JPH11155237A - 電池の保護装置及びそれを用いたバッテリ装置 - Google Patents

電池の保護装置及びそれを用いたバッテリ装置

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JPH11155237A
JPH11155237A JP9322533A JP32253397A JPH11155237A JP H11155237 A JPH11155237 A JP H11155237A JP 9322533 A JP9322533 A JP 9322533A JP 32253397 A JP32253397 A JP 32253397A JP H11155237 A JPH11155237 A JP H11155237A
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伸彰 梅木
Koichi Inoue
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ラッチ解除信号専用の端子を設けることなく、
ラッチ解除できるようにする。 【解決手段】電池保護装置は、過電圧検出信号をノイズ
と区別するため入力の過電圧検出信号に基いてコンデン
サ9を充電する。出力部23は過電圧検出信号に応じて
電池の充放電路を遮断する信号を出力する。コンデンサ
9の電圧がいったん所定値を超えると前記遮断信号を出
力する状態に固定するラッチ回路21が設けられてい
る。このラッチを解除する場合は、スイッチ30をON
してコンデンサ9の電圧を上げる。すると、トランジス
タ32のコレクタ電流が増加し、トランジスタ33がO
Nする。その結果、ラッチ回路21はラッチ解除する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン電池
等の充放電可能な電池を有するバッテリ装置及びそれに
用いる電池の保護装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】入力信号を処理して出力する回路におい
て、入力信号がいったん所定値を超えると、回路を固定
の出力状態にロックし、且つラッチ回路でそのロック状
態を保持することが行なわれるものがある。例えば、入
力信号が或る装置の状態の監視信号で、その状態が異常
状態であるとき、該状態を進行させないように出力を作
用させる場合などが、これに相当する。
【0003】前記状態が正常に復帰しても、ロック(従
ってラッチ)はかかったままになっているので、これを
解除するとき、別途ラッチ回路にラッチ解除信号を与え
なければならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、回路がIC
で形成される場合、ラッチ解除信号供給用の端子ピンを
設けなければならず、その分、端子ピンの数が増加して
しまう。これは、ICパッケージやチップの小型化を図
る上では不利であることを意味する。また、ラッチを解
除する方法としてICの電源電圧を一時的に下げてリセ
ットさせる方法もあるが、この方法はIC内の他の回路
をもリセットさせてしまうので、好ましくない。
【0005】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、ラッチ解除信号専用の端子を設けることな
く、ラッチ解除できるようにした電池の保護装置及びそ
れを用いたバッテリ装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
本発明の電池の保護装置は、入力信号をノイズと区別す
るため前記入力信号に基いてコンデンサを充電する充電
手段と、前記入力信号に応じた出力を発生する出力回路
と、前記コンデンサの電圧がいったん所定値を超えると
前記出力回路を所定の出力状態に固定するラッチ回路
と、所定の操作に応答して前記コンデンサに別途電流を
供給する操作応答手段と、この操作応答手段による電流
によって前記コンデンサの電圧が変化したとき、その変
化を検出して前記ラッチ回路に与えることによりラッチ
解除する手段とから構成されている。
【0007】この場合、前記操作応答手段は、ONした
とき電源端子を前記コンデンサに接続する操作スイッチ
を含むものである。
【0008】また、前記コンデンサの電圧を前記所定値
と比較するコンパレータを有し、前記ラッチ回路は前記
コンパレータの出力信号をコンパレータの入力側へ帰還
する帰還ループから成っており、ラッチ解除手段はその
帰還ループを途中で遮断するように働く。
【0009】また、前記コンパレータには前記コンデン
サの電圧が印加される前記コンパレータの入力端子に一
端が接続された抵抗と、該抵抗の他端にエミッタが接続
されたトランジスタとから成るクランプ回路が接続され
ており、前記トランジスタのベースが前記コンパレータ
の前記所定値が印加される入力端子に接続されている。
【0010】また、前記ラッチ解除手段は前記トランジ
スタのコレクタと出力電位点間に接続された抵抗と、該
抵抗に生じる電圧が閾値以上になるとONして前記帰還
ループを遮断するトランジスタとからなっている。
【0011】本発明のバッテリ装置は、充放電可能な電
池の状態が異常なとき検出信号を発生する検出回路と、
前記検出信号を入力信号とする上記電池の保護装置と、
前記電池の保護装置の出力端子から与えられる信号によ
って電池の充放電を遮断する遮断手段とから成ってい
る。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を説明す
る。図1において、1は充放電可能なリチウムイオン電
池であり、2は遮断スイッチである。3、4は負荷を接
続する端子である。遮断スイッチ2は例えばヒューズ又
はFET(電界効果トランジスタ)で構成される。
【0013】5は電池1の保護用の半導体集積回路装置
(以下「IC」という)である。6はこのIC5の端子
10を介して入力された電池電圧が所定値以上である
と、過電圧検出信号を出力する検出回路である。7は検
出回路6の出力を遅延する遅延回路であり、その遅延量
は端子11を介して外付けされたコンデンサ9によって
決定される。
【0014】この遅延回路7はノイズによる誤動作を生
じないようにするためのものであって、その遅延時間の
間は出力を生じさせない(不感応時間)。従って、この
不感応時間よりも短いノイズは出力されないことにな
る。電池電圧の過電圧がこの遅延時間以上にわたると、
検出回路6で検出された過電圧検出信号が出力され、出
力発生回路8へ供給される。
【0015】出力発生回路8は過電圧検出信号が入力さ
れると、スイッチ2をOFFする信号を出力し、端子1
2を介してスイッチ2へ与える。尚、過電圧状態は異常
状態であるので、このスイッチ2をOFFする状態を維
持するように出力発生回路8は自己ロック(ラッチ)す
るように構成されている。
【0016】電池1の過電圧状態が終わった後も、出力
発生回路8のラッチ状態は続いているので、適当なとき
にこれを解除しなければならない。この解除は操作に応
答してコンデンサ9に電流を供給する手段13によりコ
ンデンサ9の電圧変化を生じさせることによって行なえ
る。このとき、出力発生回路8はコンデンサ9の電圧変
化を検出してラッチ回路を解除する。
【0017】図2は前記図1の構成を分かり易く示して
いる。同図において、検出回路6はコンパレータ14と
その反転端子(−)へ基準電圧Vref1を与える基準電圧
源15とから成っている。コンパレータ14はその非反
転端子(+)へ印加される入力信号(この場合は、電池
電圧)が、基準電圧Vref1以上であると、ハイレベルを
出力し、スイッチ17をONさせる。
【0018】このスイッチ17は定電流源16、コンデ
ンサ9と共に遅延回路7を構成する。出力発生回路はク
ランプ回路18、基準電圧Vref2を与える基準電圧源1
9、コンパレータ20、ラッチ回路21、トランジスタ
22、出力部23等から成っている。コンパレータ20
の非反転端子(+)にコンデンサ9の電圧が印加され、
反転端子(−)に基準電圧Vref2が印加されている。
【0019】スイッチ17のONによりコンデンサ9が
充電されて、そのコンデンサの電圧が基準電圧Vref2以
上になると、コンパレータ20はハイレベルを出力し、
トランジスタ22をONする。この結果、出力部23か
らスイッチ2(図1)を遮断させる電圧が発生する。一
方、ラッチ回路21はコンパレータ20のハイレベル出
力状態をラッチするように動作する。このラッチ状態は
コンデンサ9の電圧が下がっても変わらない。
【0020】ラッチ状態を解除するために、操作応答手
段13を動作させると、コンデンサ9の電圧が上昇し、
クランプ回路18及びラッチ解除手段24を通してラッ
チ回路21にラッチ解除がかけられるが、この詳細は次
の図3を参照して説明する。
【0021】図3は操作応答手段13とクランプ回路1
8とラッチ解除手段24を具体的に示している。同図に
おいて、30は一端がIC5の電源端子31に接続さ
れ、他端が抵抗R3を介してコンデンサ9に接続された
操作スイッチである。これらの電源端子31、スイッチ
30、抵抗R3は操作応答手段13を構成している。
【0022】抵抗R1とPNPトランジスタ32はクラ
ンプ回路18を構成している。トランジスタ32のエミ
ッタは抵抗R1を介してコンデンサ9とコンパレータ2
0の非反転端子(+)に接続されている。トランジスタ
32のベースは基準電圧源19とコンパレータ20の反
転端子(−)に接続されている。次に、抵抗R2とNP
Nトランジスタ33はラッチ解除手段24を構成してい
る。
【0023】抵抗R2の一端はトランジスタ32のコレ
クタに接続され、他端はグランドに接続されている。ト
ランジスタ33のベースは、その抵抗R2の一端に接続
され、エミッタはグランドに接続されている。そして、
コレクタはラッチ回路21に接続されている。
【0024】スイッチ30のONにより、コンデンサ9
の電圧が上昇すると、トランジスタ32のコレクタ電流
が増大し、抵抗R1の両端電圧がトランジスタQ2の閾
値以上となり、トランジスタQ2がONする。これによ
ってラッチ回路21へラッチ解除信号が与えられること
になる。
【0025】図4は第2の実施形態の回路図であり、図
2と対応する部分には同一の符号を付してある。スイッ
チ17がONされると、電流源10からの電流I1がカ
レントミラー回路Q1〜Q3に流れ、トランジスタQ2
のコレクタに電流がI4が流れる。トランジスタQ4〜
Q8もカレントミラー回路を構成しているので、トラン
ジスタQ4に電流I4が流れるとトランジスタQ6にも
電流I4が流れる。この電流I4はコンデンサ9に流れ込
む。これによってコンデンサ9の電圧が上昇する。
【0026】PNPトランジスタQ13、Q14とNP
NトランジスタQ15、Q16はコンパレータ20を構
成する。そして、トランジスタQ13のベースがコンパ
レータ20の非反転入力端子(+)に相当し、トランジ
スタQ14のベースがコンパレータ20の反転入力端子
(−)に相当する。反転入力端子(−)には、トランジ
スタQ8、抵抗R4、ダイオード接続トランジスタQ1
7によって基準電圧Vref2が生成される。
【0027】抵抗R1とPNPトランジスタQ12がク
ランプ回路18を構成する。トランジスタQ12のベー
スはトランジスタQ14のベース(即ち、コンパレータ
20の反転入力端子)に接続されている。コンパレータ
20の出力はトランジスタQ14のコレクタからトラン
ジスタQ19のコレクタとカレントミラー回路のトラン
ジスタQ22、Q23を通してトランジスタQ26へ与
えられて図2の出力部23に対応する抵抗R5と図2の
トランジスタ22に対応するトランジスタQ26を通し
て出力端子12へ導出される。
【0028】また、コンパレータQ19の出力は前記ト
ランジスタQ19のエミッタからカレントミラー回路
(Q20、Q21)とカレントミラー回路(Q24、Q
25)を通してカレントミラー回路(Q1、Q2)へ帰
還され、更にトランジスタQ4、Q6を通してコンパレ
ータ20のトランジスタQ13のベースへ帰還をされ
る。このループはラッチ回路21を構成する。抵抗R2
とトランジスタQ18はラッチ解除手段24を構成す
る。このラッチ解除手段24のトランジスタQ18がO
Nすると、カレントミラー回路(Q20、Q21)がO
FFとなり、上述の帰還ループが遮断されることにな
り、ラッチが解除される。
【0029】尚、ラッチを解除したいときは、コンデン
サ9の電圧は低下しているので、帰還ループのカレント
ミラー回路(Q20、Q21)を一時的にOFFしてや
るだけで済む。帰還ループを通してトランジスタQ13
のベースに印加されていたハイレベル電圧が遮断される
と、コンパレータ20はトランジスタQ13がONで、
Q14がOFFになり、コンパレータ20からハイレベ
ルが出力されなくなるので、帰還ループの作用(従って
ラッチ回路の働き)は停止するからである。
【0030】この意味で、ラッチ解除手段24のトラン
ジスタQ18のONも一時的となる(帰還ループにより
Q13のベースに帰還されている高い電圧に更にコンデ
ンサ9の上昇した電圧が加算され、トランジスタQ18
がONすると、帰還電圧はなくなりコンデンサ9の電圧
のみとなる)。換言すれば、ラッチ解除手段24はコン
デンサ9の電圧変化で動作するといえる。尚、スイッチ
30をONし続けると、再びQ18はONとなり、その
状態を維持するが、コンデンサ9を電源VccでONし続
けてコンデンサ9の電圧を上げることは過電圧検出信号
が入力されたと同じ結果になるから、スイッチ13は手
を離すと、OFFになるタイプのものであることが望ま
しい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ラ
ッチ解除端子をコンデンサ外付け用端子と共用すること
が可能となり、端子数を増やすことなく、ラッチ解除の
機能を付加することができるという効果がある。
【0032】更に請求項2によれば電源をラッチ解除に
利用することができるので、ラッチ解除構成が複雑にな
らない。また、請求項2〜請求項5によればラッチ回路
とラッチ解除手段が好適な関連構成で実現できる。請求
項6によれば、過電圧等の異常から電池を確実に保護で
きるとともに、異常状態消滅後に電池を簡単に元の動作
可能状態に戻すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる電池の保護装置
及びバッテリ装置を示す回路図
【図2】図1の構成を分かり易く示すブロック回路図
【図3】その一部の構成を具体的に示す図
【図4】図4は第2の実施形態の回路図
【符号の説明】
1 電池 5 電池の保護装置 6 検出回路 7 遅延回路 8 出力発生回路 9 コンデンサ 13 電流供給手段 18 クランプ回路 21 ラッチ回路 24 ラッチ解除手段

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力信号をノイズと区別するため前記入力
    信号に基いてコンデンサを充電する充電手段と、 前記入力信号に応じた出力を発生する出力回路と、 前記コンデンサの電圧がいったん所定値を超えると前記
    出力回路を所定の出力状態に固定するラッチ回路と、 所定の操作に応答して前記コンデンサに別途電流を供給
    する操作応答手段と、 前記操作応答手段による電流によって前記コンデンサの
    電圧が変化したとき、その変化を検出して前記ラッチ回
    路に与えることによりラッチ解除する手段と、 から成る電池の保護装置。
  2. 【請求項2】前記操作応答手段は、ONしたとき電源端
    子を前記コンデンサに接続する操作スイッチを含むこと
    を特徴とする請求項1に記載の電池の保護装置。
  3. 【請求項3】前記コンデンサの電圧を前記所定値と比較
    するコンパレータを有し、前記ラッチ回路は前記コンパ
    レータの出力信号をコンパレータの入力側へ帰還する帰
    還ループから成っており、ラッチ解除手段はその帰還ル
    ープを途中で遮断するように働くことを特徴とする請求
    項1に記載の電池の保護装置。
  4. 【請求項4】前記コンパレータには前記コンデンサの電
    圧が印加される前記コンパレータの入力端子に一端が接
    続された抵抗と、該抵抗の他端にエミッタが接続された
    トランジスタとから成るクランプ回路が接続されてお
    り、前記トランジスタのベースが前記コンパレータの前
    記所定値が印加される入力端子に接続されていることを
    特徴とする請求項3に記載の電池の保護装置。
  5. 【請求項5】前記ラッチ解除手段は前記トランジスタの
    コレクタと出力電位点間に接続された抵抗と、該抵抗に
    生じる電圧が閾値以上になるとONして前記帰還ループ
    を遮断するトランジスタとからなっていることを特徴と
    する請求項4に記載の電池の保護装置。
  6. 【請求項6】充放電可能な電池の状態が異常なとき検出
    信号を発生する検出回路と、前記検出信号を上記入力信
    号とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の電池
    の保護装置と、 前記電池の保護装置の出力端子から与えられる信号によ
    って電池の充放電を遮断する遮断手段と、 から成るバッテリ装置。
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