CN107611936B - 二次电池保护电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种二次电池保护电路，其具有：在二次电池和MOS晶体管之间与电源路径连接第1端子；在负载和MOS晶体管之间与电源路径连接的第2端子；与MOS晶体管的栅极连接的第3端子；与MOS晶体管的背栅连接的第4端子；基于二次电池的异常状态使第4端子和第1端子连接的第1开关；及基于二次电池的异常状态使第4端子和第2端子连接的第2开关。介由第1开关被连接了的第4端子和第1端子之间的电阻值或介由第2开关被连接了的第4端子和第2端子之间的电阻值大于MOS晶体管的开启电阻值。

Description

二次电池保护电路

技术领域

本发明涉及一种二次电池保护电路。

背景技术

现有技术中，熟知有一种藉由对插入二次电池和负载之间的电源路径上的开关元件进行关闭(off)以保护所述二次电池的保护电路(例如，参照专利文献1)。

图1是表示专利文献1中所公开的保护电路12的结构的图。当二次电池11与充电器15连接时，控制电路14将开关元件13的栅极(gate)电压作为开关元件13的开启(on)电压。此时，如图1所示，背栅触点(back gate contact)21的电位为漏极(drain)电位。

如果二次电池11的电压高于最高设定电压，则控制电路14将开关元件13的栅极电压作为截止(cutoff)电压。据此，充电电流被开关元件13和寄生二极管26的二极管26B切断，此外，如果二次电池11与负载16连接，则放电电流介由二极管26B流动。

另一方面，如果二次电池11的电压低于最低设定电压，则控制电路14将开关元件13的栅极电压作为截止电压，并将背栅触点21的电位从漏极电位切换至源极(source)电位。据此，放电电流被开关元件13和寄生二极管26的二极管26A切断，此外，如果二次电池11与充电器15连接，则充电电流介由二极管26A流动。

控制电路14藉由将切换开关SW切换至端子Vss侧或端子Vm1侧，可使背栅触点21的电位与开关元件13的源极或漏极的电位相同。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1](日本)专利第4522384号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

在图1所示的电路中，充电电流被开关元件13切断的状态下的放电电流按照负载16的负侧端子、Vm1端子、切换开关SW、BG端子、背栅触点21、二极管26B、及二次电池11的负极的顺序进行流动。此外，放电电流被开关元件13切断的状态下的充电电流按照二次电池11的负极、Vss端子、切换开关SW、BG端子、背栅触点21、二极管26A、及充电器15的负侧端子的顺序进行流动。

然而，如果藉由开启电阻值为数mΩ的FET(电场效应晶体管)来构成切换开关SW，则切换开关SW本身就需要边长为数mm的四方形的芯片面积，所以存在电路面积增大的情况。其原因在于，FET的开启电阻值越小，其大小(size)越大。

因此，本公开的一个方式的目的在于抑制二次电池保护电路的电路面积的增大。

[用于解决课题的手段]

为了实现上述目的，在本公开的一个方式中，提供一种二次电池保护电路，其为藉由对插入二次电池和负载之间的电源路径上的MOS晶体管进行控制以保护所述二次电池的二次电池保护电路，其具有：

第1端子，在所述二次电池和所述MOS晶体管之间与所述电源路径连接；

第2端子，在所述负载和所述MOS晶体管之间与所述电源路径连接；

第3端子，与所述MOS晶体管的栅极连接；

第4端子，与所述MOS晶体管的背栅；

异常检测电路，用于检测所述二次电池的异常；

控制电路，根据所述二次电池的异常检测结果，输出开关控制信号；及

开关控制电路，根据所述控制电路的输出，将用于控制所述MOS晶体管的栅极的栅极控制信号输出至所述第3端子，并且，根据所述控制电路的输出，将用于控制所述MOS晶体管的背栅的电位的背栅控制信号输出至所述第4端子，

所述开关控制电路具备：基于所述二次电池的异常状态，对所述第4端子和所述第1端子进行连接的第1开关；及基于所述二次电池的异常状态，对所述第4端子和所述第2端子进行连接的第2开关，

所述第4端子和所述第1端子介由所述第1开关被连接了的状态下的所述第4端子和所述第1端子之间的电阻值或所述第4端子和所述第2端子介由所述第2开关被连接了的状态下的所述第4端子和所述第2端子之间的电阻值大于所述MOS晶体管的开启电阻值。

[发明效果]

根据本公开的一个方式，能够抑制二次电池保护电路的电路面积的增大。

附图说明

[图1]表示专利文献1所公开的保护电路的结构的图。

[图2]表示电池组的第1构成例的图。

[图3]表示电池组的第2构成例的图。

[图4]表示电池组的第3构成例的图。

[符号说明]

5 正端子

6 负端子

7 负侧电源路径

8 正侧电源路径

22 第1异常检测电路

23 第2异常检测电路

91 电源端子

92 接地端子

93 栅极控制端子

94 偏置(bias)输出端子

95、96 检测端子

98 控制电路

100、101、102、103 电池组

110、111、112、113 二次电池保护装置

120、121、122、123 二次电池保护集成电路

200 二次电池

具体实施方式

以下，基于附图对本公开的实施方式进行说明。需要说明的是，在本实施方式中，插入二次电池和负载之间的电源路径上的MOS晶体管的源极和漏极具有相同的结构，仅是被称为源极或漏极而已。所以，在该MOS晶体管中，源极和漏极的称呼可相互置换。

图2是表示作为电池组的第1例的电池组100的构成例的图。电池组100内置有二次电池200和二次电池保护装置110。

二次电池200是可进行充放电的电池的一例。二次电池200可向与正端子5(P+端子)和负端子6(P－端子)连接了的负载130进行电力供给。二次电池200可藉由与正端子5和负端子6连接了的充电器150进行充电。作为二次电池200的具体例，可列举出锂离子电池或锂聚合物电池等。电池组100可内置于负载130，也可被设置在其外面。

负载130是将电池组100的二次电池200作为电源的负载的一例。作为负载130的具体例，可列举出便携式终端装置等电子机器。作为便携式终端装置的具体例，可列举出移动电话、智能手机、平板型计算机、游戏机、电视、音乐或影象播放器、相机等电子机器。

二次电池保护装置110是将二次电池200作为电源而工作的、藉由控制二次电池200的充放电以保护二次电池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具有充放电控制电路140、电池正极连接端子3(B+端子)、电池负极连接端子4(B－端子)、正端子5、及负端子6。

充放电控制电路140是藉由控制二次电池200的充放电以保护二次电池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具有MOS(Metal OxideSemiconductor)晶体管17、二次电池保护集成电路120、电阻1、电容2、及电阻9。

电池正极连接端子3是与二次电池200的正极201连接的端子的一例。电池负极连接端子4是与二次电池200的负极202连接的端子的一例。正端子5是与负载130或充电器150的正侧端子连接的端子的一例。负端子6是与负载130或充电器150的负侧端子连接的端子的一例。

电池正极连接端子3和正端子5通过正侧电源路径8被连接，电池负极连接端子4和负端子6通过负侧电源路径7被连接。正侧电源路径8是电池正极连接端子3和正端子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和负端子6之间的充放电电流路径的一例。

二次电池保护装置110具有MOS晶体管17。MOS晶体管17是在第1负侧连接点7a和第2负侧连接点7b之间被串联插入负侧电源路径7上的MOS电场效应晶体管的一例。藉由MOS晶体管17的关闭(off)，二次电池200的充电电流或放电电流所流动的负侧电源路径7可被切断。MOS晶体管17是N通道型MOS晶体管的一例。

二次电池保护装置110具有二次电池保护集成电路120。二次电池保护集成电路120是将二次电池200作为电源而工作的、藉由控制二次电池200的充放电以保护二次电池200免于过电流等的二次电池保护电路的一例。二次电池保护集成电路120藉由二次电池200进行供电，并对二次电池200进行保护。

二次电池保护集成电路120例如是具有电源端子91、接地端子92、栅极控制端子93、偏置输出端子94、及检测端子95的保护用IC(Integrated Circuit)的一例。

电源端子91是介由正侧连接点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，也被称为VDD端子。电源端子91例如连接于“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2”的另一端之间的连接点。电容2的一端在电池负极连接端子4和MOS晶体管17之间的第1负侧连接点7a处与负侧电源路径7连接。

接地端子92是介由第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，也被称为VSS端子。接地端子92在电池负极连接端子4和MOS晶体管17之间的第1负侧连接点7a处与负侧电源路径7连接。接地端子92是第1端子的一例。

栅极控制端子93是与MOS晶体管17的栅极G连接的、将用于控制MOS晶体管17的栅极G的控制信号输出的端子。栅极控制端子93是第3端子的一例。

偏置输出端子94是与MOS晶体管17的背栅BG连接的、用于确定背栅BG的电位的端子。偏置输出端子94是第4端子的一例。

检测端子95是连接于与负载130的接地侧端子连接的负端子6的端子，也被称为V－端子。检测端子95在负端子6和MOS晶体管17之间的第2负侧连接点7b处与负侧电源路径7介由电阻9进行连接。检测端子95是第2端子的一例。

二次电池保护集成电路120通过控制MOS晶体管17以进行二次电池200的保护动作。二次电池保护集成电路120具有第1异常检测电路22、第2异常检测电路23、开关41～46、电阻元件31～34、及控制电路98。

第1异常检测电路22和第2异常检测电路23是对二次电池200的充电或放电的异常进行检测的单元，例如，具有对该异常进行检测的比较器(comparator)。

控制电路98可根据第1异常检测电路22和第2异常检测电路23的至少一者的异常检测结果，输出对开关控制电路40进行控制的开关控制信号，并可藉由开关控制电路40，对MOS晶体管17的打开或关闭进行控制。控制电路98例如可使对二次电池200的充电或放电的异常进行检测的比较器的输出经过延迟电路并对其进行锁存(latch)。控制电路98例如由逻辑电路构成。图2中，开关控制电路40包括开关41～45和电阻元件31～34。

开关41和电阻元件31被串联插入在二次电池保护集成电路120内对偏置输出端子94和接地端子92进行连接的电流路径上。开关42和电阻元件32被串联插入在二次电池保护集成电路120内对偏置输出端子94和检测端子95进行连接的电流路径上。偏置输出端子94在二次电池保护集成电路120内与开关41和开关42之间的电流路径进行连接。

开关43和电阻元件33被串联插入在二次电池保护集成电路120内连接栅极控制端子93和接地端子92的电流路径上。开关44和电阻元件34被串联插入在二次电池保护集成电路120内连接栅极控制端子93和检测端子95的电流路径上。栅极控制端子93在二次电池保护集成电路120内与开关43和开关44之间的电流路径进行连接，并且，介由开关45在二次电池保护集成电路120内与电源端子91的电位进行连接。

开关46被串联插入在二次电池保护集成电路120内连接检测端子95和电源端子91的电流路径上。藉由开关46的打开，检测端子95可被上拉(pull up)至电源端子91的电位。

第1异常检测电路22例如藉由对电源端子91和接地端子92之间的电压进行检测，可对二次电池200的电池电压(cell voltage)进行监视。

第1异常检测电路22通过比较器检测到预定的过充电检测电压Vdet1以上的电池电压，判断为检测到二次电池200的过充电，并输出过充电检测信号。二次电池200的过充电表示二次电池200被进行了过量充电的异常状态(二次电池200的充电异常状态的一例)。

第1异常检测电路22通过比较器检测到预定的过放电检测电压Vdet2以下的电池电压，判断为检测到二次电池200的过放电，并输出过放电检测信号。二次电池200的过放电表示二次电池200被进行了过量放电的异常状态(二次电池200的放电异常状态的一例)。

第2异常检测电路23例如藉由对检测端子95和接地端子92之间的电压进行检测，可负端子6和电池负极连接端子4之间的感应电压(sense voltage)进行监视。

第2异常检测电路23通过比较器在MOS晶体管17的打开状态下检测到预定的放电过电流检测电压Vdet3以上的感应电压，判断为检测到二次电池200的放电过电流，并输出放电过电流检测信号。二次电池200的放电过电流表示沿使二次电池200进行放电的方向放电电流过量流动的异常状态(二次电池200的放电异常状态的一例)。

第2异常检测电路23通过比较器在MOS晶体管17的打开状态下检测到预定的充电过电流检测电压Vdet4以下的感应电压，判断为检测到二次电池200的充电过电流，并输出充电过电流检测信号。二次电池200的充电过电流表示沿对二次电池200进行充电的方向充电电流过量流动的异常状态(二次电池200的充电异常状态的一例)。

在二次电池200的充电异常状态和放电异常状态没有被第1异常检测电路22和第2异常检测电路23检测到的情况下，控制电路98藉由输出开关控制信号，可使开关41打开，使开关42关闭，使开关43关闭，使开关44关闭，使开关45打开，并使开关46关闭。据此，控制电路98可藉由打开开关45将用于使MOS晶体管17打开的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路40从栅极控制端子93输出，并且，可使偏置输出端子94不与检测端子95连接而是在二次电池保护集成电路120内与接地端子92进行连接。

即，在二次电池200的充电异常状态和放电异常状态没有被第1异常检测电路22和第2异常检测电路23检测到的情况下，控制电路98可将用于使MOS晶体管17打开的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路40从栅极控制端子93输出，并且，可使接地端子92的电位的背栅控制信号介由开关控制电路40从偏置输出端子94输出。据此，MOS晶体管17可被打开，并且，MOS晶体管17的背栅BG可介由开关41和接地端子92与MOS晶体管17的漏极D进行连接。

栅极控制信号对MOS晶体管的栅极进行控制。背栅控制信号对背栅BG的电位进行控制。藉由背栅控制信号，背栅BG的电位可被固定。

因此，就沿对二次电池200进行充电的方向流动的充电电流而言，如果充电器150被连接，则可介由打开状态的MOS晶体管17进行流动。此外，就沿使二次电池200进行放电的方向流动的放电电流而言，如果负载130被连接，则可介由打开状态的MOS晶体管17进行流动。

另一方面，在二次电池200的充电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，控制电路98藉由输出开关控制信号，可使开关41关闭，使开关42打开，使开关43关闭，使开关44打开，并使开关45关闭。据此，控制电路98可将用于使MOS晶体管17关闭的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路40从栅极控制端子93输出，并且，可使偏置输出端子94不与接地端子92连接而是在二次电池保护集成电路120内与检测端子95进行连接。

即，在二次电池200的充电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，控制电路98可将用于使MOS晶体管17关闭的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路40从栅极控制端子93输出，并且，可使检测端子95的电位的背栅控制信号介由开关控制电路40从偏置输出端子94输出。据此，MOS晶体管17可被关闭，并且，MOS晶体管17的背栅BG可介由开关42和检测端子95与MOS晶体管17的源极S连接。

因此，就在二次电池200的充电异常状态下沿对二次电池200进行充电的方向流动的充电电流而言，即使充电器150被连接，也会被关闭状态的MOS晶体管17和寄生二极管18切断。此外，就在二次电池200的充电异常状态下沿使二次电池200进行放电的方向流动的放电电流而言，如果负载130被连接，则可按负端子6、电阻9、检测端子95、电阻元件32、开关42、偏置输出端子94、背栅BG、寄生二极管18、及电池负极连接端子4的顺序进行流动。寄生二极管18可在MOS晶体管17的背栅BG和漏极D之间形成。

这里，二次电池200的充电异常状态下的放电电流的电流值受到开关42的开启电阻、电阻元件32、及电阻9的限制。然而，藉由提高第1控制线(具体而言，偏置输出端子94和检测端子95之间的电流路径)的阻抗(impedance)以大于MOS晶体管17的开启电阻值，可抑制芯片面积的增大。此外，还可容易地设计用于对开关42进行驱动的驱动电路。例如，藉由采用具有比MOS晶体管17的数mΩ级(order)的开启电阻值还大的数kΩ级的开启电阻值的FET来构成开关42，可将实装开关42时所需的芯片面积(area)控制在边长为0.1mm的四方形左右。

这样，在二次电池保护集成电路120中，偏置输出端子94和检测端子95介由开关42被连接了的状态下的偏置输出端子94和检测端子95之间的电阻值就大于MOS晶体管17的开启电阻值。因此，可抑制二次电池保护集成电路120的电路面积的增大。

另外，电阻元件32被串联插入偏置输出端子94和检测端子95之间的电流路径上。因此，藉由电阻元件32的电阻值，可容易地将偏置输出端子94和检测端子95介由开关42被连接了的状态下的偏置输出端子94和检测端子95之间的电阻值设定为较大。

此外，在二次电池200的过充电被第1异常检测电路22检测到的情况下，控制电路98可使开关46打开。据此，过充电状态的二次电池200的电荷可介由电源端子91、打开状态的开关46、电阻元件32、打开状态的开关42、偏置输出端子94、背栅BG、及寄生二极管18被放电至电池负极连接端子4。因此，可使二次电池200迅速脱离过充电状态。需要说明的是，开关46是在二次电池200的过充电被检测到的情况下使二次电池200的电荷放电至检测端子95的放电电路的一例。

另一方面，在二次电池200的放电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，控制电路98可使开关41打开，使开关42关闭，使开关43打开，使开关44关闭，并使开关45关闭。据此，控制电路98可将用于使MOS晶体管17关闭的逻辑控制信号介由开关控制电路40从栅极控制端子93输出，并且，可使偏置输出端子94不与检测端子95连接而是在二次电池保护集成电路120内与接地端子92进行连接。

即，在二次电池200的放电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，控制电路98可将用于使MOS晶体管17关闭的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路40从栅极控制端子93输出，并且，可使接地端子92的电位的背栅控制信号从偏置输出端子94输出。据此，MOS晶体管17可被关闭，并且，MOS晶体管17的背栅BG可介由开关41和接地端子92与MOS晶体管17的漏极D连接。

因此，就在二次电池200的放电异常状态下沿使二次电池200进行放电的方向流动的放电电流而言，即使负载130被连接，也会被关闭状态的MOS晶体管17和寄生二极管19切断。此外，就在二次电池200的放电异常状态下沿对二次电池200进行充电的方向流动的充电电流而言，如果充电器150被连接，则可按照电池负极连接端子4、接地端子92、电阻元件31、开关41、偏置输出端子94、背栅BG、寄生二极管19、及负端子6的顺序进行流动。寄生二极管19可在MOS晶体管17的背栅BG和源极S之间形成。

这里，二次电池200的放电异常状态下的充电电流的电流值受到开关41的开启电阻和电阻元件31的限制。然而，藉由提高第2控制线(具体而言，偏置输出端子94和接地端子92之间的电流路径)的阻抗以高于MOS晶体管17的开启电阻值，可抑制芯片面积的增大。此外，也可容易地设计用于对开关41进行驱动的驱动电路。例如，藉由采用具有比MOS晶体管17的数mΩ级的开启电阻值还大的数kΩ级的开启电阻值的FET来构成开关41，可将实装开关41时所需的芯片面积(area)控制在边长为0.1mm的四方形左右。

这样，在二次电池保护集成电路120中，偏置输出端子94和接地端子92介由开关41被连接了的状态下的偏置输出端子94和接地端子92之间的电阻值就大于MOS晶体管17的开启电阻值。因此，可抑制二次电池保护集成电路120的电路面积的增大。

此外，电阻元件31被串联插入偏置输出端子94和接地端子92之间的电流路径上。因此，藉由电阻元件31的电阻值，可容易地将偏置输出端子94和接地端子92介由开关41被连接了的状态下的偏置输出端子94和接地端子92之间的电阻值设定为较大。

图3是表示作为电池组的第2例的电池组101的构成例。就与图2相同的结构和效果的说明而言，引用、省略或简略了针对图2所进行的上述的说明。图3的构成在藉由串联插入正侧电源路径8上的P通道型MOS晶体管来保护二次电池这点上与图2的构成不同。

电池组101内置有二次电池200和二次电池保护装置111。二次电池保护装置1是藉由以二次电池200为电源而进行工作并对二次电池200的充放电进行控制以保护二次电池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111具备充放电控制电路141、电池正极连接端子3(B+端子)、电池负极连接端子4(B－端子)、正端子5、及负端子6。充放电控制电路141具备MOS晶体管57、二次电池保护集成电路121、电阻1、电容2、及电阻10。

二次电池保护装置111具备MOS晶体管57。MOS晶体管57是在第1正侧连接点8a和第2正侧连接点8b之间被串联插入正侧电源路径8上的MOS电场效应晶体管的一例。藉由MOS晶体管57的关闭，二次电池200的充电电流或放电电流所流动的正侧电源路径8可被切断。MOS晶体管57是P通道型MOS晶体管的一例。

二次电池保护集成电路121例如是具备电源端子91、接地端子92、栅极控制端子93、偏置输出端子94、及检测端子96的IC的一例。

检测端子96是与连接于负载130的正侧端子的正端子5连接的端子，也被称为V+端子。检测端子96在正端子5和MOS晶体管57之间的第2正侧连接点8b处与正侧电源路径8介由电阻10连接。检测端子96是第2端子的一例。

二次电池保护集成电路121通过控制MOS晶体管57而执行二次电池200的保护动作。二次电池保护集成电路121具备第1异常检测电路22、第2异常检测电路23、开关61～65、电阻元件51～54、及控制电路98。

控制电路98可根据第1异常检测电路22和第2异常检测电路23的至少一者的异常检测结果，输出用于控制开关控制电路60的开关控制信号，并且，可藉由开关控制电路60对MOS晶体管57的打开或关闭进行控制。控制电路98例如可使对二次电池200的充电或放电的异常进行检测的比较器的输出经过迟延电路以对其进行锁存。控制电路98例如由逻辑电路构成。在图3中，开关控制电路60包括开关61～65和电阻元件51～54。

开关61和电阻元件51被串联插入对偏置输出端子94和电源端子91在二次电池保护集成电路121内进行连接的电流路径上。开关62和电阻元件52被串联插入对偏置输出端子94和检测端子96在二次电池保护集成电路121内进行连接的电流路径上。偏置输出端子94与开关61和开关62之间的电流路径在二次电池保护集成电路121内进行连接。

开关63和电阻元件53被串联插入对栅极控制端子93和电源端子91在二次电池保护集成电路121内进行连接的电流路径上。开关64和电阻元件54被串联插入对栅极控制端子93和检测端子96在二次电池保护集成电路121内进行连接的电流路径上。栅极控制端子93与开关63和开关64之间的电流路径在二次电池保护集成电路121内进行连接，并且，介由开关65与接地端子92的电位在二次电池保护集成电路121内进行连接。

第1异常检测电路22与图2同样地藉由对电源端子91和接地端子92之间的电压进行检测，可对二次电池200的过充电或过放电进行检测。

第2异常检测电路23例如藉由对检测端子96和电源端子91之间的电压进行检测，可与图2同样地对二次电池200的放电过电流或充电过电流进行检测。

控制电路98在二次电池200的充电异常状态和放电异常状态没有被第1异常检测电路22和第2异常检测电路23检测到的情况下，藉由输出开关控制信号，可使开关61打开，使开关62关闭，使开关63关闭，使开关64关闭，并使开关65打开。据此，控制电路98可藉由打开开关65将使MOS晶体管57打开的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可使偏置输出端子94不与检测端子96连接而是与电源端子91在二次电池保护集成电路121内进行连接。

即，控制电路98在二次电池200的充电异常状态和放电异常状态没有被第1异常检测电路22和第2异常检测电路23检测到的情况下，可将使MOS晶体管57打开的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可将电源端子91的电位的背栅控制信号介由开关控制电路60从偏置输出端子94输出。据此，MOS晶体管57可被打开，并且，MOS晶体管57的背栅BG可介由开关61和电源端子91与MOS晶体管57的漏极D进行连接。

因此，就沿对二次电池200进行充电的方向而流动的充电电流而言，如果充电器150被连接，则可介由打开状态的MOS晶体管57进行流动。此外，就沿对二次电池200进行放电的方向而流动的放电电流而言，如果负载130被连接，则可介由打开状态的MOS晶体管57进行流动。

另一方面，控制电路98在二次电池200的充电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，藉由输出开关控制信号，可使开关61关闭，使开关62打开，使开关63关闭，使开关64打开，并使开关65关闭。据此，控制电路98可将使MOS晶体管57关闭的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，使偏置输出端子94不与电源端子91连接而是与检测端子96在二次电池保护集成电路121内进行连接。

即，控制电路98在二次电池200的充电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，可将使MOS晶体管57关闭的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，使检测端子96的电位的背栅控制信号介由开关控制电路60从偏置输出端子94输出。据此，MOS晶体管57可被关闭，并且，MOS晶体管57的背栅BG可介由开关62和检测端子96与MOS晶体管57的源极S进行连接。

因此，就在二次电池200的充电异常状态下沿使二次电池200进行充电的方向流动的充电电流而言，即使充电器150被连接，也可被关闭状态的MOS晶体管57和寄生二极管59切断。此外，就在二次电池200的充电异常状态下沿使二次电池200进行放电的方向流动的放电电流而言，如果负载130被连接，则可按照电池正极连接端子3、寄生二极管59、背栅BG、偏置输出端子94、开关62、电阻元件52、检测端子96、电阻10、及正端子5的顺序进行流动。寄生二极管59可在MOS晶体管57的背栅BG和漏极D之间形成。

这里，二次电池200的充电异常状态下的放电电流的电流值受到开关62的打开电阻、电阻元件52、及电阻10的制限。然而，藉由提高第3控制线(具体而言，偏置输出端子94和检测端子96之间的电流路径)的阻抗以大于MOS晶体管57的开启电阻值，可抑制芯片面积的增大。此外，也可容易地对用于驱动开关62的驱动电路进行设计。例如，藉由采用具有比MOS晶体管57的数mΩ级的开启电阻值还大的数kΩ级的开启电阻值的FET来构成开关62，可将实装开关62时所需的芯片面积控制在边长为0.1mm的四方形左右。

这样，在二次电池保护集成电路121中，偏置输出端子94和检测端子96介由开关62被连接了的状态下的偏置输出端子94和检测端子96之间的电阻值就大于MOS晶体管57的开启电阻值。因此，可抑制二次电池保护集成电路121的电路面积的增大。

另外，电阻元件52被串联插入偏置输出端子94和检测端子96之间的电流路径上。因此，就偏置输出端子94和检测端子96介由开关62被连接了的状态下的偏置输出端子94和检测端子96之间的电阻值而言，藉由电阻元件52的电阻值，可容易地将其设置为较大。

另一方面，控制电路98在二次电池200的放电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，藉由输出开关控制信号，可使开关61打开，使开关62关闭，使开关63打开，使开关64关闭，并使开关65关闭。据此，控制电路98可将使MOS晶体管57关闭的逻辑控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可使偏置输出端子94不与检测端子96连接而是与电源端子91在二次电池保护集成电路120内进行连接。

即，控制电路98在二次电池200的放电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，可将使MOS晶体管57关闭的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可使电源端子91的电位的背栅控制信号从偏置输出端子94输出。据此，MOS晶体管57可被关闭，并且，MOS晶体管57的背栅BG可介由开关61和电源端子91与MOS晶体管57的漏极D进行连接。

因此，就在二次电池200的放电异常状态下沿使二次电池200进行放电的方向流动的放电电流而言，即使负载130被连接，也可被关闭状态的MOS晶体管57和寄生二极管58切断。此外，就在二次电池200的放电异常状态下沿使二次电池200进行充电的方向流动的充电电流而言，如果充电器150被连接，则可按照正端子5、寄生二极管58、背栅BG、偏置输出端子94、开关61、电阻元件51、电源端子91、电阻1、及电池正极连接端子3的顺序进行流动。寄生二极管58可在MOS晶体管57的背栅BG和源极S之间形成。

这里，二次电池200的放电异常状态下的充电电流的电流值受到开关61的打开电阻、电阻元件51、及电阻1的制限。然而，藉由提高第4控制线(具体而言，偏置输出端子94和电源端子91之间的电流路径)的阻抗以大于MOS晶体管57的开启电阻值，可抑制芯片面积的增大。此外，还可容易地对用于驱动开关61的驱动电路进行设计。例如，藉由采用具有比MOS晶体管57的数mΩ级的开启电阻值还大的数kΩ级的开启电阻值的FET来构成开关61，可将实装开关61时所需的芯片面积抑制在边长为0.1mm的四方形左右。

这样，在二次电池保护集成电路121中，偏置输出端子94和电源端子91介由开关61被连接了的状态下的偏置输出端子94和电源端子91之间的电阻值就大于MOS晶体管57的开启电阻值。因此，可抑制二次电池保护集成电路121的电路面积的增大。

另外，电阻元件51被串联插入偏置输出端子94和电源端子91之间的电流路径上。因此，就偏置输出端子94和电源端子91介由开关61被连接了的状态下的偏置输出端子94和电源端子91之间的电阻值而言，藉由电阻元件51的电阻值，可容易地将其设定为较大。

图4是表示作为电池组的第3例的电池组102的构成例的图。就与图2和图3相同的结构和效果的说明而言，引用、省略或简略了针对图2和图3所进行的上述的说明。图4的构成在藉由被串联插入正侧电源路径8上的N通道型MOS晶体管对二次电池进行保护这点上与图2和图3的构成不同。

电池组102内置有二次电池200和二次电池保护装置112。二次电池保护装置112是藉由将二次电池200作为电源而动作并对二次电池200的充放电进行控制以保护二次电池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112具备充放电控制电路142、电池正极连接端子3(B+端子)、电池负极连接端子4(B－端子)、正端子5、及负端子6。充放电控制电路142具备MOS晶体管157、二次电池保护集成电路122、电阻1、电容2、及电阻10。

二次电池保护装置112具备MOS晶体管157。MOS晶体管157是在第1正侧连接点8a和第2正侧连接点8b之间被串联插入正侧电源路径8上的MOS电场效应晶体管的一例。藉由MOS晶体管157的关闭，二次电池200的充电电流或放电电流所流动的正侧电源路径8可被切断。MOS晶体管157是N通道型MOS晶体管的一例。

二次电池保护集成电路122例如是具备电源端子91、接地端子92、栅极控制端子93、偏置输出端子94、检测端子96、及电容连接端子90、97、99的IC的一例。电容连接端子90、97、99也分别被称为Vout端子、CN端子、CP端子。在电容连接端子99和电容连接端子97之间连接电容25，而在电容连接端子90和接地端子92之间则连接电容24。

二次电池保护集成电路122藉由控制MOS晶体管57以执行二次电池200的保护动作。二次电池保护集成电路122具备第1异常检测电路22、第2异常检测电路23、开关61～64、67、电阻元件51～54、升压电路28、驱动电路27、及控制电路98。在图4中，开关控制电路60包括开关61～64、67和电阻元件51～54。

升压电路28是藉由电容25和电容24使电压升压的电荷泵(charge pump)电路。升压电路28藉由其升压功能将电压升压至高于电源端子91和接地端子92之间的电压，并将升压后的电压作为驱动电路27的电源电压进行供给。

在图3的情况下，控制电路98藉由使开关65打开，可将使P通道型的MOS晶体管57打开的低电平(low level)的栅极控制信号输出。相对于此，在图4的情况下，控制电路98藉由使开关67打开，可将使N通道型的MOS晶体管157打开的高电平(high level)(被升压电路28升压后的电压电平)的栅极控制信号输出。

图4的控制电路98在二次电池200的充电异常状态和放电异常状态没有被第1异常检测电路22和第2异常检测电路23检测到的情况下，藉由输出开关控制信号，可使开关61打开，使开关62关闭，使开关63关闭，使开关64关闭，并使开关67打开。据此，控制电路98可将使MOS晶体管157打开的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可使偏置输出端子94不与检测端子96连接而是与电源端子91在二次电池保护集成电路121内进行连接。

即，控制电路98在二次电池200的充电异常状态和放电异常状态没有被第1异常检测电路22和第2异常检测电路23检测到的情况下，可使被升压电路28升压了的电压电平的栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可使电源端子91的电位的背栅控制信号介由开关控制电路60从偏置输出端子94输出。据此，MOS晶体管157可被打开，并且，MOS晶体管157的背栅BG可介由开关61和电源端子91与MOS晶体管157的漏极D进行连接。

因此，就沿使二次电池200进行充电的方向流动的充电电流而言，如果充电器150被连接，则可介由打开状态的MOS晶体管157进行流动。此外，就沿使二次电池200进行放电的方向流动的放电电流而言，如果负载130被连接，则可介由打开状态的MOS晶体管157进行流动。

另一方面，控制电路98在二次电池200的充电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，藉由输出开关控制信号，可使开关61打开，使开关62关闭，使开关63打开，使开关64关闭，并使开关67关闭。据此，控制电路98可将使MOS晶体管157关闭的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可使偏置输出端子94不与检测端子96连接而是与电源端子91在二次电池保护集成电路122内进行连接。

即，控制电路98在二次电池200的充电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，可将使MOS晶体管157关闭的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可将电源端子91的电位的背栅控制信号介由开关控制电路60从偏置输出端子94输出。据此，MOS晶体管157可被关闭，并且，MOS晶体管157的背栅BG可介由开关61、电源端子91、及电阻1与MOS晶体管157的漏极D进行连接。

因此，就在二次电池200的充电异常状态下沿使二次电池200进行充电的方向流动的充电电流而言，即使充电器150被连接，也可被关闭状态的MOS晶体管157和寄生二极管158切断。此外，就在二次电池200的充电异常状态下沿使二次电池200进行放电的方向流动的放电电流而言，如果负载130被连接，则可按照电池正极连接端子3、电阻1、电源端子91、电阻元件51、开关61、偏置输出端子94、背栅BG、寄生二极管158、及正端子5的顺序进行流动。寄生二极管158可形成在MOS晶体管157的背栅BG和源极S之间。

另一方面，控制电路98在二次电池200的放电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，藉由输出开关控制信号，可使开关61关闭，使开关62打开，使开关63关闭，使开关64打开，并使开关67关闭。据此，控制电路98可将使MOS晶体管157关闭的逻辑控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可使偏置输出端子94不与电源端子91连接而是与检测端子96在二次电池保护集成电路122内进行连接。

即，控制电路98在二次电池200的放电异常状态被第1异常检测电路22或第2异常检测电路23检测到的情况下，可将使MOS晶体管157关闭的逻辑栅极控制信号介由开关控制电路60从栅极控制端子93输出，并且，可使检测端子96的电位的背栅控制信号从偏置输出端子94输出。据此，MOS晶体管157可被关闭，并且，MOS晶体管157的背栅BG可介由开关62、检测端子96、及电阻10与MOS晶体管157的源极S进行连接。

因此，就在二次电池200的放电异常状态下沿使二次电池200进行放电的方向流动的放电电流而言，即使负载130被连接，也可被关闭状态的MOS晶体管157和寄生二极管159切断。此外，就在二次电池200的放电异常状态下沿使二次电池200进行充电的方向流动的充电电流而言，如果充电器150被连接，则可按照正端子5、电阻10、检测端子96、电阻元件52、开关62、偏置输出端子94、背栅BG、寄生二极管159、及电池正极连接端子3的顺序进行流动。寄生二极管159可在MOS晶体管157的背栅BG和源极S之间形成。

在二次电池保护集成电路122中，偏置输出端子94和检测端子96介由开关62被连接了的状态下的偏置输出端子94和检测端子96之间的电阻值大于MOS晶体管157的开启电阻值。偏置输出端子94和电源端子91介由开关61被连接了的状态下的偏置输出端子94和电源端子91之间的电阻值大于MOS晶体管157的开启电阻值。因此，与图3同样地可抑制二次电池保护集成电路122的电路面积的增大。

基于上述，可提供一种二次电池保护电路，其为藉由对串联插入二次电池和负载之间的电源路径上的MOS晶体管进行控制以保护所述二次电池的二次电池保护电路，其具有：在所述二次电池和所述MOS晶体管之间与所述电源路径连接的第1端子；在所述负载和所述MOS晶体管之间与所述电源路径连接的第2端子；与所述MOS晶体管的栅极连接的第3端子；与所述MOS晶体管的背栅连接的第4端子；对所述二次电池的异常进行检测的异常检测电路；根据所述二次电池的异常检测结果，对开关控制信号进行输出的控制电路；及根据所述控制电路的输出，使用于控制所述MOS晶体管的栅极的栅极控制信号输出至所述第3端子，并且，根据所述控制电路的输出，使用于控制所述MOS晶体管的背栅的电位的背栅控制信号输出至所述第4端子的开关控制电路。所述开关控制电路具备：基于所述二次电池的异常状态，使所述第4端子和所述第1端子连接的第1开关；及基于所述二次电池的异常状态，使所述第4端子和所述第2端子连接的第2开关。所述第4端子和所述第1端子介由所述第1开关被连接了的状态下的所述第4端子和所述第1端子之间的电阻值或所述第4端子和所述第2端子介由所述第2开关被连接了的状态下的所述第4端子和所述第2端子之间的电阻值大于所述MOS晶体管的开启电阻值。

所述第4端子在所述二次电池的充电异常被检测到的情况下与所述第2端子连接，在所述二次电池的放电异常被检测到的情况下与所述第1端子连接。

具备放电电路，其在所述二次电池的过充电被检测到的情况下，可使所述二次电池的电荷放电至所述第4端子。

所述第4端子与所述第1端子或所述第2端子介由电阻元件进行连接。

所述二次电池保护电路被进行了集成化。

以上尽管基于实施方式对二次电池保护电路、二次电池保护装置、及电池组进行了说明，但是，本发明并不限定于上述实施方式。在本发明的技术范围内，还可进行各种各样的变形和改良等。

Claims (5)

1.一种二次电池保护电路，其为藉由对串联插入二次电池和负载之间的电源路径上的MOS晶体管进行控制以保护所述二次电池的二次电池保护电路，所述二次电池保护电路具有：

第1端子，在所述二次电池和所述MOS晶体管之间与所述电源路径连接；

第2端子，在所述负载和所述MOS晶体管之间与所述电源路径连接；

第3端子，与所述MOS晶体管的栅极连接；

第4端子，与所述MOS晶体管的背栅连接；

异常检测电路，用于检测所述二次电池的异常；

控制电路，根据所述二次电池的异常检测结果，输出开关控制信号；及

开关控制电路，根据所述控制电路的输出，将用于控制所述MOS晶体管的栅极的栅极控制信号输出至所述第3端子，并且，根据所述控制电路的输出，将用于控制所述MOS晶体管的背栅的电位的背栅控制信号输出至所述第4端子，

所述开关控制电路具备：

基于所述二次电池的异常状态，使所述第4端子和所述第1端子连接的第1开关；及

基于所述二次电池的异常状态，使所述第4端子和所述第2端子连接的第2开关，

所述第4端子和所述第1端子介由所述第1开关被连接了的状态下的所述第4端子和所述第1端子之间的电阻值、或所述第4端子和所述第2端子介由所述第2开关被连接了的状态下的所述第4端子和所述第2端子之间的电阻值大于所述MOS晶体管的开启电阻值。

2.根据权利要求1所述的二次电池保护电路，其中：

所述第4端子在所述二次电池的充电异常被检测到的情况下与所述第2端子连接，在所述二次电池的放电异常被检测到的情况下与所述第1端子连接。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池保护电路，其中：

具备放电电路，在所述二次电池的过充电被检测到的情况下，使所述二次电池的电荷放电至所述第4端子。

4.根据权利要求1或2所述的二次电池保护电路，其中：

所述第4端子与所述第1端子或所述第2端子介由电阻元件进行连接。

5.根据权利要求1或2所述的二次电池保护电路，其中：

所述二次电池保护电路被进行了集成化。