TW200937701A - Temperature sensor for charging/discharging control circuit of secondary battery - Google Patents

Temperature sensor for charging/discharging control circuit of secondary battery Download PDF

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Description

200937701 九、發明說明： 之技術領域】 本發明是有關一種溫度感測器一 充電式二次電池的充放電控制電路，可^干用於可 路中的微控制器使用，用以感剛 池控制電 型溫度感測器。 电池之>皿度的半導體 【先前技衡】 在許多種可充電式的二次電池 離子電池)科_、、能量密 由池（又賴 入古古& 门無δ己憶效應、垴圃妄 %壓電池、自放電率低.等優點，使得鋰電、、也了 應用於可擴式小型電子農置中的電源元件:疋 提供:，可充電式二次電池的充、放電控制電路可 k供终夕的保護功能’如過度充電、過度放電、過兩 =路等保護功能，但是隨時監视可充電式二次電二 ^ ’對其電容量及充、放電的操作進行管理，以使充、玫 ❹ ^程的效能保持在較佳及安全的狀態，更是不容忽_ ^要課題；因此-般可充電式二次電池的充、放電電路中 ^包含有電源控制電路、電源管理電路和溫度感測元件，
Ik日守依據二次鐘電池的溫度對充電電源進行管理。 其中的電源管理電路通常係利用一微控制器 (miCr0-C0ntmller)例如德州儀器（Texas |nstruments，^ 稱為ΤΙ)公司推出的MSP430系列微控制器加以實現，這 種微控制器再配合一個溫度感測元件來感測二次電池的温 度’一般皆是選擇熱敏電阻（thermistor)作為溫度感測元 件；但是熱敏電阻的製造成本較高，也較為耗能，而且是 5 200937701 透過測量電壓的技術來計算溫度，其抗干擾的能力也較差。 【發明内容】 本發明提出了一種二次電池充、放電控制電路的溫度 感測器，配合充放電控制電路中的微控制器使用，用以感 測鋰電池之溫度。 本發明提出了 一種無極性而且能適用於二次電池 充、放電控制電路的溫度感測器。 本發明所揭露之一較佳實施例的溫度感測器具有第 ❹一訊號接腳和第二訊號接腳，其至少包含成對的第一熱敏 二極體(Thermal Diode)和第二熱敏二極體，第一熱敏二極 體的正極與第二熱敏二極體的負極共同連接第一訊號接 腳，第一熱敏二極體的負極與第二熱敏二極體的正極共同 連接第二訊號接腳。 本發明所提出之一較佳實施例的溫度感測器係可利 用半導體製程技術將第一熱敏二極體和第二熱敏二極體， 製作為單一元件型且小型化的半導體溫度感測器，由於熱 φ 二極體的製造成本也要比傳統的熱敏電阻便宜，而且更為 節省電能，而熱二極體係透過測量電流的技術計算溫度， 其抗干擾的能加也較佳。 有關本發明之詳細特徵與較佳實施例，茲配合圖示詳 細說明如下，其内容足以使任何熟習相關技藝者了解本發 明之技術内容並據以實施，且根據本說明書所揭露之内容 及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之 目的及優點。 【實施方式】 200937701 之目的 本發明以下列舉之實施例僅用 與較佳的實施例，並非用以限制本 本發明 首先請參閱「第1圖」，為本^明戶範θ圍。 器的較佳實施例，此一溫度感測器"1()所提出之溫度感測 11和第二訊號接腳12,還具有至少一具有第一訊號接腳 體(Themial Diode)13和第、二熱敏^二極|的第二熱敏二極 極體13的正極與第二熱敏二極體I*的~ 弟熱敏一 ❹ ❹ 訊號接腳11，第一熱敏二極體的負极板共同連接第一 體14的正極共同連接於第二訊號接腳、彳^與第二熱敏二極 依據本發明的較佳實施例，前述的 (Thermal Diode)13和第二熱敏二極體彳一熱敏二極體 製程技術將第一熱敏二極體13和第二熱▲糸一可利用半導體 作為單一晶片型的半導體溫度感測器1〇(=了極體14，製 並且封裝成為一種無極性的溫度感測器，u第2圖」）， 一溫度感測器時可以不必考慮電路的正 、5之，使用此 員極性。 再請參閱「第3圖」，係為一種二次電池 控制電路的具體電路架構，這個電路圖只，在=充、玫電 之溫度感測器10應用於本發明所提出之=5兄明本發明 於二次鋰電池之充、放電控制電路的〜二，測盗應用 用來限本發明的應用範圍，藉由這個二次趣電 亚非 電控制電路可以用來提供一電子裝置8〇所二充敌 括：兩個開關元件（IVI〇S-FET)61和62、—六/古冷’、巴 乂^罝流轉拖留 30、一控制|C 40、一微控制器41、_费、Ε & 、早 皂源管理單； 5〇（Power Management Unit)及一充電器7〇所構成干70 對單節或是多節鋰電池組進行充電（圖中係 ^ 用以 恭u夕郎鋰電池 200937701 20為例）’本發明的溫度感測器1〇係配置在多節鈒電池組 2〇之一側，可以用貼附或是其他的方式設於多節鍾電池組 20的一側，用以感測多節鋰電池組2〇的溫度，其中的控 制丨C 40會送出二個不同準位的電流至溫度感測器1〇，並 且在不同電流準位時’讀出溫度感測器1 〇的順向壓降。也 就是電源管理單元50送出高電流準位的順向電流（丨DH) 時，利用類比數位轉換器（A/D)取得高電流位準的順向壓降 (VDH)’因此由VDH和VDL的變化量再透過一計算轉換公 ❹式就可以量測出多節鋰電池組20的溫度，再將這個溫度送 至能源管理IC 41’透過微控制器41和控制|C4〇的互動， 就可以控制前述兩個開關元件（M〇S-FET)61和62的動 作，進而達對多節鋰電池組2〇進行充、放電之電源管理的 功效。 依據前述之内容可以瞭解，本發明利用二個彼此首尾 互接的熱敏二極體，提供一種無極性的溫度感測器，可利 2半導體製程技術製造，除了具有體積小型化及低製造成 的優點，也比傳統的熱敏電阻節省電能，而熱二極體係 、過測量電流的技術計算溫度，其抗干擾的能加也較佳。 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明 之，神和範圍内，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利 保邊範圍，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附 之申請專利範圍所界定者為準。 田 【圖式簡單說明】 第1圖，為本發明之溫度感測器之一較佳實施例的電 200937701 路構造。 第2圖，為本發明之溫度感測器之一較佳實施例構造。 第3圖，為本發明所提出之溫度感測器應用於鋰電池 充、於電控制電路的實施範例。 【主要元件符號說明】 10 溫度感測器 11 第一訊號接腳 12 第二訊號接腳
13 第一熱敏二極體 14 第二熱敏二極體 20 多節鋰電池組 30 熔斷元件
40 控制IC 50 電源管理單元（Power Management Unit) 61,62 開關元件（MOS-FET) 70 充電器

Claims (1)

  1. 200937701 十、申請專利範圍： 1. 一種二次電池之充放電控制電路的溫度感測器，可 適用於二次電池充放電控制電路中用以感測二次電池的溫 度；該溫度感測器具有一第一訊號接腳和一第二訊號接 腳，其中至少包含有成對的一第一熱敏二極體（Thermal Diode)和一第二熱敏二極體，該第一熱敏二極體的正極與 該第二熱敏二極體的負極共同連接該第一訊號接腳，該第 一熱敏二極體的負極與該第二熱敏二極體的正極共同連接 ❹ 該第二訊號接腳。 2. 如申請專利範圍第1項所述二次電池之充放電控制 電路的溫度感測器，其中第一熱敏二極體和該第二熱敏二 極體係利用半導體製程技術將該第一熱敏二極體和該第二 熱敏二極體，製作為單一晶片型的半導體溫度感測器。
    10
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