JP2021126005A - 充放電制御回路及びバッテリ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】充放電制御回路20Aは、二次電池と、外部正極端子及び外部負極端子と、二次電池の充放電を制御する充電制御FET及び放電制御FETとを備えるバッテリ装置の充放電制御回路であって、電圧VDDが入力されるVDD端子21と、電圧VSSが入力されるVSS端子22と、充電制御端子23と、放電制御端子24と、外部正極端子に印加される電圧が入力される電圧検出端子25と、放電制御端子24と電圧検出端子25とを連絡するPMOSトランジスタ33、34及びPMOSトランジスタ33、34と異なる経路で放電制御端子24と電圧検出端子25とを連絡するNMOSトランジスタ39と、NMOSトランジスタ39のバルク、ドレイン及びソースを、ベース、コレクタ及びエミッタとするバイポーラトランジスタと、を備える。
【選択図】図2
Description
図1は、第1の実施形態に係るバッテリ装置の構成例を示す回路図である。バッテリ装置1Aは第1の実施形態に係るバッテリ装置の一例であり、充放電制御回路20Aは第1の実施形態に係る充放電制御回路の一例である。
充放電制御回路20Aは、上述したVDD端子21、VSS端子22、充電制御端子23、放電制御端子24及び電圧検出端子25の他に、制御回路31と、昇圧回路32と、P型のMOSトランジスタ(以下、「PMOSトランジスタ」とする。)33、34と、レベルシフタ(図2において「LS」と表記する。)37、38と、NMOSトランジスタ39と、寄生バイポーラトランジスタ39aと、を備えている。
図4は、充放電制御回路20Aに適用されるNMOSトランジスタ39とNMOSトランジスタ39に寄生する寄生バイポーラトランジスタ39aとの関係を概略的に示した概略図である。
基板領域51、N型領域52、N型領域53及びゲート54は、NMOSトランジスタ39の各端子を形成している。すなわち、半導体基板50には、基板領域51であるバルクと、N型領域52であるドレインと、N型領域53であるソースと、ゲート54とを有するNMOSトランジスタ39が形成されている。
このように、バッテリ装置1Aでは、寄生バイポーラトランジスタ39aのベース・エミッタ間ダイオードの順方向電圧以上の電圧が電圧検出端子25とVSS端子22の間に印加された状態において、NMOSトランジスタ4がオフ状態に切り替えられる。従って、バッテリ装置1Aは、逆接続された充電器CHにより生じる過大な電流からNMOSトランジスタ3、4を保護可能である。
図6は第2の実施形態に係る充放電制御回路及びバッテリ装置の一例である充放電制御回路20B及びバッテリ装置1Bを示す回路図である。
そこで、本実施形態では、充放電制御回路20A及びバッテリ装置1Aとの相違点を中心に説明する。また、充放電制御回路20A及びバッテリ装置1Aと実質的に相違しない構成要素については、同じ符号を付して第1の実施形態と重複する説明を省略する。
3 NMOSトランジスタ(充電制御FET)
4 NMOSトランジスタ(放電制御FET)
20A、20B 充放電制御回路
21 VDD端子(第1の電源電圧入力端子)
22 VSS端子(第2の電源電圧入力端子)
23 充電制御端子
24 放電制御端子
25 電圧検出端子
32 昇圧回路
32o 出力端
33、34 PMOSトランジスタ
39 NMOSトランジスタ
39a 寄生バイポーラトランジスタ(バイポーラトランジスタ)
50 半導体基板
51 基板領域(バルク、ベース)
52 N型領域(ドレイン、コレクタ)
53 N型領域(ソース、エミッタ)
54 ゲート
SC 二次電池
EB+ 外部正極端子
EB− 外部負極端子
Claims (5)
- 二次電池と、負荷及び充電器の正極及び負極を接続可能な外部正極端子及び外部負極端子と、前記二次電池の充電を制御する充電制御FETと、前記二次電池の放電を制御する放電制御FETとを備えるバッテリ装置の充放電制御回路であって、
前記二次電池によって発生する第1及び第2の電源電圧のうち、第1の電源電圧が入力される第1の電源電圧入力端子と、
前記第1の電源電圧よりも低い第2の電源電圧が入力される第2の電源電圧入力端子と、
前記充電制御FETのゲートと接続される充電制御端子と、
前記放電制御FETのゲートと接続される放電制御端子と、
前記外部正極端子に印加される電圧が入力される電圧検出端子と、
前記放電制御端子と前記電圧検出端子とを連絡するPMOSトランジスタと、
放電制御端子と前記電圧検出端子とを前記PMOSトランジスタと異なる経路で連絡するNMOSトランジスタと、
前記NMOSトランジスタのドレインと接続されるコレクタと、前記NMOSトランジスタのソースと接続されるエミッタと、前記NMOSトランジスタのバルク及び前記第2の電源電圧入力端子と接続されるベースとを有するバイポーラトランジスタと、を備えることを特徴とする充放電制御回路。 - 二次電池と、負荷及び充電器の正極及び負極を接続可能な外部正極端子及び外部負極端子と、前記二次電池の充電を制御する充電制御FETと、前記二次電池の放電を制御する放電制御FETとを備えるバッテリ装置の充放電制御回路であって、
前記二次電池によって発生する第1及び第2の電源電圧のうち、第1の電源電圧が入力される第1の電源電圧入力端子と、
前記第1の電源電圧よりも低い第2の電源電圧が入力される第2の電源電圧入力端子と、
前記充電制御FETのゲートと接続される充電制御端子と、
前記放電制御FETのゲートと接続される放電制御端子と、
前記外部正極端子に印加される電圧が入力される電圧検出端子と、
前記第1の電源電圧よりも高い電圧を出力する出力端を有する昇圧回路と、
前記昇圧回路の出力端と接続されるゲートを有し、前記放電制御端子と前記電圧検出端子とを連絡するNMOSトランジスタと、
前記NMOSトランジスタのドレインと接続されるコレクタと、前記NMOSトランジスタのソースと接続されるエミッタと、前記NMOSトランジスタのバルク及び前記第2の電源電圧入力端子と接続されるベースとを有するバイポーラトランジスタと、を備えることを特徴とする充放電制御回路。 - 前記NMOSトランジスタ及び前記バイポーラトランジスタは、寄生バイポーラトランジスタを有するNMOSトランジスタで構成される請求項1又は2に記載の充放電制御回路。
- 前記充放電制御回路は、単一の半導体基板に形成される請求項1から3の何れか一項に記載の充放電制御回路。
- 請求項1から4の何れか一項に記載の充放電制御回路と、
前記二次電池と、
前記外部負極端子と、
前記外部正極端子と、
前記二次電池の正極と前記外部正極端子との間に接続される前記充電制御FET及び前記放電制御FETと、を備えるバッテリ装置。
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