TW202337105A - 充放電控制電路及包括其的電池裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種充放電控制電路，其未專用設置控制信號輸入端子但具備強制轉為斷電狀態的功能。本發明的特徵在於包括：外部端子電壓輸入端子（VM），經由外置電阻與外部端子連接；正極電源端子（VDD），連接於二次電池（SC）的正極；負極電源端子（VSS），連接於二次電池（SC）的負極；檢測器（113）及外部端子電壓檢測器（116），連接於外部端子電壓輸入端子（VM）；以及控制電路（112），當通過外置FET接通而對外部端子電壓輸入端子（VM）輸入斷電控制信號時，檢測器（113）對控制電路（112）輸出斷電檢測信號，當外置FET斷開，並且在外部端子連接了充電器時，檢測器（113）對控制電路（112）輸出斷電解除信號。

Description

充放電控制電路及包括其的電池裝置
本發明涉及一種充放電控制電路及包括其的電池裝置。
充放電控制電路也具備強制轉為斷電狀態的功能，以便在電池裝置的出庫時等防止二次電池的無用放電。
圖3是表示現有充放電控制電路及包括其的電池裝置的框圖。 現有電池裝置具有二次電池SC、連接於二次電池SC的充放電控制電路51、放電控制場效電晶體（Field effect transistor，FET）52、充電控制FET53、能夠對充放電控制電路51輸出轉為斷電狀態的信號的控制器54、電阻55、電阻56、電容器57、外部正極端子EB+、以及外部負極端子EB-。負載連接於外部正極端子EB+及外部負極端子EB-之間。
充放電控制電路51包括充放電監控電路511、控制電路512、檢測器513、開關514、開關515、正極電源端子VDD、負極電源端子VSS、放電控制端子DO、充電控制端子CO、外部端子電壓輸入端子VM、以及控制信號輸入端子CTL。
現有電池裝置50能夠在控制器54將斷電控制信號輸出至控制信號輸入端子CTL時，轉為阻斷對負載、控制器54、充放電監控電路511及檢測器513的放電路徑而減少了消耗電流的斷電狀態（例如，參照專利文獻1）。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-257407號公報
[發明所要解決的問題] 然而，上述充放電控制電路專用設置了控制信號輸入端子CTL，以用於輸入向斷電狀態變遷的信號，故存在晶片大小及封裝的引腳數量增加而成本增高這一課題。
本發明是鑒於所述課題而成，目的在於提供一種未專用設置控制信號輸入端子但具備強制轉為斷電狀態的功能的充放電控制電路。 [解決問題的技術手段]
本發明的一形態的充放電控制電路具備斷電功能，其特徵在於包括： 外部端子電壓輸入端子，經由外置電阻與外部端子連接；正極電源端子，連接於二次電池的正極；負極電源端子，連接於所述二次電池的負極；檢測器及外部端子電壓檢測器，連接於所述外部端子電壓輸入端子；以及控制電路， 當通過外置FET接通而對所述外部端子電壓輸入端子輸入斷電控制信號時，所述檢測器對所述控制電路輸出斷電檢測信號，在所述外置FET斷開並且將充電器連接於所述外部端子時，所述檢測器對所述控制電路輸出斷電解除信號。 [發明的效果]
根據本發明的充放電控制電路，可提供一種即便不專用設置控制信號輸入端子，也具備強制轉為斷電狀態的功能的充放電控制電路。
以下，一邊參照附圖，一邊對本發明的實施方式進行說明。
圖1是表示本實施方式的充放電控制電路及包括其的電池裝置的框圖。 本實施方式的電池裝置10具有二次電池SC、充放電控制電路11、放電控制FET 12、充電控制FET 13、FET 14、電阻15及電阻16、電容器17、外部正極端子EB+、及外部負極端子EB-。有時也將外部正極端子EB+與外部負極端子EB-一併稱為外部端子。在外部端子連接著能夠輸出用於強制斷電的控制信號的控制器、負載、充電器等。
充放電控制電路11包括充放電監控電路111、控制電路112、檢測器113、開關114及開關115、VM檢測器116（也稱為外部端子電壓檢測器）、正極電源端子VDD、負極電源端子VSS、放電控制端子DO、充電控制端子CO、及外部端子電壓輸入端子VM。
正極電源端子VDD經由電阻15連接於二次電池SC的正極及外部正極端子EB+。負極電源端子VSS連接於二次電池SC的負極及接地電位。
在正極電源端子VDD及負極電源端子VSS之間，並聯連接著充放電監控電路111、控制電路112、檢測器113、及VM檢測器116。也就是說，充放電監控電路111、控制電路112、檢測器113及VM檢測器116被施加VDD-VSS間的電壓作為運行電壓。其中，充放電監控電路111與VM檢測器116經由能夠通過控制電路112控制接通與斷開的開關114及115被施加VDD-VSS間的電壓。所述開關114及開關115從通常狀態轉為斷電狀態時，從接通到斷開，從斷電狀態轉為通常狀態時，從斷開到接通。
此處，“斷電狀態”指的是阻斷二次電池SC的放電路徑，通過開關114及開關115使充放電監控電路111及VM檢測器116的動作停止來降低消耗電流的狀態。
充放電監控電路111在檢測到二次電池SC的過充電時，對控制電路112輸出過充電檢測信號，在檢測到二次電池SC的過放電時，對控制電路112輸出過放電檢測信號。
外部端子電壓輸入端子VM是用於檢測外部負極端子EB-的電壓的端子，經由電阻16連接於外部負極端子EB-。而且，外部端子電壓輸入端子VM兼作輸入來自FET 14的斷電控制信號的端子。FET14將閘極連接於控制器的輸出端子，將源極連接於外部正極端子EB+，將漏極連接於外部端子電壓輸入端子VM。
檢測器113檢測輸入到外部端子電壓輸入端子VM中的斷電控制信號。斷電控制信號例如是通過利用控制器的控制信號使FET14接通而成為EB+端子的電壓。檢測器113在檢測到斷電控制信號時，對控制電路112輸出斷電檢測信號。另外，檢測器113依據外部端子電壓輸入端子VM降低至負極電源端子VSS的電壓為止來檢測在外部端子連接了充電器。檢測器113在檢測到在外部端子連接了充電器時，對控制電路112輸出斷電解除信號。
VM檢測器116判定是否已將負載或充電器連接於外部端子。在通常狀態下，放電控制FET 12與充電控制FET 13接通，因此外部端子電壓輸入端子VM的電壓接近負極電源端子VSS的電壓。通常狀態下的外部端子電壓輸入端子VM的電位（接地端子電壓VSS基準）在連接了負載而放電電流流過的情況下成為Idis×Rin，在連接了充電器而充電電流流過的情況下成為-Ichg×Rin。此處，Idis是放電的電流值、Ichg是充電的電流值，Rin是放電控制FET12與充電控制FET13接通時的電阻值之和。例如，如果外部端子電壓輸入端子VM的電位為負，那麼VM檢測器116判定在外部端子連接了充電器，並對充放電監控電路111輸出L電平的充電器檢測信號。
控制電路112基於來自充放電監控電路111的信號，使放電控制FET 12及充電控制FET 13接通與斷開來控制二次電池SC的充放電。 控制電路112在容許二次電池SC的充電的情況下，將容許充電的H電平的充電容許信號輸出給充電控制端子CO來將充電控制FET13接通，在禁止二次電池SC的充電的情況下，將禁止充電的L電平的充電禁止信號輸出給充電控制端子CO來將充電控制FET 13斷開。另外，控制電路112在容許二次電池SC的放電的情況下，將容許放電的H電平的放電容許信號輸出給放電控制端子DO來將放電控制FET 12接通，在禁止二次電池SC的放電的情況下，將禁止放電的L電平的放電禁止信號輸出給放電控制端子DO來將放電控制FET 12斷開。
當從檢測器113輸入斷電檢測信號時，控制電路112將禁止放電的L電平的放電禁止信號輸出給放電控制端子DO來將放電控制FET 12斷開。另外，當從檢測器113輸入斷電解除信號時，控制電路112將容許放電的H電平的放電容許信號輸出給放電控制端子DO來將放電控制FET 12接通。
圖2是表示本實施方式的檢測器113及VM檢測器116的一例的電路圖。 檢測器113例如包含施密特觸發器（Schmitt trigger）電路。斷電檢測信號PD_D由第二段反相器A的輸出端子輸出，斷電解除信號PD_R由第三段反相器B的輸出端子輸出。
接下來，一邊參照圖1及圖2，一邊對從通常狀態轉為斷電狀態時的電池裝置10的動作進行說明。 此處，對在產品出庫時，於在外部正極端子EB+與外部負極端子EB-之間連接了負載LD的狀態下，控制器控制FET 14，輸出斷電控制信號，使電池裝置10從通常狀態變成斷電狀態的動作進行說明。二次電池SC被充電至不超過過充電電壓的程度的電壓。並且，放電控制FET 12與充電控制FET 13均接通。
控制器經由FET14對充放電控制電路11的外部端子電壓輸入端子VM輸入H電平的斷電控制信號。當對輸入端子輸入H電平的斷電控制信號時，檢測器113從反相器A的輸出端子輸出H電平的斷電檢測信號PD_D。當輸入H電平的斷電檢測信號PD_D時，控制電路112轉為斷電狀態。也就是說，控制電路112經由放電控制端子DO將放電控制FET 12斷開，從而將開關114及開關115斷開。
當轉為斷電狀態時，放電控制FET 12被斷開，外部端子電壓輸入端子VM經由電阻16並通過負載提升至H電平。因此，即便控制器不持續輸出將FET 14斷開的信號，充放電控制電路11也能夠維持斷電狀態。也就是說，即便連接於外部端子的控制器被斷供二次電池SC的電壓而無法運行，電池裝置10也能夠維持斷電狀態。
接下來，當在外部端子連接充電器時，外部端子電壓輸入端子VM的電壓比接地端子電壓VSS更低。檢測器113檢測已對輸入端子輸入了L電平的斷電控制信號，並從反相器B的輸出端子輸出H電平的斷電解除信號PD_R。當輸入H電平的斷電解除信號PD_R時，控制電路112解除斷電狀態。也就是說，控制電路112經由放電控制端子DO將放電控制FET 12接通，從而將開關114及開關115接通。
電池裝置10如上所述那樣，通過檢測外部端子電壓輸入端子VM的電壓的檢測器113輸出斷電檢測信號PD_D及斷電解除信號PD_R，來進行向斷電狀態的轉變及解除。
如以上所說明，本實施方式的充放電控制電路設為利用控制器所控制的FET的H電平的信號來輸入斷電控制信號的構成，因此能夠將外部端子電壓輸入端子VM兼作控制信號輸入端子。並且，本實施方式的充放電控制電路是由施密特觸發器電路構成檢測電路，因此具有耐噪性，並且無需追加的電路便能夠輸出斷電檢測信號及斷電解除信號。因此，本實施方式的充放電控制電路不用增加電路而能夠減少引腳數量，因此能夠降低晶片及封裝的成本。
以上，對本發明的實施方式進行了說明，但本發明並不限定於所述實施方式，能夠於不脫離本發明的主旨的範圍內進行各種變更。例如，實施方式中所說明的各種信號的邏輯並不限定於此。因此，檢測器的輸出信號也並不限定於此。另外，例如設FET 14是由控制器控制，但也可以設在電池裝置中，包括連接於FET 14的閘極的控制端子，並從外部輸入控制信號。另外，例如設為將放電控制FET 12及充電控制FET 13連接於二次電池SC的負極側的構成，但也可以設為將放電控制FET 12及充電控制FET 13連接於二次電池SC的正極側的構成。在此情況下，外部端子電壓輸入端子VM經由電阻與外部正極端子EB+連接。另外，例如也可以將控制器包含在電池裝置10中。
10:電池裝置 11:充放電控制電路 12:放電控制FET 13:充電控制FET 14:FET 15、16:電阻 17:電容器 50:電池裝置 51:充放電控制電路 52:放電控制FET 53:充電控制FET 54:控制器 55、56:電阻 57:電容器 111:充放電監控電路 112:控制電路 113:檢測器 114、115:開關 116:VM檢測器 511:充放電監控電路 512:控制電路 513:檢測器 514、515:開關 A:第二段反相器 B:第三段反相器 CO:充電控制端子 CTL:控制信號輸入端子 DO:放電控制端子 EB+:外部正極端子 EB-:外部負極端子 LD:負載 PD_D:斷電檢測信號 PD_R:斷電解除信號 SC:二次電池 VDD:正極電源端子 VM:外部端子電壓輸入端子 VSS:負極電源端子（接地端子電壓）
圖1是表示本實施方式的充放電控制電路及包括其的電池裝置的框圖。 圖2是表示本實施方式的檢測器及VM檢測器的電路圖。 圖3是表示現有充放電控制電路及包括其的電池裝置的框圖。
10:電池裝置
11:充放電控制電路
12:放電控制FET
13:充電控制FET
14:FET
15、16:電阻
17:電容器
111:充放電監控電路
112:控制電路
113:檢測器
114、115:開關
116:VM檢測器
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
SC:二次電池
VDD:正極電源端子
VM:外部端子電壓輸入端子
VSS:負極電源端子(接地端子電壓)

Claims (4)

  1. 一種充放電控制電路，其具備斷電功能，所述充放電控制電路的特徵在於包括： 外部端子電壓輸入端子，經由外置電阻與外部端子連接； 檢測器及外部端子電壓檢測器，連接於所述外部端子電壓輸入端子；以及 控制電路， 當通過外置場效電晶體接通而對所述外部端子電壓輸入端子輸入斷電控制信號時，所述檢測器對所述控制電路輸出斷電檢測信號，當所述外置場效電晶體斷開並且將充電器連接於所述外部端子時，所述檢測器對所述控制電路輸出斷電解除信號。
  2. 如請求項1所述的充放電控制電路，其特徵在於，所述檢測器包含施密特觸發器電路。
  3. 一種電池裝置，其特徵在於包括： 二次電池； 第一外部端子，與所述二次電池的第一電極連接； 充放電控制場效電晶體，與所述二次電池的第二電極連接； 第二外部端子，與所述充放電控制場效電晶體連接； 場效電晶體及電阻，在所述第一外部端子與所述第二外部端子之間串聯連接；以及 如請求項1或2所述的充放電控制電路，正極電源端子連接於二次電池的正極，負極電源端子連接於二次電池的負極，外部端子電壓輸入端子連接於所述場效電晶體與所述電阻的連接點，充放電控制端子與所述充放電控制場效電晶體連接。
  4. 如請求項3所述的電池裝置，其特徵在於包括：控制器，連接於所述第一外部端子與所述第二外部端子之間，控制所述場效電晶體。
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