JP2006136061A

JP2006136061A - 二次電池パック

Info

Publication number: JP2006136061A
Application number: JP2004319656A
Authority: JP
Inventors: Hironobu Origasa; 裕信折笠; Fumiya Sato; 文哉佐藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2006-05-25

Abstract

【課題】過電流に対し良好に保護できると共に二次電池１が過放電状態であって、放電制御用の電界効果トランジスタ４がオフしたときにも二次電池１の電池電圧を検出できるようにすることを目的とする。
【解決手段】二次電池１と出力端子２ａ，２ｂとの間に過電流を検出する過電流検出手段３及びこの過電流時にオフとなるようにした放電制御用の電界効果トランジスタ４を有する二次電池パックにおいて、この電界効果トランジスタ４のドレイン−ソース間に正特性サーミスタ（ＰＴＣ）１０を接続したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池と出力端子との間に過電流を検出するようにした過電流検出手段及びこの過電流時にオフとなるようにした放電制御用の電界効果トランジスタを有する二次電池パックに関する。

従来、図４に示す如き二次電池パックが提案されている。この図４につき説明するに、図４において、１はリチウムイオン二次電池等の二次電池を示し、この二次電池１の正極を、この二次電池パックの正の出力端子２ａに接続すると共にマイコン等より成る制御集積回路３の入力側に接続する。

また、この二次電池１の負極を放電制御用のｎ型の電界効果トランジスタ４のソースに接続し、この電界効果トランジスタ４のドレインを充電制御用のｎ型の電界効果トランジスタ５のドレインに接続し、この電界効果トランジスタ５のソースをこの二次電池パックの負の出力端子２ｂに接続する。

この電界効果トランジスタ４及び５の夫々のゲートを制御集積回路３の出力側に接続する。この制御集積回路３は、この二次電池１の負荷の短絡等による過電流を検出して放電制御用の電界効果トランジスタ４をオフとし、過電流阻止する如くする。

この制御集積回路３は、この二次電池１の充電時に充電制御用の電界効果トランジスタ５に対し、所定の制御を行う如くしている。

この二次電池パックにおいては、図６の状態遷移図に示す如く、通常状態（ステップＳ１）では、電界効果トランジスタ４及び５は夫々オン状態である。過電流検出状態（ステップＳ２）では、電界効果トランジスタ４はオフとなり、放電は不可となり過放電は保護されるが、電界効果トランジスタ５はオンであり、充電は可能である。

短絡電流検出状態（ステップＳ３）では、放電制御用の電界効果トランジスタ４がオフで放電不可となり、過放電は保護されるが、電界効果トランジスタ５はオンであり、充電は可能である。

また二次電池１が過放電状態（ステップＳ４）では、充電制御用の電界効果トランジスタ５はオンで充電は可能である。

従来の過電流保護装置として特許文献１に示す如きものが開示されている。
特開平８−１４９７０１号公報

ところで、この二次電池パックを充電する充電器に充電開始直後に、この二次電池１の電池電圧を測定し、この電池電圧が０Ｖの場合に、この二次電池パックが故障と判定し、充電を終了するようにしたものがある。

図４に示す如き、従来の二次電池パックにおいては、放電制御用の電界効果トランジスタ４がオフすると、二次電池１の放電電流を完全に遮断するため、二次電池パックの正及び負の出力端子２ａ及び２ｂは０Ｖになる。従って上述の充電器で、図４に示す如き従来の二次電池パックを充電しようとしたときに、この二次電池１が過放電状態で、放電制御用の電界効果トランジスタ４がオフしたときは、図５に示す如く正及び負の出力端子２ａ及び２ｂで二次電池１の電池電圧は検出不可能であり（ステップＳ５）、二次電池パックの出力端子２ａ及び２ｂ間の電圧が低電圧（例えば０Ｖ）時に充電を禁止する機能のある充電器では、二次電池１そのものは正常であっても充電不可（ステップＳ６）である。

従って、この場合この二次電池パックを充電器に接続しても、過放電状態から復帰させることができない（ステップＳ７）不都合があった。

本発明は斯かる点に鑑み、過電流に対し良好に保護できると共に二次電池が過放電状態であって、放電制御用の電界効果トランジスタがオフしたときにも、二次電池の電池電圧を検出できるようにすることを目的とする。

本発明二次電池パックは、二次電池と出力端子との間に過電流を検出する過電流検出手段及びこの過電流時にオフとなるようにした放電制御用の電界効果トランジスタを有する二次電池パックにおいて、この電界効果トランジスタのドレイン−ソース間に正特性サーミスタ（ＰＴＣ）を接続したものである。

本発明によれば、放電制御用電界効果トランジスタのドレイン−ソース間に正特性サーミスタ（ＰＴＣ）を接続したので、負荷等が短絡して過電流が流れたときは、この放電制御用電界効果トランジスタがオフすると共に正特性サーミスタも発熱により高抵抗値となりオフ状態となるので、この過電流に対し、良好な保護を行うことができると共に、過電流検出状態、二次電池の過放電状態でも、二次電池の電流がこの正特性サーミスタを通して流れるので、この二次電池の電池電圧の検出ができる。

以下、図１、図２、図３を参照して本発明二次電池パックを実施するための最良の形態の例につき説明する。図１において、図４に対応する部分に同一符号を付して示す。

図１において、１はリチウムイオン二次電池等の二次電池を示し、この二次電池１の正極を、この二次電池パックの正の出力端子２ａに接続すると共にマイコン等より成る制御集積回路３の入力側に接続する。

この電界効果トランジスタ４及び５の夫々のゲートを制御集積回路３の出力側に接続する。この制御集積回路３は、この二次電池１の負荷の短絡等による過電流を検出して放電制御用の電界効果トランジスタ４をオフとし、過電流を阻止する如くする。

本例においては、この放電制御用の電界効果トランジスタ４のソース−ドレイン間に温度が上昇すると抵抗値が増加する正特性サーミスタ（ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient））１０を接続する。

本例による二次電池パックにおいては、図３の状態遷移図に示す如く、通常状態（ステップＳ１０）では、放電制御用の電界効果トランジスタ４及び充電制御用の電界効果トランジスタ５は夫々オン状態であり、正特性サーミスタ１０は遮断しない。

過電流検出状態（ステップＳ１１）では、放電制御用の電界効果トランジスタ４はオフとなり過電流は制限されるが、このときはまだ正特性サーミスタ１０が加熱されないので遮断されず、二次電池１の電圧検出ができる。このときは、充電制御用の電界効果トランジスタ５はオンであり、充電は可能である。

負荷等が短絡し、短絡電流が流れ、短絡電流検出状態（ステップＳ１２）では、放電制御用の電界効果トランジスタ４がオフされると共に加熱により、正特性サーミスタ１０も遮断され良好に過電流に応ずる保護を行うことができる。このときは、充電制御用の電界効果トランジスタ５はオンであり、充電は可能である。

また二次電池１が過放電状態（ステップＳ１３）では、放電制御用の電界効果トランジスタ４がオフとなっても正特性サーミスタ１０が加熱されないときは遮断しないので、二次電池１の電池電圧を検出することができ、このときは充電制御用の電界効果トランジスタ５はオンで充電は可能である。

本例による二次電池パックを充電器により充電しようとしたときに、この二次電池１が過放電状態で、この放電制御用の電界効果トランジスタ４がオフしたときにおいても、図２に示す如く正特性サーミスタ１０が遮断しないので、正及び負の出力端子２ａ及び２ｂでこの二次電池１の電池電圧を検出することができる（ステップＳ１４）。

従って本例によれば、二次電池パックの出力端子２ａ及び２ｂ間の電圧検出ができ、低電圧（例えば０Ｖ）時に充電を禁止する機能のある充電器でも充電することができる（ステップＳ１５）。

従って本例によれば、この場合でもこの二次電池パックを充電器に接続することによって過放電状態から復帰させることができる（ステップＳ１６）。

以上述べた如く、本例によれば放電制御用電界効果トランジスタ４のドレイン−ソース間に正特性サーミスタ（ＰＴＣ）１０を接続したので、負荷等が短絡して過電流が流れたときは、この放電制御用電界効果トランジスタ４がオフすると共に正特性サーミスタ１０も発熱により高抵抗値となりオフ状態となるので、この過電流に対し、良好な保護を行うことができると共に、過電流検出状態、二次電池１の過放電状態でも、二次電池１の電流がこの正特性サーミスタ１０を通して流れるので、この二次電池１の電池電圧の検出ができる。

尚、本発明は上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成が採り得ることは勿論である。

本発明二次電池パックを実施するための最良の形態の例を示す構成図である。本発明の説明に供する線図である。本発明の説明に供する線図である。従来の二次電池パックの例を示す構成図である。従来例の説明に供する線図である。従来例の説明に供する線図である。

符号の説明

１…二次電池、２ａ，２ｂ…出力端子、３…制御集積回路、４…放電制御用の電界効果トランジスタ、１０…正特性サーミスタ

Claims

二次電池と出力端子との間に過電流を検出する過電流検出手段及び前記過電流時にオフとなるようにした放電制御用の電界効果トランジスタを有する二次電池パックにおいて、
前記電界効果トランジスタのドレイン−ソース間に正特性サーミスタ（ＰＴＣ）を接続したことを特徴とする二次電池パック。