JP2005080347A - Overcharge protection circuit of battery, packed battery and method of protecting overcharge of battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池の過充電を防止する過充電保護回路、過充電保護回路を備えるパック電池、および電池の過充電保護方法に関する。 The present invention relates to an overcharge protection circuit for preventing overcharge of a battery, a battery pack provided with an overcharge protection circuit, and a method for overcharge protection of a battery.
充電可能な2次電池は、過充電を行うと劣化したり、破裂、発火等の危険な状態となることがある。そのため、このような過充電から電池を保護するために、電池の電圧を監視し、所定の過充電検出電圧を超えたときには充電を遮断する過充電保護回路を電池に内蔵することがある。過充電保護回路は、電池電圧が過充電検出電圧を下回ると通常状態に復帰させ、充電を再開する。 A rechargeable secondary battery may deteriorate when overcharged, or may be in a dangerous state such as explosion or ignition. For this reason, in order to protect the battery from such overcharge, an overcharge protection circuit that monitors the voltage of the battery and interrupts charging when a predetermined overcharge detection voltage is exceeded may be built in the battery. When the battery voltage falls below the overcharge detection voltage, the overcharge protection circuit returns to the normal state and resumes charging.
また過充電保護回路には、誤動作を防止するために、電池電圧が過充電検出電圧を超えた場合に直ちに充電を停止するのでなく、予め所定の遅延時間を設定し、この遅延時間以上、電池電圧が過充電検出電圧を超え続けた場合にのみ、過充電を検出するよう構成されたものがある。 In addition, in order to prevent malfunction, the overcharge protection circuit does not stop charging immediately when the battery voltage exceeds the overcharge detection voltage, but sets a predetermined delay time in advance. Some are configured to detect overcharge only when the voltage continues to exceed the overcharge detection voltage.
さらに過充電検出電圧にヒステリシスを持たせ、過充電を検出する過充電検出電圧よりもヒステリシスの幅分だけ低い復帰電圧を設定し、この復帰電圧よりも電池電圧が低下したときに充電を復帰するようにした過充電保護回路もある。 Furthermore, give hysteresis to the overcharge detection voltage, set a return voltage that is lower than the overcharge detection voltage to detect overcharge, and restore the charge when the battery voltage drops below this return voltage. There is also an overcharge protection circuit.
しかしながら、これらの方法では、充電と放電を短時間で繰り返しながら過充電となった状態では、充電を停止して放電する間に電池電圧が低下するために過充電保護回路が復帰状態となり、次に充電が再開されたときには遅延時間の間は充電可能であるため、遅延時間の間の充電が繰り返し行われてしまい、過充電が発生しているにもかかわらず電池を保護できなくなるという問題があった。 However, in these methods, in the state where charging and discharging are repeated in a short time and the battery is overcharged, the overcharge protection circuit returns to the reset state because the battery voltage decreases while the charging is stopped and discharged. When charging is resumed, charging is possible during the delay time, so charging during the delay time is repeated and the battery cannot be protected despite overcharging. there were.
ここで、短時間で充放電を繰り返しながら過充電となる状態を図1のタイミングチャートに示すと共に、従来の充電保護回路の動作を図2のフローチャートに示す。この図に示すように、過充電検出電圧値が予め設定される(ステップS’1)。ここで、何らかの原因で電池電圧が上昇して過充電検出電圧値を超え、かつこの状態が所定の遅延時間以上続くと、保護回路が働いてステップS’2からステップS’3に移行し充電用スイッチをOFFにして回路を遮断する。すると充電を停止され電流が流れなくなるので、電池電圧は維持され放電により低下する。電池電圧がヒステリシス分を考慮した所定の過充電復帰電圧値まで低下すると(ステップS’4)、充電用スイッチをONに切り替えて充電可能な状態に復帰する(ステップS’5)。しかしながら、満充電付近で充電、放電を繰り返す場合は、図1に示すように上記ステップが繰り返されることになる。このとき、ステップS’2で遅延時間の間は保護回路が働かないため、短時間で充放電が繰り返されると電池電圧が過充電検出電圧値を超えて徐々に高くなってしまうことが起こる。
Here, the state of overcharging while repeating charging and discharging in a short time is shown in the timing chart of FIG. 1, and the operation of the conventional charge protection circuit is shown in the flowchart of FIG. As shown in this figure, the overcharge detection voltage value is preset (step S'1). Here, if the battery voltage rises for some reason and exceeds the overcharge detection voltage value, and this state continues for a predetermined delay time or longer, the protection circuit is activated and the process proceeds from
また、電池を保護するという観点からは過充電検出電圧はなるべく低く設定する方が好ましいが、一方で過充電検出電圧を低く設定すると、正常状態であるにもかかわらず誤って過充電を検出をしてしまい、保護回路が働いて満充電が妨げられる可能性があった。このように、電池を過充電から保護することと、充電保護の誤動作を回避することとの両立が困難であった。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものである。本発明の主な目的は、過充電検出電圧を低く設定することなく、過充電から電池を保護し得る電池の過充電保護回路、パック電池、および電池の過充電保護方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems. A main object of the present invention is to provide a battery overcharge protection circuit, a pack battery, and a battery overcharge protection method that can protect the battery from overcharge without setting the overcharge detection voltage low. .
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1の電池の過充電保護回路は、電池の電圧を監視し、所定の過充電検出電圧を超えたとき充電を遮断して過充電から電池を保護するための電池の過充電保護回路であって、充電の制御を行うと共に、過充電検出電圧として、第1の電圧値と、前記第1の電圧値よりも低い第2の電圧値とを設定するための制御部と、電池電圧を測定して、前記制御部で設定された過充電検出電圧とを比較するための過充電検出部とを備え、過充電検出電圧として第1の電圧値が設定されている状態で、前記過充電検出部が第1の電圧値を超える電池電圧を検出したときは、過充電と判定して、前記制御部が充電を遮断すると共に、過充電検出電圧を第1の電圧値から第2の電圧値に切り替えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the battery overcharge protection circuit according to
また、本発明の請求項2の電池の過充電保護回路は、電池の電圧を監視し、所定の過充電検出電圧を超えたとき充電を遮断して過充電から電池を保護するための電池の過充電保護回路であって、充電の制御を行うと共に、過充電検出電圧として、第1の電圧値と、第1の電圧値よりも低い第2の電圧値とを設定するための制御部と、電池電圧を測定して、前記制御部で設定された過充電検出電圧とを比較するための過充電検出部とを備え、過充電検出電圧として第1の電圧値が設定されている状態で、前記過充電検出部が第1の電圧値を超える電池電圧を検出したときは、過充電と判定して、前記制御部が充電を遮断する一方、電池電圧が第1の電圧値を超えた回数を計数し、所定の回数を超えた場合に、過充電検出電圧を第1の電圧値から第2の電圧値に切り替えることを特徴とする。
The battery overcharge protection circuit according to
さらにまた、本発明の請求項3の電池の過充電保護回路は、請求項1または2に記載の電池の過充電保護回路であって、前記過充電検出部が、前記第2の電圧値よりも低い第3の電圧値以下に電池電圧が低下したことを検出すると、電池が放電されたと判断して、前記制御部が過充電検出電圧を前記第2の電圧値から第1の電圧値に戻すように制御することを特徴とする。
Furthermore, the overcharge protection circuit for a battery according to
また、本発明の請求項4のパック電池は、電池の電圧を監視し、所定の過充電検出電圧を超えたとき充電を遮断して過充電から電池を保護するための過充電保護回路を備えるパック電池であって、充電の制御を行うと共に、過充電検出電圧として、第1の電圧値と、第1の電圧値よりも低い第2の電圧値とを設定するための制御部と、電池電圧を測定して、前記制御部で設定された過充電検出電圧とを比較するための過充電検出部とを備え、過充電検出電圧として第1の電圧値が設定されている状態で、前記過充電検出部が第1の電圧値を超える電池電圧を検出したときは、過充電と判定して、前記制御部が充電を遮断すると共に、過充電検出電圧を第1の電圧値から第2の電圧値に切り替えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising an overcharge protection circuit for monitoring the voltage of the battery and interrupting the charge to protect the battery from overcharge when a predetermined overcharge detection voltage is exceeded. A battery pack that controls charging and sets a first voltage value and a second voltage value lower than the first voltage value as an overcharge detection voltage, and a battery An overcharge detection unit for measuring a voltage and comparing the overcharge detection voltage set by the control unit, and in a state where the first voltage value is set as the overcharge detection voltage, When the overcharge detection unit detects a battery voltage exceeding the first voltage value, it is determined as overcharge, the control unit cuts off the charge, and the overcharge detection voltage is changed from the first voltage value to the second voltage value. It is characterized by switching to the voltage value.
さらに、本発明の請求項5の電池の過充電保護方法は、電池の電圧を監視し、所定の過充電検出電圧を超えたとき充電を遮断して過充電から電池を保護する電池の過充電保護方法であって、過充電検出部が電池電圧を測定し、過充電検出電圧として設定された第1の電圧値と電池電圧とを比較し、第1の電圧値を超える電池電圧を検出したときは、過充電と判定して、充電の制御を行う制御部が充電を遮断すると共に、過充電検出電圧を第1の電圧値よりも低い第2の電圧値に切り替えるステップと、電池が放電されたとき、前記制御部が過充電検出電圧を第2の電圧値から第1の電圧値に戻すステップとを備えることを特徴とする。
Furthermore, the battery overcharge protection method according to
本発明によれば、過充電からの電池の保護と効果的な充電とを両立させた電池の過充電保護回路、パック電池、および電池の過充電保護方法が実現される。それは、過充電検出電圧として、第1の電圧値と、第1の電圧値よりも低い第2の電圧値とを切り替えることで、正常時には過充電検出電圧を高くし過充電の誤検出を抑えつつ、一方短時間の間に充電と放電を繰り返して過充電される場合には過充電検出電圧を低くして電池を保護できるからである。このように、本発明は充電を損なうことなく電池を保護し、安全性と利便性を両立させた実用性の高い電池の過充電保護回路、パック電池、および電池の過充電保護方法を実現する。 According to the present invention, a battery overcharge protection circuit, a battery pack, and a battery overcharge protection method that achieve both battery protection from overcharge and effective charging are realized. That is, by switching between the first voltage value and the second voltage value lower than the first voltage value as the overcharge detection voltage, the overcharge detection voltage is increased in the normal state, and erroneous detection of overcharge is suppressed. On the other hand, if the battery is overcharged by repeatedly charging and discharging in a short time, the overcharge detection voltage can be lowered to protect the battery. As described above, the present invention realizes a battery overcharge protection circuit, a battery pack, and a battery overcharge protection method with high practicality that protects the battery without impairing charging and achieves both safety and convenience. .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための電池の過充電保護回路、パック電池、および電池の過充電保護方法を例示するものであって、本発明は過充電保護回路、パック電池、および電池の過充電保護方法を以下のものに特定しない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a battery overcharge protection circuit, a pack battery, and a battery overcharge protection method for embodying the technical idea of the present invention. The charge protection circuit, battery pack, and battery overcharge protection method are not specified as follows.
また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。 Further, the present specification by no means specifies the members shown in the claims to the members of the embodiments. In particular, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, and are merely explanations. It's just an example. Note that the size, positional relationship, and the like of the members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation. Furthermore, in the following description, the same name and symbol indicate the same or the same members, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Furthermore, each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る電池の過充電保護方法を、図4のフローチャートに示すとともに、この方法によって充放電の繰り返しによる過充電から電池を保護する様子を、図3のタイミングチャートに示す。また図5に、本発明の一実施の形態に係る過充電保護回路を備えるパック電池のブロック図を示す。
(Embodiment 1)
The battery overcharge protection method according to
図5に示すパック電池1は、二次電池2と、二次電池の充電用の充電用スイッチ3と、放電用の放電用スイッチ4と、これらを制御する制御部5と、遅延時間を生成する遅延タイマ6と、二次電池の電池電圧を測定して過充電を検出する過充電検出部7と、これらを駆動する電源部8とを備える。またこのパック電池は、充放電端子として+端子と−端子を備える。なおこの例では過充電保護機能に着目して説明を進めるため、他の保護機能、例えば過放電保護機能や過電流保護機能等については説明や図示を省略する。本実施の形態に係るパック電池においても、これらの機能を適宜採用できることはいうまでもない。
The
二次電池2には、リチウムイオン電池やリチウムポリマー電池等が利用できる。なお、図5では二次電池を1つのみ図示しているが、2本以上を直列、あるいは並列に接続することも可能であることはいうまでもない。
As the
充電用スイッチ3および放電用スイッチ4は、それぞれ二次電池の充電用、放電用に回路をON/OFFするためのスイッチであり、パワーMOSFETなどのスイッチング素子が利用できる。
The charging
制御部5は、充電用スイッチ3および放電用スイッチ4のON/OFFをそれぞれ制御する。制御部は、充電用、放電用で個別に設けても良い。制御部5は、二次電池の充電時には、放電用スイッチ4をONに維持しつつ、充電用スイッチ3をON/OFFして充電を制御する。同様に放電時には充電用スイッチ3をONに維持して、放電用スイッチ4のON/OFFを制御する。
The
また過充電検出部7は、二次電池2の電池電圧を測定して過充電を検出し、制御部5に通知する。制御部5は、過充電検出部7からの通知に基づいて充電用スイッチ3のON/OFFを制御する。また遅延タイマ6は、過充電検出後、制御部5が充電用スイッチ3のON/OFFを制御するまでの遅延時間を生成する。なお遅延タイマ6は制御部5と別部材で設けても、同一部材で構成してもよい。制御部5は所定のゲートアレイ(FPGA及びASIC)等のハードウエアやソフトウエアで実現できる。
The overcharge detection unit 7 measures the battery voltage of the
以上の構成によって、電池の過充電保護回路が実現される。この過充電保護回路の動作を図4のフローチャートおよび図3のタイミングチャートに基づき説明する。まず、ステップS1で制御部5が過充電検出電圧を第1の電圧値に設定する。第1の電圧値は、通常設定される過充電検出電圧値であり、例えばリチウムイオン電池の場合、4.35Vに設定する。一般にリチウムイオン電池1本の過充電電圧は4.2Vであるが、電池の内部抵抗等を考慮してこれよりも若干高めに設定する。
With the above configuration, a battery overcharge protection circuit is realized. The operation of this overcharge protection circuit will be described based on the flowchart of FIG. 4 and the timing chart of FIG. First, in step S1, the
次にステップS2では、過充電検出部で検出される電池電圧を、過充電検出電圧である第1の電圧値と比較し、電池電圧が第1の電圧値を超える時間が連続して所定の遅延時間を超えるかどうかを判定する。遅延時間を設定するのは、パルス的あるいは一時的に電池電圧が第1の電圧値を超える場合を排除するためである。例えば、遅延時間を2sに設定する。遅延時間は遅延タイマをカウントして計時される。遅延時間内に電池電圧が第1の電圧値を下回ると、遅延タイマはリセットされ、再度計時される。同時にステップS2−1またはステップS2−2を経てステップS2に戻り、ループすることで保護回路は待機状態となる。この段階では、過充電検出電圧が第1の電圧値に設定されているため、これらのステップは影響を与えない。 Next, in step S2, the battery voltage detected by the overcharge detection unit is compared with the first voltage value that is the overcharge detection voltage, and the time during which the battery voltage exceeds the first voltage value is continuously predetermined. Determine whether the delay time is exceeded. The reason for setting the delay time is to eliminate the case where the battery voltage exceeds the first voltage value in a pulsed manner or temporarily. For example, the delay time is set to 2 s. The delay time is counted by counting a delay timer. If the battery voltage falls below the first voltage value within the delay time, the delay timer is reset and timed again. At the same time, the process returns to step S2 through step S2-1 or step S2-2, and the protection circuit enters a standby state by looping. At this stage, since the overcharge detection voltage is set to the first voltage value, these steps have no effect.
遅延時間だけ第1の電圧値を超える状態が継続すると、過充電と判断してステップS3に移行し、充電用スイッチをOFFにして充電を遮断する。さらに、過充電検出電圧を第2の電圧値に設定する。第2の電圧値は第1の電圧値よりも低い値に設定される。例えば、リチウムイオン電池用に4.35Vの第1の電圧値に対して、4.25Vに設定される。これによって、再度電池電圧が上昇した場合に、より低い電圧で過充電と判断されて充電が遮断されるため、二次電池が過充電から確実に保護される。 When the state exceeding the first voltage value for the delay time continues, it is determined that the battery is overcharged, and the process proceeds to step S3, where the charging switch is turned off to interrupt charging. Further, the overcharge detection voltage is set to the second voltage value. The second voltage value is set to a value lower than the first voltage value. For example, it is set to 4.25V for a first voltage value of 4.35V for a lithium ion battery. As a result, when the battery voltage rises again, it is determined that the battery is overcharged at a lower voltage and the charge is cut off, so that the secondary battery is reliably protected from overcharge.
さらにステップS4に移行し、過充電検出部で測定される電池電圧が過充電復帰電圧値よりも低下したかどうかを判定する。過充電復帰電圧値は、充電用スイッチがチャタリングを起こして高速にON/OFFしないよう、過充電検出電圧にヒステリシスを設けたものである。ここでは、過充電復帰電圧値は過充電検出電圧からヒステリシス分を差し引いた値である。例えばヒステリシスを0.1Vとし、過充電検出電圧が第2の電圧値として4.25Vである場合は、過充電復帰電圧値を4.15Vに設定する。この過充電復帰電圧値以下に電池電圧が低下していない場合はステップS4をループし、電池電圧が低下するまで待機する。低下した場合はステップS5に移行して充電用スイッチをONとし、充電が可能になり、本実施の形態では、充電を再開する。その後、ステップS2−1に戻る。 Furthermore, it transfers to step S4 and it is determined whether the battery voltage measured by an overcharge detection part fell rather than the overcharge return voltage value. The overcharge return voltage value is obtained by providing hysteresis to the overcharge detection voltage so that the charging switch does not chatter and turn on / off at high speed. Here, the overcharge return voltage value is a value obtained by subtracting the hysteresis from the overcharge detection voltage. For example, when the hysteresis is 0.1 V and the overcharge detection voltage is 4.25 V as the second voltage value, the overcharge return voltage value is set to 4.15 V. If the battery voltage has not dropped below this overcharge return voltage value, step S4 is looped and waits until the battery voltage drops. When it falls, it transfers to step S5, the switch for charge is set to ON, charge becomes possible, and charge is restarted in this Embodiment. Then, it returns to step S2-1.
ステップS2−1では、電池電圧が第3の電圧値以下であるかどうかを判定する。第3の電池電圧値は、電池が十分放電されたかどうか、言い換えると過充電検出電圧を第1の電圧値に復帰させても良いかどうかを判定するための基準となる。例えば、リチウムイオン電池の場合3.6Vに設定する。電池電圧が第3の電圧値以下である場合は、電池が十分放電されたと判断して、ステップS2−2に移行し、過充電検出電圧を第1の電圧値に戻してステップS2に移行する。そうでない場合は、ステップS2−2を経ずそのままステップS2に移行し、過充電検出電圧は低い第2の電圧値のまま保持する。 In step S2-1, it is determined whether the battery voltage is equal to or lower than a third voltage value. The third battery voltage value is a reference for determining whether or not the battery is sufficiently discharged, in other words, whether or not the overcharge detection voltage may be returned to the first voltage value. For example, in the case of a lithium ion battery, it is set to 3.6V. If the battery voltage is less than or equal to the third voltage value, it is determined that the battery has been sufficiently discharged, the process proceeds to step S2-2, the overcharge detection voltage is returned to the first voltage value, and the process proceeds to step S2. . Otherwise, the process proceeds to step S2 as it is without passing through step S2-2, and the overcharge detection voltage is held at the low second voltage value.
以上の手順によって、過充電保護回路は過充電状態を検出し、最適な状態に電池を保護する。図3のタイムチャートは、上記の手順によって短時間に充放電を繰り返しながら過充電が生じる事態を効果的に回避する状態を示している。まず図3において太字点線で示す電池電圧が何らかの原因で上昇し、第1の電圧値に設定された過充電検出電圧を超えて遅延時間が経過すると、充電用スイッチをOFFにして充電が遮断され、通電がなくなるため電池電圧が徐々に降下する。この点は図1と同様である。そしてヒステリシスを考慮した過充電復帰電圧値以下になると、充電用スイッチをONに復帰させる。これによって電池電圧は再度上昇するが、過充電検出電圧は第1の電圧値よりも低い第2の電圧値に変更されているため、電池電圧が危険な電圧に至る前に充電が遮断されることになる。この結果、仮に充放電が短時間で繰り返される状態が生じても、過充電検出電圧が低い電圧値に変更されているため、二次電池の負担は低減され過充電から保護される。 Through the above procedure, the overcharge protection circuit detects an overcharge state and protects the battery in an optimum state. The time chart of FIG. 3 shows a state in which overcharging is effectively avoided while charging and discharging are repeated in a short time by the above procedure. First, when the battery voltage indicated by the bold dotted line in FIG. 3 rises for some reason and the delay time elapses beyond the overcharge detection voltage set to the first voltage value, the charging switch is turned off and charging is cut off. The battery voltage gradually drops because the current is not supplied. This is the same as in FIG. When the voltage becomes equal to or lower than the overcharge return voltage value considering the hysteresis, the charging switch is returned to ON. As a result, the battery voltage rises again, but the overcharge detection voltage is changed to the second voltage value lower than the first voltage value, so that charging is cut off before the battery voltage reaches a dangerous voltage. It will be. As a result, even if charging / discharging is repeated in a short time, the overcharge detection voltage is changed to a low voltage value, so the burden on the secondary battery is reduced and protected from overcharging.
(実施の形態2)
また、過充電検出電圧を低い電圧値に変更させるタイミングは、電池電圧が過充電検出電圧を超えた場合に直ちに行う方法に限られない。例えば、所定の回数以上電池電圧が過充電検出電圧を超えた場合に過充電検出電圧を低い電圧値に変更することもできる。この方法を採用した本発明の実施の形態2に係る過充電保護方法を、図6のフローチャートおよび図7のタイミングチャートに基づき説明する。図6において、図4のフローチャートと同じステップ番号は、同じ工程を意味する。まず、ステップS0において、電池電圧が過充電検出電圧を超えた回数nを0にリセットする。
(Embodiment 2)
Further, the timing for changing the overcharge detection voltage to a low voltage value is not limited to the method that is immediately performed when the battery voltage exceeds the overcharge detection voltage. For example, the overcharge detection voltage can be changed to a low voltage value when the battery voltage exceeds the overcharge detection voltage a predetermined number of times or more. An overcharge protection method according to
そしてステップS1で過充電検出電圧を第1の電圧値に設定し、ステップS2で電池電圧が第1の電圧値を超え、かつ遅延時間を経過すると、ステップS3−1に移行する。ここでは、充電用スイッチをOFFにして充電を遮断する。またステップS3−2に移行し、nに1を加算する。さらにステップS3−3で、nが所定の回数kを超えたかどうかを判定する。所定の回数は任意に設定でき、例えば図7の例では2回としている。nがkを超えていない場合は過充電検出電圧を変更することなくステップS4に移行して、電池電圧が過充電検出電圧からヒステリシス分低下するまでループする。nがkを超えた場合はステップS3−4に移行し、過充電検出電圧を第2の電圧値に設定してステップS4に進み、図4と同様の動作を繰り返す。なお、ステップS2−2では、ステップS2−3でnをリセットしてステップS2に移行する。これによって、所定の回数までは過充電検出電圧を維持して通常の過充電保護動作を継続し、所定の回数を超えた場合に初めて過充電検出電圧を低い値に変更して、電池の過充電からより安全に保護できる状態に移行する。この方法によれば、一時的な電池電圧の上昇では過充電検出電圧を低くしないので、低い過充電検出電圧値で過充電の検出を誤る可能性を回避すると共に、過充電検出電圧を何度も超えるような状態では、充電と放電を短時間で繰り返しながら過充電される危険性が高くなるので、過充電検出電圧を低下させて過充電による電池の損傷を回避できる。 In step S1, the overcharge detection voltage is set to the first voltage value. In step S2, when the battery voltage exceeds the first voltage value and the delay time has elapsed, the process proceeds to step S3-1. Here, charging is turned off by turning off the charging switch. Moreover, it transfers to step S3-2 and adds 1 to n. In step S3-3, it is determined whether n has exceeded a predetermined number k. The predetermined number of times can be arbitrarily set. For example, in the example of FIG. If n does not exceed k, the process proceeds to step S4 without changing the overcharge detection voltage, and loops until the battery voltage drops from the overcharge detection voltage by the amount of hysteresis. If n exceeds k, the process proceeds to step S3-4, the overcharge detection voltage is set to the second voltage value, the process proceeds to step S4, and the same operation as in FIG. 4 is repeated. In step S2-2, n is reset in step S2-3, and the process proceeds to step S2. As a result, the overcharge detection voltage is maintained up to a predetermined number of times to continue normal overcharge protection operation, and when the predetermined number of times is exceeded, the overcharge detection voltage is changed to a low value for the first time. Transition to a safer state of protection from charging. According to this method, since the overcharge detection voltage is not lowered when the battery voltage temporarily increases, the possibility of erroneous detection of overcharge with a low overcharge detection voltage value is avoided, and the overcharge detection voltage is In such a state, the risk of overcharging while repeating charging and discharging in a short time increases, so that the overcharge detection voltage can be lowered to avoid battery damage due to overcharging.
なお上記の電圧値や回数は例示であって、使用する二次電池や使用条件等によって最適な値が選択されることはいうまでもない。 The voltage values and the number of times described above are merely examples, and it goes without saying that optimum values are selected depending on the secondary battery to be used, usage conditions, and the like.
本発明の電池の過充電保護回路、パック電池、および電池の過充電保護方法は、携帯電話やラップトップコンピュータなどのバッテリに内蔵して適用できる。 The battery overcharge protection circuit, the battery pack, and the battery overcharge protection method of the present invention can be applied by being incorporated in a battery such as a mobile phone or a laptop computer.
1…パック電池
2…二次電池
3…充電用スイッチ
4…放電用スイッチ
5…制御部
6…遅延タイマ
7…過充電検出部
8…電源部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
充電の制御を行うと共に、過充電検出電圧として、第1の電圧値と、前記第1の電圧値よりも低い第2の電圧値とを設定するための制御部と、
電池電圧を測定して、前記制御部で設定された過充電検出電圧とを比較するための過充電検出部と、
を備え、
過充電検出電圧として第1の電圧値が設定されている状態で、前記過充電検出部が第1の電圧値を超える電池電圧を検出したときは、過充電と判定して、前記制御部が充電を遮断すると共に、過充電検出電圧を第1の電圧値から第2の電圧値に切り替えることを特徴とする過充電保護回路。 A battery overcharge protection circuit for monitoring the voltage of the battery and cutting off the charge when a predetermined overcharge detection voltage is exceeded to protect the battery from overcharge,
A control unit for controlling charging and setting a first voltage value and a second voltage value lower than the first voltage value as an overcharge detection voltage;
An overcharge detection unit for measuring a battery voltage and comparing the overcharge detection voltage set by the control unit;
With
In a state where the first voltage value is set as the overcharge detection voltage, when the overcharge detection unit detects a battery voltage exceeding the first voltage value, the overcharge detection unit determines that it is overcharged, and the control unit An overcharge protection circuit that cuts off charging and switches an overcharge detection voltage from a first voltage value to a second voltage value.
充電の制御を行うと共に、過充電検出電圧として、第1の電圧値と、第1の電圧値よりも低い第2の電圧値とを設定するための制御部と、
電池電圧を測定して、前記制御部で設定された過充電検出電圧とを比較するための過充電検出部と、
を備え、
過充電検出電圧として第1の電圧値が設定されている状態で、前記過充電検出部が第1の電圧値を超える電池電圧を検出したときは、過充電と判定して、前記制御部が充電を遮断する一方、電池電圧が第1の電圧値を超えた回数を計数し、所定の回数を超えた場合に、過充電検出電圧を第1の電圧値から第2の電圧値に切り替えることを特徴とする過充電保護回路。 A battery overcharge protection circuit for monitoring the voltage of the battery and cutting off the charge when a predetermined overcharge detection voltage is exceeded to protect the battery from overcharge,
A control unit for controlling charging and setting a first voltage value and a second voltage value lower than the first voltage value as an overcharge detection voltage;
An overcharge detection unit for measuring a battery voltage and comparing the overcharge detection voltage set by the control unit;
With
In a state where the first voltage value is set as the overcharge detection voltage, when the overcharge detection unit detects a battery voltage exceeding the first voltage value, the overcharge detection unit determines that it is overcharged, and the control unit While charging is stopped, the number of times the battery voltage exceeds the first voltage value is counted, and when the predetermined number of times is exceeded, the overcharge detection voltage is switched from the first voltage value to the second voltage value. Overcharge protection circuit characterized by.
前記過充電検出部が、前記第2の電圧値よりも低い第3の電圧値以下に電池電圧が低下したことを検出すると、電池が放電されたと判断して、前記制御部が過充電検出電圧を前記第2の電圧値から第1の電圧値に戻すように制御することを特徴とする過充電保護回路。 An overcharge protection circuit for a battery according to claim 1 or 2,
When the overcharge detection unit detects that the battery voltage has dropped below a third voltage value lower than the second voltage value, the control unit determines that the battery has been discharged, and the control unit detects the overcharge detection voltage. Is controlled to return from the second voltage value to the first voltage value.
充電の制御を行うと共に、過充電検出電圧として、第1の電圧値と、第1の電圧値よりも低い第2の電圧値とを設定するための制御部と、
電池電圧を測定して、前記制御部で設定された過充電検出電圧とを比較するための過充電検出部と、
を備え、
過充電検出電圧として第1の電圧値が設定されている状態で、前記過充電検出部が第1の電圧値を超える電池電圧を検出したときは、過充電と判定して、前記制御部が充電を遮断すると共に、過充電検出電圧を第1の電圧値から第2の電圧値に切り替えることを特徴とするパック電池。 A battery pack comprising an overcharge protection circuit for monitoring the voltage of the battery and cutting off the charge when a predetermined overcharge detection voltage is exceeded to protect the battery from overcharge,
A control unit for controlling charging and setting a first voltage value and a second voltage value lower than the first voltage value as an overcharge detection voltage;
An overcharge detection unit for measuring a battery voltage and comparing the overcharge detection voltage set by the control unit;
With
In a state where the first voltage value is set as the overcharge detection voltage, when the overcharge detection unit detects a battery voltage exceeding the first voltage value, the overcharge detection unit determines that it is overcharged, and the control unit A battery pack characterized by blocking charging and switching an overcharge detection voltage from a first voltage value to a second voltage value.
過充電検出部が電池電圧を測定し、過充電検出電圧として設定された第1の電圧値と電池電圧とを比較し、第1の電圧値を超える電池電圧を検出したときは、過充電と判定して、充電の制御を行う制御部が充電を遮断すると共に、過充電検出電圧を第1の電圧値よりも低い第2の電圧値に切り替えるステップと、
電池が放電されたとき、前記制御部が過充電検出電圧を第2の電圧値から第1の電圧値に戻すステップと、
を備えることを特徴とする過充電保護方法。 A battery overcharge protection method that monitors battery voltage and cuts off charge when a predetermined overcharge detection voltage is exceeded to protect the battery from overcharge,
The overcharge detection unit measures the battery voltage, compares the battery voltage with the first voltage value set as the overcharge detection voltage, and detects a battery voltage exceeding the first voltage value, Determining and switching the overcharge detection voltage to a second voltage value lower than the first voltage value while the control unit that controls the charge cuts off the charge; and
When the battery is discharged, the control unit returns the overcharge detection voltage from the second voltage value to the first voltage value;
An overcharge protection method comprising:
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