JP3935922B2 - 二次電池の充放電制御回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種携帯機器等に使用されるリチウムイオン二次電池等の二次電池パック内の過充電及び過放電を防止する充放電制御回路に関するものであり、特に、電池寿命や電池の安全性の確保等の観点から最適な充放電制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種携帯機器の普及に伴い多用されるリチウムイオン二次電池等の二次電池は、その構造上、化学的性質上、過充電状態においては電池内部にガスが発生し、漏液等を生ずる場合があり、また、過放電状態においては電極が溶液中に溶出する等の問題が発生する場合があり、電池の破壊、電池特性の劣化等を引き起こす虞がある。そこで、従来より、過充電、過放電に対して種々の対策が施されている。
【０００３】
図７に、従来より使用されているリチウムイオン二次電池等の二次電池パック２００、２０８の内部回路図を示す。本例では、ノートパソコン用電源として示されており、逆流防止用のダイオードＤ１、及びＤ２を介して２組の電池パック２００、２０８がノートパソコン内部回路２０５（以下、ノートＰＣ内部回路）に接続されている。
【０００４】
電池パック２００内は、複数組の二次電池セル（図７では３組の二次電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌ）が直列に接続されて電池２０２を構成しており、電池２０２の負電圧側が電池パック２００のマイナス端子Ｂａｔｔ−に接続され、正電圧側には放電制御用Ｐ型フィールドエフェクトトランジスタ（以下、ＦＥＴ）２０３のソース端子が接続されている。更に、同ＦＥＴ２０３のドレイン端子は充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のドレイン端子に接続され、同ＦＥＴ２０４のソース端子が電池パック２００のプラス端子Ｂａｔｔ＋に接続されて、電池パック２００のマイナス端子Ｂａｔｔ−とプラス端子Ｂａｔｔ＋の間に電池電圧が出力され、負荷であるノートＰＣ内部回路２０５に供給されている。また、充電器（不図示）が接続されたことを検出するために充電器検出端子ＯＣＶが電池パック２００のプラス端子Ｂａｔｔ＋に接続されており、更に、両端子間には電池パック２００と充電器（不図示）とを誤って逆接続した時の過大電流を防止するため、電流制限抵抗Ｒ２０１が挿入されている。
【０００５】
充放電制御回路２０１には、電圧検出回路２２０が各電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌ毎に接続されており、各電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌの電圧値をモニタしている。各電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌはセル毎に独立した構造を有しており、それぞれ独立に過充電、過放電に対して保護する必要があるためである。そして、少なくとも一つの電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌが過充電状態となれば、該当する電圧検出回路２２０の出力が反転し、各電圧検出回路２２０の論理和を出力する過充電制御回路２３１により充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴをハイレベルとして、同ＦＥＴ２０４を非導通として充電経路を切断する。
【０００６】
また、逆に、少なくとも一つの電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌが過放電状態となれば、該当する電圧検出回路２２０の出力が反転し、各電圧検出回路２２０の論理和を出力する過放電制御回路２３２により放電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０３のゲート端子ＤＯＵＴをハイレベルとして、同ＦＥＴ２０３を非導通として放電経路を切断する。同時にラッチ回路２４０にて過放電状態をラッチして、充放電制御回路２０１をスタンバイ状態に移行させる。そして、この時、過充電状態を検出していなければ、バイアス回路２５０を非活性とし充放電制御回路２０１内の内部バイアスを止めて完全な休止状態に移行する。この時、充放電制御回路２０１内での電流消費はなくなるので、以降、内部バイアスを供給していた二次電池２０２の消耗はなくなり、長期間にわたって電池電圧は保持される。従って、過放電状態で休止した後、必要以上に電池電圧を低下させ電池特性を劣化させるような状態になることはない。
【０００７】
再充電の際には、電池パックのマイナス端子Ｂａｔｔ−に充電器（不図示）のマイナス端子を、電池パックのプラス端子Ｂａｔｔ＋に充電器（不図示）のプラス端子をそれぞれ接続することにより、充電器検出端子ＯＣＶがハイレベルとなるので、過放電状態をラッチしていたラッチ回路２４０がリセットされて充放電制御回路２０１はスタンバイ状態を脱し、バイアス回路２５０が動作を開始して内部バイアスが印加される。過充電制御回路２３１により充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴがローレベルとなり、同ＦＥＴ２０４を導通して充電が開始される。この状態は、過充電状態が検出されるまで続き、各電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌを充電する。
【０００８】
次に、電池パック２００が過放電状態にあり、他電池パック２０８が充電状態にある場合を考える。この時、電池パック２００のプラス端子Ｂａｔｔ＋の電圧は低レベルであるが、ダイオードＤ１のカソード、即ち、ダイオードＤ２のカソードは高い電圧レベルであり、ダイオードＤ２は逆バイアスされ逆方向リーク電流が電池パック２００に流れ込むことになる。このリーク電流により、充電器検出端子ＯＣＶの電圧レベルが上昇すると、充放電制御回路２０１は、充電器（不図示）が接続されたものと誤認識して内部バイアスをオンして、誤って充電動作に移行してしまう可能性がある。この誤動作を防止するため、本例においては、充電器検出端子ＯＣＶにリーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）を接続し、スタンバイ状態において導通させることによりリーク電流を基準電位に逃がす構成を設けている。リーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）の導通時、３００μＡ程度のリーク電流に対して充電器検出端子ＯＣＶの残留電圧を０．３Ｖ程度に調整することにより、ラッチ解除による充電動作の誤起動を防止している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記した充放電制御回路２０１では、過放電状態への移行後は、全ての電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過充電状態ではないという条件のもとで内部バイアスが休止状態となり、電池２０２の消耗はなくなり、長期間にわたって電池電圧は保持される。
【００１０】
しかしながら、電池２０２自体、また、充放電制御回路２０１等には、僅かではあるが電流のリークが存在し、長期間に渡る放置では電池電圧は徐々に減少し、最終的には完全に放電され残留電圧はゼロになる。この状態に至ると、充放電制御回路２０１の電源がなくなってしまい、動作不能により再充電が不可能となってしまうという問題がある。
【００１１】この不具合を回避する方法として考えられる電池パック３００の回路図を図８に示す。図８の充放電制御回路３０１中の充電制御用出力回路Ｚが対策回路の例である。かかる充電制御用出力回路Ｚでは、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴを抵抗Ｒ３０２を介して基準電位に接続し、電池電圧に関係なく充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ電位をローレベルに保つ。従って、充電器（不図示）等が接続されると電池電圧に関わりなく充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は導通状態となり、電池が完全に放電してしまった後でも再充電をすることができる。
【００１２】
また、過充電時に充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４を非導通状態にするため、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴにコレクタ端子を、充電器検出端子ＯＣＶにエミッタ端子をそれぞれ接続し、充電器検出端子ＯＣＶを抵抗Ｒ３０１を介してベース端子に接続したＰＮＰ型バイポーラトランジスタＱ３０２を有し、更に、ベース端子にベースバイアス印加用のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ３０１を接続する構成となっている。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ３０１のベース端子は過充電制御回路２３１により制御され、過充電時にＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ３０１を導通してバイアス電流を印加し、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタＱ３０２を導通して充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴを充電器検出端子ＯＣＶに接続する。充電器（不図示）等が接続されている場合には充電器検出端子ＯＣＶがハイレベルであるので、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間の電位差がなくなり充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通になって、過充電時に誤充電を防止することができる。
【００１３】
しかながら、本例においては、他電池パック２０８からのダイオードＤ２を介しての逆方向リーク電流の回り込みに対して、充電制御用出力回路Ｚの正常動作ができず問題となる。即ち、少なくとも一つの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過放電状態となり、過放電状態以外の電池セルの中に過充電状態の電池セルが混在している場合、過放電状態をラッチさせておくためにラッチ回路２４０がリセットしないようにリーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）が導通すると共に、充電を停止させるため充電制御用出力回路Ｚが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴをハイレベルにするべく動作する。しかし、この時の充電器検出端子ＯＣＶの電位は、リーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）の導通により、０．３Ｖ程度に低下しており電流制限抵抗Ｒ２０１を介した電池パック３００のプラス端子Ｂａｔｔ＋、すなわち充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のソース端子電位より低下している。故に、低下した充電器検出端子ＯＣＶの電圧を充電制御用出力回路Ｚを介して充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴに接続しても条件によっては、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間の電位差は同ＦＥＴの閾値電圧よりも大きなままであり、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通状態にはなりえず充電制御用出力回路Ｚは正常動作しない。
【００１４】
以上説明したように、図７に示す充放電制御回路２０１では、過放電後の電池２０２の消耗を極限まで低減して、不必要な電池電圧の低下を止め電池特性の劣化を防止し、また、他電池パック２０８からの誤充電を防止することができるものであるが、電池電圧の完全放電後の再充電ができず問題である。
【００１５】
また、図８に示す充放電制御回路３０１では、電池電圧の完全放電後の再充電が可能となるが、他電池パック２０８からの誤充電の防止機能との整合がとれず、他電池パック２０８からのダイオードＤ２を介しての逆方向リーク電流の回り込み時に誤充電を禁止することができず問題である。
【００１６】
本発明は、上記の問題点を解決するために為されたものであり、複数の電池パックを並列接続して使用した場合においても他の電池パックによる誤充電を防止すること、及び、電池電圧の完全放電後においても再充電を可能とすることの２つの課題を整合させつつ、これらの課題を同時に解決することが可能な二次電池の充放電制御回路を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る二次電池の充放電制御回路は、外部に接続された二次電池への充電経路に備えられ、開閉制御端子への二次電池の基準電位の印加により導通する充電制御スイッチを、二次電池の過充電状態の検出に応じて非導通として、該二次電池の充電を中断させる充放電制御回路において、充電制御スイッチを挟んで二次電池とは反対側の充電経路に接続される充電器検出端子と、充電制御スイッチの開閉制御端子と基準電位との間に備えられ、充電器検出端子が導通制御端子に接続される第１スイッチング素子とを備え、第１スイッチング素子は、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されたときに導通し、所定値以下のときに非導通となることを特徴とする。
【００１８】
かかる請求項１の二次電池の充放電制御回路では、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加された場合にのみ充放電制御回路は充電状態に設定されたものと判断し、外部に接続された充電制御スイッチを導通する。これにより、充電器による外部に接続された二次電池の充電が可能となる。この時の動作には、二次電池の電池電圧は介在しておらず、従って、二次電池の電池電圧が完全に放電した場合でも、再充電が可能となる。また、充電器検出端子に印加される電圧が所定値以下の場合には充電制御スイッチを非導通にして充電を禁止しているので、二次電池からなる複数の電池パックを並列接続した際に他電池パックから電流が回り込むことに起因して、充電器検出端子の電圧が上昇しても、所定電圧値以下であれば、誤って充電が開始されてしまうことはない。
【００１９】
また、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加された場合にのみ第１スイッチング素子を導通して充電制御スイッチを導通し、充電器検出端子に印加される電圧が所定値以下の場合には第１スイッチング素子を非導通にして充電制御スイッチを非導通にする。このように、充電器検出端子に印加される所定電圧値を境にして第１スイッチング素子の導通状態を切り替える閾値を設けることができるので、所定の閾値電圧で確実に充電制御スイッチの導通状態を切り替え、充電可能状態と充電禁止状態の各状態を制御することができる。
【００２０】
更に、請求項２に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項１の二次電池の充放電制御回路において、第１スイッチング素子はバイポーラトランジスタから構成され、そのコレクタ端子が充電制御スイッチの開閉制御端子に、ベース端子が充電器検出端子に、エミッタ端子が二次電池の基準電位にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００２１】
かかる請求項２の充放電制御回路では、バイポーラトランジスタを第１スイッチング素子としており、このバイポーラトランジスタが導通することにより充電制御スイッチを導通する。本構成におけるバイポーラトランジスタは、エミッタ端子を基準電位としたオープンコレクタ構成をしているので、バイポーラトランジスタが導通するには、エミッタ端子に対してベース端子にベース・エミッタ間の順方向電圧である略０．７Ｖが印加されればよい。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、充電制御スイッチを導通制御するオープンコレクタ接続されたバイポーラトランジスタの動作電圧である略０．７Ｖに自動的に設定することができる。
【００２２】
また、請求項３に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項１の二次電池の充放電制御回路において、第１スイッチング素子はフィールドエフェクトトランジスタから構成され、そのドレイン端子が充電制御スイッチの開閉制御端子に、ゲート端子が充電器検出端子に、ソース端子が二次電池の基準電位にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００２３】
かかる請求項３の二次電池の充放電制御回路では、充電制御スイッチの開閉制御端子をオープンドレイン回路で構成するので、駆動にはオープンドレイン回路のゲート端子を閾値電圧以上にバイアスするだけでよい。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、フィールドエフェクトトランジスタの閾値電圧に自動的に設定することができる。
【００２４】
更に、請求項４に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項１の二次電池の充放電制御回路において、第１スイッチング素子が導通する充電器検出端子の電圧を所定値以上に調整する調整手段を備えたことを特徴とする。
【００２５】
かかる請求項４の二次電池の充放電制御回路では、充電器検出端子から調整手段を介して、電圧レベルをシフトした電圧値を第１スイッチング素子に印加する。従って、調整手段の電圧レベルのシフト量を適当に調整することにより、充放電制御回路が充電状態に設定されたものと判断する充電器検出端子の所定電圧値を自由に設定でき好都合である。
【００２６】
また、請求項５に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項１の二次電池の充放電制御回路において、前記二次電池の過充電状態を検出する過充電検出手段と、過充電検出手段から出力される過充電検出信号に基づいて第１スイッチング素子を非導通にする第２スイッチング素子とを備えることを特徴とする。
【００２７】
かかる請求項５の二次電池の充放電制御回路では、過充電検出信号に基づいて、第１スイッチング素子を非導通にする第２スイッチング素子を有するので、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されて、充放電制御装置が充電状態に設定されたものと判断しても、過充電検出信号に基づき充電制御スイッチの導通を禁止することができる。従って、充電器が接続されたとしても、過充電状態の電池セルが存在する場合には、誤って充電が行われ電池特性の劣化や安全性等の問題が生ずることはなく好都合である。
【００２８】
更に、請求項６に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項５の二次電池の充放電制御回路において、第２スイッチング素子はバイポーラトランジスタから構成され、そのコレクタ端子が第１スイッチング素子に、ベース端子が過充電検出信号に、エミッタ端子が二次電池の基準電位にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００２９】
かかる請求項６の二次電池の充放電制御回路では、第２スイッチング素子を構成するバイポーラトランジスタはオープンコレクタ回路である。従って、ベース端子にバイアスされた過充電検出信号を電流増幅してコレクタ電流を出力するので、速やかに第１スイッチング素子の導通状態を確定することができ、迅速な充電動作状態の確定をすることができる。
【００３０】
また、請求項７に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項５の二次電池の充放電制御回路において、第２スイッチング素子はインバータから構成され、その電源端子が充電器検出端子に、入力端子が過充電検出信号に、出力端子が第１スイッチング素子にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００３１】
かかる請求項７の二次電池の充放電制御回路では、第２スイッチング素子はインバータで構成され、更に、電源電圧端子が充電器検出端子に接続されている。所定電圧値の検出信号が第１スイッチング素子を非導通にするインバータの電源電圧と兼用されており、インバータ動作をさせると同時に所定電圧値の出力もすることができる。また、過充電検出信号との論理的整合性もとりやすく好適である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る充放電制御回路について、本発明を具体化した第１及び第２実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明を具体化した第１実施形態の充放電制御回路１ａを示す。尚、図１の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。
【００３３】
充電制御用出力回路Ａが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本実施形態に係る出力回路である。充電器検出端子ＯＣＶに抵抗Ｒ１が接続され、抵抗Ｒ１の他端がオープンコレクタ構成のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子に接続されて、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２に駆動用のバイアス電流を供給する。そして、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のエミッタ端子が基準電位に接続されると共に、コレクタ端子が充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴを介して充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４に接続される。また、ベース端子には抵抗Ｒ１に加えて、オープンコレクタ構成のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子が接続されており、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１のエミッタ端子は基準電位に、ベース端子は過充電制御回路２３１からの過充電制御信号が接続されている。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１は、過充電制御信号を受けると駆動し、充電器検出端子ＯＣＶから供給されるＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のバイアス電流をバイパスしてＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２をオフとする。
【００３４】
本構成では充電制御用ＦＥＴ２０４はＰ型のＦＥＴであるので、ソース端子に対してゲート端子ＣＯＵＴが閾値電圧以上の負電圧にバイアスされれば導通する。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２が動作すればコレクタ端子は電流を引き込み、この電流は充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間に接続されている抵抗Ｒ２０２を介してリチウムイオン二次電池等の電池パック１００ａのプラス端子Ｂａｔｔ＋から引き抜かれるので、ゲート端子ＣＯＵＴはソース端子に対して負の電圧が印加され、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通状態となり、リチウムイオン等の二次電池２０２の充電が行われる。逆に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２がオフとなれば電流は流れなくなり、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間は抵抗Ｒ２０２を介して同電位となるので、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通となり、二次電池２０２への充電パスは切断される。
【００３５】
今、充放電制御回路１ａ内の各電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌをモニタしている電圧検出回路２２０が、過充電状態を検出していないとすると、各電圧検出回路２２０の論理和を出力する過充電制御回路２３１の出力は、過充電制御信号を出力せず、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１はオフ状態となって、バイアス電流をバイパスするパスはオフする。この状態において、電池パック１００ａのマイナス端子Ｂａｔｔ−とプラス端子Ｂａｔｔ＋との間に、マイナス端子Ｂａｔｔ−を基準電位として正の電圧が印加されたとすると、この電圧は、充電器検出端子ＯＣＶにも同時に印加され、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子がバイアスされる。この時、ベース端子の電位がＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２の動作に必要なベース端子・エミッタ端子間の順方向電圧（以下、Ｖｂｅ）である略０．７Ｖとなれば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２は動作する。この時のバイアス電流は、抵抗Ｒ１の両端に印加される電圧で決定される。抵抗Ｒ１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２側の端子電圧は、同トランジスタＱ２のＶｂｅ電圧であるので、Ｖｂｅ電圧より高い電圧が充電器検出端子ＯＣＶに印加されれば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２がオンして充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通し、充電可能となる。この電圧はＶｂｅ電圧より略０．７Ｖである。
【００３６】
ここで、充電動作に必要とされる電圧は、マイナス端子Ｂａｔｔ−とプラス端子Ｂａｔｔ＋との間に印加される充電用の電圧のみであり、電池電圧には依存しない。従って、長期間の放置により電池電圧が完全に放電してしまい残留電圧がなくなっていても、再充電することができる。
【００３７】
また、電池電圧は残存しているが少なくとも１つの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過放電状態の場合には、過放電制御回路２３２の出力が過放電制御信号を出力してラッチ回路２４０をセットする。この時、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流が回り込んでも、リーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）が導通しているので、充電器検出端子ＯＣＶの電圧は０．３Ｖ程度の低い電圧値に保たれる。充電動作が開始される充電器検出端子ＯＣＶの電圧は略０．７Ｖ以上に設定されているのでリーク電流回り込みによる誤充電動作が開始されることはない。
【００３８】
次に、充放電制御回路１ａ内の何れかの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌについて電圧検出回路２２０が、過充電状態を検出したとすると、各電圧検出回路２２０の論理和を出力する過充電制御回路２３１の出力は、過充電制御信号を出力し、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１はオン状態となってＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のバイアス電流をバイパスする。この状態においては、充電器検出端子ＯＣＶに印加される電圧によるバイアス電流は、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１により基準電位にバイパスされてしまい、電池パック１００ａに充電器（不図示）を接続したとしても、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子にはバイアス電流は供給されない。従って、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２はオフ状態を維持し、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通を保ち、二次電池２０２への充電パスは切断された状態を維持する。
【００３９】この動作は、何れかの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過充電状態であることを電圧検出回路２２０が検出すれば確実に行われるので、過放電電池セルと過充電電池セルとが混在した状態で、他電池パック２０８からのダイオードＤ２を介しての逆方向リーク電流の回り込みがある場合にも、確実に誤充電を防止することが可能となる。
【００４０】
図２は本発明を具体化した第１実施形態における第１変形例である充放電制御回路１ｂを示す。尚、図２の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。充電制御用出力回路Ｂが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本変形例に係る出力回路である。抵抗Ｒ１、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１、及びＱ２の構成は、図１に示した第１実施形態の具体例である充放電制御回路１ａと同じである。本変形例の充放電制御回路１ｂでは充放電制御回路１ａに加えて、抵抗Ｒ１と充電器検出端子ＯＣＶとの間に電圧変換回路２を挿入している点が異なっている。この電圧変換回路２を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベースにバイアス電流が供給される際、充電器検出端子ＯＣＶの電圧から所定の電圧レベルだけ降圧された電圧が抵抗Ｒ１に印加される。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２がオンするときのＶｂｅ電圧は、第１実施形態の具体例である充放電制御回路１ａの場合と同じであるので、バイアス電流の経路に電圧変換回路２が挿入されている分だけ充電器検出端子ＯＣＶが高い電圧で充電動作を開始することとなる。従って、電圧変換回路２で設定した所定の充電器検出端子ＯＣＶ電圧で充電を開始させることができる。また、充電開始時の充電器検出端子ＯＣＶ電圧を、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流が回り込んだ際の充電器検出端子ＯＣＶ電圧である略０．３Ｖに対して大きくすることができるので、より確実に誤充電防止をすることができる。
【００４１】
図３には、本実施形態において使用可能な各種の電圧変換回路２の具体例を示す。図３（ａ）は、充電動作を開始させたい電圧値に調整するため、所定の数のダイオードをアノード端子とカソード端子とをそれぞれ直列に接続したものである。直列接続されたダイオード列の両端の端子の内、アノード端子は電圧変換回路２の入力端子となり、カソード端子は電圧変換回路２の出力端子となる。図２におけるＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子にバイアス電流が流れる際、本ダイオード列にも電流が流れることにより、ダイオード１つあたり略０．７Ｖの順方向電圧の電位降下が発生する。所定数のダイオードの数だけ電圧降下が重なり、所定電圧だけ降圧されることとなる。
【００４２】
図３（ｂ）は、電圧変換素子として、ツェナーダイオードの逆バイアス特性である定電圧特性を利用したものである。ツェナーダイオードのカソード端子を電圧変換回路２の入力端子とし、アノード端子を電圧変換回路２の出力端子とする。本具体例も図３（ａ）のダイオード列の場合と同様、図２におけるＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子にバイアス電流が流れる際、本ツェナーダイオードに逆方向電流が流れて逆バイアスされ、所定電圧の降圧が得られる。
【００４３】
図３（ｃ）は、電圧変換素子として、ＦＥＴ素子をダイオード接続したものである。即ち、Ｎ型ＦＥＴ素子の場合は、ドレイン端子とゲート端子とを接続してアノード端子とし、ソース端子をカソード端子とする。Ｐ型ＦＥＴ素子の場合は、ソース端子をアノード端子とし、ゲート端子とドレイン端子とを接続してカソード端子とする。ダイオードとしての特性は通常のダイオードと同様なものであり、図３（ａ）のダイオード列と同じ接続をすれば同様の効果が期待できる。
【００４４】
図３（ｄ）は、２つの抵抗体を直列に接続し、一方の抵抗の端子を電圧変換回路２の入力端子とし、他抵抗の端子を基準電位に接続して、両抵抗体の接続点を電圧変換回路２の出力端子とする。抵抗分圧の効果により、電圧変換するものである。駆動素子が電圧駆動タイプのものである場合に、バイアス電流が流れない時に有効な具体例である。
【００４５】
図４は本発明を具体化した第１実施形態の第２変形例である充放電制御回路１ｃを示す。尚、図４の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。充電制御用出力回路Ｃが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本変形例に係る出力回路である。抵抗Ｒ１、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１の構成は、図１に示した第１実施形態の充放電制御回路１ａと同じである。本変形例の充放電制御回路１ｃでは充放電制御回路１ａのＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２に代えて、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１、及びＱ２２がダーリントン接続を構成している。即ち、抵抗Ｒ１とＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のコレクタ端子が充電器検出端子ＯＣＶに接続され、抵抗Ｒ１の他端がＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のベース端子に接続されて駆動用のバイアス電流を供給している。更に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のエミッタ端子がＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２２のベース端子に接続されると共に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２２のコレクタ端子が充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴに、エミッタ端子が基準電位に接続されていて、ダーリントン接続を構成している。
【００４６】
充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通して、二次電池２０２への充電が開始される際には、充電器検出端子ＯＣＶより、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のベース端子にバイアス電流が供給される。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１で増幅された電流は、次段に接続されているＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２２のベース端子に供給され、ここで更に電流増幅が行われる。従って、ダーリントン接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１及びＱ２２の構成では、２度に渡って電流増幅が行われることとなり、単一のＮＰＮ型バイポーラトランジスタで構成された場合に比して、大きな駆動能力が得られ、迅速に充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴを駆動することができる。
【００４７】
また、ダーリントン接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１及びＱ２２が動作する場合は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１及びＱ２２のＶｂｅが各々略０．７Ｖであり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のベース端子の電位はＶｂｅが２つ分重ねられた略１．４Ｖとなる。従って、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通して二次電池２０２への充電が開始されるのに必要な充電器検出端子ＯＣＶの駆動電圧は、略１．４Ｖ以上となり、高い電圧に設定できるので、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流の回り込みがある際の充電器検出端子ＯＣＶ電圧である略０．３Ｖに対して大きく設定でき、誤充電防止動作をより確実に行うことができる。
【００４８】
図５は本発明を具体化した第２実施形態の充放電制御回路１ｄを示す。尚、図５の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。充電制御用出力回路Ｄが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本実施形態に係る出力回路である。本実施形態では、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴをオープンドレイン回路で駆動する。即ち、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）のドレイン端子が充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴに、ソース端子が基準電位に接続されている。また、ゲート端子はインバータ論理ゲート３に駆動され、同論理ゲート３の電源電圧は、充電器検出端子ＯＣＶから供給されている。同論理ゲート３の入力端子は過充電制御回路２３１からの過充電制御信号が接続されている。
【００４９】
本実施形態では、論理ゲート３がインバータゲートであるので、過充電制御回路２３１からの過充電制御信号の論理レベルが反転されて出力されるが、この時のハイレベル出力の電圧は、インバータの電源電圧レベルとなる。この電圧レベルがＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）の閾値電圧を上回っていれば、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオンして充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴの電圧レベルを引き下げ、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通する。ここで、インバータの電源電圧は充電器検出端子ＯＣＶから供給されており同端子の電圧が電源電圧となる。
【００５０】
過充電が検出されず、過充電制御回路２３１からローレベルの信号が出力されると、インバータ論理ゲート３にて反転されＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）のゲート端子にはハイレベルの電圧が印加される。インバータの電源電圧は、充電器検出端子ＯＣＶの電圧であり、この電圧がＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）の閾値電圧である略０．７Ｖ以上であれば、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオンしてドレイン端子は電流を引き込む。この電流は充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間に接続されている抵抗Ｒ２０２を介して電池パック１００ｄのプラス端子Ｂａｔｔ＋から引き抜かれるので、ゲート端子ＣＯＵＴはソース端子に対して負の電圧が印加され、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通状態となり、二次電池２０２の充電が行われる。
【００５１】
逆に、過充電が検出されて、過充電制御回路２３１からハイレベルの過充電保護信号が出力されると、インバータ論理ゲート３にて反転されＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）のゲート端子にはローレベルの電圧が印加される。Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオフして電流は流れなくなり、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間は抵抗Ｒ２０２を介して同電位となるので、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通となり、二次電池２０２への充電パスは切断される。
【００５２】
ここで、充電動作に必要とされる電圧は、充電器検出端子ＯＣＶに印加される電圧、即ち、電池パック１００ｄのマイナス端子Ｂａｔｔ−とプラス端子Ｂａｔｔ＋との間に印加される充電用の電圧のみであり電池電圧には依存しない。従って、長期間の放置により電池電圧が完全に放電してしまい残留電圧がなくなっていても、再充電することができる。
【００５３】
また、充電動作が開始される充電器検出端子ＯＣＶの電圧は略０．７Ｖ以上に設定されているので、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流が回り込んでも、リーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）が導通しているので、この時の充電器検出端子ＯＣＶの電圧は０．３Ｖ程度の低い電圧値であり、リーク電流回り込みによる誤充電動作が開始されることもない。
【００５４】
次に、過充電状態が検出されると、過充電制御回路２３１の出力が過充電制御信号を出力するので、インバータ論理ゲート３にて反転されてＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）をオフする。この状態においては、電池パック１００ａに充電器（不図示）を接続して充電器検出端子ＯＣＶに高レベルの電圧を印加しても、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）のゲート端子はローレベルを保つ。従って、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオフ状態を維持し、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通を保ち、二次電池２０２への充電パスは切断される。
【００５５】
この動作は、何れかの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過充電状態であることを電圧検出回路２２０が検出すれば確実に行われるので、過放電電池セルと過充電電池セルとが混在した状態で、他電池パック２０８からのダイオードＤ２を介しての逆方向リーク電流の回り込みがある場合にも、確実に誤充電を防止することが可能となる。
【００５６】
以上のように、第２実施形態では、電圧駆動素子であるＦＥＴにより充電制御用出力回路Ｄを構成しているので、動作する上で電流消費を伴うことなく第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５７】
図６は本発明を具体化した第２実施形態における変形例である充放電制御回路１ｅを示す。尚、図６の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。充電制御用出力回路Ｅが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本変形例に係る出力回路である。Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）、及びインバータ論理ゲート３の構成は、図５に示した第２実施形態の具体例である充放電制御回路１ｄと同じである。本変形例の充放電制御回路１ｅでは充放電制御回路１ｄに加えて、インバータ論理ゲート３の電源電圧端子と充電器検出端子ＯＣＶとの間に電圧変換回路２を挿入している点が異なっている。本変形例における電圧変換回路２としては、例えば、図３（ｄ）のタイプが考えられ、充電器検出端子ＯＣＶに印加される電圧が分圧されて、インバータ論理ゲート３の電源電圧として供給される。過充電制御回路２３１からローレベルの信号が出力されると、論理ゲート３のインバータにて反転されＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）のゲート端子にはインバータ論理ゲート３の電源電圧が印加される。この電圧がＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）の閾値電圧である略０．７Ｖ以上であれば、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオンしてドレイン端子は電流を引き込み、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子をローレベルとして、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通状態となり、二次電池２０２の充電が行われる。Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）の閾値電圧略０．７Ｖに加えて、電圧変換回路２で分圧された分が加わって、充電器検出端子ＯＣＶの高い電圧で充電動作を開始させることができる。従って、電圧変換回路２で設定した所定の充電器検出端子ＯＣＶ電圧で充電を開始させることができる。また、充電開始時の充電器検出端子ＯＣＶ電圧を、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流が回り込んだ際の充電器検出端子ＯＣＶ電圧である略０．３Ｖに対して大きくすることができるので、より確実に誤充電防止をすることができる。
【００５８】
尚、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、第１実施形態の第２変形例においては、充電制御用出力回路Ｃがダーリントン接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタで構成されている。従って、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通するのに必要な充電器検出端子ＯＣＶの駆動電圧は、電圧変換回路２がなくても略１．４Ｖ以上と高く設定できるが、電圧変換回路２を追加すれば更に高電圧に設定することが可能である。また、第１及び第２実施形態における充電制御用出力回路を構成するバイポーラトランジスタをＦＥＴに、また、ＦＥＴをバイポーラトランジスタに変更してもよい。電圧変換回路２についても、図３において例示した構成に限定されるものではなく、各々を組み合わせて使用することもでき、また、所定の電圧を降下することができる機能を有するものであれば他の構成を適用できることはいうまでもない。本実施形態では、放電制御用ＦＥＴ、充電制御用ＦＥＴは共に、Ｐ型ＦＥＴの場合を示したが、充電制御用出力回路を構成するトランジスタの極性を反対にしてやれば、Ｎ型ＦＥＴに対しても適用可能である。さらに、ＦＥＴに代えてリレー等、その他のスイッチ素子、部品等を使用することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の充放電制御回路では、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加された場合にのみ充放電制御回路は充電状態に設定されたものと判断し、充電制御スイッチを導通する。これにより、充電器による二次電池の充電が可能となる。この時の動作には、二次電池の電池電圧は介在しておらず、従って、二次電池の電池電圧が完全に放電した場合でも、再充電が可能となる。また、充電器検出端子に印加される電圧が所定値以下の場合には充電制御スイッチを非導通にして充電を禁止しているので、二次電池からなる複数の電池パックを並列接続した際に他電池パックから電流が回り込むことに起因して、充電器検出端子の電圧が上昇しても、所定電圧値以下であれば、誤って充電が開始されてしまうことはない。
【００６０】
また、請求項２に記載の充放電制御回路では、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加された場合にのみ第１スイッチング素子を導通して充電制御スイッチを導通し、充電器検出端子に印加される電圧が所定値以下の場合には第１スイッチング素子を非導通にして充電制御スイッチを非導通にする。このように、充電器検出端子に印加される所定電圧値を境にして第１スイッチング素子の導通状態を切り替える閾値を設けることができるので、所定の閾値電圧で確実に充電制御スイッチの導通状態を切り替え、充電可能状態と充電禁止状態の各状態を制御することができる。
【００６１】
更に、請求項３に記載の充放電制御回路では、バイポーラトランジスタを第１スイッチング素子としており、このバイポーラトランジスタが導通することにより充電制御スイッチを導通する。本構成におけるバイポーラトランジスタは、エミッタ端子を基準電位としたオープンコレクタ構成をしているので、バイポーラトランジスタが導通するには、エミッタ端子に対してベース端子にベース・エミッタ間の順方向電圧である略０．７Ｖが印加されればよい。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、充電制御スイッチを導通制御するオープンコレクタ接続されたバイポーラトランジスタの動作電圧である略０．７Ｖに自動的に設定することができる。
【００６２】
また、請求項４に記載の充放電制御回路では、オープンコレクタ回路の駆動手段が、高駆動能力のダーリントン接続されたバイポーラトランジスタで構成されているので、単一のバイポーラトランジスタで構成されたオープンコレクタ回路に比して駆動能力が大きく、充電制御スイッチの開閉制御端子の負荷が重くても高速に駆動できる。加えて、駆動を開始するベース端子電圧がダーリントン接続であるため、単一のオープンコレクタ回路の２倍である略１．４Ｖと高い。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、略１．４Ｖに自動的に設定することができると共に、規定電圧値自体が高く設定できるので、他電池パックから電流が回り込み、充電器検出端子の電圧が上昇することによる誤充電を、より確実に防止することが可能となる。
【００６３】
また、請求項５に記載の充放電制御回路では、充電制御スイッチの開閉制御端子をオープンドレイン回路で構成するので、駆動にはオープンドレイン回路のゲート端子を閾値電圧以上にバイアスするだけでよい。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、フィールドエフェクトトランジスタの閾値電圧に自動的に設定することができる。
【００６４】
また、請求項６に記載の充放電制御回路では、充電器検出端子から調整手段を介して、電圧レベルをシフトした電圧値を第１スイッチング素子に印加する。従って、調整手段の電圧レベルのシフト量を適当に調整することにより、充放電制御回路が充電状態に設定されたものと判断する充電器検出端子の所定電圧値を自由に設定でき好都合である。
【００６５】
また、請求項７に記載の充放電制御回路では、過充電検出信号に基づいて、第１スイッチング素子を非導通にする第２スイッチング素子を有するので、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されて、充放電制御装置が充電状態に設定されたものと判断しても、過充電検出信号に基づき充電制御スイッチの導通を禁止することができる。従って、充電器が接続されたとしても、過充電状態の電池セルが存在する場合には、誤って充電が行われ電池特性の劣化や安全性等の問題が生ずることはなく好都合である。
【００６６】
また、請求項８に記載の充放電制御回路では、第２スイッチング素子を構成するバイポーラトランジスタはオープンコレクタ回路である。従って、ベース端子にバイアスされた過充電検出信号を電流増幅してコレクタ電流を出力するので、速やかに第１スイッチング素子の導通状態を確定することができ、迅速な充電動作状態の確定をすることができる。
【００６７】
また、請求項９に記載の充放電制御回路では、第２スイッチング素子はインバータで構成され、更に、電源電圧端子が充電器検出端子に接続されている。所定電圧値の検出信号が第１スイッチング素子を非導通にするインバータの電源電圧と兼用されており、インバータ動作をさせると同時に所定電圧値の出力もすることができる。また、過充電検出信号との論理的整合性もとりやすく好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図２】第１実施形態における第１変形例の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図３】第１及び第２実施形態において使用可能な電圧変換回路の具体的回路図。
【図４】第１実施形態における第２変形例の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図５】本発明を具体化した第２実施形態の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図６】第２実施形態における変形例の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図７】従来の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図８】図７に示す充放電制御回路と本願発明との相違を説明するための回路例の回路図。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ 充放電制御回路
２ 電圧変換回路
１００ａ〜１００ｄ
２００、３００ 電池パック
２０３ 放電制御用Ｐ型ＦＥＴ
２０４ 充電制御用Ｐ型ＦＥＴ
２０８ 他電池パック
２２０ 電圧検出回路
２３１ 過充電制御回路
２３２ 過放電制御回路
２４０ ラッチ回路
２５０ バイアス回路
Ａ〜Ｄ、Ｚ 充電制御用出力回路
Ｂａｔｔ＋ 電池パックのプラス端子
Ｂａｔｔ− 電池パックのマイナス端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種携帯機器等に使用されるリチウムイオン二次電池等の二次電池パック内の過充電及び過放電を防止する充放電制御回路に関するものであり、特に、電池寿命や電池の安全性の確保等の観点から最適な充放電制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種携帯機器の普及に伴い多用されるリチウムイオン二次電池等の二次電池は、その構造上、化学的性質上、過充電状態においては電池内部にガスが発生し、漏液等を生ずる場合があり、また、過放電状態においては電極が溶液中に溶出する等の問題が発生する場合があり、電池の破壊、電池特性の劣化等を引き起こす虞がある。そこで、従来より、過充電、過放電に対して種々の対策が施されている。
【０００３】
図７に、従来より使用されているリチウムイオン二次電池等の二次電池パック２００、２０８の内部回路図を示す。本例では、ノートパソコン用電源として示されており、逆流防止用のダイオードＤ１、及びＤ２を介して２組の電池パック２００、２０８がノートパソコン内部回路２０５（以下、ノートＰＣ内部回路）に接続されている。
【０００４】
電池パック２００内は、複数組の二次電池セル（図７では３組の二次電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌ）が直列に接続されて電池２０２を構成しており、電池２０２の負電圧側が電池パック２００のマイナス端子Ｂａｔｔ−に接続され、正電圧側には放電制御用Ｐ型フィールドエフェクトトランジスタ（以下、ＦＥＴ）２０３のソース端子が接続されている。更に、同ＦＥＴ２０３のドレイン端子は充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のドレイン端子に接続され、同ＦＥＴ２０４のソース端子が電池パック２００のプラス端子Ｂａｔｔ＋に接続されて、電池パック２００のマイナス端子Ｂａｔｔ−とプラス端子Ｂａｔｔ＋の間に電池電圧が出力され、負荷であるノートＰＣ内部回路２０５に供給されている。また、充電器（不図示）が接続されたことを検出するために充電器検出端子ＯＣＶが電池パック２００のプラス端子Ｂａｔｔ＋に接続されており、更に、両端子間には電池パック２００と充電器（不図示）とを誤って逆接続した時の過大電流を防止するため、電流制限抵抗Ｒ２０１が挿入されている。
【０００５】
充放電制御回路２０１には、電圧検出回路２２０が各電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌ毎に接続されており、各電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌの電圧値をモニタしている。各電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌはセル毎に独立した構造を有しており、それぞれ独立に過充電、過放電に対して保護する必要があるためである。そして、少なくとも一つの電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌが過充電状態となれば、該当する電圧検出回路２２０の出力が反転し、各電圧検出回路２２０の論理和を出力する過充電制御回路２３１により充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴをハイレベルとして、同ＦＥＴ２０４を非導通として充電経路を切断する。
【０００６】
また、逆に、少なくとも一つの電池セル２０２Ｈ，２０２Ｍ，２０２Ｌが過放電状態となれば、該当する電圧検出回路２２０の出力が反転し、各電圧検出回路２２０の論理和を出力する過放電制御回路２３２により放電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０３のゲート端子ＤＯＵＴをハイレベルとして、同ＦＥＴ２０３を非導通として放電経路を切断する。同時にラッチ回路２４０にて過放電状態をラッチして、充放電制御回路２０１をスタンバイ状態に移行させる。そして、この時、過充電状態を検出していなければ、バイアス回路２５０を非活性とし充放電制御回路２０１内の内部バイアスを止めて完全な休止状態に移行する。この時、充放電制御回路２０１内での電流消費はなくなるので、以降、内部バイアスを供給していた二次電池２０２の消耗はなくなり、長期間にわたって電池電圧は保持される。従って、過放電状態で休止した後、必要以上に電池電圧を低下させ電池特性を劣化させるような状態になることはない。
【０００７】
再充電の際には、電池パックのマイナス端子Ｂａｔｔ−に充電器（不図示）のマイナス端子を、電池パックのプラス端子Ｂａｔｔ＋に充電器（不図示）のプラス端子をそれぞれ接続することにより、充電器検出端子ＯＣＶがハイレベルとなるので、過放電状態をラッチしていたラッチ回路２４０がリセットされて充放電制御回路２０１はスタンバイ状態を脱し、バイアス回路２５０が動作を開始して内部バイアスが印加される。過充電制御回路２３１により充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴがローレベルとなり、同ＦＥＴ２０４を導通して充電が開始される。この状態は、過充電状態が検出されるまで続き、各電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌを充電する。
【０００８】
次に、電池パック２００が過放電状態にあり、他電池パック２０８が充電状態にある場合を考える。この時、電池パック２００のプラス端子Ｂａｔｔ＋の電圧は低レベルであるが、ダイオードＤ１のカソード、即ち、ダイオードＤ２のカソードは高い電圧レベルであり、ダイオードＤ２は逆バイアスされ逆方向リーク電流が電池パック２００に流れ込むことになる。このリーク電流により、充電器検出端子ＯＣＶの電圧レベルが上昇すると、充放電制御回路２０１は、充電器（不図示）が接続されたものと誤認識して内部バイアスをオンして、誤って充電動作に移行してしまう可能性がある。この誤動作を防止するため、本例においては、充電器検出端子ＯＣＶにリーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）を接続し、スタンバイ状態において導通させることによりリーク電流を基準電位に逃がす構成を設けている。リーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）の導通時、３００μＡ程度のリーク電流に対して充電器検出端子ＯＣＶの残留電圧を０．３Ｖ程度に調整することにより、ラッチ解除による充電動作の誤起動を防止している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記した充放電制御回路２０１では、過放電状態への移行後は、全ての電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過充電状態ではないという条件のもとで内部バイアスが休止状態となり、電池２０２の消耗はなくなり、長期間にわたって電池電圧は保持される。
【００１０】
しかしながら、電池２０２自体、また、充放電制御回路２０１等には、僅かではあるが電流のリークが存在し、長期間に渡る放置では電池電圧は徐々に減少し、最終的には完全に放電され残留電圧はゼロになる。この状態に至ると、充放電制御回路２０１の電源がなくなってしまい、動作不能により再充電が不可能となってしまうという問題がある。
【００１１】この不具合を回避する方法として考えられる電池パック３００の回路図を図８に示す。図８の充放電制御回路３０１中の充電制御用出力回路Ｚが対策回路の例である。かかる充電制御用出力回路Ｚでは、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴを抵抗Ｒ３０２を介して基準電位に接続し、電池電圧に関係なく充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ電位をローレベルに保つ。従って、充電器（不図示）等が接続されると電池電圧に関わりなく充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は導通状態となり、電池が完全に放電してしまった後でも再充電をすることができる。
【００１２】
また、過充電時に充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４を非導通状態にするため、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴにコレクタ端子を、充電器検出端子ＯＣＶにエミッタ端子をそれぞれ接続し、充電器検出端子ＯＣＶを抵抗Ｒ３０１を介してベース端子に接続したＰＮＰ型バイポーラトランジスタＱ３０２を有し、更に、ベース端子にベースバイアス印加用のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ３０１を接続する構成となっている。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ３０１のベース端子は過充電制御回路２３１により制御され、過充電時にＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ３０１を導通してバイアス電流を印加し、ＰＮＰ型バイポーラトランジスタＱ３０２を導通して充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴを充電器検出端子ＯＣＶに接続する。充電器（不図示）等が接続されている場合には充電器検出端子ＯＣＶがハイレベルであるので、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間の電位差がなくなり充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通になって、過充電時に誤充電を防止することができる。
【００１３】
しかながら、本例においては、他電池パック２０８からのダイオードＤ２を介しての逆方向リーク電流の回り込みに対して、充電制御用出力回路Ｚの正常動作ができず問題となる。即ち、少なくとも一つの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過放電状態となり、過放電状態以外の電池セルの中に過充電状態の電池セルが混在している場合、過放電状態をラッチさせておくためにラッチ回路２４０がリセットしないようにリーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）が導通すると共に、充電を停止させるため充電制御用出力回路Ｚが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴをハイレベルにするべく動作する。しかし、この時の充電器検出端子ＯＣＶの電位は、リーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）の導通により、０．３Ｖ程度に低下しており電流制限抵抗Ｒ２０１を介した電池パック３００のプラス端子Ｂａｔｔ＋、すなわち充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のソース端子電位より低下している。故に、低下した充電器検出端子ＯＣＶの電圧を充電制御用出力回路Ｚを介して充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴに接続しても条件によっては、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間の電位差は同ＦＥＴの閾値電圧よりも大きなままであり、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通状態にはなりえず充電制御用出力回路Ｚは正常動作しない。
【００１４】
以上説明したように、図７に示す充放電制御回路２０１では、過放電後の電池２０２の消耗を極限まで低減して、不必要な電池電圧の低下を止め電池特性の劣化を防止し、また、他電池パック２０８からの誤充電を防止することができるものであるが、電池電圧の完全放電後の再充電ができず問題である。
【００１５】
また、図８に示す充放電制御回路３０１では、電池電圧の完全放電後の再充電が可能となるが、他電池パック２０８からの誤充電の防止機能との整合がとれず、他電池パック２０８からのダイオードＤ２を介しての逆方向リーク電流の回り込み時に誤充電を禁止することができず問題である。
【００１６】
本発明は、上記の問題点を解決するために為されたものであり、複数の電池パックを並列接続して使用した場合においても他の電池パックによる誤充電を防止すること、及び、電池電圧の完全放電後においても再充電を可能とすることの２つの課題を整合させつつ、これらの課題を同時に解決することが可能な二次電池の充放電制御回路を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る二次電池の充放電制御回路は、外部に接続された二次電池への充電経路に備えられ、開閉制御端子への二次電池の基準電位の印加により導通する充電制御スイッチを、二次電池の過充電状態の検出に応じて非導通として、該二次電池の充電を中断させる充放電制御回路において、充電制御スイッチを挟んで二次電池とは反対側の充電経路に接続される充電器検出端子と、充電制御スイッチの開閉制御端子と基準電位との間に備えられ、充電器検出端子が導通制御端子に接続される第１スイッチング素子とを備え、第１スイッチング素子は、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されたときに導通し、所定値以下のときに非導通となることを特徴とする。
【００１８】
かかる請求項１の二次電池の充放電制御回路では、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加された場合にのみ充放電制御回路は充電状態に設定されたものと判断し、外部に接続された充電制御スイッチを導通する。これにより、充電器による外部に接続された二次電池の充電が可能となる。この時の動作には、二次電池の電池電圧は介在しておらず、従って、二次電池の電池電圧が完全に放電した場合でも、再充電が可能となる。また、充電器検出端子に印加される電圧が所定値以下の場合には充電制御スイッチを非導通にして充電を禁止しているので、二次電池からなる複数の電池パックを並列接続した際に他電池パックから電流が回り込むことに起因して、充電器検出端子の電圧が上昇しても、所定電圧値以下であれば、誤って充電が開始されてしまうことはない。
【００１９】
また、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加された場合にのみ第１スイッチング素子を導通して充電制御スイッチを導通し、充電器検出端子に印加される電圧が所定値以下の場合には第１スイッチング素子を非導通にして充電制御スイッチを非導通にする。このように、充電器検出端子に印加される所定電圧値を境にして第１スイッチング素子の導通状態を切り替える閾値を設けることができるので、所定の閾値電圧で確実に充電制御スイッチの導通状態を切り替え、充電可能状態と充電禁止状態の各状態を制御することができる。
【００２０】
更に、請求項２に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項１の二次電池の充放電制御回路において、第１スイッチング素子はバイポーラトランジスタから構成され、そのコレクタ端子が充電制御スイッチの開閉制御端子に、ベース端子が充電器検出端子に、エミッタ端子が二次電池の基準電位にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００２１】
かかる請求項２の充放電制御回路では、バイポーラトランジスタを第１スイッチング素子としており、このバイポーラトランジスタが導通することにより充電制御スイッチを導通する。本構成におけるバイポーラトランジスタは、エミッタ端子を基準電位としたオープンコレクタ構成をしているので、バイポーラトランジスタが導通するには、エミッタ端子に対してベース端子にベース・エミッタ間の順方向電圧である略０．７Ｖが印加されればよい。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、充電制御スイッチを導通制御するオープンコレクタ接続されたバイポーラトランジスタの動作電圧である略０．７Ｖに自動的に設定することができる。
【００２２】
また、請求項３に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項１の二次電池の充放電制御回路において、第１スイッチング素子はフィールドエフェクトトランジスタから構成され、そのドレイン端子が充電制御スイッチの開閉制御端子に、ゲート端子が充電器検出端子に、ソース端子が二次電池の基準電位にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００２３】
かかる請求項３の二次電池の充放電制御回路では、充電制御スイッチの開閉制御端子をオープンドレイン回路で構成するので、駆動にはオープンドレイン回路のゲート端子を閾値電圧以上にバイアスするだけでよい。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、フィールドエフェクトトランジスタの閾値電圧に自動的に設定することができる。
【００２４】
更に、請求項４に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項１の二次電池の充放電制御回路において、第１スイッチング素子が導通する充電器検出端子の電圧を所定値以上に調整する調整手段を備えたことを特徴とする。
【００２５】
かかる請求項４の二次電池の充放電制御回路では、充電器検出端子から調整手段を介して、電圧レベルをシフトした電圧値を第１スイッチング素子に印加する。従って、調整手段の電圧レベルのシフト量を適当に調整することにより、充放電制御回路が充電状態に設定されたものと判断する充電器検出端子の所定電圧値を自由に設定でき好都合である。
【００２６】
また、請求項５に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項１の二次電池の充放電制御回路において、前記二次電池の過充電状態を検出する過充電検出手段と、過充電検出手段から出力される過充電検出信号に基づいて第１スイッチング素子を非導通にする第２スイッチング素子とを備えることを特徴とする。
【００２７】
かかる請求項５の二次電池の充放電制御回路では、過充電検出信号に基づいて、第１スイッチング素子を非導通にする第２スイッチング素子を有するので、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されて、充放電制御装置が充電状態に設定されたものと判断しても、過充電検出信号に基づき充電制御スイッチの導通を禁止することができる。従って、充電器が接続されたとしても、過充電状態の電池セルが存在する場合には、誤って充電が行われ電池特性の劣化や安全性等の問題が生ずることはなく好都合である。
【００２８】
更に、請求項６に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項５の二次電池の充放電制御回路において、第２スイッチング素子はバイポーラトランジスタから構成され、そのコレクタ端子が第１スイッチング素子に、ベース端子が過充電検出信号に、エミッタ端子が二次電池の基準電位にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００２９】
かかる請求項６の二次電池の充放電制御回路では、第２スイッチング素子を構成するバイポーラトランジスタはオープンコレクタ回路である。従って、ベース端子にバイアスされた過充電検出信号を電流増幅してコレクタ電流を出力するので、速やかに第１スイッチング素子の導通状態を確定することができ、迅速な充電動作状態の確定をすることができる。
【００３０】
また、請求項７に係る二次電池の充放電制御回路は、請求項５の二次電池の充放電制御回路において、第２スイッチング素子はインバータから構成され、その電源端子が充電器検出端子に、入力端子が過充電検出信号に、出力端子が第１スイッチング素子にそれぞれ接続されていることを特徴とする。
【００３１】
かかる請求項７の二次電池の充放電制御回路では、第２スイッチング素子はインバータで構成され、更に、電源電圧端子が充電器検出端子に接続されている。所定電圧値の検出信号が第１スイッチング素子を非導通にするインバータの電源電圧と兼用されており、インバータ動作をさせると同時に所定電圧値の出力もすることができる。また、過充電検出信号との論理的整合性もとりやすく好適である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る充放電制御回路について、本発明を具体化した第１及び第２実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明を具体化した第１実施形態の充放電制御回路１ａを示す。尚、図１の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。
【００３３】
充電制御用出力回路Ａが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本実施形態に係る出力回路である。充電器検出端子ＯＣＶに抵抗Ｒ１が接続され、抵抗Ｒ１の他端がオープンコレクタ構成のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子に接続されて、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２に駆動用のバイアス電流を供給する。そして、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のエミッタ端子が基準電位に接続されると共に、コレクタ端子が充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴを介して充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４に接続される。また、ベース端子には抵抗Ｒ１に加えて、オープンコレクタ構成のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１のコレクタ端子が接続されており、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１のエミッタ端子は基準電位に、ベース端子は過充電制御回路２３１からの過充電制御信号が接続されている。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１は、過充電制御信号を受けると駆動し、充電器検出端子ＯＣＶから供給されるＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のバイアス電流をバイパスしてＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２をオフとする。
【００３４】
本構成では充電制御用ＦＥＴ２０４はＰ型のＦＥＴであるので、ソース端子に対してゲート端子ＣＯＵＴが閾値電圧以上の負電圧にバイアスされれば導通する。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２が動作すればコレクタ端子は電流を引き込み、この電流は充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間に接続されている抵抗Ｒ２０２を介してリチウムイオン二次電池等の電池パック１００ａのプラス端子Ｂａｔｔ＋から引き抜かれるので、ゲート端子ＣＯＵＴはソース端子に対して負の電圧が印加され、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通状態となり、リチウムイオン等の二次電池２０２の充電が行われる。逆に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２がオフとなれば電流は流れなくなり、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間は抵抗Ｒ２０２を介して同電位となるので、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通となり、二次電池２０２への充電パスは切断される。
【００３５】
今、充放電制御回路１ａ内の各電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌをモニタしている電圧検出回路２２０が、過充電状態を検出していないとすると、各電圧検出回路２２０の論理和を出力する過充電制御回路２３１の出力は、過充電制御信号を出力せず、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１はオフ状態となって、バイアス電流をバイパスするパスはオフする。この状態において、電池パック１００ａのマイナス端子Ｂａｔｔ−とプラス端子Ｂａｔｔ＋との間に、マイナス端子Ｂａｔｔ−を基準電位として正の電圧が印加されたとすると、この電圧は、充電器検出端子ＯＣＶにも同時に印加され、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子がバイアスされる。この時、ベース端子の電位がＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２の動作に必要なベース端子・エミッタ端子間の順方向電圧（以下、Ｖｂｅ）である略０．７Ｖとなれば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２は動作する。この時のバイアス電流は、抵抗Ｒ１の両端に印加される電圧で決定される。抵抗Ｒ１のＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２側の端子電圧は、同トランジスタＱ２のＶｂｅ電圧であるので、Ｖｂｅ電圧より高い電圧が充電器検出端子ＯＣＶに印加されれば、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２がオンして充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通し、充電可能となる。この電圧はＶｂｅ電圧より略０．７Ｖである。
【００３６】
ここで、充電動作に必要とされる電圧は、マイナス端子Ｂａｔｔ−とプラス端子Ｂａｔｔ＋との間に印加される充電用の電圧のみであり、電池電圧には依存しない。従って、長期間の放置により電池電圧が完全に放電してしまい残留電圧がなくなっていても、再充電することができる。
【００３７】
また、電池電圧は残存しているが少なくとも１つの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過放電状態の場合には、過放電制御回路２３２の出力が過放電制御信号を出力してラッチ回路２４０をセットする。この時、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流が回り込んでも、リーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）が導通しているので、充電器検出端子ＯＣＶの電圧は０．３Ｖ程度の低い電圧値に保たれる。充電動作が開始される充電器検出端子ＯＣＶの電圧は略０．７Ｖ以上に設定されているのでリーク電流回り込みによる誤充電動作が開始されることはない。
【００３８】
次に、充放電制御回路１ａ内の何れかの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌについて電圧検出回路２２０が、過充電状態を検出したとすると、各電圧検出回路２２０の論理和を出力する過充電制御回路２３１の出力は、過充電制御信号を出力し、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１はオン状態となってＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のバイアス電流をバイパスする。この状態においては、充電器検出端子ＯＣＶに印加される電圧によるバイアス電流は、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１により基準電位にバイパスされてしまい、電池パック１００ａに充電器（不図示）を接続したとしても、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子にはバイアス電流は供給されない。従って、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２はオフ状態を維持し、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通を保ち、二次電池２０２への充電パスは切断された状態を維持する。
【００３９】この動作は、何れかの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過充電状態であることを電圧検出回路２２０が検出すれば確実に行われるので、過放電電池セルと過充電電池セルとが混在した状態で、他電池パック２０８からのダイオードＤ２を介しての逆方向リーク電流の回り込みがある場合にも、確実に誤充電を防止することが可能となる。
【００４０】
図２は本発明を具体化した第１実施形態における第１変形例である充放電制御回路１ｂを示す。尚、図２の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。充電制御用出力回路Ｂが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本変形例に係る出力回路である。抵抗Ｒ１、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１、及びＱ２の構成は、図１に示した第１実施形態の具体例である充放電制御回路１ａと同じである。本変形例の充放電制御回路１ｂでは充放電制御回路１ａに加えて、抵抗Ｒ１と充電器検出端子ＯＣＶとの間に電圧変換回路２を挿入している点が異なっている。この電圧変換回路２を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベースにバイアス電流が供給される際、充電器検出端子ＯＣＶの電圧から所定の電圧レベルだけ降圧された電圧が抵抗Ｒ１に印加される。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２がオンするときのＶｂｅ電圧は、第１実施形態の具体例である充放電制御回路１ａの場合と同じであるので、バイアス電流の経路に電圧変換回路２が挿入されている分だけ充電器検出端子ＯＣＶが高い電圧で充電動作を開始することとなる。従って、電圧変換回路２で設定した所定の充電器検出端子ＯＣＶ電圧で充電を開始させることができる。また、充電開始時の充電器検出端子ＯＣＶ電圧を、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流が回り込んだ際の充電器検出端子ＯＣＶ電圧である略０．３Ｖに対して大きくすることができるので、より確実に誤充電防止をすることができる。
【００４１】
図３には、本実施形態において使用可能な各種の電圧変換回路２の具体例を示す。図３（ａ）は、充電動作を開始させたい電圧値に調整するため、所定の数のダイオードをアノード端子とカソード端子とをそれぞれ直列に接続したものである。直列接続されたダイオード列の両端の端子の内、アノード端子は電圧変換回路２の入力端子となり、カソード端子は電圧変換回路２の出力端子となる。図２におけるＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子にバイアス電流が流れる際、本ダイオード列にも電流が流れることにより、ダイオード１つあたり略０．７Ｖの順方向電圧の電位降下が発生する。所定数のダイオードの数だけ電圧降下が重なり、所定電圧だけ降圧されることとなる。
【００４２】
図３（ｂ）は、電圧変換素子として、ツェナーダイオードの逆バイアス特性である定電圧特性を利用したものである。ツェナーダイオードのカソード端子を電圧変換回路２の入力端子とし、アノード端子を電圧変換回路２の出力端子とする。本具体例も図３（ａ）のダイオード列の場合と同様、図２におけるＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２のベース端子にバイアス電流が流れる際、本ツェナーダイオードに逆方向電流が流れて逆バイアスされ、所定電圧の降圧が得られる。
【００４３】
図３（ｃ）は、電圧変換素子として、ＦＥＴ素子をダイオード接続したものである。即ち、Ｎ型ＦＥＴ素子の場合は、ドレイン端子とゲート端子とを接続してアノード端子とし、ソース端子をカソード端子とする。Ｐ型ＦＥＴ素子の場合は、ソース端子をアノード端子とし、ゲート端子とドレイン端子とを接続してカソード端子とする。ダイオードとしての特性は通常のダイオードと同様なものであり、図３（ａ）のダイオード列と同じ接続をすれば同様の効果が期待できる。
【００４４】
図３（ｄ）は、２つの抵抗体を直列に接続し、一方の抵抗の端子を電圧変換回路２の入力端子とし、他抵抗の端子を基準電位に接続して、両抵抗体の接続点を電圧変換回路２の出力端子とする。抵抗分圧の効果により、電圧変換するものである。駆動素子が電圧駆動タイプのものである場合に、バイアス電流が流れない時に有効な具体例である。
【００４５】
図４は本発明を具体化した第１実施形態の第２変形例である充放電制御回路１ｃを示す。尚、図４の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。充電制御用出力回路Ｃが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本変形例に係る出力回路である。抵抗Ｒ１、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ１の構成は、図１に示した第１実施形態の充放電制御回路１ａと同じである。本変形例の充放電制御回路１ｃでは充放電制御回路１ａのＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２に代えて、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１、及びＱ２２がダーリントン接続を構成している。即ち、抵抗Ｒ１とＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のコレクタ端子が充電器検出端子ＯＣＶに接続され、抵抗Ｒ１の他端がＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のベース端子に接続されて駆動用のバイアス電流を供給している。更に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のエミッタ端子がＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２２のベース端子に接続されると共に、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２２のコレクタ端子が充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴに、エミッタ端子が基準電位に接続されていて、ダーリントン接続を構成している。
【００４６】
充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通して、二次電池２０２への充電が開始される際には、充電器検出端子ＯＣＶより、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のベース端子にバイアス電流が供給される。ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１で増幅された電流は、次段に接続されているＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２２のベース端子に供給され、ここで更に電流増幅が行われる。従って、ダーリントン接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１及びＱ２２の構成では、２度に渡って電流増幅が行われることとなり、単一のＮＰＮ型バイポーラトランジスタで構成された場合に比して、大きな駆動能力が得られ、迅速に充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴを駆動することができる。
【００４７】
また、ダーリントン接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１及びＱ２２が動作する場合は、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１及びＱ２２のＶｂｅが各々略０．７Ｖであり、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタＱ２１のベース端子の電位はＶｂｅが２つ分重ねられた略１．４Ｖとなる。従って、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通して二次電池２０２への充電が開始されるのに必要な充電器検出端子ＯＣＶの駆動電圧は、略１．４Ｖ以上となり、高い電圧に設定できるので、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流の回り込みがある際の充電器検出端子ＯＣＶ電圧である略０．３Ｖに対して大きく設定でき、誤充電防止動作をより確実に行うことができる。
【００４８】
図５は本発明を具体化した第２実施形態の充放電制御回路１ｄを示す。尚、図５の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。充電制御用出力回路Ｄが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本実施形態に係る出力回路である。本実施形態では、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴをオープンドレイン回路で駆動する。即ち、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）のドレイン端子が充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴに、ソース端子が基準電位に接続されている。また、ゲート端子はインバータ論理ゲート３に駆動され、同論理ゲート３の電源電圧は、充電器検出端子ＯＣＶから供給されている。同論理ゲート３の入力端子は過充電制御回路２３１からの過充電制御信号が接続されている。
【００４９】
本実施形態では、論理ゲート３がインバータゲートであるので、過充電制御回路２３１からの過充電制御信号の論理レベルが反転されて出力されるが、この時のハイレベル出力の電圧は、インバータの電源電圧レベルとなる。この電圧レベルがＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）の閾値電圧を上回っていれば、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオンして充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴの電圧レベルを引き下げ、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通する。ここで、インバータの電源電圧は充電器検出端子ＯＣＶから供給されており同端子の電圧が電源電圧となる。
【００５０】
過充電が検出されず、過充電制御回路２３１からローレベルの信号が出力されると、インバータ論理ゲート３にて反転されＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）のゲート端子にはハイレベルの電圧が印加される。インバータの電源電圧は、充電器検出端子ＯＣＶの電圧であり、この電圧がＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）の閾値電圧である略０．７Ｖ以上であれば、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオンしてドレイン端子は電流を引き込む。この電流は充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間に接続されている抵抗Ｒ２０２を介して電池パック１００ｄのプラス端子Ｂａｔｔ＋から引き抜かれるので、ゲート端子ＣＯＵＴはソース端子に対して負の電圧が印加され、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通状態となり、二次電池２０２の充電が行われる。
【００５１】
逆に、過充電が検出されて、過充電制御回路２３１からハイレベルの過充電保護信号が出力されると、インバータ論理ゲート３にて反転されＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）のゲート端子にはローレベルの電圧が印加される。Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオフして電流は流れなくなり、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子ＣＯＵＴ・ソース端子間は抵抗Ｒ２０２を介して同電位となるので、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通となり、二次電池２０２への充電パスは切断される。
【００５２】
ここで、充電動作に必要とされる電圧は、充電器検出端子ＯＣＶに印加される電圧、即ち、電池パック１００ｄのマイナス端子Ｂａｔｔ−とプラス端子Ｂａｔｔ＋との間に印加される充電用の電圧のみであり電池電圧には依存しない。従って、長期間の放置により電池電圧が完全に放電してしまい残留電圧がなくなっていても、再充電することができる。
【００５３】
また、充電動作が開始される充電器検出端子ＯＣＶの電圧は略０．７Ｖ以上に設定されているので、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流が回り込んでも、リーク電流引き抜き用Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ１）が導通しているので、この時の充電器検出端子ＯＣＶの電圧は０．３Ｖ程度の低い電圧値であり、リーク電流回り込みによる誤充電動作が開始されることもない。
【００５４】
次に、過充電状態が検出されると、過充電制御回路２３１の出力が過充電制御信号を出力するので、インバータ論理ゲート３にて反転されてＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）をオフする。この状態においては、電池パック１００ａに充電器（不図示）を接続して充電器検出端子ＯＣＶに高レベルの電圧を印加しても、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）のゲート端子はローレベルを保つ。従って、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオフ状態を維持し、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４は非導通を保ち、二次電池２０２への充電パスは切断される。
【００５５】
この動作は、何れかの電池セル２０２Ｈ、２０２Ｍ、２０２Ｌが過充電状態であることを電圧検出回路２２０が検出すれば確実に行われるので、過放電電池セルと過充電電池セルとが混在した状態で、他電池パック２０８からのダイオードＤ２を介しての逆方向リーク電流の回り込みがある場合にも、確実に誤充電を防止することが可能となる。
【００５６】
以上のように、第２実施形態では、電圧駆動素子であるＦＥＴにより充電制御用出力回路Ｄを構成しているので、動作する上で電流消費を伴うことなく第１実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００５７】
図６は本発明を具体化した第２実施形態における変形例である充放電制御回路１ｅを示す。尚、図６の構成の内、従来技術で示したものと同一の構成部分は、同一の符号を付して示し、その説明を省略する。充電制御用出力回路Ｅが充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４の導通状態を制御する本変形例に係る出力回路である。Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）、及びインバータ論理ゲート３の構成は、図５に示した第２実施形態の具体例である充放電制御回路１ｄと同じである。本変形例の充放電制御回路１ｅでは充放電制御回路１ｄに加えて、インバータ論理ゲート３の電源電圧端子と充電器検出端子ＯＣＶとの間に電圧変換回路２を挿入している点が異なっている。本変形例における電圧変換回路２としては、例えば、図３（ｄ）のタイプが考えられ、充電器検出端子ＯＣＶに印加される電圧が分圧されて、インバータ論理ゲート３の電源電圧として供給される。過充電制御回路２３１からローレベルの信号が出力されると、論理ゲート３のインバータにて反転されＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）のゲート端子にはインバータ論理ゲート３の電源電圧が印加される。この電圧がＮ型ＦＥＴ（Ｍ２）の閾値電圧である略０．７Ｖ以上であれば、Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）はオンしてドレイン端子は電流を引き込み、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４のゲート端子をローレベルとして、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通状態となり、二次電池２０２の充電が行われる。Ｎ型ＦＥＴ（Ｍ２）の閾値電圧略０．７Ｖに加えて、電圧変換回路２で分圧された分が加わって、充電器検出端子ＯＣＶの高い電圧で充電動作を開始させることができる。従って、電圧変換回路２で設定した所定の充電器検出端子ＯＣＶ電圧で充電を開始させることができる。また、充電開始時の充電器検出端子ＯＣＶ電圧を、他電池パック２０８からダイオードＤ２を介して逆方向リーク電流が回り込んだ際の充電器検出端子ＯＣＶ電圧である略０．３Ｖに対して大きくすることができるので、より確実に誤充電防止をすることができる。
【００５８】
尚、本発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、第１実施形態の第２変形例においては、充電制御用出力回路Ｃがダーリントン接続されたＮＰＮ型バイポーラトランジスタで構成されている。従って、充電制御用Ｐ型ＦＥＴ２０４が導通するのに必要な充電器検出端子ＯＣＶの駆動電圧は、電圧変換回路２がなくても略１．４Ｖ以上と高く設定できるが、電圧変換回路２を追加すれば更に高電圧に設定することが可能である。また、第１及び第２実施形態における充電制御用出力回路を構成するバイポーラトランジスタをＦＥＴに、また、ＦＥＴをバイポーラトランジスタに変更してもよい。電圧変換回路２についても、図３において例示した構成に限定されるものではなく、各々を組み合わせて使用することもでき、また、所定の電圧を降下することができる機能を有するものであれば他の構成を適用できることはいうまでもない。本実施形態では、放電制御用ＦＥＴ、充電制御用ＦＥＴは共に、Ｐ型ＦＥＴの場合を示したが、充電制御用出力回路を構成するトランジスタの極性を反対にしてやれば、Ｎ型ＦＥＴに対しても適用可能である。さらに、ＦＥＴに代えてリレー等、その他のスイッチ素子、部品等を使用することも可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の充放電制御回路では、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加された場合にのみ充放電制御回路は充電状態に設定されたものと判断し、充電制御スイッチを導通する。これにより、充電器による二次電池の充電が可能となる。この時の動作には、二次電池の電池電圧は介在しておらず、従って、二次電池の電池電圧が完全に放電した場合でも、再充電が可能となる。また、充電器検出端子に印加される電圧が所定値以下の場合には充電制御スイッチを非導通にして充電を禁止しているので、二次電池からなる複数の電池パックを並列接続した際に他電池パックから電流が回り込むことに起因して、充電器検出端子の電圧が上昇しても、所定電圧値以下であれば、誤って充電が開始されてしまうことはない。
【００６０】
また、請求項２に記載の充放電制御回路では、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加された場合にのみ第１スイッチング素子を導通して充電制御スイッチを導通し、充電器検出端子に印加される電圧が所定値以下の場合には第１スイッチング素子を非導通にして充電制御スイッチを非導通にする。このように、充電器検出端子に印加される所定電圧値を境にして第１スイッチング素子の導通状態を切り替える閾値を設けることができるので、所定の閾値電圧で確実に充電制御スイッチの導通状態を切り替え、充電可能状態と充電禁止状態の各状態を制御することができる。
【００６１】
更に、請求項３に記載の充放電制御回路では、バイポーラトランジスタを第１スイッチング素子としており、このバイポーラトランジスタが導通することにより充電制御スイッチを導通する。本構成におけるバイポーラトランジスタは、エミッタ端子を基準電位としたオープンコレクタ構成をしているので、バイポーラトランジスタが導通するには、エミッタ端子に対してベース端子にベース・エミッタ間の順方向電圧である略０．７Ｖが印加されればよい。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、充電制御スイッチを導通制御するオープンコレクタ接続されたバイポーラトランジスタの動作電圧である略０．７Ｖに自動的に設定することができる。
【００６２】
また、請求項４に記載の充放電制御回路では、オープンコレクタ回路の駆動手段が、高駆動能力のダーリントン接続されたバイポーラトランジスタで構成されているので、単一のバイポーラトランジスタで構成されたオープンコレクタ回路に比して駆動能力が大きく、充電制御スイッチの開閉制御端子の負荷が重くても高速に駆動できる。加えて、駆動を開始するベース端子電圧がダーリントン接続であるため、単一のオープンコレクタ回路の２倍である略１．４Ｖと高い。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、略１．４Ｖに自動的に設定することができると共に、規定電圧値自体が高く設定できるので、他電池パックから電流が回り込み、充電器検出端子の電圧が上昇することによる誤充電を、より確実に防止することが可能となる。
【００６３】
また、請求項５に記載の充放電制御回路では、充電制御スイッチの開閉制御端子をオープンドレイン回路で構成するので、駆動にはオープンドレイン回路のゲート端子を閾値電圧以上にバイアスするだけでよい。従って、所定電圧値の設定は、特別な構成を必要とすることなく、フィールドエフェクトトランジスタの閾値電圧に自動的に設定することができる。
【００６４】
また、請求項６に記載の充放電制御回路では、充電器検出端子から調整手段を介して、電圧レベルをシフトした電圧値を第１スイッチング素子に印加する。従って、調整手段の電圧レベルのシフト量を適当に調整することにより、充放電制御回路が充電状態に設定されたものと判断する充電器検出端子の所定電圧値を自由に設定でき好都合である。
【００６５】
また、請求項７に記載の充放電制御回路では、過充電検出信号に基づいて、第１スイッチング素子を非導通にする第２スイッチング素子を有するので、充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されて、充放電制御装置が充電状態に設定されたものと判断しても、過充電検出信号に基づき充電制御スイッチの導通を禁止することができる。従って、充電器が接続されたとしても、過充電状態の電池セルが存在する場合には、誤って充電が行われ電池特性の劣化や安全性等の問題が生ずることはなく好都合である。
【００６６】
また、請求項８に記載の充放電制御回路では、第２スイッチング素子を構成するバイポーラトランジスタはオープンコレクタ回路である。従って、ベース端子にバイアスされた過充電検出信号を電流増幅してコレクタ電流を出力するので、速やかに第１スイッチング素子の導通状態を確定することができ、迅速な充電動作状態の確定をすることができる。
【００６７】
また、請求項９に記載の充放電制御回路では、第２スイッチング素子はインバータで構成され、更に、電源電圧端子が充電器検出端子に接続されている。所定電圧値の検出信号が第１スイッチング素子を非導通にするインバータの電源電圧と兼用されており、インバータ動作をさせると同時に所定電圧値の出力もすることができる。また、過充電検出信号との論理的整合性もとりやすく好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図２】第１実施形態における第１変形例の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図３】第１及び第２実施形態において使用可能な電圧変換回路の具体的回路図。
【図４】第１実施形態における第２変形例の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図５】本発明を具体化した第２実施形態の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図６】第２実施形態における変形例の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図７】従来の充放電制御回路を有する二次電池パックの回路図。
【図８】図７に示す充放電制御回路と本願発明との相違を説明するための回路例の回路図。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ 充放電制御回路
２ 電圧変換回路
１００ａ〜１００ｄ
２００、３００ 電池パック
２０３ 放電制御用Ｐ型ＦＥＴ
２０４ 充電制御用Ｐ型ＦＥＴ
２０８ 他電池パック
２２０ 電圧検出回路
２３１ 過充電制御回路
２３２ 過放電制御回路
２４０ ラッチ回路
２５０ バイアス回路
Ａ〜Ｄ、Ｚ 充電制御用出力回路
Ｂａｔｔ＋ 電池パックのプラス端子
Ｂａｔｔ− 電池パックのマイナス端子
Claims (12)
- 外部に接続された二次電池への充電経路に備えられ、開閉制御端子への前記二次電池の基準電位の印加により導通する充電制御スイッチを、前記二次電池の過充電状態の検出に応じて非導通として、該二次電池の充電を中断させる充放電制御回路において、
前記充電制御スイッチを挟んで前記二次電池とは反対側の充電経路に接続される充電器検出端子と、
前記充電制御スイッチの開閉制御端子と前記基準電位との間に備えられ、前記充電器検出端子が導通制御端子に接続される第１スイッチング素子とを備え、
前記第１スイッチング素子は、
前記充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されたときに導通し、所定値以下のときに非導通となることを特徴とする二次電池の充放電制御回路。 - 前記第１スイッチング素子はバイポーラトランジスタから構成され、そのコレクタ端子が前記充電制御スイッチの開閉制御端子に、ベース端子が前記充電器検出端子に、エミッタ端子が前記二次電池の基準電位にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１記載の二次電池の充放電制御回路。
- 前記第１スイッチング素子はフィールドエフェクトトランジスタから構成され、そのドレイン端子が前記充電制御スイッチの開閉制御端子に、ゲート端子が前記充電器検出端子に、ソース端子が前記二次電池の基準電位にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項１記載の二次電池の充放電制御回路。
- 前記第１スイッチング素子が導通する充電器検出端子の電圧を所定値以上に調整する調整手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の二次電池の充放電制御回路。
- 前記二次電池の過充電状態を検出する過充電検出手段と、前記過充電検出手段から出力される過充電検出信号に基づいて前記第１スイッチング素子を非導通にする第２スイッチング素子とを備えることを特徴とする請求項１記載の二次電池の充放電制御回路。
- 前記第２スイッチング素子はバイポーラトランジスタから構成され、そのコレクタ端子が前記第１スイッチング素子に、ベース端子が前記過充電検出信号に、エミッタ端子が前記二次電池の基準電位にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項５記載の二次電池の充放電制御回路。
- 前記第２スイッチング素子はインバータから構成され、その電源端子が前記充電器検出端子に、入力端子が前記過充電検出信号に、出力端子が前記第１スイッチング素子にそれぞれ接続されていることを特徴とする請求項５記載の二次電池の充放電制御回路。
- 二次電池の過充電状態を検出すると、充電制御スイッチを非導通にさせ、該二次電池の充電を中断させる充放電制御回路において、
充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されたときは、導通して、前記充電制御スイッチを導通させ、前記充電器検出端子の電圧が所定値以下のときは、非導通となり、前記充電制御スイッチを非導通にさせる、第１スイッチング素子を有する制御手段を設け、
前記第１スイッチング素子は、ベース端子が前記充電器検出端子に接続されるバイポーラトランジスタであることを特徴とする二次電池の充放電制御回路。 - 二次電池の過充電状態を検出すると、充電制御スイッチを非導通にさせ、該二次電池の充電を中断させる充放電制御回路において、
充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されたときは、導通して、前記充電制御スイッチを導通させ、前記充電器検出端子の電圧が所定値以下のときは、非導通となり、前記充電制御スイッチを非導通にさせる、第１スイッチング素子を有する制御手段を設け、
前記第１スイッチング素子は、ゲート端子が前記充電器検出端子に接続されるトランジ スタであることを特徴とする二次電池の充放電制御回路。 - 二次電池の過充電状態を検出すると、充電制御スイッチを非導通にさせ、該二次電池の充電を中断させる充放電制御回路において、
充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されたときは、導通して、前記充電制御スイッチを導通させ、前記充電器検出端子の電圧が所定値以下のときは、非導通となり、前記充電制御スイッチを非導通にさせる、第１スイッチング素子と、
前記二次電池の過充電状態を検出する過充電検出信号に基づいて前記第１スイッチング素子を非導通にすると共に、コレクタ端子が前記第１スイッチング素子に接続される第２スイッチング素子とを、含む制御手段を備えることを特徴とする二次電池の充放電制御回路。 - 二次電池の過充電状態を検出すると、充電制御スイッチを非導通にさせ、該二次電池の充電を中断させる充放電制御回路において、
充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されたときは、導通して、前記充電制御スイッチを導通させ、前記充電器検出端子の電圧が所定値以下のときは、非導通となり、前記充電制御スイッチを非導通にさせる、第１スイッチング素子と、
前記二次電池の過充電状態を検出する過充電検出信号に基づいて前記第１スイッチング素子に流れる電流をバイパスさせる第２スイッチング素子とを備えることを特徴とする二次電池の充放電制御回路。 - 二次電池の過充電状態を検出すると、充電制御スイッチを非導通にさせ、該二次電池の充電を中断させる充放電制御回路において、
充電器検出端子に所定値以上の電圧が印加されたときは、導通して、前記充電制御スイッチを導通させ、前記充電器検出端子の電圧が所定値以下のときは、非導通となり、前記充電制御スイッチを非導通にさせる、第１スイッチング素子と、
過充電が検出された場合には、前記第１スイッチング素子に流れる電流をバイパスさせ、過充電が検出されない場合には、前記第１スイッチング素子に流れる電流をバイパスさせない、第２スイッチング素子とを備えることを特徴とする二次電池の充放電制御回路。
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