JP2020025375A - Circuit protection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回路保護装置に関する。 The present invention relates to a circuit protection device.
下記特許文献1には、組電池の電圧を検出する電圧検出回路を保護する回路保護装置が開示されている。この回路保護装置は、組電池と電圧検出回路との間に介装される回路であり、電圧検出回路の各入力端と組電池を構成する複数の電池セルの各端子とを相互接続する複数の検出ラインの各々に挿入される複数のヒューズと、個々の電池セルに対応する一対の検出ライン間に各々設けられる複数のツェナーダイオードからなる保護回路である。
ところで、上記ヒューズは、一対の端子間を接続する導体が過電流によって溶断することで電圧検出回路を保護するものであるが、一度溶断すると、溶断したヒューズを新たなヒューズに交換する必要があり、手間がかかる。 By the way, the above fuse protects a voltage detection circuit by blowing a conductor connecting a pair of terminals due to overcurrent, but once blown, it is necessary to replace the blown fuse with a new fuse. ,It takes time and effort.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ヒューズを用いずに電圧検出回路を保護することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to protect a voltage detection circuit without using a fuse.
本発明の一態様は、直流電源と、当該直流電源のプラス電圧及びマイナス電圧が入力される保護対象回路との間に設けられる回路保護装置であって、前記直流電源を構成する電池セルのプラス端子にソース端子が接続され、前記保護対象回路にドレイン端子が接続されるPチャネル型電界効果トランジスタと、前記Pチャネル型電界効果トランジスタのゲート端子及びグランドの間に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオン状態に制御されている場合において、前記直流電源が正常電圧を出力すると前記Pチャネル型電界効果トランジスタを導通状態とし、前記直流電源が異常電圧を出力すると前記Pチャネル型電界効果トランジスタを非導通状態とするスイッチ駆動回路と、を備えることを特徴とする回路保護装置である。 One embodiment of the present invention is a circuit protection device provided between a DC power supply and a protection target circuit to which a positive voltage and a negative voltage of the DC power supply are input, wherein a positive power supply of a battery cell included in the DC power supply is provided. A P-channel field-effect transistor having a source terminal connected to the terminal, and a drain terminal connected to the circuit to be protected; a switching element connected between a gate terminal of the P-channel field effect transistor and ground; When the switching element is controlled to be in an ON state, the P-channel field-effect transistor is turned on when the DC power supply outputs a normal voltage, and the P-channel field-effect transistor is turned on when the DC power supply outputs an abnormal voltage. And a switch drive circuit that makes the switch non-conductive. That.
本発明の一態様は、上述の回路保護装置であって、前記スイッチ駆動回路は、一端が前記電池セルのプラス端子に接続され、他端が前記Pチャネル型電界効果トランジスタのソース端子に接続される第1の抵抗器と、一端が前記Pチャネル型電界効果トランジスタのゲート端子に接続され、他端が前記スイッチング素子を介してグランドに接続される第2の抵抗器と、を備えることを特徴とする。 One embodiment of the present invention is the above-described circuit protection device, wherein the switch drive circuit has one end connected to a positive terminal of the battery cell, and the other end connected to a source terminal of the P-channel field-effect transistor. And a second resistor having one end connected to the gate terminal of the P-channel field effect transistor and the other end connected to ground via the switching element. And
以上説明したように、本発明によれば、ヒューズを用いずに電圧検出回路を保護することができる。 As described above, according to the present invention, a voltage detection circuit can be protected without using a fuse.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の一実施形態に係る電源監視装置Aは、図1に示すように組電池X(直流電源)の電圧を検出して当該電圧を監視する装置であり、電圧検出回路1及び遮断回路2を備えている。このような電源監視装置Aを構成する構成要素のうち、遮断回路2は本発明における回路保護装置に相当する。また、電圧検出回路1は、本発明の「保護対象回路」の一例である。
A power supply monitoring device A according to an embodiment of the present invention is a device that detects a voltage of an assembled battery X (DC power supply) and monitors the voltage as shown in FIG. It has. Among the components constituting the power supply monitoring device A, the
組電池Xは、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されるバッテリであり、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池である。この組電池Xは、図示するように、複数のバスバーBによって互いに直列接続された複数の電池セルb1〜bnを備えている。このような組電池Xは、例えば車両の走行動力を発生させる走行モータを駆動するインバータに直流電力を供給する。すなわち、組電池Xのプラス端子はインバータの一方の入力端に接続され、組電池Xのマイナス端子はインバータの他方の入力端に接続されている。なお、上記「n」は2以上の自然数である。なお、電池セルb1〜bnのそれぞれを区別しない場合には、単に「電池セルb」と標記する。 The assembled battery X is a battery mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel hydride battery. As shown, the battery pack X includes a plurality of battery cells b1 to bn connected in series by a plurality of bus bars B. Such an assembled battery X supplies DC power to, for example, an inverter that drives a traveling motor that generates traveling power of the vehicle. That is, the plus terminal of the battery pack X is connected to one input terminal of the inverter, and the minus terminal of the battery pack X is connected to the other input terminal of the inverter. Note that “n” is a natural number of 2 or more. In addition, when each of the battery cells b1 to bn is not distinguished, it is simply referred to as “battery cell b”.
バスバーBは、2つの隣り合う電池セルbを電気的に接続している。例えば、バスバーBは、長円状の金属板であり、長手方向の両端に図示しないネジ孔が形成されている。そして、バスバーBは、隣り合う電池セルbの出力端子(プラス端子及びマイナス端子)のそれぞれと接触した状態で両端のネジ孔に挿入された図示しないネジにより電池セルbに固定されている。又は、バスバーBと電池セルbの出力端子(プラス端子及びマイナス端子)とを溶接により固定してもよい。このようなバスバーBが複数設けられることにより、電池セルb同士が電気的に接続された状態となる。 The bus bar B electrically connects two adjacent battery cells b. For example, the bus bar B is an elliptical metal plate, and has screw holes (not shown) formed at both ends in the longitudinal direction. The bus bar B is fixed to the battery cell b by screws (not shown) inserted into screw holes at both ends in a state of being in contact with the output terminals (plus terminal and minus terminal) of the adjacent battery cell b. Alternatively, the bus bar B and the output terminals (plus terminal and minus terminal) of the battery cell b may be fixed by welding. By providing a plurality of such bus bars B, the battery cells b are electrically connected to each other.
電圧検出回路1は、組電池Xの出力電圧に基づいて組電池Xを監視する回路である。すなわち、この電圧検出回路1は、各電池セルb1〜bnの出力端子(プラス端子及びマイナス端子)に各々対応する複数対の入力端子を備えている。また、各電池セルb1〜bnの出力端子(プラス端子及びマイナス端子)と電圧検出回路1の複数対の入力端子とは、各々に接続線L1〜Ln+1によって接続されている。
The
このような電圧検出回路1には、遮断回路2を介して各電池セルb1〜bnの出力端子(プラス端子及びマイナス端子)から出力電圧(プラス電圧あるいはマイナス電圧)が入力される。この電圧検出回路1は、上記各電池セルb1〜bnの出力電圧に基づいて各電池セルb1〜bnの端子間電圧(プラス電圧とマイナス電圧との差電圧)をセル電圧V1〜Vnとして検出し、当該セル電圧V1〜Vnに基づいて組電池Xの状態を監視する。この電圧検出回路1には、組電池Xの監視結果を組電池Xの充放電を制御するバッテリ制御装置(バッテリECU)に出力する。
An output voltage (positive voltage or negative voltage) is input to such a
遮断回路2は、組電池Xと電圧検出回路1との間の各接続線L1〜Ln+1の途中部位に設けられており、組電池Xの状態に応じて組電池Xと電圧検出回路1とを接続状態あるいは遮断状態とする。すなわち、この遮断回路2は、各電池セルb1〜bn毎に設けられた要素回路の集合体であり、各電池セルb1〜bnの出力電圧が予め規定された正常範囲の電圧値のときは組電池Xと電圧検出回路1とを接続し、各電池セルb1〜bnの出力電圧が異常電圧のときには組電池Xと電圧検出回路1との接続を遮断する。例えば、異常電圧とは、正常な電圧範囲外の電圧であって、通常では発生しない過小な電圧である。このように、遮断回路2は、組電池Xと電圧検出回路1との間の電気的な接続を遮断することで、電圧検出回路1の各入力端への過電流の流入を阻止して電圧検出回路1を保護する。
The shut-off
図2は、代表として電池セルb1に対応する遮断回路2及び電圧検出回路1の詳細構成を示す回路図である。なお、電池セルb1以外の電池セルb2〜bnに対応する遮断回路2及び電圧検出回路1も、図2と同様な詳細構成を有している。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the
遮断回路2(要素回路)は、Pチャネル型電界効果トランジスタT11,T12、スイッチ駆動回路SD1,SD2及びスイッチング素子SW1を備えている。なお、遮断回路2(要素回路)の構成は、全ての電池セルb1〜bnについて同様なので、以下では代表として電池セルb1に対応する遮断回路2(要素回路)について説明する。 The shutoff circuit 2 (element circuit) includes P-channel field effect transistors T11 and T12, switch drive circuits SD1 and SD2, and a switching element SW1. Note that the configuration of the shutoff circuit 2 (element circuit) is the same for all the battery cells b1 to bn. Therefore, the shutoff circuit 2 (element circuit) corresponding to the battery cell b1 will be described below as a representative.
Pチャネル型電界効果トランジスタT11は、接続線L1に設けられており、ソース端子が電池セルb1のプラス端子に接続され、ドレイン端子が電圧検出回路1に接続されている。また、Pチャネル型電界効果トランジスタT11のゲート端子がスイッチング駆動回路SD1に接続されている。このPチャネル型電界効果トランジスタT11は、電池セルb1のプラス端子と電圧検出回路1との間を接続状態あるいは遮断状態とする機能を有する。
The P-channel field effect transistor T11 is provided on the connection line L1, the source terminal is connected to the plus terminal of the battery cell b1, and the drain terminal is connected to the
Pチャネル型電界効果トランジスタT21は、接続線L2に設けられており、ソース端子が電池セルb1のマイナス端子(電池セルb2のプラス端子)に接続され、ドレイン端子が電圧検出回路1に接続されている。また、Pチャネル型電界効果トランジスタT21のゲート端子がスイッチング駆動回路SD2に接続されている。このPチャネル型電界効果トランジスタT21は、電池セルb1のマイナス端子(電池セルb2のプラス端子)と電圧検出回路1との間を接続状態あるいは遮断状態とする機能を有する。
The P-channel field effect transistor T21 is provided on the connection line L2, and has a source terminal connected to the negative terminal of the battery cell b1 (a positive terminal of the battery cell b2), and a drain terminal connected to the
スイッチ駆動回路SD1は、Pチャネル型電界効果トランジスタT11を駆動する。具体的には、スイッチ駆動回路SD1は、組電池Xが正常電圧を出力するとPチャネル型電界効果トランジスタT11を導通状態(閉状態)に制御し、組電池Xが通常では発生しない過小な電圧である異常電圧を出力すると非導通状態(開状態)に制御する。なお、組電池Xが異常電圧を出力する場合とは、例えば、電池セルbの過放電によって当該電池セルbの電池セル残量が低下した場合や、バスバーBが外れた場合等である。 The switch drive circuit SD1 drives the P-channel field effect transistor T11. Specifically, when the battery pack X outputs a normal voltage, the switch drive circuit SD1 controls the P-channel field-effect transistor T11 to a conductive state (closed state), so that the battery pack X generates an excessively small voltage that does not normally occur. When a certain abnormal voltage is output, it is controlled to a non-conductive state (open state). Note that the case where the battery pack X outputs an abnormal voltage includes, for example, a case where the remaining amount of the battery cell of the battery cell b decreases due to the overdischarge of the battery cell b, a case where the bus bar B comes off, and the like.
スイッチ駆動回路SD1の具体的な構成としては、スイッチ駆動回路SD1は、抵抗器R11及び抵抗器R12を備える。
抵抗器R11は、一端がPチャネル型電界効果トランジスタT11のソース端子に接続され、他端がPチャネル型電界効果トランジスタT11のゲート端子に接続される。
抵抗器R12は、一端がPチャネル型電界効果トランジスタT11のゲート端子に接続され、他端がスイッチング素子SW1の一端に接続される。
As a specific configuration of the switch drive circuit SD1, the switch drive circuit SD1 includes a resistor R11 and a resistor R12.
The resistor R11 has one end connected to the source terminal of the P-channel field effect transistor T11 and the other end connected to the gate terminal of the P-channel field effect transistor T11.
One end of the resistor R12 is connected to the gate terminal of the P-channel field effect transistor T11, and the other end is connected to one end of the switching element SW1.
スイッチ駆動回路SD2は、Pチャネル型電界効果トランジスタT21を駆動する。具体的には、スイッチ駆動回路SD2は、組電池Xが正常電圧を出力するとPチャネル型電界効果トランジスタT21を導通状態(オン状態)に制御し、組電池Xが異常電圧を出力すると非導通状態(オフ状態)に制御する。 The switch drive circuit SD2 drives the P-channel field effect transistor T21. Specifically, the switch drive circuit SD2 controls the P-channel field effect transistor T21 to a conductive state (on state) when the battery pack X outputs a normal voltage, and turns off when the battery pack X outputs an abnormal voltage. (OFF state).
スイッチ駆動回路SD2の具体的な構成としては、スイッチ駆動回路SD2は、抵抗器R21及び抵抗器R22を備える。
抵抗器R21は、一端がPチャネル型電界効果トランジスタT21のソース端子に接続され、他端がPチャネル型電界効果トランジスタT21のゲート端子に接続される。
抵抗器R22は、一端がPチャネル型電界効果トランジスタT21のゲート端子に接続され、他端がスイッチング素子SW1の一端に接続される。
As a specific configuration of the switch drive circuit SD2, the switch drive circuit SD2 includes a resistor R21 and a resistor R22.
One end of the resistor R21 is connected to the source terminal of the P-channel field-effect transistor T21, and the other end is connected to the gate terminal of the P-channel field-effect transistor T21.
One end of the resistor R22 is connected to the gate terminal of the P-channel field effect transistor T21, and the other end is connected to one end of the switching element SW1.
スイッチング素子SW1は、Pチャネル型電界効果トランジスタT11,12の各ゲート端子及びグランドの間に電気的に接続されている。具体的には、スイッチング素子SW1の一端は、抵抗器R12の他端と抵抗器R22の他端とに接続されている。また、スイッチング素子SW1の他端はグランドに接続されている。このスイッチング素子SW1は、電圧検出回路1によりオン状態又はオフ状態に制御される。なお、スイッチング素子SW1は、機械スイッチであってもよいし、電気的なスイッチであってもよい。
The switching element SW1 is electrically connected between each gate terminal of the P-channel field effect transistors T11 and T12 and the ground. Specifically, one end of the switching element SW1 is connected to the other end of the resistor R12 and the other end of the resistor R22. The other end of the switching element SW1 is connected to the ground. The switching element SW1 is controlled by the
次に、本実施形態に係る電圧検出回路1の構成について説明する。
Next, the configuration of the
電圧監視部7は、一対のローパスフィルタLPF1,LPF2、放電回路10、及びセル電圧検出IC11を備える。
The voltage monitoring unit 7 includes a pair of low-pass filters LPF1 and LPF2, a
ローパスフィルタLPF1は、入力端がPチャネル型電界効果トランジスタT11のドレイン端子に接続され、出力端がセル電圧検出IC11の入力端a1に接続されている。本実施形態では、ローパスフィルタLPF1は、抵抗器R31とコンデンサC31とからなるCRフィルタである。このローパスフィルタLPF1は、電池セルb1のプラス端子からPチャネル型電界効果トランジスタT11を介して入力端a1に入力される電圧のノイズを除去するフィルタ回路である。 The low-pass filter LPF1 has an input terminal connected to the drain terminal of the P-channel field effect transistor T11, and an output terminal connected to the input terminal a1 of the cell voltage detection IC11. In the present embodiment, the low-pass filter LPF1 is a CR filter including a resistor R31 and a capacitor C31. The low-pass filter LPF1 is a filter circuit that removes noise of a voltage input from the plus terminal of the battery cell b1 to the input terminal a1 via the P-channel field effect transistor T11.
ローパスフィルタLPF2は、入力端がPチャネル型電界効果トランジスタT21のドレイン端子に接続され、出力端がセル電圧検出IC11の入力端a2に接続されている。本実施形態では、ローパスフィルタLPF2は、抵抗器R41とコンデンサC41とからなるCRフィルタである。このローパスフィルタLPF2は、電池セルb1のマイナス端子(電池セルb2のプラス端子)からPチャネル型電界効果トランジスタT21を介して入力端a2に入力される電圧のノイズを除去するフィルタ回路である。 The low-pass filter LPF2 has an input terminal connected to the drain terminal of the P-channel field effect transistor T21, and an output terminal connected to the input terminal a2 of the cell voltage detection IC11. In the present embodiment, the low-pass filter LPF2 is a CR filter including a resistor R41 and a capacitor C41. The low-pass filter LPF2 is a filter circuit that removes noise of a voltage input from the negative terminal of the battery cell b1 (the positive terminal of the battery cell b2) to the input terminal a2 via the P-channel field effect transistor T21.
放電回路10は、一対の放電抵抗器R51,R52及びスイッチング素子SW2を備える。
放電抵抗器R51の一端は、ローパスフィルタLPF1の入力端に接続されている。また、放電抵抗器R51の他端は、セル電圧検出IC11の入力端a3に接続されている。
The
One end of the discharge resistor R51 is connected to the input terminal of the low-pass filter LPF1. The other end of the discharge resistor R51 is connected to the input terminal a3 of the cell voltage detection IC11.
放電抵抗器R52の一端は、ローパスフィルタLPF2の入力端に接続されている。また、放電抵抗器R52の他端は、セル電圧検出IC11の入力端a4に接続されている。 One end of the discharge resistor R52 is connected to the input terminal of the low-pass filter LPF2. The other end of the discharge resistor R52 is connected to the input terminal a4 of the cell voltage detection IC11.
スイッチング素子SW2は、一対の入力端a3,a4に接続されている。具体的には、スイッチング素子SW2は、セル電圧検出IC11により開状態又は閉状態に制御される。開閉スイッチ7bは、セル電圧検出IC11により閉状態に制御されることで、入力端a3と入力端a4とを導通させる。これにより、ローパスフィルタLPF1のコンデンサC31に蓄えられた電荷が放電される。更に、入力端a3と入力端a4とが導通することで、電池セルb1のプラス端子とマイナス端子とが相互接続され、以て電池セルb1の電荷が放電される。
The switching element SW2 is connected to the pair of input terminals a3, a4. Specifically, the switching element SW2 is controlled to an open state or a closed state by the cell voltage detection IC11. The open / close switch 7b is controlled to be in a closed state by the cell
なお、スイッチング素子SW2は、セル電圧検出IC11と一体に設けられていてもよいし、セル電圧検出IC11と別体に設けられていてもよい。また、スイッチング素子SW2は、機械スイッチであってもよいし、電気的なスイッチであってもよい。
Note that the switching element SW2 may be provided integrally with the cell
セル電圧検出IC11は、電圧検出部12及び制御部13を備える。
電圧検出部12は、(n+1)本の接続線L1〜Ln+1及び遮断回路2を介して入力される各電池セルb1〜bnの出力電圧(セル電圧V1〜Vn)に基づいて組電池Xの状態を所定時間ごとに監視する。
The cell
The
制御部13は、スイッチング素子SW1をオン状態又はオフ状態に制御する。例えば、制御部13は、車両の始動時(例えば、イグニッションスイッチがオンした場合)において、スイッチング素子SW1にスイッチング信号を出力することで、スイッチング素子SW1をオン状態に制御する。そして、制御部13は、イグニッションスイッチがオフするまで、スイッチング素子SW1を常にオン状態に制御する。
また、制御部13は、当該車両を所定の周期で放電回路10を作動させて放電回路10の放電処理を実行させる。
The
In addition, the
以下に、本発明の一実施形態に係る遮断回路2の動作について詳しく説明する。
例えば、不図示のイグニッションスイッチがオン状態になり、車両の始動が開始されると、制御部13は、スイッチング素子SW1にスイッチング信号を出力する。これにより、スイッチング素子SW1がオン状態になり、抵抗器R12及び抵抗器R22の他端が接地される。
Hereinafter, the operation of the
For example, when an ignition switch (not shown) is turned on to start the vehicle, the
抵抗器R12及び抵抗器R22の他端が接地されると、組電池Xから正常な電圧が出力される場合には、組電池Xからグランドへ電流が流れる。例えば、図3に示すように、組電池Xから接続線L1を介して遮断回路2に出力される電圧が正常な電圧範囲の電圧である場合には、電池セルb1から、抵抗器R11、抵抗器R12、スイッチング素子SW1を介してグランドに電流I1が流れる。そのため、Pチャネル型電界効果トランジスタT11のゲート・ソース間電圧(VGS)がゲート閾値電圧よりも高くなり、Pチャネル型電界効果トランジスタT11がオン状態となる。したがって、電圧検出部12は、電池セルb1のプラス端子の電圧を検出することができる。
When the other ends of the resistor R12 and the resistor R22 are grounded, when a normal voltage is output from the battery pack X, a current flows from the battery pack X to the ground. For example, as shown in FIG. 3, when the voltage output from the battery pack X to the
同様に、組電池Xから接続線L2を介して遮断回路2に出力される電圧が正常な電圧範囲の電圧である場合には、電池セルb2から、抵抗器R21、抵抗器R22、スイッチング素子SW1を介してグランドに電流I2が流れる。そのため、Pチャネル型電界効果トランジスタT21のゲート・ソース間電圧(VGS)がゲート閾値電圧よりも高くなり、Pチャネル型電界効果トランジスタT21がオン状態となる。したがって、電圧検出部12は、電池セルb1のマイナス端子の電圧を検出することができる。
これにより、電圧検出部12は、電池セルb1の端子間電圧(セル電圧V1)を検出することができる。
Similarly, when the voltage output from the battery pack X to the
Thereby, the
一方、抵抗器R12及び抵抗器R22の他端が接地されている状態、すなわちスイッチング素子SW1がオン状態に制御されている状態において、電池セルbの過放電やバスバーBが外れた場合等によって組電池Xから異常電圧が出力された場合には、組電池Xからグランドへ電流が流れなくなる。 On the other hand, in a state where the other ends of the resistors R12 and R22 are grounded, that is, in a state where the switching element SW1 is controlled to be turned on, the battery cell b may be overdischarged or the bus bar B may come off. When an abnormal voltage is output from the battery X, no current flows from the battery pack X to the ground.
例えば、図4に示すように、電池セルb1のプラス端子に接続されていたバスバーBが外れてしまい、組電池Xから異常電圧が出力されるとする。この場合には、電池セルb1からグランドに向かう電流Iが流れなくなるため、Pチャネル型電界効果トランジスタT11のゲート・ソース間電圧(VGS)がゲート閾値電圧よりも低くなる。そのため、Pチャネル型電界効果トランジスタT11がオフ状態となり、電池セルb1と電圧検出回路1との間の電気的な接続が遮断される。したがって、遮断回路2は、バスバーBが外れた際に発生する過大な逆電圧から電圧検出回路1を保護することができる。
For example, as illustrated in FIG. 4, it is assumed that the bus bar B connected to the plus terminal of the battery cell b <b> 1 comes off and an abnormal voltage is output from the battery pack X. In this case, the current I flowing from the battery cell b1 to the ground stops flowing, so that the gate-source voltage (VGS) of the P-channel field effect transistor T11 becomes lower than the gate threshold voltage. Therefore, the P-channel field effect transistor T11 is turned off, and the electrical connection between the battery cell b1 and the
すなわち、遮断回路2は、電池セルb1のプラス端子に接続されていたバスバーBが外れた場合には、Pチャネル型電界効果トランジスタT11をオフ状態に制御することで、図4中の電流I3が流れる経路を遮断する。これにより、セル電圧検出IC11の入力端a2が入力端a1よりも高電位となる過大な逆電圧が電圧検出回路1に発生することを防止することができる。
That is, when the bus bar B connected to the plus terminal of the battery cell b1 comes off, the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.
(変形例1)上記実施形態の組電池Xは、CID(Current Interrupt Device)を備えてもよい。例えば、組電池Xを構成する各電池セルb1〜bnに対応して各電池セルb1〜bnのプラス端子側にCIDが設けられていてもよい。 (Modification 1) The battery pack X of the above embodiment may include a CID (Current Interrupt Device). For example, a CID may be provided on the plus terminal side of each of the battery cells b1 to bn corresponding to each of the battery cells b1 to bn constituting the assembled battery X.
(変形例2)上記実施形態では、組電池Xが異常電圧を出力する場合として、電池セルbの過放電によって当該電池セルbの電池セル残量が低下した場合や、バスバーBが外れた場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、様々な要因に起因する異常電圧により発生する過電圧に対して電圧検出回路1を保護することができる。
(Modification 2) In the above-described embodiment, the case where the battery pack X outputs an abnormal voltage includes the case where the remaining amount of the battery cell of the battery cell b is reduced due to the overdischarge of the battery cell b or the case where the bus bar B comes off. However, the present invention is not limited to this, and the
(変形例3)上記実施形態では、図2に示す遮断回路2が各電池セルb1〜bnに対して設けられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図2に示す遮断回路2は、電池セルb1〜bnの少なくとも一つ以上の電池セルbに対して設けられていればよい。
(Modification 3) In the above embodiment, the case where the
上述したように、本発明の一実施形態に係る回路保護装置である遮断回路2は、組電池Xと、当組電池Xのプラス電圧及びマイナス電圧が入力される電圧検出回路1との間に設けられるものである。そして、遮断回路2は、Pチャネル型電界効果トランジスタ及び当該Pチャネル型電界効果トランジスタを駆動するスイッチング駆動回路を備える。
このPチャネル型電界効果トランジスタは、ソース端子が組電池Xを構成する電池セルbのプラス端子に接続され、ドレイン端子が電圧検出回路1に接続され、ゲート端子がスイッチング素子SW1に接続される。また、スイッチング駆動回路は、スイッチング素子SW1がオン状態に制御されている場合において、組電池Xが正常電圧を出力するとPチャネル型電界効果トランジスタを導通状態とし、組電池Xが異常電圧を出力するとPチャネル型電界効果トランジスタを非導通状態とする。
As described above, the
In the P-channel field effect transistor, the source terminal is connected to the plus terminal of the battery cell b constituting the battery pack X, the drain terminal is connected to the
このような構成によれば、遮断回路2は、組電池Xが異常電圧を出力する場合には、ヒューズを用いることなく、Pチャネル型電界効果トランジスタT11によって、電池セルbと電圧検出回路1との間の電気的な接続が遮断することができる。そのため、過放電によるセル残量低下やバスバーBが外れた際に発生する過大な逆電圧から電圧検出回路1を保護することができる。
According to such a configuration, when the battery pack X outputs an abnormal voltage, the
また、上記遮断回路2におけるスイッチ駆動回路は、一端が電池セルのプラス端子に接続され、他端がPチャネル型電界効果トランジスタのソース端子に接続される第1の抵抗器と、一端がPチャネル型電界効果トランジスタのゲート端子に接続され、他端がスイッチング素子SW1を介してグランドに接続される第2の抵抗器と、を備える。
The switch driving circuit in the
このような構成によれば、遮断回路2は、組電池Xが異常電圧を出力する場合には、自動的にPチャネル型電界効果トランジスタT11がオフ状態に移行するため、電池セルと電圧検出回路1との間の電気的な接続を即座に遮断して過大な逆電圧から電圧検出回路1を保護することができる。
According to such a configuration, when the battery pack X outputs an abnormal voltage, the
X 組電池(直流電源)
b1〜bn 電池セル
1 電圧検出回路
2 遮断回路
T11,T12 Pチャネル型電界効果トランジスタ
SW1 スイッチング素子
SD1,SD2 スイッチ駆動回路
R11,R21 抵抗器(第1の抵抗器)
R12,R22 抵抗器(第2の抵抗器)
X assembled battery (DC power supply)
b1 to
R12, R22 resistors (second resistors)
Claims (2)
前記直流電源を構成する電池セルのプラス端子にソース端子が接続され、前記保護対象回路にドレイン端子が接続されるPチャネル型電界効果トランジスタと、
前記Pチャネル型電界効果トランジスタのゲート端子及びグランドの間に接続されたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子がオン状態に制御されている場合において、前記直流電源が正常電圧を出力すると前記Pチャネル型電界効果トランジスタを導通状態とし、前記直流電源が異常電圧を出力すると前記Pチャネル型電界効果トランジスタを非導通状態とするスイッチ駆動回路と、
を備えることを特徴とする回路保護装置。 A circuit protection device provided between a DC power supply and a protection target circuit to which a positive voltage and a negative voltage of the DC power supply are input,
A P-channel field-effect transistor having a source terminal connected to a positive terminal of the battery cell constituting the DC power supply, and a drain terminal connected to the circuit to be protected;
A switching element connected between a gate terminal of the P-channel field effect transistor and ground;
When the switching element is controlled to be in an ON state, the P-channel field-effect transistor is turned on when the DC power supply outputs a normal voltage, and the P-channel field-effect transistor is turned on when the DC power supply outputs an abnormal voltage. A switch drive circuit for turning off the transistor,
A circuit protection device comprising:
一端が前記電池セルのプラス端子に接続され、他端が前記Pチャネル型電界効果トランジスタのソース端子に接続される第1の抵抗器と、
一端が前記Pチャネル型電界効果トランジスタのゲート端子に接続され、他端が前記スイッチング素子を介してグランドに接続される第2の抵抗器と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の回路保護装置。 The switch drive circuit,
A first resistor having one end connected to a positive terminal of the battery cell and the other end connected to a source terminal of the P-channel field effect transistor;
A second resistor having one end connected to the gate terminal of the P-channel field effect transistor and the other end connected to the ground via the switching element;
The circuit protection device according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018147502A JP2020025375A (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Circuit protection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018147502A JP2020025375A (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Circuit protection device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020025375A true JP2020025375A (en) | 2020-02-13 |
Family
ID=69619082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018147502A Pending JP2020025375A (en) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Circuit protection device |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
2018
- 2018-08-06 JP JP2018147502A patent/JP2020025375A/en active Pending
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