JP2007155654A - 充放電制御回路および充電式電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 過電流検出回路の検出電流の値を精度よく設定することが可能な充放電制御回路および充電式電源装置の提供。
【解決手段】 基準電圧発生回路の電圧を出力する出力端子と、その基準電圧を外付けの分圧抵抗で分圧した電圧を入力する入力端子とを設け、その分圧した電圧とセンス抵抗に発生する電圧をコンパレータで比較し、過電流を検出する構成とした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、二次電池の充放電制御回路および充電式電源装置の過電流検出回路に関するものである。

従来の二次電池の充放電制御回路の過電流検出回路を図３に示す。過電流検出部218は、充電あるいは放電電流201が流れる際のセンス抵抗202の両端電圧を入力する端子203と204と、端子204の電位を基準とした基準電圧発生回路205と、基準電圧発生回路205の出力信号212と端子203の信号211を比較するコンパレータ206とから構成される。コンパレータ206は、センス抵抗202に発生する電圧が一定値以上になったことを検出し、過電流検出信号213を出力する。センス抵抗202に発生する電圧は低いことが望ましいため、センス抵抗202の抵抗値は小さいものを設定する。量産においては、半導体集積回路に内蔵する基準電圧発生回路によって過電流検出電圧値が決まり、過電流検出電流値仕様によってセンス抵抗の抵抗値が決められる。
特開２００３−３３７１４６号公報（第１−７頁、第１図）

しかしながら上述のような過電流検出回路は、センス抵抗202の抵抗値と基準電圧発生回路205の出力信号212は固定されているので、それぞれの誤差によって過電流検出電流値が狙い値よりズレを生じる。量産においては、センス抵抗202は抵抗値の小さいものを使用しているため、センス抵抗202の抵抗値を調整することは製造コストの増加になるといった課題があった。このズレは二次電池充放電制御回路の過電流検出精度に大きな影響が与えている。本発明は上記課題を解決するもので、製造コストの増加を抑え過電流検出精度の高い充放電制御回路および充電式電源装置を提供することができる。

本発明の過充電検出回路は、基準電圧発生回路の出力電圧を出力する出力端子と、その基準電圧を外付けの分圧抵抗で分圧した電圧を入力する入力端子とを設け、その分圧した電圧とセンス抵抗の両端に発生する電圧をコンパレータで比較し、過電流を検出する構成とした。

本発明の過充電検出回路は、過電流検出電圧値を安価な分圧抵抗で調整することが出来るので、製造コストの増加を抑えて、かつ過電流検出回路の精度の高い充放電制御回路および充電式電源装置を提供することが可能である。

また、センス抵抗の抵抗値の選択範囲が広く設定することも可能となる。

さらに、センス抵抗に流れる電流の実測値を用いて分圧抵抗を調整することで、センス抵抗と基準電圧値の誤差をキャンセルでき、より高精度とすることが可能である。

以下に、本発明の過電流検出回路の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の過電流検出回路の回路ブロック図である。

二次電池の充放電を行う経路にセンス抵抗102を直列に接続する。そして、センス抵抗102の両端を過電流検出回路の基準側端子116と検出側端子117に接続する。更に、基準側端子116に接続される基準電位信号110に対し、基準電圧信号112を出力する基準電圧発生回路105を接続する。基準電圧112は、基準電圧出力端子118に出力される。検出側端子117に入力される入力信号111は、抵抗107、108およびオペアンプ106からなる増幅回路に接続される。この増幅回路の出力信号114をコンパレータ109の非反転入力端子に入力する。過電流検出回路外部の分圧抵抗103と104は直列に接続し、一方の端子は基準電圧出力端子118と接続し、他方の端子は基準側端子116に接続する。分圧抵抗103と104の中間点を基準電圧の分圧入力端子119に接続する。従って、基準電圧発生回路105から出力する基準電圧信号112は基準電圧出力端子118を経由して、外部分圧抵抗103と104によって分圧され、基準電圧の分圧入力端子119を経由して、基準電圧の分圧電圧信号113となり、コンパレータ109の反転入力端子に入力する。

過電流検出電流値を設定するには、まず外部分圧抵抗103と104に仮に値を設定したものを接続して、過電流検出電流値を測定する。そこで得られた電流値と設定したいねらい値を用いて、外部分圧抵抗103と104の値を決定する。

次に、本発明の過電流検出回路の動作について説明する。

検出側端子117に入力される二次電池の充電あるいは放電電流に比例するセンス抵抗に発生する電圧は、抵抗107、108およびオペアンプ106からなる増幅回路によって増幅されて信号114として出力される。コンパレータ109は、信号114と基準電圧の分圧信号113とを比較して、二次電池の充電あるいは放電の過電流を検出し、検出信号115を出力する。

以上、上述した本発明の過電流検出回路によれば、外部分圧抵抗103と104を調整して過電流検出電圧値を設定することで、センス抵抗202の誤差と基準電圧112の製造バラツキによる誤差をキャンセルすることが可能となり、過電流検出電流値を精確に設定することができる。

また、センス抵抗に流れる電流に比例するセンス抵抗両端の電圧を増幅してコンパレータで比較する構成としたので、小さいセンス抵抗を用いても過電流検出電流値を精度よく測定することが可能である。

さらに、分圧抵抗103と104は同じ温度特性の物を使うことで、分圧抵抗の温度特性による過電流検出電流値のズレを小さくすることが出来る。

さらに、センス抵抗102と分圧抵抗103と104は同じ温度特性を示すように設定することで、センス抵抗の温度特性による過電流検出電流値のズレを小さくすることが出来る。

図２に、本発明の過電流検出回路を備えた充電式電源装置のブロック図を示す。本発明の過電流検出回路を備えた充放電制御回路１００と、二次電池１２１と、充電器もしくは負荷が接続される＋V外部端子１２２及び−V外部端子１２３で構成される。図１の過電流検出回路は一方向の電流を検出するように構成されているので、充放電制御回路１００には充電電流と放電電流の二方向の電流の過電流を検出するように構成することは言うまでもない。

上述したように、充放電制御回路の外に設けた分圧抵抗１０３及び１０４を適宜設定することで高精度な電流検出機能を備えた充電式電源装置を提供することが出来る。

本発明の実施例の過電流検出回路のブロック図である。 本発明の過電流検出回路を備えた充電式電源装置のブロック図である。 従来の過電流検出回路のブロック図である。

符号の説明

１００ 充放電制御回路
１０２ センス抵抗
１０３、１０４ 分圧抵抗
１０５ 基準電圧発生回路
１０６ オペアンプ
１０７、１０８ 抵抗
１０９ コンパレータ
１１６ 基準側端子
１１７ 検出側端子
１１８ 基準電圧出力端子
１１９ 基準電圧の分圧入力端子
１２１ 二次電池
１２３ ＋V外部端子
１２４ −V外部端子
２０２ 放電電流センス抵抗
２０３、２０４ 放電電流センス抵抗接続端子
２０５、２０９ 基準電圧発生回路
２０６、２１０ 電圧比較回路
２０７ 遅延用充電電流発生回路
２０８ 遅延用容量
２１８ 過電流検出部
２１９ 遅延時間検出部

Claims (5)

1. 二次電池の充電電流または放電電流が流れるセンス抵抗の両端の電圧を入力する入力端子と、前記入力端子の一方の電圧を基準として基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記基準電圧を出力する基準電圧出力端子と、前記基準電圧を分圧抵抗によって分圧した分圧電圧を入力する分圧電圧入力端子と、前記入力端子の他方の電圧と前記分圧電圧を比較するコンパレータからなる過電流検出回路を備えた充放電制御回路。
2. 前記入力端子の他方の電圧を増幅する増幅回路を設けた請求項１記載の充放電制御回路。
3. 二次電池と、請求項１から２のいずれに記載の充放電制御回路を備えた充電式電源装置。
4. 前記センス抵抗と前記分圧抵抗の温度特性を調整することで、前記過電流検出回路の検出電流の温度特性を少なくした請求項３記載の充電式電源装置。
5. 前記センス抵抗に流れるセンス抵抗電流を測定した後に、前記センス抵抗電流の測定値に従って前記分圧抵抗の抵抗値を設定することを特徴とする請求項３記載の充電式電源装置。

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