JP2017017843A - 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
Description
このような従来のバッテリ装置において、充放電制御装置の耐圧を越える数の二次電池が直列接続される場合、充放電制御装置を複数配置することとなる。
従来のバッテリ装置300は、充電器または負荷が接続される外部端子401及び402と、外部端子401及び402の間に直列に接続された二つの二次電池403−1及び403−2、放電制御スイッチ404、充電制御スイッチ405と、二次電池403−1及び403−2のそれぞれに接続された充放電制御回路301−1及び301−2とを備えている。
電池電圧監視回路30−1は、二次電池403−1の電圧を監視して、二次電池403−1が過放電状態または過充電状態であることを示す検出信号を出力制御回路31−1に出力する。二次電池403−1が過放電であることを示す検出信号が出力された場合、出力制御回路31−1は放電制御スイッチ404をオフさせ、二次電池403−1が過充電であることを示す検出信号が出力され場合、充電制御スイッチ405をオフさせる。パワーダウン回路33−1は、二次電池403−1が過放電となり、放電制御スイッチ404をオフしたことに基づいて生成される過放電信号ODC−1を受け、パワーダウン信号を電池電圧監視回路30−1に出力する。そして、電池電圧監視回路30−1は、パワーダウン回路33−1から出力されたパワーダウン信号を受けると、自身の動作を停止する。これにより、充放電制御回路301−1の消費電流が低減される。
バッテリ装置300は、外部端子401と402との間に接続されたNchトランジスタ310、311、316、及び317と、Pchトランジスタ312、315、318、及び320と、抵抗314、319、321、及び322と、ツェナーダイオード313をさらに備えている。
図1は、本発明の実施形態によるバッテリ装置200を示す回路図である。
本発明の実施形態によるバッテリ装置200は、充電器または負荷が接続される外部端子201及び202と、外部端子201及び202の間に直列に接続された二つの二次電池203−1及び203−2、Nchトランジスタからなる放電制御スイッチ204及び充電制御スイッチ205と、充放電制御装置100とを備えている。充放電制御装置100は、二次電池203−1及び203−2のそれぞれに接続された充放電制御回路101−1及び101−2とを備えている。
また、充放電制御装置100は、さらに、Nchトランジスタ110及び111と、Pchトランジスタ112と、ツェナーダイオード113と、抵抗114とを備えている。
まず、充放電制御回路101−1においては、電池電圧監視回路10−1が、正電源接続端子102−1及び負電源接続端子103−1を介して二次電池203−1の電圧を監視し、二次電池203−1が過放電状態または過充電状態であることを示す検出信号DT−1を出力制御回路11−1に出力する。検出信号DT−1が二次電池203−1の過放電を示す場合、出力制御回路11−1は放電制御信号DC−1を出力端子104−1を介して放電制御スイッチ204に出力することにより、放電制御スイッチ204をオフさせる。検出信号DT−1が二次電池203−1の過充電を示す場合、出力制御回路11−1は充電制御信号CC−1を出力端子105−1を介して充電制御スイッチ205に出力することにより、充電制御スイッチ205をオフさせる。
プルアップ回路12は、入力端子108(108−1、108−2)と充放電制御回路101(101−1、101−2)の二次電池203(203−1、203−2)の正電源電圧との間に接続された定電流源CCS(CCS−1、CCS−2)を備え、定電流源CCSと入力端子108との接続点に得られる信号をプルアップ信号PU(PU−1、PU−2)として出力する。
例えば、上記実施形態においては、充放電制御回路を二段備えた充放電制御装置を備えたバッテリ装置を示しているが、本発明による充放電制御装置は、二次電池の数やこれを制御する充放電制御回路の耐圧に応じて、充放電制御回路を三段以上備えることも可能である。一例として、充放電制御回路を三段とした場合、すなわち、図1に示す充放電制御装置がさらに第3の充放電制御回路(図示しないが、101−3と呼ぶ)を備える場合は、以下のように構成すればよい。まず、外部端子201と二次電池203−2との間に第3の二次電池(203−3)を挿入し、これに第3の充放電制御回路(101−3)を接続する。そして、充放電制御回路101−2の出力端子109−2を第3の充放電制御回路(101−3)の入力端子(108−3)に接続し、出力制御回路11−2の出力であるパワーダウン信号PD−2を第3の充放電制御回路(101−3)のプルアップ回路(12−3)に入力するように構成する。さらに、第3の充放電制御回路(101−3)の出力制御回路(11−3)から出力される放電制御信号(DC−3)及び充電制御信号(CC−3)を充放電制御回路101−2の入力端子106−2及び107−2にそれぞれ入力されるように構成する。
11−1、11−2 出力制御回路
12−1、12−2 プルアップ回路
13−1、13−2 パワーダウン回路
100 充放電制御装置
101−1、101−2 充放電制御回路
102−1、102−2 正電源接続端子
103−1、103−2 負電源接続端子
104−1、104−2、105−1、105−2、109−1、109−2 出力端子
106−1、106−2、107−1、107−2、108−1、108−2 入力端子
110、111 Nchトランジスタ
112 Pchトランジスタ
113 ツェナーダイオード
114 抵抗
200 バッテリ装置
201、202 外部端子
203−1、203−2 二次電池
204 放電制御スイッチ
205 充電制御スイッチ
CC−1、CC−2 充電制御信号
CCS−1 定電流源
DC−1、DC−2 放電制御信号
DT−1、DT−2 検出信号
ODC 過放電信号
PD−1、PD−2 パワーダウン信号
PU−1、PU−2 プルアップ信号
Claims (5)
- 二次電池の電圧を監視し、前記二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す検出信号を出力する電池電圧監視回路と、
前記検出信号を受け、前記検出信号が過放電を示したことに応答して放電制御スイッチをオフさせるための放電制御信号を出力し、前記検出信号が過充電を示したことに応答して充電制御スイッチをオフさせるための充電制御信号を出力する出力制御回路と、
入力端子より第1のパワーダウン信号を受け、前記第1のパワーダウン信号を前記二次電池の正電源電圧にプルアップして得られたプルアップ信号を出力するプルアップ回路と、
前記プルアップ信号に基づいて第2のパワーダウン信号を出力するパワーダウン回路と、を有することを特徴とする充放電制御回路。 - 第1及び第2の外部端子の間に直列に接続された第1及び第2の二次電池、放電制御スイッチ、及び充電制御スイッチを制御する充放電制御装置であって、
前記第1及び第2の二次電池にそれぞれ対応して設けられた第1及び第2の充放電制御回路を備え、
前記第1の充放電制御回路は、
前記第1の二次電池の電圧を監視し、前記第1の二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す第1の検出信号を出力する第1の電池電圧監視回路と、
前記第1の検出信号を受け、前記第1の検出信号が過放電を示したことに応答して前記放電制御スイッチをオフさせるための第1の放電制御信号を出力し、前記第1の検出信号が過充電を示したことに応答して前記充電制御スイッチをオフさせるための第1の充電制御信号を出力する第1の出力制御回路と、
前記第1の放電制御信号に基づいて生成される過放電信号もしくは外部パワーダウン信号を受け、前記過放電信号もしくは外部パワーダウン信号を前記第1の充放電制御回路の正電源電圧にプルアップして得られた第1のプルアップ信号を出力する第1のプルアップ回路と、
前記第1のプルアップ信号に基づいて、前記第1の電池電圧監視回路を停止させる第1のパワーダウン信号を出力する第1のパワーダウン回路とを有し、
前記第2の充放電制御回路は、
前記第2の二次電池の電圧を監視し、前記第2の二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す第2の検出信号を出力する第2の電池電圧監視回路と、
前記第2の検出信号を受け、前記第2の検出信号が過放電を示したことに応答して前記放電制御スイッチをオフさせるための第2の放電制御信号を出力し、前記第2の検出信号が過充電を示したことに応答して前記充電制御スイッチをオフさせるための第2の充電制御信号を出力する第2の出力制御回路と、
前記第1のパワーダウン信号を受け、前記第1のパワーダウン信号を前記第2の充放電制御回路の正電源電圧にプルアップして得られた第2のプルアップ信号を出力する第2のプルアップ回路と、
前記第2のプルアップ信号に基づいて、前記第2の電池電圧監視回路を停止させる第2のパワーダウン信号を出力する第2のパワーダウン回路とを有することを特徴とする充放電制御装置。 - 前記第1のプルアップ回路は、第1の入力端子と前記第1の充放電制御回路の正電源端子との間に接続された第1の定電流源を有し、前記第1の入力端子と前記第1の定電流源との接続点に得られる信号を前記第1のプルアップ信号として出力し、
前記第2のプルアップ回路は、第2の入力端子と前記第2の充放電制御回路の正電源端子との間に接続された第2の定電流源を有し、前記第2の入力端子と前記第2の定電流源との接続点に得られる信号を前記第2のプルアップ信号として出力することを特徴とする請求項2に記載の充放電制御装置。 - 第1及び第2の外部端子と、
前記第1及び第2の外部端子の間に直列に接続された第1及び第2の二次電池、放電制御スイッチ、並びに充電制御スイッチと、
前記請求項2又は3に記載の充放電制御装置とを備え、
前記第1及び第2の二次電池、前記放電制御スイッチ、並びに前記充電制御スイッチは、前記充放電制御装置により制御されることを特徴とするバッテリ装置。 - 前記充放電制御装置は、Pchトランジスタと第1及び第2のNchトランジスタとをさらに有し、
前記Pchトランジスタと前記第1のNchトランジスタは、それぞれのゲート電極が前記第2の外部端子に共通に接続され、且つ前記第1の二次電池の正電源接続端子と負電源接続端子との間に直列に接続され、
前記第2のNchトランジスタは、ゲート電極が前記Pchトランジスタと前記第1のNchトランジスタとの接続点に接続され、且つソース電極が前記負電源接続端子との間に接続され、
前記過放電信号は、前記第2のNchトランジスタのドレイン電極に発生する信号であることを特徴とする請求項4に記載のバッテリ装置。
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