JP3597617B2 - 二次電池保護回路 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、二次電池保護回路に関し、過充電と過放電の保護回路としてリチュウム(Li)イオン電池とともに電池パックに搭載されるものに利用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
携帯型の電子機器に用いられる二次電池としてLiイオン二次電池がある。このLiイオン二次電池は、過充電を行うと金属Liが析出して事故につながる。また、過放電を行うと繰り返し充放電使用回数が極端に悪くなる。このため、過充電や過放電を検出すると、電池と機器本体とを切り離すパワーMOSFET等からなる保護用のスイッチが設けられる。このようなLiイオン二次電池に関しては、日経マグロウヒル社、1995年11月20日付「日経エレクトロニクス」第100頁〜第117頁がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
Liイオン二次電池は、充電器の設計不良や性能不良等のような何らかの原因により過充電が行われると、電池パックに搭載された保護回路が作動して電池と充電器又(負荷としての機器本体)とを切り離す内蔵のパワーMOSFETをオフ状態にさせる。しかしながら、このような二次電池の機能を知らないユーザーにおいては、それに負荷である機器本体を接続して使用しようとしても、上記パワーMOSFETがオフ状態のままであるので、十分な電圧や電流が得られなく、電池パックそのもの性能が劣化してしまったと誤解させてしまうという問題が生じて使い勝手が悪くなる。
【0004】
この発明の目的は、安全性を確保しつつ、使い勝手を良くした二次電池保護回路を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、二次電池の保護回路において、電池電圧の過電圧を第1の電圧検出回路で検出し、上記二次電池の負荷側の負極端子の浮き上がりを第2の電圧検出回路で検出し、上記第1の電圧検出回路の検出信号によりラッチ回路をリセットし、上記第2の電圧検出回路の検出信号により上記ラッチ回路をセットし、かかるラッチ回路のリセット出力により上記二次電池の負極側の電流経路に直列に挿入された過充電保護スイッチをオフ状態にし、上記ラッチ回路のセット出力によりオン状態に復帰させ、上記充電スイッチの両端には充電時の電流方向とは逆方向に電流を流すようにされた一方向性素子を設ける。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1には、この発明に係る二次電池保護回路の一実施例の回路図が示されている。同図において、点線で囲まれた部分に形成された各回路は、公知の半導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンのような1つの半導体基板上において形成される。
【0007】
特に制限されないが、電池はLiイオン二次電池である。かかる電池の両端の電圧は、保護回路を構成する半導体集積回路装置ICの端子T1とT2に供給され、動作電圧としても利用される。上記二次電池の正極側の電極は、そのまま正側の電池パック端子+に接続される。上記二次電池の負極側の電極と負側の電池パック端子−との間には、保護用のスイッチMOSFETQ1とQ2とが直列形態に接続される。スイッチMOSFETQ1は放電保護のスイッチであり、スイッチMOSFETQ2は充電保護用のスイッチである。かかるスイッチMOSFETQ1とQ2のソースは基板(チャンネル)に接続される。それ故、ドレインとチャンネル間のPN接合が寄生ダイオードD1とD2として、上記スイッチMOSFETQ1とQ2にそれぞれ並列形態に設けられる。
【0008】
上記半導体集積回路装置ICにおいて、端子T1とT2の両端の電池電圧VCCは、直列抵抗R1〜R6により分圧され、特に制限されないが、抵抗R1とR2の接続点における分圧電圧は、電圧比較回路COMP1の一方の入力端子+に供給される。かかる電圧比較回路COMP1の他方の入力端子−には、図示しない基準電圧発生回路で形成された基準電圧V1が供給される。この電圧検出回路COMP1は、第1の電圧検出回路を構成する。かかる第1の電圧検出回路の検出信号は、ラッチ回路LT1のリセット端子Rに供給される。上記ラッチ回路LT1の出力信号Qは、セット状態のときにハイレベルにされ、リセット状態のときにロウレベルにされる。この出力信号Qは、端子T4介して上記充電保護のスイッチであるMOSFETQ2のゲートに供給される。
【0009】
特に制限されないが、抵抗R4とR5の接続点における分圧電圧は、電圧比較回路COMP2の一方の入力端子−に供給される。かかる電圧比較回路COMP2の他方の入力端子+には、図示しない基準電圧発生回路で形成された基準電圧V2が供給される。この電圧比較回路COMP2の出力信号は、オア(論理和)ゲート回路G1を通して上記ラッチ回路LT1のセット端子Sに供給される。上記基準電圧V2は、電池の充電動作を指示する規定の電圧に対応したものとされる。つまり、分圧電圧(電池電圧)が上記規定の基準電圧V2より低下すると、電圧比較回路COMP2の出力信号がハイレベルに変化し、上記ラッチ回路LT1をセットし、かかるラッチ回路LT1の出力信号Qにより上記過充電保護のスイッチMOSFETQ2をオン状態にさせる。
【0010】
この実施例では、誤って過電圧されたとき、上記電圧比較回路COMP1がこれを検出し、上記ラッチ回路LT1をリセットして上記過充電保護のスイッチMOSFETQ2をオフ状態にさせる。本願発明においては、上記スイッチMOSFETQ2は過充電によって、上記Liが析出されてしまうことによる発熱等により事故を防ぐためであり、それに負荷をつなげて放電させることには何ら問題ないし、むしろ放電させて正常状態に戻すことが望ましいことに着目し、次のような負荷接続を検出する機能が付加される。
【0011】
上記スイッチMOSFETQ2の出力側、言い換えるならば、電池パック端子−の電位がVMが端子T5を介して半導体集積回路ICの内部に取り込まれ、電圧比較回路COMP3の入力端子+に供給される。この電圧比較回路COMP3の他方の入力端子−には、基準電圧V3が供給される。この基準電圧V3は、上記寄生ダイオードD2の順方向電圧Vfを検出するための比較的低い電位にされる。上記電圧比較回路COMP3は、第2の電圧検出回路を構成する。
【0012】
上記過充電によりラッチ回路LT1がリセットされてしまい、その結果MOSFETQ2がオフ状態にされた状態で、電池パック端子+と−との間に負荷(電気機器)を接続させると、上記のような過電圧状態では上記MOSFETQ2と直列形態に接続された過放電保護用はスイッチMOSFETQ1がオン状態であるために、端子T2を基準にした回路の接地電位に対して寄生ダイオードD2を介して電池の負極側に電流が流れ込んで、上記電池パック端子−の電位が上記寄生ダイオードD2の順方向電圧Vfだけ浮き上がる。
【0013】
上記電圧比較回路COMP3は、上記のような放電経路が形成されたこと、言い換えるならば、電池パック端子+と−の間に負荷としての電子機器が接続されて、上記電池パック端子−の電位の浮き上がりを端子T5からの電圧VMにより検出し、その出力信号をロウレベルからハイレベルに変化させる。これにより、オアゲート回路G1を介して上記リセット状態のラッチ回路LT1がセット状態に反転させられるために、その出力信号Qがロウレベルからハイレベルに変化して上記MOSFETQ2が再びオン状態になり、上記負荷に対して電流供給を行うようにすることができる。このような負荷の接続による放電動作によって、自動的に過充電状態も開放されて電圧比較回路COMP1の出力もロウレベルに復帰する。上記抵抗R7は、端子T5での静電破壊防止等のために付加されているが、省略してもよい。
【0014】
図2には、上記過放電保護用のスイッチMOSFETQ1を制御する保護回路の一実施例の回路図が示されている。このスイッチMOSFETQ1は、過放電を禁止するためのものである。このような過放電の判定にあたっては、図3に示すように、電池電圧VCCが放電動作を停止させるべき終止電圧に近くなると、その電圧マージンが小さくなり、急激な負荷変動、言い換えるならば負荷に対する過電流が流れると、電池の持つ内部インピーダンスにより一時的に電池電圧VCCが終止電圧以下となり、誤って放電電圧そのものが終止電圧以下になったと判定させられてしまう。
【0015】
このような誤動作を防止して、電池の有する終止電圧まで放電動作を継続できるようにするため、言い換えるならば、実質的な電池寿命を長くするために、次のようなタイマー回路が設けられる。
【0016】
電圧比較回路COMP4は、前記のような抵抗回路で形成された分圧電圧VCC/Nと、かかる分圧電圧との関係で上記終止電圧に対応させた基準電圧V4とを比較し、電池電圧VCCが終止電圧以下になったときに、ロウレベルの検出信号を形成する。この検出信号は、上記のような一時的な過電流にも応答して形成される。
【0017】
この検出信号により直ちに過放電保護のスイッチMOSFETQ1をオフ状態にさせるのではなく、タイマー回路により設定された一定期間継続して上記検出信号が形成されるか否かが判定される。タイマー回路は、内蔵の発振回路により形成された発振パルスを分周カウンタに供給することより時間信号を形成する。上記分周カウンタは、上記電圧比較回路の出力信号がリセット端子に供給されており、正常時には強制的にリセット状態にされている。
【0018】
上記電圧比較回路COMP4により、電池電圧VCCが終止電圧以下にされたと判定されたなら、その間検出信号がロウレベルにされて分周カウンタのリセットが解除されて、上記発振パルスの計数動作を行う。分周カウンタの計数出力は、デコーダを構成するゲート回路G3に供給され、ここで設定された時間に相当する計数動作の判定が行われる。上記計数値に達する前に上記電池電圧VCCがもとの状態に復帰すると、リセット信号が発生されて分周カウンタは計数途中でリセット状態にされる。したがって、上記デコーダでの計数設定を負荷変動を校了して比較的長い時間に設定すれば、かかる負荷変動に対応して電池電圧VCCが一時的に終止電圧以下にされても無視される。
【0019】
上記負荷変動は、かかる電池パックが使用される電子機器に搭載される各種電子回路に対応して種々である。例えば、モータドライバを搭載した電子機器では、そのモータの性能に対応してモータ起動時に要する時間が判っているので、かかる負荷が接続される電池パックに搭載されるタイマー回路においては、それよりも長い時間に設定される。このように負荷に応じて、電池電圧が一時的に低下する時間がさまざまであるので、上記デコーダを構成するゲート回路G3の入力と、分周カウンタの出力との間は、特に制限されないが、マスタースライス方式により負荷に合わせて、言い換えるならば、電池パックの用途に合わせてプログラマブルに設定可能にされる。
【0020】
上記のような時間設定の自由度をより高くするために、言い換えるならば、保護用のICを形成した後でも設定可能にするために、ポリシリコン層等からなるヒューズに電流を流して選択的に切断するような回路を搭載し、その選択的な切断により時間設定を行うようにしてもよい。あるいは、時間設定用の外部端子を設けておいて、かかる外部端子にハイレベル/ロウレベルを供給することにより時間設定を行うようにしてもよい。
【0021】
上記タイマー回路は、上記電圧比較回路COMP4の出力信号とその遅延信号とを論理回路に供給して、上記遅延時間内での出力信号を無効にする回路にすることも考えられる。しかしながら、このような回路においては、遅延信号を形成するために比較的大きな時定数回路を半導体集積回路に形成しなければならず、キャパシタ等の外付部品点数が増加してしまう等の問題がある。キャパシタを内蔵させると、設定時間が固定化されてしまい複数種類の保護用ICを用意しなければならなくなる。
【0022】
上記デコーダの出力信号は、特に制限されないが、ラッチ回路LT2のクロック端子CKに供給される。このラッチ回路LT2の入力には、定常的にハイレベルの電源電圧VCCが供給されており、上記クロックCKが入力された時点でセット状態にされる。このラッチ回路LT2の出力信号Qは、上記セット状態によりハイレベルに変化し、ドライバとしてのインバータ回路IV1と外部端子T3を介して過放電保護のスイッチMOSFETQ1のゲートをロウレベルにし、かかるスイッチMOSFETQ1をオフ状態にさせる。上記ラッチ回路LT2のリセット端子Rには、上記電圧比較回路COMP4の出力信号が供給され、充電動作によりVCCが終止電圧以上に回復すると、リセット状態にされる。上記ラッチ回路LT2がリセットされるまでの充電電流は、MOSFETQ1がオフ状態であるで、ドレインとソース間の寄生ダイオードD1を介して流れるようにされる。
【0023】
上記分周カウンタでの電流消費を低減させるために、分周カウンタのキャリー信号により入力部に設けられたゲート回路G2がゲートを閉じるよう制御される。これにより、発振パルスが分周カウンタに入力されることが停止させられる。つまり、電池電圧VCCが終止電圧以下になって分周カウンタが最大計数動作を行うと、それ以後の無駄な計数動作が停止させられるので、消費電流の削減を図ることができる。
【0024】
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りである。すなわち、
(1) 二次電池の保護回路において、電池電圧の過電圧を第1の電圧検出回路で検出し、上記二次電池の負荷側の負極側の浮き上がりを第2の電圧検出回路で検出し、上記第1の電圧検出回路の検出信号によりラッチ回路をリセットし、上記第2の電圧検出回路の検出信号により上記ラッチ回路をセットし、かかるラッチ回路のリセット出力により上記二次電池の負極側の電流経路に直列に挿入された過充電保護スイッチをオフ状態にし、上記ラッチ回路のセット出力によりオン状態に復帰させ、上記充電スイッチの両端には充電時の電流方向とは逆方向に電流を流すようにされた一方向性素子を設けることにより、過充電保護のスイッチがオフ状態のときでも負荷を接続することができるという効果が得られる。
【0025】
(2) 上記第2の電圧検出回路の検出信号は、電池電圧が規定の電圧以下とされたときの充電動作を指示する検出信号とともにオアゲート回路を通して上記ラッチ回路を上記他方のレベルに反転させることにより、上記共通のラッチ回路により正常時には過充電保護のスイッチMOSFETをオン状態にさせることができるという効果が得られる。
【0026】
(3) 上記保護回路を電池パックとしてリチュウムイオン電池と一体的に組み込まれるものとすることにより安全性と使い勝手を良くすることができるという効果が得られる。
【0027】
(4) 上記充電スイッチに電池側に放電スイッチを直列形態に接続し、かかる放電スイッチを二次電池の終止電圧を検出する第3の電圧検出回路の検出信号に基づいてオフ状態にすることにより、過充電とともに過放電の保護を図ることができるという効果が得られる。
【0028】
以上本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、スイッチ素子は、MOSFETの他にバイポーラ型トランジスタや他のスイッチ素子を用いるようにしてもよい。上記MOSFETの場合には、ドレインとソース間の寄生ダイオードを利用することができるが、このような寄生ダイオードが無いときには、それと同等な電流を流すようなダイオードを各スイッチに並列的に設けるようにすればよい。
【0029】
上記電圧検出回路は、前記のような電圧比較回路を用いるもの他、例えば寄生ダイオードD2の順方向電圧に対応した電池パックの負極端子−の浮き上がりを検出するものは、MOSFETのしきい値電圧を利用するものであってもよい。つまり、寄生ダイオードD2の順方向電圧より低いしきい値電圧を持つようにされたNチャンネル型MOSFETのゲートに上記端子5の電圧VM供給し、ソースに電池の負極電位に対応した回路の接地電位を供給し、かかるMOSFETのドレインからオン状態/オフ状態に対応したロウレベル/ハイレベルの検出信号を形成し、それをインバータ回路で反転させて上記セット信号に用いるようにしてもよい。
【0030】
電圧比較回路に供給される基準電圧は、共通化された1つの定電圧であってもよい。これを基準にして、電池電圧VCCを分圧抵抗回路により分圧し、その分圧比の設定により、上記過充電、ラッチ回路のセットをさせる規定電圧、放電動作を停止させる終止電圧のそれぞれに対応した分圧電圧を形成するようにすればよい。この発明は、過充電の保護を行う必要のある各種二次電池保護回路として広く利用することができる。
【0031】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、二次電池の保護回路において、電池電圧の過電圧を第1の電圧検出回路で検出し、上記二次電池の負荷側の負極側の浮き上がりを第2の電圧検出回路で検出し、上記第1の電圧検出回路の検出信号によりラッチ回路をリセットし、上記第2の電圧検出回路の検出信号により上記ラッチ回路をセットし、かかるラッチ回路のリセット出力により上記二次電池の負極側の電流経路に直列に挿入された過充電保護スイッチをオフ状態にし、上記ラッチ回路のセット出力によりオン状態に復帰させ、上記充電スイッチの両端には充電時の電流方向とは逆方向に電流を流すようにされた一方向性素子を設けることにより、過充電保護のスイッチがオフ状態のときでも負荷を接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る二次電池保護回路の一実施例を示す回路図である。
【図2】図1の過放電保護用のスイッチMOSFETQ1を制御する保護回路の一実施例を示す回路図である。
【図3】上記スイッチMOSFETQ1を制御する保護回路の動作を説明するための特性図である。
【符号の説明】
R1〜R7…抵抗、LT1,LT2…ラッチ回路、G1〜G3…論理ゲート回路、IV1…インバータ回路、COMP1〜CPMP4…電圧比較回路、Q1〜Q2…MOSFET、D1,D2…ダイオード。

Claims (21)

  1. 過充電と過放電から二次電池を保護するのための保護回路装置であって、
    充電器又は負荷が選択的に接続される第1と第2の端子と、
    分圧回路と、
    第1、第2、第3の電圧検出回路と、
    第1と第2のスイッチと、
    第1と第2のダイオードと、
    第1と第2の制御回路とを備え、
    充電動作では上記第1の端子から電流が流入し、上記第2の端子から電流が流出し、放電動作では上記第1の端子から電流が流出し、上記第2の端子から電流が流入し、
    上記分圧回路は、二次電池の第1終端と第2終端の電圧を受け、第1分圧電圧と第2の分圧電圧を形成し、
    上記第1の電圧検出回路は、充電動作において上記第1分電圧が過充電に対応した第1の参照電圧を超えることを検出し、
    上記第2の電圧検出回路は、上記第2分圧電圧が充電電圧に対応した第2の参照電圧に達していないことを検出し、
    上記第3の電圧検出回路は、上記第2の端子の電圧と第3の参照電圧とを受けて、放電動作であることを検出し、
    上記第1と第2のスイッチは、第2終端と上記第2の端子との間に直列接続され、
    上記第1のダイオードは、上記第1のスイッチに並列に設けられ、放電動作のときに流れる電流の向きに順バイアスされるよう接続され、
    上記第2のダイオードは、上記第2のスイッチに並列に設けられ、放電動作のときに流れる電流の向きに逆バイアスされるように接続され、
    上記第1の制御回路は、上記第1、第2及び第3の電圧検出回路の出力信号を受けて、前記充電器が接続されたときに上記第2の電圧検出回路の出力により所望の充電動作に達していないときに上記第1のスイッチをオン状態にし、上記第1の電圧検出回路の過充電検出信号により上記第1のスイッチをオフ状態にし、上記第3の電圧検出回路による充電動作の検出信号により上記第1のスイッチをオン状態にさせ、
    上記第2の制御回路は、上記二次電池の終止電圧を検出する検出信号により上記第2のスイッチをオフ状態にさせることを特徴とする二次電池保護回路。
  2. 請求項1において、
    上記第1、第2及び第3の参照電圧は、互いに異なることを特徴とする二次電池保護回路。
  3. 請求項1において、
    第1、第2及び第3の参照電圧は、互いに等しいことを特徴とする二次電池保護回路。
  4. 請求項1において、
    更に二次電池を含んで1一体的に構成されてなることを特徴とする二次電池保護回路。
  5. 請求項4において、
    上記二次電池は、リチュウム二次電池であることを特徴とする二次電池保護回路。
  6. 過充電から二次電池を保護するのための二次電池保護回路であって、
    二次電池と、
    充電器又は負荷が選択的に接続される第1と第2の端子と、
    分圧回路と、
    第1と第3の電圧検出回路と、
    スイッチと、
    ダイオードと、
    制御回路とを備え、
    充電動作では上記第1の端子から電流が流入し、上記第2の端子から電流が流出し、放電動作では第1の端子から電流が流出し、上記第2の端子から電流が流入し、
    上記分圧回路は、上記二次電池の第1終端と第2終端の電圧を受けて分圧電圧を形成し、
    上記第1の電圧検出回路は、充電動作において上記過充電に対応した電圧を検出するように上記分圧回路に接続され、
    上記第3の電圧検出回路は、上記第2の端子の電圧を受けて、放電動作であることを検出し、
    上記スイッチは、第2終端と上記第2の端子との間に直列接続され、
    上記ダイオードは、上記スイッチに並列に設けられ、放電動作のときに流れる電流の向きに順バイアスされるよう接続され、
    上記制御回路は、上記第1、第3の電圧検出回路の出力信号を受けて、上記第1の電圧検出回路の過充電検出信号により上記スイッチをオフ状態にし、上記第3の電圧検出回路による充電動作の検出信号により上記スイッチをオン状態にさせことを特徴とする二次電池保護回路。
  7. 請求項6において、
    第2の電圧検出回路を備え、
    上記第2の電圧検出回路は、電池電圧が充電電圧に達していないことを検出するように上記分圧回路に接続され、
    上記第2と第3の電圧回路の出力信号は、オアゲート回路を介してラッチ回路に伝えられ、
    上記ラッチ回路の出力信号により上記スイッチを制御して、前記充電器が接続されたとき上記第2の電圧検出回路の出力に対応して上記スイッチをオン状態にし、上記第1の電圧検出回路の過充電検出信号により上記スイッチをオフ状態にし、上記第3の電圧検出回路による充電動作の検出信号により上記スイッチをオン状態にさせることを特徴とする二次電池保護回路。
  8. 請求項7において、
    上記スイッチは、上記チッチ回路の出力信号を受けるゲート電極と、上記第2終端と第2端子にソース,ドレイン経路を持つMOSFETで構成されることを特徴とする二次電池保護回路。
  9. 請求項8において、
    上記ダイオードは、上記MOSFETの寄生ダイオードで構成されることを特徴とする二次電池保護回路。
  10. 請求項8において、
    上記ダイオードは、上記MOSFETとは別に設けられたダイオードであることを特徴とする二次電池保護回路。
  11. 請求項6において、
    上記第1の電圧検出回路は、上記分圧回路に接続された第1入力端子と、参照電圧を受ける第2入力端子を持つ電圧比較回路を含むことを特徴とする二次電池保護回路。
  12. 請求項6において、
    上記第3の電圧検出回路は、上記第2の端子に接続された第1入力端子と、第3の参照電圧を受ける第2入力端子を持つ電圧比較回路を含むことを特徴とする二次電池保護回路。
  13. 請求項6において、
    上記第3の電圧検出回路は、上記第2の端子の電圧がゲートに供給され、ソースに上記二次電池の第2終端に対応した電圧が供給され、そのしきい値電圧が上記第1のダイオードの順方向電圧よりも低くされたMOSFETと、かかるMOSFETのドレイン出力を反転させるインバータ回路を含むことを特徴とする二次電池保護回路。
  14. 請求項6において、
    上記第3の電圧検出回路と上記第2の端子との間には、静電保護用の抵抗素子が設けられていることを特徴とする二次電池保護回路。
  15. 過放電から二次電池のための保護回路装置であって、
    充電器又は負荷が選択的に接続される第1と第2の端子と、
    二次電池と、
    分圧回路と、
    電圧検出回路と、
    スイッチと、
    ダイオードと、
    制御回路とを備え、
    充電動作では上記第1の端子から電流が流入し、上記第2の端子から電流が流出し、放電動作では上記第1の端子から電流が流出し、上記第2の端子から電流が流入し、
    上記分圧回路は、二次電池の第1終端と第2終端の電圧を受けて電池電圧に対応した分圧電圧を形成し、
    上記電圧検出回路は、放電動作において上記分電圧が過放電に対応した参照電圧より低下したことを検出し、
    上記スイッチは、第2終端と上記第2の端子との間に接続され、
    上記ダイオードは、上記スイッチに並列に設けられ、放電動作のときに流れる電流の向きに逆バイアスされるように接続され、
    上記制御回路は、一定時間継続して上記電圧検出回路の上記検出信号が出力されているときに上記スイッチをオフ状態にさせることを特徴とする二次電池保護回路。
  16. 請求項15において、
    クロックパルスを形成する発振回路と、上記クロックパルスを計数するカウンタ回路とを含んで上記一定時間の計測を行うタイマー回路と、
    ラッチ回路とを更に備え、
    上記タイマー回路の一定時間計測出力により上記ラッチ回路をセットし、
    上記電圧検出回路の検出信号によりタイマー回路及びラッチ回路をリセットを解除し、
    上記ラッチ回路のセット出力により上記スイッチをオフ状態にしてなることを特徴とする二次電池保護回路。
  17. 請求項16において、
    上記タイマー回路は、上記発振回路で形成されたクロックパルスを一方の入力に受け、他方の入力に上記カウンタ回路のキャリー出力信号を受ける論理和ゲート回路が設けられ、かかる論理和ゲート回路の出力信号を上記カウンタ回路が計数することを特徴とする二次電池保護回路。
  18. 請求項16において、
    上記スイッチは、上記チッチ回路の出力信号を受けるゲート電極と、上記第2終端と第2端子にソース,ドレイン経路を持つMOSFETで構成されることを特徴とする二次電池保護回路。
  19. 請求項18において、
    上記ダイオードは、上記MOSFETの寄生ダイオードで構成されることを特徴とする二次電池保護回路。
  20. 請求項18において、
    上記ダイオードは、上記MOSFETとは別に設けられたダイオードであることを特徴とする二次電池保護回路。
  21. 請求項15において、
    上記電圧検出回路は、上記分圧回路の分圧電圧を受ける第1入力端子と、過放電に対応した参照電圧を受ける第2入力端子とを持つ電圧比較器を含むことを特徴とする二次電池保護回路。
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Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11299113A (ja) * 1998-04-17 1999-10-29 Seiko Instruments Inc 充放電制御回路と充電式電源装置
JP3305257B2 (ja) * 1998-05-06 2002-07-22 セイコーインスツルメンツ株式会社 充放電制御回路と充電式電源装置およびその制御方法
US7207251B2 (en) 1999-02-05 2007-04-24 Hitachi Koki Co., Ltd. Cutter with laser generator that irradiates cutting position on workpiece to facilitate alignment of blade with cutting position
US6194872B1 (en) 1999-06-25 2001-02-27 Dell Usa, L.P. Method and system for battery isolation during shipment
JP3670522B2 (ja) * 1999-07-30 2005-07-13 富士通株式会社 バッテリパック
US6313610B1 (en) 1999-08-20 2001-11-06 Texas Instruments Incorporated Battery protection circuit employing active regulation of charge and discharge devices
US6522104B1 (en) 1999-10-13 2003-02-18 Xicor, Inc. Method and apparatus for measurement of charge in a battery
US7039150B1 (en) 1999-10-13 2006-05-02 Xicor, Inc. Serial interface for a battery management system
US6501249B1 (en) * 1999-10-13 2002-12-31 Xicor, Inc. Battery management system
JP4617524B2 (ja) * 1999-10-29 2011-01-26 ミツミ電機株式会社 電池保護装置
JP3935922B2 (ja) * 1999-12-03 2007-06-27 富士通株式会社 二次電池の充放電制御回路
US6211652B1 (en) 2000-02-04 2001-04-03 Milwaukee Electric Tool Corporation Discharge protection apparatus for a battery-powered device and a method of preventing overdischarge of a battery
US6392387B1 (en) * 2000-03-14 2002-05-21 Sage Electronics And Technology, Inc. Passively protected battery pack with on load charge and on load conditioning-discharge capability and charging system
JP3655171B2 (ja) * 2000-06-22 2005-06-02 富士通株式会社 充放電制御回路及び二次電池装置
JP2002101574A (ja) * 2000-09-22 2002-04-05 Sony Corp 電源回路
JP3883183B2 (ja) * 2001-01-24 2007-02-21 三洋ジ−エスソフトエナジー株式会社 二次電池装置
TW552759B (en) * 2001-02-15 2003-09-11 Seiko Instr Inc Battery state monitoring circuit
JP2003164066A (ja) * 2001-11-21 2003-06-06 Hitachi Koki Co Ltd 電池パック
US6545530B1 (en) * 2001-12-05 2003-04-08 Linear Technology Corporation Circuit and method for reducing quiescent current in a voltage reference circuit
US6580250B1 (en) 2002-02-28 2003-06-17 Dialog Semiconductor Gmbh Monolithic battery protection circuit
AU2003230322A1 (en) * 2002-05-09 2003-11-11 Mobypower Co., Ltd. Rechargeable battery pack and manufacturing method thereof
US6636020B1 (en) 2002-10-01 2003-10-21 Wilson Greatbatch Technologies, Inc. Lithium-ion over voltage protection circuit
AU2003260914A1 (en) * 2002-10-16 2004-05-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Pulse generator
JP2005160169A (ja) * 2003-11-21 2005-06-16 Texas Instr Japan Ltd バッテリ保護回路
US7605565B2 (en) * 2003-12-05 2009-10-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Battery pack with protection circuit
US7327544B2 (en) * 2003-12-18 2008-02-05 Stmicroelectronics, Inc. Battery protection device
CN100397741C (zh) * 2004-02-10 2008-06-25 深圳市鑫汇科电子有限公司 多节锂电池串联电池组保护方法及其电路
JP4252910B2 (ja) * 2004-02-13 2009-04-08 セイコーインスツル株式会社 充放電制御回路および充電式電源装置
JP4316473B2 (ja) * 2004-10-29 2009-08-19 パナソニック株式会社 電圧検出回路、過電流検出回路、充電電流制御システム、及び電圧検出方法
TWI276296B (en) * 2004-11-29 2007-03-11 Himax Tech Ltd Circuit and method for participation of dead time
US7586292B1 (en) 2005-05-09 2009-09-08 Electrochem Solutions, Inc. Low voltage cutoff circuit for an electrochemical cell
JP5001938B2 (ja) * 2005-06-14 2012-08-15 エルジー・ケム・リミテッド バッテリーの充電または放電出力の調整方法及び装置
US7446506B2 (en) * 2006-01-13 2008-11-04 Leadtrend Technology Corp. Apparatus for preventing capacitor charger from overcharging and method thereof
JP4533328B2 (ja) * 2006-02-28 2010-09-01 株式会社リコー 充電制御用半導体集積回路、その充電制御用半導体集積回路を使用した充電装置及び2次電池接続検出方法
US7605568B2 (en) * 2006-03-10 2009-10-20 Atmel Corporation Deep under voltage recovery in a battery pack
KR100943594B1 (ko) * 2006-03-27 2010-02-24 삼성에스디아이 주식회사 보호 회로 모듈 및 이를 이용한 전지 팩
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
US7496460B2 (en) * 2006-09-06 2009-02-24 Eastway Fair Company Limited Energy source monitoring and control system for power tools
JP4556929B2 (ja) * 2006-09-07 2010-10-06 日立工機株式会社 電動工具
JP4311687B2 (ja) * 2006-10-06 2009-08-12 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 電源回路およびバッテリ装置
JP5064130B2 (ja) * 2007-07-06 2012-10-31 パナソニック株式会社 電池パック
US7723961B2 (en) * 2007-08-07 2010-05-25 Honeywell International Inc. MEMS based battery monitoring technical field
US7928695B2 (en) * 2008-04-15 2011-04-19 Hycon Technology Corp. Rechargeable battery protection device
CN201440221U (zh) * 2009-05-21 2010-04-21 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 双路温控电路
US20110084684A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 Panasonic Corporation Switching of resistor epi biasing for reversed resistor connection in offset element cancellation system
US8278950B2 (en) * 2010-03-03 2012-10-02 Ati Technologies Ulc Apparatus and method for monitoring current flow to integrated circuit in temperature-compensated manner
JP5910172B2 (ja) * 2012-03-01 2016-04-27 株式会社Gsユアサ スイッチ故障診断装置、電池パックおよびスイッチ故障診断プログラム、スイッチ故障診断方法
JP2014075256A (ja) * 2012-10-04 2014-04-24 Seft Development Laboratory Co Ltd 携帯型充電式電源装置
US20140266049A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Southwest Electronic Energy Group Detection and prevention of short formation in battery cells
US9435142B2 (en) 2014-02-28 2016-09-06 Schlage Lock Company Llc Method of operating an access control system
TWI661631B (zh) * 2014-11-20 2019-06-01 力智電子股份有限公司 電池保護裝置與其操作方法
KR20160064734A (ko) * 2014-11-28 2016-06-08 삼성전자주식회사 충전 제어 방법 및 그 방법을 처리하는 전자장치
CN106299180B (zh) * 2015-06-24 2019-03-08 南京德朔实业有限公司 电动工具和电池包的组合
US20170033585A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-02 Semiconductor Components Industries, Llc Battery system reset systems and related methods
KR101910918B1 (ko) * 2015-12-09 2018-10-23 현대자동차주식회사 차량 및 그 충전 제어방법
US11038358B2 (en) * 2016-04-01 2021-06-15 Mediatek Inc. Charger circuit with battery protection mechanism
CN106786996B (zh) * 2017-02-22 2019-03-12 魏巍 一种通信机房用蓄电池组浮充控制装置
US10978891B2 (en) * 2018-06-12 2021-04-13 Motorola Solutions, Inc. Methods and apparatus for extending discharge over-current trip time in a battery protection circuit
US11152935B2 (en) * 2018-08-28 2021-10-19 Google Llc System and method to deliver reset via power line
JP6799269B2 (ja) * 2018-12-05 2020-12-16 ミツミ電機株式会社 二次電池保護回路及び電池パック

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5547775A (en) * 1991-04-26 1996-08-20 Sony Corporation Circuit for preventing overcharge and overdischarge of secondary batteries
JP3291530B2 (ja) * 1992-09-17 2002-06-10 ソニー株式会社 バッテリー保護回路
US5742148A (en) * 1992-11-24 1998-04-21 Seiko Instruments Inc. Charge/discharge control circuit and chargeable electric power source apparatus
JP3322542B2 (ja) * 1995-11-30 2002-09-09 三洋電機株式会社 充電回路

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Publication number Publication date
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