JPH1189098A - 充放電制御回路 - Google Patents
充放電制御回路Info
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- JPH1189098A JPH1189098A JP24152297A JP24152297A JPH1189098A JP H1189098 A JPH1189098 A JP H1189098A JP 24152297 A JP24152297 A JP 24152297A JP 24152297 A JP24152297 A JP 24152297A JP H1189098 A JPH1189098 A JP H1189098A
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- circuit
- charge
- secondary battery
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電制御回路及びその回路を用いた充電式
電源装置の信頼性を高めるとともに、安全性の向上をは
かる。 【解決手段】 充放電制御回路において、二次電池の電
圧が異常に低い電圧に至った時には、スイッチ回路をＯ
ＦＦして、充電及び放電電流を遮断し、異常な電池への
充電を禁止する様な回路構成にし、二次電池の破壊、爆
発を防ぐ様にした。
電源装置の信頼性を高めるとともに、安全性の向上をは
かる。 【解決手段】 充放電制御回路において、二次電池の電
圧が異常に低い電圧に至った時には、スイッチ回路をＯ
ＦＦして、充電及び放電電流を遮断し、異常な電池への
充電を禁止する様な回路構成にし、二次電池の破壊、爆
発を防ぐ様にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチ回路のオ
ン、オフにより二次電池の充放電を制御するようにした
充放電制御回路に関するものである。
ン、オフにより二次電池の充放電を制御するようにした
充放電制御回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の二次電池からなる充電式電源装置
としては、図２に回路ブロック図を示すような電源装置
が知られていた。例えば、特開平４−７５４３０号「充
電式の電源装置」にこのような構造が開示されている。
即ち外部端子 −Ｖ０ １０５又は ＋Ｖ０ １０４にスイ
ッチ回路１０３を介して二次電池１０１が接続されてい
る。さらに、二次電池１０１に並列に充放電制御回路１
０２が接続されている。この充放電制御回路１０２は、
二次電池１０１の電圧を検出する機能を備えている。二
次電池１０１が過充電状態（電池が所定の電圧値より高
い状態。以降、この状態を過充電保護状態と呼ぶ）、ま
たは過放電状態（電池が所定の電圧値より低い状態。以
降、この状態を過放電保護状態と呼ぶ）のいずれかの場
合は、スイッチ回路１０３がＯＦＦするように充放電制
御回路１０２から信号が出力される。外部端子 ＋Ｖ０
１０４がある電圧に達した時に放電をＳＴＯＰすること
で、スイッチ回路１０３に流れる電流を制限することが
可能である。すなわち、過大な電流が流れた時に放電を
停止（過電流制御）することができる。以降、この状態
の事を過電流保護状態と呼ぶ。これらの状態から電池を
保護するので充放電制御回路の役割である。
としては、図２に回路ブロック図を示すような電源装置
が知られていた。例えば、特開平４−７５４３０号「充
電式の電源装置」にこのような構造が開示されている。
即ち外部端子 −Ｖ０ １０５又は ＋Ｖ０ １０４にスイ
ッチ回路１０３を介して二次電池１０１が接続されてい
る。さらに、二次電池１０１に並列に充放電制御回路１
０２が接続されている。この充放電制御回路１０２は、
二次電池１０１の電圧を検出する機能を備えている。二
次電池１０１が過充電状態（電池が所定の電圧値より高
い状態。以降、この状態を過充電保護状態と呼ぶ）、ま
たは過放電状態（電池が所定の電圧値より低い状態。以
降、この状態を過放電保護状態と呼ぶ）のいずれかの場
合は、スイッチ回路１０３がＯＦＦするように充放電制
御回路１０２から信号が出力される。外部端子 ＋Ｖ０
１０４がある電圧に達した時に放電をＳＴＯＰすること
で、スイッチ回路１０３に流れる電流を制限することが
可能である。すなわち、過大な電流が流れた時に放電を
停止（過電流制御）することができる。以降、この状態
の事を過電流保護状態と呼ぶ。これらの状態から電池を
保護するので充放電制御回路の役割である。
【０００３】従来の二次電池からなる充電式電源装置の
別の例としては、図３に回路ブロック図に示すような電
源装置も知られている。この回路は、図２に示されてい
たスイッチ回路１０３が二次電池の負極１１１と直列に
接続されたものである。一般的にスイッチ回路１０３
は、２個のＦＥＴ(Field Effect Transistor)が使用さ
れる。この他の実施例としてスイッチ回路を使用した、
図４の回路ブロック図に示されるような電源装置も知ら
れている。図４の実施例において、スイッチ回路１０３
は２個のＦＥＴで構成されている。
別の例としては、図３に回路ブロック図に示すような電
源装置も知られている。この回路は、図２に示されてい
たスイッチ回路１０３が二次電池の負極１１１と直列に
接続されたものである。一般的にスイッチ回路１０３
は、２個のＦＥＴ(Field Effect Transistor)が使用さ
れる。この他の実施例としてスイッチ回路を使用した、
図４の回路ブロック図に示されるような電源装置も知ら
れている。図４の実施例において、スイッチ回路１０３
は２個のＦＥＴで構成されている。
【０００４】過放電状態ではＦＥＴ−Ａ １１２をＯＦ
Ｆする様に働き、過充電状態ではＦＥＴ−Ｂ１１３をＯ
ＦＦする様に働く。そのため、スイッチ回路制御用の信
号線は１０７Ａと４１０７Ｂの２つに分けられる。ま
た、過電流状態でもＦＥＴ−Ａ４１２をＯＦＦする様に
働く。
Ｆする様に働き、過充電状態ではＦＥＴ−Ｂ１１３をＯ
ＦＦする様に働く。そのため、スイッチ回路制御用の信
号線は１０７Ａと４１０７Ｂの２つに分けられる。ま
た、過電流状態でもＦＥＴ−Ａ４１２をＯＦＦする様に
働く。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された充放電制御回路では、電池電圧がＭＯＳ
トランジスタのしきい値電圧以下の異常状態になってい
て、充電器を接続したときに、次の様な欠点がある。こ
の様な従来の回路で、例えば図４で示された様に電池電
圧が過放電状態の時に充電器１０８が接続されると、Ｆ
ＥＴ−Ａ １１２がＯＦＦ、ＦＥＴ−Ｂ １１３がＯＮで
あるので、充電電流はＦＥＴ−Ａの寄生ダイオードを介
して流れ、二次電池１０１が充電される。正常な電池状
態であればこれは通常の回路動作である。しかし、電池
が内部でショートされるなどの異常な状態で低電圧にも
関わらず、制御回路が動作して充電電流が流れるので異
常電池にもかかわらず充電が行われてしまう。この様な
異常な電池に充電しようとすると、電池の加熱、損傷を
起してしまい、最悪の場合は発火の恐れがあり非常に危
険な状態である。
うに構成された充放電制御回路では、電池電圧がＭＯＳ
トランジスタのしきい値電圧以下の異常状態になってい
て、充電器を接続したときに、次の様な欠点がある。こ
の様な従来の回路で、例えば図４で示された様に電池電
圧が過放電状態の時に充電器１０８が接続されると、Ｆ
ＥＴ−Ａ １１２がＯＦＦ、ＦＥＴ−Ｂ １１３がＯＮで
あるので、充電電流はＦＥＴ−Ａの寄生ダイオードを介
して流れ、二次電池１０１が充電される。正常な電池状
態であればこれは通常の回路動作である。しかし、電池
が内部でショートされるなどの異常な状態で低電圧にも
関わらず、制御回路が動作して充電電流が流れるので異
常電池にもかかわらず充電が行われてしまう。この様な
異常な電池に充電しようとすると、電池の加熱、損傷を
起してしまい、最悪の場合は発火の恐れがあり非常に危
険な状態である。
【０００６】そこで、本発明の目的は、従来のこのよう
な問題点を解決するため、電池電圧がある設定電圧以下
になった状態で充電器が接続された場合、その電池には
充電電流を流さず充電できない状態にするような信頼性
が高く安全な充放電制御回路を得ることである。
な問題点を解決するため、電池電圧がある設定電圧以下
になった状態で充電器が接続された場合、その電池には
充電電流を流さず充電できない状態にするような信頼性
が高く安全な充放電制御回路を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は充放電制御回路において２個のコンパレ
ータが用意されているため、ある設定電圧以下になった
場合はスイッチ回路をＯＦＦし充電電流が流れない様な
回路構成にした。充電器が接続された場合、異常に電池
電圧が低い電池に対しては充電出来ない様にし、電池の
破壊や発火を防ぐような構成とした。
めに、本発明は充放電制御回路において２個のコンパレ
ータが用意されているため、ある設定電圧以下になった
場合はスイッチ回路をＯＦＦし充電電流が流れない様な
回路構成にした。充電器が接続された場合、異常に電池
電圧が低い電池に対しては充電出来ない様にし、電池の
破壊や発火を防ぐような構成とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】充放電制御回路において、二次電
池の電圧が異常に低い電圧に至った時には、スイッチ回
路をＯＦＦして、充電及び放電電流を遮断し、異常な電
池への充電を禁止する様な回路構成にした。上記の様に
構成された充放電制御回路においては、二次電池の電圧
値がある設定電圧が以下の異常時に充電器が接続された
場合、充電電流を遮断し、二次電池に充電出来ない様に
なる。その結果、二次電池の損傷を防ぐことができ機器
全体の信頼性を高め、安全性を向上することができる。
池の電圧が異常に低い電圧に至った時には、スイッチ回
路をＯＦＦして、充電及び放電電流を遮断し、異常な電
池への充電を禁止する様な回路構成にした。上記の様に
構成された充放電制御回路においては、二次電池の電圧
値がある設定電圧が以下の異常時に充電器が接続された
場合、充電電流を遮断し、二次電池に充電出来ない様に
なる。その結果、二次電池の損傷を防ぐことができ機器
全体の信頼性を高め、安全性を向上することができる。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の充放電制御回路の回路ブロ
ック図である。以下にこの発明の実施例を図１に基づい
て説明する。外部電源端子−ＶＯ １０５にはスイッチ
回路１０３を介して二次電池１０１の負極が接続されて
いる。スイッチ回路１０３は２個のＮ−ｃｈ ＦＥＴで
構成されており、図１の実施例では、前記二次電池１０
１側に過放電及び過電流制御のためのＦＥＴ１１２が設
けられ、外部電源端子−ＶＯ側に過充電制御のためのＦ
ＥＴ１１３が設けられている。二次電池１０１の電圧は
前記充放電制御回路１０２において検出され、この検出
結果に応じてＦＥＴ１１２、１１３がオン、オフ制御さ
れる。充放電制御回路１０２は、過充電検出コンパレー
タ１１９、過放電検出コンパレータ１１８、過充電検出
コンパレータ１１９及び過放電検出コンパレータ１１８
の各−入力端子に所定の基準電圧Ｖｒを与えるための基
準電圧回路１１６、二次電池１０１の端子電圧を分圧す
るため抵抗器Ｒ１〜Ｒ３から成る電圧分割回路１２０、
二次電池１０１の端子電圧を分圧するため抵抗器Ｒ４〜
Ｒ８から成る別の電圧分割回路１２１、出力制御ロジッ
ク回路１２４を備えている。
ック図である。以下にこの発明の実施例を図１に基づい
て説明する。外部電源端子−ＶＯ １０５にはスイッチ
回路１０３を介して二次電池１０１の負極が接続されて
いる。スイッチ回路１０３は２個のＮ−ｃｈ ＦＥＴで
構成されており、図１の実施例では、前記二次電池１０
１側に過放電及び過電流制御のためのＦＥＴ１１２が設
けられ、外部電源端子−ＶＯ側に過充電制御のためのＦ
ＥＴ１１３が設けられている。二次電池１０１の電圧は
前記充放電制御回路１０２において検出され、この検出
結果に応じてＦＥＴ１１２、１１３がオン、オフ制御さ
れる。充放電制御回路１０２は、過充電検出コンパレー
タ１１９、過放電検出コンパレータ１１８、過充電検出
コンパレータ１１９及び過放電検出コンパレータ１１８
の各−入力端子に所定の基準電圧Ｖｒを与えるための基
準電圧回路１１６、二次電池１０１の端子電圧を分圧す
るため抵抗器Ｒ１〜Ｒ３から成る電圧分割回路１２０、
二次電池１０１の端子電圧を分圧するため抵抗器Ｒ４〜
Ｒ８から成る別の電圧分割回路１２１、出力制御ロジッ
ク回路１２４を備えている。
【００１０】出力制御ロジック回路１２４からの２つの
出力は端子１２５Ａ及び１２５Ｂにそれぞれ接続されて
いる。前記ＦＥＴ１１２とＦＥＴ１１３は充放電制御回
路１０２の出力によって制御されており、前記ＦＥＴ１
１２のゲートは端子１２５Ａから信号線１０７Ａによっ
て前記端子１２５Ａに接続されている。また、前記ＦＥ
Ｔ１１２のゲートは端子１２５Ｂから信号線１０７Ｂに
よって接続されている。
出力は端子１２５Ａ及び１２５Ｂにそれぞれ接続されて
いる。前記ＦＥＴ１１２とＦＥＴ１１３は充放電制御回
路１０２の出力によって制御されており、前記ＦＥＴ１
１２のゲートは端子１２５Ａから信号線１０７Ａによっ
て前記端子１２５Ａに接続されている。また、前記ＦＥ
Ｔ１１２のゲートは端子１２５Ｂから信号線１０７Ｂに
よって接続されている。
【００１１】出力制御ロジック回路１２４からはスイッ
チ回路１０３のＦＥＴ１１２、１１３に対するオン、オ
フ制御信号が送出される。二次電池１０１へ充電を行う
ための充電器１０８及び二次電池１０１で駆動出来る負
荷１０９は、外部電源端子＋ＶＯと−ＶＯとの間に接続
される。過充電検出コンパレータ１１９は、電圧分割回
路１２０の抵抗Ｒ０と抵抗Ｒ１との合成抵抗の両端に生
じる二次電池１０１の端子電圧を表す分圧出力を基準電
圧回路１１６の基準電圧Ｖｒと比較して過充電状態を検
出する機能を備えている。
チ回路１０３のＦＥＴ１１２、１１３に対するオン、オ
フ制御信号が送出される。二次電池１０１へ充電を行う
ための充電器１０８及び二次電池１０１で駆動出来る負
荷１０９は、外部電源端子＋ＶＯと−ＶＯとの間に接続
される。過充電検出コンパレータ１１９は、電圧分割回
路１２０の抵抗Ｒ０と抵抗Ｒ１との合成抵抗の両端に生
じる二次電池１０１の端子電圧を表す分圧出力を基準電
圧回路１１６の基準電圧Ｖｒと比較して過充電状態を検
出する機能を備えている。
【００１２】過充電検出コンパレータ１１９はその＋入
力端子に入力されている前記分圧出力電圧のレベルが基
準電圧Ｖｒより大きくなったときにその出力が高レベル
となる。過充電検出コンパレータ１１９の出力には遅延
回路１２８が設けられている。前記遅延回路１２８は、
過充電検出コンパレータ１１９の出力が低レベルから高
レベルに変化したとき所定の時間遅延をもって出力が低
レベルから高レベルに変化する。過充電検出コンパレー
タ１１９はその出力側に遅延回路１２８が設けられてい
るため、過渡的な高電圧印加に対してはその都度充電を
停止することなく過充電状態が所定時間継続した場合に
のみＦＥＴ１１３をオフとして二次電池１０１への高電
圧印加を停止させることができる。この遅延回路１２８
は、二次電池１０１の電池電圧が過渡的に変化すときの
誤動作を防止するものであるので、本発明の実施には必
ずしも必要なものではない。
力端子に入力されている前記分圧出力電圧のレベルが基
準電圧Ｖｒより大きくなったときにその出力が高レベル
となる。過充電検出コンパレータ１１９の出力には遅延
回路１２８が設けられている。前記遅延回路１２８は、
過充電検出コンパレータ１１９の出力が低レベルから高
レベルに変化したとき所定の時間遅延をもって出力が低
レベルから高レベルに変化する。過充電検出コンパレー
タ１１９はその出力側に遅延回路１２８が設けられてい
るため、過渡的な高電圧印加に対してはその都度充電を
停止することなく過充電状態が所定時間継続した場合に
のみＦＥＴ１１３をオフとして二次電池１０１への高電
圧印加を停止させることができる。この遅延回路１２８
は、二次電池１０１の電池電圧が過渡的に変化すときの
誤動作を防止するものであるので、本発明の実施には必
ずしも必要なものではない。
【００１３】ＦＥＴ１２２は、遅延回路１２８の出力が
高レベル状態となったときにオンして抵抗器Ｒ３を短絡
し過充電検出コンパレータ１１９の＋入力端子のレベル
を高くして過充電検出コンパレータ１１９の動作にヒス
テリシスを与えるＭＯＳトランジスタである。前記ＦＥ
Ｔ１２２のオン、オフは、ロジック回路１３０の出力に
応答して制御される。
高レベル状態となったときにオンして抵抗器Ｒ３を短絡
し過充電検出コンパレータ１１９の＋入力端子のレベル
を高くして過充電検出コンパレータ１１９の動作にヒス
テリシスを与えるＭＯＳトランジスタである。前記ＦＥ
Ｔ１２２のオン、オフは、ロジック回路１３０の出力に
応答して制御される。
【００１４】このように、二次電池１０１の端子電圧が
定常的に過充電検出レベル以上となった場合に確実にＦ
ＥＴ１１３をオフとして二次電池１０１に高電圧が印加
されるのを防止する構成を有している。本発明では、前
記二次電池１０１の端子電圧が定常的に過放電検出レベ
ル以下となった場合にも確実にＦＥＴ１１２をオフとし
て二次電池１０１の電圧が低下されるのを防いでいる。
定常的に過充電検出レベル以上となった場合に確実にＦ
ＥＴ１１３をオフとして二次電池１０１に高電圧が印加
されるのを防止する構成を有している。本発明では、前
記二次電池１０１の端子電圧が定常的に過放電検出レベ
ル以下となった場合にも確実にＦＥＴ１１２をオフとし
て二次電池１０１の電圧が低下されるのを防いでいる。
【００１５】過放電検出コンパレータ１１８は、電圧分
割回路１２１の抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との合成抵抗の両端
に生じる二次電池１０１の端子電圧を表す分圧出力を基
準電圧回路１１６の基準電圧Ｖｒと比較して過放電状態
を検出する機能を備えている。過放電検出コンパレータ
１１８はその＋入力端子に入力されている前記分圧出力
電圧のレベルが基準電圧Ｖｒより小さくなったときにそ
の出力が低レベルとなる。過放電検出コンパレータ１１
８の出力には遅延回路１２９が設けられている。前記遅
延回路１２９は、過放電検出コンパレータ１１８の出力
が高レベルから低レベルに変化したとき所定の時間遅延
をもって出力が高レベルから低レベルに変化する。遅延
回路１２９は外部に設けられているコンデンサＣと接続
されており、該コンデンサＣの端子が定められた値にな
ると遅延回路１２９の出力が低レベルとなる。このた
め、過放電検出コンパレータ１１８の出力が高レベルか
ら低レベルに変化したとき所定の時間遅延をもって遅延
回路１２９の出力が高レベルから低レベルに変化する。
過放電検出コンパレータ１１８はその出力側に遅延回路
１２９が設けられているため、過渡的な高電圧印加に対
してはその都度放電を停止することなく過放電状態が所
定時間継続した場合にのみＦＥＴ１１２をオフとして二
次電池１０１からの放電を停止させることができる。こ
の遅延回路１２９は、二次電池１０１の電池電圧が過渡
的に変化すときの誤動作を防止するものであるので、本
発明の実施には必ずしも必要なものではない。なお、符
号１２３で示されるのは、遅延回路１２９の出力が高レ
ベル状態となったときにオンして抵抗器Ｒ５を短絡し過
放電検出コンパレータ１１８の＋入力端子のレベルを高
くして過放電検出コンパレータ１１８の動作にヒステリ
シスを与えるためのＦＥＴである。
割回路１２１の抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との合成抵抗の両端
に生じる二次電池１０１の端子電圧を表す分圧出力を基
準電圧回路１１６の基準電圧Ｖｒと比較して過放電状態
を検出する機能を備えている。過放電検出コンパレータ
１１８はその＋入力端子に入力されている前記分圧出力
電圧のレベルが基準電圧Ｖｒより小さくなったときにそ
の出力が低レベルとなる。過放電検出コンパレータ１１
８の出力には遅延回路１２９が設けられている。前記遅
延回路１２９は、過放電検出コンパレータ１１８の出力
が高レベルから低レベルに変化したとき所定の時間遅延
をもって出力が高レベルから低レベルに変化する。遅延
回路１２９は外部に設けられているコンデンサＣと接続
されており、該コンデンサＣの端子が定められた値にな
ると遅延回路１２９の出力が低レベルとなる。このた
め、過放電検出コンパレータ１１８の出力が高レベルか
ら低レベルに変化したとき所定の時間遅延をもって遅延
回路１２９の出力が高レベルから低レベルに変化する。
過放電検出コンパレータ１１８はその出力側に遅延回路
１２９が設けられているため、過渡的な高電圧印加に対
してはその都度放電を停止することなく過放電状態が所
定時間継続した場合にのみＦＥＴ１１２をオフとして二
次電池１０１からの放電を停止させることができる。こ
の遅延回路１２９は、二次電池１０１の電池電圧が過渡
的に変化すときの誤動作を防止するものであるので、本
発明の実施には必ずしも必要なものではない。なお、符
号１２３で示されるのは、遅延回路１２９の出力が高レ
ベル状態となったときにオンして抵抗器Ｒ５を短絡し過
放電検出コンパレータ１１８の＋入力端子のレベルを高
くして過放電検出コンパレータ１１８の動作にヒステリ
シスを与えるためのＦＥＴである。
【００１６】しかし、何らかの異常により二次電池の正
極と負極がショートされた時にも、前記充放電制御回路
はＦＥＴ１１２をＯＦＦする。しかしながら、ＦＥＴ１
１３はＯＮ状態であるために、充電器が接続された場合
には異常な状態にも関らず、前記二次電池には充電が行
われることになる。この時には、二次電池が短絡された
抵抗が加熱される、過大電流がＦＥＴに流れるなどの現
象がおこる。これにより、電池、抵抗の加熱が発生し、
二次電池や充放電制御回路自体が損傷しその寿命が短縮
されたり、発火がおこるなど信頼性に問題がある。
極と負極がショートされた時にも、前記充放電制御回路
はＦＥＴ１１２をＯＦＦする。しかしながら、ＦＥＴ１
１３はＯＮ状態であるために、充電器が接続された場合
には異常な状態にも関らず、前記二次電池には充電が行
われることになる。この時には、二次電池が短絡された
抵抗が加熱される、過大電流がＦＥＴに流れるなどの現
象がおこる。これにより、電池、抵抗の加熱が発生し、
二次電池や充放電制御回路自体が損傷しその寿命が短縮
されたり、発火がおこるなど信頼性に問題がある。
【００１７】このような不具合が生じないようにするた
め、抵抗器Ｒ４の端子に生じる電圧と基準電圧Ｖｒとを
比較し、二次電池１０１が通常に使用される電圧よりも
異常に低い電圧であることを検出するための低電圧検出
コンパレータ１３１が設けられている。低電圧検出コン
パレータ１３１の出力にも遅延回路１３２が設けられて
いる。前記遅延回路１３２は、低電圧検出コンパレータ
１３１の出力が高レベルから低レベルに変化したとき所
定の時間遅延をもって出力が高レベルから低レベルに変
化する。低電圧検出コンパレータ１３１はその出力側に
遅延回路１３２が設けられているため、過渡的な高電圧
印加に対してはその都度放電を停止することなく二次電
池１０１の電圧が所定の電圧よりも低く定常的に継続し
た場合にのみＦＥＴ１１３をオフとする構造としたもの
である。
め、抵抗器Ｒ４の端子に生じる電圧と基準電圧Ｖｒとを
比較し、二次電池１０１が通常に使用される電圧よりも
異常に低い電圧であることを検出するための低電圧検出
コンパレータ１３１が設けられている。低電圧検出コン
パレータ１３１の出力にも遅延回路１３２が設けられて
いる。前記遅延回路１３２は、低電圧検出コンパレータ
１３１の出力が高レベルから低レベルに変化したとき所
定の時間遅延をもって出力が高レベルから低レベルに変
化する。低電圧検出コンパレータ１３１はその出力側に
遅延回路１３２が設けられているため、過渡的な高電圧
印加に対してはその都度放電を停止することなく二次電
池１０１の電圧が所定の電圧よりも低く定常的に継続し
た場合にのみＦＥＴ１１３をオフとする構造としたもの
である。
【００１８】このように、過放電検出コンパレータ１１
８、遅延回路１２９、低電圧検出コンパレータ１３２と
遅延回路１２８を設置して、二次電池１０１が過放電状
態となったと判別された場合にＦＥＴ１１２がＯＦＦと
されるほか、低電圧検出コンパレータ１３１によって二
次電池１０１が過放電検出レベルよりも低い所定レベル
の電圧に至ったと判別された場合にはＦＥＴ１１３もオ
フとされ、二次電池１０１が低電圧から有効に保護する
ことができる。また、低電圧検出コンパレータ１３１を
設けておくことにより、過放電検出コンパレータ１１８
又は遅延回路１２９に故障が生じ過放電保護動作を期待
することができない場合においても、低電圧検出コンパ
レータ１３１による低電圧保護機能により二次電池１０
１を過放電から保護することが可能である。すなわち、
低電圧検出コンパレータ１３１は、過放電検出コンパレ
ータ１１８、遅延回路１２９による過放電検出のバック
アップ手段としての機能を期待することができる。
８、遅延回路１２９、低電圧検出コンパレータ１３２と
遅延回路１２８を設置して、二次電池１０１が過放電状
態となったと判別された場合にＦＥＴ１１２がＯＦＦと
されるほか、低電圧検出コンパレータ１３１によって二
次電池１０１が過放電検出レベルよりも低い所定レベル
の電圧に至ったと判別された場合にはＦＥＴ１１３もオ
フとされ、二次電池１０１が低電圧から有効に保護する
ことができる。また、低電圧検出コンパレータ１３１を
設けておくことにより、過放電検出コンパレータ１１８
又は遅延回路１２９に故障が生じ過放電保護動作を期待
することができない場合においても、低電圧検出コンパ
レータ１３１による低電圧保護機能により二次電池１０
１を過放電から保護することが可能である。すなわち、
低電圧検出コンパレータ１３１は、過放電検出コンパレ
ータ１１８、遅延回路１２９による過放電検出のバック
アップ手段としての機能を期待することができる。
【００１９】ここまで説明してきた、電池電圧状態と充
電、放電制御の関係を図５にまとめた。図１で示された
実施例では、図５のように電池電圧が低下して過放電状
態に達した後、さらに二次電池の放電がすすみ‘深い過
放電状態’に達すると充放電制御回路は二次電池からの
充電及び放電を禁止するように働くことを示している。
電、放電制御の関係を図５にまとめた。図１で示された
実施例では、図５のように電池電圧が低下して過放電状
態に達した後、さらに二次電池の放電がすすみ‘深い過
放電状態’に達すると充放電制御回路は二次電池からの
充電及び放電を禁止するように働くことを示している。
【００２０】図１において、１１７は端子１１５を介し
て得られる外部電源端子−ＶＯの電位に応答して負荷１
０９に過電流が流れているか否かを検出するための過電
流検出コンパレータである。過電流検出コンパレータ１
１７の＋入力端子は充放電制御回路１０２の端子１１５
と接続され、その−入力端子には基準電圧回路１１４が
接続されており、基準電圧回路１１４は所定の一定基準
電圧Ｖｓを過電流検出コンパレータ１１７の−入力端子
に供給している。
て得られる外部電源端子−ＶＯの電位に応答して負荷１
０９に過電流が流れているか否かを検出するための過電
流検出コンパレータである。過電流検出コンパレータ１
１７の＋入力端子は充放電制御回路１０２の端子１１５
と接続され、その−入力端子には基準電圧回路１１４が
接続されており、基準電圧回路１１４は所定の一定基準
電圧Ｖｓを過電流検出コンパレータ１１７の−入力端子
に供給している。
【００２１】過電流検出コンパレータ１１７による過電
流検出動作は次の通りである。二次電池１０１から負荷
１０９へ流れる電流が大きくなり過電流状態となると、
スイッチ回路１０３において生じる電圧降下が大きくな
り、過電流検出コンパレータ１１７の＋入力端子に印加
されている電圧レベルがその−入力端子に印加されてい
る基準電圧Ｖｓよりも大きくなり、過電流検出コンパレ
ータ１１７の出力が高レベル状態となる。過電流検出コ
ンパレータ１１７の出力は遅延回路１３３に入力されて
いる。ここで、ロジック回路１３０で所定の論理処理が
実行され、所定の条件の下に対して前記ロジック回路１
３０から高レベルの信号が出力される。これにより遅延
回路１３３の出力が所定時間後に高レベル状態となり、
出力制御ロジック回路１２４によってＦＥＴ１１２がオ
フとされる。この結果、二次電池１０１から負荷１０９
へ電流が流れるのが停止され、過電流状態が解消され
る。
流検出動作は次の通りである。二次電池１０１から負荷
１０９へ流れる電流が大きくなり過電流状態となると、
スイッチ回路１０３において生じる電圧降下が大きくな
り、過電流検出コンパレータ１１７の＋入力端子に印加
されている電圧レベルがその−入力端子に印加されてい
る基準電圧Ｖｓよりも大きくなり、過電流検出コンパレ
ータ１１７の出力が高レベル状態となる。過電流検出コ
ンパレータ１１７の出力は遅延回路１３３に入力されて
いる。ここで、ロジック回路１３０で所定の論理処理が
実行され、所定の条件の下に対して前記ロジック回路１
３０から高レベルの信号が出力される。これにより遅延
回路１３３の出力が所定時間後に高レベル状態となり、
出力制御ロジック回路１２４によってＦＥＴ１１２がオ
フとされる。この結果、二次電池１０１から負荷１０９
へ電流が流れるのが停止され、過電流状態が解消され
る。
【００２２】さらに、図１に示した実施例では、電圧分
割回路１２０、１２１とＦＥＴ１２２、１２３、との組
み合わせ回路を用いて、過充電検出コンパレータ１１
９、過放電検出コンパレータ１１８及び過電流検出コン
パレータ１３１の動作にヒステリシスを持たせるように
したが、これは一例であり、本発明の構成をこれに限定
する趣旨ではなく、他の公知の回路構成によりヒステリ
シス動作を実現するようにしてもよいことは勿論であ
る。
割回路１２０、１２１とＦＥＴ１２２、１２３、との組
み合わせ回路を用いて、過充電検出コンパレータ１１
９、過放電検出コンパレータ１１８及び過電流検出コン
パレータ１３１の動作にヒステリシスを持たせるように
したが、これは一例であり、本発明の構成をこれに限定
する趣旨ではなく、他の公知の回路構成によりヒステリ
シス動作を実現するようにしてもよいことは勿論であ
る。
【００２３】図１に示した実施の形態は、１つの二次電
池１０１のみを充放電制御する場合の構成例について説
明した。しかし、本発明は、１つの二次電池のみを充放
電制御する場合のみに限定されるものではなく、複数の
二次電池に対しての充放電制御の場合にも同様にして適
用できるものである。図６には、本発明を２セル用の充
放電制御回路に適用した場合の実施例示されている。図
６に示した充放電制御回路は、二次電池１０１に加え
て、もう１つの二次電池１０１’の充放電制御も図１に
示した場合と同様にして行うようにした回路である。こ
の充放電制御回路では、充放電制御回路２００の端子２
０１〜２０５に対して二次電池１０１、１０１’、抵抗
器２０６、２０８、２１０、コンデンサ２０７、２０
９、２１１が図示の如く接続されている。なお、図２の
各部のうち、図１の各部と対応する部分には同一の符号
を付して説明を省略する。この様にに直列に二つ以上の
二次電池が接続された時にも同様の回路で同様の動作が
可能である。
池１０１のみを充放電制御する場合の構成例について説
明した。しかし、本発明は、１つの二次電池のみを充放
電制御する場合のみに限定されるものではなく、複数の
二次電池に対しての充放電制御の場合にも同様にして適
用できるものである。図６には、本発明を２セル用の充
放電制御回路に適用した場合の実施例示されている。図
６に示した充放電制御回路は、二次電池１０１に加え
て、もう１つの二次電池１０１’の充放電制御も図１に
示した場合と同様にして行うようにした回路である。こ
の充放電制御回路では、充放電制御回路２００の端子２
０１〜２０５に対して二次電池１０１、１０１’、抵抗
器２０６、２０８、２１０、コンデンサ２０７、２０
９、２１１が図示の如く接続されている。なお、図２の
各部のうち、図１の各部と対応する部分には同一の符号
を付して説明を省略する。この様にに直列に二つ以上の
二次電池が接続された時にも同様の回路で同様の動作が
可能である。
【００２４】本発明の他の実施例を図７に基づいて説明
する。図１との相違点はスイッチ回路がＮｃｈ−ＦＥＴ
ではなく、Ｐｃｈ−ＦＥＴが使用されていることであ
る。外部端子＋Ｖｏ１０４と−Ｖｏ１０５にスイッチ回
路１０３を介して二次電池１０１が接続されている。ス
イッチ回路１０３は２個のＰ−ｃｈ ＦＥＴで構成され
ている。その他の回路構成は図１と同じである。
する。図１との相違点はスイッチ回路がＮｃｈ−ＦＥＴ
ではなく、Ｐｃｈ−ＦＥＴが使用されていることであ
る。外部端子＋Ｖｏ１０４と−Ｖｏ１０５にスイッチ回
路１０３を介して二次電池１０１が接続されている。ス
イッチ回路１０３は２個のＰ−ｃｈ ＦＥＴで構成され
ている。その他の回路構成は図１と同じである。
【００２５】本実施例では、Ｃ−ＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅ
ｍｅｎｔａｌｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏ
ｎｄｕｃｔｅｒ）回路で充放電制御回路を構成したが、
バイポーラトランジスタなどいかなるデバイスで構成す
ることも可能であり、実現は容易である。
ｍｅｎｔａｌｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏ
ｎｄｕｃｔｅｒ）回路で充放電制御回路を構成したが、
バイポーラトランジスタなどいかなるデバイスで構成す
ることも可能であり、実現は容易である。
【００２６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように簡単な回
路を追加するだけで、二次電池電圧がＭＯＳトランジス
タのしきい値電圧以下の電圧になった状態で、充電器が
接続された場合、スイッチ回路をＯＦＦして放電電流及
び充電電流を遮断し、異常な電池への充電を禁止するよ
うに働くため、二次電池の破壊を防ぎ、機器全体の信頼
性を高め、安全性を向上させるという効果がある。
路を追加するだけで、二次電池電圧がＭＯＳトランジス
タのしきい値電圧以下の電圧になった状態で、充電器が
接続された場合、スイッチ回路をＯＦＦして放電電流及
び充電電流を遮断し、異常な電池への充電を禁止するよ
うに働くため、二次電池の破壊を防ぎ、機器全体の信頼
性を高め、安全性を向上させるという効果がある。
【図１】本発明の充電式電源装置の回路ブロック図であ
る。
る。
【図２】従来の充電式電源装置の回路ブロック図であ
る。
る。
【図３】従来の充電式電源装置の他の例を示す回路ブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】従来の充電式電源装置の更に他の例を示す回路
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】本発明の充電式電源装置の状態変化を示した充
放電制御関係図である。
放電制御関係図である。
【図６】本発明による充放電制御回路を２セル用の回路
に適用した場合の実施の形態の一例を示す回路図であ
る。
に適用した場合の実施の形態の一例を示す回路図であ
る。
【図７】本発明の充電式電源装置の他の例を示す回路ブ
ロック図である。
ロック図である。
１０１ 二次電池 １０２ 充放電制御回路 １０３ スイッチ回路 １０４ 外部端子＋ＶＯ １０５ 外部端子−ＶＯ １０６，１１４Ａ，１１４Ｂ 信号線 １０７ 低電圧検出回路 １０８ 充電器 １０９ 負荷 １１０ 二次電池の正極 １１１ 二次電池の負極 １１２ ＦＥＴ−Ａ １１３ ＦＥＴ−Ｂ １１４ 過電流検出回路 １１５ 過放電検出回路 １１６ 過充電検出回路 １１７ 出力制御回路 １１８ 過放電検出コンパレータ １１９ 過充電検出コンパレータ １２１ 電圧分圧回路 １２４ 出力制御ロジック回路 １２８，１２９，１３２，１３３ 遅延回路 １３０ ロジック回路 １３１ 低電圧検出コンパレータ １３４ コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 外部電源端子にスイッチ回路を介して直
列に接続された二次電池の充放電制御を前記スイッチ回
路をオン、オフ制御して行うようにした充放電制御回路
において、前記二次電池の端子電圧に応答して過放電状
態か否かを検出する過放電検出回路によって検出される
過放電検出電圧よりも低い電圧レベルに前記二次電池が
いたったときに、低電圧状態であるか否かを検出するた
めの低電圧検出回路とを備え、前記低電圧が検出された
場合に前記スイッチ回路をオフとして充電を禁止させる
ようにしたことを特徴とする充放電制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24152297A JPH1189098A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 充放電制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24152297A JPH1189098A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 充放電制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1189098A true JPH1189098A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17075603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24152297A Pending JPH1189098A (ja) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | 充放電制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1189098A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100449905C (zh) * | 2002-09-27 | 2009-01-07 | 精工电子有限公司 | 充放电控制电路及充电型电源装置 |
| JP2009183126A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-13 | Ricoh Co Ltd | 二次電池保護用半導体装置および該二次電池保護用半導体装置を用いた電池パック、ならびに該電池パックを用いた電子機器 |
| 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 |
| JP2019187050A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 新日本無線株式会社 | 開放・地絡検出回路 |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24152297A patent/JPH1189098A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100449905C (zh) * | 2002-09-27 | 2009-01-07 | 精工电子有限公司 | 充放电控制电路及充电型电源装置 |
| JP2009183126A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-13 | Ricoh Co Ltd | 二次電池保護用半導体装置および該二次電池保護用半導体装置を用いた電池パック、ならびに該電池パックを用いた電子機器 |
| US8367234B2 (en) | 2008-02-01 | 2013-02-05 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device for protecting secondary battery, battery pack, and electronic device using same |
| US9048677B2 (en) | 2008-02-01 | 2015-06-02 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device for protecting secondary battery, battery pack, and electronic device using same |
| 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 |
| JP2019187050A (ja) * | 2018-04-06 | 2019-10-24 | 新日本無線株式会社 | 開放・地絡検出回路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040302 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040907 |