JP2018153089A - バッテリーで電力供給されるデバイスのための逆バッテリー保護 - Google Patents

バッテリーで電力供給されるデバイスのための逆バッテリー保護 Download PDF

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Abstract

【課題】バッテリーで電力供給されるデバイスのための逆バッテリー保護を提供する。【解決手段】第２のバッテリー１１０２ｂが逆バッテリー接続の場合、第１及び第３のＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１１３２ａ及び１１３２ｂがオフにされることにより、負荷１１３０は、不正確に取り付けられた第２のバッテリー１１０２ｂから保護され得、正確に取り付けられた第１のバッテリ１１０２ａは、バッテリー保護回路１１００を通る放電電流経路が存在しないがゆえに時期尚早に放電しない。第１のバッテリ１１０２ａが第２のバッテリー１１０２ｂの代わりに不正確に取り付けられる場合には、バッテリー保護回路１１００は、第２のＰチャネルＭＯＳＦＥＴ１１４６ａがオフであり、時期尚早のバッテリー放電を防止する。【選択図】図１２

Description

関連出願への相互参照
本願は、2013年3月12日に出願され、「Reverse Battery Protection For Battery-Powered Devices」（代理人整理番号09DC042（BHDD／038））と題する、米国特許出願番号第13／796，890号の優先権を主張し、それは、全ての目的のためにその全内容がここでの引用により本明細書に組み込まれる。
本発明は、一般的に、バッテリーで電力供給されるデバイスに関し、より詳細には、並列に結合されたバッテリーによって電力供給されるデバイスに関する。
バッテリーを並列に結合することは、より多くの電力を負荷に提供する一般的な方法である。例えば、いくつかの公知のポータブル血糖値計は、計器の負荷（例えば、エレクトロニクス）に電力供給するために、並列に結合された2つのバッテリーを必要とする。そのようなデバイスにおける不慮の逆バッテリー取り付けは、異常なデバイス動作、デバイスの負荷の損傷、及び／又は時期尚早のバッテリー放電を含む、1つ以上の問題を引き起こし得る。いくつかのデバイスは、不注意による逆バッテリー取り付けを防止するために、例えば、特別なバッテリーコネクタといった、機械的な安全装置を用いる。しかしながら、機械的な安全装置は、高価であり得、及び／又は、例えば、コイン型若しくはリチウム電池型バッテリーといった、ある特定の種類のバッテリーには効果的であることができない。いくつかのデバイスは、逆バッテリー取り付けからの保護のために回路を用いる。しかしながら、ダイオードを使用する回路のようないくつかの公知の保護回路は、望ましくない電力損失という結果を生じ得る。MOSFET（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）を使用する回路のような他の公知の保護回路は、並列に結合されたバッテリーによって電力供給されるデバイスには効果的であることができない。特に、デバイスにおいて使用されるバッテリーのタイプ、及び／又は、並列バッテリーホルダ及び／又はコネクタのタイプは、いくつかの公知のMOSFET保護回路を非効果的にし得る。かくして、並列に結合されたバッテリーによって電力供給されるデバイスのために逆バッテリー保護を提供することへのニーズが依然として存在する。
米国特許第４４２３４５６号明細書 米国特許出願公開第２００７／０１１５７０６号明細書 特開２０１２−１２３９０４号公報
一態様によると、逆バッテリー保護回路が提供される。逆バッテリー保護回路は、第1の負荷端子と、第2の負荷端子と、第1の負荷端子に結合されたドレイン、ゲート、及びソースを有する第1のPチャネルMOSFETと、第2の負荷端子に結合されたドレイン、ゲート、及びソースを有する第1のNチャネルMOSFETと、第1のPチャネルMOSFETのドレインと第1のNチャネルMOSFETのゲートとに結合された第1のプラスバッテリー端子コネクタであって、第1のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第1のプラスバッテリー端子コネクタと、第1のNチャネルMOSFETのドレインと第1のPチャネルMOSFETのゲートとに結合された第1のマイナスバッテリー端子コネクタであって、第2のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第1のマイナスバッテリー端子コネクタとを備える。
別の態様によると、逆バッテリー保護回路が提供され、逆バッテリー保護回路は、ゲート、ドレイン、及びソースを有する第1のPチャネルMOSFETと、ゲート、第1のPチャネルMOSFETのゲートに結合されたドレイン、及び第1のPチャネルMOSFETのソースに結合されたソースを有する第2のPチャネルMOSFETと、第2のPチャネルMOSFETのゲートに結合されたゲート、第2のPチャネルMOSFETのドレインと第1のPチャネルMOSFETのゲートとに結合されたドレイン、及びソースを有する第1のNチャネルMOSFETと、第1のPチャネルMOSFETのドレインに結合された第1の負荷端子と、第1のPチャネルMOSFETのソースと第2のPチャネルMOSFETのソースとに結合された第1のプラスバッテリー端子コネクタであって、第1のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第1のプラスバッテリー端子コネクタと、第1のNチャネルMOSFETのゲートと第2のPチャネルMOSFETのゲートとに結合された第2のプラスバッテリー端子コネクタであって、第2のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第2のプラスバッテリー端子コネクタと、第3のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第1のマイナスバッテリー端子コネクタと、第4のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第2のマイナスバッテリー端子コネクタと、第2の負荷端子とを備え、第1のマイナスバッテリー端子、第2のマイナスバッテリー端子、第2の負荷端子、及び第1のNチャネルMOSFETのソースは、互いに結合される。
更なる態様によると、逆バッテリー接続から負荷を保護する方法が提供される。方法は、第1のPチャネルMOSFETのソースを第1の負荷端子に結合するステップと、第1のNチャネルMOSFETのソースを第2の負荷端子に結合するステップと、第1のプラスバッテリー端子コネクタを第1のPチャネルMOSFETのドレインと第1のNチャネルMOSFETのゲートとに結合するステップであって、第1のプラスバッテリー端子は、第1のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップと、第1のマイナスバッテリー端子コネクタを第1のNチャネルMOSFETのドレインと第1のPチャネルMOSFETのゲートとに結合するステップであって、第1のマイナスバッテリー端子は、第2のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップとを備える。
他の更なる態様によると、逆バッテリー接続から負荷を保護する別の方法が提供される。方法は、第1のPチャネルMOSFETのゲートを第2のPチャネルMOSFETのドレインと第1のNチャネルMOSFETのドレインとに結合するステップと、第1のPチャネルMOSFETのドレインを第1の負荷端子に結合するステップと、第1のPチャネルMOSFETのソースを第2のPチャネルMOSFETのソースと第1のプラスバッテリー端子コネクタとに結合するステップであって、第1のプラスバッテリー端子コネクタは、第1のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップと、第2のPチャネルMOSFETのゲートを第1のNチャネルMOSFETのゲートと第2のプラスバッテリー端子コネクタとに結合するステップであって、第2のプラスバッテリー端子コネクタは、第2のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップと、第1のNチャネルMOSFETのソースを、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ、及び第2の負荷端子に結合するステップとを備え、第1のマイナスバッテリー端子コネクタは、第3のバッテリー端子に電気的に接続するように構成され、第2のマイナスバッテリー端子コネクタは、第4のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される。
本発明の更なる他の態様、特徴、及び利点が、本発明を実行するために熟考されたベストモードを含む多数の例示的な実施形態及び実現が説明及び例示される、以下の詳細な説明から容易に理解され得る。本発明はまた、他の及び異なる実施形態を含み得、そのいくつかの詳細は、全て本発明の範囲から逸脱せずに、様々な点で変更され得る。したがって、図面及び説明は、性質的に例示的であるとみなされるべきであり、限定とみなされるべきではない。図面は、必ずしも正確な縮尺ではない。本発明は、本発明の範囲内に入る全ての変更、均等物、及び代替例をカバーする。
当業者は、以下に説明される図面が単に例示目的であることを理解するであろう。図面は、決して本開示の範囲を限定するように意図されない。
従来技術に係る、並列に結合されたバッテリーのペアによって電力供給される例示的なバイオセンサメーターの単純化された上部概略図である。 従来技術に係る、並列に結合されたコイン又はリチウム電池バッテリーのペアを収容するように構成された側部接点バッテリーホルダの断面側面図である。 従来技術に係る、並列に結合されたコイン又はリチウム電池バッテリーのペアを収容するように構成された上部接点バッテリーホルダの断面側面図である。 逆接続されたバッテリーを有する図2の側部接点バッテリーホルダの断面側面図である。 逆接続されたバッテリーを有する図3の上部接点バッテリーホルダの断面側面図である。 従来技術に係る公知の逆バッテリー保護回路の概略的な回路図である。 従来技術に係る、逆接続されたバッテリーを有する側部接点バッテリー回路の概略的な回路図である。 従来技術に係る、逆接続されたバッテリーを有する上部接点バッテリー回路の概略的な回路図である。 実施形態に係る、上部接点バッテリーホルダとともに使用される逆バッテリー保護回路の概略的な回路図である。 逆接続されたバッテリーを有する、上部接点バッテリーホルダとともに使用される図9の逆バッテリー保護回路の概略的な回路図である。 実施形態に係る、側部接点バッテリーホルダとともに使用される逆バッテリー保護回路の概略的な回路図である。 逆接続されたバッテリーを有する、側部接点バッテリーホルダとともに使用される図11の逆バッテリー保護回路の概略的な回路図である。 実施形態に係る、逆バッテリー接続から負荷を保護する方法のフローチャートである。 実施形態に係る、逆バッテリー接続から負荷を保護する別の方法のフローチャートである。 実施形態に係る、側部接点バッテリーホルダとともに使用される別の逆バッテリー保護回路の概略的な回路図である。 逆接続されたバッテリーを有する、側部接点バッテリーホルダとともに使用される図15の逆バッテリー保護回路の概略的な回路図である。 欠落しているバッテリーを有する、側部接点バッテリーホルダとともに使用される図15の逆バッテリー保護回路の概略的な回路図である。
添付図面に示される本開示の例示的な実施形態がここで詳細に参照される。可能な限りいかなる場合でも、同一の参照番号は、図面全体を通して同一の又は同様のパーツのことを言うために使用される。
一態様において、バッテリーで電力供給されるデバイスの負荷（例えば、エレクトロニクス又は回路）は、デバイスに組み込まれた保護回路によって逆バッテリー接続から保護され得る。保護回路は、Pチャネル及びNチャネルMOSFET（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）の両方を含み得、それらのPチャネル及びNチャネルMOSFETのゲートの少なくともいくつかは、デバイスのバッテリー端子コネクタに直接（すなわち、抵抗素子を除く何の介入デバイス（単数又は複数）も回路コンポーネント（単数又は複数）もなしに）結合され得る。いくつかの実施形態において、デバイスにおける各々のプラスバッテリー端子コネクタは、デバイスにおいて使用されるバッテリーコネクタのタイプに依存して、それぞれのNチャネルMOSFETのゲートに、又は、それぞれのPチャネルMOSFETのゲートとそれぞれのNチャネルMOSFETのゲートとの両方に、接続され得る。いくつかの実施形態において、デバイスにおける各々のマイナスバッテリー端子コネクタは、それぞれのPチャネルMOSFETのゲートに接続され得る。逆バッテリー接続の場合には、少なくとも1つのPチャネルMOSFETと少なくとも1つのNチャネルMOSFETとが、非導電状態に切り替わり得る（すなわち、それらが各々「オフになる」）。非導電状態への切り替えは、不正確に取り付けられたバッテリーからデバイスの負荷を隔離し得、したがって保護し得る。保護回路がまた、不正確に取り付けられたバッテリー及び／又は不正確に取り付けられたバッテリーと並列に結合された他のバッテリーが時期尚早に放電するのを防止し得る。いくつかの実施形態では、負荷は、正確に取り付けられた単一のバッテリーによって電力供給され得る。他の態様では、図1から図17に関連して以下により詳細に説明されるように、逆バッテリー接続から負荷を保護する方法が提供される。
図1は、従来技術に係る並列に結合されたバッテリーによって電力供給される公知のデバイスの例、バイオセンサメーター100を示す。バイオセンサメーター100は、並列に結合され、バッテリーホルダ104の中に密閉された、第1及び第2のバッテリー102a及び102bによって電力供給され得る。第1及び第2のバッテリー102a及び102bは、同一であり得、各々が、例えば、コイン型又はリチウム電池型バッテリー、例えば、3ボルトCR2032バッテリーであり得る。バッテリーホルダ104は、バイオセンサメーター100の背面107からアクセス可能であり得るバッテリーコンパートメント106の中に配置され得る。バイオセンサメーター100はまた、第1及び第2のバッテリー102a及び102bによって電力供給されるマイクロコントローラ108及びメモリ109を含み得る。マイクロコントローラ108は、流体中の検体の性質、例えば、血液サンプル中の血糖の濃度を決定するように構成され得、メモリ109は、測定結果を記憶するように構成され得る。マイクロコントローラ108は、従来のマイクロコントローラ、例えば、Renesas Electronics America Inc., of Santa Clara, CaliforniaによるV850マイクロコントローラ、又は別の同様のマイクロコントローラであり得る。バイオセンサメーター100の他のコンポーネントは、例えば、入力／出力デバイス、ディスプレイ、及びテストセンサポート（いずれも図示されず）を含み得、それらは全て、第1及び第2のバッテリー102a及び102bによって電力供給され得る。マイクロコントローラ108、メモリ109、及びバイオセンサメーター100の他の電気コンポーネントは、第1及び第2のバッテリー102a及び102bによって電力供給される「負荷」とみなされ得る。ハウジング110は、第1及び第2のバッテリー102a及び102b、バッテリーホルダ104、バッテリーコンパートメント106、マイクロコントローラ108、メモリ109、及びバイオセンサメーター100の他のコンポーネントをその中に収納するように構成され得る。バイオセンサメーター100の例は、Bayer Healthcare, of Tarrytown, New YorkによるCONTOUR（登録商標）U
SB Blood Glucose Meterであり得る。
図2及び図3は、例えば、バイオセンサメーター100、並びに、従来技術に係る、並列に結合されたバッテリーを必要とする、バッテリーで電力供給される他のデバイスにおいて各々使用され得る、2つの公知のタイプのバッテリーホルダ204及び304をそれぞれ示す。バッテリーホルダ204及び304は各々、第1及び第2のバッテリー202a及び202bを収容し、並列に結合するように構成され得る。第1及び第2のバッテリー202a及び202bは各々、同一のコイン又はリチウム電池バッテリーであり得、第1のバッテリー202aは、第1のプラスバッテリー端子212a及び第1のマイナスバッテリー端子214aを有し得、第2のバッテリー202bは、第2のプラスバッテリー端子212b及び第2のマイナスバッテリー端子214bを有し得る。第1のプラスバッテリー端子212a及び第1のマイナスバッテリー端子214aは各々、第1のバッテリー202aのハウジングを共に形成する1つ以上の金属及び／又は電気的に導電性の他の材料（単数又は複数）で作られ得、第1のプラスバッテリー端子212aは、第1のマイナスバッテリー端子214aから電気的に絶縁される。第2のプラスバッテリー端子212b及び第2のマイナスバッテリー端子214bもまた各々、第2のバッテリー202bのハウジングを共に形成する1つ以上の金属及び／又は電気的に導電性の他の材料（単数又は複数）で作られ得、第2のプラスバッテリー端子212bは、第2のマイナスバッテリー端子214bから電気的に絶縁される。第1及び第2のバッテリー202a及び202bは各々、例えば、3ボルトCR2032又は同様のバッテリーであり得る。
図2に示されているように、公知のバッテリーホルダ204は、側部接点バッテリーホルダとして構成され得、第1のバッテリーセクション216a及び第2のバッテリーセクション216bを含み得る。第1及び第2のバッテリーセクション216a及び216bは、示されているように、同一に、又は互いのミラーイメージとして構成され得る。第1のバッテリーセクション216aは、第1のバッテリー202aを収容するように構成され得、第2のバッテリーセクション216bは、第2のバッテリー202bを収容するように構成され得る（又はその逆である）。第1のバッテリーセクション216aは、第1のバッテリー202aを適所に保持するように構成された第1の支持構造218aを含み得、第2のバッテリーセクション216bは、第2のバッテリー202bを適所に保持するように構成された第2の支持構造218bを含み得る。
バッテリーホルダ204は、第1及び第2の側部コネクタ220a及び220bと、第1及び第2の底部コネクタ222a及び222bとを含み得る。第1の支持構造218aの中に第1のバッテリー202aが適切に取り付けられると、第1の側部コネクタ220aが、第1のプラスバッテリー端子212aの側部213aに係合し、電気的に接続し得、第1の底部コネクタ222aが、第1のマイナスバッテリー端子214aの底部215aに係合し、電気的に接続し得る。第2の支持構造218bの中に第2のバッテリー202bが適切に取り付けられると、第2の側部コネクタ220bが、第2のプラスバッテリー端子212bの側部213bに係合し、電気的に接続し得、第2の底部コネクタ222bが、第2のマイナスバッテリー端子214bの底部215bに係合し、電気的に接続し得る。
第1及び第2の側部コネクタ220a及び220bは各々、プラス極性の導体224と電気的に接続され得るか、又は一体形成され得る。第1及び第2の底部コネクタ222a及び222bは各々、マイナス極性の導体226と電気的に接続され得るか、又は一体形成され得る。プラス極性の導体224及びマイナス極性の導体226は、バッテリーホルダ204のベース228によって互いから電気的に隔離され得る。ベース228は、例えば、任意の適切なプラスチック及び／又はゴムベースの材料といった、任意の適切な電気絶縁材料で作られ得る。プラス極性の導体224及びマイナス極性の導体226は、デバイスの負荷の、それぞれプラス及びマイナス負荷端子に結合され得る。
図3に示されているように、公知のバッテリーホルダ304は、上部接点バッテリーホルダとして構成され得、第1のバッテリーセクション316a及び第2のバッテリーセクション316bを含み得る。第1及び第2のバッテリーセクション316a及び316bは、示されているように、同一に、又は互いのミラーイメージとして構成され得る。第1のバッテリーセクション316aは、第1のバッテリー202aを収容するように構成され得、第2のバッテリーセクション316bは、第2のバッテリー202bを収容するように構成され得る（又はその逆である）。第1のバッテリーセクション316aは、第1のバッテリー202aを適所に保持するように構成された第1の支持構造318aを含み得、第2のバッテリーセクション316bは、第2のバッテリー202bを適所に保持するように構成された第2の支持構造318bを含み得る。
バッテリーホルダ304は、第1及び第2の上部コネクタ320a及び320bと、第1及び第2の底部コネクタ322a及び322bとを含み得る。第1の支持構造318aの中に第1のバッテリー202aが適切に取り付けられると、第1の上部コネクタ320aが、第1のプラスバッテリー端子212aの上部317aに係合し、電気的に接続し得、第1の底部コネクタ322aが、第1のマイナスバッテリー端子214aの底部215aに係合し、電気的に接続し得る。第2の支持構造318bの中に第2のバッテリー202bが適切に取り付けられると、第2の上部コネクタ320bが、第2のプラスバッテリー端子212bの上部317bに係合し、電気的に接続し得、第2の底部コネクタ322bが、第2のマイナスバッテリー端子214bの底部215bに係合し、電気的に接続し得る。
第1及び第2の上部コネクタ320a及び320bは各々、プラス極性の導体324と電気的に接続され得るか、又は一体形成され得る。第1及び第2の底部コネクタ322a及び322bは各々、マイナス極性の導体326と電気的に接続され得るか、又は一体形成され得る。プラス極性の導体324及びマイナス極性の導体326は、バッテリーホルダ304のベース328によって互いから電気的に隔離され得る。ベース328は、例えば、任意の適切なプラスチック及び／又はゴムベースの材料といった、任意の適切な電気絶縁材料で作られ得る。プラス極性の導体324及びマイナス極性の導体326は、デバイスの負荷の、それぞれプラス及びマイナス負荷端子に結合され得る。
図4及び図5はそれぞれ、公知のバッテリーホルダ204及び304における逆バッテリー接続の悪影響を示す。
図4に示されているように、第1のバッテリー202aは、公知のバッテリーホルダ204の第1のバッテリーセクション216aの中に上下逆さに不適切に取り付けられている。結果として、第1の側部コネクタ220aと第1の底部コネクタ222aは両者とも、第1のプラスバッテリー端子212aと接触し、電気的に接続される。この逆バッテリー接続は、第1のプラスバッテリー端子212a及び第2のバッテリー202bを通る電流経路（矢印によって示されている）を以下ごとく作成すること、すなわち、電流が、第2のプラスバッテリー端子212bから第2の側部コネクタ220bへ、プラス極性の導体224を通って第1の側部コネクタ220aへと流れ得ることにより、適切に取り付けられている第2のバッテリー202bを時期尚早に放電させ得る。不適切に取り付けられた第1のバッテリー202aは、（第1のマイナスバッテリー端子214aが何にも電気的に接続されていないがゆえに）電気的に浮遊しており、第1の側部コネクタ220aから第1の底部コネクタ222aへの電気接続を提供する。したがって、電流は、第1の側部コネクタ220aから第1の底部コネクタ222aへ、マイナス極性の導体226を通って第2の底部コネクタ222bへ、そして第2のバッテリー202bの第2のマイナスバッテリー端子214bへと流れ得、放電回路を完成させる。同一の悪影響が、第1のバッテリー202aの代わりに第2のバッテリー202bが不適切に取り付けられた場合に生じ得る。
公知の側部接点バッテリーホルダ204における第1及び第2のバッテリー202aと202bの両方の不適切な取り付けは、第1及び第2のバッテリー202a及び202bの両方を電気的に浮遊させ得る、ということに注意する。かくして、いずれのバッテリーをも時期尚早に放電させない一方で、いずれのバッテリーもデバイスの負荷に何の電力も提供することができない。
ここで図5を参照すると、第1のバッテリー202aが、公知のバッテリーホルダ304の第1のバッテリーセクション316aの中に上下逆さに不適切に取り付けられている。結果として、第1の上部コネクタ320aが、第1のマイナスバッテリー端子214aと接触し、電気的に接続され得る一方で、第1の底部コネクタ322aは、第1のプラスバッテリー端子212aと接触し、電気的に接続され得る。この逆バッテリー接続は、第1のバッテリー202aと第2のバッテリー202bの両方を時期尚早に放電させ得る短絡回路を作成し得る。第1のバッテリー202aの不適切な取り付けは、以下のごとくの第1及び第2のバッテリー202a及び202bを通る電流経路（矢印によって示されている）を作成し得、すなわち、電流が、不適切に取り付けられた第1のバッテリー202aの第1のプラスバッテリー端子212aから第1の底部コネクタ322aへ、マイナス極性の導体326を通って第2の底部コネクタ322bへと流れ得る。電流は、第2の底部コネクタ322bから、第2のマイナスバッテリー端子214bと第2のプラスバッテリー端子212bとを介して、適切に取り付けられた第2のバッテリー202bを通り、第2の上部コネクタ320bへと流れ得る。電流は、第2の上部コネクタ320bからプラス極性の導体324を通って第1の上部コネクタ320aへ、そして第1のバッテリー202aの第1のマイナスバッテリー端子214aへと流れ得、短絡回路を完成させる。同一の悪影響が、第1のバッテリー202aの代わりに第2のバッテリー202bが不適切に取り付けられた場合に生じ得る。
公知の上部接点バッテリーホルダ304における第1及び第2のバッテリー202a及び202bの両方の不適切な取り付けは、いずれのバッテリーをも時期尚早に放電させ得る短絡回路を作成しない一方で、デバイスの負荷に逆の極性の電力を受け取らせ得、それは、デバイスの負荷を損傷させ得、及び／又は、異常なデバイスの動作を引き起こし得る、ということに注意する。
図6は、従来技術に係る、並列に結合された第1及び第2のバッテリー602a及び602bのペアによって電力供給されるデバイスにおいて使用され得る、公知の保護回路600を示す。第1及び第2のバッテリー602a及び602bは、デバイスの負荷630に電力供給することができる、例えば、CR2032バッテリーのような、例えば、コイン又はリチウム電池バッテリーであり得る。保護回路600は、第1及び第2のダイオード632a及び632bを含み得、それらは各々、例えば、Schottkyのダイオードであり得る。他のタイプのダイオードが或いは使用され得る。第1のダイオード632aは、バッテリー602aの第1のプラスバッテリー端子612aと保護回路600のプラス負荷端子634との間に直列に結合され得る。第2のダイオード632bは、バッテリー602bの第2のプラスバッテリー端子612bとプラス負荷端子634との間に直列に結合され得る。保護回路600のマイナス負荷端子636は、第1及び第2のマイナスバッテリー端子614a及び614bに結合され得る。負荷630は、プラス負荷端子634とマイナス負荷端子636との間に結合され得る。
例えば、バッテリーホルダ204及び304といった、それぞれ、側部接点バッテリーホルダ又は上部接点バッテリーホルダのいずれかにおける、例えば、第1のバッテリー602aの逆バッテリー接続（図示せず）の場合、第1のダイオード632aは、逆バイアスとなり得、非導電状態に切り替わり得る。これは、逆接続された第1のバッテリー602aから負荷630を隔離（すなわち、保護）し得、第1のバッテリー602a及び／又は第2のバッテリー602bのいずれもが時期尚早に放電するのを防止し得る。同様に、第2のバッテリー602bが、或いは又は加えて、逆接続された場合には、第2のダイオード632bがまた、逆バイアスとなり得、非導電状態に切り替わり得、それは、逆接続された第2のバッテリー602bから負荷630を隔離（すなわち、保護）し得、第1のバッテリー602a及び／又は第2のバッテリー602bが時期尚早に放電するのを防止し得る。しかしながら、第1及び第2のダイオード632a及び632bの両方が順方向バイアスである（すなわち、導電状態である）正常なデバイスの動作中、保護回路600は、低バッテリー電圧で非効率的であり得る。例えば、第1及び第2のダイオード632a及び632bが各々、約0.3ボルトの順方向電圧を有し、CR2032バッテリーが約1.8ボルトの低電圧を有すると仮定すると、電力損失は、約17％の大きさであり得、それは、バッテリーで電力供給される多くのデバイスにおいて許容できないものであり得る。
当該技術で公知であるように、MOSFETは導電状態である場合に電力損失を実質的に有しないので、MOSFETは時に、電力損失に敏感なデバイスにおいてダイオードの代わりに使用される。例えば、単一のバッテリーを有するデバイスにおいて、PチャネルMOSFETが、逆バッテリー保護を提供するためにダイオードの代わりに使用され得る。しかしながら、並列に結合されたバッテリーによって電力供給されるデバイスにおいて、単に図6の第1及び第2のダイオード632a及び632bのようなダイオードをそれぞれPチャネルMOSFETと置き換えることは、図7及び図8に関連して以下に説明されるように、逆バッテリー保護を提供しない。
図7は、従来技術に係る側部接点バッテリー回路700を示す。側部接点バッテリー回路700は、共に負荷730に電力供給し得る、並列に結合された第1及び第2のバッテリー702a及び702bを含み得る。第1及び第2のバッテリー702a及び702bは各々、例えば、コイン又はリチウム電池バッテリーであり得る。側部接点バッテリー回路700はまた、第1及び第2のPチャネルMOSFET732a及び732bを含み得る。第1のPチャネルMOSFET732aは、第1のバッテリー702aとプラス負荷端子734との間に直列に結合され得（かくして、第1のダイオード632aに取って代わり）、第2のPチャネルMOSFET732bは、第2のバッテリー702bとプラス負荷端子734との間に直列に結合され得る（かくして、第2のダイオード632bに取って代わる）。負荷730は、プラス負荷端子734とマイナス負荷端子736との間に結合され得る。
示されているように、第1のバッテリー702aは正確に取り付けられているが、第2のバッテリー702bは不正確に（すなわち、上下逆さに）取り付けられており、逆バッテリー接続を結果として生じる。この逆バッテリー取り付けは、側部コネクタ720bと底部コネクタ722bの両方がプラスバッテリー端子712bと接触し、電気的に接続するという結果を生じ得、それは、（マイナスバッテリー端子714bが何にも電気的に接続されないので）第2のバッテリー702bを電気的に浮遊させ得る。プラスバッテリー端子712bを介した側部コネクタ720bから底部コネクタ722bへの直接的な電気接続は、正確に取り付けられた第1のバッテリー702aを時期尚早に放電させ得る電流経路（矢印によって示されている）を作成し得る。示されているように、電流は、第1のバッテリー702aのプラスバッテリー端子712aから第1及び第2のPチャネルMOSFET732a及び732bを通って流れ得、それらは両者とも、それらのそれぞれのゲート（「G」で示されている）での電圧が、それらのそれぞれのソース（「S」で示されている）での電圧に対し十分に低いので、導電状態である（すなわち、それらはどちらも「オン」である）。したがって、電流は、第2のPチャネルMOSFET732bを通って側部コネクタ720bへ、プラスバッテリー端子712bを介し底部コネクタ722bを出て、第1のバッテリー702aのマイナスバッテリー端子714aへ流れ得、放電回路を完成させる。第2のPチャネルMOSFET732b及び第2のバッテリー702bからマイナスバッテリー端子714aへの抵抗は、ごくわずかであるがゆえに、負荷730から離れてプラス負荷端子734で受け取られる電流の全部又は実質的に全部を引き出すので、負荷730には電流が全く（又はごくわずかな電流しか）流れそうにない。同一の悪影響が、第2のバッテリー702bの代わりに第1のバッテリー702aが不適切に取り付けられた場合に生じ得る。したがって、ダイオードを側部接点バッテリー回路700において示されているPチャネルMOSFETと置き換えることは、逆バッテリー接続の場合の時期尚早のバッテリー放電を防止しない。
図8は、従来技術に係る上部接点バッテリー回路800を示す。上部接点バッテリー回路800は、共に負荷830に電力供給し得る、並列に結合された第1及び第2のバッテリー802a及び802bを含み得る。第1及び第2のバッテリー802a及び802bは各々、例えば、コイン又はリチウム電池バッテリーであり得る。上部接点バッテリー回路800もまた、第1及び第2のPチャネルMOSFET832a及び832bを含み得る。第1のPチャネルMOSFET832aは、第1のバッテリー802aとプラス負荷端子834との間に直列に結合され得（かくして、第1のダイオード632aに取って代わり）、第2のPチャネルMOSFET832bは、第2のバッテリー802bとプラス負荷端子834との間に直列に結合され得る（かくして、第2のダイオード632bに取って代わる）。負荷830は、プラス負荷端子834とマイナス負荷端子836との間に結合され得る。
示されているように、第1のバッテリー802aは正確に取り付けられているが、第2のバッテリー802bは不正確に（すなわち、上下逆さに）取り付けられており、逆バッテリー接続を結果として生じる。この逆バッテリー接続は、上部コネクタ820bを、マイナスバッテリー端子814bに接触させ、電気的に接続させ得る一方で、底部コネクタ822bは、プラスバッテリー端子812bに接触し、電気的に接続しているが、第2のバッテリー802bが正常に取り付けられている場合はそうでなく、その逆である。この逆バッテリー接続は、第1及び第2のバッテリー802a及び802bの両方を時期尚早に放電させ得る電流経路（矢印によって示されている）という結果を生じる。示されているように、電流は、第1のバッテリー802aのプラスバッテリー端子812aから第1及び第2のPチャネルMOSFET832a及び832bを通って流れ得、それらは両者とも、それらのそれぞれのゲート（「G」で示されている）での電圧が、それらのそれぞれのソース（「S」で示されている）での電圧に対し十分に低いので、導電状態である（すなわち、それらはどちらも「オン」である）。したがって、電流は、第2のPチャネルMOSFET832b及び逆接続された第2のバッテリー802bを通って、第1のバッテリー802aのマイナスバッテリー端子814aへと流れ得、放電回路を完成させる。第2のバッテリー802bによる抵抗はごくわずかではないので、プラス負荷端子834で受け取られる少量の電流が、負荷830へと流れ得る。しかしながら、その少量の電流は、負荷830を適切に及び／又は完全にドライブするには十分でありそうにない。同一の悪影響が、第2のバッテリー802bの代わりに第1のバッテリー802aが不適切に取り付けられた場合に生じ得る。したがって、ダイオードを上部接点バッテリー回路800において示されているPチャネルMOSFETと置き換えることは、逆バッテリー接続の場合の時期尚早のバッテリー放電を防止しない。
図9は、1つ以上の実施形態に係るバッテリー保護回路900を示す。バッテリー保護回路900は、逆バッテリー接続の場合に、デバイスの負荷903を保護し得、及び／又は、コイン若しくはリチウム電池バッテリーであり得る並列に結合された第1及び第2のバッテリー902a及び902bが時期尚早に放電するのを防止し得る。いくつかの実施形態において、バッテリー保護回路900は、例えばバッテリーホルダ304のような、上部接点バッテリーホルダを有する、例えば、バイオセンサメーター100及び／又は他の適切なデバイスに組み込まれ得る。いくつかの実施形態において、バッテリー保護回路900は、デバイスの負荷回路と一体化され得るか、又は或いは、バッテリーで電力供給されるデバイスに組み込まれたバッテリーホルダと一体化され得る。他の実施形態では、バッテリー保護回路900は、上部接点バッテリーホルダと負荷との間に結合された離散回路として（例えば、集積回路チップ及び／又はモジュールの形態で）デバイスに組み込まれ得る。バッテリー保護回路900は或いは、他の適切な手法でデバイスに組み込まれ得る。
図9に示されているように、バッテリー保護回路900は、いくつかの実施形態において、互いと同一であり得るバッテリー保護電池940a及び940bのペアを含み得る。バッテリー保護電池940aは、第1のPチャネルMOSFET932aと第1のNチャネルMOSFET933aとを含み得、その各々は、いくつかの実施形態ではエンハンスメントモードタイプのMOSFETであり得る。他の実施形態において、第1のMOSFET932a及び933aは各々、他の適切なタイプのFET（電界効果トランジスタ）であり得る。第1のPチャネルMOSFET932aのソース（「S」で示されている）は、プラス負荷端子934に結合され得、第1のNチャネルMOSFET933aのソースは、マイナス負荷端子936に結合され得る。負荷930は、プラス負荷端子934とマイナス負荷端子936との間に結合され得る。第1のPチャネルMOSFET932aのドレイン（「D」で示されている）は、プラスバッテリー端子コネクタ942aと第1のNチャネルMOSFET933aのゲート（「G」で示されている）とに結合され得る。第1のNチャネルMOSFET933aのドレインは、マイナスバッテリー端子コネクタ944aと第1のPチャネルMOSFET932aのゲートとに結合され得る。いくつかの実施形態では、抵抗素子（例えば、抵抗器）がオプションで、静電放電（ESD）からの保護のために、バッテリー端子とMOSFETゲートとの間に直列に結合され得る。例えば、いくつかの実施形態では、抵抗器938aが、第1のNチャネルMOSFET933aのゲートとプラスバッテリー端子コネクタ942aとの間に結合され得、抵抗器939aが、第1のPチャネルMOSFET932aのゲートとマイナスバッテリー端子コネクタ944aとの間に結合され得る。いくつかの実施形態において、抵抗器938a及び939aのための値は、約10キロオームから約3メガオームまでの範囲にわたり得る。
いくつかの実施形態では、プラスバッテリー端子コネクタ942aが、バッテリーホルダ904の上部コネクタ920aに電気的に接続され得る一方で、マイナスバッテリー端子コネクタ944aは、バッテリーホルダ904の底部コネクタ922aに電気的に接続され得る。他の実施形態では、プラスバッテリー端子コネクタ942aが、バッテリーホルダ904の上部コネクタ920aと一体形成され得る一方で、マイナスバッテリー端子コネクタ944aは、バッテリーホルダ904の底部コネクタ922aと一体形成され得る。
本実施形態ではバッテリー保護電池940aと同一に構成されるバッテリー保護電池940bは、第2のPチャネルMOSFET932bと第2のNチャネルMOSFET933bとを含み得、その各々は、いくつかの実施形態ではエンハンスメントモードタイプのMOSFETであり得る。他の実施形態において、MOSFET932b及び933bは各々、他の適切なタイプのFETであり得る。第2のPチャネルMOSFET932bのソース（「S」で示されている）は、プラス負荷端子934に結合され得、第2のNチャネルMOSFET933bのソースは、マイナス負荷端子936に結合され得る。第2のPチャネルMOSFET932bのドレイン（「D」で示されている）は、プラスバッテリー端子コネクタ942bと第2のNチャネルMOSFET933bのゲート（「G」で示されている）とに結合され得る。第2のNチャネルMOSFET933bのドレインは、マイナスバッテリー端子コネクタ944bと第2のPチャネルMOSFET932bのゲートとに結合され得る。いくつかの実施形態では、抵抗器938bがオプションで、第2のNチャネルMOSFET933bのゲートとプラスバッテリー端子コネクタ942bとの間に結合され得、抵抗器939bが、第2のPチャネルMOSFET932bのゲートとマイナスバッテリー端子コネクタ944bとの間に結合され得る。抵抗器938b及び939bは、ESDからの保護のために使用され得る。いくつかの実施形態において、抵抗器938b及び939bのための値は、約10キロオームから約3メガオームまでの範囲にわたり得る。
いくつかの実施形態では、プラスバッテリー端子コネクタ942bが、バッテリーホルダ904の上部コネクタ920bに電気的に接続され得る一方で、マイナスバッテリー端子コネクタ944bは、バッテリーホルダ904の底部コネクタ922bに電気的に接続され得る。他の実施形態では、プラスバッテリー端子コネクタ942bが、バッテリーホルダ904の上部コネクタ920bと一体形成され得る一方で、マイナスバッテリー端子コネクタ944bは、バッテリーホルダ904の底部コネクタ922bと一体形成され得る。
代替の実施形態において、バッテリー保護回路900は、デバイスにおける並列に結合されたバッテリーの数に依存して、1つのみ又は3つ以上のバッテリー保護電池940a及び／又は940bを含み得る。例えば、3つ以上の並列に結合されたバッテリーを有するデバイスでは、それぞれのバッテリー保護電池940a又は940bが、逆バッテリー接続からの保護を提供するために、並列に結合された各々のバッテリーに結合され得る。単一のバッテリーのみを有するデバイスでは、バッテリー保護電池940a又は940bの1つが、逆バッテリー接続からの保護を提供するためにそのバッテリーに結合され得る。更に、他の（例えば、バッテリーでない）電力ソースを利用するデバイスでは、単一のバッテリー保護電池940a又は940bが、逆の極性の電力接続からの保護を提供するために使用され得る。
正常な動作では、第1及び第2のバッテリー902a及び902bは、図9に示されているように適切に取り付けられる。すなわち、第1のプラスバッテリー端子コネクタ942aは、プラスバッテリー端子912aに電気的に結合され、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ944aは、マイナスバッテリー端子914aに電気的に結合され、第2のプラスバッテリー端子コネクタ942bは、プラスバッテリー端子912bに電気的に結合され、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ944bは、マイナスバッテリー端子914bに電気的に結合される。第1及び第2のPチャネルMOSFET932a及び932bは両者とも、それらのそれぞれのゲートでの電圧がそれらのそれぞれのソースでの電圧に対し十分に低いので、導電状態であり得る（すなわち、それらは「オン」である）。第1及び第2のNチャネルMOSFET933a及び933bもまた、両者とも、それらのそれぞれのゲートでの電圧がそれらのそれぞれのソースでの電圧に対し十分に高いので、導電状態であり得る（すなわち、それらは「オン」である）。したがって、電流は、第1及び第2のバッテリー902a及び902bからそれぞれの第1及び第2のPチャネルMOSFET932a及び932bを通ってプラス負荷端子934へ、そして負荷930へと流れ得る。
例えば、図10に示されているように、第2のバッテリー902bが不正確に（例えば、コイン又はリチウム電池バッテリーのケースで上下逆さに）取り付けられる、逆バッテリー接続の場合、プラスバッテリー端子コネクタ942bは、マイナスバッテリー端子914bに電気的に結合され得、マイナスバッテリー端子コネクタ944bは、プラスバッテリー端子912bに電気的に結合され得る。この逆バッテリー接続は、第2のバッテリー902bのプラスバッテリー端子912bから受け取られる第2のPチャネルMOSFET932bのゲートでの電圧がもはや、第2のPチャネルMOSFET932bをオンに保つには十分低くなく、その代わりに、第2のPチャネルMOSFET932bのソースでの電圧に対し高いので、第2のPチャネルMOSFET932bを非導電状態に切り替わらせ得る（すなわち、「オフ」にする）。この逆バッテリー接続はまた、第2のバッテリー902bのマイナスバッテリー端子914bから受け取られる第2のNチャネルMOSFET933bのゲートでの電圧がもはや、第2のNチャネルMOSFET933bをオンに保つには十分高くなく、その代わりに、第2のNチャネルMOSFET933bのソースでの電圧に対し低いので、第2のNチャネルMOSFET933bを非導電状態に切り替わらせ得る（すなわち、「オフ」にする）。したがって、第2のPチャネルMOSFET932b及び第2のNチャネルMOSFET933bの両方がオフにされることにより、負荷930が、逆接続された第2のバッテリー902bから保護（すなわち、隔離）され得る一方で、第1のバッテリー902aは、必ずしも負荷930を適切に動作させるのに十分ではなくとも、負荷930に電力を提供し続け得る。更に、第1のバッテリー902aも第2のバッテリー902bも、逆バッテリー接続の結果としての時期尚早の放電にさらされない。
第2のバッテリー902bの代わりに第1のバッテリー902aが不正確に取り付けられた場合には、バッテリー保護電池940aが、上述されているバッテリー保護電池940bと同一の負荷の保護及び時期尚早のバッテリー放電の保護を提供し得る。そして、第1及び第2のバッテリー902a及び902bの両方が不正確に取り付けられた場合には、バッテリー保護電池940aと940bの両方が、バッテリー保護電池940bについて上述されたように、負荷930を隔離し、時期尚早のバッテリー放電を防止するように動作し得る。
コイン又はリチウム電池バッテリーに関連して上述されているが、バッテリー保護回路900は、不正確なバッテリーの取り付けが逆の極性の接続（すなわち、プラスバッテリー端子コネクタがマイナスバッテリー端子に電気的に結合され、マイナスバッテリー端子コネクタがプラスバッテリー端子に電気的に結合される）を結果として生じ得る、他のタイプの適切なバッテリーによって電力供給されるデバイスにおいて使用され得る。
図11は、1つ以上の実施形態に係る別のバッテリー保護回路1100を示す。バッテリー保護回路1100は、逆バッテリー接続の場合に、デバイスの負荷1130を保護し得、並列に結合された第1及び第2のバッテリー1102a及び1102bの一方又は両方が時期尚早に放電するのを防止し得る。いくつかの実施形態において、バッテリー保護回路1100は、例えばバッテリーホルダ204のような、側部接点バッテリーホルダを有する、例えば、バイオセンサメーター100及び／又は他の適切なデバイスに組み込まれ得る。いくつかの実施形態において、バッテリー保護回路1100は、デバイスの負荷回路と一体化され得るか、又は或いは、バッテリーで電力供給されるデバイスに組み込まれたバッテリーホルダと一体化され得る。他の実施形態では、バッテリー保護回路1100は、側部接点バッテリーホルダと負荷との間に結合された離散回路として（例えば、集積回路チップ及び／又はモジュールの形態で）デバイスに組み込まれ得る。バッテリー保護回路1100は或いは、他の適切な手法でデバイスに組み込まれ得る。
図11に示されているように、バッテリー保護回路1100は、第1のPチャネルMOSFET1132a、第2のPチャネルMOSFET1146a、及び第1のNチャネルMOSFET1133aを含み得、その各々は、いくつかの実施形態ではエンハンスメントモードタイプのMOSFETであり得る。他の実施形態において、MOSFET1132a、1146a、及び1133aは各々、他の適切なタイプのFETであり得る。第1のPチャネルMOSFET1132aのドレイン（「D」で示されている）は、プラス負荷端子1134に結合され得、第1のNチャネルMOSFET1133aのソース（「S」で示されている）は、マイナス負荷端子1136に結合され得る。負荷1130は、プラス負荷端子1134とマイナス負荷端子1136との間に結合され得る。第1のPチャネルMOSFET1132aのゲート（「G」で示されている）は、第2のPチャネルMOSFET1146aのドレインと第1のNチャネルMOSFET1133aのドレインとに結合され得る。第1のPチャネルMOSFET1132aのソースは、第2のPチャネルMOSFET1146aのソースと第1のプラスバッテリー端子コネクタ1142aとに結合され得る。第1のプラスバッテリー端子コネクタ1142aは、側部コネクタ1120aに電気的に接続され得るか、又は代替の実施形態では、側部コネクタ1120aと一体形成され得る。第2のPチャネルMOSFET1146aのゲートは、第1のNチャネルMOSFET1133aのゲートと第2のプラスバッテリー端子コネクタ1142bとに結合され得る。第2のプラスバッテリー端子コネクタ1142bは、側部コネクタ1120bに電気的に接続され得るか、又は代替の実施形態では、側部コネクタ1120bと一体形成され得る。第1のNチャネルMOSFET1133aのソースは、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ1144aに結合され得る。第1のマイナスバッテリー端子コネクタ1144aは、底部コネクタ1122aに電気的に接続され得るか、又は代替の実施形態では、底部コネクタ1122aと一体形成され得る。
バッテリー保護回路1100はまた、第3のPチャネルMOSFET1132b、第4のPチャネルMOSFET1146b、及び第2のNチャネルMOSFET1133bを含み得、その各々は、いくつかの実施形態ではエンハンスメントモードタイプのMOSFETであり得る。他の実施形態において、MOSFET1132b、1146b、及び1133bは各々、他の適切なタイプのFETであり得る。第3のPチャネルMOSFET1132bのドレイン（「D」で示されている）は、プラス負荷端子1134に結合され得、第2のNチャネルMOSFET1133bのソース（「S」で示されている）は、マイナス負荷端子1136に結合され得る。第3のPチャネルMOSFET1132bのゲート（「G」で示されている）は、第4のPチャネルMOSFET1146bのドレインと第2のNチャネルMOSFET1133bのドレインとに結合され得る。第3のPチャネルMOSFET1132bのソースは、第4のPチャネルMOSFET1146bのソースと第2のプラスバッテリー端子コネクタ1142bとに結合され得る。第4のPチャネルMOSFET1146bのゲートは、第2のNチャネルMOSFET1133bのゲートと第1のプラスバッテリー端子コネクタ1142aとに結合され得る。第2のNチャネルMOSFET1133bのソースは、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1144bに結合され得る。第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1144bは、底部コネクタ1122bに電気的に接続され得るか、又は代替の実施形態では、底部コネクタ1122bと一体形成され得る。
バッテリー保護回路1100のいくつかの実施形態では、抵抗器がオプションで、静電放電（ESD）からの保護のために、MOSFETゲートに直列に結合され得る。例えば、いくつかの実施形態では、抵抗器1138aが、第1のPチャネルMOSFET1132aのゲートと第2のPチャネルMOSFET1146a及び第1のNチャネルMOSFET1133aのドレインとの間に結合され得る。抵抗器1139aが、第1のプラスバッテリー端子コネクタ1142aと第4のPチャネルMOSFET1146b及び第2のNチャネルMOSFET1133bのゲートとの間に結合され得る。抵抗器1138bが、第3のPチャネルMOSFET1132bのゲートと第4のPチャネルMOSFET1146b及び第2のNチャネルMOSFET1133bのドレインとの間に結合され得る。抵抗器1139bが、第2のプラスバッテリー端子コネクタ1142bと第2のPチャネルMOSFET1146a及び第1のNチャネルMOSFET1133aのゲートとの間に結合され得る。いくつかの実施形態において、抵抗器1138a、1138b、1139a、及び1139bのための値は、約10キロオームから約3メガオームまでの範囲にわたり得る。
正常な動作では、第1及び第2のバッテリー1102a及び1102bは、図11に示されているように適切に取り付けられる。すなわち、第1のプラスバッテリー端子コネクタ1142aは、第1のバッテリー1102aのプラスバッテリー端子1112aに電気的に結合され得、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ1144aは、第1のバッテリー1102aのマイナスバッテリー端子1114aに電気的に結合され得、第2のプラスバッテリー端子コネクタ1142bは、第2のバッテリー1102bのプラスバッテリー端子1112bに電気的に結合され得、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1144bは、第2のバッテリー1102bのマイナスバッテリー端子1114bに電気的に結合され得る。
結果として、第2及び第4のPチャネルMOSFET1146a及び1146bの両方は、第2のプラスバッテリー端子1112b及び第1のプラスバッテリー端子1112aからそれぞれ受け取られる、それらのそれぞれのゲートでの電圧が、第2及び第4のPチャネルMOSFET1146a及び1146bをオンにするには、それらのそれぞれのソースでの電圧に対し十分に低くないので、非導電状態であり得る（すなわち、それらは「オフ」である）。第1及び第2のNチャネルMOSFET1133a及び1133bの両方は、同じく第2のプラスバッテリー端子1112b及び第1のプラスバッテリー端子1112aからそれぞれ受け取られる、それらのそれぞれのゲートでの電圧が、それらのそれぞれのソースでの電圧に対し十分に高くないので、導電状態であり得る（すなわち、それらは「オン」である）。これは、第1及び第3のPチャネルMOSFET1132a及び1132bの両方が、それらのそれぞれのゲートでの電圧がそれらのそれぞれのソースでの電圧に対し十分に低いがゆえに導電状態である（すなわち、それらが「オン」である）ことを可能にし得る。したがって、電流は、第1及び第2のバッテリー1102a及び1102bからそれぞれの第1及び第3のPチャネルMOSFET1132a及び1132bを通ってプラス負荷端子1134へ、そして負荷1130へと流れ得る。
例えば、図12に示されているように、第2のバッテリー1102bが不正確に（例えば、コイン又はリチウム電池バッテリーのケースで上下逆さに）取り付けられる、逆バッテリー接続の場合、第2のプラスバッテリー端子コネクタ1142b及び第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1144bは両者とも、第2のプラスバッテリー端子1112bに電気的に結合され得る。第2のバッテリー1102bのこの不正確な取り付けは、第2のマイナスバッテリー端子1114bがバッテリー保護回路1100のどの部分にも電気的に接続されないので、第2のバッテリー1102bを電気的に浮遊させ得る。したがって、不正確に取り付けられた第2のバッテリー1102bは、電力を提供することができず、第2のプラスバッテリー端子コネクタ1142bと第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1144bとを共に接続する役割のみを果たす。
結果として、第1のマイナスバッテリー端子1114aから受け取られる第2のPチャネルMOSFET1146aのゲートでの電圧が、第2のPチャネルMOSFET1146aを導電状態に切り替わらせるのに第2のPチャネルMOSFET1146aのソースでの電圧に対し十分低いので、第2のPチャネルMOSFET1146aがオンになり得る。第1のNチャネルMOSFET1133aは、そのゲート電圧もまた第1のマイナスバッテリー端子1114aから受け取られ、それは第1のNチャネルMOSFET1133aをオンに保つには第1のNチャネルMOSFET1133aのソースでの電圧に対し十分に高くないので、オフになり得る。第1のNチャネルMOSFET1133aがオフにされることにより、第1のPチャネルMOSFET1132aもまた、（オンにされた第2のPチャネルMOSFET1146a及び第1のプラスバッテリー端子1112aを介した）そのゲート電圧が高く、もはや導電状態のままであるにはそのソース電圧に対し十分に低くないので、オフになり得る。第3のPチャネルMOSFET1132bのソースは今、第2のプラスバッテリー端子コネクタ1142bと第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1144bとの間の接続を介して第1のマイナスバッテリー端子1114aに電気的に結合されるので、第3のPチャネルMOSFET1132bもまた、そのゲート電圧もまたもはや導電状態のままであるにはそのソース電圧に対し十分に低くないので、オフになり得る。第4のPチャネルMOSFET1146bは、第4のPチャネルMOSFET1146bのゲートでの電圧が第1のプラスバッテリー端子1112aから受け取られ続け得るので、オフのままであり得る。同様に、第2のNチャネルMOSFET1133bのゲートでの電圧は、第1のプラスバッテリー端子1112aを介して高くあり続け得る。しかしながら、バッテリー1102bはその不正確な取り付けによって電力を提供しないので、第3のPチャネルMOSFET1132b、第4のPチャネルMOSFET1146b、及び第2のNチャネルMOSFET1133bの導電状態は、不適切であり得、全て非導電状態であるとみなされ得る。かくして、したがって、第1及び第3のPチャネルMOSFET1132a及び1132bがオフにされることにより、負荷1130は、不正確に取り付けられた第2のバッテリー1102bから保護（すなわち、隔離）され得、正確に取り付けられた第1のバッテリー1102aは、バッテリー保護回路1100を通る放電電流経路が存在しないがゆえに時期尚早に放電しないことができる。
第1のバッテリー1102aが第2のバッテリー1102bの代わりに不正確に取り付けられる場合には、バッテリー保護回路1100は、第2のPチャネルMOSFET1146aがオフであり、第4のPチャネルMOSFET1146bがオンであることを除いて、負荷1130を保護し、時期尚早のバッテリー放電を防止するように、上述されたのと実質的に同一に動作し得る。
図13は、1つ以上の実施形態に係る逆バッテリー接続から負荷を保護する方法1300を示す。方法1300は、単一のバッテリー若しくは電源、及び／又は、例えば、図3のバッテリーホルダ304のような、上部接点バッテリーホルダに取り付けられる、並列に結合された2つ以上のバッテリーによって電力供給されるデバイスに関連して使用され得る。プロセスブロック1302で、方法1300は、第1のPチャネルMOSFETのソースを第1の負荷端子に結合するステップを含み得る。例えば、図9を参照すると、第1のPチャネルMOSFET932aのソースが、プラス負荷端子934に結合され得る。
プロセスブロック1304で、方法1300は、第1のNチャネルMOSFETのソースを第2の負荷端子に結合するステップを含み得る。再び図9を参照すると、例えば、第1のNチャネルMOSFET933aのソースが、マイナス負荷端子936に結合され得る。
プロセスブロック1306で、第1のプラスバッテリー端子コネクタが、第1のPチャネルMOSFETのドレインと第1のNチャネルMOSFETのゲートとに結合され得る。例えば、図9に示されているように、第1のプラスバッテリー端子コネクタ942aが、第1のPチャネルMOSFET932aのドレインと第1のNチャネルMOSFET933aのゲートとに結合され得る。いくつかの実施形態において、プロセスブロック1306はオプションで、ESDからの保護を提供するために、第1のプラスバッテリー端子コネクタと第1のNチャネルMOSFETのゲートとの間に抵抗素子を結合するステップ、例えば、第1のプラスバッテリー端子コネクタ942aと第1のNチャネルMOSFET933aのゲートとの間に抵抗器938aを結合するステップを含み得る。
プロセスブロック1308で、方法1300は、第1のマイナスバッテリー端子コネクタを第1のNチャネルMOSFETのドレインと第1のPチャネルMOSFETのゲートとに結合するステップを含み得る。例えば、図9に示されているように、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ944aが、第1のNチャネルMOSFET933aのドレインと第1のPチャネルMOSFET932aのゲートとに結合され得る。いくつかの実施形態において、プロセスブロック1308はオプションで、ESDからの保護を提供するために、第1のマイナスバッテリー端子コネクタと第1のPチャネルMOSFETのゲートとの間に抵抗素子を結合するステップ、例えば、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ944aと第1のPチャネルMOSFET932aのゲートとの間に抵抗器939aを結合するステップを含み得る。
図14は、1つ以上の実施形態に係る逆バッテリー接続から負荷を保護する別の方法1400を示す。方法1400は、例えば、図2のバッテリーホルダ204のような、側部接点バッテリーホルダに取り付けられる2つの並列に結合されたバッテリーによって電力供給されるデバイスに関連して使用され得る。プロセスブロック1402で、方法1400は、第1のPチャネルMOSFETのゲートを第2のPチャネルMOSFETのドレインと第1のNチャネルMOSFETのドレインとに結合するステップを含み得る。例えば、図11を参照すると、第1のPチャネルMOSFET1132aのゲートが、第2のPチャネルMOSFET1146aのドレインと第1のNチャネルMOSFET1133aのドレインとに結合され得る。
プロセスブロック1404で、方法1400は、第1のPチャネルMOSFETのドレインを第1の負荷端子に結合するステップを含み得る。再び図11を参照すると、例えば、第1のPチャネルMOSFET1132aのドレインが、プラス負荷端子1134に結合され得る。
プロセスブロック1406で、第1のPチャネルMOSFETのソースが、第2のPチャネルMOSFETのソースと第1のプラスバッテリー端子コネクタとに結合され得る。例えば、図11に示されているように、第1のPチャネルMOSFET1132aのソースが、第2のPチャネルMOSFET1146aのソースと第1のプラスバッテリー端子コネクタ1142aとに結合され得る。
プロセスブロック1408で、第2のPチャネルMOSFETのゲートが、第1のNチャネルMOSFETのゲートと第2のプラスバッテリー端子コネクタとに結合され得る。同じく図11に示されているように、例えば、第2のPチャネルMOSFET1146aのゲートが、第1のNチャネルMOSFET1133aのゲートと第2のプラスバッテリー端子コネクタ1142bとに結合され得る。
プロセスブロック1410で、方法1400は、第1のNチャネルMOSFETのソースを第1のマイナスバッテリー端子コネクタ、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ、及び第2の負荷端子に結合するステップを含み得る。例えば、再び図11を参照すると、第1のNチャネルMOSFET1133aのソースが、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ1144a、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1144b、及び第2の負荷端子1136に結合され得る。
方法1300及び／又は方法1400の上記プロセスブロックは、示され説明された順序及びシーケンスに限定されない順序又はシーケンスで実行又は実現され得る。例えば、いくつかの実施形態において、プロセスブロック1302、1304、1306、1308、及び／又は、プロセスブロック1402、1404、1406、1408、1410は、集積回路製造プロセスの一部として実質的に同時に行われ得る。
図15は、1つ以上の実施形態に係る別のバッテリー保護回路1500を示す。バッテリー保護回路1500は、逆バッテリー接続又は欠落しているバッテリーの場合に、デバイスの負荷1530を保護し得、並列に結合された第1及び第2のバッテリー1502a及び1502bの一方又は両方が時期尚早に放電するのを防止し得る。バッテリー保護回路1500はまた、逆バッテリー接続又は欠落しているバッテリーのいずれの場合にも、正確に取り付けられた単一のバッテリーによって負荷1530に電力供給し得る。バッテリー保護回路1500は更に、たとえ正確に取り付けられた単一のバッテリーによってデバイスが適切に動作中であり得るとしても、バッテリーの問題が存在することをユーザに警告するために、マイクロコントローラによって処理され得るバッテリーエラー信号を提供し得る。いくつかの実施形態において、バッテリー保護回路1500は、例えばバッテリーホルダ204のような、側部接点バッテリーホルダを有する、例えば、バイオセンサメーター100及び／又は他の適切なデバイスに組み込まれ得る。いくつかの実施形態において、バッテリー保護回路1500は、デバイスの負荷回路と一体化され得るか、又は或いは、バッテリーで電力供給されるデバイスに組み込まれたバッテリーホルダと一体化され得る。他の実施形態では、バッテリー保護回路1500は、側部接点バッテリーホルダと負荷との間に結合された離散回路として（例えば、集積回路チップ及び／又はモジュールの形態で）デバイスに組み込まれ得る。バッテリー保護回路1500は或いは、他の適切な手法でデバイスに組み込まれ得る。
図15に示されているように、バッテリー保護回路1500の第1のバッテリーサイドは、第1のPチャネルMOSFET1532a、第2のPチャネルMOSFET1546a、及び第1のNチャネルMOSFET1533aを含み得、その各々は、いくつかの実施形態ではエンハンスメントモードタイプのMOSFETであり得る。他の実施形態において、MOSFET1532a、1546a、及び1533aは各々、他の適切なタイプのFETであり得る。第1のPチャネルMOSFET1532aのソース（「S」で示されている）及び第2のPチャネルMOSFET1546aのソースは、プラス負荷端子1534に結合され得る。第1のNチャネルMOSFET1533aのソースは、マイナス負荷端子1536に結合され得る。負荷1530は、プラス負荷端子1534とマイナス負荷端子1536との間に結合され得る。第1のPチャネルMOSFET1532aのゲート（「G」で示されている）は、第2のPチャネルMOSFET1546aのドレイン（「D」で示されている）と第1のNチャネルMOSFET1533aのドレインとに結合され得る。第1のPチャネルMOSFET1532aのドレインは、第2のPチャネルMOSFET1546aのゲート、第1のNチャネルMOSFET1533aのゲート、及び第1のプラスバッテリー端子コネクタ1542aに結合され得る。第1のプラスバッテリー端子コネクタ1542aは、側部コネクタ1520aに電気的に接続され得るか、又は代替の実施形態では、側部コネクタ1520aと一体形成され得る。抵抗器1548aが、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ1544aと第2のPチャネルMOSFET1546a及び第1のNチャネルMOSFET1533aのゲートとの間に結合され得る。マイナス負荷端子1536及び第1のNチャネルMOSFET1533aのソースがまた、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ1544aに結合され得る。第1のマイナスバッテリー端子コネクタ1544aは、底部コネクタ1522aに電気的に接続され得るか、又は代替の実施形態では、底部コネクタ1522aと一体形成され得る。第1のバッテリーエラー信号線1547aが、第1のPチャネルMOSFET1532aのゲートと第2のPチャネルMOSFET1546a及び第1のNチャネルMOSFET1533aのドレインとに結合され得る。
バッテリー保護回路1500の第2のバッテリーサイドは、第3のPチャネルMOSFET1532b、第4のPチャネルMOSFET1546b、及び第2のNチャネルMOSFET1533bを含み得、その各々は、いくつかの実施形態ではエンハンスメントモードタイプのMOSFETであり得る。他の実施形態において、MOSFET1532b、1546b、及び1533bは各々、他の適切なタイプのFETであり得る。第3のPチャネルMOSFET1532bのソース（「S」で示されている）及び第4のPチャネルMOSFET1546bのソースは、プラス負荷端子1534に結合され得る。第2のNチャネルMOSFET1533bのソースは、マイナス負荷端子1536に結合され得る。第3のPチャネルMOSFET1532bのゲート（「G」で示されている）は、第4のPチャネルMOSFET1546bのドレイン（「D」で示されている）と第2のNチャネルMOSFET1533bのドレインとに結合され得る。第3のPチャネルMOSFET1532bのドレインは、第4のPチャネルMOSFET1546bのゲート、第2のNチャネルMOSFET1533bのゲート、及び第2のプラスバッテリー端子コネクタ1542bに結合され得る。第2のプラスバッテリー端子コネクタ1542bは、側部コネクタ1520bに電気的に接続され得るか、又は代替の実施形態では、側部コネクタ1520bと一体形成され得る。抵抗器1548bが、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1544bと第4のPチャネルMOSFET1546b及び第2のNチャネルMOSFET1533bのゲートとの間に結合され得る。マイナス負荷端子1536及び第2のNチャネルMOSFET1533bのソースはまた、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1544bに結合され得る。第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1544bは、底部コネクタ1522bに電気的に接続され得るか、又は代替の実施形態では、底部コネクタ1522bと一体形成され得る。第2のバッテリーエラー信号線1547bが、第3のPチャネルMOSFET1532bのゲートと第4のPチャネルMOSFET1546b及び第2のNチャネルMOSFET1533bのドレインとに結合され得る。いくつかの実施形態において、抵抗器1548a及び1548bの各々は、以下においてより詳細に説明されるように、非常に高い抵抗値（例えば、約10メガオームを上回る）を有し得る。いくつかの実施形態において、第1のバッテリーサイド及び第2のバッテリーサイドは、完全に対称であり得る。
正常な動作では、第1及び第2のバッテリー1502a及び1502bは、図15に示されているように適切に取り付けられる。すなわち、第1のプラスバッテリー端子コネクタ1542aは、第1のバッテリー1502aのプラスバッテリー端子1512aに電気的に結合され得、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ1544aは、第1のバッテリー1502aのマイナスバッテリー端子1514aに電気的に結合され得、第2のプラスバッテリー端子コネクタ1542bは、第2のバッテリー1502bのプラスバッテリー端子1512bに電気的に結合され得、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1544bは、第2のバッテリー1502bのマイナスバッテリー端子1514bに電気的に結合され得る。
結果として、第1及び第2のNチャネルMOSFET1533a及び1533bの両方のゲートが、それぞれ、バッテリー1502a及び1502bからのプラス電圧によってバイアスされ、それは、第1及び第2のNチャネルMOSFET1533a及び1533bを導電状態（すなわち、それらは「オン」であり得る）にし得る。逆に、第2及び第4のPチャネルMOSFET1546a及び1546bのそれぞれのゲートでのバッテリー1502a及び1502bからのプラス電圧は、第2及び第4のPチャネルMOSFET1546a及び1546bを非導電状態（すなわち、それらは「オフ」であり得る）にし得る。これは、第1及び第3のPチャネルMOSFET1532a及び1532bを導電状態（すなわち、それらは「オン」であり得る）にするために、第1及び第3のPチャネルMOSFET1532a及び1532bのゲートが、それぞれ第1及び第2のNチャネルMOSFET1533a及び1533b（それらはどちらもオンである）を介して十分に低く引き下げられる、という結果を生じ得る。結果的に、電流は、第1及び第2のバッテリー1502a及び1502bからそれぞれ第1及び第3のPチャネルMOSFET1532a及び1532bを通ってプラス負荷端子1534へ、そして負荷1530へと流れ得る。第1及び第2のバッテリーエラー信号線1547a及び1547bもまた各々、バッテリーエラーがないことを示すために、それぞれ第1及び第2のNチャネルMOSFET1533a及び1533b（それらはどちらもオンである）を介して低に引き下げられ得る。
例えば、第2のバッテリー1502bが不正確に（すなわち、コイン又はリチウム電池バッテリーのケースで上下逆さに）取り付けられた、図16に示される逆バッテリー接続の場合、第1のPチャネルMOSFET1532a、第2のPチャネルMOSFET1546a、及び第1のNチャネルMOSFET1533aは、第2のバッテリー1502bの不正確な取り付けによる影響は受けずに、上述のごとく正常に動作し続ける。すなわち、第1のバッテリーサイドでは、第1のPチャネルMOSFET1532aはオンであり、第2のPチャネルMOSFET1546aはオフであり、第1のNチャネルMOSFET1533aはオンであり、第1のバッテリーエラー信号線1547aは低であり（第1のバッテリー1502aにエラーがないことを示す）、第1のバッテリー1502aからのプラスバッテリー電圧はプラス負荷端子1534に提供される。
しかしながら、第2のバッテリー1502bの逆バッテリー接続は、第2のプラスバッテリー端子コネクタ1542b及び第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1544bを、両方とも第2のバッテリー1502bのプラスバッテリー端子1512bに電気的に結合（すなわち、短絡）させ得る。第2のバッテリー1502bのこの不正確な取り付けは、第2のマイナスバッテリー端子1514bがバッテリー保護回路1500のどの部分にも電気的に接続されないので、第2のバッテリー1502bを電気的に浮遊させ得る。かくして、不正確に取り付けられた第2のバッテリー1502bは、負荷1530に電力を提供することができず、第2のプラスバッテリー端子コネクタ1542bと第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1544bとを接続する（すなわち、短絡させる）役割のみを果たし得る。
結果として、第2のプラスバッテリー端子コネクタ1542bは、第1のバッテリー1502aのマイナスバッテリー端子1514aに電気的に結合された第2のマイナスバッテリー端子コネクタ1544bの電圧（例えば、接地）まで引き下げられ得る。これは、第2のNチャネルMOSFET1533bのゲートの電圧を引き下げ得、第2のNチャネルMOSFET1533bを非導電状態に切り替わらせる（すなわち、それをオフにする）。同時に、第4のPチャネルMOSFET1546bのゲートの電圧は、第4のPチャネルMOSFET1546bを導電状態に切り替わらせる（すなわち、それをオンにする）のに第4のPチャネルMOSFET1546bのソース（それは、第1のバッテリー1502aからのプラスバッテリー電圧を受け取る）での電圧に対し十分に低くなり得る。これは、第3のPチャネルMOSFET1532aのゲート及びソースを、互いに電気的に結合（すなわち、共に短絡）させ得、第1のバッテリー1502aによって提供されるプラス負荷端子1534のプラスバッテリー電圧に電気的に結合させ得る。結果的に、第3のPチャネルMOSFET1532bは、非導電状態に切り替わり得（すなわち、それはオフになり得）、それは、バッテリー保護回路1500の残りから第2のバッテリー1502bを完全に切断する。結果として、第2のバッテリーエラー信号線1547bは、第4のPチャネルMOSFET1546b（それはオンである）を介してプラス負荷端子1534のプラスバッテリー電圧に電気的に結合され得る。これは、第2のバッテリーエラー信号線1547bを高に引き上げ得、第2のバッテリー1502bによるエラーを示す。
第1のバッテリー1502aが第2のバッテリー1502bの代わりに不正確に取り付けられた場合には、バッテリー保護回路1500は、反対のMOSFET及びバッテリーエラー信号線が影響を受けるであろうことを除き、負荷1530に単一バッテリー電力を提供し、回路の損傷及び／又は時期尚早のバッテリー放電を防止するために、上述したのと実質的に同一に動作し得る。すなわち、第1のPチャネルMOSFET1532aはオフであり、第2のPチャネルMOSFET1546aはオンであり、第1のNチャネルMOSFET1533aはオフであり、第3のPチャネルMOSFET1532bはオンであり、第4のPチャネルMOSFET1546bはオフであり、第2のNチャネルMOSFET1533bはオンであり、第1のバッテリーエラー信号線1547aは高（第1のバッテリー1502aによるエラーを示す）であり、第2のバッテリーエラー信号線1547bは低（第2のバッテリー1502bによるエラーがないことを示す）であろう。
図17に示されているように、例えば、第2のバッテリー1502bのようなバッテリーが欠落している場合、バッテリー保護回路1500は、負荷1530に単一バッテリー電力を提供し、回路の損傷及び／又は時期尚早のバッテリー放電を防止するために、不正確に取り付けられた第2のバッテリーに関連して上述されたのと同様に動作し得る。第1のPチャネルMOSFET1532a、第2のPチャネルMOSFET1546a、及び第1のNチャネルMOSFET1533aは、正確に取り付けられた第1のバッテリー1502aからのプラスバッテリー電圧がプラス負荷端子1534に提供されるよう、正常に動作し続け得る。第1のバッテリーエラー信号線1547aは低であり得、第1のバッテリー1502aによるエラーがないことを示す。第2のNチャネルMOSFET1533b及び第4のPチャネルMOSFET1546bのゲートが浮遊するのを防止するために、高い値の抵抗器1548bが、それらのゲートの電圧を引き下げるために使用され得、それは、第2のNチャネルMOSFET1533bを非導電状態（すなわち、オフ）に、第4のPチャネルMOSFET1546bを導電状態（すなわち、オン）に保ち得る。高い値の抵抗器1548bは、コイン電池バッテリーの自己放電電流に匹敵する少ない漏洩電流を導入し得るが、この効果はごくわずかであり得る。第2のバッテリー1502bが欠落しているので、第3のPチャネルMOSFET1532bの状態は重要でない。しかしながら、そのゲートは、第4のPチャネルMOSFET1546b（それはオンである）を介してそのソースに電気的に結合され、それは、第1のバッテリー1502aによって提供される高い電圧であるので、第3のPチャネルMOSFET1532bは、非導電状態（すなわち、オフ）であり得る。同じく第3のPチャネルMOSFET1532bのソースに電気的に結合される第2のバッテリーエラー信号線1547bもまた、高電圧であり得、第2のバッテリー1502bによるエラーを示す。
第1のバッテリー1502aが第2のバッテリー1502bの代わりに欠落している場合には、バッテリー保護回路1500は、反対のMOSFET及びバッテリーエラー信号線が影響を受けるであろうことを除き、上述されたのと実質的に同一に動作し得る。すなわち、第3のPチャネルMOSFET1532b、第4のPチャネルMOSFET1546b、及び第2のNチャネルMOSFET1533bは、正確に取り付けられた第2のバッテリー1502bからのプラスバッテリー電圧がプラス負荷端子1534に提供されるよう、正常に動作し続け得る。第2のバッテリーエラー信号線1547bは低であり得、第2のバッテリー1502bによるエラーがないことを示す。第1のNチャネルMOSFET1533a及び第2のPチャネルMOSFET1546aのゲートが浮遊するのを防止するために、高い値の抵抗器1548aが、それらのゲートの電圧を引き下げるために使用され得、それは、第1のNチャネルMOSFET1533aを非導電状態（すなわち、オフ）に、第2のPチャネルMOSFET1546aを導電状態（すなわち、オン）に保ち得る。高い値の抵抗器1548aは、コイン電池バッテリーの自己放電電流に匹敵する少ない漏洩電流を導入し得るが、この効果はごくわずかであり得る。第1のバッテリー1502bが欠落している場合、第1のPチャネルMOSFET1532aの状態は重要でない。しかしながら、そのゲートは第2のPチャネルMOSFET1546a（それはオンである）を介してそのソースに電気的に結合され、それは、第2のバッテリー1502bによって提供される高い電圧であるので、第1のPチャネルMOSFET1532aは、非導電状態（すなわち、オフ）であり得る。同じく第1のPチャネルMOSFET1532aのソースに電気的に結合される第1のバッテリーエラー信号線1547aもまた、高電圧であり得、第1のバッテリー1502aによるエラーを示す。
当業者は、本明細書において説明された発明は、幅広い有用性及び用途が可能である、ということを容易に理解すべきである。本明細書において説明されたもの以外の発明の多くの実施形態及び適応例だけでなく、多くの変形、変更、及び均等な配列が、本発明の趣旨又は範囲から逸脱せずに、発明及びその上記説明から明らかであり、又はそれらによって合理的に示唆されるであろう。例えば、バッテリーで電力供給されるバイオセンサメーター及びコイン型バッテリーに関連して説明されているが、本発明の1つ以上の実施形態は、他のタイプのバッテリー、及び、並列に結合されたバッテリーによって電力供給され、バッテリーの極性に敏感な、他のタイプのデバイスとともに、使用され得る。したがって、本発明は、本明細書において特定の実施形態に関連して詳細に説明されているが、本開示は、例示にすぎず、本発明の例を提示するものであり、単に、権能を付与する完全な本発明の開示を提供する目的のためになされたものである、ということが理解されるべきである。本開示は、本発明を、開示された特定の装置、デバイス、アセンブリ、システム、又は方法に限定するように意図されず、対照的に、その意図は、本発明の範囲内に入る全ての変更、均等物、及び代替例をカバーすることである。
100 バイオセンサメーター
102a 第1のバッテリー
102b 第2のバッテリー
104 バッテリーホルダ
106 バッテリーコンパートメント
107 背面
108 マイクロコントローラ
109 メモリ
110 ハウジング
202a 第1のバッテリー
202b 第2のバッテリー
204 バッテリーホルダ
212a 第1のプラスバッテリー端子
212b 第2のプラスバッテリー端子
213a 側部
213b 側部
214a 第1のマイナスバッテリー端子
214b 第2のマイナスバッテリー端子
215a 底部
215b 底部
216a 第1のバッテリーセクション
216b 第2のバッテリーセクション
218a 第1の支持構造
218b 第2の支持構造
220a 第1の側部コネクタ
220b 第2の側部コネクタ
222a 第1の底部コネクタ
222b 第2の底部コネクタ
224 プラス極性の導体
226 マイナス極性の導体
228 ベース
304 バッテリーホルダ
316a 第1のバッテリーセクション
316b 第2のバッテリーセクション
317a 上部
317b 上部
318a 第1の支持構造
318b 第2の支持構造
320a 第1の上部コネクタ
320b 第2の上部コネクタ
322a 第1の底部コネクタ
322b 第2の底部コネクタ
324 プラス極性の導体
326 マイナス極性の導体
328 ベース
600 保護回路
602a 第1のバッテリー
602b 第2のバッテリー
612a 第1のプラスバッテリー端子
612b 第2のプラスバッテリー端子
614a 第1のマイナスバッテリー端子
614b 第2のマイナスバッテリー端子
630 負荷
632a 第1のダイオード
632b 第2のダイオード
634 プラス負荷端子
636 マイナス負荷端子
700 側部接点バッテリー回路
702a 第1のバッテリー
702b 第2のバッテリー
712a プラスバッテリー端子
712b プラスバッテリー端子
714a マイナスバッテリー端子
714b マイナスバッテリー端子
720b 側部コネクタ
722b 底部コネクタ
730 負荷
732a 第1のPチャネルMOSFET
732b 第2のPチャネルMOSFET
734 プラス負荷端子
736 マイナス負荷端子
800 上部接点バッテリー回路
802a 第1のバッテリー
802b 第2のバッテリー
812a プラスバッテリー端子
812b プラスバッテリー端子
814a マイナスバッテリー端子
814b マイナスバッテリー端子
820b 上部コネクタ
822b 底部コネクタ
830 負荷
832a 第1のPチャネルMOSFET
832b 第2のPチャネルMOSFET
834 プラス負荷端子
836 マイナス負荷端子
900 バッテリー保護回路
902a 第1のバッテリー
902b 第2のバッテリー
904 バッテリーホルダ
912a プラスバッテリー端子
912b プラスバッテリー端子
914a マイナスバッテリー端子
914b マイナスバッテリー端子
920a 上部コネクタ
920b 上部コネクタ
922a 底部コネクタ
922b 底部コネクタ
930 負荷
932a 第1のPチャネルMOSFET
932b 第2のPチャネルMOSFET
933a 第1のNチャネルMOSFET
933b 第2のNチャネルMOSFET
934 プラス負荷端子
936 マイナス負荷端子
938a 抵抗器
938b 抵抗器
939a 抵抗器
939b 抵抗器
940a バッテリー保護電池
940b バッテリー保護電池
942a プラスバッテリー端子コネクタ
942b プラスバッテリー端子コネクタ
944a マイナスバッテリー端子コネクタ
944b マイナスバッテリー端子コネクタ
1100 バッテリー保護回路
1102a 第1のバッテリー
1102b 第2のバッテリー
1112a 第1のプラスバッテリー端子
1112b 第2のプラスバッテリー端子
1114a 第1のマイナスバッテリー端子
1114b 第2のマイナスバッテリー端子
1120a 側部コネクタ
1120b 側部コネクタ
1122a 底部コネクタ
1122b 底部コネクタ
1130 負荷
1132a 第1のPチャネルMOSFET
1132b 第3のPチャネルMOSFET
1133a 第1のNチャネルMOSFET
1133b 第2のNチャネルMOSFET
1134 プラス負荷端子
1136 マイナス負荷端子
1138a 抵抗器
1138b 抵抗器
1139a 抵抗器
1139b 抵抗器
1142a 第1のプラスバッテリー端子コネクタ
1142b 第2のプラスバッテリー端子コネクタ
1144a 第1のマイナスバッテリー端子コネクタ
1144b 第2のマイナスバッテリー端子コネクタ
1146a 第2のPチャネルMOSFET
1146b 第4のPチャネルMOSFET
1300 方法
1302 プロセスブロック
1304 プロセスブロック
1306 プロセスブロック
1308 プロセスブロック
1400 方法
1402 プロセスブロック
1404 プロセスブロック
1406 プロセスブロック
1408 プロセスブロック
1410 プロセスブロック
1500 バッテリー保護回路
1502a 第1のバッテリー
1502b 第2のバッテリー
1512a プラスバッテリー端子
1512b プラスバッテリー端子
1514a マイナスバッテリー端子
1514b マイナスバッテリー端子
1520a 側部コネクタ
1520b 側部コネクタ
1522a 底部コネクタ
1522b 底部コネクタ
1530 負荷
1532a 第1のPチャネルMOSFET
1532b 第3のPチャネルMOSFET
1533a 第1のNチャネルMOSFET
1533b 第2のNチャネルMOSFET
1534 プラス負荷端子
1536 マイナス負荷端子
1542a 第1のプラスバッテリー端子コネクタ
1542b 第2のプラスバッテリー端子コネクタ
1544a 第1のマイナスバッテリー端子コネクタ
1544b 第2のマイナスバッテリー端子コネクタ
1546a 第2のPチャネルMOSFET
1546b 第4のPチャネルMOSFET
1547a 第1のバッテリーエラー信号線
1547b 第2のバッテリーエラー信号線
1548a 抵抗器
1548b 抵抗器

Claims (20)

  1. 逆バッテリー保護回路であって、
    第1の負荷端子と、
    第2の負荷端子と、
    ドレイン、ゲート、及び前記第1の負荷端子に結合されたソースを有する第1のPチャネルMOSFETと、
    ドレイン、ゲート、及び前記第2の負荷端子に結合されたソースを有する第1のNチャネルMOSFETと、
    前記第1のPチャネルMOSFETの前記ドレインと前記第1のNチャネルMOSFETの前記ゲートとに結合された第1のプラスバッテリー端子コネクタであって、第1のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第1のプラスバッテリー端子コネクタと、
    前記第1のNチャネルMOSFETの前記ドレインと前記第1のPチャネルMOSFETの前記ゲートとに結合された第1のマイナスバッテリー端子コネクタであって、第2のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第1のマイナスバッテリー端子コネクタと、
    を備える、逆バッテリー保護回路。
  2. 前記第1のプラスバッテリー端子コネクタは、上部接点構成を有する、請求項1に記載の逆バッテリー保護回路。
  3. 前記第1のプラスバッテリー端子コネクタと前記第1のNチャネルMOSFETの前記ゲートとの間に直列に結合された第1の抵抗素子と、
    前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタと前記第1のPチャネルMOSFETの前記ゲートとの間に直列に結合された第2の抵抗素子と、
    を更に備える、請求項1に記載の逆バッテリー保護回路。
  4. ドレイン、ゲート、及び前記第1の負荷端子に結合されたソースを有する第2のPチャネルMOSFETと、
    ドレイン、ゲート、及び前記第2の負荷端子に結合されたソースを有する第2のNチャネルMOSFETと、
    前記第2のPチャネルMOSFETの前記ドレインと前記第2のNチャネルMOSFETの前記ゲートとに結合された第2のプラスバッテリー端子コネクタであって、第3のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第2のプラスバッテリー端子コネクタと、
    前記第2のNチャネルMOSFETの前記ドレインと前記第2のPチャネルMOSFETの前記ゲートとに結合された第2のマイナスバッテリー端子コネクタであって、第4のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第2のマイナスバッテリー端子コネクタと、
    を更に備える、請求項1に記載の逆バッテリー保護回路。
  5. 前記第2のプラスバッテリー端子コネクタは、上部接点構成を有する、請求項4に記載の逆バッテリー保護回路。
  6. 前記第2のプラスバッテリー端子コネクタと前記第2のNチャネルMOSFETの前記ゲートとの間に直列に結合された第3の抵抗素子と、
    前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタと前記第2のPチャネルMOSFETの前記ゲートとの間に直列に結合された第4の抵抗素子と、
    を更に備える、請求項4に記載の逆バッテリー保護回路。
  7. 前記第1のプラスバッテリー端子コネクタ及び前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタは、第1のバッテリーのそれぞれのバッテリー端子に電気的に接続するように構成され、 前記第2のプラスバッテリー端子コネクタ及び前記第2のマイナスバッテリー端子コネクタは、第2のバッテリーのそれぞれのバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、請求項4に記載の逆バッテリー保護回路。
  8. 流体中の検体の性質を決定するように構成されたマイクロコントローラと、
    測定結果を記憶するために前記マイクロコントローラに結合されたメモリと、
    複数のバッテリーを収容するように構成されたバッテリーホルダと、
    前記バッテリーホルダ、前記マイクロコントローラ、及び前記メモリに結合された請求項1に記載の前記逆バッテリー保護回路と、
    前記マイクロコントローラ、前記メモリ、前記バッテリーホルダ、及び請求項1に記載の前記逆バッテリー保護回路を収納するように構成されたハウジングと、
    を備える、バッテリーで電力供給されるバイオセンサメーター。
  9. 逆バッテリー保護回路であって、
    ゲート、ドレイン、及びソースを有する第1のPチャネルMOSFETと、
    ゲート、前記第1のPチャネルMOSFETの前記ゲートに結合されたドレイン、及び前記第1のPチャネルMOSFETの前記ソースに結合されたソースを有する第2のPチャネルMOSFETと、
    前記第2のPチャネルMOSFETの前記ゲートに結合されたゲート、前記第2のPチャネルMOSFETの前記ドレインと前記第1のPチャネルMOSFETの前記ゲートとに結合されたドレイン、及びソースを有する第1のNチャネルMOSFETと、
    前記第1のPチャネルMOSFETの前記ドレインに結合された第1の負荷端子と、
    前記第1のPチャネルMOSFETの前記ソースと前記第2のPチャネルMOSFETの前記ソースとに結合された第1のプラスバッテリー端子コネクタであって、第1のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第1のプラスバッテリー端子コネクタと、
    前記第1のNチャネルMOSFETの前記ゲートと前記第2のPチャネルMOSFETの前記ゲートとに結合された第2のプラスバッテリー端子コネクタであって、第2のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第2のプラスバッテリー端子コネクタと、
    第3のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第1のマイナスバッテリー端子コネクタと、
    第4のバッテリー端子に電気的に接続するように構成された第2のマイナスバッテリー端子コネクタと、
    第2の負荷端子と、
    を備え、
    前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタ、前記第2のマイナスバッテリー端子コネクタ、前記第2の負荷端子、及び前記第1のNチャネルMOSFETの前記ソースは、互いに結合される、逆バッテリー保護回路。
  10. ゲート、前記第1の負荷端子と前記第1のPチャネルMOSFETの前記ドレインとに結合されたドレイン、及び前記第2のプラスバッテリー端子コネクタに結合されたソースを有する第3のPチャネルMOSFETと、
    前記第1のプラスバッテリー端子コネクタに結合されたゲート、前記第3のPチャネルMOSFETの前記ゲートに結合されたドレイン、及び前記第3のPチャネルMOSFETの前記ソースと前記第2のプラスバッテリー端子コネクタとに結合されたソースを有する第4のPチャネルMOSFETと、
    前記第4のPチャネルMOSFETの前記ゲートと前記第1のプラスバッテリー端子コネクタとに結合されたゲート、前記第4のPチャネルMOSFETの前記ドレインと前記第3のPチャネルMOSFETの前記ゲートとに結合されたドレイン、及び前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタと前記第2のマイナスバッテリー端子コネクタと前記第2の負荷端子と前記第1のNチャネルMOSFETの前記ソースとに結合されたソースを有する第2のNチャネルMOSFETと、
    を更に備える、請求項9に記載の逆バッテリー保護回路。
  11. 前記第1のプラスバッテリー端子コネクタ及び前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタは、第1のバッテリーのそれぞれのバッテリー端子に電気的に接続するように構成され、
    前記第2のプラスバッテリー端子コネクタ及び前記第2のマイナスバッテリー端子コネクタは、第2のバッテリーのそれぞれのバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、請求項10に記載の逆バッテリー保護回路。
  12. 前記第1のプラスバッテリー端子コネクタは、側部接点構成を有し、
    前記第2のプラスバッテリー端子コネクタは、側部接点構成を有する、請求項10に記載の逆バッテリー保護回路。
  13. 流体中の検体の性質を決定するように構成されたマイクロコントローラと、
    測定結果を記憶するために前記マイクロコントローラに結合されたメモリと、
    複数のバッテリーを収容するように構成されたバッテリーホルダと、
    前記バッテリーホルダ、前記マイクロコントローラ、及び前記メモリに結合された請求項10に記載の前記逆バッテリー保護回路と、
    前記マイクロコントローラ、前記メモリ、前記バッテリーホルダ、及び請求項10に記載の前記逆バッテリー保護回路を収納するように構成されたハウジングと、
    を備える、バッテリーで電力供給されるバイオセンサメーター。
  14. 逆バッテリー接続から負荷を保護する方法であって、
    第1のPチャネルMOSFETのソースを、第1の負荷端子に結合するステップと、
    第1のNチャネルMOSFETのソースを、第2の負荷端子に結合するステップと、
    第1のプラスバッテリー端子コネクタを、前記第1のPチャネルMOSFETのドレインと前記第1のNチャネルMOSFETのゲートとに結合するステップであって、前記第1のプラスバッテリー端子コネクタは、第1のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップと、
    第1のマイナスバッテリー端子コネクタを、前記第1のNチャネルMOSFETのドレインと前記第1のPチャネルMOSFETのゲートとに結合するステップであって、前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタは、第2のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップと、
    を備える、方法。
  15. 第2のPチャネルMOSFETのソースを、前記第1の負荷端子に結合するステップと、
    第2のNチャネルMOSFETのソースを、前記第2の負荷端子に結合するステップと、
    第2のプラスバッテリー端子コネクタを、前記第2のPチャネルMOSFETのドレインと前記第2のNチャネルMOSFETのゲートとに結合するステップであって、前記第2のプラスバッテリー端子コネクタは、第3のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップと、
    第2のマイナスバッテリー端子コネクタを、前記第2のNチャネルMOSFETのドレインと前記第2のPチャネルMOSFETのゲートとに結合するステップであって、前記第2のマイナスバッテリー端子コネクタは、第4のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップと、
    を更に備える、請求項14に記載の方法。
  16. 前記第1のプラスバッテリー端子コネクタと前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタとを収容するように構成されたバッテリーホルダを提供するステップを更に備え、前記第1のプラスバッテリー端子コネクタは、上部接点構成を有する、請求項14に記載の方法。
  17. 逆バッテリー接続から負荷を保護する方法であって、
    第1のPチャネルMOSFETのゲートを、第2のPチャネルMOSFETのドレインと第1のNチャネルMOSFETのドレインとに結合するステップと、
    前記第1のPチャネルMOSFETのドレインを、第1の負荷端子に結合するステップと、
    前記第1のPチャネルMOSFETのソースを、前記第2のPチャネルMOSFETのソースと第1のプラスバッテリー端子コネクタとに結合するステップであって、前記第1のプラスバッテリー端子コネクタは、第1のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップと、
    前記第2のPチャネルMOSFETのゲートを、前記第1のNチャネルMOSFETのゲートと第2のプラスバッテリー端子コネクタとに結合するステップであって、前記第2のプラスバッテリー端子コネクタは、第2のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、結合するステップと、
    前記第1のNチャネルMOSFETのソースを、第1のマイナスバッテリー端子コネクタ、第2のマイナスバッテリー端子コネクタ、及び第2の負荷端子に結合するステップと、
    を備え、
    前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタは、第3のバッテリー端子に電気的に接続するように構成され、前記第2のマイナスバッテリー端子コネクタは、第4のバッテリー端子に電気的に接続するように構成される、方法。
  18. 第3のPチャネルMOSFETのドレインを、前記第1の負荷端子と前記第1のPチャネルMOSFETの前記ドレインとに結合するステップと、
    前記第3のPチャネルMOSFETのソースを、前記第2のプラスバッテリー端子コネクタと第4のPチャネルMOSFETのソースとに結合するステップと、
    前記第3のPチャネルMOSFETのゲートを、前記第4のPチャネルMOSFETのドレインと第2のNチャネルMOSFETのドレインとに結合するステップと、
    前記第4のPチャネルMOSFETのゲートを、前記第1のプラスバッテリー端子コネクタと前記第2のNチャネルMOSFETのゲートとに結合するステップと、
    前記第2のNチャネルMOSFETのソースを、前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタ、前記第2のマイナスバッテリー端子コネクタ、前記第2の負荷端子、及び前記第1のNチャネルMOSFETの前記ソースに結合するステップと、
    を更に備える、請求項17に記載の方法。
  19. 前記第1のプラスバッテリー端子コネクタと前記第1のマイナスバッテリー端子コネクタとを収容するためのバッテリーホルダを提供するステップを更に備え、前記第1のプラスバッテリー端子コネクタは、側部接点構成を有する、請求項17に記載の方法。
  20. 流体中の検体の性質を決定するように構成されたマイクロコントローラを前記第1及び第2の負荷端子に結合するステップを更に備える、請求項17に記載の方法。
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