JP2004113000A - Charging/discharging control circuit and rechargeable type power supply apparatus - Google Patents

Charging/discharging control circuit and rechargeable type power supply apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the lifetime of a rechargeable type power supply apparatus, and to reduce the current consumption of a charging/discharging control circuit of the power supply apparatus for the same. <P>SOLUTION: A voltage-dividing circuit 1, an overcharging voltage detector circuit 2, an overdischarging voltage detector circuit 3 and a control circuit 4 are connected in parallel with a secondary cell of a power supply. The circuit 4 detects the state of the secondary cell from the overcharging and overdischarging voltage detector circuits and outputs a signal VS for controlling supplying of a power to an external unit or charging by an external power supply. Further, the control circuit controls a switching element 5, provided in series with the dividing circuit 1, to reduce current flowing to the dividing circuit. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 この発明は、二次電池の充放電を制御することができる充放電制御回路とその回路を利用した充電式電源装置に関する。 The present invention relates to a charge / discharge control circuit capable of controlling charge / discharge of a secondary battery and a rechargeable power supply device using the circuit.

 従来の二次電池からなる充電式電源装置としては、図2の回路ブロック図に示されるような電源装置が知られていた。例えば、特開平4-75430号「充電式の電源装置」に開示されている。即ち、外部端子-VO又は+VOにスイッチ回路103を介して二次電池101が接続されている。さらに、二次電池101に並列に接続して充放電制御回路102が設けられている。充放電制御回路102は、二次電池101の電圧を検出する機能を備えている。そして、二次電池101の電圧が過充電状態(電圧が所定の高電圧値より高い状態)、または過放電状態(電圧が所定の低い電圧値より低い状態)のいずれかの場合は、スイッチ回路103をOFFするように充放電制御回路102から信号が出る。従って、過充電状態の場合は、スイッチ回路103がOFFして、外部端子-VO、+VOに接続している一次電源から二次電池101への充電をストップさせる。過放電状態の場合は、スイッチ回路103が同様にOFFして外部端子-VO、+VOに接続している負荷(例えば二次電池動作の携帯電話等)へのエネルギー供給をストップする。即ち、充放電制御回路102は、二次電池101と外部端子との間のスイッチ回路103を制御することにより、外部端子からの必要以上の二次電池101への充電を防止するとともに、二次電池101から外部端子に接続した負荷へのエネルギー供給による二次電池101の過渡の蓄電能力低下を防いでいる。 (2) As a conventional rechargeable power supply device including a secondary battery, a power supply device as shown in a circuit block diagram of FIG. 2 has been known. For example, it is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-75430, "Rechargeable power supply device". That is, the secondary battery 101 is connected to the external terminal -VO or + VO via the switch circuit 103. Further, a charge / discharge control circuit 102 is provided in parallel with the secondary battery 101. The charge / discharge control circuit 102 has a function of detecting the voltage of the secondary battery 101. When the voltage of the secondary battery 101 is either in an overcharged state (state in which the voltage is higher than a predetermined high voltage value) or in an overdischarged state (state in which the voltage is lower than a predetermined low voltage value), the switch circuit A signal is output from the charge / discharge control circuit 102 so that 103 is turned off. Therefore, in the case of an overcharged state, the switch circuit 103 is turned off, and charging of the secondary battery 101 from the primary power supply connected to the external terminals -VO and + VO is stopped. In the case of an overdischarge state, the switch circuit 103 is similarly turned off to stop supplying energy to a load (for example, a mobile phone operated by a secondary battery) connected to the external terminals -VO and + VO. That is, the charge / discharge control circuit 102 controls the switch circuit 103 between the secondary battery 101 and the external terminal, thereby preventing unnecessary charging of the secondary battery 101 from the external terminal, This prevents a transient decrease in the storage capacity of the secondary battery 101 due to energy supply from the battery 101 to a load connected to an external terminal.

 また他の実施例としては図30の回路ブロック図に示されるような充電式電源装置が知られている。図30において、外部端子-VOまたは+VOにスイッチ回路103、電流センス用抵抗104を介して二次電池101が接続されている。さらに二次電池101に並列に接続して充放電制御回路102、および過電流検出回路105が設けられている。充放電制御回路102は、二次電池101の電圧を検出する機能を備え、101の電圧が過充電状態、または過放電状態のいずれかの場合は、スイッチ回路103をOFFするように充放電制御回路102から信号が出る。また負荷に異常が起こり、過電流状態となった時は、電流センス用抵抗104の電圧をコンパレータ21がモニターし、基準電圧回路106の電圧と比較する。 As another embodiment, a rechargeable power supply as shown in a circuit block diagram of FIG. 30 is known. In FIG. 30, a secondary battery 101 is connected to an external terminal -VO or + VO via a switch circuit 103 and a current sensing resistor 104. Further, a charge / discharge control circuit 102 and an overcurrent detection circuit 105 are provided in parallel with the secondary battery 101. The charge / discharge control circuit 102 has a function of detecting the voltage of the secondary battery 101, and controls the switch circuit 103 to be turned off when the voltage of the secondary battery 101 is in an overcharged state or an overdischarged state. A signal is output from the circuit 102. When an abnormality occurs in the load and an overcurrent state occurs, the voltage of the current sensing resistor 104 is monitored by the comparator 21 and compared with the voltage of the reference voltage circuit 106.

 仮に、基準電圧回路106の電圧値を、VREF〔V〕、電流センス用抵抗104の抵抗値をR〔Ω〕(この時、スイッチ回路103のON抵抗は、Rより十分小さいものとする)、そこに流れる電流をI〔A〕とすれば、
     I≧VREF /R〔A〕             …(1)
の時、コンパレータ回路21の出力が“H”→“L”となり、トランジスタ107がOFFし、定電流源108によってコンデンサ109が充電され、ある遅延時間ののちに、コンパレータ回路302の出力が“H”→“L”となり、スイッチ回路103をOFFする。すなわち、定電流源108とコンデンサ109とトランジスタ107は、コンパレータ回路302の出力を遅延するための遅延回路を構成している。その遅延された信号は、基準電圧回路106の信号とともにコンパレータ回路302に入力される。コンパレータ回路302で比較処理されてその出力はスイッチ回路103をOFFするように動作する構成となっている。
Suppose that the voltage value of the reference voltage circuit 106 is VREF [V], the resistance value of the current sensing resistor 104 is R [Ω] (at this time, the ON resistance of the switch circuit 103 is sufficiently smaller than R), If the current flowing there is I [A],
I ≧ VREF / R [A] (1)
At this time, the output of the comparator circuit 21 changes from “H” to “L”, the transistor 107 is turned off, the capacitor 109 is charged by the constant current source 108, and after a certain delay time, the output of the comparator circuit 302 becomes “H”. "→", and the switch circuit 103 is turned off. That is, the constant current source 108, the capacitor 109, and the transistor 107 form a delay circuit for delaying the output of the comparator circuit 302. The delayed signal is input to the comparator circuit 302 together with the signal of the reference voltage circuit 106. The output of the comparator circuit 302 is compared so that the switch circuit 103 is turned off.

 更に、従来の二次電池と充放電制御回路とを用いた充電式電源装置としては、図37の
回路ブロック図に示されるような電源装置が知られている。例えば、特開平4-75430号公報「充電式の電源装置」に開示されている。即ち、外部端子+V、-Vにスイッチトランジスタ372及び373を介して、二次電池24及び充放電制御用IC21が各々並列に設けられている。充放電制御用IC21は、二次電池24の電圧を検出するとともに、検出電圧レベルに応じてスイッチトランジスタ372及び373のインピーダンスを制御する機能を有している。
Further, as a conventional rechargeable power supply device using a secondary battery and a charge / discharge control circuit, a power supply device as shown in a circuit block diagram of FIG. 37 is known. For example, it is disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 4-75430 "Rechargeable power supply device". That is, the secondary battery 24 and the charge / discharge control IC 21 are provided in parallel with the external terminals + V and −V via the switch transistors 372 and 373, respectively. The charge / discharge control IC 21 has a function of detecting the voltage of the secondary battery 24 and controlling the impedance of the switch transistors 372 and 373 according to the detected voltage level.

 例えば、二次電池24の電圧が外部端子+V、-Vに接続された充電電源により過充電電圧以上になると、スイッチトランジスタ372をONからOFFに切り換えることにより外部端子から二次電池24への充電をストップさせる。逆に、外部端子にビデオカメラなどの携帯機器が接続されて、二次電池24から携帯機器に電気が供給されることにより、二次電池の電圧が低下して過放電電圧以下に低下すると、スイッチトランジスタ373のONからOFFにして放電を防止する。トランジスタ372とトランジスタ373は一方がトランジスタとして機能して、他の一方がダイオードとして機能するように構成されている。充電時と放電時にトランジスタとしての機能できるように、各々のトランジスタの基板は各々のソースに接続している。 For example, when the voltage of the secondary battery 24 becomes equal to or higher than the overcharge voltage by the charging power supply connected to the external terminals + V and -V, the switch terminal 372 is switched from ON to OFF to charge the external battery 24 from the external terminal. To stop. Conversely, when a portable device such as a video camera is connected to the external terminal, and electricity is supplied to the portable device from the secondary battery 24, the voltage of the secondary battery drops and drops below the overdischarge voltage. The switch transistor 373 is turned off from on to prevent discharge. One of the transistors 372 and 373 functions as a transistor, and the other functions as a diode. The substrate of each transistor is connected to each source so that it can function as a transistor during charging and discharging.


 しかし、図2に示した従来の充放電制御回路では、それ自体での消費電流が大きいために、そのエネルギー供給源の二次電池の寿命を短くしてしまうという課題を有していた。その結果、二次電池で駆動される機器の使用時間を短くしてしまうという課題があった。さらに二次電池の蓄電能力が低下している過放電状態になった時は、スイッチ回路で二次電池から外部機器へのエネルギー供給をストップしているにもかかわらず、電源装置内に設けられている充放電制御回路自体の消費電流により、一層の過放電を助長し、電池の劣化及び寿命の短縮を加速するという課題を有していた。

However, the conventional charge / discharge control circuit shown in FIG. 2 has a problem that the life of a secondary battery as an energy supply source is shortened because the current consumption by itself is large. As a result, there is a problem that the use time of the device driven by the secondary battery is shortened. Furthermore, when the storage capacity of the secondary battery is reduced and the battery is overdischarged, the power supply is provided in the power supply device despite the fact that the energy supply from the secondary battery to the external device is stopped by the switch circuit. Due to the current consumption of the charge / discharge control circuit itself, there is a problem that further overdischarge is promoted, and deterioration of the battery and shortening of the life are accelerated.

 そこで、本発明の目的は、従来のこのような課題を解決するために、充放電制御回路の消費電流を低減することにより、寿命の長い二次電池からなる充電式電源装置を得ることを目的としている。また、図30に示した従来例では次のような種々の欠点がある。即ち、外部から端子-VO、+VOに充電器を接続して、二次電池101を充電している状態において、二次電池が満充電状態になった時にスイッチ回路103をOFFする。OFFすることにより、二次電池101の両端の電位が低下し、再び充電状態、即ち、スイッチ回路103をONしてしまう。このような充電完了前後の電圧において、満充電の検出が不安定に発振してしまうことがあった。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a rechargeable power supply device including a long-life secondary battery by reducing the current consumption of a charge / discharge control circuit in order to solve such a conventional problem. And Further, the conventional example shown in FIG. 30 has the following various disadvantages. That is, a charger is externally connected to the terminals -VO and + VO, and when the secondary battery 101 is being charged, the switch circuit 103 is turned off when the secondary battery is fully charged. By turning OFF, the potential at both ends of the secondary battery 101 decreases, and the charging state, that is, the switch circuit 103 is turned ON again. At such a voltage before and after the completion of charging, detection of full charge may oscillate unstable.

 従来の技術で説明したように、二次電池への充電中に過充電状態になると充放電制御回路が動作して二次電池への充電を制御するスイッチ回路をOFFする。しかしながら、前記充放電制御回路が二次電池と並列に接続されているため、動作時に消費する電流は二次電池より供給される。二次電池は電流を供給することで電圧降下が発生し、過充電検出電圧以下になりスイッチ回路はONになってしまう。このため(充電により二次電池の電圧上昇→過充電電圧まで上昇→充放電制御回路動作で二次電池の電圧低下→充電により再度二次電池の電圧上昇)となり、同じ動作を繰り返し過充電状態へ移行できなくなる課題を有していた。また過放電状態の電池を充電中に過放電状態が解除される時も同じ課題を有している。 (4) As described in the related art, when the secondary battery is overcharged during charging, the charge / discharge control circuit operates to turn off the switch circuit that controls the charging of the secondary battery. However, since the charge / discharge control circuit is connected in parallel with the secondary battery, current consumed during operation is supplied from the secondary battery. When a current is supplied to the secondary battery, a voltage drop occurs, the voltage drops below the overcharge detection voltage, and the switch circuit turns on. For this reason, (the voltage of the secondary battery rises due to charging → rises to the overcharge voltage → the voltage of the secondary battery falls due to the operation of the charge / discharge control circuit → the voltage of the secondary battery rises again due to charging) There was a problem that could not be transferred to. The same problem also occurs when the overdischarge state is released while the battery in the overdischarge state is being charged.

 また、充電制御回路を初めて二次電池へ接続するときにスイッチ回路の論理が確定していなければ、初期状態は不安定となってしまい、二次電池の電圧値が正常であっても過充電あるいは過放電状態になってしまう課題も有する。二次電池の過放電が進み、その電圧
値が充放電制御回路の中の電圧検出回路や制御回路の動作する最低電圧以下に下がってしまった時には、前記電圧検出回路や制御回路の出力は不定状態となる。すなわち、二次電池が過放電状態からさらに電圧が低下しているため、一次電源から充電を行おうとしても、充放電制御用回路がスイッチ回路を正常に動作させることができないため、充電が不可能となる。つまり、一度でも二次電池の電圧が充放電制御回路の最低電圧以下になってしまうと、充電ができなくなるため、二次電池でありながら再度の使用が不可能である。
Also, if the logic of the switch circuit is not determined when the charge control circuit is connected to the secondary battery for the first time, the initial state will be unstable, and even if the voltage value of the secondary battery is normal, overcharging will occur. Alternatively, there is a problem that an over-discharge state occurs. When the overdischarge of the secondary battery progresses and the voltage value falls below the minimum voltage at which the voltage detection circuit or control circuit in the charge / discharge control circuit operates, the output of the voltage detection circuit or control circuit is undefined. State. In other words, since the voltage of the secondary battery has dropped further from the overdischarged state, charging cannot be performed because the charge / discharge control circuit cannot operate the switch circuit normally even if charging is performed from the primary power supply. It becomes possible. That is, if the voltage of the secondary battery drops below the minimum voltage of the charge / discharge control circuit even once, charging becomes impossible, so that the secondary battery cannot be used again.

 また、従来例の他の問題としては、二次電池の両端に充電器を接続し、二次電池を充電する場合において、前記充電器の極性と二次電池の極性を異ならせて充放電制御回路に接続いわゆる逆接続をした場合に、充放電制御回路を構成するCMOSICがラッチアップすることによって、充放電制御回路が誤動作し、二次電池に大きな電流を流して劣化させてしまうという問題点があった。 Another problem of the conventional example is that when a charger is connected to both ends of a secondary battery and the secondary battery is charged, charge / discharge control is performed by making the polarity of the charger different from that of the secondary battery. When the circuit is connected in reverse, so-called reverse connection, the charge / discharge control circuit malfunctions due to the latch-up of the CMOS IC that constitutes the charge / discharge control circuit, causing a large current to flow through the secondary battery to deteriorate it. was there.

 更に他の問題として、二次電池の両端に接続される負荷に異常が起こった場合に、二次電池から過大な電流が流れると、過電流検出回路により、スイッチ回路103をOFFするか、このスイッチ回路をOFFすることによって、二次電池の電圧が急激に上昇し、これによって過電流検出回路の基準電圧値が上昇し、再びスイッチ回路103を閉じて、発振してしまうという課題があった。 Further, as another problem, when an abnormality occurs in the load connected to both ends of the secondary battery and an excessive current flows from the secondary battery, the overcurrent detection circuit turns off the switch circuit 103, When the switch circuit is turned off, the voltage of the secondary battery rapidly increases, thereby increasing the reference voltage value of the overcurrent detection circuit, closing the switch circuit 103 again, and causing a problem of oscillation. .

 そこで、本発明の目的は、従来のこのような課題を解決するために、誤動作しない充放電制御回路を供給することである。更に、2個の二次電池を直列接続して用いた場合、従来例では次のような欠点がある。即ち、2個の二次電池はその寿命により、片ベリを生じてくる。しかし、その場合でも2個の電圧の和がある電圧以上あれば、使用しても問題ない。従来例では各電池電圧をモニターしているために和の電圧をモニターすることができず、使用できる電池であるにもかかわらず、使用を中止せざるを得なくなるため、機器の使用時間が著しく短くなってしまう。また、片ベリが生じてまた電池を他方の正常な電池同様に充電すると、より一層片ベリを助長し、電池の寿命を著しく短くしてしまう。 Therefore, an object of the present invention is to provide a charge / discharge control circuit that does not malfunction so as to solve such a conventional problem. Further, when two secondary batteries are used in series, the conventional example has the following disadvantages. That is, the two rechargeable batteries are subject to one-sided burrs due to their life. However, even in this case, if the sum of the two voltages is equal to or higher than a certain voltage, there is no problem in using the voltage. In the conventional example, the sum voltage cannot be monitored because each battery voltage is monitored, and the use of the device has to be discontinued even though the battery is usable. It will be shorter. In addition, when the battery is charged in the same manner as the other normal battery due to the occurrence of the one-sided swelling, the one-sided swelling is further promoted, and the life of the battery is significantly shortened.

 また、従来の充電式電源装置においては図37のように、外部端子と二次電池との間に設けたスイッチトランジスタを二つ設ける構成になっており、さらに、各々の基板を外部端子側のトランジスタ及び二次電池側のトランジスタのソース電極の電位にする構成になっているために、充放電制御用ICと別々に組み立てられ、その結果、電池の小型化が困難であり、組み立てコストも高いという課題を有していた。 Further, in the conventional rechargeable power supply device, as shown in FIG. 37, two switch transistors provided between the external terminal and the secondary battery are provided, and each substrate is connected to the external terminal side. Since the configuration is such that the potential of the source electrode of the transistor and the transistor on the secondary battery side is set, it is assembled separately from the charge / discharge control IC. As a result, it is difficult to reduce the size of the battery and the assembly cost is high. There was a problem that.

 そこで、この発明の目的は、小型で安く、かつ高信頼性の充電式電池装置及び充電式電源装置用の充放電制御回路を得ることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a small, inexpensive, and highly reliable charge / discharge control circuit for a rechargeable battery device and a rechargeable power supply device.

 (手段1)
 図2に示した従来技術の上記課題を解決するために、この発明は充放電制御回路において、二次電池の電圧をモニタするための電源電圧検出回路に消費電流を制限するためのスイッチ手段を設ける構成とした。より詳しくは、電源電圧検出回路の一部である電圧分割回路に消費電流を制限するスイッチ手段を設ける構成とした。
(Means 1)
In order to solve the above-mentioned problem of the prior art shown in FIG. 2, in the present invention, in a charge / discharge control circuit, a power supply voltage detecting circuit for monitoring a voltage of a secondary battery is provided with a switch means for limiting current consumption. The configuration was provided. More specifically, the voltage dividing circuit, which is a part of the power supply voltage detecting circuit, is provided with switch means for limiting current consumption.

 また、この発明は、誤差増幅器に流れる全体の消費電流を制限する電流制限手段により消費電流を抑えた。例えば、この発明は過充電検出回路の誤差増幅器に、電流制限手段としてパワーON/OFF機能を付加し、過放電検出回路の信号で、誤差増幅器のON/OFFを制御し、過放電時のバッテリーの消費電流を抑えるようにした。 In addition, according to the present invention, the current consumption is suppressed by current limiting means for limiting the entire current consumption flowing through the error amplifier. For example, the present invention adds a power ON / OFF function as current limiting means to an error amplifier of an overcharge detection circuit, controls ON / OFF of the error amplifier with a signal of the overdischarge detection circuit, To reduce current consumption.

 また、この発明は充放電制御回路において、二次電池を構成している各電池の接続点の
電位を外部出力するためのバッファ回路に消費電流を制御するためのスイッチ手段を設ける構成とした。このスイッチ手段は、充放電制御回路に設けられている制御回路によって制御される構成とした。特に、二次電池の能力が低下した過放電状態に限って、バッファ回路のスイッチ手段をONするように制御回路でコントロールする構成とした。
Further, in the present invention, in the charge / discharge control circuit, a switch circuit for controlling current consumption is provided in a buffer circuit for externally outputting a potential of a connection point of each battery constituting the secondary battery. The switch means is controlled by a control circuit provided in the charge / discharge control circuit. In particular, the configuration is such that the control circuit controls the switch means of the buffer circuit to be ON only in an overdischarge state in which the capacity of the secondary battery has been reduced.

 また、この発明は充放電制御回路において、二次電池の電圧をモニタする各々の過充電用電圧検出回路と過放電用電圧検出回路の基準電圧源を一つで兼ねる構成とした。さらに、二次電池が複数の電池が直列接続している場合には、各々の電池の電圧をモニタする過充電用電圧検出回路と過放電用電圧検出回路とが構成されている。この各々の電池の電圧をモニタするための電圧検出回路の異なる基準電圧を一つの基準電圧発生回路で供給する構成とした。 Also, the present invention is configured such that the charge / discharge control circuit serves as one reference voltage source for each of the overcharge voltage detection circuits and the overdischarge voltage detection circuit for monitoring the voltage of the secondary battery. Further, when a plurality of secondary batteries are connected in series, an overcharge voltage detection circuit and an overdischarge voltage detection circuit that monitor the voltage of each battery are configured. A different reference voltage of a voltage detection circuit for monitoring the voltage of each battery is supplied by one reference voltage generation circuit.

 また、この発明は充放電制御回路において、二次電池の過充電検出用の分割電圧を得るための過充電検出用電圧分割回路と過放電検出用の分割電圧を得るための過放電検出用電圧分割回路との両方の機能を一つの過放電・過充電検出用電圧分割回路で構成した。 The present invention also provides a charge / discharge control circuit, comprising: an overcharge detection voltage division circuit for obtaining a divided voltage for overcharge detection of a secondary battery; and an overdischarge detection voltage for obtaining an overdischarge detection divided voltage. Both functions of the divider circuit are constituted by one overdischarge / overcharge detection voltage divider circuit.

 (手段2)
 図30に示した従来技術の上記課題を解決するために、この発明は充放電制御回路において、二次電池に設定された過充電または過放電を電圧検出回路が検出した後に、その設定した電圧より過充電・過放電に検出しやすい電圧に再設定するとともに、再設定後にスイッチ回路をOFFするように信号のタイミングを設定した。
(Means 2)
In order to solve the above-mentioned problem of the prior art shown in FIG. 30, the present invention relates to a charge / discharge control circuit, which detects an overcharge or an overdischarge set in a secondary battery by a voltage detection circuit, and then sets the set voltage. The voltage is reset to a voltage that can be easily detected as overcharge / overdischarge, and the signal timing is set so that the switch circuit is turned off after the reset.

 また、本発明は充放電制御回路において、電圧検出用コンパレータと制御回路の間に遅延回路を設けるような構成とした。また、遅延回路は二次電池の接続時に一定期間、論理を確定することでスイッチ回路をONして、充電式電源装置が初期からも使用が可能になる構成としている。 In addition, the present invention has a configuration in which a delay circuit is provided between the voltage detection comparator and the control circuit in the charge / discharge control circuit. In addition, the delay circuit is configured such that the logic circuit is fixed for a certain period of time when the secondary battery is connected, the switch circuit is turned on, and the rechargeable power supply can be used from the beginning.

 また、本発明は充放電制御回路に電源装置の外部端子の電圧を入力すると共に、二次電池の電圧が充放電制御回路の最低動作電圧以下となっても充電器が電源装置に接続された時には、スイッチ回路を制御できるような回路構成とした。また、この発明は充放電制御回路において、二次電池が逆接続した場合に制御回路の出力信号がスイッチ回路をOFFする信号を常に出力する構成とした。さらに具体的には、制御回路の出力を決めている電圧検出回路の出力が常にスイッチ回路がOFFするような構成とした。さらに具体的には、電圧検出回路の出力にかかわる定電圧回路の出力をスイッチ回路がOFFするような構成とした。 Further, according to the present invention, the voltage of the external terminal of the power supply device is input to the charge / discharge control circuit, and the charger is connected to the power supply device even when the voltage of the secondary battery is lower than the minimum operating voltage of the charge / discharge control circuit. Sometimes, the circuit configuration was such that the switch circuit could be controlled. Further, the present invention has a configuration in which the output signal of the control circuit always outputs a signal for turning off the switch circuit when the secondary battery is reversely connected in the charge / discharge control circuit. More specifically, the configuration is such that the output of the voltage detection circuit that determines the output of the control circuit always turns off the switch circuit. More specifically, the switch circuit turns off the output of the constant voltage circuit related to the output of the voltage detection circuit.

 また更に、この発明は充放電制御回路において過電流検出回路にラッチ機能を設け、一度過電流を検出したら負荷をはずさない限り、ラッチを解除しない構成とした。 Further, in the present invention, a latch function is provided in the overcurrent detection circuit in the charge / discharge control circuit, and once the overcurrent is detected, the latch is not released unless the load is removed.

 (手段3)
 図37に示した従来の上記課題を解決するために、この発明は充放電制御回路において、2つの二次電池のそれぞれの電圧をモニターし、そのモニター電圧値に応じて、他方の電圧検出値を切り換える構成とした。
(Means 3)
In order to solve the above-mentioned conventional problem shown in FIG. 37, the present invention monitors a voltage of each of two secondary batteries in a charge / discharge control circuit, and according to the monitored voltage value, detects the other voltage detection value. Is switched.

 また、この発明は2個の電池の和の電圧をモニターすることができるように、前記和の電圧が出力される端子間に抵抗を設け、電圧検出回路を構成した。また、この発明は、外部端子と二次電池との間に直列接続するトランジスタを1個にする構成とした。1個のトランジスタにするために、そのトランジスタの基板をスイッチングするトランジスタのソース電極とドレイン電極との間に各々設ける構成とした。 Also, in the present invention, a resistor is provided between terminals from which the sum voltage is output so that the sum voltage of the two batteries can be monitored, and a voltage detection circuit is configured. Further, the present invention has a configuration in which one transistor is connected in series between the external terminal and the secondary battery. In order to form a single transistor, a structure is provided in which the substrate of the transistor is provided between the source electrode and the drain electrode of the switching transistor.

 さらに、この発明はトランジスタの基板を自由に制御できる絶縁膜上に設けられた半導体膜を有する半導体基板(以下SOI基板と呼ぶ。SOIはSilicon On Insulator の略である)を用いた充放電制御用半導体集積回路装置の構成とした。
Further, the present invention relates to a charge / discharge control method using a semiconductor substrate having a semiconductor film provided on an insulating film capable of freely controlling a transistor substrate (hereinafter referred to as an SOI substrate; SOI is an abbreviation for Silicon On Insulator). The configuration of the semiconductor integrated circuit device was adopted.


 手段1のように構成された充放電制御回路においては、電圧検出回路に設けられた消費電流制限用スイッチ手段により、消費電流が低減される。上記のように構成されたバッテリー充放電制御回路においては、特にバッテリーが過放電状態の時は、過充電検出回路の消費電流をカットするので、バッテリーが過放電状態での電力消費を小さく抑えることができ、バッテリーの劣化を防ぐことになる。

In the charge / discharge control circuit configured as the means 1, the current consumption is reduced by the current consumption limiting switch provided in the voltage detection circuit. In the battery charge / discharge control circuit configured as described above, especially when the battery is in the overdischarge state, the current consumption of the overcharge detection circuit is cut, so that the power consumption in the overdischarge state of the battery is reduced. To prevent battery deterioration.

 また、複数個の誤差増幅器を1つの複数入力タイプの誤差増幅器としたため、チップ面積が著しく縮小できた。このような構成にすることにより、バッファ回路の消費電流を必要最小限に減少することにより、消費電流の少ない充放電制御回路、さらに、寿命の長い充電式電源装置を得ることができる。 (4) Since a plurality of error amplifiers are replaced by one multi-input type error amplifier, the chip area can be significantly reduced. With such a configuration, the current consumption of the buffer circuit is reduced to a necessary minimum, so that a charge / discharge control circuit with low current consumption and a long-life rechargeable power supply device can be obtained.

 上記のように構成された充放電制御回路においては、基準電圧源が半分より少ない数で構成できるので、その分の消費電流の削減及び部品数(集積回路の場合はチップサイズ)の削減ができる。上記のように構成された充放電制御回路においては、電圧検出用の電圧分割回路が原理的に半分で構成される。従って、そこに流れる電流も別々に電圧分割回路を構成した充放電制御回路に比べ、半分の値まで減少する。 In the charge / discharge control circuit configured as described above, the number of reference voltage sources can be less than half, so that the current consumption and the number of components (chip size in the case of an integrated circuit) can be reduced. . In the charge / discharge control circuit configured as described above, the voltage dividing circuit for detecting the voltage is configured by half in principle. Therefore, the current flowing therethrough is also reduced to half the value in comparison with the charge / discharge control circuit in which the voltage dividing circuit is separately formed.

 また、過充電電圧検出用と過放電電圧検出用との電圧分割回路を兼ねて構成するために部品数の削減ができる。集積回路として形成した場合には、部品数の削減によりチップサイズの削減ができる。手段2のように構成された充放電制御回路において、過充電または過放電を検出後、過充電または過放電状態の検出電圧をより過充電または過放電と検出されるレベルに再設定する。さらに、その後、スイッチ回路をOFFすることにより、スイッチ回路OFFによる二次電池の電圧変動により電圧検出回路が反転誤動作しないようにした。 Further, the number of components can be reduced because the voltage dividing circuit is also configured for overcharge voltage detection and overdischarge voltage detection. When formed as an integrated circuit, the chip size can be reduced by reducing the number of components. In the charge / discharge control circuit configured as the means 2, after detecting overcharge or overdischarge, the detection voltage in the overcharge or overdischarge state is reset to a level at which overcharge or overdischarge is detected. Further, after that, by turning off the switch circuit, the voltage detection circuit is prevented from malfunctioning due to voltage fluctuation of the secondary battery due to the switch circuit being turned off.

 また、電圧検出用コンパレータが動作してから、ある時間の遅延期間をおいて、制御回路が動作するため、一度に過度の貫通電流が流れず、二次電池の電圧降下を防ぐことができる。また、たとえば充電時においては、二次電池の電圧が遅延期間中も上昇するため検出動作はより確実となる。更に、遅延回路は二次電池の初期接続時に一定期間論理を確定するため、制御回路はスイッチ回路をONすることになり、二次電池の初期接続時から充電式電源装置は使用可能となる。 Also, since the control circuit operates after a delay time of a certain time after the operation of the voltage detection comparator, an excessive through current does not flow at one time, and a voltage drop of the secondary battery can be prevented. Further, for example, at the time of charging, the detection operation becomes more reliable because the voltage of the secondary battery increases even during the delay period. Furthermore, since the delay circuit determines the logic for a certain period when the secondary battery is initially connected, the control circuit turns on the switch circuit, and the rechargeable power supply can be used from the initial connection of the secondary battery.

 また、二次電池の電圧値が充放電制御回路の最低動作電圧以下になってもスイッチ回路を確実に制御できることになり、二次電池の電圧が極端に低くなっても充電が確実に行われる。また、逆接続した場合、常にスイッチ回路をOFFする構成としたので、充電器と二次電池とが電気的に分離される。したがって二次電池は充電器の逆接続状態に全く影響されない。 In addition, even if the voltage value of the secondary battery becomes equal to or lower than the minimum operating voltage of the charge / discharge control circuit, the switch circuit can be reliably controlled, and charging is reliably performed even when the voltage of the secondary battery becomes extremely low. . Further, when the connection is reversed, the switch circuit is always turned off, so that the charger and the secondary battery are electrically separated. Therefore, the secondary battery is not affected at all by the reverse connection state of the charger.

 また、過電流検出回路に設けられたラッチ機能により、過電流検出時の発振を回避することができるなどの作用を有するものである。上記の手段3のように構成された充放電制御回路においては、和の電圧が出力される端子間に抵抗を設け、これにより電圧検出を行うことができる。 (4) The latch function provided in the overcurrent detection circuit has an effect that oscillation at the time of overcurrent detection can be avoided. In the charge / discharge control circuit configured as in the above-described means 3, a resistor is provided between the terminals from which the sum voltage is output, and thereby voltage detection can be performed.

 また、一方の電池電圧値に応じて、他方の過充電検出電圧を切り換えることにより、両者の電圧値の差が小さい充放電制御ができる。さらに、基板電位を各々のトランジスタにおいて独立して設定できる。さらに、トランジスタの面積を小さくすることができる。 充 Also, by switching the overcharge detection voltage of the other according to the voltage value of one battery, charge / discharge control with a small difference between the two voltage values can be performed. Further, the substrate potential can be set independently for each transistor. Further, the area of the transistor can be reduced.



 以下に、この発明の実施例1を図面に基づいて説明する。


Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図1は、本発明の手段1における充放電制御回路の実施例1回路ブロック図である。この充放電制御回路は、電源装置に応用した場合には、その二次電池を電源として動作する。即ち、二次電池が電源端子-VB、+VBに接続して電源と供給する。 FIG. 1 is a circuit block diagram of Embodiment 1 of the charge / discharge control circuit in the means 1 of the present invention. When applied to a power supply device, this charge / discharge control circuit operates using the secondary battery as a power supply. That is, the secondary battery is connected to the power terminals -VB and + VB to supply power.

 電源には、電源電圧を分割する電源電圧分割手段の抵抗1と、電源電圧分割手段の二つの出力電圧を各々電圧検出する電圧検出回路2及び3と、各々の電圧検出回路2及び3の出力信号により最終的な制御信号VSを出力する制御回路4とが互いに並列に接続されている。 The power supply includes a resistor 1 of power supply voltage dividing means for dividing the power supply voltage, voltage detection circuits 2 and 3 for detecting two output voltages of the power supply voltage division means, and outputs of the voltage detection circuits 2 and 3 respectively. A control circuit 4 that outputs a final control signal VS by a signal is connected in parallel with each other.

 電圧検出回路2及び3は、具体的には図3に示したような電源端子-VBに対する基準電圧源42と電圧分割抵抗の出力とを入力とするコンパレータ回路41とから形成されている。電圧検出回路2が過充電検出用であり、電圧検出回路3が過放電検出回路である。電源電圧分割回路1と電圧検出回路2とにより、電源である二次電池の過充電を検出する過充電電圧検出回路を構成している。また、電源電圧分割回路1と電圧検出回路3とにより電源である二次電池の過放電を検出する過放電電圧検出回路を構成している。本発明の場合、各々の電圧検出回路に入力される電源分割回路は別々に設けられてもよい。図1の場合は、電圧分割回路1は、互いの電圧検出回路に共通に設けられている充放電制御回路の例である。制御回路4は、各々の電圧検出回路2及び3から二次電池の過充電及び過放電に関する信号を入力して、電源装置のスイッチ回路をONまたはOFFするための信号VSを出力する。 The voltage detection circuits 2 and 3 are specifically formed of a reference voltage source 42 for the power supply terminal -VB and a comparator circuit 41 to which the output of the voltage dividing resistor is input as shown in FIG. The voltage detection circuit 2 is for overcharge detection, and the voltage detection circuit 3 is an overdischarge detection circuit. The power supply voltage division circuit 1 and the voltage detection circuit 2 constitute an overcharge voltage detection circuit that detects overcharge of a secondary battery as a power supply. The power supply voltage division circuit 1 and the voltage detection circuit 3 constitute an overdischarge voltage detection circuit that detects overdischarge of a secondary battery as a power supply. In the case of the present invention, power supply division circuits input to each voltage detection circuit may be separately provided. In the case of FIG. 1, the voltage division circuit 1 is an example of a charge / discharge control circuit provided commonly to the voltage detection circuits. The control circuit 4 receives a signal relating to overcharge and overdischarge of the secondary battery from each of the voltage detection circuits 2 and 3, and outputs a signal VS for turning on or off the switch circuit of the power supply device.

 また、制御回路4は電圧分割抵抗1に流れる電流を制限するために設けられたスイッチ素子5も制御する。電源電圧分割回路である電圧分割抵抗は単純に抵抗が複数直列に接続しただけの回路である。したがって、単純に電圧分割抵抗に電源ライン-VB、+VBを直接接続すると直流の大きな電流が流れてくる。スイッチ素子5は電源ライン-VBと電圧分割抵抗1との間に挿入して、制御回路4からの信号または、他の回路から作られた信号により制御される。 {Circle around (4)} The control circuit 4 also controls the switch element 5 provided for limiting the current flowing through the voltage dividing resistor 1. A voltage dividing resistor, which is a power supply voltage dividing circuit, is a circuit in which a plurality of resistors are simply connected in series. Therefore, if the power supply lines -VB and + VB are simply connected directly to the voltage dividing resistor, a large direct current flows. The switch element 5 is inserted between the power supply line -VB and the voltage dividing resistor 1, and is controlled by a signal from the control circuit 4 or a signal generated from another circuit.

 電圧分割抵抗1に直列接続しているスイッチ素子5の抵抗は、小さいほど好ましい。電圧分割抵抗1の抵抗値に比べ充分小さい値に設定しないと、電圧分割抵抗1の出力がスイッチ素子の抵抗値により影響されるからである。したがって、図1のように電圧分割抵抗1の中間に設けるよりは、電圧分割抵抗1の端に直接に電源ラインと接続して設けることが好ましい。。 ス イ ッ チ The resistance of the switch element 5 connected in series to the voltage dividing resistor 1 is preferably as small as possible. If the resistance value of the voltage dividing resistor 1 is not set to a value sufficiently smaller than the resistance value, the output of the voltage dividing resistor 1 is affected by the resistance value of the switch element. Therefore, it is preferable to provide the voltage dividing resistor 1 directly at the end of the voltage dividing resistor 1 by directly connecting to the power supply line, rather than providing the voltage dividing resistor 1 in the middle as shown in FIG. .

 図1のように、スイッチ素子が絶縁ゲート型電界効果トランジスタである場合には、トランジスタのソースとゲート電極間の電圧を電源電圧レベルに設定することにより、トランジスタのON抵抗を小さくすることができる。電圧分割抵抗1は、そこに流れる電流を小さくするために、シート抵抗が約10kΩ/□の高抵抗多結晶膜が用いられている。電圧分割抵抗1の抵抗値は、10MΩ程度の高抵抗値に設計している。スイッチ素子5のO
N抵抗は、高々数kΩの低い抵抗値に設計し、電圧分割抵抗1の抵抗値に比べ1/1000程度以下にしている。ON抵抗を小さくして電圧検出回路のずれを防いでいる。トランジスタ5のOFF抵抗は、電圧分割抵抗1の抵抗値に比べ充分大きいので、OFFの時にはほとんど電流の消費を防ぐことができる。
As shown in FIG. 1, when the switching element is an insulated gate field effect transistor, the ON resistance of the transistor can be reduced by setting the voltage between the source and the gate electrode of the transistor to the power supply voltage level. . As the voltage dividing resistor 1, a high-resistance polycrystalline film having a sheet resistance of about 10 kΩ / □ is used in order to reduce the current flowing therethrough. The resistance value of the voltage dividing resistor 1 is designed to be a high resistance value of about 10 MΩ. O of switch element 5
The N resistor is designed to have a low resistance value of at most several kΩ, and is set to about 1/1000 or less of the resistance value of the voltage dividing resistor 1. The ON resistance is reduced to prevent the voltage detection circuit from shifting. Since the OFF resistance of the transistor 5 is sufficiently larger than the resistance value of the voltage dividing resistor 1, almost no current can be consumed when the transistor 5 is OFF.

 図4、は本発明の充放電制御回路において、電圧分割抵抗21に直列に電源端子+VB との間にP型の絶縁ゲート型電界効果トランジスタを挿入した回路ブロック図である。過充電検出用電圧検出器22、過放電検出用電圧検出器23及び制御回路24は、図1の実施例と同じように設計されている。但し、スイッチ素子25がP型絶縁ゲート型トランジスタであるので、スイッチ素子25をOFFしたい場合は、+VBが端子26からスイッチ素子のゲートに入力され、ONしたい場合は-VBが端子26に入力される。ON抵抗は、トランジスタ25のゲート電圧に-VBが印加されるので充分低くなる。 FIG. 4 is a circuit block diagram in which a P-type insulated gate field effect transistor is inserted between the voltage dividing resistor 21 and the power supply terminal + VB in the charge / discharge control circuit of the present invention. The overcharge detection voltage detector 22, the overdischarge detection voltage detector 23, and the control circuit 24 are designed in the same manner as in the embodiment of FIG. However, since the switch element 25 is a P-type insulated gate transistor, + VB is input from the terminal 26 to the gate of the switch element when the switch element 25 is to be turned off, and -VB is input to the terminal 26 when the switch element 25 is to be turned on. You. The ON resistance is sufficiently low because -VB is applied to the gate voltage of the transistor 25.

 図5は、スイッチ素子を電圧分割抵抗の両側に挿入した場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロック図である。電圧分割抵抗31の両端にN型絶縁ゲート型電界効果トランジスタ35とP型トランジスタ36とが形成されている。過充電用電圧検出回路32、過放電用電圧検出回路33及び制御回路34は、図1及び図4の実施例と同様に形成されている。図5のように電源側に各々両方スイッチ素子35及び36を挿入することにより、速く電源電圧分割回路を動作することができる。また、分割回路にほぼ対等に挿入されるので、スイッチ素子のON抵抗が電圧分割回路の出力に影響しにくくする効果がある。 FIG. 5 is a circuit block diagram of the charge / discharge control circuit of the present invention when the switch element is inserted on both sides of the voltage dividing resistor. An N-type insulated gate field effect transistor 35 and a P-type transistor 36 are formed at both ends of the voltage dividing resistor 31. The overcharge voltage detection circuit 32, the overdischarge voltage detection circuit 33, and the control circuit 34 are formed in the same manner as in the embodiment of FIGS. By inserting both switch elements 35 and 36 on the power supply side as shown in FIG. 5, the power supply voltage dividing circuit can be operated quickly. Also, since the switching elements are almost equally inserted into the dividing circuit, there is an effect that the ON resistance of the switch element hardly affects the output of the voltage dividing circuit.

 本発明の充放電制御回路は、電圧分割抵抗1の分割電圧のバラツキの少ない同一半導体基板上に設けられた集積回路に適している。
The charge / discharge control circuit of the present invention is suitable for an integrated circuit provided on the same semiconductor substrate where the division voltage of the voltage division resistor 1 has little variation.


 以下に、この発明の実施例2を図面に基づいて説明する。

Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図6において、基準電圧回路11の電圧値をVrefとすれば、バッテリーの電圧が式(2)の過放電検出電圧VKAH以下になると、端子16の電圧が、“Low”レベルになり、バッテリーが過放電状態であることを示し、式(3)の過充電検出電圧VKAJ以上になると、端子17の電圧が“High”レベルになり、バッテリーが過充電状態であることを示す。 In FIG. 6, when the voltage value of the reference voltage circuit 11 is Vref, when the voltage of the battery becomes equal to or lower than the overdischarge detection voltage VKAH of Expression (2), the voltage of the terminal 16 becomes the “Low” level, This indicates that the battery is in an overdischarge state. When the voltage exceeds the overcharge detection voltage VKAJ in Expression (3), the voltage of the terminal 17 becomes a “High” level, indicating that the battery is in an overcharge state.

  VKAH=(R1+R2+R3 )×Vref/(R2 +R3 ) ・・・(2)
  VKAJ=(R1+R2+R3 )×Vref/(R3 )    ・・・(3)
 すなわち、電池の特性に合うように、R1 〜R3 の値、及びVrefの値を設定することで、VKAH、VKAJは任意に設定することが可能である。過充電検出回路の誤差増幅器13は、パワーON/OFF機能を持ち、過放電検出回路の誤差増幅器12の出力が、“Low”レベルの時、パワーOFFとなり、“High”レベルの時、パワーONとなる。パワーOFF時は誤差増幅器13は、動作させずに消費電流をカットし、出力端子17は“Low”レベルに固定する。すなわち、誤差増幅器13は、誤差増幅器12の出力によって動作を制御され
ている。
VKAH = (R1 + R2 + R3) × Vref / (R2 + R3) (2)
VKAJ = (R1 + R2 + R3) × Vref / (R3) (3)
That is, VKAH and VKAJ can be arbitrarily set by setting the values of R1 to R3 and the value of Vref so as to match the characteristics of the battery. The error amplifier 13 of the overcharge detection circuit has a power ON / OFF function. When the output of the error amplifier 12 of the overdischarge detection circuit is at a “Low” level, the power is turned off. When the output is at a “High” level, the power is turned on. It becomes. When the power is off, the error amplifier 13 does not operate and cuts the current consumption, and the output terminal 17 is fixed at the “Low” level. That is, the operation of the error amplifier 13 is controlled by the output of the error amplifier 12.

 過放電検出電圧VKAHと過充電検出電圧VKAJは、式(2)、(3)より、式(4)の関係がある。 (4) The overdischarge detection voltage VKAH and the overcharge detection voltage VKAJ have a relationship of Expression (4) from Expressions (2) and (3).

   VKAH < VKAJ           ・・・(4)
 すなわち、過放電を検出している状態では、必らず過充電状態ではなく、過充電検出回路の誤差増幅器13を動作させる必要はない。従って、本発明が可能となる。
VKAH <VKAJ (4)
That is, in a state where overdischarge is detected, the error amplifier 13 of the overcharge detection circuit does not need to be operated, not necessarily in an overcharge state. Therefore, the present invention becomes possible.

 図7にパワーON/OFF機能を有する誤差増幅器の回路例を示す。 FIG. 7 shows a circuit example of an error amplifier having a power ON / OFF function.

 入力端子61、62に各々、分割電圧と基準電圧が入力される。動作制御端子63に“High”レベルの電圧が入力された期間中、誤差増幅の動作を実行する構成となっている。過放電状態となることで、端子16の電圧が“Low”レベルとなり、トランジスタM1、M2がOFFして、消費電流がカットされ、かつ、トランジスタM3、M4がONして出力端子17を“Low”レベルに固定する。 (4) The divided voltage and the reference voltage are input to the input terminals 61 and 62, respectively. The error amplification operation is performed during a period when the “High” level voltage is input to the operation control terminal 63. As a result of the overdischarge state, the voltage of the terminal 16 becomes “Low” level, the transistors M1 and M2 are turned off, the current consumption is cut off, and the transistors M3 and M4 are turned on and the output terminal 17 is turned “Low”. "Fix to level.

 次に、図8を用いて本発明の別の実施例を説明する。バッテリー接続端子14、15に対して、基準電圧発生回路11と、第1の誤差増幅器(M11、M12、M13及びM14から構成)と、第2の誤差増幅器(M16、M17、M18及びM19から構成)とトランジスタM15から構成されている。第1及び第2の誤差増幅器には入力として基準電圧発生回路11からの出力が各々トランジスタM14,M18に入っている。また、図8には記載されていないが、分割電圧手段より得られたバッテリーの分割電圧が同様にトランジスタM13とM19に
入力b、dとして入っている。バッテリー充放電状態を示す信号は各々の誤差増幅器の出力aとcより出力されている。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. For the battery connection terminals 14 and 15, a reference voltage generation circuit 11, a first error amplifier (configured from M11, M12, M13 and M14), and a second error amplifier (configured from M16, M17, M18 and M19) ) And the transistor M15. The outputs from the reference voltage generating circuit 11 are input to the transistors M14 and M18, respectively, as inputs to the first and second error amplifiers. Although not shown in FIG. 8, the divided voltage of the battery obtained by the divided voltage means is similarly input to transistors M13 and M19 as inputs b and d. Signals indicating the battery charge / discharge state are output from outputs a and c of each error amplifier.

 図8においては、第1及び第2の誤差増幅器の両方の消費電流を制限するために、電流制限手段として電流制限トランジスタM15が各々の誤差増幅器に対して直列接続されている。この電流制限トランジスタM15によって、第1及び第2の誤差増幅器の消費電流の合計は、1個の誤差増幅器の消費電流並みに減少できる効果がある。 In FIG. 8, in order to limit the current consumption of both the first and second error amplifiers, a current limiting transistor M15 is connected in series to each error amplifier as current limiting means. The current limiting transistor M15 has the effect that the total current consumption of the first and second error amplifiers can be reduced to the same level as the current consumption of one error amplifier.

 次に、図9を用いて複数個の誤差増幅器を1個の多入力タイプの誤差増幅器に集約する実施例を説明する。図10に2個のバッテリーを直列に接続した時のバッテリー充電制御回路図を示す。バッテリー18、19に対してそれぞれ図6の回路が配置されている。図8に示した誤差増幅器を構成しているトランジスタM12、M14と次段の誤差増幅器を構成しているトランジスタM16、M18の対は、同一構成の増幅回路なので一方のトランジスタ対を省略すると、図9に示す回路となる。図9は、誤差増幅手段として2入力タイプの誤差増幅器の回路及び基準電圧回路の図である。 Next, an embodiment of integrating a plurality of error amplifiers into one multi-input type error amplifier will be described with reference to FIG. FIG. 10 shows a battery charge control circuit diagram when two batteries are connected in series. The circuit of FIG. 6 is arranged for the batteries 18 and 19, respectively. The pair of the transistors M12 and M14 constituting the error amplifier shown in FIG. 8 and the transistors M16 and M18 constituting the error amplifier of the next stage have the same configuration. The circuit shown in FIG. FIG. 9 is a diagram of a circuit of a two-input type error amplifier and a reference voltage circuit as an error amplifier.

 図9においては、N1、N2、N3、N4、N5に着目すると、N5が定電流源N1、N2がアクティブブロード、N3、N4がソースカップルドペアになっている誤差増幅器であり、N3ゲート入力電圧(b)とN4ゲート入力電圧(基準電圧)を比較(又は増幅)して出力をaに得ることができる。 In FIG. 9, focusing on N1, N2, N3, N4, and N5, N5 is an error amplifier in which constant current sources N1 and N2 are active broad, N3 and N4 are source-coupled pairs, and N3 gate input. The output can be obtained by comparing (or amplifying) the voltage (b) with the N4 gate input voltage (reference voltage).

 N1、N2のゲート、ソース間電圧が同じことからN1、N2に流れる電流、すなわち、N3、N4に流れる電流はいつでも同じであると考えられる。したがって、N4のゲート入力電圧(基準電圧)よりN3のゲート入力電圧(b)が高ければ、N3はN4よりもよりONし、N3の抵抗成分が減少し、出力aはLow側に下がる。又、N4のゲート入力電圧(基準電圧)よりN3のゲート入力電圧(b)が低ければ、N3はN4よりもよりOFFし、N3の抵抗成分が増し、出力aはHigh側に上がる。 Since the voltages between the gate and the source of N1 and N2 are the same, it is considered that the current flowing in N1 and N2, that is, the current flowing in N3 and N4 is always the same. Therefore, if the gate input voltage (b) of N3 is higher than the gate input voltage (reference voltage) of N4, N3 turns on more than N4, the resistance component of N3 decreases, and the output a drops to the low side. If the gate input voltage (b) of N3 is lower than the gate input voltage (reference voltage) of N4, N3 turns OFF more than N4, the resistance component of N3 increases, and the output a rises to the High side.

 同様にして、N2、N6、N4、N7、N5に着目すると、N5が定電流源、N2、N6がアクティブロード、N4、N7がソースカップルドペアになっている従来の誤差増幅器であり、N7ゲート入力電圧(d)とN4ゲート入力電圧(基準電圧)を比較(又は増幅)して出力をcに得ることができる。 Similarly, focusing on N2, N6, N4, N7, and N5, N5 is a conventional error amplifier in which a constant current source, N2 and N6 are active loads, and N4 and N7 are source-coupled pairs. The output can be obtained as c by comparing (or amplifying) the gate input voltage (d) and the N4 gate input voltage (reference voltage).

 N2、N6のゲート、ソース間電圧が同じことからN2、N6に流れる電流、すなわち、N4、N7に流れる電流はいつでも同じであると考えられる。したって、N4のゲート入力電圧(基準電圧)よりN7のゲート入力電圧(d)が高ければ、N4はN4よりもよりONし、N7の抵抗成分が減少し、出力cはLow側に下がる。又、N4のゲート入力電圧(基準電圧)よりN7のゲート入力電圧(d)が低ければ、N7はN4よりもよりOFFし、N7の抵抗成分が増加し、出力cはHigh側に上がる。 Since the voltages between the gate and the source of N2 and N6 are the same, it is considered that the current flowing in N2 and N6, that is, the current flowing in N4 and N7 is always the same. Therefore, if the gate input voltage (d) of N7 is higher than the gate input voltage (reference voltage) of N4, N4 turns on more than N4, the resistance component of N7 decreases, and the output c drops to the low side. If the gate input voltage (d) of N7 is lower than the gate input voltage (reference voltage) of N4, N7 turns OFF more than N4, the resistance component of N7 increases, and the output c rises to the High side.

 したがって、同一基準電圧に対し異なる電圧を比較(又は増幅)する場合、基準電圧をN4のゲートに、他の電圧をそれぞれN3、N7のゲートに入力することにより基準電圧を比較(又は増幅)した出力をそれぞれa、cに得ることができる。 Therefore, when comparing (or amplifying) different voltages with respect to the same reference voltage, the reference voltage was compared (or amplified) by inputting the reference voltage to the gate of N4 and the other voltages to the gates of N3 and N7, respectively. Outputs can be obtained at a and c, respectively.

 また、誤差増幅器の消費電流を決めている電流制限トランジスタであるN5のトランジスタは共通に使用されるため、2個の誤差増幅器の働きを有する誤差増幅手段に対して1個分の誤差増幅器の消費電流で駆動することができる。本発明はNchトランジスタ入力タイプの誤差増幅器で説明したが、Pchトランジスタ入力タイプの誤差増幅器でも適用できる。
In addition, since the transistor N5, which is a current limiting transistor that determines the current consumption of the error amplifier, is commonly used, the consumption of one error amplifier by one error amplifier means having the function of two error amplifiers. It can be driven by current. Although the present invention has been described with reference to an Nch transistor input type error amplifier, the present invention can also be applied to a Pch transistor input type error amplifier.


 以下に、本発明の実施例3を図面に基づいて説明する。

Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図11は、本発明の充放電制御回路の回路ブロック図である。二次電池として2本の電池111と112が充放電制御回路の電源端子+VBと-VBとの間に直列に挿入されている。電池111の電圧は電圧分割回路113により分割され、その分割電圧を過充電及び過放電用電圧検出回路115で検出している。電圧検出回路115の出力は制御回路117に入力されている。制御回路117は各々の電池が過充電状態または過放電状態の時に、二次電池と電源の外部端子との間をOFFする信号VSを出力する。したがって、制御回路117は、論理回路だけで構成されている。また電池112に対しても同様に電圧分割回路114と電圧検出回路116により過充電状態及び過放電状態を検出する構成になっている。その検出結果はディジタル信号で制御回路117に同様に入力されている。したがって、制御回路117は電池111及び112のいずれか一つの電池が過充電または過放電状態になると電池と外部電源との電気接続を切って過充電及び過放電の進行を止める働きをする。二つの電池の充電特性および放電特性は全く同じでないので、別々に過充電・過放電を検出制御する必要がある。 FIG. 11 is a circuit block diagram of the charge / discharge control circuit of the present invention. Two batteries 111 and 112 are inserted in series between power supply terminals + VB and -VB of the charge / discharge control circuit as secondary batteries. The voltage of the battery 111 is divided by a voltage dividing circuit 113, and the divided voltage is detected by an overcharge and overdischarge voltage detection circuit 115. The output of the voltage detection circuit 115 is input to the control circuit 117. The control circuit 117 outputs a signal VS for turning off between the secondary battery and the external terminal of the power supply when each battery is in an overcharged state or an overdischarged state. Therefore, the control circuit 117 is composed of only a logic circuit. Similarly, the battery 112 is configured to detect an overcharged state and an overdischarged state by the voltage dividing circuit 114 and the voltage detecting circuit 116. The detection result is similarly input to the control circuit 117 as a digital signal. Therefore, when one of the batteries 111 and 112 is overcharged or overdischarged, the control circuit 117 cuts off the electrical connection between the battery and the external power supply and stops the progress of overcharge and overdischarge. Since the charging characteristics and the discharging characteristics of the two batteries are not exactly the same, it is necessary to separately control overcharge and overdischarge.

 バッファ118は、各々の電池の接続中、電位VIを外部に信号Bとして出力するための回路である。電池間の充放電のバランス状態を信号Bにより検出できる。バッファ回路118は接続点の電位VIから外部に電流が消費しないように設けられている。バッファ回路のさらに具体的な回路図を図12に示す。バッファ回路は二次電池+VB,-VB両方から電源供給されている。バッファ回路は、その構成要素である演算増幅器に、接続点電位VIがトランジスタ92と93に入力される。この接続点電位VIはほぼ二次電池電源全体の中間の電位となる。したがってトランジスタ92及び93には大きな電流が流れる。そこで、トランジスタ92及び93に直列に電流カット用のスイッチトランジスタ91を接続してある。この電流カット用トランジスタ91は、過放電状態にOFFするように制御回路からゲート電極95を介して制御されている。定電流回路94はバッファ回路の安定動作のために挿入されている。 The buffer 118 is a circuit for outputting the potential VI to the outside as the signal B during connection of each battery. The charge / discharge balance state between the batteries can be detected by the signal B. The buffer circuit 118 is provided so that no current is consumed to the outside from the potential VI at the connection point. FIG. 12 shows a more specific circuit diagram of the buffer circuit. The buffer circuit is supplied with power from both the secondary batteries + VB and -VB. In the buffer circuit, the node VI is inputted to the transistors 92 and 93 to the operational amplifier which is a component thereof. This connection point potential VI is substantially an intermediate potential of the entire secondary battery power supply. Therefore, a large current flows through the transistors 92 and 93. Therefore, a switch transistor 91 for cutting current is connected in series with the transistors 92 and 93. The current cut transistor 91 is controlled by the control circuit via the gate electrode 95 so as to be turned off in the overdischarge state. The constant current circuit 94 is inserted for stable operation of the buffer circuit.

 以上説明したように、過放電状態にある時に中間電位を入力としたバッファ回路を動作
静止することで、充放電制御回路の消費電流を減少できる。また、電流カット用トランジスタ91の挿入により、バッファ回路が動作してない時には端子Bから独立の信号を出すことができる。例えば、B端子から過放電状態、通常状態または過充電状態を知らせる信号を出すことができる。通常状態では、二つの電池の接続電位が出力される。過放電または過充電状態には、B端子をプルアップまたはプルダウン接続しておくことにより、その状態を+VBまたは-VBのディジタル信号レベルで出力することができる。すなわち、バッファ回路に挿入した電流カット用トランジスタはバッファ回路の電流をカットするだけでなく、端子Bから異なる種類の信号を出力させる機能を有している。
As described above, the current consumption of the charge / discharge control circuit can be reduced by stopping the operation of the buffer circuit to which the intermediate potential is input when in the overdischarge state. Further, by inserting the current cutting transistor 91, an independent signal can be output from the terminal B when the buffer circuit is not operating. For example, a signal indicating an overdischarge state, a normal state, or an overcharge state can be output from the B terminal. In the normal state, the connection potential of the two batteries is output. In the overdischarge or overcharge state, the state can be output at a digital signal level of + VB or -VB by pulling up or pulling down the B terminal. That is, the current cutting transistor inserted into the buffer circuit has a function of not only cutting the current of the buffer circuit but also outputting a different type of signal from the terminal B.


 以下に、本発明の実施例4を図面に基づいて説明する。

Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図13は、本発明の充放電制御回路の回路ブロック図である。充電される二次電池が電源端子-VBと+VBに接続する。電源端子-VB、+VBには、二次電池の電圧を分割する電圧分割回路である電圧分割抵抗1と、電圧分割抵抗1の分割電圧を検出する電圧検出回路であるコンパレータ52、53と、コンパレータ52及び53の出力信号を受けて最終的な制御信号VS を出力する制御回路4とがそれぞれ並列に接続されている。 FIG. 13 is a circuit block diagram of the charge / discharge control circuit of the present invention. The secondary battery to be charged is connected to the power terminals -VB and + VB. The power supply terminals -VB and + VB have a voltage dividing resistor 1 as a voltage dividing circuit for dividing the voltage of the secondary battery, comparators 52 and 53 as voltage detecting circuits for detecting a divided voltage of the voltage dividing resistor 1, and a comparator. A control circuit 4 receiving the output signals of 52 and 53 and outputting a final control signal VS is connected in parallel.

 電圧検出回路は、過充電用電圧検出回路と過放電用電圧検出回路との2つの電圧検出回路から構成されている。過充電用電圧検出回路は基準電圧源VRと抵抗R1とR2との間の分割電圧とを入力とするコンパレータ回路52で構成されている。過放電用電圧検出回路は、基準電圧源VRと抵抗R2とR3との間の分割電圧とを入力とするコンパレータ回路53で構成されている。電圧分割抵抗1のR1、R2、R3の抵抗値は、過充電の時にコンパレータ52の出力が反転し、過放電の時にはコンパレータ回路53の出力が反転するように基準電圧源VRと
関係して設計されている。過充電領域又は過放電領域に二次電池の電圧がなると各々のコンパレータ回路の出力が反転して制御回路4に入力される。制御回路4は、そのコンパレータ回路52及び53からの信号を受けて、過充電又は過放電がさらに進まないように、電源装置のスイッチ回路をOFFするような出力VS をスイッチ回路へ出力する。図13のように基準電圧VRは過充電用及び過放電用コンパレータ回路の両方に用いられている。
The voltage detection circuit includes two voltage detection circuits, an overcharge voltage detection circuit and an overdischarge voltage detection circuit. The overcharge voltage detection circuit is composed of a comparator circuit 52 which receives as input a reference voltage source VR and a divided voltage between the resistors R1 and R2. The over-discharge voltage detection circuit includes a comparator circuit 53 that receives as input a reference voltage source VR and a divided voltage between the resistors R2 and R3. The resistance values of R1, R2, and R3 of the voltage dividing resistor 1 are designed in relation to the reference voltage source VR so that the output of the comparator 52 is inverted when overcharged and the output of the comparator circuit 53 is inverted when overdischarged. Have been. When the voltage of the secondary battery reaches the overcharge region or the overdischarge region, the output of each comparator circuit is inverted and input to the control circuit 4. The control circuit 4 receives the signals from the comparator circuits 52 and 53, and outputs an output VS to the switch circuit so as to turn off the switch circuit of the power supply device so that overcharge or overdischarge does not proceed further. As shown in FIG. 13, the reference voltage VR is used for both overcharge and overdischarge comparator circuits.

 図14は、基準電圧源の回路図である。電圧が変動する二次電池を電源として、例えば、エンハンスタイプのN型絶縁ゲート型電界効果トランジスタ61とディプレィションタイプのN型絶縁ゲート型電界効果トランジスタ62とが直列に接続している。互いのゲート電極は互いの接続ターミナルに接続している。接続ターミナルから-VBを基準にして各々のトランジスタの閾値電圧差に対応する二次電池電圧変動に依存しない一定電圧Vrefが出力される。基準電圧源は図14の例に限らず、二次電池のエネルギーを消費する。従って、図13のように基準電圧源を両方の電圧検出回路で兼ねて用いることにより、別々に基準電圧源を設けた回路に対して、部品数の削減だけでなく消費電流を削減できる。充放電制御回路の消費電流は二次電池の寿命を決める重要なパラメータである。特に、二次電池の電圧が低下した過放電状態の場合には、二次電池の電圧は消費エネルギーとともに急に寿命が低下してしまう。従って、充放電制御回路を最低限の電流で機能させることが寿命の長い充電式電源装置をつくるポイントであった。 FIG. 14 is a circuit diagram of a reference voltage source. For example, an enhanced N-type insulated gate field effect transistor 61 and a depletion type N-type insulated gate field effect transistor 62 are connected in series using a secondary battery whose voltage fluctuates as a power supply. The respective gate electrodes are connected to the respective connection terminals. From the connection terminal, a constant voltage Vref is output which does not depend on the secondary battery voltage fluctuation corresponding to the threshold voltage difference of each transistor with reference to -VB. The reference voltage source is not limited to the example of FIG. 14 and consumes energy of the secondary battery. Therefore, by using a reference voltage source for both voltage detection circuits as shown in FIG. 13, not only the number of components but also the current consumption can be reduced for a circuit provided with separate reference voltage sources. The current consumption of the charge / discharge control circuit is an important parameter that determines the life of the secondary battery. In particular, in the case of an over-discharge state in which the voltage of the secondary battery has decreased, the life of the voltage of the secondary battery suddenly decreases along with the consumed energy. Therefore, making the charge / discharge control circuit function with the minimum current is a point of producing a rechargeable power supply having a long life.

 図15は、二次電池が2つの電池71と72とが直列接続して用いられる場合の充放電制御回路の回路ブロックを示している。図15に示す実施例のように、二次電池が複数の電池から構成されている場合は、各々の電池の電圧を独立に電圧検出するとともに充放電
圧制御する回路にする必要がある。一般に電池の電圧は、電池の構成物質の物質で決まる。従って、電源で機能する機器が高い電圧を必要とする場合には、図15のように電池を直列接続して高電圧化を図ることが多い。図15のように、互いの電池71及び72に対して、図13に示した充放
電制御回路が接続されている。共通の回路である制御回路79は、コンパレータ75、76、77及び78からの信号を受けて、スイッチ回路制御用の信号VSを出力する。
FIG. 15 shows a circuit block of a charge / discharge control circuit when a secondary battery is used by connecting two batteries 71 and 72 in series. When the secondary battery is composed of a plurality of batteries as in the embodiment shown in FIG. 15, it is necessary to provide a circuit that independently detects the voltage of each battery and controls the charging / discharging voltage. In general, the voltage of a battery is determined by the constituent materials of the battery. Therefore, when a device that functions with a power supply requires a high voltage, the voltage is often increased by connecting batteries in series as shown in FIG. As shown in FIG. 15, the charge / discharge control circuit shown in FIG. 13 is connected to the batteries 71 and 72. The control circuit 79, which is a common circuit, receives signals from the comparators 75, 76, 77, and 78, and outputs a switch circuit control signal VS.

 図15の回路において、各々の電池71と72は、グランド電圧レベルGに対して正電圧側+VBと負電圧側-VBの電圧となっている。従って、図15に示すように2つの電池71と72を直列接続した場合は、各々の電圧検出を+VB及び-VBからの電圧で検出することが好ましい。電池71の電圧検出回路であるコンパレータ75、76には、+VBを基準とする基準電圧源VR1が入力されている。一方、電池72の電圧検出回路であるコンパレータ77、78には、-VBを基準とする基準電圧源VBが入力されている。基準電圧源VR1及びVR2は、その基準が+VB、-VBと異なっている。一般的には、電池の充放電制御を目的とする場合、その過充電及び過放電の電圧は同じである。従って、基準は異なるが、その各々の基準に対しては同じ値を得る基準電圧源を必要とする。 In the circuit of FIG. 15, each of the batteries 71 and 72 has a voltage on the positive voltage side + VB and a voltage on the negative voltage side -VB with respect to the ground voltage level G. Therefore, when two batteries 71 and 72 are connected in series as shown in FIG. 15, it is preferable to detect the respective voltages with voltages from + VB and -VB. The comparators 75 and 76, which are voltage detection circuits of the battery 71, are supplied with a reference voltage source VR1 based on + VB. On the other hand, the reference voltage source VB based on −VB is input to the comparators 77 and 78 that are the voltage detection circuits of the battery 72. The reference voltages of the reference voltage sources VR1 and VR2 are different from + VB and −VB. Generally, when the purpose is to control the charge and discharge of a battery, the overcharge and overdischarge voltages are the same. Thus, although the references are different, each requires a reference voltage source to obtain the same value.

 図16は、+VB及び-VBから等しい一定電圧を出力する基準電圧回路の例である。図14に示した基準電圧回路に、さらにもう1つのエンハンス型絶縁ゲート電界効果トランジスタを直列に接続した回路である。即ち、図16のトランジスタ82と83の結線は、図14の基準電圧回路と同じになって、さらに、トランジスタ81が追加接続されている。この回路においては、各々のトランジスタの接続点からVR1及びVR2が出力される。VR1は+VBに対して一定電圧Vre fを出力する。また、VR2は-VBに対して同じ一定電圧Vrefを出力する。従って、図16の基準電圧回路は、消費電流を増加せずに2つの一定電圧を出力することができる。図16のような1つの基準電圧回路(電流通路が+VBと-VBとの間に1通りしかない)で、図15のVR1及びVR2を形成すれば、二次電池が複数の電池で構成されている場合でも充放電制御回路の消費電流を増加させないで形成できる。 FIG. 16 shows an example of a reference voltage circuit that outputs the same constant voltage from + VB and −VB. This is a circuit in which another enhanced insulated gate field effect transistor is connected in series to the reference voltage circuit shown in FIG. That is, the connection between the transistors 82 and 83 in FIG. 16 is the same as that of the reference voltage circuit in FIG. 14, and the transistor 81 is additionally connected. In this circuit, VR1 and VR2 are output from the connection point of each transistor. VR1 outputs a constant voltage Vref with respect to + VB. Further, VR2 outputs the same constant voltage Vref with respect to -VB. Therefore, the reference voltage circuit of FIG. 16 can output two constant voltages without increasing current consumption. If one reference voltage circuit as shown in FIG. 16 (there is only one current path between + VB and -VB) and VR1 and VR2 in FIG. 15 are formed, the secondary battery is constituted by a plurality of batteries. In this case, it can be formed without increasing the current consumption of the charge / discharge control circuit.

 以上、説明したように本発明は今まで電圧検出用のコンパレータ回路の数必要としていた基準電圧源を1つの回路で兼ねた構成とした。本発明の充放電制御回路は、その構成上コンパレータ回路が複数個必要であり、さらに、二次電池の寿命向上のために低消費電流化が最も重要なパラメータである。従って、本発明は簡略した充放電制御回路から発明され、その効果も大きいものである。 As described above, the present invention has a configuration in which one circuit serves as the reference voltage source, which previously required a number of comparator circuits for voltage detection. The charge / discharge control circuit of the present invention requires a plurality of comparator circuits due to its configuration, and furthermore, low current consumption is the most important parameter for improving the life of the secondary battery. Therefore, the present invention is invented from a simplified charge / discharge control circuit, and has a great effect.

 また、本発明に用いた共通の定電圧回路に電流カット用のトランジスタを直列に接続し、そのトランジスタを制御回路から制御して電流カットすれば、さらに低消費電流化を達成できる。この場合も定電流回路が1つであるために回路を複雑にせずに達成できる。
Further, if a current cutting transistor is connected in series to the common constant voltage circuit used in the present invention, and the transistor is controlled by the control circuit to cut the current, further reduction in current consumption can be achieved. Also in this case, since there is only one constant current circuit, it can be achieved without complicating the circuit.


 図17は、本発明の充放電制御回路の手段2における実施例1の回路ブロック図である。この充放電制御回路は、電源装置に応用した場合には、その二次電池を電源として動作する。即ち、二次電池が電源端子-VB、+VBに接続して電源を供給する。

FIG. 17 is a circuit block diagram of Embodiment 1 of the means 2 of the charge / discharge control circuit of the present invention. When applied to a power supply device, this charge / discharge control circuit operates using the secondary battery as a power supply. That is, the secondary battery supplies power by connecting to the power supply terminals -VB and + VB.

 電源には、電源電圧を分割する電源電圧分割手段の電圧分割抵抗1と、電源電圧分割手段の二つの出力電圧を各々電圧検出する電圧検出回路2及び3と、各々の電圧検出回路2及び3の出力信号により最終的な制御信号VSを出力する制御回路4とが互いに並列に接
続されている。
The power supply includes a voltage dividing resistor 1 of power supply voltage dividing means for dividing a power supply voltage, voltage detection circuits 2 and 3 for detecting two output voltages of the power supply voltage dividing means, and voltage detection circuits 2 and 3 respectively. And a control circuit 4 that outputs a final control signal VS in response to the output signal of.

 電圧検出回路2及び3は、具体的には図3に示したような電源端子-VBに対する基準電圧源42と電圧分割抵抗の出力とを入力とするコンパレータ回路41とから形成されている。電圧検出回路2が過充電検出用であり、電圧検出回路3が過放電検出回路である。電源電圧分割回路1と電圧検出回路2とにより、電源である二次電池の過充電を検出する過充電電圧検出回路を構成している。また、電源電圧分割回路1と電圧検出回路3とにより電源である二次電池の過放電を検出する過放電電圧検出回路を構成している。本発明の場合、各々の電圧検出回路に入力される電源分割回路1は別々に設けられてもよい。図17の場合は、電源分割回路1は、互いの電圧検出回路に共通に設けられている充放電制御回路の例である。制御回路4は、各々の電圧検出回路2及び3から二次電池の過充電及び過放電に関する信号を入力して、電源装置のスイッチ回路をONまたはOFFするための信号VSを出力する。 The voltage detection circuits 2 and 3 are specifically formed of a reference voltage source 42 for the power supply terminal -VB and a comparator circuit 41 to which the output of the voltage dividing resistor is input as shown in FIG. The voltage detection circuit 2 is for overcharge detection, and the voltage detection circuit 3 is an overdischarge detection circuit. The power supply voltage division circuit 1 and the voltage detection circuit 2 constitute an overcharge voltage detection circuit that detects overcharge of a secondary battery as a power supply. The power supply voltage division circuit 1 and the voltage detection circuit 3 constitute an overdischarge voltage detection circuit that detects overdischarge of a secondary battery as a power supply. In the case of the present invention, the power supply division circuits 1 input to each voltage detection circuit may be separately provided. In the case of FIG. 17, the power supply division circuit 1 is an example of a charge / discharge control circuit provided commonly to the voltage detection circuits. The control circuit 4 receives a signal relating to overcharge and overdischarge of the secondary battery from each of the voltage detection circuits 2 and 3, and outputs a signal VS for turning on or off the switch circuit of the power supply device.

 例えば、端子-VBと+VBとの間に接続されている二次電池にスイッチ回路を介して充電電源が接続されて、二次電池が充電されている場合について説明する。充電状態においては、二次電池の両端の電圧-VB、+VBは少しずつ増加する。二次電池が過充電状態になると過充電用電圧検出回路2の出力信号が反転する。この過充電状態を認識する電圧は二次電池によって異なる。例えば、リチウムイオン電池の場合は、4.3Vと設定されている。即ち、過充電用電圧検出回路2の出力は、電圧分割回路1の分割回路とから二次電池の電圧が4.3Vにまで充電されると反転するように設計されている。電圧検出回路2から出力された反転信号は、電圧分割回路1にフィードバックされている。即ち、電圧検出回路2の信号は、電圧分割回路1の分割電圧を制御する分圧制御トランジスタ175のゲート電極に入力されている。電圧検出回路2の反転した出力信号により、すぐに分圧制御トランジスタ175がONして分割電圧をさらに大きくして安定して電圧検出回路2が反転信号を出力できるように動作する。分圧制御トランジスタ175がONすることにより、二次電池の電圧が例えば、4.0Vと低く変動しても、抵抗R1の電圧は電圧検出回路2が充分反転するレベルになっている。 For example, a case will be described in which a charging power supply is connected to a secondary battery connected between terminals -VB and + VB via a switch circuit, and the secondary battery is charged. In the charged state, the voltages -VB and + VB at both ends of the secondary battery gradually increase. When the secondary battery enters an overcharged state, the output signal of the overcharge voltage detection circuit 2 is inverted. The voltage for recognizing this overcharged state differs depending on the secondary battery. For example, in the case of a lithium ion battery, it is set to 4.3V. That is, the output of the overcharge voltage detection circuit 2 is designed to be inverted when the voltage of the secondary battery is charged up to 4.3 V from the division circuit of the voltage division circuit 1. The inverted signal output from the voltage detection circuit 2 is fed back to the voltage division circuit 1. That is, the signal of the voltage detection circuit 2 is input to the gate electrode of the voltage division control transistor 175 that controls the divided voltage of the voltage division circuit 1. In response to the inverted output signal of the voltage detection circuit 2, the voltage division control transistor 175 is immediately turned on to further increase the divided voltage and operate so that the voltage detection circuit 2 can output the inverted signal stably. By turning on the voltage division control transistor 175, even if the voltage of the secondary battery fluctuates as low as 4.0 V, the voltage of the resistor R1 is at a level at which the voltage detection circuit 2 is sufficiently inverted.

 以上説明したように、電圧分割回路1と過充電用電圧検出回路とから構成されている過充電検出回路において、過充電を検出後、その検出信号で過充電検出電圧を低い値に再設定することにより安定した過充電検出を行う構成となっている。低い値に再設定した後に、制御回路4からスイッチ回路をOFFする信号VSを出力する。スイッチ回路をOFFすることにより、二次電池の電圧は充電電流とその電池の内部抵抗との積に対応した電圧だけ減少し、リチウムイオン電池固有の化学ポテンシャルによって生ずる電圧のみとなる。すなわち、内部抵抗による電圧降下分減少する。しかし、その前に過充電検出電圧は、4.3Vから4.0Vへの減少再設定しているために電圧検出回路2の出力は過充電を検出したままとなる。したがって、過充電再設定の減少電圧0.3V(4.3V-4.0V)は、充電時の二次電池の内部抵抗による電圧降下より大きく設定しておく必要がある。一般的には初期設定電圧と再設定電圧の差の電圧は、0.2Vから0.5Vの間である。0.5V以上に設定すると過充電範囲が広くなり、通常状態での使用範囲が狭くなる。即ち、寿命が短くなってしまう。 As described above, in the overcharge detection circuit composed of the voltage division circuit 1 and the overcharge voltage detection circuit, after detecting overcharge, the overcharge detection voltage is reset to a low value by the detection signal. This makes it possible to perform stable overcharge detection. After resetting to a low value, the control circuit 4 outputs a signal VS for turning off the switch circuit. By turning off the switch circuit, the voltage of the secondary battery is reduced by the voltage corresponding to the product of the charging current and the internal resistance of the battery, and becomes only the voltage generated by the chemical potential inherent in the lithium ion battery. That is, the voltage is reduced by the voltage drop due to the internal resistance. However, before that, the overcharge detection voltage has been reduced and reset from 4.3 V to 4.0 V, so that the output of the voltage detection circuit 2 continues to detect the overcharge. Therefore, the reduced voltage 0.3V (4.3V-4.0V) for resetting the overcharge needs to be set larger than the voltage drop due to the internal resistance of the secondary battery during charging. Generally, the difference voltage between the initial setting voltage and the resetting voltage is between 0.2V and 0.5V. When the voltage is set to 0.5 V or more, the overcharge range is widened, and the use range in a normal state is narrowed. That is, the life is shortened.

 図18は、各回路の信号のタイミングを示した図である。過充電の検出電圧aは、過充電電圧4.3Vに二次電池が充電されるとともに、4.2Vに減少再設定される。4.3Vから4.2Vに減少するために、分割電圧制御トランジスタ175が設けられている。分割電圧制御トランジスタ175のゲート電圧には、電圧検出回路2の出力がフィードバックされている。即ち、二次電池の電圧が4.3Vになると、電圧検出回路2の出力は+VBから-VBに反転する。分圧制御トランジスタ175に-VBの電圧が入力される。分圧制御トランジスタ175はONし、ブリーダ抵抗の分割比が変化して、過充電検出ポイ
ントの電圧が4.3Vから4.2Vへと低い値に再設定される。制御回路4の出力信号Vs は、再設定後Δtの時間を過ぎて+VBから0Vと変化することによりスイッチ回路をONからOFFに変更する信号を出力する。Δtを形成するためには、電圧検出回路2の出力を遅延回路によって信号を遅くずらすことによって可能となる。
FIG. 18 is a diagram showing signal timings of each circuit. The overcharge detection voltage a is reduced and reset to 4.2 V while the secondary battery is charged to the overcharge voltage 4.3 V. A split voltage control transistor 175 is provided to reduce from 4.3V to 4.2V. The output of the voltage detection circuit 2 is fed back to the gate voltage of the divided voltage control transistor 175. That is, when the voltage of the secondary battery becomes 4.3 V, the output of the voltage detection circuit 2 is inverted from + VB to -VB. The voltage of −VB is input to the voltage division control transistor 175. The voltage division control transistor 175 turns on, the division ratio of the bleeder resistance changes, and the voltage at the overcharge detection point is reset to a low value from 4.3 V to 4.2 V. The output signal Vs of the control circuit 4 changes from + VB to 0 V after the time Δt has been reset and outputs a signal for changing the switch circuit from ON to OFF. In order to form Δt, the output of the voltage detection circuit 2 can be shifted by a delay circuit to delay the signal.

 以上、過充電検出において説明した。過放電においても同様な構成にすることによって安定動作することができる。過放電の場合には再設定レベルを過充電とは逆に増加させる方向に設定する。
As described above, the overcharge detection has been described. Even in overdischarge, stable operation can be achieved by using the same configuration. In the case of overdischarge, the reset level is set to increase in the opposite direction to overcharge.


 以下に、本発明の手段2における実施例2を図面に基づいて説明する。

Hereinafter, a second embodiment of the means 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図19は、本発明の充放電制御回路の手段2における実施例2回路ブロック図である。この充放電制御回路は、電源装置の場合に応用した場合には、その二次電池を電源として動作する。即ち、二次電池が電源端子-VB、+VBに接続して電源を供給する。電源には電源電圧を分割する電源電圧分割手段の抵抗1と、電源電圧分割手段の二つの出力電圧を各々電圧検出する電圧検出回路2及び3と、各々の電圧検出回路2及び3の出力信号を時間的に遅延させる遅延回路191及び192と、遅延回路191及び192の出力信号により最終的な制御信号VBを出力する制御回路4とが互いに並列に接続されている。 FIG. 19 is a circuit block diagram of Embodiment 2 of the means 2 of the charge / discharge control circuit of the present invention. When applied to a power supply device, this charge / discharge control circuit operates using the secondary battery as a power supply. That is, the secondary battery supplies power by connecting to the power supply terminals -VB and + VB. The power supply includes a resistor 1 of power supply voltage dividing means for dividing the power supply voltage, voltage detection circuits 2 and 3 for detecting two output voltages of the power supply voltage dividing means, and output signals of the voltage detection circuits 2 and 3 respectively. And the control circuit 4 that outputs a final control signal VB based on the output signals of the delay circuits 191 and 192 are connected in parallel with each other.

 電圧検出回路2及び3は、具体的には図3に示したような電源端子-VBに対する基準電圧源42と電圧分割抵抗1の出力とを入力するコンパレータ回路41とから形成されている。電圧検出回路2が過充電検出用であり、電圧検出回路3が過放電検出回路である。電圧分割抵抗1と電圧検出回路2とにより、電源である二次電池の過充電を検出する過充電電圧検出回路を構成している。また、電圧分割抵抗1と電圧検出回路3とにより電源である二次電池の過放電を検出する過放電電圧検出回路を構成している。本発明の場合、各々の電圧検出回路に入力される電圧分割抵抗は別々に設けられてもよい。 The voltage detection circuits 2 and 3 are formed of a reference voltage source 42 for the power supply terminal -VB and a comparator circuit 41 for inputting the output of the voltage dividing resistor 1 as shown in FIG. The voltage detection circuit 2 is for overcharge detection, and the voltage detection circuit 3 is an overdischarge detection circuit. The voltage division resistor 1 and the voltage detection circuit 2 constitute an overcharge voltage detection circuit that detects overcharge of a secondary battery as a power supply. The voltage division resistor 1 and the voltage detection circuit 3 constitute an overdischarge voltage detection circuit for detecting overdischarge of a secondary battery as a power supply. In the case of the present invention, the voltage dividing resistors input to each voltage detection circuit may be separately provided.

 図19の場合は、電圧分割抵抗1は各々の電圧検出回路に共通に設けられている充放電制御回路の例である。遅延回路191及び192は、前記電圧検出回路2及び3が過充電あるいは過放電を検出し、出力信号が反転した際に、時間的な遅延を発生させるための回路である。制御回路4は、各々の遅延回路191及び192から、二次電池の過充電及び過放電に関する信号が入力され、電源装置のスイッチ回路をONまたはOFFするための信号VSを出力する。このため、制御回路4は論理回路で構成されている。また信号VSにより、電源装置のスイッチ回路をONまたはOFFするのであるが、スイッチ回路の入力端子に容量あるいは抵抗成分等があっても信号VSを一定時間内に変化させる必要があるため、制御回路4の出力端子VSは低インピーダンスにする必要がある。制御回路4を例えばMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor)で実現する場合、論理回路を構成するためトランジスタ素子数が多くなると共に、出力端子VSを低インピーダンスにするため最終出力段はサイズを大きくする必要がある。このため、制御回路4が信号VSをONあるいはOFFする際には、貫通電流を消費することになる。制御信号4だけでなく電圧検出回路2及び3も出力反転時には貫通電流を発生する。これらの貫通電流により、並列接続された二次電池の電圧を降下させることもある。 In the case of FIG. 19, the voltage division resistor 1 is an example of a charge / discharge control circuit provided commonly to each voltage detection circuit. The delay circuits 191 and 192 are circuits for generating a time delay when the voltage detection circuits 2 and 3 detect overcharge or overdischarge and the output signal is inverted. The control circuit 4 receives signals from the respective delay circuits 191 and 192 regarding overcharge and overdischarge of the secondary battery, and outputs a signal VS for turning on or off the switch circuit of the power supply device. Therefore, the control circuit 4 is constituted by a logic circuit. Further, the switch circuit of the power supply device is turned on or off by the signal VS. However, even if there is a capacitance or a resistance component at the input terminal of the switch circuit, the signal VS needs to be changed within a predetermined time. 4, the output terminal VS needs to have low impedance. When the control circuit 4 is realized by, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor), the number of transistor elements increases in order to form a logic circuit, and the final output stage decreases the impedance of the output terminal VS. Need to be bigger. Therefore, when the control circuit 4 turns ON or OFF the signal VS, a through current is consumed. Not only the control signal 4 but also the voltage detection circuits 2 and 3 generate a through current when the output is inverted. These through currents may lower the voltage of the secondary batteries connected in parallel.

 また、制御回路4は、遅延回路191及び192の信号を受けて信号VSの論理を確定している。しかし、初期の電池接続時に遅延回路191及び192の論理が不確定であると制御回路4から出力される信号VSは二次電池の電圧が正しく検出された論理とならず、スイッチ回路103が誤動作してしまう。これらの現象が発生すると、正常な電圧値を
示す二次電池を充放電制御回路に接続しても、充電あるいは放電が強制的に制御されてしまう。
The control circuit 4 receives the signals of the delay circuits 191 and 192 and determines the logic of the signal VS. However, if the logic of the delay circuits 191 and 192 is indeterminate at the time of initial battery connection, the signal VS output from the control circuit 4 does not become the logic that the voltage of the secondary battery is correctly detected, and the switch circuit 103 malfunctions. Resulting in. When these phenomena occur, charging or discharging is forcibly controlled even when a secondary battery having a normal voltage value is connected to the charge / discharge control circuit.

 これらの誤動作を防止するために設けられたのが遅延回路191及び192である。つまり、電圧検出回路2あるいは3の信号が反転したあとに時間的遅延を作り、制御回路4に信号を入力しているため、電圧検出時に電圧検出回路2あるいは3と制御回路4の貫通電流が同時に発生するのを防いでいる。また、時間的遅延があるため、例えば充電時には、二次電池が過充電電圧となり、電圧検出回路3が動作した後も制御回路4の信号VSが反転するまで二次電池への充電は続けられるため、検出の動作はより確実となる。 (4) The delay circuits 191 and 192 are provided to prevent these malfunctions. In other words, a time delay is created after the signal of the voltage detection circuit 2 or 3 is inverted, and a signal is input to the control circuit 4. Therefore, when a voltage is detected, a through current between the voltage detection circuit 2 or 3 and the control circuit 4 is reduced. To prevent them from occurring at the same time. In addition, since there is a time delay, for example, at the time of charging, the secondary battery becomes an overcharge voltage, and after the voltage detection circuit 3 operates, the charging of the secondary battery is continued until the signal VS of the control circuit 4 is inverted. Therefore, the detection operation becomes more reliable.

 さらに遅延回路は初期電源投入時の論理も一定期間確保する構成としている。具体的には図20に示したように電源端子+VBと-VB間でCMOSFETによるインバータを形成して出力端子VOUTと電源端子-VB間に容量205を接続している。この場合、容量205により、入力端子VINに+VBから-VBへ変化する信号が入力された時、出力端子VOUTに-VBから+VBに変化する反転信号が出力されるまでに容量205とPchトランジスタ203のインピーダンスにより、CR回路が成立して遅延が発生する。また、初期の電源投入時(二次電池接続の際)にも出力端子VOUTの電圧は、容量205により+VB電圧になるまで遅延が発生する。すなわち、初期的には-VB電圧が一定期間保たれることになる。 Furthermore, the delay circuit is configured to secure the logic at the time of initial power-on for a certain period. Specifically, as shown in FIG. 20, a CMOSFET inverter is formed between the power supply terminals + VB and -VB, and the capacitor 205 is connected between the output terminal VOUT and the power supply terminal -VB. In this case, when a signal that changes from + VB to −VB is input to the input terminal VIN by the capacitor 205, the capacitor 205 and the Pch transistor 203 are output until an inverted signal that changes from −VB to + VB is output to the output terminal VOUT. , A CR circuit is established and a delay occurs. In addition, even when the power is initially turned on (when the secondary battery is connected), the voltage of the output terminal VOUT is delayed by the capacitor 205 until it reaches the + VB voltage. That is, the -VB voltage is initially maintained for a certain period.

 図20では、入力端子VINに+VBから-VBへ変化する際に遅延を実現しているが、入力端子VINが-VBから+VBへ変化する際に遅延が必要な場合は、図21のように出力端子VOUTと電源端子+VB間に容量205を接続すればよい。遅延回路を実現するには、図22のように定電流回路226とPchトランジスタ203および容量205で構成しても、図20の回路と同様の効果が得られる。 In FIG. 20, a delay is realized when the input terminal VIN changes from + VB to -VB. However, when a delay is required when the input terminal VIN changes from -VB to + VB, as shown in FIG. The capacitor 205 may be connected between the output terminal VOUT and the power supply terminal + VB. In order to realize a delay circuit, the same effect as that of the circuit of FIG. 20 can be obtained even if the delay circuit is configured by the constant current circuit 226, the Pch transistor 203, and the capacitor 205 as shown in FIG.

 図22は、出力端子VOUTが+VBから-VBへ変化する際に遅延を作る回路であり、初期電源投入時は-VBを一定期間保っている。図23のようにすると、出力端子VOUTが-VBから+VBへ変化する際の遅延を発生させることが可能となる。以上のように遅延回路は回路の構成により、遅延させるタイミングと初期投入時の論理は自由に設定することができる。ま
た、遅延回路は便宜上MOSFETで記述したが、その他の素子で実現できることは明らかである。また、これら遅延回路は一例であり、他の回路を用いても課題の解決は可能である。
FIG. 22 shows a circuit for making a delay when the output terminal VOUT changes from + VB to -VB, and keeps -VB for a certain period at the time of initial power-on. With the configuration shown in FIG. 23, it is possible to generate a delay when the output terminal VOUT changes from -VB to + VB. As described above, depending on the configuration of the delay circuit, the timing of delay and the logic at the time of initial application can be freely set. Although the delay circuit is described by MOSFET for convenience, it is apparent that the delay circuit can be realized by other elements. Further, these delay circuits are merely examples, and the problem can be solved by using other circuits.

 本発明の充放電制御回路は電圧分割抵抗の分割電圧のバラツキの少ない同一半導体基板上に設けられた集積回路に適している。
The charge / discharge control circuit according to the present invention is suitable for an integrated circuit provided on the same semiconductor substrate with less variation in the divided voltage of the voltage dividing resistor.


 以下に本発明の手段2における実施例3を図面に基づいて説明する。

Hereinafter, a third embodiment of the means 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図24は、本発明の充電式の電源装置の回路ブロック図である。従来の電源装置の回路と異なるのは、端子-VBOの電圧が充放電制御回路102に加えられた点である。図25が本発明の充放電制御回路の回路ブロック図である。この充放電制御回路は、電源装置に応用した場合には、その二次電池を電源として動作する。即ち、二次電池が電源端子-VB、+VBに接続して電源を供給する。また本発明で新たに用意した端子Veは、電源装置の外部端子-VOに接続される。電源には電源電圧を分割する電源電圧分割手段の電圧分割抵抗1と、電源電圧分割手段の二つの出力電圧を各々電圧検出する電圧検出回路2及
び3と、電圧検出回路2及び3の出力信号により最終的な制御信号VSを出力する制御回路4とが互いに並列に接続されている。
FIG. 24 is a circuit block diagram of the rechargeable power supply device of the present invention. The difference from the circuit of the conventional power supply device is that the voltage of the terminal -VBO is applied to the charge / discharge control circuit 102. FIG. 25 is a circuit block diagram of the charge / discharge control circuit of the present invention. When applied to a power supply device, this charge / discharge control circuit operates using the secondary battery as a power supply. That is, the secondary battery supplies power by connecting to the power supply terminals -VB and + VB. The terminal Ve newly prepared in the present invention is connected to the external terminal -VO of the power supply device. The power supply includes a voltage dividing resistor 1 of power supply voltage dividing means for dividing the power supply voltage, voltage detection circuits 2 and 3 for detecting two output voltages of the power supply voltage dividing means, and output signals of the voltage detection circuits 2 and 3 respectively. And the control circuit 4 that outputs the final control signal VS is connected in parallel with each other.

 本発明の場合、各々の電圧検出回路に入力される分割電圧を発生するための電圧分割抵抗は別々に設けられてもよい。図25の場合は電圧分割回路1は、各々の電圧検出回路に共通に設けられている充放電制御回路の例である。制御回路4は、各々の電圧検出回路2及び3から二次電池の過充電及び過放電に関する信号と電源装置の端子-VOの信号がVeより入力されており、各々の信号により電源装置のスイッチ回路をONまたはOFFするための信号VSを出力する。すなわち、制御回路4は、論理回路で構成されており、電源は二次電池となっているため二次電池が過放電状態からさらに電圧が下がると、前記制御回路4の信号VSは不安定な状態となる。例えば、制御回路4の出力部をC-MOS(Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor) インバータで構成した場合、+VB〜-VB間に回路を動作させるために充分な電圧が与えられており、入力端子VINに-VBと同じ電位が印加されていれば出力端子VSには、-VBの電圧が出力される。+VB〜-VB間の電圧がインバータの最低動作電圧以下になると出力端子VSは、-VBの電圧が出力されなくなる。制御回路の出力端子VSは、電源装置のスイッチ回路に接続されるため、制御回路の最低動作電圧以下では、電源装置の充放電の制御が不可能である。この場合には、次のような不都合が生じる。 In the case of the present invention, a voltage dividing resistor for generating a divided voltage input to each voltage detection circuit may be separately provided. In the case of FIG. 25, the voltage division circuit 1 is an example of a charge / discharge control circuit provided commonly to each voltage detection circuit. The control circuit 4 receives from the voltage detection circuits 2 and 3 a signal relating to overcharge and overdischarge of the secondary battery and a signal of the terminal -VO of the power supply from Ve, and switches the power supply according to each signal. A signal VS for turning on or off the circuit is output. That is, since the control circuit 4 is configured by a logic circuit, and the power supply is a secondary battery, when the voltage of the secondary battery further decreases from the overdischarge state, the signal VS of the control circuit 4 becomes unstable. State. For example, when the output section of the control circuit 4 is configured by a C-MOS (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor) inverter, a voltage sufficient to operate the circuit is applied between + VB and -VB, and an input terminal is provided. If the same potential as -VB is applied to VIN, a voltage of -VB is output to the output terminal VS. When the voltage between + VB and -VB falls below the minimum operating voltage of the inverter, the output terminal VS does not output the voltage of -VB. Since the output terminal VS of the control circuit is connected to the switch circuit of the power supply device, it is impossible to control the charging and discharging of the power supply device below the minimum operating voltage of the control circuit. In this case, the following inconvenience occurs.

 つまり、図2のような電源装置で二次電池101が充放電状態となり、スイッチ回路103をOFFして外部負荷へのエネルギー供給をストップさせる。しかし、二次電池101は充放電制御回路102に接続されているため、前記充放電制御回路102の消費電流分だけは消費することになり、過放電状態へ移行した後かなりの時間を経過してから二次電池は制御回路4の最低動作電圧以下となり、図25に示された制御信号VSは不安定となる。電源装置が一度この状態になってしまうと一次電源から充電を試みても、スイッチ回路は不安定動作であるため、最悪の場合充電が不可能となる。そこで、これを解決するために本発明では、図25の制御回路4の出力部を図26のような構成とした。C-MOSインバータの電源は+VB〜Ve間の電圧であり、端子-VBの電位によっても出力端子VSの電圧が制御される構成となっている。 That is, the secondary battery 101 is charged and discharged by the power supply device as shown in FIG. 2, and the switch circuit 103 is turned off to stop supplying energy to the external load. However, since the secondary battery 101 is connected to the charge / discharge control circuit 102, only the current consumed by the charge / discharge control circuit 102 is consumed, and a considerable amount of time has passed since the transition to the overdischarge state. After that, the secondary battery becomes lower than the minimum operating voltage of the control circuit 4, and the control signal VS shown in FIG. 25 becomes unstable. Once the power supply enters this state, even if charging is attempted from the primary power supply, the switch circuit is unstable and cannot be charged in the worst case. Therefore, in order to solve this, in the present invention, the output unit of the control circuit 4 in FIG. 25 is configured as shown in FIG. The power supply of the C-MOS inverter is a voltage between + VB and Ve, and the voltage of the output terminal VS is controlled by the potential of the terminal -VB.

 図24に示したように端子+VBは、二次電池の+端子、端子-VBは二次電池の-端子、端子Veは電源装置の外部端子-VOに各々接続されている。電源装置が放電を行っている際は、図24においてスイッチ回路103がONしているため、端子Aと端子-VOの電位は、ほぼ等しくなる。これは図26の出力回路では、+VB〜Ve間に二次電池の電圧が印加されており、端子-VBには端子Veとほぼ同じ電位が加えられており、Nchトランジスタ269又はカットオフされており、出力端子VSの出力は端子VINの電圧により制御されることになり、従来のCMOSインバータと同じ動作をする。二次電池の電圧が低下して図26の回路の最低動作電圧以下になると出力端子VSの信号は不安定になるが、一次電源から充電する際には安定した動作を示す。充電を行う際は図24の端子+VO〜-VO間に二次電池の電圧より大きな電圧が印加される。この時二次電池の+端子Bと充電器の+電圧が印加される外部端子+VOは共通であるため、二次電池の-端子Aよりも外部端子-VOは低くなる。この状態になると図26において+VB〜Ve間に充電器から電圧が印加され、+VB〜-VB間の電圧差が小さいため、Nchトランジスタ269がONしてC電位は端子Veの電位と同じくなり、出力端子VSの信号は+VBと等しくなる。これは、充電器を接続した際に二次電池の電圧が低くても制御回路の出力端子VSは、+VB電位と同じくなることになり、スイッチ回路の制御は確実に行われる。 端子 As shown in FIG. 24, the terminal + VB is connected to the + terminal of the secondary battery, the terminal −VB is connected to the − terminal of the secondary battery, and the terminal Ve is connected to the external terminal −VO of the power supply. When the power supply device is discharging, since the switch circuit 103 is ON in FIG. 24, the potentials of the terminal A and the terminal -VO become substantially equal. This is because in the output circuit of FIG. 26, the voltage of the secondary battery is applied between + VB and Ve, and the terminal -VB is applied with substantially the same potential as the terminal Ve. As a result, the output of the output terminal VS is controlled by the voltage of the terminal VIN, and performs the same operation as the conventional CMOS inverter. When the voltage of the secondary battery decreases and falls below the minimum operating voltage of the circuit in FIG. 26, the signal at the output terminal VS becomes unstable, but shows stable operation when charging from the primary power supply. When charging, a voltage higher than the voltage of the secondary battery is applied between the terminals + VO to -VO in FIG. At this time, since the + terminal B of the secondary battery and the external terminal + VO to which the + voltage of the charger is applied are common, the external terminal -VO is lower than the -terminal A of the secondary battery. In this state, a voltage is applied from the charger between + VB and Ve in FIG. 26, and the voltage difference between + VB and -VB is small, so that the Nch transistor 269 is turned ON and the C potential becomes the same as the potential of the terminal Ve, The signal at the output terminal VS becomes equal to + VB. That is, even when the voltage of the secondary battery is low when the charger is connected, the output terminal VS of the control circuit becomes the same as the potential + VB, and the control of the switch circuit is reliably performed.

 制御回路4の出力部のC-MOSインバータは充電器の電圧(+VBB〜Ve間電圧)に比べて二次電池の電圧(+VB〜-VB間電圧)が小さいとNchトランジスタ269をONする働きをしている。インバータ回路266のしきい値電圧(反転電圧)は、Pc
hトランジスタあるいはNchトランジスタのサイズ等により変更が可能であり、これを制御回路4の最低動作電圧以上に設定することで今まで説明してきた動作は確実に行われる。
When the voltage of the secondary battery (the voltage between + VB and -VB) is lower than the voltage of the charger (the voltage between + VBB and Ve), the C-MOS inverter at the output of the control circuit 4 turns on the Nch transistor 269. are doing. The threshold voltage (inversion voltage) of the inverter circuit 266 is Pc
The change can be made by the size of the h transistor or the Nch transistor or the like, and by setting this to be equal to or higher than the minimum operating voltage of the control circuit 4, the operation described so far is reliably performed.

 本発明の制御回路の出力部を便宜上CMOSで記述したが、その他の素子でも実現できることは明らかである。また出力部の回路は他の回路を用いても課題の解決は可能である。 本発明の充放電制御回路は電圧分割抵抗の分割電圧のバラツキの少ない同一半導体基板上に設けられた集積回路に適している。
Although the output section of the control circuit of the present invention is described in CMOS for convenience, it is apparent that other elements can be used. The problem can be solved even if another circuit is used as the circuit of the output unit. The charge / discharge control circuit according to the present invention is suitable for an integrated circuit provided on the same semiconductor substrate with less variation in the divided voltage of the voltage dividing resistor.


 以下に、この発明手段2における実施例4を図面に基づいて説明する。

Hereinafter, a fourth embodiment of the invention 2 will be described with reference to the drawings.

 図27は、本発明の充放電制御回路の実施例4の回路ブロック図である。この充放電制御回路は、電源装置の場合に応用した場合には、その二次電池を電源として動作する。即ち、二次電池が電源端子-VB、+VBに接続して電源を供給する。 FIG. 27 is a circuit block diagram of Embodiment 4 of the charge / discharge control circuit of the present invention. When applied to a power supply device, this charge / discharge control circuit operates using the secondary battery as a power supply. That is, the secondary battery supplies power by connecting to the power supply terminals -VB and + VB.

 電源には、電源電圧を分割する電源電圧分割手段の電圧分割抵抗1と、電源電圧分割手段の二つの出力電圧を各々電圧検出する電圧検出回路2及び3と、各々の電圧検出回路2及び3の出力信号により最終的な制御信号VSを出力する制御回路4とが互いに並列に接続されている。電圧検出回路2が過充電検出用であり、電圧検出回路3が過放電検出回路である。電圧分割抵抗1と電圧検出回路2とにより、電源である二次電池の過充電を検出する過充電電圧検出回路を構成している。また、電圧分割抵抗1と電圧検出回路3とにより電源である二次電池の過放電を検出する過放電電圧検出回路を構成している。本発明の場合、各々の電圧検出回路に入力される電圧分割抵抗1は別々に設けられてもよい。図27の場合は、電圧分割抵抗1は、互いの電圧検出回路に共通に設けられている充放電制御回路の例である。制御回路4は、各々の電圧検出回路2及び3から二次電池の過充電及び過放電に関する信号を入力して、電源装置のスイッチ回路をONまたはOFFするための信号VSを出力する。 The power supply includes a voltage dividing resistor 1 of power supply voltage dividing means for dividing a power supply voltage, voltage detection circuits 2 and 3 for detecting two output voltages of the power supply voltage dividing means, and voltage detection circuits 2 and 3 respectively. And a control circuit 4 that outputs a final control signal VS in response to the output signal of. The voltage detection circuit 2 is for overcharge detection, and the voltage detection circuit 3 is an overdischarge detection circuit. The voltage division resistor 1 and the voltage detection circuit 2 constitute an overcharge voltage detection circuit that detects overcharge of a secondary battery as a power supply. The voltage division resistor 1 and the voltage detection circuit 3 constitute an overdischarge voltage detection circuit for detecting overdischarge of a secondary battery as a power supply. In the case of the present invention, the voltage dividing resistors 1 input to each voltage detection circuit may be separately provided. In the case of FIG. 27, the voltage dividing resistor 1 is an example of a charge / discharge control circuit provided commonly to the voltage detection circuits. The control circuit 4 receives a signal relating to overcharge and overdischarge of the secondary battery from each of the voltage detection circuits 2 and 3, and outputs a signal VS for turning on or off the switch circuit of the power supply device.

 図28は、電圧検出回路2または3のコンパレータ回路に入力される基準電圧を発生する基準電圧回路の回路図である。二次電池の電圧が基準電圧回路の両端に印加されている。基準電圧回路はトランジスタ201とトランジスタ202との接続点から二次電池の電圧変動に依存しない基準電圧VRを出力する回路である。トランジスタ201はディプリッション型のMOS電界効果トランジスタであり、トランジスタ202はエンハンスタイプのMOS電界効果トランジスタである。トランジスタ201及び202共に同じ導電型のN型トランジスタである。基準電圧出力端子に両方のゲート電極が接続されている。 FIG. 28 is a circuit diagram of a reference voltage circuit that generates a reference voltage input to the comparator circuit of the voltage detection circuit 2 or 3. The voltage of the secondary battery is applied across the reference voltage circuit. The reference voltage circuit is a circuit that outputs a reference voltage VR that does not depend on a voltage change of the secondary battery from a connection point between the transistor 201 and the transistor 202. The transistor 201 is a depletion type MOS field effect transistor, and the transistor 202 is an enhancement type MOS field effect transistor. The transistors 201 and 202 are the same conductivity type N-type transistors. Both gate electrodes are connected to the reference voltage output terminal.

 さらに充放電制御回路を構成している半導体集積回路がCMOS回路で形成されている場合、電源にプラス・マイナス逆接続されると充放電制御回路がラッチアップしてしまう。ラッチアップした時に、基準電圧回路の出力を二次電池の中間電位に設定する手段として、基準電圧出力端子VRに中間電位設定手段を設けてある。図28の実施例においては、電圧分割抵抗の中間分圧出力IN2をダイオード283を介して接続してある。中間分割出力IN2 は、二次電池+VB、-VBの間のほぼ中間の値に設定されている。従って、充放電制御回路がラッチアップしてしまった時に、基準電圧出力は中間分圧出力IN2からダイオード283の順方向電圧である約0.6V減少した値となる。この値は、ほぼ二次電池の電圧の中間電圧であるために、電圧検出回路は、制御回路4を介してスイッチ回路がOFFするように信号を出力する。 (4) In the case where the semiconductor integrated circuit constituting the charge / discharge control circuit is formed of a CMOS circuit, the charge / discharge control circuit is latched up when the power supply is reversely connected to the power supply. As a means for setting the output of the reference voltage circuit to the intermediate potential of the secondary battery when the latch-up occurs, an intermediate potential setting means is provided at the reference voltage output terminal VR. In the embodiment shown in FIG. 28, the intermediate divided output IN2 of the voltage dividing resistor is connected via a diode 283. The intermediate divided output IN2 is set to a substantially intermediate value between the secondary batteries + VB and -VB. Therefore, when the charge / discharge control circuit latches up, the reference voltage output becomes a value reduced by about 0.6 V which is the forward voltage of the diode 283 from the intermediate divided output IN2. Since this value is substantially an intermediate voltage of the voltage of the secondary battery, the voltage detection circuit outputs a signal via the control circuit 4 so that the switch circuit is turned off.

 図28に示した実施例の場合は、電圧検出回路の基準電圧回路の出力を中間電位に設定する手段を設けることにより、ラッチアップによるスイッチ回路の誤動作を防止した例である。ラッチアップによってスイッチ回路がOFFすれば暴走を防ぐことができる。したがって、制御回路4の出力そのものがラッチアップした時にスイッチ回路がOFFするように構成されてもよい。 28. The embodiment shown in FIG. 28 is an example in which a means for setting the output of the reference voltage circuit of the voltage detection circuit to an intermediate potential is provided to prevent a malfunction of the switch circuit due to latch-up. Runaway can be prevented if the switch circuit is turned off by latch-up. Therefore, the switch circuit may be turned off when the output of the control circuit 4 is latched up.

 本発明は、電源が逆接続した時にラッチアップにより誤動作してしまうCMOSICにとって必要不可欠である。
The present invention is indispensable for a CMOS IC that malfunctions due to latch-up when a power supply is reversely connected.


 以下に、この発明の手段2における実施例5を図面に基づいて説明する。

Hereinafter, a fifth embodiment of the means 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図29は、本発明の手段2における充放電制御回路の実施例5回路ブロック図である。図29において、外部端子-VO、+VO、スイッチ回路103、電流センス用抵抗104、二次電池101、基準電圧回路106、トランジスタ107、定電流源108、コンデンサ109、プルダウン用高抵抗111は図30と同様である。 FIG. 29 is a circuit block diagram of Embodiment 5 of the charge / discharge control circuit in the means 2 of the present invention. 29, the external terminals -VO and + VO, the switch circuit 103, the current sensing resistor 104, the secondary battery 101, the reference voltage circuit 106, the transistor 107, the constant current source 108, the capacitor 109, and the high resistance 111 for pull-down are shown in FIG. Is the same as

 コンパレータ21は、図30と同様に前述の(1)式で示される電流を超えると、出力は“H”→“L”となり、トランジスタ107をOFFし、定電流源108によってコンデンサ109を充電する。コンデンサ109の電圧が基準電圧106の電圧値VREF よりも高くなると、コンパレータ22の出力は“H”→“L”になり、スイッチ回路103をOFFする。この時、コンパレータ22は、ラッチ機能があり、コンパレータ22の出力が“L”になることによって、この状態を保持する。 The output of the comparator 21 changes from “H” to “L” when the current exceeds the current represented by the above-described equation (1), as in FIG. 30, turning off the transistor 107 and charging the capacitor 109 by the constant current source 108. . When the voltage of the capacitor 109 becomes higher than the voltage value VREF of the reference voltage 106, the output of the comparator 22 changes from “H” to “L”, and the switch circuit 103 is turned off. At this time, the comparator 22 has a latch function, and holds this state when the output of the comparator 22 becomes “L”.

 また、このラッチ機能はコンパレータ21の出力によって解除される。図31に、ラッチ機能付コンパレータの回路図を示す。プラスの入力端子313よりも、マイナスの入力端子314の電圧が高くなると、出力端子315の電圧は“L”となる。この時、インバータ317の出力が“H”となり、マイナス側の入力を“H”にする。これによって、プラスの入力端子の電圧が多少変動してもラッチ機能付コンパレータ22の出力は“L”にラッチされる。 (4) The latch function is released by the output of the comparator 21. FIG. 31 shows a circuit diagram of a comparator with a latch function. When the voltage of the negative input terminal 314 becomes higher than that of the positive input terminal 313, the voltage of the output terminal 315 becomes “L”. At this time, the output of the inverter 317 becomes “H”, and the input on the minus side becomes “H”. As a result, even if the voltage of the plus input terminal slightly fluctuates, the output of the comparator 22 with latch function is latched at "L".

 負荷が接続されている間は、スイッチ回路103がOFFするため、コンパレータ21のマイナス側の入力端子は、ビデオなどの電子機器に接続されている負荷によって+VOにプルアップされ、過電流状態が保持される。 その後、負荷がはずされるとプルダウン用高抵抗111によって、コンパレータ21のマイナス入力電圧は“L”に下げられるので、コンパレータ21の出力は“H”となる。この“H”の出力でラッチ機能付コンパレータ22のラッチ解除端子316を“H”にするため、ラッチ機能付コンパレータ22の出力は“H”となり、ラッチは解除される。 Since the switch circuit 103 is turned off while the load is connected, the negative input terminal of the comparator 21 is pulled up to + VO by a load connected to an electronic device such as a video device, and the overcurrent state is maintained. Is done. (4) Thereafter, when the load is removed, the negative input voltage of the comparator 21 is lowered to “L” by the high-resistance pull-down resistor 111, so that the output of the comparator 21 becomes “H”. Since the latch release terminal 316 of the comparator 22 with the latch function is set to “H” by the output of “H”, the output of the comparator 22 with the latch function becomes “H” and the latch is released.

 図29おいては、過電流検出回路は、外部端子-VOとスイッチ回路103との間に設けられた過電流検出用抵抗104の両端の電圧を検出するための電圧検出器と、その電圧検出器の出力を時間的に遅延するための遅延回路と、その遅延回路の出力を電圧検出するラッチアップ機能付電圧検出回路から構成されている。電圧検出回路は、基準電圧発生回路106とコンパレータ回路21により構成されている。遅延回路は、定電流源108とコンデンサ109とトランジスタ107とにより構成されている。今までの説明では、充放電制御回路102と過電流検出回路105とを別々に構成したものとして説明した。 In FIG. 29, an overcurrent detection circuit includes a voltage detector for detecting a voltage between both ends of an overcurrent detection resistor 104 provided between the external terminal -VO and the switch circuit 103, and a voltage detector for detecting the voltage. A delay circuit for delaying the output of the delay circuit in time, and a voltage detection circuit with a latch-up function for detecting the voltage of the output of the delay circuit. The voltage detection circuit includes a reference voltage generation circuit 106 and a comparator circuit 21. The delay circuit includes a constant current source 108, a capacitor 109, and a transistor 107. In the description so far, the charge / discharge control circuit 102 and the overcurrent detection circuit 105 have been described as being configured separately.

 しかし、充放電制御回路が、本発明の実施例で説明した充放電制御回路102と過電流
検出回路105とを両方含む構成になっているということもできる。
However, it can be said that the charge / discharge control circuit has both the charge / discharge control circuit 102 and the overcurrent detection circuit 105 described in the embodiment of the present invention.


 図32は、本発明の充放電制御回路の手段3における実施例1を示す回路ブロック図である。この充放電制御回路は、電源装置に応用した場合には、その二次電池を電源として動作する。即ち、二次電池が電源端子-VB、+VBに2個直列に接続され、電源として供給される。電源には、電源電圧を分割する電源電圧分割手段の電圧分割抵抗1と、電源電圧分割手段の出力電圧を電圧検出する電圧検出回路2が接続されている。

FIG. 32 is a circuit block diagram showing Embodiment 1 of the means 3 of the charge / discharge control circuit of the present invention. When applied to a power supply device, this charge / discharge control circuit operates using the secondary battery as a power supply. That is, two secondary batteries are connected in series to the power supply terminals -VB and + VB, and are supplied as power. The power supply is connected to a voltage dividing resistor 1 of power supply voltage dividing means for dividing the power supply voltage, and a voltage detection circuit 2 for detecting the output voltage of the power supply voltage dividing means.

 電圧検出回路2は、具体的には図34に示したような電源端子-VBに対する基準電圧源43と電圧分割抵抗1の出力とを入力とするコンパレータ回路44とから形成されている。電圧分割抵抗1と電圧検出回路2とにより、電源である二次電池の和電圧を検出する回路を構成している。電圧検出回路2は、電源装置のスイッチ回路をONまたはOFFするための信号VSを出力する。 The voltage detection circuit 2 is formed of a reference voltage source 43 for the power supply terminal -VB and a comparator circuit 44 to which the output of the voltage dividing resistor 1 is input as shown in FIG. The voltage dividing resistor 1 and the voltage detecting circuit 2 constitute a circuit for detecting a sum voltage of a secondary battery as a power supply. The voltage detection circuit 2 outputs a signal VS for turning on or off the switch circuit of the power supply device.

 本発明の充放電制御回路は、電圧分割抵抗1の分割電圧のバラツキの少ない同一半導体基板上に設けられた集積回路に適している。また、本発明は3個以上直列にされた二次電池の場合にも適用できることは明白である。以上説明したように、二次電池で構成する各々の電池の和の電圧を各々検出することにより、各々の電池の電圧が片ベリが生じた状態においても最適な充放電制御が可能になる。そのために、二次電池の寿命の向上を図ることができる。
The charge / discharge control circuit of the present invention is suitable for an integrated circuit provided on the same semiconductor substrate where the division voltage of the voltage division resistor 1 has little variation. It is also apparent that the present invention can be applied to the case of three or more secondary batteries connected in series. As described above, by detecting each of the sum voltages of the batteries constituted by the secondary batteries, it is possible to perform the optimal charge / discharge control even in the state where the voltage of each of the batteries has one-sided verification. Therefore, the life of the secondary battery can be improved.


 以下に、この発明の手段3における実施例2を図面に基づいて説明する。

Hereinafter, a second embodiment of the means 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図33は、本発明の手段3における実施例2の充放電制御回路の回路ブロック図である。電圧検出回路3は二次電池6の過充電検出電圧V1を、電圧検出回路5は二次電池7の過充電検出電圧V2をそれぞれ検出し制御回路8によって出力信号VSとして出力される。これと同時に電圧検出回路2により二次電池6の電圧を検出するが、この検出電圧V3は、前記過充電検出電圧V1より小さい電圧とする。また同様に、電圧検出回路4により、二次電池7の電圧を検出するが、この検出電圧V4は前記過充電検出電圧V2より小さい電圧とする。これらの電
圧検出回路2と4の出力信号は、前記電圧検出回路5と3にそれぞれ入力され、電圧検出回路5と3の過充電検出電圧V2とV1の電圧値を変化させるものである。
FIG. 33 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to the second embodiment in the means 3 of the present invention. The voltage detection circuit 3 detects the overcharge detection voltage V1 of the secondary battery 6, and the voltage detection circuit 5 detects the overcharge detection voltage V2 of the secondary battery 7, and is output as an output signal VS by the control circuit 8. At the same time, the voltage of the secondary battery 6 is detected by the voltage detection circuit 2, and the detection voltage V3 is set to a voltage lower than the overcharge detection voltage V1. Similarly, the voltage of the secondary battery 7 is detected by the voltage detection circuit 4, and the detection voltage V4 is set to a voltage lower than the overcharge detection voltage V2. The output signals of these voltage detection circuits 2 and 4 are input to the voltage detection circuits 5 and 3, respectively, and change the voltage values of the overcharge detection voltages V2 and V1 of the voltage detection circuits 5 and 3.

 具体的には、端子+VBと-VBに外部より充電器が接続され、二次電池6と7を充電する場合において、電圧検出回路3と5の本来の過充電検出電圧V1及びV2を4.2Vとする。しかし、仮に二次電池6に異常が起こり、その充電性能が著しく劣化した場合には二次電池7だけが充電され、両者の電圧値の差が大きくなる。これを防止するため、電圧検出回路2の検出電圧V3を3.2V程度に設定しておくと、二次電池6の電圧が劣化により3.2Vを超えない場合には電圧検出回路5の検出電圧V2を4.2Vより低い値にし、超えた場合には本来の検出電圧値4.2Vに設定する。この設定を電圧検出回路2の出力信号により行うものである。 Specifically, when a charger is externally connected to the terminals + VB and -VB to charge the secondary batteries 6 and 7, the original overcharge detection voltages V1 and V2 of the voltage detection circuits 3 and 5 are set to 4. 2V. However, if an abnormality occurs in the secondary battery 6 and its charging performance is significantly deteriorated, only the secondary battery 7 is charged, and the difference between the two voltage values increases. In order to prevent this, if the detection voltage V3 of the voltage detection circuit 2 is set to about 3.2 V, if the voltage of the secondary battery 6 does not exceed 3.2 V due to deterioration, the detection of the voltage detection circuit 5 The voltage V2 is set to a value lower than 4.2V, and when the voltage V2 is exceeded, the original detection voltage value is set to 4.2V. This setting is performed by the output signal of the voltage detection circuit 2.

 同様に、電圧検出回路4の出力信号により、二次電池7の劣化をモニターし、二次電池7の電圧が劣化により3.2Vを超えない場合には、電圧検出回路3の検出電圧V1を4
.2Vより低い値にし、超えた場合には本来の検出電圧値4.2Vに設定する。この設定を電圧検出回路4の出力信号により行うものである。
Similarly, the deterioration of the secondary battery 7 is monitored by the output signal of the voltage detection circuit 4, and when the voltage of the secondary battery 7 does not exceed 3.2 V due to the deterioration, the detection voltage V1 of the voltage detection circuit 3 is increased. 4
. The voltage is set to a value lower than 2V, and when the voltage exceeds the value, the original detection voltage value is set to 4.2V. This setting is performed by the output signal of the voltage detection circuit 4.

 なお、説明において、3.2Vと4.2Vを例に用いたが、これらの値は電池特性に依存し、当然この値に限定されるものではない。図35に、図33のブロック図を実現するための具体的回路を示す。電圧検出回路4の出力は、抵抗R3の一部に並列に接続されたトランジスタ9のゲートに入力され、このトランジスタ9をONまたはOFFすることにより、電圧検出回路3の過充電検出電圧値V1を変化させることができる。 In the description, 3.2 V and 4.2 V are used as examples, but these values depend on the battery characteristics and are not limited to these values. FIG. 35 shows a specific circuit for realizing the block diagram of FIG. The output of the voltage detection circuit 4 is input to the gate of a transistor 9 connected in parallel to a part of the resistor R3. By turning on or off the transistor 9, the overcharge detection voltage value V1 of the voltage detection circuit 3 is changed. Can be changed.

 同様に電圧検出回路2の出力は、二次電池7に並列に接続されている抵抗の一部に並列に接続されているトランジスタ10をONまたはOFFすることにより、電圧検出回路5の過充電検出電圧V2を変化させることができる。
Similarly, the output of the voltage detection circuit 2 is used to detect the overcharge of the voltage detection circuit 5 by turning on or off the transistor 10 connected in parallel to a part of the resistor connected in parallel to the secondary battery 7. The voltage V2 can be changed.


 以下に、この発明の手段3における実施例3を図面に基づいて説明する。

Hereinafter, a third embodiment of the means 3 of the present invention will be described with reference to the drawings.

 図36は、本発明の充電式電源装置とそのための充放電制御回路のブロック図を示す。外部端子+V、-Vに対して二次電池101、二次電池の電圧を検出するための電圧検出回路2及びスイッチ回路5のインピーダンスを制御するための制御回路3が各々並列に接続されている。二次電池101と外部端子-Vとの間にはスイッチ回路5が直列接続されており、外部端子と二次電池101との電気接続を電気的制御によって行っている。制御回路3は電圧検出回路2の出力を入力論理処理してスイッチング回路5をON又はOFFする信号を出力する。 FIG. 36 is a block diagram showing a rechargeable power supply device of the present invention and a charge / discharge control circuit therefor. A secondary battery 101, a voltage detection circuit 2 for detecting the voltage of the secondary battery, and a control circuit 3 for controlling the impedance of the switch circuit 5 are connected in parallel to the external terminals + V and -V, respectively. . The switch circuit 5 is connected in series between the secondary battery 101 and the external terminal -V, and the electrical connection between the external terminal and the secondary battery 101 is performed by electrical control. The control circuit 3 performs an input logic process on the output of the voltage detection circuit 2 and outputs a signal for turning on or off the switching circuit 5.

 例えば、外部端子に充電するための電源が接続されて、その電源から二次電池101を充電している場合、二次電池101の電圧が過充電電圧レベル以上になると、電圧検出回路2の信号が反転して制御回路3に入力される。制御回路3からスイッチ回路5がOFFする信号が出力されて充電を停止させる。逆に、外部端子+V、-Vにビデオカメラ等の電力を消費する電子機器が接続されて、二次電池101から電力が電子機器に供給されている場合、二次電池101の電圧が過放電電圧レベル以下に低下すると、電圧検出回路2の信号が通常電圧範囲と逆の信号に反転する。すると、制御回路3よりスイッチ回路5がOFFするような信号が出力されて放電をストップさせる。通常電圧範囲とは、過充電レベルと過放電レベルの中間状態をいう。 For example, when a power supply for charging is connected to an external terminal and the secondary battery 101 is charged from the power supply, when the voltage of the secondary battery 101 becomes equal to or higher than the overcharge voltage level, the signal of the voltage detection circuit 2 is output. Are inverted and input to the control circuit 3. A signal for turning off the switch circuit 5 is output from the control circuit 3 to stop charging. Conversely, when an electronic device that consumes power such as a video camera is connected to the external terminals + V and −V and power is supplied from the secondary battery 101 to the electronic device, the voltage of the secondary battery 101 is overdischarged. When the voltage drops below the voltage level, the signal of the voltage detection circuit 2 is inverted to a signal opposite to the normal voltage range. Then, a signal for turning off the switch circuit 5 is output from the control circuit 3 to stop the discharge. The normal voltage range refers to an intermediate state between the overcharge level and the overdischarge level.

 以上説明した充電式電源装置において、電圧検出回路2と制御回路3とスイッチ回路5とは同一基板上に配置された半導体集積回路で構成できる。図38は、本発明の充放電制御回路に用いたスイッチ回路の実施例の回路図である。外部端子-Vと二次電池のマイナス端子34との間にスイッチ回路が設けられている。スイッチ回路は、外部端子-Vと二次電池のマイナス端子34との間にN型絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下N型MISFETと呼ぶ)31が設けられ、そのN型MISFETの基板と外部端子-V及び二次電池のマイナス端子34との間に各々N型MISFET32とN型MISFET33とが設けられている。3つのN型MISFETのゲート電極31G、32G及び33Gは制御回路によって制御されている。 In the rechargeable power supply described above, the voltage detection circuit 2, the control circuit 3, and the switch circuit 5 can be constituted by semiconductor integrated circuits arranged on the same substrate. FIG. 38 is a circuit diagram of an embodiment of the switch circuit used in the charge / discharge control circuit of the present invention. A switch circuit is provided between the external terminal -V and the minus terminal 34 of the secondary battery. In the switch circuit, an N-type insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as an N-type MISFET) 31 is provided between an external terminal -V and a minus terminal 34 of the secondary battery, and the substrate of the N-type MISFET and the external terminal- An N-type MISFET 32 and an N-type MISFET 33 are provided between V and the minus terminal 34 of the secondary battery, respectively. The gate electrodes 31G, 32G and 33G of the three N-type MISFETs are controlled by a control circuit.

 例えば、外部端子に充電するための電源が接続されて、二次電池を充電している場合は、トランジスタ31及び32はONし、トランジスタ33はOFFしている。充電が過充電状態になると、電圧検出回路の出力が反転して、制御回路よりスイッチ回路がOFFするような信号が出力される。即ち、トランジスタ31及び33がOFFしてトランジスタ
32のみONを維持する。
For example, when a power supply for charging is connected to an external terminal and the secondary battery is being charged, the transistors 31 and 32 are on and the transistor 33 is off. When the charging is overcharged, the output of the voltage detection circuit is inverted, and a signal is output from the control circuit such that the switch circuit is turned off. That is, the transistors 31 and 33 are turned off and only the transistor 32 is kept on.

 外部端子にビデオカメラ等の携帯機器が接続されて、二次電池から携帯機器へ電力が供給されている場合には、図38のスイッチ回路はONするように制御されている。即ち、トランジスタ31及び33はONし、トランジスタ32がOFFしている。電力を供給することにより、過放電状態になると、電圧検出回路の出力信号が反転し、制御回路からスイッチ回路がOFFする信号が出力される。即ち、トランジスタ31及び32はOFFし、トランジスタ33のみON状態となる。 (4) When a portable device such as a video camera is connected to the external terminal and power is supplied from the secondary battery to the portable device, the switch circuit in FIG. 38 is controlled to be turned on. That is, the transistors 31 and 33 are on, and the transistor 32 is off. When an overdischarge state is caused by supplying power, the output signal of the voltage detection circuit is inverted, and a signal for turning off the switch circuit is output from the control circuit. That is, the transistors 31 and 32 are turned off, and only the transistor 33 is turned on.

 通常状態において、充電状態または放電状態のいずれかに動作しているかを検出するためには、外部端子-Vと二次電池のマイナス端子34との電圧比較を行うことにより可能となる。充電状態及び放電状態を検出してトランジスタ32と33のインピーダンスを制御回路により制御する。即ち、制御回路は、充電または放電を検出する機能を有している。 In the normal state, it is possible to detect whether the battery is operating in the charging state or the discharging state by comparing the voltage between the external terminal -V and the minus terminal 34 of the secondary battery. The control circuit controls the impedance of the transistors 32 and 33 by detecting the charge state and the discharge state. That is, the control circuit has a function of detecting charging or discharging.

 以上説明した図38のスイッチ回路においては、電池が流れるトランジスタはトランジスタ31の1個だけである。従って、一般的にスイッチ回路での電圧降下を減少するために電流駆動能力の大きなトランジスタが従来の半分で形成できる。本発明の充放電制御用ICのスイッチ回路のトランジスタ32と33は電流駆動用トランジスタ31の基板を外部端子又は二次電池のマイナス端子のいずれか一方を選択的に接続するためのスイッチングトランジスタである。従って、その基板電位スイッチング用トランジスタ32及び33の電流駆動能力は小さくて良い。トランジスタ31の電流駆動能力は一般的に数A必要であるのに対して、トランジスタ32及び33の電流駆動能力は、その1/1000以下と小さく、集積化した場合は、トランジスタ32及び33の面積は無視できる程小さい。 In the switch circuit of FIG. 38 described above, only one transistor 31 flows through the battery. Therefore, in general, a transistor having a large current driving capability can be formed in half of the conventional transistor in order to reduce the voltage drop in the switch circuit. The transistors 32 and 33 of the switch circuit of the charge / discharge control IC of the present invention are switching transistors for selectively connecting the substrate of the current driving transistor 31 to either the external terminal or the negative terminal of the secondary battery. . Therefore, the current driving capability of the substrate potential switching transistors 32 and 33 may be small. The current driving capability of the transistor 31 generally requires several A, while the current driving capability of the transistors 32 and 33 is as small as 1/1000 or less of the current driving capability. Is so small that it can be ignored.

 以上説明したように、図38に示したようなスイッチング回路にすることにより、電流駆動用トランジスタの電流駆動能力を従来のほぼ2倍に高めることができるので、同一の電流駆動能力に対して、トランジスタ面積を半分程度に縮小することができ、小型化を容易にすることができる。また、各々のトランジスタの基板の電位はNウェルで電気的に分離できる。従って、容易に同一半導体基板に設けることができるようになる。但し、トランジスタ31、32及び33は個別トランジスタで構成してもその動作には変わりなく機能する。 As described above, by using the switching circuit as shown in FIG. 38, the current driving capability of the current driving transistor can be almost doubled as compared with the conventional case. The transistor area can be reduced to about half, and miniaturization can be facilitated. In addition, the substrate potential of each transistor can be electrically separated by the N well. Therefore, they can be easily provided on the same semiconductor substrate. However, even if the transistors 31, 32, and 33 are configured by individual transistors, the operation thereof does not change.

 図39は、本発明の充放電制御用ICのトランジスタの断面図である。トランジスタは、シリコン基板51の上に形成された絶縁膜52の上に形成された単結晶シリコン膜53、54及び55を用いて形成されている。このように、絶縁膜の上に設けられた単結晶シリコン膜を有する基板を一般的にSOI基板という。SOI基板を用いて図39のような断面図のトランジスタを形成する。即ち、チャネル形成領域54の両側にN型ソース領域53とN型ドレイン領域55を設け、チャネル形成領域54の上にゲート絶縁膜56を介してゲート電極57が設けられている。図39のような構造のトランジスタにすることにより、トランジスタの基板でもあるチャネル形成領域54の電位を同一基板上に設けられたトランジスタと電気的に独立して形成することができる。即ち、トランジスタの基板電位を互いに電気的に分離して形成できるので容易にスイッチ回路を有する充放電制御用ICを実現できる。 FIG. 39 is a sectional view of a transistor of the charge / discharge control IC of the present invention. The transistor is formed using single-crystal silicon films 53, 54, and 55 formed on an insulating film 52 formed on a silicon substrate 51. Such a substrate having a single crystal silicon film provided over an insulating film is generally called an SOI substrate. A transistor having a cross-sectional view as shown in FIG. 39 is formed using an SOI substrate. That is, an N-type source region 53 and an N-type drain region 55 are provided on both sides of the channel formation region 54, and a gate electrode 57 is provided on the channel formation region 54 via a gate insulating film 56. With the transistor having the structure illustrated in FIG. 39, the potential of the channel formation region 54 which is also a substrate of the transistor can be formed electrically independently of a transistor provided over the same substrate. That is, since the substrate potentials of the transistors can be electrically separated from each other, a charge / discharge control IC having a switch circuit can be easily realized.

 図40は、基板であるチャネル形成領域の電位をソース領域の電位と同電位にしたトランジスタの平面図を示している。絶縁膜上に設けられた単結晶シリコン半導体膜71にN型ソース領域73とドレイン領域72及びその間のチャネル形成領域が形成され、そのチャネル形成領域の上にゲート絶縁膜を介してゲート電極77が設けられている。ソース領域73の一部にP型ソース領域74が設けられており、ソース電極75によりソース領域
73とチャネル形成領域との電位を同電位に設定している。
FIG. 40 is a plan view of a transistor in which the potential of a channel formation region which is a substrate is set to the same potential as the potential of a source region. An N-type source region 73, a drain region 72, and a channel formation region therebetween are formed in a single crystal silicon semiconductor film 71 provided on an insulation film, and a gate electrode 77 is formed on the channel formation region via a gate insulation film. Is provided. A P-type source region 74 is provided in part of the source region 73, and the potential of the source region 73 and the potential of the channel formation region are set to the same potential by the source electrode 75.

 図41は、図40のA-A’線に沿った断面図である。シリコン基板61の上に絶縁膜68を介して単結晶シリコン半導体膜71が設けられている。単結晶シリコン半導体膜71は、P型ソース領域64とP型チャネル形成領域69とN型ドレイン領域62が形成されている。チャネル形成領域69の上にはゲート絶縁膜63を介してゲート電極67が設けられている。P型ソース領域64及びN型ソース領域はソース電極65に接続されている。N型ドレイン領域62はドレイン電極66に接続されている。 FIG. 41 is a cross-sectional view of FIG. 40 taken along the line A-A ′. A single crystal silicon semiconductor film 71 is provided over a silicon substrate 61 with an insulating film 68 interposed therebetween. In the single crystal silicon semiconductor film 71, a P-type source region 64, a P-type channel formation region 69, and an N-type drain region 62 are formed. A gate electrode 67 is provided on the channel formation region 69 with a gate insulating film 63 interposed therebetween. The P-type source region 64 and the N-type source region are connected to a source electrode 65. N-type drain region 62 is connected to drain electrode 66.

 図42は、図41に示したようなトランジスタ構造MISFETを用いて構成した本発明の充放電制御用ICのスイッチ回路の回路図である。外部端子-Vと二次電池のマイナス端子80との間にSOI基板を用いたN型MISFET81と82とが直列接続されている。トランジスタ81と82の各々の基板はそれぞれ外部端子と二次電池の端子と同電位になるように接続されている。SOI基板を用いることにより、基板の電位を各々別の電位に設定することができる。 FIG. 42 is a circuit diagram of a switch circuit of the charge / discharge control IC of the present invention constituted by using the transistor-structure MISFET as shown in FIG. N-type MISFETs 81 and 82 using an SOI substrate are connected in series between the external terminal -V and the minus terminal 80 of the secondary battery. The substrates of the transistors 81 and 82 are connected so that they have the same potential as the external terminal and the terminal of the secondary battery. By using an SOI substrate, the potentials of the substrates can be set to different potentials.

 以上のように、スイッチ回路を同一基板上に配置した充放電制御回路を実現することができる。

 本発明の充放電制御回路は、その内部に設けられている過充電及び過放電検出回路の電圧分割抵抗に消費電流低減用スイッチ素子を有する構成としたことにより、低消費電流化を図る効0果を有する。また、この充放電制御回路と二次電池とスイッチ回路とにより寿命の長い電源装置を供給できる。
As described above, a charge / discharge control circuit in which the switch circuits are arranged on the same substrate can be realized.

The charge / discharge control circuit of the present invention has an effect of reducing current consumption by adopting a configuration in which a voltage-dividing resistor of the overcharge and overdischarge detection circuit provided therein has a switching element for reducing current consumption. Have fruit. Further, a power supply device having a long life can be supplied by the charge / discharge control circuit, the secondary battery, and the switch circuit.

 また、過放電状態の時、過充電検出回路の誤差増幅器の消費電流をカットするので、過放電状態でのバッテリーの電力消費を小さく抑えることができ、バッテリーの劣化を防ぐことができるという効果がある。また、過充電検出回路の誤差増幅器の消費電流をカットするので、過放電状態でのバッテリーの電力消費を小さく抑えることができ、バッテリーの劣化を防ぐことができるという効果がある。 In addition, in the overdischarge state, the current consumption of the error amplifier of the overcharge detection circuit is cut, so that the power consumption of the battery in the overdischarge state can be reduced, and the battery can be prevented from being deteriorated. is there. Further, since the current consumption of the error amplifier of the overcharge detection circuit is cut, the power consumption of the battery in the overdischarge state can be reduced, and the battery can be prevented from being deteriorated.

 また、複数個のコンパレータ回路を集約することができるために、ICチップサイズの縮小及び消費電流が低減でき、安価で高性能なバッテリー充放電制御回路を実現できるという効果がある。また、内部に設けられている二次電池の電池間電圧検出用バッファ回路に電流カット用トランジスタを直列接続した構成としたことにより、低消費電流化を図る効果を有する。特に、二次電池の能力が急激に低下する過放電状態での消費電流の減少を図る効果を有する。さらにこの電流カット用トランジスタの挿入により、バッファ回路の出力端子である接続した電池間電圧検出端子に、過充電・過放電及び通常状態を示す信号を出力することができ効果がある。 (4) Since a plurality of comparator circuits can be integrated, there is an effect that an IC chip size can be reduced and current consumption can be reduced, and an inexpensive and high-performance battery charge / discharge control circuit can be realized. In addition, the current cut-off transistor is connected in series to the inter-cell voltage detection buffer circuit of the secondary battery provided therein, which has the effect of reducing current consumption. In particular, it has an effect of reducing current consumption in an overdischarge state in which the capacity of the secondary battery rapidly decreases. Further, by inserting the current cutting transistor, it is possible to output a signal indicating overcharge / overdischarge and a normal state to a connected inter-battery voltage detection terminal which is an output terminal of the buffer circuit.

 また、内部に設けられている二次電池の過充電検出用と過放電検出用の基準電圧源を兼ねる構成とすることにより、充放電制御回路を部品数少なく構成して安価に作れるだけでなく、機能的に重要な消費電流の低減を可能にする効果がある。充放電制御回路の消費電流の低減により、充電式電源装置の寿命の向上を図る効果がある。また、本発明は二次電池が複数の電池で形成される場合においても、各々の電池の電圧検出のための基準電圧源を1つの回路で構成しているために、同様に充放電制御回路の消費電流を低減し、充電式電源装置の寿命向上を図る効果を有する。 In addition, by having a configuration that also serves as a reference voltage source for overcharge detection and overdischarge detection of a secondary battery provided inside, not only can the charge / discharge control circuit be configured with a small number of components and it can be made inexpensively, There is an effect that it is possible to reduce functionally important current consumption. The reduction of the current consumption of the charge / discharge control circuit has the effect of extending the life of the rechargeable power supply. Also, in the present invention, even when the secondary battery is formed by a plurality of batteries, since the reference voltage source for detecting the voltage of each battery is constituted by one circuit, the charge / discharge control circuit is similarly provided. Has the effect of reducing the current consumption and improving the life of the rechargeable power supply.

 また、内部に設けられている二次電池電圧検出用の電圧分割抵抗を過充電圧検出用と過放電圧検出用と兼ねた構成としたことにより、二次電池に並列接続する回路を減らして消費電流の削減をする効果を有する。また充放電制御回路の消費電流の削減により、二次電
池の寿命の向上を図る効果を有する。また電圧分割抵抗を過充電用と過放電用と兼ねた構成としたので、充放電制御回路を集積化した場合、チップサイズを小さく、安く提供できる効果がある。
Also, the voltage dividing resistor for detecting the secondary battery voltage provided inside serves as both the overcharge pressure detection and the overdischarge voltage detection, thereby reducing the number of circuits connected in parallel to the secondary battery. This has the effect of reducing current consumption. Further, the present invention has an effect of improving the life of the secondary battery by reducing the current consumption of the charge / discharge control circuit. In addition, since the voltage dividing resistor is configured to be used for overcharging and overdischarging, when the charge / discharge control circuit is integrated, there is an effect that the chip size can be reduced and provided at a low cost.

 この発明は、以上説明したように充放電制御回路において、過充電または過放電を電圧検出回路が検出するやいなや、その検出信号をフィードバックして過充電または過放電検出レベルをより過充電または過放電と検出するように再設定することにより、誤動作をなくす効果がある。また、再設定後、二次電池と充電電源との間のスイッチ回路を切り換えることにより、スイッチ回路のインピーダンス変更による二次電池の電圧変動による電圧検出回路の不安定な発振を防ぐ効果がある。 As described above, as described above, in the charge / discharge control circuit, as soon as the voltage detection circuit detects overcharge or overdischarge, the detection signal is fed back to further overcharge or overdischarge the overcharge or overdischarge detection level. By resetting to detect erroneous operation, there is an effect of eliminating malfunction. Further, after resetting, switching the switch circuit between the secondary battery and the charging power supply has an effect of preventing unstable oscillation of the voltage detection circuit due to voltage fluctuation of the secondary battery due to impedance change of the switch circuit.

 また、その内部に設けられている過充電及び過放電検出回路と制御回路の間に遅延回路を有する構成としたことにより、検出時の誤動作を防止する効果を有する。また、二次電池の初期接続時の誤動作をも防止する効果を有する。この充放電制御回路と二次電池とスイッチ回路により動作の安定した電源装置を供給できる。 (4) Since a delay circuit is provided between the overcharge / overdischarge detection circuit and the control circuit provided therein, a malfunction at the time of detection is prevented. Further, it has an effect of preventing a malfunction at the time of initial connection of the secondary battery. The charge / discharge control circuit, the secondary battery, and the switch circuit can supply a power supply device with stable operation.

 また本発明の充放電制御回路には、電源装置の外部端子の電圧を入力するようにして、充放電制御回路の電源となる二次電池の電圧が、前記充放電制御回路の最低動作電圧以下となっても充電器が接続された時には、スイッチ回路を制御することが可能となり、二次電池の電圧によらず確実な充電が行える電源装置を供給できる。 In the charge / discharge control circuit of the present invention, the voltage of the external terminal of the power supply device is input so that the voltage of the secondary battery serving as the power supply of the charge / discharge control circuit is equal to or less than the minimum operating voltage of the charge / discharge control circuit. Therefore, when the charger is connected, the switch circuit can be controlled, and a power supply device capable of performing reliable charging regardless of the voltage of the secondary battery can be supplied.

 またこの発明は、以上説明したように、CMOSICで構成された充放電制御回路において、充放電制御回路に通常とは逆の電圧が印加された時に、制御回路の出力がスイッチ回路をOFFするように構成することにより、二次電池への電流暴走を防ぐ効果がある。 According to the present invention, as described above, in a charge / discharge control circuit composed of a CMOS IC, when a voltage opposite to a normal voltage is applied to the charge / discharge control circuit, the output of the control circuit turns off the switch circuit. Has an effect of preventing runaway of current to the secondary battery.

 また本発明の充放電制御回路は、過電流検出回路にラッチ機能を設けることにより、過電流検出時の発振現象を確実に防止できるという効果がある。 本発明の充放電制御回路は、2個以上直列接続された二次電池の和電圧が出力される端子間に電圧分割抵抗と電圧検出回路を設けることにより、寿命の長い電源装置を供給できる。 In addition, the charge / discharge control circuit of the present invention has an effect that the oscillation phenomenon at the time of overcurrent detection can be reliably prevented by providing the overcurrent detection circuit with a latch function. The charge / discharge control circuit of the present invention can supply a long-life power supply device by providing a voltage dividing resistor and a voltage detection circuit between terminals from which a sum voltage of two or more secondary batteries is output in series.

 また、二次電池を2ケ直列接続して、充電する場合、片方の電池に異常が起こり充電性能が著しく劣化した場合でも、正常な電池のみが充電され、両者の電圧値の差が大きくなるということを防ぐことができる。さらに、本発明の充電式電源装置及び充放電制御回路は、スイッチ回路を含む集積回路として構成したので、以下に示す効果を有する
(1)組み立てコストを削減できる。
(2)小型化できる。
(3)装置としての信頼性向上。
Further, when two secondary batteries are connected in series and charged, even if one of the batteries becomes abnormal and the charging performance is significantly deteriorated, only the normal battery is charged and the difference between the two voltage values becomes large. That can be prevented. Furthermore, since the rechargeable power supply device and the charge / discharge control circuit of the present invention are configured as an integrated circuit including a switch circuit, the following effects are obtained (1) Assembly cost can be reduced.
(2) The size can be reduced.
(3) Improvement of reliability as a device.

本発明の充放電制御回路の実施例1の回路ブロック図である。1 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to a first embodiment of the present invention. 従来の充電式の電源装置の回路ブロック図である。It is a circuit block diagram of the conventional rechargeable power supply device. 電圧検出器の回路図である。It is a circuit diagram of a voltage detector. 本発明の充放電制御回路の他の実施例の回路ブロック図である。FIG. 9 is a circuit block diagram of another embodiment of the charge / discharge control circuit of the present invention. 本発明の充放電制御回路の他の実施例の回路ブロック図である。FIG. 9 is a circuit block diagram of another embodiment of the charge / discharge control circuit of the present invention. 本発明の実施例2のバッテリー充放電制御回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a battery charge / discharge control circuit according to a second embodiment of the present invention. パワーON/OFF機能を有する誤差増幅器の回路例である。4 is a circuit example of an error amplifier having a power ON / OFF function. 本発明の別の実施例を示すバッテリー充放電制御回路図である。FIG. 9 is a battery charge / discharge control circuit diagram showing another embodiment of the present invention. 本発明の別の実施例を示すバッテリー充放電制御回路図である。FIG. 9 is a battery charge / discharge control circuit diagram showing another embodiment of the present invention. 本発明の別の実施例を示すバッテリー充放電制御回路図である。FIG. 9 is a battery charge / discharge control circuit diagram showing another embodiment of the present invention.

 電圧検出器の回路図である。
本発明の実施例3の充放電制御回路の回路ブロック図である。 バッファ回路を示す回路図である。 本発明の実施例4の充放電制御回路の回路ブロック図である。 基準電圧回路の回路図である。 二次電池が2本の電池の場合の充放電制御回路の回路ブロック図である。 図15のVR1、VR2の回路図である。 本発明の手段2における実施例1の充放電制御回路の回路ブロック図である。 本発明の手段2における実施例1の充放電制御回路の信号のタイミングチャート図である。 本発明の手段2における実施例2の充放電制御回路の回路ブロック図である。 本発明の手段2における実施例2の遅延回路の回路図である。 本発明の手段2における実施例2の遅延回路の回路図である。 本発明の手段2における実施例2の遅延回路の回路図である。 本発明の手段2における実施例2の遅延回路の回路図である。 本発明の手段2における実施例3の充電式の電源装置の回路ブロック図である。 本発明の手段2における実施例3の充放電制御回路の回路ブロック図である。 本発明の制御回路出力部の一例である。 本発明の手段2における実施例4の充放電制御回路の回路ブロック図である。 本発明の手段2における実施例4の基準電圧回路の回路図である。 本発明の手段2における実施例5の充電式制御回路図である。 従来の充電式制御回路図である。 本発明のラッチ機能付コンパレータの回路図である。 本発明の手段3における実施例1の充放電制御回路の回路ブロック図である。 本発明の手段3における実施例2の充放電制御回路の回路ブロック図である。 電圧検出器の回路図である。 本発明の手段3における実施例2の充放電制御回路の他の実施例の回路ブロック図である。 本発明に係る充電式電源装置及び充放電制御回路の手段3における実施例3の回路ブロック図である。 従来の充電式電源装置の回路ブロック図である。 本発明の手段3における充放電制御回路のスイッチ回路の回路図である。 本発明の手段3における充放電制御回路に用いたトランジスタの断面図である。 本発明の手段3における充放電制御回路に用いたトランジスタの平面図である。 図35のトランジスタのA-A’線に沿った断面図である。 本発明の手段3における充放電制御回路のスイッチ回路の回路図である。
It is a circuit diagram of a voltage detector.
FIG. 9 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a buffer circuit. FIG. 9 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram of a reference voltage circuit. FIG. 3 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit when the secondary battery is two batteries. It is a circuit diagram of VR1 and VR2 of FIG. FIG. 3 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to a first embodiment in the means 2 of the present invention. FIG. 4 is a timing chart of signals of the charge / discharge control circuit of Embodiment 1 in the means 2 of the present invention. FIG. 9 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to a second embodiment in the means 2 of the present invention. FIG. 9 is a circuit diagram of a delay circuit according to a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a circuit diagram of a delay circuit according to a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a circuit diagram of a delay circuit according to a second embodiment of the present invention. FIG. 9 is a circuit diagram of a delay circuit according to a second embodiment of the present invention. FIG. 13 is a circuit block diagram of a rechargeable power supply device according to a third embodiment in the means 2 of the present invention. FIG. 10 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to a third embodiment in the means 2 of the present invention. It is an example of the control circuit output unit of the present invention. FIG. 13 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to a fourth embodiment in the means 2 of the present invention. FIG. 13 is a circuit diagram of a reference voltage circuit according to a fourth embodiment in the means 2 of the present invention. FIG. 11 is a rechargeable control circuit diagram of a fifth embodiment in the means 2 of the present invention. It is a conventional charge type control circuit diagram. It is a circuit diagram of the comparator with a latch function of the present invention. FIG. 4 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to a first embodiment in the means 3 of the present invention. FIG. 9 is a circuit block diagram of a charge / discharge control circuit according to a second embodiment in the means 3 of the present invention. It is a circuit diagram of a voltage detector. FIG. 13 is a circuit block diagram of another embodiment of the charge / discharge control circuit of Embodiment 2 in Means 3 of the present invention. FIG. 9 is a circuit block diagram of a third embodiment of the rechargeable power supply device and the charging / discharging control circuit unit 3 according to the present invention. It is a circuit block diagram of the conventional rechargeable power supply device. FIG. 4 is a circuit diagram of a switch circuit of a charge / discharge control circuit in means 3 of the present invention. It is sectional drawing of the transistor used for the charge / discharge control circuit in the means 3 of this invention. It is a top view of the transistor used for the charge / discharge control circuit in the means 3 of the present invention. FIG. 36 is a cross-sectional view of the transistor of FIG. 35, taken along the line AA ′. FIG. 4 is a circuit diagram of a switch circuit of a charge / discharge control circuit in means 3 of the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

    1 電圧分割回路
    2、3 電圧検出回路
    4 制御回路
    5 スイッチ素子
   11 基準電圧回路
   12 2’過放電検出回路の誤差増幅器
   13 3’過充電検出回路の誤差増幅器
   14 バッテリー接続端子
   15 バッテリー接続端子
   16 過放電検出回路出力端子
   17 過充電検出回路出力端子
   18、19 バッテリー
   52、53 コンパレータ回路
   21 コンパレータ
   22 ラッチ機能付コンパレータ
   23 ラッチ機能付コンパレータのプラス入力端子
   24 ラッチ機能付コンパレータのマイナス入力端子
   25 ラッチ機能付コンパレータの出力端子
   26 ラッチ機能付コンパレータのラッチ解除信号入力端子
  101 二次電池
  102 充放電制御回路
  103 スイッチ回路
  104 電流センス用抵抗
  106 基準電圧回路
  111、112 電池
  113、114 電圧分割回路
  115、116 電圧検出回路
  117 制御回路
  118 バッファ回路
  175 分圧値制御トランジスタ
  191、192 遅延回路
  203 Pchトランジスタ
  204 Nchトランジスタ
  205 容量
  226 定電流回路
  266 インバータ回路
  267 最終出力段Pchトランジスタ
  268 最終出力段Nchトランジスタ
  269 出力制御用Nchトランジスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Voltage division circuit 2, 3 Voltage detection circuit 4 Control circuit 5 Switch element 11 Reference voltage circuit 12 2 'Error amplifier of overdischarge detection circuit 13 3' Error amplifier of overcharge detection circuit 14 Battery connection terminal 15 Battery connection terminal 16 Over Output terminal of discharge detection circuit 17 Output terminal of overcharge detection circuit 18, 19 Battery 52, 53 Comparator circuit 21 Comparator 22 Comparator with latch function 23 Positive input terminal of comparator with latch function 24 Minus input terminal of comparator with latch function 25 With latch function Output terminal of comparator 26 Latch release signal input terminal of comparator with latch function 101 Secondary battery 102 Charge / discharge control circuit 103 Switch circuit 104 Current sense resistor 106 Reference voltage circuit 111 12 Battery 113, 114 Voltage division circuit 115, 116 Voltage detection circuit 117 Control circuit 118 Buffer circuit 175 Voltage division value control transistor 191, 192 Delay circuit 203 Pch transistor 204 Nch transistor 205 Capacity 226 Constant current circuit 266 Inverter circuit 267 Final output stage Pch transistor 268 Final output stage Nch transistor 269 Output control Nch transistor

Claims (4)

 電源である二次電池の電圧が供給される第1電源端子と第2電源端子間の電圧を分割するための電圧分割回路と、前記電圧分割回路の出力である分割電圧を検出するための電圧検出回路と、前記電源が過充電であることを検出し前記電圧検出回路の出力信号が反転した場合に、前記出力信号を遅延するための第1の遅延回路と、前記電源が過放電であることを検出し前記電圧検出回路の出力信号が反転した場合に、前記出力信号を遅延するための第2の遅延回路と、前記第1及び第2の遅延回路からの信号を入力処理して、前記電源の充放電を制御する信号を出力する論理回路で構成された制御回路とを有し、前記電圧分割回路と、前記電圧検出回路と、前記第1及び第2の遅延回路と、前記制御回路と、は前記第1電源端子と前記第2電源端子の間に並列に接続されていることを特徴とする充放電制御回路。 A voltage dividing circuit for dividing a voltage between a first power supply terminal and a second power supply terminal to which a voltage of a secondary battery as a power supply is supplied, and a voltage for detecting a divided voltage which is an output of the voltage dividing circuit A detection circuit, a first delay circuit for detecting that the power supply is overcharged and delaying the output signal when an output signal of the voltage detection circuit is inverted, and the power supply is overdischarged Detecting that the output signal of the voltage detection circuit is inverted, a second delay circuit for delaying the output signal, and input processing the signals from the first and second delay circuits, A control circuit including a logic circuit that outputs a signal for controlling charging / discharging of the power supply; the voltage dividing circuit; the voltage detecting circuit; the first and second delay circuits; A circuit includes the first power supply terminal and the second power supply A charge / discharge control circuit, which is connected in parallel between terminals.  外部電源端子にスイッチ回路を介して接続した二次電池と、前記スイッチ回路を制御するために、第1電源端子と第2電源端子の間に前記二次電池と並列に接続した充放電制御回路と、を有する充電式電源装置において、前記充放電制御回路が、第1電源端子と第2電源端子間の電圧を分割するための電圧分割回路と、前記二次電池の充放電状態を検出するための電圧検出回路と、前記電源が過充電であることを検出し前記電圧検出回路の出力信号が反転した場合に、前記出力信号を遅延するための第1の遅延回路と、前記電源が過放電であることを検出し前記電圧検出回路の出力信号が反転した場合に、前記出力信号を遅延するための第2の遅延回路と、前記第1及び第2の遅延回路からの信号を入力処理して、前記電源の充放電を制御する信号を出力する論理回路で構成された制御回路とを有し、前記電圧分割回路と、前記電圧検出回路と、前記第1及び第2の遅延回路と、前記制御回路と、は前記第1電源端子と前記第2電源端子の間に並列に接続されていることを特徴とする充電式電源装置。 A secondary battery connected to an external power supply terminal via a switch circuit, and a charge / discharge control circuit connected in parallel with the secondary battery between a first power supply terminal and a second power supply terminal to control the switch circuit Wherein the charge / discharge control circuit detects a charge / discharge state of the secondary battery, and a voltage division circuit for dividing a voltage between a first power supply terminal and a second power supply terminal. And a first delay circuit for delaying the output signal when the output signal of the voltage detection circuit is inverted by detecting that the power supply is overcharged, and when the power supply is overcharged. A second delay circuit for delaying the output signal when an output signal of the voltage detection circuit is inverted upon detection of discharge, and input processing of the signals from the first and second delay circuits; To control the charging and discharging of the power supply A control circuit formed of a logic circuit that outputs a first signal, a voltage dividing circuit, the voltage detecting circuit, the first and second delay circuits, and the control circuit. A rechargeable power supply device connected in parallel between a power supply terminal and the second power supply terminal.  前記電源をプラス・マイナス逆接続した時に、前記制御回路が常に前記電源の充放電を停止するための信号を出力する機能を有することを特徴とする請求項1に記載の充放電制御回路。 2. The charge / discharge control circuit according to claim 1, wherein the control circuit has a function of always outputting a signal for stopping charging / discharging of the power supply when the power supply is reversely connected.  外部電源端子にスイッチ回路を介して接続した二次電池と、前記スイッチ回路を制御するために前記二次電池と並列に接続した充放電制御回路とからなる充電式電源装置において、前記充放電制御回路に前記二次電池が通常とは逆の極性に接続した時に前記充放電制御回路が前記スイッチ回路をオフするための信号を出力する機能を有していることを特徴とする請求項2に記載の充電式電源装置。
In a rechargeable power supply device including a secondary battery connected to an external power supply terminal via a switch circuit, and a charge / discharge control circuit connected in parallel with the secondary battery to control the switch circuit, the charge / discharge control 3. The circuit according to claim 2, wherein the charge / discharge control circuit has a function of outputting a signal for turning off the switch circuit when the secondary battery is connected to a circuit having a polarity opposite to a normal polarity. A rechargeable power supply as described.
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