TW201505320A - 充放電控制電路及電池裝置 - Google Patents
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Abstract
提供即使充電器被逆連接之時，安全性也高的充放電控制電路及電池裝置。
一種充放電控制電路，具備有消耗電流增加電路，其具備接受檢測出來自充電器逆連接檢測電路之充電器逆連接的檢測訊號而接通的開關電路，使電流從電源端子流至接地端子。
Description
本發明係關於檢測充電器之逆連接之充放電控制電路及電池裝置，尤其關於防止當將充電器逆連接時，充放電控制電路及電池裝置被破壞之情形的充放電控制電路及電池裝置。
現在，各種行動型電子機器普及。該些行動型電子機器通常藉由搭載電池之電池裝置而被驅動。圖4表示以往之充放電控制電路及電池裝置之電路圖。以往之充放電控制電路及電池裝置具備有過充電檢測電路411、過放電檢測電路412、過電流檢測電路413、延遲電路415、邏輯電路417、充電器逆連接檢測電路106、VDD端子111、VSS端子112、DO端子113、CO端子114、VM端子115、外部端子120、121、二次電池101、充電控制用NchFET電晶體108、放電控制用NchFET電晶體107和電阻104。
當充電器之正極端子被連接於外部端子121，
充電器之負極端子被連接於外部端子120之充電器逆連接狀態時，VM端子115及外部端子121之電壓通常在接地電壓附近，成為二次電池101之電壓的電源電壓附近。當VM端子115之電壓成為既定電壓時，充電器逆連接檢測電路106檢測出充電器逆連接而對邏輯電路417輸出訊號，邏輯電路417分別對充電控制用NchFET108及放電控制用NchFET電晶體107之閘極輸出High及Lo。此時，從檢測出充電器逆連接起至高訊號及低訊號被輸出為止之期間，不存在延遲時間。充電控制用NchFET電晶體108接通而流通電流，放電控制用NchFET電晶體107斷開而僅流通藉由寄生二極體所產生的充電電流，充電器逆連接檢測電路106使二次電池101之放電停止。
如此一來，當成為充電器逆連接狀態時，使二次電池101之放電停止(例如，參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開2009-247100號公報
但是，以往之充放電控制電路及電池裝置中，有檢測出充電器之逆連接，停止二次電池之放電之後，電流從VM端子115經寄生二極體流至VDD端子
111的課題。
當檢測出充電器逆連接而放電停止時，VM端子115之電壓成為二次電池之電壓被加上充電器之電壓的值，VM端子115之電壓高於VDD端子111之電壓。然後，藉由從VM端子115被連接至VDD端子111之寄生二極體，電流從VM端子115朝向VDD端子111流動。該電流從VM端子115流至VDD端子111、外部端子120。將該電流設為Ivm，將二次電池之電壓設為Vbat，將從VDD端子111至外部端子120之間的電阻值設為R1，將充放電控制電路之VDD端子111和VSS端子112間之耐壓設為Vmax時，在充放電控制電路之VDD端子111和VSS端子112間，施加Vbat+Ivm×R1之電壓。
此時，當成為(Vbat+Ivm×R1)>Vmax時，在充放電控制電路被施加耐壓以上之電壓。
本發明係鑒於上述課題而創作出，因可以防止充電器逆連接時，電流從VM端子經寄生二極體流至VDD端子，故實現安全性高之充放電控制電路及電池裝置。
為了解決以往之課題，本發明之充放電控制電路及電池裝置構成如下述般。
一種充放電控制電路，具備有消耗電流增加電路，其具備接受檢測出來自充電器逆連接檢測電路之充電器逆連
接的檢測訊號而接通的開關電路，使電流從電源端子流至接地端子。再者，具備有其充放電控制電路的電池裝置。
本發明之充放電控制電路及電池裝置係於檢測出充電器逆連接之後，藉由減少從VDD端子流出之電流，可以防止充放電控制電路之VDD端子和VSS端子間之電壓上升，並可防止在充放電控制電路被施加耐壓以上之電壓的情形。因此，可以提升電池裝置之安全性。
100‧‧‧充放電控制電路
101‧‧‧二次電池
105‧‧‧控制電路
106‧‧‧充電器逆連接檢測電路
107‧‧‧放電控制用NchFET電晶體
108‧‧‧充電控制用NchFET電晶體
110‧‧‧寄生二極體
120、121‧‧‧外部端子
130‧‧‧消耗電流增加電路
131‧‧‧開關電路
201‧‧‧電阻
301‧‧‧定電流電路
411‧‧‧過充電檢測電路
412‧‧‧過放電檢測電路
413‧‧‧過電流檢測電路
415‧‧‧延遲電路
417‧‧‧邏輯電路
圖1為第一實施型態之充放電控制電路及電池裝置之電路圖。
圖2為第二實施型態之充放電控制電路及電池裝置之電路圖。
圖3為第三實施型態之充放電控制電路及電池裝置之電路圖。
圖4為以往之充放電控制電路及電池裝置之電路圖。
以下，針對本實施型態之充放電控制電路及電池裝置，參照圖面予以說明。
圖1為第一實施型態之充放電控制電路及電池裝置之電路圖。
第一實施型態之充放電控制電路及電池裝置係由二次電池101、電阻102、104、電容103、放電控制用NchFET電晶體107、充電控制用NchFET電晶體108、充放電控制電路100、外部端子120、121所構成。充放電控制電路100係由控制電路105、充電器逆連接檢測電路106、消耗電流增加電路130、VDD端子111、VSS端子112、DO端子113、CO端子114、VM端子115所構成。消耗電流增加電路130係由開關電路131所構成。
二次電池101係正極被連接於外部端子120和電阻102，負極被連接於電容103和VSS端子112和放電控制用NchFET電晶體107之源極及背閘極。電阻102之另一方之端子被連接於電容103之另一方之端子和VDD端子111。放電控制用NchFET電晶體107係閘極被連接於DO端子113，汲極被連接於充電控制用NchFET電晶體108之汲極。充電控制用NchFET電晶體108係閘極被連接於CO端子114，源極及背閘極被連接於外部端子121和電阻104。電阻104之另一方的端子被連接於VM端子115。控制電路105係第一輸入被連接於VDD端子111，第二輸入被連接於VSS端子112，第三輸入被連接於VM端子115，第四輸入被連接於充電器逆連接檢測電路106之第一輸出，第一輸出被連接於DO端子113，
第二輸出被連接於CO端子114。開關電路131係一方之端子被連接於VDD端子111，另一方之端子被連接於VSS端子112。充電器逆連接檢測電路106係輸入被連接於VM端子115，第二輸出被連接於開關電路131，控制接通斷開。
針對第一實施型態之充放電控制電路及電池裝置之動作予以說明。
在外部端子120連接充電器之正極，在外部端子121連接充電器之負極，對二次電池101進行充電，二次電池101之電壓變高，成為既定電壓以上之時，控制電路105檢測出過充電狀態，並對CO端子114輸出Lo之訊號。然後，使充電控制用NchFET電晶體108斷開，停止對二次電池101充電。
在外部端子120和121間連接負載，二次電池101之電壓變低，成為既定電壓以下時，控制電路105檢測出過放電狀態並對DO端子113輸出Lo之訊號。然後，使放電控制用NchFET電晶體107斷開，停止從二次電池101放電。
當在外部端子120和121間流通異常的放電電流時，VM端子115之電壓上升，以控制電路105檢測出放電過電流狀態。然後，對DO端子113輸出Lo之訊號而使放電控制用NchFET電晶體107斷開，停止從二次電池101流出異常的放電電流。
當在外部端子120和121間流通異常的放電
電流時，VM端子115之電壓下降，以控制電路105檢測出充電過電流狀態。然後，對CO端子114輸出Lo之訊號而使充電控制用NchFET電晶體108斷開，停止從二次電池101流出異常的充電電流。
於在外部端子120連接充電器之負極，在外
部端子121連接充電器之正極，即是逆連接充電器之充電器逆連接狀態之時，VM端子115及外部端子121之電壓成為屬於二次電池101之電壓的電源電壓附近。並且，當VM端子115之電壓成為既定電壓時，充電器逆連接檢測電路106檢測出充電器逆連接狀態而對控制電路105輸出訊號，從控制電路105對CO端子114輸出High之訊號，對DO端子113輸出Lo之訊號。如此一來，使充電器逆連接狀態之時充電控制用NchFET電晶體108接通，僅使放電電流流通，並使放電控制用NchFET電晶體107斷開，藉由寄生二極體，僅使充電電流流通，停止放電電流，並停止二次電池101之放電。
同時，充電器逆連接檢測電路106檢測出充
電器逆連接，使消耗電流增加電路130之開關電路131斷開，並增加從VDD端子111流至VSS端子122之消耗電流。在VM端子115至VDD端子111，存在使VM端子115至VDD端子111成為順向之寄生二極體110。當檢測出充電器逆連接而放電停止時，VM端子115之電壓成為二次電池101之電壓被加上充電器之電壓的值，VM端子115之電壓高於VDD端子111之電壓。依此，透過從VM
端子115被連接至VDD端子111之寄生二極體110，電流從VM端子115朝向VDD端子111流動。當將該電流設為Ivm時，Ivm從VM端子115朝向VDD端子111、電阻102、外部端子120流動。
消耗電流增加電路130動作，將從VDD端子
111流至VSS端子112之電流值設為Ids。然後，將二次電池101之電壓設為Vbat，將電阻102之電阻值設為R1，將充放電控制電路100之VDD端子111和VSS端子112間之耐壓設為Vmax時，在充放電控制電路100之VDD端子111和VSS端子112間產生Vbat+(Ivm-Ids)×R1之電壓。此時，藉由調節消耗電流增加電路130之電流值Ids以滿足{Vbat+(Ivm-Ids)×R1}<Vmax之關係，可以防止耐壓以上之電壓被施加至充放電控制電路100。
如此一來，藉由使在充電器逆連接狀態下經
寄生二極體110而流動之電流之一部分流至VSS端子112，可以防止在充放電控制電路100被施加耐壓以上之電壓。
藉由上述，第一實施型態之充放電控制電路
及電池裝置，可以減少檢測出充電器逆連接之後，經寄生二極體而從VDD端子流出之電流，並防止在充放電控制電路被施加耐壓以上之電壓。因此，可以提升電池裝置之安全性。
圖2為第二實施型態之充放電控制電路及電池裝置之電路圖。
與第一實施型態不同的係在開關電路131和VDD端子111間插入屬於阻抗元件之電阻201之點。其他與第一實施型態相同。
針對第二實施型態之充放電控制電路及電池裝置之動作予以說明。
過充電狀態、過放電狀態、過電流狀態、充電器逆連接檢測電路106之動作與第一實施例相同。當成為充電器逆連接狀態，充電器逆連接檢測電路106使開關電路131接通時，消耗電流增加電路130動作，電流值Ids從VDD端子111流至VSS端子112。藉由調節該電流Ids和電阻201之電阻值，可以防止耐壓以上之電壓被施加至充放電控制電路100。
如此一來，藉由使在充電器逆連接狀態下經寄生二極體110而流動之電流之一部分流至VSS端子112，可以防止在充放電控制電路100被施加耐壓以上之電壓。
藉由上述，第二實施型態之充放電控制電路及電池裝置，可以減少檢測出充電器逆連接之後，經寄生二極體而從VDD端子流出之電流，並防止在充放電控制電路被施加耐壓以上之電壓。因此，可以提升電池裝置之安全性。
圖3為第三實施型態之充放電控制電路及電池裝置之電路圖。
與第二實施型態不同的係將電阻201變更成定電流電路301之點。其他與第二實施型態相同。
針對第三實施型態之充放電控制電路及電池裝置之動作予以說明。
過充電狀態、過放電狀態、過電流狀態、充電器逆連接檢測電路106之動作與第二實施例相同。當成為充電器逆連接狀態，充電器逆連接檢測電路106使開關電路131接通時，消耗電流增加電路130動作，電流值Ids從VDD端子111流至VSS端子112。藉由調節該電流Ids和定電阻301之電阻值，可以防止耐壓以上之電壓被施加至充放電控制電路100。
如此一來，藉由使在充電器逆連接狀態下經寄生二極體110而流動之電流之一部分流至VSS端子112，可以防止在充放電控制電路100被施加耐壓以上之電壓。
藉由上述，第三實施型態之充放電控制電路及電池裝置，可以減少檢測出充電器逆連接之後，經寄生二極體而從VDD端子流出之電流，並防止在充放電控制電路被施加耐壓以上之電壓。因此，可以提升電池裝置之安全性。
100‧‧‧充放電控制電路
101‧‧‧二次電池
102‧‧‧電阻
103‧‧‧電容
104‧‧‧電阻
105‧‧‧控制電路
106‧‧‧充電器逆連接檢測電路
107‧‧‧放電控制用NchFET電晶體
108‧‧‧充電控制用NchFET電晶體
110‧‧‧寄生二極體
111‧‧‧VDD端子
112‧‧‧VSS端子
113‧‧‧DO端子
114‧‧‧CO端子
115‧‧‧VM端子
120、121‧‧‧外部端子
130‧‧‧消耗電流增加電路
131‧‧‧開關電路
Claims (3)
- 一種充放電控制電路，控制被連接於第一端子和第二端子之間之二次電池之充放電，其特徵在於：具備：充電器逆連接檢測電路，其係檢測出充電器被逆連接；和消耗電流增加電路，其具備接受來自上述充電器逆連接檢測電路之檢測訊號而接通的開關電路，使電流在上述第一端子至上述第二端子間流通。
- 如請求項1所載之充放電控制電路，其中上述消耗電流增加電路具備用以調節在上述第一端子至上述第二端子間流通之電流的電流值之阻抗元件。
- 一種電池裝置，其特徵在於：具備：上述二次電池，其可充放電；充放電控制開關，其係被設置在上述二次電池之充放電路徑；和如請求項1所記載之充放電控制電路，其係監視上述二次電池之電壓，藉由對上述充放電控制開關進行開關來控制上述二次電池之充放電。
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