JP6688568B2 - 充放電制御回路、充放電制御装置およびバッテリ装置 - Google Patents
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Description
本発明は二次電池の充放電を制御することが可能な充放電制御回路、充放電制御装置およびこれを備えたバッテリ装置に関する。
従来の充放電制御装置を備えたバッテリ装置として、二次電池の電圧が所定の電圧よりも低い過放電状態となった場合に二次電池のさらなる電圧低下を抑制するパワーダウン回路を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかるパワーダウン回路によれば、充放電制御装置自身の消費電流を低減することが可能となる。
このような従来のバッテリ装置において、充放電制御装置の耐圧を越える数の二次電池が直列接続される場合、充放電制御装置を複数配置することとなる。
このような従来のバッテリ装置において、充放電制御装置の耐圧を越える数の二次電池が直列接続される場合、充放電制御装置を複数配置することとなる。
図３に従来技術による複数の二次電池を備えたバッテリ装置３００の回路図を示す。
従来のバッテリ装置３００は、充電器または負荷が接続される外部端子４０１及び４０２と、外部端子４０１及び４０２の間に直列に接続された二つの二次電池４０３−１及び４０３−２、放電制御スイッチ４０４、充電制御スイッチ４０５と、二次電池４０３−１及び４０３−２のそれぞれに接続された充放電制御回路３０１−１及び３０１−２とを備えている。
従来のバッテリ装置３００は、充電器または負荷が接続される外部端子４０１及び４０２と、外部端子４０１及び４０２の間に直列に接続された二つの二次電池４０３−１及び４０３−２、放電制御スイッチ４０４、充電制御スイッチ４０５と、二次電池４０３−１及び４０３−２のそれぞれに接続された充放電制御回路３０１−１及び３０１−２とを備えている。
充放電制御回路３０１−１は、電池電圧監視回路３０−１と、出力制御回路３１−１と、パワーダウン回路３３−１とを備えて構成され、同様に、充放電制御回路３０１−２は、電池電圧監視回路３０−２と、出力制御回路３１−２と、パワーダウン回路３３−２とを備えて構成されている。
充放電制御回路３０１−１は、以下のように動作する。
電池電圧監視回路３０−１は、二次電池４０３−１の電圧を監視して、二次電池４０３−１が過放電状態または過充電状態であることを示す検出信号を出力制御回路３１−１に出力する。二次電池４０３−１が過放電であることを示す検出信号が出力された場合、出力制御回路３１−１は放電制御スイッチ４０４をオフさせ、二次電池４０３−１が過充電であることを示す検出信号が出力され場合、充電制御スイッチ４０５をオフさせる。パワーダウン回路３３−１は、二次電池４０３−１が過放電となり、放電制御スイッチ４０４をオフしたことに基づいて生成される過放電信号ＯＤＣ−１を受け、パワーダウン信号を電池電圧監視回路３０−１に出力する。そして、電池電圧監視回路３０−１は、パワーダウン回路３３−１から出力されたパワーダウン信号を受けると、自身の動作を停止する。これにより、充放電制御回路３０１−１の消費電流が低減される。
電池電圧監視回路３０−１は、二次電池４０３−１の電圧を監視して、二次電池４０３−１が過放電状態または過充電状態であることを示す検出信号を出力制御回路３１−１に出力する。二次電池４０３−１が過放電であることを示す検出信号が出力された場合、出力制御回路３１−１は放電制御スイッチ４０４をオフさせ、二次電池４０３−１が過充電であることを示す検出信号が出力され場合、充電制御スイッチ４０５をオフさせる。パワーダウン回路３３−１は、二次電池４０３−１が過放電となり、放電制御スイッチ４０４をオフしたことに基づいて生成される過放電信号ＯＤＣ−１を受け、パワーダウン信号を電池電圧監視回路３０−１に出力する。そして、電池電圧監視回路３０−１は、パワーダウン回路３３−１から出力されたパワーダウン信号を受けると、自身の動作を停止する。これにより、充放電制御回路３０１−１の消費電流が低減される。
充放電制御回路３０１−２の動作は、充放電制御回路３０１−１と同様のため説明を省略する。
次に、パワーダウン回路３３−１及び３３−２それぞれにパワーダウン信号を発生させるための過放電信号ＯＤＣ−１及びＯＤＣ−２の生成について説明する。
バッテリ装置３００は、外部端子４０１と４０２との間に接続されたＮｃｈトランジスタ３１０、３１１、３１６、及び３１７と、Ｐｃｈトランジスタ３１２、３１５、３１８、及び３２０と、抵抗３１４、３１９、３２１、及び３２２と、ツェナーダイオード３１３をさらに備えている。
バッテリ装置３００は、外部端子４０１と４０２との間に接続されたＮｃｈトランジスタ３１０、３１１、３１６、及び３１７と、Ｐｃｈトランジスタ３１２、３１５、３１８、及び３２０と、抵抗３１４、３１９、３２１、及び３２２と、ツェナーダイオード３１３をさらに備えている。
二次電池４０３−１が過放電となり、放電制御スイッチ４０４がオフすると、外部端子４０１及び４０２の間に接続された負荷（図示せず）により外部端子４０２の電圧は外部端子４０１と等しくなるように動作する。すなわち、外部端子４０２の電圧が上昇する。外部端子４０２の電圧が上昇すると、Ｎｃｈトランジスタ３１１及びＰｃｈトランジスタ３１５がオン、Ｎｃｈトランジスタ３１６がオフ、Ｐｃｈトランジスタ３１０及び３１２がオフとなる。これにより、過放電信号ＯＤＣ−１は、二次電池４０３−１の正電源電圧に引き上げられる。さらに、Ｎｃｈトランジスタ３１７がオフ、Ｐｃｈトランジスタ３１８がオン、Ｐｃｈトランジスタ３２０がオフとなることから、過放電信号ＯＤＣ−２は、二次電池４０３−２の正電源電圧に引き上げられる。
また、二次電池４０３−２が過放電となった場合も、各トランジスタは、二次電池４０３−１が過放電となったときと同様に動作するため、過放電信号ＯＤＣ−１は二次電池４０３−１の正電源電圧に、過放電信号ＯＤＣ−２は二次電池４０３−２の正電源電圧にそれぞれ引き上げられる。
以上のように、従来のバッテリ装置において、複数の二次電池を直列接続して用いる場合、複数の二次電池のいずれが過放電となっても、複数の充放電制御回路それぞれのパワーダウン回路を動作させ、消費電流を低減することができる。
しかしながら、図３に示す従来のバッテリ装置３００においては、充放電制御回路３０１−１及び３０１-２それぞれのパワーダウン回路３３−１及び３３−２を動作させる過放電信号ＯＤＣ−１及びＯＤＣ−２を生成するために、複数のトランジスタ等の素子を用いていることから部品点数が多数必要となる。そして、この部品点数は二次電池の数が増えるほどさらに増大することとなってしまう。また、接続される二次電池の数により変化する耐圧を考慮して耐圧の高い高価なトランジスタを用いること、耐圧に合わせた回路構成等が必要であり、バッテリ装置を構成するためのコストが高くかつ回路が複雑になってしまうという課題があった。
したがって、本発明の目的は、複数の直列接続された二次電池の充放電を行う充放電制御装置およびバッテリ装置において、部品点数を削減し、安価で簡単な回路構成により消費電流の低減を実現することにある。
上記課題を解決するために、本発明による充放電制御回路は、二次電池の電圧を監視し、前記二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す検出信号を出力する電池電圧監視回路と、前記検出信号を受け、前記検出信号が過放電を示したことに応答して放電制御スイッチをオフさせるための放電制御信号を出力し、前記検出信号が過充電を示したことに応答して充電制御スイッチをオフさせるための充電制御信号を出力する出力制御回路と、入力端子より第１のパワーダウン信号を受け、前記第１のパワーダウン信号を前記二次電池の正電源電圧にプルアップして得られたプルアップ信号を出力するプルアップ回路と、前記プルアップ信号に基づいて第２のパワーダウン信号を出力するパワーダウン回路と、を有することを特徴とする。
また、本発明による充放電制御装置は、第１及び第２の外部端子の間に直列に接続された第１及び第２の二次電池、放電制御スイッチ、及び充電制御スイッチを制御する充放電制御装置であって、前記第１及び第２の二次電池にそれぞれ対応して設けられた第１及び第２の充放電制御回路を備え、前記第１の充放電制御回路は、前記第１の二次電池の電圧を監視し、前記第１の二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す第１の検出信号を出力する第１の電池電圧監視回路と、前記第１の検出信号を受け、前記第１の検出信号が過放電を示したことに応答して前記放電制御スイッチをオフさせるための第１の放電制御信号を出力し、前記第１の検出信号が過充電を示したことに応答して前記充電制御スイッチをオフさせるための第１の充電制御信号を出力する第１の出力制御回路と、前記第１の放電制御信号に基づいて生成される過放電信号もしくは外部パワーダウン信号を受け、前記過放電信号もしくは外部パワーダウン信号を前記第１の充放電制御回路の正電源電圧にプルアップして得られた第１のプルアップ信号を出力する第１のプルアップ回路と、前記第１のプルアップ信号に基づいて、前記第１の電池電圧監視回路を停止させる第１のパワーダウン信号を出力する第１のパワーダウン回路とを有し、前記第２の充放電制御回路は、前記第２の二次電池の電圧を監視し、前記第２の二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す第２の検出信号を出力する第２の電池電圧監視回路と、前記第２の検出信号を受け、前記第２の検出信号が過放電を示したことに応答して前記放電制御スイッチをオフさせるための第２の放電制御信号を出力し、前記第２の検出信号が過充電を示したことに応答して前記充電制御スイッチをオフさせるための第２の充電制御信号を出力する第２の出力制御回路と、前記第１のパワーダウン信号を受け、前記第１のパワーダウン信号を前記第２の充放電制御回路の正電源電圧にプルアップして得られた第２のプルアップ信号を出力する第２のプルアップ回路と、前記第２のプルアップ信号に基づいて、前記第２の電池電圧監視回路を停止させる第２のパワーダウン信号を出力する第２のパワーダウン回路とを有することを特徴とする。
また、本発明によるバッテリ装置は、第１及び第２の外部端子と、前記第１及び第２の外部端子の間に直列に接続された第１及び第２の二次電池、放電制御スイッチ、並びに充電制御スイッチと、前記充放電制御装置とを備え、前記第１及び第２の二次電池、前記放電制御スイッチ、並びに前記充電制御スイッチは、前記充放電制御装置により制御されることを特徴とする。
本発明によれば、第１の充放電制御装置においては、第１の放電制御信号に基づいて生成される過放電信号に基づいて第１のパワーダウン信号が生成される一方、第２の充放電制御装置においては、第１の充放電制御装置で生成された第１のパワーダウン信号に基づいて第２のパワーダウン信号が生成される。すなわち、第２のパワーダウン信号の生成のための過放電信号を生成する必要がない。したがって、第１のパワーダウン信号を生成するための過放電信号のみを生成するために必要な数のトランジスタ等の素子があれば十分であり、部品点数の増大を防止することができる。
よって、接続する二次電池の数が増えても、回路を複雑にすることなく、コストを抑えることが可能な充放電制御装置及びこれを備えたバッテリ装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態によるバッテリ装置２００を示す回路図である。
本発明の実施形態によるバッテリ装置２００は、充電器または負荷が接続される外部端子２０１及び２０２と、外部端子２０１及び２０２の間に直列に接続された二つの二次電池２０３−１及び２０３−２、Ｎｃｈトランジスタからなる放電制御スイッチ２０４及び充電制御スイッチ２０５と、充放電制御装置１００とを備えている。充放電制御装置１００は、二次電池２０３−１及び２０３−２のそれぞれに接続された充放電制御回路１０１−１及び１０１−２とを備えている。
図１は、本発明の実施形態によるバッテリ装置２００を示す回路図である。
本発明の実施形態によるバッテリ装置２００は、充電器または負荷が接続される外部端子２０１及び２０２と、外部端子２０１及び２０２の間に直列に接続された二つの二次電池２０３−１及び２０３−２、Ｎｃｈトランジスタからなる放電制御スイッチ２０４及び充電制御スイッチ２０５と、充放電制御装置１００とを備えている。充放電制御装置１００は、二次電池２０３−１及び２０３−２のそれぞれに接続された充放電制御回路１０１−１及び１０１−２とを備えている。
充放電制御回路１０１−１は、電池電圧監視回路１０−１と、出力制御回路１１−１と、プルアップ回路１２−１と、パワーダウン回路１３−１とを備えて構成され、同様に、充放電制御回路１０１−２は、電池電圧監視回路１０−２と、出力制御回路１１−２と、プルアップ回路１２−２と、パワーダウン回路１３−２とを備えて構成されている。
また、充放電制御装置１００は、さらに、Ｎｃｈトランジスタ１１０及び１１１と、Ｐｃｈトランジスタ１１２と、ツェナーダイオード１１３と、抵抗１１４とを備えている。
また、充放電制御装置１００は、さらに、Ｎｃｈトランジスタ１１０及び１１１と、Ｐｃｈトランジスタ１１２と、ツェナーダイオード１１３と、抵抗１１４とを備えている。
Ｐｃｈトランジスタ１１２及びＮｃｈトランジスタ１１１は、ゲート電極が共通接続され、充放電制御回路１０１−１の正電源接続端子１０２−１と負電源接続端子１０３−１との間に直列に接続されている。Ｎｃｈトランジスタ１１０は、ゲート電極がＰｃｈトランジスタ１１２及びＮｃｈトランジスタ１１１との接続点に接続され、ドレイン電極が充放電制御回路１０１−１の入力端子１０８−１に接続され、ソース電極が負電源接続端子１０３−１に接続されている。ツェナーダイオード１１３は、カソードがＮｃｈトランジスタ１１１のゲート電極に、アノードがＮｃｈトランジスタ１１１のソース電極とバルクに接続されている。抵抗１１４は、一端がツェナーダイオード１１３のカソードに接続され、他端がバッテリ装置２００の外部端子２０２に接続される。
次に、充放電制御回路１０１−１及び１０１−２の動作について説明する。
まず、充放電制御回路１０１−１においては、電池電圧監視回路１０−１が、正電源接続端子１０２−１及び負電源接続端子１０３−１を介して二次電池２０３−１の電圧を監視し、二次電池２０３−１が過放電状態または過充電状態であることを示す検出信号ＤＴ−１を出力制御回路１１−１に出力する。検出信号ＤＴ−１が二次電池２０３−１の過放電を示す場合、出力制御回路１１−１は放電制御信号ＤＣ−１を出力端子１０４−１を介して放電制御スイッチ２０４に出力することにより、放電制御スイッチ２０４をオフさせる。検出信号ＤＴ−１が二次電池２０３−１の過充電を示す場合、出力制御回路１１−１は充電制御信号ＣＣ−１を出力端子１０５−１を介して充電制御スイッチ２０５に出力することにより、充電制御スイッチ２０５をオフさせる。
まず、充放電制御回路１０１−１においては、電池電圧監視回路１０−１が、正電源接続端子１０２−１及び負電源接続端子１０３−１を介して二次電池２０３−１の電圧を監視し、二次電池２０３−１が過放電状態または過充電状態であることを示す検出信号ＤＴ−１を出力制御回路１１−１に出力する。検出信号ＤＴ−１が二次電池２０３−１の過放電を示す場合、出力制御回路１１−１は放電制御信号ＤＣ−１を出力端子１０４−１を介して放電制御スイッチ２０４に出力することにより、放電制御スイッチ２０４をオフさせる。検出信号ＤＴ−１が二次電池２０３−１の過充電を示す場合、出力制御回路１１−１は充電制御信号ＣＣ−１を出力端子１０５−１を介して充電制御スイッチ２０５に出力することにより、充電制御スイッチ２０５をオフさせる。
充放電制御回路１０１−２においては、電池電圧監視回路１０−２が、正電源接続端子１０２−２及び負電源接続端子１０３−２を介して二次電池２０３−２の電圧を監視し、二次電池２０３−２が過放電状態または過充電状態であることを示す検出信号ＤＴ−２を出力制御回路１１−２に出力する。検出信号ＤＴ−２が二次電池２０３−２の過放電を示す場合、出力制御回路１１−２は放電制御信号ＤＣ−２を出力する。出力された放電制御信号ＤＣ−２は、出力端子１０４−２及び充放電制御回路１０１−１の入力端子１０６−１を介して出力制御回路１１−１に入力され、放電制御信号ＤＣ−１として出力端子１０４−１を介して放電制御スイッチ２０４に出力される。これにより、放電制御スイッチ２０４がオフとなる。検出信号ＤＴ−２が二次電池２０３−２の過充電を示す場合、出力制御回路１１−２は充電制御信号ＣＣ−２を出力する。出力された充電制御信号ＣＣ−２は、出力端子１０５−２及び充放電制御回路１０１−１の入力端子１０７−１を介して出力制御回路１１−１に入力され、充電制御信号ＣＣ−１として出力端子１０５−１を介して充電制御スイッチ２０５に出力される。これにより、充電制御スイッチ２０５がオフとなる。
そして、二次電池２０３−１及び２０３−２のいずれか（又は両方）が過放電となり、放電制御スイッチ２０４がオフすると、外部端子２０１及び２０２の間に接続された負荷（図示せず）により外部端子２０２の電圧は外部端子２０１と等しくなるように動作する。すなわち、外部端子２０２の電圧が上昇する。外部端子２０２の電圧が上昇すると、Ｎｃｈトランジスタ１１１がオン、Ｐｃｈトランジスタ１１２がオフ、Ｎｃｈトランジスタ１１０がオフとなる。これにより、Ｎｃｈトランジスタ１１０のドレイン電極の信号である過放電信号ＯＤＣは、フローティング状態（Ｈｉ−Ｚ）となる。かかる過放電信号ＯＤＣは、入力端子１０８−１を介してプルアップ回路１２−１に入力される。入力された過放電信号ＯＤＣは、プルアップ回路１２−１において、二次電池２０３−１の正電源電圧に引き上げられる。この正電源電圧に引き上げられたプルアップ信号ＰＵ−１は、パワーダウン回路１３−１に入力される。パワーダウン回路１３−１は、プルアップ信号ＰＵ−１に基づいて、電池電圧監視回路１０−１にパワーダウン信号ＰＤ−１を出力する。このとき、パワーダウン回路１３−１は、出力制御回路１１−１にもパワーダウン信号ＰＤ−１を出力する。電池電圧監視回路１０−１は、パワーダウン回路１３−１から出力されたパワーダウン信号ＰＤ−１を受けると、自身の動作を停止する。これにより、充放電制御回路１０１−１の消費電流が低減される。
一方、充放電制御回路１０１−２においては、二次電池２０３−１及び２０３−２のいずれか（又は両方）が過放電状態となり放電制御スイッチ２０４がオフになると、充放電制御回路１０１−１において上述の動作によって生成されたパワーダウン信号ＰＤ−１が出力制御回路１１−１から出力端子１０９−１を介して出力される。出力されたパワーダウン信号ＰＤ−１は、充放電制御回路１０１−２の入力端子１０８−２に入力される。なお、入力端子１０８−２は、充放電制御回路１０１−１の入力端子１０８−１に対応する端子であるが、入力端子１０８−１には過放電信号ＯＤＣが入力されるのに対し、入力端子１０８−２にはパワーダウン信号ＰＤ−１が入力される。
パワーダウン信号ＰＤ−１は、二次電池２０３−１の正電源電圧に引き上げられた信号であることから、充放電制御回路１０１−２においては二次電池２０３−２の負電源電圧に相当する。そこで、パワーダウン信号ＰＤ−１は、プルアップ回路１２−２において二次電池２０３−２の正電源電圧に引き上げられる。この正電源電圧に引き上げられたプルアップ信号ＰＵ−２は、パワーダウン回路１３−２に入力される。パワーダウン回路１３−２は、プルアップ信号ＰＵ−２に基づいて、電池電圧監視回路１０−２にパワーダウン信号ＰＤ−２を出力する。電池電圧監視回路１０−２は、パワーダウン回路１３−２から出力されたパワーダウン信号ＰＤ−２を受けると、自身の動作を停止する。これにより、充放電制御回路１０１−２の消費電流が低減される。
このように、二次電池２０３−１が過放電となった場合と二次電池２０３−２が過放電となった場合のいずれにおいても、充放電制御回路１０１−１と充放電制御回路１０１−２の両方の動作を停止させ、充放電制御装置１００の消費電流を抑制することが可能となる。
このとき、本実施形態によれば、充放電制御回路１０１−１の電池電圧監視回路１０−１が動作を停止するためのパワーダウン信号ＰＤ−１の生成については、いくつかのトランジスタ等の素子を用いる必要があるものの、充放電制御回路１０１−２の電池電圧監視回路１０−２が動作を停止するためのパワーダウン信号ＰＤ−２の生成については、充放電制御回路１０１−１において生成されたパワーダウン信号ＰＤ−１を用いることができる。すなわち、パワーダウン信号ＰＤ−２の生成には、トランジスタ等の素子が必要とされない。したがって、充放電制御装置１００及びこれを含むバッテリ装置全体として、部品点数の増大を防止することができる。
図２は、本発明の実施形態におけるプルアップ回路１２（１２−１、１２−２２）の構成の一例を示した回路図である。
プルアップ回路１２は、入力端子１０８（１０８−１、１０８−２）と充放電制御回路１０１（１０１−１、１０１−２）の二次電池２０３（２０３−１、２０３−２）の正電源電圧との間に接続された定電流源ＣＣＳ（ＣＣＳ−１、ＣＣＳ−２）を備え、定電流源ＣＣＳと入力端子１０８との接続点に得られる信号をプルアップ信号ＰＵ（ＰＵ−１、ＰＵ−２）として出力する。
プルアップ回路１２は、入力端子１０８（１０８−１、１０８−２）と充放電制御回路１０１（１０１−１、１０１−２）の二次電池２０３（２０３−１、２０３−２）の正電源電圧との間に接続された定電流源ＣＣＳ（ＣＣＳ−１、ＣＣＳ−２）を備え、定電流源ＣＣＳと入力端子１０８との接続点に得られる信号をプルアップ信号ＰＵ（ＰＵ−１、ＰＵ−２）として出力する。
かかる構成により、入力端子１０８−１に入力される過放電信号ＯＤＣを充放電制御回路１０１−１の正電源電圧、すなわち二次電池２０３−１の正電源電圧にプルアップし、入力端子１０８−２に入力されるパワーダウン信号ＰＤ−１を充放電制御回路１０１−２の正電源電圧、すなわち二次電池２０３−２の正電源電圧にプルアップすることができる。
以上説明したように、本発明の実施形態の充放電制御装置およびバッテリ装置によれば、充放電制御回路１０１−１においては、放電制御信号ＤＣ−１に基づいて生成される過放電信号ＯＤＣに基づいてパワーダウン信号ＰＤ−１が生成される一方、充放電制御回路１０１−２においては、充放電制御回路１０１−１で生成されたパワーダウン信号ＰＤ−１に基づいてパワーダウン信号ＰＤ−２を生成することができる。すなわち、パワーダウン信号ＰＤ−２生成のための過放電信号を別途生成する必要がない。したがって、パワーダウン信号ＰＤ−１を生成するための過放電信号のみを生成するために必要な数のトランジスタ等の素子があれば十分であり、よって、部品点数を少なくすることができ、安価で簡単な回路構成とすることが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施形態においては、充放電制御回路を二段備えた充放電制御装置を備えたバッテリ装置を示しているが、本発明による充放電制御装置は、二次電池の数やこれを制御する充放電制御回路の耐圧に応じて、充放電制御回路を三段以上備えることも可能である。一例として、充放電制御回路を三段とした場合、すなわち、図１に示す充放電制御装置がさらに第３の充放電制御回路（図示しないが、１０１−３と呼ぶ）を備える場合は、以下のように構成すればよい。まず、外部端子２０１と二次電池２０３−２との間に第３の二次電池（２０３−３）を挿入し、これに第３の充放電制御回路（１０１−３）を接続する。そして、充放電制御回路１０１−２の出力端子１０９−２を第３の充放電制御回路（１０１−３）の入力端子（１０８−３）に接続し、出力制御回路１１−２の出力であるパワーダウン信号ＰＤ−２を第３の充放電制御回路（１０１−３）のプルアップ回路（１２−３）に入力するように構成する。さらに、第３の充放電制御回路（１０１−３）の出力制御回路（１１−３）から出力される放電制御信号（ＤＣ−３）及び充電制御信号（ＣＣ−３）を充放電制御回路１０１−２の入力端子１０６−２及び１０７−２にそれぞれ入力されるように構成する。
例えば、上記実施形態においては、充放電制御回路を二段備えた充放電制御装置を備えたバッテリ装置を示しているが、本発明による充放電制御装置は、二次電池の数やこれを制御する充放電制御回路の耐圧に応じて、充放電制御回路を三段以上備えることも可能である。一例として、充放電制御回路を三段とした場合、すなわち、図１に示す充放電制御装置がさらに第３の充放電制御回路（図示しないが、１０１−３と呼ぶ）を備える場合は、以下のように構成すればよい。まず、外部端子２０１と二次電池２０３−２との間に第３の二次電池（２０３−３）を挿入し、これに第３の充放電制御回路（１０１−３）を接続する。そして、充放電制御回路１０１−２の出力端子１０９−２を第３の充放電制御回路（１０１−３）の入力端子（１０８−３）に接続し、出力制御回路１１−２の出力であるパワーダウン信号ＰＤ−２を第３の充放電制御回路（１０１−３）のプルアップ回路（１２−３）に入力するように構成する。さらに、第３の充放電制御回路（１０１−３）の出力制御回路（１１−３）から出力される放電制御信号（ＤＣ−３）及び充電制御信号（ＣＣ−３）を充放電制御回路１０１−２の入力端子１０６−２及び１０７−２にそれぞれ入力されるように構成する。
かかる構成によれば、一段目の充放電制御回路１０１−１については、パワーダウン信号ＰＤ−１の生成ためにいくつかのトランジスタ等の素子が必要となるものの、二段目の充放電制御回路１０１−２の電池電圧監視回路１０−２の動作を停止させるためのパワーダウン信号ＰＤ−２、及び三段目の充放電制御回路（１０１−３）の電池電圧監視回路（１０−３）の動作を停止させるためのパワーダウン信号（ＰＤ−３）の生成については、充放電制御回路１０１−１及び充放電制御回路１０１−２において生成されたパワーダウン信号ＰＤ−１及びＰＤ−２をそれぞれ用いることができる。すなわち、パワーダウン信号ＰＤ−２の生成だけでなく、電池電圧監視回路（１０−３）が動作を停止するためのパワーダウン信号（ＰＤ−３）の生成にも、トランジスタ等の素子が必要とされない。したがって、充放電制御回路が複数段（四段、五段・・・）と増加した場合でも、部品点数の増加を最小限に抑えることが可能となる。
また、パワーダウン回路１３−１及び１３−２は、出力制御回路１１−１及び１１−２にそれぞれパワーダウン信号ＰＤ−１及びＰＤ−２を出力し、これを出力端子１０９−１及び１０９−２に出力するとしているが、パワーダウン回路１３−１及び１３−２それぞれから直接出力端子１０９−１及び１０９−２に出力するようにしてもよい。
また、本実施形態は二次電池が過放電状態の時にパワーダウンする動作で説明したが、外部からパワーダウン信号を入力する構成であっても同様の効果を得ることが出来る。すなわち、本実施形態の過放電信号ＯＤＣは、過放電信号と外部パワーダウン信号の論理和であってもよく、外部パワーダウン信号だけであってもよく、この回路に限定されるものではない。
１０−１、１０−２ 電池電圧監視回路
１１−１、１１−２ 出力制御回路
１２−１、１２−２ プルアップ回路
１３−１、１３−２ パワーダウン回路
１００ 充放電制御装置
１０１−１、１０１−２ 充放電制御回路
１０２−１、１０２−２ 正電源接続端子
１０３−１、１０３−２ 負電源接続端子
１０４−１、１０４−２、１０５−１、１０５−２、１０９−１、１０９−２ 出力端子
１０６−１、１０６−２、１０７−１、１０７−２、１０８−１、１０８−２ 入力端子
１１０、１１１ Ｎｃｈトランジスタ
１１２ Ｐｃｈトランジスタ
１１３ ツェナーダイオード
１１４ 抵抗
２００ バッテリ装置
２０１、２０２ 外部端子
２０３−１、２０３−２ 二次電池
２０４ 放電制御スイッチ
２０５ 充電制御スイッチ
ＣＣ−１、ＣＣ−２ 充電制御信号
ＣＣＳ−１ 定電流源
ＤＣ−１、ＤＣ−２ 放電制御信号
ＤＴ−１、ＤＴ−２ 検出信号
ＯＤＣ 過放電信号
ＰＤ−１、ＰＤ−２ パワーダウン信号
ＰＵ−１、ＰＵ−２ プルアップ信号
１１−１、１１−２ 出力制御回路
１２−１、１２−２ プルアップ回路
１３−１、１３−２ パワーダウン回路
１００ 充放電制御装置
１０１−１、１０１−２ 充放電制御回路
１０２−１、１０２−２ 正電源接続端子
１０３−１、１０３−２ 負電源接続端子
１０４−１、１０４−２、１０５−１、１０５−２、１０９−１、１０９−２ 出力端子
１０６−１、１０６−２、１０７−１、１０７−２、１０８−１、１０８−２ 入力端子
１１０、１１１ Ｎｃｈトランジスタ
１１２ Ｐｃｈトランジスタ
１１３ ツェナーダイオード
１１４ 抵抗
２００ バッテリ装置
２０１、２０２ 外部端子
２０３−１、２０３−２ 二次電池
２０４ 放電制御スイッチ
２０５ 充電制御スイッチ
ＣＣ−１、ＣＣ−２ 充電制御信号
ＣＣＳ−１ 定電流源
ＤＣ−１、ＤＣ−２ 放電制御信号
ＤＴ−１、ＤＴ−２ 検出信号
ＯＤＣ 過放電信号
ＰＤ−１、ＰＤ−２ パワーダウン信号
ＰＵ−１、ＰＵ−２ プルアップ信号
Claims (4)
- 第１及び第２の外部端子の間に直列に接続された第１及び第２の二次電池、放電制御スイッチ、及び充電制御スイッチを制御する充放電制御装置であって、
前記第１及び第２の二次電池にそれぞれ対応して設けられた第１及び第２の充放電制御回路を備え、
前記第１の充放電制御回路は、
前記第１の二次電池の電圧を監視し、前記第１の二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す第１の検出信号を出力する第１の電池電圧監視回路と、
前記第１の検出信号を受け、前記第１の検出信号が過放電を示したことに応答して前記放電制御スイッチをオフさせるための第１の放電制御信号を出力し、前記第１の検出信号が過充電を示したことに応答して前記充電制御スイッチをオフさせるための第１の充電制御信号を出力する第１の出力制御回路と、
前記第１の放電制御信号に基づいて生成される過放電信号もしくは外部パワーダウン信号を受け、前記過放電信号もしくは外部パワーダウン信号を前記第１の充放電制御回路の正電源電圧にプルアップして得られた第１のプルアップ信号を出力する第１のプルアップ回路と、
前記第１のプルアップ信号に基づいて、前記第１の電池電圧監視回路を停止させる第１のパワーダウン信号を出力する第１のパワーダウン回路とを有し、
前記第２の充放電制御回路は、
前記第２の二次電池の電圧を監視し、前記第２の二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す第２の検出信号を出力する第２の電池電圧監視回路と、
前記第２の検出信号を受け、前記第２の検出信号が過放電を示したことに応答して前記放電制御スイッチをオフさせるための第２の放電制御信号を出力し、前記第２の検出信号が過充電を示したことに応答して前記充電制御スイッチをオフさせるための第２の充電制御信号を出力する第２の出力制御回路と、
前記第１のパワーダウン信号を受け、前記第１のパワーダウン信号を前記第２の充放電制御回路の正電源電圧にプルアップして得られた第２のプルアップ信号を出力する第２のプルアップ回路と、
前記第２のプルアップ信号に基づいて、前記第２の電池電圧監視回路を停止させる第２のパワーダウン信号を出力する第２のパワーダウン回路とを有し、
前記第１のプルアップ回路は、第１の入力端子と前記第１の充放電制御回路の正電源端子との間に接続された第１の定電流源を有し、前記第１の入力端子と前記第１の定電流源との接続点に得られる信号を前記第１のプルアップ信号として出力し、
前記第２のプルアップ回路は、第２の入力端子と前記第２の充放電制御回路の正電源端子との間に接続された第２の定電流源を有し、前記第２の入力端子と前記第２の定電流源との接続点に得られる信号を前記第２のプルアップ信号として出力する
ことを特徴とする充放電制御装置。 - 第１及び第２の外部端子と、
前記第１及び第２の外部端子の間に直列に接続された第１及び第２の二次電池、放電制御スイッチ、並びに充電制御スイッチと、
請求項１に記載の充放電制御装置とを備え、
前記第１及び第２の二次電池、前記放電制御スイッチ、並びに前記充電制御スイッチは、前記充放電制御装置により制御されることを特徴とするバッテリ装置。 - 前記充放電制御装置は、Ｐｃｈトランジスタと第１及び第２のＮｃｈトランジスタとをさらに有し、
前記Ｐｃｈトランジスタと前記第１のＮｃｈトランジスタは、それぞれのゲート電極が前記第２の外部端子に共通に接続され、且つ前記第１の二次電池の正電源接続端子と負電源接続端子との間に直列に接続され、
前記第２のＮｃｈトランジスタは、ゲート電極が前記Ｐｃｈトランジスタと前記第１のＮｃｈトランジスタとの接続点に接続され、且つソース電極が前記負電源接続端子との間に接続され、
前記過放電信号は、前記第２のＮｃｈトランジスタのドレイン電極に発生する信号であることを特徴とする請求項２に記載のバッテリ装置。 - 第１及び第２の外部端子と、
前記第１及び第２の外部端子の間に直列に接続された第１及び第２の二次電池、放電制御スイッチ、及び充電制御スイッチと、
前記第１及び第２の二次電池にそれぞれ対応して設けられた第１及び第２の充放電制御回路を有する充放電制御装置と、を備えたバッテリ装置であって、
前記第１の充放電制御回路は、
前記第１の二次電池の電圧を監視し、前記第１の二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す第１の検出信号を出力する第１の電池電圧監視回路と、
前記第１の検出信号を受け、前記第１の検出信号が過放電を示したことに応答して前記放電制御スイッチをオフさせるための第１の放電制御信号を出力し、前記第１の検出信号が過充電を示したことに応答して前記充電制御スイッチをオフさせるための第１の充電制御信号を出力する第１の出力制御回路と、
前記第１の放電制御信号に基づいて生成される過放電信号もしくは外部パワーダウン信号を受け、前記過放電信号もしくは外部パワーダウン信号を前記第１の充放電制御回路の正電源電圧にプルアップして得られた第１のプルアップ信号を出力する第１のプルアップ回路と、
前記第１のプルアップ信号に基づいて、前記第１の電池電圧監視回路を停止させる第１のパワーダウン信号を出力する第１のパワーダウン回路とを有し、
前記第２の充放電制御回路は、
前記第２の二次電池の電圧を監視し、前記第２の二次電池が過放電であるか過充電であるかを示す第２の検出信号を出力する第２の電池電圧監視回路と、
前記第２の検出信号を受け、前記第２の検出信号が過放電を示したことに応答して前記放電制御スイッチをオフさせるための第２の放電制御信号を出力し、前記第２の検出信号が過充電を示したことに応答して前記充電制御スイッチをオフさせるための第２の充電制御信号を出力する第２の出力制御回路と、
前記第１のパワーダウン信号を受け、前記第１のパワーダウン信号を前記第２の充放電制御回路の正電源電圧にプルアップして得られた第２のプルアップ信号を出力する第２のプルアップ回路と、
前記第２のプルアップ信号に基づいて、前記第２の電池電圧監視回路を停止させる第２のパワーダウン信号を出力する第２のパワーダウン回路とを有し、
前記充放電制御装置は、Ｐｃｈトランジスタと第１及び第２のＮｃｈトランジスタとをさらに有し、
前記Ｐｃｈトランジスタと前記第１のＮｃｈトランジスタは、それぞれのゲート電極が前記第２の外部端子に共通に接続され、且つ前記第１の二次電池の正電源接続端子と負電源接続端子との間に直列に接続され、
前記第２のＮｃｈトランジスタは、ゲート電極が前記Ｐｃｈトランジスタと前記第１のＮｃｈトランジスタとの接続点に接続され、且つソース電極が前記負電源接続端子との間に接続され、
前記過放電信号は、前記第２のＮｃｈトランジスタのドレイン電極に発生する信号である
ことを特徴とするバッテリ装置。
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