JP2004201460A

JP2004201460A - Switching circuit and switching method

Info

Publication number: JP2004201460A
Application number: JP2002369515A
Authority: JP
Inventors: Tamiji Nagai; 民次永井; Kazuo Yamazaki; 和夫山崎; Hitoshi Akiyasu; 均秋保; Takayuki Aida; 孝行会田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: JP3933046B2; CN1692537A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the contact of a switch from sticking without arranging a detection circuit. <P>SOLUTION: In an electromagnetic switch 1, at least two driving coils L1 and L2 are arranged. The driving coil L1 performs operation which turns a switch SW1 off by a current flowing in the switch SW1 e.g. excess current. The driving coil L2 is excited or demagnetized with a drive circuit 2 and performs operation which turns the switch SW1 on or off. The drive circuit 2 excites or demagnetizes the driving coil L2 according to a control signal supplied from a control circuit 3. As a result, the switch SW1 is turned off by current flowing in the driving coil L1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、過電流から電気部品、例えばリチウムイオン二次電池を保護するスイッチ回路およびスイッチ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気回路の過電流を検出する場合、検出回路で電流を検出し、検出された電流が過電流であるか否かを判断するようにしている。例えば、図１９に示すように、検出回路１５１で電流が検出される。検出された電流は、制御回路１５２へ供給される。制御回路１５２では、供給された電流が過電流か否かが判断され、その判断結果が制御信号として駆動回路１５３へ供給される。
【０００３】
駆動回路１５３では、供給された制御信号に応じて電磁型スイッチ１５４が励磁または消磁される。一例として、励磁された電磁型スイッチ１５４はオフとなり、消磁された電磁型スイッチ１５４はオンとなる。
【０００４】
このように、電磁型スイッチを用いた電気回路では、１つの駆動コイルで制御する方式が採用されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０５−２９０７０７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような回路では、過電流によって検出回路および制御回路が破壊された場合、電磁型スイッチがオンのままとなる可能性が大きい。
【０００７】
これに対して、同様の動作を行う半導体スイッチを使用する場合がある。半導体スイッチは、過電流によって破壊されると金属化（溶着）になり導通状態となる。
【０００８】
従って、この発明の目的は、検出回路を設けなくてもスイッチの接点が張り付くことを防ぐことができる過電流保護装置および方法である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を達成するために請求項１の発明は、第１および第２のコイルと、第１のコイルと直列に接続されるスイッチと、第２のコイルでスイッチのオン／オフを制御する制御手段とを有し、第１のコイルに過電流が流れるときに、第１のコイルでスイッチをオフするようにしたことを特徴とするスイッチ回路である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、第１のコイルとスイッチとを直列に配置し、第２のコイルでスイッチのオン／オフを制御し、第１のコイルに過電流が流れるときに、第１のコイルでスイッチをオフするようにしたことを特徴とするスイッチ方法である。
【００１１】
過電流が流れるた場合、スイッチと直列に配置されるコイルによって、当該スイッチをオフにすることによって、スイッチの溶着を防ぐことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の基本的構成について図１を参照して説明する。電磁型スイッチ１には、少なくとも２つの駆動コイルＬ１およびＬ２が設けられている。駆動コイルＬ１はスイッチＳＷ１に流れる電流が所定の電流値以上の電流（過電流）によって、スイッチＳＷ１をオフさせる動作を行い、駆動コイルＬ２は駆動回路２によって流れる電流の方向を切り替えて、スイッチＳＷ１をオンまたはオフさせる動作を行う。この駆動回路２は、制御回路３から供給される制御信号に応じて駆動コイルＬ２に流れる電流の方向を切り替える。このように、駆動コイルＬ１に流れる過電流によってスイッチＳＷ１をオフとすることができる。
【００１３】
図２を参照して、駆動コイルＬ２に流れる電流の方向を切り替える第１の実施形態を説明する。図２に示すように、直流電源Ｅと、直列に接続されたスイッチ１１および１２と、直列に接続されたスイッチ１３および１４とはそれぞれ並列に接続される。駆動コイルＬ２の一方の端子は、スイッチ１１および１２の接続点と接続され、その他方の端子は、スイッチ１３および１４の接続点と接続される。スイッチ１１および１４がオンとなるときは、スイッチ１２および１３がオフとされ、スイッチ１２および１３がオンとなるときは、スイッチ１１および１４がオフとされる。このようにスイッチを切り替えることによって、駆動コイルＬ２に流れる電流の方向を切り替えることができる。これらの制御は、制御回路２で行われる。
【００１４】
図３に電磁型スイッチ１の概略的構成を示す。駆動コイルＬ１およびＬ２は、鉄心２１および２２にそれぞれ設けられる。鉄心２１および２２の間を移動可能なように磁性体２３が設けられる。駆動コイルＬ２から端子２４および２５が導出される。この端子２４および２５を介して電流がされる。駆動コイルＬ１の一方から導出された端子２６は、磁性体２３と接触可能な位置に設けられる。また、スイッチＳＷ１の一方の端子として駆動コイルＬ１の他方から端子２８が導出される。スイッチＳＷ１の他方の端子２９と接続される端子２７は、磁性体２３と接触可能な位置に設けられる。
【００１５】
図４を参照して、電磁型スイッチ１に流れる電流の方向を切り替える他の例を説明する。制御回路２からスイッチ３１および３２を介して駆動コイルＬ２に電流を供給する。図４に示すようにスイッチ３１および３２を使用して、駆動コイルＬ２に流れる電流の方向を切り替える。例えば、スイッチ３１において、端子３１ａが選択され、スイッチ３２において、端子３２ｂが選択されると、図５に示すように電流が流れる。また、スイッチ３１において、端子３１ｂが選択され、スイッチ３２において、端子３２ａが選択されると、図６に示すように電流が流れる。
【００１６】
このように、流れる電流の方向を反転することによって、図７に示すように磁性体に磁石３６を使用しても、制御することができる。言い換えると、駆動コイルＬ２に供給する電流の方向を反転しないと、磁性体に磁石３６を使用した場合、電磁型スイッチ１を制御することができない。そのため、上述したようなスイッチを構成して駆動コイルＬ２に流れる電流の方向を切り替える。
【００１７】
図８を参照して、電磁型スイッチをオフにする一例を説明する。上述したように、駆動コイルＬ１に過電流が供給されると、スイッチＳＷ１がオフとなる。このとき、過電流が供給され、スイッチＳＷ１がオフとする時間は、図９に示すように時点４６までかかる。
【００１８】
そこで、この一例では、抵抗４１の両端から電流検出回路４２で電流を検出し、過電流が検出されたと判断したときに、制御回路４３で駆動コイルＬ２を制御して、スイッチＳＷ１をオフとなるようにする。このように、駆動コイルＬ１およびＬ２の両方を用いて、スイッチＳＷ１をオフとすることによって、スイッチＳＷ１をオフとする時間を図９に示す時点４７まで短縮することができる。
【００１９】
このとき、駆動コイルＬ１でスイッチＳＷ１をオフとする電流値を図１０中の４９で示す電流値より小さい４８で示す電流値を電流検出回路４２で検出するようにしても良い。このようにすることによって、さらに短い時間でスイッチＳＷ１をオフとすることができる。
【００２０】
この発明を二次電池の充電時および放電時に適用した第２の実施形態を、図１１を参照して説明する。まず、充電時の場合、スイッチ５３では端子５３ａが選択される。充電器（図示なし）から供給される電流は、ダイオード５２、駆動コイルＬ３、スイッチ５３を経由して二次電池ＢＴに導かれる。
【００２１】
次に、放電時の場合、スイッチ５３では端子５３ｂが選択される。二次電池ＢＴから供給される電流は、二次電池ＢＴの正側端子からスイッチ５３、駆動コイルＬ１、ダイオード５１を経由して出力される。このように、電流の方向に合わせてスイッチ５３を制御することによって、充電時および放電時の過電流から電子部品の保護にも使用することができる。
【００２２】
このとき、駆動コイルＬ１に流れる電流より駆動コイルＬ３に流れる電流が小さくなるように駆動コイルを選定する。
【００２３】
なお、ダイオード５１および５２の代わりに、スイッチング素子で切り替えるようにしても良いし、ダイオード５１および５２はなくても良い。
【００２４】
図１２を参照して、この第２の実施形態の他の例を説明する。まず、充電時の場合、スイッチ６１では端子６１ａが選択され、スイッチ６２では端子６２ａが選択され、スイッチ６３では端子６３ａが選択される。充電器（図示なし）から供給される電流は、スイッチ６２、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）６５、スイッチ６３、駆動コイルＬ３、スイッチ６１を経由して二次電池ＢＴに導かれる。
【００２５】
次に、充電時の場合、スイッチ６１では端子６１ｂが選択され、スイッチ６２では端子６２ｂが選択され、スイッチ６３では端子６３ｂが選択される。二次電池ＢＴから供給される電流は、二次電池ＢＴの正側端子からスイッチ６１、駆動コイルＬ１、スイッチ６３、ＦＥＴ６５、スイッチ６２を経由して出力される。
【００２６】
寄生ダイオードが設けられるＦＥＴ６５は、制御回路２によって制御される。また、制御回路２は、スイッチ６４のオンまたはオフを常に検出し、その検出結果に基づいてＦＥＴ６５および／または駆動コイルＬ２を制御する。この他の例では、充電時および放電時において、ＦＥＴ６５はオンとされる。充電および放電の何れか一方の動作のみを行うようにする場合、ＦＥＴ６５と逆方向のＦＥＴを直列に接続することで実現することができる。
【００２７】
また、図１３を参照して、駆動コイルＬ２で複数のスイッチＳＷ１１、１２、および１３のオンおよびオフを制御する第３の実施形態を説明する。このとき、スイッチＳＷ１１に過電流が供給されると、駆動コイルＬ１でスイッチＳＷ１１をオフとする。スイッチＳＷ１２に過電流が供給されると、駆動コイルＬ３でスイッチＳＷ１２をオフとする。スイッチＳＷ１３に過電流が供給されると、駆動コイルＬ４でスイッチＳＷ１３をオフとする。
【００２８】
この第３の実施形態を適用した一例を図１４に示す。この図１４は、４個の電池７１、７２、７３、および７４を２並列２直列に接続した一例である。端子７５および電池７３の間に、駆動コイルＬ１およびスイッチＳＷ１１が直列に設けられる。電池７１および７３の間に、駆動コイルＬ３およびスイッチＳＷ１２が直列に設けられる。電池７１および７３と電池７４との間に、駆動コイルＬ４およびスイッチＳＷ１３が直列に設けられる。スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２、およびＳＷ１３は、駆動コイルＬ２によってそのオン／オフが制御される。このように複数の電池を並列且つ直列に接続した、例えば電池パックに適用することができる。
【００２９】
図１５に駆動コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４を備えた電磁型スイッチの概略的構成を示す。駆動コイルＬ１、Ｌ２、Ｌ３、およびＬ４は、鉄心８１および８２にそれぞれ設けられる。鉄心８１および８２の間を移動可能なようにに磁性体８３が設けられる。駆動コイルＬ２から端子８４および８５が導出される。この端子８４および８５を介して電流が供給される。
【００３０】
端子８６、８７、８８、８９、９０、および９１は、磁性体２３と接触可能な位置に設けられる。端子８６は端子９３と接続され、端子８７は駆動コイルＬ４の一方と接続される。端子８８は端子９５と接続され、端子８９は駆動コイルＬ３の一方と接続される。端子９０は端子９７と接続され、端子９１は駆動コイルＬ１の一方と接続される。端子９２は駆動コイルＬ４の他方と接続され、端子９４は駆動コイルＬ３の他方と接続され、端子９６は駆動コイルＬ１の他方と接続される。
【００３１】
この図１５に示す一例では、端子９６および９７がスイッチＳＷ１１の端子となり、端子９４および９５がスイッチＳＷ１２の端子となり、端子９２および９３がスイッチＳＷ１３の端子となる。
【００３２】
駆動コイルＬ１でスイッチＳＷ１１、１２、および１３をオフする電流値を、過電流によって加熱されてスイッチの接点が溶解（溶着）する電流値以下に設定する。
【００３３】
図１６を参照して、駆動回路２の一例を説明する。ＮＰＮ型のトランジスタ１０１、１０２、１０３、および１０４から差動増幅回路が構成される。駆動コイルＬ２の一方は、トランジスタ１０１のエミッタが接続され、その他方は、トランジスタ１０３のエミッタが接続される。
【００３４】
トランジスタ１０１のベースは、抵抗１０６を介してスイッチＳＷ２２の端子ＳＷ２２ａと接続される。トランジスタ１０２のベースは、抵抗１０８を介してスイッチＳＷ２２の端子ＳＷ２２ｂと接続される。トランジスタ１０３のベースは、抵抗１０５を介してスイッチＳＷ２２の端子ＳＷ２２ｂと接続される。トランジスタ１０４のベースは、抵抗１０７を介してスイッチＳＷ２２の端子ＳＷ２２ａと接続される。
【００３５】
トランジスタ１０１のコレクタおよびトランジスタ１０３のコレクタは、ＰＮＰ型のトランジスタ１１０のエミッタと接続される。トランジスタ１１０のコレクタは、抵抗１１１を介してスイッチＳＷ２２に接続される。トランジスタ１１１のベースは、信号回路１１２に接続される。直流電源Ｅの正側端子は、トランジスタ１０１のコレクタおよびトランジスタ１０３のコレクタと接続され、その負側端子は、トランジスタ１０２のエミッタおよびトランジスタ１０４のエミッタと接続される。
【００３６】
なお、スイッチＳＷ２１およびＳＷ２２は、図１６中点線で示すように連動するスイッチ回路である。
【００３７】
図１７のフローチャートを参照して、この図１６の駆動回路２の動作を説明する。ステップＳ１では、スイッチＳＷ２１がオフとなり、且つスイッチＳＷ２２が端子ＳＷ２２ａを選択していることが確認される。ステップＳ２では、スイッチＳＷ２１をオンとするための信号が信号回路１１２からトランジスタ１１０のベースへ供給される。ステップＳ３では、信号回路１１２からの信号に応じてスイッチＳＷ２１がΔＴ時間オンとされる。
【００３８】
ステップＳ４では、トランジスタ１１０がオンとなり、スイッチＳＷ２２において端子ＳＷ２２ａが選択されているので、トランジスタ１０１および１０４がオンとされる。ステップＳ５では、直流電源Ｅから出力される電流がトランジスタ１０１、駆動コイルＬ２、トランジスタ１０４を経由するので、スイッチＳＷ２１がオンとされる。
【００３９】
ステップＳ６では、スイッチＳＷ２１がオフからオンとなるので、スイッチＳＷ２２は連動して、選択される端子が端子ＳＷ２２ａから端子ＳＷ２２ｂへ切り替えられる。ステップＳ７では、スイッチＳＷ２１をオフとするための信号が信号回路１１２からトランジスタ１１０のベースへ供給される。ステップＳ８では、信号回路１１２からの信号に応じてスイッチＳＷ２１がΔＴ時間オンとされる。
【００４０】
ステップＳ９では、トランジスタ１１０がオンとなり、スイッチＳＷ２２において端子ＳＷ２２ｂが選択されているので、トランジスタ１０２および１０３がオンとされる。ステップＳ１０では、直流電源Ｅから出力される電流がトランジスタ１０３、駆動コイルＬ２、トランジスタ１０２を経由するので、スイッチＳＷ２１がオフとされる。ステップＳ１１では、スイッチＳＷ２１がオンからオフとなるので、スイッチＳＷ２２は連動して、選択される端子が端子ＳＷ２２ｂから端子ＳＷ２２ａへ切り替えられる。そして、ステップＳ２へ制御が移る。
【００４１】
図１８を参照して、電磁型スイッチ１のオン／オフの状態を検出する検出回路を説明する。トランジスタ１２１、１２２、１２３、および１２４から差動増幅回路が構成される。駆動コイルＬ２の一方は、トランジスタ１０１のエミッタが接続され、その他方は、トランジスタ１０３のエミッタが接続される。
【００４２】
トランジスタ１２１のコレクタおよびトランジスタ１２３のコレクタは、直流電源Ｅの正側端子と接続される。トランジスタ１２１のベースおよびトランジスタ１２４のベースは、ダイオード１２５のカソードと接続される。
【００４３】
トランジスタ１２２のコレクタは、トランジスタ１２１のエミッタと接続される。トランジスタ１２２のエミッタおよびトランジスタ１２４のエミッタは、直流電源Ｅの負側端子と接続される。トランジスタ１２２のベースおよびトランジスタ１２３のベースは、ダイオード１２６のカソードと接続される。
【００４４】
トランジスタ１２４のコレクタは、トランジスタ１２３のエミッタと接続される。ダイオード１２５のアノードは、抵抗１２７を介してスイッチ制御回路１２９と接続される。ダイオード１２６のアノードは、抵抗１２８を介してスイッチ制御回路１２９と接続される。
【００４５】
直流電源Ｅの正側端子は、抵抗１３１を介してトランジスタ１３７のコレクタ、抵抗１３２を介してトランジスタ１３７のベース、抵抗１３３を介してトランジスタ１３６のコレクタと接続される。直流電源Ｅの負側端子は、トランジスタ１３６のエミッタ、トランジスタ１３７のエミッタ、トランジスタ１３８のエミッタ、トランジスタ１３９のエミッタと接続される。
【００４６】
トランジスタ１３７のコレクタは、抵抗１３４を介してトランジスタ１３６のベース、抵抗１３５を介してトランジスタ１３８のベースと接続される。トランジスタ１３８のコレクタは、トランジスタ１２１のベースおよびトランジスタ１２４のベースと接続される。トランジスタ１３９のベースは、抵抗１４０を介してトランジスタ１３６のコレクタと接続され、そのコレクタは、トランジスタ１２２のベースおよびトランジスタ１２３のベースと接続される。
【００４７】
スイッチＳＷ３２の一方の端子は、直流電源Ｅの負側端子と接続され、他方の端子は、トランジスタ１３７のベースと接続される。このスイッチＳＷ３２は、スイッチＳＷ３１と連動して動作する。従って、スイッチＳＷ３１がオンのとき、スイッチＳＷ３２もオンになり、スイッチＳＷ３１がオフのとき、スイッチＳＷ３２もオフとなる。
【００４８】
ここで、検出動作の一例を説明する。スイッチＳＷ３２がオフの場合、トランジスタ１３７がオンとなるので、トランジスタ１３８はオフとなる。このとき、トランジスタ１３６がオフとなるので、トランジスタ１３９がオンとなる。この結果、リレー動作信号で応答するのはトランジスタ１２１および１２４がオンとなる。
【００４９】
スイッチＳＷ３２がオンの場合、トランジスタ１３７がオフとなるので、トランジスタ１３８がオンとなる。このとき、トランジスタ１３６がオンとなるので、トランジスタ１３９がオフとなる。この結果、リレー動作信号で応答するのはトランジスタ１２２および１２３がオンとなる。
【００５０】
連動するスイッチＳＷ２１およびＳＷ２２と、連動するスイッチＳＷ３１およびＳＷ３２とは、全く同じように構成することができる。これは切り替えるスイッチか、オン／オフを行うスイッチかの違いだけであり、全く同じように構成することができる。従って、スイッチＳＷ２２の代わりにスイッチＳＷ３２を使用するようにしても良いし、スイッチＳＷ３２の代わりにスイッチＳＷ２２を使用するようにしても良い。
【００５１】
この発明は、上述したこの発明の一実施形態等に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００５２】
【発明の効果】
この発明に依れば、スイッチに流れる電流によって、当該スイッチをオフとすることができる。
【００５３】
この発明に依れば、検出回路と併用することによって、スイッチをオフとする時間を短縮することができる。
【００５４】
この発明に依れば、スイッチ回路をラッチ型にすることによって、消費電力を少なく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の全体的な構成について説明するためのブロック図である。
【図２】この発明の第１の実施形態の制御について説明するためのブロック図である。
【図３】この発明に適用される電磁型スイッチの概略的な構成について説明するための略線図である。
【図４】この発明の第１の実施形態の制御について説明するためのブロック図である。
【図５】この発明の第１の実施形態の制御について説明するためのブロック図である。
【図６】この発明の第１の実施形態の制御について説明するためのブロック図である。
【図７】この発明に適用される電磁型スイッチの概略的な構成について説明するための略線図である。
【図８】この発明の第１の実施形態の制御について説明するためのブロック図である。
【図９】この発明の第１の実施形態の制御について説明するための特性図である。
【図１０】この発明の第１の実施形態の制御について説明するための特性図である。
【図１１】この発明の第２の実施形態について説明するためのブロック図である。
【図１２】この発明の第２の実施形態について説明するためのブロック図である。
【図１３】この発明の第３の実施形態の電磁型スイッチについて説明するためのブロック図である。
【図１４】この発明の第３の実施形態について説明するためのブロック図である。
【図１５】この発明の第３の実施形態に適用される電磁型スイッチの概略的な構成について説明するための略線図である。
【図１６】この発明の制御について説明するためのブロック図である。
【図１７】この発明の制御について説明するためのフローチャートである。
【図１８】この発明の制御について説明するためのブロック図である。
【図１９】従来の電磁型スイッチを用いた構成について説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１・・・電磁型スイッチ、２・・・駆動回路、３・・・制御回路、Ｌ１・・・駆動コイル、Ｌ２・・・駆動コイル、ＳＷ１・・・スイッチ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a switch circuit and a switch method for protecting an electric component, for example, a lithium ion secondary battery from overcurrent.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when an overcurrent of an electric circuit is detected, a current is detected by a detection circuit and it is determined whether or not the detected current is an overcurrent. For example, as shown in FIG. 19, the detection circuit 151 detects a current. The detected current is supplied to the control circuit 152. The control circuit 152 determines whether or not the supplied current is an overcurrent, and the result of the determination is supplied to the drive circuit 153 as a control signal.
[0003]
In the drive circuit 153, the electromagnetic switch 154 is excited or demagnetized according to the supplied control signal. As an example, the energized electromagnetic switch 154 is turned off and the demagnetized electromagnetic switch 154 is turned on.
[0004]
As described above, in an electric circuit using an electromagnetic switch, a method of controlling with one drive coil has been adopted.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 05-290707 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a circuit, when the detection circuit and the control circuit are destroyed by an overcurrent, there is a high possibility that the electromagnetic switch remains ON.
[0007]
On the other hand, a semiconductor switch performing the same operation may be used. When a semiconductor switch is destroyed by overcurrent, it is metallized (welded) and becomes conductive.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is an overcurrent protection device and method capable of preventing a switch contact from sticking without providing a detection circuit.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, first and second coils, a switch connected in series with the first coil, and on / off control of the switch are controlled by the second coil. A switch circuit comprising: a control unit, wherein the switch is turned off by the first coil when an overcurrent flows in the first coil.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, the first coil and the switch are arranged in series, and the second coil controls on / off of the switch. When an overcurrent flows through the first coil, the first coil and the switch are turned off. The switch method is characterized in that the switch is turned off by the coil of (1).
[0011]
When an overcurrent flows, the switch is turned off by a coil arranged in series with the switch, so that welding of the switch can be prevented.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a basic configuration of the present invention will be described with reference to FIG. The electromagnetic switch 1 is provided with at least two drive coils L1 and L2. The drive coil L1 performs an operation of turning off the switch SW1 by a current (overcurrent) in which the current flowing through the switch SW1 is equal to or greater than a predetermined current value, and the drive coil L2 switches the direction of the current flowing by the drive circuit 2 to switch the switch SW1. To turn on or off. The drive circuit 2 switches the direction of the current flowing through the drive coil L2 according to a control signal supplied from the control circuit 3. As described above, the switch SW1 can be turned off by the overcurrent flowing through the drive coil L1.
[0013]
A first embodiment for switching the direction of the current flowing through the drive coil L2 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the DC power supply E, the switches 11 and 12 connected in series, and the switches 13 and 14 connected in series are connected in parallel, respectively. One terminal of the drive coil L2 is connected to a connection point between the switches 11 and 12, and the other terminal is connected to a connection point between the switches 13 and 14. When the switches 11 and 14 are turned on, the switches 12 and 13 are turned off, and when the switches 12 and 13 are turned on, the switches 11 and 14 are turned off. By switching the switches in this manner, the direction of the current flowing through the drive coil L2 can be switched. These controls are performed by the control circuit 2.
[0014]
FIG. 3 shows a schematic configuration of the electromagnetic switch 1. Drive coils L1 and L2 are provided on iron cores 21 and 22, respectively. Magnetic body 23 is provided so as to be movable between iron cores 21 and 22. The terminals 24 and 25 are led out of the drive coil L2. A current is generated through the terminals 24 and 25. The terminal 26 led out from one side of the drive coil L1 is provided at a position where it can come into contact with the magnetic body 23. Further, a terminal 28 is derived from the other end of the drive coil L1 as one terminal of the switch SW1. The terminal 27 connected to the other terminal 29 of the switch SW1 is provided at a position where the terminal 27 can contact the magnetic body 23.
[0015]
Another example of switching the direction of the current flowing through the electromagnetic switch 1 will be described with reference to FIG. A current is supplied from the control circuit 2 to the drive coil L2 via the switches 31 and 32. As shown in FIG. 4, the direction of the current flowing through the drive coil L2 is switched using the switches 31 and 32. For example, when the terminal 31a is selected in the switch 31 and the terminal 32b is selected in the switch 32, a current flows as shown in FIG. When the terminal 31b is selected in the switch 31 and the terminal 32a is selected in the switch 32, a current flows as shown in FIG.
[0016]
In this way, by reversing the direction of the flowing current, control can be performed even when the magnet 36 is used as the magnetic body as shown in FIG. In other words, unless the direction of the current supplied to the drive coil L2 is reversed, the electromagnetic switch 1 cannot be controlled when the magnet 36 is used as the magnetic material. Therefore, a switch as described above is configured to switch the direction of the current flowing through the drive coil L2.
[0017]
An example of turning off the electromagnetic switch will be described with reference to FIG. As described above, when the overcurrent is supplied to the drive coil L1, the switch SW1 is turned off. At this time, the time when the overcurrent is supplied and the switch SW1 is turned off takes up to the time point 46 as shown in FIG.
[0018]
Therefore, in this example, the current is detected from both ends of the resistor 41 by the current detection circuit 42, and when it is determined that an overcurrent is detected, the control coil 43 controls the drive coil L2 to turn off the switch SW1. To do. As described above, by turning off the switch SW1 using both the drive coils L1 and L2, the time for turning off the switch SW1 can be reduced to the time point 47 shown in FIG.
[0019]
At this time, the current value at which the switch SW1 is turned off by the drive coil L1 may be detected by the current detection circuit 42 at a current value indicated by 48 which is smaller than the current value indicated by 49 in FIG. By doing so, the switch SW1 can be turned off in a shorter time.
[0020]
A second embodiment in which the present invention is applied at the time of charging and discharging a secondary battery will be described with reference to FIG. First, in the case of charging, the switch 53 selects the terminal 53a. A current supplied from a charger (not shown) is guided to the secondary battery BT via the diode 52, the driving coil L3, and the switch 53.
[0021]
Next, in the case of discharging, the switch 53 selects the terminal 53b. The current supplied from the secondary battery BT is output from the positive terminal of the secondary battery BT via the switch 53, the drive coil L1, and the diode 51. As described above, by controlling the switch 53 in accordance with the direction of the current, the switch 53 can be used to protect an electronic component from overcurrent during charging and discharging.
[0022]
At this time, the drive coil is selected such that the current flowing through the drive coil L3 is smaller than the current flowing through the drive coil L1.
[0023]
The switching may be performed by a switching element instead of the diodes 51 and 52, or the diodes 51 and 52 may not be provided.
[0024]
Another example of the second embodiment will be described with reference to FIG. First, at the time of charging, the switch 61 selects the terminal 61a, the switch 62 selects the terminal 62a, and the switch 63 selects the terminal 63a. A current supplied from a charger (not shown) is guided to the secondary battery BT via a switch 62, an FET (Field Effect Transistor) 65, a switch 63, a driving coil L3, and a switch 61.
[0025]
Next, in the case of charging, the terminal 61b is selected by the switch 61, the terminal 62b is selected by the switch 62, and the terminal 63b is selected by the switch 63. The current supplied from the secondary battery BT is output from the positive terminal of the secondary battery BT via the switch 61, the drive coil L1, the switch 63, the FET 65, and the switch 62.
[0026]
The FET 65 provided with the parasitic diode is controlled by the control circuit 2. Further, the control circuit 2 always detects whether the switch 64 is on or off, and controls the FET 65 and / or the drive coil L2 based on the detection result. In another example, the FET 65 is turned on during charging and discharging. When only one of the charging operation and the discharging operation is performed, it can be realized by connecting the FET 65 and the FET in the opposite direction in series.
[0027]
Further, with reference to FIG. 13, a third embodiment in which the driving coil L2 controls on / off of the plurality of switches SW11, 12, and 13 will be described. At this time, when an overcurrent is supplied to the switch SW11, the switch SW11 is turned off by the drive coil L1. When an overcurrent is supplied to the switch SW12, the switch SW12 is turned off by the drive coil L3. When an overcurrent is supplied to the switch SW13, the switch SW13 is turned off by the drive coil L4.
[0028]
FIG. 14 shows an example to which the third embodiment is applied. FIG. 14 is an example in which four batteries 71, 72, 73, and 74 are connected in two parallel and two series. A drive coil L1 and a switch SW11 are provided in series between the terminal 75 and the battery 73. A drive coil L3 and a switch SW12 are provided in series between the batteries 71 and 73. A drive coil L4 and a switch SW13 are provided in series between batteries 71 and 73 and battery 74. The switches SW11, SW12, and SW13 are turned on / off by the drive coil L2. Thus, the present invention can be applied to, for example, a battery pack in which a plurality of batteries are connected in parallel and in series.
[0029]
FIG. 15 shows a schematic configuration of an electromagnetic switch including drive coils L1, L2, L3, and L4. Drive coils L1, L2, L3, and L4 are provided on iron cores 81 and 82, respectively. Magnetic body 83 is provided so as to be movable between iron cores 81 and 82. Terminals 84 and 85 are derived from the drive coil L2. A current is supplied via the terminals 84 and 85.
[0030]
The terminals 86, 87, 88, 89, 90, and 91 are provided at positions where they can contact the magnetic body 23. Terminal 86 is connected to terminal 93, and terminal 87 is connected to one side of drive coil L4. Terminal 88 is connected to terminal 95, and terminal 89 is connected to one of drive coils L3. Terminal 90 is connected to terminal 97, and terminal 91 is connected to one of drive coils L1. Terminal 92 is connected to the other drive coil L4, terminal 94 is connected to the other drive coil L3, and terminal 96 is connected to the other drive coil L1.
[0031]
In the example shown in FIG. 15, the terminals 96 and 97 become the terminals of the switch SW11, the terminals 94 and 95 become the terminals of the switch SW12, and the terminals 92 and 93 become the terminals of the switch SW13.
[0032]
The current value at which the switches SW11, 12, and 13 are turned off by the drive coil L1 is set to be equal to or less than the current value at which the contacts of the switches are heated (melted) by overcurrent.
[0033]
An example of the drive circuit 2 will be described with reference to FIG. NPN transistors 101, 102, 103 and 104 constitute a differential amplifier circuit. One of the driving coils L2 is connected to the emitter of the transistor 101, and the other is connected to the emitter of the transistor 103.
[0034]
The base of the transistor 101 is connected to the terminal SW22a of the switch SW22 via the resistor 106. The base of the transistor 102 is connected to the terminal SW22b of the switch SW22 via the resistor 108. The base of the transistor 103 is connected to the terminal SW22b of the switch SW22 via the resistor 105. The base of the transistor 104 is connected to the terminal SW22a of the switch SW22 via the resistor 107.
[0035]
The collector of the transistor 101 and the collector of the transistor 103 are connected to the emitter of a PNP transistor 110. The collector of the transistor 110 is connected to the switch SW22 via the resistor 111. The base of the transistor 111 is connected to the signal circuit 112. The positive terminal of DC power supply E is connected to the collector of transistor 101 and the collector of transistor 103, and its negative terminal is connected to the emitter of transistor 102 and the emitter of transistor 104.
[0036]
The switches SW21 and SW22 are interlocked switch circuits as indicated by the dotted lines in FIG.
[0037]
The operation of the drive circuit 2 of FIG. 16 will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S1, it is confirmed that the switch SW21 is turned off and the switch SW22 selects the terminal SW22a. In step S2, a signal for turning on the switch SW21 is supplied from the signal circuit 112 to the base of the transistor 110. In step S3, the switch SW21 is turned on for ΔT time according to the signal from the signal circuit 112.
[0038]
In step S4, the transistor 110 is turned on, and the terminal SW22a is selected by the switch SW22, so that the transistors 101 and 104 are turned on. In step S5, since the current output from the DC power supply E passes through the transistor 101, the driving coil L2, and the transistor 104, the switch SW21 is turned on.
[0039]
In step S6, since the switch SW21 is turned on from off, the switch SW22 is linked and the selected terminal is switched from the terminal SW22a to the terminal SW22b. In step S7, a signal for turning off the switch SW21 is supplied from the signal circuit 112 to the base of the transistor 110. In step S8, the switch SW21 is turned on for ΔT time according to the signal from the signal circuit 112.
[0040]
In step S9, the transistor 110 is turned on, and the terminal SW22b is selected by the switch SW22, so that the transistors 102 and 103 are turned on. In step S10, since the current output from the DC power supply E passes through the transistor 103, the driving coil L2, and the transistor 102, the switch SW21 is turned off. In step S11, since the switch SW21 is turned off from on, the switch SW22 is linked and the selected terminal is switched from the terminal SW22b to the terminal SW22a. Then, the control moves to step S2.
[0041]
With reference to FIG. 18, a detection circuit for detecting the on / off state of the electromagnetic switch 1 will be described. The transistors 121, 122, 123, and 124 form a differential amplifier circuit. One of the driving coils L2 is connected to the emitter of the transistor 101, and the other is connected to the emitter of the transistor 103.
[0042]
The collector of transistor 121 and the collector of transistor 123 are connected to the positive terminal of DC power supply E. The base of transistor 121 and the base of transistor 124 are connected to the cathode of diode 125.
[0043]
The collector of transistor 122 is connected to the emitter of transistor 121. The emitter of transistor 122 and the emitter of transistor 124 are connected to the negative terminal of DC power supply E. The base of transistor 122 and the base of transistor 123 are connected to the cathode of diode 126.
[0044]
The collector of transistor 124 is connected to the emitter of transistor 123. The anode of the diode 125 is connected to the switch control circuit 129 via the resistor 127. The anode of the diode 126 is connected to the switch control circuit 129 via the resistor 128.
[0045]
The positive terminal of the DC power supply E is connected to the collector of the transistor 137 via the resistor 131, the base of the transistor 137 via the resistor 132, and the collector of the transistor 136 via the resistor 133. The negative terminal of DC power supply E is connected to the emitter of transistor 136, the emitter of transistor 137, the emitter of transistor 138, and the emitter of transistor 139.
[0046]
The collector of the transistor 137 is connected to the base of the transistor 136 via the resistor 134 and to the base of the transistor 138 via the resistor 135. The collector of transistor 138 is connected to the base of transistor 121 and the base of transistor 124. The base of transistor 139 is connected to the collector of transistor 136 via resistor 140, and the collector is connected to the base of transistor 122 and the base of transistor 123.
[0047]
One terminal of the switch SW32 is connected to the negative terminal of the DC power supply E, and the other terminal is connected to the base of the transistor 137. This switch SW32 operates in conjunction with the switch SW31. Therefore, when the switch SW31 is on, the switch SW32 is also on, and when the switch SW31 is off, the switch SW32 is also off.
[0048]
Here, an example of the detection operation will be described. When the switch SW32 is off, the transistor 137 is on, and thus the transistor 138 is off. At this time, the transistor 136 is turned off, so that the transistor 139 is turned on. As a result, in response to the relay operation signal, the transistors 121 and 124 are turned on.
[0049]
When the switch SW32 is on, the transistor 137 is off, so that the transistor 138 is on. At this time, the transistor 136 is turned on, so that the transistor 139 is turned off. As a result, transistors 122 and 123 turn on in response to the relay operation signal.
[0050]
The linked switches SW21 and SW22 and the linked switches SW31 and SW32 can be configured in exactly the same manner. This is the only difference between a switch for switching and a switch for on / off, and the configuration can be made exactly the same. Therefore, the switch SW32 may be used instead of the switch SW22, or the switch SW22 may be used instead of the switch SW32.
[0051]
The present invention is not limited to the above-described embodiment of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.
[0052]
【The invention's effect】
According to the present invention, the switch can be turned off by the current flowing through the switch.
[0053]
According to the present invention, the time for turning off the switch can be reduced by using the detection circuit together.
[0054]
According to the present invention, the power consumption can be reduced by making the switch circuit a latch type.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram for explaining an overall configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram for explaining control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of an electromagnetic switch applied to the present invention;
FIG. 4 is a block diagram for explaining control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram for explaining control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram for explaining control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of an electromagnetic switch applied to the present invention.
FIG. 8 is a block diagram for explaining control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram for describing control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a characteristic diagram for describing control according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram illustrating an electromagnetic switch according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram for explaining a third embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic diagram for describing a schematic configuration of an electromagnetic switch applied to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram for describing control according to the present invention.
FIG. 17 is a flowchart for illustrating control of the present invention.
FIG. 18 is a block diagram for describing control according to the present invention.
FIG. 19 is a block diagram for describing a configuration using a conventional electromagnetic switch.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electromagnetic switch, 2 ... Drive circuit, 3 ... Control circuit, L1 ... Drive coil, L2 ... Drive coil, SW1 ... Switch

Claims

First and second coils;
A switch connected in series with the first coil;
Control means for controlling on / off of the switch by the second coil;
A switch circuit, wherein the switch is turned off by the first coil when an overcurrent flows through the first coil.

2. The switch circuit according to claim 1, wherein the switch is turned off by the first and second coils when an overcurrent flows through the first coil.

A first coil and a switch are arranged in series,
On / off of the switch is controlled by a second coil,
A switch method, wherein the switch is turned off by the first coil when an overcurrent flows through the first coil.

4. The switching method according to claim 3, wherein the switch is turned off by the first and second coils when an overcurrent flows in the first coil.