KR101981134B1 - 반도체 집적 회로, 보호 회로 및 전지팩 - Google Patents

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Abstract

[과제] 리크 전류가 발생한 경우에도 레귤레이터의 출력 전압을 안정하게 유지하는 것이 가능한 반도체 집적 회로, 보호 회로 및 전지팩을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
[해결 수단] 반도체 집적 회로 내에 있어서의 리크 전류의 발생을 검출하고, 검출결과를 출력하는 리크 검출 수단과, 상기 리크 검출 수단의 출력에 의해, 온/오프가 제어되는 스위치와, 상기 리크 검출 수단에 의해 상기 리크 전류가 검출되었을 때, 상기 스위치를 통하여 상기 레귤레이터의 출력 단자와 접속되어 상기 레귤레이터의 출력 전압을 강하시키는 풀다운 저항을 갖는다.

Description

반도체 집적 회로, 보호 회로 및 전지팩{SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT, PROTECTION CIRCUIT AND BATTERY PACK}
본 발명은 레귤레이터를 갖는 반도체 집적 회로, 보호 회로 및 전지팩에 관한 것이다.
최근에는, 충방전 가능한 2차전지 등에 의해 구동되는 휴대기기가 보급되고 있다. 2차전지는 보호 회로를 갖는 전지팩으로서 탑재되는 경우가 있다. 이 보호 회로에는 2차전지를 과충전이나 과방전 등으로부터 보호하는 기능이나, 전지 잔량의 관리 등을 행하는 전지 감시 기능 등을 갖는 것이 있다.
도 1은 종래의 보호 회로의 예를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 보호 회로(10)는 보호 IC(11)와, 전지 감시 IC(12)와, 스위치 트랜지스터(M1)와, 스위치 트랜지스터(M2)를 갖는다. 또한 보호 회로(10)는 단자(B+), 단자(B-), 단자(P+), 단자(P-)를 갖고, 단자(B+)와 단자(B-) 사이에 2차전지(B1)가 접속되고, 단자(P+)와 단자(P-) 사이에 충전기 또는 부하(도시하지 않음)가 접속된다. 보호 IC(11)와 전지 감시 IC(12)는 통신 가능하게 접속되어 있다.
보호 IC(11)는 2차전지(B1)로부터 공급되는 전압(VDD)에 의해 구동된다. 또한 보호 IC(11)의 기판은 N형 기판이다. 보호 IC(11)는, VDD-VSS 단자 간 전압으로부터 2차전지(B1)의 과충전을 검출하면, 단자(COUT)로부터 트랜지스터(M1)를 오프시키는 제어 신호를 출력하여 충전을 정지시킨다. 또한 보호 IC(11)는, VDD-VSS 단자 간 전압으로부터 2차전지(B1)의 과방전을 검출하면, 단자(DOUT)로부터 트랜지스터(M2)를 오프시키는 제어 신호를 출력하여 방전을 정지시킨다.
전지 감시 IC(12)는 보호 IC(11)가 갖는 레귤레이터에 의해 전압(VDD)으로부터 생성되는 전압을 전원으로 하고 있고, 2차전지(B1)의 상태를 감시한다. 2차전지(B1)의 상태란, 예를 들면, 전지 잔량이나 2차전지(B1)에 발생한 이상 이력 등이다.
도 2는 종래의 보호 IC의 예를 도시하는 도면이다. 보호 IC(11)는 기준전압 생성 회로(13), 컴퍼레이터(14), 로직 회로(15), 레귤레이터(16), 저항(R1), 저항(R2)을 갖는다.
저항(R1)과 저항(R2)은 VSS-VDD간 전압을 분압한다. 컴퍼레이터(14)는 분압된 VSS-VDD간 전압과, 기준전압 생성 회로(13)에 의해 생성되는 기준전압을 비교하고, 그 결과를 로직 회로(15)에 출력한다. 로직 회로(15)는 컴퍼레이터(14)의 출력에 따라 과충전이나 과방전을 검출하고, 단자(COUT) 및 단자(DOUT)로부터 제어 신호를 출력한다.
또한 기준전압 생성 회로(13)에서 생성되는 기준전압은 레귤레이터(16)에 공급된다. 레귤레이터(16)는 앰프(17), 저항(R3), 저항(R4)을 갖는다. 기준전압 생성 회로(13)로부터 출력된 기준전압은 앰프(17)의 일방의 입력에 공급된다. 앰프(17)의 타방의 입력에는 앰프(17)의 출력이 공급된다. 앰프(17)의 출력은 저항(R3)과 저항(R4)에 의해 분압되어, 레귤레이터(16)의 출력 전압으로 된다.
그런데, 2차전지(B1)를 충전하는 경우에는, 단자(P+)와 단자(P-) 사이에 충전기가 접속된다. 2차전지(B1)의 충전시에는, 충전기가 2차전지(B1)와 극성이 반대가 되도록 접속될 가능성이 있다. 이 상태를 이하에서는 충전기 역접 상태라고 부른다. 충전기 역접 상태가 되면, 2차전지(B1)의 부극측에 과대하게 전압이 인가되어, 2차전지(B1)의 이상 상태가 된다. 그래서 종래에는 충전기 역접 상태의 발생을 방지하는 연구가 이루어졌다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 충전기 역접 상태를 검출하면 2차전지로의 충전을 정지시키는 것이 기재되어 있다.
일본 특개 2009-247100호 공보
(발명의 개요)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
예를 들면, 도 1에 도시하는 보호 회로에서 충전기 역접 상태가 발생한 경우, 단자(P-)의 전압이 올라가기 때문에, 보호 IC(11)는 방전 과전류나 단락을 검출하고, 트랜지스터(M2)를 오프시킨다. 그렇지만 보호 IC(11)는 기판전압이 VDD의 N형 기판이기 때문에, 충전기 역접 상태에 의해 각 단자의 전압이 VDD보다 높아지면, 기생 트랜지스터가 동작하여 내부 회로에 리크 전류가 발생한다. 이 리크 전류에 의해, 레귤레이터(16)의 출력 전압이 높아져, 레귤레이터(16)의 출력 전압의 공급처인 전지 감시 IC(12)를 파손할 우려가 발생한다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이것을 해결하기 위해 행해진 것으로, 리크 전류가 발생한 경우에도 레귤레이터의 출력 전압을 안정하게 유지하도록 가능한 반도체 집적 회로, 보호 회로 및 전지팩을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 이하와 같은 구성을 채용했다.
본 발명은 N형 기판상에 형성되고, 레귤레이터(115)를 갖는 반도체 집적 회로(110)로서, 당해 반도체 집적 회로(110) 내에서의 리크 전류의 발생을 검출하고, 검출 결과를 출력하는 리크 검출 수단(130)과,
상기 리크 검출 수단(130)의 출력에 의해, 온/오프가 제어되는 스위치(S1)와,
상기 리크 검출 수단(130)에 의해 상기 리크 전류가 검출되었을 때, 상기 스위치(S1)를 통하여 상기 레귤레이터(115)의 출력 단자(VREGOUT)와 접속되어 상기 레귤레이터(115)의 출력 전압을 강하시키는 풀다운 저항(R50)을 가지고 있고,
상기 리크 검출 수단은, 상기 N형 기판상에 형성된 상기 반도체 집적 회로의 외부 단자가 접속되는 제1의 P형 웰(134)과, 상기 제1의 P형 웰과 다른 위치에 설치되는 제2 P형 웰(133) 사이에 상기 N형 기판을 통하여 기생소자(132)를 형성시켜, 상기 외부 단자에 인가되는 전압에 응하여 상기 기생소자가 온되는 것에 의해 리크를 검출한다.
본 발명은 N형 기판상에 형성되고, 2차전지(B10)의 보호를 행하는 반도체 집적 회로(110)로서,
방전 제어용 스위치(M20) 및 충전 제어용 스위치(M10)의 온/오프를 제어하는 신호를 출력하는 제어 수단과,
다른 반도체 집적 회로(120)에 공급하는 전압을 생성하는 레귤레이터(115)와,
당해 반도체 집적 회로 내(110)에 있어서의 리크 전류의 발생을 검출하고, 검출결과를 출력하는 리크 검출 수단(130)과,
상기 리크 검출 수단(130)의 출력에 의해, 온/오프가 제어되는 스위치(S1)와,
상기 리크 검출 수단(130)에 의해 상기 리크 전류가 검출되었을 때, 상기 스위치(S1)를 통하여 상기 레귤레이터(115)의 출력 단자(VREGOUT)와 접속되어 상기 레귤레이터(115)의 출력 전압을 강하시키는 풀다운 저항(R50)을 가지고 있고,
상기 리크 검출 수단은, 상기 N형 기판상에 형성된 상기 반도체 집적 회로의 외부 단자가 접속되는 제1의 P형 웰(134)과, 상기 제1의 P형 웰과 다른 위치에 설치되는 제2 P형 웰(133) 사이에 상기 N형 기판을 통하여 기생소자(132)를 형성시켜, 상기 외부 단자에 인가되는 전압에 응하여 상기 기생소자가 온되는 것에 의해 리크를 검출한다.
본 발명은, 2차전지(B10)의 보호를 행하는 보호 회로(100)로서,
방전 제어용 스위치(M20) 및 충전 제어용 스위치(M10)와,
상기 방전 제어용 스위치(M20) 및 상기 충전 제어용 스위치(M10)의 온/오프를 제어하는 신호를 출력하고, N형 기판상에 형성된 제 1 반도체 집적 회로(110)와,
상기 제 1 반도체 집적 회로(110)로부터 공급되는 전압을 전원으로 하는 제 2 반도체 집적 회로(120)를 갖고,
상기 제 1 반도체 집적 회로(110)는,
상기 제 2 반도체 집적 회로(120)에 공급하는 전압을 생성하는 레귤레이터(115)와,
상기 제 1 반도체 집적 회로(110) 내에 있어서의 리크 전류의 발생을 검출하고, 검출결과를 출력하는 리크 검출 수단(130)과,
상기 리크 검출 수단(130)의 출력에 의해, 온/오프가 제어되는 스위치(S1)와,
상기 리크 검출 수단(130)에 의해 상기 리크 전류가 검출되었을 때, 상기 스위치(S1)를 통하여 상기 레귤레이터(115)의 출력 단자(VREGOUT)와 접속되어 상기 레귤레이터(115)의 출력 전압을 강하시키는 풀다운 저항(R50)을 가지고 있고,
상기 리크 검출 수단은, 상기 N형 기판상에 형성된 상기 반도체 집적 회로의 외부 단자가 접속되는 제1의 P형 웰(134)과, 상기 제1의 P형 웰과 다른 위치에 설치되는 제2 P형 웰(133) 사이에 상기 N형 기판을 통하여 기생소자(132)를 형성시켜, 상기 외부 단자에 인가되는 전압에 응하여 상기 기생소자가 온되는 것에 의해 리크를 검출한다.
또한 본 발명의 보호 회로에 있어서, 상기 제 2 반도체 집적 회로(120)는,
상기 2차전지(B10)의 잔용량을 산출하는 기능과, 상기 2차전지의 상태의 이력을 관리하는 기능을 포함한다.
또한 본 발명의 보호 회로는, 상기 제 1 반도체 집적 회로(110)에 있어서,
상기 리크 검출 수단(130)은,
충전시에 충전기의 부극측이 접속되는 상기 외부 단자(V-)의 전압이 소정 전압 이상이 되었을 때, 일단(A점)이 기생 소자(132)를 통하여 상기 외부 단자(V-)에 접속되는 정전류원(131)을 갖고,
삭제
상기 일단(A점)의 전압이 소정값 이상으로 되었을 때, 상기 리크 전류를 검출한 것을 출력한다.
또한 본 발명의 보호 회로에 있어서, 상기 제 1 반도체 집적 회로(110)와 상기 제 2 반도체 집적 회로(120)는 통신 가능하게 접속되어 있고,
상기 제 1 반도체 집적 회로(110)는 상기 리크 전류를 검출했을 때 상기 제 2 반도체 집적 회로(120)에 상기 검출을 통지한다.
본 발명은, 2차전지(B10)와,
방전 제어용 스위치(M20) 및 충전 제어용 스위치(M10)와,
상기 방전 제어용 스위치(M20) 및 상기 충전 제어용 스위치(M10)의 온/오프를 제어하는 신호를 출력하고, N형 기판상에 형성된 제 1 반도체 집적 회로(110)와,
상기 제 1 반도체 집적 회로(110)로부터 공급되는 전압을 전원으로 하는 제 2 반도체 집적 회로(120)를 갖는 전지팩(200)으로서,
상기 제 1 반도체 집적 회로(110)는
상기 제 2 반도체 집적 회로(120)에 공급하는 전압을 생성하는 레귤레이터(115)와,
상기 제 1 반도체 집적 회로(110) 내에 있어서의 리크 전류의 발생을 검출하고, 검출결과를 출력하는 리크 검출 수단(130)과,
상기 리크 검출 수단(130)의 출력에 의해, 온/오프가 제어되는 스위치(S1)와,
상기 리크 검출 수단(130)에 의해 상기 리크 전류가 검출되었을 때, 상기 스위치(S1)를 통하여 상기 레귤레이터(115)의 출력 단자(VREGOUT)와 접속되어 상기 레귤레이터(115)의 출력 전압을 강하시키는 풀다운 저항(R50)을 가지고 있고,
상기 리크 검출 수단은, 상기 N형 기판상에 형성된 상기 반도체 집적 회로의 외부 단자가 접속되는 제1의 P형 웰(134)과, 상기 제1의 P형 웰과 다른 위치에 설치되는 제2 P형 웰(133) 사이에 상기 N형 기판을 통하여 기생소자(132)를 형성시켜, 상기 외부 단자에 인가되는 전압에 응하여 상기 기생소자가 온되는 것에 의해 리크를 검출한다.
또한, 상기 괄호 내의 참조부호는 이해를 쉽게 하기 위하여 붙인 것으로, 일례에 지나지 않으며, 도시된 태양에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 리크 전류가 발생한 경우에도 레귤레이터의 출력 전압을 일정하게 유지할 수 있다.
도 1은 종래의 보호 회로의 예를 도시하는 도면.
도 2는 종래의 보호 IC의 예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 보호 회로를 설명하는 도면.
도 4는 본 실시형태의 보호 IC를 설명하는 도면.
도 5는 본 실시형태의 리크 검출 회로를 설명하는 도면.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하에 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 보호 회로를 설명하는 도면이다.
도 3에 있어서, 본 실시형태의 보호 회로(100)는 충방전 가능한 2차전지(B10)와 접속되어 전지팩(200)을 구성하고 있다. 전지팩(200)은 도시하지 않은 휴대기기 등에 실장되고, 2차전지(B10)의 전지전압에 의해 휴대기기를 구동한다.
보호 회로(100)에 있어서, 단자 B+, B- 사이에는 리튬 이온 전지 등의 2차전지(B10)가 접속된다. 단자(B+)는 단자(P+)에 접속되고, 단자(B-)는 저항(R5) 및 MOS 트랜지스터(M20 및 M10)를 통하여 단자(P-)에 접속되어 있어, 단자 P+, P- 사이에 도시하지 않은 부하나 충전기가 접속된다. 또한 충전기가 접속될 때는, 단자(P+)에 충전기의 정극측이 접속되고, 단자(P-)에 충전기의 부극측이 접속된 상태가 통상의 접속상태가 된다.
또한 본 실시형태의 보호 회로(100)는 보호 IC(Integrated Circuit: 집적 회로)(110)와 전지 감시 IC(120)를 갖는다. 전지 감시 IC(120)는 저항(R5)의 양단의 전압을 단자(VRSM)와 단자(VRSF)에 공급받아, 단자(VRSM)와 단자(VRSF)의 전위차로부터 2차전지(B10)의 충방전 전류를 검출한다. 또한 2차전지(B10)의 전지전압이 보호 IC(110)를 통하여 단자(VBAT)에 공급되고, 전지 감시 IC(120)는 단자(VBAT)의 전압을 2차전지(B10)의 전압으로서 검출한다.
또한 전지 감시 IC(120)는 단자(VDD)에 보호 IC(110)에서 안정화된 전원을 공급받고 있다. 전지 감시 IC(120)는 마이크로컴퓨터를 내장하고, 2차전지(B10)의 충방전 전류를 적산하여 2차전지(B10)의 잔용량을 산출함과 아울러, 2차전지(B10)의 과전압 검출 및 충방전의 과전류 검출 등을 행하고, 그 검출결과에 기초하여 보호 IC(110)의 제어를 행한다. 또한 본 실시형태의 전지 감시 IC(120)는 2차전지(B10)에 발생한 이상 상태의 이력 등을 보유한다.
본 실시형태의 보호 IC(110)는, 후술하는 레귤레이터에 의해, 2차전지(B10)로부터 저항(R6)를 통하여 단자(VDD)에 공급되는 전압을 안정화하고, 단자(VREGOUT)로부터 전지 감시 IC(120)에 공급한다. 또한 단자(VSENSE)에는 저항(R7)을 통하여 2차전지(B10)의 전지전압이 공급되고, 이 전지전압을 분압하여 단자(VBAT)로부터 전지 감시 IC(120)에 공급한다.
또한 본 실시형태의 보호 IC(110)는 단자(VSENSE)의 전압을 과충전 임계값 및 과방전 임계값과 비교하여, 단자(VSENSE) 전압이 과충전 임계값을 초과하면, 이상 상태라고 간주하여 MOS 트랜지스터(M10)를 오프하고, 과방전 임계값을 밑돌면, 이상 상태라고 간주하여 MOS 트랜지스터(M20)를 오프한다. 이것과 함께 보호 IC(110)는 전지 감시 IC(120)로부터의 제어에 따라 MOS 트랜지스터(M10, M20)의 온/오프를 전환함으로써 2차전지(B10)의 충방전 제어를 행한다.
본 실시형태의 보호 회로(100)에 있어서, 전지 감시 IC(120)의 단자(ICOM)와 보호 IC(110)의 단자(ICOM)는 신호선(13)으로 접속되어 있고, 전지 감시 IC(120)와 보호 IC(110) 사이에서 쌍방향의 3값 시리얼 통신이 행해진다.
또한 본 실시형태의 보호 IC(110)는 전지팩(200)에 2차전지(B10)와 극성이 반대인 상태에서 충전기가 접속된 충전기 역접 상태로 된 것을 검출한다. 즉 충전기 역접 상태란 충전기의 정극측이 단자(P-)에 접속되고, 충전기의 부극측이 단자(P+)에 접속된 상태이다.
본 실시형태의 보호 IC(110)는 충전기 역접 상태가 검출되면, 보호 IC(110)가 갖는 레귤레이터의 출력 전압을 풀다운 한다. 또한 본 실시형태의 보호 IC(110)는, 충전기 역접 상태가 되면, 트랜지스터(M20)를 오프하여 2차전지(B10)의 충방전을 정지시킨다.
이하에 도 4를 참조하여 본 실시형태의 보호 IC(110)에 대하여 설명한다. 도 4는 본 실시형태의 보호 IC를 설명하는 도면이다. 또한, 도 4에서는, 보호 IC(110)에 의한 충전기 역접 상태의 검출과, 레귤레이터의 출력 전압의 풀다운에 대하여 설명하기 위하여 필요한 단자만을 나타내고, 그 밖의 단자의 도시를 생략하고 있다.
본 실시형태의 보호 IC(110)는 기준전압 생성 회로(112), 컴퍼레이터(113), 로직 회로(114), 레귤레이터(115), 리크 검출 회로(130), 저항(R10), 저항(R20), 저항(R50), 스위치(SW1)를 갖는다.
본 실시형태의 보호 IC(110)에 있어서, 저항(R10)과 저항(R20)은 단자(VSS)-단자(VDD) 간의 전압을 분압한다. 컴퍼레이터(113)는 분압된 단자(VSS)-단자(VDD) 간 전압과, 기준전압 생성 회로(112)에 의해 생성되는 기준전압을 비교하고, 그 결과를 로직 회로(114)에 출력한다. 로직 회로(114)는 컴퍼레이터(113)의 출력에 따라 과충전이나 과방전을 검출하고, 단자(COUT) 및 단자(DOUT)로부터 제어 신호를 출력한다. 또한 기준전압 생성 회로(112)에서 생성되는 기준전압은 레귤레이터(115)에 공급된다.
본 실시형태의 레귤레이터(115)는 앰프(116), 저항(R30), 저항(R40)을 갖는다. 기준전압 생성 회로(112)로부터 출력된 기준전압은 앰프(116)의 일방의 입력에 공급된다. 앰프(116)의 타방의 입력에는 앰프(116)의 출력이 공급된다. 앰프(116)의 출력은 저항(R30)과 저항(R40)에 의해 분압되어, 레귤레이터(115)의 출력 전압으로 된다.
본 실시형태의 리크 검출 회로(130)는 보호 IC(110) 내에서 리크 전류가 발생했는지 아닌지를 검출한다. 스위치(SW1)는 일단이 저항(R50)을 통하여 레귤레이터(115)의 출력과 접속되어 있고, 타단이 VSS 단자와 접속되어 있다. 스위치(SW1)는 리크 검출 회로(130)로부터 출력되는 신호에 기초하여, 온/오프가 제어된다. 본 실시형태에서는, 충전기 역접 상태로 된 경우에도, 스위치(SW1) 및 저항(R50)에 의해 레귤레이터(115)의 출력 전압을 소정 범위 내에 유지한다.
구체적으로는 본 실시형태에서는, 리크 검출 회로(130)는 충전기 역접 상태를 검출하면 하이 레벨(이하, H 레벨)의 신호를 출력하고, 충전기 역접 상태를 검출하지 않는 일반적인 접속상태에서는 로 레벨(이하, L 레벨)의 신호를 출력한다. 본 실시형태의 스위치(SW1)는, 리크 검출 회로(130)의 출력이 H 레벨일 때 온이 되고, 리크 검출 회로(130)의 출력이 L 레벨일 때 오프가 된다.
리크 검출 회로(130)에 의해 충전기 역접 상태가 검출되면, 스위치(SW1)가 온 이 되고, 레귤레이터(115)의 출력 전압과 전압(VSS) 사이에 저항(R50)이 접속된다. 저항(R50)이 접속됨으로써, 레귤레이터(115)의 출력인 단자(VREGOUT)의 전압이 저항(R50)에 의해 풀다운 된다.
따라서 본 실시형태에서는, 충전기 역접 상태가 검출되었을 때에도 레귤레이터(115)의 출력 전압을 소정 범위 내에 유지할 수 있다. 또한 본 실시형태의 저항(R50)의 저항값은 충전기 역접 상태로 된 경우의 단자(V-)의 전압이나, 평상시의 레귤레이터(115)의 출력 전압 등에 기초하여 설정된다. 또한 저항(R50)의 값은 충전기 역접 상태로 된 경우에도, 단자(VREGOUT)로부터 전압이 공급되는 전지 감시 IC(120)가 파손되지 않을 정도의 전압이 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 또한 저항(R50)의 값은, 충전기 역접 상태로 된 경우에도, 단자(VREGOUT)로부터 출력되는 전압이 평상시와 동일한 값이 되도록 설정되는 것이 바람직하다.
이하에 도 5를 참조하여 본 실시형태의 리크 검출 회로(130)에 대하여 설명한다. 도 5는 본 실시형태의 리크 검출 회로를 설명하는 도면이다.
본 실시형태의 보호 IC(110)에 있어서, 리크 검출 회로(130)는 정전류원(131)을 갖는다. 또 본 실시형태의 보호 IC(110)의 기판은 N형 기판이며, 기판 위에 회로군이나 단자 등이 실장되는 영역은 P형 웰이기 때문에, N형 기판과 P형 웰 사이에는 기생 소자(132)가 존재한다. 본 실시형태에서는, 예를 들면, 리크 검출 회로(130) 내의 P형 웰(133)과, 단자(V-)에 접속된 P형 웰(134) 사이에 기생 트랜지스터(132)가 존재한다. 본 실시형태의 리크 검출 회로(130)는 정전류원(131)과 P형 웰(133)과의 접속점의 전압의 레벨을 출력으로 하고 있다.
여기에서, 본 실시형태의 전지팩(200)에 있어서 충전기 역접 상태가 발생하면, 단자(P-)의 올라가, 보호 IC(110)의 단자(V-)의 전압이 VDD보다 높아진다. 그리고 단자(V-)의 전압이 전압(VDD)에 기생 트랜지스터(132)의 동작 임계값 전압을 가산한 값보다도 높아지면, 기생 트랜지스터(132)가 동작한다. 기생 트랜지스터(132)가 동작하면, 단자(V-)에 접속된 P형 웰(134)과 리크 검출 회로(130) 내의 P형 웰(133)이 기생 트랜지스터(132)를 통하여 단자(V-)와 접속되고, 리크 검출 회로(130) 내로 단자(V-)로부터 리크 전류가 흘러들어간다.
리크 검출 회로(130)에서는, 리크 전류가 흘러들어가면, P형 웰(132)과 정전류원(131)의 접속점(A)의 전압이 상승한다. 그리고 접속점(A)의 전압이 소정값 이상이 되면, 리크 검출 회로(130)의 출력이 H 레벨이 되고, 스위치(SW1)가 온 된다. 스위치(SW1)가 온 되면, 저항(R50)에 의해 단자(VREGOUT)의 전압이 풀다운 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 충전기 역접 상태가 되어, 보호 IC(110) 내에 리크 전류가 발생한 경우에도, 레귤레이터(115)의 출력을 소정 범위 내로 유지할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 보호 IC(110)가 갖는 레귤레이터(115)로부터 전지 감시 IC(120)에 전원전압이 공급되는 예를 설명했지만, 이것에 한정되지 않는다. 본 실시형태는 레귤레이터를 갖는 반도체 집적 회로에 적응할 수 있다.
또 본 실시형태에서는, 보호 IC(110)와 전지 감시 IC(120)가 단자(ICOM)에 의해 통신 가능하게 접속되어 있다. 이 때문에 본 실시형태에서는, 보호 IC(110)에서 충전기 역접 상태를 검출했을 때, 2차전지(B10)의 상태를 나타내는 정보로서, 검출결과를 전지 감시 IC(120)에 통지할 수 있다.
이 때문에 본 실시형태에서는, 방전 제어를 행하는 트랜지스터(M20)가 오프된 상태에서, 충전기 역접 상태를 검출한 것을 구별할 수 있다.
이상, 각 실시형태에 기초하여 본 발명의 설명을 했지만, 상기 실시형태에 나타낸 요건에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 이것들의 점에 관해서는, 본 발명의 주지를 손상시키지 않는 범위에서 변경할 수 있고, 그 응용형태에 따라 적절하게 정할 수 있다.
100 보호 회로 110 보호 IC
112 기준전압 생성 회로 115 레귤레이터
120 전지 감시 IC 130 리크 검출 회로
200 전지팩

Claims (7)

  1. N형 기판상에 형성되고, 레귤레이터를 갖는 반도체 집적 회로로서,
    당해 반도체 집적 회로 내에서의 리크 전류의 발생을 검출하고, 검출결과를 출력하는 리크 검출 수단과,
    상기 리크 검출 수단의 출력에 의해, 온/오프가 제어되는 스위치와,
    상기 리크 검출 수단에 의해 상기 리크 전류가 검출되었을 때, 상기 스위치를 통하여 상기 레귤레이터의 출력 단자와 접속되어 상기 레귤레이터의 출력 전압을 강하시키는 풀다운 저항을 가지고 있고,
    상기 리크 검출 수단은, 상기 N형 기판상에 형성된 상기 반도체 집적 회로의 외부 단자가 접속되는 제1의 P형 웰과, 상기 제1의 P형 웰과 다른 위치에 설치되는 제2 P형 웰 사이에 상기 N형 기판을 통하여 기생소자를 형성시켜, 상기 외부 단자에 인가되는 전압에 응하여 상기 기생소자가 온되는 것에 의해 리크를 검출하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.
  2. N형 기판상에 형성되고, 2차전지의 보호를 행하는 반도체 집적 회로로서,
    방전 제어용 스위치 및 충전 제어용 스위치의 온/오프를 제어하는 신호를 출력하는 제어 수단과,
    다른 반도체 집적 회로에 공급하는 전압을 생성하는 레귤레이터와,
    당해 반도체 집적 회로 내에 있어서의 리크 전류의 발생을 검출하고, 검출결과를 출력하는 리크 검출 수단과,
    상기 리크 검출 수단의 출력에 의해, 온/오프가 제어되는 스위치와,
    상기 리크 검출 수단에 의해 상기 리크 전류가 검출되었을 때, 상기 스위치를 통하여 상기 레귤레이터의 출력 단자와 접속되어 상기 레귤레이터의 출력 전압을 강하시키는 풀다운 저항을 가지고 있고,
    상기 리크 검출 수단은, 상기 N형 기판상에 형성된 상기 반도체 집적 회로의 외부 단자가 접속되는 제1의 P형 웰과, 상기 제1의 P형 웰과 다른 위치에 설치되는 제2 P형 웰 사이에 상기 N형 기판을 통하여 기생소자를 형성시켜, 상기 외부 단자에 인가되는 전압에 응하여 상기 기생소자가 온되는 것에 의해 리크를 검출하는 것을 특징으로 하는 반도체 집적 회로.
  3. 2차전지의 보호를 행하는 보호 회로로서,
    방전 제어용 스위치 및 충전 제어용 스위치와,
    상기 방전 제어용 스위치 및 상기 충전 제어용 스위치의 온/오프를 제어하는 신호를 출력하고, N형 기판상에 형성된 제 1 반도체 집적 회로와,
    상기 제 1 반도체 집적 회로로부터 공급되는 전압을 전원으로 하는 제 2 반도체 집적 회로를 갖고,
    상기 제 1 반도체 집적 회로는,
    상기 제 2 반도체 집적 회로에 공급하는 전압을 생성하는 레귤레이터와,
    상기 제 1 반도체 집적 회로 내에 있어서의 리크 전류의 발생을 검출하고, 검출결과를 출력하는 리크 검출 수단과,
    상기 리크 검출 수단의 출력에 의해, 온/오프가 제어되는 스위치와,
    상기 리크 검출 수단에 의해 상기 리크 전류가 검출되었을 때, 상기 스위치를 통하여 상기 레귤레이터의 출력 단자와 접속되어 상기 레귤레이터의 출력 전압을 강하시키는 풀다운 저항을 가지고 있고,
    상기 리크 검출 수단은, 상기 N형 기판상에 형성된 상기 반도체 집적 회로의 외부 단자가 접속되는 제1의 P형 웰과, 상기 제1의 P형 웰과 다른 위치에 설치되는 제2 P형 웰 사이에 상기 N형 기판을 통하여 기생소자를 형성시켜, 상기 외부 단자에 인가되는 전압에 응하여 상기 기생소자가 온되는 것에 의해 리크를 검출하는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 반도체 집적 회로는
    상기 2차전지의 잔용량을 산출하는 기능과, 상기 2차전지의 상태의 이력을 관리하는 기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 집적 회로에서,
    상기 리크 검출 수단은, 충전시에 충전기의 부극측이 접속되는 상기 외부 단자의 전압이 소정 전압 이상이 되었을 때, 일단이 기생 소자를 통하여 상기 외부 단자에 접속되는 정전류원을 갖고,
    상기 일단의 전압이 소정값 이상으로 되었을 때, 상기 리크 전류를 검출한 것을 출력하는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 집적 회로와 상기 제 2 반도체 집적 회로는 통신 가능하게 접속되어 있고,
    상기 제 1 반도체 집적 회로는 상기 리크 전류를 검출했을 때 상기 제 2 반도체 집적 회로에 상기 검출을 통지하는 것을 특징으로 하는 보호 회로.
  7. 2차전지와,
    방전 제어용 스위치 및 충전 제어용 스위치와,
    상기 방전 제어용 스위치 및 상기 충전 제어용 스위치의 온/오프를 제어하는 신호를 출력하고, N형 기판상에 형성된 제 1 반도체 집적 회로와,
    상기 제 1 반도체 집적 회로로부터 공급되는 전압을 전원으로 하는 제 2 반도체 집적 회로를 갖는 전지팩으로서,
    상기 제 1 반도체 집적 회로는,
    상기 제 2 반도체 집적 회로에 공급하는 전압을 생성하는 레귤레이터와,
    상기 제 1 반도체 집적 회로 내에 있어서의 리크 전류의 발생을 검출하고, 검출결과를 출력하는 리크 검출 수단과,
    상기 리크 검출 수단의 출력에 의해, 온/오프가 제어되는 스위치와,
    상기 리크 검출 수단에 의해 상기 리크 전류가 검출되었을 때, 상기 스위치를 통하여 상기 레귤레이터의 출력 단자와 접속되어 상기 레귤레이터의 출력 전압을 강하시키는 풀다운 저항을 가지고 있고,
    상기 리크 검출 수단은, 상기 N형 기판상에 형성된 상기 반도체 집적 회로의 외부 단자가 접속되는 제1의 P형 웰과, 상기 제1의 P형 웰과 다른 위치에 설치되는 제2 P형 웰 사이에 상기 N형 기판을 통하여 기생소자를 형성시켜, 상기 외부 단자에 인가되는 전압에 응하여 상기 기생소자가 온되는 것에 의해 리크를 검출하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
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