JP2799261B2 - Battery charge control device - Google Patents

Battery charge control device

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JP2799261B2
JP2799261B2 JP4098564A JP9856492A JP2799261B2 JP 2799261 B2 JP2799261 B2 JP 2799261B2 JP 4098564 A JP4098564 A JP 4098564A JP 9856492 A JP9856492 A JP 9856492A JP 2799261 B2 JP2799261 B2 JP 2799261B2
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overcharge
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一 田宮
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Sony Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バッテリに充電を行う
ためのバッテリ充電制御装置に関し、さらに詳しくは、
バッテリが過充電状態および過放電状態であるときに充
電および放電を中断させるとともに、充放電可能なバッ
テリ特有の自然放電等によって、バッテリの電圧が極め
て低い場合においてもスムーズに充電を開始することの
できるバッテリ充電制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery charge control device for charging a battery, and more particularly, to a battery charge control device for charging a battery.
With interrupting charging and discharging when the battery is overcharged state and overdischarged state, rechargeable back
The present invention relates to a battery charge control device that can smoothly start charging even when the battery voltage is extremely low due to natural discharge or the like peculiar to battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】ニッケル・カドミウム電池のような充電
可能なバッテリは、携帯用の電子機器の電源として多く
使用されており、バッテリに蓄えられたエネルギが消費
された場合においても、バッテリ充電器により充電を行
うことにより再び電子機器に装着して使用することがで
きる。しかしながら、このような充電可能なバッテリは
充放電回数が増えるに従って、充電能力が低下し最終的
には充電時間を長くしても、うまく充電を完了できない
状態となり、その結果、バッテリの寿命が尽きバッテリ
として使用することができなくなる。
2. Description of the Related Art Rechargeable batteries, such as nickel-cadmium batteries, are widely used as power supplies for portable electronic devices, and even when the energy stored in the batteries is consumed, the batteries can be charged by a battery charger. By charging the battery, it can be mounted on the electronic device again and used. However, as the number of times of charging / discharging increases, such a rechargeable battery may not be able to complete charging properly even if the charging capacity is reduced and eventually the charging time is prolonged. As a result, the life of the battery is exhausted. It cannot be used as a battery.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一般的に、充電可能な
バッテリは推奨される使用状態が規定されており、バッ
テリの両端電圧が予め定める電圧の範囲内で使用するこ
とが望ましく、その上限あるいは下限を越えて使用する
とバッテリの寿命を短くするという欠点を有する。
In general, a rechargeable battery has a recommended use condition specified, and it is desirable to use the battery within a predetermined voltage range between both ends of the battery. When used below the lower limit, there is a disadvantage that the life of the battery is shortened.

【0004】バッテリの両端電圧が予め定める電圧以下
の状態で使用を続けた場合、すなわち過放電状態で使用
した場合、およびバッテリの充電中にバッテリの両端電
圧が予め定められる電圧以上になった場合にもかかわら
ず充電を継続した場合、すなわち過充電状態で充電する
と、バッテリの寿命を低下させる原因となる。
When the battery is continuously used in a state where the voltage across the battery is lower than a predetermined voltage, that is, when the battery is used in an overdischarged state, and when the voltage across the battery becomes higher than a predetermined voltage during charging of the battery. Nevertheless, when charging is continued, that is, when charging is performed in an overcharged state, the life of the battery is reduced.

【0005】このような問題点を解決するために、バッ
テリの使用中はバッテリの過放電を防止し、バッテリの
充電中はバッテリの過充電を防止することが必要とな
る。
In order to solve such problems, it is necessary to prevent the battery from being over-discharged while the battery is in use and to prevent the battery from being over-charged while the battery is being charged.

【0006】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、バッテリの過充電および過放電を検出すると
ともに、バッテリの両端電圧が極めて低い状態、たとえ
ば、ほぼ0ボルトであっても円滑に充電が開始されるバ
ッテリ充電制御装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems. The present invention detects overcharge and overdischarge of a battery and smoothly operates even when the voltage between both ends of the battery is extremely low, for example, almost 0 volt. Provided is a battery charge control device in which charging is started.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、充電用及び電
力供給用の両方を兼ねた両端子間に接続された充電可能
なバッテリと、前記バッテリの両端電圧が予め定める第
1電圧を越える過充電状態を検出する過充電検出手段
と、前記バッテリの両端電圧が予め定める第2電圧より
低下する過放電状態を検出する過放電検出手段と、前記
第2電圧以上の時に前記バッテリと前記端子間の導通を
維持すると共に前記バッテリの充電中に前記過充電検出
手段が前記バッテリの過充電状態を検出したとき、前記
過充電検出手段の出力信号に応答して前記バッテリへの
充電を中断するようにし、前記バッテリの充電方向と逆
方向のダイオードを有する第1スイッチ手段と、前記第
2電圧以上の時に前記バッテリと前記端子間の導通を維
持すると共に前記バッテリの放電中に前記過放電検出手
段が前記バッテリの過放電状態を検出したとき、前記過
放電検出手段の出力信号に応答して前記バッテリと前記
端子間を遮断するようにし、前記バッテリの充電方向と
順方向のダイオードを有する第2スイッチ手段と、前記
バッテリの充電開始時に前記バッテリの両端電圧が予め
定められている第3電圧以下であるとき、前記両端子側
に供給される印加電圧のマイナス電圧をソース側に印加
すると共に該印加電圧のプラス電圧をゲート側に印加す
るようにして前記第1スイッチ手段を強制的に導通状態
にする制御手段とからなり、前記第1スイッチ手段と、
第2スイッチ手段とは前記バッテリと前記端子との間に
直列に接続されているバッテリ充電制御装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a charging and charging system.
A rechargeable battery connected between both terminals for both power supply, overcharge detection means for detecting an overcharge state in which the voltage across the battery exceeds a predetermined first voltage, and both ends of the battery and over-discharge detection means for detecting an over-discharge state lower than the second voltage the voltage predetermined, the
When the voltage is equal to or higher than the second voltage, conduction between the battery and the terminal is established.
When the overcharge detection means detects an overcharged state of the battery while maintaining and charging the battery, charging the battery is interrupted in response to an output signal of the overcharge detection means , Opposite to the battery charging direction
A first switch means having a direction of the diode, the first
When the voltage is two or more, conduction between the battery and the terminal is maintained.
When the over-discharge detection means has detected the overdischarged state of the battery with during discharge of the battery for lifting, the said battery in response to the output signal of the over-discharge detection means
Make the connection between the terminals so that the charging direction of the battery is
A second switch having a forward diode, and a negative voltage of an applied voltage supplied to the two terminals when a voltage between both ends of the battery is equal to or less than a predetermined third voltage at the start of charging the battery. Apply to source side
And apply a positive voltage of the applied voltage to the gate side.
In the so that consists of a control means for forcibly conducting state said first switch means, said first switch means,
The second switch means is between the battery and the terminal.
It is a battery charge control device connected in series .

【0008】好ましくは、上記制御手段は、充電開始時
に前記バッテリの両端電圧が予め定める第3電圧以下で
あることを記憶するラッチ回路と、前記ラッチ回路の出
力信号に応答して、前記第1スイッチ手段を強制的に導
通状態にするゲート回路と、から構成される。
Preferably, the control means includes a latch circuit for storing that a voltage across the battery is equal to or lower than a predetermined third voltage at the start of charging, and the first circuit in response to an output signal of the latch circuit. A gate circuit for forcibly turning on the switch means.

【0009】[0009]

【作用】本発明のバッテリ充電装置は、充電可能なバッ
テリの両端電圧が予め定めている電圧以下である過放電
を検出する過放電検出手段とバッテリの両端電圧が予め
定める電圧以上になったことすなわち過充電を検出する
過充電検出手段に接続される。
According to the battery charging device of the present invention, the overdischarge detecting means for detecting overdischarge in which the voltage across the rechargeable battery is equal to or lower than the predetermined voltage, and the voltage across the battery becomes equal to or higher than the predetermined voltage. That is, it is connected to overcharge detection means for detecting overcharge.

【0010】バッテリの出力線には第1スイッチおよび
第2スイッチが設けられており、過放電検出手段によっ
てバッテリの過放電が検出されると、第2スイッチ手段
によって、バッテリからの放電が中断される。また、バ
ッテリの充電中にバッテリの過充電を検出すると、第1
スイッチ手段によりバッテリへの充電が中断される。
A first switch and a second switch are provided on the output line of the battery. When overdischarge of the battery is detected by the overdischarge detection means, the discharge from the battery is interrupted by the second switch means. You. Further, when overcharging of the battery is detected during charging of the battery, the first
The charging of the battery is interrupted by the switch means.

【0011】このように、バッテリの過放電および過充
電が検出されると第1スイッチ手段および第2スイッチ
手段によって充電/放電が中断され、その結果バッテリ
が過放電状態および過充電状態で使用されることを防止
することができる。
As described above, when the overdischarge and the overcharge of the battery are detected, the charge / discharge is interrupted by the first switch means and the second switch means. As a result, the battery is used in the overdischarge state and the overcharge state. Can be prevented.

【0012】また、バッテリの充電電圧が予め定められ
ている電圧以下のときにバッテリの充電を行う場合、第
1スイッチ手段を強制的に導通状態にすることにより、
バッテリへの充電を円滑に行うことができる。
When the battery is charged when the charging voltage of the battery is equal to or lower than a predetermined voltage, the first switch is forcibly brought into a conductive state.
The battery can be charged smoothly.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明の一実施例であるバッテリ充電
制御装置10のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a battery charge control device 10 according to one embodiment of the present invention.

【0014】ニッケル・カドミウム電池のような充電可
能なバッテリ11の正端子は端子12に接続され、負端
子はパワーMOSトランジスタである第2スイッチ(第
2スイッチ手段)13および第1スイッチ(第1スイッ
チ手段)14を介して端子15と直列に接続される。バ
ッテリ11が充分に充電されている状態においては、端
子12、15は電力供給対象に接続される。バッテリ1
1の両端電圧が低下し、充電が必要となるとバッテリ充
電器16が端子12、15に接続され、バッテリ11に
対して充電を行う。この端子12が正端子であり、端子
15が負端子となり、端子12からバッテリ11を介し
て端子15への方向が充電方向となる。
A positive terminal of a rechargeable battery 11 such as a nickel-cadmium battery is connected to a terminal 12 and a negative terminal is a second switch ( a power MOS transistor ).
2 switch means 13 and the first switch (first switch)
Chi means) 14 is connected to terminal 15 in series through. When the battery 11 is sufficiently charged, the terminals 12 and 15 are connected to a power supply target. Battery 1
The battery charger 16 is connected to the terminals 12 and 15 to charge the battery 11 when the voltage across the terminal 1 decreases and charging becomes necessary. This terminal 12 is a positive terminal,
15 is a negative terminal, and from the terminal 12 via the battery 11
The direction toward the terminal 15 is the charging direction.

【0015】バッテリ11の正負両極にはバッテリの両
端電圧を検出するための3個の直列抵抗17、18、1
9が接続され、抵抗18、19の接続点は過充電検出回
路20に接続されるとともに、抵抗17、18の接続点
は過放電検出回路21の一方の入力に接続される。
The positive and negative poles of the battery 11 have three series resistors 17, 18, 1 for detecting the voltage across the battery.
9 is connected, the connection point between the resistors 18 and 19 is connected to the overcharge detection circuit 20, and the connection point between the resistors 17 and 18 is connected to one input of the overdischarge detection circuit 21.

【0016】バッテリ11の負端子は第2スイッチ13
に接続されるとともに基準電圧発生回路22にも接続さ
れる。基準電圧発生回路22の出力は過充電検出回路2
0および過放電検出回路21の他方の入力にも接続され
る。
The negative terminal of the battery 11 is connected to the second switch 13
And to the reference voltage generation circuit 22. The output of the reference voltage generation circuit 22 is the overcharge detection circuit 2
0 and the other input of the overdischarge detection circuit 21 are also connected.

【0017】過充電検出回路20は、バッテリ11の両
端電圧が予め定める電圧(第1電圧)を越えると、高レ
ベルの信号を出力し、それ以外のときは低レベルの信号
を出力する。過放電検出回路21は、バッテリ11の両
端電圧が予め定める電圧(第2電圧)より低下すると、
高レベルの信号を出力し、それ以外のときは低レベルの
信号を出力する。
The overcharge detection circuit 20 outputs a high-level signal when the voltage across the battery 11 exceeds a predetermined voltage (first voltage), and outputs a low-level signal otherwise. When the voltage across the battery 11 drops below a predetermined voltage (second voltage), the overdischarge detection circuit 21
It outputs a high-level signal, and outputs a low-level signal otherwise.

【0018】過充電検出回路20の出力はNANDゲー
ト23の一方の入力に接続される。また、NANDゲー
ト23の他方の入力はNチャンネルMOSトランジスタ
24のドレイン電極およびNORゲート25の一方の入
力に接続されると共に、抵抗26を介して端子12にも
接続される。
The output of the overcharge detection circuit 20 is connected to one input of a NAND gate 23. The other input of the NAND gate 23 is connected to the drain electrode of the N-channel MOS transistor 24 and one input of the NOR gate 25, and is also connected to the terminal 12 via the resistor 26.

【0019】過放電検出回路21の出力はインバータ2
7を介してNOR回路25の他方の入力に接続されると
ともに第2スイッチ13も接続される。NANDゲート
23の出力は第1スイッチ14に接続される。NAND
ゲート23の電源入力端子は端子12および端子15に
接続され、レベル・シフタとしても機能する。
The output of the overdischarge detection circuit 21 is
The second switch 13 is also connected to the other input of the NOR circuit 25 via the switch 7. The output of the NAND gate 23 is connected to the first switch 14. NAND
The power input terminal of the gate 23 is connected to the terminals 12 and 15, and also functions as a level shifter.

【0020】NORゲート25の出力はMOSトランジ
スタ24のゲート電極に接続され、MOSトランジスタ
24のドレインがNORゲート25の一方の入力に接続
されることによりラッチ回路を構成する。MOSトラン
ジスタ24のソース電極は端子15に接続されるととも
に第1スイッチ14にも接続される。
The output of the NOR gate 25 is connected to the gate electrode of the MOS transistor 24, and the drain of the MOS transistor 24 is connected to one input of the NOR gate 25 to form a latch circuit. The source electrode of the MOS transistor 24 is connected to the terminal 15 and also to the first switch 14.

【0021】第1スイッチ14および第2スイッチ13
は、いわゆるパワーMOSトランジスタ14a、13a
により構成され、図1において図示されるように、ソー
ス・ドレイン間にパワーMOSトランジスタの構造上寄
生ダイオード14b、13bが形成される。この寄生ダ
イオード14bはバッテリ11の充電方向に対して逆方
向に接続され、寄生ダイオード13bはバッテリ11の
充電方向に対して順方向に接続されている。
First switch 14 and second switch 13
Are so-called power MOS transistors 14a, 13a
As shown in FIG. 1, parasitic diodes 14b and 13b are formed between the source and the drain due to the structure of the power MOS transistor. This parasitic
The ion 14b is opposite to the charging direction of the battery 11.
And the parasitic diode 13b is connected to the
They are connected in the forward direction with respect to the charging direction.

【0022】第1および第2スイッチ14、13以外の
回路は一つの集積回路上に構成できるが、第1スイッチ
14、第2スイッチ13は一般に消費電力が大きいので
個別に構成される。
Circuits other than the first and second switches 14 and 13 can be formed on a single integrated circuit, but the first switch 14 and the second switch 13 are generally formed separately because of high power consumption.

【0023】次にバッテリ充電器16が端子12、15
に接続され、バッテリ11に対して充電動作を行う場合
について説明する。
Next, the battery charger 16 is connected to the terminals 12 and 15.
And a case where a charging operation is performed on the battery 11 will be described.

【0024】まず、バッテリ11の両端電圧が予め定め
られている第3電圧以下であるとき、例えばほぼ0ボル
トに近い状態の場合を想定する。バッテリ11を充電す
るためには、バッテリ充電器16から供給される電流が
端子12からバッテリ11に供給され、さらに第2スイ
ッチ13および第1スイッチ14を介してバッテリ充電
器16へ還流させる必要がある。
First, it is assumed that the voltage across the battery 11 is equal to or lower than a predetermined third voltage, for example, a state close to substantially 0 volt. In order to charge the battery 11, the current supplied from the battery charger 16 must be supplied to the battery 11 from the terminal 12, and further need to be returned to the battery charger 16 via the second switch 13 and the first switch 14. is there.

【0025】しかしながら、バッテリ11の両端電圧が
ほぼ0に近い状態においては、ライン28上の電位VD
Dとライン29上の電位VSSはほぼ同一の電位となる
ので、電位VDDおよび電位VSSを電源入力とする回
路は動作が不能となる。すなわち、電位VDDおよび電
位VSSを電源入力とする回路の各部は同じ電位とな
る。
However, when the voltage across the battery 11 is almost zero, the potential VD
Since the potential D and the potential VSS on the line 29 are substantially the same, a circuit using the potential VDD and the potential VSS as power supply inputs cannot operate. That is, each portion of the circuit which receives the potential VDD and the potential VSS as power supply inputs has the same potential.

【0026】従って、第1スイッチ14および第2スイ
ッチ13は過充電検出回路20および過放電検出回路2
1の出力信号によってのみ制御されるとすると(NAN
Dゲート23、MOSトランジスタ24、NORゲート
25が接続されていない状態を想定する)、上述の状態
においては第1スイッチ14および第2スイッチ13は
制御不能となる状態が生じる。
Therefore, the first switch 14 and the second switch 13 are connected to the overcharge detection circuit 20 and the overdischarge detection circuit 2.
If it is controlled only by the output signal of NAN1 (NAN
(It is assumed that the D gate 23, the MOS transistor 24, and the NOR gate 25 are not connected.) In the above-described state, a state occurs in which the first switch 14 and the second switch 13 cannot be controlled.

【0027】すなわち、MOSトランジスタ13a、1
4aのゲート電極へはライン29上の電位VSSと同じ
電位が印加され、結局MOSトランジスタ13a、14
aはオフ状態となる。このような状態では、第2スイッ
チ13はソース電極からドレイン電極への順方向の寄生
ダイオード13bが形成されているので、MOSトラン
ジスタ13aがオフの場合でも第2スイッチは電流を流
すことができる。
That is, the MOS transistors 13a, 1
The same potential as the potential VSS on the line 29 is applied to the gate electrode 4a, so that the MOS transistors 13a, 14
a is turned off. In such a state, the second switch 13 has a parasitic diode 13b formed in the forward direction from the source electrode to the drain electrode, so that the second switch 13 can flow current even when the MOS transistor 13a is off.

【0028】しかしながら、第1スイッチ14は、MO
Sトランジスタ14aがオフの場合、寄生ダイオードの
順方向がバッテリの放電方向になるように接続した寄生
ダイオード14bは、充電方向に対して逆方向に形成さ
れているので、第1スイッチに電流は流れない。従っ
て、バッテリ11の両端電圧がほぼ0ボルトのとき、充
電ができないことになる。
However, the first switch 14
When the S-transistor 14a is off, the parasitic diode 14b connected so that the forward direction of the parasitic diode is in the discharging direction of the battery is formed in the direction opposite to the charging direction, so that the current flows through the first switch. Absent. Therefore, when the voltage between both ends of the battery 11 is almost 0 volt, charging cannot be performed.

【0029】上述の問題点を解決するために、本発明は
バッテリ11の両端電圧が予め定められている第3電圧
以下であるとき、例えばほぼ0ボルトの状態において、
第1スイッチ手段である第1スイッチ14を強制的に導
通状態にする制御手段を備えている。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a method for controlling the voltage of the battery 11 when the voltage across the battery 11 is equal to or lower than a predetermined third voltage, for example, when the voltage is substantially 0 volt.
Control means is provided for forcibly turning on the first switch 14 as the first switch means.

【0030】この制御手段の動作について説明すると、
先ず、バッテリ充電器16を接続してバッテリ11の両
端子12、15に供給される印加電圧により充電を開始
する。この充電開始時にはバッテリ11の両端電圧がほ
ぼ0ボルトであるので、電位VDDおよび電位VSSに
よって電力が供給される回路部分はほぼ同一の電位、す
なわちプラス側の端子12に供給される電位と同じ状態
になる。
The operation of the control means will be described.
First, the battery charger 16 is connected, and charging is started by the applied voltage supplied to both terminals 12 and 15 of the battery 11. At the start of charging, the voltage at both ends of the battery 11 is almost 0 volts. Therefore, the circuit portion supplied with power by the potential VDD and the potential VSS has substantially the same potential, that is, the same state as the potential supplied to the positive terminal 12. become.

【0031】従って、NORゲート25の出力電位も、
プラス側の端子12と同じ電位が現れる。すなわち、マ
イナス側の端子15からみると、NORゲート25の出
力電位は端子12とほぼ同じプラスの電位、すなわちM
OSトランジスタ24をオンにするに充分な電位が現れ
る。従って、MOSトランジスタ24はオンとなり、N
ANDゲート23の一方の電位は端子15に供給される
マイナスの電位とほぼ同じ電位が供給される。その結
果、NANDゲート23の出力は端子12とほぼ同じの
プラスの電位が出力され、MOSトランジスタ14aの
ゲート電極に供給される。MOSトランジスタ14aが
オンとなることにより、第1スイッチ14は導通状態と
なる。このようにして、バッテリ11の充電開始時にバ
ッテリ11の両端電圧が予め定められている第3電圧以
下であるとき、例えばほぼ0ボルトであるときでも、外
部のバッテリ充電器16から供給される印加電圧に基づ
いて第1スイッチ手段である第1スイッチ14を強制的
に導通状態にすることができるのである。
Therefore, the output potential of the NOR gate 25 also becomes
The same potential as the positive terminal 12 appears. That is, when viewed from the negative terminal 15, the output potential of the NOR gate 25 is substantially the same as the positive potential of the terminal 12, that is, M
A potential sufficient to turn on the OS transistor 24 appears. Therefore, the MOS transistor 24 is turned on, and N
One potential of the AND gate 23 is supplied with substantially the same potential as the negative potential supplied to the terminal 15. As a result, the output of the NAND gate 23 has a substantially same positive potential as that of the terminal 12, and is supplied to the gate electrode of the MOS transistor 14a. When the MOS transistor 14a is turned on, the first switch 14 is turned on. In this manner, even when the voltage across the battery 11 is equal to or lower than the predetermined third voltage at the start of charging of the battery 11, for example, when the voltage is substantially 0 volt, the voltage supplied from the external battery charger 16 is applied. The first switch 14, which is the first switch means, can be forcibly made conductive based on the voltage.

【0032】第1スイッチ14が導通すると、バッテリ
充電器16からの充電電流がバッテリ11に供給され、
充電が開始される。バッテリ11の充電が進行し、バッ
テリ11の両端電圧が上昇すると電位VDDおよび電位
VSS間にバッテリ11の両端電圧が発生し、その電圧
が予め定める電圧を越えると電位VDDおよび電位VS
Sを電源とする回路の動作を開始する。
When the first switch 14 is turned on, the charging current from the battery charger 16 is supplied to the battery 11,
Charging is started. When the charging of the battery 11 progresses and the voltage across the battery 11 rises, a voltage across the battery 11 is generated between the potential VDD and the potential VSS, and when the voltage exceeds a predetermined voltage, the potential VDD and the potential VS
The operation of the circuit powered by S is started.

【0033】すなわち、NORゲート25の動作も開始
し、NORゲート25の一方の入力に同レベルの電位が
入力されているので、NORゲート25の出力からは高
レベルの電位がMOSトランジスタ24のゲート電極に
供給される。従って、MOSトランジスタ14aはオン
の状態を維持し、その結果MOSトランジスタ24とN
ORゲート25により構成されるループでラッチ回路が
形成される。
That is, the operation of the NOR gate 25 is also started, and the same level of potential is input to one input of the NOR gate 25. From the output of the NOR gate 25, a high level potential is applied to the gate of the MOS transistor 24. Supplied to the electrodes. Therefore, the MOS transistor 14a maintains the ON state, and as a result, the MOS transistor 24 and the N
A latch circuit is formed by a loop constituted by the OR gate 25.

【0034】MOSトランジスタ24のドレイン電極は
低レベルに維持されているので、NANDゲート23の
出力からは高レベルが出力される。MOSトランジスタ
14aのゲート電極に高レベルの電位が供給されるの
で、第1スイッチ14はこの状態を維持し、バッテリ1
1への充電が続行される。
Since the drain electrode of the MOS transistor 24 is maintained at a low level, a high level is output from the output of the NAND gate 23. Since a high-level potential is supplied to the gate electrode of the MOS transistor 14a, the first switch 14 maintains this state, and the battery 1
Charging to 1 is continued.

【0035】バッテリ11への充電がさらに進行し、バ
ッテリ11の両端電圧がさらに上昇し、過放電電圧(第
2電圧)より高くなると、過放電検出回路21から低レ
ベルの信号が出力される。その信号はインバータ27に
より反転されMOSトランジスタ13aのゲート電極に
印加され、MOSトランジスタ13aをオンの状態にす
る。
When the charging of the battery 11 further progresses and the voltage across the battery 11 further rises and becomes higher than the overdischarge voltage (second voltage), a low level signal is output from the overdischarge detection circuit 21. The signal is inverted by the inverter 27 and applied to the gate electrode of the MOS transistor 13a to turn on the MOS transistor 13a.

【0036】インバータ27からの高レベルの出力信号
はMOSトランジスタ13aのゲートに与えられるとと
もにNORゲート25の他方の入力にも与えられる。N
ORゲート25の出力からは低レベルの信号がMOSト
ランジスタ24のゲート電極に与えられるので、MOS
トランジスタ24をオフの状態にする。その結果、NA
NDゲート23の一方の入力は抵抗26を介して高レベ
ルの信号が与えられる。
The high level output signal from inverter 27 is applied to the gate of MOS transistor 13a and also to the other input of NOR gate 25. N
Since a low level signal is applied to the gate electrode of the MOS transistor 24 from the output of the OR gate 25,
The transistor 24 is turned off. As a result, NA
One input of the ND gate 23 is supplied with a high-level signal via the resistor 26.

【0037】一方、バッテリ11の両端電圧はいまだ過
充電電圧より高くなっていないので、過充電検出回路2
0からは低レベルの信号がNANDゲート23の他方の
入力に与えられる。その結果NANDゲート23の出力
からは高レベルの信号がMOSトランジスタ14aのゲ
ート電極に与えられ、MOSトランジスタ24はオンの
状態を維持する。
On the other hand, since the voltage across the battery 11 has not yet become higher than the overcharge voltage, the overcharge detection circuit 2
From 0, a low level signal is applied to the other input of the NAND gate 23. As a result, a high-level signal is applied from the output of the NAND gate 23 to the gate electrode of the MOS transistor 14a, and the MOS transistor 24 maintains the ON state.

【0038】バッテリ11への充電がさらに進行し、バ
ッテリ11の両端電圧が過充電電圧(第1電圧)より高
くなると、過充電検出回路20はその電位を検出して、
高レベルの信号を出力する。その信号はNANDゲート
23の他方の入力に印加され、低レベルの信号がMOS
トランジスタ14aのゲート電極に与えられる。これに
よりMOSトランジスタ14aはオフする。
When the charging of the battery 11 further proceeds and the voltage across the battery 11 becomes higher than the overcharge voltage (first voltage), the overcharge detection circuit 20 detects the potential, and
Outputs a high-level signal. The signal is applied to the other input of the NAND gate 23, and the low level signal is
This is supplied to the gate electrode of the transistor 14a. As a result, the MOS transistor 14a turns off.

【0039】すなわち、バッテリ11の両端電圧が過充
電電圧を越えると、第1スイッチ14をオフ状態にする
ことによりバッテリ充電器16からの充電電流を遮断
し、バッテリ11への充電を停止させる。バッテリ11
の両端電圧が過充電電圧に達したことにより、充電動作
を終了し、過充電によるバッテリ11の劣化を防止す
る。
That is, when the voltage across the battery 11 exceeds the overcharge voltage, the charging current from the battery charger 16 is cut off by turning off the first switch 14 and the charging of the battery 11 is stopped. Battery 11
When the voltage between both ends reaches the overcharge voltage, the charging operation is terminated, and the deterioration of the battery 11 due to the overcharge is prevented.

【0040】以上はバッテリ11がほぼ0ボルトの状態
から充電を行った場合の充電動作を説明したが、それ以
外の状態からバッテリ11への充電を開始した場合にお
いても上述と同様の動作を行う。たとえば、バッテリ1
1の両端電圧が過充電電圧と過放電電圧の間にあるとき
充電を開始した場合、過充電検出回路20および過放電
検出回路21からはともに低レベルの信号が出力され、
MOSトランジスタ14a、13aのゲート電極へは高
レベルの信号が印加される。
Although the charging operation in the case where the battery 11 is charged from a state of almost 0 volt has been described above, the same operation as described above is performed even when the charging of the battery 11 is started from other states. . For example, battery 1
When the charging is started when the voltage across the terminal 1 is between the overcharge voltage and the overdischarge voltage, both the overcharge detection circuit 20 and the overdischarge detection circuit 21 output low-level signals,
A high-level signal is applied to the gate electrodes of the MOS transistors 14a and 13a.

【0041】従って、第1および第2スイッチ14、1
3はともに導通状態であり、充電電流が端子12から与
えられ、バッテリ11に供給される。充電が進行し、バ
ッテリ11の両端電圧が過充電電圧に達すると、第1ス
イッチ14が遮断し、充電が終了する。
Therefore, the first and second switches 14, 1
Numerals 3 are conductive, a charging current is supplied from a terminal 12 and supplied to a battery 11. When charging proceeds and the voltage across the battery 11 reaches the overcharge voltage, the first switch 14 is turned off, and charging ends.

【0042】次に、バッテリ11の使用時における、バ
ッテリ充電制御装置10の動作を説明する。バッテリ1
1の両端電圧が過充電電圧と過放電電圧の間にあると
き、過充電検出回路20および過放電検出回路21から
はともに低レベルの信号が出力されるので、第1および
第2スイッチ14、13はともに導通状態である。バッ
テリ11から端子12、15を介して電子機器へ電力が
供給される。電力の供給が続行しバッテリ11の両端電
圧が低下し、過放電電圧より低くなると、過放電検出回
路21は高レベルの信号を出力する。この信号はインバ
ータ27により反転され、MOSトランジスタ13aの
ゲート電極に印加される。ゲート電極に低レベルの信号
が印加されることにより、第2スイッチ13は遮断状態
となり、バッテリ11からの放電を中断させる。この中
断により、バッテリ11が過放電となるのを防止し、バ
ッテリ11の寿命低下を防ぐ。
Next, the operation of the battery charge control device 10 when the battery 11 is used will be described. Battery 1
1 is between the overcharge voltage and the overdischarge voltage, both the overcharge detection circuit 20 and the overdischarge detection circuit 21 output low-level signals. 13 are both conductive. Power is supplied from the battery 11 to the electronic device via the terminals 12 and 15. When the supply of power continues and the voltage across the battery 11 decreases and becomes lower than the overdischarge voltage, the overdischarge detection circuit 21 outputs a high-level signal. This signal is inverted by the inverter 27 and applied to the gate electrode of the MOS transistor 13a. When a low-level signal is applied to the gate electrode, the second switch 13 is turned off, and the discharge from the battery 11 is interrupted. This interruption prevents the battery 11 from being over-discharged and prevents the life of the battery 11 from being shortened.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明に従えば、バッテリの両端電圧が
予め定める第1電圧を越える場合バッテリへの充電を終
了し、バッテリの両端電圧が予め定める第2電圧より低
下する場合、バッテリの放電を中止させることにより、
バッテリの過度な使用を防止し、バッテリの寿命の低下
を有効に防止する。また、バッテリの両端電圧が極めて
低下した場合においても、充電を円滑に行うことができ
る。
According to the present invention, the charging of the battery is terminated when the voltage across the battery exceeds a predetermined first voltage, and when the voltage across the battery falls below a predetermined second voltage, the battery is discharged. By canceling
The present invention prevents excessive use of a battery and effectively prevents reduction in battery life. In addition, even when the voltage between both ends of the battery is extremely reduced, charging can be performed smoothly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例であるバッテリ充電制御装置
10のブロック構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of a battery charge control device 10 according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 バッテリ充電制御装置 11 バッテリ 12、15 端子 13 第2スイッチ 14 第1スイッチ 13a、14a パワーMOSトランジスタ 13b、14b 寄生ダイオード 16 バッテリ充電器 17、18、19、26 抵抗 20 過充電検出回路 21 過放電検出回路 22 基準電圧発生回路 23 NANDゲート 24 nチャンネルMOSトランジスタ 25 NORゲート 27 インバータ 28、29 ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery charge control device 11 Battery 12, 15 terminal 13 2nd switch 14 1st switch 13a, 14a Power MOS transistor 13b, 14b Parasitic diode 16 Battery charger 17, 18, 19, 26 Resistance 20 Overcharge detection circuit 21 Overdischarge Detection circuit 22 reference voltage generation circuit 23 NAND gate 24 n-channel MOS transistor 25 NOR gate 27 inverter 28, 29 line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H02J 7/00-7/12 H02J 7/34-7/36

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】充電用及び電力供給用の両方を兼ねた両端
子間に接続された充電可能なバッテリと、 前記バッテリの両端電圧が予め定める第1電圧を越える
過充電状態を検出する過充電検出手段と、 前記バッテリの両端電圧が予め定める第2電圧より低下
する過放電状態を検出する過放電検出手段と、前記第2電圧以上の時に前記バッテリと前記端子間の導
通を維持すると共に 前記バッテリの充電中に前記過充電
検出手段が前記バッテリの過充電状態を検出したとき、
前記過充電検出手段の出力信号に応答して前記バッテリ
への充電を中断するようにし、前記バッテリの充電方向
と逆方向のダイオードを有する第1スイッチ手段と、前記第2電圧以上の時に前記バッテリと前記端子間の導
通を維持すると共に 前記バッテリの放電中に前記過放電
検出手段が前記バッテリの過放電状態を検出したとき、
前記過放電検出手段の出力信号に応答して前記バッテリ
と前記端子間を遮断するようにし、前記バッテリの充電
方向と順方向のダイオードを有する第2スイッチ手段
と、 前記バッテリの充電開始時に前記バッテリの両端電圧が
予め定められている第3電圧以下であるとき、前記両端
子側に供給される印加電圧のマイナス電圧をソース側に
印加すると共に該印加電圧のプラス電圧をゲート側に印
加するようにして前記第1スイッチ手段を強制的に導通
状態にする制御手段とからなり、 前記第1スイッチ手段と、第2スイッチ手段とは前記バ
ッテリと前記端子との間に直列に接続されていることを
特徴とするバッテリ充電制御装置。
1. Both ends for both charging and power supply
A rechargeable battery connected between the children, an overcharge detecting means for detecting an overcharge state in which a voltage across the battery exceeds a predetermined first voltage, and a voltage across the battery lower than a predetermined second voltage An over-discharge detecting means for detecting an over-discharge state of the battery;
When the overcharge detection means detects an overcharged state of the battery while charging the battery while maintaining communication ,
The charging of the battery is interrupted in response to an output signal of the overcharge detecting means, and the charging direction of the battery is changed.
And the first switching means having a reverse direction of the diode, electrically between the battery and the terminal when at least the second voltage
When the over-discharge detection means detects the over-discharge state of the battery while maintaining the communication and discharging the battery,
The battery in response to an output signal of the overdischarge detecting means;
Between the terminal and the terminal to charge the battery.
Second switch means having a diode in a forward direction and a forward direction diode; and when the voltage across the battery is less than or equal to a predetermined third voltage at the start of charging the battery , Negative voltage on source side
Apply and apply the plus voltage of the applied voltage to the gate side.
So as to pressure consists of a control means for forcibly conducting state said first switch means, said first switching means and the second switching means and said bus
A battery charge control device, which is connected in series between the battery and the terminal.
【請求項2】 前記制御手段は、充電開始時に前記バッ
テリの両端電圧が予め定める第3電圧以下であることを
記憶するラッチ回路と、 前記ラッチ回路の出力信号に応答して、前記第1スイッ
チ手段のソース側に印加電圧のマイナス電圧を印加し、
ゲート側に印加電圧のプラス電圧を印加して強制的に導
通状態にするゲート回路と、 から構成されることを特徴とする請求項1記載のバッテ
リ充電制御装置。
2. A control circuit comprising: a latch circuit configured to store that a voltage between both ends of the battery is equal to or less than a predetermined third voltage at the start of charging; and a first switch responsive to an output signal of the latch circuit. Apply a negative voltage to the source side of the means ,
2. The battery charging control device according to claim 1, further comprising: a gate circuit for applying a positive voltage of an applied voltage to a gate side to forcibly turn on a gate.
【請求項3】 前記過充電検出手段および前記過放電検
出手段は、前記バッテリの両端電圧を基準電圧発生手段
から供給される基準電圧と比較して、前記第1電圧およ
び前記第2電圧を検出することを特徴とする請求項1記
載のバッテリ充電制御装置。
3. The overcharge detection unit and the overdischarge detection unit detect the first voltage and the second voltage by comparing a voltage across the battery with a reference voltage supplied from a reference voltage generation unit. 2. The battery charge control device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記第3電圧は、ほぼ0ボルトであるこ
とを特徴とする請求項1記載のバッテリ充電制御装置。
4. The battery charge control device according to claim 1, wherein the third voltage is substantially 0 volt.
【請求項5】 前記第1および第2スイッチ手段は、パ
ワーMOSトランジスタにより構成されることを特徴と
する請求項1記載のバッテリ充電制御装置。
5. The battery charge control device according to claim 1, wherein said first and second switch means are constituted by power MOS transistors.
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