TW423193B - Litium battery pack - Google Patents

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TW423193B
TW423193B TW088102025A TW88102025A TW423193B TW 423193 B TW423193 B TW 423193B TW 088102025 A TW088102025 A TW 088102025A TW 88102025 A TW88102025 A TW 88102025A TW 423193 B TW423193 B TW 423193B
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Nobuaki Umeki
Kouichi Inoue
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Rohm Co Ltd
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Description

五、發明說明（1) [發明所屬的技術領域] 本發明乃鉀離子匣式電池有關者，特別是為湊齊經予 串聯連接的電池之充電量而用的電池平衡系統之钟離子匣 式電池有關者。 [習知技術] 就已往相關技術而言，由串聯連接複數個钟離子電池 而成的鉀離子匣式電池為一種可再充電使用的電池，因 此，經使用而電力降低之匣式電池可再充電後恢復電力再 利用。再充電時為維護安全有防止過度充電之必要，但任 意一個電池到達所定電壓時，一般會停止其充電。 然而電池在使用時，電池之放電量随各個電池而有分 散性存在，所以電池之電壓有不整齊的情形。該情況下， 即使再充電時僅有使用時放電量最少的電池得以完全充 電，而其他電池自然無法獲得充分的充電。 因此’防止過度充電下，使所有電池得以均衡充電為 目的，鋰離子匣式電池備有電池平衡系統。已往的鉀離子 匣式電池之構成示於第6圖中。 對於各個串聯連接之η個電池Lc(k)(k = l至η)，備以由 電阻器Rb(k)，開關元件之電晶體Tb(k)，以及控制電路 CLC(k)而成的電池平衡電路CLB(k)。電阻器Rb(k)與電晶 體Tb(k)之各組經以串聯連接，然後在電池LC(k)之兩電極 間以並聯連接之《控制電路CLC(k)藉偵檢兩電極間之電壓 而控制電晶體Tb(k)之通導動作。 控制電路CLC(k)之構成示如第7圖。控制電路CLC(k)
C:\Program Files\Patent\310325. ptd 第 4 頁 五、發明說明（2) 係備有基準電壓發生器VG(k)，此較器CMP(k)，電池LC(k) 之陽電極及陰電極上分別連接的輸入終端”（1〇及“（1〇， 以及連接在電晶體Tb(k)之閘門上的輸出終端vc (k)。比較 器CMP(k)之一端的輸入連接在輸入終端Vp(k)，另端之輸 入介由基準電壓發生器VG(k)連接在輸入終端““），輸出 乃連接在輸出終端Vc(k)上。 基準電壓發生器VG(k)係輪出由輸入終端Vn(k)所給與 電池LC(k)之陰電極之電壓上’加以所定值VTH〇而成的基 準電壓。比較器CMP(k)係比較由輪入終端Vp(k)所給與電 池LC(k)之陽電極之電壓及基準電壓發生電路代“）所輸出 的基準電壓，隨兩電壓之大小而輪出第1或第2之電壓，當 電池LC(k)之陽電極之電壓在基準電愿以上時，使電晶體 Tb(k)通導動作。由電晶體之通導作用，在電池LC(k)形成 備有電阻Rb(k)之旁路電路。 充電時，電池LC(k)之電壓及電晶的動作之相 關關係示於第8圖。第8圖中，（a)示電池LC(k)之兩電極間 之電壓（電池電壓）Vcell ，（b)示電晶體Tb(k)在通導（ON) 時及不通導（Off)時之狀況。橫軸示自充電開始的時間之 變化。 由上述的控制電路CLC(k)之控制，電池電壓Vceli未 滿指疋值Vtho時’電晶體Tb(k)成非通導之狀態，該時， 電流流入電池LC(k)内而進行充電。另一方面，當電池之 電壓Vcel 1到達指定值Vtho以上時，電晶體几（1^)通導而電 流主要流經旁路電路，壓低充電之進行。
C:\Program Files\Patent\310325. ptd 第 5 頁 423193 五、發明說明（3) 口此電池之電壓未滿指定值Vtho之電池得 =外’電池電壓到達指定值Vth。之電池心= 升被壓低而到達為防止過分充電所設定的上限值電麼:提 之地步。冑電池之充電量得以到達大約溱齊成固定值 [發明欲解決的課題] 然而，已往的電池平衡系統之控制電路CLc(k 一的指定值Vtho為界限控制電晶體Tb(k)之動作，近於 電往來之際始開始調控充電量之動作，因& 有充 池之充電量變成凑齊狀態常需長時間。另夕卜，電池 到達指定值之Vtho之電池，此冑經常有電流經過旁路電 路，電阻器Rb(k)之發熱量變多。為防止發熱導致電阻 Rb(k)之破壞，必須增加電阻使流過旁路電路之電流變 小，因此’欲使充電量凑齊常需更長時間。 本發明乃鑑及上述問題而提供能快速使電池之充電 湊齊的鋰離子匣式電池為其目的。 [解決課題所採的手段] 為達成上述目的，本發明針對各個以串聯連接的複數 個電池設置以互相用串聯連接，其一端聯接在電池之陽電 極，其他端連接在電池之陰電極的電阻器與開關元件，以 及針對各個複數個電池所設置，當電池之兩電極間之電 壓，亦即電池電壓到達指定值以上時，使開關元件通導， 將電池之兩電極介電阻短路之備有控制電路之鋰離子匣式 電池中，該控制電路係當電池電壓在未滿第一指定值時不
C:\Prograio Files\Patent\310325. ptd 第 ^ 頁 423193 ^ 五、發明獅(4) 、=續，導開關元件，當電池電壓到達較第一指定值更高的 一指定值以上時，使開關元件繼續通導，當電池電壓在 f 一指定值以上且未滿第二指定值時，使開關元件斷斷續 續通導而達成。 ，各電池等於備有由電阻、開關元件及控制電路而成電 池平衡電路’由該電池平衡電路可以調節各個電池之充電 速度°該情況下，開關元件之動態乃應電池電壓而分為繼 續性不通導’斷續性通導以及繼續性通導之三種狀態。電 池之充電’當開關元件設在繼績性通導狀態時以快速進行 充電’當開關元件設在斷續性通導狀態時，以中等程度之 速度進行充電，當開關元件設在繼續性通導狀態時以壓低 速度進行充電。 由充電之進行，電池電壓到達第一指定值之電池，繼 之以中等程度之速度進行充電。再者，充電進行至電池電 壓到達第二所定值時，充電速度會被壓低而進行。電池之 間由使用時之放電差距，充電程度較高的電池以中等程度 之速度進行充電之間，充電較慢的電池會以快逮被充電， 所以充電量之差距迅速消失。所以，當一個電池之電池電 壓到達第二所定值時，電池間之充電量的差距甚小。可以 快速地使所有電池之充電量達湊齊的地步。又，藉斷續通 導開關元件使電阻之發熱量減少，所以可以增加流經電阻 之電流，更進一步加速電池的充電量之整齊化。 當電池電壓在第一指定值以上且未滿第二指定值時， 控制電路之通導開關元件之期間，可按照電池電壓及第—
C:\Program Files\Patent\310325. ptd 第 7 頁 五、發明說明（5) ，疋值之差距加以應變為適宜。可使電池電壓達到第一指 =值後之電池的充電速度隨充電量而得以調節可以 速地使電池之充電量得整齊化。 、 例如將通導開關元件之期 疋值之差距使大約成為比例而 壓到達第一指定值之電池的充 電結束時’電池間之充電量的 當電池電壓在第一指定值 欲使通導開關元件之期間與電 約成為比例一事，可由通導開 之總和為固定值，以一定周期 具體而言，將控制電路按 大值為第二指定值之鋸齒狀波 廬’比較將該電壓加在電池上 路及電池上陽電極之電壓的振 陽電極上的電壓超過振盪電路 關元件之第一控制電壓，當電 電路之輸出電壓時，輸出不通 壓，上述輸出操作藉助比較器 將對於各複數電池而設置 半導艘晶片内，對於各複數電 件宜與上述半導體晶片分別形 大電流之電阻器及開關元件， 定。另外，在半導體晶片内形 間’依照電池電壓及第—指 設定。如此設定時，電池電 電量即可使之依序緩慢，充 分散性變成非常小。 以上且未滿第二指定值時， 池電壓及第一指定值之差大 關元件之期間及不通導期間 通導開關元件而得以實現。 照最小值為第一指定值而最 電壓，以一定周期發出振 陰電極之電壓所輸出振盪電 盪電路之輸出電壓，當電池 之輪出電壓時，輸出通導開 池陰電極上的電壓未滿振盪 導開關元件之第二控制電 而構成。 的控制電路全部成形在一個 池所設置的電阻器及開關元 成°由控制電路分別流經較 可使控制電路之操作容易穩 成較多的控制電路，可以令
五、發明說明（6) 電池數目較少的種種匣式電池得以共同使用相同規格之半 導狀晶片，亦可提升製造效率。 在複數個電池之一端的電極上介由保護開關元件連接 的第一電極終端，在複數個電池之另一端的電極上連接的 第二電極終端，以及複數個電池之各個電池電壓加以偵檢 後’當所偵檢電池電壓有一個以上不在所定範圍内時，停 止保護開關元件之通導，備以複數個電池之禁止充電或放 電之保護控制電路，然後將該保護控制電路與上述控制電 路同時形成在同一個半導體晶片内亦可。不但可防止電池 之過度充電或過度放電，同時能將控制電池之充電量有關 所有電路收集在一個晶片之内，可以抑制匣式電池之大型 化。 [發明之實施形態] 實施本發明之鋰離子匣式電池之形態參考圖面說明如 下。第1圖示第一種實施形態之鋰離子匣式電池（1)之構 造。鋰離子匣式電池（1)具有串聯連接的相同容量之η個鋰 離子電池LC(1)至LC(n)，該電池LC(1)至LC(n)構成電池序 列（10)。 下文說明中為簡化起見，將電池LC(1)至LC (η)簡示電 池LC(k)(k=l至η)。另外，如後述在鋰離子匣式電池d) 上，對應於η個電池LC(k)之各個，備以各為η個之數種構 成要件，此等構成要件亦同樣在括弧内附記k字符號而表 示之。 鋰離子匣式電池（1)上設有陽極終端（B+)及陰極終端
C:\Program Files\Patent\310325. ptd 第 Θ 頁 423193 、 五、發明說明（7) -- (B ) ’陽極終端（B+)介由保護用保險絲（1丨）與兩個電晶體 (12，13)連接在電池序列（1〇)之一端的陽電極（即第:個 電池LC(1)之陽電極）上，陰極終端（β-)則直接連接在電池 序列（10)之他端之陰電極（第η個電池LC(n)之陰電極）上。 電晶體管（12，13)之動作由保護控制電路（14)加以控制。 該保護控制電路（14)係由一個半導體晶片（Cpl)所形 成，備有輸出終端（FE1，FE2)，輸入終端（MO)及終端 (GND)。輸出終端（FE1，FE2)分別連接至電晶體（12)及 (13)之閣極’輸入終端（Μ〇)介由電阻器（15)連接在電晶體 (12)及（13)之連接點。終端（gnd)連接在電池序列（iq)之 末端之陰電極上。 上述保護控制電路（14)設置有n個輸入終端（V(k))， 設輸入終端（V(k))分別介由電阻器（Rf(k))連接至各個電 池（LC(k))之陽電極上，並介由電容器(；Cf(k))連接至電池 序列（10)之端的陰電極上。電阻器（Rf(〇及電容器 (Cf(k))之各組構成低通濾波器。 電晶體（12)係為防止電池（LC(k))之過度充電而設置 的，介由輸出終端（FE1)由保護控制電路（14)所給與的控 制電壓控制其動作。該保護控制電路（14)通常使電晶體 (12)通導，充電時當電池（LC(k))之任意一個電池達到電 池電壓（Vcel 1)之電壓上限值（Voch)時，停止電晶體（12) 之通導動作。該電池（LC(k))之電池電壓（Vcel 1 )係由η個 輸入終端（V(k))及終端（GND)所顯現電壓差而予偵檢出。 電晶體（1 3)係為防止放電時，亦即使用時電池 ΙΕΜΙ C:\Program Files\Patent\310325. ptd 第 10 頁 五、發明說明 之過度放電，同時過大電流進入時暫時停止電流 盥二，介由輸出終端（FE2)由保護控制電路（14)所給 ^ 制電壓控制動作。該保護控制電路（14)通常使電晶 (=通導，放電時電池（LC(k))之任意一個電池之電池 Cell)未滿電愿下限值（Vmin)時，終止電晶體（13) 導動作。另外，利用電阻器（15)偵檢出流經電晶體 内之電流’當所偵檢出的電流到達指定值以上時，亦 終止電晶鳢（13)之通導動作。 電晶體（12，13)及保護控制電路（14)，將電池 CLC(k))之所有電池電壓（yceii)經常保持電壓下限值 (Vmin)以上且未滿電壓上限值（v〇ch)範圍而保護電池 (LC(k))。又，因陽極終端（B+)與陰極終端（β_)之短路等而 有過大電流流出之顧慮時’亦能遮斷電流而防止該危險。 對於各個電池（LC(k))備以控制電阻器（Rb(k))，開關 元件之電晶體（Tb(k))，以及電晶體（Tb(k))之動作的控制 電路（CC(k))而成的電池平衡電路（cB(k))。藉該電池平衡 電路（CB(k))構成防止過度充電下均衡充電所有電池用途 之電池平衡系統（20)。該電阻器（Rb(k))及電晶體（Tb(k)) 相互以串聯而連接，對於電池（LC(k))以並聯連接至其陽 電極及陰電極上。 所有控制電路（CC(k))形成在單一半導體晶片（CP2) 内，該半導體晶片（CP2)設有終端（GND)及η組之輸入終端 (Vp(k))以及輸出終端（Vc(k))。終端（GND)連接至電池系 列（10)之末端的陰電極上（即第η個電池（LC(n))之陰電極
C:\Program Files\Patent\310325. ptd 第 11 頁 -do ] 93 * 五、發明說明（9) 上）。輸入終端（Vp(k))介由電阻器（Rf(k))連接至電池 (LC(k))之陽電極上，輸出終端（Vc(k))及連接至電晶體 (Tb(k))之閘極上。 出現在相鄰的兩個輸入終端（Vp(k))及（Vp(k+1))之電 壓差距代表電池（LC(k))之電池電壓（Vcell)，可供控制電 路（CC(k))利用。輸入終端（Vp(n))及終端（GND)之電壓差 距代表第η個電池（LC(n))之電池電壓（Vcell)，可供控制 電路（CC(n))利用。 控制電路（CC(k))之構造示如第2圖。該控制電路 (CC(k))由振盪電路（〇SC(k))，比較器（CHiP(k))，上述的 輸入終端（Vp(k))及輸出終端（Vc(k))與輸入終端（Vn(k)) 所構成。在此，終端（Vn(k))及終端（Vp(k + 1))為相同構 造。輸出終端（Vc(k))連接至比較器（CMP(k))之輪出側， 輸入終端（Vp(k))連接至比較器（CMP(k))之另一端的輪入 側。輸入終端（Vn(k))連接至振盪電路（〇SC(k))之輸入 側，振盪電路（OSC(k))之輸出連接至比較器（CMP(k))之另 一端之輸入侧。 振盪電路（OSC(k))將最小值為第一指定值（vthl)而最 大值為第二指定值（Vth2 )之鋸齒狀電壓按照一定周期發出 振盪，對由輸入終端（Vn(k))所給與的電池（LC(k))之陰電 極之電壓（VN)施加所發出振盪之電壓，作為基準電壓（vR) 而輸出。第3圖示振盪電路（〇SC(k))所輸出基準電壓（VR) 之波形例舉。在此，使電壓上升及下降之傾斜度相同，但 該傾斜度相異亦無妨。
C:\Program Files\Patent\310325. ptd ^ 12 I 1 93 五、發明說明（ίο) 比較器（CMP(k))為控制電晶體（Tb(k))之通導動作， 對輸出終端（Vc(k))輸出二種水平之控制電壓。比較器 (CMP(k))比較由輪入終端（Vp(k))所給與電池（LC(k))之陽 電極之電壓（Vp)及振盪電路（OSC(k))所給與的基準電壓 (VR )，對應於比較結果改變其所輸出控制訊號之水平。具 體言之，電池（LC(k))之陽電極之電壓（Vp)在基準電壓（V R)以上時，通導電晶體（Tb(k))，當電池（LC(k))之陽電極 之電壓（Vp)未滿基準電壓（VR)時，不過導電晶體 (Tb(k))。 因此，電池（LCU))之電池電壓（Vcell)未滿第一指定 值（Vthl)時電晶體（Tb(k))不通導，而電流不流進電阻器 (Rb(k))。另一方面電池（LC(k))之電池電壓（Vcell)到達 第二指定值（Vth2)以上時，電晶體（Tb(k))通導，而電流 進入電阻器（Rb(k))。 電池（LC(k))之電池電壓（Vcell)在第一指定值（vthl) 以上而未滿第二指定值（Vth2)時，比較器（CMP (k))之比較 結果對應於基準電壓（VR)之變動而在一定周期後反轉。因 此’電晶體（Tb ( k))會斷續性通導，電流亦斷續的流入電 阻器（Rb(k))内。並且電晶體（Tb(k))通導時之各個期間， 按照電池電壓（Vcell)及第一指定值（vthl)之差距比例， 該差距愈小則愈短，差距愈大則愈長。 結果，控制電路（CC(k))當電池電壓（vcei 1 )在第一指 疋值（Vthl)以上而未滿第二指定值（Vth2)時，供應至電晶 體（Tb(k))之控制電壓，乃對應於電池電壓（Vcell)及第一
C:\Program Files\Patent\310325· ptd 第 13 頁 4 1 93 4 五、發明說明（11) 指定值（Vthl)之差距，進行脈衝寬度調制（PWM)。 鋰離子匣式電池（1)在充電時’電池（LC(k))之電池電 壓（Vcell)乃電晶體（Tb(k))之互動關係示於第4圖。第4圏 中’U)示電池（LC(k))之電池電壓（Vcell)，（b)示電晶體 (Tb(k))在通導（ON)時與不通導（OFF)時之狀態。橫軸示自 開始充電之時間》 在此，第一指定值（Vthl )至第二指定值（Vth2)之相對 應於電池電壓在期間（T)之通導狀態為避免圖示複雜，僅 以模式表示之。該期間（T)之實際上的電晶體（Tb(k))之通 導狀態，相等於振盪電蝽（〇 SC(k))之振盪周期以短周期而 變動，當電池電壓（Vcell)隨著接近第二指定值（Vth2)， 一個周期内之通導期間增長而不通導期間減短。 電池電壓（Vce 11)在未滿第一指定值（Vthl)時，電流 不流入電阻器（Rb(k))，充電電流進入電池（LC(k))，電池 (LC(k))得以快速進行充電電池電壓（vcell)到達第一指 定值（Vthl)時，電流開始斷續的流入電阻器（Rb(k))，電 池（LC(k))之充電速度慢慢降低。電池電壓（vce 11)到達第 二指定值（Vth2)時，電流繼續流入電阻器（Rb(k))，電池 (LC(k))所能利用之充電電流變少，充電速度更加變慢。 當繼續充電而電池電壓（Vcell)到達事前設定的電壓上限 值（Voch)時，介由電晶體（12)而供應的充電電流被保護控 制電路（14)加以遮斷》 由於使用時放電量之分傲性’電池（LC(k))之間殘存 充電量有差異時，充電乃按照下述進行。η個電池（LC(k))
C:\ProgramFiles\Paten1A3l0325.ptd 第 14 頁 423193 五、發明說明 中以殘存充電量最多者為電池（1),最少者為電池（2)時， 充電開始後，電池（Π及電池（2)之充電以大約相同速度進 行’電池（1)之電池電壓較早到達第一指定值（Vthl)。電 池電壓到達第一指定值（vthl)之電池（1)的充電速度依序 變慢’另一方面，電池（2)之充電繼續快速進行。因此， 電池（2)之電池電壓到達第一指定值（vthl )時，電池（1 )及 電池（2)間早已存在的充電量之差距已予大幅減少。 電池電壓到達第一指定值（Vthl )之電池（2)之充電速 度亦變慢’但充電更多的電池（1)之充電速度更加變慢， 因此’在期間（T)内，電池（1)及電池（2)之充電量差距變 小°所以電池（1 )之電池電壓到達第二指定值（Vth2 )時， 電池（1)及電池（2)之充電量幾乎已無差異。 開始充電時’殘存充電量介於電池（1)及電池（2)之其 他電池亦按照電池（2)同樣被充電，而與電池（丨）之充電量 無差距。因此，電池（1)之電池電壓到達第二指定值 (Vth2)時，所有電池（LC(k))之充電量幾乎相等。據此， 所有電池（LC(k))之充電量可快速湊齊。 而且’電池（1 )之電池電壓到達第二指定值（Vth2)之 後’不需要繼續長時間充電，故可縮短充電所需時間。更 進一步’在期間（T)内，流入電阻器（Rb(k))之電流為斷續 性’且到達第二指定值（Vth 2)後的電流繼續流入電阻器 (Rb(k))之期間縮短，故電阻器（Rb(k))之發熱量亦較少。 因此’增加充電電流之供應董，亦不容易招致因發熱引起 電阻器（Rb(k))之破壞，更能進一步使所有電池（LC(k))之
C:\Program Files\Patent\310325.ptd 第 15 頁 423193 五、發明說明（13) 充電量得以快速湊齊。 第一所定值（Vthl)及第二所定值（Vth2)可任意設定， 但該設定值會影響充電所需時間及充完電時的電池間之充 電量的均勻情形。第一指定值（Vthl)設定為上限值（Vo ch) 之50至75% ’第二指定值（vth2)設定在上限值（Voch)之85 至95%左右時，可得良好結果。 振盪電路（OSC(k))所發生電壓波形，由上述鋸齒狀改 用其他波形亦可行。例如改用正弦波經全波整流之波形亦 可。該時’電池電壓（Vc ell)在第一指定值（Vthl)以上而 未滿第二指定值（Vth2)之期間（T)内，電晶體（Tb(k))之通 導期間，不致與電池電壓（Vcell)及第一指定值（Vthl)之 差距成為比例，但與波形為鋸齒狀者同樣地電池電壓 (Vcell)及第一所定值（Vthl)之差距相對應而變化，隨著 其差距變大而變長》 又’電阻器（Rb(k))或電晶體（Tb(k))會流入比較強大 電流，但保護控制電路（14)或控制電路（CC(k))形成在另 一晶片而與之分開，故不易受到該強大電流之影響。叙離 子匣式電池（1)之動作之可靠性較高。電池（LC(k))之兩電 極介由電阻器（Rb(k))短路而用的開關元件，可適用feT， M0SFET ’雙極電晶體等，但能隨所賦與控制電壓水準而可 成通導及不通導狀態之更換者，任何元件均可採用。 又，所舉例為與電池（LC(k))以相同數目的控制電路 (CC(k))形成在半導體晶片（CP2)者，但半導體晶片（CP2) 内’大多形成控制電路，製造匣式電池時，將必要數目的
C:\Program Fi les\Patent\310325. ptd 第 16 頁 423193 五、發明說明（14) 控制電路連接至電池上使用亦行。同一規格之半導體晶片 可利用在電池數目不同的匣式電池上，以提升製造效率。 構成電池序列（10)的電池（LC(k))之數目在2以上可為 任意數目，視其用途調整，以能供應所需電壓之數目即 可。又’對於各個電池（LC(k))並聯而連接其他電池亦 可。可獲得總容量大的鋰離子匣式電池。 第二種實施形態之继離子匣式電池（2)之構造示如第5 圖。第一種實施形態的鋰離子匣式電池（1)在一個半導體 晶片（CP1)申’形成防止過度充電及過度放電的晶體管 (12)與（13)控制用保護控制電路（14)，將構成電池平衡系 統（20)之控制電路（CC(k))形成在另一個半導體晶片（cp2) 。但本實施形態之離子匣式電池（2)中，將保護控制電路 (14)及電池平衡系統（20)之控制電路（cc(k))形成在同一 個半導體晶片（CP3)。構成電路成其運作與鉀離子厘式電 池（1)並無差異。構成電池平衡系統（2〇)之電阻器（Rb(k)) 及電晶體（Tb(k))則另設於半導體晶月（CP3)之外。 按照上述將保護控制電路（1 4)及電池平衡系統（2 〇 )之 控制電路（CC(k))形成在同一個半導體晶片（cp3)時，與電 '池（LC(k))間之連接而用的配線變為簡潔，可使厘式電池 之製造步驟簡化。另外，備以電池平衡系統（2〇)使匣式電 池之大型化趨勢抑制在最小限度而有利。 本發明之效果’依據申請專利範圍第1項所提供之舒 離子匣式電池，由電池之充電尚未進行時，可以開始調整 電池間之充電速度，因此，在短時間内使所有電池之充電
C:\Program Files\Patent\310325.ptd 第 17 頁 1 Λ 五、發明說明—- 量可予漆 電阻器齊。另外，調節充電速度時，斷續地將電流送 Αk，故在不增加電阻器之發熱量下，供應較大蝥土入 馬3仃，搪八電流成 間。 媒此’更能縮短使電池之充電量湊齊所需的時 壓到請專利範圍第2項之裡離子S式電池，電池電 調節，更:指定值後，電池之充電速度可以隨充電量而奶 又能加速凑齊電池之充電量。 b 申請專利範圍第3項或第4項之鉀離子S式f % ^遑凑齊電池之充電量外，使充電量更可以嚴以， 可提供 構造申請專利範圍第5項之鉀離子匣式電池 ^嬙而具有上述效果之卸離子梗式電池。 可提供 運作申請專利範圍第6項之鉀離子匣式電池 性高且容易製造之鉀離子匣式電池。 依'據申請專利範圍第7頊 充電或過度放電之顧慮且員可之使钟二子電厘池式整電趙V 士無過弋 制在必要最小限範圍内。使®式電整體之大型化抑 [圖式之簡單說明] Ϊ2::第Τ種實施形態之鋰離子匣式電池之構造。 控制電路構造圖。 子£式電池之電池平衡電路之 第3圖示上述控制電敗 第4阐-二：：：所備振盪電路之輸出波形圖。 示斗阐不上述御離子+ π . 壓及雷At 更式電池在充電時電池之電池電 I 1電池平衡雷路電晶微# & 卞铒龟蹲黾日曰镀運作的關係圖。
C:\Program Files\Patent\310325. ptd » 10 早18頁 423193 4 五、發明說明（16) 第5圖示第二種實施形態之鉀離子匣式電池之構造 圖。 第6圖示己往的鉀離子匣式電池之構造圖。 第7圖示構成已往的鉀離子匣式電池之電池平衡電路 之控制電路構造圖。 第8圖示已往的鉀離子匣式電池在充電時的電池之電 池電壓及電池平衡電路之電晶體的運作關係圖。 [圖號之說明] 1，2 示鋰離子匣式電池 10 示電池序列 12 示電晶體（保護開關元件） 13 示電晶體（保護開關元件） 14 示保護控制電路 15 示電阻器 20 示電池平衡系統 LC(k) 示鐘離子電池 CB(k) 示電池平衡電路 Rb(k) 示電阻器 Tb(k) 示電晶體（開關元件） CC(k) 示控制電路 OSC(k) 示振盪電路 CMP(k) 示比較器 Vp(k) 示輸入終端 Vn(k) 示輸入終端 Vc(k) 示輸出終端 Rf(k) 示電阻器 Cf (k) 不·電容器 CPI ， CP2 ，CP3 不半導體晶片 B+ 示陽極終端 B" 示陰極終端 I^^ll C:\Program Files\Patent\31G325. ptd 第 19 頁

Claims (1)

  1. 六、申請專利範圍 1，—種鋰離子厘式電池，其特徵在於具備有由串躺1 & 的複數個電池，對於各個該複數個電池設置 聯連續而其-端連接在前述電池之串 前述電池之陰極上的電阻器與闕關元件：： 數個電池設置’當前述電池之兩電極間S '上時，通導前述間關元件使前逑電 兩電極介由以前述雪电也之 工r 泰 知路之控制電路而成的鋰離 =電二前述控制電路係前述電壓在未滿第一指 使别述開關元件繼續不通導，當前述電壓在 定值大的第二指值以上時，使前述開關 ,^ .+, ^ 备刖邋電壓在前述第一指定值以上且 ^滿别述第二指定值時”吏前述開關元件斷續的通 2. 範圍第1項之鋰離子匣式電池，其中前述控 3. 第ί!:;電壓在前述第-指定值以上且未滿前述 =使前述開關元件通導之期間對應於前 述f壓及前述第—所定值之差距而變化者。 :Πί利範圍第2項之趣離子®式電池，其中前述控 4. 前述第-指定值以上且未滿前述 刖述開關元件通導之期間大約比例 m及刚途第一所定值之 如申請專利範圍第3項之細此 制赂伤竹、齋廉―乂 鋰離子匣式電池’其中前述控 =述第1定值以上且未滿前述第 一所疋值時’使刖述開關之件通導之期間與.不通導之
    C:\Program Fi1es\Patent\310325. ptd
    六、申請專利範圍 月間之總和為一定，在一定周期通導前述開關之件。 •如申請專利範圍第4項之鋰離子匣式電池，其中前述控 制電路係由最小值為前述第一指定值，最大值為前述 第一指定值之鋸齒狀波之電壓，按照前述一定周期振 盡’將該電壓加在前述電池之陰電極電壓而輸出的振 蓋電路’與由比較前述電池之暘電極電壓及前述振盪 電路之輸出電壓’當前述電池之陽電極電壓在前述振 盪電路之輸出電壓以上時，輸出使前述開關元件通導 之第一控制電壓’當前述電池之陽電極電壓未滿前述 振盡電路之輸出電壓時’輪出使前述開關元件不通導 的第二控制電壓之比較器而成。 6*如申請專利範圍第1項至第5項之任一項之鋰離子匣式 電池’其中對於前述複數個電池之各個電池所設置的 f述控制電路係全部形成在一個半導體晶片内，對於 前述複數個電池之各個電池所設置的前述電阻器及前 述開關元件係另外設置而不在前述半導體晶片内。 7.如申請專利範圍第6項之鋰離子匣式電池，其中備有禁 止對於前述複數個電池之充電或放電之保護控制電 路’而該保護控制電路係藉前述複數個電池之一端的 電極介以保護開關連接第一電極終端，前述複數個電 池之另一端的電極連接第二電極終端，以及前述複數 個電池之各個兩電極間之電壓加以偵檢出，當所偵檢 的一個以上之電壓不在指定範圍内時，停止前述保護 開關70件之通導而進行保護控制，且該保護控制電路
    C:\Prograni Files\Patent\310325. ptd 第21頁 六、申請專利範圍 係形成在前述半導體晶片内。
    C:\Program Files\Patent\310325. ptd 第 22 頁
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