JP2002044871A - 電池用保護回路 - Google Patents
電池用保護回路Info
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- JP2002044871A JP2002044871A JP2000222015A JP2000222015A JP2002044871A JP 2002044871 A JP2002044871 A JP 2002044871A JP 2000222015 A JP2000222015 A JP 2000222015A JP 2000222015 A JP2000222015 A JP 2000222015A JP 2002044871 A JP2002044871 A JP 2002044871A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な素子、構成により温度に対する保護機
能を付加できるようにする。 【解決手段】 二次電池１に充放電制御スイッチ素子Ｑ
１、Ｑ２を直列に接続し、電池電圧より過充電又は過放
電を判定して充放電制御スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２をオフ
に制御する電池パックの電池用保護回路であって、電池
パックの温度を検出する温度センサー１２と、該温度セ
ンサー１２より電池パックの温度が異常に上昇したこと
を判定して充放電制御スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２をオフに
制御する制御回路８〜１１とを備え、電池パックの温度
が異常に上昇したことを判定して充放電制御スイッチ素
子Ｑ１、Ｑ２をオフにして充放電を停止させ、温度保護
機能をＩＣ内部に搭載することができ、外付け部品を少
なくして温度に対する保護を可能にする。
能を付加できるようにする。 【解決手段】 二次電池１に充放電制御スイッチ素子Ｑ
１、Ｑ２を直列に接続し、電池電圧より過充電又は過放
電を判定して充放電制御スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２をオフ
に制御する電池パックの電池用保護回路であって、電池
パックの温度を検出する温度センサー１２と、該温度セ
ンサー１２より電池パックの温度が異常に上昇したこと
を判定して充放電制御スイッチ素子Ｑ１、Ｑ２をオフに
制御する制御回路８〜１１とを備え、電池パックの温度
が異常に上昇したことを判定して充放電制御スイッチ素
子Ｑ１、Ｑ２をオフにして充放電を停止させ、温度保護
機能をＩＣ内部に搭載することができ、外付け部品を少
なくして温度に対する保護を可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池に充放電
制御スイッチ素子を直列に接続し、電池電圧より過充電
又は過放電を判定して前記充放電制御スイッチ素子をオ
フに制御する電池パックの電池用保護回路に関する。
制御スイッチ素子を直列に接続し、電池電圧より過充電
又は過放電を判定して前記充放電制御スイッチ素子をオ
フに制御する電池パックの電池用保護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】図２は
従来の温度保護機能付き電池パックの構成例を示す図で
あり、１はセル、２、３、５は比較回路、４、６は設定
電圧源、７はオアゲート回路、Ｑ１は放電制御スイッチ
素子、Ｑ２は充電制御スイッチ素子、Ｒ１、Ｒ２は分圧
抵抗を示す。
従来の温度保護機能付き電池パックの構成例を示す図で
あり、１はセル、２、３、５は比較回路、４、６は設定
電圧源、７はオアゲート回路、Ｑ１は放電制御スイッチ
素子、Ｑ２は充電制御スイッチ素子、Ｒ１、Ｒ２は分圧
抵抗を示す。
【０００３】電池パックの従来の保護回路は、図２に示
すようにリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池な
どの化学セルであるセル１と、温度が上昇したときの保
護機能を有するＰＴＣと、放電制御スイッチ素子Ｑ１
と、充電制御スイッチ素子Ｑ２と、外部のスイッチ素子
である放電制御スイッチ素子Ｑ１、充電制御スイッチ素
子Ｑ２をオン／オフ制御し過充電や過放電、過電流の保
護を行うための保護ＩＣからなる。
すようにリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池な
どの化学セルであるセル１と、温度が上昇したときの保
護機能を有するＰＴＣと、放電制御スイッチ素子Ｑ１
と、充電制御スイッチ素子Ｑ２と、外部のスイッチ素子
である放電制御スイッチ素子Ｑ１、充電制御スイッチ素
子Ｑ２をオン／オフ制御し過充電や過放電、過電流の保
護を行うための保護ＩＣからなる。
【０００４】保護ＩＣは、電池電圧を検出する分圧抵抗
Ｒ１、Ｒ２、これらの検出電圧と設定電圧源４とを比較
する比較回路２、３、放電制御スイッチ素子Ｑ１と充電
制御スイッチ素子Ｑ２との直列回路の端子間電圧（放電
電流の検出電圧）と設定電圧源６とを比較する比較回路
５、比較回路３、５の出力を論理和処理するオアゲート
回路７などを有する。
Ｒ１、Ｒ２、これらの検出電圧と設定電圧源４とを比較
する比較回路２、３、放電制御スイッチ素子Ｑ１と充電
制御スイッチ素子Ｑ２との直列回路の端子間電圧（放電
電流の検出電圧）と設定電圧源６とを比較する比較回路
５、比較回路３、５の出力を論理和処理するオアゲート
回路７などを有する。
【０００５】そして、過充電や過放電、過電流の保護で
は、比較回路２で過充電を判定して充電制御スイッチ素
子Ｑ２をオフに制御し、比較回路３で過放電を判定し或
いは比較回路５で過電流を判定して放電制御スイッチ素
子Ｑ１をオフに制御している。また、電池パックの温度
上昇に対する保護では、ＰＴＣが高温時に高インピーダ
ンスになる正温度特性を利用し、また過電流時の自己発
熱により電流制限をしている。
は、比較回路２で過充電を判定して充電制御スイッチ素
子Ｑ２をオフに制御し、比較回路３で過放電を判定し或
いは比較回路５で過電流を判定して放電制御スイッチ素
子Ｑ１をオフに制御している。また、電池パックの温度
上昇に対する保護では、ＰＴＣが高温時に高インピーダ
ンスになる正温度特性を利用し、また過電流時の自己発
熱により電流制限をしている。
【０００６】上記のように従来の電池パックでは、温度
に対する保護を行うため、ＰＴＣのような保護機能を有
する素子や温度ヒューズを使用しているため高価、複雑
になる。ＰＴＣは、二次電池側に実装され、二次電池の
温度が高温になった場合に充電・放電電流を流さないよ
うに高インピーダンスになる正温度特性サーミスタであ
るが、近年、二次電池の小型化に伴って、ＰＴＣの実装
エリアがなくなってきている。
に対する保護を行うため、ＰＴＣのような保護機能を有
する素子や温度ヒューズを使用しているため高価、複雑
になる。ＰＴＣは、二次電池側に実装され、二次電池の
温度が高温になった場合に充電・放電電流を流さないよ
うに高インピーダンスになる正温度特性サーミスタであ
るが、近年、二次電池の小型化に伴って、ＰＴＣの実装
エリアがなくなってきている。
【０００７】また、温度ヒューズは、高価で取付け取替
え等の手間がかかると同時に、小型化への要求には満足
のいくものではなく、サーミスタ等の温度検出用素子を
使い保護回路に追加することも考えられるが、従来の使
い方では、部品点数が多くなり、やはり実装スペースや
価格も満足できるようにすることは難しいのが実情であ
った。
え等の手間がかかると同時に、小型化への要求には満足
のいくものではなく、サーミスタ等の温度検出用素子を
使い保護回路に追加することも考えられるが、従来の使
い方では、部品点数が多くなり、やはり実装スペースや
価格も満足できるようにすることは難しいのが実情であ
った。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、簡単な素子、構成により温度に対
する保護機能を付加できるようにするものである。
決するものであって、簡単な素子、構成により温度に対
する保護機能を付加できるようにするものである。
【０００９】そのために本発明は、二次電池に充放電制
御スイッチ素子を直列に接続し、電池電圧より過充電又
は過放電を判定して前記充放電制御スイッチ素子をオフ
に制御する電池パックの電池用保護回路であって、電池
パックの温度を検出する温度センサーと、該温度センサ
ーより電池パックの温度が異常に上昇したことを判定し
て前記充放電制御スイッチ素子をオフに制御する制御回
路とを備え、電池パックの温度が異常に上昇したことを
判定して前記充放電制御スイッチ素子をオフにして充放
電を停止させるように構成したことを特徴とするもので
ある。
御スイッチ素子を直列に接続し、電池電圧より過充電又
は過放電を判定して前記充放電制御スイッチ素子をオフ
に制御する電池パックの電池用保護回路であって、電池
パックの温度を検出する温度センサーと、該温度センサ
ーより電池パックの温度が異常に上昇したことを判定し
て前記充放電制御スイッチ素子をオフに制御する制御回
路とを備え、電池パックの温度が異常に上昇したことを
判定して前記充放電制御スイッチ素子をオフにして充放
電を停止させるように構成したことを特徴とするもので
ある。
【００１０】そして、前記制御回路は、前記温度センサ
ーより電池パックの温度が異常に上昇したときの判定信
号を前記過充電又は過放電の判定信号と論理和処理して
前記充放電制御スイッチ素子をオフに制御するように構
成し、過充電又は過放電を検出する過充放電設定電圧と
電池電圧とを比較する比較回路、及び温度の異常上昇を
検出する温度設定電圧と前記温度センサーの検出電圧と
を比較する比較回路を有することを特徴とするものであ
る。
ーより電池パックの温度が異常に上昇したときの判定信
号を前記過充電又は過放電の判定信号と論理和処理して
前記充放電制御スイッチ素子をオフに制御するように構
成し、過充電又は過放電を検出する過充放電設定電圧と
電池電圧とを比較する比較回路、及び温度の異常上昇を
検出する温度設定電圧と前記温度センサーの検出電圧と
を比較する比較回路を有することを特徴とするものであ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電池用保護
回路の実施の形態を示す図であり、１はセル、２、３、
５、１０は比較回路、４、６、１１は設定電圧源、７〜
９はオアゲート回路、１２は温度センサ、Ｑ１は放電制
御スイッチ素子、Ｑ２は充電制御スイッチ素子、Ｒ１、
Ｒ２は分圧抵抗を示す。
を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電池用保護
回路の実施の形態を示す図であり、１はセル、２、３、
５、１０は比較回路、４、６、１１は設定電圧源、７〜
９はオアゲート回路、１２は温度センサ、Ｑ１は放電制
御スイッチ素子、Ｑ２は充電制御スイッチ素子、Ｒ１、
Ｒ２は分圧抵抗を示す。
【００１２】図１において、比較回路２は、分圧抵抗Ｒ
１より検出される電池電圧を設定電圧源４と比較するこ
とにより、充電時に異常に電池電圧が高くる過充電を判
定（検出）するものであり、比較回路３は、分圧抵抗Ｒ
２より検出される電池電圧を設定電圧源４と比較するこ
とにより、放電時に異常に電池電圧が低くなる過放電を
判定するものである。比較回路５は、放電制御スイッチ
素子Ｑ１と充電制御スイッチ素子Ｑ２との直列回路の端
子間電圧を設定電圧源６と比較することにより、異常に
電流が流れて放電制御スイッチ素子Ｑ１と充電制御スイ
ッチ素子Ｑ２での電圧降下が高くなる過電流を判定する
ものである。比較回路１０は、温度センサ１２による検
出電圧を設定電圧源１１と比較することにより、温度が
異常に上昇したことを判定するものである。
１より検出される電池電圧を設定電圧源４と比較するこ
とにより、充電時に異常に電池電圧が高くる過充電を判
定（検出）するものであり、比較回路３は、分圧抵抗Ｒ
２より検出される電池電圧を設定電圧源４と比較するこ
とにより、放電時に異常に電池電圧が低くなる過放電を
判定するものである。比較回路５は、放電制御スイッチ
素子Ｑ１と充電制御スイッチ素子Ｑ２との直列回路の端
子間電圧を設定電圧源６と比較することにより、異常に
電流が流れて放電制御スイッチ素子Ｑ１と充電制御スイ
ッチ素子Ｑ２での電圧降下が高くなる過電流を判定する
ものである。比較回路１０は、温度センサ１２による検
出電圧を設定電圧源１１と比較することにより、温度が
異常に上昇したことを判定するものである。
【００１３】オアゲート回路７は、比較回路３と５の出
力信号を論理和（オア）処理し、オアゲート回路８は、
オアゲート回路７の出力信号と比較回路１０の出力信号
を論理和処理するものであり、このオアゲート回路８の
出力信号により放電制御スイッチ素子Ｑ１のゲートを制
御する。また、オアゲート回路９は、比較回路２と１０
の出力信号を論理和処理するものであり、この出力信号
により充電制御スイッチ素子Ｑ２のゲートを制御する。
力信号を論理和（オア）処理し、オアゲート回路８は、
オアゲート回路７の出力信号と比較回路１０の出力信号
を論理和処理するものであり、このオアゲート回路８の
出力信号により放電制御スイッチ素子Ｑ１のゲートを制
御する。また、オアゲート回路９は、比較回路２と１０
の出力信号を論理和処理するものであり、この出力信号
により充電制御スイッチ素子Ｑ２のゲートを制御する。
【００１４】上記構成により、過充電に対しては、比較
回路２でその判定がなされてその出力でオアゲート回路
９を通して充電制御スイッチ素子Ｑ２がオフに制御され
る。また、過放電に対しては、比較回路３でその判定が
なされてその出力でオアゲート回路７、８を通して放電
制御スイッチ素子Ｑ１がオフに制御され、過電流に対し
ては、比較回路５でその判定がなされてその出力でオア
ゲート回路７、８を通して放電制御スイッチ素子Ｑ１が
オフに制御される。そして、温度異常に対しては、比較
回路１０でその判定がなされてその出力でオアゲート回
路８を通して放電制御スイッチ素子Ｑ１がオフに制御さ
れると同時に、オアゲート回路９を通して充電制御スイ
ッチ素子Ｑ２がオフに制御される。
回路２でその判定がなされてその出力でオアゲート回路
９を通して充電制御スイッチ素子Ｑ２がオフに制御され
る。また、過放電に対しては、比較回路３でその判定が
なされてその出力でオアゲート回路７、８を通して放電
制御スイッチ素子Ｑ１がオフに制御され、過電流に対し
ては、比較回路５でその判定がなされてその出力でオア
ゲート回路７、８を通して放電制御スイッチ素子Ｑ１が
オフに制御される。そして、温度異常に対しては、比較
回路１０でその判定がなされてその出力でオアゲート回
路８を通して放電制御スイッチ素子Ｑ１がオフに制御さ
れると同時に、オアゲート回路９を通して充電制御スイ
ッチ素子Ｑ２がオフに制御される。
【００１５】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、それぞれの比較回路による過放電の
判定信号と過電流の判定信号とを論理和処理し、その信
号と温度異常の判定信号とを論理和処理したが、これら
オアゲート回路７、８を１つのオアゲート回路にして論
理和処理するように構成してもよい。
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、それぞれの比較回路による過放電の
判定信号と過電流の判定信号とを論理和処理し、その信
号と温度異常の判定信号とを論理和処理したが、これら
オアゲート回路７、８を１つのオアゲート回路にして論
理和処理するように構成してもよい。
【００１６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、二次電池に充放電制御スイッチ素子を直列に
接続し、電池電圧より過充電又は過放電を判定して充放
電制御スイッチ素子をオフに制御する電池パックの電池
用保護回路であって、電池パックの温度を検出する温度
センサーと、該温度センサーより電池パックの温度が異
常に上昇したことを判定して充放電制御スイッチ素子を
オフに制御する制御回路とを備え、電池パックの温度が
異常に上昇したことを判定して充放電制御スイッチ素子
をオフにして充放電を停止させるように構成したので、
温度保護機能をＩＣ内部に搭載することができ、外付け
部品を少なくして温度に対する保護が可能になる。
によれば、二次電池に充放電制御スイッチ素子を直列に
接続し、電池電圧より過充電又は過放電を判定して充放
電制御スイッチ素子をオフに制御する電池パックの電池
用保護回路であって、電池パックの温度を検出する温度
センサーと、該温度センサーより電池パックの温度が異
常に上昇したことを判定して充放電制御スイッチ素子を
オフに制御する制御回路とを備え、電池パックの温度が
異常に上昇したことを判定して充放電制御スイッチ素子
をオフにして充放電を停止させるように構成したので、
温度保護機能をＩＣ内部に搭載することができ、外付け
部品を少なくして温度に対する保護が可能になる。
【００１７】また、制御回路は、温度センサーより電池
パックの温度が異常に上昇したときの判定信号を過充電
又は過放電の判定信号と論理和処理して充放電制御スイ
ッチ素子をオフに制御し、過充電又は過放電を検出する
過充放電設定電圧と電池電圧とを比較する比較回路、及
び温度の異常上昇を検出する温度設定電圧と温度センサ
ーの検出電圧とを比較する比較回路を有するので、電池
パックの異常温度上昇時に充放電を停止させることがで
き、ＰＴＣを用いる従来のものより安全性を向上させる
ことができ、温度ヒューズを用いる従来のものより安価
に実装スペースの低減を図ることができる。
パックの温度が異常に上昇したときの判定信号を過充電
又は過放電の判定信号と論理和処理して充放電制御スイ
ッチ素子をオフに制御し、過充電又は過放電を検出する
過充放電設定電圧と電池電圧とを比較する比較回路、及
び温度の異常上昇を検出する温度設定電圧と温度センサ
ーの検出電圧とを比較する比較回路を有するので、電池
パックの異常温度上昇時に充放電を停止させることがで
き、ＰＴＣを用いる従来のものより安全性を向上させる
ことができ、温度ヒューズを用いる従来のものより安価
に実装スペースの低減を図ることができる。
【図１】 本発明に係る電池用保護回路の実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図２】 従来の温度保護機能付き電池パックの構成例
を示す図である。
を示す図である。
１…セル、２、３、５、１０…比較回路、４、６、１１
…設定電圧源、７〜９…オアゲート回路、１２…温度セ
ンサ、Ｑ１…放電制御スイッチ素子、Ｑ２…充電制御ス
イッチ素子、Ｒ１、Ｒ２…分圧抵抗
…設定電圧源、７〜９…オアゲート回路、１２…温度セ
ンサ、Ｑ１…放電制御スイッチ素子、Ｑ２…充電制御ス
イッチ素子、Ｒ１、Ｒ２…分圧抵抗
Claims (3)
- 【請求項１】 二次電池に充放電制御スイッチ素子を直
列に接続し、電池電圧より過充電又は過放電を判定して
前記充放電制御スイッチ素子をオフに制御する電池パッ
クの電池用保護回路であって、電池パックの温度を検出
する温度センサーと、該温度センサーより電池パックの
温度が異常に上昇したことを判定して前記充放電制御ス
イッチ素子をオフに制御する制御回路とを備え、電池パ
ックの温度が異常に上昇したことを判定して前記充放電
制御スイッチ素子をオフにして充放電を停止させるよう
に構成したことを特徴とする電池用保護回路。 - 【請求項２】 前記制御回路は、前記温度センサーより
電池パックの温度が異常に上昇したときの判定信号を前
記過充電又は過放電の判定信号と論理和処理して前記充
放電制御スイッチ素子をオフに制御するように構成した
ことを特徴とする請求項１記載の電池用保護回路。 - 【請求項３】 前記制御回路は、過充電又は過放電を検
出する過充放電設定電圧と電池電圧とを比較する比較回
路、及び温度の異常上昇を検出する温度設定電圧と前記
温度センサーの検出電圧とを比較する比較回路を有する
ことを特徴とする請求項２記載の電池用保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222015A JP2002044871A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 電池用保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222015A JP2002044871A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 電池用保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002044871A true JP2002044871A (ja) | 2002-02-08 |
Family
ID=18716321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000222015A Pending JP2002044871A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 電池用保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002044871A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005124964A1 (ja) * | 2004-06-16 | 2005-12-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 電池パックの保護回路および電池パック |
| KR100613944B1 (ko) | 2004-09-22 | 2006-08-21 | 넥스콘 테크놀러지 주식회사 | 과열방지회로가 내장된 배터리팩 |
| JP2006524899A (ja) * | 2003-04-25 | 2006-11-02 | モトローラ・インコーポレイテッド | 電池セルを過熱から保護し、電池パックを過充電／充電不足から保護するための二重用途サーミスタ |
| JP2008099411A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 放電制御装置および充電制御装置 |
| WO2009001844A1 (ja) * | 2007-06-25 | 2008-12-31 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | 電池パック |
| US20100092844A1 (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Takashi Takeda | Battery Pack |
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| CN113258656A (zh) * | 2021-07-08 | 2021-08-13 | 苏州赛芯电子科技股份有限公司 | 放电过温保护电路和锂电池保护系统 |
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| JPH11215716A (ja) * | 1998-01-20 | 1999-08-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池管理装置，電池パック及び電子機器 |
| JP2001057743A (ja) * | 1999-08-18 | 2001-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池保護装置 |
-
2000
- 2000-07-24 JP JP2000222015A patent/JP2002044871A/ja active Pending
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