JP2007325439A - 過充電防止用集積回路 - Google Patents

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Abstract

【課題】二次電池の充電電圧が第2電圧(第1電圧<第2電圧<過充電電圧)に達した場合、二次電池と充電器との間の充電路を遮断することが可能な過充電防止用集積回路を提供することを目的とする。
【解決手段】二次電池と当該二次電池を充電する充電器との充電路に介在する、充電路を遮断するための第1及び第2遮断回路の遮断動作を制御する過充電防止用集積回路であって、二次電池の充電電圧が第1電圧(<過充電電圧)に達したことを外部装置が検出した検出結果に基づいて、第1遮断回路を遮断動作させる信号を出力する第1出力回路と、二次電池の充電電圧が第2電圧(第1電圧<第2電圧<過充電電圧)に達したか否かを検出する検出回路と、外部装置が検出結果を出力しない場合、二次電池の充電電圧が第2電圧に達したことを示す検出回路の検出結果に基づいて、第2遮断回路を遮断動作させる信号を出力する第2出力回路と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、過充電防止用集積回路に関する。
従来、二次電池(例えば、リチウムイオン電池)の充電電圧が当該二次電池自体の充電電圧(以下、過充電電圧という)に達することを防止するための、例えば、二次電池の充電電圧を検出する第1回路と、二次電池の充電電圧が所定の電圧(以下、第1電圧という。第1電圧<過充電電圧)に達したか否かを検出する第2回路と、を組み合わせた回路が知られている。第2回路は、第1回路にて検出された二次電池の充電電圧に基づいて、当該二次電池の充電電圧が第1電圧に達したことを検出すると、二次電池と充電器との間の充電路を接続又は遮断可能な第1遮断回路を遮断動作させる。この結果、充電路が遮断され、二次電池の充電電圧が過充電電圧に達することを防止することが可能となる(一次保護)。
更に、従来においては、第1回路、第2回路、第1遮断回路の何れかの故障等に起因して、二次電池の充電電圧が第1電圧の達したにも関わらず充電路が遮断されない場合であっても、当該二次電池の充電電圧が過充電電圧に達することを防止するべく、第1回路及び第2回路とは別途に第3回路が設けられた回路が提案されている。この第3回路は、二次電池の充電電圧を第1回路及び第2回路とは別途に検出し、二次電池の充電電圧が所定の電圧(以下、第2電圧という。第1電圧<第2電圧<過充電電圧)に達したか否かを検出する。そして、第3回路は、二次電池の充電電圧が第1電圧を超えて第2電圧に達したことを検出すると、第1回路及び第2回路の動作に関わらず、例えば充電路を遮断可能な第2遮断回路を遮断動作させる。この結果、充電路が遮断され、二次電池の充電電圧が過充電電圧に達することを防止することが可能となる(二次保護)。
そして、上述の第1回路乃至第3回路は、個々に集積化することにより実現することが可能となっている。
特開2004−357440
しかしながら、第1回路乃至第3回路を個々に集積化した場合、第3回路を別途設ける必要があるため、当該第3回路に掛かるコストが発生することとなる。また、二次電池と第3回路とを接続するための煩雑さ、複雑化を招く可能性があった。また、第3回路と第1回路及び第2回路とはそれぞれ別途に設けられるため、第3回路と第1回路及び第2回路との特性(例えば、温度特性)が異なる場合、二次電池の充電性能を十分に活用することが困難となる可能性があった。詳述すると、二次電池を充電したときの充電電圧は、当該二次電池の充電性能を十分に活用した電圧(<過充電電圧。以下、満充電電圧という)となることが望ましい。そのため、例えば、第2電圧を満充電電圧に略等しい値に設定し、当該第2電圧との差が出来うる限り小さい値を第1電圧として設定することが望ましい。しかしながら、第3回路と第1回路及び第2回路との特性が異なる場合、第3回路にて検出される二次電池の充電電圧と、第1回路及び第2回路にて検出される当該二次電池の充電電圧とに、特性が異なることに起因した差が発生する可能性がある。そこで、従来においては、第1電圧を、第2電圧に対してマージンをもたせた値に設定しなければならない可能性があり、この結果、二次電池の充電性能を十分に活用することが困難となる可能性があった。
そこで、本発明は、二次電池の充電電圧が第2電圧(第1電圧<第2電圧<過充電電圧)に達した場合、二次電池と充電器との間の充電路を遮断させることが可能な過充電防止用集積回路を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための発明は、二次電池と当該二次電池を充電するための充電器との間の充電路に介在する、前記充電路を遮断するための第1遮断回路及び第2遮断回路の遮断動作を制御する過充電防止用集積回路であって、前記二次電池の充電電圧が第1電圧(<前記二次電池自体の過充電電圧)に達したことを外部装置が検出した場合、当該検出結果に基づいて、前記第1遮断回路を遮断動作させるための信号を出力する第1出力回路と、前記二次電池の充電電圧が第2電圧(前記第1電圧<前記第2電圧<前記過充電電圧)に達したか否かを検出する検出回路と、前記外部装置が前記検出結果を出力するべきタイミングで前記検出結果を出力しない場合、前記二次電池の充電電圧が前記第2電圧に達したことを示す前記検出回路の検出結果に基づいて、前記第2遮断回路を遮断動作させるための信号を出力する第2出力回路と、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、二次電池の充電電圧が第2電圧に達した場合、二次電池と充電器との間の充電路を過充電防止用集積回路において遮断させることが可能となり、当該遮断路を遮断するための集積回路を別途設ける必要がなくなりコストアップ防止、煩雑さ防止、複雑化防止等を図ることができるとともに、二次電池の充電性能をより活用した充電を行うことができる。
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
===過充電防止用集積回路4を備えた過充電防止用装置2の全体構成===
以下、図2を参照しつつ、本発明に係る過充電防止用集積回路4を備えた過充電防止用装置2の全体構成について説明する。図2は、電池パックの一部である過充電防止用装置2の全体構成の一例、及び二次電池1(1)乃至1(4)を示す図である。
過充電防止用装置2は、マイクロコンピュータ3(外部装置)、過充電防止用集積回路4、SCP(Self Control Protector)回路5(第2遮断回路)、P型MOSFET6(第1遮断回路、トランジスタ回路)、14、接続端子7A、7B、ダイオード8、15、抵抗9A乃至9D、11、12、16、17、コンデンサ10A乃至10D、13、18、19を有する。尚、図2に示す過充電防止用装置2は、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧が過充電電圧に達することを防止するための構成を有しているが、周知技術である二次電池1(1)乃至1(4)の過放電防止、過電流防止のための構成を付加しても良い。
接続端子7Aは、P型MOSFET6のソース、ダイオード15のカソード、一端が過充電防止用集積回路4のVIN端子と接続された抵抗12の他端と接続される。接続端子7Bは、一端が二次電池1(4)及びマイクロコンピュータ3のSRBAT端子と接続された抵抗11の他端と接続される。そして、この接続端子7A、7Bには、二次電池1(1)乃至1(4)を充電するための充電器や、二次電池1(1)乃至1(4)の充電電圧を放電させて動作可能な負荷(例えば、ノート型PC(Personal Computer))が接続される。
P型MOSFET6は、二次電池1(1)乃至1(4)と当該二次電池1(1)乃至1(4)を充電するための充電器との間の充電路に介在する。詳述すると、P型MOSFET6は、ドレインがダイオード8のアノードと接続され、ゲートが過充電防止用集積回路4のCOUT端子と接続される。ダイオード8は、カソードがSCP回路5と接続される。P型MOSFET6は、ゲートにローレベルに印加されることによりオンし、ハイレベルが印加されることによりオフする。そして、このP型MOSFET6がオンすることにより、二次電池1(1)乃至1(4)と充電器との間の充電路が接続され、ダイオード8の順方向、SCP回路5、二次電池1(1)乃至1(4)、抵抗11を介して充電器と通電し、二次電池1(1)乃至1(4)が充電されることとなる。また、P型MOSFET6がオフすることにより、二次電池1(1)乃至1(4)と充電器との間の充電路が遮断され、当該二次電池1(1)乃至1(4)の充電が終了することとなる(一次保護)。
P型MOSFET14は、二次電池1(1)乃至1(4)と当該二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧を放電させて動作可能な負荷との間の放電ラインに介在する。詳述すると、P型MOSFET14は、ソースがSCP回路5と接続され、ドレインがダイオード15のアノードと接続され、ゲートが過充電防止用集積回路4のDOUT端子と接続される。P型MOSFET14は、ゲートにローレベルが印加されることによりオンし、ハイレベルが印加されることによりオフする。そして、このP型MOSFET14がオンすることにより、抵抗11、二次電池1(4)乃至1(1)、SCP回路5、ダイオード15の順方向を介して負荷と通電し、二次電池1(1)乃至1(4)の充電電圧が放電されることとなる。
SCP回路5は、二次電池1(1)乃至1(4)を充電するための充電路(及び二次電池1(1)乃至1(4)の充電電圧を放電するための放電ライン)に介在する。また、SCP回路5は、過充電防止用集積回路4のSCP端子、マイクロコンピュータ3のP1端子と接続される。尚、SCP回路5の詳細については後述する。
二次電池1(1)乃至1(4)は、充電器によって充電可能な例えばリチウムイオン電池である。尚、二次電池1(1)乃至1(4)は、リチウムイオン電池に限るものではなく、例えばリチウムポリマー電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドニウム電池等を採用しても良い。二次電池1(1)乃至1(4)は、SCP回路5と抵抗11との間に直列接続される。そして、二次電池1(1)の陽極は過充電防止用集積回路4のVC1端子と接続され、陰極は抵抗9Aを介して過充電防止用集積回路4のVC2端子と接続される。また、二次電池1(2)の陽極は二次電池1(1)の陰極と共通接続されて過充電防止用集積回路4のVC2端子と接続され、陰極は抵抗9Bを介して過充電防止用集積回路4のVC3端子と接続される。また、二次電池1(3)の陽極は二次電池1(2)の陰極と共通接続されて過充電防止用集積回路4のVC3端子と接続され、陰極は抵抗9Cを介して過充電防止用集積回路4のVC4端子と接続される。また、二次電池1(4)の陽極は二次電池1(3)の陰極と共通接続されて過充電防止用集積回路4のVC4端子と接続され、陰極は抵抗9Dを介して過充電防止用集積回路4のVC5端子と接続される。尚、本実施形態においては、4つの二次電池1(二次電池1(1)乃至1(4))を直列接続させているがこれに限るものではなく、接続端子7A、7Bに接続される負荷や充電器等に応じた数の二次電池1を直列接続させたり、並列接続させることも可能である。
コンデンサ10A乃至10Dは、例えば二次電池1(1)乃至1(4)の充電開始時における電荷の蓄積動作により、二次電池1(1)乃至1(4)に供給される充電器からの電流を徐々に上昇させるべく設けられるものである。このため、コンデンサ10A乃至10Dは、各二次電池1(1)乃至1(4)と1対1に対応して設けられ、VC1端子乃至VC5端子の各端子間において、各二次電池1(1)乃至1(4)と並列接続される。
抵抗11は、一端がマイクロコンピュータ3のSRBAT端子、二次電池1(4)、接地と接続され、他端がマイクロコンピュータ3のSRT端子、接続端子7Bと接続される。
マイクロコンピュータ3は、VDD端子、VSS1端子、VSS2端子、RESB端子、RC1端子、P1端子、SDATA端子、SCLK端子、DOVID端子、COVID端子、SRBAT端子、SRT端子、VBAT端子を有する。VDD端子は、電源ラインとコンデンサ19との接続ラインと接続される。そして、マイクロコンピュータ3への電源投入時におけるコンデンサ19の電荷の蓄積動作により、マイクロコンピュータ3に印加される電圧が電源電圧VDDへと徐々に上昇されることとなる。VSS1端子、VSS2端子は、接地される。RESB端子は、一端が電源ラインと接続された抵抗17の他端とコンデンサ18との接続ラインと接続される。RC1端子は、一端が接地された抵抗16の他端と接続される。SDATA端子は、過充電防止用集積回路4のSDATA端子と接続される。SCLK端子は、過充電防止用集積回路4のSCLK端子と接続される。DOVID端子は、過充電防止用集積回路4のCTL_DCHG端子と接続される。COVID端子は、過充電防止用集積回路4のCTL_CHG端子と接続される。VBAT端子は、過充電防止用集積回路4のVMONI端子と接続される。尚、マイクロコンピュータ3の詳細な構成及び各端子における入出力信号等の詳細については後述する。
過充電防止用集積回路4は、VREG33端子、VIN端子、COUT端子、DOUT端子、VC1端子乃至VC5端子、SDATA端子、SCLK端子、CTL_DCHG端子、CTL_CHG端子、VMONI端子、SCP端子、VMONIGND端子を有する。VREG33端子は、電源ラインとコンデンサ13との接続ラインと接続される。そして、過充電防止用集積回路4への電源投入時におけるコンデンサ13の電荷の蓄積動作により、過充電防止用集積回路4に印加される電圧が電源電圧VDDへと徐々に上昇されることとなる。VMONIGND端子は、接地される。尚、過充電防止用集積回路4の詳細な構成及び各端子における入出力信号等の詳細については後述する。
===SCP回路5の構成===
以下、図2を適宜参照しつつ、図4を用いてSCP回路5の構成について説明する。図4は、SCP回路5の構成の一例を示す回路図である。SCP回路5は、ヒューズ31A、31B、発熱抵抗32A、32B、抵抗33、36、37、N型MOSFET34、ダイオード35、38を有する。
ヒューズ31A、31Bは、二次電池1(1)乃至1(4)を充電するための充電路(及び放電ライン)に介在する。詳述すると、ヒューズ31Aは、一端がダイオード8、P型MOSFET14と接続され、他端がヒューズ31Bの一端と接続される。ヒューズ31Bは、他端が二次電池1(1)と接続される。また、ヒューズ31Aとヒューズ31Bとの接続ラインは、発熱抵抗32Aと発熱抵抗32Bとの接続ラインと接続される。
発熱抵抗32Aは、一端がN型MOSFET34のドレイン、ダイオード35のカソードと接続され、他端が発熱抵抗32Bの一端と接続される。尚、発熱抵抗32Aとヒューズ31Aとの間の距離は、発熱抵抗32Aに電流が流れるときの当該発熱抵抗32Aの熱によってヒューズ31Aを溶断可能となる距離で予め設けられる。発熱抵抗32Bは、他端が発熱抵抗32Aの他端と共通接続されてN型MOSFET34のドレイン、ダイオード35のカソードと接続される。尚、発熱抵抗32Bとヒューズ31Bとの間の距離は、発熱抵抗32Bに電流が流れるときの当該発熱抵抗32Bの熱によってヒューズ31Bを溶断可能となる距離で予め設けられる。
抵抗33は、一端が過充電防止用集積回路4のSCP端子と接続され、他端がN型MOSFET34のゲート、抵抗36の一端と接続される。N型MOSFET34のソースは接地される。N型MOSFET34は、ゲートにハイレベルが印加されることによりオンし、ローレベルが印加されることによりオフする。ダイオード35のアノードは、抵抗36の他端と接続される。そして、このN型MOSFET34がオンすることにより発熱抵抗32A、32Bに電流が流れ、ヒューズ31A、31Bが溶断することとなる。この結果、二次電池1(1)乃至1(4)の充電が終了することとなる(二次保護)。
抵抗36は、一端がダイオード38のカソード、抵抗33の他端と接続され、他端が接地される。ダイオード38のアノードは、一端が電源VDDと接続された抵抗37の他端、マイクロコンピュータ3のP1端子と接続される。尚、抵抗37は、N型MOSFET34のゲートにローレベルが印加される場合、ダイオード38の順方向に電流が流れてマイクロコンピュータ3のP1端子をローレベルとするべく、抵抗36の抵抗値よりも十分に抵抗値が大きいものが用いられることとなる(例えば、抵抗37の抵抗値(510KΩ)、抵抗36の抵抗値(5.1KΩ))。尚、N型MOSFET34のゲートにハイレベルが印加される場合、ダイオード38のカソード側の電位が上昇して当該ダイオード38の順方向に電流が流れなくなり、マイクロコンピュータ3のP1端子はハイレベルとなる。
===マイクロコンピュータ3の構成等===
以下、図2を適宜参照しつつ、図3を用いてマイクロコンピュータ3の構成等について説明する。図3は、マイクロコンピュータ3の構成の一例を示すブロック図である。
マイクロコンピュータ3は、制御回路20、ROM(Read Only Memory)21、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)22、積算型電流計測回路23、FG(Frequency Generator)カウンタ24、RC発振回路26、AD(Analog Digital)コンバータ27、リセット回路28を有する。
リセット回路28は、電源ラインに電源電圧VDDが印加され、コンデンサ18の電荷の蓄積動作により抵抗17とコンデンサ18との接続ラインの電位が上昇し所定値以上に達すると、マイクロコンピュータ3の各ブロックをリセットするためのリセット信号を出力する。
RC発振回路26は、RC1端子に接続される抵抗16の抵抗値に応じた周波数のクロックを発振する。尚、本実施形態においてはRC発振回路26を用いているがこれに限るものではなく、水晶振動子を用いた水晶発振回路やセラミック振動子を用いたセラミック発振回路等を採用することも可能である。
ADコンバータ27は、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧が過充電防止用集積回路4において分圧された各電圧(アナログ信号)をアナログデジタル変換して、変換結果であるデジタル信号を制御回路20に出力する。
積算型電流計測回路23及びFGカウンタ24は、二次電池1(1)乃至1(4)を充電しているときの充電量や、二次電池1(1)乃至1(4)の充電電圧を放電しているときの放電量を算出するために設けられる。尚、積算型電流計測回路23及びFG回路24については、本発明の出願人が既に出願している特開2004−340916等に詳細に記載されているため、以下簡単に説明する。積算型電流計測回路23は、抵抗11の一端と接続されたSRBAT端子と接続され、抵抗11の他端と接続されたSRT端子と接続される。このため、積算型電流計測回路23には、抵抗11に電流が流れるときの当該抵抗11の一端に発生する電圧がSRBAT端子を介して印加され、当該抵抗11の他端に発生する電圧がSRT端子を介して印加される。そして、積算型電流計測回路23は、各端子ごとに、不図示の電圧電流変換回路、コンデンサ、比較回路を有する。そして、SRBAT端子の電圧が電圧電流変換されることによりコンデンサに電荷が蓄積され、比較回路においてコンデンサの積分電圧と基準電圧とが比較される。同様に、SRT端子の電圧が電圧電流変換されることによりコンデンサに電荷が蓄積され、比較回路においてコンデンサの積分電圧と基準電圧とが比較される。FGカウンタ24は、各比較回路ごと(つまり、各端子ごと)に設けられ、各比較回路の比較結果の変化の回数をカウントする。そして、各端子ごとのFGカウンタ24のカウント値を減算回路(不図示)で減算することにより、ノイズ成分が除去された充放電時の電流を反映した信号が制御回路20に出力されることとなる。
制御回路20は、マイクロコンピュータ3を統括制御する回路である。
制御回路20は、接続端子7A、7Bに充電器が接続されると二次電池1(1)乃至1(4)を充電するためにP型MOSFET6をオンさせるべく、COVID端子からハイレベルを出力させる。そして、制御回路20は、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧が所定の電圧(以下、第1基準電圧(第1電圧)という。第1基準電圧<過充電電圧)に達したか否かを順次検出するべく、SDATA端子から例えばシリアルデータを出力させ、SCLK端子からクロックを出力させる。尚、本実施形態においては、二次電池1(1)の充電電圧(VC1端子とVC2端子との間の電位差)が第1基準電圧に達したか否かを検出するためのシリアルデータは、例えば6ビットの‘100011’であるものとする。また、二次電池1(2)の充電電圧(VC2端子とVC3端子との間の電位差)が第1基準電圧に達したか否かを検出するためのシリアルデータは、例えば5ビットの‘01001’であるものとする。二次電池1(3)の充電電圧(VC3端子とVC4端子との間の電位差)が第1基準電圧に達したか否かを検出するためのシリアルデータは、例えば6ビットの‘001011’であるものとする。二次電池1(4)の充電電圧(VC4端子とVC5端子との間の電位差)が第1基準電圧に達したか否かを検出するためのシリアルデータは、例えば6ビットの‘000111’であるものとする。そして、制御回路20は、各シリアルデータを出力させた後のADコンバータ27からの各デジタル信号と、EERPOM22に予め記憶された第1基準電圧に応じたデータ(以下、第1基準データという)とを比較することにより、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧が第1基準電圧に達したか否かを順次検出する。そして、制御回路20は、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧が第1基準電圧に達したことを検出すると、P型MOSFET6をオフさせるべく、COVID端子からローレベルを出力させる。
また、制御回路20は、P1端子のレベルを検出することにより、ヒューズ31A、31Bが溶断されたか否かを検出する。詳述すると、制御回路20は、P1端子にローレベルが入力されることにより、ヒューズ31A、31Bが溶断されていないこと検出する。また、制御回路20は、P1端子にハイレベルが入力されることにより、ヒューズ31A、31Bが溶断されたことを検出する。また、制御回路20は、FGカウンタ24からの信号に基づいて二次電池1(1)乃至1(4)への充電量を算出し、例えば電池パックのユーザーに二次電池1(1)乃至1(4)の充電電圧を知らせるべく、発光ダイオード(不図示)を発光させるための信号を不図示の端子から出力させる。尚、制御回路20は、接続端子7A、7Bに負荷が接続されると二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧を放電させるためにP型MOSFET14をオンさせるべく、DOVID端子からハイレベルを出力させる。そして、制御回路20は、FGカウンタ24からの信号に基づいて二次電池1(1)乃至1(4)からの放電量を算出し、上述の発光ダイオードを発光させるための信号を不図示の端子から出力させる。また、制御回路20は、接続端子7A、7Bに接続された負荷が外されると、P型MOSFET14をオフさせるべく、DOVID端子からローレベルを出力させる。
ROM21は、制御回路20が上述の統括制御を行うためのプログラムデータが予め記憶されている。このROM21は、例えば、製造工程においてデータを焼付け固定するマスクROM、紫外線消去することによりデータを繰り返し書き込み読み出し可能なEPROM(Erasable Programmable ROM)等での不揮発性素子で構成される。
EEPROM22は、第1基準データが予め記憶される。このEEPROM22は、例えば、電気消去することによりデータを繰り返し書き込み読み出し可能な不揮発性素子で構成される。
===過充電防止用集積回路4の構成等===
以下、図2を適宜参照しつつ、図1、図5を用いて本発明に係る過充電防止用集積回路4の構成等について説明する。図1は、本発明に係る過充電防止用集積回路4の構成の一例を示す回路図である。図5は、図1に示すセレクタ回路46の構成の一例を示す図である。
過充電防止用集積回路4は、インバータ回路41、42(第1出力回路)、55、シフトレジスタ43、ラッチ回路44、OR回路45A乃至45C、54、セレクタ回路46、抵抗47A、47B、48A、48B、50A乃至50H、差動増幅回路49、定電流源51A乃至51D(基準電圧発生回路)、ツェナーダイオード52A乃至52D(基準電圧発生回路)、比較回路53A乃至53D、P型MOSFET56、N型MOSFET57が集積化された回路である。尚、抵抗50A乃至50H、定電流源51A乃至51D、ツェナーダイオード52A乃至52D、OR回路54は、検出回路を構成する。また、インバータ回路55、P型MOSFET56、N型MOSFET57は、第2出力回路を構成する。また、シフトレジスタ43、ラッチ回路44、OR回路45A乃至45C、セレクタ回路46、抵抗47A、47B、48A、48B、差動増幅回路49は、第3出力回路を構成する。
インバータ回路42は、入力端子がCTL_CHG端子と接続され、出力端子がCOUT端子と接続される。そして、インバータ回路42は、入力がハイレベルの場合ハイレベルを反転したローレベルを出力し、ローレベルの場合ローレベルを反転したハイレベルを出力する。尚、インバータ回路42の正電源は、VIN端子を介した接続端子7AとP型MOSFET6との接続ラインの電圧レベルであり、負電源は接地である。この結果、P型MOSFET6をオフさせるためのハイレベルを、当該接続ラインの電圧レベル相当とすることが可能となる。
インバータ回路41は、入力端子がCTL_DCHG端子と接続され、出力端子がDOUT端子と接続される。そして、インバータ回路41は、入力がハイレベルの場合ハイレベルを反転したローレベルを出力し、ローレベルの場合ローレベルを反転したハイレベルを出力する。尚、インバータ回路41の正電源は電源電圧VDDであり、負電源は接地である。
シフトレジスタ43は、SDATA端子に入力されるシリアルデータを、SCLK端子に入力されるクロックの例えば立上りのタイミングで順次保持する。詳述すると、シフトレジスタ43は、二次電池1(1)の充電電圧が第1基準電圧に達したか否かを検出する場合、6ビット(ABCDEF)のシリアルデータ‘100011’を、クロックの立上りのタイミングで順次保持する。また、シフトレジスタ43は、二次電池1(2)の充電電圧が第1基準電圧に達したか否かを検出する場合、5ビット(ABCDE)のシリアルデータ‘01001’を、クロックの立上りのタイミングで順次保持する。尚、このときのFに保持されるデータは、二次電池1(1)の充電電圧が第1基準電圧に達したか否かを検出する場合のAに保持されるデータ‘1’である。また、シフトレジスタ43は、二次電池1(3)の充電電圧が第1基準電圧に達したか否かを検出する場合、6ビット(ABCDEF)のシリアルデータ‘001011’を、クロックの立上りのタイミングで順次保持する。また、シフトレジスタ43は、二次電池1(4)の充電電圧が第1基準電圧に達したか否かを検出する場合、6ビット(ABCDEF)のシリアルデータ‘000111’を、クロックの立上りのタイミングで順次保持する。
ラッチ回路44は、シフトレジスタ43のE、Fの何れにもデータ‘1’が保持されると、ABCDに保持されるデータをラッチして、セレクタ回路46及びOR回路45A乃至45Cに出力する。
OR回路45Aは、入力A、Bの何れもが‘0’の場合‘0’を出力し、それ以外の場合‘1’を出力する。また、OR回路45Bは、入力B、Cの何れもが‘0’の場合‘0’を出力し、それ以外の場合‘1’を出力する。また、OR回路45Cは、入力C、Dの何れもが‘0’の場合‘0’を出力し、それ以外の場合‘1’を出力する。
セレクタ回路46は、図5に示すように、インバータ回路70A乃至70C、NOR回路71A乃至71C、AND回路72A乃至72C、スイッチ回路73A乃至73Hを有する。
インバータ回路70Aは、入力bが‘1’の場合‘1’を反転した‘0’を出力し、‘0’の場合‘0’を反転した‘1’を出力する。また、インバータ回路70Bは、入力cが‘1’の場合‘1’を反転した‘0’を出力し、‘0’の場合‘0’を反転した‘1’を出力する。また、インバータ回路70Cは、入力dが‘1’の場合‘1’を反転した‘0’を出力し、‘0’の場合‘0’を反転した‘1’を出力する。
NOR回路71Aは、インバータ回路70Aの出力と入力cの何れもが‘0’の場合‘1’を出力し、それ以外の場合‘0’を出力する。また、NOR回路71Bは、インバータ回路70Bの出力と入力dの何れもが‘0’の場合‘1’を出力し、それ以外の場合‘0’を出力する。また、NOR回路71Cは、インバータ回路70Cの出力と入力eの何れもが‘0’の場合‘1’を出力し、それ以外の場合‘0’を出力する。
AND回路72Aは、入力b、cの何れもが‘1’の場合‘1’を出力し、それ以外の場合‘0’を出力する。また、AND回路72Bは、入力c、dの何れもが‘1’の場合‘1’を出力し、それ以外の場合‘0’を出力する。また、AND回路72Cは、入力d、eの何れもが‘1’の場合‘1’を出力し、それ以外の場合‘0’を出力する。
スイッチ回路73Aは、入力aが‘1’の場合、閉じる。この結果、VC1端子の電圧が分圧(抵抗48Aの抵抗値/抵抗47Aの抵抗値)された電圧が、差動増幅回路49の反転入力端子(−)に印加されることとなる。また、スイッチ回路73Bは、AND回路72Aの出力が‘1’の場合、閉じる。この結果、VC2端子の電圧が分圧(抵抗48Aの抵抗値/抵抗47Aの抵抗値)された電圧が、差動増幅回路49の反転入力端子(−)に印加されることとなる。また、スイッチ回路73Cは、AND回路72Bの出力が‘1’の場合、閉じる。この結果、VC3端子の電圧が分圧(抵抗48Aの抵抗値/抵抗47Aの抵抗値)された電圧が、差動増幅回路49の反転入力端子(−)に印加されることとなる。また、スイッチ回路73Dは、AND回路72Cの出力が‘1’の場合、閉じる。この結果、VC4端子の電圧が分圧(抵抗48Aの抵抗値/抵抗47Aの抵抗値)された電圧が、差動増幅回路49の反転入力端子(−)に印加されることとなる。
更に、スイッチ回路73Eは、NOR回路71Aの出力が‘1’の場合、閉じる。この結果、差動増幅回路49の非反転入力端子(+)に、VC2端子の電圧が分圧(抵抗48Bの抵抗値/抵抗47Bの抵抗値)された電圧が印加されることとなる。また、スイッチ回路73Fは、NOR回路71Bの出力が‘1’の場合、閉じる。この結果、差動増幅回路49の非反転入力端子(+)に、VC3端子の電圧が分圧(抵抗48Bの抵抗値/抵抗47Bの抵抗値)された電圧が印加されることとなる。また、スイッチ回路73Gは、NOR回路71Cの出力が‘1’の場合、閉じる。この結果、差動増幅回路49の非反転入力端子(+)に、VC4端子の電圧が分圧(抵抗48Bの抵抗値/抵抗47Bの抵抗値)された電圧が印加されることとなる。また、スイッチ回路73Hは、入力eが‘1’の場合、閉じる。この結果、差動増幅回路49の非反転入力端子(+)に、VC5端子の電圧が分圧(抵抗48Bの抵抗値/抵抗47Bの抵抗値)された電圧が印加されることとなる。
再び、図1を参照しつつ、過充電防止用集積回路4の構成について説明すると、抵抗47Aは、一端がセレクタ回路46と接続され、他端が差動増幅回路49の反転入力端子(−)、抵抗48Aの一端と接続される。抵抗48Aは、差動増幅回路49の帰還抵抗であり、一端が差動増幅回路49の反転入力端子(−)と接続され、他端が差動増幅回路49の出力端子と接続される。尚、抵抗48Aは、VC1端子乃至VC4端子の各電圧を順次分圧するべく、抵抗47Aよりも抵抗値が十分に小さいものが用いられる(例えば、抵抗47Aの抵抗値(3.2MΩ)、抵抗48Aの抵抗値(480KΩ)の場合、VC1端子乃至VC4端子の電圧は略1/6.66に分圧される)。抵抗47Bは、抵抗47Aと同じ抵抗値で設けられ、一端がセレクタ回路46と接続され、他端が差動増幅回路49の非反転入力端子(+)、抵抗48Bの一端と接続される。また、抵抗48Bは、抵抗48Aと同じ抵抗値で設けられ、一端が差動増幅回路49の非反転入力端子(+)と接続され、他端が差動増幅回路49の出力端子と接続される。
差動増幅回路49は、反転入力端子(−)に印加される電圧と非反転入力電圧(+)に印加される電圧との差を、抵抗48Aの抵抗値によって定まるゲインで増幅して出力する。詳述すると、上述のスイッチ回路73A乃至73Dのスイッチ動作により、差動増幅回路49の反転入力端子(−)には、VC1端子乃至VC4端子の各電圧が順次印加される。また、上述のスイッチ回路73E乃至73Hのスイッチ動作により、差動増幅回路49の非反転入力端子(+)には、VC2乃至VC5端子の各電圧が順次印加される。この結果、差動増幅回路49は、VC1端子とVC2端子との間の電位差である二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧、VC2端子とVC3端子との間の電位差である二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が分圧された電圧、VC3端子とVC4端子との間の電位差である二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が分圧された電圧、V4端子とVC5端子との間の電位差である二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が分圧された電圧を、順次出力することとなる。つまり、SDATA端子に入力されるシリアルデータ、SCLK端子に入力されるクロックに応じて、差動増幅回路49は、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)を順次分圧した電圧を出力することとなる。そして、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)が順次分圧された電圧は、VMONI端子からマイクロコンピュータ3に出力される。
抵抗50A乃至50H、定電流源51A乃至51D、ツェナーダイオード52A乃至52D、比較回路53A乃至53D、OR回路54は、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)の少なくとも何れかが所定の電圧(以下、第2基準電圧(第2電圧)という。第1基準電圧<第2基準電圧<過充電電圧)に達したか否かを検出するために設けられる。
詳述すると、抵抗50A、50Bは、VC1端子とVC2端子との間で直列接続され、抵抗50Aと抵抗50Bとの接続ラインは比較回路53Aの非反転入力端子(+)と接続される。この結果、比較回路53Aの非反転入力端子(+)には、VC1端子とVC2端子との間の電位差(=二次電池1(1)の充電電圧V1(1))を抵抗50A、50Bで分圧した電圧(={二次電池1(1)の充電電圧V1(1)・抵抗50Bの抵抗値/(抵抗50Aの抵抗値+抵抗50Bの抵抗値)})が印加されることとなる。抵抗50C、50Dは、VC2端子とVC3端子との間で直列接続され、抵抗50Cと抵抗50Dとの接続ラインは比較回路53Bの非反転入力端子(+)と接続される。この結果、比較回路53Bの非反転入力端子(+)には、VC2端子とVC3端子との間の電位差(=二次電池1(2)の充電電圧V1(2))を抵抗50C、50Dで分圧した電圧(={二次電池1(2)の充電電圧V1(2)・抵抗50Dの抵抗値/(抵抗50Cの抵抗値+抵抗50Dの抵抗値)})が印加されることとなる。抵抗50E、50Fは、VC3端子とVC4端子との間で直列接続され、抵抗50Eと抵抗50Fとの接続ラインは比較回路53Cの非反転入力端子(+)と接続される。この結果、比較回路53Cの非反転入力端子(+)には、VC3端子とVC4端子との間の電位差(=二次電池1(3)の充電電圧V1(3))を抵抗50E、50Fで分圧した電圧(={二次電池1(3)の充電電圧V1(3)・抵抗50Fの抵抗値/(抵抗50Eの抵抗値+抵抗50Fの抵抗値)})が印加されることとなる。抵抗50G、50Hは、VC4端子とVC5端子との間で直列接続され、抵抗50Gと抵抗50Hとの接続ラインは比較回路53Dの非反転入力端子(+)と接続される。この結果、比較回路53Dの非反転入力端子(+)に、VC4端子とVC5端子との間の電位差(=二次電池1(4)の充電電圧V1(4))を抵抗50G、50Hで分圧した電圧(={二次電池1(4)の充電電圧V1(4)・抵抗50Hの抵抗値/(抵抗50Gの抵抗値+抵抗50Hの抵抗値)})が印加されることとなる。
定電流源51A、ツェナーダイオード52Aは、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が第2基準電圧に達したか否かを検出するべく、当該第2基準電圧に応じた安定した電圧を、比較回路53Aの反転入力端子(−)に印加させるための回路である。詳述すると、定電流源51A、ツェナーダイオード52Aは、VC1端子とVC2端子との間で直列接続され、定電流源51Aとツェナーダイオード52Aとの接続ラインは比較回路53Aの反転入力端子(−)と接続される。定電流源51Aは、ツェナーダイオード52Aが安定したツェナー電圧(基準電圧)を比較回路53Aの反転入力端子(−)に印加するべく、VC1端子の電圧が不安定な場合のVC1端子とツェナーダイオード52Aとを電気的に分離して、ツェナーダイオード52Aに電流を供給する。ツェナーダイオード52Aは、ツェナー電圧以上の電圧が印加されることにより定電流源51Aからの電流が順方向とは反対の逆方向に流れ、第2基準電圧に応じた電圧としてツェナー電圧を比較回路53Aの反転入力端子(−)に印加させる。定電流源51B、ツェナーダイオード52Bは、二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が第2基準電圧に達したか否かを検出するべく、当該第2基準電圧に応じた安定した電圧を、比較回路53Bの反転入力端子(−)に印加させるための回路である。詳述すると、定電流源51B、ツェナーダイオード52Bは、VC2端子とVC3端子との間で直列接続され、定電流源51Bとツェナーダイオード52Bとの接続ラインは比較回路53Bの反転入力端子(−)と接続される。定電流源51Bは、ツェナーダイオード52Bが安定したツェナー電圧(基準電圧)を比較回路53Bの反転入力端子(−)に印加するべく、VC2端子の電圧が不安定な場合の当該VC2端子とツェナーダイオード52Bとを電気的に分離して、ツェナーダイオード52Bに電流を供給する。ツェナーダイオード52Bは、ツェナー電圧以上の電圧が印加されることにより定電流源51Bからの電流が順方向とは反対の逆方向に流れ、第2基準電圧に応じた電圧としてツェナー電圧を比較回路53Bの反転入力端子(−)に印加させる。定電流源51C、ツェナーダイオード52Cは、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が第2基準電圧に達したか否かを検出するべく、当該第2基準電圧に応じた安定した電圧を、比較回路53Cの反転入力端子(−)に印加させるための回路である。詳述すると、定電流源51C、ツェナーダイオード52Cは、VC3端子とVC4端子との間で直列接続され、定電流源51Cとツェナーダイオード52Cとの接続ラインは比較回路53Cの反転入力端子(−)と接続される。定電流源51Cは、ツェナーダイオード52Cが安定したツェナー電圧(基準電圧)を比較回路53Cの反転入力端子(−)に印加するべく、VC3端子の電圧が不安定な場合の当該VC3端子とツェナーダイオード52Cとを電気的に分離して、ツェナーダイオード52Cに電流を供給する。ツェナーダイオード52Cは、ツェナー電圧以上の電圧が印加されることにより定電流源51Cからの電流が順方向とは反対の逆方向に流れ、第2基準電圧に応じた電圧としてツェナー電圧を比較回路53Cの反転入力端子(−)に印加させる。定電流源51D、ツェナーダイオード52Dは、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が第2基準電圧に達したか否かを検出するべく、当該第2基準電圧に応じた安定した電圧を、比較回路53Dの反転入力端子(−)に印加させるための回路である。詳述すると、定電流源51D、ツェナーダイオード52Dは、VC4端子とVC5端子との間で直列接続され、定電流源51Dとツェナーダイオード52Dとの接続ラインは比較回路53Dの反転入力端子(−)と接続される。定電流源51Dは、ツェナーダイオード52Dが安定したツェナー電圧(基準電圧)を比較回路53Dの反転入力端子(−)に印加するべく、VC4端子の電圧が不安定な場合の当該VC4端子とツェナーダイオード52Dとを電気的に分離して、ツェナーダイオード52Dに電流を供給する。ツェナーダイオード52Dは、ツェナー電圧以上の電圧が印加されることにより定電流源51Dからの電流が順方向とは反対の逆方向に流れ、第2基準電圧に応じた電圧としてツェナー電圧を比較回路53Dの反転入力端子(−)に印加させる。
比較回路53Aは、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもローレベルである場合、OR回路54にローレベルを出力し、ハイレベルである場合(二次電池1(1)の充電電圧V1(1)と第2基準電圧とが等しい場合も含む。以下同じ)、OR回路54にハイレベルを出力する。つまり、比較回路53Aは、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が第2基準電圧に達した場合、OR回路54にハイレベルを出力することとなる。比較回路53Bは、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもローレベルである場合、OR回路54にローレベルを出力し、ハイレベルである場合(二次電池1(2)の充電電圧V1(2)と第2基準電圧とが等しい場合も含む。以下同じ)、OR回路54にハイレベルを出力する。つまり、比較回路53Bは、二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が第2基準電圧に達した場合、OR回路54にハイレベルを出力することとなる。比較回路53Cは、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもローレベルである場合、OR回路54にローレベルを出力し、ハイレベルである場合(二次電池1(3)の充電電圧V1(3)と第2基準電圧とが等しい場合も含む。以下同じ)、OR回路54にハイレベルを出力する。つまり、比較回路53Cは、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が第2基準電圧に達した場合、OR回路54にハイレベルを出力することとなる。比較回路53Dは、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもローレベルである場合、OR回路54にローレベルを出力し、ハイレベルである場合(二次電池1(4)の充電電圧V1(4)と第2基準電圧とが等しい場合も含む。以下同じ)、OR回路54にハイレベルを出力する。つまり、比較回路53Dは、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が第2基準電圧に達した場合、OR回路54にハイレベルを出力することとなる。
OR回路54は、比較回路53A乃至53Dの出力の何れもがローレベルの場合ローレベルを出力し、それ以外の場合ハイレベルを出力する。つまり、OR回路54は、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)の少なくとも何れかが第2基準電圧に達した場合ハイレベルを出力し、それ以外の場合ローレベルを出力する。
インバータ回路55は、入力がローレベルの場合ローレベルを反転したハイレベルを出力し、ハイレベルの場合ハイレベルを反転したローレベルを出力する。
P型MOSFET56、N型MOSFET57は、CMOS(Complementary MOS)インバータ回路を構成する。詳述すると、P型MOSFET56は、ゲートがインバータ回路55の出力と接続され、ソースが電源電圧VDDと接続され、ドレインがSCP端子と接続される。P型MOSFET56は、ゲートにローレベルが印加されることによりオンし、ハイレベルが印加されることによりオフする。また、N型MOSFET57は、ゲートがP型MOSFET56のゲートと共通接続されてインバータ回路55の出力と接続され、ドレインがSCP端子と接続され、ソースが接地される。N型MOSFET57は、ゲートにハイレベルが印加されることによりオンし、ローレベルが印加されることによりオフする。この結果、インバータ回路55の出力がハイレベルの場合、N型MOSFET57がオンし、SCP端子はローレベルとなり、インバータ回路55の出力がローレベルの場合、P型MOSFET56がオンし、SCP端子はハイレベルとなる。つまり、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)の少なくとも何れかが第2基準電圧に達した場合、SCP端子はハイレベルとなる。また、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)の何れもが第2基準電圧に達していない場合、SCP端子はローレベルとなる。
===過充電防止用装置2の動作===
以下、図1乃至図5を適宜参照しつつ、図6を用いて過充電防止用装置2の動作について説明する。図6は、マイクロコンピュータ3の処理動作を示すフローチャートである。
<<一次保護>>
マイクロコンピュータ3の制御回路20は、接続端子7A、7Bに充電器が接続されると二次電池1(1)乃至1(4)を充電するためにP型MOSFET6をオンさせるべく、COVID端子からハイレベルを出力させる(S101)。過充電防止用集積回路4のインバータ回路42は、CTL_CHG端子に入力された当該ハイレベルを反転したローレベルを、COUT端子から出力する。P型MOSFET6は、COUT端子からのローレベルが印加されることによりオンする。この結果、二次電池1(1)乃至1(4)と充電器との間の充電路が接続され、ダイオード8の順方向、SCP回路5(ヒューズ31A、31B)、二次電池1(1)乃至1(4)、抵抗11を介して充電器と通電し、二次電池1(1)乃至1(4)の充電が開始されることとなる。
制御回路20は、例えば、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が第1基準電圧に達したか否かを検出するべく、変数iを‘1’とする(S102)。そして、制御回路20は、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧を過充電防止用集積回路4から出力させるべく、SDATA端子からシリアルデータ‘100011’を出力させ、SCLK端子からクロックを出力させる(S103)。
過充電防止用集積回路4のシフトレジスタ43は、SDATA端子に入力されたシリアルデータ‘100011’を、SCLK端子に入力されたクロックの立上りのタイミングで順次保持する。ラッチ回路44は、シフトレジスタ43のEFの何れにもデータ‘1’が保持されると、ABCDに保持されるデータ‘1000’をラッチして、セレクタ回路46及びOR回路45A乃至45Cに出力する。OR回路45Aは、入力Aの‘1’に基づいて‘1’を出力する。OR回路45Bは、入力B、Cの‘0’に基づいて‘0’を出力する。OR回路45Cは、入力C、Dの‘0’に基づいて‘0’を出力する。セレクタ回路46のインバータ回路70Aは、入力bの‘1’を反転した‘0’を出力する。NOR回路71Aは、インバータ回路70Aの出力‘0’と入力cの‘0’に基づいて‘1’を出力する。この結果、スイッチ回路73EはNOR回路71Aの出力‘1’に基づいて閉じ、VC2端子の電圧が分圧(抵抗48Bの抵抗値/抵抗47Bの抵抗値)された電圧が、差動増幅回路49の非反転入力端子(+)に印加される。また、スイッチ回路73Aは、入力aの‘1’に基づいて閉じる。この結果、VC1端子の電圧が分圧(抵抗48Aの抵抗値/抵抗47Aの抵抗値)された電圧が、差動増幅回路49の反転入力端子(−)に印加される。尚、AND回路72A乃至72C、NOR回路71B、71Cの出力は‘0’となり入力eは‘0’であるため、スイッチ回路73B乃至73D、73F乃至73Hは、開いたままの状態となる。差動増幅回路49は、反転入力端子(−)に印加されるVC1端子の電圧が分圧された電圧と、非反転入力端子(+)に印加されるVC2端子の電圧が分圧された電圧とに基づいて、VC1端子とVC2端子との間の電位差である二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧を出力する。この結果、過充電防止用集積回路4のVMONI端子から、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧が、マイクロコンピュータ3のVBAT端子に出力されることとなる。
マイクロコンピュータ3のADコンバータ27は、VBAT端子に印加された二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧をアナログデジタル変換して、変換結果であるデジタル信号を制御回路20に出力する。制御回路20は、EEPROM22に予め記憶された第1基準電圧に応じた第1基準データを読み出す(S104)。そして、制御回路20は、ADコンバータ27からのデジタル信号と第1基準データを比較することにより、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が第1基準電圧に達したか否かを検出する(S105)。そして、例えば、制御回路20は、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が第1基準電圧に達していないことを検出すると(S105・NO)、二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が第1基準電圧に達したか否かを検出するべく、変数iをインクリメントする(S106)。更に、制御回路20は、変数iが‘5’に達したか否かを判別する(S107)。
そして、制御回路20は、変数iが‘5’に達していないと判別すると(S107・NO)、二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が分圧された電圧を過充電防止用集積回路4から出力させるべく、SDATA端子からシリアルデータ‘01001’を出力させ、SCLK端子からクロックを出力させる(S103)。
過充電防止用集積回路4のシフトレジスタ43は、SDATA端子に入力されたシリアルデータ‘01001’を、SCLK端子に入力されたクロックの立上りのタイミングで順次保持する。ラッチ回路44は、シフトレジスタ43のEFの何れにもデータ‘1’が保持されると、ABCDに保持されるデータ‘0100’をラッチして、セレクタ回路46及びOR回路45A乃至45Cに出力する。OR回路45Aは、入力Bの‘1’に基づいて‘1’を出力する。OR回路45Bは、入力Bの‘1’に基づいて‘1’を出力する。OR回路45Cは、入力C、Dの‘0’に基づいて‘0’を出力する。セレクタ回路46のAND回路72Aは、入力b、cの‘1’に基づいて‘1’を出力する。この結果、スイッチ回路73BはAND回路72Aの出力‘1’に基づいて閉じ、VC2端子の電圧が分圧(抵抗48Aの抵抗値/抵抗47Aの抵抗値)された電圧が、差動増幅回路49の反転入力端子(−)に印加される。また、インバータ回路70Bは、入力cの‘1’を反転した‘0’を出力する。NOR回路71Bは、インバータ回路70Bの出力‘0’と入力dの‘0’に基づいて‘1’を出力する。この結果、スイッチ回路73FはNOR回路71Bの出力‘1’に基づいて閉じ、VC3端子の電圧が分圧(抵抗48Bの抵抗値/抵抗47Bの抵抗値)された電圧が、差動増幅回路49の非反転入力端子(+)に印加される。尚、NOR回路71A、71C、AND回路72B、72Cの出力は‘0’となり入力a、eは‘0’であるため、スイッチ回路73A、73C乃至73E、73G、73Hは、開いたままの状態となる。差動増幅回路49は、反転入力端子(−)に印加されるVC2端子の電圧が分圧された電圧と、非反転入力端子(+)に印加されるVC3端子の電圧が分圧された電圧とに基づいて、VC2端子とVC3端子との間の電位差である二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が分圧された電圧を出力する。この結果、過充電防止用集積回路4のVMONI端子から、二次電池1(2)の充電電圧が分圧された電圧が、マイクロコンピュータ3のVBAT端子に出力されることとなる。
マイクロコンピュータ3のADコンバータ27は、VBAT端子に印加された二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が分圧された電圧をアナログデジタル変換して、変換結果であるデジタル信号を制御回路20に出力する。制御回路20は、EEPROM22に予め記憶された第1基準電圧に応じた第1基準データを読み出す(S104)。そして、制御回路20は、ADコンバータ27からのデジタル信号と第1基準データを比較することにより、二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が第1基準電圧に達したか否かを検出する(S105)。そして、例えば、制御回路20は、二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が第1基準電圧に達していないことを検出すると(S105・NO)、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が第1基準電圧に達したか否かを検出するべく、変数iをインクリメントする(S106)。更に、制御回路20は、変数iが‘5’に達したか否かを判別する(S107)。
そして、制御回路20は、変数iが‘5’に達していないと判別すると(S107・NO)、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が分圧された電圧を過充電防止用集積回路4から出力させるべく、SDATA端子からシリアルデータ‘001011’を出力させ、SCLK端子からクロックを出力させる(S103)。
過充電防止用集積回路4のシフトレジスタ43は、SDATA端子に入力されたシリアルデータ‘001011’を、SCLK端子に入力されたクロックの立上りのタイミングで順次保持する。ラッチ回路44は、シフトレジスタ43のEFの何れにもデータ‘1’が保持されると、ABCDに保持されるデータ‘0010’をラッチして、セレクタ回路46及びOR回路45A乃至45Cに出力する。OR回路45Aは、入力A、Bの‘0’に基づいて‘0’を出力する。OR回路45Bは、入力Cの‘1’に基づいて‘1’を出力する。OR回路45Cは、入力Cの‘1’に基づいて‘1’を出力する。セレクタ回路46のAND回路72Bは、入力c、dの‘1’に基づいて‘1’を出力する。この結果、スイッチ回路73CはAND回路72Bの出力‘1’に基づいて閉じ、VC3端子の電圧を分圧(抵抗48Aの抵抗値/抵抗47Aの抵抗値)した電圧が、差動増幅回路49の反転入力端子(−)に印加される。また、インバータ回路70Cは、入力dの‘1’を反転した‘0’を出力する。NOR回路71Cは、インバータ回路70Cの出力‘0’と入力eの‘0’に基づいて‘1’を出力する。この結果、スイッチ回路73GはNOR回路71Cの出力‘1’に基づいて閉じ、VC4端子の電圧を分圧(抵抗48Bの抵抗値/抵抗47Bの抵抗値)した電圧が、差動増幅回路49の非反転入力端子(+)に印加される。尚、NOR回路71A、71B、AND回路72A、72Cの出力は‘0’となり入力a、eは‘0’であるため、スイッチ回路73A、73B、73D乃至73F、73Hは、開いたままの状態となる。差動増幅回路49は、反転入力端子(−)に印加されるVC3端子の電圧が分圧された電圧と、非反転入力端子(+)に印加されるVC4端子の電圧が分圧された電圧とに基づいて、VC3端子とVC4端子との間の電位差である二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が分圧された電圧を出力する。この結果、過充電防止用集積回路4のVMONI端子から、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が分圧された電圧が、マイクロコンピュータ3のVBAT端子に出力されることとなる。
マイクロコンピュータ3のADコンバータ27は、VBAT端子に印加された二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が分圧された電圧をアナログデジタル変換して、変換結果であるデジタル信号を制御回路20に出力する。制御回路20は、EEPROM22に予め記憶された第1基準電圧に応じた第1基準データを読み出す(S104)。そして、制御回路20は、ADコンバータ27からのデジタル信号と第1基準データを比較することにより、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が第1基準電圧に達したか否かを検出する(S105)。そして、例えば、制御回路20は、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が第1基準電圧に達していないことを検出すると(S105・NO)、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が第1基準電圧に達したか否かを検出するべく、変数iをインクリメントする(S106)。更に、制御回路20は、変数iが‘5’に達したか否かを判別する(S107)。
そして、制御回路20は、変数iが‘5’に達していないと判別すると(S107・NO)、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が分圧された電圧を過充電防止用集積回路4から出力させるべく、SDATA端子からシリアルデータ‘000111’を出力させ、SCLK端子からクロックを出力させる(S103)。
過充電防止用集積回路4のシフトレジスタ43は、SDATA端子に入力されたシリアルデータ‘000111’を、SCLK端子に入力されたクロックの立上りのタイミングで順次保持する。ラッチ回路44は、シフトレジスタ43のEFの何れにもデータ‘1’が保持されると、ABCDに保持されるデータ‘0001’をラッチして、セレクタ回路46及びOR回路45A乃至45Cに出力する。OR回路45Aは、入力A、Bの‘0’に基づいて‘0’を出力する。OR回路45Bは、入力B、Cの‘0’に基づいて‘0’を出力する。OR回路45Cは、入力Dの‘1’に基づいて‘1’を出力する。セレクタ回路46のAND回路72Cは、入力d、eの‘1’に基づいて‘1’を出力する。この結果、スイッチ回路73DはAND回路72Cの出力‘1’に基づいて閉じ、VC4端子の電圧を分圧(抵抗48Aの抵抗値/抵抗47Aの抵抗値)した電圧が、差動増幅回路49の反転入力端子(−)に印加される。また、スイッチ回路73Hは、入力eの‘1’に基づいて閉じる。この結果、VC5端子の電圧を分圧(抵抗48Bの抵抗値/抵抗47Bの抵抗値)した電圧が、差動増幅回路49の反転入力端子(−)に印加される。尚、NOR回路71A乃至71C、AND回路72A、72Bの出力は‘0’となり入力aは‘0’であるため、スイッチ回路73A乃至73C、73E乃至73Gは、開いたままの状態となる。差動増幅回路49は、反転入力端子(−)に印加されるVC4端子の電圧が分圧された電圧と、非反転入力端子(+)に印加されるVC5端子の電圧が分圧された電圧とに基づいて、VC4端子とVC5端子との間の電位差である二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が分圧された電圧を出力する。この結果、過充電防止用集積回路4のVMONI端子から、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が分圧された電圧が、マイクロコンピュータ3のVBAT端子に出力されることとなる。
マイクロコンピュータ3のADコンバータ27は、VBAT端子に印加された二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が分圧された電圧をアナログデジタル変換して、変換結果であるデジタル信号を制御回路20に出力する。制御回路20は、EEPROM22に予め記憶された第1基準電圧に応じた第1基準データを読み出す(S104)。そして、制御回路20は、ADコンバータ27からのデジタル信号と第1基準データを比較することにより、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が第1基準電圧に達したか否かを検出する(S105)。そして、例えば、制御回路20は、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が第1基準電圧に達していないことを検出すると(S105・NO)、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が第1基準電圧に達したか否かを検出するべく、変数iをインクリメントする(S106)。更に、制御回路20は、変数iが‘5’に達したか否かを判別する(S107)。
そして、制御回路20は、変数iが‘5’に達していると判別すると(S107・YES)、変数iを‘1’とする。そして、制御回路20は、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧を再び過充電防止用集積回路4から出力させるべく、SDATA端子からシリアルデータ‘01001’を出力させ、SCLK端子からクロックを出力させる(S103)。このようなマイクロコンピュータ3、過充電防止用集積回路4の動作が繰り返されることにより、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)が第1基準電圧に達したか否かを順次検出することが可能となる。
そして、仮に、マイクロコンピュータ3、過充電防止用集積回路4が上述の動作を正常に行い、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)が第1基準電圧に達し、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)が第1基準電圧に達したことを制御回路20が検出すると(S105・YES)、制御回路20はP型MOSFET6をオフさせるべく、COVID端子からローレベルを出力させる(S108)。過充電防止用集積回路4のインバータ回路42は、CTL_CHG端子に入力された当該ローレベルを反転したハイレベルを、COUT端子から出力する。P型MOSFET6は、COUT端子からのハイレベルが印加されることによりオフする。この結果、二次電池1(1)乃至1(4)と充電器との間の充電路が遮断され、当該二次電池1(1)乃至1(4)の充電が終了することとなる。
しかしながら、仮に、マイクロコンピュータ3、過充電防止用集積回路4、P型MOSFET6の何れかの故障等に起因して、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)が第1基準電圧に達したにも関わらず、マイクロコンピュータ3がローレベルを出力しない場合、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)が過充電電圧に達する可能性がある。そこで、過充電防止用集積回路4は、以下の動作を行う。
<<二次保護>>
上述したように、二次電池1(1)乃至1(4)の充電が開始されると、抵抗50Aと抵抗50Bとが直列接続された抵抗体には、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)(=VC1端子とVC2端子との間の電位差)が印加される。そして、比較回路53Aの非反転入力端子(+)には、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧(={二次電池1(1)の充電電圧V1(1)・抵抗50Bの抵抗値/(抵抗50Aの抵抗値+抵抗50Bの抵抗値)})が印加される。また、比較回路53Aの反転入力端子(−)には、定電流源51Aから供給される電流がツェナーダイオード52Aの逆方向に流れることにより、第2基準電圧に応じた電圧を示すツェナー電圧が印加される。この結果、比較回路53Aにおいて、二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が第2基準電圧に達したか否かが検出されることとなる。そして、比較回路53Aは、例えば、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもローレベルである場合、OR回路54にローレベルを出力する。
同様に、抵抗50Cと抵抗50Dとが直列接続された抵抗体には、二次電池1(2)の充電電圧V1(2)(VC2端子とVC3端子との間の電位差)が印加される。そして、比較回路53Bの非反転入力端子(+)には、二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が分圧された電圧(={二次電池1(2)の充電電圧V1(2)・抵抗50Dの抵抗値/(抵抗50Cの抵抗値+抵抗50Dの抵抗値)})が印加される。また、比較回路53Bの反転入力端子(−)には、定電流源51Bから供給される電流がツェナーダイオード52Bの逆方向に流れることにより、第2基準電圧に応じた電圧を示すツェナー電圧が印加される。この結果、比較回路53Bにおいて、二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が第2基準電圧に達したか否かが検出されることとなる。そして、比較回路53Bは、例えば、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもローレベルである場合、OR回路54にローレベルを出力する。
同様に、抵抗50Eと抵抗50Fとが直列接続された抵抗体には、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)(VC3端子とVC4端子との間の電位差)が印加される。そして、比較回路53Cの非反転入力端子(+)には、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が分圧された電圧(={二次電池1(3)の充電電圧V1(3)・抵抗50Fの抵抗値/(抵抗50Eの抵抗値+抵抗50Fの抵抗値)})が印加される。また、比較回路53Cの反転入力端子(−)には、定電流源51Cから供給される電流がツェナーダイオード52Cの逆方向に流れることにより、第2基準電圧に応じた電圧を示すツェナー電圧が印加される。この結果、比較回路53Cにおいて、二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が第2基準電圧に達したか否かが検出されることとなる。そして、比較回路53Cは、例えば、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもローレベルである場合、OR回路54にローレベルを出力する。
同様に、抵抗50Gと抵抗50Hとが直列接続された抵抗体には、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)(VC4端子とVC5端子との間の電位差)が印加される。そして、比較回路53Dの非反転入力端子(+)には、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が分圧された電圧(={二次電池1(4)の充電電圧V1(4)・抵抗50Hの抵抗値/(抵抗50Gの抵抗値+抵抗50Hの抵抗値)})が印加される。また、比較回路53Dの反転入力端子(−)には、定電流源51Dから供給される電流がツェナーダイオード52Dの逆方向に流れることにより、第2基準電圧に応じた電圧を示すツェナー電圧が印加される。この結果、比較回路53Dにおいて、二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が第2基準電圧に達したか否かが検出されることとなる。そして、比較回路53Dは、例えば、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもローレベルである場合、OR回路54にローレベルを出力する。
OR回路54は、比較回路53A乃至53Dの出力の何れもがローレベルであることに基づいて、ローレベルを出力する。インバータ回路55は、ローレベルを反転したハイレベルを出力する。このため、N型MOSFET57がオンし、SCP端子はローレベルとなる。そして、SCP回路5のN型MOSFET34は、ゲートにローレベルが印加されることによりオフしたままの状態となる。この結果、発熱抵抗32A、32Bには電流が流れず、ヒューズ31A、31Bは溶断されないこととなる。
以下、上述したようにマイクロコンピュータ3、過充電防止用集積回路4、P型MOSFET6の何れかの故障に起因して、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)の少なくとも何れかが第1基準電圧に達したにも関わらず、マイクロコンピュータ3がCOVID端子からローレベルを出力しないことによって、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)が第1基準電圧を超えて第2基準電圧に達したものとして説明する。
比較回路53Aは、例えば、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(1)の充電電圧V1(1)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもハイレベルである場合、OR回路54にハイレベルを出力する。また、比較回路53Bは、例えば、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(2)の充電電圧V1(2)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもハイレベルである場合、OR回路54にハイレベルを出力する。また、比較回路53Cは、例えば、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(3)の充電電圧V1(3)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもハイレベルである場合、OR回路54にハイレベルを出力する。また、比較回路53Dは、例えば、非反転入力端子(+)に印加される電圧(二次電池1(4)の充電電圧V1(4)が分圧された電圧)が、反転入力端子(−)に印加される電圧(第2基準電圧に応じた電圧)よりもハイレベルである場合、OR回路54にハイレベルを出力する。OR回路54は、比較回路53A乃至53Dの出力のハイレベルに基づいて、ハイレベルを出力する。尚、本実施形態においては、全ての比較回路53A乃至53Dがハイレベルを出力するものとして説明しているが、比較回路53A乃至53Dの何れか1つでもハイレベルを出力した場合、OR回路54はハイレベルを出力することとなる。インバータ回路55は、ハイレベルを反転したローレベルを出力する。このため、P型MOSFET56がオンし、SCP端子はハイレベルとなる。
SCP回路5のN型MOSFET34は、ゲートにハイレベルが印加されることによりオンする。この結果、発熱抵抗32A、32Bに電流が流れることとなる。そして、発熱抵抗32A、32Bが発熱することにより、ヒューズ31A、31Bが溶断されることとなる。つまり、二次電池1(1)乃至1(4)の充電が終了することとなる。この結果、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧V1(1)乃至V1(4)が第1基準電圧に達したにも関わらず、マイクロコンピュータ3がローレベルを出力しない場合であっても、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧の少なくとも何れかが第2基準電圧に達したとき当該二次電池1(1)乃至1(4)の充電を終了させ、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧が過充電電圧に達することを防止することが可能となる。
上述した実施形態によれば、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧1(1)乃至1(4)が第2基準電圧に達した場合、過充電防止用集積回路4において二次電池1(1)乃至1(4)と充電器との間の充電路に介在するヒューズ31A、31Bを溶断させることが可能となる。この結果、ヒューズ31A(109A)、31B(109B)を溶断させるための集積回路を設ける必要が無くなり、コストアップ防止、煩雑さ防止、複雑化防止を図ることができるとともに、二次電池1(1)乃至1(4)の充電性能をより活用した充電を行うことができる。
更に、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧1(1)乃至1(4)が第1基準電圧に達したか否かを検出するための回路(セレクタ回路46、差動増幅回路49等)と、第2基準電圧に達したか否かを検出するための回路(比較回路53A乃至53D、OR回路54等)とを過充電防止用集積回路4の構成とすることにより、二次電池1(1)乃至1(4)の充電性能を十分に活用した充電を行うことが可能となる。詳述すると、本発明に係る過充電防止用集積回路4においては、第1基準電圧及び第2基準電圧に達したか否かを検出するための二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧1(1)乃至1(4)の検出を過充電防止用集積回路4のみで行うことが可能となる。このため、従来のように、第1の集積回路(過充電防止用集積回路4)及び第2の集積回路(マイクロコンピュータ3)と第3の集積回路とをそれぞれ別個に設け、第1基準電圧と第2基準電圧との差を、当該第1の集積回路及び第2の集積回路と第3の集積回路との特性の違いに起因した大きさに設定する必要が無くなる。この結果、例えば、第2基準電圧を満充電電圧に略等しい値に設定し、当該第2基準電圧との差が小さい値を第1基準電圧に設定することが可能となる。このため、二次電池1(1)乃至1(4)の充電性能を十分に活用した充電を行うことが可能となる。
更に、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧1(1)乃至1(4)が第2基準電圧に達したか否かを、比較回路53A乃至53Dにおいて比較することが可能となり、当該二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧1(1)乃至1(4)が第2基準電圧に達した場合、ヒューズ31A、31Bを確実に溶断させることが可能となる。
更に、二次電池1(1)の充電電圧1(1)を抵抗50A、50Bで分圧した電圧(={二次電池1(1)の充電電圧V1(1)・抵抗50Bの抵抗値/(抵抗50Aの抵抗値+抵抗50Bの抵抗値)})と、ツェナーダイオード52Aのツェナー電圧とを、比較回路53Aに印加させることが可能となり、当該比較回路53Aにおいてより確実において比較することが可能となる。また、二次電池1(2)の充電電圧1(2)を抵抗50C、50Dで分圧した電圧(={二次電池1(2)の充電電圧V1(2)・抵抗50Dの抵抗値/(抵抗50Cの抵抗値+抵抗50Dの抵抗値)})と、ツェナーダイオード52Bのツェナー電圧とを、比較回路53Bに印加させることが可能となり、当該比較回路53Bにおいてより確実において比較することが可能となる。また、二次電池1(3)の充電電圧1(3)を抵抗50E、50Fで分圧した電圧(={二次電池1(3)の充電電圧V1(3)・抵抗50Fの抵抗値/(抵抗50Eの抵抗値+抵抗50Fの抵抗値)})と、ツェナーダイオード52Cのツェナー電圧とを、比較回路53Cに印加させることが可能となり、当該比較回路53Cにおいてより確実において比較することが可能となる。また、二次電池1(4)の充電電圧1(4)を抵抗50G、50Hで分圧した電圧(={二次電池1(4)の充電電圧V1(4)・抵抗50Hの抵抗値/(抵抗50Gの抵抗値+抵抗50Hの抵抗値)})と、ツェナーダイオード52Dのツェナー電圧とを、比較回路53Dに印加させることが可能となり、当該比較回路53Dにおいてより確実において比較することが可能となる。
また、マイクロコンピュータ3からのローレベルに基づいてインバータ回路42がハイレベルをP型MOSFET6に出力することにより、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧1(1)乃至1(4)が第1基準電圧に達した場合、当該二次電池1(1)乃至1(4)と充電器との間の充電路を確実に遮断させることが可能となる。また、マイクロコンピュータ3からのハイレベルに基づいてインバータ回路42がローレベルをP型MOSFET6に出力することにより、二次電池1(1)乃至1(4)と充電器との間の充電路を確実に接続させることが可能となる。更に、例えば二次電池1(1)乃至1(4)の充電電圧が放電された場合であっても、過充電防止用装置2において再び当該二次電池1(1)乃至1(4)を充電することが可能となる。
また、二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧1(1)乃至1(4)が第2基準電圧に達した場合、当該二次電池1(1)乃至1(4)と充電器との間に介在するヒューズ31A、31Bを溶断させることが可能となる。二次電池1(1)乃至1(4)の各充電電圧1(1)乃至1(4)が第1基準電圧に達することを防止するためのマイクロコンピュータ3、過充電防止用集積回路4、P型MOSFET6の何れが故障等した過充電防止用装置2において再び二次電池1(1)乃至1(4)を充電することを防止することが可能となる。
以上、本発明に係る過充電防止用集積回路4について説明したが、上記の説明は、本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。
本発明に係る過充電防止用集積回路の構成を示す回路図である。 本発明に係る過充電防止用集積回路を備えた過充電防止用装置の全体構成、及び二次電池を示す図である。 マイクロコンピュータの構成を示すブロック図である。 SCP回路の構成を示す回路図である。 セレクタ回路の構成を示す図である。 マイクロコンピュータの処理動作を示すフローチャートである。
符号の説明
1(1)、1(2)、1(3)、1(4) 二次電池
2 過充電防止用装置
3 マイクロコンピュータ
4 過充電防止用集積回路
5 SCP回路
6、14、56 P型MOSFET
7A、7B 接続端子
8、15、35、38 ダイオード
9A、9B、9C、9D 抵抗
10A、10B、10C、10D、13、18、19 コンデンサ
11、12、16、17、33、36、37 抵抗
20 制御回路
21 ROM
22 EEPROM
23 積算型電流計測回路
24 FGカウンタ
26 RC発振回路
27 ADコンバータ
28 リセット回路
31A、31B ヒューズ
32A、32B 発熱抵抗
34、57 N型MOSFET
41、42、55、70A、70B、70C インバータ回路
43 シフトレジスタ
44 ラッチ回路
45A、45B、45C、54 OR回路
46 セレクタ回路
47A、47B、48A、48B 抵抗
49 差動増幅回路
50A、50B、50C、50D、50E、50F、50G、50H 抵抗
51A、51B、51C、51D 定電流源
52A、52B、52C、52D ツェナーダイオード
53A、53B、53C、53D 比較回路
71A、71B、71C NOR回路
72A、72B、72C AND回路
73A、73B、73C、73D、73E、73F、73G、73H スイッチ回路

Claims (6)

  1. 二次電池と当該二次電池を充電するための充電器との間の充電路に介在する、前記充電路を遮断するための第1遮断回路及び第2遮断回路の遮断動作を制御する過充電防止用集積回路であって、
    前記二次電池の充電電圧が第1電圧(<前記二次電池自体の過充電電圧)に達したことを外部装置が検出した場合、当該検出結果に基づいて、前記第1遮断回路を遮断動作させるための信号を出力する第1出力回路と、
    前記二次電池の充電電圧が第2電圧(前記第1電圧<前記第2電圧<前記過充電電圧)に達したか否かを検出する検出回路と、
    前記外部装置が前記検出結果を出力するべきタイミングで前記検出結果を出力しない場合、前記二次電池の充電電圧が前記第2電圧に達したことを示す前記検出回路の検出結果に基づいて、前記第2遮断回路を遮断動作させるための信号を出力する第2出力回路と、
    を備えたことを特徴とする過充電防止用集積回路。
  2. 前記外部装置が前記検出結果を出力するべく、前記二次電池の充電電圧を前記外部装置に出力する第3出力回路を備えた、
    ことを特徴とする請求項1に記載の過充電防止用集積回路。
  3. 前記検出回路は、
    前記二次電池の充電電圧と前記第2電圧とを比較する比較回路を備え、
    前記第2出力回路は、
    前記二次電池の充電電圧が前記第2電圧に達したことを示す前記比較回路の比較結果に基づいて、前記第2遮断回路を遮断動作させるための信号を出力する、
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の過充電防止用集積回路。
  4. 前記検出回路は、
    前記二次電池の充電電圧に応じた電圧を発生する抵抗と、
    前記第2電圧に応じた基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、を備え、
    前記比較回路は、
    前記二次電池の充電電圧に応じた電圧が前記基準電圧に達した場合に前記比較結果を出力する、
    ことを特徴とする請求項3に記載の過充電防止用集積回路。
  5. 前記第1遮断回路は、
    前記充電路を接続又は遮断するためのトランジスタ回路であって、
    前記第1出力回路は、
    前記外部装置の前記検出結果に基づいて、前記充電路を遮断させるべく前記トランジスタ回路をオフするための信号を出力し、前記二次電池の充電電圧が前記第1電圧に達していないことを前記外部装置が検出した場合の検出結果に基づいて、前記充電路を接続させるべく前記トランジスタ回路をオンするための信号を出力する、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の過充電防止用集積回路。
  6. 前記第2遮断回路は、
    前記充電路に介在するヒューズと、前記ヒューズを溶断可能な発熱抵抗と、を備え、
    前記第2出力回路は、
    前記検出回路の前記検出結果に基づいて、前記発熱抵抗を発熱させるための信号を出力する、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の過充電防止用集積回路。
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