JP7023561B2 - 充放電制御回路及びこれを備えたバッテリ装置 - Google Patents
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Description
また、上記課題を解決するために、本発明の充放電制御回路は、二次電池の充放電を制御するための充放電制御回路であって、前記正極電源端子、前記負極電源端子、前記充電制御端子、前記放電制御端子、及び前記第1のクランプ回路と、前記放電制御端子に出力される前記放電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記放電制御FETの他端の電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第2のクランプ回路と、前記第1及び第2のクランプ回路の動作を制御する信号が入力される制御端子とを備え、前記第1のクランプ回路及び第2のクランプ回路は、前記制御端子に入力される信号がハイレベルのとき、動作を停止させることを特徴とする。
さらに、上記課題を解決するために、本発明の充放電制御回路は、二次電池の充放電を制御するための充放電制御回路であって、前記正極電源端子、前記負極電源端子、前記充電制御端子、及び前記放電制御端子と、前記外部負極端子に接続される外部負電圧入力端子と、前記放電制御FETの他端に接続され、前記二次電池の過電流を検出するための過電流検出端子と、前記充電制御端子に出力される前記充電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記外部負電圧入力端子に入力される電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第1のクランプ回路と、前記放電制御端子に出力される前記放電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記過電流検出端子に入力される電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第2のクランプ回路とを備え、前記充電器の正極が前記正極電源端子に接続され、前記充電器の負極が前記外部負電圧入力端子に接続され、前記正極電源端子と前記外部負電圧入力端子との間の電圧が前記二次電池の電圧よりも高い所定の電圧になると、前記第1及び第2のクランプ回路が動作することを特徴とする。
図1は、本発明の第1の実施形態のバッテリ装置10を示すブロック図である。
本実施形態のバッテリ装置10は、二次電池SCと、第1の充放電制御装置11と、第2の充放電制御装置12と、充電器CH及び負荷(図示せず)が接続される外部正極端子EB+及び外部負極端子EB-とを備えている。
第2の充放電制御回路210は、正極電源端子VDD2と、負極電源端子VSS2と、過電流検出端子VI2と、放電制御端子DO2と、充電制御端子CO2と、外部負電圧入力端子VM2とを備えている。
第1の充放電制御回路110は、さらに、検出制御回路111と、出力ドライバ112及び113と、クランプ回路114及び115とを備えて構成されている。
出力ドライバ112及び113の出力端は、それぞれ放電制御端子DO1及び充電制御端子CO1に接続されている。
また、クランプ回路114は、出力ドライバ113の入力端に接続されたイネーブル端子114eを備えている。
ここでは、外部正極端子EB+と外部負極端子EB-との間に充電器CHが接続され、充電制御FET122、222、及び放電制御FET121、221が全てオンである状態から、第2の充放電制御装置12によって過充電又は充電過電流が検出された場合の動作について説明する。
上記のような状態を回避する別の構成のバッテリ装置を第2及び第3の実施形態として以下に説明する。
本実施形態のバッテリ装置20は、クランプ回路114が外部負電圧入力端子VM1と放電制御端子DO1との間ではなく、過電流検出端子VI1と放電制御端子DO1との間に接続されている点と、クランプ回路114がイネーブル端子114eを備えていない点で、第1の実施形態のバッテリ装置10と異なっている。
その他の構成については、図1のバッテリ装置10と同一であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
したがって、本実施形態によれば、イネーブル端子114eを設けることなく、放電制御FET121として低耐圧のFETを用いることができる。
本実施形態のバッテリ装置30は、クランプ回路114が外部負電圧入力端子VM1と放電制御端子DO1との間ではなく、負極電源端子VSS1と放電制御端子DO1との間に接続されている点、クランプ回路114がイネーブル端子114eを備えていない点、過電流検出用抵抗130、230を備えていない点、及び過電流検出端子VI1、VI2を備えていない点で、第1の実施形態のバッテリ装置10と異なっている。
その他の構成については、図1のバッテリ装置10と同一であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
このように、過電流検出用抵抗130、230が設けられていないことから、クランプ回路114を負極電源端子VSS1と放電制御端子DO1との間に接続している。
そこで、このような問題を解決したバッテリ装置を第4の実施形態として、以下に説明する。
本実施形態のバッテリ装置40-1は、第1の実施形態のバッテリ装置10に対し、以下の点が異なっている。
動作についても、第1の実施形態のバッテリ装置10とほぼ同じであるが、クランプ回路114及び115の動作と停止の仕方が第1の実施形態と異なる。
以上のように、本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果が得られるとともに、消費電流を抑制することができる。
バッテリ装置40-2は、図4のバッテリ装置40-1に対し、以下の点が異なっている。なお、以下の点以外の構成については、図4のバッテリ装置40-1と同一であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
バッテリ装置40-3は、図4のバッテリ装置40-1に対し、以下の点が異なっている。なお、以下の点以外の構成については、図4のバッテリ装置40-1と同一であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
バッテリ装置40-4は、図6のバッテリ装置40-3に対し、以下の点が異なっている。なお、以下の点以外の構成については、図6のバッテリ装置40-3と同一であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
例えば、図4、図6、及び図7に示すバッテリ装置40-1、40-3、及び40-4では、外部負電圧入力端子VM1と正極電源端子VDD1との間の電圧に基づいてスイッチ素子41及び42を制御する例を示したが、外部負電圧入力端子VM1に限らず、充電制御FET222がオフとなったときに充電器CHの負極の電圧、すなわち外部負極端子EB-の電圧となる別の端子と正極電源端子VDD1との間の電圧に基づいてスイッチ素子41及び42を制御するようにしてもよい。
11、12 充放電制御装置
110、210 充放電制御回路
114、115 クランプ回路
114e イネーブル端子
121、221 放電制御FET
122、222 充電制御FET
111 検出制御回路
VDD1、VDD2 正極電源端子
VSS1、VSS2 負極電源端子
VI1、VI2、VI12 過電流検出端子
DO1、DO2 放電制御端子
CO1、CO2 充電制御端子
VM1、VM2 外部負電圧入力端子
SC 二次電池
CH 充電器
EB+ 外部正極端子
EB- 外部負極端子
Claims (15)
- 二次電池の充放電を制御するための充放電制御回路であって、
前記二次電池の電圧を監視するための正極電源端子及び負極電源端子と、
一端が負荷及び充電器の負極が接続される外部負極端子に接続された充電制御FETのゲートに接続される充電制御端子と、
一端が前記充電制御FETの他端に接続された放電制御FETのゲートに接続される放電制御端子と、
前記充電制御端子に出力される前記充電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記外部負極端子の電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第1のクランプ回路と、
前記放電制御端子に出力される前記放電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記外部負極端子の電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第2のクランプ回路とを備えることを特徴とする充放電制御回路。 - 前記外部負極端子に接続される外部負電圧入力端子をさらに備え、
前記第1のクランプ回路の基準電圧及び前記第2のクランプ回路の基準電圧が、前記外部負極端子の電圧に代えて、前記外部負電圧入力端子に入力される電圧であることを特徴とする請求項1に記載の充放電制御回路。 - 前記放電制御FETの他端に接続され、前記二次電池の過電流を検出するための過電流検出端子をさらに備え、
前記第1のクランプ回路の基準電圧及び前記第2のクランプ回路の基準電圧が、前記外部負極端子の電圧に代えて、前記過電流検出端子に入力される電圧であることを特徴とする請求項1に記載の充放電制御回路。 - 前記第1のクランプ回路及び第2のクランプ回路の動作を制御する信号が入力される制御端子をさらに備え、
前記第1のクランプ回路及び第2のクランプ回路は、前記制御端子に入力される信号がハイレベルのとき、動作を停止させるように構成されることを特徴とする請求項1又は3に記載の充放電制御回路。 - 前記第1のクランプ回路及び第2のクランプ回路の動作を制御する信号が入力される制御端子をさらに備え、
前記第1のクランプ回路及び第2のクランプ回路は、前記制御端子に入力される信号がハイレベルのとき、動作を停止させるように構成されることを特徴とする請求項2に記載の充放電制御回路。 - 二次電池の充放電を制御するための充放電制御回路であって、
前記二次電池の電圧を監視するための正極電源端子及び負極電源端子と、
一端が負荷及び充電器の負極が接続される外部負極端子に接続された充電制御FETのゲートに接続される充電制御端子と、
一端が前記充電制御FETの他端に接続された放電制御FETのゲートに接続される放電制御端子と、
前記充電制御端子に出力される前記充電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記外部負極端子の電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第1のクランプ回路と、
前記放電制御端子に出力される前記放電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記放電制御FETの他端の電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第2のクランプ回路と、
前記第1及び第2のクランプ回路の動作を制御する信号が入力される制御端子とを備え、
前記第1のクランプ回路及び第2のクランプ回路は、前記制御端子に入力される信号がハイレベルのとき、動作を停止させることを特徴とする充放電制御回路。 - 前記外部負極端子に接続される外部負電圧入力端子と、
前記放電制御FETの他端に接続され、前記二次電池の過電流を検出するための過電流検出端子とをさらに備え、
前記第1のクランプ回路の基準電圧が、前記外部負極端子の電圧に代えて、前記外部負電圧入力端子に入力される電圧であり、
前記第2のクランプ回路の基準電圧が、前記放電制御FETの他端の電圧に代えて、前記過電流検出端子に入力される電圧であることを特徴とする請求項6に記載の充放電制御回路。 - 前記充電器の正極が前記正極電源端子に接続され、前記充電器の負極が前記外部負電圧入力端子に接続され、前記正極電源端子と前記外部負電圧入力端子との間の電圧が前記二次電池の電圧よりも高い所定の電圧になると、前記第1及び第2のクランプ回路が動作することを特徴とする請求項2、5及び7のいずれか一項に記載の充放電制御回路。
- 前記外部負極端子に接続される外部負電圧入力端子をさらに備え、
前記第1のクランプ回路の基準電圧が、前記外部負極端子の電圧に代えて、前記外部負電圧入力端子に入力される電圧であり、
前記第2のクランプ回路の基準電圧が、前記放電制御FETの他端の電圧に代えて、前記負極電源端子に入力される電圧であることを特徴とする請求項6に記載の充放電制御回路。 - 二次電池の充放電を制御するための充放電制御回路であって、
前記二次電池の電圧を監視するための正極電源端子及び負極電源端子と、
一端が負荷及び充電器の負極が接続される外部負極端子に接続された充電制御FETのゲートに接続される充電制御端子と、
一端が前記充電制御FETの他端に接続された放電制御FETのゲートに接続される放電制御端子と、
前記外部負極端子に接続される外部負電圧入力端子と、
前記放電制御FETの他端に接続され、前記二次電池の過電流を検出するための過電流検出端子と、
前記充電制御端子に出力される前記充電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記外部負電圧入力端子に入力される電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第1のクランプ回路と、
前記放電制御端子に出力される前記放電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記過電流検出端子に入力される電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第2のクランプ回路とを備え、
前記充電器の正極が前記正極電源端子に接続され、前記充電器の負極が前記外部負電圧入力端子に接続され、前記正極電源端子と前記外部負電圧入力端子との間の電圧が前記二次電池の電圧よりも高い所定の電圧になると、前記第1及び第2のクランプ回路が動作することを特徴とする充放電制御回路。 - 二次電池と、
負荷及び充電器が接続される外部正極端子及び外部負極端子と、
前記二次電池に接続された、第1の充放電制御回路及び第2の充放電制御回路と、
一端が前記外部負極端子に接続された第1の充電制御FETと、
一端が前記第1の充電制御FETの他端に接続された第1の放電制御FETと、
一端が前記第1の放電制御FETの他端に接続された第2の充電制御FETと、
一端が前記第2の充電制御FETの他端に接続され、他端が前記二次電池の負極に接続された第2の放電制御FETとを備え、
前記第1の充放電制御回路は、請求項1から10の何れか一項に記載の充放電制御回路を有していることを特徴とするバッテリ装置。 - 二次電池と、
負荷及び充電器が接続される外部正極端子及び外部負極端子と、
前記二次電池に接続された、第1及び第2の充放電制御回路と、
一端が前記外部負極端子に接続された第1の充電制御FETと、
一端が前記第1の充電制御FETの他端に接続された第1の放電制御FETと、
一端が前記第1の放電制御FETの他端に接続された第2の充電制御FETと、
一端が前記第2の充電制御FETの他端に接続され、他端が前記二次電池の負極に接続された第2の放電制御FETと、
一端が前記第2の放電制御FETの他端に接続された第1の過電流検出用抵抗と、
一端が前記第1の過電流検出用抵抗の他端に接続され、他端が前記二次電池の負極に接続された第2の過電流検出用抵抗とを備え、
前記第1の充放電制御回路は、前記二次電池の過電流を検出するための過電流検出端子をさらに有する請求項1、2及び6の何れか一項に記載の充放電制御回路であって、
前記過電流検出端子が前記第1の過電流検出用抵抗の一端に接続され、前記負極電源端子が前記第1の過電流検出用抵抗の他端に接続されていることを特徴とするバッテリ装置。 - 二次電池と、
負荷及び充電器が接続される外部正極端子及び外部負極端子と、
前記二次電池に接続された第1及び第2の充放電制御回路と、
一端が前記外部負極端子に接続された第1の充電制御FETと、
一端が前記第1の充電制御FETの他端に接続された第1の放電制御FETと、
一端が前記第1の放電制御FETの他端に接続された第2の充電制御FETと、
一端が前記第2の充電制御FETの他端に接続され、他端が前記二次電池の負極に接続された第2の放電制御FETと、
一端が前記第2の放電制御FETの他端に接続された第1の過電流検出用抵抗と、一端が前記第1の過電流検出用抵抗の他端に接続され、他端が前記二次電池の負極に接続された第2の過電流検出用抵抗とを備え、
前記第1の充放電制御回路は、前記二次電池の過電流を検出するための第1及び第2の過電流検出端子をさらに有する請求項1、2及び6の何れか一項に記載の充放電制御回路であって、
前記第1の過電流検出端子が前記第1の過電流検出用抵抗の一端に接続され、前記第2の過電流検出端子が前記第1の過電流検出用抵抗の他端に接続され、前記負極電源端子が前記二次電池の負極に接続されていることを特徴とするバッテリ装置。 - 二次電池と、
負荷及び充電器が接続される外部正極端子及び外部負極端子と、
前記二次電池に接続された、第1及び第2の充放電制御回路と、
一端が前記外部負極端子に接続された第1の充電制御FETと、
一端が前記第1の充電制御FETの他端に接続された第1の放電制御FETと、
一端が前記第1の放電制御FETの他端に接続された第2の充電制御FETと、
一端が前記第2の充電制御FETの他端に接続され、他端が前記二次電池の負極に接続された第2の放電制御FETと、
一端が前記第2の放電制御FETの他端に接続された第1の過電流検出用抵抗と、
一端が前記第1の過電流検出用抵抗の他端に接続され、他端が前記二次電池の負極に接続された第2の過電流検出用抵抗とを備え、
前記第1の充放電制御回路は、
前記二次電池の電圧を監視するための正極電源端子及び負極電源端子と、
一端が負荷及び充電器の負極が接続される外部負極端子に接続された充電制御FETのゲートに接続される充電制御端子と、
一端が前記充電制御FETの他端に接続された放電制御FETのゲートに接続される放電制御端子と、
前記外部負極端子に接続された外部負電圧入力端子と、
前記二次電池の過電流を検出するための過電流検出端子と、
前記充電制御端子に出力される前記充電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記外部負電圧入力端子に入力される電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第1のクランプ回路と、
前記放電制御端子に出力される前記放電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記負極電源端子に入力される電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第2のクランプ回路とを有し、
前記過電流検出端子が前記第1の過電流検出用抵抗の一端に接続され、前記負極電源端子が前記第1の過電流検出用抵抗の他端に接続されていることを特徴とするバッテリ装置。 - 二次電池と、
負荷及び充電器が接続される外部正極端子及び外部負極端子と、
前記二次電池に接続された、第1及び第2の充放電制御回路と、
一端が前記外部負極端子に接続された第1の充電制御FETと、
一端が前記第1の充電制御FETの他端に接続された第1の放電制御FETと、
一端が前記第1の放電制御FETの他端に接続された第2の充電制御FETと、
一端が前記第2の充電制御FETの他端に接続され、他端が前記二次電池の負極に接続された第2の放電制御FETと、
一端が前記第2の放電制御FETの他端に接続された第1の過電流検出用抵抗と、
一端が前記第1の過電流検出用抵抗の他端に接続され、他端が前記二次電池の負極に接続された第2の過電流検出用抵抗とを備え、
前記第1の充放電制御回路は、
前記二次電池の電圧を監視するための正極電源端子及び負極電源端子と、
一端が負荷及び充電器の負極が接続される外部負極端子に接続された充電制御FETのゲートに接続される充電制御端子と、
一端が前記充電制御FETの他端に接続された放電制御FETのゲートに接続される放電制御端子と、
前記外部負極端子に接続された外部負電圧入力端子と、
前記二次電池の過電流を検出するための第1及び第2の過電流検出端子と、
前記充電制御端子に出力される前記充電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記外部負電圧入力端子に入力される電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第1のクランプ回路と、
前記放電制御端子に出力される前記放電制御FETをオンさせるハイレベルの信号を、前記負極電源端子に入力される電圧を基準電圧とし、該基準電圧よりも所定の電圧分高い電圧にクランプする第2のクランプ回路とを有し、
前記第1の過電流検出端子が前記第1の過電流検出用抵抗の一端に接続され、前記第2の過電流検出端子が前記第1の過電流検出用抵抗の他端に接続され、前記負極電源端子が前記二次電池の負極に接続されていることを特徴とするバッテリ装置。
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