一例。放电控制晶体管312和充电控制晶体管311被串联插入到二次电池500的负极502与连接到电子设备430的接地的负端子P﹣之间的充放电电流路径中。此外,电子设备430是具有电阻量452的负载的一例。二次电池保护集成电路420、二次电池500、放电控制晶体管312和充电控制晶体管311内置于电池组400内。电池组400向经由充放电禁止开关510连接的电子设备430供给电力。
根据充放电禁止开关510的接通状态或断开状态,向控制端子CNT输入电压值变化的控制信号。充放电禁止开关510接通时,控制端子CNT的电压上升。通过检测电路370检测出控制端子CNT的电压超过了充放电禁止模式检测阈值的情况下,控制电路398断开放电控制晶体管312和充电控制晶体管311。由此,禁止二次电池500的充放电。另一方面,当充放电禁止开关510断开时,控制端子CNT的电压下降。通过检测电路370检测出控制端子CNT的电压为预定的充放电禁止模式恢复阈值以下的情况下,控制电路398接通放电控制晶体管312和充电控制晶体管311。由此,许可二次电池500的充放电。
然而,存在如下的情况:下拉电阻373被插入到控制端子CNT与接地端子VSS之间,并且在控制端子CNT与负端子P﹣之间寄生了二极管451或为了应对静电而插入了二极管451。在该情况下,即使通过断开放电控制晶体管312而成为禁止二次电池500的放电的状态(放电禁止状态),来自二次电池500的放电电流437也会流过正极501、电阻量452、二极管451、控制端子CNT、下拉电阻373、接地端子VSS、负极502的路径。
通过使下拉电阻373的电阻值变高,能够抑制放电禁止状态下的放电电流437的增加。然而,当使下拉电阻373的电阻值变高时,控制端子CNT的电压通过放电电流437而升高,因此即使充放电禁止开关510被断开,有时也无法从放电禁止状态恢复。也就是说,由于控制端子CNT的电压的提高,通过检测电路370没有检测出控制端子CNT的电压为充放电禁止模式恢复阈值以下的结果,控制电路398有时无法将放电控制晶体管312和充电控制晶体管311从断开状态切换为接通状态。
专利文献1:日本特开2012-257407号公报
发明内容
因此,本发明的课题是即使在控制端子与负端子之间存在二极管,也能够从放电禁止状态恢复。
在一种方式中,提供一种二次电池保护集成电路,通过控制串联插入到二次电池的负极与连接到负载的接地的负端子之间的充放电电流路径的开关电路来保护上述二次电池,该二次电池保护集成电路具备:电源端子,其与上述二次电池的正极连接;接地端子,其与上述二次电池的负极连接;输入端子,其与上述负端子连接;控制端子,其被输入控制信号;下拉电阻,其连接到上述控制端子与上述接地端子之间;电压监视电路,其监视上述控制端子与上述接地端子之间的电压;电位比较电路,其比较上述控制端子的电位与上述输入端子的电位;以及控制电路,其在通过上述电压监视电路检测出上述控制端子与上述接地端子之间的电压比预定的第1阈值高的情况下,通过断开上述开关电路所包含的放电控制晶体管来禁止上述二次电池的放电,在通过上述电位比较电路检测出上述控制端子的电位比上述输入端子的电位低的情况下,通过接通上述放电控制晶体管来许可上述二次电池的放电。
通过一种方式,即使在控制端子与负端子之间存在二极管,也能够从放电禁止状态恢复。
附图说明
图1是表示具备输入控制信号的控制端子的二次电池保护集成电路的结构的一例的图。
图2是表示电池组及电子设备的一例的结构图。
图3是充放电禁止开关、放电控制晶体管和充电控制开关被断开的状态下,存在二极管时的等价电路图。
图4是控制电路的状态迁移图的一例。
图5是表示电池组及电子设备的一例的结构图。
图6是短路检出状态下,存在二极管时的等价电路图。
符号说明
5 正端子;
6 负端子;
7 负侧电源路径;
10 控制输入端子;
13 开关电路;
91 电源端子;
92 接地端子;
95 输入端子;
96 控制端子;
98 控制电路;
100 电池组;
110 二次电池保护装置;
120 二次电池保护集成电路;
130 电子设备;
139 设备接地;
140 充放电控制电路;
200 二次电池。
具体实施方式
以下,按照附图对本发明的实施方式进行说明。
图2是表示电池组100及电子设备130的一例的结构图。电池组100内置有能够向与正端子5和负端子6连接的电子设备130供给电力的二次电池200、保护二次电池200的二次电池保护装置110。电池组100既可以被内置于电子设备130,也可以被外置。电池组100向经由充放电禁止开关210连接的电子设备130供给二次电池200的电力。
电子设备130是以电池组100的二次电池200为电源的负载的一例。作为电子设备130的具体例,列举可携带的便携终端装置等。作为便携终端装置的具体例,列举便携电话、智能手机、平板式计算机、游戏机、电视机、音乐和视频播放器、照相机等电子设备。
作为二次电池200的具体例,列举锂离子电池和锂聚合物电池等。
二次电池保护装置110是以二次电池200为电源而工作,并通过控制二次电池200的充放电来保护二次电池200免于过放电等的二次电池保护装置的一例。二次电池保护装置110具备充放电控制电路140、电池正极连接端子3、电池负极连接端子4、正端子5、负端子6和控制输入端子10。
充放电控制电路140是通过控制二次电池200的充放电来保护二次电池200免于过放电等的充放电控制电路的一例。充放电控制电路140具备开关电路13、二次电池保护集成电路120、电阻1、电容器2、电阻9和感应电阻15。
电池正极连接端子3是与二次电池200的正极201连接的端子,电池负极连接端子4是与二次电池200的负极202连接的端子。正端子5是与电子设备130的设备正端子131连接的端子的一例,经由设备正端子131与电子设备130的设备电源路径141连接。负端子6是与电子设备130的设备负端子133连接的端子的一例,经由设备负端子133与电子设备130的设备接地139连接。控制输入端子10是与电子设备130的控制输出端子132连接的端子的一例,经由控制输出端子132与电子设备130的控制部134连接。
电子设备130是具有电阻量152的负载的一例。电子设备130具有控制部134,该控制部134具有二极管151和电阻量152。二极管151是寄生于控制输出端子132和设备负端子133之间的、或为了应对静电而插入的元件。二极管151的阳极与设备负端子133连接,经由设备负端子133连接至负端子6和输入端子95。二极管151的阴极与控制输出端子132连接,经由控制输出端子132连接至控制端子96。
电池正极连接端子3和正端子5通过正侧电源路径8相连接,电池负极连接端子4和负端子6通过负侧电源路径7相连接。正侧电源路径8是电池正极连接端子3与正端子5之间的充放电电流路径的一例,负侧电源路径7是电池负极连接端子4与负端子6之间的充放电电流路径的一例。
二次电池保护装置110具备开关电路13。开关电路13被串联地插入到第1负侧连接点7a与第2负侧连接点7b之间的负侧电源路径7中。开关电路13例如是串联连接充电控制晶体管11和放电控制晶体管12而成的串联电路。通过断开充电控制晶体管11,切断二次电池200的充电电流流过的负侧电源路径7,禁止二次电池200的充电电流的流动。通过断开放电控制晶体管12,切断二次电池200的放电电流流过的负侧电源路径7,禁止二次电池200的放电电流的流动。
例如,充电控制晶体管11和放电控制晶体管12分别是MOSFET(Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)。充电控制晶体管11被插入到负侧电源路径7中,使得充电控制晶体管11的寄生二极管的正向与二次电池200的放电电流流过的方向一致。放电控制晶体管12被插入到负侧电源路径7中,使得放电控制晶体管12的寄生二极管的正向与二次电池200的充电电流流过的方向一致。
二次电池保护装置110具备二次电池保护集成电路120。二次电池保护集成电路120是以二次电池200为电源而工作,并通过控制二次电池200的充放电来保护二次电池200免于过电流等的二次电池保护集成电路的一例。二次电池保护集成电路120从二次电池200被供电并保护二次电池200。
二次电池保护集成电路120例如具备电源端子91、接地端子92、充电控制端子93、放电控制端子94、输入端子95、控制端子96和电流检测端子97。
电源端子91是经由正侧连接点8a和电池正极连接端子3与二次电池200的正极201连接的正极侧电源端子,有时被称为VDD端子。电源端子91例如被连接至一端与正侧电源路径8连接的电阻1的另一端和一端与负侧电源路径7连接的电容器2的另一端的连接点上。通过第1负侧连接点7a,电容器2的一端被连接至电池负极连接端子4与放电控制晶体管12之间的负侧电源路径7。
接地端子92是经由第1负侧连接点7a和电池负极连接端子4与二次电池200的负极202连接的负极侧电源端子,有时被称为VSS端子。接地端子92通过第1负侧连接点7a与负侧电源路径7连接,并与放电控制晶体管12的源极连接。
充电控制端子93是输出用于禁止二次电池200的充电的信号的端子,有时被称为COUT端子。充电控制端子93与充电控制晶体管11的控制电极(例如在MOSFET的情况下是栅极)连接。
放电控制端子94是输出用于禁止二次电池200的放电的信号的端子,有时被称为DOUT端子。放电控制端子94与放电控制晶体管12的控制电极(例如在MOSFET的情况下是栅极)连接。
输入端子95是与连接至电子设备130的设备接地139的负端子6连接的端子,有时被称为V﹣端子。通过第2负侧连接点7b,输入端子95经由电阻9被连接至负端子6与充电控制晶体管11之间的负侧电源路径7。输入端子95经由电阻9被连接至充电控制晶体管11的源极。
控制端子96是经由控制输入端子10输入以负端子6为基准电位的控制信号的端子,有时被称为CNT端子。控制输入端子10与控制输出端子132相连接。
电流检测端子97是二次电池保护集成电路120所使用的电流检测端子的一例。电流检测端子97是通过相对于感应电阻15与第1负侧连接点7a相反侧的第3负侧连接点7c被连接至负侧电源路径7的端子,有时被称为CS端子。感应电阻15是被串联插入到负侧电源路径7的电流检测电阻。感应电阻15的一端经由第1负侧连接点7a与二次电池200的负极202以及接地端子92连接,感应电阻15的另一端经由第3负侧连接点7c与晶体管12的源极以及电流检测端子97连接。
二次电池保护集成电路120进行二次电池200的保护动作。二次电池保护集成电路120具备异常检测电路21和控制电路98。异常检测电路21为检测二次电池200的电流或电压的异常的单元的一例。控制电路98具有开关控制电路,该开关控制电路根据异常检测电路21的异常检测结果来控制开关电路13的晶体管11、12的开和关。控制电路98和开关控制电路例如由逻辑电路构成。
例如,控制电路98进行保护二次电池200免于过充电的动作(过充电保护动作)。例如,异常检测电路21通过检测电源端子91与接地端子92之间的电压,来监视二次电池200的电池电压(单元电压)。异常检测电路21通过检测出预定的过充电检测电压Vdet1以上的单元电压,检测出二次电池200的过充电,输出过充电检出信号。
检测到过充电检出信号的控制电路98等待经过预定的过充电检测延迟时间tVdet1后,执行从充电控制端子93输出断开晶体管11的低电平的控制信号的过充电保护动作。通过断开晶体管11,不论晶体管12的接通状态和断开状态,能够禁止二次电池200的充电,防止二次电池200被过充电。
例如,控制电路98进行保护二次电池200免于过放电的动作(过放电保护动作)。例如,异常检测电路21通过检测电源端子91与接地端子92之间的电压来监视二次电池200的电池电压(单元电压)。异常检测电路21通过检测出预定的过放电检测电压Vdet2以下的单元电压,检测出二次电池200的过放电,输出过过放电检出信号。
检测到过放电检出信号的控制电路98等待经过预定的过放电检测延迟时间tVdet2后,执行从放电控制端子94输出用于断开晶体管12的低电平的控制信号的过放电保护动作。通过断开晶体管12,不论晶体管11的接通状态和断开状态,能够禁止二次电池200的放电,防止二次电池200被过放电。
另一方面,异常检测电路21通过检测出预定的过放电恢复电压Vrel2以上的单元电压,认为二次电池200从放充电状态恢复到通常状态,输出过放电恢复信号(也可以作为“停止过放电检出信号的输出”)。过放电恢复电压Vrel2高于过放电检测电压Vdet2。
检测到过放电恢复信号的控制电路98(或者,检测到过放电检出信号的输出的停止的控制电路98)从放电控制端子94输出用于接通晶体管12的高电平的控制信号。通过接通晶体管12,结束过放电保护动作。
例如,控制电路98进行保护二次电池200免于放电过电流的动作(放电过电流保护动作)。例如,异常检测电路21检测出因流过感应电阻15的电流而在电流检测端子97与接地端子92之间产生的传感电压。异常检测电路21通过检测出预定的放电过电流检测电压Vdet3以上的传感电压,输出放电过电流检出信号,该放电过电流检出信号表示在负侧电源路径7中检测出在二次电池200的放电方向上流过的异常电流即放电过电流。
检测出放电过电流检出信号的控制电路98等待经过预定的放电过电流检测延迟时间tVdet3后,执行从放电控制端子94输出用于断开晶体管12的低电平的控制信号的放电过电流保护动作。通过断开晶体管12,不论晶体管11的接通状态和断开状态,能够禁止二次电池200的放电,防止在对二次电池200进行放电的方向上流过过电流。
例如,控制电路98进行保护二次电池200免于充电过电流的动作(充电过电流保护动作)。例如,异常检测电路21检测因流过感应电阻15的电流而在电流检测端子97与接地端子92之间产生的传感电压。异常检测电路21检测出预定的充电过电流检测电压Vdet4以下的传感电压,由此输出充电过电流检出信号,该充电过电流检出信号表示在负侧电源路径7中检测出在二次电池200的充电方向上流过的异常电流即充电过电流。
检测出充电过电流检出信号的控制电路98等待经过预定的充电过电流检测延迟时间tVdet4后,执行从充电控制端子93输出用于断开晶体管11的低电平的控制信号的充电过电流保护动作。通过断开晶体管11,不论晶体管12的接通状态和断开状态,能够禁止二次电池200的充电,防止在对二次电池200进行充电的方向上流过过电流。
例如,控制电路98通过控制晶体管12来进行保护二次电池200免于短路电流的动作(短路保护动作)。例如,异常检测电路21在电流检测端子97与接地端子92之间检测出预定的第1短路检测电压Vshort1以上的电压的情况下,输出表示检测出正端子5与负端子6之间的短路异常的短路检出信号。或者,例如异常检测电路21在输入端子95与接地端子92之间检测出预定的第2短路检测电压Vshort2以上的电压的情况下,输出表示检测出正端子5与负端子6之间的短路异常的短路检出信号。第2短路检测电压Vshort2充分大于第1短路检测电压Vshort1。
检测出短路检出信号的控制电路98执行从放电控制端子94输出用于断开晶体管12的低电平的控制信号的短路保护动作。通过断开晶体管12,不论晶体管11的接通状态和断开状态,能够禁止二次电池200的放电,防止在对二次电池200进行放电的方向上流过短路电流。
二次电池保护集成电路120具备下拉电阻73、电压监视电路70、电位比较电路80。下拉电阻73被插入到控制端子96与接地端子92之间而连接。电压监视电路70监视控制端子96与接地端子92之间的电压。例如,电压监视电路70具有生成阈值电压72的阈值电压生成电路和比较器71。电位比较电路80具有比较控制端子96的电位与输入端子95的电位的比较器。
根据充放电禁止开关210的接通状态或断开状态,向控制端子96输入电压值变化的控制信号。充放电禁止开关210接通时,控制端子96与接地端子92之间的电压上升。通过电压监视电路70的比较器71检测出控制端子96与接地端子92之间的电压超过了充放电禁止模式检测阈值(预定的第1阈值的一例)的情况下,控制电路98断开放电控制晶体管12和充电控制晶体管11。由此,禁止二次电池200的充放电。另一方面,充放电禁止开关210断开时,控制端子96与接地端子92之间的电压下降。通过电压监视电路70的比较器71检测出控制端子96与接地端子92之间的电压在预定的充放电禁止模式恢复阈值(第1阈值以下的预定的第2阈值的一例)的情况下,控制电路98接通放电控制晶体管12和充电控制晶体管11。由此,许可二次电池200的充放电。
电子设备130的二极管151是寄生于控制输出端子132和设备负端子133之间的、或为了应对静电而插入的元件。二极管151的阳极与设备负端子133连接,经由设备负端子133被连接至负端子6和输入端子95。二极管151的阴极与控制输出端子132连接,经由控制输出端子132被连接到控制端子96。
在控制端子96与负端子6之间不存在二极管151的情况下,控制端子96通过下拉电阻73被下拉到接地端子92,因此控制电路98能够从充放电禁止状态恢复。也就是说,通过电压监视电路70的比较器71检测出控制端子96与接地端子92之间的电压为预定的充放电禁止模式恢复阈值以下,因此,控制电路98接通放电控制晶体管12和充电控制晶体管11。
另一方面,在控制端子96与负端子6之间存在二极管151的情况下,在放电控制晶体管12和充电控制晶体管11被断开的状态下,如图3所示,来自二次电池200的放电电流137流过。
图3是充放电禁止开关210、放电控制晶体管12和充电控制晶体管11被断开的状态下,存在二极管151时的等价电路图。通过来自二次电池200的放电电流137、电阻152和下拉电阻73来决定控制端子96的电压。因此,当下拉电阻73的电阻值较高时,控制端子96与接地端子92之间的电压因放电电流137而过度地上升。因此,即使充放电禁止开关210被断开,电压监视电路70也无法检测出控制端子96与接地端子92之间的电压为充放电禁止模式恢复阈值以下,从而有时无法从充放电禁止状态恢复。然而,当放电电流137流过时,控制端子96的电位相对于输入端子95或负端子6的电位成为降低了二极管151的正向电压量的状态。
因此,通过电位比较电路80检测出控制端子96的电位低于输入端子95的电位的情况下,控制电路98接通放电控制晶体管12和充电控制晶体管11来许可二次电池200的充放电。由此,能够从充放电禁止状态恢复。
图4是控制电路98的状态迁移图。
在通常状态S10下,控制电路98通过将COUT端子和DOUT端子设为高电平,来接通放电控制晶体管12和充电控制晶体管11。在通常状态S10下,异常检测电路21检测出低于预定的过放电检测电压Vdet2的单元电压,由此控制电路98将COUT端子设为高电平,将DOUT端子设为低电平。由此,控制电路98的动作状态向放电控制晶体管12被断开的过放电检出状态S20迁移。在过放电检出状态S20下,异常检测电路21检测出高于预定的过放电恢复电压Vrel2的单元电压,由此,控制电路98将COUT端子设为高电平,将DOUT端子设为高电平。由此,控制电路98的动作状态向通常状态S10迁移。
在通常状态S10下,通过电压监视电路70检测出控制端子96的电压超过了充放电禁止模式检测阈值的情况下(CNT=H),控制电路98将COUT端子和DOUT端子设为低电平,由此,断开放电控制晶体管12和充电控制晶体管11。由此,控制电路98的动作状态向充放电禁止状态S30迁移。
在充放电禁止状态S30下,通过电压监视电路70检测出控制端子96与接地端子92之间的电压为充放电禁止模式恢复阈值以下的情况下(CNT=L),或通过电位比较电路80检测出控制端子96的电位低于输入端子95的电位的情况下(CNT<V﹣),控制电路98将COUT端子和DOUT端子设为高电平。由此,放电控制晶体管12和充电控制晶体管11被接通,控制电路98的动作状态向通常状态S10迁移。
在充放电禁止状态S30下,异常检测电路21检测出低于预定的过放电检测电压Vdet2的单元电压,由此,控制电路98将COUT端子设为高电平,将DOUT端子设为低电平。由此,控制电路98的动作状态向过放电检出状态S20迁移。
因此,根据本实施方式,无论有无电子设备130侧的二极管151,通过接通或断开充放电禁止开关210,能够控制二次电池200的充放电的许可与否。此外,能够不改变电子设备130侧的结构地进行从放电禁止状态的恢复,因此也能够抑制电池组100的消耗电流。
此外,如图5所示,在检测出正端子5与负端子6之间的短路异常211的情况下,如上所述,控制电路98断开放电控制晶体管12(放电禁止状态)。即使在基于短路异常211的放电禁止状态下,当存在二极管151时,控制端子96与接地端子92之间的电压上升。因此,电压监视电路70有可能检测出控制端子96与接地端子92之间的电压超过了充放电禁止模式检测阈值,误检测出充放电禁止模式。
但是,在基于短路异常211的放电禁止状态下,控制端子96的电位相对于输入端子95的电位降低二极管151的正向电压量(参照图6)。通过电位比较电路80的二极管检测功能,能够检测出该控制端子96的电位的下降,因此不会误检测出充放电禁止模式。
以上,根据实施方式说明了二次电池保护集成电路,但本发明并不限定于上述实施方式。与其他实施方式的一部分或全部的组合、置换等各种变形和改良也在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种二次电池保护集成电路,通过控制串联插入到二次电池的负极与连接到负载的低电位侧电源节点的负端子之间的充放电电流路径中的开关电路来保护上述二次电池,其特征在于,
该二次电池保护集成电路具备:
电源端子,其与上述二次电池的正极连接;
接地端子,其与上述二次电池的负极连接;
输入端子,其与上述负端子连接;
控制端子,其被输入控制信号;
下拉电阻,其连接到上述控制端子与上述接地端子之间;
电压监视电路,其监视上述控制端子与上述接地端子之间的电压;
电位比较电路,其比较上述控制端子的电位与上述输入端子的电位;以及
控制电路,其在通过上述电压监视电路检测出上述控制端子与上述接地端子之间的电压比预定的第1阈值高的情况下,通过断开上述开关电路所包含的放电控制晶体管来禁止上述二次电池的放电,
当放电停止时,在从上述电源端子经由负载、将负载侧的低电位侧电源节点设为正极的寄生二极管、上述控制端子、上述下拉电阻而向上述接地端子的方向上生成寄生电流路径,
在通过上述电位比较电路检测出上述控制端子的电位比上述输入端子的电位低的情况下,通过接通上述放电控制晶体管来许可上述二次电池的放电。
2.根据权利要求1所述的二次电池保护集成电路,其特征在于,
在通过上述电压监视电路检测出上述控制端子与上述接地端子之间的电压比上述第1阈值以下的预定的第2阈值低的情况下,上述控制电路通过接通上述放电控制晶体管来许可上述二次电池的放电。
3.根据权利要求1或2所述的二次电池保护集成电路,其特征在于,
上述控制电路,在通过上述电压监视电路检测出上述控制端子与上述接地端子之间的电压比上述第1阈值高的情况下,通过断开上述开关电路所包含的充电控制晶体管来禁止上述二次电池的充电,在通过上述电位比较电路检测出上述控制端子的电位比上述输入端子的电位低的情况下,通过接通上述充电控制晶体管来许可上述二次电池的充电。
4.根据权利要求3所述的二次电池保护集成电路,其特征在于,
在通过上述电压监视电路检测出上述控制端子与上述接地端子之间的电压比上述第1阈值以下的预定的第2阈值低的情况下,上述控制电路通过接通上述开关电路所包含的充电控制晶体管来许可上述二次电池的充电。
5.一种二次电池保护装置,其特征在于,
具备权利要求1至4中任一项所述的二次电池保护集成电路以及上述开关电路。
6.一种电池组,其特征在于,
具备权利要求5所述的二次电池保护装置和上述二次电池。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6038377B1 (ja) * 2016-07-11 2016-12-07 ミツミ電機株式会社 二次電池保護回路
US10559954B2 (en) * 2017-04-04 2020-02-11 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for voltage and current calibration
JP6959096B2 (ja) * 2017-10-13 2021-11-02 エイブリック株式会社 充放電制御回路及びこれを備えたバッテリ装置
US11631907B2 (en) * 2017-11-02 2023-04-18 Qualcomm Incorporated System and method for charging of a battery
JP6424944B1 (ja) * 2017-12-08 2018-11-21 ミツミ電機株式会社 二次電池保護集積回路、二次電池保護装置及び電池パック
JP6460218B1 (ja) * 2017-12-08 2019-01-30 ミツミ電機株式会社 二次電池保護集積回路、二次電池保護装置及び電池パック
JP6497475B1 (ja) * 2018-08-31 2019-04-10 ミツミ電機株式会社 二次電池保護回路、二次電池保護装置、電池パック及び二次電池保護回路の制御方法
JP6477964B1 (ja) * 2018-09-13 2019-03-06 ミツミ電機株式会社 二次電池保護回路
CN109193871A (zh) * 2018-11-07 2019-01-11 广东蚬壳家电有限公司 电源装置及风扇
CN109818393B (zh) * 2019-01-23 2020-05-19 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种高压电池组的预充电路和预充方法
JP2020137287A (ja) * 2019-02-21 2020-08-31 エイブリック株式会社 充放電制御回路、充放電制御装置及びバッテリ装置
TWI693772B (zh) * 2019-04-01 2020-05-11 黃保生 具有針對每一串聯二次電池芯進行充電管理功能的電池模組
TWI692175B (zh) * 2019-06-27 2020-04-21 宏碁股份有限公司 電源控制電路與電源控制方法
CN112311023B (zh) * 2019-07-25 2022-10-21 宏碁股份有限公司 电源控制电路与电源控制方法
US11733747B2 (en) * 2020-05-07 2023-08-22 Google Llc Multi-battery support for wearables

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6377429B1 (en) * 1999-04-21 2002-04-23 Em Microelectronic-Marin Sa Protective circuit for battery
CN1518183A (zh) * 2003-01-22 2004-08-04 三美电机株式会社 过电流检测电路及其延迟电路
CN102983555A (zh) * 2011-09-02 2013-03-20 三美电机株式会社 半导体集成电路、保护电路以及电池组

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5050415B2 (ja) * 2006-06-15 2012-10-17 ミツミ電機株式会社 2次電池の充放電回路および電池パック
JP5439800B2 (ja) * 2008-12-04 2014-03-12 ミツミ電機株式会社 二次電池保護用集積回路装置及びこれを用いた二次電池保護モジュール並びに電池パック
JP5443013B2 (ja) * 2009-02-10 2014-03-19 セイコーインスツル株式会社 バッテリー保護回路及びバッテリー装置
JP5208149B2 (ja) * 2009-04-09 2013-06-12 パナソニック株式会社 保護回路、及び電池パック
JP5706649B2 (ja) * 2010-09-08 2015-04-22 セイコーインスツル株式会社 充放電制御回路及びバッテリ装置
JP5706648B2 (ja) * 2010-09-08 2015-04-22 セイコーインスツル株式会社 充放電制御回路及びバッテリ装置
JP5715502B2 (ja) 2011-06-09 2015-05-07 セイコーインスツル株式会社 充放電制御回路及びバッテリ装置
JP5811874B2 (ja) * 2012-02-02 2015-11-11 ミツミ電機株式会社 電池保護回路及び電池保護装置、並びに電池パック
US9069538B2 (en) * 2012-02-29 2015-06-30 Sony Corporation Preventing dark current flow in a mobile terminal
JP6028625B2 (ja) * 2013-02-28 2016-11-16 ミツミ電機株式会社 充放電制御回路及び充放電制御方法
JP5344104B1 (ja) * 2013-03-05 2013-11-20 ミツミ電機株式会社 充放電制御回路及び充放電制御方法
JP2014064459A (ja) * 2013-11-18 2014-04-10 Mitsumi Electric Co Ltd 保護回路及び電池パック
JP6370137B2 (ja) * 2014-07-09 2018-08-08 エイブリック株式会社 充放電制御回路及びバッテリ装置
JP5888459B1 (ja) * 2015-06-18 2016-03-22 ミツミ電機株式会社 過電流検出電圧補正方法及び電池保護集積回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6377429B1 (en) * 1999-04-21 2002-04-23 Em Microelectronic-Marin Sa Protective circuit for battery
CN1518183A (zh) * 2003-01-22 2004-08-04 三美电机株式会社 过电流检测电路及其延迟电路
CN102983555A (zh) * 2011-09-02 2013-03-20 三美电机株式会社 半导体集成电路、保护电路以及电池组

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Publication number Publication date
JP6041031B1 (ja) 2016-12-07
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