TW202224310A - 遮罩控制電路與包括此遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置 - Google Patents

遮罩控制電路與包括此遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202224310A
TW202224310A TW110145556A TW110145556A TW202224310A TW 202224310 A TW202224310 A TW 202224310A TW 110145556 A TW110145556 A TW 110145556A TW 110145556 A TW110145556 A TW 110145556A TW 202224310 A TW202224310 A TW 202224310A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
terminal
control circuit
state
charge
signal
Prior art date
Application number
TW110145556A
Other languages
English (en)
Inventor
松田貴志
小野貴士
Original Assignee
日商艾普凌科有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2021165249A external-priority patent/JP7471266B2/ja
Application filed by 日商艾普凌科有限公司 filed Critical 日商艾普凌科有限公司
Publication of TW202224310A publication Critical patent/TW202224310A/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00302Overcharge protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304Overcurrent protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00306Overdischarge protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309Overheat or overtemperature protection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/0031Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
    • H02J7/0032Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits disconnection of loads if battery is not under charge, e.g. in vehicle if engine is not running
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0063Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0068Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/10Control circuit supply, e.g. means for supplying power to the control circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本發明不會損害狀態的轉變速度而可防止動作的不穩定化。遮罩控制電路(52)是在作為監測物件的監測物件端子的電壓準位進行轉變的期間生成對控制信號進行遮罩的遮罩信號(S7)的電路,所述遮罩控制電路(52)包括:第一輸入端子(52a),輸入對所述監測物件端子供給的信號;第二輸入端子(52b),輸入表示所述監測物件端子的電壓準位的信號;邏輯電路,基於從第一輸入端子(52a)以及第二輸入端子(52b)輸入的信號,來判定監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中;以及輸出端子(52c),將表示監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中的判定結果的信號輸出作為遮罩信號(S7)。

Description

遮罩控制電路與包括此遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置
本發明是有關於一種遮罩控制電路與包括此遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置。
例如,電池裝置等電子機器包括根據狀態來控制動作的控制電路。一般而言,電池裝置構成為包括對過充電狀態、過放電狀態等進行檢測以控制二次電池的充放電的充放電控制電路,由此來保護二次電池。充放電控制電路為了對過充電狀態、過放電狀態等進行檢測而控制二次電池的充放電,具有:正電源端子以及負電源端子,用於監測二次電池的電壓;充電控制端子,連接於對二次電池的充電進行控制的充電控制場效應電晶體(Field Effective Transistor,FET)的柵極;放電控制端子,連接於對二次電池的放電進行控制的放電控制FET的柵極;以及外部負電壓輸入端子,輸入有連接二次電池的充電器或外部負載的外部端子中的負極端子(以下稱作“外部負極端子”)的電壓。
而且,充放電控制電路具有斷電(power down)功能,即,在檢測到過放電狀態時,禁止對負載的放電,並且降低充放電控制電路內部的消耗電流(例如參照日本專利特開2005-229774號公報)。
具有斷電功能的充放電控制電路通過切換斷電功能的“啟用”與“關閉”,從而能夠在降低充放電控制電路內部的消耗電流的斷電狀態、與不降低充放電控制電路內部的消耗電流的斷電解除狀態之間切換。是否啟用斷電功能,例如是根據二次電池是否處於過放電狀態、以及外部負電壓輸入端子的電壓是否為預先設定的電壓(以下稱作“判定電壓”)以上來判定。
[現有技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2005-229774號公報
[發明所要解決的問題] 在所述的充放電控制電路以及電池裝置中,若將判定電壓設定得低,即,若將判定電壓設定為與供給至負電源端子的電壓接近的電壓,則在使向斷電狀態轉變高速化的觀點上有利。
但是,在將判定電壓設定得低的情況下,如後所述,有可能引起反復進行斷電功能的“啟用”與“關閉”的、斷電功能的振盪動作。即,若將判定電壓設定得低,則儘管在狀態的轉變速度方面有利,但在充放電控制電路的動作穩定性方面變得不利。
繼而,對斷電功能的振盪動作進行說明。在充放電控制電路處於過放電狀態且斷電狀態下,放電控制端子的電壓為低(以下簡稱作“L”)準位。而且,斷電狀態下的充電控制端子的電壓可能為高(以下簡稱作“H”)準位以及L準位中的任一種,但在此處取L準位來進行說明。
在充放電控制電路處於過放電狀態且斷電狀態下,充電控制FET為斷開狀態,放電控制FET為斷開狀態。當將充電器連接於外部端子時,充放電控制電路反復進行下述的(i)~(vi)的動作。
(i)由於連接有充電器,因此外部負電壓輸入端子的電壓下降,從上向下超過判定電壓。 (ii)充放電控制電路從斷電狀態轉變為斷電解除狀態。在斷電解除狀態下,不再需要使充電控制FET斷開,因此FET控制電路使充電控制端子的電壓從L準位轉變為H準位。在充放電控制電路處於過放電狀態且斷電解除狀態下,充電控制端子的電壓為H準位,放電控制端子的電壓為L準位,因此充電控制FET為導通狀態,放電控制FET為斷開狀態。 (iii)在保持充放電控制電路為過放電狀態且斷電解除狀態,而產生了溫度保護狀態或過充電狀態(包含多個電芯(cell)(所謂的多電芯的)二次電池的情況)等需要使充電控制FET斷開的必要時,FET控制電路使充電控制端子的電壓從H準位轉變為L準位。 (iv)當充電控制端子的電壓從H準位轉變為L準位時,充電控制FET從導通狀態轉變為斷開狀態。 (v)在充電控制FET處於斷開狀態的情況下,充放電控制電路的內部電路中,充電控制端子與外部負電壓輸入端子導通。因此,當充電控制FET從導通狀態轉變為斷開狀態時,充電控制FET的柵極與外部負電壓輸入端子導通,充電控制FET的柵電容通過外部負電壓輸入端子而放電。其結果,外部負電壓輸入端子的電壓暫時升高。 (vi)當升高的外部負電壓輸入端子的電壓從低於判定電壓的電壓成為判定電壓以上時,由於現狀是過放電狀態在持續,因此從斷電解除狀態再次轉變為斷電狀態。即,充放電控制電路轉變為過放電狀態且斷電狀態。而且,充放電控制電路在轉變為斷電狀態時,使充電控制端子的電壓從H準位轉變為L準位。由於充電器仍連接於外部端子,因此在充放電控制電路剛剛轉變為過放電狀態且斷電狀態之後,充放電控制電路成為與所述(i)的動作開始前相同的狀態。因而,當充放電控制電路轉變為斷電狀態時,繼續進行(i)的動作。
如上所述,在斷電功能的振盪動作中,反復進行(i)~(vi)的動作,因此外部負電壓輸入端子的電壓以及充電控制端子的電壓上下振動。
若作具體說明,則首先在(i)的動作時,外部負電壓輸入端子的電壓下降。繼而,在(ii)的動作時,充電控制端子的電壓從L準位轉變(上升)為H準位。繼而,在(iii)的動作時,充電控制端子的電壓從H準位轉變(下降)為L準位。繼而,在(v)的動作時,外部負電壓輸入端子的電壓升高(上升)。以後,反復進行外部負電壓輸入端子的電壓下降→充電控制端子的電壓從L準位轉變為H準位→充電控制端子的電壓從H準位轉變為L準位→外部負電壓輸入端子的電壓上升。此種外部負電壓輸入端子的電壓以及充電控制端子的電壓的振動(以下將所述電壓的振動現象稱作“振盪”)會導致充放電控制電路的動作的穩定性下降。使充電控制端子的電壓從H準位轉變為L準位。
另外,所述的振盪動作的事例是以充放電控制電路中的斷電功能的振盪動作為例進行了說明,但並不限於充放電控制電路以及斷電功能。不同端子間的振盪可能以具有伴隨一端子的電壓準位的轉變而在“通”與“斷”之間切換或者轉變為不同狀態的所有功能的控制電路、以及包括所述控制電路的電路、機器、裝置或系統為物件而引起。而且,即便不產生不同端子間的振盪,一端子的電壓準位的轉變也可能對不同端子的電壓造成影響而導致動作不穩定化。
本發明是考慮到所述情況而完成,目的在於提供一種不會損害狀態的轉變速度而能防止動作的不穩定化的遮罩控制電路與包括所述遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置。
[解決問題的技術手段] 本發明的遮罩控制電路的特徵在於,其是在作為監測物件的監測物件端子的電壓準位進行轉變的期間生成對控制信號進行遮罩的遮罩信號的電路,所述遮罩控制電路包括:第一輸入端子,輸入對所述監測物件端子供給的信號;第二輸入端子,輸入表示所述監測物件端子的電壓準位的信號;邏輯電路,基於從所述第一輸入端子以及所述第二輸入端子輸入的信號,來判定所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中;以及輸出端子,將表示所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中的判定結果的信號輸出作為所述遮罩信號。
本發明的控制器輸出受到遮罩的控制信號,所述控制器的特徵在於包括:遮罩控制電路,具有第一輸入端子、第二輸入端子以及輸出端子,所述第一輸入端子輸入對作為監測物件的監測物件端子供給的信號,所述第二輸入端子輸入表示所述監測物件端子的電壓準位的信號,所述輸出端子基於從所述第一輸入端子以及所述第二輸入端子輸入的信號,來輸出表示所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中的判定結果的信號;以及狀態轉變控制電路,具有與所述遮罩控制電路的輸出端子連接的輸入端子、以及輸出所述控制信號的輸出端子,切換為多個狀態中的一個狀態,所述狀態轉變控制電路基於表示所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中的判定結果的信號,在所述監測物件端子的電壓準位進行轉變的期間輸出所述受到遮罩的控制信號。
本發明的充放電控制電路對二次電池的充放電進行控制,所述充放電控制電路的特徵在於包括:正電源端子以及負電源端子,用於監測所述二次電池的電壓;充電控制端子,連接於對所述二次電池的充電進行控制的充電控制FET的柵極;放電控制端子,連接於對所述二次電池的放電進行控制的放電控制FET的柵極;外部負電壓輸入端子,輸入外部負極端子的電壓,所述外部負極端子與對所述二次電池進行充電的充電器以及使所述二次電池放電的負載的其中任一者的負極連接;監測電路,至少監測所述充電控制端子以及所述外部負電壓輸入端子的電壓,並基於監測所得的結果,來輸出表示所述充電控制端子的電壓準位的信號、表示所述外部負電壓輸入端子的電壓準位的信號以及表示所述充放電控制電路的狀態的信號;以及所述的控制器,所述控制器具有使發揮規定功能的啟用狀態與停止所述規定功能的關閉狀態進行轉變的狀態轉變功能、與對所述充電控制FET以及所述放電控制FET的導通狀態與斷開狀態進行切換的充電控制FET通斷控制功能以及放電控制FET通斷控制功能,基於所述監測所得的結果,來切換所述充電控制FET以及所述放電控制FET的導通狀態與斷開狀態,另一方面,基於表示所述監測物件端子的電壓準位的信號與對所述監測物件端子供給的信號,來判定所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中,若判定為所述監測物件端子的電壓準位處於轉變中,則暫時禁止所述規定功能的啟用狀態與關閉狀態的狀態轉變。
本發明的電池裝置包括:所述的充放電控制電路;所述二次電池;所述外部正極端子以及所述外部負極端子;所述充電控制FET,設在經由所述二次電池來連接所述外部正極端子以及所述外部負極端子的充放電路徑中;以及所述放電控制FET,設在所述充放電路徑中。
[發明的效果] 根據本發明,不會損害向狀態轉變的速度而能夠提高動作的穩定性。
以下,參照附圖來說明本發明的實施方式的遮罩控制電路與包括所述遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置。
圖1是作為本發明的實施方式的充放電控制電路以及電池裝置的一例的充放電控制電路10以及電池裝置1的結構圖。
電池裝置1包括:充放電控制裝置2;二次電池SC;外部端子,包含可連接充電器以及負載(均省略圖示)的外部正極端子EB+以及外部負極端子EB-;以及負溫度係數(Negative Temperature Coefficient,NTC)熱敏電阻等溫度檢測元件5。
充放電控制裝置2包括充放電控制電路10、放電控制FET21、充電控制FET22、充放電路徑23以及電阻24。
充放電控制電路10包括監測電路30以及控制電路50。而且,在充放電控制電路10中,設有用於對二次電池SC的電壓進行監測的正電源端子VDD及負電源端子VSS、放電控制端子DO、充電控制端子CO、外部負電壓輸入端子VM以及溫度檢測端子TD。
監測電路30例如具有:輸入端子,與正電源端子VDD、負電源端子VSS、放電控制端子DO、充電控制端子CO、外部負電壓輸入端子VM以及溫度檢測端子TD等被設定為監測對象的端子(以下稱作“監測物件端子”)分別連接;以及輸出端子,與控制電路50的輸入端子連接。
而且,監測電路30構成為具有監測功能,可基於監測物件端子的電壓準位來監測正電源端子VDD、負電源端子VSS、充電控制端子CO以及外部負電壓輸入端子VM的各電壓與二次電池SC的溫度。進而,監測電路30構成為,可基於監測所得的結果來生成表示所述結果的信號。表示所述結果的信號例如包含:表示充電控制端子CO的電壓(以下稱作“CO電壓”)的電壓準位的信號;表示外部負電壓輸入端子VM的電壓(以下稱作“VM電壓”)的電壓準位的信號;表示與二次電池SC的溫度是否處於規定的溫度範圍內外相應的、是否需要保護的溫度保護信號;以及表示充放電控制電路10檢測到為過充電狀態、過放電狀態、充電過電流狀態或放電過電流狀態的意旨的信號等。
在充放電控制電路10的狀態中,除了過充電狀態、過放電狀態、充電過電流狀態、放電過電流狀態以及通常狀態以外,還包含發揮規定功能而對充放電控制電路10提供的規定功能啟用狀態以及停止規定功能的規定功能關閉狀態。
此處,關於過充電狀態、過放電狀態、充電過電流狀態、放電過電流狀態以及通常狀態,與作為普通的充放電控制電路的狀態而在先行技術中公開的狀態同樣。即,過充電狀態是二次電池SC比規定的電壓值高的狀態。過放電狀態是二次電池SC比規定的電壓值低的狀態。充電過電流狀態是在外部端子連接有異常的充電器(異常充電器)的狀態且有比規定的電流值大的電流流至放電控制FET21以及充電控制FET22的過電流的狀態。放電過電流狀態是在外部端子連接有負載的狀態且過電流的狀態。通常狀態是皆非過充電狀態、過放電狀態、充電過電流狀態以及放電過電流狀態中的任何狀態,而二次電池SC的充電與放電均可進行的狀態。
作為在啟用狀態與關閉狀態之間切換的規定功能,例如有降低消耗電流的斷電功能、防止充電控制FET22的損傷的充電控制FET保護功能、停止規定的溫度範圍外的充電以及放電的至少一者的溫度保護功能、在第一設定值與跟第一設定值不同的第二設定值之間切換延遲時間或判定值等的設定值的設定值切換功能等。另外,規定功能的啟用狀態或關閉狀態並不限於與過充電狀態、過放電狀態、充電過電流狀態、放電過電流狀態以及通常狀態中的任一狀態獨立的狀態。例如,在規定功能為放電控制FET保護功能或充電控制FET保護功能的情況下,在充放電控制電路10中,放電控制FET保護功能的關閉狀態且通常狀態成立。
控制電路50具有:輸入端子,與監測電路30的輸出端子連接;第一輸出端子,與充電控制端子CO連接;以及第二輸出端子,與放電控制端子DO連接。
在充放電控制電路10的外部,正電源端子VDD與二次電池SC的正極連接。負電源端子VSS與二次電池SC的負極連接。而且,負電源端子VSS經由溫度檢測元件5而與溫度檢測端子TD連接。即,溫度檢測元件5具有:第一端,與負電源端子VSS以及二次電池SC的負極連接;以及第二端,與溫度檢測端子TD連接。
放電控制FET21以及充電控制FET22例如是n通道金屬氧化物(n channel Metal Oxide Semiconductor)電晶體(NMOS電晶體)。放電控制FET21的柵極與放電控制端子DO連接。放電控制FET21的源極例如連接於二次電池SC的負極。放電控制FET21的汲極與充電控制FET22的汲極連接。充電控制FET22的柵極與充電控制端子CO連接。充電控制FET22的源極經由外部負極端子EB-以及電阻24而連接於外部負電壓輸入端子VM。
即,放電控制FET21具有:柵極,與放電控制端子DO連接;源極,連接於二次電池SC的負極;以及汲極。充電控制FET22具有:柵極,與充電控制端子CO連接;源極,經由外部負極端子EB-以及電阻24而連接於外部負電壓輸入端子VM;以及汲極,連接於放電控制FET21的汲極。
充放電路徑23是經由二次電池SC來連接外部正極端子EB+與外部負極端子EB-的路徑。即,在外部正極端子EB+與外部負極端子EB-之間,形成有經由二次電池SC、放電控制FET21以及充電控制FET22而電連接的充放電路徑23。
繼而,對作為控制器的控制電路50的更具體的結構進行說明。 圖2是充放電控制電路10中的控制電路50的結構圖。圖2所例示的控制電路50是如下所述的一例,即,作為在多個狀態間控制狀態切換的狀態轉變控制電路、或對規定功能的“開”與“關”進行切換控制的規定功能開關控制電路,包括斷電控制電路(以下稱作“PD控制電路”)51。按照所述一例來說明控制電路50。
控制電路50具有狀態轉變功能、充電控制FET通斷控制功能以及放電控制FET通斷控制功能,且包括PD控制電路51、遮罩控制電路52以及FET控制電路53而構成。
PD控制電路51具有對降低充放電控制電路10內部的消耗電流的斷電功能的啟用狀態與關閉狀態進行切換控制的功能,以作為狀態轉變功能。在檢測到過放電狀態,且檢測到外部負電壓輸入端子VM電壓為預先設定的判定電壓以上的情況下,轉換為斷電功能的啟用狀態即斷電狀態。而且,作為規定功能的斷電功能在未檢測到VM電壓為判定電壓以上的情況下,轉變為斷電功能的關閉狀態即斷電解除狀態。
PD控制電路51具有:第一輸入端子以及第二輸入端子,與監測電路30連接;第三輸入端子,與遮罩控制電路52的輸出端子連接;以及輸出端子,與後述的FET控制電路53的第六輸入端子連接。
PD控制電路51中,對於第一輸入端子,從監測電路30輸入過放電狀態檢測信號S1。對於第二輸入端子,從監測電路30輸入VM_HDET信號S2。對於第三輸入端子,從遮罩控制電路52輸入遮罩信號S7。而且,從PD控制電路51的輸出端子將斷電信號S8供給至FET控制電路53。
此處,過放電狀態檢測信號S1例如若為H準位,則表示檢測到過放電狀態,若為L準位,則表示未檢測到過放電狀態。VM_HDET信號S2若為H準位,則表示檢測到VM電壓為H準位,若為L準位,則表示檢測到VM電壓為L準位。例如,在VM電壓的H準位以及L準位分別與是否為預先設定的判定電壓以上相關聯的情況下,若VM_HDET信號S2為H準位,則表示VM電壓為預先設定的判定電壓以上,若VM_HDET信號S2為L準位,則表示VM電壓低於判定電壓。
遮罩信號S7例如若為H準位,則表示遮罩後述的斷電信號S8,若為L準位,則表示不遮罩斷電信號S8。斷電信號S8例如若為H電平,則表示斷電功能為啟用狀態,若為L準位,則表示斷電功能為關閉狀態。
遮罩控制電路52在狀態轉變中防止控制狀態發生變化。遮罩控制電路52具有:基於充電控制信號S9以及CO_SCH_HDET信號S3來判定CO電壓的電壓準位是否處於轉變中的功能;以及生成與判定結果對應且表示是否遮罩斷電功能的啟用狀態的遮罩信號S7的功能。
此處,充電控制信號S9是對充電控制FET22的導通與斷開進行切換控制的控制信號,是從FET控制電路53供給。CO_SCH_HDET信號S3是表示是否檢測到CO電壓的電壓準位為H準位的信號。CO_SCH_HDET信號S3若為H準位,則表示CO電壓的電壓準位為H準位,若為L準位,則表示CO電壓的電壓準位為L準位。
遮罩控制電路52具有:第一輸入端子,與監測電路30連接,且輸入CO_SCH_HDET信號S3;第二輸入端子,與後述的FET控制電路53的第一輸出端子連接,且輸入充電控制信號S9;以及輸出端子,與PD控制電路51的第三輸入端子連接,且被供給遮罩信號S7。
FET控制電路53具有:生成充電控制信號S9的功能;以及生成對放電控制FET21的導通與斷開進行切換控制的放電控制信號S10的功能。通過從FET控制電路53將充電控制信號S9供給至充電控制FET22的柵極,從而對充電控制FET22的導通與斷開進行切換控制。而且,通過從FET控制電路53將放電控制信號S10供給至放電控制FET21的柵極,從而對放電控制FET21的導通與斷開進行切換控制。
FET控制電路53具有:第一輸入端子至第五輸入端子,與監測電路30連接;第六輸入端子,與PD控制電路51的輸出端子連接;第一輸出端子,與充電控制端子CO以及遮罩控制電路52的第二輸入端子連接;以及第二輸出端子,與放電控制端子DO連接。
FET控制電路53中,對於第一輸入端子,輸入過放電狀態檢測信號S1。對於第二輸入端子,輸入VM_HDET信號S2。對於第三輸入端子,輸入過充電狀態檢測信號S4。對於第四輸入端子,輸入溫度保護信號S5。對於第五輸入端子,輸入充電過電流狀態檢測信號S6。
此處,過充電狀態檢測信號S4例如若為H準位,則表示檢測到過充電狀態,若為L準位,則表示未檢測到過充電狀態。溫度保護信號S5例如若為H準位,則表示檢測到保護二次電池SC不會在規定的溫度範圍外受到使用的溫度保護功能的啟用狀態即溫度保護狀態,若為L準位,則表示檢測到溫度保護功能的關閉狀態即溫度保護解除狀態。
而且,FET控制電路53中,從第一輸出端子將充電控制信號S9供給至充電控制端子CO以及遮罩控制電路52。從第二輸出端子將放電控制信號S10供給至放電控制端子DO。
繼而,對遮罩控制電路52的更具體的結構進行說明。 圖3是表示遮罩控制電路52的一例的電路圖。
遮罩控制電路52包含邏輯電路,所述邏輯電路在基於CO_SCH_HDET信號S3以及充電控制信號S9而判定為CO電壓的電壓準位處於轉變中的情況下,從輸出端子52c供給遮罩斷電功能的啟用狀態的遮罩信號S7。
遮罩控制電路52例如具有輸入CO_SCH_HDET信號S3的第一輸入端子52a、輸入充電控制信號S9的第二輸入端子52b、以及供給遮罩信號S7的輸出端子52c,例如包含含有或非(Not OR,NOR)元件521、NOR元件524、與非(Not AND,NAND)元件522以及反相器523的兩輸入/一輸出的邏輯電路。
NOR元件521包含:第一輸入端子,與第一輸入端子52a連接;第二輸入端子,與第二輸入端子52b連接;以及輸出端子,輸出表示CO_SCH_HDET信號S3與充電控制信號S9的或非(NOR)的信號S11。
NAND元件522包含:第一輸入端子,與第一輸入端子52a連接;第二輸入端子,與第二輸入端子52b連接;以及輸出端子,輸出表示CO_SCH_HDET信號S3與充電控制信號S9的與非(NAND)的信號S12。
反相器523包含:輸入端子,與NAND元件522的輸出端子連接;以及輸出端子,輸出使信號S12的信號準位反轉所得的信號S13。
NOR元件524包含:第一輸入端子,與NOR元件521的輸出端子連接,輸入信號S11;第二輸入端子,與反相器523的輸出端子連接,輸入信號S13;以及輸出端子,與輸出端子52c連接,輸入作為信號S11與信號S13的或非(NOR)的遮罩信號S7。
接下來,以充放電控制電路10以及電池裝置1為例,參照所述的圖1~圖3來說明本實施方式的充放電控制電路以及電池裝置的作用(動作)以及效果。
充放電控制電路10中,監測電路30基於正電源端子VDD、負電源端子VSS、充電控制端子CO以及外部負電壓輸入端子VM的各電壓與溫度檢測元件5的電阻值來監測二次電池SC的溫度,並將表示監測結果的信號供給至控制電路50。
控制電路50基於表示監測結果的信號來判定通常狀態、過充電狀態、過放電狀態、充電過電流狀態、放電過電流狀態、溫度保護狀態、溫度保護解除狀態、斷電狀態、斷電解除狀態等狀態,根據各狀態來進行控制動作。
通常狀態下,充電控制FET22以及放電控制FET21均為導通狀態。通常狀態下,FET控制電路53將使充電控制FET22導通的控制信號供給至充電控制端子CO,另一方面,將使放電控制FET21導通的控制信號供給至放電控制端子DO。FET控制電路53例如將H準位的充電控制信號S9作為使充電控制FET22導通的控制信號而供給至充電控制端子CO,將H準位的放電控制信號S10作為使放電控制FET21導通的控制信號而供給至放電控制端子DO。
過充電狀態下,充電控制FET22為斷開狀態,放電控制FET21為導通狀態。過充電狀態下,FET控制電路53將使充電控制FET22斷開的控制信號供給至充電控制端子CO,另一方面,將使放電控制FET21導通的控制信號供給至放電控制端子DO。FET控制電路53例如將L準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO,將H準位的放電控制信號S10供給至放電控制端子DO。過充電狀態下,放電控制FET21為導通狀態,充電控制FET22為斷開狀態。
過放電狀態下,充電控制FET22為導通狀態,放電控制FET21為斷開狀態。過放電狀態下,FET控制電路53將使充電控制FET22導通的控制信號供給至充電控制端子CO,另一方面,將使放電控制FET21斷開的控制信號供給至放電控制端子DO。FET控制電路53例如將H準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO,將L準位的放電控制信號S10供給至放電控制端子DO。
充電過電流狀態下,充電控制FET22為斷開狀態,放電控制FET21為導通狀態。充電過電流狀態下,FET控制電路53將使充電控制FET22斷開的控制信號供給至充電控制端子CO,另一方面,將使放電控制FET21導通的控制信號供給至放電控制端子DO。FET控制電路53例如將L準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO,將H準位的放電控制信號S10供給至放電控制端子DO。而且,充電過電流狀態下,由於充電器連接於外部端子,因此VM電壓低於判定電壓。即,L準位的VM_HDET信號S2被供給至FET控制電路53。
放電過電流狀態下,充電控制FET22為導通狀態,放電控制FET21為斷開狀態。放電過電流狀態下,FET控制電路53將使充電控制FET22導通的控制信號供給至充電控制端子CO,另一方面,將使放電控制FET21斷開的控制信號供給至放電控制端子DO。FET控制電路53例如將H準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO,將L準位的放電控制信號S10供給至放電控制端子DO。而且,放電過電流狀態下,負載連接於外部端子,因此VM電壓成為判定電壓以上。即,H準位的VM_HDET信號S2被供給至FET控制電路53。
在從溫度保護解除狀態轉變為溫度保護狀態時,在外部端子連接有充電器的情況下禁止充電,在外部端子連接有負載的情況下禁止放電。因而,在從溫度保護解除狀態轉變為溫度保護狀態時且在外部端子連接有充電器的情況下,FET控制電路53將L準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO。而且,在從溫度保護解除狀態轉變為溫度保護狀態時且在外部端子連接有負載的情況下,FET控制電路53將L準位的放電控制信號S10供給至放電控制端子DO。
另一方面,在從溫度保護狀態轉變為溫度保護解除狀態時,在外部端子連接有充電器的情況下允許充電,在外部端子連接有負載的情況下允許放電。因而,在從溫度保護狀態轉變為溫度保護解除狀態時且在外部端子連接有充電器的情況下,FET控制電路53將H準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO。而且,在從溫度保護狀態轉變為溫度保護解除狀態時且在外部端子連接有負載的情況下,FET控制電路53將H準位的放電控制信號S10供給至放電控制端子DO。
繼而,作為在規定功能的“開”與“關”發生切換或轉變為不同的狀態的情況下監測物件端子的電壓準位進行轉變的電路動作的一例,以從斷電狀態轉變為斷電解除狀態的情況以及從斷電解除狀態轉變為斷電狀態的情況下CO電壓的電壓準位進行轉變的充放電控制電路10為例來進行說明。
另外,充放電控制電路中,在斷電狀態下,CO電壓可能為H準位以及L準位中的任一種,此處,以在過放電狀態且斷電狀態下,CO電壓成為L準位的充放電控制電路10為例來進行說明。
充放電控制電路10中,在檢測到過放電狀態且檢測到VM電壓為判定電壓以上的情況下,PD控制電路51使充放電控制電路10從斷電解除狀態轉變為斷電狀態。
在斷電狀態下,PD控制電路51將H準位的斷電信號S8供給至FET控制電路53。而且,由於檢測到過放電狀態,因此FET控制電路53接受H準位的過放電狀態檢測信號S1的供給。FET控制電路53接受H準位的斷電信號S8與H準位的過放電狀態檢測信號S1的供給,將L準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO。進而,FET控制電路53將L準位的放電控制信號S10供給至放電控制端子DO。
當L準位的充電控制信號S9被供給至充電控制端子CO時,CO電壓從H準位轉變為L準位,充電控制FET22從導通狀態轉變為斷開狀態。在直至CO電壓的從H準位向L準位的準位轉變完成為止的期間,VM電壓暫時升高,但隨後恢復為原本的電壓即升高前的電壓。
控制電路50中,遮罩控制電路52在直至CO電壓的從H準位向L準位的轉變完成為止的期間,輸出H準位(有遮罩)的遮罩信號S7,以暫時禁止狀態的轉變。即,斷電信號S8被遮罩。因而,在直至CO電壓的從H準位向L準位的準位轉變完成為止的期間,PD控制電路51接收H準位的遮罩信號S7而暫時禁止充放電控制電路10的狀態轉變,維持斷電解除狀態。
而且,PD控制電路51將被遮罩的斷電信號S8即L準位的斷電信號S8供給至FET控制電路53。FET控制電路53接收L準位的斷電信號S8的供給,繼續將L準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO。因而,在CO電壓從H準位向L準位轉變的期間內,即便VM電壓暫時升高而成為判定電壓以上,充放電控制電路10的斷電解除狀態也得以維持。
當CO電壓的從H準位向L準位的轉變完成時,遮罩控制電路52輸出L準位(無遮罩)的遮罩信號S7。即,斷電信號S8未被遮罩,充放電控制電路10從斷電解除狀態轉變為斷電狀態。而且,在斷電狀態下,從PD控制電路51將表示為斷電狀態的H準位的斷電信號S8供給至FET控制電路53。FET控制電路53接受H準位的斷電信號S8的供給,繼續將L準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO。
另一方面,從斷電狀態向斷電解除狀態的轉變,是因在外部端子連接充電器而VM電壓下降,從而從上向下超過判定電壓的情況。此時,PD控制電路51使充放電控制電路10從斷電狀態轉變為斷電解除狀態。
斷電解除狀態下,PD控制電路51將L準位的斷電信號S8供給至FET控制電路53。FET控制電路53接受L準位的斷電信號S8的供給,將H準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO。另外,在剛剛轉變為斷電解除狀態之後,繼續檢測到過放電狀態。
控制電路50中,遮罩控制電路52在直至CO電壓的從L準位向H準位的轉變完成為止的期間,輸出H準位的遮罩信號S7,以暫時禁止狀態的轉變。因而,在直至CO電壓的從L準位向H準位的準位轉變完成為止的期間,PD控制電路51接受H準位的遮罩信號S7,而暫時禁止充放電控制電路10的狀態轉變,維持斷電狀態。
當CO電壓的從L準位向H準位的轉變完成時,遮罩控制電路52輸出L準位的遮罩信號S7。即,斷電信號S8未被遮罩,充放電控制電路10從斷電狀態轉變為斷電解除狀態。
圖4是表示包含圖3所例示的邏輯電路的遮罩控制電路52的動作與信號準位(H準位或L準位)的對應關係(真值表)的第一例的說明圖。此處,第一例是充放電控制電路10根據VM電壓而使斷電狀態以及斷電解除狀態相互轉變時的示例。而且,圖內的S3、S9、S11、S13、S7分別表示CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7,與圖3所示的信號的符號對應。
(A)如上所述,在檢測到為過放電狀態以及VM電壓為判定電壓以上的情況下,PD控制電路51使充放電控制電路10從斷電解除狀態轉變為斷電狀態。此時,充電控制端子CO接收L準位的充電控制信號S9,另一方面,有可能引起CO電壓的從H準位向L準位的轉變未完成的情況。在CO電壓的從H準位向L準位的轉變未完成的情況下,CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7分別為H準位、L準位、L準位、L準位、H準位。即,在所述(A)的情況下,暫時禁止斷電解除狀態與斷電狀態的轉變。
(B)在CO電壓的從H準位向L準位的轉變已完成的情況下,CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7分別為H準位、H準位、L準位、H準位、L準位。即,在所述(B)的情況下,不暫時禁止而容許從斷電解除狀態轉變為斷電狀態。
(C)如上所述,在因將充電器連接於外部端子而檢測到為過放電狀態以及VM電壓小於判定電壓的情況下,PD控制電路51使充放電控制電路10轉變為斷電解除狀態。此處,在CO電壓的從L準位向H準位的轉變未完成的情況下,CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7分別為H準位、L準位、L準位、L準位、H準位。即,在所述(C)的情況下,暫時禁止從斷電解除狀態轉變為斷電狀態。
(D)在CO電壓的從L準位向H準位的轉變已完成的情況下,CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7分別為L準位、L準位、H準位、L準位、L準位。即,在所述(D)的情況下,不暫時禁止而容許斷電解除狀態與斷電狀態的轉變。
在具有溫度保護功能的充放電控制電路10中,也能將對處於發揮溫度保護功能的啟用狀態的溫度保護狀態與處於停止溫度保護功能的關閉狀態的溫度保護解除狀態進行切換的電路取代PD控制電路51而適用作為狀態轉變控制電路,但也能夠與PD控制電路51一起適用。若作更詳細說明,則只要將PD控制電路51設為具有被供給溫度保護信號S5的第四輸入端子的結構,便可構成為在溫度保護狀態下轉變為斷電狀態,在溫度保護解除狀態下轉變為斷電解除狀態。
繼而,以在溫度保護狀態下轉變為斷電狀態,在溫度保護功能關閉的溫度保護解除狀態下轉變為斷電解除狀態的充放電控制電路10為例來進行說明。首先,對在外部端子連接充電器,保持著過放電狀態而轉變為溫度保護功能啟用的溫度保護狀態時的動作進行說明。
在保持著過放電狀態而從溫度保護解除狀態轉變為溫度保護狀態的情況下,對於PD控制電路51以及FET控制電路53供給H準位的溫度保護信號S5。FET控制電路53接收H準位的溫度保護信號S5,為了轉變為溫度保護狀態,而將L準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO。
當FET控制電路53將L準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO時,CO電壓從H準位轉變為L準位,充電控制FET22從導通狀態轉變為斷開狀態。以下,與所述的檢測到為過放電狀態以及VM電壓為判定電壓以上的情況同樣。即,在直至CO電壓的從H準位向L準位的轉變完成為止的期間,遮罩控制電路52輸出H準位的遮罩信號S7,因此暫時禁止從斷電解除狀態轉變為斷電狀態。
當CO電壓的從H準位向L準位的轉變完成時,遮罩控制電路52輸出L準位的遮罩信號S7。即,斷電信號S8未被遮罩,從斷電解除狀態轉變為斷電狀態。
繼而,對在外部端子連接充電器,保持著過放電狀態而從溫度保護狀態轉變為溫度保護解除狀態時的動作進行說明。在外部端子連接充電器,保持著過放電狀態,溫度保護功能關閉而轉變為溫度保護解除狀態的情況下,PD控制電路51以及FET控制電路53接收L準位的溫度保護信號S5,因此為了轉變為溫度保護解除狀態,將H準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO。當將H準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO時,CO電壓從L準位轉變為H準位,充電控制FET22從斷開狀態轉變為導通狀態。以下,與所述的檢測到為過放電狀態以及VM電壓下降而從上向下超過判定電壓的情況同樣。
即,在直至CO電壓的從L準位向H準位的轉變完成為止的期間,遮罩控制電路52輸出H準位的遮罩信號S7,因此暫時禁止從斷電狀態向斷電解除狀態的轉變。
圖5是表示包含圖3所例示的邏輯電路的遮罩控制電路52的動作與信號準位(H準位或L準位)的對應關係(真值表)的第二例的說明圖。此處,第二例是充放電控制電路10根據是溫度保護解除狀態還是溫度保護狀態來使斷電狀態以及斷電解除狀態相互轉變時的示例。而且,圖內的S3、S9、S11、S13、S7分別表示CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7,與圖3所示的信號的符號對應。
(A)在保持著過放電狀態,溫度保護功能啟用而從溫度保護解除狀態轉變為溫度保護狀態的情況下,即,在CO電壓的從H準位向L準位的轉變未完成的情況下,CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7分別為H準位、L準位、L準位、L準位、H準位。即,在所述(A)的情況下,暫時禁止斷電解除狀態與斷電狀態的轉變。
(B)在向溫度保護狀態的轉變已完成的情況下,即,在為溫度保護狀態的情況下,CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7分別為H準位、H準位、L準位、H準位、L準位。即,在所述(B)的情況下,不暫時禁止而容許從斷電解除狀態轉變為斷電狀態。
(C)在溫度保護功能關閉而從溫度保護狀態轉變為溫度保護解除狀態的情況下,即,在CO電壓的從L準位向H準位的轉變未完成的情況下,CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7分別為H準位、L準位、L準位、L準位、H準位。即,在所述(C)的情況下,暫時禁止從斷電解除狀態轉變為斷電狀態。
(D)在向溫度保護解除狀態的轉變已完成的情況下,即,在已為溫度保護解除狀態的情況下,CO_SCH_HDET信號S3、充電控制信號S9、信號S11、信號S13以及遮罩信號S7分別為L準位、L準位、H準位、L準位、L準位。即,在所述(D)的情況下,不暫時禁止而容許斷電解除狀態與斷電狀態的轉變。
另外,除了在溫度保護狀態下轉變為斷電狀態,在溫度保護解除狀態下轉變為斷電解除狀態的充放電控制電路10以外,作為對“開”與“關”進行切換或者根據不同狀態的轉變而使斷電狀態與斷電解除狀態進行轉變的示例,例如有使充電控制FET保護功能的啟用狀態即充電過電流狀態(充電控制FET22為斷開狀態)、與充電控制FET保護功能的關閉狀態即通常狀態等充電控制FET22為導通的狀態進行轉變的情況等。在具有充電控制FET保護功能的充放電控制電路10的情況下,只要與具有溫度保護功能的充放電控制電路10同樣地,將PD控制電路51設為具有第五輸入端子的結構即可,所述第五輸入端子被供給表示充電控制FET保護功能的啟用或關閉的信號。
本實施方式的遮罩控制電路基於監測物件端子的監測結果以及所供給的信號的電壓準位,來判定監測物件端子的電壓準位是否處於從H準位向L準位或者從L準位向H準位的轉變中,若監測物件端子的電壓準位處於轉變中,則生成暫時禁止功能的啟用與關閉的切換或者狀態轉變(切換)的遮罩信號。而且,本實施方式的控制器、充放電控制電路以及電池裝置包括本實施方式的遮罩控制電路。其結果,本實施方式的控制器、充放電控制電路以及電池裝置中,能夠不受因監測物件端子的電壓準位的轉變而產生的信號準位變動的影響,而使規定功能的啟用與關閉進行轉變。
例如,充放電控制電路10中,在充電控制FET22從導通狀態轉變為斷開狀態時,能夠不受暫時升高的VM電壓的影響而使規定功能的啟用與關閉穩定地轉變。
因而,根據本實施方式的遮罩控制電路與包括所述遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置,不會損害規定功能的啟用與關閉進行轉變時的轉變速度,而能夠避免規定功能反復啟用與關閉的振盪狀態。
即,本實施方式的遮罩控制電路與包括所述遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置中,能夠防止外部負電壓輸入端子以及充電控制端子之類的不同端子間的振盪,從而能夠防止包括所述遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及包括所述充放電控制電路的電池裝置的動作的不穩定化。
根據本實施方式的遮罩控制電路與包括所述遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置,具有遮罩控制電路,所述遮罩控制電路生成與監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中對應的遮罩信號,並供給至例如PD控制電路等規定功能開關控制電路或狀態轉變控制電路。因而,在監測物件端子的電壓準位轉變中,能夠遮罩斷電功能等規定功能的啟用。
而且,根據本實施方式的遮罩控制電路與包括所述遮罩控制電路的充放電控制電路以及電池裝置,無須新設置可在斷電狀態下保持資訊的鎖存電路,而能夠防止外部負電壓輸入端子以及充電控制端子的振盪。因而,根據本實施方式的遮罩控制電路與包括所述遮罩控制電路的充放電控制電路以及電池裝置,相對於新設有可在斷電狀態下保持資訊的鎖存電路的充放電控制電路以及電池裝置,能夠抑制面積的增大並防止外部負電壓輸入端子以及充電控制端子的振盪。
另外,本發明並不就此限定於所述的實施方式,在實施階段,除了所述示例以外,還能以各種形態來實施,可在不脫離發明的主旨的範圍內進行各種省略、置換、變更。
例如,所述的遮罩控制電路52以及控制電路50例示了針對一個監測物件的結構,但並不限定於本例。即,監測物件也可為多個。例如,也可針對不同的兩個監測物件而形成具有四個輸入端子以及兩個輸出端子的一個遮罩控制電路52。而且,也可形成包括兩個遮罩控制電路52的控制電路50,所述兩個遮罩控制電路52分別具有兩個輸入端子以及一個輸出端子。
而且,可適用遮罩控制電路52的電路並不限定於所述的PD控制電路51。只要是在對規定功能的“開”與“關”進行切換或者轉變為不同狀態的情況下監測物件端子的電壓準位發生轉變的規定功能開關控制電路或狀態轉變控制電路,便可與所述PD控制電路51同樣地適用遮罩控制電路52。也可形成將遮罩控制電路52的輸出與PD控制電路51一同或者取代PD控制電路51而輸出至規定功能開關控制電路或狀態轉變控制電路的控制電路50、充放電控制電路10或電池裝置1。
例如,所述的二次電池SC並不限定於包含一個電芯(所謂的單電芯)的二次電池SC,也可為包含多個電芯(所謂的多電芯)的二次電池SC。即,二次電池SC只要包含至少一個電芯即可。
對多電芯的二次電池SC的充放電進行控制的充放電控制電路10中,能夠在相同的時機檢測一個電芯為過放電狀態而另一個電芯為過充電狀態的意旨。因而,有可能引起同時檢測到過放電狀態與過充電狀態的情況。在過放電狀態且過充電狀態下,與過放電狀態且溫度保護狀態同樣地,FET控制電路53將L準位的充電控制信號S9供給至充電控制端子CO。隨後的控制電路50的動作與過放電狀態且溫度保護狀態的情況同樣。
例如,構成遮罩控制電路52的邏輯電路並不限定於圖3所例示的結構。只要進行與圖4所示的說明圖對應的動作,則邏輯電路的結構為任意。而且,遮罩控制電路52是構成為以H準位來啟動(遮罩有效)的示例,但也可構成為以L準位來啟動(遮罩有效)。
所述的充放電控制電路10以及電池裝置1是具有溫度保護功能的示例,但也可未必具有溫度保護功能。即,充放電控制電路10以及電池裝置1也可未必包括溫度檢測元件5以及溫度檢測端子TD。
而且,所述的遮罩控制電路52說明了監測物件端子為充電控制端子CO的示例,但並不限定於本例。只要是可獲取表示對端子的電壓準位進行檢測所得的結果的信號、與表示對所述端子供給的信號的電壓準位的信號的端子,便可將所述端子設定為監測對象端子。控制電路50、充放電控制電路10以及電池裝置1中,例如也可設為下述結構,即,將放電控制端子DO設定為監測物件端子,基於對放電控制端子DO中的電壓的電壓準位是否處於轉變中進行判定所得的結果,來向狀態轉變控制電路供給遮罩信號。
另外,遮罩控制電路52以及狀態轉變電路未必限定適用於充放電控制電路10,能夠適用於可根據來自狀態轉變電路的信號來切換對控制物件供給的控制信號或所述控制信號的電壓準位的各控制電路。
所述的實施方式或其變形包含在發明的範圍或主旨中,並且包含在發明申請專利範圍所記載的發明及其均等的範圍內。
1:電池裝置 2:充放電控制裝置 5:溫度檢測元件 10:充放電控制電路 21:放電控制FET 22:充電控制FET 23:充放電路徑 24:電阻 30:監測電路 50:控制電路(控制器) 51:PD控制電路(狀態轉變控制電路) 52:遮罩控制電路 52a:第一輸入端子 52b:第二輸入端子 52c:輸出端子 53:FET控制電路 521、524:NOR元件 522:NAND元件 523:反相器 CO:充電控制端子 DO:放電控制端子 EB+:外部正極端子 EB-:外部負極端子 S1:過放電狀態檢測信號 S2:VM_HDET信號 S3:CO_SCH_HDET信號 S4:過充電狀態檢測信號 S5:溫度保護信號 S6:充電過電流狀態檢測信號 S7:遮罩信號 S8:斷電信號 S9:充電控制信號 S10:放電控制信號 S11、S12、S13:信號 SC:二次電池 TD:溫度檢測端子 VDD:正電源端子 VM:外部負電壓輸入端子 VSS:負電源端子
圖1是表示本發明的實施方式的充放電控制電路以及電池裝置的一例的結構圖。 圖2是表示本實施方式的遮罩控制電路以及包括所述遮罩控制電路的控制器的一例的結構圖。 圖3是表示本實施方式的遮罩控制電路的一例的電路圖。 圖4是表示本實施方式的遮罩控制電路的動作與信號準位(H準位或L準位)的對應關係(真值表)的第一例的說明圖。 圖5是表示本實施方式的遮罩控制電路的動作與信號準位(H準位或L準位)的對應關係(真值表)的第二例的說明圖。
52:遮罩控制電路
52a:第一輸入端子
52b:第二輸入端子
52c:輸出端子
521、524:NOR元件
522:NAND元件
523:反相器
S3:CO_SCH_HDET信號
S7:遮罩信號
S9:充電控制信號
S11、S12、S13:信號

Claims (9)

  1. 一種遮罩控制電路,其特徵在於,其是在作為監測物件的監測物件端子的電壓準位進行轉變的期間生成對控制信號進行遮罩的遮罩信號的電路,所述遮罩控制電路包括: 第一輸入端子,輸入對所述監測物件端子供給的信號; 第二輸入端子,輸入表示所述監測物件端子的電壓準位的信號; 邏輯電路,基於從所述第一輸入端子以及所述第二輸入端子輸入的信號,來判定所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中;以及 輸出端子,將表示所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中的判定結果的信號輸出作為所述遮罩信號。
  2. 一種控制器,輸出受到遮罩的控制信號,所述控制器的特徵在於包括: 遮罩控制電路,具有第一輸入端子、第二輸入端子以及輸出端子,所述第一輸入端子輸入對作為監測物件的監測物件端子供給的信號,所述第二輸入端子輸入表示所述監測物件端子的電壓準位的信號,所述輸出端子基於從所述第一輸入端子以及所述第二輸入端子輸入的信號,來輸出表示所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中的判定結果的信號;以及 狀態轉變控制電路,具有與所述遮罩控制電路的輸出端子連接的輸入端子、以及輸出所述控制信號的輸出端子,切換為多個狀態中的一個狀態, 所述狀態轉變控制電路基於表示所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中的判定結果的信號,在所述監測物件端子的電壓準位進行轉變的期間輸出受到遮罩的所述控制信號。
  3. 一種充放電控制電路,對二次電池的充放電進行控制,所述充放電控制電路包括: 正電源端子以及負電源端子,用於監測所述二次電池的電壓; 充電控制端子,連接於對所述二次電池的充電進行控制的充電控制場效應電晶體的柵極; 放電控制端子,連接於對所述二次電池的放電進行控制的放電控制場效應電晶體的柵極; 外部負電壓輸入端子,輸入外部正極端子以及外部負極端子中的所述外部負極端子的電壓,所述外部正極端子以及外部負極端子連接對所述二次電池進行充電的充電器以及使所述二次電池放電的負載中的其中任一者; 監測電路,對所述充放電控制電路所包括的端子中的、至少包含所述充電控制端子以及所述外部負電壓輸入端子的所述監測物件端子的電壓進行監測,並基於監測所得的結果,來生成表示所述監測物件端子的電壓準位的信號以及表示所述充放電控制電路的狀態的信號;以及 如請求項2所述的控制器, 所述控制器具有使發揮規定功能的啟用狀態與停止所述規定功能的關閉狀態進行轉變的狀態轉變功能、與對所述充電控制場效應電晶體以及所述放電控制場效應電晶體的導通狀態與斷開狀態進行切換的充電控制場效應電晶體通斷控制功能以及放電控制場效應電晶體通斷控制功能,基於所述監測所得的結果,來切換所述充電控制場效應電晶體以及所述放電控制場效應電晶體的導通狀態與斷開狀態,另一方面,基於表示所述監測物件端子的電壓準位的信號與對所述監測物件端子供給的信號,來判定所述監測物件端子的電壓準位是否處於轉變中,若判定為所述監測物件端子的電壓準位處於轉變中,則暫時禁止所述規定功能的啟用狀態與關閉狀態的狀態轉變。
  4. 如請求項3所述的充放電控制電路,其中 所述監測物件端子包含所述充電控制端子。
  5. 如請求項3所述的充放電控制電路,其中 所述監測物件端子包含所述放電控制端子。
  6. 如請求項3所述的充放電控制電路,其中 所述控制器包括場效應電晶體控制電路,所述場效應電晶體控制電路生成對所述充電控制場效應電晶體的導通與斷開進行切換控制的充電控制信號、以及對所述放電控制場效應電晶體的導通與斷開進行切換控制的放電控制信號,將所述充電控制信號供給至所述充電控制場效應電晶體的柵極,將所述放電控制信號供給至所述放電控制場效應電晶體的柵極, 所述狀態轉變控制電路具有斷電控制電路,所述斷電控制電路向所述場效應電晶體控制電路供給使發揮斷電功能的斷電狀態與停止所述斷電功能的斷電解除狀態進行轉變的所述控制信號,所述斷電功能是在檢測到所述充放電控制電路的過放電狀態時,降低所述充放電控制電路內部的消耗電流, 所述遮罩控制電路基於所述充電控制信號以及表示所述充電控制端子的電壓準位的信號,來判定所述充電控制端子的電壓準位是否處於轉變中,生成與所述判定結果對應且表示是否遮罩所述控制信號的啟用狀態的遮罩信號,並供給至所述斷電控制電路。
  7. 如請求項6所述的充放電控制電路,其中 所述斷電控制電路具有被供給下述信號的輸入端子,所述信號表示發揮停止規定的溫度範圍外的充電及放電中的至少一者的溫度保護功能的溫度保護狀態與停止所述溫度保護功能的溫度保護解除狀態,所述斷電控制電路將在所述溫度保護狀態下轉變為斷電狀態而在所述溫度保護解除狀態下轉變為斷電解除狀態的所述控制信號供給至所述場效應電晶體控制電路。
  8. 如請求項6所述的充放電控制電路,其中 所述斷電控制電路具有被供給下述信號的輸入端子,所述信號表示發揮在充電過電流狀態下使所述充電控制場效應電晶體斷開的充電控制場效應電晶體保護功能的充電控制場效應電晶體保護功能的啟用狀態、與停止所述充電控制場效應電晶體保護功能而使所述充電控制場效應電晶體導通的所述充電控制場效應電晶體保護功能的關閉狀態,且所述斷電控制電路將在所述充電控制場效應電晶體保護功能的啟用狀態下轉變為斷電狀態而在所述充電控制場效應電晶體保護功能的關閉狀態下轉變為斷電解除狀態的所述控制信號供給至所述場效應電晶體控制電路。
  9. 一種電池裝置,包括: 如請求項3至6中任一項所述的充放電控制電路; 所述二次電池; 所述外部正極端子以及所述外部負極端子; 所述充電控制場效應電晶體,設在經由所述二次電池來連接所述外部正極端子以及所述外部負極端子的充放電路徑中;以及 所述放電控制場效應電晶體,設在所述充放電路徑中。
TW110145556A 2020-12-10 2021-12-07 遮罩控制電路與包括此遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置 TW202224310A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-204645 2020-12-10
JP2020204645 2020-12-10
JP2021-165249 2021-10-07
JP2021165249A JP7471266B2 (ja) 2020-12-10 2021-10-07 マスク制御回路並びに該マスク制御回路を備えるコントローラ、充放電制御回路及びバッテリ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202224310A true TW202224310A (zh) 2022-06-16

Family

ID=78827942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW110145556A TW202224310A (zh) 2020-12-10 2021-12-07 遮罩控制電路與包括此遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220190625A1 (zh)
EP (1) EP4012881A1 (zh)
KR (1) KR20220082753A (zh)
CN (1) CN114629192A (zh)
TW (1) TW202224310A (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3291530B2 (ja) * 1992-09-17 2002-06-10 ソニー株式会社 バッテリー保護回路
JP3190597B2 (ja) * 1997-05-07 2001-07-23 セイコーインスツルメンツ株式会社 充放電制御回路と充電式電源装置
TW552759B (en) * 2001-02-15 2003-09-11 Seiko Instr Inc Battery state monitoring circuit
JP2005229774A (ja) 2004-02-16 2005-08-25 Seiko Instruments Inc バッテリー状態監視回路とバッテリー装置
JP5262034B2 (ja) * 2007-09-14 2013-08-14 株式会社リコー 充放電保護回路および該充放電保護回路を組み込んだバッテリーパック、該バッテリーパックを用いた電子機器
JP6524020B2 (ja) * 2016-05-19 2019-06-05 三菱電機株式会社 遅延時間補正回路、半導体デバイス駆動回路および半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20220190625A1 (en) 2022-06-16
KR20220082753A (ko) 2022-06-17
CN114629192A (zh) 2022-06-14
EP4012881A1 (en) 2022-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100731398B1 (ko) 충방전 제어회로 및 충전식 전원장치
US6563292B2 (en) Charge/discharge protection circuit with latch circuit for protecting a charge control FET from overheating
JP4186052B2 (ja) 充電制御機能付き電池パック
KR100341133B1 (ko) 충전/방전 제어회로 및 충전식 전원장치
KR100907360B1 (ko) 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치
KR102254471B1 (ko) 2차 보호 ic, 2차 보호 ic의 제어 방법, 보호 모듈 및 전지 팩
KR101211981B1 (ko) 배터리 장치
JPH11318034A (ja) 充放電制御回路と充電式電源装置
US10622819B2 (en) Rechargeable battery protection integrated circuit, rechargeable battery protection device, and battery pack
KR20080095838A (ko) 백게이트 전압 생성 회로, 4 단자 백게이트 스위칭 fet및 이를 이용한 충방전 보호 회로
JP3863031B2 (ja) バッテリー状態監視回路
TW202011657A (zh) 二次電池保護電路、二次電池保護裝置、二次電池保護電路的控制方法以及電池組
JP2002325360A (ja) バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置
JP2002320323A (ja) 電源回路
TW202224310A (zh) 遮罩控制電路與包括此遮罩控制電路的控制器、充放電控制電路以及電池裝置
JP7471266B2 (ja) マスク制御回路並びに該マスク制御回路を備えるコントローラ、充放電制御回路及びバッテリ装置
US6940256B2 (en) Battery state monitoring circuit and battery device
JP2001145271A (ja) 二次電池の保護方法及び保護回路
JP7489907B2 (ja) 充放電制御回路及びバッテリ装置
JP3622806B2 (ja) 二次電池の過電流検出回路
JP2000092738A (ja) 充電装置
JPH1189099A (ja) 充放電制御回路
JP2023130565A (ja) 充放電制御回路及びこれを備えたバッテリ装置
JPH11178207A (ja) 電池保護回路及びこれを有する充放電器
JP2002110257A (ja) 電池モジュール