JP6614388B1 - 二次電池保護回路、二次電池保護装置、電池パック及び二次電池保護回路の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
二次電池の正極と負荷及び充電器の高電位側電源端子との間の電流経路に直列に挿入される充電制御NMOSトランジスタ及び放電制御NMOSトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路であって、
前記二次電池の電圧を昇圧することで制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記充電制御NMOSトランジスタのゲート及び前記放電制御NMOSトランジスタのゲートに前記制御電圧を供給する駆動回路と、
所定の過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する過放電検出回路と、
前記過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記過放電検出回路により検出されている場合、前記放電制御NMOSトランジスタのゲートがローレベルになるように前記駆動回路を動作させる制御回路と、
前記過放電検出電圧に比べて低く設定された低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する低電圧検出回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記制御電圧を前記充電制御NMOSトランジスタのゲートに供給するノードを遮断してハイインピーダンスにする遮断回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記充電制御NMOSトランジスタのゲートを前記高電位側電源端子の電位に固定するスイッチ回路とを備える、二次電池保護回路を提供する。
二次電池の正極と負荷及び充電器の高電位側電源端子との間の電流経路に直列に挿入される充電制御NMOSトランジスタと、
前記電流経路に直列に挿入される放電制御NMOSトランジスタと、
前記二次電池の電圧を昇圧することで制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記充電制御NMOSトランジスタのゲート及び前記放電制御NMOSトランジスタのゲートに前記制御電圧を供給する駆動回路と、
所定の過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する過放電検出回路と、
前記過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記過放電検出回路により検出されている場合、前記放電制御NMOSトランジスタのゲートがローレベルになるように前記駆動回路を動作させる制御回路と、
前記過放電検出電圧に比べて低く設定された低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する低電圧検出回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記制御電圧を前記充電制御NMOSトランジスタのゲートに供給するノードを遮断してハイインピーダンスにする遮断回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記充電制御NMOSトランジスタのゲートを前記高電位側電源端子の電位に固定するスイッチ回路とを備える、二次電池保護装置を提供する。
二次電池と、
前記二次電池の正極と負荷及び充電器の高電位側電源端子との間の電流経路に直列に挿入される充電制御NMOSトランジスタと、
前記電流経路に直列に挿入される放電制御NMOSトランジスタと、
前記二次電池の電圧を昇圧することで制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記充電制御NMOSトランジスタのゲート及び前記放電制御NMOSトランジスタのゲートに前記制御電圧を供給する駆動回路と、
所定の過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する過放電検出回路と、
前記過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記過放電検出回路により検出されている場合、前記放電制御NMOSトランジスタのゲートがローレベルになるように前記駆動回路を動作させる制御回路と、
前記過放電検出電圧に比べて低く設定された低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する低電圧検出回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記制御電圧を前記充電制御NMOSトランジスタのゲートに供給するノードを遮断してハイインピーダンスにする遮断回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記充電制御NMOSトランジスタのゲートを前記高電位側電源端子の電位に固定するスイッチ回路とを備える、電池パックを提供する。
二次電池の電圧を昇圧することで制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記二次電池の正極と負荷及び充電器の高電位側電源端子との間の電流経路に直列に挿入される充電制御NMOSトランジスタのゲート、及び、前記電流経路に直列に挿入される放電制御NMOSトランジスタのゲートに、前記制御電圧を供給する駆動回路と、
所定の過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する過放電検出回路と、
前記過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記過放電検出回路により検出されている場合、前記放電制御NMOSトランジスタのゲートがローレベルになるように前記駆動回路を動作させる制御回路とを備える二次電池保護回路の制御方法であって、
前記過放電検出電圧に比べて低く設定された低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出し、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が検出されている場合、前記制御電圧を前記充電制御NMOSトランジスタのゲートに供給するノードを遮断してハイインピーダンスにし、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が検出されている場合、前記充電制御NMOSトランジスタのゲートを前記高電位側電源端子の電位に固定する、二次電池保護回路の制御方法を提供する。
2 放電制御トランジスタ
3 スイッチ回路部
5 プラス端子
10,10A,10B 電池保護回路
13 グランド端子
15 電源端子
18 監視端子
20 検出回路
30 チャージポンプ(昇圧回路の一例)
32 高電源電位部
33 低電源電位部
40 制御回路
50 駆動回路
51〜54 駆動スイッチ
61,61A,61B,61C 低電圧検出回路
62 遮断回路
63A,63B レベルシフト回路
65 スイッチ
68 電流源
69 スイッチ回路
70 二次電池
80 電池保護装置
91 充電器
100 電池パック
110A,110B 電池保護回路
Claims (10)
- 二次電池の正極と負荷及び充電器の高電位側電源端子との間の電流経路に直列に挿入される充電制御NMOSトランジスタ及び放電制御NMOSトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路であって、
前記二次電池の電圧を昇圧することで制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記充電制御NMOSトランジスタのゲート及び前記放電制御NMOSトランジスタのゲートに前記制御電圧を供給する駆動回路と、
所定の過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する過放電検出回路と、
前記過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記過放電検出回路により検出されている場合、前記放電制御NMOSトランジスタのゲートがローレベルになるように前記駆動回路を動作させる制御回路と、
前記過放電検出電圧に比べて低く設定された低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する低電圧検出回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記制御電圧を前記充電制御NMOSトランジスタのゲートに供給するノードを遮断してハイインピーダンスにする遮断回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記充電制御NMOSトランジスタのゲートを前記高電位側電源端子の電位に固定するスイッチ回路とを備える、二次電池保護回路。 - 前記低電圧検出回路は、前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が検出されている場合、前記昇圧回路を停止させる、請求項1に記載の二次電池保護回路。
- 前記低電圧検出回路は、
前記低電圧検出回路の出力電位を、前記高電位側電源端子の電位に変換するレベルシフト回路を有し、
前記スイッチ回路は、
前記レベルシフト回路の出力によりゲートが制御される第1のNMOSトランジスタと、
前記第1のNMOSトランジスタにより制御されるゲートが共通接続され、且つ、ソースが共通接続された複数の第1のPMOSトランジスタと、
前記複数の第1のPMOSトランジスタにおける共通接続ゲートと共通接続ソースとの間に接続された電流源とを有する、請求項1又は2に記載の二次電池保護回路。 - 前記レベルシフト回路は、前記低電圧検出回路の出力ノードと前記高電位側電源端子との間に接続されるデプレッション型のNMOSトランジスタを有する、請求項3に記載の二次電池保護回路。
- 前記駆動回路は、前記制御電圧を供給する高電源電位部にソースが接続された第2のPMOSトランジスタと、前記高電源電位部よりも電位が低い低電源電位部にソースが接続された第2のNMOSトランジスタとによるCMOSインバータを有し、
前記制御回路が、前記二次電池の電圧が前記低電圧検出電圧よりも低い状態において、前記第2のPMOSトランジスタと前記第2のNMOSトランジスタの各ゲートにローレベルの信号を出力する設定の場合、前記遮断回路は、前記CMOSインバータの出力ノードと前記高電源電位部との間を遮断して前記出力ノードをハイインピーダンスにし、
前記制御回路が、前記二次電池の電圧が前記低電圧検出電圧よりも低い状態において、前記第2のPMOSトランジスタと前記第2のNMOSトランジスタの各ゲートにハイレベルの信号を出力する設定の場合、前記遮断回路は、前記CMOSインバータの出力ノードと前記低電源電位部との間を遮断して前記出力ノードをハイインピーダンスにする、
請求項1から4のいずれか一項に記載の二次電池保護回路。 - 前記駆動回路は、前記制御電圧を供給する高電源電位部にソースが接続された第2のPMOSトランジスタと、前記高電源電位部よりも電位が低い低電源電位部にソースが接続された第2のNMOSトランジスタとによるCMOSインバータを有し、
前記制御回路が、前記二次電池の電圧が前記低電圧検出電圧よりも低い状態において、前記第2のPMOSトランジスタと前記第2のNMOSトランジスタの各ゲートにローレベルの信号を出力する設定の場合、前記遮断回路は、前記CMOSインバータの出力ノードと前記高電源電位部との間を遮断して前記出力ノードをハイインピーダンスにし、
前記遮断回路は、PMOSトランジスタを有し、
前記PMOSトランジスタは、前記CMOSインバータの出力ノードと前記高電源電位部との間に挿入されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の二次電池保護回路。 - 前記低電圧検出回路は、MOSトランジスタを有し、
前記低電圧検出電圧は、前記MOSトランジスタの閾値電圧に基づいて設定されている、請求項1から6のいずれか一項に記載の二次電池保護回路。 - 二次電池の正極と負荷及び充電器の高電位側電源端子との間の電流経路に直列に挿入される充電制御NMOSトランジスタと、
前記電流経路に直列に挿入される放電制御NMOSトランジスタと、
前記二次電池の電圧を昇圧することで制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記充電制御NMOSトランジスタのゲート及び前記放電制御NMOSトランジスタのゲートに前記制御電圧を供給する駆動回路と、
所定の過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する過放電検出回路と、
前記過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記過放電検出回路により検出されている場合、前記放電制御NMOSトランジスタのゲートがローレベルになるように前記駆動回路を動作させる制御回路と、
前記過放電検出電圧に比べて低く設定された低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する低電圧検出回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記制御電圧を前記充電制御NMOSトランジスタのゲートに供給するノードを遮断してハイインピーダンスにする遮断回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記充電制御NMOSトランジスタのゲートを前記高電位側電源端子の電位に固定するスイッチ回路とを備える、二次電池保護装置。 - 二次電池と、
前記二次電池の正極と負荷及び充電器の高電位側電源端子との間の電流経路に直列に挿入される充電制御NMOSトランジスタと、
前記電流経路に直列に挿入される放電制御NMOSトランジスタと、
前記二次電池の電圧を昇圧することで制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記充電制御NMOSトランジスタのゲート及び前記放電制御NMOSトランジスタのゲートに前記制御電圧を供給する駆動回路と、
所定の過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する過放電検出回路と、
前記過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記過放電検出回路により検出されている場合、前記放電制御NMOSトランジスタのゲートがローレベルになるように前記駆動回路を動作させる制御回路と、
前記過放電検出電圧に比べて低く設定された低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する低電圧検出回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記制御電圧を前記充電制御NMOSトランジスタのゲートに供給するノードを遮断してハイインピーダンスにする遮断回路と、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記低電圧検出回路により検出されている場合、前記充電制御NMOSトランジスタのゲートを前記高電位側電源端子の電位に固定するスイッチ回路とを備える、電池パック。 - 二次電池の電圧を昇圧することで制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記二次電池の正極と負荷及び充電器の高電位側電源端子との間の電流経路に直列に挿入される充電制御NMOSトランジスタのゲート、及び、前記電流経路に直列に挿入される放電制御NMOSトランジスタのゲートに、前記制御電圧を供給する駆動回路と、
所定の過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出する過放電検出回路と、
前記過放電検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が前記過放電検出回路により検出されている場合、前記放電制御NMOSトランジスタのゲートがローレベルになるように前記駆動回路を動作させる制御回路とを備える二次電池保護回路の制御方法であって、
前記過放電検出電圧に比べて低く設定された低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧を検出し、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が検出されている場合、前記制御電圧を前記充電制御NMOSトランジスタのゲートに供給するノードを遮断してハイインピーダンスにし、
前記低電圧検出電圧よりも低い前記二次電池の電圧が検出されている場合、前記充電制御NMOSトランジスタのゲートを前記高電位側電源端子の電位に固定する、二次電池保護回路の制御方法。
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