KR101436171B1 - 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치 - Google Patents

배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치 Download PDF

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Abstract

배터리로부터의 방전 리크 전류를 방지하여, 종래 발생하고 있던 사용자의 부담을 해소할 수 있는 배터리 상태 감시 회로를 제공한다.
배터리의 전압에 의거하여 상기 배터리 상태를 검출하는 배터리 상태 검출 회로와, 상기 배터리 상태를 나타내는 배터리 상태 정보를 외부에 송신하기 위한 송신 단자와, 외부로부터 다른 배터리의 배터리 상태 정보를 수신하기 위한 수신 단자와, 상기 배터리 상태 정보의 송신을 위해서 이용됨과 더불어 제어 단자를 제외한 다른 2단자 중의 어느 한 쪽의 단자가 상기 송신 단자와 접속된 트랜지스터를 구비하는 배터리 상태 감시 회로로서, 상기 송신 단자와 상기 트랜지스터의 한 쪽의 단자의 사이에, 상기 트랜지스터의 2단자 사이에서의 기생 다이오드에 대해서 역방향으로 접속된 다이오드를 구비한다.

Description

배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치 {CIRCUIT FOR MONITORING BATTERY STATE AND BATTERY DEVICE}
본 발명은, 배터리 상태를 감시하는 배터리 상태 감시 회로, 및, 그 회로를 복수개 탑재하는 배터리 장치에 관한 것이다.
예를 들어, 하기 특허 문헌 1에는, 직렬 접속된 복수의 전지의 전압을 감시하는 보호 IC가 개시되어 있다. 도 15 (a)에, 이 특허 문헌 1에 기재된 보호 IC의 일례를 나타낸다. 도 15 (a)에 있어서, 부호 31a, 31b, 31c가 보호 IC이다. 보호 IC(31a)는 전지(1a~1c)의 전압을 감시하고, 보호 IC(31b)는 전지(1d~1f)의 전압을 감시하며, 보호 IC(31c)는 전지(1g~1i)의 전압을 감시한다. 통상시, 즉 전지(1a~1i)의 전압에 이상이 없는 경우, 각 보호 IC(31a, 31b, 31c)의 FET(51, 55, 53)은 모두 온이 되기 때문에, 저항(81)을 통해 전류가 흐르고 감시 출력 단자(42)는 하이 레벨이 된다. 한편, 예를 들어 전지(1a~1c)의 어느 하나의 전압이 과전압(과충전 상태)이 된 경우, 보호 IC(31a)에 설치된 과전압 검출 회로(34a＇)로부터 하이 레벨의 신호가 출력되고, FET(73)는 온이 되고 FET(75)는 온이 된다. 이 때, FET(51)는 오프가 되기 때문에 저항(81)에 전류가 흐르지 않게 되고, 감시 출 력 단자(42)는 로 레벨이 된다. 과방전 검출에 대해서도 동일하다.
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2005－117780호
전술한 바와 같이, 전지(1a~1c)의 어느 하나의 전압이 과전압이 되면, FET(73)는 온, FET(75)는 온, FET(51)는 오프가 되기 때문에 감시 출력 단자(42)는 로 레벨이 되지만, FET(51)의 드레인 단자와 게이트 단자의 사이에는, 애노드 단자가 드레인 단자에 접속되고, 캐소드 단자가 소스 단자에 접속된 기생 다이오드가 존재하기 때문에, 이러한 상태로 외부 단자(41, 44)의 사이에 부하가 접속된 경우, 도 15 (b)에 나타내는 전류 경로가 형성되고, 전지(1d~1i)가 방전되어 방전 리크 전류가 발생된다는 문제가 있다.
이러한 방전 리크(leak) 전류의 영향에 의해, 전지(1d~1i)의 전압은 저하되게 되지만, 한 쪽의 전지(1a~1c)는 과전압 근방의 높은 전압이기 때문에, 전지(1a~1i)의 전압 밸런스가 무너지게 된다. 이 전압 밸런스가 무너진 상태가 진행되어 전지(1a~1c)가 과전압에 가까운 전압이 되고, 전지(1d~1i)가 과방전에 가까운 전압이 되면, 약간의 충전으로 과전압 검출을 행하도록 되기 때문에, 충전을 할 수 없게 되며, 또, 어플리케이션을 조금 사용한 것만으로 과방전 검출을 행하도록 되기 때문에 전지를 사용할 수 없게 된다. 이렇게 된 전지는 교환하게 되지만, 종래의 보호 IC를 사용하고 있는 한 방전 리크 전류의 현상은 반복되기 때문에, 사용자에게 있어서 불편할 뿐만 아니라, 전지 교환에 드는 비용이나 수고 등 큰 부담이 된다.
본 발명은, 전술한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 배터리로부터의 방전 리크 전류를 방지하여, 종래 발생하고 있던 사용자의 부담을 해소할 수 있는 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 배터리 상태 감시 회로에 따른 해결 수단으로서, 배터리의 전압에 의거하여 상기 배터리 상태를 검출하는 배터리 상태 검출 회로와, 상기 배터리 상태를 나타내는 배터리 상태 정보를 외부에 송신하기 위한 송신 단자와, 외부로부터 다른 배터리의 배터리 상태 정보를 수신하기 위한 수신 단자와, 상기 배터리 상태 정보의 송신을 위해서 이용됨과 더불어 제어 단자를 제외한 다른 2단자 중의 어느 한 쪽의 단자가 상기 송신 단자와 접속된 트랜지스터를 구비하는 배터리 상태 감시 회로로서, 상기 송신 단자와 상기 트랜지스터의 한 쪽의 단자의 사이에, 상기 트랜지스터의 2단자 사이에서의 기생 다이오드에 대해서 역방향으로 접속된 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 배터리의 전압에 의거하여 상기 배터리의 상태를 검출하는 배터리 상태 검출 회로와, 상기 배터리의 상태를 나타내는 배터리 상태 정보를 외부에 송신하기 위한 송신 단자와, 외부로부터 다른 배터리의 배터리 상태 정보를 수신하기 위한 수신 단자와, 상기 배터리 상태 정보의 송신을 위해 이용됨과 더불어 제어 단자를 제외한 다른 2단자 중의 어느 한 쪽의 단자가 상기 송신 단자와 접속된 트랜지스터를 구비하는 배터리 상태 감시 회로에 있어서, 상기 송신 단자와 상기 트랜지스터의 한 쪽의 단자의 사이에, 상기 트랜지스터의 2단자 사이에서의 기생 다이오드에 대해서 역방향으로 접속된 다이오드를 구비한다. 이것에 의해, 트랜지스터가 오프 상태인 경우에, 기생 다이오드를 통해 트랜지스터의 한 쪽의 단자와 송신 단자의 사이에 흐르는 방전 리크 전류를 방지할 수 있다. 즉, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시 형태에 대해 설명한다.
〔제1 실시 형태〕
도 1은, 제1 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태에 따른 배터리 장치는, 직렬 접속된 n개의 배터리 (BT1~BTn), 각 배터리(BT1~BTn)마다 병렬 접속된 n개의 스위치(셀 밸런스용 스위치 회로 : SW1~SWn), 각 배터리(BT1~BTn)에 대응하여 개별적으로 마련된 n개의 배터리 상태 감시 회로(BM1~BMn), 제1 트랜지스터(충전용 p채널형 트랜지스터 : 10), 제2 트랜지스터(방전용 p채널형 트랜지스터 : 11), 제1 저항 소자(제1 바이어스용 저항 소자 : 20), 제2 저항 소자(제2 바이어스용 저항 소자 : 21), 제1 외부 단자(30) 및 제2 외부 단자(31)로 구성되어 있다.
배터리 상태 감시 회로(BM1)는, 과충전 검출 회로(A1), 제1 NOR 회로(B1), 제1 출력 트랜지스터(C1), 다이오드(Do1), 제1 인버터(D1), 제2 인버터(E1), 제1 전류 원(F1), 과방전 검출 회로(G1), 제2 NOR 회로(H1), 제2 출력 트랜지스터(I1), 제3 인버터(J1), 제4 인버터(K1), 제2 전류원(L1), 셀 밸런스 회로(M1), 제1 전압 감시 단자(PA1), 제2 전압 감시 단자(PB1), 제2 송신 단자(PC1), 제2 송신 단자(PD1), 제1 수신 단자(PE1), 제2 수신 단자(PF1) 및 제어 단자(PG1)를 구비하고 있다. 또, 이러한 구성 요소를 구비하는 배터리 상태 감시 회로(BM1)는, 1칩의 IC(반도체 장치)로서 구성되어 있다.
다른 배터리 상태 감시 회로(BM2~BMn)는 배터리 상태 감시 회로(BM1)와 동일한 구성 요소를 구비하고 있으므로 부호만을 바꾸어 도시한다. 예를 들어, 배터리 상태 감시 회로(BM2)에서의 과충전 검출 회로의 부호는 A2로 하고, 배터리 상태 감시 회로(BMn)에서의 과충전 검출 회로의 부호는 An으로 한다. 다른 구성 요소에 대해서도 동일하다.
이와 같이 배터리 상태 감시 회로(BM1~BMn)는 모두 동일한 회로 구성이 되어 있으므로, 이하에서는 배터리(BT1)에 대응하는 배터리 상태 감시 회로(BM1)를 대표적으로 이용하여 설명한다.
배터리 상태 감시 회로(BM1)에 있어서, 제1 전압 감시 단자(PA1)는, 배터리(BT1)의 양극 단자, 스위치(SW1)의 한 쪽의 단자와 접속되어 있다. 또, 이 제1 전압 감시 단자(PA1)는, 배터리 상태 감시 회로(BM1) 내의 양극측 공통 전원선과 접속되어 있다. 제2 전압 감시 단자(PB1)는, 배터리(BT1)의 음극 단자, 스위치(SW1)의 다른 쪽의 단자와 접속되어 있다. 또, 이 제2 전압 감시 단자(PB1)는, 배터리 상태 감시 회로(BM1) 내의 음극측 공통 전원선과 접속되어 있다. 이하에서는, 배터리 상태 감시 회로(BM1) 내의 양극측 공통 전원선을 VDD1, 음극측 공통 전원선을 VSS1로 하고, 배터리 상태 감시 회로(BM2) 내의 양극측 공통 전원선을 VDD2, 음극측 공통 전원선을 VSS2로 하며, 이하 동일하게 배터리 상태 감시 회로(BMn) 내의 양극측 공통 전원선을 VDDn, 음극측 공통 전원선을 VSSn로 한다.
과충전 검출 회로(A1)는, 일단이 제1 전압 감시 단자(PA1)와 접속되고, 타단이 제2 전압 감시 단자(PB1)와 접속되어 있으며, 제1 전압 감시 단자(PA1)와 제2 전압 감시 단자(PB1)의 사이의 전압(즉 배터리(BT1)의 전압)을 검출하여, 배터리(BT1)의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우에, 하이 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(B1)의 한 쪽의 입력 단자에 출력한다. 또, 이 과충전 검출 회로(A1)는, 배터리(BT2)의 전압이 과충전 전압 미만인 경우에, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(B1)에 출력한다. 여기서, 과충전 전압이란, 충전 가능한 상한 전압을 나타낸다. 또한, 과충전 검출 회로(A1)는, 과방전 검출 회로(G1)로부터 하이 레벨 인 과방전 검출 신호가 입력된 경우에 동작을 정지하는 기능을 가진다.
제1 NOR 회로(B1)는, 상기 과충전 검출 신호와 제1 인버터(D1)의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 제1 출력 트랜지스터(C1)의 게이트 단자에 출력한다. 제1 출력 트랜지스터(C1)는, n채널형 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터로서, 게이트 단자는 제1 NOR 회로(B1)의 출력 단자와 접속되며, 드레인 단자는 다이오드(Do1)의 캐소드 단자와 접속되며, 소스 단자는 VSS1과 접속되어 있다. 다이오드(Do1)는 방전 리크 전류 방지용 다이오드로서, 캐소드 단자는 제1 출력 트랜지스터(C1)의 드레인 단자와 접속되고, 애노드 단자는 제1 송신 단자(PC1)와 접속되어 있다.
제1 인버터(D1)는, 제2 인버터(E1)의 출력 신호의 논리 반전 신호를 제1 NOR 회로(B1)에 출력한다. 제2 인버터(E1)는, 입력단이 제1 수신 단자(PE1) 및 제1 전류원(F1)의 출력단과 접속되어 있고, 당해 입력단으로의 입력 신호의 논리 반전 신호를 제1 인버터(D1)에 출력한다. 제1 전류원(F1)은 입력단이 VDD1과 접속되고, 출력단이 제2 인버터(E1)의 입력단 및 제1 수신 단자(PE1)와 접속된 전류원이다.
과방전 검출 회로(G1)는, 일단이 제1 전압 감시 단자(PA1)와 접속되고, 타단이 제2 전압 감시 단자(PB1)와 접속되어 있으며, 제1 전압 감시 단자(PA1)와 제2 전 압 감시 단자(PB1) 사이의 전압(즉 배터리(BT1)의 전압)을 검출하고, 배터리(BT1)의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우에, 하이 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(H1)의 한 쪽의 입력 단자, 과충전 검출 회로(A1) 및 셀 밸런스 회로(M1)에 출력한다. 또, 이 과방전 검출 회로(G1)는, 배터리(BT1)의 전압이 과방전 전압 이상인 경우에, 로 레벨의 과방전 검출 신호를 출력한다. 여기서, 과방전 전압이란, 방전 가능한 하한 전압을 나타낸다.
제2 NOR 회로(H1)는, 상기 과방전 검출 신호와 제3 인버터(J1)의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 제2 출력 트랜지스터(I1)의 게이트 단자에 출력한다. 제2 출력 트랜지스터(I1)는 n채널형 MOS 트랜지스터로서, 게이트 단자는 제2 NOR 회로(H1)의 출력 단자와 접속되며, 드레인 단자는 제2 송신 단자(PD1)와 접속되며, 소스 단자는 VSS1와 접속되어 있다.
제3 인버터(J1)는 제4 인버터(K1)의 출력 신호의 논리 반전 신호를 제2 NOR 회로(H1) 출력한다. 제4 인버터(K1)는, 입력단이 제2 수신 단자(PF1) 및 제2 전류원(L1)의 출력단과 접속되어 있고, 당해 입력단으로의 입력 신호의 논리 반전 신호를 제4 인버터(K1)에 출력한다. 제2 전류원(L1)은 입력단이 VDD1과 접속되고, 출력단이 제4 인버터(L1)의 입력단 및 제2 수신 단자(PF1)와 접속된 전류원이다.
셀 밸런스 회로(M1)는 일단이 제1 전압 감시 단자(PA1)와 접속되고, 타단이 제2 전압 감시 단자(PB1)와 접속되어 있으며, 제1 전압 감시 단자(PA1)와 제2 전압 감시 단자(PB1) 사이의 전압(즉 배터리(BT1)의 전압)을 검출하고, 배터리(BT1)의 전압이 셀 밸런스 전압 이상이 된 경우에, 셀 밸런스 신호를 제어 단자(PG1)를 통해 스위치(SW1)에 출력한다. 또, 이 셀 밸런스 회로(M1)는, 배터리(BT1)의 전압이 셀 밸런스 전압 미만인 경우, 로 레벨의 셀 밸런스 신호를 제어 단자(PG1)를 통해 스위치(SW1)에 출력한다. 여기서, 셀 밸런스 전압이란, 배터리(BT1)가 과충전 상태에 가까운 상태가 될 때의 과충전 전압 이하의 전압(배터리(BT1)의 전압을 다른 배터리의 전압에 맞추어 셀 밸런스를 취하기 시작할 때의 전압)을 나타낸다. 또한, 이 셀 밸런스 회로(M1)는, 과방전 검출 회로(G1)로부터 하이 레벨인 과방전 검출 신호가 입력된 경우에 동작을 정지하는 기능을 가진다.
제1 송신 단자(PC1)는, 제1 트랜지스터(10)의 게이트 단자 및 제1 저항 소자(20)의 일단과 접속되어 있다. 제2 송신 단자(PD1)는, 제2 트랜지스터(11)의 게이트 단자 및 제2 저항 소자(21)의 일단과 접속되어 있다. 제1 수신 단자(PE1)는, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 제1 송신 단자(PC2)와 접속되어 있다. 제2 수신 단자(PF1)는, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 제2 송신 단자(PD2)와 접속되어 있다.
또, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 제1 수신 단자(PE2)는, 배터리 상태 감시 회로(BM3)의 제1 송신 단자(PC3)와 접속되고, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 제2 수신 단자(PF2)는, 배터리 상태 감시 회로(BM3)의 제2 송신 단자(PD3)와 접속되어 있다. 이하 동일하게, 배터리 상태 감시 회로(BM3~BMn)에 있어서, 상단측(배터리(BT1)측)의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 하단측(배터리(BT1)측)의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자가 접속되고, 상단측의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 하단측의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자가 접속되어 있다. 또한, 최하단인 배터리 상태 감시 회로(BMn)의 제1 수신 단자(PEn) 및 제2 수신 단자(PFn)는 배터리(BTn)의 음극 단자와 접속되어 있다.
스위치(SW1)는, 배터리(BT1)와 병렬로 접속되어 있고, 제어 단자(PG1)를 통해 입력되는 셀 밸런스 신호에 따라 2단자 사이(즉 배터리(BT1)의 양극 단자와 음극 단자의 사이)의 접속／비접속을 전환하는 것이다. 또한, 이 스위치(SW1)는, 셀 밸런스 신호가 입력된 경우에 온, 즉 2단자 사이를 접속 상태로 전환한다. 다른 스위치(SW2~SWn)에 대해서도 동일하다.
제1 트랜지스터(10)는 p채널형 MOS 트랜지스터로서, 게이트 단자는 배터리 상태 감시 회로(BM1)의 제1 송신 단자(PC1) 및 제1 저항 소자(20)의 일단과 접속되 며, 드레인 단자는 제2 트랜지스터(11)의 드레인 단자와 접속되며, 소스 단자는 제1 저항 소자(20)의 타단 및 제1 외부 단자(30)와 접속되어 있다. 제2 트랜지스터(11)는, p채널형 MOS 트랜지스터로서, 게이트 단자는 배터리 상태 감시 회로(BM1) 의 제2 송신 단자(PD1) 및 제2 저항 소자(21)의 일단과 접속되고, 드레인 단자는 제1 트랜지스터(10)의 드레인 단자와 접속되며, 소스 단자는 제2 저항 소자(21)의 타단 및 배터리(BT1)의 양극 단자와 접속되어 있다. 한편, 제2 외부 단자(31)는, 최하단의 배터리(BTn)의 음극 단자와 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 본 배터리 장치는, 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31)의 사이에 부하 또는 충전기를 접속함으로써, 방전 또는 충전을 행하는 것이다.
다음에, 상기와 같이 구성된 제1 실시 형태에 따른 배터리 장치의 동작에 대해 설명한다.
(통상 상태 시)
우선, 통상 상태 시, 즉 배터리(BT1~BTn)의 모든 전압이, 과충전 전압 미만 또한 과방전 전압 이상의 범위에 포함되어 있는 경우에 대해 설명한다. 이러한 통상 상태 시에 있어서, 배터리 상태 감시 회로(BM1)의 과충전 검출 회로(A1)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(B1)에 출력한다.
이 때, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 제1 출력 트랜지스터(C2)는 온이 되어 있기 때문에(이 이유에 대해서는 후술함), 배터리 상태 감시 회로(BM1)의 제2 인버터(E1)의 입력 단자는 로 레벨이 되고, 제1 인버터(D1)로부터 로 레벨의 출력 신호가 제1 NOR 회로(B1)에 출력된다. 제1 NOR 회로(B1)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호와 로 레벨의 제1 인버터(D1)의 출력 신호가 입력되기 때문에, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 출력 트랜지스터(C1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(C1)는 온이 되기 때문에, 제1 송신 단자(PC1)는 로 레벨이 되고, 제1 트랜지스터(10)는 온이 된다.
여기서, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 제1 출력 트랜지스터(C2)가 온이 되어 있는 이유에 대해 설명한다. 최하단의 배터리 상태 감시 회로(BMn)의 제1 수신 단자(PEn)는 배터리(BTn)의 음극 단자와 접속되어 있기 때문에, 제2 인버터(En)의 입력 단자는 항상 로 레벨로 되어 있다. 따라서, 제1 인버터(Dn)는, 항상 로 레벨의 출력 신호를 제1 NOR 회로(Bn)에 출력하고, 과충전 검출 회로(An)는 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(Bn)에 출력한다. 이것에 의해, 제1 NOR 회로(Bn)는, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 출력 트랜지스터(Cn)의 게이트 단자에 출력하고, 배터리 상태 감시 회로(BMn)의 제1 출력 트랜지스터(Cn)는 온이 된다.
이것에 의해, 배터리 상태 감시 회로(BMn-1)의 제2 인버터(En-1)의 입력 단자 는 로 레벨이 되고, 제1 인버터(Dn-1)로부터 로 레벨의 출력 신호가 제1 NOR 회로(Bn-1)에 출력된다. 한편, 과충전 검출 회로(An-1)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(Bn-1)에 출력하므로, 제1 NOR 회로(Bn-1)는, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 출력 트랜지스터(Cn-1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 배터리 상태 감시 회로(BMn-1)의 제1 출력 트랜지스터(Cn-1)는 온이 된다.
상기와 같은 동작이 상단측의 배터리 상태 감시 회로와 하단측의 배터리 상태 감시 회로에서 반복되고, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 제1 출력 트랜지스터(C2)가 온이 되는 것이다.
또, 이러한 통상 상태 시에 있어서, 배터리 상태 감시 회로(BM1)의 과방전 검출 회로(G1)는, 로 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(H1)에 출력한다. 이 때, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 제2 출력 트랜지스터(I2)도 온이 되어 있기 때문에, 배터리 상태 감시 회로(BM1)의 제4 인버터(K1)의 입력 단자는 로 레벨이 되고, 제3 인버터(J1)로부터 로 레벨의 출력 신호가 제2 NOR 회로(H1)에 출력된다. 제2 NOR 회로(H1)는, 로 레벨의 과방전 검출 신호와 로 레벨의 제3 인버터(J1)의 출력 신호가 입력되기 때문에, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제2 출력 트랜지스터(I1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(I1)는 온이 되기 때문에, 제2 송신 단자(PD1)는 로 레벨이 되고, 제2 트랜지스터(11)는 온이 된다.
이상과 같이 통상 상태 시에 있어서는, 제1 트랜지스터(10) 및 제2 트랜지스터(11)가 온이 되기 때문에, 배터리 장치는 충전 및 방전 가능한 상태가 된다.
(과충전 상태 시)
다음에, 과충전 상태 시, 즉, 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31) 사이에 충전기가 접속되어 배터리(BT1~BTn)가 충전되고, 이들 배터리(BT1~BTn)의 적어도 1개의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 배터리(BT2)의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 과충전 검출 회로(A2)는, 하이 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(B2)에 출력한다. 이 때, 제1 인버터(D2)로부터는 로 레벨의 출력 신호가 출력되고 있기 때문에, 제1 NOR 회로(B2)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 출력 트랜지스터(C2)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(C2)는 오프가 된다.
즉, 제1 전류원(F1)에 의해서 제2 인버터(E1)의 입력 단자는 하이 레벨에 풀 업되고, 제1 인버터(D1)로부터 하이 레벨의 출력 신호가 제1 NOR 회로(B1)에 출력된다. 한편, 과충전 검출 회로(A1)에는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회 로(B1)에 출력하기 때문에, 제1 NOR 회로(B1)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 출력 트랜지스터(C1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(C1)는 오프가 된다.
상기와 같이 제1 출력 트랜지스터(C1)가 오프가 되면, 제1 트랜지스터(10)의 게이트는 제1 저항 소자(20)에 의해서 하이 레벨이 되고, 제1 트랜지스터(10)는 오프가 되므로, 충전기로부터의 충전이 금지되게 된다.
또한, 상기의 설명은, 배터리(BT2)의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우를 상정한 것이지만, 다른 배터리의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우도 마찬가지이다. 즉, 과충전 상태가 된 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로로부터 과충전 상태가 생긴 것을 상단측의 배터리 상태 감시 회로에 통신하고, 이러한 통신이 최상단인 배터리 상태 감시 회로(BM1)까지 도달함으로써, 제1 트랜지스터(10)는 오프가 되고, 충전기로부터의 충전이 금지된다.
(과방전 상태 시)
다음에, 과방전 상태 시, 즉, 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31) 사이에 부하가 접속되어 배터리(BT1~BTn)가 방전하고, 이들 배터리(BT1~BTn)의 적어도 1 개의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우에 대해서 설명한다. 또한, 이하에서는, 배터리(BT2)의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 과방전 검출 회로(G2)는, 하이 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(H2)에 출력한다. 이 때, 제3 인버터(J2)로부터는 로 레벨의 출력 신호가 출력되고 있기 때문에, 제2 NOR 회로(H2)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제2 출력 트랜지스터(I2)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(I2)는 오프가 된다.
즉, 제2 전류원(L1)에 의해서 제4 인버터(K1)의 입력 단자는 하이 레벨에 풀 업되고, 제3 인버터(J1)로부터 하이 레벨의 출력 신호가 제2 NOR 회로(H1)에 출력된다. 한편, 과방전 검출 회로(G1)는 로 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(H1)에 출력하기 때문에, 제2 NOR 회로(H1)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제2 출력 트랜지스터(I1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(I1)는 오프가 된다.
상기와 같이 제2 출력 트랜지스터(I1)가 오프가 되면, 제2 트랜지스터(11)의 게이트는 제2 저항 소자(21)에 의해서 하이레벨이 되고, 제2 트랜지스터(11)는 오프가 되므로, 부하에의 방전이 금지되게 된다.
또, 이러한 과방전 상태 시에 있어서, 과방전 상태를 검출한 과방전 검출 회로(G2)는, 하이 레벨의 과방전 검출 신호를 과충전 검출 회로(A2) 및 셀 밸런스 회 로(M2)에 출력한다. 이것에 의해, 과충전 검출 회로(A2) 및 셀 밸런스 회로(M2)는 동작을 정지하기 때문에, 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다. 또, 제1 전압 감시 단자(PA2)는 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 VDD 전원 단자를 겸하고 있고, 배터리 상태 감시 회로(BM2)는 배터리(BT2)로부터 전원이 공급되고 있으므로, 지나치게 방전하고 있는 배터리(BT2)의 전압이 낮아지고, 그 만큼, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 소비 전력도 작아진다.
여기서, 각 배터리에서 특성 불균일이 생김으로써, 방전 중에 배터리(BT2)의 전압이 다른 배터리의 전압보다도 빨리 낮아지고 있는 경우, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 과방전 검출 회로(G2)가 다른 배터리 상태 감시 회로보다도 빨리 과방전 검출 신호를 출력하게 된다. 그러면, 제2 트랜지스터(11)가 오프하고, 방전이 금지된다. 이 때, 배터리 상태 감시 회로(BM2)는 다른 배터리 상태 감시 회로보다도 소비 전력이 작아진다. 소비 전력이 작아진 만큼, 배터리(BT2)는 다른 배터리보다도 방전 스피드가 느려지고, 다른 배터리는 지금까지대로 방전한다. 따라서, 지나치게 방전하여 배터리(BT2)의 방전 스피드가 느려지므로, 배터리 장치는 각 배터리의 전압을 맞출 수 있다(셀 밸런스를 잡음).
또한, 상기의 설명은, 배터리(BT2)의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우를 상정한 것이지만, 다른 배터리의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우도 마찬가지이 다. 즉, 과방전 상태가 된 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로로부터 과방전 상태가 생긴 것을 상단측의 배터리 상태 감시 회로에 통신하고, 이러한 통신이 최상단인 배터리 상태 감시 회로(BM1)까지 도달함으로써, 제2 트랜지스터(11)는 오프가 되고, 부하로의 방전이 금지된다.
(셀 밸런스 상태 시)
다음에, 셀 밸런스 상태 시, 즉, 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31)의 사이에 충전기가 접속되어 배터리(BT1~BTn)가 충전되고, 이들 배터리(BT1~BTn)의 적어도 1개의 전압이 셀 밸런스 전압 이상이 된 경우에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 배터리(BT2)의 전압이 셀 밸런스 전압 이상이 된 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BM2)의 셀 밸런스 회로(M2)는, 셀 밸런스 신호를 제어 단자(PG2)를 통해 스위치(SW2)에 출력한다. 이것에 의해, 스위치(SW2)는 온하고, 충전되어 있는 배터리(BT2)는 스위치(SW2)를 통해 방전한다.
여기서, 각 배터리에서 특성 불균일이 생김으로써, 충전 중에 배터리(BT2)의 전압이 다른 배터리의 전압보다도 빨리 높아지고 있는 경우, 배터리 상태 감시 회로(BM2)가 다른 배터리 상태 감시 회로보다도 빨리 셀 밸런스 신호를 출력하게 된다. 그러면, 스위치(SW2)가 다른 스위치보다도 빨리 온하고, 배터리(BT2)는 다른 배터리와 충전량의 변화가 상이하게 된다. 예를 들어, 배터리(BT2)는 다른 배터리보다도 충전 스피드가 느려지고, 다른 배터리는 지금까지대로 충전된다. 또는, 배터리(BT2)는 방전하고, 다른 배터리는 지금까지대로 충전된다. 따라서, 지나치게 충전되어 배터리(BT2)의 충전 스피드가 느려지므로, 또는, 지나치게 충전되어 있는 배터리(BT2)가 방전되므로, 배터리 장치는 셀 밸런스를 잡을 수 있다.
이하, 상기와 같은 동작을 전제로 하여 배터리 상태 감시 회로(BM1)에 다이오드(Do1)를 설치함으로써 방전 리크 전류를 막을 수 있는 이유에 대해 설명한다. 도 2는, 다이오드(Do1)를 마련하지 않은 경우의 배터리 장치의 회로 구성을 나타내고 있다. 예를 들어, 도 2에 있어서, 부하에의 방전 중에 배터리(BT1)가 과방전 상태가 되고, 제2 트랜지스터(11)가 오프가 된 경우를 상정한다. 이 경우, 최상단의 배터리 상태 감시 회로(BM1)의 제1 출력 트랜지스터(C1)는 오프 상태가 되지만, 제1 출력 트랜지스터(C1)의 드레인·게이트 사이에는 캐소드 단자를 드레인측, 애노드 단자를 소스측으로 하는 기생 다이오드가 존재하기 때문에, 도 2에 나타내는 전류 경로가 형성된다. 이것에 의해, 배터리(BT2~BTn)의 방전은 정지하지 않고, 방전 리크 전류가 생기게 된다. 한편, 제1 실시 형태의 배터리 상태 감시 회로(BM1)에 의하면, 제1 출력 트랜지스터(C1)의 기생 다이오드에 대해서 역방향의 다이오드(Do1) 를 마련하고 있기 때문에, 도 2에 나타내는 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있다.
이상과 같이, 제1 실시 형태에 따른 배터리 장치에서는, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다.
〔제2 실시 형태〕
다음에, 제2 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 상기 제1 실시 형태에서는, 배터리 상태 감시 회로에서의 제1 출력 트랜지스터 및 제2 출력 트랜지스터로서 n채널형 MOS 트랜지스터를 사용한 경우를 상정하여 설명하였다. 이것에 대해, 제2 실시 형태에서는, 제1 출력 트랜지스터 및 제2 출력 트랜지스터로서 p채널형 MOS 트랜지스터를 사용한 경우의 배터리 장치에 대해 설명한다.
도 3은, 제2 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도 3에 있어서, 도 1과 동일한 구성 요소에는 동일 부호를 부여하고 설명을 생략한다. 또한, 도 1과 구별하기 위해서, 배터리 상태 감시 회로의 부호를 BMA1~BMAn으로 하고, 제1 트랜지스터의 부호를 12, 제2 트랜지스터의 부호를 13, 제1 저항 소자의 부호를 22, 제2 저항 소자의 부호를 23으로 한다. 또, 이들 배터리 상태 감시 회로(BMA1~BMAn)의 회로 구성은 동일하기 때문에, 최하단의 배터리 상태 감시 회로(BMAn)를 대표적으로 이용하여 설명한다.
제2 실시 형태에서의 배터리 상태 감시 회로(BMAn)는, 과충전 검출 회로(An), 제1 NOR 회로(Bn), 제1 인버터(Qn), 제1 출력 트랜지스터(Rn), 다이오드(Don), 제2 인버터(Sn), 제1 전류원(Tn), 과방전 검출 회로(Gn), 제2 NOR 회로(Hn), 제3 인버터(Un), 제2 출력 트랜지스터(Vn), 제4 인버터(Wn), 제2 전류원(Xn), 셀 밸런스 회로(Mn), 제1 전압 감시 단자(PAn), 제2 전압 감시 단자(PBn), 제1 송신 단자(PCn), 제2 송신 단자(PDn), 제1 수신 단자(PEn), 제2 수신 단자(PFn) 및 제어 단자(PGn)를 구비하고 있다. 또한, 이러한 구성 요소를 구비하는 배터리 상태 감시 회로(BMAn)는, 1칩의 IC로서 구성되어 있다.
제1 NOR 회로(Bn)는, 과충전 검출 회로(An)로부터 출력되는 과충전 검출 신호와 제2 인버터(Sn)의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 제1 인버터(Qn)에 출력한다. 제1 인버터(Qn)는 상기 제1 NOR 회로(Bn)로부터 입력되는 부정 논리합 신호의 논리 반전 신호를 제1 출력 트랜지스터(Rn)의 게이트 단자에 출력한다. 제1 출력 트랜지스터(Rn)는, p채널형 MOS 트랜지스터이고, 게이트 단자는 제1 인버터(Qn)의 출력 단자와 접속되며, 드레인 단자는 다이오드(Don)의 애노드 단자와 접속되고, 소스 단자는 VDDn와 접속되어 있다. 다이오드(Don)는, 방 전 리크 전류 방지용 다이오드로서, 애노드 단자는 제1 출력 트랜지스터(Rn)의 드레인 단자와 접속되고, 캐소드 단자는 제1 송신 단자(PCn)와 접속되어 있다.
제2 인버터(Sn)는, 입력단이 제1 수신 단자(PEn) 및 제1 전류원(Tn)의 입력단과 접속되어 있고, 당해 입력단으로의 입력 신호의 논리 반전 신호를 제1 NOR 회로(Bn)에 출력한다. 제1 전류원(Tn)은 입력단이 제1 수신 단자(PEn) 및 제2 인버터(Sn)의 입력단과 접속되고, 출력단이 VSSn과 접속된 전류원이다.
제2 NOR 회로(Hn)는, 과방전 검출 회로(Gn)로부터 출력되는 과방전 검출 신호와 제4 인버터(Wn)의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 제3 인버터(Un)에 출력한다. 제3 인버터(Un)는, 상기 제2 NOR 회로(Hn)로부터 입력되는 부정 논리합 신호의 논리 반전 신호를 제2 출력 트랜지스터(Vn)의 게이트 단자에 출력한다. 제2 출력 트랜지스터(Vn)는, p채널형 MOS 트랜지스터로서, 게이트 단자는 제3 인버터(Un)의 출력 단자와 접속되고, 드레인 단자는 제2 송신 단자(PDn)와 접속되며, 소스 단자는 VDDn과 접속되어 있다.
제4 인버터(Wn)는, 입력단이 제2 수신 단자(PFn) 및 제2 전류원(Xn)의 입력단과 접속되어 있고, 당해 입력단으로의 입력 신호의 논리 반전 신호를 제2 NOR 회로(Hn)에 출력한다. 제2 전류원(Xn)은 입력단이 제2 수신 단자(PFn) 및 제4 인버 터(Wn)의 입력단과 접속되고, 출력단이 VSSn과 접속된 전류원이다.
제1 송신 단자(PCn)는, 제1 트랜지스터(12)의 게이트 단자 및 제1 저항 소자(22)의 일단과 접속되어 있다. 제2 송신 단자(PDn)는, 제2 트랜지스터(13)의 게이트 단자 및 제2 저항 소자(23)의 일단과 접속되어 있다. 제1 수신 단자(PEn)는, 배터리 상태 감시 회로(BMAn-1)의 제1 송신 단자(PCn-1)와 접속되어 있다. 제2 수신 단자(PFn)는, 배터리 상태 감시 회로(BMAn-1)의 제2 송신 단자(PDn-1)와 접속되어 있다.
동일하게, 다른 배터리 상태 감시 회로에 있어서, 하단측(배터리(BTn)측)의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 상단측(배터리(BT1)측)의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자가 접속되고, 하단측의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 상단측의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자가 접속되어 있다. 또한, 최상단인 배터리 상태 감시 회로(BMA1)의 제1 수신 단자(PE1) 및 제2 수신 단자(PF1)는 배터리(BT1)의 양극 단자와 접속되어 있다.
제1 트랜지스터(12)는, n채널형 MOS 트랜지스터로서, 게이트 단자는 배터리 상태 감시 회로(BMAn)의 제1 송신 단자(PCn) 및 제1 저항 소자(22)의 일단과 접속되고, 드레인 단자는 제2 트랜지스터(13)의 드레인 단자와 접속되며, 소스 단자는 제 1 저항 소자(22)의 타단 및 배터리(BTn)의 음극 단자와 접속되어 있다. 제2 트랜지스터(13)는 n채널형 MOS 트랜지스터로서, 게이트 단자는 배터리 상태 감시 회로(BMAn)의 제2 송신 단자(PDn) 및 제2 저항 소자(23)의 일단과 접속되고, 드레인 단자는 제2 트랜지스터(12)의 드레인 단자와 접속되며, 소스 단자는 제2 저항 소자(23)의 타단 및 제2 외부 단자(31)와 접속되어 있다. 한편, 제1 외부 단자(30)는 최상단의 배터리(BT1)의 양극 단자와 접속되어 있다.
다음에, 상기와 같이 구성된 제2 실시 형태에 따른 배터리 장치의 동작에 대해 설명한다. 또한, 셀 밸런스 상태 시의 동작은 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
(통상 상태 시)
우선, 통상 상태 시, 즉 배터리(BT1~BTn)의 모든 전압이, 과충전 전압 미만 또한 과방전 전압 이상의 범위에 포함되어 있는 경우에 대해 설명한다. 이러한 통상 상태 시에 있어서, 배터리 상태 감시 회로(BMAn)의 과충전 검출 회로(An)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(Bn)에 출력한다.
이 때, 배터리 상태 감시 회로(BMAn-1)의 제1 출력 트랜지스터(Rn-1)는 온이 되어 있기 때문에(이 이유에 대해서는 후술함), 배터리 상태 감시 회로(BMAn)에서의 제2 인버터(Sn)의 입력단은 하이 레벨이 되고, 제2 인버터(Sn)로부터 로 레벨의 출 력 신호가 제1 NOR 회로(Bn)에 출력된다. 제1 NOR 회로(Bn)는, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 인버터(Qn)에 출력하고, 제1 인버터(Qn)는 로 레벨의 논리 반전 신호를 제1 출력 트랜지스터(Rn)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(Rn)는 온이 되기 때문에, 제1 송신 단자(PCn)는 하이레벨이 되고, 제1 트랜지스터(12)는 온이 된다.
여기서, 배터리 상태 감시 회로(BMAn-1)의 제1 출력 트랜지스터(Rn-1)가 온이 되고 있는 이유에 대해 설명한다. 최상단의 배터리 상태 감시 회로(BMA1)의 제1 수신 단자(PE1)는 배터리(BT1)의 양극 단자와 접속되어 있기 때문에, 제2 인버터(S1)의 입력단은 항상 하이 레벨이 되고 있다. 따라서, 제2 인버터(S1)는, 항상 로 레벨의 출력 신호를 제1 NOR 회로(B1)에 출력하고, 과충전 검출 회로(A1)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(B1)에 출력한다. 이것에 의해, 제1 NOR 회로(B1)는 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 인버터(Q1)에 출력하고, 제1 인버터(Q1)는 로 레벨의 논리 반전 신호를 제1 출력 트랜지스터(R1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 배터리 상태 감시 회로(BMA1)의 제1 출력 트랜지스터(R1)는 온이 된다.
이 때, 배터리 상태 감시 회로(BMA1)의 하단측인 배터리 상태 감시 회 로(BMA2)에서의 제2 인버터(S2)의 입력단은 하이 레벨이 되고, 제2 인버터(S2)로부터 로 레벨의 출력 신호가 제1 NOR 회로(B2)에 출력된다. 과충전 검출 회로(A2)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 출력하므로, 제1 NOR 회로(B2)는, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 인버터(Q2)에 출력하고, 제1 인버터(Q2)는 로 레벨의 논리 반전 신호를 제1 출력 트랜지스터(R2)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(R2)는 온이 된다.
상기와 같은 동작이 상단측의 배터리 상태 감시 회로와 하단측의 배터리 상태 감시 회로에서 반복되고, 배터리 상태 감시 회로(BMAn-1)의 제1 출력 트랜지스터(Rn-1)가 온이 되는 것이다.
또, 이러한 통상 상태 시에 있어서, 배터리 상태 감시 회로(BMAn)의 과방전 검출 회로(Gn)는 로 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(Hn)에 출력한다. 이 때, 배터리 상태 감시 회로(BMAn-1)의 제2 출력 트랜지스터(Vn-1)도 온이 되고 있기 때문에, 배터리 상태 감시 회로(BMAn)에서의 제4 인버터(Wn)의 입력단은 하이 레벨이 되고, 제4 인버터(Wn)로부터 로 레벨의 출력 신호가 제2 NOR 회로(Hn)에 출력된다. 제2 NOR 회로(Hn)는 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제3 인버터(Un)에 출력하고, 제3 인버터(Un)는 로 레벨의 논리 반전 신호를 제2 출력 트랜지스터(Vn)의 게이 트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(Vn)는 온이 되기 때문에, 제2 송신 단자(PDn)는 하이 레벨이 되고, 제2 트랜지스터(13)는 온이 된다.
이상과 같이 통상 상태 시에 있어서는, 제1 트랜지스터(12) 및 제2 트랜지스터(13)가 온이 되기 때문에, 배터리 장치는 충전 및 방전 가능한 상태가 된다.
(과충전 상태 시)
다음에, 과충전 상태 시, 즉, 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31)의 사이에 충전기가 접속되어 배터리(BT1~BTn)가 충전되고, 이들 배터리(BT1~BTn)의 적어도 1개의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 배터리(BTn-1)의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BMAn-1)의 과충전 검출 회로(An-1)에는, 하이 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(Bn -1)에 출력한다. 이 때, 제2 인버터(Sn -1)로부터는 로 레벨의 출력 신호가 출력되고 있기 때문에, 제1 NOR 회로(Bn -1)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 인버터(Qn -1)에 출력하고, 제1 인버터(Qn -1)는 하이 레벨의 논리 반전 신호를 제1 출력 트랜지스터(Rn -1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(Rn -1)는 오프가 된다.
즉, 제1 전류원(Tn)에 의해서 제2 인버터(Sn)의 입력 단자는 로 레벨에 풀 다운되고, 제2 인버터(Sn)로부터 하이 레벨의 출력 신호가 제1 NOR 회로(Bn)에 출력된다. 한편, 과충전 검출 회로(An)는 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(Bn)에 출력하기 때문에, 제1 NOR 회로(Bn)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 인버터(Qn)에 출력하고, 제1 인버터(Qn)는 하이 레벨의 논리 반전 신호를 제1 출력 트랜지스터(Rn)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(Rn)는 오프가 된다.
상기와 같이 제1 출력 트랜지스터(Rn)가 오프가 되면, 제1 트랜지스터(12)의 게이트는 제1 저항 소자(22)에 의해 로 레벨이 되고, 제1 트랜지스터(12)는 오프가 되므로, 충전기로부터의 충전이 금지되게 된다.
또한, 상기의 설명은, 배터리(BTn-1)의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우를 상정한 것이지만, 다른 배터리의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우에도 동일하다. 즉, 과충전 상태가 된 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로로부터 과충전 상태가 생긴 것을 하단측의 배터리 상태 감시 회로에 통신하고, 이러한 통신이 최하단인 배터리 상태 감시 회로(BMAn)까지 도달함으로써, 제1 트랜지스터(12)는 오프가 되어 충전기로부터의 충전이 금지된다.
(과방전 상태 시)
다음에, 과방전 상태 시, 즉, 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31)의 사 이에 부하가 접속되어 배터리(BT1~BTn)가 방전하고, 이들 배터리(BT1~BTn)의 적어도 1개의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 배터리(BTn-1)의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BMAn-1)의 과방전 검출 회로(Gn-1)는, 하이 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(Hn-1)에 출력한다. 이 때, 제4 인버터(Wn-1)로부터는 로 레벨의 출력 신호가 출력되고 있기 때문에, 제2 NOR 회로(Hn-1)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제3 인버터(Un-1)에 출력하고, 제3 인버터(Un-1)는 하이 레벨의 논리 반전 신호를 제2 출력 트랜지스터(Vn-1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(Vn-1)는 오프가 된다.
즉, 제2 전류원(Xn)에 의해서 제4 인버터(Wn)의 입력 단자는 로 레벨에 풀다운 되고, 제4 인버터(Wn)로부터 하이 레벨의 출력 신호가 제2 NOR 회로(Hn)에 출력된다. 한편, 과방전 검출 회로(Gn)는, 로 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(Hn)에 출력하기 때문에, 제2 NOR 회로(Hn)는, 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제3 인버터(Un)에 출력하고, 제3 인버터(Un)는 하이 레벨의 논리 반전 신호를 제2 출력 트랜지스터(Vn)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(Vn)는 오프가 된다.
상기와 같이 제2 출력 트랜지스터(Vn)가 오프가 되면, 제2 트랜지스터(13)의 게이트는 제2 저항 소자(23)에 의해 로 레벨이 되고, 제2 트랜지스터(13)는 오프가 되므로, 부하에의 방전이 금지되게 된다.
또한, 상기의 설명은, 배터리(BTn-1)의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우를 상정한 것이지만, 다른 배터리의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우에도 동일하다. 즉, 과방전 상태가 된 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로로부터 과방전 상태가 생긴 것을 하단측의 배터리 상태 감시 회로에 통신하고, 이러한 통신이 최하단인 배터리 상태 감시 회로(BMAn)까지 도달함으로써, 제2 트랜지스터(13)는 오프가 되고, 부하에의 방전이 금지된다.
이하, 상기와 같은 동작을 전제로 하여 배터리 상태 감시 회로(BMAn)에 다이오드(Don)를 마련함으로써 방전 리크 전류를 막을 수 있는 이유에 대해서 설명한다. 도 4는, 다이오드(Don)를 마련하지 않은 경우의 배터리 장치의 회로 구성을 나타내고 있다. 예를 들어, 도 4에 있어서, 부하에의 방전 중에 배터리(BTn)가 과방전 상태가 되고, 제2 트랜지스터(13)가 오프가 된 경우를 상정한다. 이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BMAn)의 제1 출력 트랜지스터(Rn)는 오프 상태가 되지만, 제1 출력 트랜지스터(Rn)의 드레인·게이트 사이에는 캐소드 단자를 소스측, 애노드 단자를 드레인측으로 하는 기생 다이오드가 존재하기 때문에, 도 4에 나타내는 전류 경로 가 형성된다. 이것에 의해, 배터리(BT1~BTn -1)의 방전은 정지하지 않고, 방전 리크 전류가 생긴다. 한편, 제2 실시 형태에의 배터리 상태 감시 회로(BMAn)에 의하면, 제1 출력 트랜지스터(Rn)의 기생 다이오드에 대해서 역방향의 다이오드(Don)를 마련하고 있기 때문에, 도 4에 나타내는 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있다.
이상과 같이, 제2 실시 형태에 따른 배터리 장치에서는, 제1 실시 형태와 동일하게, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다.
〔제3 실시 형태〕
다음에, 제3 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 도 5는, 제3 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제3 실시 형태에서는, 제1 실시 형태의 배터리 상태 감시 회로에, 2개의 다이오드를 마련한 구성이 되고 있다. 즉, 배터리 상태 감시 회로의 부호를 BMB1~BMBn 으로 하면, 배터리 상태 감시 회로(BMB1)는, 제1 실시 형태의 구성 요소에 더하여, 제1 다이오드(제1 클램프용 다이오드)(Da1), 제2 다이오드(제2 클램프용 다이오드)(Db1), 제3 다이오드 (제3 클램프용 다이오드)(Dc1) 및 제4 다이오드(제4 클램프용 다이오드)(Dd1)를 새롭게 구비하고 있다. 다른 배터리 상태 감시 회로도 동일하 다. 이하에서는, 배터리 상태 감시 회로(BMB1)를 대표적으로 이용하여 설명한다.
제1 다이오드(Da1)는, 애노드 단자가 VSS1과 접속되고, 캐소드 단자가 제1 출력 트랜지스터(C1)의 드레인 단자와 접속되어 있으며, 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압(예를 들어 4.5V)에 상당하는 역방향 전압이 애노드 단자와 캐소드 단자의 사이에 인가된 경우에 역방향 전류를 일으키는 특성을 갖고 있다. 제2 다이오드(Db1)는, 애노드 단자가 VSS1과 접속되고, 캐소드 단자가 제2 인버터(E1)의 입력단과 접속되어 있다. 또한, 제2 다이오드(Db1)의 전압 강하분을 0.7V로 한다.
제3 다이오드(Dc1)는, 애노드 단자가 VSS1과 접속되고, 캐소드 단자가 제2 출력 트랜지스터(I1)의 드레인 단자와 접속되어 있으며, 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 애노드 단자와 캐소드 단자의 사이에 인가된 경우에 역방향 전류를 일으키는 특성을 갖고 있다. 제4 다이오드(Dd1)는, 애노드 단자가 VSS1과 접속되고, 캐소드 단자가 제4 인버터(K1)의 입력단과 접속되고 있다. 또한, 제4 다이오드(Dd1)의 전압 강하분을 0.7V로 한다.
또, 하단측의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 상단측의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자의 사이, 또한 하단측의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 상단측의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자의 사이에 저항 소 자가 접속되어 있다. 구체적으로는, 배터리 상태 감시 회로(BMB2)의 제1 송신 단자(PC2)와 배터리 상태 감시 회로(BMB1)의 제1 수신 단자(PE1)의 사이에는 저항 소자(Ra1)가 접속되어 있고, 배터리 상태 감시 회로(BMB2)의 제2 송신 단자(PD2)와 배터리 상태 감시 회로(BMB1)의 제2 수신 단자(PF1)의 사이에는 저항 소자(Rb1)가 접속되어 있다.
다음에, 이와 같이 구성된 제3 실시 형태에 따른 배터리 장치의 동작에 대해 설명한다. 또한, 셀 밸런스 상태 시의 동작은 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
(통상 상태 시)
우선, 통상 상태 시, 즉 배터리(BT1~BTn)의 모든 전압이, 과충전 전압 미만 또한 과방전 전압 이상의 범위에 포함되어 있는 경우에 대해 설명한다. 이러한 통상 상태 시에 있어서 배터리 상태 감시 회로(BMB1)의 과충전 검출 회로(A1)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(B1)에 출력한다.
이 때, 배터리 상태 감시 회로(BMB2)의 제1 출력 트랜지스터(C2)는 온이 되고 있기 때문에, 배터리 상태 감시 회로(BMB1)의 제2 인버터(E1)의 입력단은 로 레벨이 되고, 제1 인버터(D1)로부터 로 레벨의 출력 신호가 제1 NOR 회로(B1)에 출력된다. 제1 NOR 회로(B1)는, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 출력 트랜지스 터(C1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(C1)는 온이 되기 때문에, 제1 송신 단자(PC1)는 로 레벨이 되고, 제1 트랜지스터(10)는 온이 된다.
여기서, 배터리 상태 감시 회로(BMB2)의 제1 출력 트랜지스터(C2)가 온이 되어 있으면, 배터리 상태 감시 회로(BMB1)의 제1 수신 단자(PE1)는 저항 소자(Ra1)를 통해 VSS2에 접속되게 된다. 그러나, 제1 수신 단자(PE1)에는 제2 다이오드(Db1)를 마련하고 있으므로, 그 전압은 VSS1-0.7V에 클램프되고, 그 이하로 내려가지 않는다.
또, 이러한 통상 상태 시에 있어서, 배터리 상태 감시 회로(BMB1)의 과방전 검출 회로(G1)는, 로 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(H1)에 출력한다. 이 때, 배터리 상태 감시 회로(BMB2)의 제2 출력 트랜지스터(I2)도 온이 되고 있기 때문에, 배터리 상태 감시 회로(BMB1)의 제4 인버터(K1)의 입력 단자는 로 레벨이 되고, 제3 인버터(J1)로부터 로 레벨의 출력 신호가 제2 NOR 회로(H1)에 출력된다. 제2 NOR 회로(H1)는, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제2 출력 트랜지스터(I1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(I1)는 온이 되기 때문에, 제2 송신 단자(PD1)는 로 레벨이 되고, 제2 트랜지스터(11)는 온이 된다.
배터리 상태 감시 회로(BMB1)의 제2 수신 단자(PF1)의 전압도 동일하게 VSS1-0.7V에 클램프된다.
이상과 같이 통상 상태 시에 있어서는, 제1 트랜지스터(10) 및 제2 트랜지스터(11)가 온이 되기 때문에, 배터리 장치는 충전 및 방전 가능한 상태가 된다.
(과충전 상태 시)
다음에, 과충전 상태 시, 즉, 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31)의 사이에 충전기가 접속되어 배터리(BT1~BTn)가 충전되고, 이들 배터리(BT1~BTn)의 적어도 1개의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 배터리(BT2)의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BMB2)의 과충전 검출 회로(A2)는, 하이 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(B2)에 출력한다. 이 때, 제1 인버터(D2)에서는 로 레벨의 출력 신호가 출력되고 있기 때문에, 제1 NOR 회로(B2)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 출력 트랜지스터(C2)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(C2)는 오프가 된다.
즉, 제1 전류원(F1)에 의해서 제2 인버터(E1)의 입력 단자는 하이 레벨에 풀 업된다. 이것에 의해, 제2 인버터(E1)의 입력 단자에는 하이 레벨로서 인식되는 전압이 인가되고, 제1 인버터(D1)로부터 하이 레벨의 출력 신호가 제1 NOR 회로(B1)에 출력된다. 한편, 과충전 검출 회로(A1)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(B1)에 출력하기 때문에, 제1 NOR 회로(B1)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 출력 트랜지스터(C1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(C1)는 오프가 된다.
이 때, 배터리 상태 감시 회로(BMB2)의 제1 송신 단자(PC2)는 저항 소자(Ra1)를 통해 VDD1에 풀 업된다. 그러나, 제1 송신 단자(PC2)에는 제1 다이오드(Da2)가 설치되어 있으므로, 단자 전압은 제1 다이오드(Da2)의 역방향 전류를 일으키는 동일한 전압(4.5V)에 의해서 VSS2+4.5V에 클램프된다. 또, 저항 소자(Ra1)의 저항값을, 제2 인버터(E1)의 입력 단자의 전압이 제1 전류원(F1)에 의해서 하이 레벨까지 풀 업되는 값으로 설정한다.
상기와 같이 제1 출력 트랜지스터(C1)가 오프가 되면, 제1 트랜지스터(10)의 게이트는 제1 저항 소자(20)에 의해 하이 레벨이 되고, 제1 트랜지스터(10)는 오프가 되므로, 충전기로부터의 충전이 금지되게 된다.
(과방전 상태 시)
다음에, 과방전 상태 시, 즉 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31)의 사이에 부하가 접속되어 배터리(BT1~BTn)가 방전하고, 이들 배터리(BT1~BTn)의 적어도 1 개의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 배 터리(BT2)의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BMB2)의 과방전 검출 회로(G2)는, 하이 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(H2)에 출력한다. 이 때, 제3 인버터(J2)로부터는 로 레벨의 출력 신호가 출력되고 있기 때문에, 제2 NOR 회로(H2)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제2 출력 트랜지스터(I2)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(I2)는 오프가 된다.
즉, 제2 전류원(L1)에 의해 제4 인버터(K1)의 입력 단자는 하이 레벨에 풀 업된다. 이것에 의해, 제4 인버터(K1)의 입력 단자에는 하이 레벨로서 인식되는 전압이 인가되고, 제3 인버터(J1)로부터 하이 레벨의 출력 신호가 제2 NOR 회로(H1)에 출력된다. 한편, 과방전 검출 회로(G1)는 로 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(H1)에 출력하기 때문에, 제2 NOR 회로(H1)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제2 출력 트랜지스터(I1)의 게이트 단자에 출력한다. 이로써, 제2 출력 트랜지스터(I1)는 오프가 된다.
이 때, 배터리 상태 감시 회로(BMB2)의 제2 송신 단자(PD2)는 저항 소자(Rb1)를 통해 VDD1에 풀 업된다. 그러나, 제2 송신 단자(PD2)에는 제3 다이오드(Dc2)가 마련되어 있으므로, 단자 전압은 제3 다이오드(Dc2)의 역방향 전류가 생기는 전압(4.5V)에 의해 VSS2+4.5V로 클램프된다. 또한, 저항 소자(Rb1)의 저항값을, 제4 인버터(K1)의 입력 단자의 전압이 제2 전류원(L1)에 의해 하이 레벨까지 풀 업되는 값으로 설정한다.
상기와 같이 제2 출력 트랜지스터(I1)가 오프가 되면, 제2 트랜지스터(11)의 게이트는 하이 레벨이 되고, 제2 트랜지스터(11)는 오프가 되므로, 부하로의 방전이 금지되게 된다.
제1 실시형태에서는, 과충전 상태 또는 과방전 상태를 검출한 배터리 상태 감시 회로에 있어서, 제1 출력 트랜지스터 또는 제2 출력 트랜지스터는 오프가 되고, 그 상단측의 배터리 상태 감시 회로에서의 풀 업 동작에 의해, 오프가 된 하단측의 제1 출력 트랜지스터 또는 제2 출력 트랜지스터에는, 2셀분(2개의 배터리분)의 전압이 인가되게 된다. 즉, 1개의 배터리 상태 감시 회로의 내압은 적어도 2셀분의 전압 이상이면 되게 된다. 이것에 대해서, 제3 실시형태에서는, 과충전 상태 또는 과방전 상태를 검출한 배터리 상태 감시 회로에 있어서, 제1 출력 트랜지스터 또는 제2 출력 트랜지스터는 오프가 되고, 그 상단측의 배터리 상태 감시 회로에서의 풀 업 동작에 의해, 오프가 된 하단측의 제1 출력 트랜지스터 또는 제2 출력 트랜지스터에는 1셀분(1개의 배터리분)의 전압이 인가되게 된다. 즉, 1개의 배터리 상태 감시 회로의 내압은 적어도 1셀분의 전압 이상이면 되게 된다. 따라서, 제3 실시형태에 의하면, 제1 실시형태와 비교하여 더욱 저내압인 배터리 상태 감시 회 로를 제작할 수 있고, 사용할 수 있는 제조 프로세스의 폭이 더욱 넓어진다. 물론, 제1 실시형태와 동일하게, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다.
[제4 실시형태]
다음에, 제4 실시형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 도 6은 제4 실시형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제4 실시형태에서는, 제2 실시형태의 배터리 상태 감시 회로에 2개의 다이오드를 마련한 구성으로 하고 있다. 즉, 배터리 상태 감시 회로의 부호를 BMC1~BMCn으로 하면, 배터리 상태 감시 회로(BMCn)는 제2 실시형태의 구성 요소에 더하여, 제1 다이오드(Den), 제2 다이오드(Dfn), 제3 다이오드(Dgn) 및 제4 다이오드(Dhn)를 새롭게 구비하고 있다. 다른, 배터리 상태 감시 회로도 동일하다. 이하에서는, 배터리 상태 감시 회로(BMCn)를 대표적으로 이용하여 설명한다.
제1 다이오드(Den)는, 애노드 단자가 제1 출력 트랜지스터(Rn)의 드레인 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 VDDn과 접속되어 있으며, 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압(예를 들어 4.5V)에 상당하는 역방향 전압이 애노드 단자와 캐소드 단자의 사이에 인가된 경우에 역방향 전류를 일으키는 특성을 갖고 있다. 제2 다이오드(Dfn)는, 애노드 단자가 제2 인버터(Sn)의 입력 단자와 접속되고, 캐소 드 단자가 VDDn와 접속되고 있다. 또한, 제2 다이오드(Dfn)에 의한 전압 강하분을 0.7V로 한다.
제3 다이오드(Dgn)는, 애노드 단자가 제2 출력 트랜지스터(Vn)의 드레인 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 VDDn과 접속되어 있으며, 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압(예를 들어 4.5V)에 상당하는 역방향 전압이 애노드 단자와 캐소드 단자의 사이에 인가된 경우에 역방향 전류를 일으키는 특성을 갖고 있다. 제4 다이오드(Dhn)는, 애노드 단자가 제4 인버터(Wn)의 입력 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 VDDn와 접속되어 있다. 또한, 제4 다이오드(Dhn)에 의한 전압 강하분을 0.7V로 한다.
또, 상단측의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 하단측의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자의 사이, 또한 상단측의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 하단측의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자의 사이에 저항 소자가 접속되고 있다. 구체적으로는, 배터리 상태 감시 회로(BMCn-1)의 제1 송신 단자(PCn -1)와 배터리 상태 감시 회로(BMCn)의 제1 수신 단자(PEn)의 사이에는 저항 소자(Ran -1)가 접속되어 있고, 배터리 상태 감시 회로(BMCn -1)의 제2 송신 단자(PDn -1)와 배터리 상태 감시 회로(BMCn)의 제2 수신 단자(PFn -1)의 사이에는 저항 소자(Rbn -1)가 접속되어 있다.
다음에, 이와 같이 구성된 제4 실시 형태에 따른 배터리 장치의 동작에 대해 설명한다. 또한, 셀 밸런스 상태 시의 동작은 제1 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
(통상 상태 시)
우선, 통상 상태 시, 즉 배터리(BT1~BTn)의 모든 전압이, 과충전 전압 미만 또한 과방전 전압 이상의 범위에 포함되어 있는 경우에 대해 설명한다. 이러한 통상 상태 시에 있어서, 배터리 상태 감시 회로(BMCn)의 과충전 검출 회로(An)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(Bn)에 출력한다.
이 때, 배터리 상태 감시 회로(BMCn-1)의 제1 출력 트랜지스터(Rn-1)는 온이 되고 있기 때문에, 배터리 상태 감시 회로(BMCn)에서의 제2 인버터(Sn)의 입력단은 하이 레벨이 되고, 제2 인버터(Sn)로부터 로 레벨의 출력 신호가 제1 NOR 회로(Bn)에 출력된다. 제1 NOR 회로(Bn)는, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 인버터(Qn)에 출력하고, 제1 인버터(Qn)는 로 레벨의 논리 반전 신호를 제1 출력 트랜지스터(Rn)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(Rn)는 온이 되기 때문에, 제1 송신 단자(PCn)는 하이 레벨이 되고, 제1 트랜지스터(12)는 온이 된다.
또, 이러한 통상 상태 시에 있어서, 배터리 상태 감시 회로(BMCn)의 과방전 검출 회로(Gn)는, 로 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(Hn)에 출력한다. 이 때, 배터리 상태 감시 회로(BMCn-1)의 제2 출력 트랜지스터(Vn-1)는 온이 되고 있기 때문에, 배터리 상태 감시 회로(BMCn)에서의 제4 인버터(Wn)의 입력단은 하이 레벨이 되고, 제4 인버터(Wn)로부터 로 레벨의 출력 신호가 제2 NOR 회로(Hn)에 출력된다. 제2 NOR 회로(Hn)는, 하이 레벨의 부정 논리합 신호를 제3 인버터(Un)에 출력하고, 제3 인버터(Un)는 로 레벨의 논리 반전 신호를 제2 출력 트랜지스터(Vn)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(Vn)는 온이 되기 때문에, 제2 송신 단자(PDn)는 하이 레벨이 되고, 제2 트랜지스터(13)는 온이 된다.
이상과 같이 통상 상태 시에 있어서는, 제1 트랜지스터(12) 및 제2 트랜지스터(13)가 온이 되기 때문에, 배터리 장치는 충전 및 방전 가능한 상태가 된다.
(과충전 상태 시)
다음에, 과충전 상태 시, 즉, 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31)의 사이에 충전기가 접속되어, 배터리(BT1~BTn)가 충전되고, 이들 배터리(BT1~BTn)의 적어도 1개의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 배터리(BTn-1)의 전압이 과충전 전압 이상이 된 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BMCn-1)의 과충전 검출 회로(An-1)는, 하이 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(Bn -1)에 출력한다. 이 때, 제2 인버터(Sn -1)로부터는 로 레벨의 출력 신호가 출력되고 있기 때문에, 제1 NOR 회로(Bn -1)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 인버터(Qn -1)에 출력하고, 제1 인버터(Qn -1)는 하이 레벨의 논리 반전 신호를 제1 출력 트랜지스터(Rn -1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(Rn -1)는 오프가 된다.
즉, 제1 전류원(Tn)에 의해서 제2 인버터(Sn)의 입력 단자는 로 레벨에 풀 다운 되지만, 그 풀 다운 전압이 VDDn-4.5V 이하가 된 경우에, 배터리 상태 감시 회로(BMCn -1)의 제1 다이오드(Den-1)를 통해 VSSn에 전류가 흐르게 된다. 즉, 제2 인버터(Sn)의 입력 단자는 VDDn-4.5V로 클램프되게 되지만, 그 상태에서는 제2 인버터(Sn)의 동작 전압(로 레벨로서 인식하는 전압)에 못 미치기 때문에, 제2 인버터(Sn)의 입력 단자의 전압이 동작 전압에 도달하도록 저항 소자(Ran-1)의 저항값을 설정한다.
이것에 의해, 제2 인버터(Sn)의 입력 단자에는 로 레벨로서 인식되는 전압이 인가되고, 제2 인버터(Sn)로부터 하이 레벨의 출력 신호가 제1 NOR 회로(Bn)에 출력된다. 한편, 과충전 검출 회로(An)는, 로 레벨의 과충전 검출 신호를 제1 NOR 회로(Bn)에 출력하기 때문에, 제1 NOR 회로(Bn)는, 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제1 인버터(Qn)에 출력하고, 제1 인버터(Qn)는 하이 레벨의 논리 반전 신호를 제1 출력 트랜지스터(Rn)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제1 출력 트랜지스터(Rn)는 오프가 된다.
상기와 같이 제1 출력 트랜지스터(Rn)가 오프가 되면, 제1 트랜지스터(12)의 게이트는 로 레벨이 되고, 제1 트랜지스터(12)는 오프가 되므로, 충전기로부터의 충전이 금지되게 된다.
(과방전 상태 시)
다음에, 과방전 상태 시, 즉, 제1 외부 단자(30)와 제2 외부 단자(31)의 사이에 부하가 접속되어 배터리(BT1~BTn)가 방전하고, 이들 배터리(BT1~BTn)의 적어도 1개의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우에 대해 설명한다. 또한, 이하에서는, 배터리(BTn-1)의 전압이 과방전 전압 미만이 된 경우를 상정하여 설명한다.
이 경우, 배터리 상태 감시 회로(BMCn-1)의 과방전 검출 회로(Gn-1)는, 하이 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(Hn -1)에 출력한다. 이 때, 제4 인버터(Wn -1)로부터는 로 레벨의 출력 신호가 출력되고 있기 때문에, 제2 NOR 회로(Hn -1)는 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제3 인버터(Un -1)에 출력하고, 제3 인버터(Un -1)는 하이 레벨의 논리 반전 신호를 제2 출력 트랜지스터(Vn -1)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(Vn -1)는 오프가 된다.
즉, 제2 전류원(Xn)에 의해서 제4 인버터(Wn)의 입력 단자는 로 레벨에 풀 다운 되지만, 그 풀 다운 전압이 VDDn-4.5V 이하가 된 경우에, 배터리 상태 감시 회로(BMCn -1)의 제3 다이오드(Dgn -1)를 통해 VSSn에 전류가 흐르게 된다. 즉, 제4 인버터(Wn)의 입력 단자는 VDDn-4.5V에 클램프되게 되지만, 그 상태에서는 제4 인버터(Wn)의 동작 전압(로 레벨로서 인식하는 전압)에 못 미치기 때문에, 제4 인버터(Wn)의 입력 단자의 전압이 동작 전압에 도달하도록 저항 소자(Rbn -1)의 저항값을 설정한다.
이것에 의해, 제4 인버터(Wn)의 입력 단자에는 로 레벨로서 인식되는 전압이 인가되고, 제4 인버터(Wn)로부터 하이 레벨의 출력 신호가 제2 NOR 회로(Hn)에 출력된다. 한편, 과방전 검출 회로(Gn)는, 로 레벨의 과방전 검출 신호를 제2 NOR 회로(Hn)에 출력하기 때문에, 제2 NOR 회로(Hn)는, 로 레벨의 부정 논리합 신호를 제3 인버터(Un)에 출력하고, 제3 인버터(Un)는 하이 레벨의 논리 반전 신호를 제2 출력 트랜지스터(Vn)의 게이트 단자에 출력한다. 이것에 의해, 제2 출력 트랜지스터(Vn)는 오프가 된다.
상기와 같이 제2 출력 트랜지스터(Vn)가 오프가 되면, 제2 트랜지스터(13)의 게이트는 로 레벨이 되고, 제2 트랜지스터(13)는 오프가 되므로, 부하로의 방전이 금지되게 된다.
이상과 같이, 제4 실시 형태에 의하면, 제3 실시 형태와 동일하게, 1개의 배터리 상태 감시 회로의 내압은 적어도 1셀 분의 전압 이상이면 되게 된다. 따라서, 제4 실시 형태에 의하면, 제2 실시 형태와 비교해서 더욱 저내압인 배터리 상태 감시 회로를 제작할 수 있고, 사용할 수 있는 제조 프로세스의 폭이 더욱 넓어진다. 물론, 제2 실시 형태와 동일하게, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다.
〔제5 실시 형태〕
다음에, 제5 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 도 7은, 제5 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제5 실시 형태에서는, 제3 실시 형태에 있어서 배터리 상태 감시 회로의 외부에 마련하고 있던 저항 소자를 배터리 상태 감시 회로의 내부에 마련한 구성이 되고 있다.
배터리 상태 감시 회로(BMD1)를 대표적으로 이용하여 설명하면, 배터리 상태 감시 회로(BMD1)에서의 제1 수신 단자(PE1)와 제2 다이오드(Db1)의 캐소드 단자의 사이에 저항 소자(Ra1)가 접속되어 있다. 또, 제2 수신 단자(PF1)와 제4 다이오드(Dd1)의 캐소드 단자의 사이에 저항 소자(Rb1)가 접속되어 있다.
또한, 동작에 대해서는 제3 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
이러한 구성으로 함으로써, 배터리 장치의 제조자는, 배터리 상태 감시 회로(BMD1)를 배터리수만큼 준비하고, 저항 소자를 통하지 않고 상단측과 하단측의 배터리 상태 감시 회로를 접속하는 것만으로 되고, 제조 공정의 단축에 기여할 수 있다. 또한, 배터리 상태 감시 회로의 내부에 저항 소자를 마련하는 것은, 배터리 상태 감시 회로의 대형화 및 비용 증가를 초래하는 원인이 되지만, 이것을 피하고 싶은 경우에는 제3 실시 형태를 채용하면 된다.
〔제6 실시 형태〕
다음에, 제6 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 도 8은, 제6 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제6 실시 형태에서는, 제4 실시 형태에 있어서 배터리 상태 감시 회로의 외부에 마련하고 있던 저항 소자를 배터리 상태 감시 회로의 내부에 마련한 구성이 되고 있다.
배터리 상태 감시 회로(BMEn)를 대표적으로 이용하여 설명하면, 배터리 상태 감시 회로(BMEn)에서의 다이오드(Don)의 애노드 단자와 제1 다이오드(Den)의 애노드 단자의 사이에 저항 소자(Ran)가 접속되어 있다. 또, 제3 다이오드(Dgn)의 애노드 단자와 제2 송신 단자(PDn)의 사이에 저항 소자(Rbn)가 접속되어 있다.
또한, 동작에 대해서는 제4 실시 형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
이러한 구성으로 함으로써, 배터리 장치의 제조자는, 배터리 상태 감시 회 로(BMEn)를 배터리수만큼 준비하고, 저항 소자를 통하지 않고 상단측과 하단측의 배터리 상태 감시 회로를 접속하는 것만으로 되고, 제조 공정의 단축에 기여할 수 있다. 또한, 배터리 상태 감시 회로의 내부에 저항 소자를 마련하는 것은, 배터리 상태 감시 회로의 대형화 및 비용 증가를 초래하는 원인이 되지만, 이것을 피하고 싶은 경우에는 제4 실시 형태를 채용하면 된다.
또, 저항 소자(Ran)를 제2 인버터(Sn)의 입력 단자와 제1 수신 단자(PEn)의 사이에 접속하고, 저항 소자(Rbn)를 제4 인버터(Wn)의 입력 단자와 제2 수신 단자(PFn)의 사이에 접속하는 구성으로 해도 된다. 또, 저항 소자(Ran)를 제2 다이오드(Dfn)의 애노드 단자와 제1 수신 단자(PEn)의 사이에 접속하고, 저항 소자(Rbn)를 제4 다이오드(Dhn)의 캐소드 단자와 제2 수신 단자(PFn)의 사이에 접속하는 구성으로 해도 된다.
〔제7 실시 형태〕
다음에, 제7 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 도 9는, 제7 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제7 실시 형태는, 제1 실시 형태의 각 배터리 상태 감시 회로(BM1~BMn)에 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do1~Don)를 마련하지 않은 경우의 배터리 장치이다. 또한, 제1 실시 형태와 구별하기 위해서, 제7 실시 형태에서의 배터리 상태 감시 회 로의 부호를 BM1＇~BMn＇로 한다. 제7 실시 형태에서는, 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do)를, 배터리 상태 감시 회로(BM1＇~BMn＇)의 외부에 마련한다. 구체적으로는, 다이오드(Do)의 애노드 단자는 제1 트랜지스터(10)의 게이트 단자와 접속되고, 캐소드 단자는 배터리 상태 감시 회로(BM1)의 제1 송신 단자(PC1)와 접속되어 있다.
이러한 구성의 배터리 장치로 함으로써, 제1 실시 형태와 동일하게, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다. 또, 배터리 상태 감시 회로 내에 방전 리크 전류 방지용 다이오드를 마련할 필요가 없기 때문에, 비용의 저감 및 회로 사이즈의 소형화를 도모할 수 있다.
〔제8 실시 형태〕
다음에, 제8 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 도 10은, 제8 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제8 실시 형태는, 제2 실시 형태의 각 배터리 상태 감시 회로(BMA1~BMAn)에 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do1~Don)를 마련하지 않은 경우의 배터리 장치이다. 또한, 제2 실시 형태와 구별하기 위해서, 제8 실시 형태에서의 배터리 상태 감시 회로의 부호를 BMA1＇~BMAn＇으로 한다. 제8 실시 형태에서는, 방전 리크 전류 방 지용 다이오드(Do)를, 배터리 상태 감시 회로(BMA1＇~BMAn＇)의 외부에 마련한다. 구체적으로는, 다이오드(Do)의 캐소드 단자는 제1 트랜지스터(12)의 게이트 단자와 접속되고, 애노드 단자는 배터리 상태 감시 회로(BMAn)의 제1 송신 단자(PCn)와 접속되어 있다.
이러한 구성의 배터리 장치로 함으로써, 제2 실시 형태와 동일하게, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다. 또, 배터리 상태 감시 회로 내에 방전 리크 전류 방지용 다이오드를 마련할 필요가 없기 때문에, 비용의 저감 및 회로 사이즈의 소형화를 도모할 수 있다.
〔제9 실시 형태〕
다음에, 제9 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 도 11은, 제9 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제9 실시 형태는, 제3 실시 형태의 각 배터리 상태 감시 회로(BMB1~BMBn)에 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do1~Don)를 마련하지 않는 경우의 배터리 장치이다. 또한, 제3 실시 형태와 구별하기 위해서, 제9 실시 형태에서의 배터리 상태 감시 회로의 부호를 BMB1＇~BMBn＇로 한다. 제9 실시 형태에서는, 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do)를, 배터리 상태 감시 회로(BMB1＇~BMBn＇)의 외부에 마련한다. 구 체적으로는, 다이오드(Do)의 애노드 단자는 제1 트랜지스터(10)의 게이트 단자와 접속되고, 캐소드 단자는 배터리 상태 감시 회로(BMB1)의 제1 송신 단자(PC1)와 접속되어 있다.
이러한 구성의 배터리 장치로 함으로써, 제3 실시 형태와 동일하게, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다. 또, 배터리 상태 감시 회로 내에 방전 리크 전류 방지용 다이오드를 마련할 필요가 없기 때문에, 비용의 저감 및 회로 사이즈의 소형화를 도모할 수 있다.
〔제10 실시 형태〕
다음에, 제10 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 도 12는, 제10 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제10 실시 형태는, 제4 실시 형태의 각 배터리 상태 감시 회로(BMC1~BMCn)에 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do1~Don)를 마련하지 않은 경우의 배터리 장치이다. 또한, 제4 실시 형태와 구별하기 위해서, 제10 실시 형태에서의 배터리 상태 감시 회로의 부호를 BMC1＇~BMCn＇로 한다. 제10 실시 형태에서는, 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do)를, 배터리 상태 감시 회로(BMC1＇~BMCn＇)의 외부에 마련한다. 구체적으로는, 다이오드(Do)의 캐소드 단자는 제1 트랜지스터(12)의 게이트 단자와 접속되고, 애노드 단자는 배터리 상태 감시 회로(BMCn)의 제1 송신 단자(PCn)와 접속되어 있다.
이러한 구성의 배터리 장치로 함으로써, 제4 실시 형태와 동일하게, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다. 또, 배터리 상태 감시 회로 내에 방전 리크 전류 방지용 다이오드를 마련할 필요가 없기 때문에, 비용의 저감 및 회로 사이즈의 소형화를 도모할 수 있다.
〔제11 실시 형태〕
다음에, 제11 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해서 설명한다. 도 13은, 제11 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제11 실시 형태는, 제5 실시 형태의 각 배터리 상태 감시 회로(BMD1~BMDn)에 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do1~Don)을 마련하지 않은 경우의 배터리 장치이다. 또한, 제5 실시 형태와 구별하기 위해, 제11 실시 형태에서의 배터리 상태 감시 회로의 부호를 BMD1＇~BMDn＇로 한다. 제11 실시 형태에서는, 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do)를, 배터리 상태 감시 회로(BMD1＇~BMDn＇)의 외부에 마련한다. 구체적으로는, 다이오드(Do)의 애노드 단자는 제1 트랜지스터(10)의 게이트 단자와 접속되고, 캐소드 단자는 배터리 상태 감시 회로(BMD1)의 제1 송신 단자(PC1)와 접 속되어 있다.
이러한 구성의 배터리 장치로 함으로써, 제5 실시 형태와 동일하게, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다. 또, 배터리 상태 감시 회로 내에 방전 리크 전류 방지용 다이오드를 마련할 필요가 없기 때문에, 비용의 저감 및 회로 사이즈의 소형화를 도모할 수 있다.
〔제12 실시 형태〕
다음에, 제12 실시 형태에 따른 배터리 장치에 대해 설명한다. 도 14는, 제12 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다. 이 도면에 나타내는 바와 같이, 제12 실시 형태는, 제6 실시 형태의 각 배터리 상태 감시 회로(BME1~BMEn)에 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do1~Don)를 마련하지 않은 경우의 배터리 장치이다. 또한, 제6 실시 형태와 구별하기 위해서, 제12 실시 형태에서의 배터리 상태 감시 회로의 부호를 BME1＇~BMEn＇로 한다. 제12 실시 형태에서는, 방전 리크 전류 방지용 다이오드(Do)를, 배터리 상태 감시 회로(BME1＇~BMEn＇)의 외부에 마련한다. 구체적으로는, 다이오드(Do)의 캐소드 단자는 제1 트랜지스터(12)의 게이트 단자와 접속되고, 애노드 단자는 배터리 상태 감시 회로(BMEn)의 제1 송신 단자(PCn)와 접속되어 있다.
이러한 구성의 배터리 장치로 함으로써, 제6 실시 형태와 동일하게, 방전 리크 전류의 발생을 방지할 수 있고, 종래와 같이 배터리끼리의 전압 밸런스의 붕괴는 발생하지 않기 때문에, 배터리 교환에 드는 비용이나 수고 등의 사용자의 부담을 해소하는 것이 가능하다. 또, 배터리 상태 감시 회로 내에 방전 리크 전류 방지용 다이오드를 마련할 필요가 없기 때문에, 비용의 저감 및 회로 사이즈의 소형화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 배터리 장치에 있어서 방전 리크 전류의 방지 원리에 관한 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 배터리 장치에 있어서 방전 리크 전류의 방지 원리에 관한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제8 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제9 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제11 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로 구성도이다.
도 14는 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 배터리 장치의 회로도성 도이다.
도 15는 종래 기술의 설명도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
BT1~BTn : 배터리
SW1~SWn : 스위치
BM1~BMn : 배터리 상태 감시 회로
10 : 제1 트랜지스터
11 : 제2 트랜지스터
20 : 제1 저항 소자
21 : 제2 저항 소자
30 : 제1 외부 단자
31 : 제2 외부 단자
A1 : 과충전 검출 회로
B1 : 제1 NOR 회로
C1 : 제1 출력 트랜지스터
Do1, Do : 다이오드
D1 : 제1 인버터
E1 : 제2 인버터
F1 : 제1 전류원
G1 : 과방전 검출 회로
H1 : 제2 NOR 회로
I1 : 제2 출력 트랜지스터
J1 : 제3 인버터
K1 : 제4 인버터
L1 : 제2 전류원
M1 : 셀 밸런스 회로
PA1 : 제1 전압 감시 단자
PB1 : 제2 전압 감시 단자
PC1 : 제1 송신 단자
PD1 : 제2 송신 단자
PE1 : 제1 수신 단자
PF1 : 제2 수신 단자
PG1 : 제어 단자

Claims (19)

  1. 배터리의 전압에 의거하여 상기 배터리의 상태를 검출하는 배터리 상태 검출 회로와, 상기 배터리의 상태를 나타내는 배터리 상태 정보를 외부에 송신하기 위한 송신 단자와, 외부로부터 다른 배터리의 배터리 상태 정보를 수신하기 위한 수신 단자와, 상기 배터리 상태 정보의 송신을 위해서 이용됨과 더불어 제어 단자를 제외한 다른 2단자 중의 어느 한 쪽의 단자가 상기 송신 단자와 접속된 트랜지스터를 구비하는 배터리 상태 감시 회로로서,
    상기 송신 단자와 상기 트랜지스터의 한 쪽의 단자의 사이에, 상기 트랜지스터의 2단자 사이에서의 기생 다이오드에 대해서 역방향으로 접속된 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    배터리 상태 감시 회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    1개의 배터리의 양극 단자와의 접속에 이용됨과 더불어 내부의 양극측 공통 전원선과 접속된 제1 전압 감시 단자와,
    상기 배터리의 음극 단자와의 접속에 이용됨과 더불어 내부의 음극측 공통 전원선 제2 전압 감시 단자와,
    제1 송신 단자와,
    제2 송신 단자와,
    제1 수신 단자와,
    제2 수신 단자와,
    셀 밸런스 제어 단자와,
    애노드 단자가 상기 제1 송신 단자와 접속된 상기 다이오드와,
    상기 배터리 상태 검출 회로로서, 상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여 상기 배터리가 과충전 상태인지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 과충전 검출 신호를 출력하는 과충전 검출 회로와,
    상기 배터리 상태 검출 회로로서, 상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리가 과방전 상태인지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 과방전 검출 신호를 출력하는 과방전 검출 회로와,
    상기 배터리 상태 검출 회로로서, 상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리를 셀 밸런스 제어할 필요가 있는지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 셀 밸런스 신호를 상기 셀 밸런스 제어 단자에 출력하는 셀 밸런스 회로와,
    제1 논리 반전 회로와,
    출력 단자가 상기 제1 논리 반전 회로의 입력 단자와 접속되고, 입력 단자가 상기 제1 수신 단자와 접속된 제2 논리 반전 회로와,
    입력 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되고, 출력 단자가 상기 제1 수신 단자와 접속된 제1 전류원과,
    상기 과충전 검출 신호와 상기 제1 논리 반전 회로의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 출력하는 제1 부정 논리합 회로와,
    상기 부정 논리합 신호를 게이트 단자의 입력으로 하고, 드레인 단자가 상기 다이오드의 캐소드 단자와 접속되며, 소스 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속된 n채널형의 제1 트랜지스터와,
    제3 논리 반전 회로와,
    출력 단자가 상기 제3 논리 반전 회로의 입력 단자와 접속되고, 입력 단자가 상기 제2 수신 단자와 접속된 제4 논리 반전 회로와,
    입력 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되고, 출력 단자가 상기 제2 수신 단자와 접속된 제2 전류원과,
    상기 과방전 검출 신호와 상기 제3 논리 반전 회로의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 출력하는 제2 부정 논리합 회로와,
    상기 부정 논리합 신호를 게이트 단자의 입력으로 하고, 드레인 단자가 상기 제2 송신 단자와 접속되며, 소스 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속된 n채널형의 제2 트랜지스터를 구비하고,
    1개의 반도체 장치로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  3. 청구항 1에 있어서,
    1개의 배터리의 양극 단자와의 접속에 이용됨과 더불어 내부의 양극측 공통 전원선과 접속된 제1 전압 감시 단자와,
    상기 배터리의 음극 단자와의 접속에 이용됨과 더불어 내부의 음극측 공통 전원선 제2 전압 감시 단자와,
    제1 송신 단자와,
    제2 송신 단자와.
    제1 수신 단자와,
    제2 수신 단자와,
    셀 밸런스 제어 단자와,
    캐소드 단자가 상기 제1 송신 단자와 접속된 상기 다이오드와,
    상기 배터리 상태 검출 회로로서, 상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리가 과충전 상태인지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 과충전 검출 신호를 출력하는 과충전 검출 회로와,
    상기 배터리 상태 검출 회로로서, 상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리가 과방전 상태인지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 과방전 검출 신호를 출력하는 과방전 검출 회로와,
    상기 배터리 상태 검출 회로로서, 상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리를 셀 밸런스 제어할 필요가 있는지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 셀 밸런스 신호를 상기 셀 밸런스 제어 단자에 출력하는 셀 밸런스 회로와,
    제1 논리 반전 회로와,
    상기 제1 논리 반전 회로의 출력 신호를 게이트 단자의 입력으로 하고, 드레인 단자가 상기 다이오드의 애노드 단자와 접속되며, 소스 단자가 상기 양극측 공 통 전원선과 접속된 p채널형 제1 트랜지스터와,
    입력 단자가 상기 제1 수신 단자와 접속되고, 출력 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속된 제1 전류원과,
    입력 단자가 상기 제1 수신 단자와 접속된 제2 논리 반전 회로와,
    상기 과충전 검출 신호와 상기 제2 논리 반전 회로의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 상기 제1 논리 반전 회로에 출력하는 제1 부정 논리합 회로와,
    제3 논리 반전 회로와,
    상기 제3 논리 반전 회로의 출력 신호를 게이트 단자의 입력으로 하고, 드레인 단자가 상기 제2 송신 단자와 접속되며, 소스 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속된 p채널형 제2 트랜지스터와,
    입력 단자가 상기 제2 수신 단자와 접속되고, 출력 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속된 제2 전류원과,
    입력 단자가 상기 제2 수신 단자와 접속된 제4 논리 반전 회로와,
    상기 과방전 검출 신호와 상기 제4 논리 반전 회로의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 상기 제3 논리 반전 회로에 출력하는 제2 부정 논리합 회로를 구비하고, 1개의 반도체 장치로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  4. 청구항 2에 있어서,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되어 있고, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제1 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제1 전류원의 출력 단자와 접속된 제2 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되어 있고, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제3 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제2 전류원의 출력 단자와 접속된 제4 클램프용 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  5. 청구항 3에 있어서,
    애노드 단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되어 있고, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제1 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 제1 전류원의 입력 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상 기 양극측 공통 전원선과 접속된 제2 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되어 있고, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제3 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 제2 전류원의 입력 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속된 제4 클램프용 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 클램프용 다이오드의 캐소드 단자와 상기 제1 수신 단자의 사이에 접속된 제1 저항 소자와,
    상기 제4 클램프용 다이오드의 캐소드 단자와 상기 제2 수신 단자의 사이에 접속된 제2 저항 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 클램프용 다이오드의 애노드 단자와 상기 제1 송신 단자의 사이에 접속된 제1 저항 소자와,
    상기 제3 클램프용 다이오드의 애노드 단자와 상기 제2 송신 단자의 사이에 접속된 제2 저항 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 상태 감시 회로.
  8. 직렬 접속된 복수의 배터리와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 대응하여 설치된 청구항 1에 기재된 배터리 상태 감시 회로와,
    상기 복수의 배터리의 충전 및 방전의 허가 또는 금지를 전환하는 스위치 회로를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로의 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 수신 단자와 접속되고, 상기 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 송신 단자와 접속되어 있고,
    상기 스위치 회로는, 직렬 접속된 배터리 중의 일단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 송신 단자로부터 송신되는 배터리 상태 정보에 의거하여 충전 및 방전의 허가 또는 금지를 전환하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  9. 직렬 접속된 복수의 배터리와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 대응하여 설치된 청구항 2 또는 청구항 6에 기재된 배터리 상태 감시 회로와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 병렬 접속되고, 각 배터리에 대응하는 상기 배터리 상태 감시 회로의 셀 밸런스 제어 단자로부터 출력되는 셀 밸런스 신호에 따라 2단자 사이의 접속／비접속을 전환하는 셀 밸런스용 스위치 회로와,
    제1 외부 단자와,
    제2 외부 단자와,
    충전용 p채널형 트랜지스터와,
    방전용 p채널형 트랜지스터와,
    일단이 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제1 바이어스용 저항 소자와,
    일단이 상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제2 바이어스용 저항 소자를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로의 제1 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 양극 단자와 접속되고, 상기 제2 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 음극 단자와 접속되며, 상기 제1 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 접속되며, 상기 제1 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 접속되고, 제2 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 접속되어 있고,
    직렬 접속된 배터리 중의 일단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자는 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되며,
    상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 일단의 배터리의 양극 단자와 접속되고, 드레인 단자는 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되며, 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 제1 외부 단자와 접속되고,
    직렬 접속된 배터리 중의 타단의 배터리의 음극 단자는 상기 제2 외부 단자와 접속되고,
    상기 타단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자 및 제2 수신 단자는 상기 타단의 배터리의 음극 단자와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  10. 직렬 접속된 복수의 배터리와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 대응하여 설치된 청구항 3 또는 청구항 7에 기재된 배터리 상태 감시 회로와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 병렬 접속되고, 각 배터리에 대응하는 상기 배터리 상태 감시 회로의 셀 밸런스 제어 단자로부터 출력되는 셀 밸런스 신호에 따라 2단자 사이의 접속／비접속을 전환하는 셀 밸런스용 스위치 회로와,
    제1 외부 단자와,
    제2 외부 단자와,
    충전용 n채널형 트랜지스터와,
    방전용 n채널형 트랜지스터와,
    일단이 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제1 바이어스용 저항 소자와, 일단이 상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제2 바이어스용 저항 소자를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로의 제1 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 양극 단자와 접속되고, 상기 제2 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 음극 단자와 접속되며, 상기 제1 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 접속되며, 상기 제1 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 접속되고, 제2 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 접속되어 있고,
    직렬 접속된 배터리 중의 일단의 배터리의 양극 단자는 상기 제1 외부 단자와 접속되고,
    상기 일단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자 및 제2 수신 단자는 상기 일단의 배터리의 양극 단자와 접속되고,
    직렬 접속된 배터리 중의 타단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자는 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되며,
    상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 타단의 배터리의 음극 단자와 접속되고, 드레인 단자는 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되며, 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 제2 외부 단자와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  11. 직렬 접속된 복수의 배터리와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 대응하여 설치된 청구항 4에 기재된 배터리 상태 감시 회로와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 병렬 접속되고, 각 배터리에 대응하는 상기 배터리 상태 감시 회로의 셀 밸런스 제어 단자로부터 출력되는 셀 밸런스 신호에 따라 2단자 사이의 접속／비접속을 전환하는 셀 밸런스용 스위치 회로와,
    제1 외부 단자와,
    제2 외부 단자와,
    충전용 p채널형 트랜지스터와,
    방전용 p채널형 트랜지스터와,
    일단이 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제1 바이어스용 저항 소자와,
    일단이 상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제2 바이어스용 저항 소자를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로의 제1 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터 리의 양극 단자와 접속되고, 상기 제2 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 음극 단자와 접속되며, 상기 제1 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 저항 소자를 통해 접속되고, 제2 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 저항 소자를 통해 접속되며, 상기 제1 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 저항 소자를 통해 접속되고, 제2 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 저항 소자를 통해 접속되어 있고,
    직렬 접속된 배터리 중의 일단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자는 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되며,
    상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 일단의 배터리의 양극 단자와 접속되고, 드레인 단자는 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되며, 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 제1 외부 단자와 접속되고, 직렬 접속된 배터리 중의 타단의 배터리의 음극 단자는 상기 제2 외부 단자와 접속되고,
    상기 타단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자 및 제2 수신 단자는 상기 타단의 배터리의 음극 단자와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  12. 직렬 접속된 복수의 배터리와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 대응하여 설치된 청구항 5에 기재된 배터리 상태 감시 회로와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 병렬 접속되고, 각 배터리에 대응하는 상기 배터리 상태 감시 회로의 셀 밸런스 제어 단자로부터 출력되는 셀 밸런스 신호에 따라 2단자 사이의 접속／비접속을 전환하는 셀 밸런스용 스위치 회로와,
    제1 외부 단자와,
    제2 외부 단자와,
    충전용 n채널형 트랜지스터와,
    방전용 n채널형 트랜지스터와,
    일단이 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제1 바이어스용 저항 소자와,
    일단이 상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제2 바이어스용 저항 소자를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로의 제1 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 양극 단자와 접속되고, 상기 제2 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 음극 단자와 접속되며, 상기 제1 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 저항 소자를 통해 접속되고, 제2 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 저항 소자를 통해 접속되며, 상기 제1 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 저항 소자를 통해 접속되고, 제2 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 저항 소자를 통해 접속되어 있고,
    직렬 접속된 배터리 중의 일단의 배터리의 양극 단자는 상기 제1 외부 단자와 접속되고,
    상기 일단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자 및 제2 수신 단자는 상기 일단의 배터리의 양극 단자와 접속되며,
    직렬 접속된 배터리 중의 타단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자는 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되며,
    상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 타단의 배터리의 음극 단자와 접속되고, 드레인 단자는 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되며, 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 제2 외부 단자와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  13. 직렬 접속된 복수의 배터리와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 대응하여 설치되고, 대응하는 배터리의 전압에 의거하여 당해 배터리가 과충전 상태인지 여부를 검출하는 과충전 검출 회로와, 상기 배터리의 전압에 의거하여 상기 배터리가 과방전 상태인지 여부를 검출하는 과방전 검출 회로와, 상기 과충전 상태를 나타내는 과충전 정보를 외부에 송신하기 위한 제1 송신 단자와, 외부로부터 다른 배터리의 과충전 정보를 수신하기 위한 제1 수신 단자와, 상기 과방전 상태를 나타내는 과방전 정보를 외부에 송신하기 위한 제2 송신 단자와, 외부로부터 다른 배터리의 과방전 정보를 수신하기 위한 제2 수신 단자와, 상기 과충전 정보의 송신을 위해서 이용됨과 더불어 제어 단자를 제외한 다른 2단자 중의 어느 한 쪽의 단자가 상기 제1 송신 단자와 접속된 제1 트랜지스터와, 상기 과방전 정보의 송신을 위해서 이용됨과 더불어 제어 단자를 제외한 다른 2 단자 중의 어느 한 쪽의 단자가 상기 제2 송신 단자와 접속된 제2 트랜지스터를 구비하는 배터리 상태 감시 회로와,
    직렬 접속된 배터리 중의 일단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자로부터 송신되는 과충전 정보를 제어 단자의 입력으로 하고, 당해 과충전 정보에 의거하여 상기 복수의 배터리의 충전의 허가 또는 금지를 전환하는 충전용 스위치 회로와,
    상기 충전용 스위치 회로보다 배터리측에 설치되고, 상기 일단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자로부터 송신되는 과방전 정보를 제어 단자의 입력으로 하며, 당해 과방전 정보에 의거하여 상기 복수의 배터리의 방전의 허가 또는 금지를 전환하는 방전용 스위치 회로와,
    상기 제1 송신 단자와 상기 충전용 스위치 회로의 제어 단자의 사이에, 상기 제1 트랜지스터의 2단자 사이에서의 기생 다이오드에 대해서 역방향으로 접속된 다이오드를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로의 상기 제1 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터 리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 접속되고, 상기 제2 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 접속되며, 상기 제1 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 접속되고, 제2 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  14. 직렬 접속된 복수의 배터리와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 대응하여 설치되고,
    1개의 배터리의 양극 단자와의 접속에 이용됨과 더불어 내부의 양극측 공통 전원선과 접속된 제1 전압 감시 단자와,
    상기 배터리의 음극 단자와의 접속에 이용됨과 더불어 내부의 음극측 공통 전원선 제2 전압 감시 단자와,
    제1 송신 단자와,
    제2 송신 단자와,
    제1 수신 단자와.
    제2 수신 단자와,
    셀 밸런스 제어 단자와,
    상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리가 과충전 상태인지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 과충전 검출 신호를 출력하는 과충전 검출 회로와,
    상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리가 과방전 상태인지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 과방전 검출 신호를 출력하는 과방전 검출 회로와,
    상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리를 셀 밸런스 제어할 필요가 있는지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 셀 밸런스 신호를 상기 셀 밸런스 제어 단자에 출력하는 셀 밸런스 회로와,
    제1 논리 반전 회로와,
    출력 단자가 상기 제1 논리 반전 회로의 입력 단자와 접속되고, 입력 단자가 상기 제1 수신 단자와 접속된 제2 논리 반전 회로와,
    입력 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되고, 출력 단자가 상기 제1 수신 단자와 접속된 제1 전류원과,
    상기 과충전 검출 신호와 상기 제1 논리 반전 회로의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 출력하는 제1 부정 논리합 회로와,
    상기 부정 논리합 신호를 게이트 단자의 입력으로 하고, 드레인 단자가 상기 제1 송신 단자와 접속되며, 소스 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속된 n채널형의 제1 트랜지스터와,
    제3 논리 반전 회로와,
    출력 단자가 상기 제3 논리 반전 회로의 입력 단자와 접속되고, 입력 단자가 상기 제2 수신 단자와 접속된 제4 논리 반전 회로와,
    입력 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되고, 출력 단자가 상기 제2 수신 단자와 접속된 제2 전류원과,
    상기 과방전 검출 신호와 상기 제3 논리 반전 회로의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 출력하는 제2 부정 논리합 회로와,
    상기 부정 논리합 신호를 게이트 단자의 입력으로 하고, 드레인 단자가 상기 제2 송신 단자와 접속되며, 소스 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속된 n채널형의 제2 트랜지스터를 구비하는 배터리 상태 감시 회로와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 병렬 접속되고, 각 배터리에 대응하는 상기 배터리 상태 감시 회로의 셀 밸런스 제어 단자로부터 출력되는 셀 밸런스 신호에 따라 2단자 사이의 접속／비접속을 전환하는 셀 밸런스용 스위치 회로와,
    제1 외부 단자와,
    제2 외부 단자와,
    충전용 p채널형 트랜지스터와,
    방전용 p채널형 트랜지스터와,
    일단이 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제1 바이어스용 저항 소자와, 일단이 상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제2 바이어스용 저항 소자와, 애노드 단자가 상기 충전용 채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속된 다이오드를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로의 제1 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 양극 단자와 접속되고, 상기 제2 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 음극 단자와 접속되며, 상기 제1 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 접속되며, 상기 제1 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 접속되고, 제2 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 접속되어 있고,
    직렬 접속된 배터리 중의 일단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자는 상기 다이오드의 캐소드 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되며,
    상기 방전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 일단의 배터리의 양극 단자와 접속되고, 드레인 단자는 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되며, 상기 충전용 p채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 제1 외부 단자와 접속되고, 직렬 접속된 배터리 중의 타단의 배터리의 음극 단자는 상기 제2 외부 단자와 접속되며,
    상기 타단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자 및 제2 수신 단자는 상기 타단의 배터리의 음극 단자와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  15. 직렬 접속된 복수의 배터리와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 대응하여 설치되고,
    1개의 배터리의 양극 단자와의 접속에 이용됨과 더불어 내부의 양극측 공통 전원선과 접속된 제1 전압 감시 단자와,
    상기 배터리의 음극 단자와의 접속에 이용됨과 더불어 내부의 음극측 공통 전원선 제2 전압 감시 단자와,
    제1 송신 단자와,
    제2 송신 단자와,
    제1 수신 단자와,
    제2 수신 단자와,
    셀 밸런스 제어 단자와,
    상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리가 과충전 상태인지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 과충전 검출 신호를 출력하는 과충전 검출 회로와,
    상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리가 과방전 상태인지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 과방전 검출 신호를 출력하는 과방전 검출 회로와,
    상기 제1 전압 감시 단자와 상기 제2 전압 감시 단자 사이의 전압에 의거하여, 상기 배터리를 셀 밸런스 제어할 필요가 있는지 여부를 검출하고, 당해 검출 결과를 나타내는 셀 밸런스 신호를 상기 셀 밸런스 제어 단자에 출력하는 셀 밸런스 회로와,
    제1 논리 반전 회로와,
    상기 제1 논리 반전 회로의 출력 신호를 게이트 단자의 입력으로 하고, 드레인 단자가 상기 제1 송신 단자와 접속되며, 소스 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속된 p채널형 제1 트랜지스터와,
    입력 단자가 상기 제1 수신 단자와 접속되고, 출력 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속된 제1 전류원과,
    입력 단자가 상기 제1 수신 단자와 접속된 제2 논리 반전 회로와,
    상기 과충전 검출 신호와 상기 제2 논리 반전 회로의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 상기 제1 논리 반전 회로에 출력하는 제1 부정 논리합 회로와.
    제3 논리 반전 회로와,
    상기 제3 논리 반전 회로의 출력 신호를 게이트 단자의 입력으로 하고, 드레인 단자가 상기 제2 송신 단자와 접속되며, 소스 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속된 p채널형 제2 트랜지스터와,
    입력 단자가 상기 제2 수신 단자와 접속되고, 출력 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속된 제2 전류원과,
    입력 단자가 상기 제2 수신 단자와 접속된 제4 논리 반전 회로와,
    상기 과방전 검출 신호와 상기 제4 논리 반전 회로의 출력 신호를 입력으로 하고, 이들 양 신호의 부정 논리합 신호를 상기 제3 논리 반전 회로에 출력하는 제2 부정 논리합 회로를 구비하는 배터리 상태 감시 회로와,
    상기 복수의 배터리의 각각에 병렬 접속되고, 각 배터리에 대응하는 상기 배터리 상태 감시 회로의 제어 단자로부터 출력되는 셀 밸런스 신호에 따라 2단자 사이의 접속／비접속을 전환하는 셀 밸런스용 스위치 회로와,
    제1 외부 단자와,
    제2 외부 단자와,
    충전용 n채널형 트랜지스터와,
    방전용 n채널형 트랜지스터와,
    일단이 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제1 바이어스용 저항 소자와, 일단이 상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되고, 타단이 상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자와 접속된 제2 바이어스용 저항 소자와, 캐소드 단자가 상기 충전용 채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속된 다이오드를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로의 제1 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 양극 단자와 접속되고, 상기 제2 전압 감시 단자는 각각에 대응하는 배터리의 음극 단자와 접속되며, 상기 제1 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 접속되며, 상기 제1 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 접속되고, 제2 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 접속되어 있고,
    직렬 접속된 배터리 중의 일단의 배터리의 양극 단자는 상기 제1 외부 단자와 접속되고,
    상기 일단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자 및 제2 수신 단자는 상기 일단의 배터리의 양극 단자와 접속되고,
    직렬 접속된 배터리 중의 타단의 배터리에 대응하는 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자는 상기 다이오드의 애노드 단자와 접속되고, 제2 송신 단자는 상기 방전용 n 채널형 트랜지스터의 게이트 단자와 접속되며,
    상기 방전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 타단의 배터리의 음극 단자와 접속되고, 드레인 단자는 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되며, 상기 충전용 n채널형 트랜지스터의 소스 단자는 상기 제2 외부 단자와 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 배터리 상태 감시 회로는,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되어 있으며, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제1 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제1 전류원의 출력 단자와 접속된 제2 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되어 있으며, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제3 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제2 전류원의 출력 단자와 접속된 제4 클램프용 다이오드를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로에서의 상기 제1 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 저항 소자를 통해 접속되고, 제2 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 저항 소자를 통해 접속되며, 상기 제1 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 저항 소자를 통해 접속되고, 제2 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 저항 소자를 통해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 배터리 상태 감시 회로는,
    애노드 단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되어 있으며, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제1 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 제1 전류원의 입력 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속된 제2 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되어 있으며, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제3 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 제2 전류원의 입력 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속된 제4 클램프용 다이오드를 구비하고,
    상기 배터리 상태 감시 회로에서의 상기 제1 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 수신 단자와 저항 소자를 통해 접속되고, 제2 송신 단자는 인접하는 한 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 수신 단자와 저항 소자를 통해 접속되며, 상기 제1 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제1 송신 단자와 저항 소자를 통해 접속되고, 제2 수신 단자는 인접하는 다른 쪽의 배터리 상태 감시 회로의 제2 송신 단자와 저항 소자를 통해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 배터리 상태 감시 회로는,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되어 있으며, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내 압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제1 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제1 전류원의 출력 단자와 접속된 제2 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되어 있으며, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제3 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 음극측 공통 전원선과 접속되고, 캐소드 단자가 상기 제2 전류원의 출력 단자와 접속된 제4 클램프용 다이오드와,
    상기 제2 클램프용 다이오드의 캐소드 단자와 상기 제1 수신 단자의 사이에 접속된 제1 저항 소자와,
    상기 제4 클램프용 다이오드의 캐소드 단자와 상기 제2 수신 단자의 사이에 접속된 제2 저항 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 배터리 상태 감시 회로는,
    애노드 단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되어 있으며, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르 게 하는 특성을 갖는 제1 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 제1 전류원의 입력 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속된 제2 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속되어 있으며, 상기 배터리 상태 감시 회로의 내압을 초과하는 전압에 상당하는 역방향 전압이 인가된 경우에 역방향 전류를 흐르게 하는 특성을 갖는 제3 클램프용 다이오드와,
    애노드 단자가 상기 제2 전류원의 입력 단자와 접속되고, 캐소드 단자가 상기 양극측 공통 전원선과 접속된 제4 클램프용 다이오드와,
    상기 제1 클램프용 다이오드의 애노드 단자와 상기 제1 송신 단자의 사이에 접속된 제1 저항 소자와,
    상기 제3 클램프용 다이오드의 애노드 단자와 상기 제2 송신 단자의 사이에 접속된 제2 저항 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
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