JP3567512B2 - バッテリー保護回路 - Google Patents
バッテリー保護回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3567512B2 JP3567512B2 JP32786994A JP32786994A JP3567512B2 JP 3567512 B2 JP3567512 B2 JP 3567512B2 JP 32786994 A JP32786994 A JP 32786994A JP 32786994 A JP32786994 A JP 32786994A JP 3567512 B2 JP3567512 B2 JP 3567512B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- electronic switch
- current
- battery cell
- protection circuit
- 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
Images
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
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/46—Accumulators structurally combined with charging apparatus
-
- 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
- H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/10—Temperature sensitive devices
- H01M2200/106—PTC
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、バッテリーパックに内蔵、または充電器若しくはバッテリーで駆動される機器等に内蔵、あるいはバッテリーパックと機器との間に設けられるアダプターに内蔵されるバッテリー保護回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えばバッテリーパックは、放置されても自己放電の量は僅かであり、通常の室温環境では1年程度放置されても過放電領域になることはない。ところがビデオカメラ等に接続された状態で放置されると、ビデオカメラのスイッチが切られていても2〜20mA程度の暗電流が流れるものがある。このため1〜6ヵ月程度で過放電領域に達し、最悪の場合には普通の充電器では回復できないような状態になってしまう恐れがある。
【0003】
そこでこのようなバッテリーパックにはバッテリー保護回路を内蔵し、過充電や過放電の保護が行われるようにされる。すなわちこのバッテリー保護回路においては、負荷または充電器が接続される正負の接続端子の一方とバッテリーセルとの間に直列に電子スイッチが形成され、過充電時や過放電時にはこの電子スイッチを用いて保護動作が行われる。
【0004】
ところでこのような回路において、接続端子に負荷が接続された放電時と、充電器が接続された充電時とでは、回路に流れる電流の方向が逆方向になる。このため上述の電子スイッチには、電流を双方向に流すことのできるFETを用いるか、それぞれの方向のトランジスタを並列に設けて、放電時と充電時の電流を流すようにしていた。
【0005】
またこの回路において、過充電を防止するためにはバッテリーセルの温度を検出して回路を開閉する感温スイッチ等が用いられていた。さらに充放電の検出には、出力に影響を与えない程度の低抵抗が電源に直列に挿入される。そしてこの充放電を検出する検出器には、ここでの消費によって放電が進んでしまうことが無いように、電力消費の少ないC−MOS回路等が用いられていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の回路において、FETや感温スイッチ、低抵抗、C−MOS回路等は、いずれも比較的高価な回路素子である。またトランジスタを並列に設けてそれぞれを所定の条件で駆動するためには、背後に複雑な回路構成が必要になる。このためこのような保護回路を設けることによって、バッテリーパックのコストの上昇等を招くものであった。
【0007】
さらに、過充電の防止のために感温スイッチ等の温度検出回路を用いていた場合には、接続端子間のチェーンショートのような異常負荷の状態になったときに検出回路がチャタリングを起こし、これによって発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがあった。
【0008】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の回路ではコストの上昇等を招くものであり、また発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがあったというものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明による第1の手段は、負荷または充電器が接続される正負の接続端子1、2とバッテリーセル3とを有し、これらの接続端子の一方とバッテリーセルとの間に直列に電子スイッチ(トランジスタ4)が形成されて成り、上記バッテリーセル3の規定端子電圧を検出する検出手段(電圧検出回路5)が設けられ、上記検出手段5で上記バッテリーセル3の端子電圧が規定値以上であることを検出した時は、上記検出手段5を通じて上記電子スイッチ4に微小電流を流すことにより、上記負荷接続時または充電器接続時の上記電子スイッチ4の一方の端子電圧を変化させ、この端子電圧の変化により上記電子スイッチ4の制御電圧を増加して、上記バッテリーセル3から負荷への電流の供給、または上記充電器からバッテリーセル3への充電電流の供給が行われるように成すと共に、上記検出手段5で上記バッテリーセル3の端子電圧が規定値以下であることを検出した時は、上記電子スイッチ4へのバイアス電流の供給を遮断することによって、上記正負の接続端子1、2の一方と上記バッテリーセル3との接続を断つように成したことを特徴とするバッテリー保護回路である。
【0010】
本発明による第2の手段は、上記電子スイッチ4の上記負荷接続時の電流方向と、上記充電器接続時の電流方向とが逆方向である第1の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0011】
本発明による第3の手段は、上記電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧であることを検出して上記電子スイッチ4に正方向の動作電流を流すように上記バイアス電流に制御電流を重畳する放電制御手段(コンパレータ9)と、上記電子スイッチ4の一方の端子電圧が負電圧であることを検出して上記電子スイッチに負方向の動作電流を流すように上記バイアス電流に制御電流を重畳する充電制御手段(コンパレータ10)とを有する第1の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0012】
本発明による第4の手段は、上記正負の接続端子1、2に充電器が接続され且つ充電が停止されている時に、上記電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧であることを検出して上記充電制御手段(コンパレータ10)を非動作にする手段(抵抗器14)を設けた第3の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0013】
本発明による第5の手段は、上記電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧で所定値以上の電圧を検出する高電圧検出手段(トランジスタ17、抵抗器18、19)を有し、上記高電圧検出手段で所定値以上の電圧を検出した時は上記放電制御手段(コンパレータ9)の出力を遮断するようにした第3の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0014】
本発明による第6の手段は、上記放電制御手段(コンパレータ9)及び充電制御手段(コンパレータ10)の電源が上記規定端子電圧検出手段(電圧検出回路5)を通じて供給されるようにした第3、4または5の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0015】
本発明による第7の手段は、上記電子スイッチ4に上記バイアス電流を供給する供給路に直列に温度検出手段(PTC8)が接続され、上記温度検出手段の検出温度に応じて上記電子スイッチ4の電流を所定値に制御するようにした第1、2または3の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0016】
本発明による第8の手段は、第1〜7のいずれかの手段記載のバッテリー保護回路において、上記バッテリーセル3は別体として、上記正負の接続端子1、2とは異なる接続端子21、22を介して接続され、上記バッテリーセル3と上記負荷との間にアダプターとして設けられるようにしたバッテリー保護回路である。
【0017】
本発明による第9の手段は、第1〜8のいずれかの手段記載のバッテリー保護回路において、上記検出手段(電圧検出回路5)で検出される電圧に応じた表示を行う表示手段(発光ダイオード20)が設けられたことを特徴とするバッテリー保護回路である。
【0018】
【作用】
これによれば、バッテリーセルの端子電圧が規定値以上であることを検出した時は、検出手段を通じて電子スイッチに微小電流を流すことにより、負荷接続時または充電器接続時の電子スイッチの一方の端子電圧を変化させ、この端子電圧の変化により電子スイッチの制御電圧を増加して、バッテリーセルから負荷への電流の供給、または充電器からバッテリーセルへの充電電流の供給が行われるように成すと共に、バッテリーセルの端子電圧が規定値以下であることを検出した時は、電子スイッチへのバイアス電流の供給を遮断することによって、正負の接続端子の一方とバッテリーセルとの接続を断つように成したことによって、過充電や過放電の保護が良好に行われるようにすることができる。
【0019】
また、電子スイッチの負荷接続時の電流方向と充電器接続時の電流方向とが逆方向であるようにすることができる。
【0020】
さらに、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して電子スイッチに正方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する放電制御手段と、電子スイッチの一方の端子電圧が負電圧であることを検出して電子スイッチに負方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する充電制御手段とを有することによって、安価なトランジスタを1個だけ用いて電子スイッチを形成することができ、全体のコストを低下させることができる。
【0021】
また、正負の接続端子に充電器が接続され且つ充電が停止されている時に、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して充電制御手段を非動作にする手段を設けようにしたので、不必要なときに不必要な暗電流が流れるのを防止することができる。
【0022】
さらに、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧で所定値以上の電圧を検出する高電圧検出手段を有し、この高電圧検出手段で所定値以上の電圧を検出した時は放電制御手段の出力を遮断するようにしたので、端子短絡等の後の微妙な温度変化等によって温度検出回路等がチャタリングを起こす恐れがなく、発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがなく、安全な回路を形成することができる。
【0023】
また、放電制御手段及び充電制御手段の電源が規定端子電圧検出手段を通じて供給されることによって、これらの内部の回路を流れる暗電流を大幅に減少させることができる。
【0024】
さらに、電子スイッチにバイアス電流を供給する供給路に直列に温度検出手段が接続され、温度検出手段の検出温度に応じて電子スイッチの電流を所定値に制御することによって、安定且つ安全な回路を形成することができる。
【0025】
また、バッテリーセルは別体として、正負の接続端子とは異なる接続端子を介して接続され、バッテリーセルと負荷との間にアダプターとして設けられるようにすることによって、既存のバッテリーパックや負荷に対しても良好なバッテリー保護回路を提供することができる。
【0026】
さらに、検出手段で検出される電圧に応じた表示を行う表示手段が設けられたことによって、良好にバッテリーセルの残量の表示を行うことができる。
【0027】
【実施例】
図1において、1は正の接続端子、2は負の接続端子であって、これらの接続端子1、2の間に負荷または充電器(いずれも図示せず)が接続される。また3はバッテリーセルを示し、このバッテリーセル3の正電極が正の接続端子1に接続される。さらにバッテリーセル3の負電極が接地されると共に、電子スイッチとなるnpnトランジスタ4のエミッタに接続される。そしてこのトランジスタ4のコレクタが負の接続端子2に接続される。
【0028】
さらに、5は電圧検出回路であって、この電圧検出回路5はバッテリーセル3の両電極端子間に接続され、端子電圧が検出電圧(例えば5ボルト)以上のときに高電位が出力される。この電圧検出回路5の出力が抵抗器6、7及び正の温度係数の抵抗器(PTC)8の直列回路を通じてトランジスタ4のベースに接続される。また電圧検出回路5の出力が、放電時制御手段を構成するコンパレータ9及び充電時制御手段を構成するコンパレータ10の電源端に接続される。
【0029】
また、バッテリーセル3の両電極間に分圧用の抵抗器11、12が接続され、この分圧出力が、コンパレータ9、10の負入力端子に接続される。さらにコンパレータ9の正入力端子が抵抗器13を通じて接続端子2に接続される。またコンパレータ10の正入力端子が接地される。さらに接続端子2が抵抗器14を通じて抵抗器11、12の分圧点に接続される。
【0030】
さらに、これらのコンパレータ9、10の出力が、それぞれnpnトランジスタ15、16のベースに接続される。そしてこれらのトランジスタ15、16のコレクタが接続端子1に接続されると共に、エミッタが抵抗器6、7の接続中点に接続される。
【0031】
また、コンパレータ9の出力が、npnトランジスタ17のコレクタ−エミッタを通じて接地される。このトランジスタ17のベースが抵抗器18を通じて接地されると共に、接続端子2が抵抗器19を通じてトランジスタ17のベースに接続される。
【0032】
従ってこの装置において、例えば接続端子1、2の間に負荷も充電器も接続されていない場合には、バッテリーセル3の端子電圧が検出電圧(例えば5ボルト)より大(例えば6ボルト)の時は、電圧検出回路5の出力側から抵抗器6、7、PTC8を通じてトランジスタ4のベースにバイアス電圧が供給され、トランジスタ4には微小電流が流される。
【0033】
この時、トランジスタ4のコレクタは電圧が低いので、コンパレータ9の正入力端子はその負入力端子よりも電圧が低く、コンパレータ9の出力は低電位になっている。またこの時、コンパレータ10の負入力端子はその正入力端子よりも電圧が高いので、コンパレータ10の出力も低電位になっている。このためトランジスタ15、16は共にオフになっている。
【0034】
次に、接続端子1、2の間に負荷が接続された場合には、負荷(図示せず)を通じてトランジスタ4のコレクタに正電圧が供給される。このためコンパレータ9の正入力端子の電圧が上昇してこの出力が高電位になり、トランジスタ4のベース電圧が増加してトランジスタ4には400mA以上のコレクタ電流が流れ、バッテリーセル3が動作する。この時コンパレータ10の出力は低電位を維持する。
【0035】
また、この状態からバッテリーセル3が消費されて、電圧検出回路5の入力が検出電圧以下になると、電圧検出回路5の出力が零になる。このためコンパレータ9の電源電圧が供給されなくなると共に、抵抗器6を通じて供給されていたバイアス電圧も零になるので、トランジスタ4はオフになる。従って、暗電流は流れず、過放電になることがない。
【0036】
さらに、接続端子1、2の間に充電器が接続された場合には、トランジスタ4のコレクタは負電圧となり、またトランジスタ4のベースにはバイアス電圧が供給されるため、トランジスタ4はエミッタからコレクタ方向に電流が流れる。またトランジスタ4のコレクタが負電圧になると、コンパレータ9は正入力端子が負入力端子よりも低電圧となるので、コンパレータ9の出力は低電位になる。
【0037】
一方コンパレータ10の負入力端子には負電圧が供給され、正入力端子には零電圧が供給されているため、コンパレータ10の出力が高電位になる。このためトランジスタ16がオンになってトランジスタ4のベースにはバイアス電圧にトランジスタ16を通じたベース電流が重畳される。従って、接続端子1→バッテリーセル3→トランジスタ4→接続端子2の回路により充電が行われる。
【0038】
また、接続端子1、2の間が誤ってショートされた場合には、バッテリーセル3が検出電圧(例えば5ボルト)以上の電圧を有していれば電圧検出回路5から供給されるバイアス電圧でトランジスタ4には微小電流が流れるが、僅かな電流であるために事故になることはない。
【0039】
さらに、トランジスタ4のコレクタが所定以上の電圧になると、抵抗器18、19で決まる電圧がトランジスタ17のベースに供給され、コンパレータ9の出力は強制的に低電位にされる。そして電流が少しずつ流れて、バッテリーセル3が検出電圧以下になると、電圧検出回路5の出力が無くなり、バイアス電圧が供給されなくなって、トランジスタ4はオフになる。
【0040】
こうして上述の装置によれば、バッテリーセル3の端子電圧が規定値以上であることを検出した時は、検出手段(電圧検出回路5)を通じて電子スイッチ(トランジスタ4)に微小電流を流すことにより、負荷接続時または充電器接続時の電子スイッチ4の一方の端子電圧を変化させ、この端子電圧の変化により電子スイッチ4の制御電圧を増加して、バッテリーセル3から負荷への電流の供給、または充電器からバッテリーセル3への充電電流の供給が行われるように成すと共に、バッテリーセル3の端子電圧が規定値以下であることを検出した時は、電子スイッチ4へのバイアス電流の供給を遮断することによって、正負の接続端子1、2の一方とバッテリーセル3との接続を断つように成したことによって、過放電の保護が良好に行われるようにすることができるものである。
【0041】
また、電子スイッチ4の負荷接続時の電流方向と充電器接続時の電流方向とが逆方向であるようにすることができるものである。
【0042】
さらに、電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧であることを検出して電子スイッチ4に正方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する放電制御手段(コンパレータ9)と、電子スイッチ4の一方の端子電圧が負電圧であることを検出して電子スイッチに負方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する充電制御手段(コンパレータ10)とを有することによって、安価なトランジスタを1個だけ用いて電子スイッチ4を形成することができ、全体のコストを低下させることができるものである。
【0043】
また、正負の接続端子1、2に充電器が接続され且つ充電が停止されている時に、電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧であることを検出して充電制御手段(コンパレータ10)を非動作にする手段(抵抗器14)を設けようにしたので、不必要な暗電流が流れるのを防止することができるものである。
【0044】
さらに、電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧で所定値以上の電圧を検出する高電圧検出手段(トランジスタ17、抵抗器18、19)を有し、この高電圧検出手段で所定値以上の電圧を検出した時は放電制御手段(コンパレータ9)の出力を遮断するようにしたので、端子短絡等の後の微妙な温度変化等によって温度検出回路(PTC8)等がチャタリングを起こす恐れがなく、発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがなく、安全な回路を形成することができるものである。
【0045】
また、放電制御手段(コンパレータ9)及び充電制御手段(コンパレータ10)の電源が規定端子電圧検出手段(電圧検出回路5)を通じて供給されることによって、これらの内部の回路を流れる暗電流を大幅に減少させることができるものである。
【0046】
さらに、電子スイッチ4にバイアス電流を供給する供給路に直列に温度検出手段(PTC8)が接続され、温度検出手段の検出温度に応じて電子スイッチ4の電流を所定値に制御することによって、安定且つ安全な回路を形成することができ、特に異常充電等でバッテリーセル3の温度が異常に上昇するのを防ぐことができる。
【0047】
なお、上述の回路において、温度検出手段としてのPTC8は、図示の位置に限らず、aで示す破線の位置でもよい。この場合には、充電時以外はバイアス電流がPTC8を通らないので、これによる電力消費を削減することができる。
【0048】
また、コンパレータ9、10の電源は、電圧検出回路5の出力ではなく、別途に暗電流制限用のツェナーダイオードbを設けて供給するようにしてもよい。
【0049】
さらに上述の回路は、バッテリーパックに内蔵されるに限らず、充電器や、バッテリーで駆動される機器等に内蔵させることもできる。
【0050】
また、上述の回路において、バッテリーセル3は上述の保護回路とは別体とすることもできる。すなわち図1に示すようにバッテリーセル3の両端に接続端子21、22を設けることによって、バッテリーセル3を保護回路とは別体とすることができる。
【0051】
これによって既存のバッテリーパックや負荷に対しても、本発明のバッテリー保護回路を適用することができる。そして例えばこの回路をアダプターとして形成することにより、このアダプターをバッテリーパックと負荷との間に設けて上述の動作を行わせることができる。
【0052】
さらに、負荷側の接続端子1、2を複数組設けることによって、例えばビデオカメラとライトの両方に電源を供給するようなアダプターに本発明のバッテリー保護回路を適用することができる。
【0053】
こうして上述の装置によれば、バッテリーセル3は別体として、正負の接続端子1、2とは異なる接続端子21、22を介して接続され、バッテリーセル3と負荷との間にアダプターとして設けられるようにすることによって、既存のバッテリーパックや負荷に対しても良好なバッテリー保護回路を提供することができる。
【0054】
さらに、上述の回路において、電圧検出回路5ではバッテリーセル3の電圧が常に検出されている。そこでこの電圧検出回路5からの信号を発光ダイオード20に供給して、バッテリーセル3の残量の表示を行うことができる。なおこのようなバッテリーセル3の残量の表示の詳細は、例えば本願出願人が先に提出した特願平4−353605号(特開平6−189461号公報)に示された回路を用いて行うことができるものである。
【0055】
こうして上述の装置によれば、検出手段(電圧検出回路5)で検出される電圧に応じた表示を行う表示手段(発光ダイオード20)が設けられたことによって、良好にバッテリーセル3の残量の表示を行うことができる。
【0056】
【発明の効果】
この発明によれば、バッテリーセルの端子電圧が規定値以上であることを検出した時は、検出手段を通じて電子スイッチに微小電流を流すことにより、負荷接続時または充電器接続時の電子スイッチの一方の端子電圧を変化させ、この端子電圧の変化により電子スイッチの制御電圧を増加して、バッテリーセルから負荷への電流の供給、または充電器からバッテリーセルへの充電電流の供給が行われるように成すと共に、バッテリーセルの端子電圧が規定値以下であることを検出した時は、電子スイッチへのバイアス電流の供給を遮断することによって、正負の接続端子の一方とバッテリーセルとの接続を断つように成したことによって、過充電や過放電の保護が良好に行われるようにすることができるようになった。
【0057】
また、電子スイッチの負荷接続時の電流方向と充電器接続時の電流方向とが逆方向であるようにすることができるようになった。
【0058】
さらに、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して電子スイッチに正方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する放電制御手段と、電子スイッチの一方の端子電圧が負電圧であることを検出して電子スイッチに負方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する充電制御手段とを有することによって、安価なトランジスタを1個だけ用いて電子スイッチを形成することができ、全体のコストを低下させることができるようになった。
【0059】
また、正負の接続端子に充電器が接続され且つ充電が停止されている時に、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して充電制御手段を非動作にする手段を設けようにしたので、不必要な暗電流が流れるのを防止することができるようになった。
【0060】
さらに、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧で所定値以上の電圧を検出する高電圧検出手段を有し、この高電圧検出手段で所定値以上の電圧を検出した時は放電制御手段の出力を遮断するようにしたので、端子短絡等の後の微妙な温度変化等によって温度検出回路等がチャタリングを起こす恐れがなく、発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがなく、安全な回路を形成することができるようになった。
【0061】
また、放電制御手段及び充電制御手段の電源が規定端子電圧検出手段を通じて供給されることによって、これらの内部の回路を流れる暗電流を大幅に減少させることができるようになった。
【0062】
さらに、電子スイッチにバイアス電流を供給する供給路に直列に温度検出手段が接続され、温度検出手段の検出温度に応じて電子スイッチの電流を所定値に制御することによって、安定且つ安全な回路を形成することができるようになった。
【0063】
また、バッテリーセルは別体として、正負の接続端子とは異なる接続端子を介して接続され、バッテリーセルと負荷との間にアダプターとして設けられるようにすることによって、既存のバッテリーパックや負荷に対しても良好なバッテリー保護回路を提供することができる。
【0064】
さらに、検出手段で検出される電圧に応じた表示を行う表示手段が設けられたことによって、良好にバッテリーセルの残量の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるバッテリー保護回路の一例の構成図である。
【符号の説明】
1 正の接続端子
2 負の接続端子
3 バッテリーセル
4、15、16、17 npnトランジスタ
5 電圧検出回路
6、7、11〜14、18、19 抵抗器
8 正の温度係数の抵抗器(PTC)
9、10 コンパレータ
20 発光ダイオード
21、22 バッテリーセルの接続端子
【産業上の利用分野】
本発明は、バッテリーパックに内蔵、または充電器若しくはバッテリーで駆動される機器等に内蔵、あるいはバッテリーパックと機器との間に設けられるアダプターに内蔵されるバッテリー保護回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えばバッテリーパックは、放置されても自己放電の量は僅かであり、通常の室温環境では1年程度放置されても過放電領域になることはない。ところがビデオカメラ等に接続された状態で放置されると、ビデオカメラのスイッチが切られていても2〜20mA程度の暗電流が流れるものがある。このため1〜6ヵ月程度で過放電領域に達し、最悪の場合には普通の充電器では回復できないような状態になってしまう恐れがある。
【0003】
そこでこのようなバッテリーパックにはバッテリー保護回路を内蔵し、過充電や過放電の保護が行われるようにされる。すなわちこのバッテリー保護回路においては、負荷または充電器が接続される正負の接続端子の一方とバッテリーセルとの間に直列に電子スイッチが形成され、過充電時や過放電時にはこの電子スイッチを用いて保護動作が行われる。
【0004】
ところでこのような回路において、接続端子に負荷が接続された放電時と、充電器が接続された充電時とでは、回路に流れる電流の方向が逆方向になる。このため上述の電子スイッチには、電流を双方向に流すことのできるFETを用いるか、それぞれの方向のトランジスタを並列に設けて、放電時と充電時の電流を流すようにしていた。
【0005】
またこの回路において、過充電を防止するためにはバッテリーセルの温度を検出して回路を開閉する感温スイッチ等が用いられていた。さらに充放電の検出には、出力に影響を与えない程度の低抵抗が電源に直列に挿入される。そしてこの充放電を検出する検出器には、ここでの消費によって放電が進んでしまうことが無いように、電力消費の少ないC−MOS回路等が用いられていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の回路において、FETや感温スイッチ、低抵抗、C−MOS回路等は、いずれも比較的高価な回路素子である。またトランジスタを並列に設けてそれぞれを所定の条件で駆動するためには、背後に複雑な回路構成が必要になる。このためこのような保護回路を設けることによって、バッテリーパックのコストの上昇等を招くものであった。
【0007】
さらに、過充電の防止のために感温スイッチ等の温度検出回路を用いていた場合には、接続端子間のチェーンショートのような異常負荷の状態になったときに検出回路がチャタリングを起こし、これによって発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがあった。
【0008】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の回路ではコストの上昇等を招くものであり、また発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがあったというものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明による第1の手段は、負荷または充電器が接続される正負の接続端子1、2とバッテリーセル3とを有し、これらの接続端子の一方とバッテリーセルとの間に直列に電子スイッチ(トランジスタ4)が形成されて成り、上記バッテリーセル3の規定端子電圧を検出する検出手段(電圧検出回路5)が設けられ、上記検出手段5で上記バッテリーセル3の端子電圧が規定値以上であることを検出した時は、上記検出手段5を通じて上記電子スイッチ4に微小電流を流すことにより、上記負荷接続時または充電器接続時の上記電子スイッチ4の一方の端子電圧を変化させ、この端子電圧の変化により上記電子スイッチ4の制御電圧を増加して、上記バッテリーセル3から負荷への電流の供給、または上記充電器からバッテリーセル3への充電電流の供給が行われるように成すと共に、上記検出手段5で上記バッテリーセル3の端子電圧が規定値以下であることを検出した時は、上記電子スイッチ4へのバイアス電流の供給を遮断することによって、上記正負の接続端子1、2の一方と上記バッテリーセル3との接続を断つように成したことを特徴とするバッテリー保護回路である。
【0010】
本発明による第2の手段は、上記電子スイッチ4の上記負荷接続時の電流方向と、上記充電器接続時の電流方向とが逆方向である第1の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0011】
本発明による第3の手段は、上記電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧であることを検出して上記電子スイッチ4に正方向の動作電流を流すように上記バイアス電流に制御電流を重畳する放電制御手段(コンパレータ9)と、上記電子スイッチ4の一方の端子電圧が負電圧であることを検出して上記電子スイッチに負方向の動作電流を流すように上記バイアス電流に制御電流を重畳する充電制御手段(コンパレータ10)とを有する第1の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0012】
本発明による第4の手段は、上記正負の接続端子1、2に充電器が接続され且つ充電が停止されている時に、上記電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧であることを検出して上記充電制御手段(コンパレータ10)を非動作にする手段(抵抗器14)を設けた第3の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0013】
本発明による第5の手段は、上記電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧で所定値以上の電圧を検出する高電圧検出手段(トランジスタ17、抵抗器18、19)を有し、上記高電圧検出手段で所定値以上の電圧を検出した時は上記放電制御手段(コンパレータ9)の出力を遮断するようにした第3の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0014】
本発明による第6の手段は、上記放電制御手段(コンパレータ9)及び充電制御手段(コンパレータ10)の電源が上記規定端子電圧検出手段(電圧検出回路5)を通じて供給されるようにした第3、4または5の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0015】
本発明による第7の手段は、上記電子スイッチ4に上記バイアス電流を供給する供給路に直列に温度検出手段(PTC8)が接続され、上記温度検出手段の検出温度に応じて上記電子スイッチ4の電流を所定値に制御するようにした第1、2または3の手段記載のバッテリー保護回路である。
【0016】
本発明による第8の手段は、第1〜7のいずれかの手段記載のバッテリー保護回路において、上記バッテリーセル3は別体として、上記正負の接続端子1、2とは異なる接続端子21、22を介して接続され、上記バッテリーセル3と上記負荷との間にアダプターとして設けられるようにしたバッテリー保護回路である。
【0017】
本発明による第9の手段は、第1〜8のいずれかの手段記載のバッテリー保護回路において、上記検出手段(電圧検出回路5)で検出される電圧に応じた表示を行う表示手段(発光ダイオード20)が設けられたことを特徴とするバッテリー保護回路である。
【0018】
【作用】
これによれば、バッテリーセルの端子電圧が規定値以上であることを検出した時は、検出手段を通じて電子スイッチに微小電流を流すことにより、負荷接続時または充電器接続時の電子スイッチの一方の端子電圧を変化させ、この端子電圧の変化により電子スイッチの制御電圧を増加して、バッテリーセルから負荷への電流の供給、または充電器からバッテリーセルへの充電電流の供給が行われるように成すと共に、バッテリーセルの端子電圧が規定値以下であることを検出した時は、電子スイッチへのバイアス電流の供給を遮断することによって、正負の接続端子の一方とバッテリーセルとの接続を断つように成したことによって、過充電や過放電の保護が良好に行われるようにすることができる。
【0019】
また、電子スイッチの負荷接続時の電流方向と充電器接続時の電流方向とが逆方向であるようにすることができる。
【0020】
さらに、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して電子スイッチに正方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する放電制御手段と、電子スイッチの一方の端子電圧が負電圧であることを検出して電子スイッチに負方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する充電制御手段とを有することによって、安価なトランジスタを1個だけ用いて電子スイッチを形成することができ、全体のコストを低下させることができる。
【0021】
また、正負の接続端子に充電器が接続され且つ充電が停止されている時に、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して充電制御手段を非動作にする手段を設けようにしたので、不必要なときに不必要な暗電流が流れるのを防止することができる。
【0022】
さらに、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧で所定値以上の電圧を検出する高電圧検出手段を有し、この高電圧検出手段で所定値以上の電圧を検出した時は放電制御手段の出力を遮断するようにしたので、端子短絡等の後の微妙な温度変化等によって温度検出回路等がチャタリングを起こす恐れがなく、発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがなく、安全な回路を形成することができる。
【0023】
また、放電制御手段及び充電制御手段の電源が規定端子電圧検出手段を通じて供給されることによって、これらの内部の回路を流れる暗電流を大幅に減少させることができる。
【0024】
さらに、電子スイッチにバイアス電流を供給する供給路に直列に温度検出手段が接続され、温度検出手段の検出温度に応じて電子スイッチの電流を所定値に制御することによって、安定且つ安全な回路を形成することができる。
【0025】
また、バッテリーセルは別体として、正負の接続端子とは異なる接続端子を介して接続され、バッテリーセルと負荷との間にアダプターとして設けられるようにすることによって、既存のバッテリーパックや負荷に対しても良好なバッテリー保護回路を提供することができる。
【0026】
さらに、検出手段で検出される電圧に応じた表示を行う表示手段が設けられたことによって、良好にバッテリーセルの残量の表示を行うことができる。
【0027】
【実施例】
図1において、1は正の接続端子、2は負の接続端子であって、これらの接続端子1、2の間に負荷または充電器(いずれも図示せず)が接続される。また3はバッテリーセルを示し、このバッテリーセル3の正電極が正の接続端子1に接続される。さらにバッテリーセル3の負電極が接地されると共に、電子スイッチとなるnpnトランジスタ4のエミッタに接続される。そしてこのトランジスタ4のコレクタが負の接続端子2に接続される。
【0028】
さらに、5は電圧検出回路であって、この電圧検出回路5はバッテリーセル3の両電極端子間に接続され、端子電圧が検出電圧(例えば5ボルト)以上のときに高電位が出力される。この電圧検出回路5の出力が抵抗器6、7及び正の温度係数の抵抗器(PTC)8の直列回路を通じてトランジスタ4のベースに接続される。また電圧検出回路5の出力が、放電時制御手段を構成するコンパレータ9及び充電時制御手段を構成するコンパレータ10の電源端に接続される。
【0029】
また、バッテリーセル3の両電極間に分圧用の抵抗器11、12が接続され、この分圧出力が、コンパレータ9、10の負入力端子に接続される。さらにコンパレータ9の正入力端子が抵抗器13を通じて接続端子2に接続される。またコンパレータ10の正入力端子が接地される。さらに接続端子2が抵抗器14を通じて抵抗器11、12の分圧点に接続される。
【0030】
さらに、これらのコンパレータ9、10の出力が、それぞれnpnトランジスタ15、16のベースに接続される。そしてこれらのトランジスタ15、16のコレクタが接続端子1に接続されると共に、エミッタが抵抗器6、7の接続中点に接続される。
【0031】
また、コンパレータ9の出力が、npnトランジスタ17のコレクタ−エミッタを通じて接地される。このトランジスタ17のベースが抵抗器18を通じて接地されると共に、接続端子2が抵抗器19を通じてトランジスタ17のベースに接続される。
【0032】
従ってこの装置において、例えば接続端子1、2の間に負荷も充電器も接続されていない場合には、バッテリーセル3の端子電圧が検出電圧(例えば5ボルト)より大(例えば6ボルト)の時は、電圧検出回路5の出力側から抵抗器6、7、PTC8を通じてトランジスタ4のベースにバイアス電圧が供給され、トランジスタ4には微小電流が流される。
【0033】
この時、トランジスタ4のコレクタは電圧が低いので、コンパレータ9の正入力端子はその負入力端子よりも電圧が低く、コンパレータ9の出力は低電位になっている。またこの時、コンパレータ10の負入力端子はその正入力端子よりも電圧が高いので、コンパレータ10の出力も低電位になっている。このためトランジスタ15、16は共にオフになっている。
【0034】
次に、接続端子1、2の間に負荷が接続された場合には、負荷(図示せず)を通じてトランジスタ4のコレクタに正電圧が供給される。このためコンパレータ9の正入力端子の電圧が上昇してこの出力が高電位になり、トランジスタ4のベース電圧が増加してトランジスタ4には400mA以上のコレクタ電流が流れ、バッテリーセル3が動作する。この時コンパレータ10の出力は低電位を維持する。
【0035】
また、この状態からバッテリーセル3が消費されて、電圧検出回路5の入力が検出電圧以下になると、電圧検出回路5の出力が零になる。このためコンパレータ9の電源電圧が供給されなくなると共に、抵抗器6を通じて供給されていたバイアス電圧も零になるので、トランジスタ4はオフになる。従って、暗電流は流れず、過放電になることがない。
【0036】
さらに、接続端子1、2の間に充電器が接続された場合には、トランジスタ4のコレクタは負電圧となり、またトランジスタ4のベースにはバイアス電圧が供給されるため、トランジスタ4はエミッタからコレクタ方向に電流が流れる。またトランジスタ4のコレクタが負電圧になると、コンパレータ9は正入力端子が負入力端子よりも低電圧となるので、コンパレータ9の出力は低電位になる。
【0037】
一方コンパレータ10の負入力端子には負電圧が供給され、正入力端子には零電圧が供給されているため、コンパレータ10の出力が高電位になる。このためトランジスタ16がオンになってトランジスタ4のベースにはバイアス電圧にトランジスタ16を通じたベース電流が重畳される。従って、接続端子1→バッテリーセル3→トランジスタ4→接続端子2の回路により充電が行われる。
【0038】
また、接続端子1、2の間が誤ってショートされた場合には、バッテリーセル3が検出電圧(例えば5ボルト)以上の電圧を有していれば電圧検出回路5から供給されるバイアス電圧でトランジスタ4には微小電流が流れるが、僅かな電流であるために事故になることはない。
【0039】
さらに、トランジスタ4のコレクタが所定以上の電圧になると、抵抗器18、19で決まる電圧がトランジスタ17のベースに供給され、コンパレータ9の出力は強制的に低電位にされる。そして電流が少しずつ流れて、バッテリーセル3が検出電圧以下になると、電圧検出回路5の出力が無くなり、バイアス電圧が供給されなくなって、トランジスタ4はオフになる。
【0040】
こうして上述の装置によれば、バッテリーセル3の端子電圧が規定値以上であることを検出した時は、検出手段(電圧検出回路5)を通じて電子スイッチ(トランジスタ4)に微小電流を流すことにより、負荷接続時または充電器接続時の電子スイッチ4の一方の端子電圧を変化させ、この端子電圧の変化により電子スイッチ4の制御電圧を増加して、バッテリーセル3から負荷への電流の供給、または充電器からバッテリーセル3への充電電流の供給が行われるように成すと共に、バッテリーセル3の端子電圧が規定値以下であることを検出した時は、電子スイッチ4へのバイアス電流の供給を遮断することによって、正負の接続端子1、2の一方とバッテリーセル3との接続を断つように成したことによって、過放電の保護が良好に行われるようにすることができるものである。
【0041】
また、電子スイッチ4の負荷接続時の電流方向と充電器接続時の電流方向とが逆方向であるようにすることができるものである。
【0042】
さらに、電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧であることを検出して電子スイッチ4に正方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する放電制御手段(コンパレータ9)と、電子スイッチ4の一方の端子電圧が負電圧であることを検出して電子スイッチに負方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する充電制御手段(コンパレータ10)とを有することによって、安価なトランジスタを1個だけ用いて電子スイッチ4を形成することができ、全体のコストを低下させることができるものである。
【0043】
また、正負の接続端子1、2に充電器が接続され且つ充電が停止されている時に、電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧であることを検出して充電制御手段(コンパレータ10)を非動作にする手段(抵抗器14)を設けようにしたので、不必要な暗電流が流れるのを防止することができるものである。
【0044】
さらに、電子スイッチ4の一方の端子電圧が正電圧で所定値以上の電圧を検出する高電圧検出手段(トランジスタ17、抵抗器18、19)を有し、この高電圧検出手段で所定値以上の電圧を検出した時は放電制御手段(コンパレータ9)の出力を遮断するようにしたので、端子短絡等の後の微妙な温度変化等によって温度検出回路(PTC8)等がチャタリングを起こす恐れがなく、発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがなく、安全な回路を形成することができるものである。
【0045】
また、放電制御手段(コンパレータ9)及び充電制御手段(コンパレータ10)の電源が規定端子電圧検出手段(電圧検出回路5)を通じて供給されることによって、これらの内部の回路を流れる暗電流を大幅に減少させることができるものである。
【0046】
さらに、電子スイッチ4にバイアス電流を供給する供給路に直列に温度検出手段(PTC8)が接続され、温度検出手段の検出温度に応じて電子スイッチ4の電流を所定値に制御することによって、安定且つ安全な回路を形成することができ、特に異常充電等でバッテリーセル3の温度が異常に上昇するのを防ぐことができる。
【0047】
なお、上述の回路において、温度検出手段としてのPTC8は、図示の位置に限らず、aで示す破線の位置でもよい。この場合には、充電時以外はバイアス電流がPTC8を通らないので、これによる電力消費を削減することができる。
【0048】
また、コンパレータ9、10の電源は、電圧検出回路5の出力ではなく、別途に暗電流制限用のツェナーダイオードbを設けて供給するようにしてもよい。
【0049】
さらに上述の回路は、バッテリーパックに内蔵されるに限らず、充電器や、バッテリーで駆動される機器等に内蔵させることもできる。
【0050】
また、上述の回路において、バッテリーセル3は上述の保護回路とは別体とすることもできる。すなわち図1に示すようにバッテリーセル3の両端に接続端子21、22を設けることによって、バッテリーセル3を保護回路とは別体とすることができる。
【0051】
これによって既存のバッテリーパックや負荷に対しても、本発明のバッテリー保護回路を適用することができる。そして例えばこの回路をアダプターとして形成することにより、このアダプターをバッテリーパックと負荷との間に設けて上述の動作を行わせることができる。
【0052】
さらに、負荷側の接続端子1、2を複数組設けることによって、例えばビデオカメラとライトの両方に電源を供給するようなアダプターに本発明のバッテリー保護回路を適用することができる。
【0053】
こうして上述の装置によれば、バッテリーセル3は別体として、正負の接続端子1、2とは異なる接続端子21、22を介して接続され、バッテリーセル3と負荷との間にアダプターとして設けられるようにすることによって、既存のバッテリーパックや負荷に対しても良好なバッテリー保護回路を提供することができる。
【0054】
さらに、上述の回路において、電圧検出回路5ではバッテリーセル3の電圧が常に検出されている。そこでこの電圧検出回路5からの信号を発光ダイオード20に供給して、バッテリーセル3の残量の表示を行うことができる。なおこのようなバッテリーセル3の残量の表示の詳細は、例えば本願出願人が先に提出した特願平4−353605号(特開平6−189461号公報)に示された回路を用いて行うことができるものである。
【0055】
こうして上述の装置によれば、検出手段(電圧検出回路5)で検出される電圧に応じた表示を行う表示手段(発光ダイオード20)が設けられたことによって、良好にバッテリーセル3の残量の表示を行うことができる。
【0056】
【発明の効果】
この発明によれば、バッテリーセルの端子電圧が規定値以上であることを検出した時は、検出手段を通じて電子スイッチに微小電流を流すことにより、負荷接続時または充電器接続時の電子スイッチの一方の端子電圧を変化させ、この端子電圧の変化により電子スイッチの制御電圧を増加して、バッテリーセルから負荷への電流の供給、または充電器からバッテリーセルへの充電電流の供給が行われるように成すと共に、バッテリーセルの端子電圧が規定値以下であることを検出した時は、電子スイッチへのバイアス電流の供給を遮断することによって、正負の接続端子の一方とバッテリーセルとの接続を断つように成したことによって、過充電や過放電の保護が良好に行われるようにすることができるようになった。
【0057】
また、電子スイッチの負荷接続時の電流方向と充電器接続時の電流方向とが逆方向であるようにすることができるようになった。
【0058】
さらに、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して電子スイッチに正方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する放電制御手段と、電子スイッチの一方の端子電圧が負電圧であることを検出して電子スイッチに負方向の動作電流を流すようにバイアス電流に制御電流を重畳する充電制御手段とを有することによって、安価なトランジスタを1個だけ用いて電子スイッチを形成することができ、全体のコストを低下させることができるようになった。
【0059】
また、正負の接続端子に充電器が接続され且つ充電が停止されている時に、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して充電制御手段を非動作にする手段を設けようにしたので、不必要な暗電流が流れるのを防止することができるようになった。
【0060】
さらに、電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧で所定値以上の電圧を検出する高電圧検出手段を有し、この高電圧検出手段で所定値以上の電圧を検出した時は放電制御手段の出力を遮断するようにしたので、端子短絡等の後の微妙な温度変化等によって温度検出回路等がチャタリングを起こす恐れがなく、発煙、発火等のあってはならない事故が引き起こされる恐れがなく、安全な回路を形成することができるようになった。
【0061】
また、放電制御手段及び充電制御手段の電源が規定端子電圧検出手段を通じて供給されることによって、これらの内部の回路を流れる暗電流を大幅に減少させることができるようになった。
【0062】
さらに、電子スイッチにバイアス電流を供給する供給路に直列に温度検出手段が接続され、温度検出手段の検出温度に応じて電子スイッチの電流を所定値に制御することによって、安定且つ安全な回路を形成することができるようになった。
【0063】
また、バッテリーセルは別体として、正負の接続端子とは異なる接続端子を介して接続され、バッテリーセルと負荷との間にアダプターとして設けられるようにすることによって、既存のバッテリーパックや負荷に対しても良好なバッテリー保護回路を提供することができる。
【0064】
さらに、検出手段で検出される電圧に応じた表示を行う表示手段が設けられたことによって、良好にバッテリーセルの残量の表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるバッテリー保護回路の一例の構成図である。
【符号の説明】
1 正の接続端子
2 負の接続端子
3 バッテリーセル
4、15、16、17 npnトランジスタ
5 電圧検出回路
6、7、11〜14、18、19 抵抗器
8 正の温度係数の抵抗器(PTC)
9、10 コンパレータ
20 発光ダイオード
21、22 バッテリーセルの接続端子
Claims (9)
- 負荷または充電器が接続される正負の接続端子とバッテリーセルとを有し、これらの接続端子の一方とバッテリーセルとの間に直列に電子スイッチが形成されて成り、
上記バッテリーセルの規定端子電圧を検出する検出手段が設けられ、
上記検出手段で上記バッテリーセルの端子電圧が規定値以上であることを検出した時は、上記検出手段を通じて上記電子スイッチに微小電流を流すことにより、上記負荷接続時または充電器接続時の上記電子スイッチの一方の端子電圧を変化させ、この端子電圧の変化により上記電子スイッチの制御電圧を増加して、上記バッテリーセルから負荷への電流の供給、または上記充電器からバッテリーセルへの充電電流の供給が行われるように成すと共に、
上記検出手段で上記バッテリーセルの端子電圧が規定値以下であることを検出した時は、上記電子スイッチへのバイアス電流の供給を遮断することによって、上記正負の接続端子の一方と上記バッテリーセルとの接続を断つように成したことを特徴とするバッテリー保護回路。 - 上記電子スイッチの上記負荷接続時の電流方向と、上記充電器接続時の電流方向とが逆方向である請求項1記載のバッテリー保護回路。
- 上記電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して上記電子スイッチに正方向の動作電流を流すように上記バイアス電流に制御電流を重畳する放電制御手段と、
上記電子スイッチの一方の端子電圧が負電圧であることを検出して上記電子スイッチに負方向の動作電流を流すように上記バイアス電流に制御電流を重畳する充電制御手段とを有する請求項1記載のバッテリー保護回路。 - 上記正負の接続端子に充電器が接続され且つ充電が停止されている時に、上記電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧であることを検出して上記充電制御手段を非動作にする手段を設けた請求項3記載のバッテリー保護回路。
- 上記電子スイッチの一方の端子電圧が正電圧で所定値以上の電圧を検出する高電圧検出手段を有し、
上記高電圧検出手段で所定値以上の電圧を検出した時は上記放電制御手段の出力を遮断するようにした請求項3記載のバッテリー保護回路。 - 上記放電制御手段及び充電制御手段の電源が上記規定端子電圧検出手段を通じて供給されるようにした請求項3、4または5記載のバッテリー保護回路。
- 上記電子スイッチに上記バイアス電流を供給する供給路に直列に温度検出手段が接続され、
上記温度検出手段の検出温度に応じて上記電子スイッチの電流を所定値に制御するようにした請求項1、2または3記載のバッテリー保護回路。 - 請求項1〜7のいずれか記載のバッテリー保護回路において、
上記バッテリーセルは別体として、上記正負の接続端子とは異なる接続端子を介して接続され、上記バッテリーセルと上記負荷との間にアダプターとして設けられるようにしたバッテリー保護回路。 - 請求項1〜8のいずれか記載のバッテリー保護回路において、
上記検出手段で検出される電圧に応じた表示を行う表示手段が設けられたことを特徴とするバッテリー保護回路。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32786994A JP3567512B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-12-28 | バッテリー保護回路 |
US08/536,456 US5847538A (en) | 1994-10-11 | 1995-09-29 | Control circuit for protecting an excess discharge of a battery |
KR1019950034662A KR100420460B1 (ko) | 1994-10-11 | 1995-10-10 | 배터리의초과방전을보호하기위한제어회로 |
CN95119011A CN1047037C (zh) | 1994-10-11 | 1995-10-11 | 电池过量放电保护用的控制电路 |
US08/931,606 US5856738A (en) | 1994-10-11 | 1997-09-16 | Method for protecting an excess discharge of a battery |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-245462 | 1994-10-11 | ||
JP24546294 | 1994-10-11 | ||
JP32786994A JP3567512B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-12-28 | バッテリー保護回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08167430A JPH08167430A (ja) | 1996-06-25 |
JP3567512B2 true JP3567512B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=26537239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32786994A Expired - Fee Related JP3567512B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-12-28 | バッテリー保護回路 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5847538A (ja) |
JP (1) | JP3567512B2 (ja) |
KR (1) | KR100420460B1 (ja) |
CN (1) | CN1047037C (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104467137A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-03-25 | 重庆建兴智能仪表有限责任公司 | 一种单片机开关电源智能充电器 |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6331763B1 (en) * | 1998-04-15 | 2001-12-18 | Tyco Electronics Corporation | Devices and methods for protection of rechargeable elements |
US6326771B1 (en) * | 1999-03-08 | 2001-12-04 | 02 Micro International Limited | Buffer battery power supply system |
US6194872B1 (en) | 1999-06-25 | 2001-02-27 | Dell Usa, L.P. | Method and system for battery isolation during shipment |
US6313610B1 (en) | 1999-08-20 | 2001-11-06 | Texas Instruments Incorporated | Battery protection circuit employing active regulation of charge and discharge devices |
US6529355B1 (en) * | 2000-06-27 | 2003-03-04 | National Instruments Corporation | Input protection circuit implementing a voltage limiter |
CN100442595C (zh) * | 2002-01-09 | 2008-12-10 | 史蒂文·E·斯鲁普 | 采用超临界流体从能量存储和/或转换器件中除去电解质的系统和方法 |
US8067107B2 (en) * | 2002-01-09 | 2011-11-29 | Eco-Bat Indiana, Llc | System and method for processing an end-of-life or reduced performance energy storage and/or conversion device using a supercritical fluid |
JP4035777B2 (ja) * | 2003-02-10 | 2008-01-23 | 株式会社デンソー | 組電池の放電装置 |
JP3853759B2 (ja) * | 2003-06-24 | 2006-12-06 | Necアクセステクニカ株式会社 | 移動携帯端末 |
US8014872B2 (en) | 2003-08-18 | 2011-09-06 | Medtronic, Inc. | System and apparatus for controlled activation of acute use medical devices |
US20060061922A1 (en) * | 2004-09-22 | 2006-03-23 | Cellex Power Products, Inc. | Hybrid power supply system having energy storage device protection circuit |
KR100734830B1 (ko) * | 2005-01-14 | 2007-07-03 | 한국전자통신연구원 | 전하방전수단을 포함하는 리튬 2차전지 |
JP2007216838A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Fujitsu Ten Ltd | 車両用バッテリの監視システム及び監視方法 |
TW200950306A (en) * | 2008-06-10 | 2009-12-01 | Mobiletron Electronics Co Ltd | Electric motor resistance torque control and battery discharging protection circuit |
EP2319114B1 (en) * | 2008-07-28 | 2019-03-13 | Hulico LLC | Recycling batteries having basic electrolytes |
CN101814726B (zh) * | 2010-04-14 | 2012-07-18 | 罗康林 | 电池放电保护电路 |
DE102010029013A1 (de) * | 2010-05-17 | 2011-11-17 | Robert Bosch Gmbh | Batterie-Balancing mit reduziertem Schaltungsaufwand |
US8583954B2 (en) | 2010-09-10 | 2013-11-12 | Medtronic, Inc. | Power source coupling and decoupling in medical device |
JP5486518B2 (ja) * | 2011-01-20 | 2014-05-07 | パナソニック株式会社 | 電池パック |
JP5683372B2 (ja) * | 2011-04-27 | 2015-03-11 | デクセリアルズ株式会社 | 充放電制御装置、バッテリパック、電気機器、及び、充放電制御方法 |
DE102011052425B4 (de) * | 2011-08-04 | 2015-02-26 | Atral- Secal Gmbh | Verfahren zum Beseitigen oder zum Reduzieren der Dicke einer Passivierungsschicht auf einer Elektrode einer Batterie und Vorrichtung dafür |
CN103107561B (zh) * | 2011-11-09 | 2016-08-17 | 上海施能电器设备有限公司 | 一种应用于大功率放电机放电回路中的脉冲吸收电路 |
CN102780210A (zh) * | 2012-07-20 | 2012-11-14 | 吴讯驰 | 电池组充放电保护器 |
CN102928788B (zh) * | 2012-11-05 | 2016-02-03 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种采集电池信息的方法及系统 |
JP2014098643A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Calsonic Kansei Corp | 電圧測定回路 |
CN104037735B (zh) * | 2013-03-05 | 2018-09-07 | 惠州市吉瑞科技有限公司 | 电子烟的可充电电源保护装置及方法 |
KR101656056B1 (ko) * | 2014-07-23 | 2016-09-12 | 주식회사 비츠로셀 | 단위 전지의 보호 회로 |
KR101830281B1 (ko) * | 2015-08-20 | 2018-02-20 | 주식회사 아이티엠반도체 | 배터리 보호회로 모듈, 및 이를 포함하는 배터리 팩 |
CN106684829A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-05-17 | 捷开通讯(深圳)有限公司 | 一种基于电子设备主板的电池保护电路以及电子设备 |
JP7005927B2 (ja) * | 2017-04-12 | 2022-01-24 | 株式会社デンソー | 電源システム |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3735233A (en) * | 1970-08-24 | 1973-05-22 | Globe Union Inc | Battery charger apparatus having multiple modes of operation and automatic switching therebetween |
US4354148A (en) * | 1979-04-18 | 1982-10-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Apparatus for charging rechargeable battery |
US4658200A (en) * | 1983-03-25 | 1987-04-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Protection circuit for voltage regulator of vehicle mounted generator |
JPH04331425A (ja) * | 1991-04-26 | 1992-11-19 | Sony Corp | 過充電防止装置、過放電防止装置、過充電・過放電防止装置、プリント基板並びにバッテリーパック |
KR960007923Y1 (ko) * | 1991-09-18 | 1996-09-18 | 삼성전자 주식회사 | 건전지 보호회로 |
JP3291530B2 (ja) * | 1992-09-17 | 2002-06-10 | ソニー株式会社 | バッテリー保護回路 |
JPH0773414B2 (ja) * | 1993-02-17 | 1995-08-02 | 日本電気株式会社 | 充放電回路 |
JP3272108B2 (ja) * | 1993-07-07 | 2002-04-08 | 三洋電機株式会社 | パック電池 |
JP3222999B2 (ja) * | 1993-08-20 | 2001-10-29 | 三洋電機株式会社 | 二次電池の過放電防止回路 |
US5539299A (en) * | 1994-10-31 | 1996-07-23 | Motorola Inc. | Protection switch for a battery powered device |
US5672952A (en) * | 1996-07-01 | 1997-09-30 | Analog Devices, Inc. | Controller for battery charger with reduced reverse leakage current |
-
1994
- 1994-12-28 JP JP32786994A patent/JP3567512B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-09-29 US US08/536,456 patent/US5847538A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-10 KR KR1019950034662A patent/KR100420460B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1995-10-11 CN CN95119011A patent/CN1047037C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-09-16 US US08/931,606 patent/US5856738A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104467137A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-03-25 | 重庆建兴智能仪表有限责任公司 | 一种单片机开关电源智能充电器 |
CN104467137B (zh) * | 2014-12-25 | 2017-01-11 | 重庆建兴智能仪表有限责任公司 | 一种单片机开关电源智能充电器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1129859A (zh) | 1996-08-28 |
KR960016052A (ko) | 1996-05-22 |
CN1047037C (zh) | 1999-12-01 |
JPH08167430A (ja) | 1996-06-25 |
US5856738A (en) | 1999-01-05 |
US5847538A (en) | 1998-12-08 |
KR100420460B1 (ko) | 2004-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3567512B2 (ja) | バッテリー保護回路 | |
JP4254227B2 (ja) | バッテリーパック | |
KR100193736B1 (ko) | 배터리 보호 기능을 갖는 배터리 팩 | |
US6563292B2 (en) | Charge/discharge protection circuit with latch circuit for protecting a charge control FET from overheating | |
KR100341133B1 (ko) | 충전/방전 제어회로 및 충전식 전원장치 | |
US5705911A (en) | Charging circuit | |
JP3665574B2 (ja) | 充放電制御回路と充電式電源装置 | |
US5526215A (en) | Secondary cell protection unit for protecting a secondary cell from overdischarge or overcharge without excessive power consumption | |
JPH05205781A (ja) | 電池の過放電防止装置 | |
KR101222334B1 (ko) | 배터리 팩 | |
US5945810A (en) | Battery protective circuit | |
JP3219524B2 (ja) | 二次電池の過放電保護回路 | |
JP3935922B2 (ja) | 二次電池の充放電制御回路 | |
JP2003174720A (ja) | 二次電池の保護回路及び保護回路用ic | |
KR100328888B1 (ko) | 충방전 제어회로 | |
KR19990088303A (ko) | 충방전제어회로및충전형전원장치 | |
JP5064130B2 (ja) | 電池パック | |
KR100459423B1 (ko) | 이동통신단말기의 배터리 보호회로 | |
JP2002176731A (ja) | 二次電池の保護方法およびその回路 | |
JPH11178207A (ja) | 電池保護回路及びこれを有する充放電器 | |
JP3829307B2 (ja) | 制御端子付き電池パック | |
KR20010000060A (ko) | 리튬 이온 및 리튬 폴리머 배터리용 보호회로 | |
JPH1189108A (ja) | 充電回路 | |
JPH09199182A (ja) | 電池パック | |
JP2002044875A (ja) | 電池パック |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040525 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040607 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |