JP3285160B2 - ２次電池の保護回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２次電池の保護回路に
関し、特に２次電池の不要な消費電力を削減した２次電
池の保護回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術における２次電池の保護回路
は、例えば、電流検出回路が使用されていた。この電流
検出回路は、抵抗を介在させたオペアンプで構成され、
このオペアンプで検出された値によって、充電状態又は
放電状態を検出していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術における、例えば、電流検出回路においては、少なく
ともある程度の電流を流さないと充電状態又は放電状態
を検出することができないという問題点があった。

【０００４】又、このような従来技術による検出方法で
あると、２次電池を動作させることによって充電又は放
電を検出しなければならないために、そのぶん消費電力
を費やすという問題点があった。

【０００５】従って、充電状態又は放電状態を、２次電
池の充電電圧を使用しないで検出できるようにすると共
に、不要な電力の消費をできる限り少なくすることに解
決しなければならない課題を有している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る２次電池の保護回路は、２個の外部端
子間に直列に接続した２次電池及び開閉スイッチと、該
開閉スイッチに並列接続すると共に開状態の該開閉スイ
ッチの両端子の電位差及び方向を検出して充電状態又は
放電状態を検出する電流方向検出回路を備えた検出手段
と、前記２次電池に並列接続した、直列接続の充電用ス
イッチ及び充電保護回路と、前記２次電池に並列接続し
た、直列接続の放電用スイッチ及び放電保護回路と、を
備えた２次電池の保護回路であって、前記検出手段は、
前記外部端子に外部充電電源若しくは外部負荷機器が接
続されたことを、開状態の前記開閉スイッチの両端子の
電位差で検出したときに該開閉スイッチを閉状態にする
と共に、前記充電スイッチ又は前記放電スイッチをオン
にして前記充電保護回路又は前記放電保護回路を作動で
きるようにしたことである。

【０００７】又、上記開閉スイッチが２個直列に接続さ
れ、該２個直列に接続された開閉スイッチの各々に上記
電流方向検出回路が並列に接続されていること；上記２
次電池の保護回路において、直列接続の第二の開閉スイ
ッチ及び抵抗と、ダイオードとを前記開閉スイッチに並
列接続すると共に、該抵抗の両端に電位検出器の２個の
入力端子を接続して形成された過電流検出回路を備えた
過電流検出手段を備え、該過電流検出手段は、前記外部
端子が開放状態であるときは前記第二の開閉スイッチを
開状態にし、開状態の前記開閉スイッチの両端子の電位
差を検出したときに前記第二の開閉スイッチを閉状態に
して前記過電流検出回路を作動させること；上記２次電
池の保護回路において、上記開閉スイッチが２個直列に
接続され、該２個直列に接続した開閉スイッチの各々に
前記電流方向検出回路を並列接続すると共に、前記過電
流検出回路を各々の開閉スイッチに対して並列接続し、
前記２個の開閉スイッチの各々に並列接続した前記過電
流検出回路に具備されている前記ダイオードの接続方向
がお互いに逆方向になるように接続されていること であ
る。

【０００８】

【作用】このように、充電動作又は放電動作がない時
は、２次電池に接続されている回路群及び外部端子との
接続を開状態に維持しておくので、使用していない時の
２次電池からの消費電力をほぼゼロ近くに維持すること
が可能となる。

【０００９】又、充電又は放電の際に動作する保護回路
はいずれか一方のみの保護回路が動作するので、２次電
池で消費される電力を抑制することが可能となる。

【００１０】更に、充電又は放電の際に生じる過電流の
検出を別個に設けることによって、過電流状態による２
次電池へ及ぼす悪影響を未然に防止することが可能とな
る。

【００１１】

【実施例】本発明に係る第１の実施例の２次電池の保護
回路について、図を参照にして説明する。

【００１２】図１に示すように、２次電池の充電動作及
び放電動作を、無負荷に近い状態で検出するための保護
回路１は、２次電池２に接続された開閉スイッチである
スイッチＳ１と、電流方向検出回路を備えた検出手段で
ある検出回路３とから構成され、その接続状態は、外部
端子Ｅ１、Ｅ２間に直列に２次電池２及びスイッチＳ１
を接続し、スイッチＳ１に並列に検出回路３を接続した
構成である。

【００１３】このように構成された保護回路１のスイッ
チＳ１は、放電状態或いは充電状態を検出するまでは図
１に示すように、開の状態にしておく。

【００１４】この、スイッチＳ１が開の状態で、２次電
池２を充電する場合は、図示していないが、充電器のプ
ラス側を外部端子Ｅ１に接続し、マイナス側を外部端子
Ｅ２に接続する。そうすると図の矢印Ａの方向にプラス
の電圧が供給される。

【００１５】供給されたプラスの電圧は、２次電池２を
介して、スイッチＳ１に供給される。しかし、スイッチ
Ｓ１は開の状態であるのでスイッチＳ１の端子４の電圧
は外部端子Ｅ１から供給された電圧と同電位となる。

【００１６】一方、外部端子Ｅ２には、充電器から外部
端子Ｅ１の電位に対してマイナスの電位が供給されてい
るので、スイッチＳ１の端子５は外部から供給されてい
るマイナスの電位と同電位となる。

【００１７】従って、スイッチＳ１の開状態の場合に
は、その端子４、５の両端の電位差及びその方向を検出
回路３で検出すれば充電動作を知ることができる。

【００１８】又、放電の場合は、充電の場合と同様にス
イッチＳ１を開の状態で、外部端子Ｅ１側が外部端子Ｅ
２の電位に対してマイナス電位となり、外部端子Ｅ２側
が外部端子Ｅ１の電位に対してプラス電位となり、丁度
充電と逆の方向（図のＢ方向）に電位差が発生する。

【００１９】従って、スイッチＳ１の端子４、５間には
電位差が発生し、この電位差及びその方向を検出回路３
で検出すれば、適切な放電動作であるかどうかを無負荷
に近い、又は無負荷の状態で検出できることになる。

【００２０】次に、前記図１で示した検出回路３と、充
電保護回路及び放電保護回路との構成について図２を参
照にして説明する。尚、図１で示した保護回路１と同一
機能を有するものには同一番号を付与し、その説明は省
略する。

【００２１】図２に示すように、保護回路６は、２次電
池２に接続されている充電保護回路７と、充電用スイッ
チであるスイッチＳ２と、放電保護回路８と、放電用ス
イッチであるスイッチＳ３と、検出回路３と、開閉スイ
ッチであるスイッチＳ１とから構成されている。

【００２２】その接続状態は外部端子Ｅ１、Ｅ２の間に
２次電池２と、スイッチＳ１とを直列に介在させ、この
スイッチＳ１に並列に検出回路３を接続してある。

【００２３】そして、２次電池２に並列に、スイッチＳ
２と、充電保護回路７とを直列に介在させ、同時にスイ
ッチＳ３と放電保護回路８とを直列に介在させて接続さ
れている。そして、スイッチＳ２とスイッチＳ３とは、
検出回路３により開閉自在に制御されるようになってい
る。

【００２４】このような接続状態から構成された保護回
路６の充電及び放電について、以下、場合わけして説明
する。

【００２５】先ず、スイッチＳ１が開の状態での充電の
場合は、外部端子Ｅ１に、外部端子Ｅ２の電位に対して
プラスの充電電圧が供給され、このプラスの電圧は２次
電池２を介して、スイッチＳ１に供給される。しかしス
イッチＳ１は開の状態であるから、このスイッチＳ１の
端子４の電位は、外部端子Ｅ１から供給された充電電圧
と同電位となる。

【００２６】一方、外部端子Ｅ２は、外部端子Ｅ２に供
給されているプラスの電圧に対してマイナスの電位が供
給されているのでスイッチＳ１の端子５の電位とスイッ
チＳ１の端子４との間に電位差が生じる。

【００２７】検出回路３は、このスイッチＳ１の端子４
と端子５との間の電位差及びその方向を検出し、所定の
電位差であれば、スイッチＳ２を閉状態にして、充電保
護回路７に充電電圧を供給して動作できるようにすると
共に、スイッチＳ１を閉状態にして２次電池２の充電を
行うようにする。そしてその後の２次電池２の保護は充
電保護回路７が行う。

【００２８】又、スイッチＳ１が開の状態での放電の場
合は、外部端子Ｅ１と外部端子Ｅ２間に生じる電位差を
検出回路３で検出して、所定の電位差及び適切な方向の
電位差であればスイッチＳ３を閉状態にして、放電保護
回路８に２次電池２へ供給される電圧を供給して動作で
きるようにすると同時に、スイッチＳ１を閉状態にして
放電動作を行い、その後の２次電池の保護は放電保護回
路８が行う。

【００２９】このようにして、充電する時にだけ充電保
護回路７にのみ電圧を供給して充電動作を保護し、又、
放電する時にだけ放電保護回路８に電圧を供給して放電
動作を保護することにし、充電も放電もしていない時
は、両者の保護回路７、８には電圧の供給を全くしない
状態にする、即ち、充電動作及び放電動作をしていない
時は、無負荷の状態を維持することができる。

【００３０】これは、２次電池に発生する過放電状態及
び過充電状態、即ち、２次電池２が充放電動作をしてい
る時にのみ発生する状態を検出できればよい。従って、
過放電状態及び過充電状態が発生しない時は、充電保護
回路７、放電保護回路８等で損失する電源をオフするこ
とによって、不要な２次電池からの消費電力を削減する
ことができるのである。

【００３１】次に、図２で示した検出回路３及び充電保
護回路７を構成する具体的な素子は、図３に示すよう
に、その検出回路３は、３個のスイッチング素子ＴＲ１
〜ＴＲ３と、６個の抵抗Ｒ１〜Ｒ６とから構成されてい
る。一方、充電保護回路７は、スイッチング素子ＴＲ４
と、ダイオードＤ１、Ｄ２と、抵抗Ｒ７、Ｒ８と、ツエ
ナーダイオードＤ３とから構成されている。この検出回
路３及び充電保護回路７の接続状態は、以下に示す通り
である。

【００３２】即ち、検出回路３は、外部端子Ｅ１と外部
端子Ｅ２間に接続された２次電池２と、スイッチＳ１と
が直列に接続された構成であって、このスイッチＳ１に
並列に接続されている。

【００３３】スイッチング素子ＴＲ１のエミッタ側は、
外部端子Ｅ２に接続し、そのベース側は抵抗Ｒ１の他端
と、充電保護回路７のダイオードＤ２のアノード側とに
接続し、そのコレクタ側は抵抗Ｒ３の他端に接続してい
る。尚、抵抗Ｒ１の一端は２次電池２とスイッチＳ１間
に接続し、抵抗Ｒ３の一端はスイッチング素子ＴＲ２の
ベース側に接続されている。

【００３４】スイッチング素子ＴＲ２のエミッタ側は、
外部端子Ｅ１に接続し、そのベース側は抵抗Ｒ２の他端
と、抵抗Ｒ３の他端と、抵抗Ｒ４の一端とに接続し、そ
のコレクタ側は外部端子Ｅ３と、抵抗Ｒ５の一端とに接
続している。尚、抵抗Ｒ２の一端は外部端子Ｅ１に接続
し、抵抗Ｒ４の他端はスイッチング素子ＴＲ３のコレク
タ側に接続し、抵抗Ｒ５の他端はスイッチング素子ＴＲ
３のベース側に接続されている。

【００３５】スイッチング素子ＴＲ３のエミッタ側は、
外部端子Ｅ２に接続し、そのベース側は抵抗Ｒ５の他端
と、抵抗Ｒ６の一端と、充電保護回路７のダイオードＤ
１のアノード側とに接続し、そのコレクタ側は抵抗Ｒ４
の他端に接続されている。尚、抵抗Ｒ６の他端は外部端
子Ｅ２に接続されている。

【００３６】又、充電保護回路７の接続状態は以下の通
りである。即ち、図３に示すように、スイッチング素子
ＴＲ４のエミッタ側は、外部端子Ｅ２に接続し、そのベ
ース側は抵抗Ｒ７の一端に接続し、そのコレクタ側はダ
イオードＤ１のカソード側と、ダイオードＤ２のカソー
ド側とに接続されている。尚、抵抗Ｒ７の他端はツエナ
ーダイードＤ３のアノード側と抵抗Ｒ８の一端とに接続
され、抵抗Ｒ８の他端は外部端子Ｅ２に接続され、ダイ
オードＤ１のアノード側は検出回路３のスイッチング素
子ＴＲ３のベース側に接続し、ダイオードＤ２のアノー
ド側は検出回路３のスイッチング素子ＴＲ１のベース側
に接続されている。

【００３７】ツエナーダイオードＤ３のアノード側は、
抵抗Ｒ７の他端及び抵抗Ｒ８の一端に接続し、カソード
側は外部端子Ｅ１に接続されている。

【００３８】このような接続状態を有する検出回路３に
ついての充電動作について、図３を参照にして、以下説
明する。

【００３９】先ず、スイッチングＳ１が開の状態で外部
端子Ｅ１には、外部端子Ｅ２に供給される電位に対して
プラス電圧が供給され、外部端子Ｅ２には、外部端子Ｅ
１に供給される電位に対してマイナス電圧が供給されス
イッチＳ１の端子４及び端子５の間に電位差が発生す
る。

【００４０】このスイッチＳ１の端子４のプラス電圧
は、抵抗Ｒ１を介してスイッチング素子ＴＲ１のベース
電圧を上昇させ、スイッチング素子ＴＲ１をオン状態に
する。

【００４１】スイッチング素子ＴＲ１がオン状態になる
と、外部端子Ｅ１と抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３とを介して外部
端子Ｅ２へのルートが導通状態となることによって、ス
イッチング素子ＴＲ２のベース電圧が降下してスイッチ
ング素子ＴＲ２がオン状態となる。

【００４２】スイッチング素子ＴＲ２がオン状態になる
と、スイッチング素子ＴＲ３のベース電圧が上昇し、ス
イッチング素子ＴＲ３をオン状態にさせる。このスイッ
チング素子ＴＲ３がオン状態になると、スイッチング素
子ＴＲ１のオン／オフ状態に関係なく、スイッチング素
子ＴＲ２はオン状態を維持、即ち、ホールドすることが
できるため、継続して外部端子Ｅ１に供給されているプ
ラス電圧を外部端子Ｅ３に出力することができるように
なる。この外部端子Ｅ３の出力は、前記図２で示したス
イッチＳ２と同様の役目をするものである。

【００４３】従って、例えば、スイッチング素子ＴＲ１
の特性と、抵抗Ｒ１との抵抗値との組合せによってスイ
ッチＳ１の端子４と端子５との間に生じる電位差値及び
方向を２次電池２に供給する適切な充電電圧値の範囲内
か否かの判断機能を持たせることが可能となる。

【００４４】そして、２次電池２に供給する充電電圧が
所定値範囲内であれば、スイッチング素子ＴＲ１をオン
状態にすると共に、スイッチＳ１を開から閉状態にして
２次電池への充電を行うことができる。尚、スイッチＳ
１の制御は、図示していないがＭＯＳトランジスター等
から構成されたスイッチング素子により制御するように
してもよい。

【００４５】次に、充電保護回路７における動作につい
て、以下図３を参照にして説明する。

【００４６】ここでツエナーダイオードＤ３のツエナー
電圧は、２次電池２の基準電圧値に設定されている。従
って、もし外部端子Ｅ１と外部端子Ｅ２間の電圧値が基
準電圧値以上であれば、ツエナー電圧を越えることにな
り、ツエナーダイオードＤ３は導通状態となる。その結
果、スイッチング素子ＴＲ４のベース電圧が下降し、ス
イッチング素子ＴＲ４がオン状態となる。

【００４７】このスイッチング素子ＴＲ４が、オン状態
となると、検出回路３のスイッチング素子ＴＲ１のベー
ス電圧と、スイッチング素子ＴＲ３のベース電圧とをダ
イオードＤ１、Ｄ２を介して外部端子Ｅ２の電位（外部
端子Ｅ１に比べてマイナス電位）、即ち、スイッチング
素子ＴＲ１、ＴＲ３のベース電圧が下降して、スイッチ
ング素子ＴＲ３はオフ状態となる。

【００４８】従って、もし充電開始の時、又は充電中に
外部端子Ｅ１、Ｅ２間に供給された電圧が基準電圧値以
上の電圧（過充電状態）になれば、スイッチング素子Ｔ
Ｒ１、ＴＲ３がオフ状態となり、その影響でスイッチン
グ素子ＴＲ２もオフ状態となり外部端子Ｅ３からの供給
電圧を遮断すると共に、図示していないがスイッチＳ１
を開状態にして、即座に２次電池２への充電動作を遮断
することができる。

【００４９】このようにして、充電の開始時又は充電中
であっても、２次電池２の基準電圧値以上の電圧を検出
した場合には、充電動作をストップして２次電池２へ及
ぼす悪影響を未然に防止することができるのである。

【００５０】次に、放電を検出する検出回路９の具体的
構成は、図４に示すように、スイッチング素子ＴＲ５、
ＴＲ６、ＴＲ７と、抵抗Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１
２、Ｒ１３、Ｒ１４とから構成されている。

【００５１】即ち、検出回路９の接続状態は、外部端子
Ｅ１とＥ２の間に２次電池２とスイッチＳ１とを直列に
接続し、このスイッチＳ１に並列に検出回路９を接続し
た構成である。

【００５２】そして、スイッチング素子ＴＲ５のエミッ
タ側は、２次電池２とスイッチＳ１の端子４との間に接
続され、そのベース側は抵抗Ｒ１１の一端に接続し、そ
のコレクタ側は抵抗Ｒ１０の他端に接続されている。
尚、抵抗Ｒ１０の一端はスイッチング素子ＴＲ６のベー
ス側に接続され、抵抗Ｒ１１の他端は外部端子Ｅ２とス
イッチＳ１の端子５との間に接続されている。

【００５３】スイッチング素子ＴＲ６のエミッタ側は、
外部端子Ｅ１と２次電池２との間に接続され、ベース側
は抵抗Ｒ９の他端と抵抗Ｒ１０の一端との間に接続さ
れ、そのコレクタ側は外部端子Ｅ３に接続されている。
尚、抵抗Ｒ９の一端は外部端子Ｅ１と２次電池２との間
に接続されている。

【００５４】スイッチング素子ＴＲ７のエミッタ側は、
外部端子Ｅ２とスイッチＳ１の端子５との間に接続さ
れ、そのベース側は抵抗Ｒ１３の他端と抵抗Ｒ１４の一
端とに接続し、そのコレクタ側は抵抗Ｒ１２の他端に接
続されている。尚、抵抗Ｒ１３の一端はスイッチング素
子ＴＲ６のコレクタ側に接続され、抵抗Ｒ１４の他端は
外部端子Ｅ２とスイッチＳ１の端子５との間に接続され
ている。

【００５５】このような接続状態にある放電の場合の検
出回路９における放電動作は、スイッチングＳ１が開状
態で、外部端子Ｅ１、Ｅ２間に外部機器が接続されたこ
とによって、外部端子Ｅ１と外部端子Ｅ２間に負荷Ｚが
かかる。従って、スイッチＳ１の端子４、５間におい
て、端子５の方が端子４の電位よりもプラス電位となっ
て電位差が生じる。

【００５６】この電位差は、抵抗Ｒ１１を介してスイッ
チング素子ＴＲ５のベース電圧を上昇させることによっ
てスイッチング素子ＴＲ５をオン状態にする。

【００５７】スイッチング素子ＴＲ５がオン状態になる
と、外部端子Ｅ１と、抵抗Ｒ９、１０を介して、外部端
子Ｅ２とが導通状態となりスイッチング素子ＴＲ６のベ
ース電圧が下降することによってスイッチング素子ＴＲ
６がオン状態となる。

【００５８】このスイッチング素子ＴＲ６がオン状態に
なれば、外部端子Ｅ１と抵抗Ｒ１３、Ｒ１４とを介し
て、外部端子Ｅ２とが導通状態となり、スイッチング素
子ＴＲ７のベース電圧が上昇してスイッチング素子ＴＲ
７がオン状態になる。

【００５９】そして、スイッチング素子ＴＲ７がオン状
態になれば、スイッチング素子ＴＲ５のオン／オフ状態
にかかわらず、スイッチング素子ＴＲ６のオン状態を維
持（ホールド）することによって、外部端子Ｅ３から２
次電池２のプラス電圧を供給することができる。

【００６０】この外部端子Ｅ３は、図２で示したスイッ
チＳ３に該当する。従って、スイッチＳ３を介して放電
保護回路８に電圧を供給することによって、保護回路を
動作させることができる。

【００６１】同時に、図示していないが、スイッチＳ１
を閉状態に制御することによって、外部端子Ｅ１と外部
端子Ｅ２間に接続された外部機器に２次電池２の電圧を
供給する（放電動作）ことができるのである。

【００６２】尚、放電保護回路８の回路については、前
記図３で説明した充電保護回路７と同様であるので、回
路構成及びその機能の説明を省略する。

【００６３】このように、充電及び放電の場合には、検
出回路３、９が検出していない時は、この検出回路３、
９を構成する回路の消費電力はゼロであり、且つ充放電
保護回路７、８も検出回路３、９が動作して、初めて動
作することができるようになっているのであり、検出回
路３、９によりオンの状態にならなければ消費電力はゼ
ロの状態である。

【００６４】しかも、充電の場合には、前記図３に示す
ように、充電動作後に充電を停止した場合、即ち、供給
電圧がなくなると、スイッチング素子ＴＲ３がオフし
て、スイッチング素子ＴＲ２がオフして、外部端子Ｅ３
（スイッチＳ２）への供給はストップしてスイッチＳ１
を開状態にすることができる。

【００６５】又、放電の場合には、前記図４に示すよう
に、スイッチング素子ＴＲ７がオフし、スイッチング素
子ＴＲ６がオフすることによって、外部端子Ｅ３（スイ
ッチＳ３）への電圧供給がストップすることにより、ス
イッチＳ１を閉状態にすることができる。

【００６６】従って、充放電動作以外の時は、必ず検出
回路３、９及び充放電保護回路７、８は開状態となって
おり、消費する電力はゼロになっている。

【００６７】しかも、検出回路３、９で検出後には、充
電保護回路７又は放電保護回路８のどちらか一方しか動
作しないため、消費する電力を削減することができる回
路構成になっている。

【００６８】次に、本発明に係る第２の実施例の２次電
池の保護回路について、図５を参照にして説明する。こ
の第２の実施例の２次電池の保護回路は、電位検出器で
あるオペアンプＯＰ１、ＯＰ２を利用して充電及び放電
の際に生じる過電流状態を検出するものである。

【００６９】先ず、接続状態を説明してから動作につい
て説明する。尚、第１実施例と同じものには同一番号を
付し、同一機能を有するものは簡単に説明する。

【００７０】図５に示すように、検出回路１０は、充電
の時に動作する回路であり、スイッチング素子ＴＲ８、
ＴＲ９と、抵抗Ｒ１５、Ｒ１６、Ｒ１７、Ｒ１８と、ス
イッチＳ４、Ｓ５と、ダイオードＤ４と、電位検出器で
あるオペアンプＯＰ１とから構成されている。

【００７１】先ず、外部端子Ｅ１と外部端子Ｅ２との間
には、２次電池２と、スイッチＳ４と、スイッチＳ６と
を直列に接続され、スイッチＳ６と並列に検出回路１１
が接続され、スイッチＳ４と並列に検出回路１０が接続
されている。

【００７２】そして、スイッチング素子ＴＲ８は、図３
で示した第１実施例のスイッチング素子ＴＲ１に相当す
るものであり、そのエミッタ側は外部端子Ｅ２に接続
し、そのベース側は抵抗Ｒ１７の他端に接続し、そのコ
レクタ側は抵抗Ｒ１６の他端に接続されている。尚、抵
抗Ｒ１６の一端はスイッチング素子ＴＲ９のベース側と
抵抗Ｒ１５の他端との間に接続され、抵抗Ｒ１７の一端
はスイッチＳ４とスイッチＳ６との間に接続されてい
る。

【００７３】スイッチング素子ＴＲ９のエミッタ側は、
外部端子Ｅ１に接続され、そのベース側は抵抗Ｒ１５と
抵抗Ｒ１６との間に接続し、そのコレクタ側は充電保護
回路７に接続されている。尚、抵抗Ｒ１５の一端は外部
端子Ｅ１に接続され、充電保護回路７は前記第１の実施
例と同様であるのでその説明を省略する。

【００７４】オペアンプＯＰ１は、一方の入力側端子に
抵抗Ｒ１８の他端と、ダイオードＤ４のアノード側と、
外部端子Ｅ２とスイッチＳ４との間に接続し、他方の入
力側端子に抵抗Ｒ１８の一端と、スイッチＳ５との間に
接続され、その出力側端子は外部端子Ｅ４に接続されて
いる。尚、抵抗Ｒ１８の一端はスイッチＳ５の他端に接
続され、ダイオードＤ４のカソード側はスイッチＳ４の
端子１２側に接続され、スイッチＳ４の一端はスイッチ
Ｓ４の端子１２側に接続されている。

【００７５】このような構成からなる充電動作を検出す
る検出回路１０は、スイッチＳ４を開状態、検出回路１
１のスイッチＳ６を開の状態で、外部端子Ｅ１とＥ２間
に外部から充電器が接続されて、充電用のプラスの電位
が外部端子Ｅ１から２次電池２及び検出回路１１のダイ
オードＤ５を介してスイッチＳ４の端子１２に生じる。

【００７６】一方、外部端子Ｅ２には外部端子Ｅ１に生
じたプラスの電位に対してマイナスの電位がスイッチＳ
４の端子１３側に生じているので、スイッチＳ４の端子
１２、１３間に電位差が生じ、その結果スイッチング素
子ＴＲ８のベース電位が上昇し、スイッチング素子ＴＲ
８がオン状態となると共に、スイッチング素子ＴＲ９も
オン状態となり充電保護回路７に、外部端子Ｅ１から供
給されているプラス電圧を供給してを動作させることが
できる。

【００７７】この時、充電保護回路７が動作できる状態
にすると共に、図示していないが、スイッチＳ５を開状
態から閉状態にする制御が行われて、外部端子Ｅ１から
のプラス電位は２次電池２と、ダイオードＤ５と、スイ
ッチＳ５と、抵抗Ｒ１８とを介して外部端子Ｅ２に通じ
る閉ループを形成する。

【００７８】同時に、この閉ループを形成した時に抵抗
Ｒ１８の両端の電圧差を検出して、オペアンプＰ１によ
り過電流状態を検出する。

【００７９】もし、過電流状態を検出すると、外部端子
Ｅ４にその信号が発生し、図示していないが、スイッチ
Ｓ４及びスイッチＳ５を開状態にして、２次電池２への
充電電圧の供給をストップするようになっている。尚、
過充電状態は、前記第１の実施例で説明したように充電
保護回路７で検出するようになっている。

【００８０】次に、検出回路１１は、図５に示すよう
に、放電の時に動作する回路であり、その構成は、スイ
ッチング素子ＴＲ１０、ＴＲ１１と、抵抗Ｒ１９、Ｒ２
０、Ｒ２１、Ｒ２２と、スイッチＳ６、Ｓ７と、ダイオ
ードＤ５と、電位検出器であるオペアンプＯＰ２とから
構成されている。

【００８１】この構成の接続状態及びその動作は以下の
ようになっている。即ち、図５に示すように、スイッチ
ング素子ＴＲ１０は前記第１の実施例で説明した図４の
スイッチング素子ＴＲ５と同じ機能を有するものであ
り、そのエミッタ側は２次電池２とスイッチＳ６の端子
１４との間に接続し、そのベース側は抵抗Ｒ１１の一端
に接続し、そのコレクタ側は抵抗Ｒ２０の他端に接続さ
れている。尚、抵抗Ｒ２０の一端は抵抗Ｒ１９の他端と
スイッチング素子ＴＲ１１のベース側に接続され、抵抗
Ｒ２１の他端はスイッチＳ６の端子１５とスイッチＳ４
の端子１２との間に接続されている。

【００８２】スイッチング素子ＴＲ１１のエミッタ側
は、外部端子Ｅ１に接続し、そのベース側は抵抗Ｒ１９
の他端と抵抗Ｒ２０の一端との間に接続し、そのコレク
タ側は放電保護回路８に接続されている。尚、抵抗Ｒ１
９の一端は外部端子Ｅ１に接続され、放電保護回路８は
前記第１の実施例で説明したので、その説明を省略す
る。

【００８３】オペアンプＯＰ２は、放電の際の過電流を
検出するものであり、その一方の入力側端子は抵抗Ｒ２
２の他端と、抵抗Ｒ２２の他端と、ダイオードＤ５のカ
ソード側と、スイッチＳ６の端子１５側とに接続され、
他方の入力側端子はスイッチＳ７の他端と、抵抗Ｒ２２
の一端との間に接続されている。尚、ダイードＤ５のア
ノード側は、スイッチＳ６の端子１４側に接続されてい
る。

【００８４】このように構成された検出回路１１は、ス
イッチＳ６、Ｓ７が開状態で、放電動作をスイッチＳ６
の端子１４と端子１５との間の電位差により、スイッチ
ング素子ＴＲ１０がオン状態となり、スイッチング素子
ＴＲ１１をオン状態にさせて放電保護回路８が動作でき
るようになり、２次電池２が過放電状態等になるのを防
止することができるようになる。

【００８５】同時に、図示していないが、スイッチＳ６
及びスイッチＳ７が開状態から閉状態に制御され、抵抗
Ｒ２２間の電位差がオペアンプＯＰ２の入力端子に入力
され、過電流状態の検出を行うようになっている。

【００８６】もし、オペアンプＯＰ２が過電流を検出す
ると、外部端子Ｅ５からその信号が発生し、この信号は
図示していないが、スイッチＳ６及びスイッチＳ７を閉
状態から開状態にする制御をして、外部端子Ｅ１と外部
端子Ｅ２間に介在されている２次電池２の閉ループを遮
断して２次電池２を保護する。このようにして、充電及
び放電の時でも常時過電流状態を検出できるようにし
て、２次電池２に与える悪影響を未然に防止することが
できる。

【００８７】

【発明の効果】上記説明したように本発明にかかる２次
電池の保護回路は、２次電池が充電又は放電していない
時は、２次電池に接続されている保護回路及び外部端子
等を遮断した状態にしてあるため、充電又は放電してい
ない時には、消費電力をほぼゼロに近い状態で維持する
ことができ、自然放電による自然劣化等を大幅に防止す
ることができると云う極めて優れた効果を奏する。

【００８８】又、充電又は放電の際には、充電又は放電
のいずれか一方の保護回路しか動作させないようにして
いるため、不必要な回路で消費する電力を抑制すること
ができると云う極めて優れた効果を奏する。

【００８９】更に、充電又は放電の際には、過電流状態
を常に検出できるようにしているため、２次電池の過電
流状態によって被る障害を未然に防止することができる
と云う極めて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る充電又は放電を検出する検出回路
を示した説明図である。

【図２】同第１の実施例による充電保護回路及び放電保
護回路と、検出回路との関係を示した説明図である。

【図３】同充電による検出回路と保護回路との回路図で
ある。

【図４】同放電による検出回路図である。

【図５】同第２の実施例による充電及び放電の検出回路
に過電流回路を加えた回路図である。

【符号の説明】

１ 保護回路 ２ ２次電池 ３、９ 検出回路 ４、５ 端子 ６ 保護回路 ７ 充電保護回路 ８ 放電保護回路 １０、１１ 検出回路 １２〜１５ 端子 ＴＲ１〜ＴＲ１１ スイッチング素子 Ｒ１〜Ｒ２２ 抵抗 Ｓ１〜Ｓ３ スイッチ Ｅ１、Ｅ２ 外部端子 Ｅ３ 端子 Ｅ４、Ｅ５ 外部端子 Ｄ１、Ｄ２ ダイオード Ｄ３ ツエナーダイオード Ｄ４、Ｄ５ ダイオード ＯＰ１、ＯＰ２ オペアンプ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−250636（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−105458（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−131938（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−70237（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−136445（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−75430（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−206846（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−145844（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02H 7/18 H02J 7/00 - 7/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２個の外部端子間に直列に接続した２次
   電池及び開閉スイッチと、 該開閉スイッチに並列接続すると共に開状態の該開閉ス
   イッチの両端子の電位差及び方向を検出して充電状態又
   は放電状態を検出する電流方向検出回路を備えた検出手
   段と、 前記２次電池に並列接続した、直列接続の充電用スイッ
   チ及び充電保護回路と、 前記２次電池に並列接続した、直列接続の放電用スイッ
   チ及び放電保護回路と、を備えた２次電池の保護回路で
   あって、 前記検出手段は、前記外部端子に外部充電電源若しくは
   外部負荷機器が接続されたことを、開状態の前記開閉ス
   イッチの両端子の電位差で検出したときに該開閉スイッ
   チを閉状態にすると共に、前記充電スイッチ又は前記放
   電スイッチをオンにして前記充電保護回路又は前記放電
   保護回路を作動できるようにしたことを特徴とする２次
   電池の保護回路。
2. 【請求項２】 上記開閉スイッチが２個直列に接続さ
   れ、該２個直列に接続された開閉スイッチの各々に上記
   電流方向検出回路が並列に接続されていることを特徴と
   する請求項１に記載の２次電池の保護回路。
3. 【請求項３】 上記２次電池の保護回路において、 直列接続の第二の開閉スイッチ及び抵抗と、ダイオード
   とを前記開閉スイッチに並列接続すると共に、該抵抗の
   両端に電位検出器の２個の入力端子を接続して形成され
   た過電流検出回路を備えた過電流検出手段を備え、 該過電流検出手段は、前記外部端子が開放状態であると
   きは前記第二の開閉スイッチを開状態にし、開状態の前
   記開閉スイッチの両端子の電位差を検出したときに前記
   第二の開閉スイッチを閉状態にして前記過電流検出回路
   を作動させることを特徴とする請求項１に記載の２次電
   池の保護回路。
4. 【請求項４】 上記２次電池の保護回路において、上記
   開閉スイッチが２個 直列に接続され、該２個直列に接続
   した開閉スイッチの各々に前記電流方向検出回路を並列
   接続すると共に、前記過電流検出回路を各々の開閉スイ
   ッチに対して並列接続し、 前記２個の開閉スイッチの各々に並列接続した前記過電
   流検出回路に具備されている前記ダイオードの接続方向
   がお互いに逆方向になるように接続されていることを特
   徴とする請求項３に記載の２次電池の保護回路。