JP2002165373A - Over discharge prevention circuit of battery and over discharge preventive method of battery - Google Patents

Over discharge prevention circuit of battery and over discharge preventive method of battery

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JP2002165373A JP2000354964A JP2000354964A JP2002165373A JP 2002165373 A JP2002165373 A JP 2002165373A JP 2000354964 A JP2000354964 A JP 2000354964A JP 2000354964 A JP2000354964 A JP 2000354964A JP 2002165373 A JP2002165373 A JP 2002165373A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent discharge in a period when recharge is necessary after a battery is discharged and over discharge. SOLUTION: The over discharge prevention circuit includes a first switching element 13 which is disposed between an electronic circuit 7 and a battery 2 and connected to the first pole side 3 of the battery 2, and a voltage divider resistance circuit 8 which is disposed between the plus and minus poles 3, 4 of the battery 2. The switching element 13 has a first switching voltage V1 which is operated with a higher voltage than the partial voltage of the battery voltage divided by the voltage divider resistance circuit 8, and it further includes a second switching element 14 which short-circuits a voltage dividing point 12 divided by the voltage divider resistance circuit 8, when the switching element 13 is operated, to the second pole side 4 of the battery 2. The first switching element 13 does not operate at a lower voltage than the predetermined voltage V1, and no current flows from the battery to the electronic circuit 7. If the battery voltage drops to a voltage at which voltage supply required by the electronic circuit can not be made, the voltage supply to the battery is completely stopped and useless current flow can be almost prevented.

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、バッテリの過放電
防止回路、及び、バッテリの過放電防止方法に関し、特
に、電子回路に電圧を供給するバッテリの過放電を防止
するバッテリの過放電防止回路、及び、バッテリの過放
電防止方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit for preventing overdischarge of a battery and a method for preventing overdischarge of a battery, and more particularly to a circuit for preventing overdischarge of a battery that supplies a voltage to an electronic circuit. And a method for preventing overdischarge of a battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】バッテリから電圧が供給される電子回路
を持つ電子機器が豊富に提供されている。その電子機器
の小型化に随伴して高性能・大容量化が進められる。そ
こに用いられるバッテリの寿命・連続動作時間の延長が
求められ、過放電は極力に防止されることが望まれる。
一般に、再充電型のバッテリはその長時間使用によりバ
ッテリ電荷が減少し、それに伴って内部抵抗が増加し出
力電圧が低下する性質がある。バッテリの過放電防止
は、特開平11−299121号で知られている。
2. Description of the Related Art An abundance of electronic devices having an electronic circuit to which a voltage is supplied from a battery are provided. With the miniaturization of the electronic equipment, high performance and large capacity are promoted. It is required to extend the life and continuous operation time of the battery used there, and it is desired that overdischarge is prevented as much as possible.
Generally, a rechargeable battery has a property that the battery charge decreases due to long-term use, and accordingly, the internal resistance increases and the output voltage decreases. Prevention of overdischarge of a battery is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-299121.

【0003】長時間使用により、図5に示されるよう
に、バッテリ電圧VBATが低下して、そのバッテリ電
圧VBATが電子回路の動作に必要である電圧を下回れ
ば、電子回路が停止し、バッテリの放電が停止する。バ
ッテリ放電の停止により、バッテリの内部抵抗による電
圧低下がなくなって、一次的にバッテリ電圧が上昇し、
電子回路が再び動作し、その結果、バッテリから電流が
引き出される。このような電流により、内部抵抗による
電圧降下が再び発生してバッテリ電圧が再び低下する。
このような低下が起こると、その電子回路に必要である
動作電圧が不足して、再びその電子回路が停止する繰り
返し現象が起きる。このような繰り返しが続くと、バッ
テリ電荷が減少して電子回路の動作に必要である電圧ま
でバッテリ電圧は上昇できなくなり、遂に電子回路に対
する電流供給が停止する。
[0005] As shown in FIG. 5, the battery voltage VBAT decreases due to prolonged use, and when the battery voltage VBAT falls below a voltage required for the operation of the electronic circuit, the electronic circuit is stopped and the battery is stopped. Discharge stops. By stopping the battery discharge, the voltage drop due to the internal resistance of the battery disappears, and the battery voltage temporarily increases,
The electronic circuit operates again, so that current is drawn from the battery. Such a current causes a voltage drop due to the internal resistance again, and the battery voltage drops again.
When such a decrease occurs, the operating voltage required for the electronic circuit becomes insufficient, and a repeated phenomenon that the electronic circuit stops again occurs. When such repetition continues, the battery charge decreases and the battery voltage cannot rise to a voltage required for the operation of the electronic circuit, and finally the current supply to the electronic circuit stops.

【0004】電子回路は一般に内部の能動素子を動作さ
せるためのバイアス回路を有していて、電子回路として
の機能が停止した後にも、その内部バイアス回路にバッ
テリから漏れ電流が流れ込み続ける。つまり、電子回路
の電源端子からみた入力抵抗が有限であるので、回路が
正常動作できない低い電圧でも、このような漏れ電流が
流れる。このため、電子回路の動作が停止した後に、長
時間報知しておけば、漏れ電流が流れ続けて遂にバッテ
リが空になってしまう。
An electronic circuit generally has a bias circuit for operating an internal active element. Even after the function of the electronic circuit is stopped, a leakage current from the battery continues to flow into the internal bias circuit. That is, since the input resistance viewed from the power supply terminal of the electronic circuit is finite, such a leakage current flows even at a low voltage at which the circuit cannot operate normally. For this reason, if the notification is performed for a long time after the operation of the electronic circuit is stopped, the leakage current continues to flow and the battery is finally emptied.

【0005】このようにバッテリが空になること以外
に、多くの問題点を合わせ持っている。バッテリから放
電電流がバースト的にオンとオフを繰り返して電子回路
に突入電流として流れ込んで、電子回路にダメージを与
える危険がある。無駄な放電は、再充電時間を長くす
る。動作・停止の繰り返しは、電源状態をモニタするL
EDを点滅させる。完全放電は、再充電による復旧の回
数を減少させ、バッテリ寿命を短縮することなど、多く
の問題点の存在が指摘されている。
[0005] There are many other problems besides emptying the battery. There is a danger that the discharge current from the battery is repeatedly turned on and off in a burst manner and flows into the electronic circuit as an inrush current, thereby damaging the electronic circuit. Useless discharge increases the recharge time. The operation / stop is repeated by monitoring the power state.
Blink ED. It has been pointed out that there are many problems with complete discharge, such as reducing the number of times of recovery by recharging and shortening battery life.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、バッ
テリが放電し再充電が必要である期間の放電又は過放電
を防止することができるバッテリの過放電防止回路、及
び、バッテリの過放電防止方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a battery over-discharge prevention circuit capable of preventing discharge or over-discharge during a period when the battery is discharged and needs to be recharged, and a battery over-discharge circuit. It is to provide a prevention method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】その課題を解決するため
の手段が、下記のように表現される。その表現中に現れ
る技術的事項には、括弧()つきで、番号、記号等が添
記されている。その番号、記号等は、本発明の実施の複
数の形態又は複数の実施例のうちの少なくとも1つの実
施の形態又は複数の実施例を構成する技術的事項、特
に、その実施の形態又は実施例に対応する図面に表現さ
れている技術的事項に付せられている参照番号、参照記
号等に一致している。このような参照番号、参照記号
は、請求項記載の技術的事項と実施の形態又は実施例の
技術的事項との対応・橋渡しを明確にしている。このよ
うな対応・橋渡しは、請求項記載の技術的事項が実施の
形態又は実施例の技術的事項に限定されて解釈されるこ
とを意味しない。
Means for solving the problem are described as follows. The technical items appearing in the expression are appended with numbers, symbols, and the like in parentheses (). The numbers, symbols, etc. are technical items that constitute at least one embodiment or a plurality of examples of the embodiments or examples of the present invention, in particular, the embodiments or the examples. Corresponds to the reference numerals, reference symbols, and the like assigned to the technical matters expressed in the drawings corresponding to the above. Such reference numbers and reference symbols clarify the correspondence and bridging between the technical matters described in the claims and the technical matters of the embodiments or examples. Such correspondence / bridge does not mean that the technical matters described in the claims are interpreted as being limited to the technical matters of the embodiments or the examples.

【0008】本発明によるバッテリの過放電防止回路
は、電子回路(7)とバッテリ(2)の間に介設されバ
ッテリ(2)の第1極側に接続される第1スイッチング
素子(13)と、バッテリ(2)の正負極間に介設され
る分圧抵抗回路(8)とを含み、第1スイッチング素子
(13)は、第1スイッチング電圧を有し、分圧抵抗回
路(8)により分圧されるバッテリ電圧の分圧電圧が第
1スイッチング電圧よりも高い条件で動作し、第1スイ
ッチング素子(13)が動作すれば分圧抵抗回路(8)
により分圧される分圧点(12)をバッテリ(2)の第
2極側に短絡する第2スイッチング素子(14)を更に
含み、第2スイッチング素子(14)は、第2スイッチ
ング電圧を有し、第1スイッチング素子(13)の電子
回路側の端子電圧が第2スイッチング電圧よりも高い条
件で動作する。バッテリの再充電が必要である期間の放
電が実質的に完全に防止される。
The battery over-discharge prevention circuit according to the present invention is provided between the electronic circuit (7) and the battery (2) and connected to the first pole of the battery (2). And a voltage dividing resistance circuit (8) interposed between the positive and negative electrodes of the battery (2), wherein the first switching element (13) has a first switching voltage and has a voltage dividing resistance circuit (8). Operates under the condition that the divided voltage of the battery voltage divided by the first switching voltage is higher than the first switching voltage. If the first switching element (13) operates, the voltage dividing resistor circuit (8)
And a second switching element (14) that short-circuits the voltage dividing point (12) to the second pole side of the battery (2), and the second switching element (14) has a second switching voltage. The first switching element (13) operates under the condition that the terminal voltage on the electronic circuit side is higher than the second switching voltage. Discharge during periods when the battery needs to be recharged is substantially completely prevented.

【0009】規定された電圧(V1)より低い電圧で
は、第1スイッチング素子(13)は動作せず、バッテ
リから電子回路(7)には全く電流が流れず、オン・オ
フの繰り返しは全くない。電子回路(7)に必要である
電圧より低い電圧が電子回路(7)に供給されようとし
た瞬間に、その電圧供給が概ね完全に停止し、無駄に流
れる電流はほぼ完全に零になる。降下する電池電圧(V
BAT)に対応して第1スイッチング素子(13)が敏
捷に反応して停止し、無駄な電流の流れが更に有効に防
止される。
At a voltage lower than the prescribed voltage (V1), the first switching element (13) does not operate, no current flows from the battery to the electronic circuit (7), and no on / off is repeated. . At a moment when a voltage lower than that required for the electronic circuit (7) is about to be supplied to the electronic circuit (7), the supply of the voltage is almost completely stopped, and the unnecessary current flows to almost completely zero. Battery voltage (V
BAT), the first switching element (13) stops responding and reacts quickly, and the flow of useless current is more effectively prevented.

【0010】第1スイッチング素子は、第1トランジス
タ(13)で形成され、第2スイッチング素子は第2ト
ランジスタ(14)で形成され、その端子電圧は第1ト
ランジスタ(13)のドレイン側の電圧である。第1ス
イッチング電圧は、第1トランジスタ(13)のゲート
カット電圧であり、第2スイッチング電圧は、第2トラ
ンジスタ(14)のゲートカット電圧である。第1トラ
ンジスタ(13)のゲートカット電圧は、バッテリ
(2)の電圧の上昇点と下降点に高精度に対応して、バ
ッテリ電圧(VBAT)の供給を適正時点で高精度に開
始し、且つ、停止させることができる。
The first switching element is formed by a first transistor (13), and the second switching element is formed by a second transistor (14). The terminal voltage of the first switching element is a voltage on the drain side of the first transistor (13). is there. The first switching voltage is a gate cut voltage of the first transistor (13), and the second switching voltage is a gate cut voltage of the second transistor (14). The gate cut voltage of the first transistor (13) corresponds to the rising point and the falling point of the voltage of the battery (2) with high accuracy, so that the supply of the battery voltage (VBAT) is started with high accuracy at an appropriate time, and , Can be stopped.

【0011】第1トランジスタ(13)はpチャンネル
MOSトランジスタ又はnチャンネルMOSトランジス
タであり、第2トランジスタ(14)はnチャンネルM
OSトランジスタ又はpチャンネルMOSトランジスタ
であり、動作の開始と停止が瞬時的である。この場合、
第1トランジスタ(13)のソースはバッテリの正極側
又は負極側に接続され、第2トランジスタ(14)のソ
ースはバッテリの負極側又は正極側に接続されることに
なる。その分圧点(12)は、第1トランジスタ(1
3)のゲートと第2トランジスタ(14)のドレインに
接続され、第1トランジスタ(13)のドレインは第2
トランジスタ(14)のゲートに接続されている。
The first transistor (13) is a p-channel MOS transistor or an n-channel MOS transistor, and the second transistor (14) is an n-channel MOS transistor.
It is an OS transistor or a p-channel MOS transistor, and starts and stops operation instantaneously. in this case,
The source of the first transistor (13) is connected to the positive or negative electrode of the battery, and the source of the second transistor (14) is connected to the negative or positive electrode of the battery. The voltage dividing point (12) is connected to the first transistor (1
3) is connected to the gate of the second transistor (14) and the drain of the first transistor (13) is connected to the second transistor (14).
It is connected to the gate of the transistor (14).

【0012】本発明によるバッテリの過放電防止方法
は、バッテリ(2)から電子回路(7)にスイッチング
素子(13)を介して電力を供給すること、時刻t0で
バッテリ(2)を電子回路(7)にスイッチング素子
(13)を介して接続すること、バッテリ電圧(VBA
T)が規定される電圧に上昇する時刻t1でスイッチン
グ素子(13)の導通を急峻に開始すること、バッテリ
電圧(VBAT)が規定される電圧に下降する時刻t2
でスイッチング素子(13)の導通を急峻に停止するこ
ととから構成されている。
According to the method for preventing overdischarge of a battery according to the present invention, power is supplied from a battery (2) to an electronic circuit (7) via a switching element (13). 7) via a switching element (13), the battery voltage (VBA
At a time t1 when T) rises to a prescribed voltage, the conduction of the switching element (13) starts sharply, and at a time t2 when the battery voltage (VBAT) falls to a prescribed voltage.
And the conduction of the switching element (13) is rapidly stopped.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】図に対応して、本発明によるバッ
テリの過放電防止回路の実施の形態は、BAT(バッテ
リ)とCKT(電子回路)との間に過放電防止回路が設
けられている。その過放電防止回路1は、図1に示され
るように、BAT2の正極側に接続する正極側端子3
と、BAT2の負極側に接続する負極側端子4とを介し
て、BAT2に接続している。過放電防止回路1は、正
極側出力端子5と、負極側出力端子6とを介して、CK
T7に接続している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Corresponding to the drawings, an embodiment of a circuit for preventing overdischarge of a battery according to the present invention has an overdischarge prevention circuit provided between a BAT (battery) and a CKT (electronic circuit). I have. As shown in FIG. 1, the overdischarge prevention circuit 1 has a positive terminal 3 connected to the positive electrode of the BAT 2.
And BAT2 via a negative terminal 4 connected to the negative electrode of BAT2. The overdischarge prevention circuit 1 is connected to the CK through a positive output terminal 5 and a negative output terminal 6.
Connected to T7.

【0014】BAT2の正電極と負電極の間に、分圧抵
抗回路8が介設されている。分圧抵抗回路8は、高抵抗
の第1抵抗9と高抵抗の第2抵抗11の直列接続により
形成されている。第1抵抗9は、正電極側に配置され、
第2抵抗11は負電極側に配置されている。第1抵抗9
と第2抵抗11によりバッテリ電圧VBATが分圧さ
れ、第1抵抗9と第2抵抗11との間に分圧点12が形
成されている。
A voltage dividing resistor circuit 8 is provided between the positive and negative electrodes of the BAT 2. The voltage dividing resistor circuit 8 is formed by connecting a high-resistance first resistor 9 and a high-resistance second resistor 11 in series. The first resistor 9 is disposed on the positive electrode side,
The second resistor 11 is arranged on the negative electrode side. First resistor 9
The battery voltage VBAT is divided by the first resistor 9 and the second resistor 11, and a voltage dividing point 12 is formed between the first resistor 9 and the second resistor 11.

【0015】相補的トランジスタ対が、正極側端子3と
負極側端子4との間に相補的に介設されている。その相
補的トランジスタ対は、第1トランジスタ13と第2ト
ランジスタ14とにより構成されている。第1トランジ
スタ13は、pチャンネルMOSトランジスタが例示さ
れている。第2トランジスタ14は、nチャンネルMO
Sトランジスタが例示されている。
A complementary transistor pair is interposed between the positive terminal 3 and the negative terminal 4 in a complementary manner. The complementary transistor pair includes a first transistor 13 and a second transistor 14. The first transistor 13 is exemplified by a p-channel MOS transistor. The second transistor 14 is an n-channel MO
An S transistor is illustrated.

【0016】第1トランジスタ13のソースは、正極側
端子3に直接に接続されている。第1トランジスタ13
のドレインは、正極側出力端子5に直接に接続されてい
る。第2トランジスタ14のソースは、負極側端子4と
負極側出力端子6とに直接に接続されている。第2トラ
ンジスタ14のゲートは、正極側出力端子5に直接に接
続されている。第1トランジスタ13のゲートと第2ト
ランジスタ14のドレインは、直接に分圧点12に接続
されている。従って、第2トランジスタ14のゲート
は、第1トランジスタ13のドレインに直接に接続し、
分圧点12の分圧電圧が第1トランジスタ13のゲート
と第2トランジスタ14のドレインに印加されている。
The source of the first transistor 13 is directly connected to the positive terminal 3. First transistor 13
Are connected directly to the positive output terminal 5. The source of the second transistor 14 is directly connected to the negative terminal 4 and the negative output terminal 6. The gate of the second transistor 14 is directly connected to the positive output terminal 5. The gate of the first transistor 13 and the drain of the second transistor 14 are directly connected to the voltage dividing point 12. Therefore, the gate of the second transistor 14 is directly connected to the drain of the first transistor 13,
The divided voltage at the dividing point 12 is applied to the gate of the first transistor 13 and the drain of the second transistor 14.

【0017】分圧抵抗回路8は、第1トランジスタ13
にバイアス電圧を供給するためのものであり、バイアス
電流を供給するためのものではないから、第1抵抗9と
第2抵抗11とには高抵抗R1と高抵抗R2とがそれぞ
れに適正に与えられている。R1+R2=1MΩであれ
ば、バッテリ電圧VBATが平均的に12Vが仮定さ
れ、分圧抵抗回路8には、12μA(=12V/1M
Ω)の電流が流れる。バッテリ容量は600mAHが通
常に許容され、この場合の電流値は、放電時間換算で5
万時間(=600mAH/12μA)に相当し、想定さ
れる通常の使用状況では無視し得るほどに小さい値であ
る。
The voltage dividing resistor circuit 8 includes a first transistor 13
The first resistor 9 and the second resistor 11 are appropriately supplied with a high resistance R1 and a high resistance R2, respectively, for supplying a bias voltage to the first resistor 9 and not for supplying a bias current. Have been. If R1 + R2 = 1 MΩ, the battery voltage VBAT is assumed to be 12 V on average, and 12 μA (= 12 V / 1 M
Ω). The battery capacity is normally 600 mAH, and the current value in this case is 5 in terms of discharge time.
This corresponds to 10,000 hours (= 600 mAH / 12 μA), which is negligibly small in an assumed normal use situation.

【0018】図2は、第1トランジスタ13の電流特性
を示している。その横軸は、ソース・ゲート間電圧Vs
gを示し、その縦軸はドレイン電流Idを示している。
ソース・ゲート間電圧Vsgがゲートカット電圧V1を
越えればドレイン電流Idが流れ、ソース・ゲート間電
圧Vsgがゲートカット電圧V1未満であれば第1トラ
ンジスタ13はオフしていてドレイン電流は流れない。
第1トランジスタ13のこのようなゲートカット電圧V
1は、バッテリ電圧VBATの充電電圧値を抵抗分割す
る分圧点12の電圧以下になるように設定されている。
分圧点12の電圧であるソース・ゲート間電圧Vsgが
このように設定されたゲートカット電圧V1を越えるこ
とが、第1トランジスタ13がオンするための条件であ
る。
FIG. 2 shows current characteristics of the first transistor 13. The horizontal axis is the source-gate voltage Vs
g, and the vertical axis indicates the drain current Id.
If the source-gate voltage Vsg exceeds the gate cut voltage V1, the drain current Id flows. If the source-gate voltage Vsg is less than the gate cut voltage V1, the first transistor 13 is off and no drain current flows.
Such a gate cut voltage V of the first transistor 13
1 is set to be equal to or lower than the voltage at the voltage dividing point 12 at which the charging voltage value of the battery voltage VBAT is divided by the resistance.
The condition for turning on the first transistor 13 is that the source-gate voltage Vsg, which is the voltage at the voltage dividing point 12, exceeds the gate cut voltage V1 set in this way.

【0019】第2トランジスタ14のゲートカット電圧
V2は、バッテリ電圧VBATの充電電圧から第1トラ
ンジスタ13のオン電圧を引いた値より以下になるよう
に設定されている。バッテリ電圧VBATの充電電圧か
ら第1トランジスタ13のソース・ドレイン間電圧を引
いた値が、第2トランジスタ14のゲートカット電圧V
2以上になることが、第2トランジスタ14がオンする
ための条件である。第1トランジスタ13のオン電圧V
1と第2トランジスタ14のオン電圧V2の間に、大小
関係の制限はない。
The gate cut voltage V2 of the second transistor 14 is set to be lower than a value obtained by subtracting the ON voltage of the first transistor 13 from the charging voltage of the battery voltage VBAT. The value obtained by subtracting the source-drain voltage of the first transistor 13 from the charge voltage of the battery voltage VBAT is the gate cut voltage V2 of the second transistor 14.
The condition of 2 or more is a condition for turning on the second transistor 14. ON voltage V of first transistor 13
There is no restriction on the magnitude relationship between the first voltage and the ON voltage V2 of the second transistor.

【0020】図3は、本発明によるバッテリの過放電防
止方法の実施の形態を示している。図3(a)は、バッ
テリ電圧VBATと第1トランジスタ13のソース・ゲ
ート間電圧Vsgの時間波形を示している。図3(b)
は、バッテリ2から電子回路7に供給される電流(CK
T電流)を示している。時刻t0でバッテリが過放電防
止回路1を介してCKT7に接続される。第1トランジ
スタ13は、時刻t1まではオフである。第1トランジ
スタ13のソースとゲートの間には、バッテリ電圧VB
ATの抵抗分割電圧(分圧点12の電圧)が印加され
る。第1トランジスタ13に関して、次式が成立する。 Vsg=VBAT・R1/(R1+R2)・・・(1)
FIG. 3 shows an embodiment of a method for preventing overdischarge of a battery according to the present invention. FIG. 3A shows a time waveform of the battery voltage VBAT and the source-gate voltage Vsg of the first transistor 13. FIG. 3 (b)
Is a current (CK) supplied from the battery 2 to the electronic circuit 7.
T current). At time t0, the battery is connected to CKT7 via overdischarge prevention circuit 1. The first transistor 13 is off until time t1. The battery voltage VB is applied between the source and the gate of the first transistor 13.
An AT resistance division voltage (voltage at voltage dividing point 12) is applied. The following equation holds for the first transistor 13. Vsg = VBAT · R1 / (R1 + R2) (1)

【0021】第1トランジスタ13がバッテリから受け
る印加電圧が上昇して、時刻t1で、ソース・ゲート間
電圧Vsg1がゲートカット電圧V1を越えると、第1
トランジスタ13がオンして、正極側出力端子5を介し
てCKT7に電流が流れる。時刻t1までは、そのゲー
トに電圧が加わっていない第2トランジスタ14はオフ
しているが、第1トランジスタ13がオンすれば、第2
トランジスタ14のゲートに電圧が印加する。このとき
の第2トランジスタ14のゲートに印加する電圧よりも
第2トランジスタ14のゲートカット電圧V2が低く設
定されているので、第2トランジスタ14もオンする。
第2トランジスタ14がオンすれば、第2抵抗11が第
2トランジスタ14により短絡され、第1トランジスタ
13のゲートにはほぼバッテリの負電極電位に等しい電
位が印加される。このとき、バッテリ2の正電極から第
1抵抗9に流れる電流の大部分は、第2抵抗11を通ら
ずに第2トランジスタ14のドレインからソースに流れ
てBAT2の負電極に戻る。従って、時刻t1以降で
は、バッテリ電圧VBATはほとんどが第1抵抗9に印
加し、次式が成立する。 Vsg1≒VBAT・・・(2)
When the voltage applied to the first transistor 13 from the battery rises and the source-gate voltage Vsg1 exceeds the gate cut-off voltage V1 at time t1, the first transistor 13
The transistor 13 is turned on, and a current flows through the CKT 7 via the positive output terminal 5. Until time t1, the second transistor 14 to which no voltage is applied to its gate is off, but if the first transistor 13 is on, the second transistor 14 is off.
A voltage is applied to the gate of the transistor 14. Since the gate cut voltage V2 of the second transistor 14 is set lower than the voltage applied to the gate of the second transistor 14 at this time, the second transistor 14 is also turned on.
When the second transistor 14 is turned on, the second resistor 11 is short-circuited by the second transistor 14, and a potential substantially equal to the negative electrode potential of the battery is applied to the gate of the first transistor 13. At this time, most of the current flowing from the positive electrode of the battery 2 to the first resistor 9 flows from the drain to the source of the second transistor 14 without passing through the second resistor 11, and returns to the negative electrode of the BAT2. Therefore, after time t1, most of the battery voltage VBAT is applied to the first resistor 9, and the following equation is established. Vsg1 ≒ VBAT (2)

【0022】一般的には、時刻t0から時刻t1までの
間隔は、一瞬のごく短い時間である。時間の経過ととも
にバッテリ電圧VBATが低下して、時刻t2で第1ト
ランジスタ13のソース・ゲート電圧Vsgがゲートカ
ット電圧V1よりも再び低くなれば、第1トランジスタ
13はオフして、第1トランジスタ13のドレイン電流
が停止し、第2トランジスタ14のゲート電圧が低下し
てゲートカット電圧V2より低くなって、第2トランジ
スタ14もオフする。このようにオフする第2トランジ
スタ14は第2抵抗11を短絡できないので、第1トラ
ンジスタ13のソース・ゲート間電圧は式(1)で示さ
れる抵抗分割された値に戻る。従って、第1トランジス
タ13のソース・ゲート間電圧Vsgは時刻t2で瞬間
的に縮小する。このような時刻t2の以降では、CKT
7に対する給電は停止する。
Generally, the interval from time t0 to time t1 is a very short time. If the battery voltage VBAT decreases with the lapse of time and the source / gate voltage Vsg of the first transistor 13 becomes lower than the gate cut voltage V1 again at time t2, the first transistor 13 is turned off and the first transistor 13 Is stopped, the gate voltage of the second transistor 14 drops, becomes lower than the gate cut voltage V2, and the second transistor 14 also turns off. Since the second transistor 14 that is turned off cannot short-circuit the second resistor 11, the voltage between the source and the gate of the first transistor 13 returns to the resistance-divided value represented by the equation (1). Therefore, the source-gate voltage Vsg of the first transistor 13 decreases instantaneously at time t2. After such time t2, CKT
The power supply to 7 stops.

【0023】この停止により、BAT2の放電は停止
し、その内部抵抗による電圧降下が止まり、出力電圧が
過渡的に上昇する。このような過渡的昇に伴って上昇す
る第1トランジスタ13のソース・ゲート間電圧は、そ
のゲートカット電圧V1よりも低く設定されているの
で、第1トランジスタ13がオンすることはない。第1
トランジスタ13がオンしない限り第2トランジスタ1
4はオンせず、このため、第1トランジスタ13のゲー
ト・ソース間電圧が切り替わって拡大することはない。
With this stop, the discharge of BAT2 stops, the voltage drop due to the internal resistance stops, and the output voltage rises transiently. Since the source-gate voltage of the first transistor 13 which rises with such a transient rise is set lower than the gate cut voltage V1, the first transistor 13 does not turn on. First
Unless the transistor 13 is turned on, the second transistor 1
4 does not turn on, so that the gate-source voltage of the first transistor 13 does not switch and expand.

【0024】このような状態で、MOSトランジスタで
ある第1トランジスタ13と第2トランジスタ14は高
インピーダンスであるので、BAT2の放電電流は高抵
抗の第1抵抗9と第2抵抗11に流れて漏れる電流だけ
であり、その漏れ電流は、既述の通り、無視し得る程度
に少ない。バッテリが再充電されバッテリ電圧が復旧す
れば、既述の通り、CKT7に対する給電が再開され
る。
In such a state, since the first transistor 13 and the second transistor 14, which are MOS transistors, have a high impedance, the discharge current of the BAT 2 flows through the first and second high-resistance resistors 9 and 11, and leaks. Only the current, and the leakage current is negligibly small as described above. When the battery is recharged and the battery voltage is restored, the power supply to the CKT 7 is resumed as described above.

【0025】図4は、本発明によるバッテリの過放電防
止回路の実施の他の形態を示している。本実施の形態
は、既述の実施の形態の第1トランジスタ13と第2ト
ランジスタ14とでチャンネルの種類が入れ替わってい
る点と、BAT2の正負極が逆に接続されている点とを
除いて、既述の実施の形態に同じである。第1トランジ
スタ13’は、nチャンネルMOSトランジスタであ
り、第2トランジスタ14’は、pチャンネルMOSト
ランジスタである。この場合、既述の実施の形態の正極
側出力端子は負極側出力端子に変わり、既述の負極側出
力端子は正極側出力端子に変わる。
FIG. 4 shows another embodiment of the battery over-discharge prevention circuit according to the present invention. This embodiment is the same as the above-described embodiment except that the channel types are switched between the first transistor 13 and the second transistor 14, and that the positive and negative electrodes of the BAT 2 are connected in reverse. This is the same as the above-described embodiment. The first transistor 13 'is an n-channel MOS transistor, and the second transistor 14' is a p-channel MOS transistor. In this case, the positive output terminal of the above-described embodiment is changed to a negative output terminal, and the negative output terminal is changed to a positive output terminal.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によるバッテリの過放電防止回
路、及び、バッテリの過放電防止方法は、不必要時間帯
でバッテリの放電をほぼ完全に停止させることができ
る。
According to the battery over-discharge prevention circuit and the battery over-discharge prevention method of the present invention, the battery discharge can be almost completely stopped in an unnecessary time zone.

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

【図1】図1は、本発明によるバッテリの過放電防止回
路の実施の形態を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a circuit for preventing overdischarge of a battery according to the present invention.

【図2】図2は、トランジスタの動作電圧を示すグラフ
である。
FIG. 2 is a graph showing an operating voltage of a transistor.

【図3】図3は、本発明によるバッテリの過放電防止方
法の動作を示すタイムチャートである。
FIG. 3 is a time chart showing the operation of the method for preventing overdischarge of a battery according to the present invention.

【図4】図4は、本発明によるバッテリの過放電防止回
路の実施の他の形態を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the battery over-discharge prevention circuit according to the present invention.

【図5】図5は、公知の電圧、電流を示すタイムチャー
トである。
FIG. 5 is a time chart showing known voltages and currents.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…過放電防止回路 2…バッテリ 3…第1極側 4…第2極側 5.6…電子回路側の端子 7…電子回路 8…分圧抵抗回路 9…高抵抗R1 10…高抵抗R2 12…分圧点 13…第1スイッチング素子(第1トランジスタ) 14…第2スイッチング素子(第2トランジスタ) V1…第1スイッチング電圧 V2…第2スイッチング電圧 t0,t1,t2…時刻 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Over-discharge prevention circuit 2 ... Battery 3 ... First pole side 4 ... Second pole side 5.6 ... Electronic circuit side terminal 7 ... Electronic circuit 8 ... Voltage dividing resistor circuit 9 ... High resistance R1 10 ... High resistance R2 12: voltage dividing point 13: first switching element (first transistor) 14: second switching element (second transistor) V1: first switching voltage V2: second switching voltage t0, t1, t2: time

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電子回路とバッテリの間に介設され前記バ
ッテリの第1極側に接続される第1スイッチング素子
と、 前記バッテリの正負極間に介設される分圧抵抗回路とを
含み、 前記第1スイッチング素子は、第1スイッチング電圧を
有し、前記分圧抵抗回路により分圧されるバッテリ電圧
の分圧電圧が前記第1スイッチング電圧よりも高い条件
で動作し、 前記第1スイッチング素子が動作すれば前記分圧抵抗回
路により分圧される分圧点を前記バッテリの第2極側に
短絡する第2スイッチング素子を更に含み、 前記第2スイッチング素子は、第2スイッチング電圧を
有し、前記第1スイッチング素子の前記電子回路側の端
子電圧が前記第2スイッチング電圧よりも高い条件で動
作するバッテリの過放電防止回路。
1. A first switching element interposed between an electronic circuit and a battery and connected to a first pole side of the battery, and a voltage dividing resistance circuit interposed between a positive electrode and a negative electrode of the battery. The first switching element has a first switching voltage, and operates under a condition that a divided voltage of a battery voltage divided by the voltage dividing resistor circuit is higher than the first switching voltage; A second switching element for short-circuiting a voltage dividing point divided by the voltage dividing resistor circuit to a second pole side of the battery when the element operates, the second switching element having a second switching voltage; An overdischarge prevention circuit for a battery that operates under the condition that the terminal voltage of the first switching element on the electronic circuit side is higher than the second switching voltage.
【請求項2】前記第1スイッチング素子は第1トランジ
スタで形成され、 前記第2スイッチング素子は第2トランジスタで形成さ
れ、 前記端子電圧は前記第1トランジスタのドレイン側の電
圧であり、 前記第1スイッチング電圧は、前記第1トランジスタの
ゲートカット電圧であり、 前記第2スイッチング電圧は、前記第2トランジスタの
ゲートカット電圧である請求項1のバッテリの過放電防
止回路。
2. The first switching element is formed by a first transistor; the second switching element is formed by a second transistor; the terminal voltage is a voltage on a drain side of the first transistor; The circuit according to claim 1, wherein the switching voltage is a gate cut voltage of the first transistor, and the second switching voltage is a gate cut voltage of the second transistor.
【請求項3】前記第1トランジスタはpチャンネルMO
Sトランジスタであり、 前記第2トランジスタはnチャンネルMOSトランジス
タであり、 前記第1トランジスタのソースは前記バッテリの正極側
に接続され、 前記第2トランジスタのソースは前記バッテリの負極側
に接続され、 前記分圧点は、前記第1トランジスタのゲートと前記第
2トランジスタのドレインに接続され、前記第1トラン
ジスタのドレインは前記第2トランジスタのゲートに接
続されている請求項2のバッテリの過放電防止回路。
3. The first transistor is a p-channel MO.
An S transistor; wherein the second transistor is an n-channel MOS transistor; a source of the first transistor is connected to a positive electrode of the battery; a source of the second transistor is connected to a negative electrode of the battery; 3. The overdischarge prevention circuit for a battery according to claim 2, wherein the voltage dividing point is connected to a gate of the first transistor and a drain of the second transistor, and a drain of the first transistor is connected to a gate of the second transistor. .
【請求項4】前記第1トランジスタはnチャンネルMO
Sトランジスタであり、 前記第2トランジスタはpチャンネルMOSトランジス
タであり、 前記第1トランジスタのソースは前記バッテリの負極側
に接続され、 前記第2トランジスタのソースは前記バッテリの正極側
に接続され、 前記分圧点は、前記第1トランジスタのゲートと前記第
2トランジスタのドレインに接続され、前記第1トラン
ジスタのドレインは前記第2トランジスタのゲートに接
続されている請求項2のバッテリの過放電防止回路。
4. The first transistor is an n-channel MO.
An S transistor, wherein the second transistor is a p-channel MOS transistor, a source of the first transistor is connected to a negative electrode side of the battery, a source of the second transistor is connected to a positive electrode side of the battery, 3. The overdischarge prevention circuit for a battery according to claim 2, wherein the voltage dividing point is connected to a gate of the first transistor and a drain of the second transistor, and a drain of the first transistor is connected to a gate of the second transistor. .
【請求項5】バッテリから電子回路にスイッチング素子
を介して電力を供給すること、 時刻t0でバッテリを前記電子回路に前記スイッチング
素子を介して接続すること、 前記バッテリ電圧が規定される電圧に上昇する時刻t1
で前記スイッチング素子の導通を急峻に開始すること、 前記バッテリ電圧が規定される電圧に下降する時刻t2
で前記スイッチング素子の導通を急峻に停止することと
を含むバッテリの過放電防止方法。
5. A power supply from a battery to an electronic circuit via a switching element, connecting a battery to the electronic circuit at a time t0 via the switching element, and raising the battery voltage to a prescribed voltage. Time t1
A steep start of conduction of the switching element at time t2 when the battery voltage falls to a prescribed voltage
And abruptly stopping conduction of the switching element.
【請求項6】前記スイッチング素子は、MOSトランジ
スタである請求項5のバッテリの過放電防止方法。
6. The method according to claim 5, wherein said switching element is a MOS transistor.
【請求項7】前記動作電圧は、前記バッテリ電圧が分圧
された分圧電圧である請求項5のバッテリの過放電防止
方法。
7. The method according to claim 5, wherein the operating voltage is a divided voltage obtained by dividing the battery voltage.
【請求項8】前記時刻t1で、前記バッテリ電圧を分圧
する分圧点を前記バッテリに短絡することを更に含む請
求項7のバッテリの過放電防止方法。
8. The method for preventing overdischarge of a battery according to claim 7, further comprising short-circuiting a voltage dividing point for dividing the battery voltage to the battery at the time t1.
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