JP2014191860A - Battery pack - Google Patents

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Shinpei Koda
新平 幸田
Hisashi Kameyama
寿 亀山
Masayuki Kobayashi
雅幸 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack capable of changing a cell voltage that turns off a charge switch by using an alarm circuit (alarm IC) and a protection IC.SOLUTION: A battery pack 1 comprises: a plurality of operational amplifiers for comparing a predetermined reference voltage with the voltage of a plurality of battery cells; an OR circuit to which the output of the operational amplifiers is input; an alarm circuit 30 which outputs an output signal from the OR circuit into which the output from the operation amplifiers is input when the voltage of one of the battery cells exceeds the predetermined reference voltage; a protection IC 20 that turns off a charge switch when the voltage input from one of the battery cells exceeds a prescribed overcharge voltage; and a driving circuit that makes the output from the protection IC an output for turning off the charge switch on the basis of the output signal form the alarm circuit 30 when the reference voltage is lower than the overcharge voltage and the voltage of the battery cell exceeds the prescribed reference voltage.

Description

本発明は、電池パックに関する。   The present invention relates to a battery pack.

下記の特許文献には、この特許文献の図１１に開示されるように、基準電圧と電池セル電圧とを比較する作動アンプを備え、プラス側の電池セル電圧が入力される作動アンプの出力と、マイナス側の電池セル電圧が入力される作動アンプの出力とが入力されるOR回路からの出力（電圧）される回路が開示されている。この回路により、いずれかの電池セルの電圧が、基準電圧より、大きくなると、OR回路より信号が出力され、これを入力する充電器により、充電電圧や充電電流を減少させる充電方法が開示されている。   As disclosed in FIG. 11 of this patent document, the following patent document includes an operational amplifier that compares a reference voltage and a battery cell voltage, and an output of the operational amplifier to which the positive battery cell voltage is input. A circuit that outputs (voltage) from an OR circuit that receives an output of an operational amplifier that receives a negative battery cell voltage is disclosed. When the voltage of any battery cell becomes higher than the reference voltage by this circuit, a signal is output from the OR circuit, and a charging method is disclosed in which the charging voltage and charging current are reduced by a charger that inputs this signal. Yes.

また、このような回路（アラーム回路）は、サーミスタを備え、サーミスタからの温度情報により、基準電圧を変更できる構成のものもある。   In addition, such a circuit (alarm circuit) includes a thermistor, and there is a configuration in which the reference voltage can be changed based on temperature information from the thermistor.

特開２００９−４４９４６号公報JP 2009-44946 A

このようなアラーム回路はＩＣ化（アラームＩＣ）され、リチウムイオン電池の種別（例えば、高電圧タイプ、通常電圧タイプ等）により、基準電圧が、ＩＣの製造工程で決まる。   Such an alarm circuit is made into an IC (alarm IC), and the reference voltage is determined in the IC manufacturing process depending on the type of lithium ion battery (for example, high voltage type, normal voltage type, etc.).

また、パック電池には、電池が過充電、過放電より保護する保護ＩＣを内蔵している。このような保護ＩＣは、各電池電圧が、過充電電圧より大きくなると充電スイッチ（ＦＥＴ）をオフにして過充電を防止し、過放電電圧より小さくなると放電スイッチ（ＦＥＴ）をオフにして、過放電を防止している。このような保護ＩＣにおいては、過充電電圧、過放電電圧が予め設定されており、これらを変更するには、新規に保護ＩＣを設計する必要がある。   Further, the battery pack incorporates a protection IC that protects the battery from overcharge and overdischarge. Such a protection IC turns off the charge switch (FET) to prevent overcharge when each battery voltage exceeds the overcharge voltage, and turns off the discharge switch (FET) when the battery voltage becomes lower than the overdischarge voltage. Prevents discharge. In such a protection IC, an overcharge voltage and an overdischarge voltage are set in advance. To change these, it is necessary to design a protection IC newly.

アラーム回路の基準電圧と、保護ＩＣの過充電電圧とが異なる場合があり、アラーム回路の基準電圧、または、保護ＩＣの過充電電圧を変更するには、新たに、アラーム回路（アラームＩＣ）、保護ＩＣを設計する必要がある。   The reference voltage of the alarm circuit and the overcharge voltage of the protection IC may be different. To change the reference voltage of the alarm circuit or the overcharge voltage of the protection IC, a new alarm circuit (alarm IC), It is necessary to design a protection IC.

本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、アラーム回路（アラームＩＣ）と保護ＩＣとを利用して、充電スイッチをオフにするセル電圧を変更できる電池パックを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve such problems, and a battery pack that can change a cell voltage for turning off a charge switch by using an alarm circuit (alarm IC) and a protection IC is provided. The purpose is to provide.

本発明の電池パックは、所定の基準電圧と複数の電池セルの電圧とを比較する複数の作動アンプと、該作動アンプの出力が入力されるOR回路を備え、いずれかの電池セルの電圧が、前記基準電圧を超えると、該作動アンプからの出力を入力される前記OR回路から出力信号を出力するアラーム回路と、いずれかの電池セルからの入力電圧が、所定の過充電電圧より大きくなると充電スイッチをオフにする保護ＩＣと、前記基準電圧が前記過充電電圧より低く、前記電池セルの電圧が、前記基準電圧を超えると、アラーム回路からの出力信号に基づき、保護ＩＣからの出力を、前記充電スイッチをオフにする出力とする駆動回
路を備えることを特徴とする。 The battery pack of the present invention includes a plurality of operation amplifiers that compare a predetermined reference voltage with the voltages of a plurality of battery cells, and an OR circuit to which the output of the operation amplifier is input, and the voltage of any battery cell is When the reference voltage is exceeded, an alarm circuit that outputs an output signal from the OR circuit to which an output from the operational amplifier is input, and an input voltage from any of the battery cells is greater than a predetermined overcharge voltage A protection IC for turning off a charge switch; and when the reference voltage is lower than the overcharge voltage and the voltage of the battery cell exceeds the reference voltage, an output from the protection IC is generated based on an output signal from an alarm circuit. And a drive circuit for providing an output for turning off the charge switch.

また、本発明の電池パックは、前記アラーム回路からの出力信号に基づいて、前記駆動回路が、前記保護ＩＣの入力端子と前記電池セルの端子との間に、電圧差を生じさせて、前記保護ＩＣの入力端子間の電圧を、前記過充電電圧を超えるようにする。 更に、前記アラーム回路からの出力信号に基づいて、前記駆動回路が、前記保護ＩＣからの出力を、オフ信号とすることにより、前記充電スイッチをオフにする。   Further, in the battery pack of the present invention, based on an output signal from the alarm circuit, the drive circuit generates a voltage difference between the input terminal of the protection IC and the terminal of the battery cell, The voltage between the input terminals of the protection IC is set to exceed the overcharge voltage. Further, based on the output signal from the alarm circuit, the drive circuit turns off the charging switch by setting the output from the protection IC to an off signal.

本発明の電池パックは、アラーム回路からの出力信号に基づき、保護ＩＣからの出力を、前記充電スイッチをオフにする出力とする駆動回路を備えることより、アラーム回路の基準電圧を電池セルの電圧が越えたとき、充電スイッチをオフにすることができる。   The battery pack according to the present invention includes a drive circuit that uses the output from the protection IC as an output for turning off the charging switch based on an output signal from the alarm circuit, so that the reference voltage of the alarm circuit is the voltage of the battery cell. When is exceeded, the charging switch can be turned off.

実施の形態１に係る電池パックの回路図である。3 is a circuit diagram of the battery pack according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態２に係る電池パックの回路図である。6 is a circuit diagram of a battery pack according to Embodiment 2. FIG.

図１は、本発明の一実施例を示すパック電池１の回路図である。図において、リチウムイオン電池等の電池セル１１、１２が直列接続され、パック電池１のプラス出力＋、マイナス出力−より、電力を取り出すことができる。電池セルは、低電位側より、第１電池セル１１、第２電池セル１２が直列接続されているが、電池セルは、２個より多く直列接続することも可能である。   FIG. 1 is a circuit diagram of a battery pack 1 showing an embodiment of the present invention. In the figure, battery cells 11 and 12 such as lithium ion batteries are connected in series, and power can be taken out from the plus output + and minus output − of the battery pack 1. In the battery cell, the first battery cell 11 and the second battery cell 12 are connected in series from the low potential side, but more than two battery cells can be connected in series.

パック電池１は、いずれかの電池セル電圧が、所定の過充電電圧（例えば、４．３Ｖ）より大きくなるとｎ型ＦＥＴ７１であるゲートに過充電信号を出力して充電スイッチ７１をオフにする保護回路２０を備えている。また、この保護回路２０は、何れかの電池セル電圧が過放電電圧（例えば、３．２Ｖ）より小さくなると、ｎ型ＦＥＴ７２であるゲートに過放電信号を出力して放電スイッチ７２をオフとする。   The battery pack 1 protects the charge switch 71 by turning off the charge switch 71 by outputting an overcharge signal to the gate of the n-type FET 71 when any battery cell voltage exceeds a predetermined overcharge voltage (for example, 4.3 V). A circuit 20 is provided. The protection circuit 20 outputs an overdischarge signal to the gate which is the n-type FET 72 and turns off the discharge switch 72 when any battery cell voltage becomes lower than an overdischarge voltage (for example, 3.2 V). .

そして、電池セルの電圧は、直列接続した電池セルの中間に中間端子ｎｎ、マイナス端子ｎ−、プラス端子ｎ＋と、保護回路２０の入力中間端子ｎ２ｎ、入力マイナス端子ｎ２−、入力プラス端子ｎ２＋とが、各々、接続線により電気接続されて、検出されている。   The voltage of the battery cell is intermediate between the battery cells connected in series, the intermediate terminal nn, the negative terminal n−, the positive terminal n +, the input intermediate terminal n2n, the input negative terminal n2−, and the input positive terminal n2 + of the protection circuit 20. Are respectively detected by being electrically connected by a connecting line.

また、基準電圧（例えば、４．２５Ｖ）と複数の電池セル電圧とを比較する複数の作動アンプからの出力がOR回路に入力され、OR回路からの出力を基により、出力端子ｎ３ｏからの出力信号を出力するアラーム回路３０（アラームＩＣ）を、備えている。つまり、いずれかの電池セル電圧が、基準電圧を超えると、OR回路から信号が出力され、出力端子ｎ３ｏから出力信号を出力することになる。   Further, outputs from a plurality of operation amplifiers that compare a reference voltage (for example, 4.25 V) with a plurality of battery cell voltages are input to an OR circuit, and an output from an output terminal n3o is based on an output from the OR circuit. An alarm circuit 30 (alarm IC) for outputting a signal is provided. That is, when any battery cell voltage exceeds the reference voltage, a signal is output from the OR circuit and an output signal is output from the output terminal n3o.

そして、電池セルの電圧は、直列接続した電池セルの中間に中間端子ｎｎ、マイナス端子ｎ−、プラス端子ｎ＋と、アラーム回路３０の入力中間端子ｎ３ｎ、入力マイナス端子ｎ３−、入力プラス端子ｎ３＋とが、各々、接続線により電気接続されて、検出されている。
アラーム回路３０は、OR回路からの出力を基により、内部抵抗がハイインピーダンス状態から、ローインピーダンス状態となり、入力プラス端子ｎ３＋が接地されていることより、出力端子ｎ３ｏからの出力信号は、低電位となる。アラーム回路３０からの出力信号は、出力端子ｎ３ｏから、信号端子Ｄに伝達される。これを入力する充電器（図示せず）により、充電電圧や充電電流を減少させることができる。また、このようなアラーム回路としては、アラームＩＣであるミツミ製MM3480、MM3481等が利用できる。 Then, the voltage of the battery cell is such that the intermediate terminal nn, the negative terminal n−, the positive terminal n +, the input intermediate terminal n3n, the input negative terminal n3−, the input positive terminal n3 + Are respectively detected by being electrically connected by a connecting line.
Based on the output from the OR circuit, the alarm circuit 30 changes its internal resistance from the high impedance state to the low impedance state, and the input plus terminal n3 + is grounded. It becomes. The output signal from the alarm circuit 30 is transmitted from the output terminal n3o to the signal terminal D. A charging voltage and a charging current can be reduced by a charger (not shown) that inputs this. Moreover, as such an alarm circuit, Mitsumi MM3480, MM3481 etc. which are alarm ICs can be used.

次に、アラーム回路３０からの出力により、駆動回路を駆動させ、保護ＩＣからの出力により、充電スイッチをオフにする。駆動回路は、第１駆動回路と第２駆動回路を備える。第２駆動回路（アンバランス回路）５０を起動させる第１駆動回路４０について説明する。直列接続された電池セルのプラス側より、レギュレータＲｅｇに電力が供給され、これより、３Ｖの電圧が出力される。レギュレータＲｅｇからの出力線は、抵抗Ｒ１（９．１ＫΩ）と抵抗Ｒ２（１ＫΩ）とに直列接続されて、スイッチング素子としてｐ型ＦＥＴ７３のゲートに接続されている。また、ｐ型ＦＥＴ７３のゲート、ソース間には抵抗Ｒ３（１ＭΩ）が接続され、ｐ型ＦＥＴ７３のソース側における抵抗Ｒ３との接続点と、抵抗Ｒ１のレギュレータＲｅｇ側には、抵抗Ｒ４（１００Ω）が接続され、アラーム回路３０からの出力線は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点に接続されている。   Next, the drive circuit is driven by the output from the alarm circuit 30, and the charge switch is turned off by the output from the protection IC. The drive circuit includes a first drive circuit and a second drive circuit. The first drive circuit 40 that activates the second drive circuit (unbalance circuit) 50 will be described. Electric power is supplied to the regulator Reg from the positive side of the battery cells connected in series, and a voltage of 3V is thereby output. An output line from the regulator Reg is connected in series to a resistor R1 (9.1 KΩ) and a resistor R2 (1 KΩ), and is connected to the gate of the p-type FET 73 as a switching element. Further, a resistor R3 (1 MΩ) is connected between the gate and source of the p-type FET 73, and a resistor R4 (100Ω) is connected to the connection point of the resistor R3 on the source side of the p-type FET 73 and the regulator Reg side of the resistor R1. And the output line from the alarm circuit 30 is connected to a connection point between the resistor R1 and the resistor R2.

以上の回路構成により、電池セルの電圧が、基準電圧以下の通常時においては、アラーム回路３０からの出力線（出力端子ｎ３ｏ）はハイインピーダンス状態であるので、ｐ型ＦＥＴ７３のゲート、ソースには、約３Ｖの電圧が印加されることより、ｐ型ＦＥＴ７３はオフ状態となる。   With the circuit configuration described above, the output line (output terminal n3o) from the alarm circuit 30 is in a high impedance state at the normal time when the voltage of the battery cell is equal to or lower than the reference voltage. When a voltage of about 3V is applied, the p-type FET 73 is turned off.

そして、いずれかの電池セルの電圧が、基準電圧を超えると、アラーム回路３０の出力線（出力端子ｎ３ｏ）は低電位となることより、出力端子ｎ３ｏと接続された抵抗Ｒ２が、接続されたｐ型ＦＥＴ７３のゲートは低電位となり、一方、レギュレーターＲｅｇから３Ｖが供給されるｐ型ＦＥＴ７３のソースが、ゲートに対して高電位となるため、ｐ型ＦＥＴ７３がオン状態となる。 第２駆動回路（アンバランス回路）５０は、電位が最も低い電池セル（第1電池セル１１）のプラスとマイナスとの間にスイッチング素子としてｎ型ＦＥＴ７４を備え、中間端子ｎｎと、保護回路２０の入力中間端子ｎ２ｎとを接続する接続線の中間点ｎ５ｎと、ｎ型ＦＥＴ７４のドレイン側が接続される。接続線の中間点ｎ５ｎと、中間端子ｎｎとの間に、抵抗５が接続されている。ｎ型ＦＥＴ７４のゲートは、第1駆動回路４０のｐ型ＦＥＴ７３の出力側に接続されている。   When the voltage of any battery cell exceeds the reference voltage, the output line (output terminal n3o) of the alarm circuit 30 becomes a low potential, so that the resistor R2 connected to the output terminal n3o is connected. The gate of the p-type FET 73 is at a low potential, while the source of the p-type FET 73 to which 3V is supplied from the regulator Reg is at a high potential with respect to the gate, so that the p-type FET 73 is turned on. The second drive circuit (unbalance circuit) 50 includes an n-type FET 74 as a switching element between the plus and minus of the battery cell (first battery cell 11) having the lowest potential, the intermediate terminal nn, and the protection circuit 20. Is connected to the intermediate point n5n of the connection line connecting the input intermediate terminal n2n to the drain side of the n-type FET 74. A resistor 5 is connected between the intermediate point n5n of the connection line and the intermediate terminal nn. The gate of the n-type FET 74 is connected to the output side of the p-type FET 73 of the first drive circuit 40.

以上の回路により、上記の第１駆動回路４０のｐ型ＦＥＴ７３がオン状態となることで、ｎ型ＦＥＴ７４のゲートに、レギュレータＲｅｇからの高電圧が印加されることで、ｎ型ＦＥＴ７４がオン状態となる。そして、第1電池セル１１から、抵抗Ｒ５、ｎ型ＦＥＴ７４に放電電流が流れ、抵抗Ｒ５により、電圧降下がすることより、保護ＩＣ２０の保護回路２０の入力マイナス端子ｎ２−と入力中間端子ｎ２ｎとの間の電圧が、所定の過充電電圧を超えて、ｎ型ＦＥＴ７１がオフとなり、充電電流が停止される。   With the above circuit, when the p-type FET 73 of the first drive circuit 40 is turned on, a high voltage from the regulator Reg is applied to the gate of the n-type FET 74, so that the n-type FET 74 is turned on. It becomes. A discharge current flows from the first battery cell 11 to the resistor R5 and the n-type FET 74, and a voltage drop is caused by the resistor R5, so that the input minus terminal n2- and the input intermediate terminal n2n of the protection circuit 20 of the protection IC 20 During this time exceeds a predetermined overcharge voltage, the n-type FET 71 is turned off, and the charging current is stopped.

このような動作により、保護ＩＣ２０が所定の過充電電圧（４．３Ｖ）であっても、アラーム回路３０の過充電電圧より低い基準電圧（４．２５Ｖ）であるなら、電池セルの電圧が、低い基準電圧を超えるとき、保護ＩＣ２０を動作させ、ｎ型ＦＥＴ７１がオフとなり、充電電流が停止されることができる。   With this operation, even if the protection IC 20 has a predetermined overcharge voltage (4.3V), if the reference voltage (4.25V) is lower than the overcharge voltage of the alarm circuit 30, the voltage of the battery cell is When the low reference voltage is exceeded, the protection IC 20 is operated, the n-type FET 71 is turned off, and the charging current can be stopped.

このように、電池パック１を、例えば、充電器（図示せず）にて、充電するとき、いずれかの電池セルの電圧が、低い基準電圧を超えるとき、保護ＩＣ２０の動作により、充電を停止することができる。   Thus, when the battery pack 1 is charged by, for example, a charger (not shown), the charging is stopped by the operation of the protection IC 20 when the voltage of any battery cell exceeds a low reference voltage. can do.

また、別の充電器においては、パック電池１の信号端子Ｄの信号電圧を検出することができるものにおいては、アラーム回路３０が出力信号を出し、ｎ型ＦＥＴ７１がオフとなるまでの間に所定の遅延時間（例えば、１秒）を設けるなら、アラーム回路３０が電池セルの電圧が基準電圧を越えて信号端子Ｄに出力信号を出力し、充電器がこれを検出して、所定の遅延時間より短い間に、充電電圧や充電電流を減少させることにより、充電を停止するより前に、電池セルの電圧が基準電圧以下になることより、充電を継続することがで
きる。 Further, in another charger that can detect the signal voltage of the signal terminal D of the battery pack 1, the alarm circuit 30 outputs an output signal, and the predetermined time until the n-type FET 71 is turned off. If the delay time (for example, 1 second) is provided, the alarm circuit 30 outputs the output signal to the signal terminal D when the voltage of the battery cell exceeds the reference voltage, and the charger detects this, and the predetermined delay time is detected. By shortening the charging voltage and the charging current in a shorter time, charging can be continued because the voltage of the battery cell becomes equal to or lower than the reference voltage before the charging is stopped.

図２は、本発明の他の実施例を示す回路図である。図１の回路構成と同一のものについては、同じ符号をつけて、説明を省略する。次に、アラーム回路３０からの出力により、過充電防止回路５１を起動させる起動回路４１について説明する。直列接続された電池セルのプラス側より、レギュレータＲｅｇに電力が供給され、これより、３Ｖの電圧が出力される。レギュレータＲｅｇからの出力線は、抵抗Ｒ１１（１００ＫΩ）と抵抗Ｒ１２（１ＫΩ）とに直列接続されて、抵抗Ｒ１１と抵抗Ｒ１２の分圧が、スイッチング素子としてｐ型ＦＥＴ７６のゲートに接続されている。このとき、Ｒ１２の抵抗値が大きいことより、レギュレータＲｅｇからの出力（３Ｖ）に近い電圧値が、ゲートに印加されることになる。また、電池セルの高電位からの出力端子ｎｕｐと、ｐ型ＦＥＴ７６と、
アース側出力端子ｎｅａとが接続されている。出力端子ｎｕｐからの接続線は抵抗Ｒ１３（１００ｋΩ）、抵抗Ｒ１４（３３ｋΩ）が接続され、分圧電圧が、ｐ型ＦＥＴ７６のソースに印加される。電池セルの高電位は、セル数×（３．２〜４．２Ｖ）であり、分圧により、１／４となり、１．６〜２．１Ｖが、ｐ型ＦＥＴ７６のソースに印加されることになる。 FIG. 2 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Next, the activation circuit 41 that activates the overcharge prevention circuit 51 based on the output from the alarm circuit 30 will be described. Electric power is supplied to the regulator Reg from the positive side of the battery cells connected in series, and a voltage of 3V is thereby output. An output line from the regulator Reg is connected in series to a resistor R11 (100 KΩ) and a resistor R12 (1 KΩ), and a divided voltage of the resistor R11 and the resistor R12 is connected to the gate of the p-type FET 76 as a switching element. At this time, since the resistance value of R12 is large, a voltage value close to the output (3 V) from the regulator Reg is applied to the gate. Also, an output terminal nup from the high potential of the battery cell, a p-type FET 76,
The earth side output terminal nea is connected. A connection line from the output terminal nup is connected to a resistor R13 (100 kΩ) and a resistor R14 (33 kΩ), and a divided voltage is applied to the source of the p-type FET 76. The high potential of the battery cell is the number of cells × (3.2 to 4.2 V), and is ¼ by the partial pressure, and 1.6 to 2.1 V is applied to the source of the p-type FET 76. become.

以上の回路構成により、電池セルの電圧が、基準電圧以下の通常時においては、アラーム回路３０からの出力線（出力端子ｎ３ｏ）はハイインピーダンス状態であるので、ｐ型ＦＥＴ７３のゲート約３Ｖ、ソース１．６〜２．１の電圧が印加されることより、ｐ型ＦＥＴ７６はオフ状態となる。   With the circuit configuration described above, the output line (output terminal n3o) from the alarm circuit 30 is in a high impedance state when the voltage of the battery cell is normal below the reference voltage, so the gate of the p-type FET 73 is about 3V, the source As a voltage of 1.6 to 2.1 is applied, the p-type FET 76 is turned off.

そして、いずれかの電池セルの電圧が、基準電圧を超えると、アラーム回路３０の出力線（出力端子ｎ３ｏ）は低電位となることより、出力端子ｎ３ｏと接続されたｐ型ＦＥＴ７６のゲートは低電位となり、一方、ｐ型ＦＥＴ７３のソースには上記の電圧１．６〜２．１Ｖが印加され、ゲートに対して高電位となるため、ｐ型ＦＥＴ７６がオン状態となる。   When the voltage of any battery cell exceeds the reference voltage, the output line (output terminal n3o) of the alarm circuit 30 becomes a low potential, so that the gate of the p-type FET 76 connected to the output terminal n3o is low. On the other hand, since the voltage 1.6 to 2.1 V is applied to the source of the p-type FET 73 and becomes a high potential with respect to the gate, the p-type FET 76 is turned on.

第２駆動回路（過充電防止回路）５１は、保護ＩＣ２０からの過充電信号の出力線の中点に、スイッチング素子であるｎ型ＦＥＴ７７のドレインを接続し、ソースをアース側に接続している。 以上の回路により、 上記の駆動回路４１のｐ型ＦＥＴ７６がオン状態となることで、第２駆動回路（過充電防止回路）５１のｎ型ＦＥＴ７７のゲートに、レギュレータＲｅｇからの高電圧が印加されることで、ｎ型ＦＥＴ７７がオン状態となる。そして、スイッチング素子として充電スイッチ７１であるｎ型ＦＥＴ７１のゲート、ソース間の電圧差がなくす、即ち、保護ＩＣ２０からの出力を低電位（オフ信号）とすることより、充電スイッチ７１がオフとなり、充電電流が停止されることができる。   The second drive circuit (overcharge prevention circuit) 51 connects the drain of the n-type FET 77 serving as a switching element to the midpoint of the output line of the overcharge signal from the protection IC 20 and connects the source to the ground side. . With the above circuit, when the p-type FET 76 of the drive circuit 41 is turned on, a high voltage from the regulator Reg is applied to the gate of the n-type FET 77 of the second drive circuit (overcharge prevention circuit) 51. As a result, the n-type FET 77 is turned on. Then, by eliminating the voltage difference between the gate and source of the n-type FET 71 which is the charge switch 71 as a switching element, that is, by setting the output from the protection IC 20 to a low potential (off signal), the charge switch 71 is turned off, The charging current can be stopped.

このような動作により、保護ＩＣ２０が所定の過充電電圧（４．３Ｖ）であっても、アラーム回路３０の過充電電圧より低い基準電圧（４．２５Ｖ）であるなら、電池セルの電圧が、低い基準電圧を超えるとき、保護ＩＣ２０の出力をオフ信号とさせ、ｎ型ＦＥＴ７１がオフとなり、充電電流が停止されることができる。   With this operation, even if the protection IC 20 has a predetermined overcharge voltage (4.3V), if the reference voltage (4.25V) is lower than the overcharge voltage of the alarm circuit 30, the voltage of the battery cell is When a low reference voltage is exceeded, the output of the protection IC 20 is turned off, the n-type FET 71 is turned off, and the charging current can be stopped.

このように、パック電池１を、例えば、充電器（図示せず）にて、充電するとき、いずれかの電池セルの電圧が、低い基準電圧を超えるとき、第１駆動回路４１、第２駆動回路、保護ＩＣ２０の動作により、充電を停止することができる。   Thus, when the battery pack 1 is charged by, for example, a charger (not shown), when the voltage of any battery cell exceeds a low reference voltage, the first drive circuit 41, the second drive Charging can be stopped by the operation of the circuit and the protection IC 20.

また、別の充電器においては、パック電池１の信号端子Ｄの信号電圧を検出することができるものにおいては、アラーム回路３０が出力信号を出して、ｎ型ＦＥＴ７１がオフとなるまでの間に所定の遅延時間（例えば、１秒）を設けるなら、アラーム回路３０が電池セルの電圧が基準電圧を越えて信号端子Ｄに出力信号を出力し、充電器がこれを検出して
、所定の遅延時間より短い間に、充電電圧や充電電流を減少させることにより、充電を停止するより前に、電池セルの電圧が基準電圧以下になることより、充電を継続することができる。 Further, in another charger that can detect the signal voltage at the signal terminal D of the battery pack 1, the alarm circuit 30 outputs an output signal and the n-type FET 71 is turned off. If a predetermined delay time (for example, 1 second) is provided, the alarm circuit 30 outputs the output signal to the signal terminal D when the voltage of the battery cell exceeds the reference voltage, and the charger detects this and the predetermined delay By reducing the charging voltage and the charging current within a shorter time, the charging can be continued because the voltage of the battery cell becomes equal to or lower than the reference voltage before the charging is stopped.

１ パック電池
２０ 保護ＩＣ
３０ アラーム回路
７１ 充電スイッチ 1 pack battery 20 protection IC
30 Alarm circuit 71 Charge switch

Claims (3)

所定の基準電圧と複数の電池セルの電圧とを比較する複数の作動アンプと、該作動アンプの出力が入力されるOR回路を備え、いずれかの電池セルの電圧が、前記基準電圧を超えると、該作動アンプからの出力を入力される前記OR回路から出力信号を出力するアラーム回路と、
いずれかの電池セルからの入力電圧が、所定の過充電電圧より大きくなると充電スイッチをオフにする保護ＩＣと、
前記基準電圧が前記過充電電圧より低く、前記電池セルの電圧が、前記基準電圧を超えると、アラーム回路からの出力信号に基づき、保護ＩＣからの出力を、前記充電スイッチをオフにする出力とする駆動回路を備えることを特徴とする電池パック。 A plurality of operational amplifiers for comparing a predetermined reference voltage with the voltages of the plurality of battery cells, and an OR circuit to which the output of the operational amplifier is input, and when the voltage of any battery cell exceeds the reference voltage An alarm circuit for outputting an output signal from the OR circuit to which an output from the operation amplifier is input;
A protection IC that turns off the charge switch when the input voltage from any of the battery cells exceeds a predetermined overcharge voltage;
When the reference voltage is lower than the overcharge voltage and the voltage of the battery cell exceeds the reference voltage, an output from a protection IC is output based on an output signal from an alarm circuit, and an output for turning off the charge switch. A battery pack comprising a driving circuit for performing the above operation. 前記アラーム回路からの出力信号に基づいて、前記駆動回路が、前記保護ＩＣの入力端子と前記電池セルの端子との間に、電圧差を生じさせて、前記保護ＩＣの入力端子間の電圧を、前記過充電電圧を超えるようにする請求項１の電池パック。   Based on the output signal from the alarm circuit, the drive circuit generates a voltage difference between the input terminal of the protection IC and the terminal of the battery cell, and thereby the voltage between the input terminals of the protection IC. The battery pack according to claim 1, wherein the overcharge voltage is exceeded. 前記アラーム回路からの出力信号に基づいて、前記駆動回路が、前記保護ＩＣからの出力を、オフ信号とすることにより、前記充電スイッチをオフにする請求項１の電池パック。   2. The battery pack according to claim 1, wherein the drive circuit turns off the charging switch by setting the output from the protection IC to an off signal based on an output signal from the alarm circuit.
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WO2010082608A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-22 ミツミ電機株式会社 Protecting monitor circuit, battery pack, secondary battery monitor circuit and protecting circuit

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