KR20140111611A - 충방전 제어 회로, 충방전 제어장치 및 배터리 장치 - Google Patents

충방전 제어 회로, 충방전 제어장치 및 배터리 장치 Download PDF

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KR20140111611A
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후미히코 마에타니
도시유키 고이케
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세이코 인스트루 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 과전류 검출 전류치의 정밀도가 높고, 안전성이 높은 배터리 장치를 제공한다.
(해결 수단) 과전류 검출 회로의 기준 전압 회로를, 이차 전지의 양단에 접속한, 정전류 회로와 저항과 이차 전지의 전압에 의해서 저항치가 변화하는 트랜지스터로 구성하고, 정전류 회로의 전류가 저항과 트랜지스터에 흐름으로써 발생하는 전압을 기준 전압으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 충방전 제어 회로.

Description

충방전 제어 회로, 충방전 제어장치 및 배터리 장치{CHARGING/DISCHARGING CONTROL CIRCUIT, CHARGING/DISCHARGING CONTROL DEVICE, AND BATTERY DEVICE}
본 발명은, 이차 전지의 충방전을 제어하는 충방전 제어 회로, 충방전 제어 장치 및 배터리 장치에 관한 것이며, 특히 배터리나 배터리 장치에 접속한 기기에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하는 기술에 관한 것이다.
도 4에, 종래의 배터리 장치의 회로도를 나타냈다.
종래의 배터리 장치는, 이차 전지(11)와, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)와, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)와, 충방전 제어 회로(14)와, 저항(22, 31)과, 용량(32)과, 외부 단자(20, 21)로 구성되어 있다. 충방전 제어 회로(14)는, 제어 회로(15)와, 과전류 검출 회로(16)와, 과전류 검출 단자(19)와, 충전 제어 신호 출력 단자(41)와, 방전 제어 신호 출력 단자(42)와, 양극 전원 단자(44)와, 음극 전원 단자(43)로 구성되어 있다. 과전류 검출 회로(16)는, 비교 회로(18)와, 기준 전압 회로(17)로 구성되어 있다.
다음에, 종래의 배터리 장치의 동작에 대해서 설명한다.
외부 단자(20, 21) 사이에 부하가 접속되고, 전류가 흐르면 이차 전지(11)의 음극과 외부 단자(21) 사이에 전위차가 발생한다. 이 전위차는, 외부 단자(20, 21) 사이에 흐른 전류량 I1, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)의 저항치 R12, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 저항치 R13에 의해서 결정되고, I1×(R12+R13)로 표시된다. 과전류 검출 단자(19)의 전압은 외부 단자(21)의 전압과 동일하다. 비교 회로(18)는, 기준 전압 회로(17)의 전압과 과전류 검출 단자(19)의 전압을 비교해, 과전류 검출 단자(19)의 전압이 높으면 Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)를 오프해 과전류 보호를 행한다.
과전류 검출 전류치의 설정치를 IDOP, 기준 전압 회로(17)의 전압을 V17, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)의 저항치를 R12, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 저항치를 R13으로 한다. 비교 회로(18)가 검출 신호를 출력하는 역치 전압이 될 때의 외부 단자(21)의 전압은 V17이다. 이 때, 외부 단자(20, 21) 사이에 흐른 전류는, 외부 단자(21)의 전압을 Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)와 Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 저항치의 합계로 나눈 것이 되며, IDOP=V17/(R12+R13)로 표시된다.
비교 회로(18)가 검출 신호를 출력할 때의 충방전 제어 회로의 과전류 검출 단자의 전압을 과전류 검출 전압이라 부른다.
일본국 특허 공개 2004-104956호 공보
그러나 종래의 기술에서는, 충방전 제어 회로의 과전류 검출 전압은 이차 전지 전압이나 온도가 변화해도 일정한 값인데 반해, Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 저항치가 이차 전지 전압이나 온도의 변화에 따라 변화하기 때문에, 과전류 검출 전류치가 변동해 버린다. 이 때문에, 과전류 검출 전류치의 정밀도가 나빠 배터리 장치의 안전성이 낮다고 하는 과제가 있었다.
본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위해서 고안된 것이며, 과전류 검출 전류치의 정밀도를 향상시켜, 안전성이 높은 배터리 장치를 제공한다.
종래의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 충방전 제어 회로는 이하와 같은 구성으로 했다.
과전류 검출 회로의 기준 전압 회로를, 이차 전지의 양단에 접속한, 정전류 회로와 저항과 이차 전지의 전압에 의해서 저항치가 변화하는 트랜지스터로 구성했다.
본 발명의 배터리 장치에 의하면, 충방전 제어 회로의 과전류 검출 전압의 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성을 충방전 제어 스위치의 저항치의 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성에 일치시키는 것이 가능해지고, 과전류 검출 전류치의 정밀도를 향상시켜, 안전성이 높은 배터리 장치의 제공이 가능해진다.
도 1은 제1의 실시형태의 배터리 장치의 회로도이다.
도 2는 제2의 실시형태의 배터리 장치의 회로도이다.
도 3은 제3의 실시형태의 배터리 장치의 회로도이다.
도 4는 종래의 배터리 장치의 회로도이다.
도 5는 제4의 실시형태의 배터리 장치의 회로도이다.
이하, 본 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
[실시예]
<실시형태 1>
도 1은, 제1의 실시형태의 배터리 장치의 회로도이다.
제1의 실시형태의 배터리 장치는, 이차 전지(11)와, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)와, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)와, 충방전 제어 회로(14)와, 저항(22, 31)과, 용량(32)과, 외부 단자(20, 21)로 구성되어 있다. Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)와, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)와, 충방전 제어 회로(14)로 충방전 제어 장치를 구성한다.
충방전 제어 회로(14)는, 제어 회로(15)와, 과전류 검출 회로(16)와, 과전류 검출 단자(19)와, 충전 제어 신호 출력 단자(41)와, 방전 제어 신호 출력 단자(42)와, 양극 전원 단자(44)와, 음극 전원 단자(43)로 구성되어 있다. 과전류 검출 회로(16)는, 비교 회로(18)와, 정전류 회로(23)와, 저항(24)과, NMOS 트랜지스터(25)로 구성되어 있다. 정전류 회로(23)와, 저항(24)과, NMOS 트랜지스터(25)로 기준 전압 회로(17)를 구성한다.
이차 전지(11)는, 양극은 외부 단자(20)와 저항(31)에 접속되고, 음극은 용량(32)과 음극 전원 단자(43)와 Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)의 소스 및 백 게이트에 접속된다. 양극 전원 단자(44)는, 저항(31)과 용량(32)의 접속점에 접속된다. Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)는, 게이트는 방전 제어 신호 출력 단자(42)에 접속되고, 드레인은 Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 드레인에 접속된다. Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)는, 게이트는 충전 제어 신호 출력 단자(41)에 접속되고, 소스 및 백 게이트는 외부 단자(21) 및 저항(22)에 접속된다. 저항(22)의 다른 한쪽의 단자는 과전류 검출 단자(19)에 접속된다. 비교 회로(18)는, 반전 입력 단자는 과전류 검출 단자(19)에 접속되고, 비반전 입력 단자는 정전류 회로(23)와 저항(24)의 접속점에 접속되고, 출력 단자는 제어 회로(15)에 접속된다. NMOS 트랜지스터(25)는, 게이트는 양극 전원 단자(44)에 접속되고, 드레인은 저항(24)의 다른 한쪽의 단자에 접속되고, 소스는 음극 전원 단자(43)에 접속된다. 정전류 회로(23)의 다른 한쪽의 단자는 양극 전원 단자(44)에 접속된다. 제어 회로(15)는, 제1의 입력은 양극 전원 단자(44)에 접속되고, 제2의 입력은 음극 전원 단자(43)에 접속되고, 제1의 출력은 충전 제어 신호 출력 단자(41)에 접속되고, 제2의 출력은 방전 제어 신호 출력 단자(42)에 접속된다.
다음에, 제1의 실시형태의 배터리 장치의 동작에 대해서 설명한다.
이차 전지(11)이 과충전 검출 전압 이하 또한 과방전 검출 전압 이상일 때, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12), Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)는 온이 되도록 제어된다. 이 상태에서 외부 단자(20, 21) 사이에 부하가 접속되고, 방전 전류가 흐르면 이차 전지(11)의 음극과 외부 단자(21) 사이에 전위차가 발생한다. 이 전위차는, 외부 단자(20, 21) 사이에 흐른 전류량 I1, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)의 저항치 R12, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 저항치 R13에 의해서 결정되고, I1×(R12+R13)로 표시된다.
정전류 회로(23)는 저항(24), NMOS 트랜지스터(25)에 전류를 흘려, 전압을 발생시킨다. 그 전압을 기준 전압 회로(17)의 출력 전압으로서 출력한다. 비교 회로(18)는, 기준 전압 회로(17)의 전압과 과전류 검출 단자(19)의 전압을 비교해, 과전류 검출 단자(19)의 전압이 높으면 검출 신호를 제어 회로(15)에 출력하여 Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)를 오프시켜 과전류 보호를 행한다.
과전류 검출 전류치의 설정치를 IDOP, 기준 전압 회로(17)의 전압을 V17, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)의 저항치를 R12, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 저항치를 R13으로 한다. 비교 회로(18)가 검출 신호를 출력하는 역치 전압이 될 때의 외부 단자(21)의 전압은 V17이다. 이 때, 외부 단자(20, 21) 사이에 흐른 전류는, 외부 단자(21)의 전압을 Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)와 Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 저항치의 합계로 나눈 것이 되며, IDOP=V17/(R12+R13)로 표시된다.
여기서, Nch 전계 효과 트랜지스터의 저항치가 게이트·소스간 전압 의존성과 온도 의존성을 갖는 것은 말할 필요도 없다. 실시형태 1의 Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 소스 전위는 이차 전지의 음극 전위이며, 게이트 전위는 이차 전지의 양극 전위이다. 따라서 실시형태 1의 Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 저항치(R12+R13)는, 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성을 갖는다.
NMOS 트랜지스터(25)는 소스를 음극 전원 단자(43), 게이트를 양극 전원 단자(44)에 접속함으로써 Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터와 게이트·소스간 전압이 같은 상태를 만들어 내고 있다. 이 NMOS 트랜지스터(25)의 W길이와 L길이와, 유입되는 전류량을 정전류 회로(23)에서 변화시키면, 이차 전지 전압 의존성은 조절 가능하게 된다. 또, 과전류 검출 전류치 IDOP를 조절하기 위해서는, IDOP=V17/(R12+R13)로 표시되기 때문에, 기준 전압 회로(17)의 출력 전압의 절대치의 교정도 필요하다. V17가 IDOP×(R12+R13)가 되도록 정전류 회로(23)의 전류치에 따라 저항(24)의 값을 최적화함으로써, 과전류 검출 전류의 목표치를 조절한다. 또, 저항(24)의 온도 특성은, 소자를 만드는 방법으로 조절 가능하다. V17의 절대치의 교정을 행했을 때에, V17의 온도 특성이 Nch 충방전 제어 트랜지스터의 온도 특성과 일치하도록, 저항(24)의 온도 특성을 최적화해 둔다.
이렇게 하여, 기준 전압 회로(17)의 전압 V17의 값의 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성을 조절 가능하게 하고, Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 저항치의 이차 전지 전압 의존성, 온도 의존성과 일치시킴으로써, 과전류 검출 전류치의 설정치 IDOP가 이차 전지 전압이나 온도가 변화해도 일정한 값이 되도록 할 수 있다.
또한, NMOS 트랜지스터(25)의 게이트는, 충방전 제어 회로(14)의 양극 전원 단자(44)와 접속했는데, 이차 전지 전압을 감지하여 저항치가 변화하면 되기 때문에, 이차 전지 전압 의존성을 갖는 회로의 출력에 접속하고, 정전류치를 조절하면 제1의 실시형태와 같은 효과를 발휘시키는 것이 가능하다. 또, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12), Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13), NMOS 트랜지스터(25)를 이용하여 설명했는데, 이 구성에 한정되지 않고, Pch 전계 효과 트랜지스터를 이용하여 NMOS 트랜지스터(25)를 PMOS 트랜지스터에, 정전류 회로(23)의 양극 전원 단자(44)의 접속을 음극 전원 단자(43)로 변경해도 동일한 동작을 하게 할 수 있음은 말할 필요도 없다. 또, 배터리의 방전 전류만 제어를 행하는 경우, 충전 전류만 제어를 행하는 경우에도 본 발명을 이용할 수 있는 것은 자명하다.
이상에 의해, 제1의 실시형태의 배터리 장치는 충방전 제어 회로의 과전류 검출 전압과 Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 이차 전지 전압 의존성, 온도 의존성을 일치시킴으로써, 배터리 장치의 과전류 검출 전류치의 정밀도를 향상시켜, 배터리 장치의 안전성을 높일 수 있다.
<실시형태 2>
도 2는, 제2의 실시형태의 배터리 장치의 회로도이다. 제1의 실시형태의 배터리 장치와의 차이는 스위치 회로(203), 비교 회로(202), 기준 전압 회로(201)를 추가한 점이다.
제2의 실시형태의 배터리 장치의 접속에 대해서 설명한다.
비교 회로(202)는, 반전 입력 단자는 기준 전압 회로(201)에 접속되고, 비반전 입력 단자는 과전류 검출 단자(19)에 접속되고, 출력 단자는 스위치 회로(203)에 접속되고, 스위치 회로(203)의 온 오프를 제어한다. 기준 전압 회로(201)의 다른 한쪽의 단자는 음극 전원 단자(43)에 접속된다. 스위치 회로(203)는 한쪽의 단자는 정전류 회로(23)에 접속되고, 다른 한쪽의 단자는 저항(24)에 접속된다. 이외에는 제1의 실시형태와 동일한 접속이다.
다음에, 제2의 실시형태의 배터리 장치의 동작에 대해서 설명한다.
외부 단자(20, 21) 사이에 부하가 접속되지 않고 방전 전류가 흐르지 않을 때에는, 비교 회로(202)가 스위치 회로(203)를 오프하도록 제어해 정전류 회로(23)로부터 흐르는 전류를 차단한다. 이렇게 하여, 방전 전류가 흐르지 않을 때에는 정전류 회로(23)로부터의 전류를 차단해 소비 전력을 저감할 수 있다.
외부 단자(20, 21) 사이에 부하가 접속되고, 방전 전류가 흐르면 이차 전지(11)의 음극과 외부 단자(21) 사이에 전위차가 발생한다. 이 전위차는, 외부 단자(20, 21) 사이에 흐른 전류량 I1, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)의 저항치 R12, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 저항치 R13에 의해서 결정되고, I1×(R12+R13)로 표시된다. 이차 전지(11)의 음극과 외부 단자(21) 사이의 전위차가 상승해, 기준 전압 회로(201)의 전압보다 높아지면 비교 회로(202)는 출력 단자로부터 스위치 회로(203)를 온시키는 신호를 출력한다. 스위치 회로(203)가 온이 된 후의 동작에 관해서는 제1의 실시형태와 동일하다.
이렇게 하여, 기준 전압 회로(17)의 전압 V17의 값의 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성을 조절 가능하게 하고, Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 저항치의 이차 전지 전압 의존성, 온도 의존성과 일치시킴으로써, 과전류 검출 전류치의 설정치 IDOP가 이차 전지 전압이나 온도가 변화해도 일정한 값이 되도록 할 수 있다.
또한, NMOS 트랜지스터(25)의 게이트는, 충방전 제어 회로(14)의 양극 전원 단자(44)와 접속했지만, 이차 전지 전압을 감지하여 저항치가 변화하면 되기 때문에, 이차 전지 전압 의존성을 갖는 회로의 출력에 접속해, 정전류치를 조절하면 제1의 실시형태와 같은 효과를 발휘시키는 것이 가능하다. 또, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12), Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13), NMOS 트랜지스터(25)를 이용하여 설명했는데, 이 구성에 한정되지 않고, Pch 전계 효과 트랜지스터를 이용하여 NMOS 트랜지스터(25)를 PMOS 트랜지스터에, 정전류 회로(23)의 양극 전원 단자(44)의 접속을 음극 전원 단자(43)로 변경해도 동일한 동작을 하게 할 수 있음은 말할 필요도 없다. 또, 배터리의 방전 전류만 제어를 행하는 경우, 충전 전류만 제어를 행하는 경우에도 본 발명을 이용할 수 있음은 자명하다.
이상에 의해, 제2의 실시형태의 배터리 장치는 방전 전류가 흐르지 않을 때에는 정전류 회로(23)의 전류를 차단해 소비 전력을 저감할 수 있다. 또, 충방전 제어 회로의 과전류 검출 전압과 Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 이차 전지 전압 의존성, 온도 의존성을 일치시킴으로써, 배터리 장치의 과전류 검출 전류치의 정밀도를 향상시켜, 배터리 장치의 안전성을 높일 수 있다.
<실시형태 3>
도 3은, 제３ 실시형태의 배터리 장치의 회로도이다.
제2의 실시형태의 배터리 장치와의 차이는 스위치(301, 302)를 추가하고, 스위치 회로(203)를 삭제한 점이다.
제３ 실시형태의 배터리 장치의 접속에 대해서 설명한다.
비교 회로(202)는, 반전 입력 단자는 기준 전압 회로(201)에 접속되고, 비반전 입력 단자는 과전류 검출 단자(19)에 접속되고, 출력 단자는 스위치 회로(301, 302)에 접속되고, 스위치 회로(301, 302)의 온 오프를 제어한다. 기준 전압 회로(201)의 다른 한쪽의 단자는 음극 전원 단자(43)에 접속된다. 스위치 회로(301)는 한쪽의 단자는 양극 전원 단자(44)에 접속되고, 다른 한쪽의 단자는 NMOS 트랜지스터(25)의 게이트에 접속된다. 스위치 회로(302)는 한쪽의 단자는 음극 전원 단자(43)에 접속되고, 다른 한쪽의 단자는 NMOS 트랜지스터(25)의 게이트에 접속된다. 정전류 회로(23)는 한쪽의 단자는 양극 전원 단자(44)에 접속되고, 다른 한쪽의 단자는 저항(24)에 접속된다. 그 밖에는 제2의 실시형태와 동일한 접속이다.
다음에, 제３ 실시형태의 배터리 장치의 동작에 대해서 설명한다.
외부 단자(20, 21) 사이에 부하가 접속되지 않고 방전 전류가 흐르지 않을 때에는, 비교 회로(202)가 스위치 회로(301)를 오프, 스위치 회로(302)를 온이 되도록 제어하고, NMOS 트랜지스터(25)를 오프시켜, 정전류 회로(23)로부터 흐르는 전류를 차단한다. 이렇게 하여, 방전 전류가 흐르지 않을 때에는 정전류 회로(23)로부터의 전류를 차단해 소비 전력을 저감할 수 있다.
외부 단자(20, 21) 사이에 부하가 접속되고, 방전 전류가 흐르면 이차 전지(11)의 음극과 외부 단자(21) 사이에 전위차가 발생한다. 이 전위차는, 외부 단자(20, 21) 사이에 흐른 전류량 I1, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)의 저항치 R12, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 저항치 R13에 의해서 결정되고, I1×(R12+R13)로 표시된다. 이차 전지(11)의 음극과 외부 단자(21) 사이의 전위차가 상승해, 기준 전압 회로(201)의 전압보다 높아지면 비교 회로(202)는 스위치 회로(301)를 온, 스위치 회로(302)를 오프가 되도록 제어하고, NMOS 트랜지스터(25)를 온시킨다. NMOS 트랜지스터(25)가 온이 된 후의 동작에 관해서는 제1의 실시형태와 동일하다.
이렇게 하여, 기준 전압 회로(17)의 전압 V17의 값의 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성을 조절 가능하게 하고, Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 저항치의 이차 전지 전압 의존성, 온도 의존성과 일치시킴으로써, 과전류 검출 전류치의 설정치 IDOP가 이차 전지 전압이나 온도가 변화해도 일정한 값이 되도록 할 수 있다.
또한, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12), Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13), NMOS 트랜지스터(25)를 이용하여 설명했는데, 이 구성에 한정되지 않고, Pch 전계 효과 트랜지스터를 이용하여 NMOS 트랜지스터(25)를 PMOS 트랜지스터에, 정전류 회로(23)의 양극 전원 단자(44)의 접속을 음극 전원 단자(43)로 변경해도 동일한 동작을 하게 할 수 있음은 말할 필요도 없다. 또, 배터리의 방전 전류만 제어를 행하는 경우, 충전 전류만 제어를 행하는 경우에도 본 발명을 이용할 수 있음은 자명하다.
이상에 의해, 제３ 실시형태의 배터리 장치는 방전 전류가 흐르지 않을 때에는 정전류 회로(23)의 전류를 차단해 소비 전력을 저감할 수 있다. 또, 충방전 제어 회로의 과전류 검출 전압과 Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 이차 전지 전압 의존성, 온도 의존성을 일치시킴으로써, 배터리 장치의 과전류 검출 전류치의 정밀도를 향상시켜, 배터리 장치의 안전성을 높일 수 있다.
<실시형태 4>
도 5는, 제４ 실시형태의 배터리 장치의 회로도이다.
제1의 실시형태의 배터리 장치와의 차이는 이차 전지(11)의 음극과 음극 전원 단자(43)의 접속점과 Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)의 소스 사이에 저항(33)을 추가한 점이다. 그 밖에는 모두 제1의 실시형태와 동일하다.
Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12)의 온 저항 R12와, Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13)의 온 저항 R13은 제조 공정에서의 편차가 크고 정밀도가 나쁘다. 그래서, Nch 전계 효과 트랜지스터보다 저항치의 편차가 적은 저항(33)을 직렬로 설치함으로써, 과전류 검출 전류치의 편차를 작게 할 수 있다.
과전류 검출 전류치 IDOP는 IDOP=V17/(R12+R13+R33)로 표시되기 때문에, (R12+R13+R33)에 대한 R33의 비율이 클수록, R12와 R13의 편차의 영향을 작게 할 수 있어 과전류 검출 전류의 정밀도가 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12, 13)의 저항치의 합계(R12+R13)는, 정밀도가 나쁘고 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성을 갖는다. 저항(33)의 저항치를 가산해도 변함없이 저항치(R12+R13+R33)에는 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성이 존재한다. 이것을 보정하기 위해서, 정전류 회로(23)의 정전류량, 저항(24)의 저항치, NMOS 트랜지스터(25)의 W길이와 L길이를 최적화하고, 기준 전압 회로(17)의 전압 V17의 값의 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성을 저항치(R12+R13+R33)의 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성과 일치시킨다. 이렇게 하여, 과전류 검출 전류치의 설정치 IDOP가 이차 전지 전압이나 온도가 변화해도 일정한 값이 되도록 할 수 있다.
또한, 저항(33)의 위치는 도 5의 위치에 한정되지 않고, 이차 전지(11)의 음극과 음극 전원 단자(43)의 접속점과 외부 단자(21)와 저항(22)의 접속점 사이이면 어디에 설치해도 된다. 또, 저항(33)은 의도적으로 설치한 저항이 아니어도 되고, 회로를 구성할 때의 기생 저항이어도 상관없다. 또, 이차 전지(11)의 음극과 음극 전원 단자(43)의 접속점과 외부 단자(21)와 저항(22)의 접속점 사이의 저항치를 (R12+R13+R33)로 하고, 기준 전압 회로(17)의 전압 V17의 값의 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성을, 저항치 (R12+R13+R33)의 이차 전지 전압 의존성과 온도 의존성과 일치시킴으로써 과전류 검출 전류치의 설정치 IDOP가 이차 전지 전압이나 온도가 변화해도 일정한 값이 되도록 할 수 있다.
또한, NMOS 트랜지스터(25)의 게이트는, 충방전 제어 회로(14)의 양극 전원 단자(44)와 접속했지만, 이차 전지 전압을 감지하여 저항치가 변화하면 되기 때문에, 이차 전지 전압 의존성을 갖는 회로의 출력에 접속하고, 정전류치를 조절하면 제1의 실시형태와 같은 효과를 발휘시키는 것이 가능하다. 또, Nch 방전 제어 전계 효과 트랜지스터(12), Nch 충전 제어 전계 효과 트랜지스터(13), NMOS 트랜지스터(25)를 이용하여 설명했는데, 이 구성에 한정되지 않고, Pch 전계 효과 트랜지스터를 이용하여 NMOS 트랜지스터(25)를 PMOS 트랜지스터에, 정전류 회로(23)의 양극 전원 단자(44)의 접속을 음극 전원 단자(43)로 변경해도 동일한 동작을 하게 할 수 있음은 말할 필요도 없다. 또, 배터리의 방전 전류만의 제어를 행하는 경우, 충전 전류만의 제어를 행하는 경우에도 본 발명을 이용할 수 있음은 자명하다.
이상에 의해, 제４ 실시형태의 배터리 장치는 Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터에 Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터보다 저항치가 높은 저항을 접속함으로써 과전류 검출 전류의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또, 충방전 제어 회로의 과전류 검출 전압과 Nch 충방전 제어 전계 효과 트랜지스터의 이차 전지 전압 의존성, 온도 의존성을 일치시킴으로써, 배터리 장치의 과전류 검출 전류치의 정밀도를 향상시켜, 배터리 장치의 안전성을 높일 수 있다.
11:이차 전지
14:충방전 제어 회로
15:제어 회로
16:과전류 검출 회로
18, 202:비교 회로
19:과전류 검출 단자
20, 21:외부 단자
23:정전류 회로
41:충전 제어 신호 출력 단자
42:방전 제어 신호 출력 단자
43:음극 전원 단자
44:양극 전원 단자
33:저항
203, 301, 302:스위치 회로
201:기준 전압 회로

Claims (6)

  1. 이차 전지의 전압이나 이상을 검지하는 제어 회로와, 과전류 검출 단자의 전압으로 과전류를 검출하는 과전류 검출 회로를 갖는 충방전 제어 회로로서,
    상기 과전류 검출 회로는,
    정전류 회로와 제1의 저항과 상기 이차 전지의 전압에 의해서 저항치가 변화하는 트랜지스터로 구성되고, 상기 정전류 회로의 전류가 상기 저항과 상기 트랜지스터에 흐름으로써 발생하는 전압을 출력하는 기준 전압 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 제어 회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 과전류 검출 회로는,
    상기 기준 전압 회로와,
    상기 과전류 검출 단자의 전압과 상기 기준 전압 회로의 전압을 비교하는 비교 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 제어 회로.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기준 전압 회로는,
    상기 과전류 검출 단자의 전압이 소정의 전압 이하인 상태에서 동작을 정지하는 것을 특징으로 하는 충방전 제어 회로.
  4. 이차 전지의 충방전 경로에 설치된 충방전 제어 스위치와,
    상기 이차 전지의 전압을 감시하고, 상기 충방전 제어 스위치를 제어하는 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 충방전 제어 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 충방전 제어 장치.
  5. 이차 전지와,
    청구항 4에 기재된 충방전 제어 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 이차 전지의 충방전 경로에, 상기 충방전 제어 스위치에 접속되고, 설치되는 제2의 저항을 더 구비한 것을 특징으로 하는 배터리 장치.
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