JPH09180690A

JPH09180690A - 電池パックおよび電池保護装置

Info

Publication number: JPH09180690A
Application number: JP7342929A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Okumura; 匡史奥村
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-07-11
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: JP3574706B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外面の正極端子と負極端子とが接触により短絡
しても、電池自体を短絡から保護する。【解決手段】正極端子１２の電位に応答して、電池１１
の正極側に設けたスイッチ回路１４が動作する。すなわ
ち、スイッチ回路１４は、取り外された状態において
は、通常、オンとなっていて、外部に何らかの導電体が
接触するなどして、正極端子１２と負極端子１３との間
が短絡された場合には、正極端子１２の電位が低下して
スイッチ回路１４がオフとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可搬型電子機器の
ように電池を用いて動作する機器における電池保護に係
り、特に、所定個数の電池を関連回路とともに容器に収
容して一体化してなる電池パックおよびこのような電池
パックを装填して使用する機器に設けられる電池保護装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、いわゆるＯＡ機器等のような情報
処理電子機器においては、携帯可能な電子機器すなわち
可搬型電子機器の需要が増えており、このような可搬型
電子機器では、ほとんどの場合、商用電源の使用できな
いような場所でも電池により駆動できるようにしてい
る。

【０００３】このような電子機器においては、電池とし
て、一般的な、マンガン電池およびアルカリ電池等の乾
電池のような一次電池よりも、充電可能な二次電池すな
わちニッケル−カドミウム電池およびニッケル−水素電
池等が用いられることが多く、また、所要の電力を得る
ため複数個組み合わせて用いることが多い。そのため、
一般に、所定個数の電池を関連回路とともに容器に収容
して一体化して電池パックを構成し、この電池パックを
電子機器に装填して用いられている。電池自体は、劣化
するため一種の消耗品であり、電子機器に対して着脱可
能な構成となっている。

【０００４】電池パックには、機器に接続するための正
極端子および負極端子等が設けられており、このような
正極端子および負極端子が外部側面等に突設されている
ことが多い。ところが、電池パックは、着脱可能である
ため、通常の電池と同様、電子機器に装填せずに、例え
ば予備用等として持ち歩くことも少なくない。このよう
な場合、正極端子および負極端子が外面に突設されてい
ると、外部において金属等の導電体接触するなどして、
両端子間の短絡を起こすことがある。電池の正極端子−
負極端子間の短絡は、電池の劣化、発熱および液漏れ等
の原因となる。

【０００５】そこで、このような電池パックにおいて
は、正極端子−負極端子間の短絡を未然に防止する必要
がある。電池パック等の短絡保護技術としては、従来、
ヒューズあるいは自己復帰可能なスイッチ素子用いるも
のがあった。すなわち、前記ヒューズの場合は、電池の
電流の放電パスに直列にヒューズを介挿し、短絡された
場合に、前記放電パスを流れる電流またはそれによる発
熱により、前記ヒューズが溶断することによって、前記
放電パスを切り離す。前記スイッチ素子の場合は、前記
放電パスに直列に自己復帰可能なスイッチ素子を介挿
し、短絡された場合に、前記放電パスを流れる電流等に
より、前記スイッチ素子をオフさせることによって、前
記放電パスを切り離す。このようにして、短絡時には、
速やかに放電パスを切り離し、短絡による電池の発熱お
よび液漏れ等を防止するようにしている。

【０００６】また、正極端子および負極端子等の端子部
分を特殊な形状とすることによって、専用のコネクタに
装着されたとき以外には、外部に接触しにくい構造にす
ることで対処している場合もある。例えば、電池パック
の外面に端子数に応じた複数の凹部を形成し、該凹部の
底面にそれぞれ端子部分の導電体金属等からなる接触子
を設けて、前記接触子よりもその周囲の絶縁体部分を高
くするなど、前記正極端子の接触子と負極端子の接触子
との間に絶縁体からなる障壁部を形成するようにして、
短絡の危険に対処するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した、端子部分近
傍の形状による短絡保護の場合は、単に、電極端子の接
触子が外部金属等に接触しにくいだけであり、接触する
危険は充分にある。したがって、仮に、接触した場合に
は、正極端子−負極端子間の短絡によって、火花が飛ん
だり、発熱したりする等の問題が発生することはいうま
でもない。

【０００８】ヒューズを用いた保護によって、過剰な発
熱等を未然に防ぐことができたとしても、ヒューズ切れ
の復旧のためのヒューズ交換には手間がかかるという問
題がある。

【０００９】自己復帰可能なスイッチ素子を用いた場合
には、短絡が発生してから該スイッチ素子がオフするま
でに秒単位の時間が必要なため、電池の劣化が発生する
原因となる。

【００１０】これに対して、電池の負極側にスイッチ回
路を挿入し、このようなスイッチ回路を用いて短絡保護
回路を構成することも考えられる。図１１に、そのよう
な電池パックおよびその周辺回路を含む短絡保護回路の
例を示している。

【００１１】この場合、機器側において、例えば、商用
交流電源からＡＣアダプタにより直流に変換された外部
直流電源が入力される外部電源端子DC-INに、前記ＡＣ
アダプタから、例えば１６Ｖの直流電力が供給され、電
池ＢＴの定格電圧が３Ｖであったとする。スイッチ回路
ＳＷがオンになっている場合には、端子Ｔの電位は、電
池ＢＴの電圧が、抵抗Ｒ１とサーミスタＴＭとで分圧さ
れているため３Ｖ以下となる。つまり、端子Ｔに接続さ
れる機器側の素子の耐圧は１０Ｖ程度でも充分である。
スイッチ回路ＳＷがオフになっている場合、正極端子Ｐ
は、抵抗Ｒ１を通して電源端子DC-INに接続されている
ため、電位は１６Ｖとなり、電池ＢＴの正極の電位は１
６Ｖとなる。電池電圧が３Ｖであるので、電池ＢＴの負
極側の電圧は１６−３の１３Ｖとなり、この状態で端子
Ｔの負極端子Ｎとの間の電圧Ｖｔは、１３〜１６Ｖとな
る。

【００１２】これでは、端子Ｔに接続される機器側の回
路の耐圧は、１０Ｖでは足りなくなり、回路構成によっ
ては、回路が成立しなくなってしまう。外部電源端子DC
-INに、ＡＣアダプタから供給される、例えば１６Ｖの
直流電力は、電池ＢＴの充電にも使用される。

【００１３】スイッチ回路ＳＷは、例えばＦＥＴ（電解
効果型トランジスタ）を用いて構成される。そのＦＥＴ
をオン／オフするゲート端子（図示していない）が外部
に引出されており、これを機器側で正極端子Ｐの電位と
短絡してやることによってオンとなり、電池の出力を外
部に取り出すことができるようになる。

【００１４】ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水
素電池等の二次電池は、充電中に熱を持つので、電池の
温度を検出し充電を停止させるなどして、過熱から保護
するために、サーミスタＴＭが設けられている。

【００１５】充電完了後に、自己放電により電池ＢＴが
放電するので、その自己放電分を補うためのいわゆるト
リクル充電として、外部電源端子DC-INから、抵抗Ｒ２
を介して絶えず微少の充電を行っている。

【００１６】この場合、外部で、全端子が短絡した場
合、スイッチ回路ＳＷのゲートコントロール用の端子は
負極端子Ｎと短絡されて、グラウンド電位となるためス
イッチ回路ＳＷはオフとなり、外部にて、電池の正極−
負極間が短絡されることはない。

【００１７】もしも、同様の電池パックにおいて、電池
の正極側にスイッチ回路が設けられると、そのスイッチ
回路のＦＥＴをオン／オフするゲート端子は、機器側で
負極電位と短絡することによってオンとなることにな
る。

【００１８】その場合、外部で、全端子が短絡した場
合、ゲートコントロール用端子は、負極端子と短絡され
て、負極電位となるため、スイッチ回路はオンとなり、
外部にて、電池の正極−負極間が短絡されるおそれがあ
る。

【００１９】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、外面の正極端子と負極端子とが接触
により短絡しても、電池自体を短絡から保護することを
可能とする電池パックを提供することを目的としてい
る。

【００２０】さらに、本発明は、保護用のスイッチを内
蔵する電池パックを用いても、他の回路に悪影響を与え
ることなく、機器側から電池パック内部のスイッチのコ
ントロールを可能とする電池保護装置を提供することを
目的としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第１の電池
パックは、正極および負極を有する電池と、機器接続用
の正極端子と、機器接続用であって、前記電池の負極に
接続される負極端子と、前記正極端子の電位が、前記電
池の負極にほぼ等しいほど低下したときに前記正極端子
と前記電池の正極との間を切り離し、それ以外のときに
前記正極端子と前記電池の正極との間を導通させるため
のスイッチ手段とを具備している〔請求項１〕。

【００２２】前記スイッチ手段は、前記正極端子と前記
電池の正極との間をオン・オフする第１のスイッチと、
前記正極端子と負極端子との間が外部にて短絡されてい
なければ、前記電池の正極の電位によってオフ制御さ
れ、且つ前記正極端子が前記電池の負極にほぼ等しい電
位に低下することによってオン制御されて、前記第１の
スイッチに制御電圧を与えて該第１のスイッチをオフと
する第２のスイッチとを具備していてもよい〔請求項
２〕。

【００２３】本発明に係る第２の電池パックは、正極お
よび負極を有する電池と、機器接続用の正極端子と、機
器接続用であって、前記電池の負極に接続される負極端
子と、機器接続用のコントロール端子と、前記コントロ
ール端子の電位が、前記電池の負極にほぼ等しいほど低
下したときに前記正極端子と前記電池の正極との間を導
通させ、それ以外のときに前記正極端子と前記電池の正
極との間を切り離すためのスイッチ手段とを具備してい
る〔請求項３〕。

【００２４】前記スイッチ手段は、前記正極端子と前記
電池の正極との間をオン・オフする第１のスイッチと、
オン状態で前記コントロール端子を有効として、前記コ
ントロール端子が前記電池の負極にほぼ等しい電位に低
下することによる前記第１のスイッチのオン制御を可能
とするとともに、オフ状態で該コントロール端子を切り
離して前記第１のスイッチを強制的にオフ状態とする第
２のスイッチと、前記正極端子、コントロール端子およ
び負極端子の相互間が外部にて短絡されていなければ、
前記電池の正極の電位によってオン制御されるととも
に、前記正極端子が前記電池の負極にほぼ等しい電位に
低下することによって、前記電池の負極の電位によって
オフ制御されて、前記第２のスイッチを前記電池の正極
の電位によってオフ制御する第３のスイッチとを具備し
ていてもよい〔請求項４〕。

【００２５】本発明に係る第３の電池パックは、正極お
よび負極を有する電池と、機器接続用の正極端子と、機
器接続用であって、前記電池の負極に接続される負極端
子と、機器接続用のコントロール端子と、機器接続用で
あって、前記電池の正極から電位が供給される電圧セン
ス端子と、前記電圧センス端子と前記コントロール端子
との間が外部にて短絡されたときに前記コントロール端
子に与えられる前記電池の正極の電位により、前記正極
端子と前記電池の正極との間を導通させ、それ以外のと
きに前記正極端子と前記電池の正極との間を切り離すた
めのスイッチ手段とを具備している〔請求項５〕。

【００２６】前記スイッチ手段は、前記正極端子と前記
電池の正極との間をオン・オフする第１のスイッチと、
前記コントロール端子の電位によって制御され、該コン
トロール端子が前記電池の正極の電位に接続されたとき
にオン制御されて、前記第１のスイッチをオン制御し、
そうでないときには、前記電池の負極の電位によりオフ
制御されて、前記第１のスイッチをオフとする第２スイ
ッチとを具備していてもよい〔請求項６〕。

【００２７】本発明に係る第１の電池保護装置は、正極
および負極を有する電池と、正極端子と、前記電池の負
極に接続される負極端子と、コントロール端子と、前記
コントロール端子の電位が、前記電池の負極にほぼ等し
いほど低下したときに前記正極端子と前記電池の正極と
の間を導通させ、それ以外のときに前記正極端子と前記
電池の正極との間を切り離すための第１のスイッチ手段
とを有する電池パックの前記正極端子と負極端子とから
の供給電力で動作する負荷手段と、前記負荷手段に関連
して設けられ、該負荷手段側から供給されるコントロー
ル信号により前記電池パックのコントロール端子と負極
端子との間の短絡・切り離しを行う第２のスイッチ手段
とを具備している〔請求項７〕。

【００２８】本発明に係る第２の電池保護装置は、正極
および負極を有する電池と、正極端子と、前記電池の負
極に接続される負極端子と、コントロール端子と、前記
電池の正極から電位が供給される電圧センス端子と、前
記電圧センス端子と前記コントロール端子との間が外部
にて短絡されたときに前記コントロール端子に与えられ
る前記電池の正極の電位により、前記正極端子と前記電
池の正極との間を導通させ、それ以外のときに前記正極
端子と前記電池の正極との間を切り離すための第１のス
イッチ手段とを有する電池パックの前記正極端子と負極
端子とからの供給電力で動作する負荷手段と、前記負荷
手段に関連して設けられ、該負荷手段側から供給される
コントロール信号により前記電池パックのコントロール
端子とセンス端子との間の短絡・切り離しを行う第２の
スイッチ手段とを具備している〔請求項８〕。

【００２９】本発明の第１の電池パックは、スイッチに
よって、正極端子の電位が、電池の負極にほぼ等しいほ
ど低下したときに前記正極端子と前記電池の正極との間
を切り離し、それ以外のときに前記正極端子と前記電池
の正極との間を導通させることにより、外面の正極端子
と負極端子とが接触により短絡しても、電池自体を短絡
から保護することができる。

【００３０】また、本発明の第２の電池パックは、コン
トロール端子を有し、スイッチによって、前記コントロ
ール端子の電位が、前記電池の負極にほぼ等しいほど低
下したときに前記正極端子と前記電池の正極との間を導
通させ、それ以外のときに前記正極端子と前記電池の正
極との間を切り離すことができる。

【００３１】本発明の第３の電池パックは、電圧センス
端子とコントロール端子とを有し、スイッチによって、
前記電圧センス端子と前記コントロール端子との間が外
部にて短絡されたときに前記コントロール端子に与えら
れる前記電池の正極の電位により、前記正極端子と前記
電池の正極との間を導通させ、それ以外のときに前記正
極端子と前記電池の正極との間を切り離すことができ
る。

【００３２】本発明の第１の電池保護装置は、コントロ
ール端子と、前記コントロール端子の電位が、電池の負
極にほぼ等しいほど低下したときに正極端子と前記電池
の正極との間を導通させ、それ以外のときに前記正極端
子と前記電池の正極との間を切り離すための第１のスイ
ッチとを有する電池パックの前記正極端子と負極端子と
からの供給電力で負荷を動作させ、前記負荷に関連して
設けられる第２のスイッチによって、該負荷側から供給
されるコントロール信号に応答して前記電池パックのコ
ントロール端子と負極端子との間の短絡・切り離しを行
うことにより、他の回路に悪影響を与えることなく、機
器側から電池パック内部のスイッチのコントロールをお
こなうことが可能となる。

【００３３】本発明に係る第２の電池保護装置は、電圧
センス端子とコントロール端子との間が外部にて短絡さ
れたときに前記コントロール端子に与えられる電池の正
極の電位により、前記正極端子と前記電池の正極との間
を導通させ、それ以外のときに前記正極端子と前記電池
の正極との間を切り離すための第１のスイッチを有する
電池パックの前記正極端子と負極端子とからの供給電力
で負荷を動作させ、前記負荷に関連して設けられる第２
のスイッチによって、該負荷側から供給されるコントロ
ール信号に応答して前記電池パックのコントロール端子
とセンス端子との間の短絡・切り離しを行うことができ
る。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電池パックお
よび電池保護装置の実施の形態を図面を参照して説明す
る。

【００３５】〔実施の形態１〕図１は、本発明の第１の
実施の形態による原理的な電池パックの構成を示してい
る。

【００３６】図１の電池パックは、電池１１、正極端子
１２、負極端子１３およびスイッチ回路１４を具備して
いる。電池１１は、所定個数の電池、例えばニッケル−
水素電池等の充電可能な二次電池、からなり、正極と負
極との間に所要の電圧を得るように接続されている。

【００３７】正極端子１２および負極端子１３は、電池
１１の出力を電池パックの外部、すなわち負荷となる機
器に接続するための端子である。スイッチ回路１４は、
電池１１の前記正極と正極端子１２との間に介挿され、
正極端子１２の電位に応動してオン／オフ動作して、電
池１１の前記正極と正極端子１２との間の接続／切り離
しを行う。スイッチ回路１４は、正極端子１２の電位が
電池１１の前記負極の電位にほぼ等しい電位に低下した
際にオフ、それ以外はオンとなる。

【００３８】図１の電池パックは、機器に対して着脱可
能に構成される。この電池パックにおいては、正極端子
１２の電位に応答して、電池１１の正極側に設けたスイ
ッチ回路１４が動作する。すなわち、スイッチ回路１４
は、取り外された状態においては、通常、オンとなって
いて、外部に何らかの導電体が接触するなどして、正極
端子１２と負極端子１３との間が短絡された場合には、
正極端子１２の電位が低下してスイッチ回路１４がオフ
となる。したがって、電池１１は正極−負極間の短絡か
ら保護される。

【００３９】〔実施の形態２〕図２は、本発明の第２の
実施の形態による電池パックの構成を示している。図２
には、図１に示した本発明による第１の実施の形態の原
理に基づく具体的な構成の例を示している。

【００４０】図２の電池パックは、正極端子１２、負極
端子１３、電池ＢＴ、第１のトランジスタＴＲ１１、第
２のトランジスタＴＲ１２、第１の抵抗Ｒ１１および第
２の抵抗Ｒ１２を具備している。

【００４１】正極端子１２および負極端子１３は、図１
の場合と全く同様である。電池ＢＴは、例えば複数の電
池が組み合わせられてなり、実質的には図１の電池１１
と同様である。

【００４２】トランジスタＴＲ１１およびＴＲ１２は、
スイッチ素子であり、この場合ゲート電位によりソース
−ドレイン間がオン／オフ制御されるＦＥＴ（電界効果
型トランジスタ）により構成される。トランジスタＴＲ
１１は、ソースが電池ＢＴの正極に接続され、ドレイン
が正極端子１２に接続され、ゲートが抵抗Ｒ１２の一端
に接続されている。抵抗Ｒ１２の他端は、負極端子１
３、すなわち電池ＢＴの負極に接続されている。トラン
ジスタＴＲ１２は、ソースがトランジスタＴＲ１１のソ
ースに接続され、ドレインがトランジスタＴＲ１１のゲ
ートに接続され、ゲートが抵抗Ｒ１１を介して電池ＢＴ
の正極、すなわちトランジスタＴＲ１１のソースに接続
されている。

【００４３】図２の破線で示されたダイオードはＦＥＴ
の寄生ダイオードである。これらトランジスタＴＲ１１
およびＴＲ１２と、抵抗Ｒ１１およびＲ１２とにより、
図１のスイッチ回路１４に相当するスイッチ回路を構成
している。

【００４４】図２の電池パックにおいて、通常、トラン
ジスタＴＲ１２のゲートは、抵抗Ｒ１１を介して電池Ｂ
Ｔの正極に接続されているので、トランジスタＴＲ１２
のソースとゲートが同電位となり、トランジスタＴＲ１
２はオフとなっている。トランジスタＴＲ１１のゲート
は抵抗Ｒ２を介して、電池ＢＴの負極に接続されている
ため、ソースの電位よりも低い０Ｖ（グラウンド電位）
になっており、トランジスタＴＲ１１はオンとなって、
正極端子１２から電池ＢＴの電力を出力することができ
る。

【００４５】正極端子１２と負極端子１３との間が導電
体に接触するなどして、短絡した場合、トランジスタＴ
Ｒ１２のゲートは、負極端子１３に応じた電位すなわち
０Ｖとなり、トランジスタＴＲ１２はオンとなる。トラ
ンジスタＴＲ１２がオンとなることによって、トランジ
スタＴＲ１１のソースとゲートとが同電位となって、ト
ランジスタＴＲ１１がオフとなる。

【００４６】なお、この電池パックを使用するときは、
正極端子１２−負極端子１３間に負荷がかかるので、抵
抗が入ることになり、正極端子１２の電位がよほど極端
に低下しない限り、トランジスタＴＲ１１はオフとなら
ない。すなわち、正極端子１２の電位が極端に低くなっ
ているかどうかを見てトランジスタＴＲ１１をスイッチ
している。

【００４７】〔実施の形態３〕図３は、本発明の第３の
実施の形態による原理的な電池パックの構成を示してい
る。

【００４８】図３の電池パック１は、図１と同様の電池
１１、正極端子１２および負極端子１３に加えて、コン
トロール端子２１およびスイッチ回路２２を具備して
いる。また、図３には、電池パック１が装着される機器
２側の正極端子２３、負極端子２４およびコントロール
端子２５等も示されている。

【００４９】図１の場合と同様に、電池１１は、所定個
数の電池、例えばニッケル−水素電池等の充電可能な二
次電池、からなり、正極と負極との間に所要の電圧を得
るように接続されている。正極端子１２および負極端子
１３は、電池１１の出力を電池パックの外部、すなわち
負荷となる機器に接続するための端子である。

【００５０】コントロール端子２１は、スイッチ回路２
２に機器２側からのコントロール信号を供給するための
端子である。スイッチ回路２２は、電池１１の前記正極
と正極端子１２との間に介挿され、正極端子１２および
コントロール端子２１の電位に応動してオン／オフ動作
して、電池１１の前記正極と正極端子１２との間の接続
／切り離しを行う。スイッチ回路２２は、コントロール
端子２１と負極端子１３とが、機器２側のコントロール
端子２５および負極端子２４を介して短絡され、コント
ロール端子２１の電位が電池１１の前記負極の電位にほ
ぼ等しい電位に低下した際にオンとなり、それ以外はオ
フとなる。さらに、スイッチ回路２２は、図１のスイッ
チ回路１４とほぼ同様に、コントロール端子２１と負極
端子１３とが短絡されていても、正極端子１２の電位が
電池１１の前記負極の電位にほぼ等しい電位に低下した
際にオフとなる。

【００５１】機器２の正極端子２３、負極端子２４およ
びコントロール端子２５は、電池パック１が機器２に装
着されたときに、それぞれ電池パック１の正極端子１
２、負極端子１３およびコントロール端子２１に接続さ
れる。機器２のコントロール端子２５と負極端子２４と
は、機器２側において短絡されている。

【００５２】図３の電池パック１は、機器に対して着脱
可能に構成され、コントロール端子２１の電位に応答し
て、電池１１の正極側に設けたスイッチ回路２２が動作
する。図３の電池パック１は、コントロール端子２１の
コントロール信号をほぼ負極電位とするとスイッチ回路
２２がオンとなり、それ以外ではスイッチ回路２２がオ
フとなるが、コントロール端子２１が負極電位となって
も正極端子１２がほぼ負極電位となった場合にはオフと
なる。

【００５３】すなわち、スイッチ回路２２は、電池パッ
ク１が機器２から取り外された状態においては、通常、
オフとなっていて、電池パック１が機器２に装着され
て、コントロール端子２１と負極端子１３との間が短絡
されることによってオンとなり、正極端子１２から正極
端子２３を介して、機器２内に電圧が供給される。

【００５４】コントロール端子２１が負極電位に接続さ
れていない場合には、スイッチ回路２２がオフとなって
いるため、正極端子１２と負極端子１３とを短絡しても
電池１１は短絡しない。コントロール端子２１が負極電
位に接続され、スイッチ回路２２がオンとなっていると
きには、正極端子１２と負極端子１３との間が短絡され
ると正極端子１２の電位が低下するため、スイッチ回路
２２がオフとなる。したがって、電池１１は正極−負極
間の短絡から保護される。

【００５５】〔実施の形態４〕図４は、本発明の第４の
実施の形態による電池パックの構成を示している。図４
には、図３に示した本発明による第３の実施の形態の原
理に基づく具体的な構成の例を示している。

【００５６】図４の電池パックは、正極端子１２、負極
端子１３、コントロール端子２１、電池ＢＴ、第１のト
ランジスタＴＲ２１、第２のトランジスタＴＲ２２、第
３のトランジスタＴＲ２３、第１の抵抗Ｒ２１、第２の
抵抗Ｒ２２および第３の抵抗Ｒ２３を具備している。

【００５７】正極端子１２、負極端子１３およびコント
ロール端子２１は、図３の場合と全く同様である。電池
ＢＴは、図２の場合と同様に、例えば複数の電池が組み
合わせられてなり、実質的には図１の電池１１と同様で
ある。

【００５８】トランジスタＴＲ２１、ＴＲ２２およびＴ
Ｒ２３は、スイッチ素子であり、この場合ゲート電位に
よりソース−ドレイン間がオン／オフ制御されるＦＥＴ
により構成される。

【００５９】トランジスタＴＲ２１は、ソースが電池Ｂ
Ｔの正極に接続され、ドレインが正極端子１２に接続さ
れ、ゲートが抵抗Ｒ２３を介してソースに接続されてい
る。トランジスタＴＲ２２は、ソースがトランジスタＴ
Ｒ２１のゲートに接続され、ドレインがコントロール端
子２１に接続され、ゲートが抵抗Ｒ２２を介して電池Ｂ
Ｔの正極、すなわちトランジスタＴＲ２１のソースに接
続されている。トランジスタＴＲ２３は、ドレインがト
ランジスタＴＲ２２のゲートに接続され、ソースが電池
ＢＴの負極および負極端子１３に接続され、ゲートが抵
抗Ｒ２１を介して電池ＢＴの正極、すなわちトランジス
タＴＲ２１のソースに接続されている。トランジスタＴ
Ｒ２３のゲートはトランジスタＴＲ２１のドレインすな
わち正極端子１２にも接続されている。

【００６０】トランジスタＴＲ２１、ＴＲ２２およびＴ
Ｒ２３と、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２およびＲ２３とにより、
図３のスイッチ回路２２に相当するスイッチ回路を構成
している。

【００６１】図４の電池パックにおいて、通常、トラン
ジスタＴＲ１２のゲートは、抵抗Ｒ２３を介してトラン
ジスタＴＲ１２のソースに接続されているため、トラン
ジスタＴＲ１２がオフとなっていて、正極端子１２から
電力を出力することはできない。トランジスタＴＲ２３
のゲートは、抵抗Ｒ２１を介して、電池ＢＴの正極に接
続されているため、トランジスタＴＲ２３はオンとなっ
ている。そのため、トランジスタＴＲ２２のゲートは、
電池ＢＴの負極に接続され、トランジスタＴＲ２２のソ
ースは抵抗Ｒ２３を介して電池ＢＴの正極に接続されて
いるため、トランジスタＴＲ２２はオンとなっている。
このためコントロール端子２１と負極端子１３との間が
短絡されると、トランジスタＴＲ２１のゲート電圧が０
Ｖとなり、トランジスタＴＲ２１がオンとなって、正極
端子１２から電池ＢＴの電力を出力することができるよ
うになる。

【００６２】この状態で、正極端子１２と負極端子１３
とが短絡された場合、トランジスタＴＲ２３のゲート電
圧が０Ｖとなって、トランジスタＴＲ２３のソースと同
電位となり、トランジスタＴＲ２３がオフとなる。そう
すると、トランジスタＴＲ２２のゲートは、抵抗Ｒ２２
を介して電池ＢＴの正極に接続されているので、該ゲー
ト電位は、トランジスタＴＲ２２のソース電位以上とな
り、トランジスタＴＲ２２はオフとなる。トランジスタ
ＴＲ２２がオフとなることによって、トランジスタＴＲ
２１のゲートとコントロール端子２１との間が切り離さ
れるため、トランジスタＴＲ２１のゲート電位は、トラ
ンジスタＴＲ２１のソース電位と同じになって、トラン
ジスタＴＲ２１はオフとなる。

【００６３】このようにして、トランジスタＴＲ２２が
オフになることによって、トランジスタＴＲ２１のゲー
トがコントロール端子から切り離され、抵抗Ｒ２３を介
して電池ＢＴの正極に接続され、トランジスタＴＲ２１
がオフとなるので、電池ＢＴは短絡から保護される。

【００６４】〔実施の形態５〕図５は、本発明の第５の
実施の形態による原理的な電池パックの構成を示してい
る。

【００６５】図５の電池パック３は、図３と同様の電池
１１、正極端子１２、負極端子１３およびコントロール
端子２１に加えて、電圧センス端子３１、スイッチ回
路３２および抵抗３３を具備している。また、図５に
は、電池パック３が装着される機器４側の正極端子２
３、負極端子２４、コントロール端子２５および電圧セ
ンス端子３４等も示されている。

【００６６】図３の場合と同様に、電池１１は、所定個
数の電池、例えばニッケル−水素電池等の充電可能な二
次電池、からなり、正極と負極との間に所要の電圧を得
るように接続されている。正極端子１２および負極端子
１３は、電池１１の出力を電池パックの外部、すなわち
負荷となる機器に接続するための端子である。コントロ
ール端子２１は、スイッチ回路３２を機器４側からコン
トロールするための端子である。

【００６７】電圧センス端子３１は、スイッチ回路３２
がオフとなっている場合にも機器４側から電池１１の電
圧を検知できるようにするための端子である。スイッチ
回路３２は、電池１１の前記正極と正極端子１２との間
に介挿され、コントロール端子２１の電位に応動してオ
ン／オフ動作して、電池１１の前記正極と正極端子１２
との間の接続／切り離しを行う。スイッチ回路３２は、
コントロール端子２１と電圧センス端子３１とが、機器
４側のコントロール端子２５および電圧センス端子３４
を介して短絡され、コントロール端子２１の電位が電池
１１の前記正極の電位にほぼ等しい電位になった際にオ
ンとなり、それ以外はオフとなる。さらに、スイッチ回
路３２は、図３のスイッチ回路２２とほぼ同様に、コン
トロール端子２１と電圧センス端子３１とが短絡されて
いても、正極端子１２の電位が電池１１の前記負極の電
位にほぼ等しい電位に低下した際にオフとなる。

【００６８】機器４の正極端子２３、負極端子２４、コ
ントロール端子２５および電圧センス端子３４は、電池
パック３が機器４に装着されたときに、それぞれ電池パ
ック３の正極端子１２、負極端子１３、コントロール端
子２１および電圧センス端子３１に接続される。機器４
のコントロール端子２５と電圧センス端子３４とは、機
器４側において短絡されている。

【００６９】図５の電池パック３は、機器に対して着脱
可能に構成され、コントロール端子２１の電位に応答し
て、電池１１の正極側に設けたスイッチ回路２２が動作
する。図５の電池パック３は、コントロール端子２１の
コントロール信号をほぼ正極電位とするとスイッチ回路
３２がオンとなり、それ以外ではスイッチ回路３２がオ
フとなるが、コントロール端子２１が正極電位となって
も正極端子１２がほぼ負極電位となった場合にはオフと
なる。

【００７０】すなわち、スイッチ回路３２は、電池パッ
ク３が機器４から取り外された状態においては、通常、
オフとなっていて、電池パック３が機器４に装着され
て、コントロール端子２１と電圧センス端子３１との間
が短絡されることによってオンとなり、正極端子１２か
ら正極端子２３を介して、機器２内に電圧が供給され
る。

【００７１】コントロール端子２１が正極電位に接続さ
れていない場合には、スイッチ回路３２がオフとなって
いるため、正極端子１２と負極端子１３とを短絡しても
電池１１は短絡しない。コントロール端子２１が正極電
位に接続され、スイッチ回路３２がオンとなっていると
きには、正極端子１２と負極端子１３との間が短絡され
ると正極端子１２の電位が低下するため、スイッチ回路
３２がオフとなる。したがって、電池１１は正極−負極
間の短絡から保護される。

【００７２】〔実施の形態６〕図６は、本発明の第６の
実施の形態による電池パックの構成を示している。図６
には、図５に示した本発明による第５の実施の形態の原
理に基づく具体的な構成の例を示している。

【００７３】図６の電池パックは、正極端子１２、負極
端子１３、コントロール端子２１、電圧センス端子３
１、電池ＢＴ、第１のトランジスタＴＲ３１、第２のト
ランジスタＴＲ３２、第１の抵抗Ｒ３１、第２の抵抗Ｒ
３２および第３の抵抗Ｒ３３を具備している。

【００７４】正極端子１２、負極端子１３、コントロー
ル端子２１および電圧センス端子３１は、図５の場合と
全く同様である。電池ＢＴは、図２の場合と同様に、例
えば複数の電池が組み合わせられてなり、実質的には図
１の電池１１と同様である。

【００７５】トランジスタＴＲ３１およびＴＲ３２は、
スイッチ素子であり、この場合ゲート電位によりソース
−ドレイン間がオン／オフ制御されるＦＥＴにより構成
される。

【００７６】トランジスタＴＲ３１は、ソースが電池Ｂ
Ｔの正極に接続され、ドレインが正極端子１２に接続さ
れ、ゲートが抵抗Ｒ３２を介してソースに接続されてい
る。トランジスタＴＲ３２は、ソースが電池ＢＴの負極
および負極端子１３に接続され、ドレインがトランジス
タＴＲ３１のゲートに接続され、ゲートが抵抗Ｒ３３を
介して電池ＢＴの負極、すなわち負極端子１３に接続さ
れている。さらに、トランジスタＴＲ３２のゲートは、
コントロール端子２１に直接接続されるとともに、図示
極性のダイオードＤ３１を介してトランジスタＴＲ３１
のドレインすなわち正極端子１２に接続されている。電
圧センス端子３１は、抵抗Ｒ３１を介して電池ＢＴの正
極すなわちトランジスタＴＲ３１のソースに接続されて
いる。

【００７７】トランジスタＴＲ３１、ＴＲ３２およびＴ
Ｒ３３と、抵抗Ｒ３１、Ｒ３２およびＲ３３とにより、
図５のスイッチ回路３２に相当するスイッチ回路を構成
している。抵抗Ｒ３１は、図５の抵抗３３に相当する。

【００７８】図６の電池パックにおいて、通常、トラン
ジスタＴＲ３２のゲートは、抵抗Ｒ３３を介してトラン
ジスタＴＲ３２のソースと接続されているので、トラン
ジスタＴＲ３２はオフとなっている。トランジスタＴＲ
３１のゲートは、抵抗Ｒ３２を介してトランジスタＴＲ
３１のソースと接続されているので、トランジスタＴＲ
３１はオフとなっていて、正極端子１２から電池ＢＴの
電力を出力することができない。コントロール端子２１
を電圧センス端子３１に接続すると、トランジスタＴＲ
３２のゲート電圧は、電池ＢＴの電圧を抵抗Ｒ３１と抵
抗Ｒ３３とで分圧した電圧となる。この電圧がトランジ
スタＴＲ３２をオンとすることができる電圧となるよう
に、予め抵抗Ｒ３１およびＲ３３の抵抗値を設定してお
けば、トランジスタＴＲ３２がオンとなって、トランジ
スタＴＲ３１のゲート電圧が０Ｖとなり、トランジスタ
ＴＲ３１がオンとなって、正極端子１２から電池ＢＴの
電力を出力することができるようになる。

【００７９】まれなケースであると思われるが、この状
態で、正極端子１２と負極端子１３とが短絡された場
合、ダイオードＤ３１を介して電流が流れ、トランジス
タＴＲ３２のゲートの電位が下がる。そのためトランジ
スタＴＲ３２がオフとなって、トランジスタＴＲ３１の
ゲート電位がソース電位と同じになり、トランジスタＴ
Ｒ３１がオフとなる。

【００８０】〔実施の形態７〕図７は、本発明の第７の
実施の形態による原理的な電池保護装置の構成を示して
いる。図７は、図３に示された構成の電池パック１およ
び該電池パック１を装着する機器５で構成される電池保
護装置である。

【００８１】電池パック１は、図３に示された通り、電
池１１、正極端子１２、負極端子１３、コントロール端
子２１および第１のスイッチ回路２２を具備してい
る。電池１１は、所定個数の電池、例えばニッケル−水
素電池等の充電可能な二次電池、からなり、正極と負極
との間に所要の電圧を得るように接続されている。正極
端子１２および負極端子１３は、電池１１の出力を電池
パック１の外部、すなわち負荷となる機器に接続するた
めの端子である。

【００８２】コントロール端子２１は、第１のスイッチ
回路２２を機器５側からコントロールするための端子で
ある。第１のスイッチ回路２２は、電池１１の前記正極
と正極端子１２との間に介挿され、正極端子１２および
コントロール端子２１の電位に応動してオン／オフ動作
して、電池１１の前記正極と正極端子１２との間の接続
／切り離しを行う。スイッチ回路２２は、コントロール
端子２１と負極端子１３とが短絡され、コントロール端
子２１の電位が電池１１の前記負極の電位にほぼ等しい
電位に低下した際にオンとなり、それ以外はオフとな
る。さらに、スイッチ回路２２は、コントロール端子２
１と負極端子１３とが短絡されても、正極端子１２の電
位が電池１１の前記負極の電位にほぼ等しい電位に低下
した際にオフとなる。

【００８３】機器５は、図３に示された機器２と同様の
正極端子２３、負極端子２４およびコントロール端子２
５を有し、さらに第２のスイッチ回路４１を具備してい
る。第２のスイッチ回路４１は、機器５側のコントロー
ル端子２５と負極端子２４との間を、機器５内部のコン
トロール信号に応答してオン／オフする。

【００８４】図７の電池パック１は、機器５に対して着
脱可能に構成され、コントロール端子２１の電位に応答
して、電池１１の正極側に設けた第１のスイッチ回路２
２が動作する。電池パック１は、コントロール端子２１
の電位をほぼ負極電位とするとスイッチ回路２２がオン
となり、それ以外ではスイッチ回路２２がオフとなる
が、コントロール端子２１が負極電位となっても正極端
子１２がほぼ負極電位となった場合にはオフとなる。

【００８５】すなわち、スイッチ回路２２は、電池パッ
ク１が機器５から取り外された状態においては、通常、
オフとなっていて、電池パック１が機器５に装着され
て、さらにスイッチ回路４１が内部のコントロール信号
によりオンとなって、コントロール端子２１と負極端子
１３との間が短絡されることによってオンとなり、正極
端子１２から正極端子２３を介して、機器５内に電圧が
供給される。すなわち、スイッチ回路２２は、電池パッ
ク１が機器５に装着されていても、スイッチ回路４１が
内部のコントロール信号によりオフとなっていれば、コ
ントロール端子２１と負極端子１３との間が短絡される
ことはなく、スイッチ回路２２はオフとなっていて、正
極端子１２から機器５内への電力供給はない。

【００８６】このようにして、図３と同様の電池パック
１を、機器５に装着した状態においても、機器５内部の
コントロール信号によって、スイッチ回路４１をオン／
オフさせ、それによってスイッチ回路２２をオン／オフ
させることができる。

【００８７】〔実施の形態８〕図８は、本発明の第８の
実施の形態による電池パックの構成を示している。図８
には、図７に示した本発明による第７の実施の形態の原
理に基づく具体的な構成の例を示している。

【００８８】図８は、図４とほぼ同様の構成の電池パッ
ク６および該電池パック６を装着する機器７で構成され
る電池保護装置である。図８の電池パック６は、正極端
子１２、負極端子１３、コントロール端子２１、センス
端子４２、電池ＢＴ、第１のトランジスタＴＲ２１、第
２のトランジスタＴＲ２２、第３のトランジスタＴＲ２
３、第１の抵抗Ｒ２１、第２の抵抗Ｒ２２、第３の抵抗
Ｒ２３および第４の抵抗Ｒ２４を具備している。

【００８９】トランジスタＴＲ２１〜ＴＲ２３は、スイ
ッチ素子であり、この場合ゲート電位によりソース−ド
レイン間がオン／オフ制御されるＦＥＴにより構成され
る。トランジスタＴＲ２１は、ソースが電池ＢＴの正極
に接続され、ドレインが正極端子１２に接続され、ゲー
トが抵抗Ｒ２３を介してソースに接続されている。トラ
ンジスタＴＲ２２は、ソースがトランジスタＴＲ２１の
ゲートに接続され、ドレインがコントロール端子２１に
接続され、ゲートが抵抗Ｒ２２を介して電池ＢＴの正
極、すなわちトランジスタＴＲ２１のソースに接続され
ている。トランジスタＴＲ２３は、ドレインがトランジ
スタＴＲ２２のゲートに接続され、ソースが電池ＢＴの
負極および負極端子１３に接続され、ゲートが抵抗Ｒ２
１を介して電池ＢＴの正極、すなわちトランジスタＴＲ
２１のソースに接続されている。トランジスタＴＲ２３
のゲートはトランジスタＴＲ２１のドレインすなわち正
極端子１２にも接続されている。センス端子４２は、抵
抗Ｒ２４を介して電池ＢＴの正極すなわちトランジスタ
ＴＲ２１のソースに接続されている。

【００９０】機器７は、正極端子２３、負極端子２４、
コントロール端子２５、センス端子４３、第４のトラン
ジスタＴＲ２４、第５のトランジスタＴＲ２５、第６の
トランジスタＴＲ２６、第５の抵抗Ｒ２５、第６の抵抗
Ｒ２６、第７の抵抗Ｒ２７および第８の抵抗Ｒ２８を具
備している。

【００９１】トランジスタＴＲ２４〜ＴＲ２６は、スイ
ッチ素子であり、この場合ゲート電位によりソース−ド
レイン間がオン／オフ制御されるＦＥＴにより構成され
る。トランジスタＴＲ２４は、ソースが負極端子２４に
接続され、ドレインがコントロール端子２５に接続さ
れ、ゲートが抵抗Ｒ２８を介して正極端子２３に接続さ
れている。トランジスタＴＲ２４のゲートは抵抗Ｒ２５
を介して負極端子２４と同電位の負極電位（グラウン
ド）にも接続されている。トランジスタＴＲ２５は、ソ
ースがセンス端子４３に接続され、ドレインがトランジ
スタＴＲ２４のゲートに接続され、ゲートが正極端子２
３に接続されている。トランジスタＴＲ２５のゲートは
抵抗Ｒ２７を介して負極電位にも接続されている。トラ
ンジスタＴＲ２６は、ソースが負極電位に接続され、ド
レインがトランジスタＴＲ２４のゲートに接続され、ゲ
ートが抵抗Ｒ２６を介して負極電位に接続されている。
機器７の内部のコントロール信号はトランジスタＴＲ２
６のゲートに与えられる。

【００９２】トランジスタＴＲ２１〜ＴＲ２６は、スイ
ッチ素子であり、この場合ゲート電位によりソース−ド
レイン間がオン／オフ制御されるＦＥＴにより構成され
る。機器７の正極端子２３、負極端子２４、コントロー
ル端子２５およびセンス端子４３は、電池パック６が機
器７に装着された時点で、電池パック６の正極端子１
２、負極端子１３、コントロール端子２１およびセンス
端子４２にそれぞれ接続される。

【００９３】図８の電池パック６が機器７に装着された
ばかりの時点では、トランジスタＴＲ２１はオフとなっ
ているので、正極端子１２から機器に電源を供給するこ
とはできない。トランジスタＴＲ２５のソースは抵抗Ｒ
２４を介して電池ＢＴの正極から電池電圧がかかってお
り、トランジスタＴＲ２５のゲートは抵抗Ｒ２７を介し
て負極電位に接続されているので、トランジスタＴＲ２
５はオンとなる。トランジスタＴＲ２４のゲート電圧
は、電池ＢＴの出力電圧を抵抗Ｒ２４と抵抗Ｒ２５とで
分圧した電圧となり、この電圧がトランジスタＴＲ２４
をオンとする電圧になるように予め両抵抗値を設定して
おくことにより、トランジスタＴＲ２４がオンとなる。
トランジスタＴＲ２４がオンとなると、コントロール端
子２５と負極端子２４との間、すなわちコントロール端
子２１と負極端子１３との間が接続されるので、正極端
子１２から電池ＢＴの電力が出力される。

【００９４】トランジスタＴＲ２５のゲート電圧が電池
ＢＴの電圧となるため、トランジスタＴＲ２５がオフと
なるが、トランジスタＴＲ２４のゲート電圧は電池ＢＴ
の出力電圧を抵抗Ｒ２８と抵抗Ｒ２５とで分圧した電圧
となるため、この電圧がトランジスタＴＲ２４をオンと
する電圧になるように予め両抵抗値を設定しておくこと
により、トランジスタＴＲ２４はオンのままとなる。

【００９５】機器７の内部からのコントロール信号とし
て、トランジスタＴＲ２６をオンとすることができるよ
うな電圧をトランジスタＴＲ２６のゲートに与えると、
トランジスタＴＲ２６がオンとなって、トランジスタＴ
Ｒ２４のゲート電圧は０Ｖとなり、トランジスタＴＲ２
４がオフとなって、電池パック６内のトランジスタＴＲ
２１をオフとすることができる。前記コントロール信号
をハイインピーダンスまたは０Ｖとすることによって、
トランジスタＴＲ２６はオフとなり、トランジスタＴＲ
２４がオンとなるためトランジスタＴＲ２１をオンに戻
すことができる。

【００９６】〔実施の形態９〕図９は、本発明の第９の
実施の形態による原理的な電池保護装置の構成を示して
いる。

【００９７】図９は、図５に示された構成の電池パック
３および該電池パック３を装着する機器８で構成される
電池保護装置である。電池パック３は、図５に示された
通り、電池１１、正極端子１２、負極端子１３、コント
ロール端子２１、電圧センス端子３１、第１のスイッ
チ回路３２および抵抗３３を具備している。

【００９８】電池１１は、所定個数の電池、例えばニッ
ケル−水素電池等の充電可能な二次電池、からなり、正
極と負極との間に所要の電圧を得るように接続されてい
る。正極端子１２および負極端子１３は、電池１１の出
力を電池パック３の外部、すなわち負荷となる機器に接
続するための端子である。

【００９９】コントロール端子２１は、第１のスイッチ
回路３２を機器８側からコントロールするための端子で
ある。電圧センス端子３１は、スイッチ回路３２がオフ
となっている場合にも機器４側から電池１１の電圧を検
知できるようにするための端子である。

【０１００】第１のスイッチ回路３２は、電池１１の前
記正極と正極端子１２との間に介挿され、コントロール
端子２１の電位に応動してオン／オフ動作して、電池１
１の前記正極と正極端子１２との間の接続／切り離しを
行う。スイッチ回路３２は、コントロール端子２１と電
圧センス端子３１とが短絡され、コントロール端子２１
の電位が電池１１の前記正極の電位にほぼ等しい電位に
なった際にオンとなり、それ以外はオフとなる。さら
に、スイッチ回路３２は、コントロール端子２１と電圧
センス端子３１とが短絡されても、正極端子１２の電位
が電池１１の前記負極の電位にほぼ等しい電位に低下し
た際にオフとなる。

【０１０１】機器８は、図５に示された機器４と同様の
正極端子２３、負極端子２４、コントロール端子２５お
よび電圧センス端子３４を有し、さらに第２のスイッチ
回路５１を具備している。

【０１０２】第２のスイッチ回路５１は、機器８側のコ
ントロール端子２５と電圧センス端子３４との間を、機
器８内部のコントロール信号に応答してオン／オフす
る。図９の電池パック３は、機器８に対して着脱可能に
構成され、コントロール端子２１の電位に応答して、電
池１１の正極側に設けた第１のスイッチ回路２２が動作
する。電池パック３は、コントロール端子２１の電位を
ほぼ正極電位とするとスイッチ回路３２がオンとなり、
それ以外ではスイッチ回路３２がオフとなるが、コント
ロール端子２１が正極電位となっても正極端子１２がほ
ぼ負極電位となった場合にはオフとなる。

【０１０３】すなわち、スイッチ回路３２は、電池パッ
ク３が機器８から取り外された状態においては、通常、
オフとなっていて、電池パック３が機器８に装着され
て、さらにスイッチ回路５１が内部のコントロール信号
によりオンとなって、コントロール端子２１と電圧セン
ス端子３１との間が短絡されることによってオンとな
り、正極端子１２から正極端子２３を介して、機器８内
に電圧が供給される。すなわち、スイッチ回路３２は、
電池パック３が機器８に装着されていても、スイッチ回
路５１が内部のコントロール信号によりオフとなってい
れば、コントロール端子２１と電圧センス端子３１との
間が短絡されることはなく、スイッチ回路３２はオフと
なっていて、正極端子１２から機器８内への電力供給は
ない。

【０１０４】このようにして、図５と同様の電池パック
３を、機器８に装着した状態においても、機器８内部の
コントロール信号によって、スイッチ回路５１をオン／
オフさせ、それによってスイッチ回路３２をオン／オフ
させることができる。

【０１０５】〔実施の形態１０〕図１０は、本発明の第
１０の実施の形態による電池パックの構成を示してい
る。図１０には、図９に示した本発明による第９の実施
の形態の原理に基づく具体的な構成の例を示している。

【０１０６】図１０は、図６とほぼ同様の構成の電池パ
ック９および該電池パック９を装着する機器１０で構成
される電池保護装置である。図１０の電池パック９は、
正極端子１２、負極端子１３、コントロール端子２１、
電圧センス端子３１、電池ＢＴ、第１のトランジスタＴ
Ｒ３１、第２のトランジスタＴＲ３２、第１の抵抗Ｒ３
１、第２の抵抗Ｒ３２および第３の抵抗Ｒ３３を具備し
ている。

【０１０７】トランジスタＴＲ３１およびＴＲ３２は、
スイッチ素子であり、この場合ゲート電位によりソース
−ドレイン間がオン／オフ制御されるＦＥＴにより構成
される。

【０１０８】トランジスタＴＲ３１は、ソースが電池Ｂ
Ｔの正極に接続され、ドレインが正極端子１２に接続さ
れ、ゲートが抵抗Ｒ３２を介してソースに接続されてい
る。トランジスタＴＲ３２は、ソースが電池ＢＴの負極
および負極端子１３に接続され、ドレインがトランジス
タＴＲ３１のゲートに接続され、ゲートが抵抗Ｒ３３を
介して電池ＢＴの負極、すなわち負極端子１３に接続さ
れている。さらに、トランジスタＴＲ３２のゲートは、
コントロール端子２１に直接接続されるとともに、図示
極性のダイオードＤ３１を介してトランジスタＴＲ３１
のドレインすなわち正極端子１２に接続されている。電
圧センス端子３１は、抵抗Ｒ３１を介して電池ＢＴの正
極すなわちトランジスタＴＲ３１のソースに接続されて
いる。

【０１０９】機器１０は、正極端子２３、負極端子２
４、コントロール端子２５、電圧センス端子３４、第３
のトランジスタＴＲ３３、第４のトランジスタＴＲ３
４、第４の抵抗Ｒ３４、第５の抵抗Ｒ３５および第６の
抵抗Ｒ３６を具備している。

【０１１０】トランジスタＴＲ３３およびＴＲ３４は、
スイッチ素子であり、この場合ゲート電位によりソース
−ドレイン間がオン／オフ制御されるＦＥＴにより構成
される。

【０１１１】トランジスタＴＲ３３は、ソースが負極端
子２４に接続され、ドレインがコントロール端子２５に
接続され、ゲートが抵抗Ｒ３５を介して負極電位に接続
されている。正極端子２３と電圧コントロール端子２５
との間には抵抗Ｒ３４が接続されている。トランジスタ
ＴＲ３４は、ソースが電圧センス端子３４に接続され、
ドレインがコントロール端子２５に接続され、ゲートが
正極端子２３に接続されている。トランジスタＴＲ３４
のゲートは抵抗Ｒ３６を介して負極電位にも接続されて
いる。機器１０の内部のコントロール信号はトランジス
タＴＲ３３のゲートに与えられる。

【０１１２】トランジスタＴＲ３３およびＴＲ３４は、
スイッチ素子であり、この場合ゲート電位によりソース
−ドレイン間がオン／オフ制御されるＦＥＴにより構成
される。

【０１１３】機器１０の正極端子２３、負極端子２４、
コントロール端子２５および電圧センス端子３４は、電
池パック９が機器１０に装着された時点で、電池パック
９の正極端子１２、負極端子１３、コントロール端子２
１および電圧センス端子３１にそれぞれ接続される。

【０１１４】図１０の電池パック９が機器１０に装着さ
れたばかりの時点では、トランジスタＴＲ３１はオフと
さなっているので、正極端子１２から機器１０に電力を
供給することはできない。トランジスタＴＲ３４のソー
スは抵抗Ｒ３４により電池ＢＴの電圧がかかっており、
トランジスタ３４のゲートは抵抗Ｒ３６を介して負極電
位に接続されているので、トランジスタＴＲ３４はオン
となる。そのため、コントロール端子２５と電圧センス
端子３４とをそれぞれ介してコントロール端子２１と電
圧センス端子３１とが接続されるので正極端子１２から
電力が供給される。トランジスタＴＲ３４のゲート電圧
が、電池ＢＴの電圧となるので、トランジスタＴＲ３４
はオフとなるが、抵抗Ｒ３４を介してコントロール端子
２５は正極端子２３と接続されることになり、トランジ
スタＴＲ３２のゲート電圧は、電池ＢＴの電圧を抵抗Ｒ
３４と抵抗Ｒ３３とで分圧した電圧となり、この電圧が
トランジスタＴＲ３２をオンとする電圧になるように予
め設定しておくことにより、トランジスタＴＲ３２がオ
ンとなったままとなる。

【０１１５】コントロール信号としてトランジスタＴＲ
３３をオンとすることができるような電圧を加えると、
トランジスタＴＲ３３がオンとなって、コントロール端
子２１の電圧は０Ｖとなる。そのため、トランジスタＴ
Ｒ３２がオフとなって、トランジスタＴＲ３１をオフと
することができる。コントロール信号をハイインピーダ
ンスまたは０Ｖとすることによって、トランジスタＴＲ
３３はオフとなり、トランジスタＴＲ３２がオンとなる
ため、トランジスタＴＲ３１をオンに戻すことができ
る。

【０１１６】また、本発明は、充電可能な二次電池を用
いた電池パックおよび電池保護装置にのみ限定されてい
るわけではなく、乾電池等の一次電池を用いた電池パッ
クについても同様にして保護することが可能である。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正極端子の電位が、電池の負極にほぼ等しいほど低下し
たときに前記正極端子と前記電池の正極との間をスイッ
チにより切り離すなどして、外面の正極端子と負極端子
とが接触により短絡しても、電池自体を短絡から保護す
ることを可能とする電池パックを提供することができ
る。

【０１１８】また、本発明によれば、コントロール端子
の電位が、電池の負極にほぼ等しいほど低下したときに
正極端子と前記電池の正極との間を導通させ、それ以外
のときに前記正極端子と前記電池の正極との間を切り離
す第１のスイッチを有する電池パックの前記正極端子と
負極端子とからの供給電力で負荷を動作させ、前記負荷
に関連して設けられる第２のスイッチによって、該負荷
側から供給されるコントロール信号に応答して前記電池
パックのコントロール端子と負極端子との間の短絡・切
り離しを行うなどして、他の回路に悪影響を与えること
なく、機器側から電池パック内部のスイッチのコントロ
ールを可能とする電池保護装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による原理的な電池
パックの構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態による電池パックの
構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態による原理的な電池
パックの構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態による電池パックの
構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態による原理的な電池
パックの構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の第６の実施の形態による電池パックの
構成を示すブロック図である。

【図７】本発明の第７の実施の形態による原理的な電池
保護装置の構成を示すブロック図である。

【図８】本発明の第８の実施の形態による電池保護装置
の構成を示すブロック図である。

【図９】本発明の第９の実施の形態による原理的な電池
保護装置の構成を示すブロック図である。

【図１０】本発明の第１０の実施の形態による電池保護
装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】従来の電池パックの構成を説明するためのブ
ロック図である。

【符号の説明】

１，３，６，９…電池パック２，４，５，８，７，１０…機器１１，ＢＴ…電池１２，２３…正極端子１３，２４…負極端子１４，２２，３２，４１，５１…スイッチ回路２１，２５…コントロール端子３１，３４…電圧センス端子３３，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１〜Ｒ２８，Ｒ３１〜Ｒ３
６…抵抗４２，４３…センス端子ＴＲ１１，ＴＲ１２，ＴＲ２１〜ＴＲ２６，ＴＲ３１〜
ＴＲ３４…トランジスタＤ３１…ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極および負極を有する電池と、機器接続用の正極端子と、機器接続用であって、前記電池の負極に接続される負極
端子と、前記正極端子の電位が、前記電池の負極にほぼ等しいほ
ど低下したときに前記正極端子と前記電池の正極との間
を切り離し、それ以外のときに前記正極端子と前記電池
の正極との間を導通させるためのスイッチ手段とを具備
することを特徴とする電池パック。
【請求項２】スイッチ手段は、正極端子と電池の正極との間をオン・オフする第１のス
イッチと、前記正極端子と負極端子との間が外部にて短絡されてい
なければ、前記電池の正極の電位によってオフ制御さ
れ、且つ前記正極端子が前記電池の負極にほぼ等しい電
位に低下することによってオン制御されて、前記第１の
スイッチに制御電圧を与えて該第１のスイッチをオフと
する第２のスイッチとを具備することを特徴とする請求
項１に記載の電池パック。
【請求項３】正極および負極を有する電池と、機器接続用の正極端子と、機器接続用であって、前記電池の負極に接続される負極
端子と、機器接続用のコントロール端子と、前記コントロール端子の電位が、前記電池の負極にほぼ
等しいほど低下したときに前記正極端子と前記電池の正
極との間を導通させ、それ以外のときに前記正極端子と
前記電池の正極との間を切り離すためのスイッチ手段と
を具備することを特徴とする電池パック。
【請求項４】スイッチ手段は、正極端子と電池の正極との間をオン・オフする第１のス
イッチと、オン状態でコントロール端子を有効として、前記コント
ロール端子が前記電池の負極にほぼ等しい電位に低下す
ることによる前記第１のスイッチのオン制御を可能とす
るとともに、オフ状態で該コントロール端子を切り離し
て前記第１のスイッチを強制的にオフ状態とする第２の
スイッチと、前記正極端子、コントロール端子および負極端子の相互
間が外部にて短絡されていなければ、前記電池の正極の
電位によってオン制御されるとともに、前記正極端子が
前記電池の負極にほぼ等しい電位に低下することによっ
て、前記電池の負極の電位によってオフ制御されて、前
記第２のスイッチを前記電池の正極の電位によってオフ
制御する第３のスイッチとを具備することを特徴とする
請求項３に記載の電池パック。
【請求項５】正極および負極を有する電池と、機器接続用の正極端子と、機器接続用であって、前記電池の負極に接続される負極
端子と、機器接続用のコントロール端子と、機器接続用であって、前記電池の正極から電位が供給さ
れる電圧センス端子と、前記電圧センス端子と前記コントロール端子との間が外
部にて短絡されたときに前記コントロール端子に与えら
れる前記電池の正極の電位により、前記正極端子と前記
電池の正極との間を導通させ、それ以外のときに前記正
極端子と前記電池の正極との間を切り離すためのスイッ
チ手段とを具備することを特徴とする電池パック。
【請求項６】スイッチ手段は、正極端子と電池の正極との間をオン・オフする第１のス
イッチと、前記コントロール端子の電位によって制御され、該コン
トロール端子が前記電池の正極の電位に接続されたとき
にオン制御されて、前記第１のスイッチをオン制御し、
そうでないときには、前記電池の負極の電位によりオフ
制御されて、前記第１のスイッチをオフとする第２スイ
ッチとを具備することを特徴とする請求項５に記載の電
池パック。
【請求項７】正極および負極を有する電池と、正極端
子と、前記電池の負極に接続される負極端子と、コント
ロール端子と、前記コントロール端子の電位が、前記電
池の負極にほぼ等しいほど低下したときに前記正極端子
と前記電池の正極との間を導通させ、それ以外のときに
前記正極端子と前記電池の正極との間を切り離すための
第１のスイッチ手段とを有する電池パックの前記正極端
子と負極端子とからの供給電力で動作する負荷手段と、前記負荷手段に関連して設けられ、該負荷手段側から供
給されるコントロール信号により前記電池パックのコン
トロール端子と負極端子との間の短絡・切り離しを行う
第２のスイッチ手段とを具備する電池保護装置。
【請求項８】正極および負極を有する電池と、正極端
子と、前記電池の負極に接続される負極端子と、コント
ロール端子と、前記電池の正極から電位が供給される電
圧センス端子と、前記電圧センス端子と前記コントロー
ル端子との間が外部にて短絡されたときに前記コントロ
ール端子に与えられる前記電池の正極の電位により、前
記正極端子と前記電池の正極との間を導通させ、それ以
外のときに前記正極端子と前記電池の正極との間を切り
離すための第１のスイッチ手段とを有する電池パックの
前記正極端子と負極端子とからの供給電力で動作する負
荷手段と、前記負荷手段に関連して設けられ、該負荷手段側から供
給されるコントロール信号により前記電池パックのコン
トロール端子とセンス端子との間の短絡・切り離しを行
う第２のスイッチ手段とを具備する電池保護装置。