JP2014200164A - 充放電制御回路、充放電制御装置およびバッテリ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】過電流検出回路の基準電圧回路を、二次電池の両端に接続した、定電流回路と抵抗と二次電池の電圧によって抵抗値が変化するトランジスタと、で構成し、定電流回路の電流が抵抗とトランジスタに流れることで発生する電圧を基準電圧として出力することを特徴とする充放電制御回路。
【選択図】図1
Description
従来のバッテリ装置は、二次電池11と、Nch放電制御電界効果トランジスタ12と、Nch充電制御電界効果トランジスタ13と、充放電制御回路14と、抵抗22、31と、容量32と、外部端子20、21で構成されている。充放電制御回路14は、制御回路15と、過電流検出回路16と、過電流検出端子19と、充電制御信号出力端子41と、放電制御信号出力端子42と、正極電源端子44と、負極電源端子43で構成されている。過電流検出回路16は、比較回路18と、基準電圧回路17で構成されている。
外部端子20、21の間に負荷が接続され、電流が流れると二次電池11の負極と外部端子21間に電位差が発生する。この電位差は、外部端子20、21間に流れた電流量I1、Nch放電制御電界効果トランジスタ12の抵抗値R12、Nch充電制御電界効果トランジスタ13の抵抗値R13によって決定され、I1×(R12+R13)で表される。過電流検出端子19の電圧は外部端子21の電圧と等しい。比較回路18は、基準電圧回路17の電圧と過電流検出端子19の電圧を比較し、過電流検出端子19の電圧が高ければ、Nch放電制御電界効果トランジスタ12をオフし、過電流保護をかける。
過電流検出回路の基準電圧回路を、二次電池の両端に接続した、定電流回路と抵抗と二次電池の電圧によって抵抗値が変化するトランジスタと、で構成した。
図1は、第一の実施形態のバッテリ装置の回路図である。
第一の実施形態のバッテリ装置は、二次電池11と、Nch放電制御電界効果トランジスタ12と、Nch充電制御電界効果トランジスタ13と、バッテリ状態監視回路14と、抵抗22、31と、容量32と、外部端子20、21で構成されている。Nch放電制御電界効果トランジスタ12と、Nch充電制御電界効果トランジスタ13と、バッテリ状態監視回路14と、で充放電制御装置を構成する。
二次電池11が過充電検出電圧以下かつ過放電検出電圧以上である時、Nch放電制御電界効果トランジスタ12、Nch充電制御電界効果トランジスタ13はオンするように制御される。この状態で外部端子20、21の間に負荷が接続され、放電電流が流れると二次電池11の負極と外部端子21間に電位差が発生する。この電位差は、外部端子20、21間に流れた電流量I1、Nch放電制御電界効果トランジスタ12の抵抗値R12、Nch充電制御電界効果トランジスタ13の抵抗値R13によって決定され、I1×(R12+R13)で表される。
図2は、第二の実施形態のバッテリ装置の回路図である。第一の実施形態のバッテリ装置との違いはスイッチ回路203、比較回路202、基準電圧回路201を追加した点である。
比較回路202は、反転入力端子は基準電圧回路201に接続され、非反転入力端子は過電流検出端子19に接続され、出力端子はスイッチ回路203に接続されてスイッチ回路203のオンオフを制御する。基準電圧回路201のもう一方の端子は負極電源端子43に接続される。スイッチ回路203は一方の端子は定電流回路23に接続され、もう一方の端子は抵抗24に接続される。他は第一の実施形態と同様の接続である。
外部端子20、21の間に負荷が接続されず放電電流が流れていないときは、比較回路202がスイッチ回路203をオフするように制御し定電流回路23から流れる電流を遮断する。こうして、放電電流が流れていないときは定電流回路23からの電流を遮断し消費電力を低減することができる。
図3は、第三の実施形態のバッテリ装置の回路図である。第二の実施形態のバッテリ装置との違いはスイッチ301、302を追加し、スイッチ回路203を削除した点である。
比較回路202は、反転入力端子は基準電圧回路201に接続され、非反転入力端子は過電流検出端子19に接続され、出力端子はスイッチ回路301、302に接続されてスイッチ回路301、302のオンオフを制御する。基準電圧回路201のもう一方の端子は負極電源端子43に接続される。スイッチ回路301は一方の端子は正極電源端子44に接続され、もう一方の端子はNMOSトランジスタ25のゲートに接続される。スイッチ回路302は一方の端子は負極電源端子43に接続され、もう一方の端子はNMOSトランジスタ25のゲートに接続される。定電流回路23は一方の端子は正極電源端子44に接続され、もう一方の端子は抵抗24に接続される。他は第二の実施形態と同様の接続である。
外部端子20、21の間に負荷が接続されず放電電流が流れていないときは、比較回路202がスイッチ回路301をオフ、スイッチ回路302をオンするように制御し、NMOSトランジスタ25をオフさせ、定電流回路23から流れる電流を遮断する。こうして、放電電流が流れていないときは定電流回路23からの電流を遮断し消費電力を低減することができる。
また、充放電制御回路の過電流検出電圧とNch充放電制御電界効果トランジスタの二次電池電圧依存性、温度依存性を一致させることで、バッテリ装置の過電流検出電流値の精度を向上させ、バッテリ装置の安全性を高めることができる。
図5は、第四の実施形態のバッテリ装置の回路図である。第一の実施形態のバッテリ装置との違いは二次電池11の負極と負極電源端子43の接続点とNch放電制御電界効果トランジスタ12のソースとの間に抵抗33を追加した点である。他はすべて第一の実施形態と同様である。
14 バッテリ状態監視回路
15 制御回路
16 過電流検出回路
18、202、 比較回路
19 過電流検出端子
20、21 外部端子
23 定電流回路
41 充電制御信号出力端子
42 放電制御信号出力端子
43 負極電源端子
44 正極電源端子
33 抵抗
203、301、302 スイッチ回路
201 基準電圧回路
Claims (6)
- 二次電池の電圧や異常を検知する制御回路と、過電流検出端子の電圧で過電流を検出する過電流検出回路と、を有する充放電制御回路であって、
前記過電流検出回路は、
定電流回路と第一の抵抗と前記二次電池の電圧によって抵抗値が変化するトランジスタで構成され、前記定電流回路の電流が前記抵抗と前記トランジスタに流れることで発生する電圧を出力する基準電圧回路を備えたことを特徴とする充放電制御回路。 - 前記過電流検出回路は、
前記基準電圧回路と、
前記過電流検出端子の電圧と前記基準電圧回路の電圧を比較する比較回路と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の充放電制御回路。 - 前記基準電圧回路は、
前記過電流検出端子の電圧が所定の電圧以下の状態で動作を停止する、
ことを特徴とする請求項1に記載の充放電制御回路。 - 二次電池の充放電経路に設けられた充放電制御スイッチと、
前記二次電池の電圧を監視し、前記充放電制御スイッチを制御する請求項1に記載の充放電制御回路と、
を備えたことを特徴とする充放電制御装置。 - 二次電池と、
請求項4に記載の充放電制御装置と、を備えたことを特徴とするバッテリ装置。 - 更に、前記二次電池の充放電経路に、前記充放電制御スイッチに接続されて設けられる第二の抵抗を備えたことを特徴とする請求項5に記載のバッテリ装置。
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