JP3414025B2

JP3414025B2 - 電池保護用ｉｃの起動回路

Info

Publication number: JP3414025B2
Application number: JP01410895A
Authority: JP
Inventors: 尚志徳田; 勝竹内
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 2003-06-09
Anticipated expiration: 2018-06-09
Also published as: JPH08214460A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電池保護用ＩＣの起動回
路に係り、特に、充放電時の電池電圧を監視して、充電
禁止，放電禁止の制御を行う電池保護用ＩＣの起動回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、電池保護用ＩＣ１２を組み込ん
だバッテリパック１０の構成図を示す。バッテリパック
１０は、リチウム・イオン電池等のバッテリＢＴと充放
電制御回路１１から構成されている。充放電制御回路１
１は、電池保護用ＩＣ１２，充電制御用ＦＥＴＱ_C，放
電制御用ＦＥＴＱ_Dから構成されている。

【０００３】バッテリＢＴのプラス電極は、電池保護用
ＩＣ１２の電源端子に接続され、かつ、バッテリパック
１０のプラス出力端子Ｔ₃と充電用プラス入力端子Ｔ₁
に接続されている。バッテリＢＴのマイナス電極は、電
池保護用ＩＣ１２の接地端子（ＧＮＤ）に接続され、か
つ、放電制御用ＦＥＴＱ_Dのソースに接続されている。

【０００４】充電制御用ＦＥＴＱ_Cのソースは充電用マ
イナス入力端子Ｔ₂に接続され、ドレインは電池保護用
ＩＣ１２の制御用入力端子Ｔ_C1に接続され、ゲートは電
池保護用ＩＣ１２の制御用出力端子Ｔ_C2に接続されてい
る。また、充電制御用ＦＥＴＱ_Cのソースは、バッテリ
パック１０のマイナス出力端子Ｔ₄に接続されている。

【０００５】放電制御用ＦＥＴＱ_Dのドレインは電池保
護用ＩＣ１２の制御用入力端子Ｔ_C1に接続され、ゲート
は電池保護用ＩＣ１２の制御用出力端子Ｔ_C3に接続され
ている。バッテリパックＢＴを装着した携帯型装置（例
えば、パーソナルコンピュータ）に対しては、バッテリ
パック１０のプラス出力端子Ｔ₃とマイナス出力端子Ｔ
₄から電源電圧Ｖ_COUTが供給される。また、バッテリＢ
Ｔを充電する際は、充電用プラス入力端子Ｔ₁と充電用
マイナス入力端子Ｔ₂間に、充電器１５が接続される。
充放電制御回路１１は、バッテリＢＴの過充電と過放電
を防ぐために、バッテリＢＴの充電と放電を制御する回
路である。

【０００６】電池保護用ＩＣ１２は、電圧監視回路１３
と起動回路１４から構成されている。電圧監視回路１３
と起動回路１４には、共に、バッテリＢＴのバッテリ電
圧Ｖ _BTが電源電圧Ｖccとして供給されている。後述する
ように、電圧監視回路１３は、バッテリ電圧Ｖ_BT（＝電
源電圧Ｖcc）を監視し、バッテリＢＴの放電制御と充電
制御を行う。即ち、バッテリ電圧Ｖ_BTの監視結果に応じ
て、放電制御用ＦＥＴＱ_Dのオンオフを制御する制御電
圧を制御用出力端子Ｔ_C3を介して放電制御用ＦＥＴＱ_D
のゲートに供給し、充電制御用ＦＥＴＱ_Cのオンオフを
制御する制御電圧を制御用出力端子Ｔ_C2を介して充電制
御用ＦＥＴＱ_Cのゲートに供給する。

【０００７】起動回路１４には、制御用入力端子Ｔ_C1よ
り、起動制御電圧Ｖ_CTが供給される。後述するように、
起動回路１４は、待機状態の電圧監視回路１３を起動す
る際に、起動用バイアス電流を電圧監視回路１３に供給
する。次に、図６の充放電制御回路１１の動作について
説明する。先ず、バッテリＢＴの通常の使用状態で、充
電器１５を接続していない場合について説明する。

【０００８】放電制御用ＦＥＴＱ_Dと充電制御用ＦＥＴ
Ｑ_Cは、例えば、エンハンスメント型のｎチャネルＭＯ
ＳＦＥＴを使用する。放電制御用ＦＥＴＱ_Dと充電制御
用ＦＥＴＱ_Cは、ソースに対してゲートが規定値以上の
プラス電圧となるゲート・ソース間電圧が印加されたと
き、ドレイン・ソース間が導通したオン状態となり、ゲ
ート・ソース間電圧がほぼ０Ｖのときはオフ状態とな
る。なお、放電制御用ＦＥＴＱ_Dと充電制御用ＦＥＴＱ
_Cの夫々のドレイン・ソース間には、寄生ダイオードＤ
_D，Ｄ_Cが存在する。

【０００９】電圧監視回路１３は、バッテリ電圧Ｖ_BTを
監視しており、バッテリ電圧Ｖ_BTが放電禁止電圧より高
い場合は、放電制御用ＦＥＴＱ_Dをオンにするプラスの
制御電圧（例えば、ほぼ電源電圧Ｖccの電圧）を放電制
御用ＦＥＴＱ_Dのゲートに供給している。これにより、
放電制御用ＦＥＴＱ_Dはオン状態となっている。

【００１０】この場合、バッテリＢＴのプラス電極，プ
ラス出力端子Ｔ₃，バッテリＢＴを装着した携帯型装置
のプラス側端子，前記携帯型装置のマイナス側端子，マ
イナス出力端子Ｔ₄，充電制御用ＦＥＴＱ_Cの寄生ダイ
オードＤ_C、放電制御用ＦＥＴＱ_Dのドレイン，ソー
ス，バッテリＢＴのマイナス電極の経路で、出力電流Ｉ
_OUTが流れる。なお、放電制御用ＦＥＴＱ_Dがオン状態
でのドレイン・ソース間電圧は、バッテリ電圧Ｖ_BTに比
べて十分小さな値となる。

【００１１】放電制御用ＦＥＴＱ_Dがオンのとき、制御
用入力端子Ｔ_C1を介して起動回路１４に供給される起動
制御電圧Ｖ_CTは、ほぼ０Ｖである。このとき、起動回路
１４は、起動用バイアス電流を電圧監視回路１３に供給
しない。電圧監視回路１３は、バッテリ電圧Ｖ_BTが放電
禁止電圧以下になると、放電制御用ＦＥＴＱ_Dをオフに
する制御電圧（ほぼ０Ｖ）を放電制御用ＦＥＴＱ_Dのゲ
ートに供給する。これにより、放電制御用ＦＥＴＱ_Dは
オフ状態となり、バッテリＢＴから前記携帯型装置に対
する出力電流Ｉ_OUTは流れなくなる。このように、バッ
テリ電圧Ｖ_BTが放電禁止電圧以下となった場合は放電を
禁止して、バッテリＢＴを保護する。

【００１２】また、このとき、同時に、電圧監視回路１
３は、電圧監視回路１３自体のバイアス回路をオフする
ように制御する。これにより、電圧監視回路１３は動作
を停止した待機状態となり、バッテリＢＴからの回路電
流をほとんど消費しなくなる。

【００１３】放電制御用ＦＥＴＱ_Dがオフのとき、制御
用入力端子Ｔ_C1はオープンとなる。このときも、起動回
路１４は、起動用バイアス電流を電圧監視回路１３に供
給しない。起動回路１４は、起動用バイアス電流を生成
していないときは、ほとんど回路電流を消費しない。

【００１４】次に、充電器１５をバッテリパック１０の
充電用プラス入力端子Ｔ₁と充電用マイナス入力端子Ｔ
₂間に接続する場合について説明する。先ず、バッテリ
電圧Ｖ_BTが、放電禁止電圧以下である場合を考える。こ
のとき、電圧監視回路１３は、放電制御用ＦＥＴＱ_Dを
オフにするほぼ０Ｖの制御電圧を放電制御用ＦＥＴＱ_D
のゲートに供給しており、放電制御用ＦＥＴＱ_Dはオフ
状態である。一方、電圧監視回路１３は、充電制御用Ｆ
ＥＴＱ_Cをオンにするプラスの制御電圧（ほぼ、電源電
圧Ｖccの電圧）を充電制御用ＦＥＴＱ_Cのゲートに供給
しており、充電制御用ＦＥＴＱ_Cはオン状態である。こ
のとき、電圧監視回路１３は、前記のように監視動作を
停止した待機状態にある。

【００１５】この状態で、充電器１５を、バッテリパッ
ク１０に接続すると、充電器１５のプラス側端子，充電
用プラス入力端子Ｔ₁，バッテリＢＴのプラス電極，バ
ッテリＢＴのマイナス電極，放電制御用ＦＥＴＱ_Dのダ
イオードＤ_D，充電制御用ＦＥＴＱ_Cのドレイン，ソー
ス，充電用マイナス入力端子Ｔ₂，充電器１５のマイナ
ス側端子の経路で、充電電流Ｉ_CHが流れる。

【００１６】このように放電制御用ＦＥＴＱ_Dはオフし
ているが、ドレイン・ソース間の寄生ダイオードＤ_Dを
介して、充電電流Ｉ_CHが流れる。充電電流Ｉ_CHがダイオ
ードＤ_Dに流れることにより、ダイオードＤ_Dには、順
方向電圧Ｖ_FD≒０．６Ｖが発生する。放電制御用ＦＥＴ
Ｑ_Dのソース，即ち、ダイオードＤ_Dのアノードが電池
保護用ＩＣ１２の接地端子に接続されているため、起動
制御電圧Ｖ_CT＝−Ｖ_FDとなる。

【００１７】起動回路１４は、制御用入力端子Ｔ_C1にＶ
_CT＝−Ｖ_FDなる起動制御電圧を供給されると動作状態と
なり、起動用バイアス電流を生成して、電圧監視回路１
３に供給する。電圧監視回路１３は、起動回路１４から
起動用バイアス電流を供給されると、内部のバイアス回
路がオンとなり、待機状態から通常の監視動作状態にな
る。なお、電圧監視回路１３は、起動回路１４により起
動されて一旦動作状態になった後は、起動用バイアス電
流の供給が停止されても、動作状態を維持する。

【００１８】充電中で、バッテリ電圧Ｖ_BTが放電禁止電
圧以下のときは、Ｖ_CT＝−Ｖ_FDであり、起動回路１４は
起動用バイアス電流を生成し続ける。充電中に、バッテ
リ電圧Ｖ_BTが放電禁止電圧を越えた時点で、電圧監視回
路１３は、放電制御用ＦＥＴＱ_Dをオンにするプラスの
制御電圧を放電制御用ＦＥＴＱ_Dのゲートに供給する。
これにより、放電制御用ＦＥＴＱ_Dがオンになり、バッ
テリＢＴの放電禁止状態が解除される。バッテリパック
１０が前記携帯型装置に接続されている場合は、出力電
流Ｉ_OUTが流れる。

【００１９】放電制御用ＦＥＴＱ_Dがオンになった時点
で、ドレイン・ソース間電圧はほぼ０Ｖとなり、起動制
御電圧Ｖ_CTもほぼ０Ｖとなる。これにより、起動回路１
４は、動作停止状態となり、起動用バイアス電流の生成
を停止する。充電中に、更にバッテリ電圧Ｖ_BTが上昇し
て、充電禁止電圧に達した時点で、電圧監視回路１３
は、充電制御用ＦＥＴＱ_Cをオフにする制御電圧（ほぼ
０Ｖ）を充電制御用ＦＥＴＱ_Cのゲートに供給する。こ
れにより、充電制御用ＦＥＴＱ _Cがオフになり、バッテ
リＢＴの充電が禁止された充電禁止状態となる。このよ
うにして、バッテリＢＴの過充電が防止される。

【００２０】図７は、従来の一例の起動回路１４₁の構
成図を示す。起動回路１４₁は、制御電流生成回路２１
₁と起動バイアス生成回路２２とから構成されている。
制御電流生成回路２１₁は、カレントミラー回路を構成
しているＰＮＰ型トランジスタＱ₂₁，Ｑ₂₂、ＮＰＮ型ト
ランジスタＱ₂₃、抵抗Ｒ₂から構成されている。

【００２１】制御用入力端子Ｔ_C1に供給される起動制御
電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖのときは、トランジスタＱ₂₃はオフ
であり、トランジスタＱ₂₁のコレクタには電流が供給さ
れない。このため、トランジスタＱ₂₂はオフとなり、ト
ランジスタＱ₂₂のコレクタ電流，即ち、起動制御電流Ｉ
_T0は０となる。

【００２２】起動バイアス生成回路２２は、起動制御電
流Ｉ_T0が０のときは、電圧監視回路１３に供給する起動
用バイアス電流Ｉ_B0を生成しない。このように、起動制
御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖのときは、起動回路１４₁は、動
作停止状態となり、起動用バイアス電流Ｉ_B0を生成しな
い。

【００２３】前記のように、充電中で、バッテリ電圧Ｖ
_BTが放電禁止電圧以下のときは、Ｖ _CT＝−Ｖ_FD≒−０．
６Ｖである。このとき、トランジスタＱ₂₃はオンとな
り、エミッタから制御用入力端子Ｔ_C1に入力電流Ｉ_CTが
流れる。入力電流Ｉ_CTの値は、抵抗Ｒ₂により適切に設
定される。この入力電流Ｉ_CTとほぼ等しいコレクタ電流
が、トランジスタＱ₂₁のコレクタに供給される。このた
め、トランジスタＱ₂₂はオンとなり、トランジスタＱ₂₂
のコレクタより起動制御電流Ｉ_T0が生成される。トラン
ジスタＱ₂₁，Ｑ₂₂のエミッタ面積比を１対１に設定した
場合、Ｉ_T0≒Ｉ_CTとなる。

【００２４】起動バイアス生成回路２２は、起動制御電
流Ｉ_T0が供給されたときは、電圧監視回路１３に供給す
る起動用バイアス電流Ｉ_B0を生成する。なお、起動バイ
アス生成回路２２は、起動制御電流Ｉ_T0が約１０ｎＡ以
上で、動作状態となる。そこで、トランジスタＱ₂₃のエ
ミッタ電流，即ち、Ｉ_CTが１０ｎＡ以上で、トランジス
タＱ₂₃はオン状態とみなすこととする。実際には、トラ
ンジスタＱ₂₃は、起動制御電圧Ｖ_CTが約０．５Ｖ以上
で、オン状態となる。

【００２５】図８は、従来の一例の起動回路１４₂の構
成図を示す。図８において、図７と同一構成部分には、
同一符号を付し、適宜説明を省略する。起動回路１４₂
は、制御電流生成回路２１₂と起動バイアス生成回路２
２とから構成されている。制御電流生成回路２１₂は、
カレントミラー回路を構成しているＰＮＰ型トランジス
タＱ₂₁，Ｑ₂₂、ＮＰＮ型トランジスタＱ₂₄、抵抗Ｒ₁，
Ｒ₂、ダイオードＤ₂₅，Ｄ₂₆から構成されている。

【００２６】制御用入力端子Ｔ_C1に供給される起動制御
電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖのときは、トランジスタＱ₂₄のベー
ス・エミッタ間とダイオードＤ₂₆の直列回路の電圧は、
約０．６Ｖ（ダイオードＤ₂₅の順方向電圧）であり、充
分なバイアスがかからないため、トランジスタＱ₂₄はオ
フである。このとき、図７の回路と同様に、トランジス
タＱ₂₂のコレクタ電流，即ち、起動制御電流Ｉ_T0は０と
なる。

【００２７】充電中で、Ｖ_CT＝−Ｖ_FD≒−０．６Ｖであ
るときは、トランジスタＱ₂₄はオンとなり、エミッタか
ら制御用入力端子Ｔ_C1に入力電流Ｉ_CTが流れる。このと
き、図７の回路と同様に、トランジスタＱ₂₂はオンとな
り、トランジスタＱ₂₂のコレクタより起動制御電流Ｉ_T0
が生成される。トランジスタＱ₂₁，Ｑ₂₂のエミッタ面積
比を１対１に設定した場合、Ｉ_T0≒Ｉ_CTとなる。

【００２８】図８の回路は、図７の回路に比べて、トラ
ンジスタＱ₂₄がオンとなり、起動回路１４₂が動作状態
となる起動制御電圧Ｖ_CTの値（絶対値）を数十ｍＶ程度
小さくすることができる。図９は、従来の一例の起動回
路１４₃の構成図を示す。図９において、図８と同一構
成部分には、同一符号を付し、適宜説明を省略する。起
動回路１４₃は、図８の回路において、ダイオードＤ₂₆
をショットキーバリアダイオードＤ₂₇に置き換えた構成
である。

【００２９】図９の起動回路１４₃の動作は、起動回路
１４₂と同様である。ショットキーバリアダイオードＤ
₂₇は順方向電圧が約０．２Ｖと小さい。このため、起動
回路１４₃は、起動制御電圧Ｖ_CTが約−０．２Ｖ程度で
動作状態となる。即ち、起動回路１４₃が動作状態とな
る起動制御電圧Ｖ_CTの絶対値を約０．２Ｖ程度に小さく
することができる。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】図６の起動回路１４で
は、起動制御電圧Ｖ_CT＝−Ｖ_F≒−０．６Ｖのときに、
正常に動作状態となり、起動用バイアス電流を生成する
必要がある。図７の起動回路１４₁では、トランジスタ
Ｑ₂₃は、ベース・エミッタ間電圧が約０．５Ｖ以上でオ
ンとなる。このため、起動制御電圧Ｖ_CTが、約−０．５
Ｖ以下でトランジスタＱ₂₃がオンとなり、起動回路１４
₁は動作状態となる。

【００３１】しかし、ダイオードＤ_DのＶ_FDの値とトラ
ンジスタＱ₂₃のベース・エミッタ間電圧の値が近接して
いるため、素子の特性のバラツキや温度変化等によりＶ
_FD、ベース・エミッタ間電圧が変化すると、起動制御電
圧Ｖ_CT＝−Ｖ_FDのときに、トランジスタＱ₂₃が十分オン
状態とならない場合が生じる。これにより、起動回路１
４₁が動作状態にならない問題が生じる。

【００３２】図８の起動回路１４₂では、トランジスタ
Ｑ₂₄は、ベース・エミッタ間電圧が約０．５Ｖ以上でオ
ンとなる。ダイオードＤ₂₆も順方向電圧が約０．５Ｖ以
上でオンとなる。また、ダイオードＤ₂₅の順方向電圧
は、０．５Ｖよりも数十ｍＶ程度大きくなるように設定
することができる。このため、起動制御電圧Ｖ_CTが、約
−（０．５Ｖ−数十ｍＶ）以下でトランジスタＱ₂₄がオ
ンとなり、起動回路１４ ₂は動作状態となる。

【００３３】図８の起動回路１４₂では、図７の起動回
路に比べて、幾分、動作状態となる起動制御電圧Ｖ_CTの
値（絶対値）を小さくすることができる。しかし、やは
り、ダイオードＤ_DのＶ_FDの値と、動作状態となる起動
制御電圧Ｖ_CTの値（絶対値）が近接しているため、素子
の特性のバラツキや温度変化等によりＶ_FD，ベース・エ
ミッタ間電圧，ダイオードＤ₂₅，Ｄ₂₆の順方向電圧が変
化すると、起動制御電圧Ｖ_CT＝−Ｖ_FDのときに、トラン
ジスタＱ₂₄が十分オン状態とならず、起動回路１４₂が
動作状態にならない問題が生じる。

【００３４】図９の起動回路１４₃では、トランジスタ
Ｑ₂₄は、ベース・エミッタ間電圧が約０．５Ｖ以上でオ
ンとなる。ダイオードＤ₂₇は順方向電圧が約０．２Ｖ以
上でオンとなる。また、ダイオードＤ₂₅の順方向電圧
は、約０．５Ｖ程度に設定する。このため、起動制御電
圧Ｖ_CTが、約−０．２Ｖ以下でトランジスタＱ₂₄がオン
となり、起動回路１４₃は動作状態となる。

【００３５】図９の起動回路１４₂では、図７，図８の
起動回路に比べて、動作状態となる起動制御電圧Ｖ_CTの
値（絶対値）を、０．３Ｖ程度小さくすることができ
る。しかし、素子のバラツキが大きく、かつ、温度変化
が大きい場合には、トランジスタＱ₂₄のベース・エミッ
タ間電圧，ダイオードＤ₂₅，Ｄ₂₇の順方向電圧の変化に
より、起動制御電圧Ｖ_CT＝−Ｖ_FDのときに、トランジス
タＱ₂₄が十分オン状態とならず、起動回路１４₃が動作
状態にならない問題が生じる。

【００３６】また、ダイオードＤ₂₇の順方向電圧が約
０．２Ｖと小さいため、素子のバラツキや温度変化によ
り、起動制御電圧Ｖ_CT＝０Ｖのときに、トランジスタＱ
₂₄がオン状態となってしまう可能性もある。本発明は、
上記の点に鑑みてなされたもので、絶対値が基準値以上
の起動制御電圧で確実に動作状態となる電池保護用ＩＣ
の起動回路を提供することを目的とする。

【００３７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、絶対
値が基準値以上の起動制御電圧を供給されたときに、二
次電池の充放電を制御する電池保護用ＩＣを起動させる
ために、起動用バイアス電流を生成する電池保護用ＩＣ
の起動回路において、検出用トランジスタのベース・エ
ミッタ間に前記起動制御電圧に応じた電圧を供給され、
前記検出用トランジスタが導通することにより、前記検
出用トランジスタのコレクタ電流を基にした検出電流を
生成する起動制御電圧検出回路と、前記検出電流を含む
入力電流に比例した起動制御電流を出力する起動制御電
流出力回路と、前記起動制御電流出力回路の入力端子に
前記起動制御電流出力回路の入力電流に比例した電流を
正帰還し、前記起動制御電圧がほぼ０Ｖのときは、前記
正帰還のループゲインが１よりも小さく、前記起動制御
電圧の絶対値が０Ｖよりも大きく前記基準値よりも小さ
い境界値以上のときは、前記正帰還のループゲインが１
よりも大きい電流帰還回路と、前記起動制御電流が規定
値以上の場合に、前記起動制御電流を基に起動用バイア
ス電流を生成する起動バイアス生成回路とを有する構成
とする。

【００３８】請求項２の発明は、請求項１の電池保護用
ＩＣの起動回路において、前記起動制御電圧検出回路
は、ベースとコレクタを共通接続した第７のトランジス
タのベース・エミッタ間順方向電圧によりベースがプラ
スバイアスされ、ベースとコレクタを共通接続した第８
のトランジスタのベース・エミッタ間ダイオードを介し
て、エミッタに負の値の前記起動制御電圧が供給され、
コレクタより検出電流を生成するＮＰＮ型の前記検出用
トランジスタで構成され、前記起動制御電流出力回路
は、ベースとコレクタが共通接続され、エミッタがプラ
ス電源端子に接続され、コレクタが前記検出用トランジ
スタのコレクタに接続されたＰＮＰ型の第１のトランジ
スタと、前記第１のトランジスタとベース及びエミッタ
が共通接続されたＰＮＰ型の出力トランジスタからな
り、前記出力トランジスタのコレクタから前記起動制御
電流を出力する第１のカレントミラー回路で構成され、
前記電流帰還回路は、前記第１のトランジスタと、前記
第１のトランジスタとベース及びエミッタが共通接続さ
れ、エミッタ面積が前記第１のトランジスタの１／Ｎに
設定されたＰＮＰ型の第２のトランジスタからなる第２
のカレントミラー回路と、ベースとコレクタが共通接続
され、コレクタが前記第２のトランジスタのコレクタに
接続され、ベースとコレクタを共通接続した第５のトラ
ンジスタのベース・エミッタ間ダイオードを介してエミ
ッタが接地されたＮＰＮ型の第３のトランジスタと、ベ
ースが前記第３のトランジスタのベースに接続され、ベ
ースとコレクタを共通接続した第６のトランジスタのベ
ース・エミッタ間ダイオードを介してエミッタに前記起
動制御電圧が供給され、コレクタが前記第１のトランジ
スタのコレクタに接続されたＮＰＮ型の第４のトランジ
スタとから構成される。

【００３９】請求項３の発明は、請求項１の電池保護用
ＩＣの起動回路において、前記起動制御電圧検出回路
は、ベースが接地され、エミッタに負の値の前記起動制
御電圧が供給され、コレクタより検出電流を生成するＮ
ＰＮ型の前記検出用トランジスタで構成され、前記起動
制御電流出力回路は、ベースとコレクタが共通接続さ
れ、エミッタがプラス電源端子に接続され、コレクタが
前記検出用トランジスタのコレクタに接続されたＰＮＰ
型の第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと
ベース及びエミッタが共通接続されたＰＮＰ型の出力ト
ランジスタからなり、前記出力トランジスタのコレクタ
から前記起動制御電流を出力する第１のカレントミラー
回路で構成され、前記電流帰還回路は、前記第１のトラ
ンジスタと、前記第１のトランジスタとベース及びエミ
ッタが共通接続され、エミッタ面積が前記第１のトラン
ジスタの１／Ｎに設定されたＰＮＰ型の第２のトランジ
スタからなる第２のカレントミラー回路と、ベースとコ
レクタが共通接続され、コレクタが前記第２のトランジ
スタのコレクタに接続され、エミッタが接地されたＮＰ
Ｎ型の第３のトランジスタと、ベースが前記第３のトラ
ンジスタのベースに接続され、エミッタに前記起動制御
電圧が供給され、コレクタが前記第１のトランジスタの
コレクタに接続されたＮＰＮ型の第４のトランジスタと
から構成される。

【００４０】請求項４の発明は、請求項１の電池保護用
ＩＣの起動回路において、前記起動制御電流出力回路
は、ベースとコレクタが共通接続され、エミッタがプラ
ス電源端子に接続され、前記起動制御電圧が０Ｖのとき
に微小なコレクタ電流が供給されているＰＮＰ型の第１
のトランジスタと、前記第１のトランジスタとベース及
びエミッタが共通接続されたＰＮＰ型の出力トランジス
タからなり、前記出力トランジスタのコレクタから前記
起動制御電流を出力する第１のカレントミラー回路で構
成され、前記起動制御電圧検出回路及び前記電流帰還回
路は共に、前記第１のトランジスタと、前記第１のトラ
ンジスタとベース及びエミッタが共通接続され、エミッ
タ面積が前記第１のトランジスタの１／Ｎに設定された
ＰＮＰ型の第２のトランジスタからなる第２のカレント
ミラー回路と、ベースとコレクタが共通接続され、コレ
クタが前記第２のトランジスタのコレクタに接続され、
エミッタが接地されたＮＰＮ型の第３のトランジスタ
と、ベースが前記第３のトランジスタのベースに接続さ
れ、エミッタに前記起動制御電圧が供給され、コレクタ
が前記第１のトランジスタのコレクタに接続されたＮＰ
Ｎ型の前記検出用トランジスタとから構成される。

【００４１】

【作用】請求項１の発明では、起動制御電圧の絶対値が
基準値より小さい境界値以上であるとき、起動制御電圧
検出回路の検出電流が小さい場合でも、電流帰還回路に
よる正帰還のループゲインが１より大となり、起動制御
電流出力回路に大きな入力電流を供給することができ、
起動制御電流出力回路は起動制御電圧を検出したことを
示す規定値以上の起動制御電流を生成できる。

【００４２】このため、起動制御電圧検出回路の検出用
トランジスタ等の特性のバラツキや温度変化によらず、
絶対値が基準値以上の起動制御電圧を供給された場合
に、確実に、起動用バイアス電流を生成する動作状態と
なることを可能とする。かつ、起動制御電圧がほぼ０Ｖ
の場合は、前記正帰還のループゲインが１より小とな
り、規定値以上の起動制御電流を生成しないため、確実
に、起動用バイアス電流を生成しない動作停止状態とな
る。

【００４３】請求項２〜請求項４の発明では、Ｎを１よ
り大きい適切な値に設定することにより、起動制御電圧
の絶対値が基準値（約０．６Ｖ）より十分小さい境界値
以上のときに電流帰還回路による正帰還のループゲイン
が１より大となり、起動制御電流出力回路は起動制御電
圧を検出したことを示す規定値以上の起動制御電流を生
成でき、かつ、起動制御電圧がほぼ０Ｖのときに前記ル
ープゲインが１より小となり、規定値以上の起動制御電
流を生成しない。

【００４４】このため、起動制御電圧検出回路の検出用
トランジスタ等の特性のバラツキ、温度変化によらず、
絶対値が基準値以上の起動制御電圧を供給された場合
に、確実に、起動用バイアス電流を生成する動作状態と
なることを可能とする。かつ、起動制御電圧がほぼ０Ｖ
の場合は、前記正帰還のループゲインが１より小である
ため、確実に、起動用バイアス電流を生成しない動作停
止状態となる。

【００４５】請求項２の発明では、簡略な構成の電流帰
還回路を設けることで、絶対値が基準値以上の起動制御
電圧を供給された場合に確実に動作状態となることがで
きる起動回路を構成することを可能とする。請求項３と
請求項４の発明では、請求項２の発明よりも電流帰還回
路等の必要な素子数を低減でき、より簡略な構成とする
ことを可能とする。

【００４６】

【実施例】図１は、本発明による起動回路１４Ａを用い
た電池保護用ＩＣ１２Ａを組み込んだバッテリパック１
０Ａの構成図を示す。図１において、図６と同一構成部
分には、同一符号を付し、適宜説明を省略する。

【００４７】バッテリパック１０Ａは、リチウム・イオ
ン電池等のバッテリＢＴ（二次電池）と充放電制御回路
１１Ａから構成されている。充放電制御回路１１Ａは、
電池保護用ＩＣ１２Ａ，充電制御用ＦＥＴＱ_C，放電制
御用ＦＥＴＱ_Dから構成されている。

【００４８】バッテリパック１０Ａは、電池保護用ＩＣ
１２Ａ内の起動回路１４Ａのみが、図６のバッテリパッ
ク１０の起動回路１４と異なる。充放電制御回路１１Ａ
の動作は、図６の充放電制御回路１１同様である。な
お、電池保護用ＩＣ１２Ａは、同一半導体チップ上に、
電圧監視回路１３と起動回路１４Ａが形成されて構成さ
れている。

【００４９】図２は、本発明の第１実施例の起動回路１
４Ａ₁の構成図を示す。起動回路１４Ａ₁は、制御電流
生成回路２１Ａ₁と起動バイアス生成回路２２とから構
成されている。制御電流生成回路２１Ａ₁の起動制御電
圧検出回路は、ＮＰＮ型トランジスタＱ₉（検出用トラ
ンジスタ）、ダイオード接続のトランジスタＱ₇（第７
のトランジスタ）、トランジスタＱ₈（第８のトランジ
スタ）、抵抗Ｒ₁，Ｒ₂から構成されている。

【００５０】制御電流生成回路２１Ａ₁の起動制御電流
出力回路は、エミッタがプラスの電源端子（電源電圧Ｖ
cc）に接続されたＰＮＰ型トランジスタＱ₁（第１のト
ランジスタ）とＰＮＰ型トランジスタＱ₁₀（出力トラン
ジスタ）からなる、カレントミラー回路（第１のカレン
トミラー回路）で構成されている。トランジスタＱ₁と
トランジスタＱ₁₀のエミッタ面積比は、１対１に設定し
てある。

【００５１】制御電流生成回路２１Ａ₁の電流帰還回路
は、トランジスタＱ₁とＰＮＰ型トランジスタＱ₂（第
２のトランジスタ）からなるカレントミラー回路（第２
のカレントミラー回路）と、ＮＰＮ型トランジスタＱ₃
（第３のトランジスタ），トランジスタＱ₅（第５のト
ランジスタ），ＮＰＮ型トランジスタＱ₄（第４のトラ
ンジスタ），トランジスタＱ₆（第６のトランジスタ）
から構成されている。

【００５２】トランジスタＱ₁とトランジスタＱ₂のエ
ミッタ面積比は、１対１／Ｎに設定する。図２の例で
は、Ｎ＝１０として、１対０．１に設定してある。トラ
ンジスタＱ₃とトランジスタＱ₄のエミッタ面積比は、
１対１に設定してある。なお、トランジスタＱ₃〜Ｑ₉
には、同一特性のトランジスタを用いている。

【００５３】抵抗Ｒ₁は、消費電流を少なくするため１
００ＭΩ程度の高抵抗値とする。また、抵抗Ｒ₂は、主
の静電保護を目的として、例えば１００ＫΩ程度の値と
する。次に、起動回路１４Ａ₁の動作について説明す
る。先ず、制御用入力端子Ｔ_C1に供給される起動制御電
圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖのときを考える。

【００５４】起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖのときは、ト
ランジスタＱ₉のリーク電流が無いとした場合は、トラ
ンジスタＱ₉はオフであり、トランジスタＱ₁のコレク
タにはコレクタ電流Ｉ₉（検出電流）が供給されない。
このため、トランジスタＱ₁はオフとなり、トランジス
タＱ₁₀のコレクタ電流，即ち、起動制御電流Ｉ_T0は０と
なる。

【００５５】また、このとき、トランジスタＱ₂はオフ
で、トランジスタＱ₃には、コレクタ電流が流れない。
このため、トランジスタＱ₅，Ｑ₄，Ｑ₆もオフであ
る。起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖのときに、トランジス
タＱ₉のリーク電流等により、トランジスタＱ₉が完全
にオフではなく、わずかに、コレクタ電流Ｉ₉が流れる
場合を考える。

【００５６】この場合、トランジスタＱ₉のコレクタ電
流Ｉ₉がトランジスタＱ₁のコレクタに供給されて、ト
ランジスタＱ₁は、完全にオフの状態からわずかに導通
状態に近づき、コレクタ電流Ｉ₁＝Ｉ₉が流れる。これ
により、トランジスタＱ₂はトランジスタＱ₁と同様
に、完全にオフの状態からわずかに導通状態に近づき、
コレクタ電流Ｉ₂が流れる。エミッタ面積比が１対０．
１であるので、コレクタ電流Ｉ₂は、Ｉ₂＝０．１・Ｉ
₁となる。コレクタ電流Ｉ₂は、ダイオード接続のトラ
ンジスタＱ₃，Ｑ₅を介して、ＧＮＤに流れる。

【００５７】これにより、トランジスタＱ₃のベースと
ＧＮＤ間には、電流Ｉ₂の値に応じた電圧が発生する。
このトランジスタＱ₃のベース電圧が、トランジスタＱ
₄のベースに供給される。トランジスタＱ₆のエミッタ
は、ほぼ０Ｖであるため、トランジスタＱ₄，Ｑ₆のベ
ース・エミッタ間電圧は、トランジスタＱ₃，Ｑ₅のベ
ース・エミッタ間電圧とほぼ同じになる。これにより、
トランジスタＱ₄には、電流Ｉ₂とほぼ等しいコレクタ
電流Ｉ₄が流れる。

【００５８】このコレクタ電流Ｉ₄は、トランジスタＱ
₁の元のコレクタ電流Ｉ₁＝Ｉ₉に加算される。このよ
うに、トランジスタＱ₁のコレクタ，トランジスタＱ₂
のコレクタ，トランジスタＱ₃のコレクタ，トランジス
タＱ₄のコレクタの経路をたどる正帰還ループが形成さ
れる。しかし、この帰還される電流Ｉ₄は、トランジス
タＱ₁の元のコレクタ電流Ｉ ₁の約１／１０の値であ
り、この正帰還ループのループゲインは、１よりも十分
小さい。このため、コレクタ電流Ｉ₁は、正帰還により
増加するものの、正帰還ループが無い場合のトランジス
タＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁より、約１割程度大きな値に
収束する。

【００５９】従って、起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖの場
合は、トランジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁は、トラン
ジスタＱ₉のリーク電流と同程度の値となる。このと
き、トランジスタＱ₁₀のコレクタ電流，即ち、起動制御
電流Ｉ_T0は、トランジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁とほ
ぼ等しい値であり、起動制御電流の規定値に比べて十分
小さな値となる。

【００６０】起動バイアス生成回路２２は、起動制御電
流Ｉ_T0が０又は起動制御電流の規定値（約１０ｎＡ）に
比べて十分小さな値のときは、電圧監視回路１３に供給
する起動用バイアス電流Ｉ_B0を生成しない。このよう
に、起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖのときは、起動回路１
４Ａ₁は、動作停止状態となり、起動用バイアス電流Ｉ
_B0を生成しない。

【００６１】次に、起動制御電圧Ｖ_CTが、負の値である
場合について考える。起動制御電圧Ｖ_CTが０Ｖから−
０．１Ｖ付近まで下がると、トランジスタＱ₉のエミッ
タ電流Ｉ₉が極わずか流れ始める。この場合、トランジ
スタＱ₉のコレクタ電流Ｉ₉がトランジスタＱ₁のコレ
クタに供給されて、トランジスタＱ₁は、完全にオフの
状態からわずかに導通状態に近づき、コレクタ電流Ｉ₁
＝Ｉ₉が流れる。

【００６２】これにより、トランジスタＱ₂はトランジ
スタＱ₁と同様に、完全にオフの状態からわずかに導通
状態に近づき、コレクタ電流Ｉ₂が流れる。コレクタ電
流Ｉ ₂は、Ｉ₂＝０．１・Ｉ₁となる。コレクタ電流Ｉ
₂は、トランジスタＱ₃，Ｑ ₅を介して、ＧＮＤに流れ
る。

【００６３】これにより、トランジスタＱ₃のベースと
ＧＮＤ間には、電流Ｉ₂の値に応じた電圧が発生する。
このトランジスタＱ₃のベース電圧が、トランジスタＱ
₄のベースに供給される。起動制御電圧Ｖ_CT＝−０．１
Ｖのとき、トランジスタＱ₆のエミッタは、ほぼ−０．
１Ｖである。このため、トランジスタＱ₄，Ｑ₆のベー
ス・エミッタ間電圧は、トランジスタＱ₃，Ｑ₅のベー
ス・エミッタ間電圧よりも約０．０５Ｖ程度大きくな
る。これにより、トランジスタＱ₄には、電流Ｉ₂より
大きなコレクタ電流Ｉ₄が流れる。

【００６４】このコレクタ電流Ｉ₄は、トランジスタＱ
₂の元のコレクタ電流Ｉ₁＝Ｉ₉に加算される。このよ
うに、トランジスタＱ₁のコレクタ，トランジスタＱ₂
のコレクタ，トランジスタＱ₃のコレクタ，トランジス
タＱ₄のコレクタの経路をたどる正帰還ループが形成さ
れる。

【００６５】この正帰還ループのループゲインは、起動
制御電圧Ｖ_CTの値により変化する。起動制御電圧Ｖ_CTが
−０．１３Ｖ程度で、Ｉ₄＞１０・Ｉ₂となり、正帰還
ループのループゲインが１より大きくなる。ここで、ル
ープゲインが１となる起動制御電圧Ｖ_CTの絶対値を、境
界値と記す。

【００６６】このように、ループゲインが１より大きく
なると、帰還される電流Ｉ₄の値は、トランジスタＱ₁
の元のコレクタ電流Ｉ₁以上の値となり、コレクタ電流
Ｉ₁は、正帰還により増加して、オン状態と見なせる値
（１０ｎＡ）を越えた値になる。

【００６７】起動制御電圧Ｖ_CTの値が更に低くなり、起
動制御電圧Ｖ_CTの絶対値が、前記ループゲインが１とな
る値（境界値）から更に大きくなると、トランジスタＱ
₉のコレクタ電流Ｉ₉、トランジスタＱ₄のコレクタ電
流は更に増加して、これに伴い、トランジスタＱ₁のコ
レクタ電流Ｉ₁も増加する。起動制御電圧Ｖ_CTが、Ｖ _CT
＝−Ｖ_FD≒−０．６Ｖのときは、トランジスタＱ₁の電
流は、オン状態と見なせる電流（約１０ｎＡ）よりも、
充分大きな値となる。ここで、Ｖ_FDの取りうる最小値を
起動制御電圧Ｖ_CTの基準値とする。

【００６８】従って、充電中で、バッテリ電圧Ｖ_BTが放
電禁止電圧以下であり、起動制御電圧Ｖ_CTが、Ｖ_CT＝−
Ｖ_FD≒−０．６Ｖのとき（Ｖ_CTの絶対値が基準値以上の
とき）は、トランジスタＱ₁は確実にオン状態となる。
このとき、トランジスタＱ₁₀のコレクタより、規定値
（約１０ｎＡ）より十分大きな起動制御電流Ｉ_T0が生成
される。

【００６９】起動バイアス生成回路２２は、トランジス
タＱ₁₀より規定値以上の起動制御電流Ｉ_T0が供給された
ときは、電圧監視回路１３に供給する起動用バイアス電
流Ｉ _B0を生成する。なお、トランジスタＱ₃〜Ｑ₆の部
分は、トランジスタＱ₃，Ｑ₅とトランジスタＱ₄，Ｑ
₆がバランスした構成であり、かつ、同一半導体チップ
上のトランジスタＱ₃〜Ｑ₆は、特性を揃えることがで
きるため、トランジスタＱ₃〜Ｑ₆の部分については、
素子のバラツキと温度変化の影響を生じることがない。

【００７０】また、トランジスタＱ₁とトランジスタＱ
₂のエミッタ面積比を決めるＮの値を適宜設定すること
で、前記帰還ループのループゲインが１以上となるとき
の起動制御電圧Ｖ_CTの値を適切に設定することができ
る。図３は、図２の起動回路１４Ａ₁の、起動制御電圧
Ｖ_CTとトランジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁の関係を示
す図である。なお、コレクタ電流Ｉ₁は、入力電流Ｉ_CT
にほぼ等しくなる。

【００７１】図３において、グラフａ，ｂ，ｃは、夫
々、周囲温度が２５℃，−２５℃，７５℃の場合のグラ
フを示す。また、グラフｄ，ｅ，ｆは、トランジスタＱ
₁，Ｑ ₂，Ｑ₃，Ｑ₄の帰還ループがない場合におけ
る、夫々、周囲温度が２５℃，−２５℃，７５℃の場合
のグラフを示す。

【００７２】図３のグラフａ，ｂ，ｃに示すように、制
御電圧Ｖ_CT＝０Ｖのときは、トランジスタＱ₁のコレク
タ電流は、リーク電流程度の極小さな値となっている。
これにより、コレクタ電流Ｉ₁とほぼ等しい起動制御電
流Ｉ_T0も、規定値（約１０ｎＡ）に比べて極小さな値と
なる。

【００７３】従って、起動制御電圧Ｖ_CT＝０Ｖのときに
は、起動回路１４Ａ₁は、確実に動作停止状態となり、
起動用バイアス電流Ｉ_B0を生成しない。起動制御電圧Ｖ
_CTが約−０．１Ｖから−０．２Ｖ程度まで、急激にコレ
クタ電流Ｉ₁が増加する。起動制御電圧Ｖ_CTが約−０．
１３Ｖ程度で、前記のように、正帰還ループのループゲ
インが１より大きくなり、コレクタ電流Ｉ₁は、トラン
ジスタＱ₁がオン状態と見なせる１０ｎＡ以上となる。
このとき、起動制御電流Ｉ_T0も規定値の１０ｎＡ以上と
なる。

【００７４】起動制御電圧Ｖ_CTが約−０．２Ｖより更に
低下するのに連れて、コレクタ電流Ｉ₁は、緩やかに増
加する。起動制御電圧Ｖ_CTが−Ｖ_FDに近い約−０．５Ｖ
では、コレクタ電流Ｉ₁は、２μＡ以上となり、オン状
態と見なせる電流値１０ｎＡに対して充分余裕のある大
きな値となる。

【００７５】グラフａ，ｂ，ｃに示すように、起動制御
電圧Ｖ_CTとコレクタ電流Ｉ₁の関係は、−２５℃〜７５
℃の間での温度変化によらず、ほぼ近い特性を示してい
る。図２の起動回路１４Ａ₁において、トランジスタＱ
₁，Ｑ₂，Ｑ₃，Ｑ₄の帰還ループが無い場合は、図８
の従来の起動回路１４₂と等価である。この場合、図３
のグラフｄ，ｅ，ｆに示すように、常温の２５℃では、
起動制御電圧Ｖ_CT＝−０．４７Ｖ付近で、トランジスタ
Ｑ₁のコレクタ電流Ｉ₁が１０ｎＡとなり、トランジス
タＱ₁がオン状態となり、起動回路１４Ａ₁は動作状態
となる。

【００７６】しかし、周囲温度が−２５℃の場合は、起
動制御電圧Ｖ_CT＝−０．５Ｖでも、コレクタ電流Ｉ₁は
約１ｎＡしかなく、トランジスタＱ₁はオン状態となら
ず、起動回路１４Ａ₁は動作状態とならない。従って、
従来の起動回路１４₂では、周囲温度の変化や素子のバ
ラツキにより、起動制御電圧Ｖ_CT＝−Ｖ_FDが印加されて
も、動作状態とならない問題が生じる。

【００７７】これに対して、トランジスタＱ₁，Ｑ₂，
Ｑ₃，Ｑ₄の帰還ループがある場合の起動回路１４Ａ₁
では、−２５℃〜７５℃の間での温度変化によらず、Ｖ
_FDに比べて絶対値が十分小さな起動制御電圧Ｖ_CT（約−
０．１３Ｖ）で、帰還ループのループゲインが１より大
となり、規定値以上の起動制御電流Ｉ_T0を生成する動作
状態となる。従って、起動回路１４Ａ₁では、ダイオー
ドＤ_DとトランジスタＱ₉等の素子の特性のバラツキや
温度変化に影響されず、起動制御電圧Ｖ_CT＝−Ｖ_FDが印
加された状態では、確実に動作状態となり、起動用バイ
アス電流Ｉ_B0を生成することができる。かつ、前記のよ
うに、起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖの場合は、帰還ルー
プのループゲインが１より小となり、規定値より十分小
さな起動制御電流Ｉ_T0しか生成せず、確実に、動作停止
状態となることができる。

【００７８】図４は、本発明の第２実施例の起動回路１
４Ａ₂の構成図を示す。図４において、図２と同一構成
部分には、同一符号を付し、適宜説明を省略する。起動
回路１４Ａ₂は、制御電流生成回路２１Ａ₂と起動バイ
アス生成回路２２とから構成されている。

【００７９】制御電流生成回路２１Ａ₂の起動制御電圧
検出回路は、ＮＰＮ型トランジスタＱ₁₇（検出用トラン
ジスタ）と抵抗Ｒ₂から構成されている。制御電流生成
回路２１Ａ₂の起動制御電流出力回路は、トランジスタ
Ｑ₁（第１のトランジスタ）とトランジスタＱ₁₀（出力
トランジスタ）からなる、カレントミラー回路（第１の
カレントミラー回路）で構成されている。トランジスタ
Ｑ ₁とトランジスタＱ₁₀のエミッタ面積比は、１対１に
設定してある。

【００８０】制御電流生成回路２１Ａ₂の電流帰還回路
は、トランジスタＱ₁とトランジスタＱ₂（第２のトラ
ンジスタ）からなるカレントミラー回路（第２のカレン
トミラー回路）と、ＮＰＮ型トランジスタＱ₁₃（第３の
トランジスタ），ＮＰＮ型トランジスタＱ₁₄（第４のト
ランジスタ）から構成されている。

【００８１】トランジスタＱ₁とトランジスタＱ₂のエ
ミッタ面積比は、１対１／Ｎに設定する。図４の例で
は、Ｎ＝１０として、１対０．１に設定してある。トラ
ンジスタＱ₁₃とトランジスタＱ₁₄のエミッタ面積比は、
１対１に設定してある。なお、トランジスタＱ₁₃，Ｑ₁₄
には、同一特性のトランジスタを用いている。

【００８２】第１実施例の起動回路１４Ａ₁と同様に、
トランジスタＱ₁のコレクタ，トランジスタＱ₂のコレ
クタ，トランジスタＱ₁₃のコレクタ，トランジスタＱ₁₄
のコレクタの経路をたどる正帰還ループが形成される。
これにより、トランジスタＱ ₁のコレクタ電流Ｉ₁は、
トランジスタＱ₁₇のコレクタ電流Ｉ₁₇にトランジスタＱ
₁₄のコレクタ電流Ｉ₁₄が加算された値となる。

【００８３】起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖの場合は、起
動回路１４Ａ₁と同様に、この帰還ループのループゲイ
ンは、０．１程度で、１より十分小さい。このため、ト
ランジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁は、トランジスタＱ
₁₇のリーク電流と同程度の値となる。このとき、トラン
ジスタＱ₁₀のコレクタ電流，即ち、起動制御電流Ｉ
_T0は、トランジスタＱ₂のコレクタ電流Ｉ₂とほぼ等し
い値であり、規定値（約１０ｎＡ）に比べて十分小さな
値となる。

【００８４】起動バイアス生成回路２２は、起動制御電
流Ｉ_T0が０又は規定値未満の十分小さな値のときは、電
圧監視回路１３に供給する起動用バイアス電流Ｉ_B0を生
成しない。このように、起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖの
ときは、起動回路１４Ａ₂は、動作停止状態となり、起
動用バイアス電流Ｉ_B0を生成しない。

【００８５】次に、起動制御電圧Ｖ_CTが、負の値である
場合について考える。起動制御電圧Ｖ_CTが０Ｖから−
０．１Ｖ付近まで低下すると、トランジスタＱ₁₇のコレ
クタ電流Ｉ₇が極わずか流れ始め、トランジスタＱ₁，
Ｑ₂，Ｑ₁₃，Ｑ₁₄の正帰還ループにより、トランジスタ
Ｑ₁₄のコレクタ電流Ｉ₁₄もわずかに流れる。

【００８６】起動制御回路１４Ａ₁と同様に、起動制御
電圧Ｖ_CTが−０．１３Ｖ程度で、Ｉ ₁₄＞１０・Ｉ₂とな
り、前記正帰還ループのループゲインが１より大きくな
る。このように、ループゲインが１より大きくなると、
トランジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁は、正帰還により
増加して、トランジスタＱ₁がオン状態と見なせる値
（１０ｎＡ）を越えた値になる。

【００８７】起動制御電圧Ｖ_CTの絶対値が、ループゲイ
ンが１となる値（境界値）から更に大きくなると、トラ
ンジスタＱ₁₇のコレクタ電流Ｉ₁₇、トランジスタＱ₁₄の
コレクタ電流Ｉ₁₄は更に増加して、これに伴い、トラン
ジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ ₁も増加する。起動制御電
圧Ｖ_CTが、Ｖ_CT＝−Ｖ_FD≒−０．６Ｖのときは、トラン
ジスタＱ₁の電流は、オン状態と見なせる電流（約１０
ｎＡ）よりも、充分大きな値となる。

【００８８】従って、充電中で、バッテリ電圧Ｖ_BTが放
電禁止電圧以下であり、起動制御電圧Ｖ_CTが、Ｖ_CT＝−
Ｖ_FD≒−０．６Ｖのとき（Ｖ_CTの絶対値が基準値以上の
とき）は、トランジスタＱ₁は確実にオン状態となる。
このとき、トランジスタＱ₁₀のコレクタより、規定値よ
り十分大きな起動制御電流Ｉ_T0が生成される。

【００８９】起動バイアス生成回路２２は、トランジス
タＱ₁₀より規定値以上の起動制御電流Ｉ_T0が供給された
ときは、電圧監視回路１３に供給する起動用バイアス電
流Ｉ _B0を生成する。起動回路１４Ａ₂における、起動制
御電圧Ｖ_CTとトランジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁の関
係は、起動回路１４Ａ₁における図３のグラフａ，ｂ，
ｃとほぼ同様となる。

【００９０】第１実施例と同様に、第２実施例の起動回
路１４Ａ₂では、−２５℃〜７５℃の間での温度変化に
よらず、Ｖ_FDに比べて絶対値が十分小さな起動制御電圧
Ｖ_CT（約−０．１３Ｖ）で、帰還ループのループゲイン
が１より大となり、規定値以上の起動制御電流Ｉ_T0を生
成する動作状態となる。従って、起動回路１４Ａ₂で
は、ダイオードＤ_DとトランジスタＱ₁₇等の素子の特性
のバラツキや温度変化に影響されず、起動制御電圧Ｖ_CT
＝−Ｖ_FDが印加された状態では、確実に動作状態とな
り、起動用バイアス電流Ｉ_B0を生成することができる。
かつ、前記のように、起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖの場
合は、帰還ループのループゲインが１より小となり、規
定値より十分小さな起動制御電流Ｉ_T0しか生成せず、確
実に、動作停止状態となることができる。

【００９１】また、第２実施例の起動回路１４Ａ₂は、
第１実施例の起動回路１４Ａ₁に比べて、トランジスタ
の数を減らすことができ、回路構成を簡略化できる。図
５は、本発明の第３実施例の起動回路１４Ａ₃の構成図
を示す。図５において、図２と同一構成部分には、同一
符号を付し、適宜説明を省略する。

【００９２】起動回路１４Ａ₃は、制御電流生成回路２
１Ａ₃と起動バイアス生成回路２２とから構成されてい
る。制御電流生成回路２１Ａ₃の起動制御電流出力回路
は、トランジスタＱ₁（第１のトランジスタ）とトラン
ジスタＱ₁₀（出力トランジスタ）からなる、カレントミ
ラー回路（第１のカレントミラー回路）で構成されてい
る。

【００９３】制御電流生成回路２１Ａ₂の電流帰還回路
及び起動制御電圧検出回路は、共に、トランジスタＱ₁
とトランジスタＱ₂（第２のトランジスタ）からなるカ
レントミラー回路（第２のカレントミラー回路）と、Ｎ
ＰＮ型トランジスタＱ₁₃（第３のトランジスタ），ＮＰ
Ｎ型トランジスタＱ₁₈（検出用トランジスタ）から構成
されている。

【００９４】トランジスタＱ₁とトランジスタＱ₂のエ
ミッタ面積比は、１対１／Ｎに設定する。図５の例で
は、Ｎ＝１０として、１対０．１に設定してある。トラ
ンジスタＱ₁₃とトランジスタＱ₁₈のエミッタ面積比は、
１対１に設定してある。なお、トランジスタＱ₁₃，Ｑ₁₈
には、同一特性のトランジスタを用いている。

【００９５】ＮＰＮ型トランジスタＱ₁₉は、起動制御電
圧Ｖ_CT＝０Ｖ時に、リーク電流としての微小なコレクタ
電流Ｉ₁₉をトランジスタＱ₁に流すために設けられてい
る。トランジスタＱ₁₉のベースは未使用のオープン状態
である。第３実施例の起動回路１４Ａ₃では、トランジ
スタＱ₁のコレクタ，トランジスタＱ₂のコレクタ，ト
ランジスタＱ₁₃のコレクタ，トランジスタＱ₁₈のコレク
タの経路をたどる正帰還ループが形成される。これによ
り、トランジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁は、トランジ
スタＱ₁₉のコレクタ電流Ｉ₁₉にトランジスタＱ₁₈のコレ
クタ電流Ｉ₁₈が加算された値となる。

【００９６】起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖの場合は、ト
ランジスタＱ₁₈のエミッタがほぼ０Ｖであり、起動回路
１４Ａ₂と同様に、この帰還ループのループゲインは、
０．１程度で、１より十分小さい。このため、トランジ
スタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁は、トランジスタＱ₁₉のリ
ーク電流Ｉ₁₉と同程度の値となる。このとき、トランジ
スタＱ₁₀のコレクタ電流，即ち、起動制御電流Ｉ_T0は、
トランジスタＱ₂のコレクタ電流Ｉ₂とほぼ等しい値で
あり、規定値に比べて十分小さな値となる。

【００９７】起動制御電流Ｉ_T0が規定値（約１０ｎＡ）
に比べて十分小さな値であるため、起動バイアス生成回
路２２は、電圧監視回路１３に供給する起動用バイアス
電流Ｉ_B0を生成しない。このように、起動制御電圧Ｖ_CT
がほぼ０Ｖのときは、起動回路１４Ａ₃は、動作停止状
態となり、起動用バイアス電流Ｉ_B0を生成しない。

【００９８】次に、起動制御電圧Ｖ_CTが、負の値である
場合について考える。起動制御電圧Ｖ_CTが０Ｖより−
０．１Ｖ付近まで低下すると、トランジスタＱ₁₈のコレ
クタ電流Ｉ₁₈が増加し始め、起動制御回路１４Ａ₂と同
様に、起動制御電圧Ｖ_CTが−０．１３Ｖ程度で、Ｉ₁₈＞
１０・Ｉ₂となり、前記正帰還ループのループゲインが
１より大きくなる。

【００９９】このように、ループゲインが１より大きく
なると、トランジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁は、正帰
還により増加して、トランジスタＱ₁がオン状態と見な
せる値（１０ｎＡ）を越えた値になる。起動電圧Ｖ_CTの
絶対値が、ループゲインが１となる値（境界値）から更
に大きくなると、トランジスタＱ₁₈のコレクタ電流Ｉ₁₈
は更に増加して、これに伴い、トランジスタＱ₁のコレ
クタ電流Ｉ₁も増加する。起動制御電圧Ｖ_CTが、Ｖ_CT＝
−Ｖ_FD≒−０．６Ｖのときは、トランジスタＱ₁のコレ
クタ電流Ｉ₁は、オン状態と見なせる電流，約１０ｎＡ
よりも、充分大きな値となる。

【０１００】従って、充電中で、バッテリ電圧Ｖ_BTが放
電禁止電圧以下であり、起動制御電圧Ｖ_CTが、Ｖ_CT＝−
Ｖ_FD≒−０．６Ｖのとき（Ｖ_CTの絶対値が基準値以上の
とき）は、トランジスタＱ₁は確実にオン状態となる。
このとき、トランジスタＱ₁₀のコレクタより、規定値よ
り十分大きな起動制御電流Ｉ_T0が生成される。

【０１０１】起動バイアス生成回路２２は、トランジス
タＱ₁₀より規定値以上の起動制御電流Ｉ_T0が供給された
ときは、電圧監視回路１３に供給する起動用バイアス電
流Ｉ _B0を生成する。起動回路１４Ａ₃における、起動制
御電圧Ｖ_CTとトランジスタＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁の関
係は、起動回路１４Ａ₁における図３のグラフａ，ｂ，
ｃとほぼ同様となる。

【０１０２】第１実施例と同様に、第２実施例の起動回
路１４Ａ₂では、−２５℃〜７５℃の間での温度変化に
よらず、Ｖ_FDに比べて絶対値が十分小さな起動制御電圧
Ｖ_CT（約−０．１３Ｖ）で、規定値以上の起動制御電流
Ｉ_T0を生成する動作状態となる。従って、起動回路１４
Ａ₃では、ダイオードＤ_DとトランジスタＱ₁₈等の素子
の特性のバラツキや温度変化に影響されず、起動制御電
圧Ｖ_CT＝−Ｖ_FDが印加された状態では、確実に動作状態
となり、起動用バイアス電流Ｉ_B0を生成することができ
る。かつ、前記のように、起動制御電圧Ｖ_CTがほぼ０Ｖ
の場合は、規定値より十分小さな起動制御電流Ｉ_T0しか
生成せず、確実に、動作停止状態となることができる。

【０１０３】また、第３実施例の起動回路１４Ａ₃は、
第１実施例の起動回路１４Ａ₁に比べて、トランジスタ
の数を減らすことができ、回路構成を簡略化できる。な
お、トランジスタＱ₁₉の代わりに、高抵抗を設けて、こ
の抵抗に前記のリーク電流Ｉ₁₉と同程度の電流を流す構
成としてもよい。

【０１０４】

【発明の効果】上述の如く、請求項１の発明によれば、
起動制御電圧の絶対値が基準値より小さい境界値以上で
あるとき、電流帰還回路による正帰還のループゲインが
１より大となり、起動制御電圧を検出したことを示す規
定値以上の起動制御電流を生成でき、かつ、起動制御電
圧がほぼ０Ｖの場合は、前記正帰還のループゲインが１
より小となり規定値以上の起動制御電流を生成しない。
このため、起動制御電圧検出回路の検出用トランジスタ
等の特性のバラツキや温度変化によらず、絶対値が基準
値以上の起動制御電圧を供給された場合に、確実に、起
動用バイアス電流を生成する動作状態となることがで
き、かつ、起動制御電圧がほぼ０Ｖの場合は、確実に、
起動用バイアス電流を生成しない動作停止状態となるこ
とができる。

【０１０５】請求項２〜請求項４の発明によれば、起動
制御電圧の絶対値が基準値（約０．６Ｖ）より十分小さ
い境界値以上のときに電流帰還回路による正帰還のルー
プゲインが１より大となり、起動制御電圧を検出したこ
とを示す規定値以上の起動制御電流を生成でき、かつ、
起動制御電圧がほぼ０Ｖのときに前記ループゲインが１
より小となり、規定値以上の起動制御電流を生成しな
い。このため、起動制御電圧検出回路の検出用トランジ
スタ等の特性のバラツキ、温度変化によらず、絶対値が
基準値以上の起動制御電圧を供給された場合に、確実
に、起動用バイアス電流を生成する動作状態となること
ができ、かつ、起動制御電圧がほぼ０Ｖの場合は、確実
に、起動用バイアス電流を生成しない動作停止状態とな
ることができる。

【０１０６】請求項２の発明によれば、簡略な構成の電
流帰還回路を設けることで、絶対値が基準値以上の起動
制御電圧を供給された場合に確実に動作状態となること
ができる起動回路を構成することができる。請求項３と
請求項４の発明によれば、請求項２の発明よりも電流帰
還回路等の必要な素子数を低減でき、より簡略な構成と
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明による起動回路を用いた電池保護用ＩＣを
組み込んだバッテリパックの構成図である。

【図２】本発明の第１実施例の起動回路の構成図であ
る。

【図３】図２の起動回路の、起動制御電圧とトランジス
タＱ₁のコレクタ電流Ｉ₁の関係を示す図である。

【図４】本発明の第２実施例の起動回路の構成図であ
る。

【図５】本発明の第３実施例の起動回路の構成図であ
る。

【図６】従来の起動回路を用いた電池保護用ＩＣを組み
込んだバッテリパックの構成図である。

【図７】従来の一例の起動回路の構成図である。

【図８】従来の他の一例の起動回路の構成図である。

【図９】従来の他の一例の起動回路の構成図である。

【符号の説明】

１０Ａバッテリパック１１Ａ充放電制御回路１２Ａ電池保護用ＩＣ１３電圧監視回路１４Ａ（１４Ａ₁〜１４Ａ₃）起動回路１５充電器２１Ａ₁〜２１Ａ₃ 制御電流生成回路２２起動バイアス生成回路ＢＴバッテリＱ_D 放電制御用ＦＥＴＱ_C 充電制御用ＦＥＴＤ_C，Ｄ_D 寄生ダイオードＶ_CT 起動制御電圧Ｉ_B0 起動用バイアス電流Ｉ_T0 起動制御電流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】絶対値が基準値以上の起動制御電圧を供
給されたときに、二次電池の充放電を制御する電池保護
用ＩＣを起動させるために、起動用バイアス電流を生成
する電池保護用ＩＣの起動回路において、検出用トランジスタのベース・エミッタ間に前記起動制
御電圧に応じた電圧を供給され、前記検出用トランジス
タが導通することにより、前記検出用トランジスタのコ
レクタ電流を基にした検出電流を生成する起動制御電圧
検出回路と、前記検出電流を含む入力電流に比例した起動制御電流を
出力する起動制御電流出力回路と、前記起動制御電流出力回路の入力端子に前記起動制御電
流出力回路の入力電流に比例した電流を正帰還し、前記
起動制御電圧がほぼ０Ｖのときは、前記正帰還のループ
ゲインが１よりも小さく、前記起動制御電圧の絶対値が
０Ｖよりも大きく前記基準値よりも小さい境界値以上の
ときは、前記正帰還のループゲインが１よりも大きい電
流帰還回路と、前記起動制御電流が規定値以上の場合に、前記起動制御
電流を基に起動用バイアス電流を生成する起動バイアス
生成回路とを有することを特徴とする電池保護用ＩＣの
起動回路。
【請求項２】前記起動制御電圧検出回路は、ベースとコレクタを共通接続した第７のトランジスタの
ベース・エミッタ間順方向電圧によりベースがプラスバ
イアスされ、ベースとコレクタを共通接続した第８のト
ランジスタのベース・エミッタ間ダイオードを介して、
エミッタに負の値の前記起動制御電圧が供給され、コレ
クタより検出電流を生成するＮＰＮ型の前記検出用トラ
ンジスタで構成され、前記起動制御電流出力回路は、ベースとコレクタが共通接続され、エミッタがプラス電
源端子に接続され、コレクタが前記検出用トランジスタ
のコレクタに接続されたＰＮＰ型の第１のトランジスタ
と、前記第１のトランジスタとベース及びエミッタが共
通接続されたＰＮＰ型の出力トランジスタからなり、前
記出力トランジスタのコレクタから前記起動制御電流を
出力する第１のカレントミラー回路で構成され、前記電流帰還回路は、前記第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと
ベース及びエミッタが共通接続され、エミッタ面積が前
記第１のトランジスタの１／Ｎに設定されたＰＮＰ型の
第２のトランジスタからなる第２のカレントミラー回路
と、ベースとコレクタが共通接続され、コレクタが前記第２
のトランジスタのコレクタに接続され、ベースとコレク
タを共通接続した第５のトランジスタのベース・エミッ
タ間ダイオードを介してエミッタが接地されたＮＰＮ型
の第３のトランジスタと、ベースが前記第３のトランジスタのベースに接続され、
ベースとコレクタを共通接続した第６のトランジスタの
ベース・エミッタ間ダイオードを介してエミッタに前記
起動制御電圧が供給され、コレクタが前記第１のトラン
ジスタのコレクタに接続されたＮＰＮ型の第４のトラン
ジスタとから構成されたことを特徴とする請求項１記載
の電池保護用ＩＣの起動回路
【請求項３】前記起動制御電圧検出回路は、ベースが接地され、エミッタに負の値の前記起動制御電
圧が供給され、コレクタより検出電流を生成するＮＰＮ
型の前記検出用トランジスタで構成され、前記起動制御電流出力回路は、ベースとコレクタが共通接続され、エミッタがプラス電
源端子に接続され、コレクタが前記検出用トランジスタ
のコレクタに接続されたＰＮＰ型の第１のトランジスタ
と、前記第１のトランジスタとベース及びエミッタが共
通接続されたＰＮＰ型の出力トランジスタからなり、前
記出力トランジスタのコレクタから前記起動制御電流を
出力する第１のカレントミラー回路で構成され、前記電流帰還回路は、前記第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと
ベース及びエミッタが共通接続され、エミッタ面積が前
記第１のトランジスタの１／Ｎに設定されたＰＮＰ型の
第２のトランジスタからなる第２のカレントミラー回路
と、ベースとコレクタが共通接続され、コレクタが前記第２
のトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが接地
されたＮＰＮ型の第３のトランジスタと、ベースが前記第３のトランジスタのベースに接続され、
エミッタに前記起動制御電圧が供給され、コレクタが前
記第１のトランジスタのコレクタに接続されたＮＰＮ型
の第４のトランジスタとから構成されたことを特徴とす
る請求項１記載の電池保護用ＩＣの起動回路
【請求項４】前記起動制御電流出力回路は、ベースとコレクタが共通接続され、エミッタがプラス電
源端子に接続され、前記起動制御電圧が０Ｖのときに微
小なコレクタ電流が供給されているＰＮＰ型の第１のト
ランジスタと、前記第１のトランジスタとベース及びエ
ミッタが共通接続されたＰＮＰ型の出力トランジスタか
らなり、前記出力トランジスタのコレクタから前記起動
制御電流を出力する第１のカレントミラー回路で構成さ
れ、前記起動制御電圧検出回路及び前記電流帰還回路は共
に、前記第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタと
ベース及びエミッタが共通接続され、エミッタ面積が前
記第１のトランジスタの１／Ｎに設定されたＰＮＰ型の
第２のトランジスタからなる第２のカレントミラー回路
と、ベースとコレクタが共通接続され、コレクタが前記第２
のトランジスタのコレクタに接続され、エミッタが接地
されたＮＰＮ型の第３のトランジスタと、ベースが前記第３のトランジスタのベースに接続され、
エミッタに前記起動制御電圧が供給され、コレクタが前
記第１のトランジスタのコレクタに接続されたＮＰＮ型
の前記検出用トランジスタとから構成されたことを特徴
とする請求項１記載の電池保護用ＩＣの起動回路