TW201807922A - 充放電控制電路及具備其的電池裝置 - Google Patents

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桜井敦司
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Abstract

本發明提供一種可使用低耐壓的FET的充放電控制電路及具備其的電池裝置。充放電控制電路為用以控制二次電池的充放電的充放電控制電路，其具備：正極電源端子及負極電源端子，用以監測二次電池的電壓；充電控制端子，連接於充電控制FET的閘極，所述充電控制FET的一端連接於連接有負載及充電器的負極的外部負極端子；以及箝位電路，以外部負極端子的電壓為基準電壓，將輸出至充電控制端子的使充電控制FET導通的高位準訊號箝位成較所述基準電壓高出規定電壓量的電壓。

Description

充放電控制電路及具備其的電池装置
本發明是有關於一種充放電控制電路及具備其的電池裝置。
通常而言，電池裝置以具備包含對過充電、過放電、放電過電流及充電過電流進行檢測以控制充放電的充放電控制電路的充放電控制裝置，藉此保護二次電池的方式構成（例如參照專利文獻1）。
另一方面，目前開始使用具備兩個充放電控制裝置的電池裝置。將此種具備兩個充放電控制裝置的現有的電池裝置50的方塊圖示於圖8。
電池裝置50具備：二次電池SC；連接於二次電池SC、具有彼此相同的構成的第1充放電控制裝置51a及第2充放電控制裝置51b；外部正極端子EB+；以及外部負極端子EB-。於外部正極端子EB+與外部負極端子EB-之間連接有充電器CH。
充放電控制裝置51a（51b）具備充放電控制電路510a（510b）、放電控制場效電晶體（Field Effect Transistor，FET）521a（521b）、充電控制FET 522a（522b）、以及電阻元件530a（530b）及電阻元件540a（540b）。
充放電控制電路510a（510b）具有正極電源端子VDDa（VDDb）、負極電源端子VSSa（VSSb）、過電流檢測端子VIa（VIb）、放電控制端子DOa（DOb）、充電控制端子COa（COb）、以及外部負電壓輸入端子VMa（VMb），各端子如圖所示般連接。
根據此種具有兩個充放電控制裝置51a及充放電控制裝置51b的電池裝置50，假使在第1充放電控制裝置51a無法運作的情況下，第2充放電控制裝置51b亦會進行運作，因此可進一步提高安全性。 [現有技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2005-168159號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，於圖8所示的電池裝置50中會產生如下問題。
於連接有充電器CH的狀態下，當由第2充放電控制裝置51b檢測到過充電或充電過電流而充電控制FET 522b關斷時，充電器CH的電壓被施加至充放電控制電路510a（亦稱為「充電器側的充放電控制電路」）所控制的放電控制FET 521a及充電控制FET 522a的各閘極・源極間。
連接於電池裝置50的充電器CH的電壓只要為較二次電池SC的電壓（例如為3.8 V）大的電壓即可，故可使用具有各種電壓的充電器。因此，有時亦使用具有遠大於於二次電池SC的電壓的電壓（例如為20 V）的充電器。
如上所述，存在充電器CH的電壓被施加至放電控制FET 521a及充電控制FET 522a的各閘極・源極間的情況，因此放電控制FET 521a及充電控制FET 522a的閘極・源極間耐壓須高於充電器CH的電壓。
因此，於放電控制FET 521a及充電控制FET 522a中必須使用高耐壓的FET，而所述FET存在高導通電阻、大型且價格高的問題。
本發明是鑒於所述課題而成，其目的在於提供一種充放電控制電路及具備其的電池裝置，所述充放電控制電路及具備其的電池裝置於具備兩個充放電控制裝置來構成電池裝置的情況下，可使用低耐壓的FET而非高耐壓的FET來作為由充電器側的充放電控制電路控制的充放電控制FET。 [解決課題之手段]
為解決所述課題，本發明的充放電控制電路為用以控制二次電池的充放電的充放電控制電路，其特徵在於具備：正極電源端子及負極電源端子，用以監測所述二次電池的電壓；充電控制端子，連接於充電控制FET的閘極，所述充電控制FET的一端連接於連接有負載及充電器的負極的外部負極端子；以及第1箝位電路，以所述外部負極端子的電壓為基準電壓，將輸出至所述充電控制端子的使所述充電控制FET導通的高位準（high level）訊號箝位成較所述基準電壓高出規定電壓量的電壓。
另外，本發明的電池裝置具備：二次電池；外部正極端子及外部負極端子，連接有負載及充電器；第1充放電控制電路及第2充放電控制電路，連接於所述二次電池；第1充電控制FET，一端連接於所述外部負極端子；第1放電控制FET，一端連接於所述第1充電控制FET的另一端；第2充電控制FET，一端連接於所述第1放電控制FET的另一端；以及第2放電控制FET，一端連接於所述第2充電控制FET的另一端，另一端連接於所述二次電池的負極，所述電池裝置的特徵在於，所述第1充放電控制電路具有：正極電源端子及負極電源端子，用以監測所述二次電池的電壓；充電控制端子，連接於所述第1充電控制FET的閘極；以及第1箝位電路，以所述外部負極端子的電壓為基準電壓，將所述充電控制端子輸出的使所述充電控制FET導通的高位準訊號箝位成較所述基準電壓高出規定電壓量的電壓。 [發明的效果]
根據本發明，於充電器的負極連接於外部負極端子的狀態下，當自充電控制端子輸出允許充電的高位準訊號時，即便在藉由來自充電控制端子的輸出訊號而受到通斷（on/off）控制的充電控制FET的源極電壓成為充電器的負極的電壓的情況下，所述高位準訊號亦成為被箝位成較外部負極端子的電壓高出規定電壓量的電壓。即，因充電控制FET的閘極・源極間所施加的電壓成為所述規定電壓，故若將該規定電壓設定得低，則至少作為充電控制FET而可使用低耐壓的FET。
以下，參照圖式對本發明的實施形態進行說明。
圖1為表示本發明的第1實施形態的電池裝置10的方塊圖。
本實施形態的電池裝置10具備二次電池SC、第1充放電控制裝置11、第2充放電控制裝置12、以及連接有充電器CH及負載（未圖示）的外部正極端子EB+及外部負極端子EB-。
第1充放電控制裝置11（亦稱為「充電器側的充放電控制電路」）具備第1充放電控制電路110、放電控制FET 121、充電控制FET 122、過電流檢測用電阻130、以及電阻140。
第1充放電控制電路110具備用以監測二次電池SC的電壓的正極電源端子VDD1及負極電源端子VSS1、過電流檢測端子VI1、放電控制端子DO1、充電控制端子CO1、以及外部負電壓輸入端子VM1。
放電控制FET 121的閘極連接於放電控制端子DO1，藉由自放電控制端子DO1輸出的第1放電控制訊號受到通斷控制。充電控制FET 122的閘極連接於充電控制端子CO1，藉由自充電控制端子CO1輸出的第1充電控制訊號受到通斷控制。
第2充放電控制裝置12具備第2充放電控制電路210、放電控制FET 221、充電控制FET 222、過電流檢測用電阻230、以及電阻240。
第2充放電控制電路210具備用以監測二次電池SC的電壓的正極電源端子VDD2及負極電源端子VSS2、過電流檢測端子VI2、放電控制端子DO2、充電控制端子CO2、以及外部負電壓輸入端子VM2。
放電控制FET 221的閘極連接於放電控制端子DO2，藉由自放電控制端子DO2輸出的第2放電控制訊號受到通斷控制。充電控制FET 222的閘極連接於充電控制端子CO2，藉由自充電控制端子CO2輸出的第2充電控制訊號受到通斷控制。
充電控制FET 122的一端連接於外部負極端子EB-，放電控制FET 121的一端連接於充電控制FET 122的另一端，過電流檢測用電阻130的一端連接於放電控制FET 121的另一端，充電控制FET 222的一端連接於過電流檢測用電阻130的另一端，放電控制FET 221的一端連接於充電控制FET 222的另一端，過電流檢測用電阻230的一端連接於放電控制FET 221的另一端，另一端連接於二次電池SC的負極。
第1充放電控制電路110的正極電源端子VDD1與第2充放電控制電路210的正極電源端子VDD2連接於二次電池SC的正極，第1充放電控制電路110的負極電源端子VSS1經由充電控制FET 222、放電控制FET 221、及過電流檢測用電阻230連接於二次電池SC的負極，第2充放電控制電路210的負極電源端子VSS2連接於二次電池SC的負極。
第1充放電控制電路110的外部負電壓輸入端子VM1經由電阻140連接於充電控制FET 122的一端。另外，第2充放電控制電路210的外部負電壓輸入端子VM2經由電阻240連接於充電控制FET 222的一端。
第1充放電控制電路110構成為更具備檢測控制電路111、輸出驅動器112及輸出驅動器113、以及箝位電路114及箝位電路115。
檢測控制電路111接收正極電源端子VDD1、負極電源端子VSS1、過電流檢測端子VI1及外部負電壓輸入端子VM1的電壓作為輸入訊號。而且，當允許二次電池SC的放電時，將高位準訊號輸出至輸出驅動器112的輸入端，當禁止放電時，將低位準（low level）訊號輸出至輸出驅動器112的輸入端，當允許二次電池SC的充電時，將高位準訊號輸出至輸出驅動器113的輸入端，當禁止充電時，將低位準訊號輸出至輸出驅動器113的輸入端。
輸出驅動器112及輸出驅動器113的輸出端分別連接於放電控制端子DO1及充電控制端子CO1。
箝位電路114及箝位電路115分別連接於放電控制端子DO1與外部負電壓輸入端子VM1之間及充電控制端子CO1與外部負電壓輸入端子VM1之間。若輸出驅動器112的輸出端與外部負電壓輸入端子VM1之間的電壓及輸出驅動器113的輸出端與外部負電壓輸入端子VM1之間的電壓超過規定電壓，則箝位電路114及箝位電路115以外部負電壓輸入端子VM1的電壓（即外部負極端子EB-的電壓）為基準電壓，將放電控制端子DO1及充電控制端子CO1的電壓分別箝位成較基準電壓高出規定電壓量的電壓。
另外，箝位電路114具備連接於輸出驅動器113的輸入端的賦能端子114e。
接著，於以下對電池裝置10的運作進行說明。
此處，對在外部正極端子EB+與外部負極端子EB-之間連接有充電器CH，充電控制FET 122、充電控制FET 222、及放電控制FET 121、放電控制FET 221全部導通的狀態下，由第2充放電控制裝置12檢測到過充電或充電過電流時的運作進行說明。
若由第2充放電控制裝置12檢測到過充電或充電過電流，則充電控制FET 222關斷。藉此，過電流檢測用電阻130成為自二次電池SC的負極斷開的狀態，因此，負極電源端子VSS1的電壓、過電流檢測端子VI1的電壓、放電控制FET 121與充電控制FET 122的連接點處的電壓、外部負電壓輸入端子VM1的電壓及外部負極端子EB-的電壓均成為充電器CH的負極的電壓。因此，正極電源端子VDD1與外部負電壓輸入端子VM1之間的電壓成為充電器CH的電壓。
若正極電源端子VDD1與外部負電壓輸入端子VM1（即外部負極端子EB-）之間的電壓成為較二次電池SC的電壓（例如為3.8 V）高的規定電壓（例如為5 V），則箝位電路114及箝位電路115運作，以外部負電壓輸入端子VM1的電壓（即外部負極端子EB-的電壓）為基準電壓，將放電控制端子DO1及充電控制端子CO1的電壓分別箝位成較外部負極端子EB-的電壓高出規定電壓（例如為5 V）量的電壓。因此，自放電控制端子DO1及充電控制端子CO1輸出的高位準訊號成為如上所述般經箝位的電壓。
藉此，於放電控制FET 121及充電控制FET 122的各閘極・源極間施加的是作為經箝位的放電控制端子DO1及充電控制端子CO1的電壓與充電器CH的負極的電壓之間的差的電壓、即所述規定電壓，而非充電器CH的電壓。可使該規定電壓充分小於充電器的電壓（例如為20 V）。
放電控制FET 121及充電控制FET 122的閘極・源極間耐壓只要高於所述規定電壓即可，因此，若規定電壓如上所述般為5 V，則作為放電控制FET 121及充電控制FET 122，例如可使用耐壓為6 V的FET。因此，可獲得無需使用高導通電阻、大型且價格高的高耐壓的FET的效果。
如上所述，根據本實施形態，藉由設置兩個充放電控制電路而提高電池裝置的安全性，並且可使用低耐壓的FET來作為由充電器側的充放電控制電路控制的放電控制FET 及充電控制FET。因此，可提供廉價且小型的電池裝置。
於本實施形態中，示出了以外部負電壓輸入端子VM1的電壓為基準電壓，將放電控制端子DO1及充電控制端子CO1的電壓箝位成較所述基準電壓高出規定電壓量的電壓的例子，但用作基準電壓的電壓並不限定於外部負電壓輸入端子VM1的電壓。只要將當充電控制FET 222關斷時成為充電器CH的負極的電壓、即成為外部負極端子EB-的電壓的端子的電壓設為基準電壓即可，亦可將過電流檢測端子VI1或負極電源端子VSS1的電壓用作基準電壓。另外，亦可於第1充放電控制電路110中追加輸入有放電控制FET 121與充電控制FET 122的連接點處的電壓的端子，並將該端子的電壓用作基準電壓。
再者，於本實施形態中，如上所述，箝位電路114具備連接於輸出驅動器113的輸入端的賦能端子114e。此是用以避免以下狀態者：自在外部正極端子EB+與外部負極端子EB-之間連接有充電器CH，充電控制FET 122、充電控制FET 222、及放電控制FET 121、放電控制FET 221全部導通的狀態起，當由第1充放電控制裝置11及第2充放電控制裝置12中的至少第1充放電控制裝置11檢測到過充電或充電過電流而充電控制FET 122關斷時，於放電控制FET 121的閘極・源極間施加大的電壓的狀態。
即，例如自充電控制FET 122、充電控制FET 222、及放電控制FET 121、放電控制FET 221全部導通的狀態起，若僅充電控制FET 122關斷，則放電控制FET 121成為自外部負極端子EB-斷開的狀態。因此，放電控制FET 121的另一端（源極）的電壓成為與二次電池SC的負極的電壓相同的電壓（例如為-3.8 V（於將正極設為0 V的情況下））。該狀態下，若放電控制端子DO1的電壓被箝位成較外部負極端子EB-的電壓（例如為-20 V（於將外部正極端子EB+設為0 V的情況下））高出規定電壓（例如為5 V）量的電壓（例如為-15 V），則於放電控制FET 121的閘極・源極間會施加大的電壓（例如為11.2 V）。若成為此種狀態，則於如上所述般例如使用耐壓為6 V的FET作為放電控制FET 121的情況下，超過所述耐壓的電壓施加於放電控制FET 121的閘極・源極間，從而導致放電控制FET 121損壞。
因此，設為輸出驅動器113中所輸入的來自檢測控制電路111的訊號亦被輸入至箝位電路114的賦能端子114e，從而當用以使充電控制FET 122關斷的低位準訊號自檢測控制電路111輸出至輸出驅動器113時，賦能端子114e中輸入有低位準訊號，基於此，箝位電路114成為被去能的構成，藉此避免了如上所述的狀態。
作為第2實施形態及第3實施形態，以下對用以避免如上所述的狀態的其他構成的電池裝置進行說明。
圖2為表示本發明的第2實施形態的電池裝置20的方塊圖。
本實施形態的電池裝置20於以下方面與第1實施形態的電池裝置10不同：箝位電路114連接於過電流檢測端子VI1與放電控制端子DO1之間而非連接於外部負電壓輸入端子VM1與放電控制端子DO1之間；以及箝位電路114並不具備賦能端子114e。
關於其他構成，因與圖1的電池裝置10相同，故對相同的構成要素附上相同的符號並省略重複的說明。
根據所述電池裝置20，箝位電路114以過電流檢測端子VI1的電壓、即放電控制FET 121的另一端（源極）的電壓為基準電壓，將放電控制端子DO1的電壓箝位成較基準電壓高出規定電壓量的電壓，因此，即便自在外部正極端子EB+與外部負極端子EB-之間連接有充電器CH，充電控制FET 122、充電控制FET 222、及放電控制FET 121、放電控制FET 221全部導通的狀態起，當由第1充放電控制裝置11檢測到過充電或充電過電流而僅充電控制FET 122關斷時，於放電控制FET 121的閘極・源極間亦僅施加規定電壓。
因此，根據本實施形態，無需設置賦能端子114e便可使用低耐壓的FET來作為放電控制FET 121。
圖3為表示本發明的第3實施形態的電池裝置30的方塊圖。
本實施形態的電池裝置30於以下方面與第1實施形態的電池裝置10不同：箝位電路114連接於負極電源端子VSS1與放電控制端子DO1之間而非連接於外部負電壓輸入端子VM1與放電控制端子DO1之間；箝位電路114並不具備賦能端子114e；電池裝置30不具備過電流檢測用電阻130、過電流檢測用電阻230；及電池裝置30不具備過電流檢測端子VI1、過電流檢測端子VI2。
關於其他構成，因與圖1的電池裝置10相同，故對相同的構成要素附上相同的符號並省略重複的說明。
如上所述，電池裝置30不具備過電流檢測用電阻130、過電流檢測用電阻230及過電流檢測端子VI1、過電流檢測端子VI2，於第1充放電控制電路110中，基於外部負電壓輸入端子VM1的電壓與負極電源端子VSS1的電壓之間的差來進行過電流的檢測，於第2充放電控制電路210中，基於外部負電壓輸入端子VM2的電壓與負極電源端子VSS2的電壓之間的差來進行過電流的檢測。
如此般，因未設置過電流檢測用電阻130、過電流檢測用電阻230，故將箝位電路114連接於負極電源端子VSS1與放電控制端子DO1之間。
根據所述電池裝置30，箝位電路114以負極電源端子VSS1的電壓、即與圖2所示的電池裝置20同樣地以放電控制FET 121的另一端（源極）的電壓為基準電壓，將放電控制端子DO1的電壓箝位成較基準電壓高出規定電壓量的電壓，因此，即便在外部正極端子EB+與外部負極端子EB-之間連接有充電器CH的狀態下僅充電控制FET 122關斷時，於放電控制FET 121的閘極・源極間亦僅施加規定電壓。
因此，根據本實施形態，與第2實施形態的電池裝置20同樣地，亦無需設置賦能端子114e便可使用低耐壓的FET來作為放電控制FET 121。
如此般，根據第2實施形態及第3實施形態，不設置賦能端子114e便可與第1實施形態同樣地使用低耐壓的FET來作為由充電器側的充放電控制電路控制的放電控制FET及充電控制FET，從而可提供廉價且小型的電池裝置。
再者，於圖2所示的電池裝置20中，在因配線的佈置等而難以將箝位電路114連接於過電流檢測端子VI1的情況等下，亦可如圖3所示的電池裝置30般，設為將箝位電路114連接於負極電源端子VSS1與放電控制端子DO1之間的構成。
於第1實施形態～第3實施形態中，作為箝位電路114及箝位電路115，例如可使用擊穿電壓為所述規定電壓的齊納二極體（Zener diode）。若使用此種齊納二極體，則箝位電路114及箝位電路115僅於輸出驅動器112的輸出端與外部負極端子EB-之間的電壓及輸出驅動器113的輸出端與外部負極端子EB-之間的電壓超過擊穿電壓時運作，因此僅於此時在箝位電路114及箝位電路115中流通電流，而除此以外的時間不流通，故不會不必要地增加消耗電流。
然而，將齊納二極體與其他元件一起整合於半導體基板上比較困難，因此亦存在將多個經二極體連接的金屬氧化物半導體（metal oxide semiconductor，MOS）電晶體等阻抗元件串聯連接而成者用作箝位電路114及箝位電路115的情況。
該情況下，在箝位電路114及箝位電路115中始終流通電流，因此導致消耗電流的增大。
因此，作為第4實施形態，以下對解決了此種問題的電池裝置進行說明。
圖4為表示本發明的第4實施形態的電池裝置40-1的方塊圖。
相對於第1實施形態的電池裝置10，本實施形態的電池裝置40-1於以下方面不同。
所述電池裝置40-1構成為：於箝位電路114與外部負電壓輸入端子VM1之間及箝位電路115與外部負電壓輸入端子VM1之間分別設置有開關元件41及開關元件42，進而，檢測控制電路111輸出開關控制訊號SWC以對所述開關元件41及開關元件42的開閉（on/off）進行控制。
關於其他構成，因與圖1的電池裝置10相同，故對相同的構成要素附上相同的符號並省略重複的說明。
運作亦與第1實施形態的電池裝置10大致相同，但箝位電路114及箝位電路115的運作與停止方式與第1實施形態不同。
檢測控制電路111對正極電源端子VDD1與外部負電壓輸入端子VM1（外部負極端子EB-）的電壓進行監測，若檢測到兩者之間的電壓成為較二次電池SC的電壓高的規定電壓，則將開關控制訊號SWC設為第1位準而使開關元件41及開關元件42導通。藉此，箝位電路114及箝位電路115運作，將放電控制端子DO1及充電控制端子CO1的電壓分別箝位成較作為基準電壓的外部負電壓輸入端子VM1的電壓（外部負極端子EB-的電壓）高出規定電壓量的電壓。
另外，檢測控制電路111若檢測到正極電源端子VDD1與外部負電壓輸入端子VM1之間的電壓低於所述規定電壓，則將開關控制訊號SWC設為第2位準而使開關元件41及開關元件42關閉。藉此，當無需對放電控制端子DO1及充電控制端子CO1的電壓進行箝位時，箝位電路114及箝位電路115停止運作。
藉由所述構成，可防止不必要的消耗電流的增加。
如上所述，於本實施形態中，亦可獲得與第1實施形態同樣的效果，並且可抑制消耗電流。
圖5中示出第4實施形態的第2例的電池裝置40-2的方塊圖。
相對於圖4的電池裝置40-1，電池裝置40-2於以下方面不同。再者，關於以下方面以外的構成，因與圖4的電池裝置40-1相同，故對相同的構成要素附上相同的符號並省略重複的說明。
於電池裝置40-2中，第1充放電控制電路110更具備控制端子CTL，控制端子CTL連接於第2充放電控制電路210的充電控制端子CO2。而且，藉由基於控制端子CTL中輸入的訊號所生成的開關控制訊號SWC來對開關元件41及開關元件42的開閉進行控制。
當充電控制端子CO2輸出高位準訊號時，即充電控制FET 222導通時，開關控制訊號SWC成為第2位準，藉此，開關元件41及開關元件42關閉。因此，箝位電路114及箝位電路115停止運作。
另一方面，當充電控制端子CO2輸出低位準訊號時，即充電控制FET 222關斷時，開關控制訊號SWC成為第1位準，藉此，開關元件41及開關元件42導通。因此，箝位電路114及箝位電路115運作，將放電控制端子DO1及充電控制端子CO1的電壓分別箝位成較作為基準電壓的外部負電壓輸入端子VM1的電壓（外部負極端子EB-的電壓）高出規定電壓量的電壓。
於圖4所示的電池裝置40-1中，必須於檢測控制電路111內設置對正極電源端子VDD1與外部負電壓輸入端子VM1的電壓進行監測並檢測兩者間的電壓的電路（未圖示），相對於此，根據本例的電池裝置40-2，雖然增加了一個端子，但無需設置所述電路，從而能夠以簡易的構成對開關元件41及開關元件42的開閉進行控制。
圖6中示出第4實施形態的第3例的電池裝置40-3的方塊圖。
相對於圖4的電池裝置40-1，電池裝置40-3於以下方面不同。再者，關於以下方面以外的構成，因與圖4的電池裝置40-1相同，故對相同的構成要素附上相同的符號並省略重複的說明。
於電池裝置40-3中，第1充放電控制裝置11的過電流檢測用電阻130連接於放電控制FET 221與過電流檢測用電阻230之間，而非連接於放電控制FET 121與充電控制FET 222之間。
根據本例的電池裝置40-3，即便在連接有充電器CH的狀態下充電控制FET 222關斷時，第1充放電控制電路110的負極電源端子VSS1的電壓成為二次電池SC的負極的電壓，因此正極電源端子VDD1與負極電源端子VSS1之間的電壓成為二次電池SC的電壓而非充電器CH的電壓。因此，可降低檢測控制電路111的耐壓，故可廉價地製造第1充放電控制電路110。
再者，於本例中，亦可將檢測控制電路111設為以下構成：對負極電源端子VSS1或過電流檢測端子VI1與外部負電壓輸入端子VM1的電壓進行監測，以檢測到正極電源端子VDD1與外部負極端子EB-之間的電壓成為較二次電池SC的電壓高的規定電壓。
圖7中示出第4實施形態的第4例的電池裝置40-4的方塊圖。
相對於圖6的電池裝置40-3，電池裝置40-4於以下方面不同。再者，關於以下方面以外的構成，因與圖6的電池裝置40-3相同，故對相同的構成要素附上相同的符號並省略重複的說明。
於電池裝置40-4中，第1充放電控制電路110更具備過電流檢測端子VI12 ，過電流檢測端子VI12 連接於過電流檢測用電阻130與過電流檢測用電阻230的連接點處。另外，第1充放電控制電路110的負極電源端子VSS1連接於二次電池SC的負極。
根據本例的電池裝置40-4，負極電源端子VSS1未經由過電流檢測用電阻230而直接連接於二次電池SC的負極，因此可精度良好地檢測二次電池SC的電壓。
再者，於作為第4實施形態的圖4～圖7所示的電池裝置40-1～電池裝置40-4中，與圖1所示的第1實施形態的電池裝置10同樣地示出了將箝位電路114及箝位電路115的基準電壓設為外部負電壓輸入端子VM1的電壓且箝位電路114具備連接於輸出驅動器113的輸入端的賦能端子114e的例子。然而，於所述電池裝置40-1～電池裝置40-4中，當然亦可如圖2及圖3所示的電池裝置20及電池裝置30般，於箝位電路114中不設置賦能端子114e，且作為箝位電路114的基準電壓而使用過電流檢測端子VI1或負極電源端子VSS1的電壓。
以上對本發明的實施形態進行了說明，但本發明當然並不限定於所述實施形態，於不脫離本發明的主旨的範圍內可進行各種變更。
例如，於圖4、圖6及圖7所示的電池裝置40-1、電池裝置40-3及電池裝置40-4中，示出了基於外部負電壓輸入端子VM1與正極電源端子VDD1之間的電壓來對開關元件41及開關元件42進行控制的例子，但並不限定於外部負電壓輸入端子VM1，亦可基於當充電控制FET 222關斷時成為充電器CH的負極的電壓、即成為外部負極端子EB-的電壓的另一端子與正極電源端子VDD1之間的電壓來對開關元件41及開關元件42進行控制。
另外，於圖1及圖4～圖7所示的電池裝置10、電池裝置40-1～電池裝置40-4中，示出了充放電控制電路110於放電控制端子DO1與外部負電壓輸入端子VM1之間及充電控制端子CO1與外部負電壓輸入端子VM1之間分別具備箝位電路114及箝位電路155的例子，但若以檢測到充電控制FET 222關斷而將充電控制FET 122關斷的方式構成，則可僅對放電控制FET 121的閘極・源極間電壓進行箝位。即，充放電控制電路110亦可為僅具備箝位電路114的構成。
另外，示出了充放電控制裝置11、充放電控制裝置12分別具備放電控制FET 121及充電控制FET 122、以及放電控制FET 221及充電控制FET 222的例子，但亦可為分別具備一個雙向導通型FET的構成。該情況下，充放電控制裝置11亦以如下方式構成即可：當連接於充放電控制裝置12的雙向導通型FET關閉時，連接於充放電控制裝置11的雙向導通型FET由箝位電路保護。
10、20、30、40-1、40-2、40-3、40-4、50‧‧‧電池裝置
11、51a‧‧‧充放電控制裝置/第1充放電控制裝置
12、51b‧‧‧充放電控制裝置/第2充放電控制裝置
41、42‧‧‧開關元件
110‧‧‧充放電控制電路/第1充放電控制電路
210‧‧‧充放電控制電路/第2充放電控制電路
111‧‧‧檢測控制電路
112、113‧‧‧輸出驅動器
114、115‧‧‧箝位電路
114e‧‧‧賦能端子
121、221、521a、521b‧‧‧放電控制FET
122、222、522a、522b‧‧‧充電控制FET
130、230‧‧‧過電流檢測用電阻
140、240‧‧‧電阻
510a、510b‧‧‧充放電控制電路
530a、530b、540a、540b‧‧‧電阻元件
CH‧‧‧充電器
CTL‧‧‧控制端子
CO1、CO2、COa、COb‧‧‧充電控制端子
DO1、DO2、DOa、DOb‧‧‧放電控制端子
EB+‧‧‧外部正極端子
EB-‧‧‧外部負極端子
SC‧‧‧二次電池
SWC‧‧‧開關控制訊號
VDD1、VDD2、VDDa、VDDb‧‧‧正極電源端子
VI1、VI2、VI12、VIa、VIb‧‧‧過電流檢測端子
VM1、VM2、VMa、VMb‧‧‧外部負電壓輸入端子
VSS1、VSS2、VSSa、VSSb‧‧‧負極電源端子
圖1為表示本發明的第1實施形態的電池裝置的方塊圖。 圖2為表示本發明的第2實施形態的電池裝置的方塊圖。 圖3為表示本發明的第3實施形態的電池裝置的方塊圖。 圖4為表示本發明的第4實施形態的電池裝置的方塊圖。 圖5為表示本發明的第4實施形態的第2例的電池裝置的方塊圖。 圖6為表示本發明的第4實施形態的第3例的電池裝置的方塊圖。 圖7為表示本發明的第4實施形態的第4例所示的電池裝置的方塊圖。 圖8為表示現有的電池裝置的方塊圖。
10‧‧‧電池裝置
11‧‧‧充放電控制裝置/第1充放電控制裝置
12‧‧‧充放電控制裝置/第2充放電控制裝置
110‧‧‧充放電控制電路/第1充放電控制電路
210‧‧‧充放電控制電路/第2充放電控制電路
111‧‧‧檢測控制電路
112、113‧‧‧輸出驅動器
114、115‧‧‧箝位電路
114e‧‧‧賦能端子
121、221‧‧‧放電控制FET
122、222‧‧‧充電控制FET
130、230‧‧‧過電流檢測用電阻
140、240‧‧‧電阻
CH‧‧‧充電器
CO1、CO2‧‧‧充電控制端子
DO1、DO2‧‧‧放電控制端子
EB+‧‧‧外部正極端子
EB-‧‧‧外部負極端子
SC‧‧‧二次電池
VDD1、VDD2‧‧‧正極電源端子
VI1、VI2‧‧‧過電流檢測端子
VM1、VM2‧‧‧外部負電壓輸入端子
VSS1、VSS2‧‧‧負極電源端子

Claims (20)

  1. 一種充放電控制電路，用以控制二次電池的充放電，其特徵在於，具備： 正極電源端子及負極電源端子，用以監測所述二次電池的電壓； 充電控制端子，連接於充電控制場效電晶體的閘極，所述充電控制場效電晶體的一端連接於連接有負載及充電器的負極的外部負極端子；以及 第1箝位電路，以所述外部負極端子的電壓為第1基準電壓，將輸出至所述充電控制端子的使所述充電控制場效電晶體導通的高位準訊號箝位成較所述第1基準電壓高出規定電壓量的電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的充放電控制電路，其具備： 放電控制端子，連接於放電控制場效電晶體的閘極，所述放電控制場效電晶體的一端連接於所述充電控制場效電晶體的另一端；以及 第2箝位電路，以所述外部負極端子的電壓為第2基準電壓，將輸出至所述放電控制端子的使所述放電控制場效電晶體導通的高位準訊號箝位成較所述第2基準電壓高出規定電壓量的電壓。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的充放電控制電路， 其更具備連接於所述外部負極端子的外部負電壓輸入端子， 所述第1基準電壓及所述第2基準電壓為輸入至所述外部負電壓輸入端子的電壓。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的充放電控制電路， 其更具備過電流檢測端子，所述過電流檢測端子連接於所述放電控制場效電晶體的另一端，用以檢測所述二次電池的過電流， 所述第1基準電壓及所述第2基準電壓為輸入至所述過電流檢測端子的電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的充放電控制電路，其具備： 放電控制端子，連接於放電控制場效電晶體的閘極，所述放電控制場效電晶體的一端連接於所述充電控制場效電晶體的另一端；以及 第2箝位電路，以所述放電控制場效電晶體的另一端的電壓為第2基準電壓，將輸出至所述放電控制端子的使所述放電控制場效電晶體導通的高位準訊號箝位成較所述第2基準電壓高出規定電壓量的電壓。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的充放電控制電路，其更具備： 外部負電壓輸入端子，連接於所述外部負極端子；以及 過電流檢測端子，連接於所述放電控制場效電晶體的另一端，用以檢測所述二次電池的過電流， 所述第1基準電壓為輸入至所述外部負電壓輸入端子的電壓， 所述第2基準電壓為輸入至所述過電流檢測端子的電壓。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的充放電控制電路， 其更具備連接於所述外部負極端子的外部負電壓輸入端子， 所述第1基準電壓為輸入至所述外部負電壓輸入端子的電壓， 所述第2基準電壓為輸入至所述負極電源端子的電壓。
  8. 如申請專利範圍第3項或第6項所述的充放電控制電路，其中所述正極電源端子連接於所述充電器的正極，所述外部負電壓輸入端子連接於所述充電器的負極，若所述正極電源端子與所述外部負電壓輸入端子之間的電壓成為較所述二次電池的電壓高的規定電壓，則所述第1箝位電路及第2箝位電路運作。
  9. 如申請專利範圍第2項至第8項中任一項所述的充放電控制電路， 其更具備輸入有對所述第1箝位電路及第2箝位電路的運作進行控制的訊號的控制端子， 當所述控制端子的訊號為高位準時，所述第1箝位電路及第2箝位電路停止運作。
  10. 一種電池裝置，具備： 二次電池； 外部正極端子及外部負極端子，連接有負載及充電器； 第1充放電控制電路及第2充放電控制電路，連接於所述二次電池； 第1充電控制場效電晶體，一端連接於所述外部負極端子； 第1放電控制場效電晶體，一端連接於所述第1充電控制場效電晶體的另一端； 第2充電控制場效電晶體，一端連接於所述第1放電控制場效電晶體的另一端；以及 第2放電控制場效電晶體，一端連接於所述第2充電控制場效電晶體的另一端，另一端連接於所述二次電池的負極，所述電池裝置的特徵在於， 所述第1充放電控制電路具有： 正極電源端子及負極電源端子，用以監測所述二次電池的電壓； 充電控制端子，連接於所述第1充電控制場效電晶體的閘極；以及 第1箝位電路，以所述外部負極端子的電壓為第1基準電壓，將所述充電控制端子輸出的使所述第1充電控制場效電晶體導通的高位準訊號箝位成較所述第1基準電壓高出規定電壓量的電壓。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的電池裝置，其中 所述第1充放電控制電路更具有： 放電控制端子，連接於所述第1放電控制場效電晶體的閘極；以及 第2箝位電路，以所述外部負極端子的電壓為第2基準電壓，將所述放電控制端子輸出的使所述第1放電控制場效電晶體導通的高位準訊號箝位成較所述第2基準電壓高出規定電壓量的電壓。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的電池裝置，其中 所述第1充放電控制電路更具有連接於所述外部負極端子的外部負電壓輸入端子， 所述第1基準電壓及所述第2基準電壓為輸入至所述外部負電壓輸入端子的電壓。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的電池裝置，其中 所述第1充放電控制電路更具有過電流檢測端子，所述過電流檢測端子連接於所述第1放電控制場效電晶體的另一端，用以檢測所述二次電池的過電流， 所述第1基準電壓及所述第2基準電壓為輸入至所述過電流檢測端子的電壓。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的電池裝置，其中所述第1充放電控制電路更具有： 放電控制端子，連接於所述第1放電控制場效電晶體的閘極；以及 第2箝位電路，以所述第1放電控制場效電晶體的另一端的電壓為第2基準電壓，將所述放電控制端子輸出的使所述第1放電控制場效電晶體導通的高位準訊號箝位成較所述第2基準電壓高出規定電壓量的電壓。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的電池裝置，其中所述第1充放電控制電路更具有： 外部負電壓輸入端子，連接於所述外部負極端子；以及 過電流檢測端子，連接於所述第1放電控制場效電晶體的另一端，用以檢測所述二次電池的過電流， 所述第1基準電壓為輸入至所述外部負電壓輸入端子的電壓， 所述第2基準電壓為輸入至所述過電流檢測端子的電壓。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的電池裝置，其中 所述第1充放電控制電路更具有連接於所述外部負極端子的外部負電壓輸入端子， 所述第1基準電壓為輸入至所述外部負電壓輸入端子的電壓， 所述第2基準電壓為輸入至所述負極電源端子的電壓。
  17. 如申請專利範圍第12項或第15項所述的電池裝置，其中所述正極電源端子連接於所述充電器的正極，所述外部負電壓輸入端子連接於所述充電器的負極，若所述正極電源端子與所述外部負電壓輸入端子之間的電壓成為較所述二次電池的電壓高的規定電壓，則所述第1箝位電路及第2箝位電路運作。
  18. 如申請專利範圍第11項至第17項中任一項所述的電池裝置，其中 所述第1充放電控制電路更具有連接於所述第2充電控制場效電晶體的閘極的控制端子， 當所述控制端子的訊號為高位準時，所述第1箝位電路及第2箝位電路停止運作。
  19. 如申請專利範圍第10項、第11項、第12項、第14項及第16項中任一項所述的電池裝置， 其更具備：第1過電流檢測用電阻，一端連接於所述第2放電控制場效電晶體的另一端；以及第2過電流檢測用電阻，一端連接於所述第1過電流檢測用電阻的另一端，另一端連接於所述二次電池的負極， 所述第1充放電控制電路更具有用以檢測所述二次電池的過電流的過電流檢測端子， 所述第1過電流檢測端子連接於所述第1過電流檢測用電阻的一端，所述負極電源端子連接於所述第1過電流檢測用電阻的另一端。
  20. 如申請專利範圍第10項、第11項、第12項、第14項及第16項中任一項所述的電池裝置， 其更具備：第1過電流檢測用電阻，一端連接於所述第2放電控制場效電晶體的另一端；以及第2過電流檢測用電阻，一端連接於所述第1過電流檢測用電阻的另一端，另一端連接於所述二次電池的負極， 所述第1充放電控制電路更具有用以檢測所述二次電池的過電流的第1過電流檢測端子及第2過電流檢測端子， 所述第1過電流檢測端子連接於所述第1過電流檢測用電阻的一端，所述第2過電流檢測端子連接於所述第1過電流檢測用電阻的另一端，所述負極電源端子連接於所述二次電池的負極。
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