JP3764925B2 - 充放電制御回路および二次電池パック - Google Patents
充放電制御回路および二次電池パック Download PDFInfo
- Publication number
- JP3764925B2 JP3764925B2 JP22201796A JP22201796A JP3764925B2 JP 3764925 B2 JP3764925 B2 JP 3764925B2 JP 22201796 A JP22201796 A JP 22201796A JP 22201796 A JP22201796 A JP 22201796A JP 3764925 B2 JP3764925 B2 JP 3764925B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- terminal
- wiring
- charge
- field effect
- 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
-
- 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
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二次電池の充放電制御回路および二次電池パックに係り、さらに詳しくは適正な充放電を可能とする充放電制御回路、およびこの充放電制御回路を備えた二次電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニッケル・水素二次電池セル、ニッケル・カドミウム二次電池セル、あるいはリチウムイオン電池セルなどに代表される二次電池セルは、単独もしくは複数個をパック化し、充電によって電力を貯蔵する一方、貯蔵した電力を負荷の駆動源（放電）として繰り返し使用できる。したがって、たとえば携帯用電話機や携帯型撮像機など各種の機器システムに、その駆動電源として組み込まれている。そして、二次電池セルは、繰り返しの充電および放電が主要な機能であり、また、効率および安全性の点から充電の終止電圧、放電の終止電圧をそれぞれ限界とし、この限界範囲内の電圧で充電や放電を行っている。
【０００３】
この種の二次電池セルや二次電池パックを、信頼性の高い電源として利用するに当たっては、常に、適正に制御された充放電を行うことが前提となる。こうした観点に立って、充電過程では、一般的に、二次電池パックの充電電圧を検出・検知し、その推移によって、充電終了時点を決めている。たとえばリチウムイオン電池パックの充電に当たっては、高精度の電圧監視を要求されるので、図６ (a)， (b)に概略構成を示すような回路によって、充電電力を供給しながら電池電圧を検出している。
【０００４】
図６ (a)， (b)において、１は二次電池パック、２は充電用の正極端子で、充電用配線路に介挿・配置したダイオード2aを介しての供給電力によって所要の充電が行われるため、放電用の正極端子２′は別設してある。また、３は前記ダイオード2aを含む充電用配線路に対して、並列に接続・配置した抵抗体3aを含む充電電流の監視・制御回路に制御電圧を印加する制御端子、４，４′は充放電用の負極端子であり、これらの回路図では、充放電用の負極端子４，４′はいずれか一方で共用できる。
【０００５】
上記回路構成では、主充電が充電用の正極端子２から行われ、その充電電流の電圧変化を制御端子３側で検出し、これを充電用の正極端子２側にフィードバックすることで、所要の充電電流制御などを行っている。なお、図６ (a)の場合は、充電を行いながら充電電流の電圧変化を制御端子３側で検出できるが、図６ (b)の場合は、充電用の正極端子２と制御端子３とを兼用させているため、充電電流の電圧変化を検出するときは、主充電電流を中断することになる。
【０００６】
しかし、上記、図６ (a)， (b)に示す回路構成の場合は、実用上、次のような不都合がある。先ず、▲１▼充電用配線路に介挿・配置したダイオード2aの発熱が大きいことが挙げられる。つまり、充電電流を低減することによって、ダイオード2aの発熱を低減できるが、一方では、充電速度・時間などが大幅に制約されることになる。▲２▼また、前記ダイオード2aの電流制御特性は、図７にその特性例を示すように、温度や電流値によって電圧値が変化するため、定電圧充電制御が困難であり、結果的に、二次電池の利用効率が損なわれ易いことになる。▲３▼主充電用配線路にダイオード2aが介挿・配置されているため、二次電池について、いわゆるリフレッシュ処理を行うことができないので、二次電池の利用効率が損われる。 こうした問題に対して、図８ (a)， (b)に回路構成を示すごとく、上記正極端子２側にダイオード2aを介挿配置する代わりに、負極端子４側の充電用配線路に、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ（スィッチング素子的に機能する）4aを１個もしくは２個、直列に介挿・配置した構成が提案されている。すなわち、制御端子３は、抵抗体3aを介して負極端子４側の充電用配線路に直列に介挿・配置した寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ4aに接続し、さらに、抵抗体3bを介して二次電池パック１側で負極端子４側の充電用配線路に接続している。 ここで、負極端子４側の充電用配線路に、直列に介挿・配置した寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタは、図９にその特性例を示すごとく、印加電圧値に対して抵抗値は、温度に依存して変化する。そして、このような回路構成を採り、かつ電界効果型トランジスタ4aが中抵抗を呈する領域（図９のＡ領域）の特性を利用し、二次電池のリフレッシュ処理を可能にしている。
【０００７】
図８ (a)， (b)の回路構成では、充電用正極端子２を放電用電極端子２′と兼用できるが、充電用負極端子４に対して放電用負極端子４′を別設する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ4aのスイッチング機能・作用を利用した場合は、二次電池に逆電圧を印加して、二次電池のリフレッシュ処理を行うことができる。しかし、一方では、次のような問題がある。たとえば容量規格 4 Vの二次電池の場合は制御端子３電圧 7.0 V程度で、また、容量規格 8 Vの二次電池パックの場合は制御端子３電圧12 V程度で、それぞれ電界効果型トランジスタ4aがオン動作を行うように設定され、充電用の正極端子２，充電用の負極端子４および制御端子３間の短絡を招来する。
【０００９】
そして、３者の電気的な短絡によって、電界効果型トランジスタ4aに 8mA程度の電流が流れ、また、この短絡による電流値は、電界効果型トランジスタ4aの発熱温度にも左右され、温度が上昇した場合には50mA程度に達することもある。しかも、前記充電時における短絡防止は、各抵抗体3a，3bの抵抗値の選択・設定で可能と考えられるが、中抵抗（図９のＡ領域）を呈する領域を使用している限り、実際的には制御困難である。すなわち、二次電池の充電において、制御用電圧を 7.0 V以上に設定しない限り、電界効果型トランジスタ4aの動作を確実にオフ状態とすることができないため、適正な充電操作は実際上困難な状況にある。なお、図８ (a)の回路構成では、電界効果型トランジスタ4aがオフ状態にあっても、充電が続行される場合がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、適正な充放電を可能とする充放電制御回路、およびこの充放電制御回路を備えた二次電池パックの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、前記電界効果型トランジスタに対して並列に接続配置したコンデンサと、前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体とを有することを特徴とする充放電電流制御回路である。
【００１２】
請求項２の発明は、制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体と、前記トランジスタ入力側および負極端子用配線間もしくは正極端子用配線間の接続配線に直列に介挿・配置した第３および第４の抵抗体と、前記第３および第４の抵抗体間と電界効果型トランジスタの入力側とを接続し、電界効果型トランジスタの入力を制御するオペアンプとを有することを特徴とする充放電制御回路である。
【００１３】
請求項３の発明は、外装体と、前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路とを有する二次電池パックであって、前記充放電制御回路は、制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、前記電界効果型トランジスタに対して並列に接続配置したコンデンサと、前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体とを有することを特徴とする二次電池パックである。
【００１４】
請求項４の発明は、外装体と、前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路とを有する二次電池パックであって、前記充放電制御回路は、制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体と、前記トランジスタ入力側および負極端子用配線間の接続配線に直列に介挿配置した第３および第４の抵抗体と、前記第３および第４の抵抗体間と電界効果型トランジスタの入力側とを接続し、電界効果型トランジスタの入力を制御するオペアンプとを有することを特徴とする二次電池パックである。
【００１５】
すなわち、上記各発明は、スイッチング動作を行う一般的な、トランジスタ
（トランジスタ素子）および寄生ダイオード付き電界効果型トランジスを組み合わせ、適正な充放電を外部から制御端子によって行う構成としたものである。そして、かつ寄生ダイオード付き電界効果型トランジスの低抵抗（図９のＢ領域）を利用するとともに、簡略な構成を採りながら、二次電池の過充電などを確実に防止し、常時、所要の充放電電流に制御し、二次電池の利用効率の向上を図ったことを骨子とする。
【００１６】
なお、スイッチング動作を行うトランジスタ（トランジスタ素子）および寄生ダイオード付き電界効果型トランジスの組み合わせでは、配線回路化したとき、従来のダイオードを含む回路基板に対して、全体の厚さを20〜40％程度低減できる（薄型化できる）。たとえば厚さ 0.8mmの基板に、ダイオード（一般的に高さが 2.8mm）を搭載した場合、全体の厚さが 3.6mmになるのに対して、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスの厚さは 1.8mmであるため、全体の厚さは 2.6mmで28％低減する。
【００１７】
ここで、二次電池としては、たとえばニッケル水素二次電池セル、ニッケルカドミウム二次電池セル、リチウムイオン二次電池セル、あるいはこれらの二次電池セルの複数個を組み合わせた二次電池パックなどが対象となる。なお、二次電池パックにおける二次電池セルの接続形態は、直列型，並列型，直列−並列型のいずれでもよい。
【００１８】
各発明において、一般的なトランジスタ（以下Ｑ1 と略称）としては、たとえばRN1107，RN1110などの商品名（東芝社製）で、また、寄生ダイオード付き電界効果型トランジス（以下Ｑ2 ，Ｑ3 と略称）としては、たとえばμPA1701，μPA1752，μPA1753などの商品名（日本電気社製）、 2SK2441， FW201， FW211などの商品名（三洋電気社製）、あるいはSi9426DY、，Si9925DY，Si9926DYなどの商品名（シリコニクス社製）で、それぞれ市販されているものが挙げられる。さらに、抵抗体は、一般的に抵抗値 10kΩ〜100MΩ程度のものである。
【００１９】
この発明に係る充放電制御回路は、次のように動作する。図１は、たとえば電池電圧 2.7〜 4.2 Vの二次電池に対する充放電制御の動作を説明するための模式図であり、トランジスタＱ1 の特性は、導通状態化する電圧値 Vbcが 0.6 Vのものが選ばれており、また、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスＱ2 ，Ｑ3 がオフの状態にあるとする。ここで、充電用正極端子５と充電用負極端子６との間の電圧を 4.2 Vとし、充電用負極端子６と制御端子７との間の電圧を 5.0 Vとすると、両者の差は、
5.0 V− 4.2 V＝ 0.8 V
となるので、トランジスタＱ1 の電流−電圧特性が 0.8 Vとなって、導通状態になる。換言すると、充電電圧 4.2 Vに設定する一方、制御端子７に 5.0 Vを印加して外部から制御すると、トランジスタＱ1 が導通状態となって、所要の充電が進行する。
【００２０】
一方、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスＱ2 ，Ｑ3 がオンの状態で、二次電池が電圧値 4.5 Vに充電されたとすると、充電用正極端子５と充電用負極端子６との間の電圧は 4.5 V、充電用負極端子６と制御端子７との間の電圧が 5.0 Vとなり、両者の差は、
5.0 V− 4.5 V＝ 0.5 V
となるので、トランジスタＱ1 の電流−電圧特性が 0.5 Vとなるので、不導通状態になる。
【００２１】
すなわち、上記充放電電流制御回路では、二次電池の充電電圧値に対して、制御端子７の電圧がトランジスタＱ1 の導通状態化する電圧値 Vbc 0.6 V以上になると、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスＱ2 ，Ｑ3 が自動的に動作し、適正な充放電の制御が行われる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図２，図３，図４および図５を参照して実施の形態を説明する。
【００２３】
図２は充放電電流制御回路の構成例を示す回路図である。図２において、８は制御端子７からの制御電流を入力し正極端子５用の配線5a側に第１の抵抗体9aを介して出力するトランジスタ（Ｑ1 ）である。ここで、トランジスタ（Ｑ1 ）８は、たとえば 2SA1832（東芝社製）の商品名で市販されているトランジスタ素子であるが、たとえばRN1107，RN1110（いずれも商品名，東芝社製）で代替し、図３ (a)， (b)に示す回路構成を採ることができる。なお、9b，9cはしきい値変更のために介挿・配置した抵抗体であり、また、５′は放電用正極端子、６′は放電用負極端子であるが、放電用正極端子５′を別設せずに充電用正極端子５と共用する構成としてもよい。
【００２４】
また、10，10′は寄生ダイオードを順・逆方向として負極端子６用の配線6aに直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ（Ｑ2 ，Ｑ3 ）である。ここで、電界効果型トランジスタ（Ｑ2 ，Ｑ3 ）10，10′は、たとえば MPA1701， 2SK2441，Si9426（いずれも商品名）である。
【００２５】
さらに、11は前記電界効果型トランジスタ10，10′に対して並列に接続配置した容量 0.1μ程度のコンデンサ、12は前記電界効果型トランジスタ10，10′の入力側およびトランジスタ８のコレクタ側との接続配線に介挿・配置させた第２の抵抗体である。
【００２６】
なお、この回路構成における各抵抗体9a，9b，9c，12は、いずれも抵抗値 10kΩ〜100MΩ程度であり、また、 13a， 13bは制御端子６、充電用正極端子５、充電用負極端子７間に介挿・配置した静電破壊防止用のコンデンサ、 14a， 14bは被充電二次電池の充電用正・負極端子に接続する端子部である。
【００２７】
次に、この充放電逝去回路の動作について説明する。たとえば、充電用正極端子５と充電用負極端子６との間の電圧を 4.2 V、充電用負極端子６と制御端子７との間の電圧を 5.0 Vに、それぞれ設定印加する。すなわち、充電電圧 4.2 Vに設定する一方、制御端子７に 5.0 Vを印加して外部から制御すると、充電用正極端子５−充電用負極端子６間、充電用負極端子−制御端子７間の電圧差は、
5.0 V− 4.2 V＝ 0.8 V
となるので、導通状態化する電圧値 Vbcが 0.6 Vであるトランジスタ８からの入力で、オフの状態にある寄生ダイオード付き電界効果型トランジス10，10′が通電状態となって、所要の充電が進行する。
【００２８】
一方、上記充電動作の進行に伴って、二次電池が所定の電圧値に充電され、充電用正極端子５−充電用負極端子６間の電圧、充電用負極端子６−制御端子７間の電圧差が 0.6 V未満になると、トランジスタ８が不導通状態になるため、寄生ダイオード付き電界効果型トランジス10，10′もオフ状態化し、充電が自動的に制御停止（終了）することになる。
【００２９】
図４は、二次電池パックの第１の構成例を示す回路図である。ここで、二次電池パック本体15の構成は一般的なので、その具体的な説明を省略するが、外装体と、前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路とを有する二次電池パックである。
【００３０】
そして、本発明に係る二次電池パックは、装着・具備する充放電制御回路を次のように構成した点に特徴付けられる。すなわち、制御電流を入力し正極端子用配線側に第１の抵抗体9aを介して出力するトランジスタ８と、寄生ダイオードを順・逆方向として負極端子用配線6aに直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ10，10′と、前記電界効果型トランジスタ10，10′に対して並列に接続配置した瞬時の短絡を可能とするコンデンサ11と、前記電界効果型トランジスタ10，10′の出力側およびトランジスタ８のコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体12とを備えた構成を成している。なお、図４において、６′は放電用の負極端子である。
【００３１】
上記構成の充放電制御回路は、前記図２に図示した構成例の充放電制御回路の場合と同様に動作する。したがって、この充放電制御回路を内蔵・一体化した二次電池パックは、常時、容易に、かつ信頼性の高い適正な充電を行うことができるだけでなく、二次電池セルについてのリフレッシュ処理なども可能であるため、二次電池パックの利用効率ないしは実用性をさらに高めることができる。
【００３２】
また、前記充放電制御回路においては、放電用負極端子６側で、電界効果型トランジスタ10，10′に対して並列に接続配置した瞬時の短絡を可能とするコンデンサ11の挿入によって、放電用（本体側）の回路に昇圧回路を内蔵することになり、この昇圧回路で昇圧した電圧を制御端子７に印加することで、放電電流の制御を行うこともできる。
【００３３】
図５は、二次電池パックの第２の構成例を示す回路図である。ここで、二次電池パック本体15の構成は一般的なので、その具体的な説明を省略するが、外装体と、前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路とを有する二次電池パックである。
【００３４】
そして、本発明に係る二次電池パックは、装着・具備する充放電制御回路を次のように構成した点に特徴付けられる。すなわち、制御電流を入力し正極端子用配線5a側に第１の抵抗体9aを介して出力するトランジスタ８と、寄生ダイオードを順・逆方向として負極端子用配線6aに直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ10，10′と、前記電界効果型トランジスタ10，10′の出力側およびトランジスタ８のコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体12と、前記トランジスタ８入力側および負極端子用配線6a間の接続配線に直列に介挿・配置した第３および第４の抵抗体 16a， 16bと、前記第３および第４の抵抗体 16a， 16b間と電界効果型トランジスタ10，10′の入力側とを接続し、電界効果型トランジスタ10，10′の入力を制御するオペアンプ17とを備えた構成を採っている。なお、図５において、６′は放電用の負極端子、18は基準電圧発生器である。
【００３５】
上記充放電制御回路の場合も、前記図２に図示した構成例の充放電制御回路の場合と同様に動作する。すなわち、基本的には、充放電制御回路を内蔵・一体化した二次電池パックは、常時、容易に、かつ信頼性の高い適正な充電を行うことができるだけでなく、二次電池セルについてのリフレッシュ処理なども可能であるため、二次電池パックの利用効率ないしは実用性をさらに高めることができる。なお、この充放電制御回路では、電界効果型トランジスタ10，10′の入力が、オペアンプ17によって、より容易に適正な吸収・制御が行われる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。たとえば、トランジスタ（Ｑ1 ）、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ（Ｑ2 ，Ｑ3 ）は、上記例示した素子以外の素子であってもよい。また、前記の動作を満足すれば、トランジスタ（Ｑ1 ）を負極端子用配線側に、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ（Ｑ2 ，Ｑ3 ）を正極端子用配線側に接続してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１および請求項２の発明によれば、充電用正極端子−充電用負極端子間の電圧と、充電用負極端子−制御端子間との電圧差、すなわち充電用正極端子と制御端子との間の電圧を、制御端子によって外部から制御する構成を採っている。そして、この制御端子による電圧差の制御により、トランジスタＱ1 を導通状態もしくは不導通状態に切り替え、また、二次電池のリフレッシュを含む信頼性の高い二次電池の充放電制御を行うことができる。
【００３８】
しかも、ダイオードを充電用正極端子側に介挿・配置した場合に比べて、発熱も低減するため熱による素子の劣化の恐れもないし、充電電圧の監視も容易で、コンパクト化（薄型化）なども図られた二次電池用に適する充放電制御回路として機能する。
【００３９】
請求項３および請求項４の発明によれば、二次電池パック本体と、前記すぐれた作用・効果を呈する充放電制御回路とを、一体的に組み合わせた構成を採っているため、充放電の信頼性が高くて、利用効率の高い二次電池パックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の充放電制御回路の作用を説明するための模式的な回路図。
【図２】実施形態例の充放電制御回路図。
【図３】 (a)， (b)は、図２の充放電制御回路図におけるトランジスタの介挿・配置部の互いに異なる回路例を示す回路図。
【図４】この発明の第１の二次電池パックの概略構成を示す回路図。
【図５】この発明の第２の二次電池パックの概略構成を示す回路図。
【図６】 (a)， (b)は従来の互いに異なる二次電池パックの概略構成をそれぞれ示す回路図。
【図７】温度によるダイオードの電圧−電流特性を示す曲線図。
【図８】 (a)， (b)は従来の互いに異なる他の二次電池パックの概略構成をそれぞれ示す回路図。
【図９】温度による寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタの電圧−抵抗特性を示す曲線図。
【符号の説明】
１，15……二次電池パック
２，５……充電用正極端子
２′，５′……放電用正極端子
2a……ダイオード
３，７……制御端子
3a，3b，9b，9c……抵抗体
４，６……充電用負極端子
４′，６′……放電用負極端子
4a，10，10′……寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ
5a……充電用正極側の配線路
6a……充電用負極側の配線路
８……トランジスタ
9a……第１の抵抗体
11……コンデンサ
12……第２の抵抗体
13a， 13b……静電破壊防止用コンデンサ
14a， 14b……二次電池端子接続部
16a……第３の抵抗体
16b……第４の抵抗体
17……オペアンプ
18……基準電圧発生器
【発明の属する技術分野】
本発明は二次電池の充放電制御回路および二次電池パックに係り、さらに詳しくは適正な充放電を可能とする充放電制御回路、およびこの充放電制御回路を備えた二次電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ニッケル・水素二次電池セル、ニッケル・カドミウム二次電池セル、あるいはリチウムイオン電池セルなどに代表される二次電池セルは、単独もしくは複数個をパック化し、充電によって電力を貯蔵する一方、貯蔵した電力を負荷の駆動源（放電）として繰り返し使用できる。したがって、たとえば携帯用電話機や携帯型撮像機など各種の機器システムに、その駆動電源として組み込まれている。そして、二次電池セルは、繰り返しの充電および放電が主要な機能であり、また、効率および安全性の点から充電の終止電圧、放電の終止電圧をそれぞれ限界とし、この限界範囲内の電圧で充電や放電を行っている。
【０００３】
この種の二次電池セルや二次電池パックを、信頼性の高い電源として利用するに当たっては、常に、適正に制御された充放電を行うことが前提となる。こうした観点に立って、充電過程では、一般的に、二次電池パックの充電電圧を検出・検知し、その推移によって、充電終了時点を決めている。たとえばリチウムイオン電池パックの充電に当たっては、高精度の電圧監視を要求されるので、図６ (a)， (b)に概略構成を示すような回路によって、充電電力を供給しながら電池電圧を検出している。
【０００４】
図６ (a)， (b)において、１は二次電池パック、２は充電用の正極端子で、充電用配線路に介挿・配置したダイオード2aを介しての供給電力によって所要の充電が行われるため、放電用の正極端子２′は別設してある。また、３は前記ダイオード2aを含む充電用配線路に対して、並列に接続・配置した抵抗体3aを含む充電電流の監視・制御回路に制御電圧を印加する制御端子、４，４′は充放電用の負極端子であり、これらの回路図では、充放電用の負極端子４，４′はいずれか一方で共用できる。
【０００５】
上記回路構成では、主充電が充電用の正極端子２から行われ、その充電電流の電圧変化を制御端子３側で検出し、これを充電用の正極端子２側にフィードバックすることで、所要の充電電流制御などを行っている。なお、図６ (a)の場合は、充電を行いながら充電電流の電圧変化を制御端子３側で検出できるが、図６ (b)の場合は、充電用の正極端子２と制御端子３とを兼用させているため、充電電流の電圧変化を検出するときは、主充電電流を中断することになる。
【０００６】
しかし、上記、図６ (a)， (b)に示す回路構成の場合は、実用上、次のような不都合がある。先ず、▲１▼充電用配線路に介挿・配置したダイオード2aの発熱が大きいことが挙げられる。つまり、充電電流を低減することによって、ダイオード2aの発熱を低減できるが、一方では、充電速度・時間などが大幅に制約されることになる。▲２▼また、前記ダイオード2aの電流制御特性は、図７にその特性例を示すように、温度や電流値によって電圧値が変化するため、定電圧充電制御が困難であり、結果的に、二次電池の利用効率が損なわれ易いことになる。▲３▼主充電用配線路にダイオード2aが介挿・配置されているため、二次電池について、いわゆるリフレッシュ処理を行うことができないので、二次電池の利用効率が損われる。 こうした問題に対して、図８ (a)， (b)に回路構成を示すごとく、上記正極端子２側にダイオード2aを介挿配置する代わりに、負極端子４側の充電用配線路に、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ（スィッチング素子的に機能する）4aを１個もしくは２個、直列に介挿・配置した構成が提案されている。すなわち、制御端子３は、抵抗体3aを介して負極端子４側の充電用配線路に直列に介挿・配置した寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ4aに接続し、さらに、抵抗体3bを介して二次電池パック１側で負極端子４側の充電用配線路に接続している。 ここで、負極端子４側の充電用配線路に、直列に介挿・配置した寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタは、図９にその特性例を示すごとく、印加電圧値に対して抵抗値は、温度に依存して変化する。そして、このような回路構成を採り、かつ電界効果型トランジスタ4aが中抵抗を呈する領域（図９のＡ領域）の特性を利用し、二次電池のリフレッシュ処理を可能にしている。
【０００７】
図８ (a)， (b)の回路構成では、充電用正極端子２を放電用電極端子２′と兼用できるが、充電用負極端子４に対して放電用負極端子４′を別設する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ4aのスイッチング機能・作用を利用した場合は、二次電池に逆電圧を印加して、二次電池のリフレッシュ処理を行うことができる。しかし、一方では、次のような問題がある。たとえば容量規格 4 Vの二次電池の場合は制御端子３電圧 7.0 V程度で、また、容量規格 8 Vの二次電池パックの場合は制御端子３電圧12 V程度で、それぞれ電界効果型トランジスタ4aがオン動作を行うように設定され、充電用の正極端子２，充電用の負極端子４および制御端子３間の短絡を招来する。
【０００９】
そして、３者の電気的な短絡によって、電界効果型トランジスタ4aに 8mA程度の電流が流れ、また、この短絡による電流値は、電界効果型トランジスタ4aの発熱温度にも左右され、温度が上昇した場合には50mA程度に達することもある。しかも、前記充電時における短絡防止は、各抵抗体3a，3bの抵抗値の選択・設定で可能と考えられるが、中抵抗（図９のＡ領域）を呈する領域を使用している限り、実際的には制御困難である。すなわち、二次電池の充電において、制御用電圧を 7.0 V以上に設定しない限り、電界効果型トランジスタ4aの動作を確実にオフ状態とすることができないため、適正な充電操作は実際上困難な状況にある。なお、図８ (a)の回路構成では、電界効果型トランジスタ4aがオフ状態にあっても、充電が続行される場合がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、適正な充放電を可能とする充放電制御回路、およびこの充放電制御回路を備えた二次電池パックの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、前記電界効果型トランジスタに対して並列に接続配置したコンデンサと、前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体とを有することを特徴とする充放電電流制御回路である。
【００１２】
請求項２の発明は、制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体と、前記トランジスタ入力側および負極端子用配線間もしくは正極端子用配線間の接続配線に直列に介挿・配置した第３および第４の抵抗体と、前記第３および第４の抵抗体間と電界効果型トランジスタの入力側とを接続し、電界効果型トランジスタの入力を制御するオペアンプとを有することを特徴とする充放電制御回路である。
【００１３】
請求項３の発明は、外装体と、前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路とを有する二次電池パックであって、前記充放電制御回路は、制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、前記電界効果型トランジスタに対して並列に接続配置したコンデンサと、前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体とを有することを特徴とする二次電池パックである。
【００１４】
請求項４の発明は、外装体と、前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路とを有する二次電池パックであって、前記充放電制御回路は、制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体と、前記トランジスタ入力側および負極端子用配線間の接続配線に直列に介挿配置した第３および第４の抵抗体と、前記第３および第４の抵抗体間と電界効果型トランジスタの入力側とを接続し、電界効果型トランジスタの入力を制御するオペアンプとを有することを特徴とする二次電池パックである。
【００１５】
すなわち、上記各発明は、スイッチング動作を行う一般的な、トランジスタ
（トランジスタ素子）および寄生ダイオード付き電界効果型トランジスを組み合わせ、適正な充放電を外部から制御端子によって行う構成としたものである。そして、かつ寄生ダイオード付き電界効果型トランジスの低抵抗（図９のＢ領域）を利用するとともに、簡略な構成を採りながら、二次電池の過充電などを確実に防止し、常時、所要の充放電電流に制御し、二次電池の利用効率の向上を図ったことを骨子とする。
【００１６】
なお、スイッチング動作を行うトランジスタ（トランジスタ素子）および寄生ダイオード付き電界効果型トランジスの組み合わせでは、配線回路化したとき、従来のダイオードを含む回路基板に対して、全体の厚さを20〜40％程度低減できる（薄型化できる）。たとえば厚さ 0.8mmの基板に、ダイオード（一般的に高さが 2.8mm）を搭載した場合、全体の厚さが 3.6mmになるのに対して、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスの厚さは 1.8mmであるため、全体の厚さは 2.6mmで28％低減する。
【００１７】
ここで、二次電池としては、たとえばニッケル水素二次電池セル、ニッケルカドミウム二次電池セル、リチウムイオン二次電池セル、あるいはこれらの二次電池セルの複数個を組み合わせた二次電池パックなどが対象となる。なお、二次電池パックにおける二次電池セルの接続形態は、直列型，並列型，直列−並列型のいずれでもよい。
【００１８】
各発明において、一般的なトランジスタ（以下Ｑ1 と略称）としては、たとえばRN1107，RN1110などの商品名（東芝社製）で、また、寄生ダイオード付き電界効果型トランジス（以下Ｑ2 ，Ｑ3 と略称）としては、たとえばμPA1701，μPA1752，μPA1753などの商品名（日本電気社製）、 2SK2441， FW201， FW211などの商品名（三洋電気社製）、あるいはSi9426DY、，Si9925DY，Si9926DYなどの商品名（シリコニクス社製）で、それぞれ市販されているものが挙げられる。さらに、抵抗体は、一般的に抵抗値 10kΩ〜100MΩ程度のものである。
【００１９】
この発明に係る充放電制御回路は、次のように動作する。図１は、たとえば電池電圧 2.7〜 4.2 Vの二次電池に対する充放電制御の動作を説明するための模式図であり、トランジスタＱ1 の特性は、導通状態化する電圧値 Vbcが 0.6 Vのものが選ばれており、また、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスＱ2 ，Ｑ3 がオフの状態にあるとする。ここで、充電用正極端子５と充電用負極端子６との間の電圧を 4.2 Vとし、充電用負極端子６と制御端子７との間の電圧を 5.0 Vとすると、両者の差は、
5.0 V− 4.2 V＝ 0.8 V
となるので、トランジスタＱ1 の電流−電圧特性が 0.8 Vとなって、導通状態になる。換言すると、充電電圧 4.2 Vに設定する一方、制御端子７に 5.0 Vを印加して外部から制御すると、トランジスタＱ1 が導通状態となって、所要の充電が進行する。
【００２０】
一方、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスＱ2 ，Ｑ3 がオンの状態で、二次電池が電圧値 4.5 Vに充電されたとすると、充電用正極端子５と充電用負極端子６との間の電圧は 4.5 V、充電用負極端子６と制御端子７との間の電圧が 5.0 Vとなり、両者の差は、
5.0 V− 4.5 V＝ 0.5 V
となるので、トランジスタＱ1 の電流−電圧特性が 0.5 Vとなるので、不導通状態になる。
【００２１】
すなわち、上記充放電電流制御回路では、二次電池の充電電圧値に対して、制御端子７の電圧がトランジスタＱ1 の導通状態化する電圧値 Vbc 0.6 V以上になると、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスＱ2 ，Ｑ3 が自動的に動作し、適正な充放電の制御が行われる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下図２，図３，図４および図５を参照して実施の形態を説明する。
【００２３】
図２は充放電電流制御回路の構成例を示す回路図である。図２において、８は制御端子７からの制御電流を入力し正極端子５用の配線5a側に第１の抵抗体9aを介して出力するトランジスタ（Ｑ1 ）である。ここで、トランジスタ（Ｑ1 ）８は、たとえば 2SA1832（東芝社製）の商品名で市販されているトランジスタ素子であるが、たとえばRN1107，RN1110（いずれも商品名，東芝社製）で代替し、図３ (a)， (b)に示す回路構成を採ることができる。なお、9b，9cはしきい値変更のために介挿・配置した抵抗体であり、また、５′は放電用正極端子、６′は放電用負極端子であるが、放電用正極端子５′を別設せずに充電用正極端子５と共用する構成としてもよい。
【００２４】
また、10，10′は寄生ダイオードを順・逆方向として負極端子６用の配線6aに直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ（Ｑ2 ，Ｑ3 ）である。ここで、電界効果型トランジスタ（Ｑ2 ，Ｑ3 ）10，10′は、たとえば MPA1701， 2SK2441，Si9426（いずれも商品名）である。
【００２５】
さらに、11は前記電界効果型トランジスタ10，10′に対して並列に接続配置した容量 0.1μ程度のコンデンサ、12は前記電界効果型トランジスタ10，10′の入力側およびトランジスタ８のコレクタ側との接続配線に介挿・配置させた第２の抵抗体である。
【００２６】
なお、この回路構成における各抵抗体9a，9b，9c，12は、いずれも抵抗値 10kΩ〜100MΩ程度であり、また、 13a， 13bは制御端子６、充電用正極端子５、充電用負極端子７間に介挿・配置した静電破壊防止用のコンデンサ、 14a， 14bは被充電二次電池の充電用正・負極端子に接続する端子部である。
【００２７】
次に、この充放電逝去回路の動作について説明する。たとえば、充電用正極端子５と充電用負極端子６との間の電圧を 4.2 V、充電用負極端子６と制御端子７との間の電圧を 5.0 Vに、それぞれ設定印加する。すなわち、充電電圧 4.2 Vに設定する一方、制御端子７に 5.0 Vを印加して外部から制御すると、充電用正極端子５−充電用負極端子６間、充電用負極端子−制御端子７間の電圧差は、
5.0 V− 4.2 V＝ 0.8 V
となるので、導通状態化する電圧値 Vbcが 0.6 Vであるトランジスタ８からの入力で、オフの状態にある寄生ダイオード付き電界効果型トランジス10，10′が通電状態となって、所要の充電が進行する。
【００２８】
一方、上記充電動作の進行に伴って、二次電池が所定の電圧値に充電され、充電用正極端子５−充電用負極端子６間の電圧、充電用負極端子６−制御端子７間の電圧差が 0.6 V未満になると、トランジスタ８が不導通状態になるため、寄生ダイオード付き電界効果型トランジス10，10′もオフ状態化し、充電が自動的に制御停止（終了）することになる。
【００２９】
図４は、二次電池パックの第１の構成例を示す回路図である。ここで、二次電池パック本体15の構成は一般的なので、その具体的な説明を省略するが、外装体と、前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路とを有する二次電池パックである。
【００３０】
そして、本発明に係る二次電池パックは、装着・具備する充放電制御回路を次のように構成した点に特徴付けられる。すなわち、制御電流を入力し正極端子用配線側に第１の抵抗体9aを介して出力するトランジスタ８と、寄生ダイオードを順・逆方向として負極端子用配線6aに直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ10，10′と、前記電界効果型トランジスタ10，10′に対して並列に接続配置した瞬時の短絡を可能とするコンデンサ11と、前記電界効果型トランジスタ10，10′の出力側およびトランジスタ８のコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体12とを備えた構成を成している。なお、図４において、６′は放電用の負極端子である。
【００３１】
上記構成の充放電制御回路は、前記図２に図示した構成例の充放電制御回路の場合と同様に動作する。したがって、この充放電制御回路を内蔵・一体化した二次電池パックは、常時、容易に、かつ信頼性の高い適正な充電を行うことができるだけでなく、二次電池セルについてのリフレッシュ処理なども可能であるため、二次電池パックの利用効率ないしは実用性をさらに高めることができる。
【００３２】
また、前記充放電制御回路においては、放電用負極端子６側で、電界効果型トランジスタ10，10′に対して並列に接続配置した瞬時の短絡を可能とするコンデンサ11の挿入によって、放電用（本体側）の回路に昇圧回路を内蔵することになり、この昇圧回路で昇圧した電圧を制御端子７に印加することで、放電電流の制御を行うこともできる。
【００３３】
図５は、二次電池パックの第２の構成例を示す回路図である。ここで、二次電池パック本体15の構成は一般的なので、その具体的な説明を省略するが、外装体と、前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路とを有する二次電池パックである。
【００３４】
そして、本発明に係る二次電池パックは、装着・具備する充放電制御回路を次のように構成した点に特徴付けられる。すなわち、制御電流を入力し正極端子用配線5a側に第１の抵抗体9aを介して出力するトランジスタ８と、寄生ダイオードを順・逆方向として負極端子用配線6aに直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ10，10′と、前記電界効果型トランジスタ10，10′の出力側およびトランジスタ８のコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体12と、前記トランジスタ８入力側および負極端子用配線6a間の接続配線に直列に介挿・配置した第３および第４の抵抗体 16a， 16bと、前記第３および第４の抵抗体 16a， 16b間と電界効果型トランジスタ10，10′の入力側とを接続し、電界効果型トランジスタ10，10′の入力を制御するオペアンプ17とを備えた構成を採っている。なお、図５において、６′は放電用の負極端子、18は基準電圧発生器である。
【００３５】
上記充放電制御回路の場合も、前記図２に図示した構成例の充放電制御回路の場合と同様に動作する。すなわち、基本的には、充放電制御回路を内蔵・一体化した二次電池パックは、常時、容易に、かつ信頼性の高い適正な充電を行うことができるだけでなく、二次電池セルについてのリフレッシュ処理なども可能であるため、二次電池パックの利用効率ないしは実用性をさらに高めることができる。なお、この充放電制御回路では、電界効果型トランジスタ10，10′の入力が、オペアンプ17によって、より容易に適正な吸収・制御が行われる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。たとえば、トランジスタ（Ｑ1 ）、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ（Ｑ2 ，Ｑ3 ）は、上記例示した素子以外の素子であってもよい。また、前記の動作を満足すれば、トランジスタ（Ｑ1 ）を負極端子用配線側に、寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ（Ｑ2 ，Ｑ3 ）を正極端子用配線側に接続してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１および請求項２の発明によれば、充電用正極端子−充電用負極端子間の電圧と、充電用負極端子−制御端子間との電圧差、すなわち充電用正極端子と制御端子との間の電圧を、制御端子によって外部から制御する構成を採っている。そして、この制御端子による電圧差の制御により、トランジスタＱ1 を導通状態もしくは不導通状態に切り替え、また、二次電池のリフレッシュを含む信頼性の高い二次電池の充放電制御を行うことができる。
【００３８】
しかも、ダイオードを充電用正極端子側に介挿・配置した場合に比べて、発熱も低減するため熱による素子の劣化の恐れもないし、充電電圧の監視も容易で、コンパクト化（薄型化）なども図られた二次電池用に適する充放電制御回路として機能する。
【００３９】
請求項３および請求項４の発明によれば、二次電池パック本体と、前記すぐれた作用・効果を呈する充放電制御回路とを、一体的に組み合わせた構成を採っているため、充放電の信頼性が高くて、利用効率の高い二次電池パックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の充放電制御回路の作用を説明するための模式的な回路図。
【図２】実施形態例の充放電制御回路図。
【図３】 (a)， (b)は、図２の充放電制御回路図におけるトランジスタの介挿・配置部の互いに異なる回路例を示す回路図。
【図４】この発明の第１の二次電池パックの概略構成を示す回路図。
【図５】この発明の第２の二次電池パックの概略構成を示す回路図。
【図６】 (a)， (b)は従来の互いに異なる二次電池パックの概略構成をそれぞれ示す回路図。
【図７】温度によるダイオードの電圧−電流特性を示す曲線図。
【図８】 (a)， (b)は従来の互いに異なる他の二次電池パックの概略構成をそれぞれ示す回路図。
【図９】温度による寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタの電圧−抵抗特性を示す曲線図。
【符号の説明】
１，15……二次電池パック
２，５……充電用正極端子
２′，５′……放電用正極端子
2a……ダイオード
３，７……制御端子
3a，3b，9b，9c……抵抗体
４，６……充電用負極端子
４′，６′……放電用負極端子
4a，10，10′……寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタ
5a……充電用正極側の配線路
6a……充電用負極側の配線路
８……トランジスタ
9a……第１の抵抗体
11……コンデンサ
12……第２の抵抗体
13a， 13b……静電破壊防止用コンデンサ
14a， 14b……二次電池端子接続部
16a……第３の抵抗体
16b……第４の抵抗体
17……オペアンプ
18……基準電圧発生器
Claims (4)
- 制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、
寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、
前記電界効果型トランジスタに対して並列に接続配置したコンデンサと、
前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体と
を有することを特徴とする充放電電流制御回路。 - 制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、
寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、
前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体と、
前記トランジスタ入力側および負極端子用配線間もしくは正極端子用配線間の接続配線に直列に介挿・配置した第３および第４の抵抗体と、
前記第３および第４の抵抗体間と電界効果型トランジスタの入力側とを接続し、電界効果型トランジスタの入力を制御するオペアンプと
を有することを特徴とする充放電制御回路。 - 外装体と、
前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、
前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、
前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、
前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、
前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路と
を有する二次電池パックであって、
前記充放電制御回路は、
制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、
寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、
前記電界効果型トランジスタに対して並列に接続配置したコンデンサと、
前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体と
を有することを特徴とする二次電池パック。 - 外装体と、
前記外装体内に収納・装着した複数個の二次電池セルと、
前記二次電池セル間を電気的に接続した電気回路と、
前記電気回路に一端がそれぞれ接続し外装体外に導出した充放電端子と、
前記充放電端子部に導出・配置した制御端子と、
前記充放電端子の導出領域に接続し制御端子からの入力で充放電電流を制御する充放電制御回路と
を有する二次電池パックであって、
前記充放電制御回路は、
制御電流をエミッタ側に入力し、正極端子用配線側もしくは負極端子用配線側の一方に第１の抵抗体を介してベース側が接続されたトランジスタと、
寄生ダイオードを順・逆方向として前記トランジスタが接続されていない前記負極端子用配線もしくは前記正極端子用配線に直列に接続した一対の寄生ダイオード付き電界効果型トランジスタと、
前記電界効果型トランジスタの入力側およびトランジスタのコレクタ側との接続配線に介挿・配置した第２の抵抗体と、
前記トランジスタ入力側および負極端子用配線間の接続配線に直列に介挿配置した第３および第４の抵抗体と、
前記第３および第４の抵抗体間と電界効果型トランジスタの入力側とを接続し、電界効果型トランジスタの入力を制御するオペアンプと
を有することを特徴とする二次電池パック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22201796A JP3764925B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 充放電制御回路および二次電池パック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22201796A JP3764925B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 充放電制御回路および二次電池パック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1064593A JPH1064593A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3764925B2 true JP3764925B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=16775809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22201796A Expired - Fee Related JP3764925B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 充放電制御回路および二次電池パック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3764925B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4491917B2 (ja) * | 2000-06-02 | 2010-06-30 | ソニー株式会社 | バッテリパック |
| JP4738730B2 (ja) * | 2003-04-21 | 2011-08-03 | 株式会社マキタ | 組電池及び電池パック |
| JP5719623B2 (ja) * | 2011-02-14 | 2015-05-20 | 株式会社日立製作所 | リチウムイオン電池の回復方法及び電源システム |
-
1996
- 1996-08-23 JP JP22201796A patent/JP3764925B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1064593A (ja) | 1998-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW522584B (en) | Battery set and checking device thereof | |
| US5911947A (en) | Fan-folded polymer-electrolyte cell | |
| US7782016B2 (en) | Hybrid-typed battery pack operated in high efficiency | |
| US6087812A (en) | Independent dual-switch system for extending battery life under transient loads | |
| JPH04331425A (ja) | 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 | |
| KR102246769B1 (ko) | 배터리 팩 및 이를 포함하는 전기 청소기 | |
| JPH10257683A (ja) | 組電池の充放電回路 | |
| JP2003331800A (ja) | 蓄電池パック及び蓄電池の充放電回路 | |
| JP3764925B2 (ja) | 充放電制御回路および二次電池パック | |
| JP2001008373A (ja) | バッテリー装置及びバッテリーの充電方法 | |
| JP2897094B2 (ja) | 充放電装置 | |
| JP2799261B2 (ja) | バッテリ充電制御装置 | |
| JP2000013915A (ja) | 蓄電装置 | |
| JP4220660B2 (ja) | 太陽電池を用いてリチウムイオン二次電池を充電する方法とリチウムイオン二次電池用太陽電池式充電装置 | |
| JPH11187578A (ja) | 二次電池保護回路 | |
| JPH02273036A (ja) | ハイブリッド電池 | |
| KR102078598B1 (ko) | 모듈화된 배터리 팩 | |
| US20220407427A1 (en) | Bidirectional power supply system for powering a battery management system of an electric vehicle | |
| US6430111B1 (en) | Electronic timepiece | |
| JP3100248U (ja) | 二次電池収納給電装置及びそれによる二次電池パック | |
| JP7364380B2 (ja) | 電源装置及び切替モジュール | |
| EP4108496A1 (en) | Bidirectional power supply system for powering a battery management system of an electric vehicle | |
| JPS6191883A (ja) | ハイブリツド電池 | |
| JP3433751B2 (ja) | 過充電・過放電防止装置 | |
| JPH0992342A (ja) | バッテリー装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050905 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050920 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051117 |
|
| 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: 20051213 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20051222 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051222 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20051222 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100203 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100203 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110203 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |