JP2011015463A - Protection circuit and protection method - Google Patents

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順司 竹下
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貴志 武田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a protection circuit and a protection method capable of reducing a consumption current and lengthening a storage time of secondary battery.SOLUTION: The protection circuit 100 includes a standby detection unit 340 for detecting that a temperature of the secondary battery 110 has reached a prescribed temperature region based on a voltage of a terminal for temperature detection connected to the temperature detection element of the secondary battery 110. By the protection method, the protection circuit 100 is set to a standby mode when it is detected that the temperature of the secondary battery 110 has reached the prescribed region.

Description

本発明は、充放電可能な二次電池と負荷との間に接続されており、前記二次電池の保護を行う保護回路及び保護方法に関する。   The present invention relates to a protection circuit and a protection method that are connected between a chargeable / dischargeable secondary battery and a load and protect the secondary battery.

近年では、リチウムイオン電池等の二次電池で駆動するデジタルカメラや携帯電話等の携帯機器が普及している。リチウムイオン電池等の二次電池は、使用時の安全性を確保するために保護回路が備えられた電池パックの形態で使用される（例えば特許文献１）。   In recent years, portable devices such as digital cameras and mobile phones that are driven by a secondary battery such as a lithium ion battery have become widespread. A secondary battery such as a lithium ion battery is used in the form of a battery pack provided with a protection circuit in order to ensure safety during use (for example, Patent Document 1).

図６は、従来の保護回路を説明する図である。従来の保護回路１０は、二次電池１１と負荷１２との間に接続されている。保護回路１０は、保護ＩＣ２０、二次電池１１の温度を検出する温度検出素子であるサーミスタＲ１、二次電池１１からの放電を制御する放電制御用トランジスタＭ１、二次電池１１への充電を制御する充電制御用トランジスタＭ２を有する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional protection circuit. The conventional protection circuit 10 is connected between the secondary battery 11 and the load 12. The protection circuit 10 controls the protection IC 20, the thermistor R <b> 1 that is a temperature detection element that detects the temperature of the secondary battery 11, the discharge control transistor M <b> 1 that controls the discharge from the secondary battery 11, and the charging to the secondary battery 11. A charge control transistor M2.

保護回路１０では、図７に示すように、二次電池１１の温度が上昇してサーミスタＲ１と接続されたＶＴＨ端子の電圧が電池温度検出電圧に達すると、保護ＩＣ２０のＣｏｕｔ端子からトランジスタＭ２をオフさせる信号が出力され、二次電池１１への充電を禁止する。図７は、従来の保護回路の動作の一例を説明する図である。   In the protection circuit 10, when the temperature of the secondary battery 11 rises and the voltage of the VTH terminal connected to the thermistor R1 reaches the battery temperature detection voltage, the transistor M2 is connected from the Cout terminal of the protection IC 20 as shown in FIG. A signal to turn off is output, and charging of the secondary battery 11 is prohibited. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the operation of the conventional protection circuit.

また保護回路１０は、図８に示すように、サーミスタＲ１により検出された二次電池１１の温度が上昇すると、過充電検出電圧を下げる機能も有する。図８は、従来の保護回路の動作の別の例を説明する図である。図８の例では、二次電池１１の温度が上昇して高温領域に入ると過充電検出電圧を４．２７５Ｖから４．０Ｖに下げ、二次電池１１の温度が低下して通常領域に入ると過充電検出電圧を４．０Ｖから４．２７５Ｖへ上げている。   As shown in FIG. 8, the protection circuit 10 also has a function of lowering the overcharge detection voltage when the temperature of the secondary battery 11 detected by the thermistor R1 rises. FIG. 8 is a diagram for explaining another example of the operation of the conventional protection circuit. In the example of FIG. 8, when the temperature of the secondary battery 11 rises and enters the high temperature region, the overcharge detection voltage is lowered from 4.275V to 4.0V, and the temperature of the secondary battery 11 falls to enter the normal region. The overcharge detection voltage is increased from 4.0V to 4.275V.

この場合従来の保護回路１０では、二次電池１１の温度が高温又は低温となったときに異常を検出し、充電を禁止する等の保護動作を行う。また保護回路１０では、二次電池１１が過放電となった場合にも、過放電を検出してトランジスタＭ１をオフとする保護動作を行う。   In this case, the conventional protection circuit 10 detects an abnormality when the temperature of the secondary battery 11 becomes high or low, and performs a protective operation such as prohibiting charging. Further, the protection circuit 10 performs a protection operation for detecting overdischarge and turning off the transistor M1 even when the secondary battery 11 is overdischarged.

特開２００９−５５５８号公報JP 2009-5558 A

上記従来の保護回路１０では、二次電池１１の温度が通常動作の温度領域内にある場合には、特別な保護動作は行わない。このため二次電池１１の温度が通常動作の温度領域内にある場合はサーミスタＲ１に電流が流れ、保護回路１０で二次電池１１の容量が消費される。その結果、例えば保護回路１０が実装された電池パックを搭載した機器本体が未使用のまま倉庫等に保管されている状態でも、二次電池１１の容量が消費され、機器本体の保管中に二次電池１１の残量が低下してしまう。   In the conventional protection circuit 10, when the temperature of the secondary battery 11 is in the temperature range of normal operation, no special protection operation is performed. For this reason, when the temperature of the secondary battery 11 is within the temperature range of normal operation, current flows through the thermistor R <b> 1 and the capacity of the secondary battery 11 is consumed by the protection circuit 10. As a result, for example, the capacity of the secondary battery 11 is consumed even when the device body on which the battery pack on which the protection circuit 10 is mounted is stored in a warehouse or the like without being used. The remaining amount of the secondary battery 11 is reduced.

本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、消費電流を低減し、二次電池の保管時間を長くすることが可能な保護回路及び保護方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a protection circuit and a protection method capable of reducing current consumption and extending the storage time of a secondary battery. It is said.

本発明は、上記目的を達成するために、以下の如き構成を採用した。   The present invention employs the following configuration in order to achieve the above object.

充放電可能な二次電池（１１０）と負荷（１２０）との間に接続されており、前記二次電池（１１０）の保護を行う保護回路（１００）であって、
前記二次電池（１１０）の温度を検出する温度検出素子（Ｒｓ）と、
前記温度検出素子（Ｒｓ）と接続された温度検出用端子（ＶＴＨ）を有する保護ＩＣ（２００）と、を有し、
前記保護ＩＣ（２００）は、
前記温度検出用端子（ＶＴＨ）の電圧に基づき前記二次電池（１１０）の温度が所定の温度領域内となったことを検出するスタンバイ検出手段（３４０）と、
前記スタンバイ検出手段（３４０）により前記二次電（１１０）池の温度が所定の温度領域内となったことが検出されたとき、当該保護ＩＣ（２００）をスタンバイモードとするスタンバイ制御手段（３０１）と、を有する構成とした。 A protection circuit (100) connected between a chargeable / dischargeable secondary battery (110) and a load (120) for protecting the secondary battery (110);
A temperature detection element (Rs) for detecting the temperature of the secondary battery (110);
A protection IC (200) having a temperature detection terminal (VTH) connected to the temperature detection element (Rs),
The protection IC (200)
Standby detection means (340) for detecting that the temperature of the secondary battery (110) is within a predetermined temperature range based on the voltage of the temperature detection terminal (VTH);
When the standby detection means (340) detects that the temperature of the secondary battery (110) is within a predetermined temperature range, the standby control means (301) sets the protection IC (200) to the standby mode. ).

また本発明の保護回路において、前記スタンバイ検出手段（３４０）は、
前記二次電池（１１０）の温度が高温領域内となったことを検出する高温スタンバイ検出手段（３４０ａ）を含み、
前記高温スタンバイ検出手段（３４０ａ）は、
前記温度検出用端子（ＶＴＨ）の電圧が、前記二次電池（１１０）の温度が高温領域に達したことを検出する高温領域検出電圧（Ｖａ）よりも高い電圧に設定された高温スタンバイ検出電圧（Ｖｔｈ１）に達したとき、前記二次電池（１１０）の温度が高温領域内となったことを検出する構成とした。 In the protection circuit of the present invention, the standby detection means (340)
High temperature standby detection means (340a) for detecting that the temperature of the secondary battery (110) is in a high temperature region;
The high temperature standby detection means (340a)
The high temperature standby detection voltage in which the voltage of the temperature detection terminal (VTH) is set to a voltage higher than the high temperature region detection voltage (Va) for detecting that the temperature of the secondary battery (110) has reached the high temperature region. When (Vth1) is reached, it is configured to detect that the temperature of the secondary battery (110) is in the high temperature region.

また本発明の保護回路において、前記スタンバイ検出手段（３４０）は、
前記二次電池（１１０）の温度が低温領域内となったことを検出する低温スタンバイ検出手段（３４０ｂ）を含み、
前記低温スタンバイ検出手段（３４０ｂ）は、
前記温度検出用端子（ＶＴＨ）の電圧が、前記二次電池（１１０）の温度が低温領域に達したことを検出する低温領域検出電圧（Ｖｂ）よりも低い電圧に設定された低温スタンバイ検出電圧（Ｖｔｈ２）より低くなったとき、前記二次電池（１１０）の温度が低温領域内となったことを検出する構成とした。 In the protection circuit of the present invention, the standby detection means (340)
Low temperature standby detection means (340b) for detecting that the temperature of the secondary battery (110) is in a low temperature region,
The low temperature standby detection means (340b)
Low temperature standby detection voltage in which the voltage of the temperature detection terminal (VTH) is set to a voltage lower than the low temperature region detection voltage (Vb) for detecting that the temperature of the secondary battery (110) has reached the low temperature region When the temperature is lower than (Vth2), it is configured to detect that the temperature of the secondary battery (110) is in the low temperature region.

また本発明の保護回路は、前記スタンバイ制御手段（３０１）により前記保護ＩＣ（２００）がスタンバイモードとされたとき、前記温度検出素子（Ｒｓ）へ流れる電流を遮断する遮断手段（Ｍ３０）を有する構成とした。   In addition, the protection circuit of the present invention includes a cutoff means (M30) that cuts off a current flowing to the temperature detection element (Rs) when the protection IC (200) is set to a standby mode by the standby control means (301). The configuration.

充放電可能な二次電池（１１０）と負荷（１２０）との間に接続されており、前記二次電池（１１０）の保護を行う保護回路（２００）であって、
前記二次電池（１１０）の温度を検出する温度検出素子（Ｒｓ）と接続された温度検出用端子（ＶＴＨ）と、
前記温度検出用端子（ＶＴＨ）の電圧に基づき前記二次電池（１１０）の温度が所定の温度領域内となったことを検出するスタンバイ検出手段（３４０）と、
前記スタンバイ検出手段（３４０）により前記二次電池（１１０）の温度が所定の温度領域内となったことが検出されたとき、当該保護回路（２００）をスタンバイモードとするスタンバイ制御手段（３０１）と、を有する構成とした。 A protection circuit (200) connected between a chargeable / dischargeable secondary battery (110) and a load (120) for protecting the secondary battery (110);
A temperature detection terminal (VTH) connected to a temperature detection element (Rs) for detecting the temperature of the secondary battery (110);
Standby detection means (340) for detecting that the temperature of the secondary battery (110) is within a predetermined temperature range based on the voltage of the temperature detection terminal (VTH);
When the standby detection means (340) detects that the temperature of the secondary battery (110) is within a predetermined temperature range, the standby control means (301) sets the protection circuit (200) in the standby mode. It was set as the structure which has.

本発明は、充放電可能な二次電池（１１０）と負荷（１２０）との間に接続されており、前記二次電池（１１０）の温度を検出する温度検出素子（Ｒｓ）に接続される温度検出用端子（ＶＴＨ）を有し、前記二次電池（１１０）の保護を行う保護回路（２００）による保護方法であって、
前記温度検出用端子（ＶＴＨ）の電圧に基づき前記二次電池（１１０）の温度が所定の温度領域内となったことを検出するスタンバイ検出手順と、
前記スタンバイ検出手順により前記二次電池（１１０）の温度が所定の温度領域内となったことが検出されたとき、当該保護回路（２００）をスタンバイモードとするスタンバイ制御手順と、を有する方法とした。 The present invention is connected between a chargeable / dischargeable secondary battery (110) and a load (120), and is connected to a temperature detection element (Rs) for detecting the temperature of the secondary battery (110). A protection method using a protection circuit (200) having a temperature detection terminal (VTH) and protecting the secondary battery (110),
A standby detection procedure for detecting that the temperature of the secondary battery (110) is within a predetermined temperature range based on the voltage of the temperature detection terminal (VTH);
A standby control procedure for setting the protection circuit (200) in a standby mode when it is detected by the standby detection procedure that the temperature of the secondary battery (110) is within a predetermined temperature range; did.

なお、上記括弧内の参照符号は、理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、図示の態様に限定されるものではない。   Note that the reference numerals in the parentheses are given for ease of understanding, are merely examples, and are not limited to the illustrated modes.

本発明によれば、消費電流を低減し、二次電池の保管時間を長くすることができる。   According to the present invention, current consumption can be reduced and the storage time of the secondary battery can be extended.

第一の実施形態の保護回路を説明する図である。It is a figure explaining the protection circuit of 1st embodiment. 第一の実施形態のスタンバイ検出部を説明する図である。It is a figure explaining the standby detection part of 1st embodiment. 第一の実施形態の保護回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the protection circuit of 1st embodiment. 第二の実施形態のスタンバイ検出部を説明する図である。It is a figure explaining the standby detection part of 2nd embodiment. 第二の実施形態の保護回路の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the protection circuit of 2nd embodiment. 従来の保護回路を説明する図である。It is a figure explaining the conventional protection circuit. 従来の保護回路の動作の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of operation | movement of the conventional protection circuit. 従来の保護回路の動作の別の例を説明する図である。It is a figure explaining another example of operation | movement of the conventional protection circuit.

本発明では、二次電池の温度検出素子と接続された温度検出用端子の電圧に基づき二次電池の温度が所定の温度領域内となったことを検出する検出手段を有し、二次電池の温度が所定領域内となったことが検出されると保護回路をスタンバイモードとする。
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の保護回路を説明する図である。 In the present invention, the secondary battery has detection means for detecting that the temperature of the secondary battery is within a predetermined temperature range based on the voltage of the temperature detection terminal connected to the temperature detection element of the secondary battery. When it is detected that the temperature is within the predetermined range, the protection circuit is set to the standby mode.
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a protection circuit according to the first embodiment.

本実施形態の保護回路１００は、二次電池１１０と負荷１２０との間に接続されている。本実施形態の保護回路１００は、Ｂ＋端子、Ｂ−端子、Ｐ＋端子、Ｐ−端子、ＶＴ端子を有する。また本実施形態の保護回路１００は、保護ＩＣ２００、抵抗Ｒ１０、Ｒ２０、Ｒ３０、コンデンサＣ１０、Ｃ２０、Ｃ３０、サーミスタＲｓ、トランジスタＭ１０、Ｍ２０を有する。   The protection circuit 100 of this embodiment is connected between the secondary battery 110 and the load 120. The protection circuit 100 of this embodiment has a B + terminal, a B− terminal, a P + terminal, a P− terminal, and a VT terminal. The protection circuit 100 of this embodiment includes a protection IC 200, resistors R10, R20, and R30, capacitors C10, C20, and C30, a thermistor Rs, and transistors M10 and M20.

保護ＩＣ２００は、ＶＤＤ端子、ＶＴＨ端子、ＶＳＳＴ端子、ＶＳＳ端子、ＤＯＵＴ端子、ＣＯＵＴ端子、Ｖ−端子を有する。また保護ＩＣ２００は、高温領域検出部２１０、低温領域検出部２２０、過充電検出部２３０、過放電検出部２４０、充電過電流検出部２５０、放電過放電検出部２６０、発振器２７０、カウンタ２８０、論理回路２９０、論理回路３００、レベルシフト回路３１０、遅延回路３２０、短絡回路３３０、スタンバイ検出部３４０、トランジスタＭ３０を有する。   The protection IC 200 includes a VDD terminal, a VTH terminal, a VSST terminal, a VSS terminal, a DOUT terminal, a COUT terminal, and a V− terminal. The protection IC 200 includes a high temperature region detection unit 210, a low temperature region detection unit 220, an overcharge detection unit 230, an overdischarge detection unit 240, a charge overcurrent detection unit 250, a discharge overdischarge detection unit 260, an oscillator 270, a counter 280, a logic The circuit 290 includes a logic circuit 300, a level shift circuit 310, a delay circuit 320, a short circuit 330, a standby detection unit 340, and a transistor M30.

本実施形態の保護回路１００において、Ｂ＋端子は二次電池１１０の正極に接続され、Ｂ−端子は二次電池１１０の負極と接続される。Ｐ＋端子は負荷１２０の正極に接続され、Ｐ−端子は負荷１２０の負極と接続される。抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ１０とは、Ｂ＋端子とＢ−端子との間で直列に接続されており、抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ１０との接続点は、ＶＤＤ端子と接続されている。   In the protection circuit 100 of this embodiment, the B + terminal is connected to the positive electrode of the secondary battery 110, and the B− terminal is connected to the negative electrode of the secondary battery 110. The P + terminal is connected to the positive electrode of the load 120, and the P− terminal is connected to the negative electrode of the load 120. The resistor R10 and the capacitor C10 are connected in series between the B + terminal and the B− terminal, and the connection point between the resistor R10 and the capacitor C10 is connected to the VDD terminal.

コンデンサＣ２０は、Ｂ＋端子とＶＴ端子の間に接続されている。ＶＴ端子は、ＶＴＨ端子と接続されている。サーミスタＲｓと抵抗Ｒ２０とは、Ｂ＋端子とＶＳＳＴ端子との間に直列に接続されている。またサーミスタＲｓと抵抗Ｒ２０との接続点はＶＴＨ端子と接続されており、ＶＴＨ端子は二次電池１１０の温度検出用端子として使用される。コンデンサＣ３０はＰ＋端子とＰ−端子との間に接続されている。抵抗Ｒ３０は、Ｖ−端子とＰ−端子との間に接続されている。   The capacitor C20 is connected between the B + terminal and the VT terminal. The VT terminal is connected to the VTH terminal. The thermistor Rs and the resistor R20 are connected in series between the B + terminal and the VSST terminal. The connection point between the thermistor Rs and the resistor R20 is connected to the VTH terminal, and the VTH terminal is used as a temperature detection terminal of the secondary battery 110. The capacitor C30 is connected between the P + terminal and the P− terminal. The resistor R30 is connected between the V-terminal and the P-terminal.

トランジスタＭ１０とトランジスタＭ２０とは、Ｂ−端子とＰ−端子との間に直列に接続されている。ＶＳＳ端子はＢ−端子と接続されている。   Transistors M10 and M20 are connected in series between the B-terminal and the P-terminal. The VSS terminal is connected to the B-terminal.

本実施形態の保護ＩＣ２００において、高温領域検出部２１０は、ＶＴＨ端子の電圧を監視して二次電池１１０の温度が高温領域に達したか否かを判断する。低温領域検出部２２０は、ＶＴＨ端子の電圧を監視して二次電池１１０の温度が低温領域に達したか否かを判断する。尚本実施形態では、例えば二次電池１１０の温度が４５℃より高くなったとき高温領域に達したものと判断し、二次電池１１０の温度が０℃未満となったとき低温領域に達したものと判断する。この場合、０℃以上４５℃以下が通常温度領域となる。   In the protection IC 200 of the present embodiment, the high temperature region detection unit 210 monitors the voltage of the VTH terminal and determines whether or not the temperature of the secondary battery 110 has reached the high temperature region. The low temperature region detector 220 monitors the voltage of the VTH terminal and determines whether or not the temperature of the secondary battery 110 has reached the low temperature region. In the present embodiment, for example, when the temperature of the secondary battery 110 is higher than 45 ° C., it is determined that the high temperature region is reached, and when the temperature of the secondary battery 110 is less than 0 ° C., the low temperature region is reached. Judge that. In this case, the normal temperature range is 0 ° C. or higher and 45 ° C. or lower.

過充電検出部２３０は、ＶＤＤ端子の電圧を監視して二次電池１１０の過充電を検出する。過放電検出部２４０は、ＶＤＤ端子の電圧を監視して二次電池１１０の過放電を検出する。充電過電流検出部２５０、充電時の過電流を検出する。放電過電流検出部２６０は、放電時の過電流を検出する。発振器２７０は、保護ＩＣ２００内の各部へクロックを供給する。カウンタ２８０は、遅延時間のカウント等を行う。   The overcharge detection unit 230 detects overcharge of the secondary battery 110 by monitoring the voltage at the VDD terminal. The overdischarge detection unit 240 detects the overdischarge of the secondary battery 110 by monitoring the voltage at the VDD terminal. The charging overcurrent detection unit 250 detects an overcurrent during charging. The discharge overcurrent detection unit 260 detects an overcurrent during discharge. The oscillator 270 supplies a clock to each part in the protection IC 200. The counter 280 performs delay time counting and the like.

論理回路２９０は、高温領域検出部２１０、低温領域検出部２２０、過充電検出部２３０、充電過電流検出部２５０から検出信号を受けて、充電制御用スイッチ素子であるトランジスタＭ２０のオン／オフを制御する。   The logic circuit 290 receives detection signals from the high temperature region detection unit 210, the low temperature region detection unit 220, the overcharge detection unit 230, and the charge overcurrent detection unit 250, and turns on / off the transistor M20 that is a charge control switch element. Control.

論理回路３００は、過放電検出部２４０、放電過電流検出部２６０から検出信号を受けて、放電制御用のスイッチ素子であるトランジスタＭ１０のオン／オフを制御する。また論理回路３００はスタンバイ制御部３０１を有し、スタンバイ検出部３４０の検出結果に基づき保護ＩＣ２００をスタンバイモードとする。尚本実施形態のスタンバイ制御部３０１によるスタンバイモードとは、保護ＩＣ２００内の回路全てをスタンバイモードとする。   The logic circuit 300 receives detection signals from the overdischarge detection unit 240 and the discharge overcurrent detection unit 260, and controls on / off of the transistor M10 that is a switch element for discharge control. Further, the logic circuit 300 includes a standby control unit 301 and sets the protection IC 200 in the standby mode based on the detection result of the standby detection unit 340. Note that the standby mode by the standby control unit 301 of the present embodiment means that all the circuits in the protection IC 200 are in the standby mode.

レベルシフト回路３１０は、論理回路２９０から出力された信号を、トランジスタＭ２０をオン／オフできるレベルの信号へレベルシフトさせる。遅延回路３１０は、遅延時間を発生させる。短絡回路３３０は、Ｐ＋端子とＰ−端子との間に過大負荷が接続されたことを検出し、二次電池１１０と過大負荷とを短絡させる。   The level shift circuit 310 shifts the level of the signal output from the logic circuit 290 to a signal that can turn on / off the transistor M20. The delay circuit 310 generates a delay time. The short circuit 330 detects that an overload is connected between the P + terminal and the P− terminal, and short-circuits the secondary battery 110 and the overload.

スタンバイ検出部３４０は、温度検出用端子であるＶＴＨ端子の電圧を監視し、ＶＴＨ端子の電圧に基づき、二次電池１１０の温度が高温領域内の温度になったか否かを検出する。本実施形態のスタンバイ検出部３４０は、ＶＨＴ端子の電圧が所定の閾値電圧（以下、スタンバイ検出電圧）を超えたか否かを検出する。本実施形態のスタンバイ検出電圧とは、高温領域検出電圧よりも高い電圧であり、予め設定された電圧である。スタンバイ検出部３４０の詳細は後述する。   The standby detection unit 340 monitors the voltage at the VTH terminal, which is a temperature detection terminal, and detects whether or not the temperature of the secondary battery 110 has reached a temperature in the high temperature region based on the voltage at the VTH terminal. The standby detection unit 340 of the present embodiment detects whether or not the voltage at the VHT terminal has exceeded a predetermined threshold voltage (hereinafter referred to as standby detection voltage). The standby detection voltage of the present embodiment is a voltage higher than the high temperature region detection voltage and is a preset voltage. Details of the standby detector 340 will be described later.

高温領域検出電圧とは、二次電池１１０の温度が高温領域となったことを検出する際の閾値となる電圧である。例えば高温領域検出電圧を電圧Ｖａとした場合、高温領域検出部２１０は、ＶＴＨ端子の電圧がＶａとなったとき二次電池１１０の温度が高温領域に達したものと検出する。   The high temperature region detection voltage is a voltage serving as a threshold when detecting that the temperature of the secondary battery 110 is in the high temperature region. For example, when the high temperature region detection voltage is set to the voltage Va, the high temperature region detection unit 210 detects that the temperature of the secondary battery 110 has reached the high temperature region when the voltage at the VTH terminal becomes Va.

トランジスタＭ３０は、ＮＭＯＳトランジスタであり、ドレインがＶＳＳＴ端子に接続され、ソースが接地され、ゲートが論理回路３００と接続されている。本実施形態のトランジスタＭ３０は、サーミスタＲｓに流れる電流を遮断するための遮断手段である。保護回路１００では、トランジスタＭ３０をオフすることでサーミスタＲｓに流れる電流が遮断される。本実施形態のトランジスタＭ３０は、スタンバイ制御部３０１により保護ＩＣ２００がスタンバイモードとされたときにオフされる。   The transistor M30 is an NMOS transistor, the drain is connected to the VSST terminal, the source is grounded, and the gate is connected to the logic circuit 300. The transistor M30 of the present embodiment is a cutoff unit for cutting off the current flowing through the thermistor Rs. In the protection circuit 100, the current flowing through the thermistor Rs is cut off by turning off the transistor M30. The transistor M30 of this embodiment is turned off when the protection IC 200 is set to the standby mode by the standby control unit 301.

本実施形態では、ＶＴＨ端子の電圧が、スタンバイ検出電圧を超えたとき、スタンバイ制御部３０１により保護ＩＣ２００をスタンバイモードとする。本実施形態では、スタンバイ検出電圧は、二次電池２１０の温度が高温領域となったことを検出する電圧である高温領域検出電圧よりも高い電圧である。よって本実施形態では、スタンバイ検出部３４０により、二次電池１１０の温度が高温領域内に入ったことが検出される。   In this embodiment, when the voltage at the VTH terminal exceeds the standby detection voltage, the standby control unit 301 sets the protection IC 200 to the standby mode. In the present embodiment, the standby detection voltage is higher than the high temperature region detection voltage, which is a voltage for detecting that the temperature of the secondary battery 210 has entered the high temperature region. Therefore, in the present embodiment, the standby detector 340 detects that the temperature of the secondary battery 110 has entered the high temperature region.

保護ＩＣ２００がスタンバイモードになると、トランジスタＭ３０はオフされて、サーミスタＲｓに流れる電流は遮断される。   When the protection IC 200 enters the standby mode, the transistor M30 is turned off and the current flowing through the thermistor Rs is cut off.

本実施形態では、この構成により、二次電池１１０の温度が高温領域内に入った場合に、サーミスタＲｓに流れる電流を遮断し、且つ保護ＩＣ２００を低消費電流のスタンバイモードとすることができる。よって本実施形態では、消費電流を低減し、二次電池の使用可能時間を長くすることができる。   In the present embodiment, with this configuration, when the temperature of the secondary battery 110 enters the high temperature region, the current flowing through the thermistor Rs can be cut off, and the protection IC 200 can be set to a standby mode with low current consumption. Therefore, in this embodiment, consumption current can be reduced and the usable time of the secondary battery can be lengthened.

以下に図２を参照して本実施形態のスタンバイ検出部３４０の詳細を説明する。図２は、第一の実施形態のスタンバイ検出部を説明する図である。   Details of the standby detection unit 340 of the present embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating the standby detection unit according to the first embodiment.

本実施形態のスタンバイ検出部３４０は、トランジスタＭ４０、電流源３４１、インバータ３４２を有する。トランジスタＭ４０は、ＰＭＯＳトランジスタである。トランジスタＭ４０のゲートには、ＶＴＨ端子が接続されている。トランジスタＭ４０のソースは、ＶＤＤ端子と接続されており、ドレインは電流源３４１の一端と接続されている。電流源３４１の他端は接地されている。   The standby detection unit 340 of this embodiment includes a transistor M40, a current source 341, and an inverter 342. The transistor M40 is a PMOS transistor. The VTH terminal is connected to the gate of the transistor M40. The source of the transistor M40 is connected to the VDD terminal, and the drain is connected to one end of the current source 341. The other end of the current source 341 is grounded.

トランジスタＭ４０のドレインと電流源３４１との接続点Ａは、インバータ３４２の入力端子と接続されている。インバータ３４２の出力端子は、論理回路３００と接続されており、インバータ３４２の出力信号がスタンバイ制御部３０１へ供給される。   A connection point A between the drain of the transistor M40 and the current source 341 is connected to an input terminal of the inverter 342. The output terminal of the inverter 342 is connected to the logic circuit 300, and the output signal of the inverter 342 is supplied to the standby control unit 301.

本実施形態のスタンバイ検出部３４０は、接続点Ａの電圧が後述するスタンバイ検出電圧Ｖｔｈ１となったとき、インバータ３４２の出力が反転するように設計されている。   The standby detection unit 340 of the present embodiment is designed so that the output of the inverter 342 is inverted when the voltage at the connection point A becomes a standby detection voltage Vth1 described later.

例えば本実施形態のスタンバイ検出部３４０は、ＶＴＨ端子の電圧がスタンバイ検出電圧Ｖｔｈ１に達していない場合、トランジスタＭ４０はオンであり接続点Ａの電圧はハイレベル（以下、Ｈレベル）である。よってインバータ３４２からはローレベル（以下、Ｌレベル）の信号が出力される。またスタンバイ検出部３４０では、ＶＴＨ端子の電圧がスタンバイ検出電圧Ｖｔｈ１に達すると、トランジスタＭ４０がオフされて接続点Ａの電圧はＬレベルとなる。よってインバータ３４２からの出力はＬレベルからＨレベルへ反転する。   For example, in the standby detection unit 340 of the present embodiment, when the voltage at the VTH terminal does not reach the standby detection voltage Vth1, the transistor M40 is on and the voltage at the connection point A is at a high level (hereinafter, H level). Therefore, a low level (hereinafter, L level) signal is output from the inverter 342. In the standby detection unit 340, when the voltage of the VTH terminal reaches the standby detection voltage Vth1, the transistor M40 is turned off and the voltage at the connection point A becomes L level. Therefore, the output from inverter 342 is inverted from L level to H level.

本実施形態のスタンバイ制御部３０１は、スタンバイ検出部３４０の出力が反転したとき、保護ＩＣ２００をスタンバイモードとする。   The standby control unit 301 of the present embodiment sets the protection IC 200 in the standby mode when the output of the standby detection unit 340 is inverted.

以下に図３を参照して本実施形態の保護回路１００の動作を説明する。図３は、第一の実施形態の保護回路の動作を説明する図である。   The operation of the protection circuit 100 according to this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the protection circuit of the first embodiment.

本実施形態の保護回路１００において、二次電池１１０の温度が上昇してＶＴＨ端子の電圧が高温領域を検出する高温領域検出電圧Ｖａを超えると、論理回路２９０は、Ｃｏｕｔ端子からトランジスタＭ１０をオフさせる信号を出力し、充電器（図示せず）からの充電を禁止する。   In the protection circuit 100 of this embodiment, when the temperature of the secondary battery 110 rises and the voltage at the VTH terminal exceeds the high temperature region detection voltage Va for detecting the high temperature region, the logic circuit 290 turns off the transistor M10 from the Cout terminal. A signal to be output is output, and charging from a charger (not shown) is prohibited.

さらに二次電池１１０の温度が上昇し、ＶＴＨ端子の電圧がスタンバイ検出電圧Ｖｔｈ１に達すると、スタンバイ検出部３４０の出力は反転する。スタンバイ制御部３０１は、スタンバイ検出部３４０の出力の反転を検出して、保護ＩＣ２００をスタンバイモードとする。   Further, when the temperature of the secondary battery 110 rises and the voltage at the VTH terminal reaches the standby detection voltage Vth1, the output of the standby detection unit 340 is inverted. The standby control unit 301 detects the inversion of the output of the standby detection unit 340 and sets the protection IC 200 in the standby mode.

保護ＩＣ２００がスタンバイモードとされると、トランジスタＭ３０はオフされるため、ＶＳＳＴ端子には電流が流れず、サーミスタＲｓへ流れる電流も遮断される。   When the protection IC 200 is set to the standby mode, the transistor M30 is turned off, so that no current flows through the VSST terminal, and the current flowing through the thermistor Rs is also blocked.

本実施形態では、保護ＩＣ２００のスタンバイモードからの復帰は、充電器の接続によりＶ−端子が充電器接続検出電圧以下になったときに行う。   In the present embodiment, the protection IC 200 is returned from the standby mode when the V-terminal becomes equal to or lower than the charger connection detection voltage due to the connection of the charger.

このように本実施形態では、期間Ｔ３０の間保護ＩＣ２００全体がスタンバイモードとなる。このため本実施形態によれば、期間Ｔ３０の間はサーミスタＲｓに流れる電流を遮断し、且つ保護ＩＣ２００全体の消費電流を低減させることができる。よって本実施形態によれば、消費電流を低減し、二次電池の保管時間を長くすることができる。   Thus, in the present embodiment, the entire protection IC 200 is in the standby mode during the period T30. Therefore, according to the present embodiment, the current flowing through the thermistor Rs can be cut off during the period T30, and the current consumption of the entire protection IC 200 can be reduced. Therefore, according to this embodiment, current consumption can be reduced and the storage time of the secondary battery can be lengthened.

（第二の実施形態）
以下に図面を参照して本発明の第二の実施形態について説明する。本発明の第二の実施形態では、ＶＴＨ端子の電圧が低温領域検出電圧を下回った場合も保護ＩＣをスタンバイモードとする点のみ第一の実施形態と相違する。よって以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。 (Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment only in that the protection IC is set in the standby mode even when the voltage of the VTH terminal falls below the low temperature region detection voltage. Therefore, in the following description of the second embodiment, the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment are assigned to those having the same functional configuration as the first embodiment, and the description thereof is omitted. To do.

図４は、第二の実施形態のスタンバイ検出部を説明する図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a standby detection unit according to the second embodiment.

本実施形態のスタンバイ検出部３４０Ａは、高温スタンバイ検出部３４０ａと低温スタンバイ検出部３４０ｂと、ＯＲ回路３４５を有する。高温スタンバイ検出部３４０ａは、ＶＴＨ端子の電圧が高温領域検出電圧Ｖａよりも高い値に設定されたスタンバイ検出電圧Ｖｔｈ１に達したことを検出するものであり、第一の実施形態のスタンバイ検出部３４０と同様である。   The standby detection unit 340A of the present embodiment includes a high temperature standby detection unit 340a, a low temperature standby detection unit 340b, and an OR circuit 345. The high temperature standby detection unit 340a detects that the voltage of the VTH terminal has reached the standby detection voltage Vth1 set to a value higher than the high temperature region detection voltage Va. The standby detection unit 340 of the first embodiment. It is the same.

低温スタンバイ検出部３４０ｂは、ＶＴＨ端子の電圧が低温領域検出電圧Ｖｂよりも低い値に設定されたスタンバイ検出電圧Ｖｔｈ２に達したことを検出する。   The low temperature standby detection unit 340b detects that the voltage of the VTH terminal has reached the standby detection voltage Vth2 set to a value lower than the low temperature region detection voltage Vb.

本実施形態のスタンバイ検出部３４０Ａは、ＶＴＨ端子の電圧がスタンバイ検出電圧Ｖｔｈ１に達した場合と、ＶＴＨ端子の電圧がスタンバイ検出電圧Ｖｔｈ２を下回った場合に、出力が反転する。   In the standby detection unit 340A of this embodiment, the output is inverted when the voltage at the VTH terminal reaches the standby detection voltage Vth1 and when the voltage at the VTH terminal falls below the standby detection voltage Vth2.

すなわち本実施形態のスタンバイ検出部３４０Ａは、ＶＴＨ端子の電圧に基づき、二次電池１１０の温度が高温領域又は低温領域の何れか一方の範囲内に入ったことを検出する。   That is, the standby detection unit 340A of the present embodiment detects that the temperature of the secondary battery 110 has entered either the high temperature region or the low temperature region based on the voltage of the VTH terminal.

尚低温領域検出電圧Ｖｂとは、二次電池１１０の温度が低温領域となったことを検出する際の閾値となる電圧である。例えば低温領域検出電圧を電圧Ｖｂとした場合、低温領域検出部２２０は、ＶＴＨ端子の電圧が電圧Ｖｂとなったとき二次電池１１０の温度が低温領域に達したものと検出する。   The low temperature region detection voltage Vb is a voltage that serves as a threshold when detecting that the temperature of the secondary battery 110 is in the low temperature region. For example, when the low temperature region detection voltage is the voltage Vb, the low temperature region detection unit 220 detects that the temperature of the secondary battery 110 has reached the low temperature region when the voltage at the VTH terminal becomes the voltage Vb.

低温スタンバイ検出部３４０ｂは、トランジスタＭ５０、電流源３４３、インバータ３４４を有する。トランジスタＭ５０はＮＭＯＳトランジスタである。トランジスタＭ５０のゲートはＶＴＨ端子と接続されている。トランジスタＭ５０のドレインは電流源３４３の一端と接続されており、トランジスタＭ５０のソースは接地されている。電流源３４３の他端はＶＤＤ端子と接続されている。トランジスタＭ５０と電流源３４３との接続点Ｂは、インバータ３４４の入力端子と接続されている。   The low-temperature standby detection unit 340b includes a transistor M50, a current source 343, and an inverter 344. The transistor M50 is an NMOS transistor. The gate of the transistor M50 is connected to the VTH terminal. The drain of the transistor M50 is connected to one end of the current source 343, and the source of the transistor M50 is grounded. The other end of the current source 343 is connected to the VDD terminal. A connection point B between the transistor M50 and the current source 343 is connected to an input terminal of the inverter 344.

ＯＲ回路３４５の一方の入力にはインバータ３４２の出力が供給され、ＯＲ回路３４５の他方の入力にはインバータ３４４の出力が供給される。ＯＲ回路３４５の出力は、スタンバイ検出部３４０Ａの出力として論理回路３００へ供給される。   The output of the inverter 342 is supplied to one input of the OR circuit 345, and the output of the inverter 344 is supplied to the other input of the OR circuit 345. The output of the OR circuit 345 is supplied to the logic circuit 300 as the output of the standby detection unit 340A.

以下に図５は、第二の実施形態の保護回路の動作を説明する図である。期間Ｔ３０の動作は、第一の実施形態で説明した通りである。   FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the protection circuit of the second embodiment. The operation in the period T30 is as described in the first embodiment.

二次電池１１０の温度が低下し、ＶＴＨ端子の電圧が低下して低温領域検出電圧Ｖｂを下回ると、論理回路３００はトランジスタＭ１０をオフさせて充電を禁止する。その後ＶＴＨ端子の電圧がさらに低下してスタンバイ検出電圧Ｖｔｈ２を下回ると、スタンバイ検出部３４０Ａの出力が反転する。スタンバイ検出部３４０Ａの出力が反転すると、スタンバイ制御部３０１は、保護ＩＣ２００をスタンバイモードとする。   When the temperature of the secondary battery 110 decreases and the voltage at the VTH terminal decreases and falls below the low temperature region detection voltage Vb, the logic circuit 300 turns off the transistor M10 and inhibits charging. Thereafter, when the voltage at the VTH terminal further decreases and falls below the standby detection voltage Vth2, the output of the standby detection unit 340A is inverted. When the output of the standby detection unit 340A is inverted, the standby control unit 301 sets the protection IC 200 in the standby mode.

保護ＩＣ２００がスタンバイモードとされると、トランジスタＭ３０がオフされてサーミスタＲｓに流れる電流が遮断される。   When the protection IC 200 is set to the standby mode, the transistor M30 is turned off and the current flowing through the thermistor Rs is interrupted.

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。   As mentioned above, although this invention has been demonstrated based on each embodiment, this invention is not limited to the requirements shown in the said embodiment. With respect to these points, the gist of the present invention can be changed without departing from the scope of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form.

１００ 保護回路
１１０ 二次電池
２００ 保護ＩＣ
２１０ 高温領域検出部
２２０ 低温領域検出部
２３０ 過放電検出部
２４０ 過放電検出部
２５０ 充電過電流検出部
２６０ 放電過放電検出部
２７０ 発振器
２９０、３００ 論理回路
３０１ スタンバイ制御部
３４０、３４０Ａ スタンバイ検出部
100 protection circuit 110 secondary battery 200 protection IC
210 High temperature region detection unit 220 Low temperature region detection unit 230 Overdischarge detection unit 240 Overdischarge detection unit 250 Charge overcurrent detection unit 260 Discharge overdischarge detection unit 270 Oscillator 290, 300 Logic circuit 301 Standby control unit 340, 340A Standby detection unit

Claims (6)

充放電可能な二次電池と負荷との間に接続されており、前記二次電池の保護を行う保護回路であって、
前記二次電池の温度を検出する温度検出素子と、
前記温度検出素子と接続された温度検出用端子を有する保護ＩＣと、を有し、
前記保護ＩＣは、
前記温度検出用端子の電圧に基づき前記二次電池の温度が所定の温度領域内となったことを検出するスタンバイ検出手段と、
前記スタンバイ検出手段により前記二次電池の温度が所定の温度領域内となったことが検出されたとき、当該保護ＩＣをスタンバイモードとするスタンバイ制御手段と、を有する保護回路。 It is connected between a chargeable / dischargeable secondary battery and a load, and is a protection circuit for protecting the secondary battery,
A temperature detecting element for detecting the temperature of the secondary battery;
A protection IC having a temperature detection terminal connected to the temperature detection element;
The protective IC is
Standby detection means for detecting that the temperature of the secondary battery is within a predetermined temperature range based on the voltage of the temperature detection terminal;
And a standby control unit that sets the protection IC to a standby mode when the standby detection unit detects that the temperature of the secondary battery is within a predetermined temperature range. 前記スタンバイ検出手段は、
前記二次電池の温度が高温領域内となったことを検出する高温スタンバイ検出手段を含み、
前記高温スタンバイ検出手段は、
前記温度検出用端子の電圧が、前記二次電池の温度が高温領域に達したことを検出する高温領域検出電圧よりも高い電圧に設定された高温スタンバイ検出電圧に達したとき、前記二次電池の温度が高温領域内となったことを検出する請求項１記載の保護回路。 The standby detection means includes
High temperature standby detection means for detecting that the temperature of the secondary battery is in a high temperature region,
The high temperature standby detection means includes
When the voltage of the temperature detection terminal reaches a high temperature standby detection voltage set to a voltage higher than a high temperature region detection voltage for detecting that the temperature of the secondary battery has reached a high temperature region, the secondary battery The protection circuit according to claim 1, wherein it is detected that the temperature of the inside is in a high temperature region. 前記スタンバイ検出手段は、
前記二次電池の温度が低温領域内となったことを検出する低温スタンバイ検出手段を含み、
前記低温スタンバイ検出手段は、
前記温度検出用端子の電圧が、前記二次電池の温度が低温領域に達したことを検出する低温領域検出電圧よりも低い電圧に設定された低温スタンバイ検出電圧より低くなったとき、前記二次電池の温度が低温領域内となったことを検出する請求項１又は２記載の保護回路。 The standby detection means includes
Low temperature standby detection means for detecting that the temperature of the secondary battery is in a low temperature region,
The low temperature standby detection means includes
When the voltage of the temperature detection terminal becomes lower than a low temperature standby detection voltage set to a voltage lower than a low temperature region detection voltage for detecting that the temperature of the secondary battery has reached a low temperature region, the secondary battery 3. The protection circuit according to claim 1, wherein the protection circuit detects that the battery temperature is in a low temperature range. 前記スタンバイ制御手段により前記保護ＩＣがスタンバイモードとされたとき、前記二次電池温度検出素子へ流れる電流を遮断する遮断手段を有する請求項１ないし３の何れか一項に記載の保護回路。   4. The protection circuit according to claim 1, further comprising: a cutoff unit that cuts off a current that flows to the secondary battery temperature detection element when the protection IC is set to a standby mode by the standby control unit. 5. 充放電可能な二次電池と負荷との間に接続されており、前記二次電池の保護を行う保護回路であって、
前記二次電池の温度を検出する温度検出素子と接続された温度検出用端子と、
前記温度検出用端子の電圧に基づき前記二次電池の温度が所定の温度領域内となったことを検出するスタンバイ検出手段と、
前記スタンバイ検出手段により前記二次電池の温度が所定の温度領域内となったことが検出されたとき、当該保護回路をスタンバイモードとするスタンバイ制御手段と、を有する保護回路。 It is connected between a chargeable / dischargeable secondary battery and a load, and is a protection circuit for protecting the secondary battery,
A temperature detection terminal connected to a temperature detection element for detecting the temperature of the secondary battery;
Standby detection means for detecting that the temperature of the secondary battery is within a predetermined temperature range based on the voltage of the temperature detection terminal;
And a standby control unit that sets the protection circuit in a standby mode when the standby detection unit detects that the temperature of the secondary battery is within a predetermined temperature range. 充放電可能な二次電池と負荷との間に接続されており、前記二次電池の温度を検出する温度検出素子に接続される温度検出用端子を有し、前記二次電池の保護を行う保護回路による保護方法であって、
前記温度検出用端子の電圧に基づき前記二次電池の温度が所定の温度領域内となったことを検出するスタンバイ検出手順と、
前記スタンバイ検出手順により前記二次電池の温度が所定の温度領域内となったことが検出されたとき、当該保護回路をスタンバイモードとするスタンバイ制御手順と、を有する保護方法。







The battery is connected between a chargeable / dischargeable secondary battery and a load, and has a temperature detection terminal connected to a temperature detection element that detects the temperature of the secondary battery, and protects the secondary battery. A protection method using a protection circuit,
A standby detection procedure for detecting that the temperature of the secondary battery is within a predetermined temperature range based on the voltage of the temperature detection terminal;
A standby control procedure for setting the protection circuit in a standby mode when it is detected by the standby detection procedure that the temperature of the secondary battery is within a predetermined temperature range.







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