JP3886501B2 - 電池の過電流保護回路 - Google Patents
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Description
VB≧3.5Vのとき、第2のFETQ2はOFFに制御する。
VB<3.5Vのとき、第2のFETQ2はONに制御する。
上述において、電池電圧VB=3.5Vで第2のFETQ2の制御を切り替えているのは、リチウムイオン1セル型電池パックで許容される電圧範囲が2.8〜4.2Vであり、第2のFETQ2の寄生ダイオードD2の順電圧VF(Q2)=0.7Vとすると、その最大電圧である4.2Vから、このVF(Q2)の0.7Vを減じた値である3.5Vを採用していることによる。
VB=2.8〜4.2VときのVGS(Q1)の等価式は、
VB≧3.5VときにはVGS(Q1)=VB−0.7、
VB<3.5VときにはVGS(Q1)≒VBである。
2 負荷
3 制御回路
Q1 第1のFET(第1の半導体スイッチング素子)
Q2 第2のFET(第2の半導体スイッチング素子)
D1,D2 寄生ダイオード(ダイオード)
Claims (10)
- 電池の過電流を防止するための電池の過電流保護回路であって、
制御信号の大きさによってON状態の抵抗値が変化する第1の半導体スイッチング素子と、前記電池の電流に対して所定の電圧降下を生じる順方向ダイオードを並列に有しON状態の電圧が前記電圧降下より小さい第2の半導体スイッチング素子とが、前記電池の回路に直列に接続され、
前記電池に前記第1及び第2の半導体スイッチング素子を加えた両端の電圧を電源電圧とし、前記電源電圧を前記制御信号として用いて前記第1の半導体スイッチング素子をONに制御し、前記電池の電圧が所定値未満の場合には前記第2の半導体スイッチング素子をONに制御し、前記電池の電圧が前記所定値以上の場合には前記第2の半導体スイッチング素子の本体部と前記ダイオードへの通電の切り替えを制御して前記制御信号の変化を抑えて前記ON状態の抵抗値変化を抑制し、この制御結果によって前記制御信号により生じる前記電池の電流に対する前記第1の半導体スイッチング素子の降下電圧の大きさにより該電池の過電流を検出し該第1の半導体スイッチング素子をONからOFFに制御して過電流を防止する制御回路を備えることを特徴とする電池の過電流保護回路。 - 前記制御回路は、前記電池の電圧が前記所定値以上の場合に、前記第2の半導体スイッチング素子をOFFに制御して前記通電の切り替えを制御することを特徴とする請求項1に記載の電池の過電流保護回路。
- 前記制御回路は、前記電池の電圧が前記所定値以上の場合に、前記第2の半導体スイッチング素子を高速一定周期でONとOFFに制御して前記通電の切り替えを制御することを特徴とする請求項1に記載の電池の過電流保護回路。
- 前記制御回路は、前記第2の半導体スイッチング素子を高速一定周期でONとOFFに制御するに際し、ON/OFFのデューティ比を変化させることにより、前記制御信号を細かく制御することを特徴とする請求項3に記載の電池の過電流保護回路。
- 前記ON/OFFのデューティ比を前記電池の電圧に応じて変化させることにより、前記制御信号を略一定値に制御することを特徴とする請求項4に記載の電池の過電流保護回路。
- 前記電池の回路が負荷回路であり、前記第1の半導体スイッチング素子は放電過電流を防止することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1に記載の電池の過電流保護回路。
- 前記電池の回路が充電回路であり、前記第1の半導体スイッチング素子は充電過電流を防止することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1に記載の電池の過電流保護回路。
- 前記第1の半導体スイッチング素子が第1のFETであり、前記第2の半導体スイッチング素子が第2のFETであり、前記制御信号が該第1のFETのゲート・ソース間電圧であり、前記ON状態の抵抗値が該第1のFETのドレイン・ソース間抵抗値であり、前記順方向ダイオードが該第2のFETの寄生ダイオードであることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1に記載の電池の過電流保護回路。
- 電池の放電過電流及び充電過電流を防止するための電池の過電流保護回路であって、
制御信号の大きさによってON状態の抵抗値が変化すると共に前記電池の電流に対して所定の電圧降下を生じるダイオードを並列に有しON状態の電圧が前記ダイオードの電圧降下より小さい2つの半導体スイッチング素子が、一方は前記ダイオードが充電電流に対して順方向になるように、他方は前記ダイオードが放電電流に対して順方向になるように、前記電池に直列に接続され、
前記電池に前記2つの半導体スイッチング素子を加えた両端の電圧を電源電圧とし、放電時と充電時とで動作を切り替える手段を有し、放電時には、前記電源電圧を前記制御信号として用いて前記一方の半導体スイッチング素子をONに制御し、前記電池の電圧が所定値未満の場合には前記他方の半導体スイッチング素子をONに制御し、前記電池の電圧が前記所定値以上の場合には前記他方の半導体スイッチング素子の本体部と前記ダイオードへの通電の切り替えを制御して前記制御信号の変化を抑えて前記ON状態の抵抗値変化を抑制し、この制御結果によって前記制御信号により生じる前記電池の電流に対する前記一方の半導体スイッチング素子の降下電圧の大きさにより該電池の放電過電流を検出し該一方の半導体スイッチング素子をONからOFFに制御して過電流を防止すると共に、充電時には、前記電源電圧を前記制御信号として用いて前記他方の半導体スイッチング素子をONに制御し、前記電池の電圧が所定値未満の場合には前記一方の半導体スイッチング素子をONに制御し、前記電池の電圧が前記所定値以上の場合には前記一方の半導体スイッチング素子の本体部と前記ダイオードへの通電の切り替えを制御して前記制御信号の変化を抑えて前記ON状態の抵抗値変化を抑制し、この制御結果によって前記制御信号により生じる前記電池の電流に対する前記他方の半導体スイッチング素子の降下電圧の大きさにより該電池の充電過電流を検出し該他方の半導体スイッチング素子をONからOFFに制御して充電過電流を防止する制御回路を備えることを特徴とする電池の過電流保護回路。 - 前記2つの半導体スイッチング素子がFETであり、前記制御信号が該FETのゲート・ソース間電圧であり、前記ON状態の抵抗値が該FETのドレイン・ソース間抵抗値であり、前記ダイオードが該FETの寄生ダイオードであることを特徴とする請求項9に記載の電池の過電流保護回路。
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