JP2001238364A - Secondary cell charger controlling semiconductor device and secondary cell charger using device - Google Patents

Secondary cell charger controlling semiconductor device and secondary cell charger using device

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JP2001238364A
JP2001238364A JP2000042120A JP2000042120A JP2001238364A JP 2001238364 A JP2001238364 A JP 2001238364A JP 2000042120 A JP2000042120 A JP 2000042120A JP 2000042120 A JP2000042120 A JP 2000042120A JP 2001238364 A JP2001238364 A JP 2001238364A
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Japan
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secondary battery
semiconductor device
controlling
battery charger
charging
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Application number
JP2000042120A
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Mikio Yamamoto
美樹夫 山本
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a secondary cell charging control a semiconductor device of low cost with safety, without the need for an expensive element, such as a microcomputer or the like, and a secondary cell charger. SOLUTION: The secondary cell charging control semiconductor device 1 comprises a charger 5, a diode 2 for blocking reverse current from a secondary cell to the power source VDD or the charger 5, a PNP bipolar transistor 3 for controlling the charging current from the charger 5, and a capacitor 4 for stabilizing the VDD. Due to this constitution, a cell CELL1 and a cell CELL2 are charged. The device 1 comprises a reference voltage source, a constant current circuit, a low-voltage detector for detecting a low voltage of the cell, an overvoltage detector for detecting overvoltage of the cell, a delay circuit for setting a delay time when overvoltaging is detected and when reset, and an oscillator for pulse charging up to a low-voltage recovery.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯機器をはじめ
とする各種電子機器用の二次電池の充電を行うための二
次電池充電器制御用半導体装置および二次電池充電器に
係り、特に、過充電に対して一次または二次電池を保護
することができ安全性の高い廉価な二次電池充電器制御
用半導体装置および二次電池充電器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a secondary battery charger controlling semiconductor device and a secondary battery charger for charging secondary batteries for various electronic devices such as portable devices, and more particularly to a secondary battery charger. In addition, the present invention relates to an inexpensive semiconductor device for controlling a secondary battery charger and a secondary battery charger which can protect a primary or secondary battery against overcharge and have high safety.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯用電子機器が広く普及してい
るが、このような携帯用電子機器においては、その電源
としてNi−CdあるいはNi−MH(Metal Hydrid
e)など充電可能な二次電池(バッテリ)が用いられて
いる。このような二次電池を充電する充電器としては、
例えば、特開平6−165402号公報,特開平9−2
15223号公報,特開平10−14125号公報など
に開示されているものがある。
2. Description of the Related Art In recent years, portable electronic devices have become widespread. In such portable electronic devices, Ni-Cd or Ni-MH (Metal Hydrid) is used as a power source.
e) Rechargeable secondary batteries (batteries) are used. As a charger for charging such a secondary battery,
For example, JP-A-6-165402 and JP-A-9-2
No. 15223, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-14125 and the like.

【0003】特開平6−165402号公報に開示され
たものは、急速充電可能な二次電池への充電時に、微小
のトリクル充電電流と大きな急速充電電流を切り換えて
供給する構成のもので、二次電池の短寿命化を防ぐとと
もに電池内に模樹状のデンドライトショートが生じた場
合に大きなサージ電流を流して正常に復帰させるように
したものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-165402 discloses a configuration in which a small trickle charge current and a large quick charge current are switched and supplied when charging a fast-chargeable secondary battery. The present invention prevents the life of the secondary battery from being shortened, and allows a large surge current to flow when a dendritic short circuit occurs in the battery to restore the battery to normal.

【0004】また、特開平9−215223号公報に開
示されたものは、電源部と二次電池の間にスイッチング
素子を備え、マイコンにより、該スイッチング素子のオ
ン/オフ時に検出した端子電圧に基づいて充電制御を行
うようにしたものである。さらに、特開平10−141
25号公報に開示されたものは、電池電圧と電池温度を
検出し、それに基づいて急速充電電流値と最適充電時間
を算出するようにしたものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-215223 discloses a device in which a switching element is provided between a power supply unit and a secondary battery, and a microcomputer uses a terminal voltage detected when the switching element is turned on / off. Thus, the charging control is performed. Further, JP-A-10-141
No. 25 discloses a battery voltage and a battery temperature, and calculates a rapid charging current value and an optimum charging time based on the detected battery voltage and battery temperature.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、例え
ば、マイコンを用いてNi−Cd,Ni−MH用の充電
器の充電を制御すれば、もし、アルカリ電池などの充電
に不向きな1次電池を充電した場合であっても1次電池
の過電圧に起因する液漏れや爆発から電池や充電器を保
護することはできるが、マイコンを組み入れるとなると
充電器が高価になってしまうという問題がある。また、
マイコンを組み入れてない廉価の充電器を用いた場合
は、上記の如き制御ができないため、液漏れや爆発など
の危険性を避けることができないという問題があった。
As described above, for example, if the charging of the Ni-Cd and Ni-MH chargers is controlled using a microcomputer, if the primary battery is not suitable for charging an alkaline battery or the like. Even if the battery is charged, the battery and the charger can be protected from liquid leakage and explosion caused by overvoltage of the primary battery, but the problem is that the charger becomes expensive when a microcomputer is incorporated. is there. Also,
When an inexpensive charger that does not incorporate a microcomputer is used, the above-described control cannot be performed, and there is a problem that dangers such as liquid leakage and explosion cannot be avoided.

【0006】本発明全体の目的は、上記のような問題点
を解消し、マイコンなどの高価な素子を必要としない廉
価で安全な二次電池充電器制御用半導体装置および二次
電池充電器を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an inexpensive and safe semiconductor device for controlling a secondary battery charger and a secondary battery charger which eliminates the above problems and does not require expensive elements such as a microcomputer. To provide.

【0007】さらに具体的に述べると、請求項1〜5記
載の発明は、二次電池充電器制御用半導体装置の発明で
あり、特に請求項1記載の発明は、一次または二次電池
が過電圧になるのを検出して、その結果により充電を制
御することを目的とし、請求項1および2記載の発明
は、パルスによる充電の仕方を提案することを目的と
し、請求項3および4記載の発明は、その場合に有効な
パルスのデューテー範囲を提案することを、請求項5記
載の発明は、同じくその場合に有効なパルスの周波数を
提案することを目的としている。
More specifically, the inventions of claims 1 to 5 are inventions of a semiconductor device for controlling a secondary battery charger, and in particular, the invention of claim 1 is that the primary or secondary battery has an overvoltage. , And controlling the charging based on the result. The invention according to claims 1 and 2 aims at proposing a method of charging by a pulse, and the invention according to claims 3 and 4 The invention aims at proposing a valid pulse duty range in that case, and the invention according to claim 5 also aims at proposing a valid pulse frequency in that case.

【0008】また、請求項6〜7記載の発明は、二次電
池充電器の発明であり、特に、請求項6記載の発明は、
上記請求項1〜5のいずれか1項に記載の二次電池充電
器制御用半導体装置を備えた構成を提案することを、請
求項7記載の発明は、その全体を具体化した構成を提案
することを目的としている。
The invention according to claims 6 and 7 is an invention for a secondary battery charger. In particular, the invention according to claim 6 is
The present invention proposes a configuration including the semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to any one of claims 1 to 5, and an invention according to claim 7 proposes a configuration that embodies the whole. It is intended to be.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記各目的を達成するた
めに、本願請求項1記載の二次電池充電器制御用半導体
装置の発明は、1以上の一次または二次電池の過電圧を
検出する過電圧検出手段と、該過電圧検出手段の出力を
遅延する遅延手段と、該遅延手段の出力に基づいて一次
または二次電池の充電経路のオンオフを制御する信号を
出力する制御信号出力手段とを有し、所定の電圧までパ
ルス充電により充電することを特徴としている。
In order to achieve the above objects, the invention of a semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to claim 1 of the present application detects overvoltage of one or more primary or secondary batteries. Overvoltage detection means, delay means for delaying the output of the overvoltage detection means, and control signal output means for outputting a signal for controlling on / off of the charging path of the primary or secondary battery based on the output of the delay means. In addition, the battery is charged by pulse charging up to a predetermined voltage.

【0010】また、請求項2記載の二次電池充電器制御
用半導体装置の発明は、さらに、所定の電圧(低電圧復
帰電圧)までパルス充電により充電し、その後フル充電
することを、それぞれ特徴としている。
Further, the invention of a semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to claim 2 is further characterized in that the battery is charged by pulse charging up to a predetermined voltage (low voltage recovery voltage), and then fully charged. And

【0011】また、請求項3記載の二次電池充電器制御
用半導体装置の発明は、前記パルスのデューティーを、
充電経路となる制御トランジスタを破壊しない発熱量と
なるように設定したことを、請求項4記載の二次電池充
電器制御用半導体装置の発明は、特に前記パルスのデュ
ーティーを10%〜20%にしたことを特徴としてい
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device for controlling a secondary battery charger.
The invention of the semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to claim 4, wherein the heat generation amount is set so as not to destroy the control transistor serving as a charging path, in particular, the duty of the pulse is set to 10% to 20%. It is characterized by doing.

【0012】また、請求項5記載の二次電池充電器制御
用半導体装置の発明は、前記パルスの周波数を10kH
z〜100kHzにしたことを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, the frequency of the pulse is set to 10 kHz.
It is characterized in that the frequency is set to z to 100 kHz.

【0013】また、請求項6記載の二次電池充電器は、
上記請求項1〜5のいずれか1項に記載の二次電池充電
器制御用半導体装置を備えたものであり、請求項7記載
の二次電池充電器は、その全体構成を具体化したもの
で、電流逆流防止用ダイオードと、電圧安定化キャパシ
タと、充電経路のオンオフを制御する制御トランジスタ
とを有し、上記請求項1〜5のいずれか1項に記載の二
次電池充電器制御用半導体装置における前記制御信号出
力手段の出力により前記制御トランジスタのオンオフを
制御するようにしたことを特徴としている。
[0013] The secondary battery charger according to claim 6 is characterized in that:
A secondary battery charger control semiconductor device according to any one of claims 1 to 5 is provided, and the secondary battery charger according to claim 7 embodies the entire configuration thereof. And a control transistor for controlling ON / OFF of a charging path, comprising: a diode for preventing current backflow; a voltage stabilizing capacitor; and a control transistor for controlling on / off of a charging path, for controlling a secondary battery charger according to any one of claims 1 to 5. The semiconductor device is characterized in that on / off of the control transistor is controlled by an output of the control signal output means.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】(実施例)以下、本発明の実施例
を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明に係
る二次電池(Ni―Cd、Ni―MHなど)専用充電器
の二次電池充電器制御用半導体装置のブロック図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a secondary battery charger control semiconductor device of a secondary battery (Ni—Cd, Ni—MH, etc.) dedicated charger according to the present invention.

【0015】図1において、1は本発明に係る二次電池
充電器制御用半導体装置(詳細は図2)、5は充電器、
2は二次電池から電源VDDや充電器5への電流逆流を
阻止するダイオード、3は充電器5からの充電電流を制
御するPNPバイポーラトランジスタ、4はVDDを安
定化させるキャパシタンス、セルCELL1およびセル
CELL2は一次または二次電池である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to the present invention (detailed in FIG. 2), 5 denotes a charger,
Reference numeral 2 denotes a diode for preventing current backflow from the secondary battery to the power supply VDD or the charger 5, 3 denotes a PNP bipolar transistor for controlling a charging current from the charger 5, 4 denotes a capacitance for stabilizing VDD, a cell CELL1, and a cell. CELL2 is a primary or secondary battery.

【0016】二次電池充電器制御用半導体装置1は、V
DD端子,GND端子,OUT端子,SENS1端子,
SENS2端子の5つの端子を有し、OUT端子は抵抗
を介してPNPバイポーラトランジスタ3にベースに接
続され、SENS1端子は静電破壊を防止するための抵
抗R1を介してセルCELL1のプラス電極側に接続さ
れ、SENS2端子は二次電池充電器制御用半導体装置
を構成する半導体基板におけるもれ電流を防止するため
の抵抗R2を介してセルCELL1とセルCELL2の
接続点に接続され、GND端子は充電器のマイナス側に
接続され、VDD端子は充電器のプラス側に接続されて
いる。
The semiconductor device 1 for controlling a secondary battery charger has a V
DD terminal, GND terminal, OUT terminal, SENS1 terminal,
It has five SENS2 terminals, the OUT terminal is connected to the base of the PNP bipolar transistor 3 via a resistor, and the SENS1 terminal is connected to the positive electrode side of the cell CELL1 via a resistor R1 for preventing electrostatic breakdown. The SENS2 terminal is connected to a connection point between the cell CELL1 and the cell CELL2 via a resistor R2 for preventing leakage current in a semiconductor substrate constituting the semiconductor device for controlling a secondary battery charger, and the GND terminal is charged. The VDD terminal is connected to the negative side of the charger, and the VDD terminal is connected to the positive side of the charger.

【0017】図2は、本発明に係る二次電池充電器制御
用半導体装置1のブロック図である。二次電池充電器制
御用半導体装置1は、基準電圧源、定電流回路、セルC
ELL1の低電圧を検出する低電圧検出回路VD2、セ
ルCELL2の低電圧を検出する低電圧検出回路VD
4、セルCELL1の過電圧を検出する過電圧検出回路
VD1、セルCELL2の過電圧を検出する過電圧検出
回路VD3、過電圧検出回路VD1とVD3の出力によ
り過電圧検出時および復帰時のディレイ時間を設定する
ディレイ回路Deley、低電圧検出回路VD2とVD
4の出力により低電圧復帰電圧までパルス充電するため
の発振器OSC(周波数10KHz,On−Duty1
0%)から構成されている。なお、OUT端子はCMO
S出力となっている。
FIG. 2 is a block diagram of a semiconductor device 1 for controlling a secondary battery charger according to the present invention. The semiconductor device 1 for controlling a secondary battery charger includes a reference voltage source, a constant current circuit, a cell C
A low voltage detection circuit VD2 for detecting a low voltage of the cell ELL1, and a low voltage detection circuit VD for detecting a low voltage of the cell CELL2
4. An overvoltage detection circuit VD1 for detecting an overvoltage of the cell CELL1, an overvoltage detection circuit VD3 for detecting an overvoltage of the cell CELL2, and a delay circuit Delay for setting a delay time at the time of overvoltage detection and at the time of recovery by the outputs of the overvoltage detection circuits VD1 and VD3. , Low voltage detection circuits VD2 and VD
Oscillator OSC (frequency 10 KHz, On-Duty 1) for pulse charging to the low voltage return voltage by the output of
0%). OUT terminal is CMO
S output.

【0018】図3は、ディレイ回路Deleyの具体的
構成例を示す図である。同図に示すように、CMOSイ
ンバータを縦列接続した構成を有し、初段のCMOSイ
ンバータに定電流源10(電流I1)と定電流源20
(電流I2)が直列に接続され、初段のCMOSインバ
ータの後段にコンデンサCが接続されている。
FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration example of the delay circuit Deley. As shown in the figure, the CMOS inverter has a configuration in which CMOS inverters are connected in cascade, and a constant current source 10 (current I1) and a constant current source 20
(Current I2) are connected in series, and a capacitor C is connected to the subsequent stage of the first stage CMOS inverter.

【0019】図4は、図2の二次電池充電器制御用半導
体装置の動作を説明するためのタイムチャートである。
同図には、図2におけるセルCELL1の電圧、セルC
ELL2の電圧、ディレイ回路Deleyの入力信号
a,b、出力信号e、発振器OSCの入力信号c,d、
出力信号f、OUT端子へのOUT信号のタイムチャー
トを示してある。ここでは発振器OSCの発振パルスは
周波数10KHz,On−Duty10%としている。
FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of the secondary battery charger controlling semiconductor device of FIG.
FIG. 2 shows the voltage of the cell CELL1 in FIG.
ELL2, the input signals a and b of the delay circuit Deley, the output signal e, the input signals c and d of the oscillator OSC,
A time chart of the output signal f and the OUT signal to the OUT terminal is shown. Here, the oscillation pulse of the oscillator OSC has a frequency of 10 KHz and On-Duty of 10%.

【0020】以下、図4の各区間の状態を順次説明す
る。 (1)A−B区間では、セル電圧ゼロから低電圧復帰電
圧(Vrel3,Vrel4)までパルス充電される。
各セルどちらも低電圧復帰電圧を超えない限りパルス充
電は続く。パルス充電にする理由は、もし低電圧付近で
フル充電すると、パッケージの発熱が大きいため、パッ
ケージが熱で溶けたり、または燃える可能性があるため
である。
Hereinafter, the state of each section of FIG. 4 will be sequentially described. (1) In the AB section, pulse charging is performed from a cell voltage of zero to a low voltage return voltage (Vrel3, Vrel4).
Pulse charging continues as long as neither cell exceeds the low voltage release voltage. The reason for the pulse charging is that if the battery is fully charged near a low voltage, the package generates a large amount of heat, and the package may be melted or burned by the heat.

【0021】(2)B−C区間は、PNPバイポーラト
ランジスタ3がフルオン(ベース電位=GND)状態
(On−Duty100%)で各セルの過電圧検出電圧
(Vdet1,Vdet2)まで充電される。どちらか
が一方でも早く過電圧を検出するとディレイ回路Del
eyが働く。ディレイ回路Deleyを設ける理由は2
つあり、第1の理由は、検出する迄に基板VDDにノイ
ズがのることによりセル電位も同様にノイズがのり検出
してしまうためである。第2の理由は、検出直後にPN
Pバイポーラトランジスタ3をオフするとセル電位が急
激に振れて復帰してしまうためである。
(2) In the BC section, the PNP bipolar transistor 3 is charged to the overvoltage detection voltages (Vdet1, Vdet2) of each cell when the PNP bipolar transistor 3 is fully on (base potential = GND) (On-Duty 100%). If either one detects the overvoltage early, the delay circuit Del
ey works. The reason for providing the delay circuit Delay is 2
The first reason is that the noise is applied to the substrate VDD before the detection, so that the cell potential is also detected with the noise. The second reason is that immediately after detection, PN
This is because, when the P bipolar transistor 3 is turned off, the cell potential rapidly changes and returns.

【0022】(3)C−D区間は、過電圧検出ディレイ
時間である。このディレイは図3の回路で作っている。
過電圧検出ディレイディレイ時間tVdetは下記の式
で定義される。 tVdet=内部容量C×(VDD−PchMOSトラ
ンジスタ30のVth)/定電流 I1
(3) The section CD is an overvoltage detection delay time. This delay is made by the circuit of FIG.
The overvoltage detection delay time tVdet is defined by the following equation. tVdet = internal capacitance C × (VDD−Vth of PchMOS transistor 30) / constant current I1

【0023】すなわち、過電圧検出ディレイディレイ時
間は、内部容量Cに定電流源10(定電流I1)を通し
て充電し、PchMOSトランジスタ30が導通閾値以
下になってオフするまでの時間である。
That is, the overvoltage detection delay time is the time from when the internal capacitance C is charged through the constant current source 10 (constant current I1) to when the PchMOS transistor 30 falls below the conduction threshold and turns off.

【0024】(4)D−E区間は、PNPバイポーラト
ランジスタ3はオフ(ベース電位=VDD)する。各セ
ル電圧は、そのまま過電圧復帰電圧(Vrel1,Vr
el2)まで自然放電する。どちらも過電圧復帰電圧ま
で達しない限り、復帰ディレイ回路は働かない。復帰デ
ィレイが必要な理由は、前述した検出ディレイ同様、復
帰する迄に基板VDDにノイズがのることにより、セル
電位も同様にノイズがのり復帰してしまうためである。
(4) In the section D-E, the PNP bipolar transistor 3 is turned off (base potential = VDD). Each cell voltage is directly overvoltage recovery voltage (Vrel1, Vr
el2). The recovery delay circuit does not work unless the voltage reaches the overvoltage recovery voltage. The reason why the return delay is necessary is that, similarly to the detection delay described above, the noise is applied to the substrate VDD before the return, and thus the cell potential also returns due to the noise.

【0025】(5)E−F区間は、過電圧復帰ディレイ
時間である。このディレイは図3のディレイ回路で作っ
ている。過電圧復帰ディレイディレイ時間tVrelは
下記の式で定義される。 tVrel=内部容量C×(VDD−NchMOSトラ
ンジスタ40のVth)/定電流I2
(5) The section EF is an overvoltage recovery delay time. This delay is made by the delay circuit shown in FIG. The overvoltage recovery delay time tVrel is defined by the following equation. tVrel = internal capacitance C × (VDD−Vth of NchMOS transistor 40) / constant current I2

【0026】すなわち、過電圧復帰ディレイディレイ時
間は、内部容量Cに蓄積された電荷を定電流源20(定
電流I2)を通して放電し、NchMOSトランジスタ
40が導通閾値以下になってオフするまでの時間であ
る。
That is, the overvoltage recovery delay time is the time from when the electric charge accumulated in the internal capacitance C is discharged through the constant current source 20 (constant current I2) until the NchMOS transistor 40 falls below the conduction threshold and turns off. is there.

【0027】(6)G−H区間は、一方のセル電圧(こ
の場合はCell1)が低電圧復帰電圧以下なので他方
のセル電圧(この場合はCell2)が過電圧検出電圧
に達するまでパルス充電する。
(6) In the GH section, one of the cell voltages (in this case, Cell1) is equal to or lower than the low voltage recovery voltage, so that pulse charging is performed until the other cell voltage (in this case, Cell2) reaches the overvoltage detection voltage.

【0028】(7)H−I区間は、上記で示したC−D
区間と同様である。 (8)I−J区間は、上記で示したD−E区間と同様で
ある。 (9)J−K区間は、上記で示したE−F区間と同様で
ある。 (10)K−L区間は、セルCELL2の電圧は低電圧
復帰電圧以上であるが、他方のセルCell1の電圧が
まだ低電圧復帰電圧に達していないため、パルス充電と
なっている。
(7) In the HI section, the CD shown above is used.
Same as the section. (8) The IJ section is the same as the DE section described above. (9) The JK section is the same as the EF section described above. (10) In the section KL, the voltage of the cell CELL2 is equal to or higher than the low voltage reset voltage, but the voltage of the other cell Cell1 has not yet reached the low voltage reset voltage, so pulse charging is performed.

【0029】(11)L−M区間は、上記で示したB−
C区間と同様である。 (12)M−N区間は、上記で示したC−D区間と同様
である。 (13)N−O区間は、上記で示したD−E区間と同様
である。 (14)O−P区間は、上記で示したE−F区間と同様
である。
(11) The LM section is the B-M
This is the same as section C. (12) The MN section is the same as the CD section described above. (13) The NO section is the same as the DE section described above. (14) The OP section is the same as the EF section described above.

【0030】以上のようにして生成されたOUT信号が
OUT端子から出力され、抵抗を介してPNPバイポー
ラトランジスタ3のベースに印加される。これによりP
NPバイポーラトランジスタ3のオン/オフが制御さ
れ、二次電池の充電が過充電を起こすことなく安全に安
価な構成で実現することができる。
The OUT signal generated as described above is output from the OUT terminal and applied to the base of the PNP bipolar transistor 3 via a resistor. This gives P
The on / off of the NP bipolar transistor 3 is controlled, and the charging of the secondary battery can be realized with a safe and inexpensive configuration without overcharging.

【0031】図5の回路構成を用いて、PNPバイポー
ラトランジスタの発熱を、ベース抵抗300Ω、PG
(パルス発生器)の周波数10KHz、充電電流を50
0mA,750mA,1A、On−Dutyを10%,
20%,30%に変えて実験を行った。
Using the circuit configuration of FIG. 5, the heat generated by the PNP bipolar transistor is reduced by a base resistance of 300Ω and a PG
(Pulse generator) frequency 10 KHz, charging current 50
0 mA, 750 mA, 1 A, 10% On-Duty,
The experiment was performed by changing to 20% and 30%.

【0032】図6は、上記実験の結果を示す図である。
同図(a)は、On−Dutyを10%とした場合の実
験結果を、同図(b)は、On−Dutyを20%とし
た場合の実験結果を、同図(c)は、On−Dutyを
30%とした場合の実験結果を示している。なお、同図
(c)では、電流を1Aとした場合にPNPバイポーラ
トランジスタ3の温度が100℃以上になり燃えてしま
うので実験を行わなかった。
FIG. 6 shows the results of the above experiment.
FIG. 12A shows the experimental result when On-Duty is set to 10%, FIG. 10B shows the experimental result when On-Duty is set to 20%, and FIG. -The experiment result at the time of setting Duty to 30% is shown. Note that, in FIG. 3C, when the current was 1 A, the temperature of the PNP bipolar transistor 3 became 100 ° C. or more and the PNP bipolar transistor 3 was burned.

【0033】PNPバイポーラトランジスタ3が燃えて
しまうのを防ぐためには、発熱を100℃以下におさえ
る必要がある。そのためには、上記実験の結果、充電電
流1Aまで耐えるこのできるパルスのOn−Dutyは
10%〜20%程度が適度な値となることがわかった。
In order to prevent the PNP bipolar transistor 3 from burning, it is necessary to reduce the heat generation to 100 ° C. or less. For this purpose, as a result of the above experiment, it has been found that the on-duty of such a pulse that can withstand a charging current of 1 A takes an appropriate value of about 10% to 20%.

【0034】なお、上記実施例の回路構成は、単に一例
を示したに過ぎず、同様の機能を有するものであれば別
の構成を採用してもよい。例えば、PNPバイポーラト
ランジスタはスイッチ制御可能な他の素子に変えてもよ
い。
The circuit configuration of the above embodiment is merely an example, and another configuration may be employed as long as it has a similar function. For example, the PNP bipolar transistor may be changed to another switch-controllable element.

【0035】また、上記実施例では、2つのセルを充電
する場合を例にして、2つの過電圧検出回路(過電圧検
出回路VD1,過電圧検出回路VD3)と、2つの低電
圧検出回路(低電圧検出回路VD2,低電圧検出回路V
D4)とを設けた構成例を示したが、1つのセルを充電
する場合は、図7に示すように、過電圧検出回路と低電
圧検出回路は1個でよいことはいうまでもない。
In the above embodiment, two cells are charged as an example, and two overvoltage detection circuits (overvoltage detection circuits VD1 and VD3) and two low voltage detection circuits (low voltage detection circuits). Circuit VD2, low voltage detection circuit V
D4) is shown, but when one cell is charged, it goes without saying that only one overvoltage detection circuit and one low voltage detection circuit are required as shown in FIG.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を有す
る。すなわち、 (a)請求項1〜7記載の発明によれば、過電圧を検出
し、その検出結果により充電路のオンオフを制御するよ
うにしているので、例え、二次電池用充電器で1次電池
を充電した場合であっても、過電圧による電池の液漏れ
や、爆発から電池や充電器を保護することができる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. (A) According to the first to seventh aspects of the present invention, the overvoltage is detected and the on / off of the charging path is controlled based on the detection result. Even when the battery is charged, the battery and the charger can be protected from battery leakage due to overvoltage and explosion.

【0037】(b)また、請求項1〜5記載の発明によ
れば、パルスによる充電方法を採用しているため、パッ
ケージの発熱によるパッケージや充電器の破損を防止す
ることができる。
(B) According to the first to fifth aspects of the present invention, since the charging method using a pulse is adopted, damage to the package and the charger due to heat generation of the package can be prevented.

【0038】(c)さらに、請求項1〜7記載の発明に
よれば、マイコンなどの高価な素子を用いないので、廉
価な二次電池充電器を実現できる。
(C) Further, according to the first to seventh aspects of the present invention, since an expensive element such as a microcomputer is not used, an inexpensive secondary battery charger can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る二次電池(Ni―Cd、Ni―M
Hなど)専用充電器の二次電池充電器制御用半導体装置
のブロック図である。
FIG. 1 shows a secondary battery (Ni—Cd, Ni—M) according to the present invention.
H) is a block diagram of a semiconductor device for controlling a secondary battery charger of a dedicated charger.

【図2】本発明に係る二次電池充電器制御用半導体装置
1のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a secondary battery charger controlling semiconductor device 1 according to the present invention.

【図3】ディレイ回路Deleyの具体的構成例を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a specific configuration example of a delay circuit Deley.

【図4】図2の二次電池充電器制御用半導体装置の動作
を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 4 is a time chart for explaining an operation of the semiconductor device for controlling a secondary battery charger shown in FIG. 2;

【図5】PNPバイポーラトランジスタの発熱を、ベー
ス抵抗300Ω、PG(パルス発生器)の周波数10K
Hz、充電電流を500mA,750mA,1A、On
−Dutyを10%,20%,30%に変えて行った実
験の回路構成を説明するための図である。
FIG. 5 shows that the heat generation of the PNP bipolar transistor is controlled by a base resistance of 300Ω and a PG (pulse generator) frequency of 10K.
Hz, charging current 500 mA, 750 mA, 1 A, On
FIG. 11 is a diagram for explaining a circuit configuration of an experiment performed by changing −Duty to 10%, 20%, and 30%.

【図6】図5の回路構成により行った実験の結果を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing the results of an experiment performed with the circuit configuration of FIG. 5;

【図7】1個の過電圧検出回路と低電圧検出回路を有す
る二次電池充電器制御用半導体装置の構成例を示す図で
ある。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a secondary battery charger control semiconductor device having one overvoltage detection circuit and one low voltage detection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:二次電池充電器制御用半導体装置、 2:ダイオード、 3:PNPバイポーラトランジスタ、 4:キャパシタンス、 5:充電器、 10,20:定電流源、 30:PchMOSトランジスタ、 40:NchMOSトランジスタ。 1: semiconductor device for controlling a secondary battery charger, 2: diode, 3: PNP bipolar transistor, 4: capacitance, 5: charger, 10, 20: constant current source, 30: PchMOS transistor, 40: NchMOS transistor.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1以上の一次または二次電池の過電圧を
検出する過電圧検出手段と、該過電圧検出手段の出力を
遅延する遅延手段と、該遅延手段の出力に基づいて一次
または二次電池の充電経路のオンオフを制御する信号を
出力する制御信号出力手段とを有し、該制御信号出力手
段により前記充電経路を制御し、所定の電圧までパルス
充電により充電することを特徴とする二次電池充電器制
御用半導体装置。
1. An overvoltage detecting means for detecting an overvoltage of one or more primary or secondary batteries, a delay means for delaying an output of the overvoltage detecting means, and a detecting means for detecting an overvoltage of the primary or secondary battery based on an output of the delay means. Control signal output means for outputting a signal for controlling ON / OFF of a charging path, wherein the charging signal is controlled by the control signal output means and charged to a predetermined voltage by pulse charging. A semiconductor device for controlling a charger.
【請求項2】 所定の電圧(低電圧復帰電圧)までパル
ス充電により充電し、その後フル充電することを特徴と
する請求項1記載の二次電池充電器制御用半導体装置。
2. The semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to claim 1, wherein the battery is charged to a predetermined voltage (low-voltage recovery voltage) by pulse charging, and then fully charged.
【請求項3】 前記パルスのデューティーを、充電経路
となる制御トランジスタを破壊しない発熱量となるよう
に設定したことを特徴とする請求項1または2に記載の
二次電池充電器制御用半導体装置。
3. The semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to claim 1, wherein a duty of the pulse is set so as to be a heat generation amount that does not destroy a control transistor serving as a charging path. .
【請求項4】 前記パルスのデューティーを10%〜2
0%にしたことを特徴とする請求項3記載の二次電池充
電器制御用半導体装置。
4. The pulse duty is 10% to 2%.
4. The semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to claim 3, wherein the value is set to 0%.
【請求項5】 前記パルスの周波数を10kHz〜10
0kHzにしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれ
か1項に記載の二次電池充電器制御用半導体装置。
5. The frequency of the pulse is set to 10 kHz to 10 kHz.
The semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to any one of claims 1 to 4, wherein the frequency is set to 0 kHz.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の二
次電池充電器制御用半導体装置を備えたことを特徴とす
る二次電池充電器。
6. A secondary battery charger comprising the semiconductor device for controlling a secondary battery charger according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 電流逆流防止用ダイオードと、電圧安定
化キャパシタと、充電経路のオンオフを制御する制御ト
ランジスタとを有し、請求項1〜5のいずれか1項に記
載の二次電池充電器制御用半導体装置における前記制御
信号出力手段の出力により前記制御トランジスタのオン
オフを制御することを特徴とする二次電池充電器。
7. The secondary battery charger according to claim 1, further comprising a current backflow prevention diode, a voltage stabilizing capacitor, and a control transistor for controlling on / off of a charging path. A secondary battery charger characterized in that on / off of the control transistor is controlled by an output of the control signal output means in the control semiconductor device.
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