JP2003189480A - 二次電池の保護回路 - Google Patents
二次電池の保護回路Info
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- discharge control
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- 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
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- Protection Of Static Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大電流パルス負荷に対応しうる信頼性の高い
短絡保護機能を実現する二次電池の保護回路を提供す
る。 【解決手段】 二次電池２の負極側とマイナス端子４と
をつなぐ負極側配線６に、放電制御用ＦＥＴ７と充電制
御用ＦＥＴ８とを設ける。保護ＩＣ１１と別個に、放電
制御用ＦＥＴ７をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ９を設
ける。放電制御用ＦＥＴ７のソース−ドレイン間の電圧
が所定値以上になると、トランジスタ９はＯＮ状態とな
り、放電制御用ＦＥＴ７をＯＦＦして短絡電流を遮断す
る。
短絡保護機能を実現する二次電池の保護回路を提供す
る。 【解決手段】 二次電池２の負極側とマイナス端子４と
をつなぐ負極側配線６に、放電制御用ＦＥＴ７と充電制
御用ＦＥＴ８とを設ける。保護ＩＣ１１と別個に、放電
制御用ＦＥＴ７をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタ９を設
ける。放電制御用ＦＥＴ７のソース−ドレイン間の電圧
が所定値以上になると、トランジスタ９はＯＮ状態とな
り、放電制御用ＦＥＴ７をＯＦＦして短絡電流を遮断す
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
路に関する。
路に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話機からアウトドアのレジ
ャー用品に至るまで、様々な分野で二次電池パックが用
いられている。
ャー用品に至るまで、様々な分野で二次電池パックが用
いられている。
【０００３】二次電池パックは充電と放電とを繰り返す
ことにより何回も繰り返して使用することが可能である
が、過充電、過放電、過電流または短絡が発生すると性
能劣化や電極の損傷等を招くため、通常、それらを防止
するための保護回路が設けられている。
ことにより何回も繰り返して使用することが可能である
が、過充電、過放電、過電流または短絡が発生すると性
能劣化や電極の損傷等を招くため、通常、それらを防止
するための保護回路が設けられている。
【０００４】図３に、従来の保護回路を示す。この保護
回路は、二次電池１００の充放電経路に設けられた放電
制御用ＦＥＴ１０１及び充電制御用ＦＥＴ１０２と、こ
れらＦＥＴ１０１，１０２を制御する保護ＩＣ１０３と
を備えている。保護ＩＣ１０３には、放電制御用ＦＥＴ
１０１のゲートに接続された過放電保護端子１０４と、
充電制御用ＦＥＴ１０２のゲートに接続された過充電保
護端子１０５と、過放電制御用ＦＥＴ１０１と過充電制
御用ＦＥＴ１０２との間に接続された過電流保護端子１
０６とを備えている。
回路は、二次電池１００の充放電経路に設けられた放電
制御用ＦＥＴ１０１及び充電制御用ＦＥＴ１０２と、こ
れらＦＥＴ１０１，１０２を制御する保護ＩＣ１０３と
を備えている。保護ＩＣ１０３には、放電制御用ＦＥＴ
１０１のゲートに接続された過放電保護端子１０４と、
充電制御用ＦＥＴ１０２のゲートに接続された過充電保
護端子１０５と、過放電制御用ＦＥＴ１０１と過充電制
御用ＦＥＴ１０２との間に接続された過電流保護端子１
０６とを備えている。
【０００５】この保護回路では、過電流保護制御は以下
のようにして行われる。すなわち、充放電経路に過電流
が流れると、ＦＥＴ１０１またはＦＥＴ１０２の両端に
大きな電圧差が生じる。そこで、保護ＩＣ１０３によっ
て上記電圧差を計測し、上記電圧差が所定のしきい値
（過電流保護電圧）を越えた状態が所定の一定時間（過
電流保護遅延時間）続くと、過電流状態にあると判断し
てＦＥＴ１０１またはＦＥＴ１０２をＯＦＦし、電流を
遮断する。
のようにして行われる。すなわち、充放電経路に過電流
が流れると、ＦＥＴ１０１またはＦＥＴ１０２の両端に
大きな電圧差が生じる。そこで、保護ＩＣ１０３によっ
て上記電圧差を計測し、上記電圧差が所定のしきい値
（過電流保護電圧）を越えた状態が所定の一定時間（過
電流保護遅延時間）続くと、過電流状態にあると判断し
てＦＥＴ１０１またはＦＥＴ１０２をＯＦＦし、電流を
遮断する。
【０００６】また、短絡保護制御も同様にして行われ
る。すなわち、放電経路に大きな電流が流れると、ＦＥ
Ｔ１０１の両端に大きな電圧差が生じる。そこで、保護
ＩＣ１０３によって上記電圧差を計測し、上記電圧差が
所定のしきい値（短絡保護電圧）を越えた状態が所定の
一定時間（短絡保護遅延時間）続くと、短絡が生じたと
判断してＦＥＴ１０１をＯＦＦし、電流を遮断する。
る。すなわち、放電経路に大きな電流が流れると、ＦＥ
Ｔ１０１の両端に大きな電圧差が生じる。そこで、保護
ＩＣ１０３によって上記電圧差を計測し、上記電圧差が
所定のしきい値（短絡保護電圧）を越えた状態が所定の
一定時間（短絡保護遅延時間）続くと、短絡が生じたと
判断してＦＥＴ１０１をＯＦＦし、電流を遮断する。
【０００７】したがって、過電流保護機能と短絡保護機
能とは同じような機能であり、両機能の相違点はしきい
値及び遅延時間のみである。通常、短絡保護電圧の方が
過電流保護電圧よりも大きく、短絡保護遅延時間の方が
過電流保護遅延時間よりも短い。また、保護ＩＣによっ
ては、短絡保護遅延時間と過電流保護遅延時間との間に
相関関係があり、過電流保護遅延時間を設定すると、短
絡保護遅延時間は自動的に定まってしまう。
能とは同じような機能であり、両機能の相違点はしきい
値及び遅延時間のみである。通常、短絡保護電圧の方が
過電流保護電圧よりも大きく、短絡保護遅延時間の方が
過電流保護遅延時間よりも短い。また、保護ＩＣによっ
ては、短絡保護遅延時間と過電流保護遅延時間との間に
相関関係があり、過電流保護遅延時間を設定すると、短
絡保護遅延時間は自動的に定まってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記保護回路
では、保護ＩＣ１０３が何らかの原因で故障または誤動
作を起こすと、短絡保護制御が正常に実行されず、短絡
電流を遮断することはできない。そのため、二次電池を
十分に保護できないおそれがあった。
では、保護ＩＣ１０３が何らかの原因で故障または誤動
作を起こすと、短絡保護制御が正常に実行されず、短絡
電流を遮断することはできない。そのため、二次電池を
十分に保護できないおそれがあった。
【０００９】また、保護ＩＣ１０３の種類によって短絡
保護電圧は決まっているため、いったん保護ＩＣ１０３
を選定すると、保護ＩＣ１０３の仕様上、短絡保護電圧
を変更することはできなかった。そのため、設計自由度
が小さかった。
保護電圧は決まっているため、いったん保護ＩＣ１０３
を選定すると、保護ＩＣ１０３の仕様上、短絡保護電圧
を変更することはできなかった。そのため、設計自由度
が小さかった。
【００１０】また、保護ＩＣによっては、短絡保護遅延
時間と過電流保護遅延時間とは連動しているので、短絡
保護遅延時間と過電流保護遅延時間とを別々に自由に設
定することができなかった。よって、過電流保護遅延時
間を長く設定した場合には、それに応じて短絡保護遅延
時間も長くなるので、短絡電流を瞬時に遮断することが
できず、最悪の場合にはＦＥＴ１０１，１０２が破損
し、二次電池１００の品質劣化を招くおそれがあった。
特に、大電流パルス負荷の場合には、過電流保護制御を
誤って実行させないために、過電流保護遅延時間を相当
長い時間に設定する必要がある。そのため、短絡保護遅
延時間も相当長くなり、短絡を長い時間放置するおそれ
があった。
時間と過電流保護遅延時間とは連動しているので、短絡
保護遅延時間と過電流保護遅延時間とを別々に自由に設
定することができなかった。よって、過電流保護遅延時
間を長く設定した場合には、それに応じて短絡保護遅延
時間も長くなるので、短絡電流を瞬時に遮断することが
できず、最悪の場合にはＦＥＴ１０１，１０２が破損
し、二次電池１００の品質劣化を招くおそれがあった。
特に、大電流パルス負荷の場合には、過電流保護制御を
誤って実行させないために、過電流保護遅延時間を相当
長い時間に設定する必要がある。そのため、短絡保護遅
延時間も相当長くなり、短絡を長い時間放置するおそれ
があった。
【００１１】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、より信頼性の高い短
絡保護を実現することにある。
であり、その目的とするところは、より信頼性の高い短
絡保護を実現することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る二次電池の
保護回路は、二次電池の正極と正極側外部端子とをつな
ぐ正極側配線または二次電池の負極と負極側外部端子と
をつなぐ負極側配線に設けられた放電制御用ＦＥＴ及び
充電制御用ＦＥＴと、二次電池が過放電状態になると過
放電を阻止するように前記放電制御用ＦＥＴを遮断状態
にする一方、二次電池が過充電状態になると過充電を阻
止するように前記充電制御用ＦＥＴを遮断状態にする保
護ＩＣと、放電時の前記放電制御用ＦＥＴまたは充電時
の前記充電制御用ＦＥＴのソース−ドレイン間の電圧が
所定の基準電圧以上になると、ソース−ドレイン間の電
圧が前記基準電圧以上になった前記ＦＥＴを遮断状態に
するスイッチ素子とを備えているものである。
保護回路は、二次電池の正極と正極側外部端子とをつな
ぐ正極側配線または二次電池の負極と負極側外部端子と
をつなぐ負極側配線に設けられた放電制御用ＦＥＴ及び
充電制御用ＦＥＴと、二次電池が過放電状態になると過
放電を阻止するように前記放電制御用ＦＥＴを遮断状態
にする一方、二次電池が過充電状態になると過充電を阻
止するように前記充電制御用ＦＥＴを遮断状態にする保
護ＩＣと、放電時の前記放電制御用ＦＥＴまたは充電時
の前記充電制御用ＦＥＴのソース−ドレイン間の電圧が
所定の基準電圧以上になると、ソース−ドレイン間の電
圧が前記基準電圧以上になった前記ＦＥＴを遮断状態に
するスイッチ素子とを備えているものである。
【００１３】スイッチ素子は、トランジスタによって構
成されていてもよい。
成されていてもよい。
【００１４】また、スイッチ素子は、ベースが放電制御
用ＦＥＴのドレインに接続され、コレクタが放電制御用
ＦＥＴのゲートに接続され、エミッタが放電制御用ＦＥ
Ｔのソースに接続されてなるトランジスタによって構成
されていてもよい。
用ＦＥＴのドレインに接続され、コレクタが放電制御用
ＦＥＴのゲートに接続され、エミッタが放電制御用ＦＥ
Ｔのソースに接続されてなるトランジスタによって構成
されていてもよい。
【００１５】このことにより、短絡電流が流れて放電制
御用ＦＥＴまたは充電制御用ＦＥＴのソース−ドレイン
間電圧が所定の基準電圧以上になると、スイッチ素子に
よって当該ＦＥＴがＯＦＦされるので、短絡電流は遮断
される。したがって、保護ＩＣが故障していたり誤動作
を起こした場合であっても、保護ＩＣから独立したスイ
ッチ素子によって上記ＦＥＴがＯＦＦされるので、短絡
状態が継続することはない。したがって、より信頼性の
高い短絡保護が実現される。
御用ＦＥＴまたは充電制御用ＦＥＴのソース−ドレイン
間電圧が所定の基準電圧以上になると、スイッチ素子に
よって当該ＦＥＴがＯＦＦされるので、短絡電流は遮断
される。したがって、保護ＩＣが故障していたり誤動作
を起こした場合であっても、保護ＩＣから独立したスイ
ッチ素子によって上記ＦＥＴがＯＦＦされるので、短絡
状態が継続することはない。したがって、より信頼性の
高い短絡保護が実現される。
【００１６】トランジスタのベース側には、前記基準電
圧に応じた順方向電圧の１または２以上のダイオードが
接続されていてもよい。
圧に応じた順方向電圧の１または２以上のダイオードが
接続されていてもよい。
【００１７】このようにトランジスタのベース側にダイ
オードを接続することにより、前記ＦＥＴをＯＦＦする
際の基準となる基準電圧値を変更することができる。し
たがって、ダイオードの直列数を調整することにより、
保護ＩＣによって定まる短絡保護電圧に代え、前記ＦＥ
ＴをＯＦＦする基準電圧値を自由に設定することができ
る。そのため、設計自由度が拡大する。
オードを接続することにより、前記ＦＥＴをＯＦＦする
際の基準となる基準電圧値を変更することができる。し
たがって、ダイオードの直列数を調整することにより、
保護ＩＣによって定まる短絡保護電圧に代え、前記ＦＥ
ＴをＯＦＦする基準電圧値を自由に設定することができ
る。そのため、設計自由度が拡大する。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、保護Ｉ
Ｃに故障や誤動作が生じた場合であっても、短絡を防止
することができる。また、保護ＩＣの仕様によらず、Ｆ
ＥＴをＯＦＦする基準電圧値を自由に設定することがで
きる。そのため、設計自由度を拡大することができる。
大電流パルス負荷に対応するために保護ＩＣの過電流保
護遅延時間を長くせざるを得ないような場合であって
も、保護ＩＣの仕様に制約されることなく短絡電流を瞬
時に遮断することができる。したがって、より信頼性の
高い短絡保護を実現することができる。
Ｃに故障や誤動作が生じた場合であっても、短絡を防止
することができる。また、保護ＩＣの仕様によらず、Ｆ
ＥＴをＯＦＦする基準電圧値を自由に設定することがで
きる。そのため、設計自由度を拡大することができる。
大電流パルス負荷に対応するために保護ＩＣの過電流保
護遅延時間を長くせざるを得ないような場合であって
も、保護ＩＣの仕様に制約されることなく短絡電流を瞬
時に遮断することができる。したがって、より信頼性の
高い短絡保護を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２０】図１は、本実施形態に係る二次電池パック
１の構成を示すブロック図である。二次電池パック１
は、充放電自在な二次電池２として、直列に接続された
２つのリチウムイオン二次電池セル２ａ，２ｂを備えて
いる。なお、二次電池２を構成する二次電池セルの個数
は２個に限定されるものではなく、１個でもよく、３個
以上であってもよい。複数個の二次電池セルは、互いに
直列に接続されていてもよく、並列に接続されていても
よい。二次電池セル２ａ，２ｂの種類はリチウムイオン
二次電池セルに限定されず、ニッケル−カドミウム（Ｎ
ｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ−Ｈ）電池等、そ
の他の種類の電池セルであってもよい。
１の構成を示すブロック図である。二次電池パック１
は、充放電自在な二次電池２として、直列に接続された
２つのリチウムイオン二次電池セル２ａ，２ｂを備えて
いる。なお、二次電池２を構成する二次電池セルの個数
は２個に限定されるものではなく、１個でもよく、３個
以上であってもよい。複数個の二次電池セルは、互いに
直列に接続されていてもよく、並列に接続されていても
よい。二次電池セル２ａ，２ｂの種類はリチウムイオン
二次電池セルに限定されず、ニッケル−カドミウム（Ｎ
ｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル水素（Ｎｉ−Ｈ）電池等、そ
の他の種類の電池セルであってもよい。
【００２１】二次電池パック１は、負荷または充電器に
接続される外部接続端子として、プラス端子３及びマイ
ナス端子４を備えている。プラス端子３は、正極側配線
５を介して二次電池２の正極側に接続され、マイナス端
子４は、負極側配線６を介して二次電池２の負極側に接
続されている。
接続される外部接続端子として、プラス端子３及びマイ
ナス端子４を備えている。プラス端子３は、正極側配線
５を介して二次電池２の正極側に接続され、マイナス端
子４は、負極側配線６を介して二次電池２の負極側に接
続されている。
【００２２】負極側配線６には、放電電流遮断手段とし
ての放電制御用ＦＥＴ７と、充電電流遮断手段としての
充電制御用ＦＥＴ８とが設けられている。放電制御用Ｆ
ＥＴ７には、二次電池２の放電方向と逆方向の寄生ダイ
オードが設けられ、充電制御用ＦＥＴには、二次電池２
の充電方向と逆方向の寄生ダイオードが設けられてい
る。
ての放電制御用ＦＥＴ７と、充電電流遮断手段としての
充電制御用ＦＥＴ８とが設けられている。放電制御用Ｆ
ＥＴ７には、二次電池２の放電方向と逆方向の寄生ダイ
オードが設けられ、充電制御用ＦＥＴには、二次電池２
の充電方向と逆方向の寄生ダイオードが設けられてい
る。
【００２３】保護ＩＣ１１の過放電保護端子１２は放電
制御用ＦＥＴ７のゲートに接続され、過充電保護端子１
３は充電制御用ＦＥＴ８のゲートに接続され、過電流保
護端子１４は放電制御用ＦＥＴ７のドレインと充電制御
用ＦＥＴ８のドレインとの間に接続されている。また、
保護ＩＣ１１は、二次電池２の第１電池セル２ａの正極
側に接続された第１端子１５と、第２電池セル２ｂの正
極側に接続された第２端子１６と、第２電池セル２ｂの
負極側に接続されたＧＮＤ端子１７とを備えている。
制御用ＦＥＴ７のゲートに接続され、過充電保護端子１
３は充電制御用ＦＥＴ８のゲートに接続され、過電流保
護端子１４は放電制御用ＦＥＴ７のドレインと充電制御
用ＦＥＴ８のドレインとの間に接続されている。また、
保護ＩＣ１１は、二次電池２の第１電池セル２ａの正極
側に接続された第１端子１５と、第２電池セル２ｂの正
極側に接続された第２端子１６と、第２電池セル２ｂの
負極側に接続されたＧＮＤ端子１７とを備えている。
【００２４】保護ＩＣ１１は、どちらかの電池セルの電
圧が所定電圧以下になると、放電制御用ＦＥＴ７をＯＦ
Ｆして電流を遮断するように構成されている。また、保
護ＩＣ１１は、充電時にどちらかの電池セルの電圧が所
定電圧以上になると、充電制御用ＦＥＴ８をＯＦＦして
電流を遮断するように構成されている。また、保護ＩＣ
１１は、放電制御用ＦＥＴ７または充電制御用ＦＥＴ８
の電圧が所定のしきい値（過電流保護電圧）以上になっ
た状態が所定時間（過電流保護遅延時間）続くと、放電
制御用ＦＥＴ７または充電制御用ＦＥＴ８をＯＦＦし、
電流を遮断するように構成されている。また、保護ＩＣ
１１は、放電制御用ＦＥＴ７の電圧が所定のしきい値
（短絡保護電圧であり、ここでは１Ｖ程度）以上になっ
た状態が所定時間（短絡保護遅延時間）続くと、放電制
御用ＦＥＴ７をＯＦＦし、短絡電流を遮断するように構
成されている。つまり、保護ＩＣ１１は、過放電保護機
能、過充電保護機能、過電流保護機能及び短絡保護機能
を有している。
圧が所定電圧以下になると、放電制御用ＦＥＴ７をＯＦ
Ｆして電流を遮断するように構成されている。また、保
護ＩＣ１１は、充電時にどちらかの電池セルの電圧が所
定電圧以上になると、充電制御用ＦＥＴ８をＯＦＦして
電流を遮断するように構成されている。また、保護ＩＣ
１１は、放電制御用ＦＥＴ７または充電制御用ＦＥＴ８
の電圧が所定のしきい値（過電流保護電圧）以上になっ
た状態が所定時間（過電流保護遅延時間）続くと、放電
制御用ＦＥＴ７または充電制御用ＦＥＴ８をＯＦＦし、
電流を遮断するように構成されている。また、保護ＩＣ
１１は、放電制御用ＦＥＴ７の電圧が所定のしきい値
（短絡保護電圧であり、ここでは１Ｖ程度）以上になっ
た状態が所定時間（短絡保護遅延時間）続くと、放電制
御用ＦＥＴ７をＯＦＦし、短絡電流を遮断するように構
成されている。つまり、保護ＩＣ１１は、過放電保護機
能、過充電保護機能、過電流保護機能及び短絡保護機能
を有している。
【００２５】本実施形態では、保護ＩＣ１１とは別に、
放電制御用ＦＥＴ７をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ素子と
して、トランジスタ９が設けられている。トランジスタ
９のベースは、放電制御用ＦＥＴ７のドレインに接続さ
れている。トランジスタ９のコレクタは、放電制御用Ｆ
ＥＴ７のゲートに接続されている。トランジスタ９のエ
ミッタは、放電制御用ＦＥＴ７のソースに接続されてい
る。
放電制御用ＦＥＴ７をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ素子と
して、トランジスタ９が設けられている。トランジスタ
９のベースは、放電制御用ＦＥＴ７のドレインに接続さ
れている。トランジスタ９のコレクタは、放電制御用Ｆ
ＥＴ７のゲートに接続されている。トランジスタ９のエ
ミッタは、放電制御用ＦＥＴ７のソースに接続されてい
る。
【００２６】なお、保護ＩＣ１１、放電制御用ＦＥＴ
７、充電制御用ＦＥＴ８、及びトランジスタ９は、同一
の基板２０に設けられている。
７、充電制御用ＦＥＴ８、及びトランジスタ９は、同一
の基板２０に設けられている。
【００２７】次に、本保護回路によって実行される放電
時における短絡保護制御について説明する。放電時に
は、プラス端子３とマイナス端子４とが負荷（図示せ
ず）に接続され、二次電池パック１から負荷に対して電
圧が印加される。この際、二次電池２の正極側→正極側
配線５→プラス端子３→負荷→マイナス端子→負極側配
線６→二次電池２の負極側の順に電流が流れる。通常の
状態では放電制御用ＦＥＴ７のソース−ドレイン間には
微小な電圧（０．６Ｖ以下）しか生じず、トランジスタ
９はＯＦＦ状態にある。ここで短絡が発生すると、保護
回路には大きな電流（短絡電流）が流れるので、放電制
御用ＦＥＴ７のソース−ドレイン間には大きな電圧
（０．６Ｖ〜０．７Ｖを越える電圧）が生じ、ベース−
エミッタ間にも同様の電圧が生じるので、トランジスタ
９はＯＮ状態となる。その結果、放電制御用ＦＥＴ７の
ゲート−ソース間電圧はほぼ０Ｖとなり、放電制御用Ｆ
ＥＴ７はＯＦＦされる。したがって、短絡電流は遮断さ
れ、短絡は防止される。
時における短絡保護制御について説明する。放電時に
は、プラス端子３とマイナス端子４とが負荷（図示せ
ず）に接続され、二次電池パック１から負荷に対して電
圧が印加される。この際、二次電池２の正極側→正極側
配線５→プラス端子３→負荷→マイナス端子→負極側配
線６→二次電池２の負極側の順に電流が流れる。通常の
状態では放電制御用ＦＥＴ７のソース−ドレイン間には
微小な電圧（０．６Ｖ以下）しか生じず、トランジスタ
９はＯＦＦ状態にある。ここで短絡が発生すると、保護
回路には大きな電流（短絡電流）が流れるので、放電制
御用ＦＥＴ７のソース−ドレイン間には大きな電圧
（０．６Ｖ〜０．７Ｖを越える電圧）が生じ、ベース−
エミッタ間にも同様の電圧が生じるので、トランジスタ
９はＯＮ状態となる。その結果、放電制御用ＦＥＴ７の
ゲート−ソース間電圧はほぼ０Ｖとなり、放電制御用Ｆ
ＥＴ７はＯＦＦされる。したがって、短絡電流は遮断さ
れ、短絡は防止される。
【００２８】以上のように本実施形態によれば、短絡電
流が生じると、放電制御用ＦＥＴ７は保護ＩＣ１１に拘
わらずトランジスタ９によってＯＦＦされるので、保護
ＩＣ１１に故障が発生したり誤動作が生じた場合であっ
ても、短絡を防止することができる。
流が生じると、放電制御用ＦＥＴ７は保護ＩＣ１１に拘
わらずトランジスタ９によってＯＦＦされるので、保護
ＩＣ１１に故障が発生したり誤動作が生じた場合であっ
ても、短絡を防止することができる。
【００２９】放電制御用ＦＥＴ７の両端電圧が所定の基
準電圧以上になると放電制御用ＦＥＴ７がＯＦＦされる
ので、短絡保護遅延時間が過電流保護遅延時間に依存す
る保護ＩＣ１１の仕様に拘わらず、短絡電流を瞬時に遮
断することができる。したがって、大電流パルス負荷に
十分に対応することができる。
準電圧以上になると放電制御用ＦＥＴ７がＯＦＦされる
ので、短絡保護遅延時間が過電流保護遅延時間に依存す
る保護ＩＣ１１の仕様に拘わらず、短絡電流を瞬時に遮
断することができる。したがって、大電流パルス負荷に
十分に対応することができる。
【００３０】なお、放電制御用ＦＥＴ７をＯＦＦする基
準となる基準電圧は、トランジスタ９の特性によって一
義的に定まる。しかし、保護回路の種類によっては、基
準電圧を異なる値に設定したい場合もある。そこで、例
えば図２（ａ）に示すように、トランジスタ９のベース
側にダイオード１０を設けることにより、基準電圧を変
更するようにしてもよい。このダイオード１０は、トラ
ンジスタ９がＯＮするしきい値電圧が短絡の判断の基準
となる基準電圧と一致するように、上記しきい値電圧を
調整するために設けられているものである。
準となる基準電圧は、トランジスタ９の特性によって一
義的に定まる。しかし、保護回路の種類によっては、基
準電圧を異なる値に設定したい場合もある。そこで、例
えば図２（ａ）に示すように、トランジスタ９のベース
側にダイオード１０を設けることにより、基準電圧を変
更するようにしてもよい。このダイオード１０は、トラ
ンジスタ９がＯＮするしきい値電圧が短絡の判断の基準
となる基準電圧と一致するように、上記しきい値電圧を
調整するために設けられているものである。
【００３１】なお、基準電圧を更に上昇させたい場合に
は、ダイオードを複数設けてもよい。例えば図２（ｂ）
に示すように、２つのダイオード１０ａ，１０ｂを直列
に接続してもよく、図２（ｃ）に示すように、３つのダ
イオード１０ａ，１０ｂ，１０ｃを直列に接続してもよ
い。また、４つ以上のダイオードを直列に接続してもよ
いことは勿論である。
は、ダイオードを複数設けてもよい。例えば図２（ｂ）
に示すように、２つのダイオード１０ａ，１０ｂを直列
に接続してもよく、図２（ｃ）に示すように、３つのダ
イオード１０ａ，１０ｂ，１０ｃを直列に接続してもよ
い。また、４つ以上のダイオードを直列に接続してもよ
いことは勿論である。
【図１】実施形態に係る二次電池パックの構成図であ
る。
る。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、トランジスタのベース側に
ダイオードを付加した変形例を示す図である。
ダイオードを付加した変形例を示す図である。
【図３】従来の二次電池パックの構成図である。
１ 二次電池パック
２ 二次電池
３ プラス端子（正極側外部端子）
４ マイナス端子（負極側外部端子）
５ 正極側配線
６ 負極側配線
７ 放電制御用ＦＥＴ
８ 充電制御用ＦＥＴ
９ トランジスタ（スイッチ素子）
１０ ダイオード
１１ 保護ＩＣ
２０ 基板
Claims (4)
- 【請求項１】 二次電池の正極と正極側外部端子とをつ
なぐ正極側配線または二次電池の負極と負極側外部端子
とをつなぐ負極側配線に設けられた放電制御用ＦＥＴ及
び充電制御用ＦＥＴと、 二次電池が過放電状態になると過放電を阻止するように
前記放電制御用ＦＥＴを遮断状態にする一方、二次電池
が過充電状態になると過充電を阻止するように前記充電
制御用ＦＥＴを遮断状態にする保護ＩＣと、 放電時の前記放電制御用ＦＥＴまたは充電時の前記充電
制御用ＦＥＴのソース−ドレイン間の電圧が所定の基準
電圧以上になると、ソース−ドレイン間の電圧が前記基
準電圧以上になった前記ＦＥＴを遮断状態にするスイッ
チ素子とを備えている二次電池の保護回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の二次電池の保護回路で
あって、 スイッチ素子は、トランジスタによって構成されている
二次電池の保護回路。 - 【請求項３】 請求項１に記載の二次電池の保護回路で
あって、 スイッチ素子は、ベースが放電制御用ＦＥＴのドレイン
に接続され、コレクタが放電制御用ＦＥＴのゲートに接
続され、エミッタが放電制御用ＦＥＴのソースに接続さ
れてなるトランジスタによって構成されている二次電池
の保護回路。 - 【請求項４】 請求項２または３に記載の二次電池の保
護回路であって、 トランジスタのベース側には、前記基準電圧に応じた順
方向電圧の１または２以上のダイオードが接続されてい
る二次電池の保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001387752A JP2003189480A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 二次電池の保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001387752A JP2003189480A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 二次電池の保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003189480A true JP2003189480A (ja) | 2003-07-04 |
Family
ID=27596486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001387752A Pending JP2003189480A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 二次電池の保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003189480A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005287141A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Nec Saitama Ltd | 電池の過電流保護回路 |
| JP2011030283A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Hitachi Ulsi Systems Co Ltd | 電池制御装置および電池パック |
| US8842404B2 (en) | 2009-02-06 | 2014-09-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Short circuit protection device and switchgear assembly having such protection devices |
| US8917059B2 (en) | 2008-08-06 | 2014-12-23 | Fdk Corporation | Inter-module voltage balance correcting circuit of a power storage system |
-
2001
- 2001-12-20 JP JP2001387752A patent/JP2003189480A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005287141A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Nec Saitama Ltd | 電池の過電流保護回路 |
| US8917059B2 (en) | 2008-08-06 | 2014-12-23 | Fdk Corporation | Inter-module voltage balance correcting circuit of a power storage system |
| US8842404B2 (en) | 2009-02-06 | 2014-09-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Short circuit protection device and switchgear assembly having such protection devices |
| KR101450502B1 (ko) * | 2009-02-06 | 2014-10-13 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | 단락 회로 보호 디바이스 및 그러한 보호 디바이스들을 갖는 스위치기어 어셈블리 |
| JP2011030283A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-10 | Hitachi Ulsi Systems Co Ltd | 電池制御装置および電池パック |
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