CN1197217C - 电池状态监视电路和电池装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池装置中提高安全性和减少耗电量的技术，能够计算锂离子二次电池剩余的蓄电量。若充电和放电电流等于或小于某给定值，包括电流监视电路的电路就工作，从而减少耗电量。在此情况下，电流监视电路停止作用。控制电路与微分电路连接，若传感电阻器两端之间的电压变化，充电和放电电流监视电路就再次工作。通过上述解决办法，既抑制了耗电量，又提高了电流监视的精确度。

Description

电池状态监视电路和电池装置
技术领域
本发明涉及一种在电池装置和能计算诸如锂离子二次电池之类的二次电池剩余电量的电池状态监视电路中提高安全性和降低相应的耗电量的技术。
背景技术
图2电路框图中所示的装置是现行一般的电池状态监视电路。这种结构在例如题为“电池组、充电器、充电系统和充电方法”的日本公开专利申请平9-312172中公开过。这涉及一种叫做“智能电池系统”的电池装置。
智能电池系统中使用的锂离子二次电池由于不象镍隔电池那样能自我保护而不能进行自我保护操作，因而需要有一个过充电保护电路。电池装置22A配备有电池电压监视电路4A和开关元件12，电路4A供检测电池电压，开关元件12供使外部充电器21停止充电。
电池装置22A控制各二次电池7至10剩余蓄电量的显示过程和停止充电的时间等。电流监视电路3A的输出电压V3a和电池电压监视电路4A的输出电压V4a输入微计算机6A中。微计算机6A能根据输入的电压V3a和V4a计算二次电池7至10的充电电流和放电电流以及相应的电池电压，从而计算二次电池7至10的剩余蓄电量。此外，微计算机6A还根据二次电池的状态(正常、过充电、过放电和过电流)控制开关元件12和13的导通截止操作，即微计算机6A控制电池装置22A的保护功能(过充电保护，过放电保护和过电流保护)。
在电池装置22A中，电池状态监视电路14A以二次电池7至10的总电池电压Vba作为电源。
调节器1A的输出V1a输入微计算机6A中，作为微计算机6A的电源。鉴于二次电池7至10的总电池电压Vba随连接在电池装置22A的正极15与负极17之间的负载20的状态而变化，因而总电池电压Vba经调节器1A调节成恒定电压V1a(例如3.3伏或5.0伏)后提供给微计算机6A。
电流监视电路3A的输出电流I3a输入至微计算机6A，根据输出电流I3a计算电池剩余的电量。通常，电流监视电路3Aj的输出是模拟值，需要转换成数字值，以便微计算机6A计算电池剩余的电量。因此，微计算机6A中装有A/D(模/数)转换器。
综上所述，由于电池状态监视电路14A是从二次电池7至10供电的，因而这里消耗的是这些二次电池的电能。
此外，二次电池的充电和放电电压/电流不恒定，而是大部分在短期内随负载20或充电器21的状态变化，因此为提高电池状态监视电路14A监视二次电池7至10充电和放电电流的精确度，需要调高装在微计算机6A中A/D转换器的工作频率。随着A/D转换器工作频率的调高，微计算机6A的耗电量进一步提高，从而进一步提高二次电池的功耗。
在上述情况下，有人提出使微计算机6A中的A/D转换器和充/放电电流监视功能停止作用的方法，即在电池状态监视电路14A中，当二次电池7至10的充电和放电电流小于二次电池的电池容量(例如0至10毫安)时，降低整个电路包括充电和放电监视电路3A在内的耗电量，由此抑制二次电池7至10的功耗。
在此情况下，电池状态监视电路14A的耗电量降低到1/10至1/1000。这样，这种耗电量降低了的状态叫做“节能状态”。
然后，操作从节能状态回到正常操作状态时需要某些条件。电池状态监视电路14A恢复到正常操作状态的操作叫做“复苏”。例如，当二次电池7至10的充电和放电电流超过1安时，取复苏状态。在这种状态下，充电器21A的负极电压V21a小于50毫伏，很低。
为检测如此细微的电压，电流监视电路3A必须使偏压小，从而减小检测出的复苏电压的波动。此外，由于电流监视电路3A即使在节能状态下也工作，因而必须减少耗电量。这种电流监视电路结构复杂，不能以简单、花费不大的电路付诸实施。
发明内容
为解决上述问题，按照本发明，在传感电阻器端与控制电路之间配置了一个滤波器，这样既能在充电和放电电流值变小时减小整个电路的耗电量，又能在充电和放电电流变大时检测电流。
电路构制得使充电和放电电流值变小时只有电流监视电路工作，传感电阻器端和控制电路电流的输入端与一个电容器连接，从而当充电和放电电流变化时开始履行检测电池剩余电量的功能。
本发明提供了一种电池装置，包括：
一个二次电池；一个控制所述二次电池的充电和放电电流的开关元件；一个电池电压监视电路，用于监视所述二次电池的电压；一个传感电阻；一个电流监视电路，用于通过监视所述传感电阻的电压来监视所述二次电池的充电和放电电流；一个控制电路，用于根据来自所述电池电压监视电路和所述电流监视电路的指令信号控制充电和放电电流；以及连接在所述传感电阻和所述控制电路之间的一个微分电路，其中当所述充电和放电电流变为等于或小于一个给定值时，电池装置变为睡眠模式，所述电流监视电路停止操作，当所述充电和放电电流增加时，通过从所述微分电路输出一个信号，所述电池装置脱离所述睡眠模式。
附图说明
图1示出了本发明的电池状态监视电路和采用该电路的电池装置。
图2示出了一般的电池状态监视电路和采用该电路的电池装置。
图3示出了本发明电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中使用的调节器。
图4示出了本发明电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中使用的电流监视电路。
图5示出了本发明电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中使用的电池电压监视电路。
图6示出了本发明电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中使用的控制电路。
图7本发明的电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中使用的微计算机与控制电路之间通信信号的时间图。
图8是传送到本发明的电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中使用的微计算机中控制电路的指令信号一览表。
图9是充电和放电电流监视电路、A/D转换器电路及充电和放电电流的关系曲线图。
图10是充电和放电电流监视电路、A/D转换器电路及充电和放电电流的关系曲线图。
图11是本发明电池状态监视电路的另一个实例和采用该电路的电池装置的示意图。
图12是一般电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中睡眠状态和复苏状态的时间图。
图13是本发明电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中复苏状态电路的示意图。
图14是本发明电池状态监视电路和采用该电路的电池装置中使用的复苏状态电路的时间图。
具体实施方式
现在参看附图详细说明本发明。
图1示出了本发明电池状态监视电路和采用这种电路的电池装置结构上的一个实例。下面参看图1说明本发明的这个实施例。参看图1。电池装置22包括多个彼此串联或并联连接的二次电池7至10(例如，锂离子二次电池)，电池状态监视电路14和开关元件12和13，供控制充电和放电电流等。在此实施例中，四个二次电池7至10彼此串联连接，二次电池10的负极接传感电阻器11。传感电阻器11的另一端接电池装置22的负端17。二次电池7的正极接由一个FET(场效应晶体管)和一个二极管组成的开关元件13。开关元件12与开关元件13串联连接，而且与电池装置22的正端15连接。
开关元件12和13根据电池状态监视电路14来的控制信号控制接电池装置22的正端15和负端17的充电器21的充电操作和二次电池7至10放电到负载20的放电操作。举例说，想阻止二次电池7至10的充电操作时，需要断开开关元件12，想阻止二次电池7至10的放电操作时，需要断开开关元件13。
开关元件12和13可以连接在二次电池10的负极与传感电阻器11之间。在此情况下，可以改变开关元件(FET)的种类(n沟道，P沟道)等，使其适应连接位置或输入的控制信号。同样，传感电阻器11可以连接在电池装置22的正端15侧与开关元件12之间。
电池状态监视电路14由调节器1、电压检测电路2、电流监视电路3、电池电压监视电路4、控制电路5、微计算机6等等组成。
调节器1如图3中所示由例如电阻器23和24、基准电压25、比较器26和P沟驱动器27组成，其作用是使输出电压E2即使输入电压E1波动也始终保持恒定(例如3.3伏或5伏)。此外，控制信号E5可以控制调节器1输出的接通/断开。
调节器1的输出端接电压检测电路2。电压检测电路2由例如比较器60和基准电压61组成，如图1中所示。当调节器1的输出电压E2等于或低于设定的电压(复位检测电压)时，输出RS由高变低微计算机6在输出RS变化时可以通过停止操作事先防止误操作。通常，这种控制方法叫做“复位”。微计算机6的复位检测电压是微计算机6不致误操作(失控)的最低操作电压。例如，通常，若微计算机6的工作电压为5伏，复位检测电压的电压值就约为4.6伏。
电流监视电路3放大电池装置22的负端17与二次电池10的负端之间的电压。传感电阻器11配置在电池装置22的负载17与二次电池10的负端之间，电流监视电路3将充电和放电电流在传感电阻器11两端产生的电压放大到微计算机6能读出的电压，再将如此放大过的电压传送给控制电路5。
鉴于传感电阻器11的电阻通常很小只有几十毫欧，因而电流监视电路3将传感电阻器11两端之间产生的电压放大几十倍到几百倍，将如此放大过的电压供应给控制电路5。
图4示出了电流监视电路3的一个结构实例。传感电阻器11两端产生的电压(G1和G2之间的电位差)由充电电流监视放大器28和放电电流监视放大器29加以放大。接充电电流监视放大器28的开关元件30和接收电电流监视放大器29的开关元件31，两者的导通/截止操作根据信号C1切换，从而从A1输出与充电电流监视放大器28来的充电电流成正比的电压或与放电电流监视放大器29来的放电电流成正比的电压。
电池电压监视电路4检测二次电池7至10各自的电压，并将这些电压转换成微计算机6能读取的电压，再作为A2输出如此转换过的电压。
图5示出了电池电压监视电路4的一个实例。电池电压监视电路4由转换开关电路33、电池电压监视放大器34等组成。二次电池7至10的各电池电压经转换开关电路33选择，再经电池电压监视放大器变换成微计算机6能读取的电压，然后作为电压A2输出出去。在此情况下，根据微计算机6控制的控制信号B2确定应选取哪一个电池，各电池的电压依次输出。虽然图5中控制信号B2是以一条线画出的，但控制信号B2是可以由多个信号群组成的。此外，图中转换开关电路33中的转换开关示意表示出来，若开关能逐一输出电池电压，则可应用其它结构。
本发明在图1所示实施例中的微计算机6能监视二次电池7至10的电池电压、充电电流和放电电流，还能根据这些信号计算出二次电池7至10的剩余电量。
微计算机6具备A/D转换功能、算术运算功能、通信功能等。微计算机6给控制电路5发送指令信号TK和DA，从而依次有选择地输出来自控制电路5的模拟信号、来自电流监视电路3的电压信号A1和来自电池电压监视电路4的电压信号A2，这些信号都是模拟信号。微计算机6将模拟信号AN进行A/D转换，转换成数字信号，汇集充电电流和放电电流，并根据相应的电池电压计算出二次电池7至10的剩余电量。
此外，微计算机6监视二次电池7至10的各电池电压和放电电流，并根据各二次电池的电压和放电电流控制开关元件12和13的通/断操作，从而保护电池装置22。为检测各电池的充电电流和放电电流，微计算机6进行A/D转换。在此情况下，若要精确监视电流值，耗电量就变大。下面参看图9和图10说明这一点。
图9示出了电流监视电路3的输出信号在时间t1由微计算机6进行A/D转换的情况，图10示出了电流监视电路3的输出信号在时间t2由微计算机6进行A/D转换的情况。图9和图10中充电和放电电流的条件彼此相同，取样时间满足t1＞t2的条件。为了用A/D转负电路更精确地监视充电和放电电流，必须缩短操作时间。然而，A/D转换电路的操作时间t缩短时，微计算机6的耗电量提高。就是说，产生了这样的问题，即精确检测充电和放电电流时，耗电量变大，若为了抑制耗电量而延长操作时间时检测电流的精确度就变差。
在上述情况下，为解决上述问题，若充电电流和放电电流等于或小于给定值，除电流监视电路3例外，其它所有电路中都停止耗电。在这种方法中，系统在给定条件下进入半运行状态。这个状态叫做“睡眠状态”。“睡眠状态”的设置减小了整个系统的耗电量。
由于系统是在充电和放电电流变为I睡眠或更小的情况下进入睡眠状态，因而可以使剩余蓄电量监视功能停止作用。因此，通过应用系统的睡眠状态可以实现小耗电量和高精确度电池剩余电量监视器的目的。
然而，这里系统的问题在于，从睡眠状态解放出来的条件和电路。下面参看图12说明这一点。图12中，在时间ta之前由于充电和放电电流大，系统正常工作。在时间ta，充电和放电电流变为I睡眠或更小，于是电池状态监视电路14进入睡眠状态。在睡眠状态下，所有电路除电流监视电路3例外都停止耗电，从而在时间ta之后耗电量减小了。
在图2所示的一般电路中，系统在静止状态出现充电和放电电流大于I睡眠时从睡眠状态解放出来，因此充电和放电电流监视电路3A必须在睡眠状态期间继续发挥作用。因此，即使设置了睡眠状态，但由于需要监视充电和放电电流以便解除睡眠状态，因而电流监视电路3A耗电。就是说，即使设置睡眠状态也还是不能减少耗电量。
在上述情况下，本发明通过采用传感电阻11和微分电路62解除睡眠状态。在本说明书中，解除睡眠状态的作用叫做“复苏作用”。
如图1中所示，在传感电阻器11与控制电路5之间配置了微分电路62。微分电路62由电容器50和电阻器51组成。微分电路62的输出作为信号G3输入电池状态监视电路14的控制电路5中。电流监视电路3的输出A1等于或小于某给定值时，控制电路5使电流监视电路3停止发挥作用并指示电流监视电路3不耗电。控制电路5在信号再从微分电路62输入其中时再次启动电流监视电路3。
现在参看图13A和13B详细说明微分电路62和控制电路5的作用。参看图13，图中电压源52表示图1中所示传感电阻器11两端的电位差。此外，控制电路5a表示图1中所示控制电路5的一部分电路。图中，电压源52中产生的电压变化J1作为信号G3通过微分电路62传送。图14中示出了这种情况。信号G3输入控制电路5a，作为信号C1从控制电路5a输出出去。
微计算机6承担电池装置22中的安全保护作用(过充电保护，过放电保护和过电流保护)。因此，若上述保护作用因微计算机6停机、故障等而受影响，电池装置22就有可能损坏。在上述情况下，需要有一个即使微计算机6停机或出故障也能保持电池装置22处于安全状态的结构。在电源电压低从而使微计算机6停下来的情况下，或在微计算机6的电源电压从低电压上升，例如在电源电压从原先低于电源电压的情况恢复过来的情况下，或微计算机6的电源电压从0伏上升的情况下，电压检测电路2的输出RS使微计算机6复位，从而使开关元件12和13截止。
这之后，当充电器21接电池装置22时，微计算机6的电源电压E2等于或高于微计算机6的正常工作电压，指令信号TK和DA从微计算机6传送给控制电路5以便指令开关元件12和13导通。
综上所述，鉴于开关元件12和13只要微计算机6没有发送使开关元件12和13导通的指令就保持截止，因而可以确保电池装置22安全。
此外，由于微计算机6从复位状态恢复过来时开关元件12和13处于截止状态且在微计算机6完全稳定工作之后导通，因而提高了二次电池剩余蓄电量计算的准确性。
接下去，说明一下本实施例的工作过程。图9是本实施例工作时间的曲线图，其中横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示电压，曲线示出了总电池电压与调节器1的输出电压。
控制电路5除上述复苏功能外还具备“电池电压切换功能”、“与微计算机联络的功能和控制各电路组件的功能”、“模拟信号的切换功能”和“数据复位功能”。
图6示出了控制电路5的一个结构实例。控制电路5中的“电源电压切换功能”是由比较器35将充电器的电压信号E4与二次电池的总电池电压信号E3比较和作为调节器1的电源电压给E5输出那些电压中较高的电压。
控制电路5中“与微计算机联络的功能和各电路组件的控制功能”是由图6中所示的串并联转换电路39将微计算机6来的串行数据信号DA转换成并行数据信号D5至D0，由逻辑电路40将那些并行数据信号D5至D0转换成传送给各电路组件的控制信号B1，B3，B2，F1，F2和H。
微计算机6来的联络信号如图7中所示由定时时钟信号TK和串行数据信号DA组成。串联数据信号DA当定时时钟信号TK高时是从微计算机6传送来的指令信号。
在图7的实例中，一个指令由6位串行数据构成。信号的时间轴从右侧朝向左侧，D0号临时的前行信号，D5是临时的后随信号。在此实例中，假定高为“1”，低为“0”，D5至D0设定为“011010”的数据。
图8示出了6位指令的一个实例。举例说，在要对电池状态监视电路14进行初始化(复位)的情况下，从微计算机6传送D5至D0为“000000”的串行数据DA。在要监视充电电流的情况下，从微计算机6传送D5至D0“101100”的串行数据信号DA。图7和图8中，微计算机6来的指令由6位组成，但指令可以由6位以外的二进制位组成。此外，在此实例中，从微计算机6传送的信号是2个，即定时时钟信号TK和串行数据信号DA。然而，控制可由2个以外的信号数目进行。此外，从微计算机6传送的指令不局限于图8中所示，逻辑高和低可以不同。
图6中的逻辑电路40工作时给电路组件(例如电流监视电路3)发送控制信号。逻辑电路40用逻辑元件(例如“与非”电路，“或非”电路和反相器)逻辑合成并行数据信号D5至D0，从而使其与图8中所示的指令一致。举例说，在充电电流监视器指令“101100”的情况下，逻辑结构构制得使只有控制信号B3高，其它控制信号B1，B2，F1，F2和H不变。
控制电路5中模拟信号的开关功能是根据信号H切换开关元件41和42，并作为模拟信号AN给微计算机6发送图1中电流监视电路3的输出信号A1或电池电压监视电路的输出信号A2。模拟信号AN的输出是根据微计算机6来的信号TK和DA从充电电流或放电电流或各电池电压选取的。
控制电路5中的“数据复位功能”是当图1中所示调节器1的输出电压E2低于微计算机6的复位检测电压时根据电压检测电路2输出的信号RS无条件地将图6中所示串行/并行转换电路39所有的并行数据信号D5至D0置0(在控制电路5内对数据进行初始化)。在此情况下，图6中所示逻辑电路40的逻辑输出信号F1和F2从而使控制充电和放电操作的开关元件12和13截止。
图11示出了另一个实施例。在此实施例中，微计算机6构制成与电池状态监视电路14不同的部分。结构元件和工作原理完全和参看图1说明的实施例中的完全相同。综上所述，本发明的电池装置的微计算机、开关元件等装在一个衬底上形成一个部分，即使微计算机、开关元件等装在一个衬底上形成多个部分也可以取得同样的效果。
在图1和11所示的实施例中，说明了各二次电池7至10彼此串联连接的结构实例。然而，本发明同样适用于多个二次电池彼此并联连接的情况。
在本发明中，即使微计算机6与其它电路组件在一个芯片上集成得难以将微计算机6与其它电路组件区分开来，能监视二次电池的电池电压、充电电流和放电电流和能根据这些信息计算二次电池的剩余电量的电路组件都可作为微计算机应用。
工业上的应用
综上所述，按照本发明，在能计算二次电池的剩余蓄电量的电池装置和电池状态监视电路中，由于可以减少耗电量而不致牺牲充电和放电电流检测的精确度，因而可以提供能使电池装置的耗电量小、长时间精确测定电池剩余电量的电池装置和电池状态监视电路。

Claims (1)

1.一种电池装置，包括：
一个二次电池；一个控制所述二次电池的充电和放电电流的开关元件；一个电池电压监视电路，用于监视所述二次电池的电压；一个传感电阻；一个电流监视电路，用于通过监视所述传感电阻的电压来监视所述二次电池的充电和放电电流；一个控制电路，用于根据来自所述电池电压监视电路和所述电流监视电路的指令信号控制充电和放电电流；以及连接在所述传感电阻和所述控制电路之间的一个微分电路，其中当所述充电和放电电流变为等于或小于一个给定值时，电池装置变为睡眠模式，所述电流监视电路停止操作，当所述充电和放电电流增加时，通过从所述微分电路输出一个信号，所述电池装置脱离所述睡眠模式。
CNB008015872A 1999-08-05 2000-07-28 电池状态监视电路和电池装置 Expired - Lifetime CN1197217C (zh)

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JP222849/1999 1999-08-05

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CNB008015872A Expired - Lifetime CN1197217C (zh) 1999-08-05 2000-07-28 电池状态监视电路和电池装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104283289A (zh) * 2014-10-30 2015-01-14 爱国者电子科技有限公司 一种蓝牙充电装置及充电控制方法

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003264931A (ja) * 2002-03-08 2003-09-19 Seiko Epson Corp 二次電池保護装置
CN100520431C (zh) * 2003-07-29 2009-07-29 松下电动车辆能源股份有限公司 二次电池的充放电电量推定方法及装置
JP4375096B2 (ja) * 2004-04-23 2009-12-02 株式会社デンソー 車載機器制御システム用の携帯機
JP2006101609A (ja) * 2004-09-29 2006-04-13 Hitachi Ltd 二次電池充放電制御回路およびセンシング無線端末
US7759902B2 (en) * 2005-01-19 2010-07-20 Atmel Corporation Single chip microcontroller including battery management and protection
WO2006093287A1 (ja) * 2005-03-04 2006-09-08 Autonetworks Technologies, Ltd. バッテリ状態監視装置
US7586292B1 (en) 2005-05-09 2009-09-08 Electrochem Solutions, Inc. Low voltage cutoff circuit for an electrochemical cell
US7859224B2 (en) * 2005-05-26 2010-12-28 Shop-Vac Corporation Charge control circuit for a vehicle vacuum cleaner battery
JP4563259B2 (ja) * 2005-06-08 2010-10-13 株式会社マキタ 電動工具
JP4533328B2 (ja) * 2006-02-28 2010-09-01 株式会社リコー 充電制御用半導体集積回路、その充電制御用半導体集積回路を使用した充電装置及び２次電池接続検出方法
EP2166642B1 (en) * 2007-07-06 2012-03-28 Seiko Instruments Inc. Battery state monitoring circuit and battery device
US20090179617A1 (en) * 2007-12-06 2009-07-16 Toshiyuki Koike Battery state monitoring circuit and battery device
CN104055523B (zh) 2007-12-10 2016-08-24 拜尔健康护理有限责任公司 包括配备有电池的电路的便携式仪表和电源管理方法
JP5279261B2 (ja) * 2007-12-27 2013-09-04 三洋電機株式会社 充電状態均等化装置及びこれを具えた組電池システム
US8300375B2 (en) * 2008-07-21 2012-10-30 Triune Ip Llc Monitoring method, circuit, and system
JP5209512B2 (ja) * 2009-01-16 2013-06-12 株式会社マキタ 電動工具用バッテリ監視システム、電動工具用バッテリパック、及び電動工具用充電器
JP5010657B2 (ja) * 2009-09-18 2012-08-29 三菱重工業株式会社 電池システム
US8593112B2 (en) * 2009-11-03 2013-11-26 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
JP5457206B2 (ja) * 2010-01-08 2014-04-02 セイコーインスツル株式会社 電池パック
US8841888B2 (en) 2011-06-16 2014-09-23 02Micro, Inc. Individual cell voltage detection circuit for charge and discharge control in a battery pack
US9225185B2 (en) * 2011-10-21 2015-12-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for controlling charging in electronic device
CN102630115B (zh) * 2012-04-23 2014-02-12 圣邦微电子（北京）股份有限公司 具有自动电流调节功能的led驱动器
EP2939321B1 (en) 2012-12-28 2020-02-05 Koki Holdings Co., Ltd. Power-supplying device
JP6066449B2 (ja) * 2012-12-28 2017-01-25 日立工機株式会社 電源装置
JP5998069B2 (ja) * 2013-01-23 2016-09-28 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及び電池パック
JP6261901B2 (ja) * 2013-07-24 2018-01-17 ローム株式会社 バッテリマネージメント回路、それを用いた電源管理システム、電子機器
JP6370191B2 (ja) * 2013-12-11 2018-08-08 エイブリック株式会社 バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
JP2016007451A (ja) * 2014-06-25 2016-01-18 オリンパス株式会社 内視鏡用光源装置及び内視鏡用システム
JP6755136B2 (ja) * 2016-07-13 2020-09-16 株式会社デンソーテン 電圧検出装置および電圧検出方法
CN107994652B (zh) * 2017-12-28 2020-08-07 深圳市创新微源半导体有限公司 一种监测电池充放电的电路及基于该电路的电量计量系统
KR20200025469A (ko) 2018-08-30 2020-03-10 엘지이노텍 주식회사 태양광 연계 에너지 저장 시스템용 dc-dc 컨버터 및 그 제어방법
DE102018123552B4 (de) 2018-09-25 2022-10-13 Clarios Advanced Solutions Gmbh Vorrichtung und verfahren zum aufwecken einer fahrzeugbatterie
JP7379124B2 (ja) * 2019-12-02 2023-11-14 東芝テック株式会社 充電回路及び電気機器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5530336A (en) * 1992-09-17 1996-06-25 Sony Corporation Battery protection circuit
JP3541546B2 (ja) * 1996-03-08 2004-07-14 ソニー株式会社 バッテリパック及びバッテリの制御方法
JP4013003B2 (ja) * 1998-03-27 2007-11-28 宇部興産株式会社 バッテリーパック

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104283289A (zh) * 2014-10-30 2015-01-14 爱国者电子科技有限公司 一种蓝牙充电装置及充电控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001011753A1 (fr) 2001-02-15
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