JP4098279B2 - バッテリー保護回路 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリー保護回路の、特に２種類以上の異常検出機能の遅延時間を発生する遅延回路に関する。
一般にバッテリー保護回路では、ノイズ等による誤動作対策のために、異常を検出してから異常を保護する信号を出力するまでに遅延時間を設ける。遅延時間を発生する遅延回路は、回路規模の増大によるコストアップを抑えるために、発振器の信号を周波数カウンターで分周することで実現している。
特に２種類以上の異常検出機能を備えたバッテリー保護回路においては、２種類以上の異常検出機能の遅延回路を１つで兼ねて、回路規模の増大によるコストアップを抑えている（特許文献１参照）。
特開２００２−２４３７７３号公報（第４頁、第１図）
しかしながら、２種類以上の異常検出機能の遅延回路を１つで兼ねると、１つの異常検出機能が検出し遅延時間をカウント中に、他の異常検出機能が検出してしまうようなとき、重複して遅延時間をカウント出来ないため、どちらかの遅延機能をやめるか、どちらかの異常検出機能を停止させるしかなくなってしまうという課題がある。
本発明の目的は、従来のこのような問題点を解決しようとするもので、遅延回路によるコストアップを抑えたバッテリー保護回路を提供することである。
本発明のバッテリー保護回路は、周波数カウンターのカウンター段において、遅延時間が短いほうのカウント分をリセットして、それを次段に繰り上げるような制御回路を追加することにより、前記課題を解決して遅延回路によるコストアップを抑えたバッテリー保護回路を提供するものである。
本発明は、２種類以上の異常検出機能を備えたバッテリー保護回路において、周波数カウンターを用いた１つの遅延回路で、２つの異常検出機能の遅延時間をカウントできるようにし、回路規模の増大によるコストアップを抑える効果がある。
図１は、本発明のバッテリー制御回路の実施例を示す回路図である。
二次電池１０１は、スイッチ回路１０４を介し＋ＶＯと−ＶＯに接続され、通常＋ＶＯと−ＶＯ間に負荷１０２や充電器１０３を接続して使用する。バッテリー制御回路１０５は、過放電検出回路１０８と、過充電検出回路１０９と、過電流検出回路１１１と、それらの検出出力を入力する制御回路１１０と、制御回路１１２の出力により遅延時間を発生する遅延回路１１２と、遅延回路の出力をスイッチ回路１０４に出力する出力回路１１３とからなる。
バッテリー制御回路１０５は、二次電池に対する種々の危険を検出し保護するためのものである。図１の例では、充電により電池電圧が高く成り過ぎる過充電状態と、放電により電池電圧が低く成り過ぎる過放電状態と、電池の放電電流が大きすぎる過電流状態をそれぞれ、過充電検出回路１０９と過放電検出回路１０８と過電流検出回路１１１で検出して、スイッチ回路１０４を制御することにより二次電池を保護する。
遅延回路１１２は、発信回路１１４と、周波数カウンター１１５と、第１の遅延信号回路１１６と、第２の遅延信号回路１１７と、第３の遅延信号回路１１８とからなる。本実施例の遅延回路１１２では、第１の遅延信号回路１１７にｎ段目Ｆ/Ｆレジスタの出力を、第２の遅延信号回路１１７にｍ段目Ｆ/Ｆレジスタの出力を、第３の遅延信号回路１１８にｋ段目Ｆ/Ｆレジスタの出力を入力する。また、（ｋ+１）段目Ｆ/Ｆレジスタに繰り上げ用の制御信号を、１段目Ｆ/Ｆレジスタからｋ段目Ｆ/Ｆレジスタまでにはリセット信号を制御回路１１０から入力する。
遅延回路１１２は、過充電検出回路１０９か過放電検出回路１０８か過電流検出回路１１１のいずれかが異常を検出すると、制御回路１１０の出力信号により発振器１１４で発生するクロックを周波数カウンター１１５で分周して遅延時間を作り出す。第１の遅延信号回路１１６と、第２の遅延信号回路１１７と、第３の遅延信号回路１１８は、それぞれ対応した遅延時間後に検出信号を出力回路１１３に出力する。また発振器１１４および周波数カウンター１１５は、回路規模を小さくするために１つで兼ねる回路構成としている。
図２に、本発明のバッテリー制御回路のシーケンスフロー図を示す。一例として、過充電検出遅延時間が過電流検出遅延時間より十分長い、すなわち過充電検出遅延信号がｎ段目Ｆ/Ｆレジスタの出力で過電流検出遅延信号がｋ段目Ｆ/Ｆレジスタの出力である場合において、過充電を検出し遅延時間をカウントしている状態で、過電流を検出したときの動作を説明する。
先ず過充電を過充電検出回路１０９で検出すると、制御回路１１０を介し発振器１１４が発生するクロックを周波数カウンター１１５でカウントする。過充電遅延時間は周波数カウンター１１５のｎ段目Ｆ/Ｆレジスタの出力で作り出し、その出力でスイッチ回路の充電用スイッチ１０７をオフし過充電状態とする。次に、過充電を検出し遅延時間をカウントしている最中に、過電流を過電流検出回路１１１で検出すると、この状態を制御回路１１０が判断し、周波数カウンター１１５のｋ＋１段目Ｆ/Ｆレジスタにカウントを繰り上げ、周波数カウンター１１５のｋ段Ｆ/Ｆレジスタまでをすべてリセットする。これにより過電流の遅延時間は、周波数カウンターの１段目からｋ段目までのＦ/Ｆレジスタをカウントすることにより作り出すことが可能となり、同時に過充電の遅延時間も周波数カウンターの１段目からｎ段目までのＦ/Ｆレジスタでカウントを続けることにより作り出すことが可能となる。
ただし、過電流検出にて周波数カウンターを繰り上げることにより、過充電検出遅延時間が最大で過電流遅延時間分短くなることがあるが、過充電遅延時間が過電流遅延時間に比べ十分大きな設定であれば、実使用上問題とせず使える。
また上記の対策として、過電流検出にて周波数カウンターの繰り上げを止めることにより、過充電検出遅延時間が最大で過電流遅延時間分長くして使う方法でもよい。
また実施例では過充電と過電流での関係で説明をしたが、他に過放電と過電流や過充電と過放電での関係や他の異常検出どうしの関係でも、同様の手法が使えることは明白である。
また、本発明の実施例では１セルにおけるバッテリー保護回路で説明をしたが、多セルのバッテリー保護回路でも、同様の手法が使えることは明白である。
本発明のバッテリー制御回路の実施例を示す回路図である。 本発明のバッテリー制御回路のシーケンスフロー図である。
符号の説明
１０１ 二次電池
１０２ 負荷
１０３ 充電器
１０４ スイッチ回路
１０５ バッテリー制御回路
１０６ 放電用スイッチ
１０７ 充電用スイッチ
１０８ 過放電検出回路
１０９ 過充電検出回路
１１０ 制御回路
１１１ 過電流検出回路
１１２ 遅延回路
１１３ 出力回路
１１４ 発振器
１１５ 周波数カウンター
１１６ 第１の遅延信号回路
１１７ 第２の遅延信号回路
１１８ 第３の遅延信号回路

Claims (2)

  1. 複数の異常を検出する検出回路と、前記検出回路の検出信号を遅延する遅延回路と、前記遅延回路の出力によって充放電を制御するスイッチ回路とを有するバッテリー保護回路において、前記遅延回路の周波数カウンターは複数の遅延時間に対応した出力を有し、前記遅延回路は前記周波数カウンターで長い遅延時間のカウント中に前記検出回路が短い遅延時間の異常を検出した場合、短い遅延時間を出力するカウンターまでの全てのカウンターをリセットすることを特徴とするバッテリー保護回路。
  2. 前記遅延回路は長い遅延時間のカウント中に前記検出回路が短い遅延時間の異常を検出した場合、短い遅延時間を出力するカウンターの次段にカウントを繰り上げることを特徴とする請求項１記載のバッテリー保護回路。
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