JP2009177937A - Charge/discharge control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、充放電経路に第一MOS及び第二MOSが設けられるバッテリの充放電を制御する充放電制御回路に関する。 The present invention relates to a charge / discharge control circuit that controls charge / discharge of a battery in which a first MOS and a second MOS are provided in a charge / discharge path.
現在、様々な携帯型電子機器が、普及している。これらの携帯型電子機器は、通常、バッテリを搭載したバッテリパックによって駆動されている。 Currently, various portable electronic devices are in widespread use. These portable electronic devices are usually driven by a battery pack equipped with a battery.
携帯型電子機器が使用される場合、バッテリは携帯型電子機器に接続され、バッテリが充電される場合、バッテリは充電器に接続される。ここで、バッテリの危険状態として、バッテリの充電時にバッテリに充電器が極性を逆に接続される充電器逆接続状態がある。 When a portable electronic device is used, the battery is connected to the portable electronic device, and when the battery is charged, the battery is connected to a charger. Here, as a dangerous state of the battery, there is a charger reverse connection state in which the charger is reversely connected to the battery when the battery is charged.
この対策とし、バッテリに充電器が極性を逆に接続され、検出端子の電圧が電源電圧よりも高くなると、バッテリの放電が停止する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、検出端子の電圧が電源電圧よりも高くなると、検出端子及び電源端子の間の寄生ダイオードに電流が流れ、他の回路が誤動作する可能性がある。 However, when the voltage at the detection terminal becomes higher than the power supply voltage, a current flows through a parasitic diode between the detection terminal and the power supply terminal, and other circuits may malfunction.
また、検出端子の電圧が電源電圧よりも高くなってバッテリの放電が停止するまでの待機時間が存在してしまう。よって、バッテリの危険状態が継続する時間が長くなってしまう。よって、バッテリに対する安全性が低くなっている。 In addition, there is a waiting time until the voltage at the detection terminal becomes higher than the power supply voltage and the battery discharge is stopped. Therefore, the time during which the dangerous state of the battery continues is prolonged. Therefore, the safety for the battery is low.
上記のようなことを防止するため、バッテリに対する安全性を高くできる、バッテリの充放電を制御する充放電制御回路が求められている。 In order to prevent the above, there is a need for a charge / discharge control circuit that controls charge / discharge of a battery, which can increase the safety of the battery.
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、バッテリに対する安全性を高くできる充放電制御回路を提供する。 This invention is made in view of the said subject, and provides the charging / discharging control circuit which can raise the safety | security with respect to a battery.
本発明は、上記課題を解決するため、充放電経路に第一MOS及び第二MOSが設けられるバッテリの充放電を制御する充放電制御回路において、前記バッテリに充電器が極性を逆に接続されることを検出するための検出端子と、前記検出端子の電圧が電源電圧よりも低い所定電圧になると、オンすると電流を流してオフすると寄生ダイオードによる放電電流だけを流す前記第一MOSがオンするよう動作し、オンすると電流を流してオフすると寄生ダイオードによる充電電流だけを流す前記第二MOSがオフするよう動作し、前記バッテリの放電を停止させる充電器逆接続検出回路と、を備えることを特徴とする充放電制御回路を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a charge / discharge control circuit for controlling charge / discharge of a battery in which a first MOS and a second MOS are provided in a charge / discharge path, wherein a charger is connected to the battery with a reverse polarity. When the voltage at the detection terminal and the detection terminal is lower than the power supply voltage, the first MOS is turned on and the first MOS is turned on and only the discharge current due to the parasitic diode is turned on. And a charger reverse connection detection circuit that operates to turn off the second MOS that flows only the charging current due to the parasitic diode when turned off and turns off, and stops discharging of the battery. A charge / discharge control circuit is provided.
本発明では、バッテリに充電器が極性を逆に接続されることが充電器逆接続検出回路によって検出される時の検出端子の電圧が、電源電圧よりも高い電圧でなくて電源電圧よりも低い所定電圧である。よって、その分、充電器逆接続検出回路によって検出するための時間が短くなり、充電器逆接続検出回路による検出速度が速くなる。よって、放電が直ちに停止するので、バッテリに対する安全性が高くなる。 In the present invention, when the charger reverse connection detection circuit detects that the charger is reversely connected to the battery, the voltage at the detection terminal is not higher than the power supply voltage but lower than the power supply voltage. It is a predetermined voltage. Therefore, the time for detection by the charger reverse connection detection circuit is shortened accordingly, and the detection speed by the charger reverse connection detection circuit is increased. Therefore, since the discharge stops immediately, the safety for the battery is increased.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、バッテリパックの構成について説明する。図1は、バッテリパックを示すブロック図である。図2は、充放電制御回路を示すブロック図である。 First, the configuration of the battery pack will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a battery pack. FIG. 2 is a block diagram showing a charge / discharge control circuit.
バッテリパックは、負荷(図示せず)に電源電圧を供給し、また、充電器(図示せず)によって充電される。保護回路100は、バッテリ200を保護する。充放電制御回路110は、MOS120及びMOS130をオンオフ制御することにより、バッテリ200の充放電を制御する。
The battery pack supplies a power supply voltage to a load (not shown) and is charged by a charger (not shown). The
バッテリパックは、保護回路100及びバッテリ200を有する。バッテリパックは、端子EB+及び端子EB−を有する。保護回路100は、充放電制御回路110とMOS120とMOS130とを有する。充放電制御回路110は、過充電検出回路111、過放電検出回路112、過電流検出回路113、遅延回路115、充電器逆接続検出回路116、及び、ロジック回路117を備える。充放電制御回路110は、電源端子VDD、接地端子VSS、制御端子DO、制御端子CO、及び、検出端子VMを備える。
The battery pack includes a
バッテリ200は、正極端子が端子EB+及び電源端子VDDに接続され、負極端子が接地端子VSSに接続され、負極端子が端子EB−にMOS120及びMOS130を介して接続される。充放電制御回路110は、制御端子DOがMOS130に接続され、制御端子COがMOS120に接続され、検出端子VMが端子EB−に接続される。過充電検出回路111は、一端が電源端子VDDに接続され、他端が遅延回路115の第一入力端子に接続される。過放電検出回路112は、一端が電源端子VDDに接続され、他端が遅延回路115の第二入力端子に接続される。過電流検出回路113は、一端が検出端子VMに接続され、他端が遅延回路115の第三入力端子に接続される。遅延回路115は、出力端子がロジック回路117第一入力端子に接続される。充電器逆接続検出回路116は、一端が検出端子VMに接続され、他端がロジック回路117の第二入力端子に接続される。ロジック回路117は、第一出力端子が制御端子COに接続され、第二出力端子が制御端子DOに接続される。また、充電器または負荷が、端子EB+及び端子EB−の間に接続される。
The
ここで、検出端子VMは、バッテリ200が過電流状態になることを検出するための端子である。また、検出端子VMは、バッテリ200に充電器が極性を逆に接続されることを検出するための端子である。
Here, the detection terminal VM is a terminal for detecting that the
次に、充放電制御回路の動作について説明する。 Next, the operation of the charge / discharge control circuit will be described.
<バッテリ200が過充電状態になる場合>
バッテリ200の電圧が高くなって所定電圧以上になり、バッテリ200が過充電状態になると、過充電検出回路111はバッテリ200が過充電されたことを検出する。その後、バッテリ200が過充電状態であるままで遅延回路115によって設定された遅延時間(例えば、1秒)が経過すると、つまり、バッテリ200の過充電状態の時間が遅延時間以上になると、ロジック回路117はロー信号及びハイ信号をMOS120及びMOS130のゲートに出力する。すると、MOS120がオフして寄生ダイオードによる放電電流だけを流し、MOS130がオンして電流を流し、過充電検出回路111はバッテリ200の充電を停止させる。
<When
When the voltage of the
<バッテリ200が過放電状態になる場合>
バッテリ200の電圧が低くなって所定電圧未満になり、バッテリ200が過放電状態になると、過放電検出回路112はバッテリ200が過放電したことを検出する。その後、バッテリ200が過放電状態であるままで遅延回路115によって設定された遅延時間が経過すると、つまり、バッテリ200の過放電状態の時間が遅延時間以上になると、ロジック回路117はハイ信号及びロー信号をMOS120及びMOS130のゲートに出力する。すると、MOS120がオンして電流を流し、MOS130がオフして寄生ダイオードによる充電電流だけを流し、過放電検出回路112はバッテリ200の放電を停止させる。
<When
When the voltage of the
<バッテリ200が過電流状態になる場合>
異常な電流が負荷に流れ、バッテリ200が過電流状態になると、過電流検出回路113はバッテリ200が過電流を流していることを検出する。その後、バッテリ200が過電流状態であるままで遅延回路115によって設定された遅延時間が経過すると、つまり、バッテリ200の過電流状態の時間が遅延時間以上になると、ロジック回路117はハイ信号及びロー信号をMOS120及びMOS130のゲートに出力する。すると、MOS120がオンして電流を流し、MOS130がオフして寄生ダイオードによる充電電流だけを流し、過電流検出回路113はバッテリ200の放電を停止させる。
<When
When an abnormal current flows through the load and the
<バッテリ200に充電器が極性を逆に接続される場合>
充電器がバッテリ200に接続してバッテリ200の充電が行われる場合、充電器の正極端子は端子EB+に接続され、充電器の負極端子は端子EB−に接続されるが、充電器がバッテリ200に誤って接続し、充電器の正極端子が端子EB−に接続され、充電器の負極端子が端子EB+に接続される。つまり、充電器がバッテリ200に極性を逆に接続される。すると、検出端子VM及び端子EB−の電圧は、通常、接地電圧VSS付近であるが、バッテリ200の電圧である電源電圧VDD付近になってしまう。検出端子VMの電圧が電源電圧VDDよりも低い所定電圧になると、充電器逆接続検出回路116はその旨を検出し、ロジック回路117はハイ信号及びロー信号をMOS120及びMOS130のゲートに出力する。すると、MOS120がオンして電流を流し、MOS130がオフして寄生ダイオードによる充電電流だけを流し、充電器逆接続検出回路116はバッテリ200の放電を停止させる。
<When charger is connected to
When the
次に、第一実施形態の充電器逆接続検出回路の構成について説明する。図3は、第一実施形態の充電器逆接続検出回路を示す図である。 Next, the configuration of the charger reverse connection detection circuit of the first embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating the charger reverse connection detection circuit according to the first embodiment.
充電器逆接続検出回路116は、インバータ21を有する。
The charger reverse
インバータ21は、入力端子が検出端子VMに接続され、出力端子がロジック回路117の第二入力端子に接続される。
The
ここで、インバータ21の反転電圧は、電源電圧VDDよりも低い所定電圧である。例えば、インバータ21の反転電圧は、電源電圧VDDから1ボルトを減算した電圧である。
Here, the inversion voltage of the
次に、第一実施形態の充電器逆接続検出回路の動作について説明する。 Next, the operation of the charger reverse connection detection circuit of the first embodiment will be described.
検出端子VMの電圧が電源電圧VDD付近になってしまい、検出端子VMの電圧が電源電圧VDDよりも低い所定電圧になると、インバータ21の出力電圧は反転し、インバータ21はロジック回路117の第二入力端子にロー信号を検出信号として出力する。
When the voltage of the detection terminal VM becomes near the power supply voltage VDD and the voltage of the detection terminal VM becomes a predetermined voltage lower than the power supply voltage VDD, the output voltage of the
なお、充電器逆接続検出回路116による検出信号はロー信号であるが、インバータ21の出力端子にインバータ(図示せず)が設けられることにより、検出信号はハイ信号でも良くなる。
Note that the detection signal from the charger reverse
次に、第二実施形態の充電器逆接続検出回路の構成について説明する。図4は、第二実施形態の充電器逆接続検出回路を示す図である。 Next, the configuration of the charger reverse connection detection circuit of the second embodiment will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a charger reverse connection detection circuit according to the second embodiment.
充電器逆接続検出回路116は、分圧回路31、基準電圧回路32、及び、コンパレータ33を有する。
The charger reverse
分圧回路31は、入力端子が検出端子VMに接続され、出力端子がコンパレータ33の反転入力端子に接続される。基準電圧回路32は、出力端子がコンパレータ33の非反転入力端子に接続される。コンパレータ33は、出力端子がロジック回路117の第二入力端子に接続される。
The
次に、第二実施形態の充電器逆接続検出回路の動作について説明する。 Next, the operation of the charger reverse connection detection circuit of the second embodiment will be described.
検出端子VMの電圧が電源電圧VDD付近になってしまい、検出端子VMの電圧が電源電圧VDDよりも低い所定電圧以上になると、分圧回路31の出力電圧も高くなり、その出力電圧が基準電圧回路32の基準電圧よりも高くなると、コンパレータ33は出力電圧を反転し、コンパレータ33はロジック回路117の第二入力端子にロー信号を検出信号として出力する。
When the voltage of the detection terminal VM becomes near the power supply voltage VDD and the voltage of the detection terminal VM becomes equal to or higher than a predetermined voltage lower than the power supply voltage VDD, the output voltage of the
なお、充電器逆接続検出回路116による検出信号はロー信号であるが、コンパレータ33の反転入力端子と非反転入力端子とが交換されることやコンパレータ33の出力端子にインバータ(図示せず)が設けられることにより、検出信号はハイ信号でも良くなる。
The detection signal from the charger reverse
このようにすると、バッテリ200に充電器が極性を逆に接続されることが充電器逆接続検出回路116によって検出される時の検出端子VMの電圧が、電源電圧VDDよりも高い電圧でなくて電源電圧VDDよりも低い所定電圧である。よって、その分、充電器逆接続検出回路116によって検出するための時間が短くなり、充電器逆接続検出回路116による検出速度が速くなる。よって、放電が直ちに停止するので、バッテリ200に対する安全性が高くなる。
In this case, the voltage at the detection terminal VM when the charger reverse
なお、MOS120及びMOS130は、端子EB−及びバッテリ200の負極端子の間に設けられるNMOSであるが、端子EB+及びバッテリ200の正極端子の間に設けられるPMOSであっても良い。
The
また、充放電制御回路110は1個の半導体装置として構成され、MOS120及びMOS130はMOSFETとしてその半導体装置外部に設けられても良いしMOSとしてその半導体装置内部に設けられても良い。
The charge /
100……保護回路 110……充放電制御回路 120……MOS 130……MOS 200……バッテリ
100 ……
Claims (3)
前記バッテリに充電器が極性を逆に接続されることを検出するための検出端子と、
前記検出端子の電圧が電源電圧よりも低い所定電圧になると、オンすると電流を流してオフすると寄生ダイオードによる放電電流だけを流す前記第一MOSがオンするよう動作し、オンすると電流を流してオフすると寄生ダイオードによる充電電流だけを流す前記第二MOSがオフするよう動作し、前記バッテリの放電を停止させる充電器逆接続検出回路と、
を備えることを特徴とする充放電制御回路。 In a charge / discharge control circuit for controlling charge / discharge of a battery in which a first MOS and a second MOS are provided in a charge / discharge path,
A detection terminal for detecting that a charger is connected to the battery in reverse polarity;
When the voltage at the detection terminal becomes a predetermined voltage lower than the power supply voltage, when it is turned on, the first MOS that flows only the discharge current due to the parasitic diode is turned on when it is turned off. Then, the second MOS that flows only the charging current due to the parasitic diode operates to turn off, and a charger reverse connection detection circuit that stops discharging of the battery,
A charge / discharge control circuit comprising:
入力端子が前記検出端子に設けられ、反転電圧が前記所定電圧であるインバータ、
を有することを特徴とする請求項1記載の充放電制御回路。 The charger reverse connection detection circuit,
An inverter having an input terminal provided on the detection terminal and an inversion voltage being the predetermined voltage;
The charge / discharge control circuit according to claim 1, comprising:
入力端子が検出端子に設けられ、出力端子がコンパレータの第二入力端子に設けられる分圧回路と、
出力端子が前記コンパレータの第一入力端子に設けられる基準電圧回路と、
前記検出端子の電圧が前記所定電圧以上になると、出力電圧を反転する前記コンパレータと、
を有することを特徴とする請求項1記載の充放電制御回路。 The charger reverse connection detection circuit,
A voltage dividing circuit in which an input terminal is provided in the detection terminal and an output terminal is provided in the second input terminal of the comparator;
A reference voltage circuit having an output terminal provided at the first input terminal of the comparator;
The comparator for inverting the output voltage when the voltage at the detection terminal is equal to or higher than the predetermined voltage;
The charge / discharge control circuit according to claim 1, comprising:
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