JP2012139057A

JP2012139057A - 保護回路および充電装置

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Abstract

【課題】制御部或いは保護ＩＣの故障、または制御部のプログラムの暴走が生じる場合においても、充電または放電の停止を確実に行うことができる保護回路および充電装置を提供する。
【解決手段】ＦＥＴＱ２のオンの場合に、電池ＢＴに対して充電電源が供給される。充電制御部１は、充電電圧を監視し、充電電圧がしきい値より小の場合は、パルス状の充電出力許可信号Ｓｃが充電制御部１から出力される。充電出力許可信号が平滑回路２に供給され、平滑回路２の出力によってＦＥＴＱ１およびＦＥＴＱ２がオンし、充電電源が電池ＢＴに対して出力され、電池ＢＴが充電される。一方、充電電圧がしきい値以上の場合は、充電制御部１がパルス状の充電出力許可信号を出力せず、ＦＥＴＱ１およびＦＥＴＱ２がオフする。その結果、充電出力が停止される。
【選択図】図１

Description

本願開示は、例えば二次電池の充電および放電に関する保護回路、並びに保護回路を備える充電装置に関する。

二次電池例えばリチウムイオン二次電池に対する充電装置として、充電電圧が過大のときに充電出力を禁止するものが知られている。例えば下記の特許文献１には、電池電圧が所定の過充電保護電圧に到達したことを検出すると、充電制御トランジスタをオフすることが記載されている。さらに、特許文献１においては、電池電圧が充電再開電圧まで低下した時に、充電制御トランジスタをオンするようになされている。

従来の保護回路の一例を図１０に示す。Ｐチャンネル型電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）と適宜称する。）Ｑ１２のオンの場合に、二次電池
ＢＴに対して充電電源が供給される。充電制御部２１は、抵抗を介してＦＥＴＱ１２と二次電池ＢＴの間の充電電圧を監視し、充電電圧を予め設定しているしきい値（過充電保護電圧）と比較する。比較結果に応じて充電出力許可信号が充電制御部２１から出力される。充電制御部２１は、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。

充電電圧がしきい値より小の場合は、正常充電状態と判定され、ハイレベルの充電出力許可信号が充電制御部２１から出力される。この充電出力許可信号によって、Ｎチャンネル型ＦＥＴＱ１１がオンする。ＦＥＴＱ１１のドレインがＦＥＴＱ１２のゲートと接続されており、ＦＥＴＱ１１がオンすることによって、ＦＥＴＱ１２がオンし、充電電源が電池ＢＴに供給され、電池ＢＴが充電される。

一方、充電電圧がしきい値以上の場合は、異常充電状態と判定され、充電制御部２１がローレベルの充電出力停止信号を出力する。したがって、ＦＥＴＱ１１がオフし、ＦＥＴＱ１２がオフする。その結果、充電電源が電池ＢＴに対して供給されず、充電が停止される。

図１１に従来の充電制御回路の他の例を示す。図１０の構成と同様に、充電制御部２１が充電電圧を監視し、充電電圧がしきい値より小の場合は、正常充電状態と判定され、ハイレベルの充電出力許可信号が充電制御部２１から出力される。この充電出力許可信号によって、ＦＥＴＱ１１およびＱ１２がオンする。

さらに、保護ＩＣ(Integrated Circuit)２２が設けられており、保護ＩＣ２２によって充電電圧が監視される。充電電圧がしきい値以上となると、保護ＩＣ２２がハイレベルの充電停止信号を出力する。この充電停止信号がＮチャンネル型ＦＥＴＱ１３のゲートに供給され、ＦＥＴＱ１３がオンする。ＦＥＴＱ１３のドレインがＦＥＴＱ１１のゲートと接続され、そのソースが接地（電池ＢＴの負極側）と接続されているので、ＦＥＴＱ１３がオンすると、ＦＥＴＱ１１がオフとなる。したがって、ＦＥＴＱ１２がオフし、充電が停止される。

特開２００７−２８８０２号公報

図１０に示す保護回路は、充電制御部２１が故障し、充電出力許可信号が常時ハイレベルとなる故障が発生すると、充電を停止することができず、過充電を防止できない問題がある。また、充電制御部２１を構成するマイクロコンピュータのプログラムが暴走し、充電出力許可信号が常時ハイレベルとなる場合も、同様に、過充電を阻止することができない。充電出力許可信号がローレベルの場合に、充電が許可される場合も同様のおそれがあった。

図１１に示すように、充電制御部２１と別に、充電電圧を監視して充電停止信号を発生する保護ＩＣ２２を設ける構成では、充電制御部２１の故障、プログラムの暴走が発生しても、充電を停止することができる。しかしながら、保護ＩＣ２２を追加する必要があり、コストが増大し、構成が複雑化する。さらに、保護ＩＣ２２が故障して保護ＩＣ２２が常時ローレベルの充電停止信号を出力する場合には、充電を停止することができない。

以上の問題は、充電制御に限らず、過放電のような異常放電を防止する放電制御においても同様に発生する。

したがって、本願は、上記問題点を解消し、制御部或いは保護ＩＣの故障、または制御部のプログラムの暴走が生じる場合においても、充電または放電の停止を確実に行うことができる保護回路および充電装置を提供することを目的とする。

本願開示の装置は、正常充電状態においてパルス状の充電出力許可信号が入力され、異常充電状態においてパルス状の充電出力許可信号が入力されない平滑回路と、
蓄電素子に対する充電出力を許可／停止するように制御され、充電出力許可信号を平滑回路によって平滑した出力信号によって充電出力を許可し、異常充電状態が検出されるときに充電出力を停止する充電出力制御素子とを備える保護回路である。
好ましくは、平滑回路は、
パルス状の充電出力許可信号が入力される第１および第２の入力端子と、
充電出力制御素子に対して制御信号を出力する第１および第２の出力端子と、
第１の入力端子および第１の出力端子の間に挿入される第１のコンデンサおよび順方向の第１のダイオードの直列回路と、
第２の入力端子および第２の出力端子を結ぶ電源ラインに対してアノードが接続され、そのカソードが第１のコンデンサおよび第１のダイオードのアノード間に接続される第２のダイオードと、
電源ラインと第１のダイオードのカソードの間に挿入される第２のコンデンサとを備える。

本願開示の装置は、正常放電状態においてパルス状の放電出力許可信号が入力され、異常放電状態においてパルス状の放電出力許可信号が入力されない平滑回路と、
蓄電素子から負荷に対する放電出力を許可／停止するように制御され、放電出力許可信号を平滑回路によって平滑した出力信号によって放電出力を許可し、異常放電状態が検出されるときに放電出力を停止する放電出力制御素子とを備える保護回路である。
好ましくは、平滑回路は、
パルス状の放電出力許可信号が入力される第１および第２の入力端子と、
放電出力制御素子に対して制御信号を出力する第１および第２の出力端子と、
第１の入力端子および第１の出力端子の間に挿入される第１のコンデンサおよび順方向の第１のダイオードの直列回路と、
第２の入力端子および第２の出力端子を結ぶ電源ラインに対してアノードが接続され、そのカソードが第１のコンデンサおよび第１のダイオードのアノード間に接続される第２のダイオードと、
電源ラインと第１のダイオードのカソードの間に挿入される第２のコンデンサとを備える。

本願開示の装置は、充電電源を生成する電源回路と、
充電電源の出力の許可／停止を制御する充電出力制御素子と、
充電状態を検出し、充電状態が正常な場合にパルス状の出力許可信号を出力し、充電状態が異常な場合に出力許可信号を出力しない充電制御部と、
充電制御部に接続され、出力許可信号から充電出力制御素子に対する制御信号を出力する制御信号生成部とを備える充電装置である。
好ましくは、制御信号生成部は、
パルス状の出力許可信号が入力される第１および第２の入力端子と、
充電出力制御素子に対する制御信号を出力する第１および第２の出力端子と、
第１の入力端子および第１の出力端子の間に挿入される第１のコンデンサおよび順方向の第１のダイオードの直列回路と、
第２の入力端子および第２の出力端子を結ぶ電源ラインに対してアノードが接続され、そのカソードが第１のコンデンサおよび第１のダイオードのアノード間に接続される第２のダイオードと、
電源ラインと第１のダイオードのカソードの間に挿入される第２のコンデンサとを備える。

実施の形態によれば、異常充電状態が発生した場合に、充電制御部によって充電を停止すると共に、充電制御部の故障、充電制御部のプログラムの暴走等が生じても、平滑回路の出力によって確実に充電を停止することができる。このように、二重の保護が機能するようになされている。充電のみならず、異常放電状態に対しても二重の保護を機能させることができる。さらに、充電保護ＩＣのように、充電制御部以外の回路を必要とせず、構成の複雑化が生じない利点がある。

保護回路の一例を示す接続図である。保護回路の動作説明に用いる接続図および波形図である。保護回路の説明の参考に用いる接続図および波形図である。保護回路の説明の参考に用いる接続図および波形図である。保護回路の説明の参考に用いる接続図および波形図である。充電装置の一例を示すブロック図である。充電装置の他の例を示すブロック図である。充電装置の他の例のより具体的な接続を示す接続図である。放電時の保護機能を有する電池パックのブロック図である。従来の保護回路の一例の接続図である。従来の保護回路の他の例の接続図である。

以下、実施の形態について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
＜１．本願開示の保護回路＞
＜２．保護回路の動作＞
＜３．充電装置の一例＞
＜４．充電装置の他の例＞
＜５．放電制御装置の一例＞
＜６．変形例＞
なお、以下に説明する実施の形態は、好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は、以下の説明において、特にこの発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。

＜１．本願開示の保護回路＞
本願開示の保護回路の一例を図１に示す。充電出力制御素子としてのＰチャンネル型電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）と適宜称する。）Ｑ２
のオンの場合に、二次電池ＢＴに対して充電電源が供給される。充電制御部１は、抵抗を介してＦＥＴＱ２と二次電池ＢＴの間の充電電圧を監視し、充電電圧を予め設定しているしきい値と比較する。比較結果に応じて充電出力許可信号が充電制御部１から出力される。充電制御部１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成されるマイクロコンピュータである。

充電電圧がしきい値より小の場合は、正常充電状態と判定され、パルス状の充電出力許可信号Ｓｃが充電制御部１から出力される。この充電出力許可信号が平滑回路２に供給され、平滑回路２の出力がＮチャンネル型ＦＥＴＱ１のゲートに供給される。ＦＥＴＱ１のゲートと負の基準電位点との間に抵抗が接続されている。平滑回路２の平滑出力が正の場合に、Ｎチャンネル型ＦＥＴＱ１がオンする。ＦＥＴＱ１のドレインがＦＥＴＱ２のゲートと接続されており、ＦＥＴＱ１がオンすることによって、ＦＥＴＱ２がオンし、充電電源が電池ＢＴに対して出力され、電池ＢＴが充電される。

平滑回路２は、パルス状の充電出力許可信号Ｓｃが入力される第１および第２の入力端子ｔ１，ｔ２と、ＦＥＴＱ１のゲートに対して制御信号を出力する第１および第２の出力端子ｔ３，ｔ４とを有する。入力端子ｔ１が第１のコンデンサＣ１と順方向の第１のダイオードＤ１の直列回路を通じて第１の出力端子ｔ３（ＦＥＴＱ１のゲート）に接続されている。

さらに、平滑回路２において、第２の入力端子ｔ２および第２の出力端子ｔ４を結ぶ接地側の電源ラインＬに対して第２のダイオードＤ２のアノードが接続され、そのカソードが第１のコンデンサＣ１および第１のダイオードＤ１のアノードの接続点と接続される。さらに、電源ラインＬと第１のダイオードＤ１のカソードの間に第２のコンデンサＣ２が挿入される。さらに、電源ラインＬとＦＥＴＱ１のゲート間に抵抗Ｒ１が挿入される。

正常充電状態においては、パルス状の充電出力許可信号Ｓｃが平滑回路２によって平滑され、ほぼ直流の正の電圧が平滑回路２の出力端子ｔ３およびｔ４に出力される。平滑回路２の出力によってＦＥＴＱ１がオンする。ＦＥＴＱ１のドレインがＦＥＴＱ２のゲートと接続されており、ＦＥＴＱ１がオンすることによって、ＦＥＴＱ２がオンし、充電電源が電池ＢＴに供給され、電池ＢＴが充電される。

一方、充電電圧がしきい値以上の場合は、異常充電状態と判定され、充電制御部１がパルス状の充電出力許可信号を出力しない。したがって、平滑回路２の出力がハイレベルとならず、ＦＥＴＱ１がオフのままで、ＦＥＴＱ２がオフする。その結果、充電電源が電池ＢＴに対して供給されず、充電出力が停止される。

ここで、充電制御部１の出力がローレベルおよびハイレベルの何れであっても、このような直流入力によって平滑回路２の出力信号がハイレベルとならず、ＦＥＴＱ１がオフして充電出力が停止される。すなわち、充電制御部１の故障、またはプログラムの暴走によって、充電出力許可信号がハイレベル（またはローレベル）に固定されても、充電出力許可がなされず、電池ＢＴの過充電を確実に防止することができる。しかも、充電制御部１とは別に、保護ＩＣを設けることが必要なく、構成を複雑化しない利点がある。

＜２．保護回路の動作＞
図２を参照して本願開示の保護回路の動作をより詳細に説明する。図２Ａには、保護回路の中の電流経路が示されており、図２Ｂには、各部の電圧波形が示されている。パルス状の充電出力許可信号Ｓｃのハイレベルの期間では、（入力端子ｔ１→コンデンサＣ１→ダイオードＤ１→抵抗Ｒ１→電源ラインＬ→入力端子ｔ２）の破線で示す経路を通って電流Ｉｈが流れる。充電出力許可信号Ｓｃのローレベルの期間では、（入力端子ｔ２→電源ラインＬ→ダイオードＤ２→コンデンサＣ１→入力端子ｔ１）の実線で示す経路を通って電流Ｉｌが流れる。

コンデンサＣ１およびダイオードＤ１のアノードとの接続点の信号電圧Ｓｃ１およびＦＥＴＱ１のゲートに対する信号電圧Ｓｃ２のそれぞれの波形が図２Ｂに示すものとなる。信号電圧Ｓｃ２によってＦＥＴＱ１がオン状態を継続する。その結果、ＦＥＴＱ２のゲートが電源ラインＬ１の電位（接地電位ＧＮＤ）とされ、ＦＥＴＱ２がオン状態を継続し、電源出力が許可される。ダイオードＤ１が充電出力許可信号Ｓｃのハイレベルの区間でオンしてパルスを平滑化し、そのローレベルの区間でオフして逆流を阻止する。さらに、ダイオードＤ２によって、ローレベルの区間が接地電位ＧＮＤにクランプされる。

図３Ａに示す回路２Ａは、上述した平滑回路２において、ダイオードＤ１を接続しない場合の構成を示している。この構成では、充電出力許可信号Ｓｃのローレベルの区間で、電流Ｉｈに加えてコンデンサＣ２を放電させる逆流電流（図示しない）も流れてしまい、コンデンサの電圧を維持できない。したがって、図３Ｂに示すように、ＦＥＴＱ１のゲートに加わる信号電圧Ｓｃ２がパルス波形となり、ＦＥＴＱ１およびＦＥＴＱ２がスイッチング動作を行い、正常な制御ができなくなる。したがって、ダイオードＤ１が必要である。

図４Ａに示す回路２Ｂは、上述した平滑回路２において、ダイオードＤ２を接続しない場合の構成を示している。図４Ｂに示すように、充電出力許可信号（パルス信号）ＳｃがコンデンサＣ１を通過した後では、信号電圧Ｓｃ１のレベルは、接地電位ＧＮＤを基準とする。すなわち、ハイレベルの区間では、（ＧＮＤ＋ＶＦ）（ＶＦ：ダイオードＤ１の順方向電圧降下で約０．６Ｖ）となり、ローレベルの区間では、（ＧＮＤ−Ｖｃｃ＋ＶＦ）となる。Ｖｃｃは、信号Ｓｃのハイレベルの区間のレベルであり、例えば＋５Ｖである。ＦＥＴＱ１のゲート電位が接地レベルＧＮＤとなるので、ＦＥＴＱ１がオンすることができない。したがって、ダイオードＤ２が必要である。

図５Ａに示す回路２Ｃは、上述した平滑回路２において、ダイオードＤ１およびダイオードＤ２を接続しない場合の構成を示している。この場合では、コンデンサＣ１を通過した信号電圧Ｓｃ１と、ＦＥＴＱ１のゲートに供給される信号電圧Ｓｃ２が同一の波形となる。これらの信号電圧は、図５Ｂに示されるように、接地電位ＧＮＤを中点とするパルス波形となり、ＦＥＴＱ１のゲート電圧を正に保持することができない。したがって、ダイオードＤ１およびＤ２の両者が必要とされる。

一例として、充電出力許可信号Ｓｃとして、周波数が１００Hzでデューティが５０％のパルス信号が使用される。この場合の平滑回路２の各素子の値の一例を下記に示す。
Ｃ１：０．１μＦ、Ｃ２：０．１μＦ、Ｒ１：４７０ｋΩ

＜３．充電装置の一例＞
上述した保護回路を備える充電装置の一例について図６を参照して説明する。充電装置１０がＡＣプラグ４を通じて供給される交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ５によって整流して充電電源を生成する。充電電源が充電制御素子としてのＦＥＴＱ２を介して出力端子に出力される。ＦＥＴＱ２が制御信号生成部としての充電出力許可回路３からの制御信号によって制御される。充電出力許可回路３は、上述した平滑回路２およびＦＥＴＱ１から構成されている。充電制御部１から充電出力許可回路３に対してパルス状の充電出力許可信号Ｓｃが供給される。

充電装置１０の出力端子に対して電池パック１１が接続されている。電池パック１１は、二次電池ＢＴおよび充電／放電制御回路（図示しない）を備えている。電池パック１１は、電動のこぎり、電動ドライバ等の電動工具用の電池、ノートＰＣ、デジタルカメラ、携帯電話機等の電子機器に使用される小型の電池、または家庭内の蓄電装置、車両の動力源等として使用される大型の電池である。さらに、複数の電池セルを直列または並列に接続した構成を使用することもできる。

充電停止動作がなされる異常充電状態は、充電出力の電圧が予め設定されたしきい値より大きい状態以外に、充電電流が予め設定されている値に比して大きい状態、並びに電池の温度が予め設定されている値に比して大きい状態の少なくとも一つである。異常充電状態を検出するために充電装置１０内に異常検出回路６が備えられている。

異常検出回路６は、例えば３個の比較器７ａ，７ｂ，７ｃを有する。比較器７ａは、充電電圧と過充電保護のためのしきい値とを比較し、充電電圧がしきい値より大きいと、充電制御部１に対して異常充電を示す検出信号を供給する。比較器７ｂは、充電電流と過電流保護のためのしきい値とを比較し、充電電流がしきい値より大きいと、充電制御部１に対して異常充電を示す検出信号を供給する。比較器７ｃは、バッテリ温度と発熱保護のためのしきい値とを比較し、バッテリ温度がしきい値より大きいと、充電制御部１に対して異常充電を示す検出信号を供給する。充電電圧および充電電流の情報は、充電装置１０において検出することができる。バッテリ温度の情報は、電池パック１１内の温度検出素子から充電装置１０が受け取るようになされる。

異常検出回路６の代わりに、電池パック１１内に設けた異常検出回路１２からの情報を充電装置１０が受け取るようにしても良い。異常検出回路１２は、上述した充電装置１０内の異常検出回路６と同様に、比較器１３ａ、１３ｂおよび１３ｃを有する。各比較器が過充電の検出、過電流の検出並びに異常発熱の検出を行う。各比較器からの検出信号は、電池パック１１から充電装置１０の充電制御部１に対して通信路１４を通じて伝送される。この場合、各比較器の出力を別々に伝送しても良いし、各比較器の出力の論理和（オア）出力を異常充電信号として伝送しても良い。

＜４．充電装置の他の例＞
以上の説明では、異常充電状態が検出されると、充電出力をＦＥＴＱ２のオン／オフによって許可／停止するようにしている。図７に示す充電装置１０’においては、充電出力許可回路３からの制御信号が充電電源生成回路としてのＡＣ／ＤＣコンバータ５に対して供給され、異常充電状態が検出されると、ＡＣ／ＤＣコンバータ５の電源生成動作が停止される。

ＡＣ／ＤＣコンバータ５が図８に示すように、スイッチング電源回路の構成の場合には、スイッチング素子ＦＥＴＱ３を駆動するスイッチング信号を発生する駆動回路１５に対して充電許可／停止信号が供給される。平滑回路２の出力がゲートに供給されるＦＥＴＱ１のドレインがホトカプラ１６の発光ダイオード１７ａを介して正の電源端子に接続される。正常充電状態において、平滑回路２の出力によってＦＥＴＱ１がオンすると、発光ダイオード１７ａに電流が流れ、発光ダイオード１７ａが発光する。ホトカプラ１６のホトトランジスタ１７ｂに電流が流れ、そのコレクタに発生する制御信号がローレベルとなる。駆動回路１５は、ローレベルの制御信号を受け取ってＦＥＴＱ３をスイッチングするためのスイッチング信号を発生する。

スイッチング電源回路は、図８において簡略的に示されている。ＦＥＴＱ３のドレインに対してトランス１８の１次コイルが接続され、その２次コイルに対して整流用のダイオード１９が接続されている。スイッチング電源回路としては、昇圧型、降圧型、電流共振型等の種々の公知の構成のものを使用できる。さらに、スイッチング電源回路以外のＡＣ／ＤＣコンバータを使用しても良い。

充電電圧が過大となる等の異常充電状態が発生すると、ＦＥＴＱ１がオフし、ホトカプラ１６のホトトランジスタ１７ｂのコレクタがローレベルからハイレベルまたは開放となる。これによって、駆動回路１５がスイッチング信号の発生を停止する。したがって、電源の生成が停止し、充電電圧が停止される。

＜５．放電制御装置の一例＞
以上の説明では、充電装置の充電出力を制御するようにしている。しかしながら、本願開示は、放電制御に対しても適用できる。図９に示すように、電池パック１１に対して負荷３１が接続され、電池パック１１の電池ＢＴからＦＥＴＱ４を通じて負荷３１に対して放電電流が供給される。

電池パック１１内に異常放電状態を検出するための異常検出回路３２が備えられている。異常検出回路３２は、例えば３個の比較器３３ａ，３３ｂ，３３ｃを有する。比較器３３ａは、電池電圧と過放電保護のためのしきい値とを比較し、電池電圧がしきい値より小さいと、放電制御部３４に対して過放電を示す検出信号を供給する。比較器３３ｂは、放電電流と過電流保護のためのしきい値とを比較し、放電電流がしきい値より大きいと、放電制御部３４に対して過電流を示す検出信号を供給する。比較器３３ｃは、バッテリ温度と発熱保護のためのしきい値とを比較し、バッテリ温度がしきい値より大きいと、放電制御部３４に対して異常発熱を示す検出信号を供給する。

異常検出回路３２からの異常放電検出信号が放電制御部３４に供給される。放電制御部３４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどにより構成されるマイクロコンピュータである。正常放電状態では、放電制御部３４がパルス状の放電出力許可信号を発生し、異常放電状態では、固定の直流レベルの放電出力停止信号を発生する。放電出力許可信号（または放電出力停止信号）が放電出力許可回路３５に対して供給される。

放電出力許可回路３５は、図１を参照して説明した充電出力許可回路と同様の構成とされている。すなわち、正常放電状態においてパルス状の放電出力許可信号が入力され、異常放電状態においてパルス状の放電出力許可信号が入力されない平滑回路を備える。さらに、電池ＢＴから負荷３１に対する放電出力を許可／停止するように制御され、放電出力許可信号を平滑回路によって平滑した出力信号によって放電出力を許可し、異常放電状態が検出されるときに放電出力を停止するＦＥＴＱ４を備える。

この平滑回路は、図１に示す平滑回路２と同様の構成を有する。すなわち、パルス状の放電出力許可信号が入力される第１および第２の入力端子と、放電出力制御素子に対して制御信号を出力する第１および第２の出力端子とを備える。さらに、第１の入力端子および第１の出力端子の間に第１のコンデンサおよび順方向の第１のダイオードの直列回路が挿入される。さらに、第２の入力端子および第２の出力端子を結ぶ電源ラインに対してアノードが接続され、そのカソードが第１のコンデンサおよび第１のダイオードのアノード間に接続される第２のダイオードと、電源ラインと第１のダイオードのカソードの間に挿入される第２のコンデンサとを備える。

異常放電状態において、放電制御部３４が固定の直流レベルの放電出力停止信号を発生すると、放電出力停止信号が放電出力許可回路３５に対して供給される。放電出力許可回路３５がＦＥＴＱ４をオフとする制御信号を発生する。したがって、電池ＢＴから負荷３１に対して放電電流路が遮断され、放電が停止される。これによって、異常放電状態が停止される。

＜６．変形例＞
以上、本願の実施形態について具体的に説明したが、上述の各実施形態に限定されるものではなく、本願開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えばスイッチング素子として、ＦＥＴ以外のスイッチング素子を使用しても良い。

Ｑ１〜Ｑ４・・・ＭＯＳＦＥＴ
Ｓｃ・・・充電出力許可信号
ＢＴ・・・充電制御部
１・・・充電制御部
２・・・平滑回路
３・・・充電出力許可回路
５・・・ＡＣ／ＤＣコンバータ
６，１２・・・充電異常検出回路
１０，１０’・・・充電装置
１１・・・電池パック
１５・・・駆動回路
３１・・・負荷
３２・・・放電異常検出回路
３４・・・放電制御部
３５・・・放電出力許可回路

Claims

正常充電状態においてパルス状の充電出力許可信号が入力され、異常充電状態において前記パルス状の充電出力許可信号が入力されない平滑回路と、
蓄電素子に対する充電出力を許可／停止するように制御され、前記充電出力許可信号を前記平滑回路によって平滑した出力信号によって前記充電出力を許可し、異常充電状態が検出されるときに前記充電出力を停止する充電出力制御素子とを備える保護回路。
前記平滑回路は、
前記パルス状の充電出力許可信号が入力される第１および第２の入力端子と、
前記充電出力制御素子に対して制御信号を出力する第１および第２の出力端子と、
前記第１の入力端子および前記第１の出力端子の間に挿入される第１のコンデンサおよび順方向の第１のダイオードの直列回路と、
前記第２の入力端子および前記第２の出力端子を結ぶ電源ラインに対してアノードが接続され、そのカソードが前記第１のコンデンサおよび前記第１のダイオードのアノード間に接続される第２のダイオードと、
前記電源ラインと前記第１のダイオードのカソードの間に挿入される第２のコンデンサとを備える請求項１に記載の保護回路。
前記異常充電状態は、前記充電出力の電圧が予め設定されている値に比して大きい状態、充電電流が予め設定されている値に比して大きい状態、並びに前記蓄電素子の温度が予め設定されている値に比して大きい状態の少なくとも一つである請求項１および２の何れかに記載の保護回路。
放電正常状態においてパルス状の放電出力許可信号が入力され、異常放電状態において前記パルス状の放電出力許可信号が入力されない平滑回路と、
蓄電素子から負荷に対する放電出力を許可／停止するように制御され、前記放電出力許可信号を前記平滑回路によって平滑した出力信号によって前記放電出力を許可し、異常放電状態が検出されるときに前記放電出力を停止する放電出力制御素子とを備える保護回路。
前記平滑回路は、
前記パルス状の放電出力許可信号が入力される第１および第２の入力端子と、
前記放電出力制御素子に対して制御信号を出力する第１および第２の出力端子と、
前記第１の入力端子および前記第１の出力端子の間に挿入される第１のコンデンサおよび順方向の第１のダイオードの直列回路と、
前記第２の入力端子および前記第２の出力端子を結ぶ電源ラインに対してアノードが接続され、そのカソードが前記第１のコンデンサおよび前記第１のダイオードのアノード間に接続される第２のダイオードと、
前記電源ラインと前記第１のダイオードのカソードの間に挿入される第２のコンデンサとを備える請求項４に記載の保護回路。
前記異常放電状態は、前記放電出力の電圧が予め設定されている値に比して小さい状態、放電電流が予め設定されている値に比して大きい状態、並びに前記蓄電素子の温度が予め設定されている値に比して大きい状態の少なくとも一つである請求項４および５の何れかに記載の保護回路。
充電電源を生成する電源回路と、
前記充電電源の出力の許可／停止を制御する充電出力制御素子と、
充電状態を検出し、充電状態が正常な場合にパルス状の出力許可信号を出力し、充電状態が異常な場合に前記出力許可信号を出力しない充電制御部と、
前記充電制御部に接続され、前記出力許可信号から前記充電出力制御素子に対する制御信号を出力する制御信号生成部とを備える充電装置。
前記制御信号生成部は、
前記パルス状の出力許可信号が入力される第１および第２の入力端子と、
前記充電出力制御素子に対する前記制御信号を出力する第１および第２の出力端子と、
前記第１の入力端子および前記第１の出力端子の間に挿入される第１のコンデンサおよび順方向の第１のダイオードの直列回路と、
前記第２の入力端子および前記第２の出力端子を結ぶ電源ラインに対してアノードが接続され、そのカソードが前記第１のコンデンサおよび前記第１のダイオードのアノード間に接続される第２のダイオードと、
前記電源ラインと前記第１のダイオードのカソードの間に挿入される第２のコンデンサとを備える請求項７に記載の充電装置。
前記異常充電状態は、前記充電出力の電圧が予め設定されている値に比して大きい状態、充電電流が予め設定されている値に比して大きい状態、並びに前記蓄電素子の温度が予め設定されている値に比して大きい状態の少なくとも一つである請求項７および８の何れかに記載の充電装置。
前記異常充電状態が充電装置内で検出される請求項９に記載の充電装置。
前記異常充電状態が出力に接続される蓄電素子内で検出される請求項９に記載の充電装置。
前記充電出力制御素子は、前記電源回路の出力側に接続されているスイッチング素子であり、
前記制御信号生成部は、前記出力許可信号から前記スイッチング素子をオンとする制御信号を出力する請求項７、８および９の何れかに記載の充電装置。
前記充電出力制御素子は、前記電源回路の動作／非動作を制御するスイッチング素子であり、
前記制御信号生成部は、前記出力許可信号から前記スイッチング素子によって前記電源回路を動作状態とする制御信号を出力する請求項７、８および９の何れかに記載の充電装置。