JPH1050351A - 電池の過放電防止方法とこの方法に使用するパック電池 - Google Patents
電池の過放電防止方法とこの方法に使用するパック電池Info
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- JPH1050351A JPH1050351A JP8200130A JP20013096A JPH1050351A JP H1050351 A JPH1050351 A JP H1050351A JP 8200130 A JP8200130 A JP 8200130A JP 20013096 A JP20013096 A JP 20013096A JP H1050351 A JPH1050351 A JP H1050351A
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- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 極めて簡単な方法と回路で、過放電阻止スイ
ッチのチャタリングを解消する。 【解決手段】 電池の過放電を防止する過放電の防止方
法は、制御回路4が電池電圧を検出し、電池電圧が最低
設定電圧よりも低くなると、電池1と直列に接続された
過放電阻止スイッチ3を制御回路4でオフに切り換え
る。過放電阻止スイッチ3がオフになると、過放電阻止
スイッチ3の出力側のオフ電圧を検出し、このオフ電圧
で過放電阻止スイッチ3をオフ状態に保持して、電池電
圧が最低設定電圧よりも上昇したときに、過放電阻止ス
イッチ3がオン状態に復帰するのを阻止する。
ッチのチャタリングを解消する。 【解決手段】 電池の過放電を防止する過放電の防止方
法は、制御回路4が電池電圧を検出し、電池電圧が最低
設定電圧よりも低くなると、電池1と直列に接続された
過放電阻止スイッチ3を制御回路4でオフに切り換え
る。過放電阻止スイッチ3がオフになると、過放電阻止
スイッチ3の出力側のオフ電圧を検出し、このオフ電圧
で過放電阻止スイッチ3をオフ状態に保持して、電池電
圧が最低設定電圧よりも上昇したときに、過放電阻止ス
イッチ3がオン状態に復帰するのを阻止する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の過放電を防
止する方法と、この方法に使用されるパック電池に関す
る。とくに、本発明は、リチウムイオン二次電池に最適
な、過放電の防止方法とパック電池に関する。
止する方法と、この方法に使用されるパック電池に関す
る。とくに、本発明は、リチウムイオン二次電池に最適
な、過放電の防止方法とパック電池に関する。
【0002】
【従来の技術】電池の過放電を防止する回路を内蔵する
パック電池の回路図を図1に示す。この図のパック電池
は、電池1と直列に、過放電阻止スイッチ3を接続して
いる。過放電阻止スイッチ3は、電池電圧が最低設定電
圧よりも低くなったときに、オフに切り換えられて、電
池1の過放電を防止する。過放電阻止スイッチ3は、制
御回路4でオンオフに切り換えられる。制御回路4は、
電池電圧を検出し、最低設定電圧よりも低下したときに
過放電阻止スイッチ3をオフに切り換える。
パック電池の回路図を図1に示す。この図のパック電池
は、電池1と直列に、過放電阻止スイッチ3を接続して
いる。過放電阻止スイッチ3は、電池電圧が最低設定電
圧よりも低くなったときに、オフに切り換えられて、電
池1の過放電を防止する。過放電阻止スイッチ3は、制
御回路4でオンオフに切り換えられる。制御回路4は、
電池電圧を検出し、最低設定電圧よりも低下したときに
過放電阻止スイッチ3をオフに切り換える。
【0003】過放電阻止スイッチ3には、FETが使用
される。オン状態における内部抵抗が小さく、電力損失
と電圧降下を小さくできるからである。FETは、並列
に接続される寄生ダイオードを有する。寄生ダイオード
は、FETを、逆向きに流れる電流をオン状態に保持す
る。このため、たとえば、電池電圧が最低設定電圧より
も低くなって過放電阻止スイッチ3のFETがオフにな
っても、電池1の充電は可能である。
される。オン状態における内部抵抗が小さく、電力損失
と電圧降下を小さくできるからである。FETは、並列
に接続される寄生ダイオードを有する。寄生ダイオード
は、FETを、逆向きに流れる電流をオン状態に保持す
る。このため、たとえば、電池電圧が最低設定電圧より
も低くなって過放電阻止スイッチ3のFETがオフにな
っても、電池1の充電は可能である。
【0004】図1に示すパック電池の保護回路2は下記
の動作をして、電池1の過放電を防止する。 電池電圧が最低設定電圧よりも高いとき 制御回路4は、過放電阻止スイッチ3をオン状態とす
る。 電池電圧が最低設定電圧よりも低下したとき 電池1が放電されて、電池電圧が最低設定電圧よりも低
くなると、電池1の過放電を防止するために、制御回路
4は過放電阻止スイッチ3をオフに切り換える。過放電
阻止スイッチ3がオフに切り換えられると、電池1を放
電させる方向には電流が流れなくなって、放電が停止さ
れる。
の動作をして、電池1の過放電を防止する。 電池電圧が最低設定電圧よりも高いとき 制御回路4は、過放電阻止スイッチ3をオン状態とす
る。 電池電圧が最低設定電圧よりも低下したとき 電池1が放電されて、電池電圧が最低設定電圧よりも低
くなると、電池1の過放電を防止するために、制御回路
4は過放電阻止スイッチ3をオフに切り換える。過放電
阻止スイッチ3がオフに切り換えられると、電池1を放
電させる方向には電流が流れなくなって、放電が停止さ
れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上の動作をするパッ
ク電池は、電池電圧が最低設定電圧よりも低下すると、
過放電阻止スイッチをオフに切り換える。過放電阻止ス
イッチがオフになると負荷電流が流れなくなるので、電
池電圧が上昇する。電池電圧が最低設定電圧よりも高く
なると、過放電阻止スイッチがオンになって負荷電流が
流れるようになり、電池電圧は再び低下する。このよう
に、電池電圧が上下に変動すると、過放電阻止スイッチ
は、オンオフに切り換えられて、電池の放電と遮断を繰
り返す。
ク電池は、電池電圧が最低設定電圧よりも低下すると、
過放電阻止スイッチをオフに切り換える。過放電阻止ス
イッチがオフになると負荷電流が流れなくなるので、電
池電圧が上昇する。電池電圧が最低設定電圧よりも高く
なると、過放電阻止スイッチがオンになって負荷電流が
流れるようになり、電池電圧は再び低下する。このよう
に、電池電圧が上下に変動すると、過放電阻止スイッチ
は、オンオフに切り換えられて、電池の放電と遮断を繰
り返す。
【0006】この弊害を防止するために、過放電阻止ス
イッチをオフに切り換える最低設定電圧と、過放電阻止
スイッチをオンに切り換える復帰電圧とにヒステリシス
をもたせるパック電池、すなわち、復帰電圧を最低設定
電圧よりも高く設定するパック電池が、特開平4−33
271号公報に記載される。この公報のパック電池は、
たとえば、復帰電圧と最低設定電圧との差であるヒステ
リシス電圧を、たとえば、0.5〜5V/セルに設定す
る。ヒステリシス電圧が小さいと、過放電阻止スイッチ
がオンオフに切り換えられてチャタリングを起こす。こ
の弊害をなくするために、ヒステリシス電圧を大きくす
ると、電池を充電するときに過放電阻止スイッチがオン
に切り換えられず、能率よく電池を充電できない弊害が
ある。したがって、この公報に記載されるパック電池
は、ヒステリシス電圧の設定が難しい欠点がある。
イッチをオフに切り換える最低設定電圧と、過放電阻止
スイッチをオンに切り換える復帰電圧とにヒステリシス
をもたせるパック電池、すなわち、復帰電圧を最低設定
電圧よりも高く設定するパック電池が、特開平4−33
271号公報に記載される。この公報のパック電池は、
たとえば、復帰電圧と最低設定電圧との差であるヒステ
リシス電圧を、たとえば、0.5〜5V/セルに設定す
る。ヒステリシス電圧が小さいと、過放電阻止スイッチ
がオンオフに切り換えられてチャタリングを起こす。こ
の弊害をなくするために、ヒステリシス電圧を大きくす
ると、電池を充電するときに過放電阻止スイッチがオン
に切り換えられず、能率よく電池を充電できない弊害が
ある。したがって、この公報に記載されるパック電池
は、ヒステリシス電圧の設定が難しい欠点がある。
【0007】本発明は、さらにこの欠点を解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、極めて簡単な方法と回路で、過放電阻止スイッチの
チャタリングを解消できる電池の過放電防止方法とこの
方法に使用するパック電池を提供することにある。
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、極めて簡単な方法と回路で、過放電阻止スイッチの
チャタリングを解消できる電池の過放電防止方法とこの
方法に使用するパック電池を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
する電池の過放電を防止する方法は、電池1の電圧が最
低設定電圧よりも低くなると、電池1と直列に接続され
た過放電阻止スイッチ3を制御回路4でオフに切り換え
て、電池1の過放電を防止する方法を改良したものであ
る。
する電池の過放電を防止する方法は、電池1の電圧が最
低設定電圧よりも低くなると、電池1と直列に接続され
た過放電阻止スイッチ3を制御回路4でオフに切り換え
て、電池1の過放電を防止する方法を改良したものであ
る。
【0009】本発明の過放電の防止方法は、制御回路4
で電池電圧を検出し、電池電圧が最低設定電圧よりも低
くなると、制御回路4は過放電阻止スイッチ3をオフに
切り換える。過放電阻止スイッチ3がオフになると、電
池電圧は過放電阻止スイッチ3の出力側に出力されなく
なる。このため、過放電阻止スイッチ3がオフになった
後は、このオフ電圧を検出して、オフ電圧で過放電阻止
スイッチ3をオフ状態に保持する。オフ電圧でオフ状態
に保持される過放電阻止スイッチ3は、オフになった後
に、電池電圧が最低設定電圧よりも上昇しても、オン状
態に復帰しない。このため、電池電圧が最低設定電圧よ
りも低下した後に、過放電阻止スイッチ3が断続される
ことがない。
で電池電圧を検出し、電池電圧が最低設定電圧よりも低
くなると、制御回路4は過放電阻止スイッチ3をオフに
切り換える。過放電阻止スイッチ3がオフになると、電
池電圧は過放電阻止スイッチ3の出力側に出力されなく
なる。このため、過放電阻止スイッチ3がオフになった
後は、このオフ電圧を検出して、オフ電圧で過放電阻止
スイッチ3をオフ状態に保持する。オフ電圧でオフ状態
に保持される過放電阻止スイッチ3は、オフになった後
に、電池電圧が最低設定電圧よりも上昇しても、オン状
態に復帰しない。このため、電池電圧が最低設定電圧よ
りも低下した後に、過放電阻止スイッチ3が断続される
ことがない。
【0010】制御回路4は、過放電阻止スイッチ3の出
力側の電圧を検出して、過放電阻止スイッチ3をオフに
保持するので、電池1が充電されるときに、過放電阻止
スイッチ3の出力側の電圧は充電電圧まで上昇する。こ
のため、制御回路4は電池1が充電されるときに過放電
阻止スイッチ3をリセットして、オン状態に切り換え
る。
力側の電圧を検出して、過放電阻止スイッチ3をオフに
保持するので、電池1が充電されるときに、過放電阻止
スイッチ3の出力側の電圧は充電電圧まで上昇する。こ
のため、制御回路4は電池1が充電されるときに過放電
阻止スイッチ3をリセットして、オン状態に切り換え
る。
【0011】さらに、本発明の請求項2に記載するパッ
ク電池は、電池1と直列に接続されて、電池電圧が最低
設定電圧よりも低くなるとオフになって電池1の過放電
を防止する過放電阻止スイッチ3と、電池電圧を検出し
て過放電阻止スイッチ3をオフに切り換える制御回路4
とを備える。
ク電池は、電池1と直列に接続されて、電池電圧が最低
設定電圧よりも低くなるとオフになって電池1の過放電
を防止する過放電阻止スイッチ3と、電池電圧を検出し
て過放電阻止スイッチ3をオフに切り換える制御回路4
とを備える。
【0012】さらに、本発明のパック電池の制御回路4
は、電池電圧を検出する電圧検出回路5と、この電圧検
出回路5の出力に接続されて過放電阻止スイッチ3をオ
ンオフに制御する切換回路6とを備える。切換回路6
に、電圧検出回路5の出力と、過放電阻止スイッチ3の
出力側を接続している。電池電圧が最低設定電圧よりも
低くなると、電圧検出回路5は切換回路6を介して過放
電阻止スイッチ3をオフに切り替える。過放電阻止スイ
ッチ3がオフになると、過放電阻止スイッチ3の出力側
のオフ電圧が切換回路6に入力され、切換回路6は過放
電阻止スイッチ3をオフ状態に保持する。
は、電池電圧を検出する電圧検出回路5と、この電圧検
出回路5の出力に接続されて過放電阻止スイッチ3をオ
ンオフに制御する切換回路6とを備える。切換回路6
に、電圧検出回路5の出力と、過放電阻止スイッチ3の
出力側を接続している。電池電圧が最低設定電圧よりも
低くなると、電圧検出回路5は切換回路6を介して過放
電阻止スイッチ3をオフに切り替える。過放電阻止スイ
ッチ3がオフになると、過放電阻止スイッチ3の出力側
のオフ電圧が切換回路6に入力され、切換回路6は過放
電阻止スイッチ3をオフ状態に保持する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための方法とパック電池を例示
するものであって、本発明は方法とパック電池を下記に
特定しない。
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための方法とパック電池を例示
するものであって、本発明は方法とパック電池を下記に
特定しない。
【0014】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。
【0015】図2に示すパック電池は、電池1の過放電
を防止する保護回路2を内蔵している。保護回路2は、
電池1と直列に接続されて、電池電圧が最低設定電圧よ
りも低くなるとオフになって電池1の過放電を防止する
過放電阻止スイッチ3と、電池電圧を検出して、過放電
阻止スイッチ3をオンオフに切り換える制御回路4とを
備える。
を防止する保護回路2を内蔵している。保護回路2は、
電池1と直列に接続されて、電池電圧が最低設定電圧よ
りも低くなるとオフになって電池1の過放電を防止する
過放電阻止スイッチ3と、電池電圧を検出して、過放電
阻止スイッチ3をオンオフに切り換える制御回路4とを
備える。
【0016】過放電阻止スイッチ3はMOSFETであ
る。MOSFETは、並列に接続される寄生ダイオード
を有する。寄生ダイオードは、MOSFETを、逆向き
に電流が流れる状態とする。いいかえると、MOSFE
Tは、オンオフ状態に関係なく、充電電流は遮断しな
い。図に示すパック電池は、過放電阻止スイッチ3であ
るMOSFETを、電池1の+側と+側出力端子8との
間に直列に接続している。MOSFETは、オフになる
と放電電流を阻止する向きに接続されている。
る。MOSFETは、並列に接続される寄生ダイオード
を有する。寄生ダイオードは、MOSFETを、逆向き
に電流が流れる状態とする。いいかえると、MOSFE
Tは、オンオフ状態に関係なく、充電電流は遮断しな
い。図に示すパック電池は、過放電阻止スイッチ3であ
るMOSFETを、電池1の+側と+側出力端子8との
間に直列に接続している。MOSFETは、オフになる
と放電電流を阻止する向きに接続されている。
【0017】制御回路4は、電池電圧を検出してFET
をオンオフに切り換える電圧検出回路5と、過放電阻止
スイッチ3をオンオフに制御する切換回路6とを備え
る。
をオンオフに切り換える電圧検出回路5と、過放電阻止
スイッチ3をオンオフに制御する切換回路6とを備え
る。
【0018】電圧検出回路5は3端子の制御用ICであ
る。電圧検出回路5は、電池1の+側に接続されて電池
電圧を検出する電圧検出端子5Aと、検出する電池1の
電圧で、切換回路6をオンオフに切り換える出力端子5
Bとを備える。
る。電圧検出回路5は、電池1の+側に接続されて電池
電圧を検出する電圧検出端子5Aと、検出する電池1の
電圧で、切換回路6をオンオフに切り換える出力端子5
Bとを備える。
【0019】制御用ICは、電圧検出端子5Aに入力さ
れる電池電圧が最低設定電圧よりも高いときに、出力端
子5Bをハイインピーダンス状態とする。電池電圧が最
低設定電圧よりも低くなると、出力端子5BをGND状
態とする。
れる電池電圧が最低設定電圧よりも高いときに、出力端
子5Bをハイインピーダンス状態とする。電池電圧が最
低設定電圧よりも低くなると、出力端子5BをGND状
態とする。
【0020】図に示す切換回路6はFETである。この
FETは、電圧検出回路5である制御用ICの出力で、
オンオフに制御される。FETは、ゲートを制御用IC
の出力端子5Bに、ドレインを過放電阻止スイッチ3で
あるMOSFETのゲートに、ソースを電池1の−側に
接続している。さらに、FETのゲートは、バイアス抵
抗R1を介して過放電阻止スイッチ3の出力側、すなわ
ち、パック電池の+側出力端子8に接続している。バイ
アス抵抗R1は、電圧検出回路5の出力がハイインピー
ダンス状態のときに、FETにバイアス電圧を加えて、
これをオン状態とする。
FETは、電圧検出回路5である制御用ICの出力で、
オンオフに制御される。FETは、ゲートを制御用IC
の出力端子5Bに、ドレインを過放電阻止スイッチ3で
あるMOSFETのゲートに、ソースを電池1の−側に
接続している。さらに、FETのゲートは、バイアス抵
抗R1を介して過放電阻止スイッチ3の出力側、すなわ
ち、パック電池の+側出力端子8に接続している。バイ
アス抵抗R1は、電圧検出回路5の出力がハイインピー
ダンス状態のときに、FETにバイアス電圧を加えて、
これをオン状態とする。
【0021】さらに、FETは、ゲートとアースの間
に、コンデンサーC1を接続している。コンデンサーC1
は、過放電阻止スイッチ3をオフにした瞬間に、パック
電池を接続している電気機器側に内蔵されているコンデ
ンサーに残っている電荷で、FETが再びオンに切り換
えられる誤動作を防止するために、接続している。コン
デンサーC1とバイアス抵抗R1は、FETのゲート電圧
上昇に遅延時間を持たせて、その間に電気機器の負荷1
0でコンデンサーを放電させてしまうようにしている。
に、コンデンサーC1を接続している。コンデンサーC1
は、過放電阻止スイッチ3をオフにした瞬間に、パック
電池を接続している電気機器側に内蔵されているコンデ
ンサーに残っている電荷で、FETが再びオンに切り換
えられる誤動作を防止するために、接続している。コン
デンサーC1とバイアス抵抗R1は、FETのゲート電圧
上昇に遅延時間を持たせて、その間に電気機器の負荷1
0でコンデンサーを放電させてしまうようにしている。
【0022】図2に示すパック電池は、下記の動作をし
て、電池1の過放電を防止する。 電池1が充分に充電されて、電池電圧が最低設定電
圧よりも高いとき。内蔵する電池1に、リチウムイオン
二次電池を使用するときは、たとえば最低設定電圧を
2.30V/セルに設定する。電池電圧が最低設定電圧
よりも高いとき、電圧検出回路5の出力はハイインピー
ダンス状態となる。この状態で、切換回路6のFET
は、バイアス抵抗R1を介してバイアス電圧が加えられ
る。過放電阻止スイッチ3はオン状態にあるので、MO
SFETの出力側となるドレインは、ほぼ電池1の+側
電圧となる。したがって、FETは、バイアス抵抗R1
を介してバイアス電圧が加えられてオン状態となる。オ
ン状態のFETは、過放電阻止スイッチ3であるMOS
FETにバイアス電圧を印加してこれをオン状態とす
る。FETが、MOSFETのゲートをアースに接続す
るからである。この状態において、過放電阻止スイッチ
3のMOSFETはオン状態となり、パック電池に接続
される電気機器等の負荷10に電力を供給する。
て、電池1の過放電を防止する。 電池1が充分に充電されて、電池電圧が最低設定電
圧よりも高いとき。内蔵する電池1に、リチウムイオン
二次電池を使用するときは、たとえば最低設定電圧を
2.30V/セルに設定する。電池電圧が最低設定電圧
よりも高いとき、電圧検出回路5の出力はハイインピー
ダンス状態となる。この状態で、切換回路6のFET
は、バイアス抵抗R1を介してバイアス電圧が加えられ
る。過放電阻止スイッチ3はオン状態にあるので、MO
SFETの出力側となるドレインは、ほぼ電池1の+側
電圧となる。したがって、FETは、バイアス抵抗R1
を介してバイアス電圧が加えられてオン状態となる。オ
ン状態のFETは、過放電阻止スイッチ3であるMOS
FETにバイアス電圧を印加してこれをオン状態とす
る。FETが、MOSFETのゲートをアースに接続す
るからである。この状態において、過放電阻止スイッチ
3のMOSFETはオン状態となり、パック電池に接続
される電気機器等の負荷10に電力を供給する。
【0023】 パック電池が放電されて、電池1の電
圧が最低設定電圧よりも低下するとき。電圧検出回路5
の出力はハイインピーダンス状態からローインピーダン
ス状態となる。切換回路6のFETは、ゲート電圧が”
L”となってオフに切り換えられる。FETがオフにな
ると、過放電阻止スイッチ3のMOSFETもオフにな
る。MOSFETのゲートがアースから切り離されるか
らである。オフになった過放電阻止スイッチ3のMOS
FETは、電池1を負荷10から切り離して放電を停止
させる。
圧が最低設定電圧よりも低下するとき。電圧検出回路5
の出力はハイインピーダンス状態からローインピーダン
ス状態となる。切換回路6のFETは、ゲート電圧が”
L”となってオフに切り換えられる。FETがオフにな
ると、過放電阻止スイッチ3のMOSFETもオフにな
る。MOSFETのゲートがアースから切り離されるか
らである。オフになった過放電阻止スイッチ3のMOS
FETは、電池1を負荷10から切り離して放電を停止
させる。
【0024】MOSFETがオフになると、出力端子5
Bは、負荷10を介して−側出力端子9に接続される。
このため、過放電阻止スイッチ3の出力側はアース電位
のオフ電圧となる。オフ電圧となった出力側は、バイア
ス抵抗R1を介してFETのゲートに供給されて、FE
Tを強制的にオフに保持する。
Bは、負荷10を介して−側出力端子9に接続される。
このため、過放電阻止スイッチ3の出力側はアース電位
のオフ電圧となる。オフ電圧となった出力側は、バイア
ス抵抗R1を介してFETのゲートに供給されて、FE
Tを強制的にオフに保持する。
【0025】 過放電阻止スイッチ3がオフになった
後、電池電圧が最低設定電圧よりも高くなるとき 過放電阻止スイッチ3であるMOSFETがオフになっ
て、負荷電流を遮断し、その後、電池電圧が最低設定電
圧よりも高くなると、電圧検出回路5の出力は、ローイ
ンピーダンス状態からハイインピーダンス状態となる。
電圧検出回路5の出力がハイインピーダンス状態となっ
ても、FETのゲートはバイアス抵抗R1を介して+側
出力端子8に接続されて、オフ電圧に保持される。この
ため、電圧検出回路5の出力がハイインピーダンス状態
となっても、FETはオフからオンに切り換えられるこ
とはない。したがって、最低設定電圧よりも低下した電
池電圧が、最低設定電圧より高くなっても、過放電阻止
スイッチ3のMOSFETは、FETでオンに切り換え
られない。
後、電池電圧が最低設定電圧よりも高くなるとき 過放電阻止スイッチ3であるMOSFETがオフになっ
て、負荷電流を遮断し、その後、電池電圧が最低設定電
圧よりも高くなると、電圧検出回路5の出力は、ローイ
ンピーダンス状態からハイインピーダンス状態となる。
電圧検出回路5の出力がハイインピーダンス状態となっ
ても、FETのゲートはバイアス抵抗R1を介して+側
出力端子8に接続されて、オフ電圧に保持される。この
ため、電圧検出回路5の出力がハイインピーダンス状態
となっても、FETはオフからオンに切り換えられるこ
とはない。したがって、最低設定電圧よりも低下した電
池電圧が、最低設定電圧より高くなっても、過放電阻止
スイッチ3のMOSFETは、FETでオンに切り換え
られない。
【0026】さらに、図3に示すパック電池は、電圧検
出回路5の出力と切換回路6の入力との間に遅延回路7
を接続している。遅延回路7は、抵抗R2とコンデンサ
ーC2の積分回路で構成される。抵抗R2は、電圧検出回
路5の出力とFETのゲートに接続され、コンデンサー
C2は、ゲートとアースとの間に接続される。遅延回路
7は、電圧検出回路5の出力が一定時間以上”L”にな
るときに限って、切換回路6のFETをオフに切り換え
る。遅延回路7は、電池電圧が、一時的に最低設定電圧
よりも低下したときに、FETがオフからオンに切り換
えられるのを防止する。パック電池は、パルス状の負荷
電流が流れるとき、電池電圧が瞬間的に低下する。遅延
回路7は、この状態で、過放電阻止スイッチ3がオフに
切り換えられるのを防止する。
出回路5の出力と切換回路6の入力との間に遅延回路7
を接続している。遅延回路7は、抵抗R2とコンデンサ
ーC2の積分回路で構成される。抵抗R2は、電圧検出回
路5の出力とFETのゲートに接続され、コンデンサー
C2は、ゲートとアースとの間に接続される。遅延回路
7は、電圧検出回路5の出力が一定時間以上”L”にな
るときに限って、切換回路6のFETをオフに切り換え
る。遅延回路7は、電池電圧が、一時的に最低設定電圧
よりも低下したときに、FETがオフからオンに切り換
えられるのを防止する。パック電池は、パルス状の負荷
電流が流れるとき、電池電圧が瞬間的に低下する。遅延
回路7は、この状態で、過放電阻止スイッチ3がオフに
切り換えられるのを防止する。
【0027】さらに、図4は、過放電阻止スイッチ3
に、NチャンネルのMOSFETを使用する。MOSF
ETは、切換回路6であるFETに制御されてオンオフ
に切り換えられる。FETは電圧検出回路5でオンオフ
に切り換えられる。電圧検出回路5は、電池電圧が最低
設定電圧よりも高いときに出力をハイインピーダンス状
態とし、電池電圧が最低設定電圧よりも低くなると、出
力をローインピーダンス状態、すなわちアースライン5
Cに接続する。切換回路6であるFETは、電圧検出回
路5がハイインピーダンス状態でオン、ローインピーダ
ンス状態でオフに切り換えられる。過放電阻止スイッチ
3であるMOSFETは、FETがオンのときにオン、
オフのときにオフに制御される。
に、NチャンネルのMOSFETを使用する。MOSF
ETは、切換回路6であるFETに制御されてオンオフ
に切り換えられる。FETは電圧検出回路5でオンオフ
に切り換えられる。電圧検出回路5は、電池電圧が最低
設定電圧よりも高いときに出力をハイインピーダンス状
態とし、電池電圧が最低設定電圧よりも低くなると、出
力をローインピーダンス状態、すなわちアースライン5
Cに接続する。切換回路6であるFETは、電圧検出回
路5がハイインピーダンス状態でオン、ローインピーダ
ンス状態でオフに切り換えられる。過放電阻止スイッチ
3であるMOSFETは、FETがオンのときにオン、
オフのときにオフに制御される。
【0028】この動作状態を実現するために、図4のパ
ック電池は、電圧検出回路5の入力側を電池1の+側
に、アースライン5Cを電池1の−側に、出力をFET
のソースに接続している。電圧検出回路5の出力側は、
プルアップ抵抗R3を介して電池1の+側に接続され
る。プルアップ抵抗R3は、電圧検出回路5の出力がハ
イインピーダンス状態のときに、FETのソースに+の
電圧を加える。切換回路6のFETは、ゲートを、バイ
アス抵抗R1を介して過放電阻止スイッチ3の出力側
に、ソースを電圧検出回路5の出力に、ドレインを過放
電阻止スイッチ3であるMOSFETのゲートに接続し
ている。
ック電池は、電圧検出回路5の入力側を電池1の+側
に、アースライン5Cを電池1の−側に、出力をFET
のソースに接続している。電圧検出回路5の出力側は、
プルアップ抵抗R3を介して電池1の+側に接続され
る。プルアップ抵抗R3は、電圧検出回路5の出力がハ
イインピーダンス状態のときに、FETのソースに+の
電圧を加える。切換回路6のFETは、ゲートを、バイ
アス抵抗R1を介して過放電阻止スイッチ3の出力側
に、ソースを電圧検出回路5の出力に、ドレインを過放
電阻止スイッチ3であるMOSFETのゲートに接続し
ている。
【0029】この図に示すパック電池は、下記の動作を
して、電池1の過放電を防止する。 電池1が充分に充電されて、電池電圧が最低設定電
圧よりも高いとき。電池電圧が最低設定電圧よりも高い
とき、電圧検出回路5の出力はハイインピーダンス状態
となる。この状態で、切換回路6のFETは、ソースを
電池1の+側に、ドレインを電池1の−側に、ゲートを
バイアス抵抗R1を介して電池1の−側に接続して、オ
ン状態となる。FETのゲートは、MOSFETを介し
て電池1の−側に接続されるが、MOSFETはオン状
態にあるので、FETにバイアス電圧が加えられる。オ
ン状態のFETは、MOSFETにバイアス電圧を印加
してこれをオン状態とする。FETが、NチャンネルM
OSFETのゲートを、電池1の+側に接続するからで
ある。この状態において、過放電阻止スイッチ3のMO
SFETはオン状態となり、パック電池に接続される電
気機器等の負荷10に電力を供給する。
して、電池1の過放電を防止する。 電池1が充分に充電されて、電池電圧が最低設定電
圧よりも高いとき。電池電圧が最低設定電圧よりも高い
とき、電圧検出回路5の出力はハイインピーダンス状態
となる。この状態で、切換回路6のFETは、ソースを
電池1の+側に、ドレインを電池1の−側に、ゲートを
バイアス抵抗R1を介して電池1の−側に接続して、オ
ン状態となる。FETのゲートは、MOSFETを介し
て電池1の−側に接続されるが、MOSFETはオン状
態にあるので、FETにバイアス電圧が加えられる。オ
ン状態のFETは、MOSFETにバイアス電圧を印加
してこれをオン状態とする。FETが、NチャンネルM
OSFETのゲートを、電池1の+側に接続するからで
ある。この状態において、過放電阻止スイッチ3のMO
SFETはオン状態となり、パック電池に接続される電
気機器等の負荷10に電力を供給する。
【0030】 パック電池が放電されて、電池1の電
圧が最低設定電圧よりも低下するとき。電圧検出回路5
は、出力を、ハイインピーダンス状態からローインピー
ダンス状態とする。電圧検出回路5の出力がローインピ
ーダンス状態になると、出力がアースライン5Cに接続
されて、FETのソースを電池1の−側に接続する。し
たがって、FETは、ソースとドレインの両方が電池1
の−側に接続され、ソース、ドレイン間に電圧が加えら
れなくなってオフになる。FETがオフになると、過放
電阻止スイッチ3のMOSFETもオフになる。MOS
FETのゲートがFETを介して電池1の+側に接続さ
れなくなるからである。オフになった過放電阻止スイッ
チ3のMOSFETは、電池1を負荷10から切り離し
て放電を停止させる。
圧が最低設定電圧よりも低下するとき。電圧検出回路5
は、出力を、ハイインピーダンス状態からローインピー
ダンス状態とする。電圧検出回路5の出力がローインピ
ーダンス状態になると、出力がアースライン5Cに接続
されて、FETのソースを電池1の−側に接続する。し
たがって、FETは、ソースとドレインの両方が電池1
の−側に接続され、ソース、ドレイン間に電圧が加えら
れなくなってオフになる。FETがオフになると、過放
電阻止スイッチ3のMOSFETもオフになる。MOS
FETのゲートがFETを介して電池1の+側に接続さ
れなくなるからである。オフになった過放電阻止スイッ
チ3のMOSFETは、電池1を負荷10から切り離し
て放電を停止させる。
【0031】 過放電阻止スイッチ3がオフになった
後、電池電圧が最低設定電圧よりも高くなるとき MOSFETがオフになると、パック電池の−側出力端
子9は、負荷10を介して+側出力端子8に接続され
る。この状態で、切換回路6のFETは、ソースをプル
アップ抵抗R3で電池1の+側に、ゲートをバイアス抵
抗R1で電池1の+側に接続する。抵抗を介して、ソー
スとゲートの両方が電池1の+側に接続されるFET
は、強制的にオフに保持される。
後、電池電圧が最低設定電圧よりも高くなるとき MOSFETがオフになると、パック電池の−側出力端
子9は、負荷10を介して+側出力端子8に接続され
る。この状態で、切換回路6のFETは、ソースをプル
アップ抵抗R3で電池1の+側に、ゲートをバイアス抵
抗R1で電池1の+側に接続する。抵抗を介して、ソー
スとゲートの両方が電池1の+側に接続されるFET
は、強制的にオフに保持される。
【0032】過放電阻止スイッチ3であるMOSFET
がオフになって、負荷電流を遮断し、その後、電池電圧
が最低設定電圧よりも高くなると、電圧検出回路5の出
力は、ローインピーダンス状態からハイインピーダンス
状態となる。電圧検出回路5の出力がハイインピーダン
ス状態となっても、FETのゲートとソースの両方が電
池1の+側に接続されて、あるいは、負荷10が接続さ
れないときには、MOSFETがオフとなっているた
め、FETのゲートはオフ電圧に保持される。このた
め、電圧検出回路5の出力がハイインピーダンス状態と
なっても、FETはオフからオンに切り換えられること
はない。したがって、最低設定電圧よりも低下した電池
電圧が、最低設定電圧よりも高くなっても、過放電阻止
スイッチ3のMOSFETは、FETでオンに切り換え
られない。
がオフになって、負荷電流を遮断し、その後、電池電圧
が最低設定電圧よりも高くなると、電圧検出回路5の出
力は、ローインピーダンス状態からハイインピーダンス
状態となる。電圧検出回路5の出力がハイインピーダン
ス状態となっても、FETのゲートとソースの両方が電
池1の+側に接続されて、あるいは、負荷10が接続さ
れないときには、MOSFETがオフとなっているた
め、FETのゲートはオフ電圧に保持される。このた
め、電圧検出回路5の出力がハイインピーダンス状態と
なっても、FETはオフからオンに切り換えられること
はない。したがって、最低設定電圧よりも低下した電池
電圧が、最低設定電圧よりも高くなっても、過放電阻止
スイッチ3のMOSFETは、FETでオンに切り換え
られない。
【0033】
【発明の効果】本発明の電池の過放電を防止する方法と
パック電池は、電池電圧が最低設定電圧よりも低下した
後に、上昇しても、再びオン状態になってチャタリング
を起こすのを確実に解消できる特長がある。それは、本
発明が、過放電阻止スイッチをオフに切り換えた後、過
放電阻止スイッチの出力側のオフ電圧で過放電阻止スイ
ッチをオフ状態に保持するからである。
パック電池は、電池電圧が最低設定電圧よりも低下した
後に、上昇しても、再びオン状態になってチャタリング
を起こすのを確実に解消できる特長がある。それは、本
発明が、過放電阻止スイッチをオフに切り換えた後、過
放電阻止スイッチの出力側のオフ電圧で過放電阻止スイ
ッチをオフ状態に保持するからである。
【0034】さらに、本発明は、過放電阻止スイッチの
出力側のオフ電圧で過放電阻止スイッチをオフ状態に保
持するので、ヒステリシス等を調整する回路とは比較に
ならない極めて簡単な回路で、チャタリングを確実に防
止できる特長がある。それは、オフ状態に保持させる回
路に、過放電阻止スイッチの出力側のオフ電圧を供給し
て、過放電阻止スイッチをオフ状態に保持できるからで
ある。
出力側のオフ電圧で過放電阻止スイッチをオフ状態に保
持するので、ヒステリシス等を調整する回路とは比較に
ならない極めて簡単な回路で、チャタリングを確実に防
止できる特長がある。それは、オフ状態に保持させる回
路に、過放電阻止スイッチの出力側のオフ電圧を供給し
て、過放電阻止スイッチをオフ状態に保持できるからで
ある。
【0035】さらに、本発明は、ヒステリシス電圧を調
整してチャタリングを防止するのではなく、過放電阻止
スイッチの出力側の電圧を検出して過放電阻止スイッチ
をオフ状態に保持するので、ヒステリシス電圧の調整等
を省略して、簡単かつ容易に、しかも安価に多量生産で
きる特長もある。
整してチャタリングを防止するのではなく、過放電阻止
スイッチの出力側の電圧を検出して過放電阻止スイッチ
をオフ状態に保持するので、ヒステリシス電圧の調整等
を省略して、簡単かつ容易に、しかも安価に多量生産で
きる特長もある。
【図1】従来の過放電を防止する回路を内蔵するパック
電池の回路図
電池の回路図
【図2】本発明の実施例にかかる電池の過放電を防止す
る保護回路を内蔵するパック電池の回路図
る保護回路を内蔵するパック電池の回路図
【図3】本発明の他の実施例にかかる遅延回路を備える
パック電池の回路図
パック電池の回路図
【図4】本発明の他の実施例にかかる電池の過放電を防
止する保護回路を内蔵するパック電池の回路図
止する保護回路を内蔵するパック電池の回路図
1…電池 2…保護回路 3…過放電阻止スイッチ 4…制御回路 5…電圧検出回路 5A…電圧検出端子 5B…出力端子 5C…アースライン 6…切換回路 7…遅延回路 8…+側出力端子 9…−側出力端子 10…負荷 R1…バイアス抵抗 R2…抵抗 R3…プルアップ抵抗
Claims (2)
- 【請求項1】 電池電圧が最低設定電圧よりも低くなる
と、電池(1)と直列に接続された過放電阻止スイッチ(3)
を制御回路(4)でオフに切り換えて、電池(1)の過放電を
防止する過放電の防止方法において、 制御回路(4)が電池電圧を検出し、電池電圧が最低設定
電圧よりも低くなると、制御回路(4)が過放電阻止スイ
ッチ(3)をオフに切り換え、過放電阻止スイッチ(3)がオ
フになると、過放電阻止スイッチ(3)の出力側のオフ電
圧を検出し、このオフ電圧で過放電阻止スイッチ(3)を
オフ状態に保持して、電池電圧が最低設定電圧よりも上
昇したときに、過放電阻止スイッチ(3)がオン状態に復
帰するのを阻止することを特徴とする電池の過放電防止
方法。 - 【請求項2】 電池(1)と直列に接続されて、電池電圧
が最低設定電圧よりも低くなるとオフになって電池(1)
の過放電を防止する過放電阻止スイッチ(3)と、電池電
圧を検出して過放電阻止スイッチ(3)をオフに切り換え
る制御回路(4)とを備えるパック電池において、 制御回路(4)が電池電圧を検出する電圧検出回路(5)と、
この電圧検出回路(5)の出力に接続されて過放電阻止ス
イッチ(3)をオンオフに制御する切換回路(6)とを備え、
切換回路(6)に、電圧検出回路(5)の出力と、過放電阻止
スイッチ(3)の出力側とが接続されており、電池電圧が
最低設定電圧よりも低くなると、電圧検出回路(5)が切
換回路(6)を介して過放電阻止スイッチ(3)をオフに切り
替え、過放電阻止スイッチ(3)がオフになると、過放電
阻止スイッチ(3)の出力側のオフ電圧が切換回路(6)に入
力されて、切換回路(6)が過放電阻止スイッチ(3)をオフ
状態に保持するように構成されてなることを特徴とする
パック電池。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20013096A JP3439035B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 電池の過放電を防止するパック電池 |
US08/898,319 US5898293A (en) | 1996-07-30 | 1997-07-22 | Method of preventing battery over-discharge and a battery pack with a battery over-discharge prevention circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20013096A JP3439035B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 電池の過放電を防止するパック電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1050351A true JPH1050351A (ja) | 1998-02-20 |
JP3439035B2 JP3439035B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=16419312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20013096A Expired - Fee Related JP3439035B2 (ja) | 1996-07-30 | 1996-07-30 | 電池の過放電を防止するパック電池 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP3439035B2 (ja) |
Cited By (5)
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JP2007104876A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 二次電池の過放電保護回路 |
JP2007104867A (ja) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Gs Yuasa Corporation:Kk | 二次電池の過放電保護回路及び二次電池の過放電保護システム |
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JP2011125165A (ja) * | 2009-12-11 | 2011-06-23 | Seiko Instruments Inc | バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置 |
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GB2402271B (en) | 2003-05-27 | 2006-04-19 | Research In Motion Ltd | Method and apparatus for handling a charging state in a mobile electronic device |
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-
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- 1996-07-30 JP JP20013096A patent/JP3439035B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-07-22 US US08/898,319 patent/US5898293A/en not_active Expired - Lifetime
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---|---|
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---|---|---|---|
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