JP2000166108A - 二次電池の保護回路装置 - Google Patents
二次電池の保護回路装置Info
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- Protection Of Static Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】充電電圧・充電電流が極端に大きい充電用電源
によって二次電池の誤充電を行った場合でも、過充電充
電禁止動作のチャタリングを防止できる二次電池の保護
回路装置を提供する。 【解決手段】二次電池４と充電用電源との間の充電路に
充電制御用ＦＥＴ１１を挿入し、二次電池４の電池電圧
を充電禁止基準電圧と比較する過充電検出用電圧比較器
１４の出力に従って、ＦＥＴ駆動回路１６により電池電
圧が充電禁止基準電圧より高い場合に充電制御用ＦＥＴ
１１をオフ状態にする保護回路装置において、充電制御
用ＦＥＴ１１がオフ状態のときの充電用電源の電圧と電
池電圧との電圧差を検出する電圧差検出用ＦＥＴ１３を
設け、この電圧差が所定値以上のとき電圧差検出用ＦＥ
Ｔ１３をオン状態とすることにより、充電制御用ＦＥＴ
１１をオフ状態に保持する。
によって二次電池の誤充電を行った場合でも、過充電充
電禁止動作のチャタリングを防止できる二次電池の保護
回路装置を提供する。 【解決手段】二次電池４と充電用電源との間の充電路に
充電制御用ＦＥＴ１１を挿入し、二次電池４の電池電圧
を充電禁止基準電圧と比較する過充電検出用電圧比較器
１４の出力に従って、ＦＥＴ駆動回路１６により電池電
圧が充電禁止基準電圧より高い場合に充電制御用ＦＥＴ
１１をオフ状態にする保護回路装置において、充電制御
用ＦＥＴ１１がオフ状態のときの充電用電源の電圧と電
池電圧との電圧差を検出する電圧差検出用ＦＥＴ１３を
設け、この電圧差が所定値以上のとき電圧差検出用ＦＥ
Ｔ１３をオン状態とすることにより、充電制御用ＦＥＴ
１１をオフ状態に保持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の保護回
路装置に係り、特に過充電保護機能に関する。
路装置に係り、特に過充電保護機能に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、二次電池を使用した電池パック
では、二次電池を過充電や過放電から保護する保護回路
装置が内蔵されている。この保護回路装置は、具体的に
は二次電池の充放電路、すなわち二次電池と充電器や負
荷が接続される外部接続端子との間に、ＭＯＳ−ＦＥＴ
からなる充電制御スイッチ素子と放電制御用スイッチ素
子を直列に挿入し、充電時に電池電圧が充電禁止電圧に
達したとき、充電制御スイッチ素子をオフ状態にして充
電を停止し、放電時には電池電圧が放電禁止電圧に達し
たとき、放電制御用スイッチ素子をオフ状態にして放電
を停止させるように構成される。
では、二次電池を過充電や過放電から保護する保護回路
装置が内蔵されている。この保護回路装置は、具体的に
は二次電池の充放電路、すなわち二次電池と充電器や負
荷が接続される外部接続端子との間に、ＭＯＳ−ＦＥＴ
からなる充電制御スイッチ素子と放電制御用スイッチ素
子を直列に挿入し、充電時に電池電圧が充電禁止電圧に
達したとき、充電制御スイッチ素子をオフ状態にして充
電を停止し、放電時には電池電圧が放電禁止電圧に達し
たとき、放電制御用スイッチ素子をオフ状態にして放電
を停止させるように構成される。
【０００３】このような二次電池の保護回路装置におい
て、従来では過充電防止を防止するために、電池電圧を
充電禁止電圧に相当する基準電圧（以下、充電禁止基準
電圧という）と比較する電圧比較器（過充電検出用電圧
比較器）を設け、この電圧比較器の出力によって、電池
電圧が充電禁止基準電圧に達したとき充電制御スイッチ
素子をオフ状態にするようにしている。また、この過充
電検出用電圧比較器にヒステリシスを持たせ、電池電圧
が充電禁止基準電圧より低い充電禁止解除電圧まで低下
した場合に、この電圧比較器の出力によって充電制御ス
イッチ素子を再度オン状態にして充電を開始させるよう
にしている。
て、従来では過充電防止を防止するために、電池電圧を
充電禁止電圧に相当する基準電圧（以下、充電禁止基準
電圧という）と比較する電圧比較器（過充電検出用電圧
比較器）を設け、この電圧比較器の出力によって、電池
電圧が充電禁止基準電圧に達したとき充電制御スイッチ
素子をオフ状態にするようにしている。また、この過充
電検出用電圧比較器にヒステリシスを持たせ、電池電圧
が充電禁止基準電圧より低い充電禁止解除電圧まで低下
した場合に、この電圧比較器の出力によって充電制御ス
イッチ素子を再度オン状態にして充電を開始させるよう
にしている。
【０００４】過充電検出用電圧比較器にヒステリシスを
持たせない場合は、電池電圧が充電禁止基準電圧に達し
て充電制御スイッチ素子がオフ状態になり、電池電圧が
充電禁止基準電圧より低くなると充電制御スイッチ素子
がオン状態となって充電が再開するという充電制御スイ
ッチ素子のオン／オフ動作が短時間で繰り返され、過充
電禁止動作のチャタリングが起こる。過充電検出用電圧
比較器にヒステリシスを持たせれば、充電制御スイッチ
素子が一旦オフ状態になると、充電禁止解除電圧まで低
下しない限りオフ状態を保持するので、このような充電
禁止動作のチャタリングが防止される。
持たせない場合は、電池電圧が充電禁止基準電圧に達し
て充電制御スイッチ素子がオフ状態になり、電池電圧が
充電禁止基準電圧より低くなると充電制御スイッチ素子
がオン状態となって充電が再開するという充電制御スイ
ッチ素子のオン／オフ動作が短時間で繰り返され、過充
電禁止動作のチャタリングが起こる。過充電検出用電圧
比較器にヒステリシスを持たせれば、充電制御スイッチ
素子が一旦オフ状態になると、充電禁止解除電圧まで低
下しない限りオフ状態を保持するので、このような充電
禁止動作のチャタリングが防止される。
【０００５】二次電池がリチウムイオン電池の場合を例
にとると、例えば、充電禁止基準電圧は４．３５Ｖ、過
充電検出用電圧比較器のヒステリシス（充電禁止基準電
圧と充電解除電圧との差）は通常、数ｍＶ〜３００ｍＶ
程度にそれぞれ設定される。しかし、現実にはこのヒス
テリシスが有効でない条件が存在し、そのような条件で
は過充電禁止動作のチャタリングを避けることができな
い。
にとると、例えば、充電禁止基準電圧は４．３５Ｖ、過
充電検出用電圧比較器のヒステリシス（充電禁止基準電
圧と充電解除電圧との差）は通常、数ｍＶ〜３００ｍＶ
程度にそれぞれ設定される。しかし、現実にはこのヒス
テリシスが有効でない条件が存在し、そのような条件で
は過充電禁止動作のチャタリングを避けることができな
い。
【０００６】通常、パーソナルコンピュータなどの機器
の電源として使用される二次電池は専用の充電器によっ
て充電される。ところが、充電禁止解除電圧より十分に
低い電圧の二次電池に対して、例えば自動車用蓄電池
（カーバッテリ）を充電用電源として用いて、通常の充
電器による充電電圧・充電電流の２倍以上の高電圧・大
電流で充電を行うと、電池電圧が急激に上昇し、瞬時に
充電禁止電圧に達して充電制御スイッチ素子がオフ状態
となり、充電が停止される。
の電源として使用される二次電池は専用の充電器によっ
て充電される。ところが、充電禁止解除電圧より十分に
低い電圧の二次電池に対して、例えば自動車用蓄電池
（カーバッテリ）を充電用電源として用いて、通常の充
電器による充電電圧・充電電流の２倍以上の高電圧・大
電流で充電を行うと、電池電圧が急激に上昇し、瞬時に
充電禁止電圧に達して充電制御スイッチ素子がオフ状態
となり、充電が停止される。
【０００７】このように自動車用蓄電池などの高電圧、
大電流の充電用電源を二次電池にせ接続すると、充電開
始後に瞬時に充電電流が遮断されるため、実際の積算充
電量は非常に僅かであり、充電電流が遮断されると電池
電圧は瞬時に元の値に戻ってしまう。電池電圧が元の値
に戻り、充電禁止解除電圧以下になると充電が再開され
るが、瞬時に充電禁止電圧に達して再び充電電流が遮断
されるという動作が繰り返されることになり、過充電検
出用電圧比較器にヒステリシスを持たせても、過充電禁
止動作のチャタリングが起こる。
大電流の充電用電源を二次電池にせ接続すると、充電開
始後に瞬時に充電電流が遮断されるため、実際の積算充
電量は非常に僅かであり、充電電流が遮断されると電池
電圧は瞬時に元の値に戻ってしまう。電池電圧が元の値
に戻り、充電禁止解除電圧以下になると充電が再開され
るが、瞬時に充電禁止電圧に達して再び充電電流が遮断
されるという動作が繰り返されることになり、過充電検
出用電圧比較器にヒステリシスを持たせても、過充電禁
止動作のチャタリングが起こる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の二次電池の保護回路装置では、通常の充電器より充電
電圧・充電電流が極端に大きい充電用電源によって二次
電池の誤充電を行った場合には、ヒステリシスを有する
過充電検出用電圧比較器を用いても、過充電禁止動作の
チャタリングを防止することができない。従って、充電
制御スイッチ素子が大電流で高速のスイッチング動作を
強いられるため、素子の発熱が起こり、条件によっては
素子が破壊されたり、発火に至る可能性がある。
の二次電池の保護回路装置では、通常の充電器より充電
電圧・充電電流が極端に大きい充電用電源によって二次
電池の誤充電を行った場合には、ヒステリシスを有する
過充電検出用電圧比較器を用いても、過充電禁止動作の
チャタリングを防止することができない。従って、充電
制御スイッチ素子が大電流で高速のスイッチング動作を
強いられるため、素子の発熱が起こり、条件によっては
素子が破壊されたり、発火に至る可能性がある。
【０００９】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたもので、通常の充電器より充電電圧
・充電電流が極端に大きい充電用電源によって二次電池
の誤充電を行った場合でも、過充電充電禁止動作のチャ
タリングを確実に防止できる二次電池の保護回路装置を
提供することを目的とする。
するためになされたもので、通常の充電器より充電電圧
・充電電流が極端に大きい充電用電源によって二次電池
の誤充電を行った場合でも、過充電充電禁止動作のチャ
タリングを確実に防止できる二次電池の保護回路装置を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は二次電池の充電時に電池電圧が充電禁止基
準電圧に達し、充電制御用スイッチ素子をオフ状態とし
て充電電流を遮断している状態のとき、充電用電源の電
圧と電池電圧との電圧差が所定値以上の場合には、本来
の充電器で使用される充電用電源と異なる高電圧、大電
流の充電用電源が接続されていると判断して、充電制御
用スイッチ素子をオフ状態に保持することにより、充電
禁止動作のチャタリングを防止するようにしたものであ
る。
め、本発明は二次電池の充電時に電池電圧が充電禁止基
準電圧に達し、充電制御用スイッチ素子をオフ状態とし
て充電電流を遮断している状態のとき、充電用電源の電
圧と電池電圧との電圧差が所定値以上の場合には、本来
の充電器で使用される充電用電源と異なる高電圧、大電
流の充電用電源が接続されていると判断して、充電制御
用スイッチ素子をオフ状態に保持することにより、充電
禁止動作のチャタリングを防止するようにしたものであ
る。
【００１１】第１の態様によると、本発明に係る二次電
池の保護回路装置は、二次電池と充電用電源との間の充
電路に挿入される充電制御用スイッチ素子と、二次電池
の電圧を充電禁止基準電圧と比較する電圧比較手段と、
この電圧比較手段の出力に基づいて、二次電池の電圧が
充電禁止基準電圧より高い場合に充電制御用スイッチ素
子をオフ状態にするスイッチ駆動手段と、充電制御用ス
イッ素子がオフ状態のときの充電用電源の電圧と二次電
池の電圧との電圧差を検出し、この電圧差が所定値以上
のときオン状態となることにより、充電制御用スイッチ
素子をオフ状態に保持する電圧差検出用スイッチ素子と
を有する。
池の保護回路装置は、二次電池と充電用電源との間の充
電路に挿入される充電制御用スイッチ素子と、二次電池
の電圧を充電禁止基準電圧と比較する電圧比較手段と、
この電圧比較手段の出力に基づいて、二次電池の電圧が
充電禁止基準電圧より高い場合に充電制御用スイッチ素
子をオフ状態にするスイッチ駆動手段と、充電制御用ス
イッ素子がオフ状態のときの充電用電源の電圧と二次電
池の電圧との電圧差を検出し、この電圧差が所定値以上
のときオン状態となることにより、充電制御用スイッチ
素子をオフ状態に保持する電圧差検出用スイッチ素子と
を有する。
【００１２】充電制御用スイッチ素子としては、例えば
ドレインが二次電池側に接続され、ソースが充電用電源
側に接続された第１のＦＥＴが用いられる。電圧差検出
用スイッチ素子は、例えばドレインが第１のＦＥＴのゲ
ートに接続され、ソースが第１のＦＥＴのソースに接続
され、ゲートがスイッチ駆動手段の出力端子および第１
のＦＥＴのドレインに接続された第２のＦＥＴが用いら
れる。
ドレインが二次電池側に接続され、ソースが充電用電源
側に接続された第１のＦＥＴが用いられる。電圧差検出
用スイッチ素子は、例えばドレインが第１のＦＥＴのゲ
ートに接続され、ソースが第１のＦＥＴのソースに接続
され、ゲートがスイッチ駆動手段の出力端子および第１
のＦＥＴのドレインに接続された第２のＦＥＴが用いら
れる。
【００１３】また、充電制御用スイッチ素子として、例
えばドレインが二次電池側に接続され、ソースが充電用
電源側に接続されたＦＥＴを用い、電圧差検出用スイッ
チ素子は、例えばコレクタがＦＥＴのゲートに接続さ
れ、エミッタがＦＥＴのソースに接続され、ベースがス
イッチ駆動手段の出力端子およびＦＥＴのドレインに接
続されたバイポーラトランジスタを用いてもよい。
えばドレインが二次電池側に接続され、ソースが充電用
電源側に接続されたＦＥＴを用い、電圧差検出用スイッ
チ素子は、例えばコレクタがＦＥＴのゲートに接続さ
れ、エミッタがＦＥＴのソースに接続され、ベースがス
イッチ駆動手段の出力端子およびＦＥＴのドレインに接
続されたバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【００１４】第２の態様によると、本発明に係る二次電
池の保護回路装置は、二次電池と充電用電源との間の充
電路に挿入される充電制御用スイッチ素子と、この充電
制御用スイッチ素子の制御端子と充電用電源側の端子と
の間に接続され、制御端子が充電制御用スイッチ素子の
二次電池側の端子に接続された電圧差検出用スイッチ素
子と、二次電池の電圧を充電禁止基準電圧と比較する電
圧比較手段と、この電圧比較手段の出力に基づいて、二
次電池の電圧が充電禁止基準電圧より高い場合に電圧差
検出用スイッチ素子をオン状態にするスイッチ駆動手段
とを有し、電圧差検出用スイッチ素子は、充電制御用ス
イッチ素子がオフ状態のときの充電用電源の電圧と二次
電池の電圧との電圧差が所定値以上のときオン状態とな
ることにより、充電制御用スイッチ素子をオフ状態に保
持することを特徴とする。
池の保護回路装置は、二次電池と充電用電源との間の充
電路に挿入される充電制御用スイッチ素子と、この充電
制御用スイッチ素子の制御端子と充電用電源側の端子と
の間に接続され、制御端子が充電制御用スイッチ素子の
二次電池側の端子に接続された電圧差検出用スイッチ素
子と、二次電池の電圧を充電禁止基準電圧と比較する電
圧比較手段と、この電圧比較手段の出力に基づいて、二
次電池の電圧が充電禁止基準電圧より高い場合に電圧差
検出用スイッチ素子をオン状態にするスイッチ駆動手段
とを有し、電圧差検出用スイッチ素子は、充電制御用ス
イッチ素子がオフ状態のときの充電用電源の電圧と二次
電池の電圧との電圧差が所定値以上のときオン状態とな
ることにより、充電制御用スイッチ素子をオフ状態に保
持することを特徴とする。
【００１５】ここで、充電制御用スイッチ素子として
は、例えばドレインが二次電池側に接続され、ソースが
充電用電源側に接続された第１のＦＥＴが用いられる。
電圧差検出用スイッチ素子は、例えばドレインが第１の
ＦＥＴのゲートに接続され、ソースが第１のＦＥＴのソ
ースに接続され、ゲートがスイッチ駆動手段の出力端子
および第１のＦＥＴのドレインに接続された第２のＦＥ
Ｔが用いられる。
は、例えばドレインが二次電池側に接続され、ソースが
充電用電源側に接続された第１のＦＥＴが用いられる。
電圧差検出用スイッチ素子は、例えばドレインが第１の
ＦＥＴのゲートに接続され、ソースが第１のＦＥＴのソ
ースに接続され、ゲートがスイッチ駆動手段の出力端子
および第１のＦＥＴのドレインに接続された第２のＦＥ
Ｔが用いられる。
【００１６】また、充電制御用スイッチ素子として、例
えばドレインが二次電池側に接続され、ソースが充電用
電源側に接続されたＦＥＴを用い、電圧差検出用スイッ
チ素子として、例えばコレクタがＦＥＴのゲートに接続
され、エミッタがＦＥＴのソースに接続され、ベースが
スイッチ駆動手段の出力端子およびＦＥＴのドレインに
接続されたバイポーラトランジスタを用いてもよい。
えばドレインが二次電池側に接続され、ソースが充電用
電源側に接続されたＦＥＴを用い、電圧差検出用スイッ
チ素子として、例えばコレクタがＦＥＴのゲートに接続
され、エミッタがＦＥＴのソースに接続され、ベースが
スイッチ駆動手段の出力端子およびＦＥＴのドレインに
接続されたバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る二次電池の保護回路装置の構成を示す図である。図
１において、保護回路装置１Ａは電池接続端子２ａ，２
ｂと外部接続端子３ａ，３ｂを有し、電池接続端子２
ａ，２ｂ間に二次電池４が接続され、外部接続端子３
ａ，３ｂ間に外部装置５が接続される。二次電池４は、
例えばリチウムイオン電池であり、その端子電圧を３．
８Ｖとする。外部装置５としては、二次電池４の充電時
には充電用電源として専用の充電器が接続され、放電時
には負荷、つまり二次電池４を電源として使用する各種
の電子機器がそれぞれ接続される。
実施形態を説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係る二次電池の保護回路装置の構成を示す図である。図
１において、保護回路装置１Ａは電池接続端子２ａ，２
ｂと外部接続端子３ａ，３ｂを有し、電池接続端子２
ａ，２ｂ間に二次電池４が接続され、外部接続端子３
ａ，３ｂ間に外部装置５が接続される。二次電池４は、
例えばリチウムイオン電池であり、その端子電圧を３．
８Ｖとする。外部装置５としては、二次電池４の充電時
には充電用電源として専用の充電器が接続され、放電時
には負荷、つまり二次電池４を電源として使用する各種
の電子機器がそれぞれ接続される。
【００１８】次に、保護回路装置１Ａの詳細な構成につ
いて説明する。まず、二次電池４のマイナス側の充放電
路である外部接続端子３ｂと電池接続端子２ｂとの間
に、充電制御用スイッチ素子であるＦＥＴ（以下、充電
制御用ＦＥＴという）１１と、放電制御用スイッチ素子
であるＦＥＴ（以下、放電制御用ＦＥＴという）１２が
直列に接続されている。この例では充電制御用ＦＥＴ１
１および放電制御用ＦＥＴ１２に、ＮチャネルＭＯＳ−
ＦＥＴを用いている。すなわち、充電制御用ＦＥＴ１１
のソースはマイナス側の外部接続端子３ｂに接続され、
ドレインは放電制御用ＦＥＴ１２のドレインに接続さ
れ、放電制御用ＦＥＴ１２のソースはマイナス側の電池
接続端子２ｂに接続される。
いて説明する。まず、二次電池４のマイナス側の充放電
路である外部接続端子３ｂと電池接続端子２ｂとの間
に、充電制御用スイッチ素子であるＦＥＴ（以下、充電
制御用ＦＥＴという）１１と、放電制御用スイッチ素子
であるＦＥＴ（以下、放電制御用ＦＥＴという）１２が
直列に接続されている。この例では充電制御用ＦＥＴ１
１および放電制御用ＦＥＴ１２に、ＮチャネルＭＯＳ−
ＦＥＴを用いている。すなわち、充電制御用ＦＥＴ１１
のソースはマイナス側の外部接続端子３ｂに接続され、
ドレインは放電制御用ＦＥＴ１２のドレインに接続さ
れ、放電制御用ＦＥＴ１２のソースはマイナス側の電池
接続端子２ｂに接続される。
【００１９】Ｄ１１，Ｄ１２はそれぞれ充電制御用ＦＥ
Ｔ１１、放電制御用ＦＥＴ１２のドレイン・ソース間の
寄生ダイオードであり、充電制御用ＦＥＴ１１および放
電制御用ＦＥＴ１２は、二次電池４からの放電電流の方
向が寄生ダイオードＤ１１の順方向となり、二次電池４
への充電電流の方向が寄生ダイオードＤ１２の順方向と
なるように接続される。
Ｔ１１、放電制御用ＦＥＴ１２のドレイン・ソース間の
寄生ダイオードであり、充電制御用ＦＥＴ１１および放
電制御用ＦＥＴ１２は、二次電池４からの放電電流の方
向が寄生ダイオードＤ１１の順方向となり、二次電池４
への充電電流の方向が寄生ダイオードＤ１２の順方向と
なるように接続される。
【００２０】また、電圧差検出用スイッチ素子であるＦ
ＥＴ（以下、電圧差検出用ＦＥＴという）１３が設けら
れている。この電圧差検出用ＦＥＴ１３は、充電器（充
電用電源）の電圧と二次電池４の電圧（以下、電池電圧
という）Ｖｂとの電圧差を検出し、この電圧差が所定値
以上のときオン状態となって充電制御用ＦＥＴ１１をオ
フ状態に保持するものであり、そのゲートは保護用抵抗
２０を介して充電制御用ＦＥＴ１１のドレインに接続さ
れ、ソースは充電制御用ＦＥＴ１１のソースに接続さ
れ、ドレインは充電制御用ＦＥＴ１１のゲートに接続さ
れている。
ＥＴ（以下、電圧差検出用ＦＥＴという）１３が設けら
れている。この電圧差検出用ＦＥＴ１３は、充電器（充
電用電源）の電圧と二次電池４の電圧（以下、電池電圧
という）Ｖｂとの電圧差を検出し、この電圧差が所定値
以上のときオン状態となって充電制御用ＦＥＴ１１をオ
フ状態に保持するものであり、そのゲートは保護用抵抗
２０を介して充電制御用ＦＥＴ１１のドレインに接続さ
れ、ソースは充電制御用ＦＥＴ１１のソースに接続さ
れ、ドレインは充電制御用ＦＥＴ１１のゲートに接続さ
れている。
【００２１】制御ＩＣ１０Ａは、充電制御用ＦＥＴ１１
および放電制御用ＦＥＴ１２を制御する回路であり、過
充電検出用電圧比較器１４、過放電検出用電圧比較器１
５、ＦＥＴ駆動回路１６および１７によって構成され
る。充電制御用ＦＥＴ１１は、過充電検出用電圧比較器
１４の出力に従ってＦＥＴ駆動回路１６により駆動さ
れ、放電制御用ＦＥＴ１２は、過放電検出用電圧比較器
１５の出力に従ってＦＥＴ駆動回路１７により駆動され
る。
および放電制御用ＦＥＴ１２を制御する回路であり、過
充電検出用電圧比較器１４、過放電検出用電圧比較器１
５、ＦＥＴ駆動回路１６および１７によって構成され
る。充電制御用ＦＥＴ１１は、過充電検出用電圧比較器
１４の出力に従ってＦＥＴ駆動回路１６により駆動さ
れ、放電制御用ＦＥＴ１２は、過放電検出用電圧比較器
１５の出力に従ってＦＥＴ駆動回路１７により駆動され
る。
【００２２】過充電検出用電圧比較器１４は、電池電圧
Ｖｂと二次電池４に対して予め定められた充電禁止基準
電圧Ｖ１（例えば、Ｖ１＝４．３５Ｖ）を比較し、電池
電圧Ｖｂが充電禁止基準電圧Ｖ１以上になると出力が低
レベルから高レベルに反転するように構成される。ＦＥ
Ｔ駆動回路１６は、その出力端子が抵抗１８を介して充
電制御用ＦＥＴ１１のゲートに接続されており、過充電
検出用電圧比較器１４の出力が高レベルになると出力端
子が高レベルから低レベルに反転することにより、充電
制御用ＦＥＴ１１をオフ状態にする。
Ｖｂと二次電池４に対して予め定められた充電禁止基準
電圧Ｖ１（例えば、Ｖ１＝４．３５Ｖ）を比較し、電池
電圧Ｖｂが充電禁止基準電圧Ｖ１以上になると出力が低
レベルから高レベルに反転するように構成される。ＦＥ
Ｔ駆動回路１６は、その出力端子が抵抗１８を介して充
電制御用ＦＥＴ１１のゲートに接続されており、過充電
検出用電圧比較器１４の出力が高レベルになると出力端
子が高レベルから低レベルに反転することにより、充電
制御用ＦＥＴ１１をオフ状態にする。
【００２３】また、過充電検出用電圧比較器１４はヒス
テリシス特性を持っており、電池電圧Ｖｂが充電禁止基
準電圧Ｖ１に達して、その出力が低レベルから高レベル
に転じた後、充電禁止基準電圧Ｖ１より低い充電禁止解
除電圧（例えば、４．０５Ｖ）まで低下したとき、出力
が高レベルから低レベルに反転するように構成されてい
る。
テリシス特性を持っており、電池電圧Ｖｂが充電禁止基
準電圧Ｖ１に達して、その出力が低レベルから高レベル
に転じた後、充電禁止基準電圧Ｖ１より低い充電禁止解
除電圧（例えば、４．０５Ｖ）まで低下したとき、出力
が高レベルから低レベルに反転するように構成されてい
る。
【００２４】一方、過放電検出用電圧比較器１５は、電
池電圧Ｖｂと二次電池４に意思手予め定められた放電禁
止基準電圧Ｖ２（例えば、Ｖ２＝２．３Ｖ）を比較し、
電池電圧Ｖｂが放電禁止基準電圧Ｖ２以下になると出力
が低レベルから高レベルに反転するように構成されてい
る。ＦＥＴ駆動回路１７は、その出力端子が抵抗１９を
介して放電制御用ＦＥＴ１２のゲートに接続され、過放
電検出用電圧比較器１５の出力が高レベルになると出力
端子が高レベルから低レベルに反転することにより、放
電制御用ＦＥＴ１２をオフ状態にする。
池電圧Ｖｂと二次電池４に意思手予め定められた放電禁
止基準電圧Ｖ２（例えば、Ｖ２＝２．３Ｖ）を比較し、
電池電圧Ｖｂが放電禁止基準電圧Ｖ２以下になると出力
が低レベルから高レベルに反転するように構成されてい
る。ＦＥＴ駆動回路１７は、その出力端子が抵抗１９を
介して放電制御用ＦＥＴ１２のゲートに接続され、過放
電検出用電圧比較器１５の出力が高レベルになると出力
端子が高レベルから低レベルに反転することにより、放
電制御用ＦＥＴ１２をオフ状態にする。
【００２５】次に、本実施形態における保護回路装置１
Ａの動作を説明する。 ［通常の過充電保護動作］二次電池４の充電時には、外
部接続端子３ａ，３ｂ間に外部装置５として充電器が接
続される。この場合、充電制御用ＦＥＴ１１および放電
制御用ＦＥＴ１２は通常オン状態であり、「充電器の＋
側出力端子→端子３ａ→端子２ａ→二次電池４→端子２
ｂ→放電制御用ＦＥＴ１２→充電制御用ＦＥＴ１１→充
電器の−側出力端子」の経路で充電電流Ｉｃが流れる。
Ａの動作を説明する。 ［通常の過充電保護動作］二次電池４の充電時には、外
部接続端子３ａ，３ｂ間に外部装置５として充電器が接
続される。この場合、充電制御用ＦＥＴ１１および放電
制御用ＦＥＴ１２は通常オン状態であり、「充電器の＋
側出力端子→端子３ａ→端子２ａ→二次電池４→端子２
ｂ→放電制御用ＦＥＴ１２→充電制御用ＦＥＴ１１→充
電器の−側出力端子」の経路で充電電流Ｉｃが流れる。
【００２６】この充電中に電池電圧Ｖｂが上昇し、充電
禁止基準電圧Ｖ１に達すると、過充電検出用電圧比較器
１４の出力が高レベルとなり、ＦＥＴ駆動回路１６の出
力が低レベルとなるため、充電制御用ＦＥＴ１１がオフ
状態となって、充電電流が遮断され、二次電池４の過充
電保護が行われる。
禁止基準電圧Ｖ１に達すると、過充電検出用電圧比較器
１４の出力が高レベルとなり、ＦＥＴ駆動回路１６の出
力が低レベルとなるため、充電制御用ＦＥＴ１１がオフ
状態となって、充電電流が遮断され、二次電池４の過充
電保護が行われる。
【００２７】また、過充電検出用電圧比較器１４はヒス
テリシス特性を持っており、電池電圧Ｖｂがいったん充
電禁止基準電圧Ｖ１に達すると、この充電禁止基準電圧
Ｖ１より低い充電禁止解除電圧まで低下しない限り出力
が反転しないため、電池電圧Ｖｂが充電禁止基準電圧Ｖ
１の前後で充電制御用ＦＥＴ１１がオン・オフを繰り返
す現象、すなわち充電禁止動作のチャタリングが防止さ
れる。
テリシス特性を持っており、電池電圧Ｖｂがいったん充
電禁止基準電圧Ｖ１に達すると、この充電禁止基準電圧
Ｖ１より低い充電禁止解除電圧まで低下しない限り出力
が反転しないため、電池電圧Ｖｂが充電禁止基準電圧Ｖ
１の前後で充電制御用ＦＥＴ１１がオン・オフを繰り返
す現象、すなわち充電禁止動作のチャタリングが防止さ
れる。
【００２８】さらに、充電制御用ＦＥＴ１１がオフ状態
になった時点では、二次電池４は充電禁止電圧まで充電
されており、電池電圧Ｖｂは外部装置５として接続され
た充電用電源の電圧とほぼ同じであるから、電圧差検出
用ＦＥＴ１３はゲート・ソース間電圧がほぼ０でオフ状
態を保つ。従って、放電などによって電池電圧Ｖｂが充
電禁止解除電圧まで低下すると、過充電検出用電圧比較
器１４の出力が低レベルとなり、ＦＥＴ駆動回路１６の
出力が高レベルとなるため、充電制御用ＦＥＴ１１はオ
ン状態となり、充電が可能となる。
になった時点では、二次電池４は充電禁止電圧まで充電
されており、電池電圧Ｖｂは外部装置５として接続され
た充電用電源の電圧とほぼ同じであるから、電圧差検出
用ＦＥＴ１３はゲート・ソース間電圧がほぼ０でオフ状
態を保つ。従って、放電などによって電池電圧Ｖｂが充
電禁止解除電圧まで低下すると、過充電検出用電圧比較
器１４の出力が低レベルとなり、ＦＥＴ駆動回路１６の
出力が高レベルとなるため、充電制御用ＦＥＴ１１はオ
ン状態となり、充電が可能となる。
【００２９】［過放電保護動作］二次電池４の放電時に
は、外部接続端子３ａ，３ｂ間に外部装置５として負荷
が接続される。この場合、充電制御用ＦＥＴ１１および
放電制御用ＦＥＴ１２は通常オン状態であり、「二次電
池４の＋側電極→端子２ａ→端子３ａ→負荷→端子３ｂ
→充電制御用ＦＥＴ１１→放電制御用ＦＥＴ１２→二次
電池４の−側電極」の経路で放電電流Ｉｄが流れる。
は、外部接続端子３ａ，３ｂ間に外部装置５として負荷
が接続される。この場合、充電制御用ＦＥＴ１１および
放電制御用ＦＥＴ１２は通常オン状態であり、「二次電
池４の＋側電極→端子２ａ→端子３ａ→負荷→端子３ｂ
→充電制御用ＦＥＴ１１→放電制御用ＦＥＴ１２→二次
電池４の−側電極」の経路で放電電流Ｉｄが流れる。
【００３０】この放電中に電池電圧Ｖｂが低下し、放電
禁止基準電圧Ｖ２に達すると、過放電検出用電圧比較器
１５の出力が高レベルとなり、ＦＥＴ駆動回路１７の出
力が低レベルとなるため、放電制御用ＦＥＴ１２がオフ
状態となって、放電電流が遮断され、二次電池４の過放
電保護が行われる。
禁止基準電圧Ｖ２に達すると、過放電検出用電圧比較器
１５の出力が高レベルとなり、ＦＥＴ駆動回路１７の出
力が低レベルとなるため、放電制御用ＦＥＴ１２がオフ
状態となって、放電電流が遮断され、二次電池４の過放
電保護が行われる。
【００３１】［高電圧による誤充電に対する過充電保護
動作］次に、外部接続端子３ａ，３ｂ間に外部装置５と
して、二次電池４であるリチウムイオン電池用の充電器
に比較して充電電圧・充電電流の大きい充電用電源、例
えば自動車用鉛蓄電池（出力電圧１２Ｖ）を誤って接続
した場合を考える。
動作］次に、外部接続端子３ａ，３ｂ間に外部装置５と
して、二次電池４であるリチウムイオン電池用の充電器
に比較して充電電圧・充電電流の大きい充電用電源、例
えば自動車用鉛蓄電池（出力電圧１２Ｖ）を誤って接続
した場合を考える。
【００３２】この場合、外部接続端子３ａ，３ｂに自動
車用鉛蓄電池を接続すると、二次電池４に大電流の充電
電流が流れる。そして、電池電圧Ｖｂは直ちに充電禁止
基準電圧Ｖ１に達し、過充電検出用電圧比較器１４の出
力が高レベルになるので、ＦＥＴ駆動回路１６の出力が
低レベルとなって充電制御用ＦＥＴ１１がオフ状態とな
り、充電電流が遮断される。
車用鉛蓄電池を接続すると、二次電池４に大電流の充電
電流が流れる。そして、電池電圧Ｖｂは直ちに充電禁止
基準電圧Ｖ１に達し、過充電検出用電圧比較器１４の出
力が高レベルになるので、ＦＥＴ駆動回路１６の出力が
低レベルとなって充電制御用ＦＥＴ１１がオフ状態とな
り、充電電流が遮断される。
【００３３】このようにして充電開始後、直ぐに充電電
流が遮断されると、二次電池４は極めて僅かな充電量し
か充電されないため、電池電圧Ｖｂは瞬時にほぼ充電前
の値に戻る。従って、充電電流が遮断されると、電池電
圧Ｖｂと外部装置５として接続された充電用電源との間
の大きな電圧差が現れる。この電圧差が保護用抵抗２０
を介して電圧差検出用ＦＥＴ１３のゲート・ソース間に
印加されることにより、ＦＥＴ１３がオン状態となる。
流が遮断されると、二次電池４は極めて僅かな充電量し
か充電されないため、電池電圧Ｖｂは瞬時にほぼ充電前
の値に戻る。従って、充電電流が遮断されると、電池電
圧Ｖｂと外部装置５として接続された充電用電源との間
の大きな電圧差が現れる。この電圧差が保護用抵抗２０
を介して電圧差検出用ＦＥＴ１３のゲート・ソース間に
印加されることにより、ＦＥＴ１３がオン状態となる。
【００３４】電圧差検出用ＦＥＴ１３がオン状態になる
と、充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０
となるため、充電制御用ＦＥＴ１１はオフ状態を保持す
る。すなわち、二次電池４の充電電流が遮断されること
により、電池電圧Ｖｂが低下し、充電禁止解除電圧まで
下がると、過充電検出用電圧比較器１４の出力は低レベ
ルとなり、ＦＥＴ駆動回路１６の出力は高レベルとなる
が、電圧差検出用ＦＥＴ１３がオン状態であるために、
充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間に電圧が加わ
らず、充電制御用ＦＥＴ１１はオフ状態を依然として保
持する。
と、充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０
となるため、充電制御用ＦＥＴ１１はオフ状態を保持す
る。すなわち、二次電池４の充電電流が遮断されること
により、電池電圧Ｖｂが低下し、充電禁止解除電圧まで
下がると、過充電検出用電圧比較器１４の出力は低レベ
ルとなり、ＦＥＴ駆動回路１６の出力は高レベルとなる
が、電圧差検出用ＦＥＴ１３がオン状態であるために、
充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間に電圧が加わ
らず、充電制御用ＦＥＴ１１はオフ状態を依然として保
持する。
【００３５】このように、外部装置５として自動車用鉛
蓄電池のような高電圧・大電流の充電用電源を誤って接
続した場合、電圧差検出用ＦＥＴ１３によって充電制御
用ＦＥＴ１１をオフ状態に保持することができ、充電制
御用ＦＥＴ１１のチャタリングが防止される。
蓄電池のような高電圧・大電流の充電用電源を誤って接
続した場合、電圧差検出用ＦＥＴ１３によって充電制御
用ＦＥＴ１１をオフ状態に保持することができ、充電制
御用ＦＥＴ１１のチャタリングが防止される。
【００３６】そして、外部装置５である自動車用鉛蓄電
池のような充電用電源を保護回路装置１Ａから取り外す
と、電圧差検出用ＦＥＴ１３のソース電位はゲート・ソ
ース間の漏れ電流によってゲート電位と同じになるた
め、電圧差検出用ＦＥＴ１３はオフ状態となる。これに
よりＦＥＴ駆動回路１６の出力（高レベル）によって充
電制御用ＦＥＴ１１はオン状態となり、再び充電が可能
な状態となる。
池のような充電用電源を保護回路装置１Ａから取り外す
と、電圧差検出用ＦＥＴ１３のソース電位はゲート・ソ
ース間の漏れ電流によってゲート電位と同じになるた
め、電圧差検出用ＦＥＴ１３はオフ状態となる。これに
よりＦＥＴ駆動回路１６の出力（高レベル）によって充
電制御用ＦＥＴ１１はオン状態となり、再び充電が可能
な状態となる。
【００３７】（第２の実施形態）次に、図２を参照して
本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態の保護
回路装置１Ｂは、電圧差検出用ＦＥＴ２３がＦＥＴ駆動
回路２１と共に充電制御用ＦＥＴ１１の駆動系を兼ねて
いる例である。
本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態の保護
回路装置１Ｂは、電圧差検出用ＦＥＴ２３がＦＥＴ駆動
回路２１と共に充電制御用ＦＥＴ１１の駆動系を兼ねて
いる例である。
【００３８】すなわち、電圧差検出用ＦＥＴ２３はドレ
インが充電制御用ＦＥＴ１１のゲートに接続されるとと
もに、プルアップ用抵抗２４を介してプラス側の充放電
路に接続され、ソースが充電制御用ＦＥＴ１１のソース
に接続され、ゲートがＦＥＴ駆動回路２１の出力端子お
よび充電制御用ＦＥＴ１１のドレインに接続されてい
る。
インが充電制御用ＦＥＴ１１のゲートに接続されるとと
もに、プルアップ用抵抗２４を介してプラス側の充放電
路に接続され、ソースが充電制御用ＦＥＴ１１のソース
に接続され、ゲートがＦＥＴ駆動回路２１の出力端子お
よび充電制御用ＦＥＴ１１のドレインに接続されてい
る。
【００３９】また、本実施形態における制御ＩＣ１０Ｂ
内のＦＥＴ駆動回路２１は、第１の実施形態におけるＦ
ＥＴ駆動回路１６とは異なり、出力段がオープンコレク
タ形式であり、出力が負論理となるように構成されてい
る。すなわち、このＦＥＴ駆動回路２１は、過充電検出
用電圧比較器１４において電池電圧Ｖｂが充電禁止電圧
Ｖ１に達して出力が低レベルから高レベルに反転したと
き、出力が低レベルから高レベルに反転するように構成
されている。
内のＦＥＴ駆動回路２１は、第１の実施形態におけるＦ
ＥＴ駆動回路１６とは異なり、出力段がオープンコレク
タ形式であり、出力が負論理となるように構成されてい
る。すなわち、このＦＥＴ駆動回路２１は、過充電検出
用電圧比較器１４において電池電圧Ｖｂが充電禁止電圧
Ｖ１に達して出力が低レベルから高レベルに反転したと
き、出力が低レベルから高レベルに反転するように構成
されている。
【００４０】次に、本実施形態における保護回路装置１
Ｂの動作を説明する。 ［通常の過充電保護動作］本実施形態における通常の充
電時の動作は基本的に同様であるが、充電制御用ＦＥＴ
１１が電圧差検出用ＦＥＴ２３を介してＦＥＴ駆動回路
２１により駆動される点が異なっている。
Ｂの動作を説明する。 ［通常の過充電保護動作］本実施形態における通常の充
電時の動作は基本的に同様であるが、充電制御用ＦＥＴ
１１が電圧差検出用ＦＥＴ２３を介してＦＥＴ駆動回路
２１により駆動される点が異なっている。
【００４１】すなわち、外部接続端子３ａ，３ｂ間に外
部装置５として充電器が接続され、二次電池４が充電さ
れている間に、電池電圧Ｖｂが充電禁止基準電圧Ｖ１に
達して過充電検出用電圧比較器１４の出力が高レベルと
なると、ＦＥＴ駆動回路２１の出力が高レベルとなる。
これにより電圧差検出用ＦＥＴ２３がオン状態となっ
て、充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０
となるため、充電制御用ＦＥＴ１１がオフ状態となって
充電電流が遮断され、二次電池４の過充電保護が行われ
る。また、過充電検出用電圧比較器１４のヒステリシス
特性により、充電禁止動作のチャタリングが防止され
る。
部装置５として充電器が接続され、二次電池４が充電さ
れている間に、電池電圧Ｖｂが充電禁止基準電圧Ｖ１に
達して過充電検出用電圧比較器１４の出力が高レベルと
なると、ＦＥＴ駆動回路２１の出力が高レベルとなる。
これにより電圧差検出用ＦＥＴ２３がオン状態となっ
て、充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０
となるため、充電制御用ＦＥＴ１１がオフ状態となって
充電電流が遮断され、二次電池４の過充電保護が行われ
る。また、過充電検出用電圧比較器１４のヒステリシス
特性により、充電禁止動作のチャタリングが防止され
る。
【００４２】［過放電保護動作］本実施形態における通
常の放電時の動作は第１の実施形態と全く同様であるた
め、説明を省略する。
常の放電時の動作は第１の実施形態と全く同様であるた
め、説明を省略する。
【００４３】［高電圧による誤充電に対する過充電保護
動作］一方、外部接続端子３ａ，３ｂ間に外部装置５と
して、通常の充電器に比較して充電電圧・充電電流の大
きい例えば自動車用鉛蓄電池のような電源を誤って充電
用電源として接続した場合、二次電池４に大電流の充電
電流が流れ、電池電圧Ｖｂは直ちに充電禁止基準電圧Ｖ
１に達し、過充電検出用電圧比較器１４の出力が高レベ
ル、ＦＥＴ駆動回路２１の出力が高レベルとなる。これ
により電圧差検出用ＦＥＴ２３がオン状態となって、充
電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０となる
ために、充電制御用ＦＥＴ１１がオフ状態となって充電
電流が遮断される。
動作］一方、外部接続端子３ａ，３ｂ間に外部装置５と
して、通常の充電器に比較して充電電圧・充電電流の大
きい例えば自動車用鉛蓄電池のような電源を誤って充電
用電源として接続した場合、二次電池４に大電流の充電
電流が流れ、電池電圧Ｖｂは直ちに充電禁止基準電圧Ｖ
１に達し、過充電検出用電圧比較器１４の出力が高レベ
ル、ＦＥＴ駆動回路２１の出力が高レベルとなる。これ
により電圧差検出用ＦＥＴ２３がオン状態となって、充
電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０となる
ために、充電制御用ＦＥＴ１１がオフ状態となって充電
電流が遮断される。
【００４４】このようにして充電開始後、直ぐに充電電
流が遮断されると、二次電池４は極めて僅かな充電量し
か充電されないため、電池電圧Ｖｂは瞬時に充電前の値
に戻る。従って、充電電流が遮断されると、電池電圧Ｖ
ｂと外部装置５として接続された充電用電源との間の大
きな電圧差が現れる。この電圧差が抵抗２２を介して電
圧差検出用ＦＥＴ２３のゲート・ソース間に印加される
ことにより、ＦＥＴ２３がオン状態となる。
流が遮断されると、二次電池４は極めて僅かな充電量し
か充電されないため、電池電圧Ｖｂは瞬時に充電前の値
に戻る。従って、充電電流が遮断されると、電池電圧Ｖ
ｂと外部装置５として接続された充電用電源との間の大
きな電圧差が現れる。この電圧差が抵抗２２を介して電
圧差検出用ＦＥＴ２３のゲート・ソース間に印加される
ことにより、ＦＥＴ２３がオン状態となる。
【００４５】電圧差検出用ＦＥＴ２３がオン状態になる
と、充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０
となるため、充電制御用ＦＥＴ１１はオフ状態を保持す
る。すなわち、二次電池４の充電電流が遮断されること
により、電池電圧Ｖｂが低下し、充電禁止解除電圧まで
下がると、過充電検出用電圧比較器１４の出力は低レベ
ルとなり、ＦＥＴ駆動回路２１の出力も低レベルとなる
が、電圧差検出用ＦＥＴ２３がオン状態であるために、
充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０とな
り、充電制御用ＦＥＴ１１はオフ状態を依然として保持
する。
と、充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０
となるため、充電制御用ＦＥＴ１１はオフ状態を保持す
る。すなわち、二次電池４の充電電流が遮断されること
により、電池電圧Ｖｂが低下し、充電禁止解除電圧まで
下がると、過充電検出用電圧比較器１４の出力は低レベ
ルとなり、ＦＥＴ駆動回路２１の出力も低レベルとなる
が、電圧差検出用ＦＥＴ２３がオン状態であるために、
充電制御用ＦＥＴ１１のゲート・ソース間電圧が０とな
り、充電制御用ＦＥＴ１１はオフ状態を依然として保持
する。
【００４６】このように外部装置５として自動車用鉛蓄
電池のような高電圧・大電流の充電用電源を誤って接続
した場合、電圧差検出用ＦＥＴ２３によって第１の実施
形態と同様に充電制御用ＦＥＴ１１をオフ状態に保持す
ることができ、充電制御用ＦＥＴ１１のチャタリングを
防止することができる。
電池のような高電圧・大電流の充電用電源を誤って接続
した場合、電圧差検出用ＦＥＴ２３によって第１の実施
形態と同様に充電制御用ＦＥＴ１１をオフ状態に保持す
ることができ、充電制御用ＦＥＴ１１のチャタリングを
防止することができる。
【００４７】そして、外部装置５である自動車用鉛蓄電
池のような充電用電源を保護回路装置１Ｂから取り外す
と、電圧差検出用ＦＥＴ２３のソース電位はゲート・ソ
ース間の漏れ電流によってゲート電位と同じになるた
め、電圧差検出用ＦＥＴ２３はオフ状態となる。電圧差
検出用ＦＥＴ２３がオフ状態になると、充電制御用ＦＥ
Ｔ１１はゲートがプルアップ用抵抗２４を介して高レベ
ルとなるためにオン状態となり、再び充電が可能な状態
となる。
池のような充電用電源を保護回路装置１Ｂから取り外す
と、電圧差検出用ＦＥＴ２３のソース電位はゲート・ソ
ース間の漏れ電流によってゲート電位と同じになるた
め、電圧差検出用ＦＥＴ２３はオフ状態となる。電圧差
検出用ＦＥＴ２３がオフ状態になると、充電制御用ＦＥ
Ｔ１１はゲートがプルアップ用抵抗２４を介して高レベ
ルとなるためにオン状態となり、再び充電が可能な状態
となる。
【００４８】ところで、本実施形態のようにオープンコ
レクタ形式で負論理出力のＦＥＴ駆動回路２１を用いる
構成の保護回路装置において、従来では本実施形態にお
ける電圧差検出用ＦＥＴ２３に相当するＦＥＴを論理反
転用として用い、このＦＥＴとＦＥＴ駆動回路とで充電
制御用ＦＥＴの駆動系を構成している。その場合、従来
ではＦＥＴ２３に相当する論理反転用ＦＥＴのソースを
充電制御用ＦＥＴのドレインと接続している。
レクタ形式で負論理出力のＦＥＴ駆動回路２１を用いる
構成の保護回路装置において、従来では本実施形態にお
ける電圧差検出用ＦＥＴ２３に相当するＦＥＴを論理反
転用として用い、このＦＥＴとＦＥＴ駆動回路とで充電
制御用ＦＥＴの駆動系を構成している。その場合、従来
ではＦＥＴ２３に相当する論理反転用ＦＥＴのソースを
充電制御用ＦＥＴのドレインと接続している。
【００４９】これに対して、本実施形態では電圧差検出
用ＦＥＴ２３のソースを充電制御用ＦＥＴ１１のソース
に接続することにより、ＦＥＴ２３が論理反転と電圧差
検出の両方の機能を兼ねるようにしている。従って、本
実施形態によるとて素子数を増やすことなく、所期の目
的を達成することができ、回路の簡単化を図ることが可
能となる。
用ＦＥＴ２３のソースを充電制御用ＦＥＴ１１のソース
に接続することにより、ＦＥＴ２３が論理反転と電圧差
検出の両方の機能を兼ねるようにしている。従って、本
実施形態によるとて素子数を増やすことなく、所期の目
的を達成することができ、回路の簡単化を図ることが可
能となる。
【００５０】次に、図３および図４を用いて本発明の効
果について説明する。図３は、本発明による二次電池の
保護回路装置、例えば第１の実施形態で説明した保護回
路装置１Ａを用いた場合の充電禁止動作時の電池電圧と
充電電流の時間波形を示す図であり、図４は同様に、従
来の保護回路装置を用いた場合の充電禁止動作時の電池
電圧と充電電流の時間波形を示す図である。測定条件
は、二次電池としてリチウムイオン電池を２本直列にし
て使用し、充電用電源には自動車用鉛蓄電池と同電圧の
１２Ｖ定電圧電源を使用した。ただし、電流は安全のた
め１Ａに制限したが、効果の確認には影響はない。
果について説明する。図３は、本発明による二次電池の
保護回路装置、例えば第１の実施形態で説明した保護回
路装置１Ａを用いた場合の充電禁止動作時の電池電圧と
充電電流の時間波形を示す図であり、図４は同様に、従
来の保護回路装置を用いた場合の充電禁止動作時の電池
電圧と充電電流の時間波形を示す図である。測定条件
は、二次電池としてリチウムイオン電池を２本直列にし
て使用し、充電用電源には自動車用鉛蓄電池と同電圧の
１２Ｖ定電圧電源を使用した。ただし、電流は安全のた
め１Ａに制限したが、効果の確認には影響はない。
【００５１】図４では、充電電流が周期的にオン／オフ
しながら流れ続けている。これは充電制御用スイッチの
チャタリングによるものである。これに対し、図３では
充電電流が一旦遮断されるとその状態が維持され、再度
充電状態に移行しないことが分かる。すなわち、充電禁
止動作のチャタリングは生じない。
しながら流れ続けている。これは充電制御用スイッチの
チャタリングによるものである。これに対し、図３では
充電電流が一旦遮断されるとその状態が維持され、再度
充電状態に移行しないことが分かる。すなわち、充電禁
止動作のチャタリングは生じない。
【００５２】自動車用鉛蓄電池のような高電圧、大電流
の電源を充電用電源として接続すると、充電電流は正し
く制御されずに数十Ａも流れるため、従来の保護回路装
置では前述のように充電禁止動作のチャタリングが発生
する結果、充電制御用ＦＥＴの発熱や発火の問題が発生
するが、本発明による保護回路装置では、このような大
電流下でのチャタリングを防止できるため、充電制御用
ＦＥＴの発熱や発火は起こらない。
の電源を充電用電源として接続すると、充電電流は正し
く制御されずに数十Ａも流れるため、従来の保護回路装
置では前述のように充電禁止動作のチャタリングが発生
する結果、充電制御用ＦＥＴの発熱や発火の問題が発生
するが、本発明による保護回路装置では、このような大
電流下でのチャタリングを防止できるため、充電制御用
ＦＥＴの発熱や発火は起こらない。
【００５３】なお、上記各実施形態では充電制御用ＦＥ
Ｔ１１と放電制御用ＦＥＴ１２を二次電池４のマイナス
側の充放電路に挿入したが、プラス側の充放電路に挿入
してもよい。その場合、電圧差検出用ＦＥＴ１３，２１
の接続も変える必要があることはいうまでもない。
Ｔ１１と放電制御用ＦＥＴ１２を二次電池４のマイナス
側の充放電路に挿入したが、プラス側の充放電路に挿入
してもよい。その場合、電圧差検出用ＦＥＴ１３，２１
の接続も変える必要があることはいうまでもない。
【００５４】また、上記各実施形態では過充電保護と過
放電保護の両方の機能を有する保護回路装置について述
べたが、過充電保護の機能のみを有する保護回路装置に
も本発明を適用することができる。
放電保護の両方の機能を有する保護回路装置について述
べたが、過充電保護の機能のみを有する保護回路装置に
も本発明を適用することができる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば二
次電池の充電時に電池電圧が充電禁止基準電圧に達し、
充電制御用スイッチ素子をオフ状態として充電電流を遮
断している状態のとき、充電用電源の電圧と電池電圧と
の電圧差を検出して、この電圧差が所定値以上の場合
に、充電制御用スイッチ素子をオフ状態に保持すること
により、対象とする二次電池のための充電器で使用され
る充電用電源と異なる高電圧、大電流の充電用電源が接
続されている場合において、従来問題となっていた充電
禁止動作のチャタリングを防止することができる。
次電池の充電時に電池電圧が充電禁止基準電圧に達し、
充電制御用スイッチ素子をオフ状態として充電電流を遮
断している状態のとき、充電用電源の電圧と電池電圧と
の電圧差を検出して、この電圧差が所定値以上の場合
に、充電制御用スイッチ素子をオフ状態に保持すること
により、対象とする二次電池のための充電器で使用され
る充電用電源と異なる高電圧、大電流の充電用電源が接
続されている場合において、従来問題となっていた充電
禁止動作のチャタリングを防止することができる。
【００５６】従って、充電制御用スイッチ素子である例
えばＦＥＴが大電流の下でオン／オフを繰り返すことに
よる素子の発熱や発火の問題を避けることが可能とな
り、保護回路装置としての信頼性が大きく向上する。
えばＦＥＴが大電流の下でオン／オフを繰り返すことに
よる素子の発熱や発火の問題を避けることが可能とな
り、保護回路装置としての信頼性が大きく向上する。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二次電池の保護
回路装置の構成を示す図
回路装置の構成を示す図
【図２】本発明の第２の実施形態に係る二次電池の保護
回路装置の構成を示す図
回路装置の構成を示す図
【図３】本発明による過充電禁止動作を説明するための
図
図
【図４】従来の二次電池の保護回路装置による過充電禁
止動作を説明するための図
止動作を説明するための図
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…保護回路装置 ２ａ，２ｂ…電池接続端子 ３ａ，３ｂ…外部接続端子 ４…二次電池 ５…外部装置（充電用電源または負荷） １１…充電制御用ＦＥＴ １２…放電制御用ＦＥＴ １３…電圧差検出用ＦＥＴ １４…過充電検出用電圧比較器 １５…過放電検出用電圧比較器 １６…充電制御用ＦＥＴの駆動回路 １７…放電制御用ＦＥＴの駆動回路 １８，１９…抵抗 ２０…保護用抵抗 ２１…電圧差検出用ＦＥＴの駆動回路 ２２…抵抗 ２３…電圧差検出用ＦＥＴ ２４…プルアップ用抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 疋田 浩一 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社エイ・ティーバッテリー内 (72)発明者 森下 和弥 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 東芝電 子エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA04 BA01 CA12 CC02 GA01 GB03
Claims (6)
- 【請求項１】 二次電池と充電用電源との間の充電路に
挿入される充電制御用スイッチ素子と、 前記二次電池の電圧を充電禁止基準電圧と比較する電圧
比較手段と、 前記電圧比較手段の出力に基づいて、前記二次電池の電
圧が前記充電禁止基準電圧より高い場合に前記充電制御
用スイッチ素子をオフ状態にするスイッチ駆動手段と、 前記充電制御用スイッ素子がオフ状態のときの前記充電
用電源の電圧と前記二次電池の電圧との電圧差を検出
し、この電圧差が所定値以上のときオン状態となること
により、前記充電制御用スイッチ素子をオフ状態に保持
する電圧差検出用スイッチ素子と、を有することを特徴
とする二次電池の保護回路装置。 - 【請求項２】 前記充電制御用スイッチ素子は、ドレイ
ンが前記二次電池側に接続され、ソースが前記充電用電
源側に接続された第１のＦＥＴであり、 前記電圧差検出用スイッチ素子は、ドレインが前記第１
のＦＥＴのゲートに接続され、ソースが前記第１のＦＥ
Ｔのソースに接続され、ゲートが前記第１のＦＥＴのド
レインに接続された第２のＦＥＴであることを特徴とす
る請求項１記載の二次電池の保護回路装置。 - 【請求項３】 前記充電制御用スイッチ素子は、ドレイ
ンが前記二次電池側に接続され、ソースが前記充電用電
源側に接続されたＦＥＴであり、 前記電圧差検出用スイッチ素子は、コレクタが前記ＦＥ
Ｔのゲートに接続され、エミッタが前記ＦＥＴのソース
に接続され、ベースが前記ＦＥＴのドレインに接続され
たバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求
項１記載の二次電池の保護回路装置。 - 【請求項４】 二次電池と充電用電源との間の充電路に
挿入される充電制御用スイッチ素子と、 前記充電制御用スイッチ素子の制御端子と前記充電用電
源側の端子との間に接続され、制御端子が前記充電制御
用スイッチ素子の前記二次電池側の端子に接続された電
圧差検出用スイッチ素子と、 前記二次電池の電圧を充電禁止基準電圧と比較する電圧
比較手段と、 前記電圧比較手段の出力に基づいて、前記二次電池の電
圧が前記充電禁止基準電圧より高い場合に前記電圧差検
出用スイッチ素子をオン状態にするスイッチ駆動手段と
を有し、 前記電圧差検出用スイッチ素子は、前記充電制御用スイ
ッチ素子がオフ状態のときの前記充電用電源の電圧と前
記二次電池の電圧との電圧差を検出し、この電圧差が所
定値以上のときオン状態となることにより、前記充電制
御用スイッチ素子をオフ状態に保持することを特徴とす
る二次電池の保護回路装置。 - 【請求項５】 前記充電制御用スイッチ素子は、ドレイ
ンが前記二次電池側に接続され、ソースが前記充電用電
源側に接続された第１のＦＥＴであり、 前記電圧差検出用スイッチ素子は、ドレインが前記第１
のＦＥＴのゲートに接続され、ソースが前記第１のＦＥ
Ｔのソースに接続され、ゲートが前記スイッチ駆動手段
の出力端子および前記第１のＦＥＴのドレインに接続さ
れた第２のＦＥＴであることを特徴とする請求項４記載
の二次電池の保護回路装置。 - 【請求項６】 前記充電制御用スイッチ素子は、ドレイ
ンが前記二次電池側に接続され、ソースが前記充電用電
源側に接続されたＦＥＴであり、 前記電圧差検出用スイッチ素子は、コレクタが前記ＦＥ
Ｔのゲートに接続され、エミッタが前記ＦＥＴのソース
に接続され、ベースが前記スイッチ駆動手段の出力端子
および前記ＦＥＴのドレインに接続されたバイポーラト
ランジスタであることを特徴とする請求項４記載の二次
電池の保護回路装置。
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|---|---|---|---|
| JP33101498A JP3940508B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 二次電池の保護回路装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33101498A JP3940508B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 二次電池の保護回路装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000166108A true JP2000166108A (ja) | 2000-06-16 |
| JP3940508B2 JP3940508B2 (ja) | 2007-07-04 |
Family
ID=18238870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33101498A Expired - Fee Related JP3940508B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 二次電池の保護回路装置 |
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| JP (1) | JP3940508B2 (ja) |
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-
1998
- 1998-11-20 JP JP33101498A patent/JP3940508B2/ja not_active Expired - Fee Related
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