JP3296385B2 - 電池の電圧検出回路 - Google Patents
電池の電圧検出回路Info
- Publication number
- JP3296385B2 JP3296385B2 JP15457394A JP15457394A JP3296385B2 JP 3296385 B2 JP3296385 B2 JP 3296385B2 JP 15457394 A JP15457394 A JP 15457394A JP 15457394 A JP15457394 A JP 15457394A JP 3296385 B2 JP3296385 B2 JP 3296385B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- timing signal
- detection circuit
- overcharge
- battery
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00302—Overcharge protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00306—Overdischarge protection
Description
リチウムイオン電池を備えた電池ユニットに関し、特に
電池の過充電や過放電を検出して該電池を保護する電圧
検出回路に関する。
オン電池は、過充電、過放電に弱いため、過充電状態、
過放電状態を検出して充電、放電を禁止する保護回路が
不可欠である。
ムイオン電池による電池ユニットについて説明する。こ
の電池ユニット40は、ここでは直列接続した2個のリ
チウムイオン電池41,42(以下、電池と呼ぶ)のみ
が図示されているが、電池は1個あるいは3個以上の場
合もある。いずれにしても、各電池41,42にはそれ
ぞれ、過充電検出回路43−1,43−2と過放電検出
回路44−1,44−2が並列に接続されている。
ぞれ、電池41,42の端子電圧を第1の基準電圧と比
較し、第1の基準電圧よりも高くなると過充電と判定し
てスイッチS1をオフとすることにより、端子P1,P
2に接続された充電装置との接続を断として充電を禁止
する。
はそれぞれ、電池41,42の端子電圧を第2の基準電
圧と比較し、第2の基準電圧よりも低くなると過放電と
判定してスイッチS2をオフとすることにより、端子P
1,P2に接続された負荷との接続を断として放電を禁
止する。
−2、過放電検出回路44−1,44−2のいずれにお
いても、電圧の比較は図5に示すような比較回路により
行われている。この比較回路は、定電流源51に接続し
た基準電圧発生用のツェナーダイオードZD1、ブリー
ダ抵抗R1,R2、コンパレータ52により構成されて
いる。この比較回路による検出精度は、基準電圧の精
度、ブリーダ抵抗R1,R2の抵抗比、コンパレータ5
2のオフセット電圧より決まる。
合には、ツェナーダイオードZD1として、バンドギャ
ップツェナーダイオードを使用することが多い。加え
て、要求される検出電圧の精度は、製造工程に起因する
バラツキの範囲より狭いので、周知のように、トリミン
グ技術により絶対値の合わせ込みを行うと共に、製造過
程でのバラツキを低減させるための回路やパターニング
時の工夫が施されている。
スタに関しては、例えばコンパレータ52を構成する差
動対用のトランジスタのマッチング精度を向上させるた
めに、トランジスタサイズを大きくする。また、形状の
影響、ストレスの影響を低減させるために、トランジス
タを交互に配置するというように、配置に工夫してい
る。抵抗については、パターンの長さ、幅を均一にした
り、配置に工夫している。
るためには、抵抗のパターン幅を大きくした方が精度が
上がるが、消費電流を低減するには高抵抗を必要する。
高抵抗を得るために抵抗のパターン幅を大きくすると、
IC内での専有面積が増加するデメリットが発生する。
とは言え、この種の電池ユニットでは、サイズよりも消
費電力の低減化に重きがおかれており、従来の比較回路
では、消費電流を低減することを優先させて高抵抗を使
用するようにしている。
電力の低減化を図ることのできる電池ユニットに適した
電圧検出回路を提供することにある。
能な電池を備え、該電池には過充電検出回路と過放電検
出回路を接続すると共に、これらの検出回路が過充電、
過放電を検出するとオフとされるスイッチを接続して成
る電池ユニットにおいて、前記二つの検出回路のうち少
なくとも前記過充電検出回路に、その動作タイミングを
規定する時間t1の第1のタイミング信号を供給するタ
イミング信号供給手段と、前記第1のタイミング信号に
より動作した前記過充電検出回路の出力信号を処理して
過充電の有無を判定し、過充電と判定した時に前記スイ
ッチをオフとする処理回路とを接続して成り、前記タイ
ミング信号供給手段は、時間間隔t0(但し、t1<<
t0)で前記第1のタイミング信号を定期的に供給し、
前記タイミング信号供給手段は更に、前記処理回路に対
してその動作タイミングを規定する時間t2の第2のタ
イミング信号を供給し、該第2のタイミング信号は前記
第1のタイミング信号の供給時間内に供給されると共
に、前記第2のタイミング信号の立上がりが前記第1の
タイミング信号の立上がりよりも遅く、かつ前記第2の
タイミング信号の立下がりが前記第1のタイミング信号
の立下がりよりも早くなるようにして、前記処理回路に
おける前記過充電検出回路からの出力信号取り込みに前
記第1のタイミング信号の前後においてそれぞれ禁止時
間Δtを設定したことを特徴とする電池の電圧検出回路
が得られる。
回数が複数回連続した時に前記スイッチをオフとしても
良い。
が定周期で短時間だけオンとされて過充電検出動作を行
うことにより、保護回路における消費電力は大幅に低減
される。
いて説明する。図1において、電池ユニット1は、ここ
では2個の直列接続されたリチウムイオン電池(以下、
電池と呼ぶ)11,12を備えており、これらのそれぞ
れに電圧検出回路を構成する要素として、第1の基準電
圧による電圧監視を行う過充電検出回路13−1,13
−2と第2の基準電圧による電圧監視を行う過放電検出
回路14−1,14−2が並列接続されている。これら
の過充電検出回路13−1,13−2、過放電検出回路
14−1,14−2は、図4に示された従来のものと同
じでも良い。
13−2における消費電力を低減させる手段として、保
護回路10にタイミング信号発生回路15とデータ処理
部15とを備えたことを特徴とする。タイミング信号発
生回路15は、過充電検出回路13−1,13−2にそ
れぞれ、それらの動作タイミングを規定する時間t1
(例えば、0.2ms)の第1のタイミング信号を定周
期で発生して供給すると共に、データ処理部15に対し
てはその動作タイミングを規定する時間t2の第2のタ
イミング信号を定周期で発生して供給する。特に、第1
のタイミング信号と第2のタイミング信号の発生は、図
2に示すように、t1>t2とすると共に、第2のタイ
ミング信号の立上がりが第1のタイミング信号の立上が
りよりも遅く、かつ第2のタイミング信号の立下がりが
第1のタイミング信号の立下がりよりも早くなるように
している。これは、過充電検出回路13−1,13−2
の動作時間の前後は不安定要素があることを考慮して、
データ処理部15における過充電検出回路13−1,1
3−2からのデータ取り込みに禁止時間Δtを設定する
ためである。
−2は、タイミング発生回路14からの第1のタイミン
グ信号により動作状態となって、定周期で時間t1だけ
過充電の検出動作を行い、過充電を検出するとそれを表
わす過充電検出信号をデータ処理部15に出力する。一
方、データ処理部15では、第2のタイミング信号によ
り過充電検出回路13−1,13−2が動作状態となっ
ている時間t1のうちの時間t2に過充電検出回路13
−1,13−2からの過充電検出信号の有無を監視し、
過充電検出回路13−1,13−2の少なくとも一方か
ら過電流検出信号を受けるとFETによるスイッチS1
1にこれをオフとするゲート制御信号を出力する。この
ことにより、電池11,12は端子P11,P12に接
続された充電装置から切り離され、充電が禁止される。
ては、従来同様、電池11,12の電圧を常時監視し、
その電圧が第2の基準電圧よりも低くなると過放電と判
定してハイレベルの過放電検出信号を出力する。ここで
は、過放電検出回路14−1,14−2の出力を2入力
アンドゲート16を通してスイッチS12に接続してい
ることにより、2つの過放電検出回路14−1,14−
2の少なくとも一方からローレベルの過放電検出信号が
出力された時にスイッチS12がオフとなり、電池1
1,12が端子P11,P12に接続された負荷から切
り離され、放電が禁止される。過放電検出信号をローレ
ベルで規定しているのは、過放電検出回路14−1,1
4−2はそれぞれ、過放電検出時に動作を停止して電力
消費量をできるだけ少なくするように構成されているか
らである。
ップICで実現しており、電池ユニット1内の各部との
接続のために、端子VH,VL,GND,GD,CS,
GCを有している。
充電検出回路の動作時間t1と動作停止時間、すなわち
待機時間t0との関係をt1<<t0とするので、図3
に示すように動作時の消費電流をかなり大きくとっても
平均の消費電流は大幅に低減される。これは、過充電検
出器13−1,13−2が動作している時の消費電流を
大きくできるので、比較回路に従来のような高抵抗を使
用する必要が無くなることを意味する。
1,13−2側のみを周期的にオン、オフ動作させるよ
うにしているが、これは過充電検出回路13−1,13
−2は過放電検出回路14−1,14−2に比べて高精
度が要求されるので、消費電力が大きく、周期的なオ
ン、オフ動作による消費電力の低減効果が大きいからで
ある。過放電検出回路14−1,14−2側は高抵抗を
使用して消費電流を小さくすることで消費電力の低減化
を図れるが、過放電検出回路14−1,14−2もタイ
ミング信号発生回路14、データ処理部15と同様の構
成により周期的にオン、オフ動作させるようにしても良
い。
間t2内に過電流検出信号を受けるとスイッチS11を
オフとするようにしているが、待機時間t0(例えば、
10ms)を利用して不感応時間の設定も可能となる。
すなわち、データ処理部15はある時間t1において過
電流検出信号を受けても過充電状態とは判定せず、次の
時間t1においても引き続き過電流検出信号を受けた場
合に過充電状態と判定してスイッチS11をオフとする
ようにしても良い。勿論、過充電状態の判定を何回の過
充電検出信号の受信で行うかは任意である。
み合わせて使用する場合には、マイコン等からのクロッ
ク信号の利用が可能であるので、タイミング信号発生回
路14を省略することができる。
ず、過充電や過放電からの保護を必要とする充電可能な
電池全般に適用可能である。
ば保護回路における過充電検出回路、過放電検出回路の
うち少なくとも消費電力の大きい過充電検出回路に対し
て周期的に短時間だけオンとなるように動作させること
により、検出に伴なう消費電力を大幅に低減させること
ができる。このことにより、電池ユニット未使用時の電
池容量低下を抑制することができ、その分負荷側での使
用容量を増やすことができる。
成図である。
充電検出回路とデータ処理部に供給される第1、第2の
タイミング信号の波形を示した図である。
流を説明するための波形図である。
回路を示した図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 充電可能な電池を備え、該電池には過充
電検出回路と過放電検出回路を接続すると共に、これら
の検出回路が過充電、過放電を検出するとオフとされる
スイッチを接続して成る電池ユニットにおいて、 前 記二つの検出回路のうち少なくとも前記過充電検出回
路に、その動作タイミングを規定する時間t1の第1の
タイミング信号を供給するタイミング信号供給手段と、
前記第1のタイミング信号により動作した前記過充電検
出回路の出力信号を処理して過充電の有無を判定し、過
充電と判定した時に前記スイッチをオフとする処理回路
とを接続して成り、 前記タイミング信号供給手段は、時間間隔t0(但し、
t1<<t0)で前記第1のタイミング信号を定期的に
供給し、 前記タイミング信号供給手段は更に、前記処理回路に対
してその動作タイミングを規定する時間t2の第2のタ
イミング信号を供給し、該第2のタイミング信号は前記
第1のタイミング信号の供給時間内に供給されると共
に、前記第2のタイミング信号の立上がりが前記第1の
タイミング信号の立上がりよりも遅く、かつ前記第2の
タイミング信号の立下がりが前記第1のタイミング信号
の立下がりよりも早くなるようにして、前記処理回路に
おける前記過充電検出回路からの出力信号取り込みに前
記第1のタイミング信号の前後においてそれぞれ禁止時
間Δtを設定した ことを特徴とする電池の電圧検出回
路。 - 【請求項2】 請求項1記載の電圧検出回路において、
前記処理回路は、前記過充電の判定回数が複数回連続し
た時に前記スイッチをオフとすることを特徴とする電池
の電圧検出回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15457394A JP3296385B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 電池の電圧検出回路 |
US08/495,721 US5617010A (en) | 1994-07-06 | 1995-06-27 | Overcharge and overdischarge protection for a chargeable electric cell operable with a reduced current consumption |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15457394A JP3296385B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 電池の電圧検出回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0823639A JPH0823639A (ja) | 1996-01-23 |
JP3296385B2 true JP3296385B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=15587187
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15457394A Expired - Fee Related JP3296385B2 (ja) | 1994-07-06 | 1994-07-06 | 電池の電圧検出回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5617010A (ja) |
JP (1) | JP3296385B2 (ja) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5742148A (en) * | 1992-11-24 | 1998-04-21 | Seiko Instruments Inc. | Charge/discharge control circuit and chargeable electric power source apparatus |
JP3069498B2 (ja) * | 1994-09-01 | 2000-07-24 | 富士通株式会社 | 充放電装置および電子機器 |
US5982145A (en) * | 1997-04-08 | 1999-11-09 | Sony Chemicals Corporation | Battery pack unit, control method therefor, electronic equipment driven by power supplied from the same battery pack unit, and recording medium on which program for controlling the same battery pack unit is recorded |
JP3330517B2 (ja) * | 1997-05-19 | 2002-09-30 | 富士通株式会社 | 保護回路及び電池ユニット |
US6160381A (en) * | 1998-05-21 | 2000-12-12 | Qualcomm Inc. | Battery pack protection circuit and battery pack including a protection circuit |
GB0111107D0 (en) * | 2001-05-05 | 2001-06-27 | Sprue Aegis Ltd | Power Supply |
CN101916887B (zh) * | 2003-10-14 | 2013-03-20 | 布莱克和戴克公司 | 电池组 |
US20060245131A1 (en) * | 2005-04-29 | 2006-11-02 | Ramey Blaine E | Electrical protection circuitry for a docking station base of a hand held meter and method thereof |
WO2007011661A1 (en) * | 2005-07-14 | 2007-01-25 | Boston-Power, Inc. | Control electronics for li-ion batteries |
JP4241714B2 (ja) | 2005-11-17 | 2009-03-18 | パナソニック電工株式会社 | 電動工具用の電池パック |
JP5020546B2 (ja) * | 2006-06-01 | 2012-09-05 | 株式会社リコー | 充放電保護回路、該充放電保護回路を組み込んだバッテリーパック、該バッテリーパックを用いた電子機器、携帯ゲーム機 |
TWI426678B (zh) * | 2006-06-28 | 2014-02-11 | Boston Power Inc | 具有多重充電率之電子裝置、電池組、充電於電子裝置中的鋰離子電荷儲存電源供應器之方法及可攜式電腦 |
EP2347318A1 (en) * | 2008-09-12 | 2011-07-27 | Boston-Power, Inc. | Method and apparatus for embedded battery cells and thermal management |
US8154248B2 (en) * | 2008-10-07 | 2012-04-10 | Black & Decker Inc. | Signal for pre-charge selection in lithium charging and discharge control/pre-charge function |
JP5270314B2 (ja) * | 2008-11-26 | 2013-08-21 | トヨタ自動車株式会社 | システムの制御装置 |
JP2010251004A (ja) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | 電池装置 |
US20100289457A1 (en) * | 2009-05-18 | 2010-11-18 | Boston-Power, Inc. | Energy efficient and fast charge modes of a rechargeable battery |
EP2473371A4 (en) * | 2009-09-01 | 2017-11-08 | Boston-Power, Inc. | Safety and performance optimized controls for large scale electric vehicle battery systems |
US8483886B2 (en) * | 2009-09-01 | 2013-07-09 | Boston-Power, Inc. | Large scale battery systems and method of assembly |
JP5544922B2 (ja) * | 2010-02-24 | 2014-07-09 | セイコーエプソン株式会社 | 保護回路及び電子機器 |
JP5544923B2 (ja) * | 2010-02-24 | 2014-07-09 | セイコーエプソン株式会社 | 保護回路および電子機器 |
EP2752956A4 (en) * | 2011-09-02 | 2015-09-30 | Nec Corp | CELL CONTROL SYSTEM, CELL CONTROLLER, CELL CONTROL METHOD AND RECORDING MEDIUM |
JP6169376B2 (ja) | 2012-03-28 | 2017-07-26 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電池管理ユニット、保護回路、蓄電装置 |
JP6112287B2 (ja) * | 2012-07-09 | 2017-04-12 | セイコーエプソン株式会社 | 電源切替回路、リアルタイムクロック装置、電子機器、移動体、及び電源切替回路の制御方法 |
CN104600763B (zh) * | 2013-10-30 | 2018-09-07 | 深圳市海洋王照明工程有限公司 | 欠压保护电路以及灯具 |
CN117674332A (zh) * | 2022-08-31 | 2024-03-08 | 广东美的制冷设备有限公司 | 储能系统及其电源控制方法、装置、存储介质 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5206578A (en) * | 1991-10-15 | 1993-04-27 | Norvik Technologies Inc. | Monitoring system for batteries during charge and discharge |
JPH0823637A (ja) * | 1994-07-06 | 1996-01-23 | Mitsumi Electric Co Ltd | 充電可能な電池の保護回路用検出ユニット及び保護回路 |
JP3298600B2 (ja) * | 1994-07-26 | 2002-07-02 | ミツミ電機株式会社 | 二次電池保護装置 |
-
1994
- 1994-07-06 JP JP15457394A patent/JP3296385B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-06-27 US US08/495,721 patent/US5617010A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5617010A (en) | 1997-04-01 |
JPH0823639A (ja) | 1996-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3296385B2 (ja) | 電池の電圧検出回路 | |
KR100731398B1 (ko) | 충방전 제어회로 및 충전식 전원장치 | |
JP3172095B2 (ja) | 充放電制御回路と充電式電源装置 | |
JP3305257B2 (ja) | 充放電制御回路と充電式電源装置およびその制御方法 | |
US6437541B1 (en) | Battery state monitoring circuit and battery device | |
US6624614B2 (en) | Charge and discharge controller | |
JP3254159B2 (ja) | 充放電制御回路 | |
JP3190597B2 (ja) | 充放電制御回路と充電式電源装置 | |
KR19990071504A (ko) | 전지보호회로 | |
JP3239794B2 (ja) | 電池パックの充電器 | |
CA2278704C (en) | Power supply monitoring ic and battery pack | |
US6940256B2 (en) | Battery state monitoring circuit and battery device | |
KR100389163B1 (ko) | 배터리 전압 검출 회로 | |
JPH06284594A (ja) | 充電式電源装置 | |
JP3424707B2 (ja) | 充放電制御回路 | |
JPH09322410A (ja) | 充放電制御回路 | |
JP3838722B2 (ja) | 強制動作機能付き制御回路を有する半導体装置 | |
KR100308530B1 (ko) | 배터리의 충방전 제어회로 | |
JPH1189099A (ja) | 充放電制御回路 | |
JPH10270091A (ja) | 電源監視ic及び電池パック | |
JP2002238174A (ja) | 充放電制御回路と充電式電源装置 | |
CN115051428A (zh) | 电池保护芯片与电池装置 | |
JP2012170174A (ja) | 2次電池保護回路、2次電池を用いる装置及び2次電池保護方法 | |
JPH10307174A (ja) | 過放電検出回路 | |
JP2002110257A (ja) | 電池モジュール |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020313 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080412 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110412 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110412 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120412 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130412 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140412 Year of fee payment: 12 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |