JP3899109B2 - Charge / discharge protection circuit - Google Patents

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Description

本発明は、2次電池の充放電回路に関し、特に、充電制御時の2次電池の過充電状態、負荷電流を供給する放電制御時の2次電池の過放電状態、または充放電制御時の2次電池の過電流状態を検出して2次電池を過充電状態、過放電状態または過電流状態から保護する充放電保護回路に関する。   The present invention relates to a charge / discharge circuit for a secondary battery, and in particular, an overcharge state of a secondary battery during charge control, an overdischarge state of a secondary battery during discharge control for supplying a load current, or during charge / discharge control. The present invention relates to a charge / discharge protection circuit that detects an overcurrent state of a secondary battery and protects the secondary battery from an overcharge state, an overdischarge state, or an overcurrent state.

図9は、従来の充放電制御回路を説明するための回路ブロック図である。従来この種の充放電保護回路及びこれを用いたバッテリーパックとしては、例えば、特開平7−131938号公報(発明の名称:充放電制御回路と充電式電源装置、出願人:セイコー電子工業株式会社、出願日:1993年10月26日、図9参照)に示すようなものがある。   FIG. 9 is a circuit block diagram for explaining a conventional charge / discharge control circuit. Conventionally, as this type of charge / discharge protection circuit and a battery pack using the same, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-131938 (Title of Invention: Charge / Discharge Control Circuit and Rechargeable Power Supply Device, Applicant: Seiko Electronics Corporation Application date: October 26, 1993, see FIG. 9).

すなわち、充放電保護回路(充放電制御回路)は、電源である2次電池から電力供給を受けて動作しており、充電器が接続されたことを検出して2次電池に対する充放電制御を実行する機能を有し、2次電池に電圧分割回路1、過充電用電圧検出回路2、過放電用電圧検出回路3及び制御回路4が各々並列に接続されていた。ここで制御回路4は、過充電用電圧検出回路2及び過放電用電圧検出回路3から2次電池の状態を検出して、外部機器への電源供給あるいは外部電源による充電を制御するための信号Vsを出力していた。更
に制御回路4は、電圧分割回路1に直列に設けられたスイッチ素子5を制御して電圧分割回路1に流れる電流を低減化していた。
That is, the charge / discharge protection circuit (charge / discharge control circuit) operates by receiving power supply from the secondary battery as a power source, and detects charge / discharge control for the secondary battery. The voltage dividing circuit 1, the overcharge voltage detection circuit 2, the overdischarge voltage detection circuit 3, and the control circuit 4 are connected in parallel to the secondary battery. Here, the control circuit 4 detects the state of the secondary battery from the overcharge voltage detection circuit 2 and the overdischarge voltage detection circuit 3 and controls the power supply to the external device or the charging by the external power supply. Vs was output. Further, the control circuit 4 controls the switch element 5 provided in series with the voltage dividing circuit 1 to reduce the current flowing through the voltage dividing circuit 1.

このような回路構成の充放電保護回路によれば、2次電池の過充電、過放電及び過電流を検出して2次電池を過充電、過放電及び過電流から保護することができるといった効果が記載されている。   According to the charge / discharge protection circuit having such a circuit configuration, the secondary battery can be protected from overcharge, overdischarge and overcurrent by detecting overcharge, overdischarge and overcurrent of the secondary battery. Is described.

一方、図9に示す充放電保護回路(充放電制御回路)は、電源が逆接続された場合にラッチアップによりCMOSICが誤動作してしまう現象を回避する機能も有していた。   On the other hand, the charge / discharge protection circuit (charge / discharge control circuit) shown in FIG. 9 also has a function of avoiding a phenomenon in which the CMOSIC malfunctions due to latch-up when the power supply is reversely connected.

図10は、図9の充放電制御回路に用いた充電式電源装置を説明するための回路図である。   FIG. 10 is a circuit diagram for explaining the rechargeable power supply device used in the charge / discharge control circuit of FIG.

すなわち、図10に示すように、スイッチ回路A103を制御する充放電制御回路A102及び過電流検出回路A105が並列に設けられていた。   That is, as shown in FIG. 10, the charge / discharge control circuit A102 and the overcurrent detection circuit A105 for controlling the switch circuit A103 are provided in parallel.

過電流検出回路A105は、基準電圧回路A106、プルダウン用高抵抗A111、電流センス用抵抗A104、コンパレータA21、トランジスタ(nチャネルMOSFET)A107、ラッチ機能付コンパレータA22、定電流源A108、コンデンサA109とを有していた。   The overcurrent detection circuit A105 includes a reference voltage circuit A106, a pull-down high resistance A111, a current sensing resistor A104, a comparator A21, a transistor (n-channel MOSFET) A107, a comparator A22 with a latch function, a constant current source A108, and a capacitor A109. Had.

このような充放電制御回路A102及び過電流検出回路A105を有する回路においては、外部端子−V0,+V0に充放電制御回路A102、2次電池A101及び基準電圧回路A106が並列接続され、充放電制御回路A102と外部端子−V0 との間にはプルダウン用高抵抗A111が接続され、直列に接続された電流センス用抵抗A104とスイッチ回路A103とがプルダウン用高抵抗A111に並列に接続され、プルダウン用高抵抗A111と電流センス用抵抗A104との共通接続点にはコンパレータA21のマイナス側入力端子が接続され、基準電圧回路A106からの基準電圧がコンパレータA21のプラス側入力端子が接続され、コンパレータA21の出力はトランジスタ(nチャネルMOSFET)A107のゲート及びラッチ機能付コンパレータA22のゲート回路(論理素子NOT)の入力端子に接続され、直列に接続された定電流源A108とコンデンサA109とが充放電制御回路A102のグランド側と外部端子−V0 との間に接続され、ラッチ機能付コンパレータA22の出力がスイッチ回路A103に出力されていた。   In the circuit having the charge / discharge control circuit A102 and the overcurrent detection circuit A105, the charge / discharge control circuit A102, the secondary battery A101 and the reference voltage circuit A106 are connected in parallel to the external terminals -V0 and + V0, and the charge / discharge control is performed. A pull-down high resistance A111 is connected between the circuit A102 and the external terminal -V0, and a current sensing resistor A104 and a switch circuit A103 connected in series are connected in parallel to the pull-down high resistance A111 and are used for pulldown. The common input point of the high resistance A111 and the current sensing resistor A104 is connected to the negative input terminal of the comparator A21, the reference voltage from the reference voltage circuit A106 is connected to the positive input terminal of the comparator A21, and the comparator A21 The output is the gate of a transistor (n-channel MOSFET) A107 and A constant current source A108 and a capacitor A109 connected in series to the input terminal of the gate circuit (logic element NOT) of the comparator A22 with a latch function are connected between the ground side of the charge / discharge control circuit A102 and the external terminal -V0. The output of the comparator A22 with a latch function is output to the switch circuit A103.

ラッチ機能付コンパレータA22は、前述のゲート回路(論理素子NOT)と、フィードバックループを構成する論理素子NOTから構成されていた。   The comparator A22 with a latch function is composed of the above-described gate circuit (logic element NOT) and the logic element NOT constituting the feedback loop.

このような回路構成を有するラッチ機能付コンパレータA22は、所定の電流値を検出すると出力が論理値Hから論理値Lに変化しトランジスタ(nチャネルMOSFET)A107を不活性化(すなわち、OFF)する。これにより、定電流源A108がコンデンサA109を充電する。   When the comparator A22 with a latch function having such a circuit configuration detects a predetermined current value, the output changes from the logic value H to the logic value L, and the transistor (n-channel MOSFET) A107 is inactivated (that is, turned off). . As a result, the constant current source A108 charges the capacitor A109.

コンデンサA109の充電電位が基準電圧A106の電圧値VREFより高くなると、ラッチ機能付コンパレータA22の出力が論理値Hから論理値Lに遷移し、これにより、スイッチ回路A103が不活性化される。このときラッチ機能付コンパレータA22は、内蔵されたラッチ機能を用いてこのときの論理値Lを保持することができる。この論理値Lの保持状態はコンパレータA21の出力によって解除される。   When the charging potential of the capacitor A109 becomes higher than the voltage value VREF of the reference voltage A106, the output of the comparator A22 with a latch function transitions from the logical value H to the logical value L, thereby inactivating the switch circuit A103. At this time, the comparator A22 with a latch function can hold the logical value L at this time using a built-in latch function. This holding state of the logical value L is canceled by the output of the comparator A21.

図11は、図10のラッチ機能付コンパレータ回路の内部回路構成を説明するための回路図である。   FIG. 11 is a circuit diagram for explaining an internal circuit configuration of the comparator circuit with a latch function of FIG.

プラス入力端子A313よりもマイナスの入力端子A314の電位が高くなると、出力端子A315の電位が論理値Lに遷移する。このとき、インバーター回路A317の出力が論理値Hに遷移し、マイナス側の入力が論理値Hに遷移される。これにより、プラス入力端子の電位が多少変動してもラッチ機能付コンパレータA22の出力を論理値Lにラッチすることができる。   When the potential of the negative input terminal A314 becomes higher than that of the positive input terminal A313, the potential of the output terminal A315 transitions to the logical value L. At this time, the output of the inverter circuit A317 transitions to the logical value H, and the negative input transitions to the logical value H. As a result, the output of the comparator A22 with a latch function can be latched to the logical value L even if the potential at the plus input terminal varies somewhat.

また、負荷が接続されている間は、スイッチ回路A103が不活性化されるため、コンパレータA21のマイナス側入力端子が負荷に接続されることにより+V0 にプルアップされ、過電流状態が保持される。その後、負荷が外されると、プルダウン用高抵抗A111によって、コンパレータA21のマイナス側入力端子が論理値Lに遷移され、コンパレータA21の出力が論理値Hに遷移する。この論理値Hにを用いてラッチ機能付コンパレータA22のラッチ解除端子A316が論理値Hに遷移し、その結果、ラッチ機能付コンパレータA22の出力が論理値Hに遷移してラッチ機能が解除される。   Since the switch circuit A103 is inactivated while the load is connected, the minus side input terminal of the comparator A21 is pulled up to + V0 by being connected to the load, and the overcurrent state is maintained. . Thereafter, when the load is removed, the minus side input terminal of the comparator A21 is changed to the logical value L by the pull-down high resistance A111, and the output of the comparator A21 is changed to the logical value H. Using this logic value H, the latch release terminal A316 of the comparator A22 with latch function transitions to the logic value H. As a result, the output of the comparator A22 with latch function transitions to the logic value H and the latch function is released. .

このようなラッチ機能を設けることにより、過電流検出回路A105は、過電流検出時にスイッチ回路A103を制御して電源への過電流を防止することができ、電源が逆接続された場合であってもラッチアップによりCMOSICが誤動作してしまう現象を回避できるといった効果が記載されている。
特開平7−131938号公報
By providing such a latch function, the overcurrent detection circuit A105 can prevent the overcurrent to the power source by controlling the switch circuit A103 when the overcurrent is detected, and the power source is reversely connected. Further, there is described an effect that a phenomenon in which the CMOSIC malfunctions due to latch-up can be avoided.
Japanese Patent Laid-Open No. 7-131938

しかしながら、このような従来の充放電保護回路(充放電制御回路)では、充電器が接続されたことを検出して2次電池に対する充放電制御機能を実行するために電源である2次電池から電力の供給を受ける必要があり、2次電池の電池電圧が充放電保護回路(充放電制御回路)の動作可能電圧を下回ってしまった場合には正常な充放電制御機能を実行することが難しいという技術的課題があった。   However, in such a conventional charge / discharge protection circuit (charge / discharge control circuit), a secondary battery as a power source is used to detect that the charger is connected and to execute a charge / discharge control function for the secondary battery. When it is necessary to receive power supply and the battery voltage of the secondary battery falls below the operable voltage of the charge / discharge protection circuit (charge / discharge control circuit), it is difficult to execute a normal charge / discharge control function. There was a technical problem.

同様に、過電流検出回路A105では、過電流検出時にスイッチ回路A103を制御して電源への過電流を防止する充放電制御機能、電源が逆接続された場合であってもラッチアップによりCMOSICが誤動作してしまう現象を回避する充放電制御機能を実行するために電源である2次電池から電力の供給を受ける必要があり、2次電池の電池電圧が過電流検出回路A105の動作可能電圧を下回ってしまった場合には正常な充放電制御機能を実行することが難しいという技術的課題があった。   Similarly, the overcurrent detection circuit A105 has a charge / discharge control function that prevents the overcurrent to the power source by controlling the switch circuit A103 when an overcurrent is detected. Even when the power source is reversely connected, the CMOS IC is latched up. In order to execute a charge / discharge control function that avoids a malfunctioning phenomenon, it is necessary to receive power from a secondary battery as a power source, and the battery voltage of the secondary battery determines the operable voltage of the overcurrent detection circuit A105. There is a technical problem that it is difficult to execute a normal charge / discharge control function when the number is lower.

また充電式電源装置において前述のラッチ機能を実行するためには、過電流検出回路A105内にラッチ機能付コンパレータA22を余分に付加する必要があり、その結果、充電式電源装置の回路規模が大きくなり、チップ面積も大きくなってしまうといった問題点もあった。   In addition, in order to execute the above-described latch function in the rechargeable power supply device, it is necessary to add an extra comparator A22 with a latch function in the overcurrent detection circuit A105. As a result, the circuit scale of the rechargeable power supply device is large. As a result, there is a problem that the chip area increases.

更に、回路の付加に伴って装置の消費電力が大きくなり、その結果、2次電池の消耗を早めてしまう可能性があるといった問題点もあった。   Furthermore, the power consumption of the device increases with the addition of the circuit, and as a result, there is a problem that the secondary battery may be consumed quickly.

第1に、充電制御時の2次電池の過充電状態、負荷電流を供給する放電制御時の2次電池の過放電状態、または充放電制御時の2次電池の過電流状態を検出して2次電池を過充電状態、過放電状態または過電流状態から保護する充放電保護回路において、2次電池を充電する充電器の充電電位に接続され、2次電池の放電状態を監視すると共に、過放電状態を検知した際に過放電検出信号を生成する過放電検出回路と、充電器接地電位に接続され充電器接地電位の電位を監視すると共に、過電流状態を検知した際に過電流検出信号を生成する過電流検出回路と、ヒステリシスインバータ回路を有し過放電検出信号に応じて2次電池において過放電状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するためのディレイ信号をヒステリシスインバータ回路を介して生成しまた過電流検出信号に応じて2次電池において過電流状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するためのディレイ信号をヒステリシスインバータ回路を介して生成するディレイ回路と、充電器接地電位に接続されたヒステリシスインバータ回路を備えヒステリシスインバータ回路が充電器接地電位の電位を監視すると共に、短絡状態を検知した際に短絡検出信号を生成するように構成されている短絡検出回路と、2次電池を充電する充電器の充電電位に接続され、バッテリー接地電位を充電器接地電位にシフトして充電制御信号を生成し充電器接地電位と充電器充放電電位との間に充電器が接続されたことを検出して充電制御信号を生成する充電器接続検出回路を兼ねるレベルシフト回路とを有する構成とすることにより、2次電池の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器の接続によって正常な充放電制御を実行する機能、過電流検出時の発振防止機能を実現でき、更に、このような充放電制御機能や発振防止機能をラッチ機能付コンパレータに比べて簡便な回路構成で実現でき、回路規模がコンパクトで、チップ面積が小さく、消費電力が少なく、2次電池の消耗を軽減できる充放電保護回路を実現することを課題としている。   First, it detects the overcharge state of the secondary battery during charge control, the overdischarge state of the secondary battery during discharge control for supplying load current, or the overcurrent state of the secondary battery during charge / discharge control. In the charge / discharge protection circuit that protects the secondary battery from the overcharged state, overdischarged state, or overcurrent state, connected to the charging potential of the charger that charges the secondary battery, and monitors the discharged state of the secondary battery; Overdischarge detection circuit that generates an overdischarge detection signal when an overdischarge condition is detected, and monitors the potential of the charger ground potential connected to the charger ground potential, and detects an overcurrent when an overcurrent condition is detected An overcurrent detection circuit that generates a signal and a hysteresis inverter circuit that has a hysteresis inverter circuit and a delay signal for setting a delay time for detecting the overdischarge state in the secondary battery according to the overdischarge detection signal A delay circuit that generates a delay signal through a hysteresis inverter circuit for setting a delay time that is generated through an inverter circuit and sets a delay time for detecting an overcurrent state in the secondary battery according to the overcurrent detection signal; A short-circuit detection circuit comprising a hysteresis inverter circuit connected to a charger ground potential, the hysteresis inverter circuit monitoring the potential of the charger ground potential and generating a short-circuit detection signal when a short-circuit state is detected And a charging potential of a charger that charges the secondary battery, shifts the battery ground potential to the charger ground potential, generates a charge control signal, and charges between the charger ground potential and the charger charge / discharge potential. And a level shift circuit that also functions as a charger connection detection circuit that detects that the charger is connected and generates a charge control signal. The function to execute normal charge / discharge control by connecting the charger even when the battery voltage of the secondary battery falls below the operable voltage, and the oscillation prevention function at the time of overcurrent detection Furthermore, the charge / discharge control function and the oscillation prevention function can be realized with a simple circuit configuration as compared with the comparator with a latch function, the circuit scale is compact, the chip area is small, the power consumption is small, and 2 It is an object to realize a charge / discharge protection circuit that can reduce the consumption of the secondary battery.

第2に、充放電保護回路に加えて、2次電池であるバッテリーセルと、負荷とバッテリーセル間に直列に接続され放電制御時にバッテリーセルから負荷に供給される放電電流の通電状態をディレイ信号の論理値に応じて制御する放電用トランジスタと、充電器とバッテリーセル間に直列に接続され、充電制御時に充電器からバッテリーセルに供給される充電電流の通電状態を充電制御信号の論理値に応じて制御する充電用トランジスタと、バッテリー接地電位に接続され、バッテリーセルにおいて過充電状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するための充放電信号を生成して過充電検出回路に送信する遅延コンデンサとを有する構成とすることにより、2次電池の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器の接続によって正常な充放電制御を実行する機能、過電流検出時の発振防止機能を実現でき、更に、このような充放電制御機能や発振防止機能をラッチ機能付コンパレータに比べて簡便な回路構成で実現でき、回路規模がコンパクトで、チップ面積が小さく、消費電力が少なく、2次電池の消耗を軽減できるバッテリーパックを実現することを課題としている。   Secondly, in addition to the charge / discharge protection circuit, a delay signal indicates a battery cell as a secondary battery, and a conduction state of a discharge current connected in series between the load and the battery cell and supplied from the battery cell to the load during discharge control. The discharge transistor is controlled in accordance with the logical value of the battery, and the battery is connected in series between the charger and the battery cell, and the charge current supplied from the charger to the battery cell during charge control is changed to the logical value of the charge control signal. A charging transistor that is controlled accordingly, and a delay that is connected to the battery ground potential and generates a charge / discharge signal for setting a delay time for detecting the overcharge state in the battery cell and transmits it to the overcharge detection circuit Even if the battery voltage of the secondary battery has fallen below the operable voltage due to the configuration having the capacitor, A function to execute normal charge / discharge control by connecting an electric appliance and an oscillation prevention function at the time of overcurrent detection can be realized. In addition, such a charge / discharge control function and an oscillation prevention function are simpler than a comparator with a latch function. It is an object of the present invention to realize a battery pack that can be realized by a configuration, has a compact circuit scale, a small chip area, low power consumption, and can reduce the consumption of a secondary battery.

請求項1に記載の発明は、充電制御時の2次電池12の過充電状態、負荷電流を供給する放電制御時の2次電池12の過放電状態、または充放電制御時の2次電池12の過電流状態を検出して2次電池12を過充電状態、過放電状態または過電流状態から保護する充放電保護回路20において、2次電池12を充電する充電器14の充電電位に接続され、2次電池12の放電状態を監視すると共に、過放電状態を検知した際に過放電検出信号27aを生成する過放電検出回路27と、充電器接地電位V−に接続され、当該充電器接地電位V−の電位を監視すると共に、過電流状態を検知した際に過電流検出信号25aを生成する過電流検出回路25と、前記過放電検出信号に応じて2次電池において過放電状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するためのディレイ信号を生成し、または前記過電流検出信号に応じて2次電池12において過電流状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するためのディレイ信号を生成するディレイ回路26と、充電器接地電位V−に接続されたヒステリシスインバータ回路Q31を備えると共に、当該ヒステリシスインバータ回路Q31が該充電器接地電位V−の電位を監視して、短絡状態を検知した際に短絡検出信号24aを生成して、2次電池に瞬間的に電流が流れないようにするように構成されている短絡検出回路24とを有する構成とした充放電保護回路20である。   According to the first aspect of the present invention, the overcharged state of the secondary battery 12 during charge control, the overdischarged state of the secondary battery 12 during discharge control for supplying load current, or the secondary battery 12 during charge / discharge control. In the charge / discharge protection circuit 20 that detects the overcurrent state of the secondary battery 12 and protects the secondary battery 12 from the overcharged state, overdischarged state, or overcurrent state, it is connected to the charging potential of the charger 14 that charges the secondary battery 12. The discharge state of the secondary battery 12 is monitored, and an overdischarge detection circuit 27 that generates an overdischarge detection signal 27a when an overdischarge state is detected, and the charger ground potential V− are connected to the charger ground. An overcurrent detection circuit 25 that monitors the potential V− and generates an overcurrent detection signal 25a when an overcurrent state is detected, and detects an overdischarge state in the secondary battery according to the overdischarge detection signal. Depending on the timing A delay circuit for generating a delay signal for setting an delay time or for generating a delay signal for setting a timing for detecting an overcurrent state in the secondary battery 12 according to the overcurrent detection signal 26 and a hysteresis inverter circuit Q31 connected to the charger ground potential V-, and when the hysteresis inverter circuit Q31 monitors the potential of the charger ground potential V- and detects a short-circuit state, it detects a short circuit. The charge / discharge protection circuit 20 includes a short circuit detection circuit 24 configured to generate a signal 24a and prevent current from flowing instantaneously to the secondary battery.

請求項1に記載の発明によれば、過放電検出回路27を設けることにより、2次電池12の放電状態を監視して過放電状態を検知した際に過放電検出信号27aを生成できるようになる。また、過電流検出回路25を設けることにより、充電器接地電位V−の電位を監視して過電流状態を検知した際に過電流検出信号25aを生成できるようになる。また、ヒステリシスインバータ回路Q31を有する短絡検出回路24を設けることにより、充電器接地電位V−の電位をヒステリシスインバータ回路Q31に入力できるようになり、その結果、上昇時の入力電圧スレッショルドレベルVtHと下降時の入力電圧スレッショルドレベルVtLとで特定できるヒステリシス特性を有する短絡検出信号24aを生成できるようになる。このようなヒステリシス特性を短絡検出信号24aに付与することにより、短絡検出状態における過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになり、短絡検出信号24aを用いて放電電流の制御を行う放電用トランジスタQ1 の短絡検出状態における過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになる。更に、ヒステリシスインバータ回路Q31を設けることで、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、2次電池12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような発振防止機能を有する短絡検出回路24を実現できるようになる。   According to the first aspect of the present invention, the overdischarge detection circuit 27 is provided so that the overdischarge detection signal 27a can be generated when the discharge state of the secondary battery 12 is monitored and the overdischarge state is detected. Become. Further, by providing the overcurrent detection circuit 25, the overcurrent detection signal 25a can be generated when the overcurrent state is detected by monitoring the potential of the charger ground potential V−. Further, by providing the short circuit detection circuit 24 having the hysteresis inverter circuit Q31, the potential of the charger ground potential V- can be input to the hysteresis inverter circuit Q31. As a result, the input voltage threshold level VtH at the time of the increase and the decrease It is possible to generate the short circuit detection signal 24a having a hysteresis characteristic that can be specified by the input voltage threshold level VtL at the time. By giving such a hysteresis characteristic to the short-circuit detection signal 24a, it becomes possible to realize an oscillation prevention function at the time of overcurrent detection in the short-circuit detection state, and control for the discharge current using the short-circuit detection signal 24a. An oscillation prevention function can be realized when overcurrent is detected in the short-circuit detection state of the transistor Q1. Further, by providing the hysteresis inverter circuit Q31, the circuit configuration is simpler than that of the comparator A22 with a latch function, and the compact circuit scale, the small chip area, and the low power consumption that reduces the consumption of the secondary battery 12 are obtained. It is possible to realize the short circuit detection circuit 24 having a proper oscillation prevention function.

請求項1に記載の充放電保護回路20において、充電器接地電位V−と充電器充放電電位VDDとの間に充電器14が接続されたことを検出して充電制御信号23aを生成する充電器接続検出回路23を有する構成とした充放電保護回路20でもよい。   The charge / discharge protection circuit 20 according to claim 1, wherein the charge control signal 23a is generated by detecting that the charger 14 is connected between the charger ground potential V- and the charger charge / discharge potential VDD. The charge / discharge protection circuit 20 having a configuration including the detector connection detection circuit 23 may be used.

これによれば、請求項1に記載の効果に加えて、充放電保護回路20は充電器14の充電電位に接続されているので、充電器14が充電電位に接続された際に充電器14から電力の供給を受けて動作可能となり充電制御信号23aを生成できるようになる。すなわち、2次電池12に充放電保護回路20を動作させるだけの電力を供給する能力が無くなってしまった場合であっても充電器14が充電電位に接続されればレベルシフト回路23が動作可能状態となって充電制御信号23aを生成できるようになり、2次電池12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって確実な充電制御を実行する機能を実現できるようになる。その結果、充電制御信号23aを用いて充電用トランジスタQ2 を制御して2次電池12の充電制御ができるようになり、充放電保護回路20を動作させるだけの電力の供給する能力を2次電池12において復帰させることができるようになるといった効果を奏する。更に、ヒステリシスインバータ回路Q26を設けることで、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、2次電池12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような充電制御機能を有する充放電保護回路20を実現できるようになる。   According to this, in addition to the effect of the first aspect, since the charge / discharge protection circuit 20 is connected to the charging potential of the charger 14, the charger 14 is connected when the charger 14 is connected to the charging potential. It becomes possible to operate upon receiving the supply of power from the charging control signal 23a. That is, the level shift circuit 23 can be operated if the charger 14 is connected to the charging potential even if the ability to supply the secondary battery 12 with enough power to operate the charge / discharge protection circuit 20 is lost. A function for generating a charge control signal 23a in a state and performing reliable charge control by connecting the charger 14 even when the battery voltage of the secondary battery 12 falls below the operable voltage Can be realized. As a result, the charging transistor Q2 is controlled by using the charging control signal 23a, so that the charging control of the secondary battery 12 can be performed, and the ability to supply power sufficient to operate the charge / discharge protection circuit 20 is provided. 12 can be restored. Further, by providing the hysteresis inverter circuit Q26, the circuit configuration is simpler than that of the comparator A22 with a latch function, and the circuit size is small, the chip area is small, and the consumption of the secondary battery 12 is reduced. The charge / discharge protection circuit 20 having a proper charge control function can be realized.

また、上記の充放電保護回路20において、前記充電器接続検出回路23は、ソースとゲートとが飽和結線されて定電流源として動作するデプレション型のnチャネルトランジスタQ4 のドレインとエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のドレインとが直列に接続され、当該デプレション型のnチャネルトランジスタQ4 のソースが充電器接地電位V−に接続され、当該エンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のソースが充放電電位VDDに接続された回路構成を有する構成とした充放電保護回路20でもよい。   In the charge / discharge protection circuit 20, the charger connection detection circuit 23 includes a drain of the depletion type n-channel transistor Q4 operating as a constant current source with a source and a gate being saturated and an enhancement type p. The drain of the channel transistor Q3 is connected in series, the source of the depletion type n channel transistor Q4 is connected to the charger ground potential V-, and the source of the enhancement type p channel transistor Q3 is set to the charge / discharge potential VDD. The charge / discharge protection circuit 20 having a connected circuit configuration may be used.

これによれば、さらに、コンパクトな回路規模、小さいチップ面積、2次電池12の消耗を軽減した少ない消費電力に好適なエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のソースが充電器14の充電電位である充放電電位VDDに接続されているので論理値Lの信号をゲートに入力するだけで活性化できる。一方、コンパクトな回路規模、小さいチップ面積、2次電池12の消耗を軽減した少ない消費電力に好適なデプレション型のnチャネルトランジスタQ4 は飽和結線されて常時活性化状態にあるのでレベルシフト回路23は動作可能状態となることができる結果、充電器14が充電電位に接続された際であっても充電器14から電力の供給を受けて動作可能となり充電制御信号23aを生成できるようになる。すなわち、2次電池12に充放電保護回路20を動作させるだけの電力を供給する能力が無くなってしまった場合であっても充電器14が充電電位に接続されればレベルシフト回路23が動作可能状態となって充電制御信号23aを生成できるようになり、2次電池12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって確実な充電制御を実行する機能を実現できるようになる。その結果、充電制御信号23aを用いて充電用トランジスタQ2 を制御して2次電池12の充電制御ができるようになり、充放電保護回路20を動作させるだけの電力の供給する能力を2次電池12において復帰させることができるようになるといった効果を奏する。   According to this, the source of the enhancement type p-channel transistor Q3 suitable for low power consumption with reduced compact circuit scale, small chip area, and reduced consumption of the secondary battery 12 is the charging potential of the charger 14. Since it is connected to the discharge potential VDD, it can be activated simply by inputting a logic L signal to the gate. On the other hand, the depletion type n-channel transistor Q4 suitable for low power consumption with reduced compact circuit scale, small chip area, and reduced consumption of the secondary battery 12 is saturated and is always in an active state. As a result of being able to be in an operable state, even when the charger 14 is connected to a charging potential, it can operate upon receiving power from the charger 14 and can generate the charge control signal 23a. That is, the level shift circuit 23 can be operated if the charger 14 is connected to the charging potential even if the ability to supply the secondary battery 12 with enough power to operate the charge / discharge protection circuit 20 is lost. A function for generating a charge control signal 23a in a state and performing reliable charge control by connecting the charger 14 even when the battery voltage of the secondary battery 12 falls below the operable voltage Can be realized. As a result, the charging transistor Q2 is controlled by using the charging control signal 23a, so that the charging control of the secondary battery 12 can be performed, and the ability to supply power sufficient to operate the charge / discharge protection circuit 20 is provided. 12 can be restored.

請求項1に記載の発明によれば、過放電検出回路を設けることにより、2次電池の放電状態を監視して過放電状態を検知した際に過放電検出信号を生成できるようになる。また、過電流検出回路を設けることにより、充電器接地電位の電位を監視して過電流状態を検知した際に過電流検出信号を生成できるようになる。また、ヒステリシスインバータ回路を有する短絡検出回路を設けることにより、充電器接地電位の電位をヒステリシスインバータ回路に入力できるようになり、その結果、上昇時の入力電圧スレッショルドレベルと下降時の入力電圧スレッショルドレベルとで特定できるヒステリシス特性を有する短絡検出信号を生成できるようになる。このようなヒステリシス特性を短絡検出信号に付与することにより、短絡検出状態における過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになり、短絡検出信号を用いて放電電流の制御を行う放電用トランジスタの短絡検出状態における過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになる。更に、ヒステリシスインバータ回路を設けることで、ラッチ機能付コンパレータに比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、2次電池の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような発振防止機能を有する短絡検出回路を実現できるようになる。   According to the first aspect of the present invention, by providing the overdischarge detection circuit, the overdischarge detection signal can be generated when the overdischarge state is detected by monitoring the discharge state of the secondary battery. Further, by providing an overcurrent detection circuit, it is possible to generate an overcurrent detection signal when an overcurrent state is detected by monitoring the potential of the charger ground potential. In addition, by providing a short-circuit detection circuit having a hysteresis inverter circuit, the potential of the charger ground potential can be input to the hysteresis inverter circuit. As a result, the input voltage threshold level when rising and the input voltage threshold level when falling It is possible to generate a short circuit detection signal having a hysteresis characteristic that can be specified as follows. By giving such a hysteresis characteristic to the short circuit detection signal, it becomes possible to realize an oscillation prevention function at the time of overcurrent detection in the short circuit detection state, and the discharge transistor that controls the discharge current using the short circuit detection signal can be realized. An oscillation prevention function at the time of overcurrent detection in the short circuit detection state can be realized. Furthermore, by providing a hysteresis inverter circuit, it is possible to prevent such oscillation with a simple circuit configuration compared to a comparator with a latch function, and with a compact circuit scale, small chip area, and low power consumption that reduces consumption of secondary batteries. A short-circuit detection circuit having a function can be realized.

以下、図面に基づき、本発明の各種実施形態を説明する。   Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

始めに、図面に基づき、本発明の充放電保護回路の実施形態を説明する。   First, an embodiment of a charge / discharge protection circuit of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の2次電池12の充放電保護回路20、及びこれをを用いたバッテリーパック10の構成を説明するための機能ブロック図である。   FIG. 1 is a functional block diagram for explaining the configuration of a charge / discharge protection circuit 20 for a secondary battery 12 and a battery pack 10 using the same according to the present invention.

図1に示す充放電保護回路20は、充電制御時の2次電池12の過充電状態、負荷電流を供給する放電制御時の2次電池12の過放電状態、または充放電制御時の2次電池12の過電流状態を検出して2次電池12を過充電状態、過放電状態または過電流状態から保護する機能を有し、更に、過電流検出時の発振防止機能、2次電池12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって確実な充電制御を実行する機能を有している点に特徴を有している。   The charge / discharge protection circuit 20 shown in FIG. 1 includes an overcharged state of the secondary battery 12 during charge control, an overdischarged state of the secondary battery 12 during discharge control for supplying load current, or a secondary during charge / discharge control. The battery 12 has a function of detecting an overcurrent state of the battery 12 to protect the secondary battery 12 from an overcharged state, an overdischarged state, or an overcurrent state. Even when the battery voltage is lower than the operable voltage, it is characterized in that it has a function of performing reliable charge control by connecting the charger 14.

このような充放電保護回路20は、過電流検出時の発振防止機能を実現するために中心的役割を果たすヒステリシスインバータ回路30、2次電池12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって確実な充電制御を実行する機能を実現するために中心的役割を果たすレベルシフト回路(充電器接続検出回路)、その他の充電制御機能や放電制御機能を実現するために中心的役割を果たす過充電検出回路22、レベルシフト回路23、短絡検出回路24、過電流検出回路25、ディレイ回路26、過放電検出回路27を中心にして構成されてており、ICチップ化されて装置内に組み込まれることが通常である。この様に装置内に組み込まれる場合、装置内のバッテリーから電力の供給を受けるのが通常である。以下の説明では、充放電保護回路20を充放電保護IC20と呼ぶことにする。   Such a charge / discharge protection circuit 20 is used when the battery voltage of the hysteresis inverter circuit 30 and the secondary battery 12 that play a central role in realizing the oscillation prevention function at the time of overcurrent detection falls below the operable voltage. Even so, a level shift circuit (charger connection detection circuit) that plays a central role in realizing the function of executing reliable charge control by connecting the charger 14 and other charge control functions and discharge control functions are realized. An overcharge detection circuit 22, a level shift circuit 23, a short circuit detection circuit 24, an overcurrent detection circuit 25, a delay circuit 26, and an overdischarge detection circuit 27, which play a central role to perform, Usually, it is formed into a chip and incorporated in the apparatus. When incorporated in the apparatus in this way, it is normal to receive power from a battery in the apparatus. In the following description, the charge / discharge protection circuit 20 is referred to as a charge / discharge protection IC 20.

ここで2次電池12としては、リチウムイオンバッテリー12が代表的であるので、以下の説明では、リチウムイオンバッテリー12を用いて説明を進めることにする。   Here, as the secondary battery 12, the lithium ion battery 12 is representative, and therefore, in the following description, the description will be made using the lithium ion battery 12.

また充放電保護IC20は、ICチップ化されてバッテリーパック10に内蔵された使用形態で、リチウムイオンバッテリー12を使用する携帯端末、携帯電話、無線機等の各種携帯機器に装着されて使用されるケースが通常である。以下の説明では、負荷14を携帯電話14で代表することにする。   The charge / discharge protection IC 20 is used in the form of an IC chip built in the battery pack 10 and is used by being mounted on various portable devices such as a mobile terminal, a mobile phone, and a radio using the lithium ion battery 12. Case is normal. In the following description, the load 14 is represented by the mobile phone 14.

図2は、ヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)の回路構成を説明するための回路図である。   FIG. 2 is a circuit diagram for explaining a circuit configuration of the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31).

入力電圧のスレッショルドレベルにヒステリシス特性を備えたヒステリシスインバータ回路30(具体的には、後述するQ26やQ31)は、図2に示すように、初段インバーター回路と後段インバーター回路と上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)と下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)とを有している。   As shown in FIG. 2, a hysteresis inverter circuit 30 (specifically, Q26 and Q31 described later) having a hysteresis characteristic in the threshold level of the input voltage has a first-stage inverter circuit, a subsequent-stage inverter circuit, and a rising hysteresis circuit (Q41, Q45) and a falling hysteresis circuit (Q44, Q46).

このようなヒステリシスインバータ回路30(具体的には、後述するQ26やQ31)は、後述する充放電保護回路20やこれを内蔵するバッテリーパック10において過電流検出時の電池電圧変動によって検出の出力信号が発振しないように過電流検出回路25に設けられることが望ましい。   Such a hysteresis inverter circuit 30 (specifically, Q26 and Q31, which will be described later), is a detection output signal due to battery voltage fluctuations when an overcurrent is detected in the charge / discharge protection circuit 20 described later and the battery pack 10 incorporating the same. Is preferably provided in the overcurrent detection circuit 25 so as not to oscillate.

初段インバーター回路(Q42,Q43)は、図2に示すように、充放電電位VDD(電源電位VDD)に接続された第1pチャネルMOSFETQ42とバッテリー接地電位Vss(接地電位Vss)に接続された第1nチャネルMOSFETQ43とがゲートを共通入力としドレインを共通出力として直列に接続された回路構成となっている。   As shown in FIG. 2, the first-stage inverter circuit (Q42, Q43) includes a first p-channel MOSFET Q42 connected to the charge / discharge potential VDD (power supply potential VDD) and a first n connected to the battery ground potential Vss (ground potential Vss). The channel MOSFET Q43 has a circuit configuration in which the gate is a common input and the drain is a common output connected in series.

また初段インバーター回路(Q42,Q43)は、図2に示すように、第1pチャネルMOSFETQ42のソースと充放電電位VDDとの間に上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)が並列接続され、第1nチャネルMOSFETQ43のソースとバッテリー接地電位Vssとの間に第1nチャネルMOSFETQ43のソースとバッテリー接地電位Vssとの間に下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)が並列接続された回路構成となっている。   In the first stage inverter circuit (Q42, Q43), as shown in FIG. 2, the rising hysteresis circuit (Q41, Q45) is connected in parallel between the source of the first p-channel MOSFET Q42 and the charge / discharge potential VDD, and the first n-channel MOSFET Q43 is connected. A falling hysteresis circuit (Q44, Q46) is connected in parallel between the source of the first n-channel MOSFET Q43 and the battery ground potential Vss between the source of the first and the battery ground potential Vss.

このような回路構成によれば、pチャネルMOSFETQ45のON抵抗値に比べて上昇ヒステリシス抵抗素子Q41の抵抗値を十分大きく設定することにより回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことなく上昇時のスレッショルドレベルVtHを設定できる集積化に適した上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)を実現できるようになるといった効果を奏する。同様の主旨で、nチャネルMOSFETQ46のON抵抗値に比べて下降ヒステリシス抵抗素子Q44の抵抗値を十分大きく設定することにより回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことなく下降時のスレッショルドレベルVtLを設定できる集積化に適した下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)を実現できるようになるといった効果を奏する。   According to such a circuit configuration, the resistance value of the rising hysteresis resistance element Q41 is set to be sufficiently large compared to the ON resistance value of the p-channel MOSFET Q45, thereby increasing the circuit scale and power consumption without increasing the circuit scale. There is an effect that a rising hysteresis circuit (Q41, Q45) suitable for integration capable of setting the threshold level VtH can be realized. For the same purpose, by setting the resistance value of the falling hysteresis resistance element Q44 to be sufficiently larger than the ON resistance value of the n-channel MOSFET Q46, the threshold level VtL at the time of falling can be set without increasing the circuit scale or power consumption. There is an effect that a falling hysteresis circuit (Q44, Q46) suitable for integration that can be set can be realized.

このような回路においては、図2に示すように、初段インバーター回路(Q42,Q43)に入力される論理値の電圧の立ち上がりに応じて活性化された上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)のpチャネルMOSFETQ45を介して充放電電位VDDに第1pチャネルMOSFETQ42が接続され、初段インバーター回路(Q42,Q43)に入力される論理値の電圧の立ち上がりに応じて下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)のnチャネルMOSFETQ46が不活性化された状態で下降ヒステリシス抵抗素子Q44を介して第1nチャネルMOSFETQ43がバッテリー接地電位Vssに接続される回路構成となっている。   In such a circuit, as shown in FIG. 2, the p-channel of the rising hysteresis circuit (Q41, Q45) activated in response to the rising of the voltage of the logical value input to the first stage inverter circuit (Q42, Q43). The first p-channel MOSFET Q42 is connected to the charging / discharging potential VDD via the MOSFET Q45, and the n-channel MOSFET Q46 of the falling hysteresis circuit (Q44, Q46) according to the rise of the voltage of the logical value input to the first stage inverter circuit (Q42, Q43). In a circuit configuration in which the first n-channel MOSFET Q43 is connected to the battery ground potential Vss through the falling hysteresis resistance element Q44 in a state where is inactivated.

これに依り、回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことの少ない後段インバーター回路をヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)の出力段に設けることにより、初段インバーター回路(Q42,Q43)に入力される信号の論理値とヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)の出力信号の論理値との整合をとって初段インバーター回路(Q42,Q43)に入力される信号の論理値を保持してヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)から出力できるようになるといった効果を奏する。   Accordingly, by providing a post-stage inverter circuit, which is rarely accompanied by an increase in circuit scale and power consumption, at the output stage of the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31), it is input to the first-stage inverter circuit (Q42, Q43). The hysteresis inverter circuit maintains the logic value of the signal input to the first stage inverter circuit (Q42, Q43) by matching the logic value of the signal to be output and the logic value of the output signal of the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31). 30 (Q26, Q31) can be output.

後段インバーター回路(Q47,Q48)は、図2に示すように、充放電電位VDDに接続された第2pチャネルMOSFETQ47とバッテリー接地電位Vssに接続された第2nチャネルMOSFETQ48とがゲートを共通入力としドレインを共通出力として直列に接続された回路構成となっている。   As shown in FIG. 2, the second-stage inverter circuit (Q47, Q48) includes a second p-channel MOSFET Q47 connected to the charge / discharge potential VDD and a second n-channel MOSFET Q48 connected to the battery ground potential Vss with the gate as a common input. Are connected in series as a common output.

また上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)は、図2に示すように、充放電電位VDDと第1pチャネルMOSFETQ42との間に接続され、初段インバーター回路の入力電圧の上昇時の入力電圧スレッショルドレベルVtHを設定する回路構成となっている。   Further, as shown in FIG. 2, the rising hysteresis circuit (Q41, Q45) is connected between the charge / discharge potential VDD and the first p-channel MOSFET Q42, and sets the input voltage threshold level VtH when the input voltage of the first-stage inverter circuit rises. The circuit configuration is set.

ここで、上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)における入力電圧上昇時のスレッショルドレベルVtHは、pチャネルMOSFETQ42のスレッショルドレベルpVthに基づいて設定されることが望ましい。   Here, the threshold level VtH when the input voltage rises in the rising hysteresis circuit (Q41, Q45) is preferably set based on the threshold level pVth of the p-channel MOSFET Q42.

これに依り、pチャネルMOSFETQ42のスレッショルドレベルpVthだけに基づいて入力電圧の上昇時における初段インバーター回路のスレッショルドレベルVtHを回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことなく設定できる集積化に適したヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)を実現できるようになるといった効果を奏する。   Accordingly, the hysteresis suitable for integration can set the threshold level VtH of the first-stage inverter circuit when the input voltage is increased based on only the threshold level pVth of the p-channel MOSFET Q42 without increasing the circuit scale or increasing the power consumption. There is an effect that the inverter circuit 30 (Q26, Q31) can be realized.

上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)は、pチャネルMOSFETQ45と上昇ヒステリシス抵抗素子Q41とが並列に接続された回路構成となっている。本実施形態では、このような回路構成において、回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことの少ないpチャネルMOSFETQ45のON抵抗値に比べて上昇ヒステリシス抵抗素子Q41の抵抗値を十分大きく設定することが望ましい。   The rising hysteresis circuit (Q41, Q45) has a circuit configuration in which a p-channel MOSFET Q45 and a rising hysteresis resistance element Q41 are connected in parallel. In the present embodiment, in such a circuit configuration, the resistance value of the rising hysteresis resistance element Q41 is set to be sufficiently larger than the ON resistance value of the p-channel MOSFET Q45, which rarely accompanies an increase in circuit scale or power consumption. Is desirable.

これに依り、初段インバーター回路(Q42,Q43)の入力電圧の上昇時に、活性化された上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)を介して充放電電位VDDに第1pチャネルMOSFETQ42が接続された場合に、pチャネルMOSFETQ42のスレッショルドレベルp
Vthだけに基づいて入力電圧の上昇時における初段インバーター回路のスレッショルドレベルVtHを回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことなく設定できる集積化に適した回路を実現できるようになるといった効果を奏する。
Accordingly, when the input voltage of the first-stage inverter circuit (Q42, Q43) is increased, when the first p-channel MOSFET Q42 is connected to the charge / discharge potential VDD via the activated rising hysteresis circuit (Q41, Q45), p channel MOSFET Q42 threshold level p
There is an effect that it is possible to realize a circuit suitable for integration in which the threshold level VtH of the first-stage inverter circuit when the input voltage rises based only on Vth can be set without increasing the circuit scale or power consumption. .

また、図2に示すように、後段インバーター回路(Q47,Q48)の共通入力は初段インバーター回路(Q42,Q43)の共通出力に接続され、後段インバーター回路(Q47,Q48)の共通出力は上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)のpチャネルMOSFETQ45のゲート及び下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)のnチャネルMOSFETQ46のゲートに接続され、初段インバーター回路(Q42,Q43)から出力される論理値を反転した論理値が後段インバーター回路(Q47,Q48)から出力される回路構成となっている。   In addition, as shown in FIG. 2, the common input of the rear inverter circuit (Q47, Q48) is connected to the common output of the first inverter circuit (Q42, Q43), and the common output of the rear inverter circuit (Q47, Q48) is the rising hysteresis. A logical value obtained by inverting the logical value output from the first stage inverter circuit (Q42, Q43) connected to the gate of the p-channel MOSFET Q45 of the circuit (Q41, Q45) and the gate of the n-channel MOSFET Q46 of the falling hysteresis circuit (Q44, Q46). Is output from the subsequent inverter circuit (Q47, Q48).

下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)は、バッテリー接地電位Vssと第1nチャネルMOSFETQ43との間に接続され、初段インバーター回路の入力電圧の下降時の入力電圧スレッショルドレベルVtLを設定する回路構成となっている。   The falling hysteresis circuits (Q44, Q46) are connected between the battery ground potential Vss and the first n-channel MOSFET Q43, and have a circuit configuration for setting the input voltage threshold level VtL when the input voltage of the first-stage inverter circuit drops. .

ここで、下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)における入力電圧下降時のスレッショルドレベルVtLは、nチャネルMOSFETQ43のスレッショルドレベルnVthとバッテリー接地電位Vssとの和に基づいて設定されることが望ましい。   Here, the threshold level VtL when the input voltage drops in the falling hysteresis circuit (Q44, Q46) is preferably set based on the sum of the threshold level nVth of the n-channel MOSFET Q43 and the battery ground potential Vss.

これに依り、バッテリー接地電位Vssは一定電位であるので、第1nチャネルMOSFETQ43のスレッショルドレベルnVthだけに基づいて入力電圧の下降時における初段インバーター回路のスレッショルドレベルVtLを回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことなく設定できる集積化に適したヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)を実現できるようになるといった効果を奏する。   Accordingly, since the battery ground potential Vss is a constant potential, the threshold level VtL of the first-stage inverter circuit when the input voltage is lowered based on only the threshold level nVth of the first n-channel MOSFET Q43 is increased in circuit scale or power consumption. The hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) suitable for integration that can be set without accompanying is realized.

また下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)は、nチャネルMOSFETQ46と下降ヒステリシス抵抗素子Q44とが並列に接続された回路構成となっている。   The falling hysteresis circuit (Q44, Q46) has a circuit configuration in which an n-channel MOSFET Q46 and a falling hysteresis resistance element Q44 are connected in parallel.

本実施形態では、このような回路構成において、回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことの少ないnチャネルMOSFETQ46のON抵抗値に比べて下降ヒステリシス抵抗素子Q44の抵抗値を十分大きく設定することが望ましい。   In the present embodiment, in such a circuit configuration, the resistance value of the falling hysteresis resistance element Q44 is set to be sufficiently larger than the ON resistance value of the n-channel MOSFET Q46, which rarely accompanies an increase in circuit scale or power consumption. Is desirable.

これに依り、初段インバーター回路の入力電圧の下降時に、活性化された下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)を介してバッテリー接地電位Vssに第1nチャネルMOSFETQ43が接続された場合に、この第1nチャネルMOSFETQ43のスレッショルドレベルnVthだけに基づいて入力電圧の下降時における初段インバーター回路のスレッショルドレベルVtLを回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことなく設定できる集積化に適した回路を実現できるようになるといった効果を奏する。   Accordingly, when the first n-channel MOSFET Q43 is connected to the battery ground potential Vss through the activated hysteresis circuit (Q44, Q46) when the input voltage of the first-stage inverter circuit is lowered, the first n-channel MOSFET Q43 is connected. It is possible to realize a circuit suitable for integration in which the threshold level VtL of the first-stage inverter circuit when the input voltage is lowered can be set without increasing the circuit scale or power consumption based on only the threshold level nVth. There is an effect.

更に詳しく、ヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)の動作を説明する。   More specifically, the operation of the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) will be described.

入力Inが論理値Lの時、出力Outも論理値Lに遷移し、この時、pチャネルMOSFETQ45は活性化しており、nチャネルMOSFETQ46は不活性化している。   When the input In is a logical value L, the output Out also transitions to a logical value L. At this time, the p-channel MOSFET Q45 is activated and the n-channel MOSFET Q46 is deactivated.

上昇ヒステリシス抵抗素子Q41よりpチャネルMOSFETQ45の活性化抵抗を十分小さくし、下降ヒステリシス抵抗素子Q44よりnチャネルMOSFETQ46の活性化抵抗を十分小さくしておけば、初段インバーター回路(Q42,Q43)は、pチャネルMOSFETQ45,42,nチャネルMOSFETQ43、下降ヒステリシス抵抗素子Q44で構成されていることになり、スレッショルドレベルは、pチャネルMOSFETQ42のVthにほぼなる。   If the activation resistance of the p-channel MOSFET Q45 is made sufficiently smaller than the rising hysteresis resistance element Q41 and the activation resistance of the n-channel MOSFET Q46 is made sufficiently smaller than the falling hysteresis resistance element Q44, the first-stage inverter circuit (Q42, Q43) is p The channel MOSFETs Q45 and 42, the n-channel MOSFET Q43, and the falling hysteresis resistance element Q44 are included, and the threshold level is substantially equal to Vth of the p-channel MOSFET Q42.

同様に、Inが論理値Hの時は、Outが論理値HでpチャネルMOSFETQ45は不活性化しており、nチャネルMOSFETQ46は活性化しているので、初段インバーター回路(Q42,Q43)は、上昇ヒステリシス抵抗素子Q41、pチャネルMOSFETQ42,nチャネルMOSFETQ43,46で構成されていることになり、スレッショルドレベルは、nチャネルMOSFETQ43のVtHの値にほぼ一致する。   Similarly, when In is a logic value H, Out is a logic value H, the p-channel MOSFET Q45 is inactivated, and the n-channel MOSFET Q46 is activated, so that the first-stage inverter circuit (Q42, Q43) has a rising hysteresis. The resistor element Q41, the p-channel MOSFET Q42, and the n-channel MOSFETs Q43 and 46 are configured, and the threshold level substantially matches the value of VtH of the n-channel MOSFET Q43.

従って、図2に示すヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)のスレッショルドVtH,VtLは、VtH=充放電電位VDD−|pチャネルMOSFETのスレッショルドレベルpVth|、VtL=バッテリー接地電位Vss+nチャネルMOSFETのスレッショルドレベルnVthとなり、ヒステリシス巾(VtHとVtLとの差)を十分取ることができ、発振防止に有効なヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)を構成することができる。もちろん他の回路構成のヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)を使用しても同様である。   Therefore, the threshold voltages VtH and VtL of the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) shown in FIG. Thus, the hysteresis width (difference between VtH and VtL) can be sufficiently obtained, and the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) effective for preventing oscillation can be configured. Of course, the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) having another circuit configuration can be used.

図3は、ヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)における初段インバーター回路の入力電圧の上昇時の入力電圧スレッショルドレベルVtHを設定する動作を説明するためのグラフである。   FIG. 3 is a graph for explaining the operation of setting the input voltage threshold level VtH when the input voltage of the first-stage inverter circuit is increased in the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31).

過電流検出回路25において、過電流が流れて充電器接地電位V−がVrefよりも高く
なると、コンパレータQ21が反転する。これによって、ディレイ回路26内のコンデンサーC2 が定電流源Q24からの定電流Iで充電され、図3のaのノードの電位が徐々に上が
っていきヒステリシスインバータQ26のスレッショルドレベルに達すると、ヒステリシスインバータQ26の出力が反転し、放電信号出力端子Dout が論理値Lとなる。
In the overcurrent detection circuit 25, when an overcurrent flows and the charger ground potential V- becomes higher than Vref, the comparator Q21 is inverted. As a result, the capacitor C2 in the delay circuit 26 is charged with the constant current I from the constant current source Q24, and when the potential at the node a in FIG. 3 gradually increases and reaches the threshold level of the hysteresis inverter Q26, the hysteresis inverter The output of Q26 is inverted, and the discharge signal output terminal Dout becomes the logic value L.

ヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)は、図3に示すように、初段インバーター回路(Q42,Q43)の入力電圧の上昇時に、活性化(ON)された上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)を介して充放電電位VDDに第1pチャネルMOSFETQ42が接続されると同時に、不活性化(OFF)された下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)と下降ヒステリシス抵抗素子Q44とを介して第1nチャネルMOSFETQ43がバッテリー接地電位Vssに接続されるような回路構成となっている。   As shown in FIG. 3, the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) passes through the rising hysteresis circuit (Q41, Q45) activated (ON) when the input voltage of the first stage inverter circuit (Q42, Q43) rises. At the same time as the first p-channel MOSFET Q42 is connected to the charge / discharge potential VDD, the first n-channel MOSFET Q43 is grounded via the inactivated (OFF) falling hysteresis circuits (Q44, Q46) and the falling hysteresis resistance element Q44. The circuit configuration is connected to the potential Vss.

更に詳しくヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)の動作を説明する。   The operation of the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) will be described in more detail.

充放電電位VDDはバッテリーセル12の電圧であり、過電流が流れると、バッテリーセル12の内部インピーダンスによって、充放電電位VDD電圧が図3の様に下がる。この瞬間に後述するコンデンサーC2 (図5参照)に充電電流が流れ始め、aのノードは図3の
様に上昇する。
The charge / discharge potential VDD is a voltage of the battery cell 12, and when an overcurrent flows, the charge / discharge potential VDD voltage decreases as shown in FIG. 3 due to the internal impedance of the battery cell 12. At this moment, a charging current begins to flow through a capacitor C2 (see FIG. 5) described later, and the node a rises as shown in FIG.

そして、図3に示すように、ヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)のスレッショルドVtHに達すると、放電信号出力端子Doutが論理値Lに遷移し、図1の放電用ト
ランジスタQ1を不活性化させる為、放電電流が流れなくなり、充放電電位VDD電圧は急激に上昇する。
As shown in FIG. 3, when the threshold value VtH of the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) is reached, the discharge signal output terminal Dout transitions to the logic value L, and the discharge transistor Q1 in FIG. 1 is inactivated. Therefore, the discharge current stops flowing and the charge / discharge potential VDD voltage rises rapidly.

この時に、図3に示すように、ヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)の代わりにスレッショルドが1レベルのインバータを使用すると、図3の様に充放電電位VDDが急激に上昇した時、スレッショルドレベルVtHも上昇するので、ノードaの電圧は再びスレッショルドVtHより下がってしまい放電信号出力端子Doutが再び論理値Hになり、放
電電流が流れ、充放電電位VDDが下がる。これを繰り返すことによって発振してしまう。
At this time, as shown in FIG. 3, when an inverter having a threshold level of 1 is used instead of the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31), the threshold level is increased when the charge / discharge potential VDD rises rapidly as shown in FIG. Since VtH also rises, the voltage at the node a again falls below the threshold VtH, the discharge signal output terminal Dout again becomes the logic value H, the discharge current flows, and the charge / discharge potential VDD falls. Repeating this will cause oscillation.

ヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)を使用することによって、放電信号出力端子Dout が論理値Lに遷移して、充放電電位VDDが上昇する時に、スレッショルドレベルがVtHからVtLに移行するので、aの電圧は確実にスレッショルドレベルVtLよりも高くなり、放電信号出力端子Doutが論理値Lで安定する。短絡検出回路24が動作する
場合も同様である。
By using the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31), the threshold level shifts from VtH to VtL when the discharge signal output terminal Dout transitions to the logic value L and the charge / discharge potential VDD rises. Is surely higher than the threshold level VtL, and the discharge signal output terminal Dout is stabilized at the logical value L. The same applies when the short-circuit detection circuit 24 operates.

このような回路構成によれば、初段インバーター回路(Q42,Q43)の入力電圧の上昇時に、活性化された上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)を介して充放電電位VDDに第1pチャネルMOSFETQ42が接続されることにより、pチャネルMOSFETQ42のスレッショルドレベルpVthだけに基づいて入力電圧の上昇時における初段インバーター回路(Q42,Q43)のスレッショルドレベルVtHを回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことなく設定できる集積化に適した回路を実現できるようになるといった効果を奏する。   According to such a circuit configuration, when the input voltage of the first-stage inverter circuit (Q42, Q43) rises, the first p-channel MOSFET Q42 is connected to the charge / discharge potential VDD via the activated rising hysteresis circuit (Q41, Q45). As a result, the threshold level VtH of the first stage inverter circuit (Q42, Q43) when the input voltage rises can be set based on only the threshold level pVth of the p-channel MOSFET Q42 without increasing the circuit scale or increasing the power consumption. There is an effect that a circuit suitable for integration can be realized.

図4は、短絡検出時における、スレッショルドレベルと充電器接地電位V−との関係を説明するためのグラフである。   FIG. 4 is a graph for explaining the relationship between the threshold level and the charger ground potential V− when a short circuit is detected.

初段インバーター回路(Q42,Q43)の入力電圧の下降時に、図4に示すように、不活性化された上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)と上昇ヒステリシス抵抗素子Q41とを介して充放電電位VDDに第1pチャネルMOSFETQ42が接続されると同時に、活性化された下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)を介して第1nチャネルMOSFETQ43がバッテリー接地電位Vssに接続されるような回路構成となっている。   When the input voltage of the first-stage inverter circuit (Q42, Q43) is lowered, as shown in FIG. 4, the charge / discharge potential VDD is set via the deactivated rising hysteresis circuit (Q41, Q45) and the rising hysteresis resistance element Q41. At the same time as the first p-channel MOSFET Q42 is connected, the circuit configuration is such that the first n-channel MOSFET Q43 is connected to the battery ground potential Vss via the activated falling hysteresis circuits (Q44, Q46).

更に詳しくヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)の動作を説明する。   The operation of the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) will be described in more detail.

充電器接地電位V−レベルが図3の短絡検出回路24のヒステリシスインバータQ36のスレッショルドレベルを越えると、瞬間的に放電信号出力端子Dout を論理値Lにして、電流が流れないようにする。   When the charger ground potential V-level exceeds the threshold level of the hysteresis inverter Q36 of the short circuit detection circuit 24 of FIG. 3, the discharge signal output terminal Dout is instantaneously set to the logic value L so that no current flows.

この時の電圧波形が図4である。負荷を短絡すると、充電器接地電位V−のレベルが図4のように上昇すると同時に、充放電電位VDDが急激に下がる。   The voltage waveform at this time is shown in FIG. When the load is short-circuited, the level of the charger ground potential V- rises as shown in FIG. 4, and at the same time, the charge / discharge potential VDD suddenly falls.

充電器接地電位V−がヒステリシスインバータQ36のスレッショルドVtHに達した時点で放電信号出力端子Doutが論理値Lに遷移し、充放電電位VDD電圧が上昇するが、ヒステリシスインバータQ36のスレッショルドレベルがVtLに移行するので、同様に発振は起こらない。   When the charger ground potential V- reaches the threshold VtH of the hysteresis inverter Q36, the discharge signal output terminal Dout transitions to the logic value L, and the charge / discharge potential VDD voltage rises. However, the threshold level of the hysteresis inverter Q36 becomes VtL. Similarly, oscillation does not occur.

このような回路構成によれば、初段インバーター回路(Q42,Q43)の入力電圧の下降時に、活性化された下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)を介して第1nチャネルMOSFETQ43がバッテリー接地電位Vssに接続されることにより、この第1nチャネルMOSFETQ43のスレッショルドレベルnVthだけに基づいて入力電圧の下降時における初段インバーター回路のスレッショルドレベルVtLを回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことなく設定できる集積化に適した回路を実現できるようになるといった効果を奏する。   According to such a circuit configuration, the first n-channel MOSFET Q43 is connected to the battery ground potential Vss through the activated falling hysteresis circuit (Q44, Q46) when the input voltage of the first stage inverter circuit (Q42, Q43) is lowered. As a result, based on only the threshold level nVth of the first n-channel MOSFET Q43, the threshold level VtL of the first-stage inverter circuit when the input voltage drops can be set without increasing the circuit scale and power consumption. There is an effect that a suitable circuit can be realized.

以上説明したように、ヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)によれば、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成を有し、回路規模がコンパクトで、チップ面積が小さく、消費電力が少なく、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減できる上昇ヒステリシス回路(Q41,Q45)と下降ヒステリシス回路(Q44,Q46)を用いてヒステリシスインバータ回路30(Q26,Q31)を実現できるようになるといった効果を奏する。   As described above, the hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) has a simple circuit configuration as compared with the comparator A22 with a latch function, a compact circuit scale, a small chip area, and low power consumption. The hysteresis inverter circuit 30 (Q26, Q31) can be realized by using the rising hysteresis circuit (Q41, Q45) and the falling hysteresis circuit (Q44, Q46) that can reduce the consumption of the lithium ion battery 12.

過放電検出回路27は、リチウムイオンバッテリー12を充電する充電器14の充電電位に接続され、リチウムイオンバッテリー12の放電状態を監視すると同時に、過放電状態を検知した際に過放電検出信号27a(過放電検出時論理値L)を生成する機能を有している。   The overdischarge detection circuit 27 is connected to the charging potential of the charger 14 that charges the lithium ion battery 12, and monitors the discharge state of the lithium ion battery 12, and at the same time detects an overdischarge detection signal 27a ( It has a function of generating a logical value L) at the time of overdischarge detection.

このような過放電検出回路27を設けることにより、リチウムイオンバッテリー12の放電状態を監視して過放電状態を検知した際に過放電検出信号27aを生成できるようになる。   By providing such an overdischarge detection circuit 27, the overdischarge detection signal 27a can be generated when the discharge state of the lithium ion battery 12 is monitored and the overdischarge state is detected.

レベルシフト回路23は、図6に示すように、リチウムイオンバッテリー12を充電する充電器14の充電電位に接続され、バッテリー接地電位Vssを充電器接地電位V−にシフトして充電制御信号23aを生成する機能を有している。   As shown in FIG. 6, the level shift circuit 23 is connected to the charging potential of the charger 14 that charges the lithium ion battery 12, shifts the battery ground potential Vss to the charger ground potential V-, and outputs the charge control signal 23a. It has a function to generate.

このように、レベルシフト回路23は充電器14の充電電位に接続されているので、充電器14が充電電位に接続された際に充電器14から電力の供給を受けて動作可能となり充電制御信号23aを生成できるようになる。すなわち、リチウムイオンバッテリー12に充放電保護IC20を動作させるだけの電力を供給する能力が無くなってしまった場合であっても充電器14が充電電位に接続されればレベルシフト回路23が動作可能状態となって充電制御信号23aを生成できるようになり、リチウムイオンバッテリー12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって確実な充電制御を実行する機能を実現できるようになる。その結果、充電制御信号23aを用いて充電用トランジスタQ2 を制御してリチウムイオンバッテリー12の充電制御ができるようになり、充放電保護IC20を動作させるだけの電力の供給する能力をリチウムイオンバッテリー12において復帰させることができるようになるといった効果を奏する。更に、ヒステリシスインバータ回路Q26を設けることで、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような充電制御機能を有するレベルシフト回路23を実現できるようになる。   As described above, since the level shift circuit 23 is connected to the charging potential of the charger 14, when the charger 14 is connected to the charging potential, the level shift circuit 23 becomes operable by receiving power supply from the charger 14. 23a can be generated. That is, the level shift circuit 23 is operable when the charger 14 is connected to the charging potential even when the ability to supply the lithium ion battery 12 with enough power to operate the charge / discharge protection IC 20 is lost. The charge control signal 23a can be generated, and even when the battery voltage of the lithium ion battery 12 falls below the operable voltage, the function of performing reliable charge control by connecting the charger 14 is provided. Can be realized. As a result, the charging transistor Q2 can be controlled using the charging control signal 23a to control the charging of the lithium ion battery 12, and the ability to supply power sufficient to operate the charge / discharge protection IC 20 can be provided. There is an effect that it is possible to return at the time. Further, by providing the hysteresis inverter circuit Q26, the circuit configuration is simpler than that of the comparator A22 with a latch function, and a compact circuit scale, a small chip area, and less power consumption with reduced consumption of the lithium ion battery 12 are obtained. Thus, the level shift circuit 23 having a proper charge control function can be realized.

更にレベルシフト回路23は、図6に示すように、ソースとゲートとが飽和結線されて定電流源として動作するデプレション型のnチャネルトランジスタQ4 のドレインとエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のドレインとが直列に接続され、デプレション型のnチャネルトランジスタQ4 のソースが充電器接地電位V−に接続され、エンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のソースが充放電電位VDDである充放電電位VDDに接続された回路構成となっている。   Further, as shown in FIG. 6, the level shift circuit 23 includes a drain of a depletion-type n-channel transistor Q4 and a drain of an enhancement-type p-channel transistor Q3 operating as a constant current source with the source and gate being saturated. Are connected in series, the source of the depletion type n-channel transistor Q4 is connected to the charger ground potential V-, and the source of the enhancement type p-channel transistor Q3 is connected to the charge / discharge potential VDD which is the charge / discharge potential VDD. Circuit configuration.

このような回路構成によれば、コンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力に好適なエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のソースが充電器14の充電電位である充放電電位VDDに接続されているので論理値Lの信号をゲートに入力するだけで活性化できる。一方、コンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力に好適なデプレション型のnチャネルトランジスタQ4 は飽和結線されて常時活性化状態にあるのでレベルシフト回路23は動作可能状態となることができる結果、充電器14が充電電位に接続された際であっても充電器14から電力の供給を受けて動作可能となり充電制御信号23aを生成できるようになる。すなわち、リチウムイオンバッテリー12に充放電保護IC20を動作させるだけの電力を供給する能力が無くなってしまった場合であっても充電器14が充電電位に接続されればレベルシフト回路23が動作可能状態となって充電制御信号23aを生成できるようになり、リチウムイオンバッテリー12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって確実な充電制御を実行する機能を実現できるようになる。その結果、充電制御信号23aを用いて充電用トランジスタQ2 を制御してリチウムイオンバッテリー12の充電制御ができるようになり、充放電保護IC20を動作させるだけの電力の供給する能力をリチウムイオンバッテリー12において復帰させることができるようになるといった効果を奏する。   According to such a circuit configuration, the source of the enhancement type p-channel transistor Q3 suitable for low power consumption with reduced compact circuit scale, small chip area and reduced consumption of the lithium ion battery 12 is the charging potential of the charger 14. Since it is connected to a certain charge / discharge potential VDD, it can be activated simply by inputting a signal of logical value L to the gate. On the other hand, the depletion type n-channel transistor Q4 suitable for compact circuit scale, small chip area, and low power consumption with reduced consumption of the lithium ion battery 12 is saturated and is always in an active state. As a result of being able to be in an operable state, even when the charger 14 is connected to a charging potential, it can operate upon receiving power from the charger 14 and can generate the charge control signal 23a. That is, the level shift circuit 23 is operable when the charger 14 is connected to the charging potential even when the ability to supply the lithium ion battery 12 with enough power to operate the charge / discharge protection IC 20 is lost. The charge control signal 23a can be generated, and even when the battery voltage of the lithium ion battery 12 falls below the operable voltage, the function of performing reliable charge control by connecting the charger 14 is provided. Can be realized. As a result, the charging transistor Q2 can be controlled using the charging control signal 23a to control the charging of the lithium ion battery 12, and the ability to supply power sufficient to operate the charge / discharge protection IC 20 can be provided. There is an effect that it is possible to return at the time.

過放電検出回路27は、リチウムイオンバッテリー12の過放電状態に応じて活性化された際に充電器接地電位V−を充放電電位VDDに接続するプルアップトランジスタ(図示せず)を有している。   The overdischarge detection circuit 27 has a pull-up transistor (not shown) that connects the charger ground potential V− to the charge / discharge potential VDD when activated according to the overdischarge state of the lithium ion battery 12. Yes.

これに依り、リチウムイオンバッテリー12が過放電検出電圧以下になった際に放電用トランジスタQ1 が不活性化され、携帯電話14が接続されている場合はその携帯電話14で、また携帯電話14が接続されていなくても、プルアップトランジスタによって充放電電位VDDまで充電器接地電位V−を上昇させることができるようになる。その結果、短絡検出回路24のヒステリシスインバータが反転され短絡検出状態となって短絡検出信号24aが生成され、同時に短絡検出信号24aを用いて充放電保護IC20の全回路を停止させて消費電流を0に低減させるスタンバイ機能を過放電検出回路27に付加できるようになる。これにより、回路規模やチップ面積のコンパクト化、リチウムイオンバッテリー12の消耗の軽減化を更に進めることができるようになる。   Accordingly, when the lithium ion battery 12 becomes lower than the overdischarge detection voltage, the discharge transistor Q1 is deactivated, and when the mobile phone 14 is connected, the mobile phone 14 is connected, and the mobile phone 14 is connected. Even if it is not connected, the charger ground potential V- can be raised to the charge / discharge potential VDD by the pull-up transistor. As a result, the hysteresis inverter of the short-circuit detection circuit 24 is inverted to enter a short-circuit detection state, and the short-circuit detection signal 24a is generated. At the same time, the entire circuit of the charge / discharge protection IC 20 is stopped using the short-circuit detection signal 24a. It is possible to add a standby function to the overdischarge detection circuit 27. As a result, it is possible to further reduce the circuit scale and chip area and reduce the consumption of the lithium ion battery 12.

このように、ヒステリシスインバータ回路Q26を有するディレイ回路26を設けることにより、過放電検出信号27aを前述のヒステリシスインバータ回路Q26に入力できるようになり、その結果、上昇時の入力電圧スレッショルドレベルVtHと下降時の入力電圧スレッショルドレベルVtLとで特定できるヒステリシス特性を有するディレイ信号26aを生成できるようになる。このようなヒステリシス特性をディレイ信号26aに付与することにより、過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになり、ディレイ信号26aを用いて放電電流の制御を行う放電用トランジスタQ1 の過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになる。更に、ヒステリシスインバータ回路Q26を設けることで、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような発振防止機能を有するディレイ回路26を実現できるようになる。   Thus, by providing the delay circuit 26 having the hysteresis inverter circuit Q26, the overdischarge detection signal 27a can be input to the above-described hysteresis inverter circuit Q26, and as a result, the input voltage threshold level VtH at the time of the rise and the fall It becomes possible to generate the delay signal 26a having a hysteresis characteristic that can be specified by the input voltage threshold level VtL at the time. By providing such a hysteresis characteristic to the delay signal 26a, it becomes possible to realize an oscillation prevention function at the time of overcurrent detection, and the overcurrent detection of the discharge transistor Q1 that controls the discharge current using the delay signal 26a. Oscillation prevention function can be realized. Further, by providing the hysteresis inverter circuit Q26, the circuit configuration is simpler than that of the comparator A22 with a latch function, and a compact circuit scale, a small chip area, and less power consumption with reduced consumption of the lithium ion battery 12 are obtained. Thus, the delay circuit 26 having a proper oscillation preventing function can be realized.

過充電検出回路22は、リチウムイオンバッテリー12を充電する充電器14のバッテリー接地電位Vssに接続され、リチウムイオンバッテリー12の充電状態を監視すると同時に、過充電状態を検知した際に過充電検出信号22a(充電可能時論理値H)を生成する機能を有している。なお、過充電検出回路22は、リチウムイオンバッテリー12の充電可能状態に応じて活性化された際に充電器接地電位V−をバッテリー接地電位Vssに接続するプルダウントランジスタ(図示せず)を有しててもよい。このような過充電検出回路22を用いることにより、リチウムイオンバッテリー12の充電可能状態と過充電状態とを区別して検知できるようになる。   The overcharge detection circuit 22 is connected to the battery ground potential Vss of the charger 14 that charges the lithium ion battery 12, and monitors the charge state of the lithium ion battery 12 and simultaneously detects an overcharge detection signal when the overcharge state is detected. 22a (logical value H when charging is possible). The overcharge detection circuit 22 has a pull-down transistor (not shown) that connects the charger ground potential V− to the battery ground potential Vss when activated according to the chargeable state of the lithium ion battery 12. It may be. By using such an overcharge detection circuit 22, it becomes possible to distinguish and detect the chargeable state and the overcharge state of the lithium ion battery 12.

図5は、図1の短絡検出回路24、過電流検出回路25及びディレイ26の回路構成を説明するための回路図である。   FIG. 5 is a circuit diagram for explaining the circuit configuration of the short circuit detection circuit 24, the overcurrent detection circuit 25, and the delay 26 of FIG.

短絡検出回路24は、図5に示すように、充電器接地電位V−に接続されたヒステリシスインバータ回路Q31を備え、ヒステリシスインバータ回路Q31が充電器接地電位V−の電位を監視すると同時に、短絡状態を検知した際に短絡検出信号24aを生成する機能を有している。   As shown in FIG. 5, the short-circuit detection circuit 24 includes a hysteresis inverter circuit Q31 connected to the charger ground potential V−. The hysteresis inverter circuit Q31 monitors the potential of the charger ground potential V− and at the same time the short-circuit state. Has a function of generating a short-circuit detection signal 24a when the signal is detected.

このように、ヒステリシスインバータ回路Q31を有する短絡検出回路24を設けることにより、充電器接地電位V−の電位をを前述のヒステリシスインバータ回路Q31に入力できるようになり、その結果、上昇時の入力電圧スレッショルドレベルVtHと下降時の入力電圧スレッショルドレベルVtLとで特定できるヒステリシス特性を有する短絡検出信号24aを生成できるようになる。このようなヒステリシス特性を短絡検出信号24aに付与することにより、短絡検出状態における過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになり、短絡検出信号24aを用いて放電電流の制御を行う放電用トランジスタQ1 の短絡検出状態における過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになる。更に、ヒステリシスインバータ回路Q31を設けることで、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような発振防止機能を有する短絡検出回路24を実現できるようになる。   Thus, by providing the short-circuit detection circuit 24 having the hysteresis inverter circuit Q31, the potential of the charger ground potential V− can be input to the above-described hysteresis inverter circuit Q31. It becomes possible to generate the short circuit detection signal 24a having a hysteresis characteristic that can be specified by the threshold level VtH and the input voltage threshold level VtL at the time of falling. By giving such a hysteresis characteristic to the short-circuit detection signal 24a, it becomes possible to realize an oscillation prevention function at the time of overcurrent detection in the short-circuit detection state, and control for the discharge current using the short-circuit detection signal 24a. An oscillation prevention function can be realized when overcurrent is detected in the short-circuit detection state of the transistor Q1. Further, by providing the hysteresis inverter circuit Q31, the circuit configuration is simpler than that of the comparator A22 with a latch function, and a compact circuit scale, a small chip area, and low power consumption with reduced consumption of the lithium ion battery 12 are obtained. It is possible to realize the short circuit detection circuit 24 having a proper oscillation prevention function.

また短絡検出回路24は、リチウムイオンバッテリー12の過放電状態に応じてプルアップトランジスタが活性化された際の充電器接地電位V−に応じて全回路を停止させるスタンバイ動作を指示する短絡検出信号24aをヒステリシスインバータ回路Q31が生成する回路構成となっている。   The short circuit detection circuit 24 instructs a standby operation to stop all circuits in accordance with the charger ground potential V− when the pull-up transistor is activated according to the overdischarge state of the lithium ion battery 12. 24a is generated by the hysteresis inverter circuit Q31.

具体的には、バッテリーセル12が過放電検出電圧以下になると、放電用トランジスタQ1が不活性化し、充電器接地電位V−レベルは、負荷が接続されている場合は、その負荷で、負荷が接続されていなくても、プルアップトランジスタによって充放電電位VDDレベルまで上昇する。これによって、短絡検出回路24のヒステリシスインバータQ31が反転し、短絡検出状態となるが、同時に全回路を停止させて、消費電流を0にする信号であるノードgが論理値Hとなる。すなわち、短絡検出回路24は、全回路を停止させるスタンバイ回路も兼ねている。   Specifically, when the battery cell 12 becomes equal to or lower than the overdischarge detection voltage, the discharge transistor Q1 is deactivated, and the charger ground potential V-level is equal to the load when the load is connected. Even if they are not connected, they are raised to the charge / discharge potential VDD level by the pull-up transistor. As a result, the hysteresis inverter Q31 of the short-circuit detection circuit 24 is inverted to enter the short-circuit detection state, but at the same time, all the circuits are stopped and the node g, which is a signal for reducing the consumption current, becomes the logical value H. That is, the short circuit detection circuit 24 also serves as a standby circuit that stops all the circuits.

このような回路構成によれば、上昇時の入力電圧スレッショルドレベルVtHと下降時の入力電圧スレッショルドレベルVtLとで特定できるヒステリシス特性を有するヒステリシスインバータ回路Q31を用いてスタンバイ動作を指示する短絡検出信号24aを生成することにより、短絡検出状態における過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになり、短絡検出信号24aを用いて放電電流の制御を行う放電用トランジスタQ1 の短絡検出状態における過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになる。更に、ヒステリシスインバータ回路Q31を設けることで、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような発振防止機能を有する短絡検出回路24を実現できるようになる。   According to such a circuit configuration, the short-circuit detection signal 24a for instructing the standby operation using the hysteresis inverter circuit Q31 having the hysteresis characteristic that can be specified by the input voltage threshold level VtH at the rising time and the input voltage threshold level VtL at the falling time. , The oscillation prevention function at the time of overcurrent detection in the short circuit detection state can be realized, and the overcurrent detection in the short circuit detection state of the discharge transistor Q1 that controls the discharge current using the short circuit detection signal 24a. Oscillation prevention function can be realized. Further, by providing the hysteresis inverter circuit Q31, the circuit configuration is simpler than that of the comparator A22 with a latch function, and a compact circuit scale, a small chip area, and low power consumption with reduced consumption of the lithium ion battery 12 are obtained. It is possible to realize the short circuit detection circuit 24 having a proper oscillation prevention function.

また短絡検出回路24は、充電器接地電位V−と充放電電位VDDとの間に充電器14が接続されて充電器接地電位V−がヒステリシスインバータ回路Q31のスレッショルドレベルVtLを下回った際にスタンバイ動作から全回路の動作開始に復帰させる短絡検出信号24aをヒステリシスインバータ回路Q31が生成する回路構成となっている。   The short circuit detection circuit 24 is in standby when the charger 14 is connected between the charger ground potential V- and the charge / discharge potential VDD and the charger ground potential V- falls below the threshold level VtL of the hysteresis inverter circuit Q31. The hysteresis inverter circuit Q31 generates a short circuit detection signal 24a for returning from the operation to the start of the operation of all the circuits.

これに依り、リチウムイオンバッテリー12が過放電を検出したあとで、全ての回路を停止させ、消費電流を0にしても、充電器14を接続することによって、全ての回路を再び動作状態にさせる充放電保護IC20を実現できる。   Accordingly, after the lithium ion battery 12 detects overdischarge, all the circuits are stopped, and even if the consumption current is zero, all the circuits are made to operate again by connecting the charger 14. The charge / discharge protection IC 20 can be realized.

具体的には、充電器接地電位V−レベルが、短絡検出回路24のヒステリシスインバータQ31のVtLを下回ると、ノードgが論理値Lに遷移し、全回路が動作し、スタンバイ状態から動作状態となる。ヒステリシスインバータQ31の内部は、図2であるから、電流を消費する経路はない。従って、スタンバイ時に消費電流が0でも充電器14を接続されたことを検出して、動作状態にさせる回路を簡単に構成することができる。   Specifically, when the charger ground potential V− level falls below VtL of the hysteresis inverter Q31 of the short circuit detection circuit 24, the node g transitions to the logical value L, all the circuits operate, and the standby state changes from the standby state to the operating state. Become. Since the inside of the hysteresis inverter Q31 is shown in FIG. 2, there is no path for consuming current. Therefore, it is possible to simply configure a circuit for detecting that the charger 14 is connected even when the current consumption is 0 in the standby state and bringing it into an operating state.

すなわち、上昇時の入力電圧スレッショルドレベルVtHと下降時の入力電圧スレッショルドレベルVtLとで特定できるヒステリシス特性を有するヒステリシスインバータ回路Q31を用いて全回路の動作開始に復帰させる短絡検出信号24aを生成することにより、短絡検出状態における過電流検出時の発振防止機能を実現できるようになり、短絡検出信号24aを用いて放電電流の制御を行う放電用トランジスタQ1の短絡検出状態における過
電流検出時の発振防止機能を実現できるようになる。更に、ヒステリシスインバータ回路Q31を設けることで、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような発振防止機能を有する短絡検出回路24を実現できるようになる。 過電流検出回路25は、図5に示すように、充電器接地電位V−に接続され、充電器接地電位V−の電位を監視すると同時に、過電流状態を検知した際に過電流検出信号25aを生成する機能を有している。
That is, the short-circuit detection signal 24a for returning to the start of the operation of all the circuits is generated by using the hysteresis inverter circuit Q31 having hysteresis characteristics that can be specified by the input voltage threshold level VtH when rising and the input voltage threshold level VtL when falling. Thus, an oscillation prevention function at the time of overcurrent detection in the short circuit detection state can be realized, and oscillation prevention at the time of overcurrent detection in the short circuit detection state of the discharge transistor Q1 that controls the discharge current using the short circuit detection signal 24a. Functions can be realized. Further, by providing the hysteresis inverter circuit Q31, the circuit configuration is simpler than that of the comparator A22 with a latch function, and a compact circuit scale, a small chip area, and low power consumption with reduced consumption of the lithium ion battery 12 are obtained. It is possible to realize the short circuit detection circuit 24 having a proper oscillation prevention function. As shown in FIG. 5, the overcurrent detection circuit 25 is connected to the charger ground potential V− and monitors the potential of the charger ground potential V−. At the same time, the overcurrent detection signal 25a is detected when an overcurrent state is detected. It has the function to generate.

過電流検出回路25においては、過電流が流れて充電器接地電位V−がVrefよりも高くなると、コンパレータQ21が反転する。これによって、ディレイ回路26内のコンデンサーC2 が定電流源Q24からの定電流Iで充電され、aのノードの電位が徐々に上がっていきヒステリシスインバータQ26のスレッショルドレベルに達すると、ヒステリシスインバータQ26の出力が反転し、放電信号出力端子Doutが論理値Lとなる。   In the overcurrent detection circuit 25, when an overcurrent flows and the charger ground potential V- becomes higher than Vref, the comparator Q21 is inverted. As a result, the capacitor C2 in the delay circuit 26 is charged with the constant current I from the constant current source Q24, and when the potential at the node a gradually rises and reaches the threshold level of the hysteresis inverter Q26, the output of the hysteresis inverter Q26 is output. Is inverted, and the discharge signal output terminal Dout becomes the logic value L.

ディレイ回路26は、ヒステリシスインバータ回路Q26を有し、過放電検出信号27aに応じてリチウムイオンバッテリー12において過放電状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するためのディレイ信号26aをヒステリシスインバータ回路Q26を介して生成し、また過電流検出信号25aに応じてリチウムイオンバッテリー12において過電流状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するためのディレイ信号26aをヒステリシスインバータ回路Q26を介して生成する機能を有している。   The delay circuit 26 has a hysteresis inverter circuit Q26. The delay circuit 26 sets a delay signal 26a for setting a delay time for detecting the overdischarge state in the lithium ion battery 12 according to the overdischarge detection signal 27a. And a delay signal 26a for setting a delay time for the timing of detecting an overcurrent state in the lithium ion battery 12 according to the overcurrent detection signal 25a via the hysteresis inverter circuit Q26. have.

図6は、電池電圧が0Vになっても、充電器14を接続することによって、確実に充電信号出力端子Coutに論理値Hを出力できる充電器接続検出回路23を説明するための回
路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram for explaining the charger connection detection circuit 23 that can reliably output the logical value H to the charge signal output terminal Cout by connecting the charger 14 even when the battery voltage becomes 0V. is there.

充電器接続検出回路23は、図6に示すように、充電器接地電位V−と充電器充放電電位VDDとの間に充電器14が接続されたことを検出して充電制御信号23aを生成する機能を有している。   As shown in FIG. 6, the charger connection detection circuit 23 detects that the charger 14 is connected between the charger ground potential V- and the charger charge / discharge potential VDD, and generates a charge control signal 23a. It has a function to do.

これに依り、リチウムイオンバッテリー12が過放電を検出したあとで、全ての回路を停止させ、消費電流を0にしても、充電器14を接続することによって、全ての回路を再び動作状態にさせる充放電保護IC20を実現できる。すなわち、レベルシフト回路23は充電器14の充電電位に接続されているので、充電器14が充電電位に接続された際に充電器14から電力の供給を受けて動作可能となり充電制御信号23aを生成できるようになる。すなわち、リチウムイオンバッテリー12に充放電保護IC20を動作させるだけの電力を供給する能力が無くなってしまった場合であっても充電器14が充電電位に接続されればレベルシフト回路23が動作可能状態となって充電制御信号23aを生成できるようになり、リチウムイオンバッテリー12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって確実な充電制御を実行する機能を実現できるようになる。その結果、充電制御信号23aを用いて充電用トランジスタQ2 を制御してリチウムイオンバッテリー12の充電制御ができるようになり、充放電保護IC20を動作させるだけの電力の供給する能力をリチウムイオンバッテリー12において復帰させることができるようになるといった効果を奏する。更に、ヒステリシスインバータ回路Q26を設けることで、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような充電制御機能を有する充放電保護IC20を実現できるようになる。   Accordingly, after the lithium ion battery 12 detects overdischarge, all the circuits are stopped, and even if the consumption current is zero, all the circuits are made to operate again by connecting the charger 14. The charge / discharge protection IC 20 can be realized. That is, since the level shift circuit 23 is connected to the charging potential of the charger 14, when the charger 14 is connected to the charging potential, the level shift circuit 23 can be operated by receiving power from the charger 14, and the charge control signal 23a is transmitted. Can be generated. That is, the level shift circuit 23 is operable when the charger 14 is connected to the charging potential even when the ability to supply the lithium ion battery 12 with enough power to operate the charge / discharge protection IC 20 is lost. The charge control signal 23a can be generated, and even when the battery voltage of the lithium ion battery 12 falls below the operable voltage, the function of performing reliable charge control by connecting the charger 14 is provided. Can be realized. As a result, the charging transistor Q2 can be controlled using the charging control signal 23a to control the charging of the lithium ion battery 12, and the ability to supply power sufficient to operate the charge / discharge protection IC 20 can be provided. There is an effect that it is possible to return at the time. Further, by providing the hysteresis inverter circuit Q26, the circuit configuration is simpler than that of the comparator A22 with a latch function, and a compact circuit scale, a small chip area, and less power consumption with reduced consumption of the lithium ion battery 12 are obtained. The charge / discharge protection IC 20 having a proper charge control function can be realized.

更に、このような充電制御機能を前述のレベルシフト回路23と共通化する回路構成も可能であり、回路規模やチップ面積のコンパクト化、リチウムイオンバッテリー12の消耗の軽減化を容易とすることができる。   Further, a circuit configuration in which such a charge control function is shared with the above-described level shift circuit 23 is possible, and it is easy to reduce the circuit scale and chip area and reduce the consumption of the lithium ion battery 12. it can.

また充電器接続検出回路23は、図4に示したように充電信号出力端子Cout出力のレベルシフト回路23そのものでありレベルシフト回路23と回路を共通化することが可能である。その場合の回路は、ソースとゲートとが飽和結線されて定電流源として動作するデプレション型のnチャネルトランジスタQ4のドレインとエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3のドレインとが直列に接続され、デプレション型のnチャネルトランジスタQ4のソースが充電器接地電位V−に接続され、エンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3のソースが充放電電位VDDに接続された回路構成となっていることが望ましい。   Further, as shown in FIG. 4, the charger connection detection circuit 23 is the level shift circuit 23 itself of the output of the charge signal output terminal Cout, and can share the circuit with the level shift circuit 23. In this case, the drain of the depletion type n-channel transistor Q4, which operates as a constant current source with the source and gate being saturated, is connected in series with the drain of the enhancement type p-channel transistor Q3. It is desirable to have a circuit configuration in which the source of the n-type transistor Q4 of the type is connected to the charger ground potential V- and the source of the enhancement type p-channel transistor Q3 is connected to the charge / discharge potential VDD.

これに依り、飽和結線されてデプレション型のnチャネルトランジスタQ4とエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3とが直列に接続された回路構成を用いることにより、レベルシフト回路23と充電器接続検出回路23とが同一の回路を共通化する回路構成が可能であり、回路規模やチップ面積のコンパクト化、リチウムイオンバッテリー12の消耗の軽減化を容易とすることができる。   Accordingly, by using a circuit configuration in which a depletion type n-channel transistor Q4 and an enhancement type p-channel transistor Q3 are connected in series by saturation connection, the level shift circuit 23, the charger connection detection circuit 23, However, a circuit configuration in which the same circuit is shared is possible, and the circuit scale and chip area can be reduced, and the consumption of the lithium ion battery 12 can be easily reduced.

また充電器接続検出回路23は、図6に示すように、ソースとゲートとが飽和結線されて定電流源として動作するデプレション型のnチャネルトランジスタQ4 のドレインとエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のドレインとが直列に接続され、デプレション型のnチャネルトランジスタQ4 のソースが充電器接地電位V−に接続され、エンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のソースが充放電電位VDDに接続された回路構成となっている。   As shown in FIG. 6, the charger connection detection circuit 23 includes a drain of a depletion type n-channel transistor Q4 operating as a constant current source with a source and a gate being saturated and an enhancement type p-channel transistor Q3. A circuit configuration in which the drain is connected in series, the source of the depletion type n-channel transistor Q4 is connected to the charger ground potential V-, and the source of the enhancement type p-channel transistor Q3 is connected to the charge / discharge potential VDD. It has become.

このような回路構成によれば、コンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力に好適なエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のソースが充電器14の充電電位である充放電電位VDDに接続されているので論理値Lの信号をゲートに入力するだけで活性化できる。一方、コンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力に好適なデプレション型のnチャネルトランジスタQ4 は飽和結線されて常時活性化状態にあるのでレベルシフト回路23は動作可能状態となることができる結果、充電器14が充電電位に接続された際であっても充電器14から電力の供給を受けて動作可能となり充電制御信号23aを生成できるようになる。すなわち、リチウムイオンバッテリー12に充放電保護IC20を動作させるだけの電力を供給する能力が無くなってしまった場合であっても充電器14が充電電位に接続されればレベルシフト回路23が動作可能状態となって充電制御信号23aを生成できるようになり、リチウムイオンバッテリー12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって確実な充電制御を実行する機能を実現できるようになる。その結果、充電制御信号23aを用いて充電用トランジスタQ2 を制御してリチウムイオンバッテリー12の充電制御ができるようになり、充放電保護IC20を動作させるだけの電力の供給する能力をリチウムイオンバッテリー12において復帰させることができるようになるといった効果を奏する。   According to such a circuit configuration, the source of the enhancement type p-channel transistor Q3 suitable for low power consumption with reduced compact circuit scale, small chip area and reduced consumption of the lithium ion battery 12 is the charging potential of the charger 14. Since it is connected to a certain charge / discharge potential VDD, it can be activated simply by inputting a signal of logical value L to the gate. On the other hand, the depletion type n-channel transistor Q4 suitable for compact circuit scale, small chip area, and low power consumption with reduced consumption of the lithium ion battery 12 is saturated and is always in an active state. As a result of being able to be in an operable state, even when the charger 14 is connected to a charging potential, it can operate upon receiving power from the charger 14 and can generate the charge control signal 23a. That is, the level shift circuit 23 is operable when the charger 14 is connected to the charging potential even when the ability to supply the lithium ion battery 12 with enough power to operate the charge / discharge protection IC 20 is lost. The charge control signal 23a can be generated, and even when the battery voltage of the lithium ion battery 12 falls below the operable voltage, the function of performing reliable charge control by connecting the charger 14 is provided. Can be realized. As a result, the charging transistor Q2 can be controlled using the charging control signal 23a to control the charging of the lithium ion battery 12, and the ability to supply power sufficient to operate the charge / discharge protection IC 20 can be provided. There is an effect that it is possible to return at the time.

更に、このような充電制御機能を前述のレベルシフト回路23と共通化する回路構成が可能であり、回路規模やチップ面積のコンパクト化、リチウムイオンバッテリー12の消耗の軽減化を容易とすることができる。   In addition, a circuit configuration in which such a charge control function is shared with the above-described level shift circuit 23 is possible, and it is easy to reduce the circuit scale and chip area and reduce the consumption of the lithium ion battery 12. it can.

また充電器接続検出回路23は、図6に示すように、充電器接地電位V−と充電器充放電電位VDDとの間に充電器14が接続された際にエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 が不活性化されると同時に、デプレション型のnチャネルトランジスタQ4 が活性化されて充電制御信号23aを生成する判定回路Q3,Q4を有する回路構成となっている。   Further, as shown in FIG. 6, the charger connection detection circuit 23 has an enhancement-type p-channel transistor Q3 when the charger 14 is connected between the charger ground potential V- and the charger charge / discharge potential VDD. At the same time as the deactivation, the depletion type n-channel transistor Q4 is activated to have a determination circuit Q3, Q4 that generates the charge control signal 23a.

このような回路構成によれば、判定回路Q3 ,Q4 を設けることにより、充電器接地電位V−と充電器充放電電位VDDとの間に充電器14が接続された際にエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 が不活性化させ同時にデプレション型のnチャネルトランジ
スタQ4 が活性化させる充電制御信号23a(論理値L)を生成できるようになる。そこで、ソースが充電器14の充電電位である充放電電位VDDに接続されているエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 のゲートに充電制御信号23a(論理値L)の信号を入力すればエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 を活性化できるようになる。この様に活性状態にあるエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3 と常時活性化状態にあるデプレション型のnチャネルトランジスタQ4 とによりレベルシフト回路23を動作可能状態に導くことができるようになる結果、充電器14が充電電位に接続された際であっても充電器14から電力の供給を受けて動作可能となり充電制御信号23aを生成できるようになる。すなわち、リチウムイオンバッテリー12に充放電保護IC20を動作させるだけの電力を供給する能力が無くなってしまった場合であっても充電器14が充電電位に接続されればレベルシフト回路23が動作可能状態となって充電制御信号23aを生成できるようになり、リチウムイオンバッテリー12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって確実な充電制御を実行する機能を実現できるようになる。その結果、充電制御信号23aを用いて充電用トランジスタQ2 を制御してリチウムイオンバッテリー12の充電制御ができるようになり、充放電保護IC20を動作させるだけの電力の供給する能力をリチウムイオンバッテリー12において復帰させることができるようになるといった効果を奏する。
According to such a circuit configuration, by providing the determination circuits Q3 and Q4, when the charger 14 is connected between the charger ground potential V- and the charger charge / discharge potential VDD, an enhancement type p-channel is provided. The charge control signal 23a (logic value L) that is deactivated by the transistor Q3 and activated by the depletion type n-channel transistor Q4 can be generated. Therefore, if the signal of the charge control signal 23a (logical value L) is input to the gate of the enhancement type p-channel transistor Q3 whose source is connected to the charge / discharge potential VDD which is the charge potential of the charger 14, the enhancement type p The channel transistor Q3 can be activated. As described above, the enhancement type p-channel transistor Q3 in the active state and the depletion type n-channel transistor Q4 in the normally active state can lead the level shift circuit 23 to the operable state. Even when the charger 14 is connected to the charging potential, it can operate upon receiving power from the charger 14 and can generate the charging control signal 23a. That is, the level shift circuit 23 is operable when the charger 14 is connected to the charging potential even when the ability to supply the lithium ion battery 12 with enough power to operate the charge / discharge protection IC 20 is lost. The charge control signal 23a can be generated, and even when the battery voltage of the lithium ion battery 12 falls below the operable voltage, the function of performing reliable charge control by connecting the charger 14 is provided. Can be realized. As a result, the charging transistor Q2 can be controlled using the charging control signal 23a to control the charging of the lithium ion battery 12, and the ability to supply power sufficient to operate the charge / discharge protection IC 20 can be provided. There is an effect that it is possible to return at the time.

また充電器接続検出回路23は、充放電電位VDDにソースが接続されたpチャネルMOSFETQ5 (Q7 ,Q9 )と充電器接地電位V−にソースが接続されたnチャネルMOSFETQ6(Q8 ,Q10)とがゲートを共通入力としドレインを共通出力として直列に接続され充電器14が充電器接地電位V−と充放電電位VDDとの間に接続された際に活性化されるインバーター回路234 が充電制御信号23aの論理レベルに応じた所定段数だけ縦続接続されたゲート回路234,…,234が判定回路Q3,Q4の後段に縦続接続される回路構成となっている。   The charger connection detection circuit 23 includes a p-channel MOSFET Q5 (Q7, Q9) whose source is connected to the charge / discharge potential VDD and an n-channel MOSFET Q6 (Q8, Q10) whose source is connected to the charger ground potential V-. An inverter circuit 234 which is connected in series with a gate as a common input and a drain as a common output and is activated when the charger 14 is connected between the charger ground potential V- and the charge / discharge potential VDD is a charge control signal 23a. The gate circuits 234,..., 234 cascaded in a predetermined number of stages according to the logic level are cascaded downstream of the determination circuits Q3, Q4.

更に詳しく、充電器接続検出回路23の動作を説明する。   More specifically, the operation of the charger connection detection circuit 23 will be described.

図6において、バッテリー電圧が0Vになるということは、充放電電位VDD−バッテリー接地電位Vss間の電圧が0Vになるということである。   In FIG. 6, the fact that the battery voltage becomes 0V means that the voltage between the charge / discharge potential VDD and the battery ground potential Vss becomes 0V.

この時、充電器14を接続すると、リチウムイオン電池の場合、4.1Vや4.2Vといった電圧が、充放電電位VDD−充電器接地電位V−間にかかる。充放電電位VDD−バッテリー接地電位Vss間電圧は0Vであるから、bのノードは、ほとんど充放電電位VDDレベルになり、pチャネルMOSFETQ3 のゲート・ソース間電圧は0Vとなり、pチャネルMOSFETQ3は不活性化している。   At this time, when the charger 14 is connected, in the case of a lithium ion battery, a voltage such as 4.1 V or 4.2 V is applied between the charge / discharge potential VDD−charger ground potential V−. Since the voltage between the charge / discharge potential VDD and the battery ground potential Vss is 0V, the node b is almost at the charge / discharge potential VDD level, the gate-source voltage of the p-channel MOSFET Q3 is 0V, and the p-channel MOSFET Q3 is inactive. It has become.

充放電電位VDD−充電器接地電位V−間には充電器14の電圧が印加されているので、レベルシフト回路23内のトランジスタは全て動作することができる。   Since the voltage of the charger 14 is applied between the charge / discharge potential VDD-charger ground potential V-, all the transistors in the level shift circuit 23 can operate.

このとき、pチャネルMOSFETQ3 は不活性化しており、デプレションnチャネルMOSFET30は飽和結線されているので定電流で活性化しており、従って、ノードcは論理値Lレベル(充電器接地電位V−レベル)となり、結果として、充電信号出力端子Cout は充電器接地電位V−レベルに対して論理値Hが出力され、確実に充電電流を流すことができる。   At this time, the p-channel MOSFET Q3 is inactive, and the depletion n-channel MOSFET 30 is saturated and thus activated with a constant current. Therefore, the node c has a logic L level (charger ground potential V-level). As a result, the charge signal output terminal Cout outputs a logic value H with respect to the charger ground potential V-level, and can reliably flow a charging current.

このような回路構成によれば、回路規模の拡大や消費電力の増大を伴うことの少ないゲート回路を充電器接続検出回路23の出力段に設けることにより、充電器接続検出回路23の初段に入力される充電制御信号23aの論理レベルと充電器接続検出回路23の出力段から出力される充電制御信号23aの論理レベルとの整合をとることができるようになるといった効果を奏する。   According to such a circuit configuration, a gate circuit that is less likely to increase the circuit scale and power consumption is provided at the output stage of the charger connection detection circuit 23, so that the input to the first stage of the charger connection detection circuit 23 is performed. Thus, the logic level of the charge control signal 23a and the logic level of the charge control signal 23a output from the output stage of the charger connection detection circuit 23 can be matched.

図7は、図6の回路からインバーター回路233(Q51,Q52),インバーター回路234(Q5,Q6)を取り除いた回路構成を有する充電器接続検出回路23を説明するための回路図である。   FIG. 7 is a circuit diagram for explaining the charger connection detection circuit 23 having a circuit configuration in which the inverter circuit 233 (Q51, Q52) and the inverter circuit 234 (Q5, Q6) are removed from the circuit of FIG.

また充電器接続検出回路23は、図7に示すように、充放電電位VDDにソースが接続されたpチャネルMOSFETQ51とバッテリー接地電位Vssにソースが接続されたnチャネルMOSFETQ52とがゲートを共通入力としドレインを共通出力として直列に接続されて成るインバーター回路が判定回路Q3,Q4の前段に縦続接続され、インバーター回路は、充放電電位VDDとバッテリー接地電位Vssとの差がnチャネルMOSFETQ52のスレッショルドレベルnVthを越えた際に充電器接続検出回路23のエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3を活性化する回路構成となっている。   In the charger connection detection circuit 23, as shown in FIG. 7, the p-channel MOSFET Q51 whose source is connected to the charge / discharge potential VDD and the n-channel MOSFET Q52 whose source is connected to the battery ground potential Vss have the gate as a common input. An inverter circuit having a drain connected in series with a common output is cascaded in front of the determination circuits Q3 and Q4. The inverter circuit has a difference between the charge / discharge potential VDD and the battery ground potential Vss that is the threshold level nVth of the n-channel MOSFET Q52. The circuit configuration is such that the enhancement-type p-channel transistor Q3 of the charger connection detection circuit 23 is activated when the value exceeds.

このような回路において、入力に対する出力の位相は変わっていない。充電信号出力端子Cout を論理値Hに遷移させて充電電流を流す為には、ノードdがpチャネルMOSFETQ3 のスレッショルドレベルpVthよりも下がりノードeに論理値Hを出力しなければならない。   In such a circuit, the phase of the output with respect to the input is not changed. In order to cause the charging signal output terminal Cout to transition to the logic value H and flow the charging current, the node d must fall below the threshold level pVth of the p-channel MOSFET Q3 and the logic value H must be output to the node e.

バッテリー電圧、すなわち、充放電電位VDD−バッテリー接地電位Vss間の電圧がnチャネルMOSFETQ52のスレッショルドレベルnVthよりも低いと、ノードdは、充放電電位VDDレベルもしくはハイインピーダンスとなるので、pチャネルMOSFETQ3 を活性化させることができない。   When the battery voltage, that is, the voltage between the charge / discharge potential VDD and the battery ground potential Vss is lower than the threshold level nVth of the n-channel MOSFET Q52, the node d becomes the charge / discharge potential VDD level or high impedance. It cannot be activated.

すなわち、図7は、バッテリー電圧がnチャネルMOSFETQ3のVtL以下では充電器14を接続しても充電電流が流せない回路となる。   That is, FIG. 7 shows a circuit in which the charging current cannot flow even when the charger 14 is connected when the battery voltage is equal to or lower than VtL of the n-channel MOSFET Q3.

このような回路構成によれば、充電電流を流すことができる充放電電位VDDとバッテリー接地電位Vssとの差電圧は、nチャネルMOSFETQ52のスレッショルドレベルnVthによって自由に設定できるようになる。またnチャネルMOSFETQ52における下降時の入力電圧スレッショルドレベルVtLを変更することによって、充電電流を流すことができない電池電圧を自由に設定することができる。   According to such a circuit configuration, the difference voltage between the charge / discharge potential VDD through which the charging current can flow and the battery ground potential Vss can be freely set by the threshold level nVth of the n-channel MOSFET Q52. Further, by changing the input voltage threshold level VtL at the time of falling in the n-channel MOSFET Q52, it is possible to freely set a battery voltage at which a charging current cannot flow.

図8は、図7のnチャネルMOSFETQ52の下にもう1つnチャネルMOSFETQ53をカスコード接続した回路構成を有する充電器接続検出回路23を説明するための回路図である。   FIG. 8 is a circuit diagram for explaining a charger connection detection circuit 23 having a circuit configuration in which another n-channel MOSFET Q53 is cascode-connected below the n-channel MOSFET Q52 of FIG.

充放電保護IC20は、図8に示すように、インバーター回路のnチャネルMOSFETQ52のソースとバッテリー接地電位Vssとの間に、少なくとも1つ以上カスコード接続されたnチャネルMOSFETQ53を有し、インバーター回路は、インバーター回路のnチャネルMOSFETQ52のスレッショルドレベルnVthとカスコード接続されたnチャネルMOSFETQ53のスレッショルドレベルnVthとの和が充放電電位VDDとバッテリー接地電位Vssとの差より小さいときに充電器接続検出回路23のエンハンスメント型のpチャネルトランジスタQ3を活性化する回路構成となっていてもよい。   As shown in FIG. 8, the charge / discharge protection IC 20 includes at least one n-channel MOSFET Q53 connected in cascode between the source of the n-channel MOSFET Q52 of the inverter circuit and the battery ground potential Vss. Enhancement of the charger connection detection circuit 23 when the sum of the threshold level nVth of the n-channel MOSFET Q52 of the inverter circuit and the threshold level nVth of the cascode-connected n-channel MOSFET Q53 is smaller than the difference between the charge / discharge potential VDD and the battery ground potential Vss. A circuit configuration for activating the p-channel transistor Q3 of the type may be used.

このようなカスコード構造によって、ノードfを論理値Lにして、充電電流を流すことができる充放電電位VDD−バッテリー接地電位Vssの電圧は、nチャネルMOSFETQ52とQ53のスレッショルドレベルnVthの和になる。   With such a cascode structure, the voltage of the charge / discharge potential VDD-battery ground potential Vss at which the charging current can flow with the node f set to the logical value L is the sum of the threshold levels nVth of the n-channel MOSFETs Q52 and Q53.

このようにnチャネルMOSFETを何段にもカスコード接続したり、又、nチャネルMOSFETのVthを変更することによって、充電電流を流すことができないバッテリー電圧を自由に設定することができる。   In this way, the battery voltage at which no charging current can flow can be freely set by cascode-connecting n-channel MOSFETs in multiple stages or by changing the Vth of the n-channel MOSFET.

このような回路構成によれば、充電電流を流すことができる充放電電位VDDとバッテリー接地電位Vssとの差電圧は、所定段数だけカスコード接続されたnチャネルMOSFETQ53のスレッショルドレベルnVthの和によって自由に設定できるようになる。また所定段数だけカスコード接続されたnチャネルMOSFETQ53における下降時の入力電圧スレッショルドレベルVtLを変更することによって、充電電流を流すことができない電池電圧を自由に設定することができる。   According to such a circuit configuration, the difference voltage between the charge / discharge potential VDD through which the charging current can flow and the battery ground potential Vss can be freely determined by the sum of the threshold levels nVth of the n-channel MOSFET Q53 connected in cascode by a predetermined number of stages. It becomes possible to set. Further, by changing the input voltage threshold level VtL at the time of falling in the n-channel MOSFET Q53 that is cascode-connected by a predetermined number of stages, it is possible to freely set a battery voltage at which a charging current cannot flow.

次に、図面に基づき、本発明のバッテリーパックの実施形態を説明する。   Next, an embodiment of the battery pack of the present invention will be described based on the drawings.

前述の充放電保護IC20がIC化されて内蔵されたバッテリーパック10は、充放電保護IC20を用いてリチウムイオンバッテリー12の充放電が実行できる。このようなバッテリーパック10は、リチウムイオンバッテリー12を使用する携帯端末、携帯電話、無線機等の各種携帯機器に装着されて使用されるケースが通常である。   The battery pack 10 in which the above-described charge / discharge protection IC 20 is incorporated into an IC can perform charge / discharge of the lithium ion battery 12 using the charge / discharge protection IC 20. Such a battery pack 10 is usually used by being mounted on various portable devices such as a mobile terminal, a mobile phone, and a wireless device using the lithium ion battery 12.

図1は、本発明のバッテリーパック10の構成を説明するための機能ブロック図である。   FIG. 1 is a functional block diagram for explaining the configuration of the battery pack 10 of the present invention.

バッテリーパック10は、図1に示すように、充放電保護IC20に加えて、リチウムイオンバッテリー12であるバッテリーセル12、放電用トランジスタQ1 、充電用トランジスタQ2 、遅延コンデンサC1 を中心にして構成されていることが望ましい。   As shown in FIG. 1, in addition to the charge / discharge protection IC 20, the battery pack 10 is composed mainly of a battery cell 12, which is a lithium ion battery 12, a discharge transistor Q1, a charge transistor Q2, and a delay capacitor C1. It is desirable that

充放電保護回路20の端子は6端子あり、充放電電位VDDが接続される端子、バッテリー接地電位Vssが接続される端子、遅延コンデンサCT が接続される端子、放電信号出力が接続される端子Dout ,充電信号出力が接続される端子Cout 、充電器接地電位V−が接続される端子である。   The charge / discharge protection circuit 20 has six terminals, a terminal to which the charge / discharge potential VDD is connected, a terminal to which the battery ground potential Vss is connected, a terminal to which the delay capacitor CT is connected, and a terminal Dout to which the discharge signal output is connected. , A terminal Cout to which a charging signal output is connected, and a terminal to which a charger ground potential V- is connected.

ここで、バッテリーセル12は例えばリチウムイオン電池の場合、過充電検出電圧は、例えば4.25Vや4.35Vである。   Here, when the battery cell 12 is, for example, a lithium ion battery, the overcharge detection voltage is, for example, 4.25V or 4.35V.

遅延コンデンサC1はバッテリー接地電位Vssに接続され、バッテリーセル12において過充電状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するための充放電信号12aを生成して前述の過充電検出回路22に端子CTを介して送信する回路構成となっている。   The delay capacitor C1 is connected to the battery ground potential Vss, generates a charge / discharge signal 12a for setting a delay time for detecting the overcharge state in the battery cell 12, and supplies the terminal CT to the overcharge detection circuit 22 described above. The circuit configuration is such that data is transmitted via

放電用トランジスタQ1 は、携帯電話14とバッテリーセル12間に直列に接続され、放電制御時にバッテリーセル12から携帯電話14に供給される放電電流の通電状態をディレイ信号26aの論理値に応じて制御する回路構成となっている。   The discharge transistor Q1 is connected in series between the mobile phone 14 and the battery cell 12, and controls the energization state of the discharge current supplied from the battery cell 12 to the mobile phone 14 during discharge control according to the logical value of the delay signal 26a. Circuit configuration.

また放電用トランジスタQ1 は、ディレイ信号26aの論理値と短絡検出信号24aの論理値との論理積である放電信号26bの論理値に応じてバッテリーセル12から携帯電話14に供給される放電電流の通電状態を制御する回路構成となっている。   Further, the discharging transistor Q1 has a discharge current supplied from the battery cell 12 to the mobile phone 14 in accordance with the logical value of the discharge signal 26b, which is the logical product of the logical value of the delay signal 26a and the logical value of the short circuit detection signal 24a. The circuit configuration controls the energized state.

このような回路構成によれば、ディレイ信号26aの論理値と短絡検出信号24aの論理値との論理積である放電信号26bとの論理演算を実行し演算結果の論理値に応じてバッテリーセル12から携帯電話14に供給される放電電流の通電状態を過放電状態や短絡状態をモニタリングしながら放電用トランジスタQ1 を用いて制御できるようになるといった効果を奏する。   According to such a circuit configuration, the logical operation of the discharge signal 26b that is the logical product of the logical value of the delay signal 26a and the logical value of the short circuit detection signal 24a is executed, and the battery cell 12 is operated according to the logical value of the operation result. Thus, it is possible to control the energization state of the discharge current supplied to the mobile phone 14 by using the discharge transistor Q1 while monitoring the overdischarge state and the short circuit state.

充電用トランジスタQ2は、充電器14とバッテリーセル12間に直列に接続され、充電制御時に充電器14からバッテリーセル12に供給される充電電流の通電状態を充電制御信号23aの論理値に応じて制御する回路構成となっている。   The charging transistor Q2 is connected in series between the charger 14 and the battery cell 12, and the energization state of the charging current supplied from the charger 14 to the battery cell 12 at the time of charging control is determined according to the logical value of the charging control signal 23a. The circuit configuration is controlled.

この場合、レベルシフト回路23は、充電器接地電位V−に応じて活性化された際に充電用トランジスタQ2 を活性化する論理値を有する充電制御信号23aを生成する回路構成となっている。   In this case, the level shift circuit 23 has a circuit configuration for generating a charge control signal 23a having a logical value for activating the charging transistor Q2 when activated in accordance with the charger ground potential V-.

このような回路構成によれば、前述の充放電保護IC20にこのようなレベルシフト回路23を設けることにより、リチウムイオンバッテリー12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって、前述の過電流検出時の発振防止機能を実現と同時に、確実な充電制御を充電用トランジスタQ2 を用いて実行する機能を実現するための充電制御信号23aを生成できるようになるといった効果を奏する。更に、このようなレベルシフト回路23は、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような充放電制御機能や発振防止機能を有するバッテリーパック10を実現することに寄与する。   According to such a circuit configuration, by providing such a level shift circuit 23 in the above-described charge / discharge protection IC 20, charging is performed even when the battery voltage of the lithium ion battery 12 falls below the operable voltage. The connection of the charger 14 realizes the above-described oscillation prevention function at the time of overcurrent detection, and at the same time, can generate the charge control signal 23a for realizing the function of executing the reliable charge control using the charging transistor Q2. The effect that becomes. Further, such a level shift circuit 23 has a simple circuit configuration as compared with the comparator A22 with a latch function, and has a compact circuit scale, a small chip area, and low power consumption that reduces the consumption of the lithium ion battery 12. This contributes to the realization of the battery pack 10 having a proper charge / discharge control function and oscillation prevention function.

以上説明したように、バッテリーパック10に依れば、過電流検出時の発振防止の為に、ヒステリシスインバータQ26,Q36を使用することによって、回路素子数を少なくし、小型のバッテリーパック10を構成することができる。更に、前述の充放電保護IC20を設けることにより、リチウムイオンバッテリー12の電池電圧が動作可能電圧を下回ってしまった場合であっても充電器14の接続によって、過電流検出時の発振防止機能を実現でき、確実な放電制御を放電用トランジスタQ1 を用いて実行する機能を実現でき、バッテリー電圧が0Vになっても、確実に充電電流を流す充電制御を充電用トランジスタQ2 を用いて実行する機能を実現できるようになるといった効果を奏する。また、過充電検出信号のレベルシフト回路23を兼用することによって、回路を追加することなく、小型のバッテリーパック10を構成することができる。また、バッテリー電圧がある設定電圧以下になった時は、確実に充電電流を流すことができなくなる回路を、過充電検出信号のレベルシフト回路23を流用することによって回路を追加することなく、小型のバッテリーパック10を構成することができる。また過放電を検出したのちに、消費電流を0にしても、充電器14が接続されたことを検出して、動作状態にする回路を、短絡検出回路24のヒステリシスインバータQ26,Q31を流用することによって、回路を追加することなく、小型のバッテリーパック10を構成することができる。更に、このような充放電保護IC20を設けることにより、ラッチ機能付コンパレータA22に比べて簡便な回路構成で、かつコンパクトな回路規模、小さいチップ面積、リチウムイオンバッテリー12の消耗を軽減した少ない消費電力でこのような充放電制御機能や発振防止機能を有するバッテ
リーパック10を実現できるようになる。
As described above, according to the battery pack 10, the hysteresis inverters Q 26 and Q 36 are used to prevent oscillation at the time of overcurrent detection, thereby reducing the number of circuit elements and constructing a small battery pack 10. can do. Furthermore, by providing the above-described charge / discharge protection IC 20, even when the battery voltage of the lithium ion battery 12 is lower than the operable voltage, the charger 14 can be connected to provide an oscillation prevention function when an overcurrent is detected. A function that can be realized and a function of executing a reliable discharge control using the discharging transistor Q1 and a function of executing a charging control for reliably supplying a charging current even when the battery voltage becomes 0V using the charging transistor Q2. There is an effect that can be realized. In addition, by using the level shift circuit 23 for the overcharge detection signal, a small battery pack 10 can be configured without adding a circuit. Further, when the battery voltage falls below a certain set voltage, a circuit that cannot reliably charge current can be reduced without adding a circuit by diverting the level shift circuit 23 of the overcharge detection signal. The battery pack 10 can be configured. In addition, after detecting overdischarge, even if the current consumption is set to 0, the hysteresis inverters Q26 and Q31 of the short-circuit detection circuit 24 are diverted to detect the connection of the charger 14 and bring it into an operating state. Thus, a small battery pack 10 can be configured without adding a circuit. Furthermore, by providing such a charge / discharge protection IC 20, a simple circuit configuration as compared with the comparator A22 with a latch function, a compact circuit scale, a small chip area, and low power consumption that reduces consumption of the lithium ion battery 12. Thus, the battery pack 10 having such a charge / discharge control function and an oscillation prevention function can be realized.

本発明の2次電池の充放電保護回路20、及びこれをを用いたバッテリーパック10の構成を説明するための機能ブロック図である。It is a functional block diagram for demonstrating the structure of the charging / discharging protection circuit 20 of the secondary battery of this invention, and the battery pack 10 using the same. ヒステリシスインバータ回路の回路構成を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the circuit structure of a hysteresis inverter circuit. ヒステリシスインバータ回路における初段インバーター回路の入力電圧の上昇時の入力電圧スレッショルドレベルを設定する動作を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the operation | movement which sets the input voltage threshold level at the time of the raise of the input voltage of the first stage inverter circuit in a hysteresis inverter circuit. 短絡検出時における、スレッショルドレベルと充電器接地電位との関係を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the relationship between a threshold level and charger ground potential at the time of short circuit detection. 図1の短絡検出回路、過電流検出回路及びディレイ回路の回路構成を説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining circuit configurations of a short circuit detection circuit, an overcurrent detection circuit, and a delay circuit in FIG. 1. 電池電圧が0Vになっても、充電器を接続することによって、確実に充電信号出力端子に論理値Hを出力できる充電器接続検出回路を説明するための回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram for explaining a charger connection detection circuit that can reliably output a logical value H to a charge signal output terminal by connecting a charger even when the battery voltage becomes 0V. 図6の回路からインバーター回路,インバーター回路を取り除いた回路構成を有する充電器接続検出回路を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the charger connection detection circuit which has a circuit structure which remove | eliminated the inverter circuit and the inverter circuit from the circuit of FIG. 図7のnチャネルMOSFETの下にもう1つnチャネルMOSFETをカスコード接続した回路構成を有する充電器接続検出回路を説明するための回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram for explaining a charger connection detection circuit having a circuit configuration in which another n-channel MOSFET is cascode-connected below the n-channel MOSFET of FIG. 7. 従来の充放電制御回路を説明するための回路ブロック図である。It is a circuit block diagram for demonstrating the conventional charge / discharge control circuit. 図9の充放電制御回路に用いた充電式電源装置を説明するための回路図である。It is a circuit diagram for demonstrating the rechargeable power supply device used for the charging / discharging control circuit of FIG. 図10のラッチ機能付コンパレータ回路の内部回路構成を説明するための回路図である。FIG. 11 is a circuit diagram for explaining an internal circuit configuration of the comparator circuit with a latch function of FIG. 10.

符号の説明Explanation of symbols

10…バッテリーパック
12…2次電池(バッテリーセル、リチウムイオンバッテリー)
12a…充放電信号
14…充電器(負荷)
20…充放電保護回路
22…過充電検出回路
22a…過充電検出信号
23…レベルシフト回路(充電器接続検出回路)
23a…充電制御信号
24…短絡検出回路
24a…短絡検出信号
25…過電流検出回路
25a…過電流検出信号
26…ディレイ回路
26a…ディレイ信号
26b…放電信号
27…過放電検出回路
27a…過放電検出信号
30…ヒステリシスインバータ回路
C1…遅延コンデンサC1
Cout…充電信号出力端子
Dout…放電信号出力端子
nVth…下降ヒステリシス回路のnチャネルMOSFETのスレッショルドレベル
pVth…上昇ヒステリシス回路のpチャネルMOSFETのスレッショルドレベル
Q1…放電用トランジスタ
Q2…充電用トランジスタ
Q3…エンハンスメント型のpチャネルトランジスタ(判定回路)
Q4…デプレション型のnチャネルトランジスタ(判定回路)
Q26…ヒステリシスインバータ回路
Q31…ヒステリシスインバータ回路
Q41…上昇ヒステリシス抵抗素子
Q42…第1pチャネルMOSFET
Q43…第1nチャネルMOSFET
Q44…下降ヒステリシス抵抗素子
Q45…上昇ヒステリシス回路のpチャネルMOSFET
Q46…下降ヒステリシス回路のnチャネルMOSFET
Q47…第2pチャネルMOSFET
Q48…第2nチャネルMOSFET
V−…充電器接地電位
VDD…充放電電位
Vss…バッテリー接地電位
Vth…スレッショルドレベル
VtH…上昇時の入力電圧スレッショルドレベル
VtL…下降時の入力電圧スレッショルドレベル
10 ... Battery pack 12 ... Secondary battery (battery cell, lithium ion battery)
12a ... charge / discharge signal 14 ... charger (load)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Charge / discharge protection circuit 22 ... Overcharge detection circuit 22a ... Overcharge detection signal 23 ... Level shift circuit (charger connection detection circuit)
23a ... charge control signal 24 ... short circuit detection circuit 24a ... short circuit detection signal 25 ... overcurrent detection circuit 25a ... overcurrent detection signal 26 ... delay circuit 26a ... delay signal 26b ... discharge signal 27 ... overdischarge detection circuit 27a ... overdischarge detection Signal 30 ... Hysteresis inverter circuit C1 ... Delay capacitor C1
Cout: Charge signal output terminal Dout: Discharge signal output terminal nVth: Threshold level of n-channel MOSFET of falling hysteresis circuit pVth: Threshold level of p-channel MOSFET of rising hysteresis circuit Q1: Discharge transistor Q2: Charging transistor Q3: Enhancement type P-channel transistor (determination circuit)
Q4: Depletion type n-channel transistor (judgment circuit)
Q26 ... Hysteresis inverter circuit Q31 ... Hysteresis inverter circuit Q41 ... Rising hysteresis resistance element Q42 ... First p-channel MOSFET
Q43 ... 1st n-channel MOSFET
Q44 ... Falling hysteresis resistance element Q45 ... P-channel MOSFET of rising hysteresis circuit
Q46 ... n-channel MOSFET of falling hysteresis circuit
Q47 ... Second p-channel MOSFET
Q48 ... 2nd n-channel MOSFET
V -... Charger ground potential VDD ... Charge / discharge potential Vss ... Battery ground potential Vth ... Threshold level VtH ... Rising input voltage threshold level VtL ... Falling input voltage threshold level

Claims (1)

充電制御時の2次電池の過充電状態、負荷電流を供給する放電制御時の2次電池の過放電状態、または充放電制御時の2次電池の過電流状態を検出して2次電池を過充電状態、過放電状態または過電流状態から保護する充放電保護回路において、
2次電池を充電する充電器の充電電位に接続され、2次電池の放電状態を監視すると共に、過放電状態を検知した際に過放電検出信号を生成する過放電検出回路と、
充電器接地電位に接続され、当該充電器接地電位の電位を監視すると共に、過電流状態を検知した際に過電流検出信号を生成する過電流検出回路と、
前記過放電検出信号に応じて2次電池において過放電状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するためのディレイ信号を生成し、または前記過電流検出信号に応じて2次電池において過電流状態を検出するタイミングにかかるディレイ時間を設定するためのディレイ信号を生成するディレイ回路と、
充電器接地電位に接続されたヒステリシスインバータ回路を備えると共に、当該ヒステリシスインバータ回路が該充電器接地電位の電位を監視して、短絡状態を検知した際に短絡検出信号を生成して、2次電池に瞬間的に電流が流れないようにするように構成されている短絡検出回路と、を有する
ことを特徴とする充放電保護回路。
The secondary battery is detected by detecting the overcharge state of the secondary battery during charge control, the overdischarge state of the secondary battery during discharge control for supplying load current, or the overcurrent state of the secondary battery during charge / discharge control. In the charge / discharge protection circuit that protects against overcharge, overdischarge, or overcurrent conditions,
An overdischarge detection circuit that is connected to a charging potential of a charger that charges the secondary battery, monitors the discharge state of the secondary battery, and generates an overdischarge detection signal when the overdischarge state is detected;
An overcurrent detection circuit connected to the charger ground potential, monitoring the potential of the charger ground potential, and generating an overcurrent detection signal when an overcurrent state is detected;
In response to the overdischarge detection signal, a delay signal is generated for setting a delay time for detecting the overdischarge state in the secondary battery, or in the secondary battery in response to the overcurrent detection signal. A delay circuit for generating a delay signal for setting a delay time required for detecting the timing,
A hysteresis inverter circuit connected to the charger ground potential, the hysteresis inverter circuit monitors the potential of the charger ground potential, and generates a short-circuit detection signal when a short-circuit state is detected, thereby generating a secondary battery; And a short circuit detection circuit configured to prevent current from flowing instantaneously to the charge / discharge protection circuit.
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