JP2000092723A - 二次電池保護回路 - Google Patents
二次電池保護回路Info
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00302—Overcharge protection
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充電される二次電池の残存電圧が０Ｖであっ
ても、充電できる二次電池保護回路を提供することを目
的とする 【解決手段】 二次電池の残存電圧が０Ｖのとき、電
池１が端子に接続される（このときクランプ回路は
不活性状態）。トランジスタ１０は、充電器２の電圧
により導通する。その結果、抵抗５に電流Ｉ2 が流
れ、トランジスタ３が導通する。トランジスタ３が導通
すると、充電制御回路９が駆動され、電池１の充電が開
始される。充電が進むと、クランプ回路１４が活性化
し、Ｅ点は、グランドレベル又はグランドレベル以上に
引き上げられ、トランジスタ１０は遮断される。トラ
ンジスタ１０が遮断されても、トランジスタ３は充電さ
れた電池１の電圧により、導通を維持し、駆動信号を充
電制御回路９に印加し続ける。
ても、充電できる二次電池保護回路を提供することを目
的とする 【解決手段】 二次電池の残存電圧が０Ｖのとき、電
池１が端子に接続される（このときクランプ回路は
不活性状態）。トランジスタ１０は、充電器２の電圧
により導通する。その結果、抵抗５に電流Ｉ2 が流
れ、トランジスタ３が導通する。トランジスタ３が導通
すると、充電制御回路９が駆動され、電池１の充電が開
始される。充電が進むと、クランプ回路１４が活性化
し、Ｅ点は、グランドレベル又はグランドレベル以上に
引き上げられ、トランジスタ１０は遮断される。トラ
ンジスタ１０が遮断されても、トランジスタ３は充電さ
れた電池１の電圧により、導通を維持し、駆動信号を充
電制御回路９に印加し続ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池保護回路
に係り、特に、二次電池が放電尽くした場合でも、充電
を可能とした二次電池保護回路に関する。
に係り、特に、二次電池が放電尽くした場合でも、充電
を可能とした二次電池保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池の一つであるリチウムイオン電
池は、ニカド電池やニッケル水素蓄電池と比較し、約３
倍の作動電圧であり、重量エネルギー密度で約２倍のエ
ネルギー密度を有し、体積エネルギー密度も大きい。従
って、同一のエネルギーを有する他の電池と比較して、
小型でしかも軽い電池である。この軽いということか
ら、ビデオカメラ、携帯電話、ＰＨＳ、ノート型パソコ
ン等の携帯用電気機器に多く使用されている。
池は、ニカド電池やニッケル水素蓄電池と比較し、約３
倍の作動電圧であり、重量エネルギー密度で約２倍のエ
ネルギー密度を有し、体積エネルギー密度も大きい。従
って、同一のエネルギーを有する他の電池と比較して、
小型でしかも軽い電池である。この軽いということか
ら、ビデオカメラ、携帯電話、ＰＨＳ、ノート型パソコ
ン等の携帯用電気機器に多く使用されている。
【０００３】このように、リチウムイオン電池は、携帯
用電気機器に多く用いられ、かつ出力エネルギーも大き
いことから、安全性を確保し、性能を十分に引き出すた
めに、保護回路が使用されている。図３に従来のリチウ
ム電池保護回路における、充電制御回路を駆動する回路
を示す。端子及び端子間に、充電されるリチウムイ
オン電池１が接続される。また、端子及び端子間に
は、リチウムイオン電池１を充電する充電器２が接続さ
れ、リチウムイオン電池１を充電する。実際のリチウム
イオン電池１の充電は、充電制御回路９の制御のもとに
行われる。
用電気機器に多く用いられ、かつ出力エネルギーも大き
いことから、安全性を確保し、性能を十分に引き出すた
めに、保護回路が使用されている。図３に従来のリチウ
ム電池保護回路における、充電制御回路を駆動する回路
を示す。端子及び端子間に、充電されるリチウムイ
オン電池１が接続される。また、端子及び端子間に
は、リチウムイオン電池１を充電する充電器２が接続さ
れ、リチウムイオン電池１を充電する。実際のリチウム
イオン電池１の充電は、充電制御回路９の制御のもとに
行われる。
【０００４】充電制御回路９を駆動する回路は、リチウ
ムイオン電池１と充電器を結ぶ電源線７に並列に接続さ
れた充電制御駆動用のトランジスタ３を設け、該トラン
ジスタ３のエミッタと電源線７を接続し、該トランジス
タ３のベースは抵抗５を介して電源線７に接続し、トラ
ンジスタ３のベースと抵抗５との接続点にトランジスタ
４のコレクタを接続し、トランジスタ４のエミッタは接
地するとともに、トランジスタ４のベースには、コント
ローラ（充電器２の負の電位を、正の電位として、トラ
ンジスタ４のベースに印加する）６が接続され、該コン
トローラ６には、充電端子が接続されている。
ムイオン電池１と充電器を結ぶ電源線７に並列に接続さ
れた充電制御駆動用のトランジスタ３を設け、該トラン
ジスタ３のエミッタと電源線７を接続し、該トランジス
タ３のベースは抵抗５を介して電源線７に接続し、トラ
ンジスタ３のベースと抵抗５との接続点にトランジスタ
４のコレクタを接続し、トランジスタ４のエミッタは接
地するとともに、トランジスタ４のベースには、コント
ローラ（充電器２の負の電位を、正の電位として、トラ
ンジスタ４のベースに印加する）６が接続され、該コン
トローラ６には、充電端子が接続されている。
【０００５】充電の動作を説明する。充電器２の負の電
位が、コントローラ６を介して、正の電位として、トラ
ンジスタ４のベースに印加される。その結果、トランジ
スタ４が導通すると電流Ｉ0 が流れる。抵抗５の両端に
電流Ｉ0 による電圧降下が発生し、トランジスタ３のベ
ースを順方向にバイアスし、トランジスタ３を導通させ
る。トランジスタ３が導通すると、トランジスタ３のコ
レクタ端子から正のゲート信号が出力される。
位が、コントローラ６を介して、正の電位として、トラ
ンジスタ４のベースに印加される。その結果、トランジ
スタ４が導通すると電流Ｉ0 が流れる。抵抗５の両端に
電流Ｉ0 による電圧降下が発生し、トランジスタ３のベ
ースを順方向にバイアスし、トランジスタ３を導通させ
る。トランジスタ３が導通すると、トランジスタ３のコ
レクタ端子から正のゲート信号が出力される。
【０００６】このゲート信号が充電制御回路９に印加さ
れ、充電制御回路９を駆動し、リチウムイオン電池１の
充電が開始される。
れ、充電制御回路９を駆動し、リチウムイオン電池１の
充電が開始される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図３の従来
の回路では、充電制御回路９の駆動には、トランジスタ
３の導通が必要で、更にこのトランジスタ３の導通に
は、トランジスタ４の導通が必要で、更にこのトランジ
スタ４の導通には、トランジスタ４のコレクタ・エミッ
タ間に導通に必要なコレクタ・エミッタ電圧を印加させ
る必要がある。
の回路では、充電制御回路９の駆動には、トランジスタ
３の導通が必要で、更にこのトランジスタ３の導通に
は、トランジスタ４の導通が必要で、更にこのトランジ
スタ４の導通には、トランジスタ４のコレクタ・エミッ
タ間に導通に必要なコレクタ・エミッタ電圧を印加させ
る必要がある。
【０００８】そのためには、トランジスタ４の導通に必
要なコレクタ・エミッタ電圧が、リチウムイオン電池１
に残っていることが必要である。ところが、リチウムイ
オン電池１が、放電し尽くして、ほとんど電圧がなくな
ると、リチウムイオン電池１の残存電圧では、トランジ
スタ４を導通することができなくなる場合が生じる。こ
の場合は、トランジスタ４が導通せず、その結果、トラ
ンジスタ３も導通せず、該トランジスタ３のコレクタ端
子から、充電制御回路９に駆動信号を出力することがで
きない。
要なコレクタ・エミッタ電圧が、リチウムイオン電池１
に残っていることが必要である。ところが、リチウムイ
オン電池１が、放電し尽くして、ほとんど電圧がなくな
ると、リチウムイオン電池１の残存電圧では、トランジ
スタ４を導通することができなくなる場合が生じる。こ
の場合は、トランジスタ４が導通せず、その結果、トラ
ンジスタ３も導通せず、該トランジスタ３のコレクタ端
子から、充電制御回路９に駆動信号を出力することがで
きない。
【０００９】また、充電されるリチウムイオン電池１の
残存電圧が０Ｖであっても、充電を可能とするには、図
４のような回路構成とすることが考えられる。図４の回
路で有れば、リチウム電池１の残存電圧に関係なく、充
電器２を端子及び端子間に接続すれば、電流Ｉ1 が
流れ、抵抗５における電圧降下により、トランジスタ３
が導通し、トランジスタ３のコレクタ端子から正の駆動
信号を得て、充電制御回路９に駆動信号を印加すること
ができる。
残存電圧が０Ｖであっても、充電を可能とするには、図
４のような回路構成とすることが考えられる。図４の回
路で有れば、リチウム電池１の残存電圧に関係なく、充
電器２を端子及び端子間に接続すれば、電流Ｉ1 が
流れ、抵抗５における電圧降下により、トランジスタ３
が導通し、トランジスタ３のコレクタ端子から正の駆動
信号を得て、充電制御回路９に駆動信号を印加すること
ができる。
【００１０】しかし、この回路では、充電器を端子及
び端子間に接続している間中、電流Ｉ1 が、抵抗５及
び抵抗８を流れ、この電流Ｉ1 により、 Ｉ1 2 （Ｒ5 ＋Ｒ8 ） ・・・・・・（１） 但し、Ｒ5 ：抵抗５の抵抗値 Ｒ8 ：抵抗８の抵抗値 という電力を消費するという問題がある。
び端子間に接続している間中、電流Ｉ1 が、抵抗５及
び抵抗８を流れ、この電流Ｉ1 により、 Ｉ1 2 （Ｒ5 ＋Ｒ8 ） ・・・・・・（１） 但し、Ｒ5 ：抵抗５の抵抗値 Ｒ8 ：抵抗８の抵抗値 という電力を消費するという問題がある。
【００１１】なお、図４において、抵抗５を削除しても
動作するが、抵抗８によって、同じように電力消費の問
題は残る。さらに、保護回路に、論理回路を外付するこ
とにより、充電されるリチウムイオン電池１の残存電圧
が０Ｖであっても、トランジスタ３のコレクタ端子から
正の駆動信号を得るようにすることも考えられるが、回
路規模が大きくなるという問題がある。
動作するが、抵抗８によって、同じように電力消費の問
題は残る。さらに、保護回路に、論理回路を外付するこ
とにより、充電されるリチウムイオン電池１の残存電圧
が０Ｖであっても、トランジスタ３のコレクタ端子から
正の駆動信号を得るようにすることも考えられるが、回
路規模が大きくなるという問題がある。
【００１２】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、少ない素子数で、消費電力を削減したリチウム電
池等の二次電池の保護回路であって、充電される二次電
池の残存電圧が０Ｖであっても、充電を可能とする二次
電池保護回路を提供することを目的とするものである。
あり、少ない素子数で、消費電力を削減したリチウム電
池等の二次電池の保護回路であって、充電される二次電
池の残存電圧が０Ｖであっても、充電を可能とする二次
電池保護回路を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、二次電池（例えば、リチウムイオン電池１）と充
電器２を結ぶ電源線７に、並列にエミッタ又はコレクタ
が接続されたトランジスタ３であって、前記電源線に抵
抗又はリーク吸収回路を介してベースが接続された充電
制御駆動用の第１のトランジスタ３と、該第１のトラン
ジスタのベースと前記抵抗との接続点に、コレクタ又は
エミッタが接続された第２のトランジスタとを有する二
次電池保護回路において、前記第２のトランジスタのエ
ミッタ又はコレクタに、定常時グランドレベル又はグラ
ンドレベル以上にクランプするクランプ回路１４を接続
し、充電される二次電池の残存電圧が０ボルト近辺のと
きであって、前記クランプ回路が動作しない間、前記第
２のトランジスタと前記第１のトランジスタを導通させ
て、充電制御駆動を行うことを特徴とする二次電池保護
回路である。
明は、二次電池（例えば、リチウムイオン電池１）と充
電器２を結ぶ電源線７に、並列にエミッタ又はコレクタ
が接続されたトランジスタ３であって、前記電源線に抵
抗又はリーク吸収回路を介してベースが接続された充電
制御駆動用の第１のトランジスタ３と、該第１のトラン
ジスタのベースと前記抵抗との接続点に、コレクタ又は
エミッタが接続された第２のトランジスタとを有する二
次電池保護回路において、前記第２のトランジスタのエ
ミッタ又はコレクタに、定常時グランドレベル又はグラ
ンドレベル以上にクランプするクランプ回路１４を接続
し、充電される二次電池の残存電圧が０ボルト近辺のと
きであって、前記クランプ回路が動作しない間、前記第
２のトランジスタと前記第１のトランジスタを導通させ
て、充電制御駆動を行うことを特徴とする二次電池保護
回路である。
【００１４】請求項１記載の発明によれば、第１のトラ
ンジスタ３と、該第１のトランジスタのベースと前記抵
抗との接続点に、コレクタ又はエミッタが接続された第
２のトランジスタとを有する二次電池保護回路におい
て、前記第２のトランジスタのエミッタ又はコレクタ
に、定常時グランドレベル又はグランドレベル以上にク
ランプするクランプ回路１４を接続したことにより、少
ない素子数で、消費電力を削減した二次電池保護回路で
あって、充電される二次電池の残存電圧が０Ｖであって
も、充電を可能とする二次電池保護回路を提供すること
ができる。
ンジスタ３と、該第１のトランジスタのベースと前記抵
抗との接続点に、コレクタ又はエミッタが接続された第
２のトランジスタとを有する二次電池保護回路におい
て、前記第２のトランジスタのエミッタ又はコレクタ
に、定常時グランドレベル又はグランドレベル以上にク
ランプするクランプ回路１４を接続したことにより、少
ない素子数で、消費電力を削減した二次電池保護回路で
あって、充電される二次電池の残存電圧が０Ｖであって
も、充電を可能とする二次電池保護回路を提供すること
ができる。
【００１５】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の二次電池保護回路において、前記第１のトランジス
タのベースと前記抵抗との接続点の電位に基づいて、過
充電保護回路１５を制御することを特徴とする。請求項
２記載の発明によれば、第１のトランジスタのベースと
前記抵抗との接続点の電位に基づいて、過充電保護回路
１５を制御することにより、過充電時に、充電を中止す
ることができる。
載の二次電池保護回路において、前記第１のトランジス
タのベースと前記抵抗との接続点の電位に基づいて、過
充電保護回路１５を制御することを特徴とする。請求項
２記載の発明によれば、第１のトランジスタのベースと
前記抵抗との接続点の電位に基づいて、過充電保護回路
１５を制御することにより、過充電時に、充電を中止す
ることができる。
【００１６】請求項３に記載された発明は、請求項１記
載の二次電池保護回路において、前記クランプ回路は、
充電される二次電池の電位が所定電位以上のときに、動
作を開始することを特徴とする。請求項３記載の発明に
よれば、クランプ回路は、充電される二次電池の電位が
所定電位以上のときに、動作を開始することにより、第
２のトランジスタは、充電される二次電池の残存電圧が
０ボルト近辺のときであって、前記クランプ回路が動作
しない間、導通するだけであるから、電力消費が極めて
少なくて済む。
載の二次電池保護回路において、前記クランプ回路は、
充電される二次電池の電位が所定電位以上のときに、動
作を開始することを特徴とする。請求項３記載の発明に
よれば、クランプ回路は、充電される二次電池の電位が
所定電位以上のときに、動作を開始することにより、第
２のトランジスタは、充電される二次電池の残存電圧が
０ボルト近辺のときであって、前記クランプ回路が動作
しない間、導通するだけであるから、電力消費が極めて
少なくて済む。
【００１７】請求項４に記載された発明は、二次電池
（例えば、リチウムイオン電池１）と充電器２を結ぶ電
源線７に並列に接続された充電制御駆動用の第１のトラ
ンジスタ３を設け、該第１のトランジスタのエミッタ又
はコレクタを前記電源線に接続し、前記第１のトランジ
スタのベースは第１の抵抗５を介して前記電源線に接続
し、該第１のトランジスタのベースと前記第１の抵抗と
の接続点に第２のトランジスタ１０のコレクタ又はエミ
ッタを接続し、該第２のトランジスタのベースは第２の
抵抗１２を介して接地するとともに、該第２のトランジ
スタのエミッタ又はコレクタは、定常時グランドレベル
又はグランドレベル以上にクランプするクランプ回路１
４に接続し、該第２のトランジスタのエミッタ又はコレ
クタとクランプ回路の接続点は、第３の抵抗１１を介し
て前記充電器に接続し、充電される二次電池の残存電圧
が０ボルト近辺のときであって、前記クランプ回路が動
作しない間、前記第２のトランジスタと前記第１のトラ
ンジスタを導通させて、充電制御駆動を行うことを特徴
とする二次電池保護回路である。
（例えば、リチウムイオン電池１）と充電器２を結ぶ電
源線７に並列に接続された充電制御駆動用の第１のトラ
ンジスタ３を設け、該第１のトランジスタのエミッタ又
はコレクタを前記電源線に接続し、前記第１のトランジ
スタのベースは第１の抵抗５を介して前記電源線に接続
し、該第１のトランジスタのベースと前記第１の抵抗と
の接続点に第２のトランジスタ１０のコレクタ又はエミ
ッタを接続し、該第２のトランジスタのベースは第２の
抵抗１２を介して接地するとともに、該第２のトランジ
スタのエミッタ又はコレクタは、定常時グランドレベル
又はグランドレベル以上にクランプするクランプ回路１
４に接続し、該第２のトランジスタのエミッタ又はコレ
クタとクランプ回路の接続点は、第３の抵抗１１を介し
て前記充電器に接続し、充電される二次電池の残存電圧
が０ボルト近辺のときであって、前記クランプ回路が動
作しない間、前記第２のトランジスタと前記第１のトラ
ンジスタを導通させて、充電制御駆動を行うことを特徴
とする二次電池保護回路である。
【００１８】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明をより具体化したものである。
明をより具体化したものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図１は、本発明のリチウム電池
等の二次電池の保護回路における、充電制御回路を駆動
する回路を示す。以下の例では、二次電池として、リチ
ウムイオン電池の場合について説明するが、リチウムイ
オン電池以外の二次電池にも本発明は適用できる。
て図面と共に説明する。図１は、本発明のリチウム電池
等の二次電池の保護回路における、充電制御回路を駆動
する回路を示す。以下の例では、二次電池として、リチ
ウムイオン電池の場合について説明するが、リチウムイ
オン電池以外の二次電池にも本発明は適用できる。
【００２０】端子及び端子間に、リチウムイオン電
池１が接続される。端子及び端子に充電器２が接続
され、リチウムイオン電池１を充電する。充電制御回路
を駆動する回路は、リチウムイオン電池１と充電器２を
結ぶ電源線７に並列に接続された充電制御駆動用のトラ
ンジスタ３を設け、該トランジスタ３のエミッタと電源
線７を接続し、該トランジスタ３のベースは抵抗（この
抵抗はリーク吸収回路であってもよい）５を介して電源
線７に接続し、トランジスタ３のベースと抵抗５の接続
点にトランジスタ１０のコレクタを接続し、トランジス
タ１０のエミッタはクランプ回路１４に接続し、トラン
ジスタ１０のエミッタとクランプ回路１４の接続点は、
抵抗１１を介して端子５に接続されている。また、トラ
ンジスタ１０のベースは抵抗１２を介して接地されてい
る。さらに、トランジスタ１０のコレクタは、過充電保
護回路１５に接続されている。
池１が接続される。端子及び端子に充電器２が接続
され、リチウムイオン電池１を充電する。充電制御回路
を駆動する回路は、リチウムイオン電池１と充電器２を
結ぶ電源線７に並列に接続された充電制御駆動用のトラ
ンジスタ３を設け、該トランジスタ３のエミッタと電源
線７を接続し、該トランジスタ３のベースは抵抗（この
抵抗はリーク吸収回路であってもよい）５を介して電源
線７に接続し、トランジスタ３のベースと抵抗５の接続
点にトランジスタ１０のコレクタを接続し、トランジス
タ１０のエミッタはクランプ回路１４に接続し、トラン
ジスタ１０のエミッタとクランプ回路１４の接続点は、
抵抗１１を介して端子５に接続されている。また、トラ
ンジスタ１０のベースは抵抗１２を介して接地されてい
る。さらに、トランジスタ１０のコレクタは、過充電保
護回路１５に接続されている。
【００２１】トランジスタ１０のエミッタＥは、クラン
プ回路１４により、定常時は、グランド電位以上に保持
されている。従って、トランジスタ１０は、クランプ回
路１４が機能すると、遮断されることとなる。次に、リ
チウムイオン電池１及び充電器２を保護回路に接続した
ときの、図１の動作を説明する。Ａ．リチウムイオン電
池１の残存電圧が有る程度以上の電圧（例えば、トラン
ジスタの導通に必要な電圧以上の電圧）を有するとき
と、Ｂ．リチウムイオン電池１の充電電圧が０ボルト近
辺のときに分けて説明する。
プ回路１４により、定常時は、グランド電位以上に保持
されている。従って、トランジスタ１０は、クランプ回
路１４が機能すると、遮断されることとなる。次に、リ
チウムイオン電池１及び充電器２を保護回路に接続した
ときの、図１の動作を説明する。Ａ．リチウムイオン電
池１の残存電圧が有る程度以上の電圧（例えば、トラン
ジスタの導通に必要な電圧以上の電圧）を有するとき
と、Ｂ．リチウムイオン電池１の充電電圧が０ボルト近
辺のときに分けて説明する。
【００２２】Ａ：リチウムイオン電池１の残存電圧が有
る程度以上の電位を有するとき リチウムイオン電池１自体の電源により、電池保護回
路は活性化される。従って、クランプ回路１４が機能し
トランジスタ１０は遮断される。 トランジスタ３のベースは、抵抗５を介して、リチウ
ムイオン電池の電源によって、順方向にバイアスされ、
トランジスタ３が導通し、トランジスタ３のコレクタ端
子から正の駆動信号が出力される。その結果、充電制御
回路９が駆動され、リチウムイオン電池の充電が行われ
る。
る程度以上の電位を有するとき リチウムイオン電池１自体の電源により、電池保護回
路は活性化される。従って、クランプ回路１４が機能し
トランジスタ１０は遮断される。 トランジスタ３のベースは、抵抗５を介して、リチウ
ムイオン電池の電源によって、順方向にバイアスされ、
トランジスタ３が導通し、トランジスタ３のコレクタ端
子から正の駆動信号が出力される。その結果、充電制御
回路９が駆動され、リチウムイオン電池の充電が行われ
る。
【００２３】Ｂ：リチウムイオン電池１の充電電圧が０
ボルト近辺のとき トランジスタ１０を除いて、電池保護回路の各回路
は、不活性である。 トランジスタ１０には、抵抗５、抵抗１１を介して、
充電器２の電圧（トランジスタ１０のコレクタに正の電
圧が、またエミッタには負の電圧）が印加され、トラン
ジスタ１０は導通する。
ボルト近辺のとき トランジスタ１０を除いて、電池保護回路の各回路
は、不活性である。 トランジスタ１０には、抵抗５、抵抗１１を介して、
充電器２の電圧（トランジスタ１０のコレクタに正の電
圧が、またエミッタには負の電圧）が印加され、トラン
ジスタ１０は導通する。
【００２４】その結果、抵抗５に電流Ｉ2 が流れる。
抵抗５の両端に電流Ｉ2 による電圧降下が発生し、トラ
ンジスタ３のベースを順方向にバイアスし、トランジス
タ３が導通する。トランジスタ３が導通すると、トラン
ジスタ３のコレクタ端子から正の駆動信号が出力され
る。その結果、充電制御回路９が駆動され、リチウムイ
オン電池１の充電が開始される。
抵抗５の両端に電流Ｉ2 による電圧降下が発生し、トラ
ンジスタ３のベースを順方向にバイアスし、トランジス
タ３が導通する。トランジスタ３が導通すると、トラン
ジスタ３のコレクタ端子から正の駆動信号が出力され
る。その結果、充電制御回路９が駆動され、リチウムイ
オン電池１の充電が開始される。
【００２５】その後、充電が進むと、クランプ回路１
４が活性化する。その結果、トランジスタ１０のエミッ
タＥは、グランドレベル又はグランドレベル以上に引き
上げられ、トランジスタ１０は遮断される。 トランジスタ１０が、遮断しても、トランジスタ３の
ベースは、過充電保護回路１５を介して、充電中のリチ
ウムイオン電池の電源によって、順方向にバイアスされ
るので、トランジスタ３の導通は維持される。その結
果、トランジスタ３のコレクタ端子から正の駆動信号が
継続して、充電制御回路９に印加される。充電制御回路
９は、充電制御を継続する。
４が活性化する。その結果、トランジスタ１０のエミッ
タＥは、グランドレベル又はグランドレベル以上に引き
上げられ、トランジスタ１０は遮断される。 トランジスタ１０が、遮断しても、トランジスタ３の
ベースは、過充電保護回路１５を介して、充電中のリチ
ウムイオン電池の電源によって、順方向にバイアスされ
るので、トランジスタ３の導通は維持される。その結
果、トランジスタ３のコレクタ端子から正の駆動信号が
継続して、充電制御回路９に印加される。充電制御回路
９は、充電制御を継続する。
【００２６】過充電保護回路１５は、リチウムイオン
電池の両端の電位差により、充電の状態を検出し、過充
電になれば、充電を中止するように制御を行う。トラン
ジスタ１０は、充電されるリチウム電池の残存電圧が０
ボルト近辺のときであって、前記クランプ回路が動作し
ない間、導通するだけであるから、電力消費が極めて少
なくて済む。
電池の両端の電位差により、充電の状態を検出し、過充
電になれば、充電を中止するように制御を行う。トラン
ジスタ１０は、充電されるリチウム電池の残存電圧が０
ボルト近辺のときであって、前記クランプ回路が動作し
ない間、導通するだけであるから、電力消費が極めて少
なくて済む。
【００２７】なお、図１において、電源線をリチウムイ
オン電池１と充電器２の正側に設けたが、負側に設けて
もよい。更に、トランジスタ３として、ＰＮＰ型トラン
ジスタを用いて説明したが、ＮＰＮ型のトランジスタで
もよい。同じく、トランジスタ４として、ＮＰＮ型トラ
ンジスタを用いて説明したが、ＰＮＰ型のトランジスタ
でもよい。
オン電池１と充電器２の正側に設けたが、負側に設けて
もよい。更に、トランジスタ３として、ＰＮＰ型トラン
ジスタを用いて説明したが、ＮＰＮ型のトランジスタで
もよい。同じく、トランジスタ４として、ＮＰＮ型トラ
ンジスタを用いて説明したが、ＰＮＰ型のトランジスタ
でもよい。
【００２８】図２に本発明に用いられるクランプ回路の
例を３通り示す。図２（Ａ）は、演算増幅器２１とトラ
ンジスタ２２から構成されている。Ｘ点は、接地電位
で、Ｙ点の電位がクランプ回路の出力としてＡを介し
て、出力される。Ｙ点の電位がＸ点の電位より高いと、
演算増幅器からの負の出力により、トランジスタ２２
は、遮断される。従って、Ｙ点の電位がそのまま、クラ
ンプ回路の出力として出力される。
例を３通り示す。図２（Ａ）は、演算増幅器２１とトラ
ンジスタ２２から構成されている。Ｘ点は、接地電位
で、Ｙ点の電位がクランプ回路の出力としてＡを介し
て、出力される。Ｙ点の電位がＸ点の電位より高いと、
演算増幅器からの負の出力により、トランジスタ２２
は、遮断される。従って、Ｙ点の電位がそのまま、クラ
ンプ回路の出力として出力される。
【００２９】ところで、Ｙ点の電位がＸ点の電位より低
いと、演算増幅器からの正の出力により、トランジスタ
２２は、導通される。従って、Ｙ点の電位は、トランジ
スタ２２のコレクタに印加された電源の電位となる。こ
の電源電位が、クランプ回路の出力として出力される。
従って、クランプ回路の出力は、接地電位以上の電位が
出力される。
いと、演算増幅器からの正の出力により、トランジスタ
２２は、導通される。従って、Ｙ点の電位は、トランジ
スタ２２のコレクタに印加された電源の電位となる。こ
の電源電位が、クランプ回路の出力として出力される。
従って、クランプ回路の出力は、接地電位以上の電位が
出力される。
【００３０】図２（Ｂ）は、二つのカレントミラー回路
と初期バイアス回路から構成されている。トランジスタ
３１とトランジスタ３２が、第１のカレントミラーを構
成し、トランジスタ３３とトランジスタ３４が、第２の
カレントミラーを構成している。初期バイアス回路４０
は、トランジスタ３５、ダイオード３６及び抵抗３７に
より構成される。電源投入時にカレントミラーのトラン
ジスタ３２に電流を流すように機能する。電源投入時に
ダイオード３６の両端電位をトランジスタ３５のベース
・エミッタ間電圧として、トランジスタ３５を導通さ
せ、トランジスタ３２に電流を流す。
と初期バイアス回路から構成されている。トランジスタ
３１とトランジスタ３２が、第１のカレントミラーを構
成し、トランジスタ３３とトランジスタ３４が、第２の
カレントミラーを構成している。初期バイアス回路４０
は、トランジスタ３５、ダイオード３６及び抵抗３７に
より構成される。電源投入時にカレントミラーのトラン
ジスタ３２に電流を流すように機能する。電源投入時に
ダイオード３６の両端電位をトランジスタ３５のベース
・エミッタ間電圧として、トランジスタ３５を導通さ
せ、トランジスタ３２に電流を流す。
【００３１】Ｘ点とＹ点とは、対称な点であり、Ｙ点の
電位はＸ点の電位となる。従って、Ｙ点の電位は接地電
位とほぼ同じとなり、この接地電位が、クランプ回路の
出力として出力される。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）の第
２のカレントミラー回路の二つのトランジスタのエミッ
タにトランジスタ３８とトランジスタ３９を接続したも
のである。トランジスタ３８、３９は、コレクタとベー
スが直接接続され、ダイオードとしての機能を呈する。
動作は、図２（Ｂ）と同じで、図２（Ｂ）の回路に比し
て、クランプ回路の耐圧が高くなっている。
電位はＸ点の電位となる。従って、Ｙ点の電位は接地電
位とほぼ同じとなり、この接地電位が、クランプ回路の
出力として出力される。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）の第
２のカレントミラー回路の二つのトランジスタのエミッ
タにトランジスタ３８とトランジスタ３９を接続したも
のである。トランジスタ３８、３９は、コレクタとベー
スが直接接続され、ダイオードとしての機能を呈する。
動作は、図２（Ｂ）と同じで、図２（Ｂ）の回路に比し
て、クランプ回路の耐圧が高くなっている。
【００３２】Ｘ点とＹ点とは、対称な点であり、Ｙ点の
電位はＸ点の電位となる。従って、Ｙ点の電位は接地電
位とほぼ同じとなり、この接地電位が、クランプ回路の
出力として出力される。なお、上記実施の形態は、リチ
ウムイオン電池について説明したが、本発明は、リチウ
ムイオン電池限らず、他の２次電池の充放電制御に対し
ても有効である。
電位はＸ点の電位となる。従って、Ｙ点の電位は接地電
位とほぼ同じとなり、この接地電位が、クランプ回路の
出力として出力される。なお、上記実施の形態は、リチ
ウムイオン電池について説明したが、本発明は、リチウ
ムイオン電池限らず、他の２次電池の充放電制御に対し
ても有効である。
【００３３】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。請求項１及び４記
載の発明によれば、第１のトランジスタ３と、該第１の
トランジスタのベースと前記抵抗との接続点に、コレク
タ又はエミッタが接続された第２のトランジスタとを有
する二次電池保護回路において、前記第２のトランジス
タのエミッタ又はコレクタに、定常時グランドレベル又
はグランドレベル以上にクランプするクランプ回路１４
を接続したことにより、少ない素子数で、消費電力を削
減した二次電池保護回路であって、充電される二次電池
の残存電圧が０Ｖであっても、充電を可能とする二次電
池保護回路を提供することができる。
種々の効果を実現することができる。請求項１及び４記
載の発明によれば、第１のトランジスタ３と、該第１の
トランジスタのベースと前記抵抗との接続点に、コレク
タ又はエミッタが接続された第２のトランジスタとを有
する二次電池保護回路において、前記第２のトランジス
タのエミッタ又はコレクタに、定常時グランドレベル又
はグランドレベル以上にクランプするクランプ回路１４
を接続したことにより、少ない素子数で、消費電力を削
減した二次電池保護回路であって、充電される二次電池
の残存電圧が０Ｖであっても、充電を可能とする二次電
池保護回路を提供することができる。
【００３４】請求項２記載の発明によれば、第１のトラ
ンジスタのベースと前記抵抗との接続点の電位に基づい
て、過充電保護回路１５を制御することにより、過充電
時に、充電を中止することができる。請求項３記載の発
明によれば、クランプ回路は、充電される二次電池の電
位が所定電位以上のときに、動作を開始することによ
り、第２のトランジスタは、充電される二次電池の残存
電圧が０ボルト近辺のときであって、前記クランプ回路
が動作しない間、導通するだけであるから、電力消費が
極めて少なくて済む。
ンジスタのベースと前記抵抗との接続点の電位に基づい
て、過充電保護回路１５を制御することにより、過充電
時に、充電を中止することができる。請求項３記載の発
明によれば、クランプ回路は、充電される二次電池の電
位が所定電位以上のときに、動作を開始することによ
り、第２のトランジスタは、充電される二次電池の残存
電圧が０ボルト近辺のときであって、前記クランプ回路
が動作しない間、導通するだけであるから、電力消費が
極めて少なくて済む。
【図１】本発明の実施の形態を説明するための図であ
る。
る。
【図２】本発明に用いられるクランプ回路を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図３】従来のリチウム電池保護回路における、充電制
御回路を駆動する回路を説明するための図（その１）で
ある。
御回路を駆動する回路を説明するための図（その１）で
ある。
【図４】従来のリチウム電池保護回路における、充電制
御回路を駆動する回路を説明するための図（その２）で
ある。
御回路を駆動する回路を説明するための図（その２）で
ある。
１ リチウムイオン電池（二次電池） ２ 充電器 ３ 充電制御駆動用のトランジスタ ４、１０、３１〜３５、３８、３９ トランジスタ ５、８、１１、１２、３７ 抵抗 ７ リチウムイオン電池（二次電池）１と充電器２を
結ぶ電源線 ９ 充電制御回路 １４ クランプ回路 １５ 過充電保護回路 ３６ ダイオード Ｅ トランジスタ１０のエミッタとクランプ回路１
４の接続点
結ぶ電源線 ９ 充電制御回路 １４ クランプ回路 １５ 過充電保護回路 ３６ ダイオード Ｅ トランジスタ１０のエミッタとクランプ回路１
４の接続点
Claims (4)
- 【請求項１】 二次電池と充電器を結ぶ電源線に、並列
にエミッタ又はコレクタが接続されたトランジスタであ
って、前記電源線に抵抗又はリーク吸収回路を介してベ
ースが接続された充電制御駆動用の第１のトランジスタ
と、該第１のトランジスタのベースと前記抵抗との接続
点に、コレクタ又はエミッタが接続された第２のトラン
ジスタとを有する二次電池保護回路において、 前記第２のトランジスタのエミッタ又はコレクタに、定
常時グランドレベル又はグランドレベル以上にクランプ
するクランプ回路を接続し、 充電される二次電池の残存電圧が０ボルト近辺のときで
あって、前記クランプ回路が動作しない間、前記第２の
トランジスタと前記第１のトランジスタを導通させて、
充電制御駆動を行うことを特徴とする二次電池保護回
路。 - 【請求項２】 前記第１のトランジスタのベースと前記
抵抗との接続点の電位に基づいて、過充電保護回路を制
御することを特徴とする請求項１記載の二次電池保護回
路。 - 【請求項３】 前記クランプ回路は、充電される二次電
池の電位が所定電位以上のときに、動作を開始すること
を特徴とする請求項１記載の二次電池保護回路。 - 【請求項４】 二次電池と充電器を結ぶ電源線に並列に
接続された充電制御駆動用の第１のトランジスタを設
け、 該第１のトランジスタのエミッタ又はコレクタを前記電
源線に接続し、前記第１のトランジスタのベースは第１
の抵抗又はリーク吸収回路を介して前記電源線に接続
し、 該第１のトランジスタのベースと前記第１の抵抗又はリ
ーク吸収回路との接続点に第２のトランジスタのコレク
タ又はエミッタを接続し、 該第２のトランジスタのベースは第２の抵抗を介して接
地するとともに、 該第２のトランジスタのエミッタ又はコレクタは、定常
時グランドレベル又はグランドレベル以上にクランプす
るクランプ回路に接続し、該第２のトランジスタのエミ
ッタ又はコレクタとクランプ回路の接続点は、第３の抵
抗を介して前記充電器に接続し、 充電される二次電池の残存電圧が０ボルト近辺のときで
あって、前記クランプ回路が動作しない間、前記第２の
トランジスタと前記第１のトランジスタを導通させて、
充電制御駆動を行うことを特徴とする二次電池保護回
路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25564198A JP3747647B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 二次電池保護回路 |
| US09/385,384 US6285165B1 (en) | 1998-09-09 | 1999-08-30 | Secondary battery protection circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25564198A JP3747647B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 二次電池保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000092723A true JP2000092723A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3747647B2 JP3747647B2 (ja) | 2006-02-22 |
Family
ID=17281577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25564198A Expired - Fee Related JP3747647B2 (ja) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | 二次電池保護回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3747647B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107831389A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-23 | 欣旺达电子股份有限公司 | 0v充电功能测试方法及电路 |
| CN108347069A (zh) * | 2017-01-25 | 2018-07-31 | 维沃移动通信有限公司 | 一种充电的方法及移动终端、充电设备 |
| CN109904536A (zh) * | 2017-12-08 | 2019-06-18 | 三美电机株式会社 | 二次电池保护集成电路、二次电池保护装置以及电池包 |
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| CN101340101B (zh) * | 2007-07-03 | 2011-09-21 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 电池充电计时保护电路 |
| US20090047572A1 (en) * | 2007-08-16 | 2009-02-19 | Micropower Electronics, Inc. | Controlled pressure release for packaged batteries and associated systems and methods |
| JP2014121169A (ja) * | 2012-12-17 | 2014-06-30 | Seiko Instruments Inc | 充放電制御回路及びバッテリ装置 |
| KR101733740B1 (ko) * | 2016-01-07 | 2017-05-08 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 보호 회로 |
| US20210268920A1 (en) * | 2018-06-29 | 2021-09-02 | Brusa Elektronik Ag | Inductive Charging of Vehicles with Secondary-Side Voltage Measurement and Feedback from the Secondary Side to the Primary Side |
| CN209250230U (zh) * | 2018-11-06 | 2019-08-13 | 苏州赛芯电子科技有限公司 | 提高抗尖峰电压能力的单晶圆电池保护电路及充放电电路 |
| CN113258641B (zh) * | 2021-05-26 | 2021-10-22 | 江苏长晶科技有限公司 | 一种减少高压厚栅氧mos管的电池0v禁止充电电路 |
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| US5742148A (en) * | 1992-11-24 | 1998-04-21 | Seiko Instruments Inc. | Charge/discharge control circuit and chargeable electric power source apparatus |
| US5705913A (en) * | 1995-01-31 | 1998-01-06 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Overdischarge detection device and overdischarge prevention device for a chargeable electric cell, operable with a variable threshold voltage to prohibit discharge in accordance with relative weight of a load |
| JP3713770B2 (ja) * | 1995-11-09 | 2005-11-09 | ソニー株式会社 | 二次電池パック |
| US5909103A (en) * | 1997-07-24 | 1999-06-01 | Siliconix Incorporated | Safety switch for lithium ion battery |
| JP3739196B2 (ja) * | 1997-11-25 | 2006-01-25 | ローム株式会社 | 電池の保護装置及びそれを用いたバッテリ装置 |
| US5909104A (en) * | 1998-02-26 | 1999-06-01 | Motorola, Inc. | Electrostatic enhanced lithium battery circuit |
| US6104168A (en) * | 1998-07-17 | 2000-08-15 | Lucent Technologies Inc. | Low leakage low dropout transistor charging circuit |
-
1998
- 1998-09-09 JP JP25564198A patent/JP3747647B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-08-30 US US09/385,384 patent/US6285165B1/en not_active Expired - Lifetime
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| CN108347069A (zh) * | 2017-01-25 | 2018-07-31 | 维沃移动通信有限公司 | 一种充电的方法及移动终端、充电设备 |
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| CN107831389A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-23 | 欣旺达电子股份有限公司 | 0v充电功能测试方法及电路 |
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| CN109904536A (zh) * | 2017-12-08 | 2019-06-18 | 三美电机株式会社 | 二次电池保护集成电路、二次电池保护装置以及电池包 |
| CN109904536B (zh) * | 2017-12-08 | 2022-03-08 | 三美电机株式会社 | 二次电池保护集成电路、二次电池保护装置以及电池包 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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