-^^3194 ^ a? Β7 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 五、發明説明（1 ) 發明背景 本發明係關於一種充電和放電控制電路用以控制蓄電 池之充電和放電，和使用該充電和放電控制電路之可充電 電源裝置。 可充電電源裝置已揭示於習知技藝中，如圖2之電路 方塊圖所示。如圖2之構造揭示於暫時公開案No. H4 — 74530， ”可充電電源裝置"中。蓄電池 2 0 1經由一開關電路2 0 3連接至外部端2 0 5或 204。再者，充電和放電控制電路202和蓄電池 2 0 1並聯連接。充電和放電控制電路2 0 2具有一功能 以偵測蓄電池2 0 1之電壓。由充電和放電控制電路2 0 2產生一訊號以在蓄電池2 0 1之電壓之任何過充電狀態 (蓄電池之電壓高於固定電壓）和過放電狀態（蓄電池之 電壓低於固定電壓）時關閉開關電路2 0 3。當外部端2 0 4到達固定電壓時，停止放電，如此可限制電流流經開 關電路2 0 3，其意即，當過電流流動時，可停止放電（ 過電流控制）。此狀態以下稱爲過電流保護狀態。 數字2 1 0爲蓄電池2 0 1之正極，和數字2 1 1表 示蓄電池2 0 1之負極。 數字2 0 6和2 0 7分別爲訊號線。 數字2 0 8爲充電器，和數字2 0 9爲負載。 習知包含一蓄電池之充電和放電電源裝置之另一例， 如電源供應裝置，如圖3電路方塊圖所示。在此電路中， 開關電路3 0 3串聯連接蓄電池3 0 1之負極。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） -4 - A7 423 194 mi B7__ 五、發明説明（2 ) 但是，上述構造之充電和放電控制電路爲蓄電池之電 壓小於Μ 0 S電晶體之臨界電壓之狀態且當充電器連接時 ，會產生錯誤。 數字3 1 0爲蓄電池3 0 1之正極。 數字3 0 2爲充電和放電控制電路。 數字3 0 4和3 0 5分別爲外部端 數字3 0 6和3 0 7分別爲訊號線。 數字309爲一負載。 一般而言，此開關電路使用兩個F Ε Τ (場效電晶體 )。使用開關電路之另一例，如電路方塊圖中之電源裝置 是已知的。在圖4之例中，開關電路4 0 3包含兩F Ε Τ
D 開關電路操作以在過效電狀態關閉F Ε Τ 4 1 2和在 過充電狀態關閉F Ε Τ 4 1 3。因此，用於開關電路控制 之訊號線乃區分爲二，407Α和407Β。即使在過電 流狀態，此電路亦操作以關閉F Ε Τ 4 1 2。 在此種電路中，當充電器4 0 8連接在蓄電池電壓之 過充電狀態，如圖4所示時，充電電流流經F Ε 丁之寄生 二極體，以對蓄電池40 1充電，因爲FET4 1 2關閉 ，F Ε Τ 4 1 3開啓。此乃爲在一般蓄電池狀況中，一般 之電路操作。但是，即使蓄電池之電壓小於Μ〇S電晶體 之臨界電壓，電路亦會操作以使充電電流流動，並對蓄電 池充電（雖然其爲異常的蓄電池）。對異常之蓄電池充電 可能會使蓄電池破裂。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（2!0X297公釐）-5 - (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 423194 ^ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（3 ) 數字4 1 0爲蓄電池4 0 1之正極和數字4 1 1爲蓄 電池401之負極。 數字4 0 4和4 0 5分別爲外部端3 數字4 0 6爲訊號線和數字4 0 9爲負載。 爲了解決上述習知技藝之問題，本發明之目的乃在提 供一種高可靠且安全之充電和放電控制電路，當蓄電池之 電壓小於MO S電晶體之臨界電壓且充電器連接時，其不 會使充電電流的蓄電池充電。 發明槪要 爲了解決上述之問題，本發明之充電和放電控制電路 具有一關閉開關電路之電路構造，以在蓄電池之電壓小於 MO S電晶體之臨界電壓且充電器連接時，不會讓充電電 流流動。此種構造不會對異常蓄電池充電並防止蓄電池之 破裂。 以上述方式構成之充電和放電控制電路使整個設備之 可靠度增高，並改善防止蓄電池破裂之安全性，此乃因爲 此電路切斷充電電流以在蓄電池之電壓小於Μ 0 S電晶體 之臨界電壓且充電器連接時，蓄電池不會受到充電。 圖式簡單說明 圖1爲本發明之可充電電源裝置之電路方塊圖。 圖2爲習知之可充電電源裝置之電路方塊圖。 圖3爲習知之可充電電源裝置之另一例之電路方塊圖 (請先聞讀背面之注項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4说格（2[0X297公釐） .Q . 經濟部中央標率局負工消f合作衽印掣 A7 ____B7五、發明説明（4 ) ο 圖4爲習知之可充電電源裝置之另一例之電路方塊圖 ΰ 圖5爲本發明之可充電電源裝置之一部份電路圖。 圖6爲本發明之可充電電源裝置之另一部份之電路圖 圖7爲本發明之可充電電源裝置之另一例之電路圖_。 圖8爲本發明之可充電電源裝置之一·部份之電路圖。 圖9爲本發明之可充電電源裝置之一部份之另一例之 電路圖。 圖1 0爲本發明之可充電電源裝置之一部份之另一例 之電路圖d 圖1 1爲本發明之可充電電源裝置之一部份之另一例 之電路圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 主要元件對照： 蓄電池 外部端 外部端 開關電路 充電和放電控制電路 正極 負極 本紙張尺度適用中國國家標华(CNS ) A4規格（2I0X 297公瘦）_ η _
4 23 彳 94· A7 B7 五、發明説明（5 7 0 0 4 3 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 0 6 0 7 0 9 12 13 0 8 0 1 10 11 0 4 0 5 0 6 0 9 訊號線 訊號線 充電器 負載 開關電路 負極 蓄電池 正極 充電和放電控制電路 外部端 外部端 訊號線 訊號線 負載 場效電晶體 場效電晶體 充電器 蓄電池 正極 負極 外部端 外部端 訊號線 負載 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝- -?τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4規格（210 X 29了公釐） 4 23 194 ^ A7 B7 五、發明説明（6 10 1 4 0 0
2 70 4 A 1 4 B 0 8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 5 0 3 5 0 5 5 0 6 1 1 2 B 10 6 5 0 4 1 1 2 A 10 9 5 0 7 5 10 蓄電池 外部端 外部端 開關電路 充電和放電控制電路 低壓偵測電路 場效電晶體 . 訊號線 場放電晶體 訊號線 過電流偵測端 充電器 位準移位電路 波型成形反向器 P通道M〇S電晶體 N通道MO S電晶體 拉降元件 過充電訊號輸出端 訊號線 P通道MO S電晶體 輸出端 負載 輸入端 輸出端 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） -9 - 4 23 194 A7 B7 五、發明説明（7 〇 6 0 4 7 0 1 7 0 3 7 0 4 7 0 5 7 0 2 7 0 7 7 10 7 1 4 A 7 11 7 1 4 B 7 1 3 7 0 8 7 0 9 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 7 7 rj
B
A 正電源.端 負電源端 偵測端 P通道Μ 0 S電晶體 Ρ通道Μ 0 S電晶體 蓄電池 開關電路 外部端 外部端 充電和放電控制電路 低壓偵測電路 場效電晶體 訊號線 場效電晶體 訊號線 過電流偵測端 充電器 負載 Ν通道Μ Ο S電晶體 拉升元件 充電訊號輸出端 訊號線 輸出端 Ν通道Μ Ο S電晶體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝‘ 、1Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） -10 - Α7 423194 β Β7 五、發明説明（s ) 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印裝 6 0 5 N通道.M 〇 S電晶體 1 1 6 P通道Μ 〇 6电日日IS 1 1 8 Ν通道Μ 〇 S電晶體 1 1 5 蓄電池 1 1 7 拉降元件 1 2 0 、或〃產 生‘ 電路 1 1 9 拉升元件 本 發 明 之 詳 細 說明 參 考 圖 1 ，以下說明 本 發明之實 施 例 0 圖 1 爲 本 發明之充電 和放電控制 電 路 之 電 路方塊 圖 0 蓄 電 池 1 0 1經由一 開 關電路1 0 3 連 接 至 外 部 々山 ί而 1 〇 4 和 1 0 5。開關電 路 1 ◦ 3包 含 兩 N 通 道 F E Τ 0 蓄 電 池 1 0 1 之電壓由充 電 和放電控 制 電 路 1 0 2 和 低 壓 偵 測 電 路 1 0 7所監視。 充 電和放電 控 制 電 路 1 0 2 以 訊 號 線 1 1 4 A 連接至F Ε Τ 110, 控 制 F E T 1 1 0 之 開 / 關 » 以 訊 號線1 1 4 Β 經由低壓 偵 測 電 路 1 0 7 連 接 至 F E T 1 1 1 ，和控制 F Ε T 1 1 1 之 開 / 關 〇 低 壓 偵 測 電 路 1 〇 7 在外部端1 0 4和1〇 5 間 經 由 過 電 流 偵 測 J.t! 1 m 1 1 3 而 並 聯連接至一 充 電器，以 利 用 該 電 壓 操 作 當 成 — 電 源 〇 用 以 充 電 蓄電池1 0 1 之充電器 1 0 8 或 以 蓄 電 池 1 0 1 驅 動 之 一設備（由 蓄 電池視之 爲 — 負 載 ) 乃 連 接 至 外部端 104 和 105 間 ’ FET1 1〇 和 FET1 1 1 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） _ 11 _ 423 194 ^ Α7 Β7 五、發明説明（9 ) 串聯連接至外部端1 〇 5或1 0 4。在此實施例中， F E 丁 1 1 〇和F E T 1 1 1串聯連接至外部端1 〇 5。 首先，參考圖1說明低壓偵測電路1 0 7之構造。 經濟部中央標隼局負工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 來自充電和放電控制電路1 0 2之訊號輸入至位準移 位電路5 0 1。位準移位電路5 0 1之輸出輸入至波型成 形反向器5 0 2。反向器5 0 2之輸出連接至P通道 MOS電晶體5 0 3之閘極和N通道MOS電晶體5 0 5 之閘極。P通道Μ 0 S電晶體5 0 3之源極連接至外部端 1 0 4，和汲極連接至Ρ通道Μ 0 S電晶體5 0 4之源極 。Ρ通道M〇S電晶體5 0 4之源極連接至Ρ通道MO S 電晶體5 0 3之汲極，其閘極連接至蓄電池1 0 1之負端 ，和其汲極連接至Ν通道Μ ◦ S電晶體5 0 5之汲極和拉降 元件506之一端。再者，Ρ通道MOS電晶體504之 汲極由過充電訊號輸出端1 1 2Β經由一訊號線1 1 4Β 而連接至在開關電路1 03中之FET1 1 1之閘極。Ν 通道Μ ◦ S電晶體5 0 5之源極以訊號線1 0 6經由一過 電流偵測端1 1 3而連接至外部端1 〇 5，其閘極連接至 波型成形反向器5 0 2之輸出，和其汲極連接至Ρ通道 M〇S電晶體5 0 4之汲極和拉降元件5 0 6之一端。再 者，Ν通道M〇 S電晶體5 0 5之汲極由過充電訊號輸出 端1 1 2 Β經由訊號線1 1 4 Β而連接至在開關電路1 〇 3中之F Ε Τ 1 1 1之閘極。包括在低壓偵測電路1 〇 7 中之每個元件之電源，其爲位準移位電路5 0 1 ，波型成 形反向器502，Ρ通道MOS電晶體503和504， 本紙乐尺度逋用中國國家楳準（CNS > Α4規格（210x297公釐）-12 - 4 23 Ί 94 Α7 經濟部中夬標準局員工消費合作杜印製 Β7五、發明説明（10 ) N通道MOS電晶體505 ，和拉降元件5〇6 ,乃由外 部端1 0 4和1 0 5供應。 其次，參考圖1說明低壓偵測電路1 0 7之操作。當 一輸入訊號 '亦即充電和放電控制電路1 0 导虎 爲高位準時，位準移位電路501輸出一高電壓〃丨至 外部端1 0 4，而當充電和放電控制電路1 〇 2 g ώ $ 號爲低位準時，其輸出一低電壓（"L 〃 ）至外部端 1 0 5。位準移位電路5 0 1之輸出以波型成形反向器 5 0 2成形成矩形波，且當位準移位電路5 〇 ί之輸出n Η時，波型成形反向器5 0 2輸出L，而當位準移位電路 5 0 1之輸出爲L時，其輸出Η。Ρ通道M〇s電晶體5 0 4監視蓄電池1 0 1之電壓，且當蓄電池1 〇 1之電壓 高於P通道MO S電晶體5 0 4之臨界電壓時，啓動，而 當蓄電池1 0 1之電壓小於P通道MO S電晶體5 〇 4之 臨界電壓時，關閉。包含P通道MOS電晶體5 0 3和 5 0 4和N通道MO S電晶體5 0 5之最後輸出級在輸出 端1 12B上輸出H，因爲當P通道MOS電晶體504 啓動時，P通道MO S電晶體5 0 3啓動且N通道MO S 電晶體5 0 5關閉，如果波型成形反向器5 0 2之輸出爲 L。如果波型成形反向器5 0 2之輸出爲Η，因爲P通道 MOS電晶體5 0 3關閉且Ν通道M〇S電晶體5 0 5啓 動，則最後輸出級在輸出端1 1 2 B輸出L。其意即’如 果蓄電池101之電壓高於P通道MOS電晶體504之 臨界電壓，則輸出端1 1 2 B之電壓根據充電和放電控制 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂
,.feN 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（2[0X297公釐） -13 423 194 ^ A7 B7 五、發明説明（11 ) 電路1 0 2之輸出訊號而變成Η或L。 (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 另一方面，在Ρ通道MO S電晶體5 0 4關閉之例中 ，如果波型成形反向器5 0 2之輸出爲Η，因爲ν通道 M〇S電晶體5 0 5啓動且Ρ通道MO S電晶體5 0 3關 閉，在輸出端1 1 2 Β上之最後輸出級輸出L。雖然Ν通 道MO S電晶體5 0 5關閉且Ρ通道MO S電晶體5 0 3 啓動，如果波型成形反向器5 0 2之輸出爲L，因爲Ρ通 道MO S電晶體5 Q 4保持關閉且連接至拉降元件5〇6 ，在輸出端1 1 2 Β上之最後輸出級輸出L。因此，當蓄 電池1 0 1之電壓低於Ρ通道MO S電晶體5 0 4之臨界 電壓時，最後輸出級強迫的輸出L，其無關於充電和放電 控制電路1 0 2之輸出位準》 其次，將說明整個電路操作》 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 Ρ通道MO S電晶體5 0 4之臨界電壓設定在低於過 放電電壓之電壓，和蓄電池1 0 1不會充電到之上限電壓 。充電和放電控制電路1 0 2監視蓄電池1 〇 1之電壓， 輸出一高訊號以在蓄電池1 0 1之電壓在過充電狀態時啓 動FET 1 1 0，和輸出一低訊號至低壓偵測電路1 〇 7 。由於蓄電池1 0 1在過充電狀態，蓄電池之電壓當然高 於Ρ通道MOS電晶體5 0 4之臨界電壓。因此，Ρ通道 Μ〇S電晶體5 0 4啓動，且低壓偵測電路1 0 7輸出L 至在開關電路1 0 3中之F Ε Τ 1 1 1之閘極，當成來自 充電和放電控制電路1 0 2之過充電訊號。當介於F Ε Τ 1 1 1之閘和源極間之電壓變成0V時，FET1 1 1關 本紙伕尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（2丨Ο X 297公釐） _ 14 - A7 423 194 B7 五、發明説明（12 ) 閉。因此，來自充電器1 0 8之充電電流切斷，而使對蓄 電池101之充電停止。 充電和放電控制電路1 0 2輸出L至輸出端1 1 2 A 以關閉F E T 1 1 〇和輸出Η至在蓄電池1 〇 1之電壓之 過放電狀態中之低壓偵測電路1 0 7。由於剛好在過效電 狀態之蓄電池1 0 1之電壓高於Ρ通道Μ 0 S電晶體50斗 之臨界電壓，Ρ通道MO S電晶體5 0 4保持啓動。因此 ，藉由充電和放電控制電路1 0 2之訊號，低壓偵測電路 1 07輸出Η至輸出端1 1 2Β，以啓動FET1 1 1。 藉由此操作，至負載1 0 9之放電電流停止且蓄電池 1 0 1之放電亦停止。在此狀態時，以充電器1 0 8取代 負載1 0 9 ，F Ε Τ 1 1 1保持啓動，F Ε Τ 1 1 〇之寄 生二極體變成向前方向，由充電器1 0 8至蓄電池1 0 1 之充電電流路徑連接，且充電開站。其意即，可確保先前 保護電路之操作，充電和放電控制電路1 0 2輸出過放電 之訊號，亦即，當因爲自我放電而使在過放電狀態之蓄電 池1 0 1之電壓小於Ρ通道Μ 0 S電晶體之臨界電壓時， 輸出L至輸出端1 1 2 Α和輸出Η至低壓偵測電路1 0 7 。但是，由於低壓偵測電路1 0 7輸出L至輸出端1 1 2 Β乃無關於充電和放電控制電路1 0 2之輸出’在開關電 路1 〇 3中，介於F Ε Τ 1 1 1之閘和源極間之電壓變成 〇V，且F Ε Τ 1 1 1關閉。雖然F Ε Τ 1 1 ◦之寄生二 極體保持前向方向，如果在此狀態時’充電器1 , 〇 8連接 至外部端1 0 4和1 〇 5 ，則因爲F Ε Τ 1 1 1關閉且寄 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝' 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） .15 - 423i94 __B7__ 五、發明説明（13 ) 生二極體保持在相反方向，至蓄電池1 0 1之放電電流受 到切斷且蓄電池1 0 1不充電。 因此，在蓄電池1 0 1之電壓小於過放電電壓且小於 P通道Μ 0 S電晶體之臨界電壓時之異常狀態中，本實施 例可停止充電。 雖然上述之操作乃參考由圖1和圖5之低壓偵測電路 1 0 7而做說明，即使是圖6之低壓偵測電路亦可相似的 操作。 在圖5和6中，數字5 0 7表示輸入端，和數字 5 1 0表示輸出端。 數字5 0 8爲正電源端和數字5 0 9爲負電源端。 數字5 1 1爲偵測端。 即使串聯連接之圖1之Ρ通道Μ 0 S電晶體5 0 3和 5. 0 4以圖6之Ρ通道MOS電晶體6 0 3和6 0 4取代 之，亦可完成此操作。 由於Ρ通道Μ 0 S電晶體之臨界電壓可藉由改變高雜 質濃度而調整，因此，停止充電之電壓亦可輕易的設定。 經濟部中央標率局負工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 由於拉降元件5 0 6爲用以固定介於FET 1 1 1之 閘和源極間之電壓之元件，即使此元件連接在介於不在低 壓偵測電路1 0 7中之輸出端1 1 2 Β和外部端1 0 5間 ，其亦可相似的操作》 以下參考圖7說明本發明之另一實施例。此實施例和 圖1不同點在於開關電路包含Ρ通道F Ε Τ而非Ν通道 F Ε Τ。蓄電池7 0 1經由一開關電路7 0 3連接至外部 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) 7ΐ〇~- 423194 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（14 ) 端704和70 5間。開關電路包含兩p通道FET »蓄 電池7 0 1之電壓由充電和放電控制電路7 0 2和低壓偵 測電路7 0 7所監視。充電和放電控制電路7 0 2以訊號 線7 1 4 A連接至F E T 7 1 0，控制F E T 7 1 0之開 /關，以訊號線7 1 4 B經由低壓偵測電路7 0 7連接至 F E T 7 1 1 1和控制F E T 7* 1 1之開/關。低壓偵測 電路7 0 7在外部端7 0 4和7 0 5.間經由一過電流偵測 端7 1 3而並聯連接至一充電器，以利用此電壓操作當成 一電源。 充電器7 0 8用以充電蓄電池7 0 1或以蓄電池驅動 之設備（由蓄電池處觀之，爲一負載）乃連接至外部端 704 和 7〇5 間。FET710 和 FET71 1 串聯連 接至外部端7 0 5或7 0 4。在此實施例中，F E T 7 1 0和FET7 1 1串聯連接至外部端70 5。 以下參考圖7說明低壓偵測電路7 0 7之構造。 來自充電和放電控制電路7 0 2之訊號輸入至一位準 移位電路5 0 1。位準移位電路5 0 1之輸出乃輸入至波 型成形反向器5 0 2。反向器5 0 2之輸出連接至P通道 M〇S電晶體5 0 3之閘極和N通道M〇S電晶體5 0 5 之閘極。P通道MO S電晶體5 0 3之源極連接至外部端 704，和其汲極連接至N通道MOS電晶體5 1 2之汲 極和拉升元件5 1 3之一端。P通道MOS電晶體5 0 3 之源極由充電訊號輸出端7 1 2 B經由訊號線7 1 4 B而 連接至在開關電路7 0 3中之F E T 7 1 1之閘極。N通 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐） .\~(. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -装. 訂 」 A7 423194 B7 五 '發明説明（15 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 道MOS電晶體512之源極連接至N通道MOS電晶體 5 0 5之汲極，其閘極連接至蓄電池7 0 1之正端，和其 汲極連接至P通道MOS電晶體5 0 3之汲極和拉升元件 5 1 3之一端。再者，N通道M 〇S電晶體5 1 2之源極 由過充電訊號輸出端7 1 2 B經由一訊號線7 1 4 B而連 接至在開關電路7 0 3中之FET7 1 1之閘極。N通道 Μ 0 S電晶體5 0 5之源極連接至外部端7 0 5，其閘極 連接至波型成形反向器5 0 2，和其汲極連接至Ρ通道 Μ〇S電晶體5 1 2之源極。包括在低壓偵測電路7 ◦ 7 中之每個元件之電源，其爲位準移位電路5 0 1 ，波型成 形反向器5 0 2 1 Ρ通道MOS電晶體5 0 3，Ν通道 MOS電晶體505和512，和拉升元件513 ，乃由 外部端7 0 4和7 0 5所供應。 數字7 0 6爲一訊號線。 其次，參考圖7說明低壓偵測電路7 0 7之操作。當 一輸入訊號，亦即充電和放電控制電路7 0 2之輸出訊號 爲高位準時，位準移位電路5 0 1輸出一高電壓（ 經濟部中失標準局員工消费合作社印装 )至外部端7 0 4，而當充電和放電控制電路7 0 2之輸 出訊號爲低位準時，其輸出一低電壓（'' L 〃）至外部端 7 0 5。位準移位電路5 0 1之輸出以波型成形反向器 5 0 2成形成矩形波，且當位準移位電路5 0 1之輸出爲 Η時，波型成形反向器5 0 2輸出L，而當位準移位電路 5 0 1之輸出爲L時，其輸出Η。Ν通道MOS電晶體5 1 2監視蓄電池7 0 1之電壓，且當蓄電池7 0 1之電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）-18 - a 2 3 1 9 4 ^ A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（16 ) 高於N通道MOS電晶體5 1 2之臨界電壓時，啓動，而 當蓄電池7 0 1之電壓小於N通道MOS電晶體5 12之 臨界電壓時，關閉。包含P通道MOS電晶體5 0 3和N 通道MOS電晶體5 0 5和5 1 2之最後輸出級在輸出端 7 1 2B上輸出Η，因爲當N通道MOS電晶體5 1 2啓 動時，Ρ通道MOS電晶體5 0 3啓動且Ν通道MOSS 晶體5 0 5關閉，如果波型成形反向器5 0 2之輸出爲L 。如果波型成形反向器5 0 2之輸出爲Η，因爲P通道 MOS電晶體5 0 3關閉且Ν通道MOS電晶體5 0 5啓 動，則最後輸出級在輸出端7 1 2 Β輸出L。其意即，如 果蓄電池7 0 1之電壓高於Ν通道MOS電晶體5 1 2之 臨界電壓，則輸出端7 1 2 Β之電壓根據充電和放電控制 電路7 0 2之輸出訊號而變成Η或L。 另一方面，在Ν通道MO S電晶體5 1 2關閉之例中 ，如果波型成形反向器5 0 2之輸出爲L，因爲Ν通道 Μ 0 S電晶體5 0 5關閉且F通道Μ 0 S電晶體5 0 3啓 動，在輸出端7 1 2 Β上之最後輸出級輸出Η。雖然Ν通 道MO S電晶體5 0 5啓動且Ρ通道MO S電晶體5 0 3 關閉，如果波型成形反向器5 0 2之輸出爲Η，因爲Ν通 道MOS電晶體5 1 2保持關閉且連接至拉升元件5 1 3 ，在輸出端7 1 2 Β上之最後輸出級輸出Η。因此，當蓄 電池701之電壓低於Ν通道MOS電晶體512之臨界 電壓時，最後輸出級強迫的輸出Η，其無關於充電和放電 控制電路7 0 2之輸出位準。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）_ 19 -
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（17 ) 其次，將說明圖7之整個電路操作。 N通道MOS電晶體5 1 2之臨界電壓設定在低於過 放電電壓之電壓，和蓄電池7 0 1不會充電到之上限電.壓 。充電和放電控制電路7 0 2監視蓄電池7 0 1之電壓， 輸出一低訊號以在蓄電池7 0 1之電壓在過充電狀態時啓 動F E T 7 1 0，和輸出一高訊號至低壓偵測電路7 0 7 。由於蓄電池7 0 1在過充電狀態，.蓄電池之電壓當然高 於N通道MOS電晶體5 1 2之臨界電壓。因此* N通道 Μ ◦ S電晶體5 1 2啓動，且低壓偵測電路7 0 7輸出Η 至在開關電路7 0 3中之FET7 1 1之閘極，當成來自 充電和放電控制電路7 0 2之過充電訊號。當介於F Ε Τ 7 1 1之閘和源極間之電壓變成Ο V時，F Ε Τ 7 1 1關 閉》因此，來自充電器7 0 8之充電電流切斷，而使對蓄 電池701之充電停止。 充電和放電控制電路7 0 2輸出Η至輸出端7 1 2 A 以關閉FET710和輸出Η至在蓄電池701之電壓之 過放電狀態中之低壓偵測電路7 0 7。由於剛好在過效電 狀態之蓄電池7 0 1之電壓高於Ν通道M〇 S電晶體 5 1 2之臨界電壓，Ν通道MOS電晶體5 1 2保持啓動 。因此，藉由充電和放電控制電路7 0 2之訊號，低壓偵 測電路707輸出Η至輸出端712Β ’以啓動FET 7 1 1。藉由此操作，至負載7 0 9之放電電流停止且蓄 電池7 0 1之放電亦停止。在此狀態時，以充電器7 0 8 取代負載709，FET711保持啓動，FET710 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4β
T u 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） -20 - 423194 A7 經濟部中央梂準局員工消費合作社印製 ___B7五、發明説明（π ) 之寄生二極體變成向前方向，由充電器7 0 8至蓄電池 7 0 1之充電電流路徑連接，且充電開站。其意即，可確 保先前保護電路之操作，充電和放電控制電路7 0 2輸出 過放電之訊號，亦即，當在過放電狀態之蓄電池7 0 1之 電壓小於N通道Μ 0 S電晶體之臨界電壓時|輸出Η至輸 出端7 1 2 Α和輸出L至低壓偵測電路7 0 7。但是，由 於低壓偵測電路7 0 7輸出Η至輸出端7 1 2 B乃無關於 充電和放電控制電路7 0 2之輸出，在開關電路7 0 3中 ，介於F Ε Τ 7 1 1之閘和源極間之電壓變成〇 V，且 FET7 1 1關閉。雖然FET7 1 0之寄生二極體保持 前向方向，如果在此狀態時，充電器7 0 8連接至外部端 704和705，則因爲FET711關閉且寄生二極體 保持在相反方向，至蓄電池7 0 1之放電電流受到切斷且 蓄電池701不充電。 因此，在蓄電池7 0 1之電壓小於過放電電壓且小於 Ν通道MO S電晶體之臨界電壓時之異常狀態中，本實施 例可停止充電。 雖然上述之操作乃參考由圖7和圖8之低壓偵測電路 7 0 7而做說明，即使是圖9之低壓偵測電路亦可相似的 操作。 即使串聯連接之圖7之Ν通道Μ 0 S電晶體5 1 2和 5 0 5以圖9之Ν通道MOS電晶體6 1 2和6 0 5取代 之，亦可完成此操作。 由於Ν通道MO S電晶體之臨界電壓可藉由改變高雜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本貧) 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）_ 21 - 3 194 A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（19 ) 質濃度而調整，因此，停止充電之電壓亦可輕易的設定。 由於拉升元件5 1 3爲用以固定介於FET7 1'1之 閘和源極間之電壓之元件，即使此元件連接在介於不在低 壓偵測電路7 0 7中之輸出端7 1 2 B和+ V 0 7 0 4間 ，其亦可相似的操作。 雖然上述之實施例以一個蓄電池說明，當超過兩個以 上之蓄電池串聯連接如圖1 1所示時，以相同的電路亦可 相似的操作蓄電池之全部電壓由MO S電晶體之臨界電壓 所監視，且此電壓小於Μ 0 S電晶體之臨界電壓。 使用Μ 0 S電晶體之臨界電壓亦可監視串聯連接之蓄 電池之每個電壓。此電路將參考圖11說明。 Ρ通道MOS電晶體116之臨界電壓和Ν通道 MOS電晶體118之臨界電壓設定在低於過放電電壓之 電壓和上限爲蓄電池101和115無法充電到達之電壓 a P通道MOS電晶體1 1 6之源極連接至蓄電池 1 0 1之正電源端，其汲極連接至拉降元件1 1 7之一端 並輸入至〜或〃產生電路1 2 0，且其閘極連接至蓄電池 1 0 1之負電源端。拉降元件1 1 7之另一端連接至蓄電 池1 1 5之負電源端。N通道MOS電晶體1 1 8源極連 接侄蓄電池1 1 5之負電源端，其汲極連接至拉升元件 1 1 9之一端和輸入至"或〃產生電路1 2 0，和其閘極 連接至蓄電池115之正電源端。 >或〃產生電路120 之輸出連接至P通道MO S電晶體5 0 4之閘極。其它電 (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 4 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐）-22 - 423194 A7 B7 五、發明説明（2〇 ) 路之連接和圖1所述之連接相似。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 包含P通道MOS電晶體1 1 6和拉降元件1 17之 電路監視蓄電池101之電壓。當蓄電池101之電壓小 於P通道MOS電晶體1 1 6之臨界電壓時，P通道 Μ〇S電晶體1 1 6關閉，且由拉降元件1 1 7輸入L至 ''或〃產生電路1 2 0 〇當蓄電池1 0 1之電壓高於Ρ通 道MOS電晶體1 1 6之臨界電壓時，Ρ通道MOS電晶 體1 1 6啓動，且由拉降元件1 1 7輸入Η至"或#產生 電路1 2 0。包含Ν通道MQS電晶體1 1 8和拉升元件 1 1 9之電路監視蓄電池1 1 5之電壓。當蓄電池1 1 5 之電壓小於Ν通道M〇 S電晶體1 1 8之臨界電壓時，Ν 通道MOS電晶體1 1 8關閉且由拉升元件1 1 9輸入L 至〜或"產生電路1 20。當包含Ρ通道MOS電晶體 1 1 6和拉降元件1 1 7之電路之輸出爲L或包含Ν通道 MOS電晶體1 1 8和拉升元件1 1 9之電路之輸出爲Η 時， ''或#產生電路120輸出Η°Ρ通道MOS電晶體 504只在^或"產生電路1 20之輸出爲Η時關閉。低 壓偵測電路之操作和圖1之說明相似。 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 因此，低壓偵測電路1 0 7在輸出端1 1 2 Β輸出L ，關閉FET111 ，並切斷來自充電器108之充電電 流流至蓄電池1 0 1和1 1 5，因此，當蓄電池1 〇 1和 1 1 5之任一電壓小於Μ Ο S電晶體1 1 6和1 1 8之臨 界電壓時，停止充電。 雖然包含兩Ν通道F Ε Τ之開關電路1 〇 3参考圖 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐) .?3 "~~' 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印裝 4 23 1 9^ Α? Β7 五、發明説明（21 ) 1 0而做上述之說明，低壓偵測電路1 〇 7之電源’輸入 ，和輸出之關係並不會和圖1之說明有所不同’因爲串聯 連接之蓄電池之數目增加，且只有P通道電晶體1 1 6 ’ N通道電晶體118，拉降元件117 ’拉升元件119 ，和 '、或〃產生電路1 2 0添加至圖1之實施例中用以監 視每個電壓。因此，如果開關電路1 0 3包含兩P通道 FET，上述之5個元件（P通道電晶體，N通道電晶體 118，拉降元件117，拉升元件119，和％或#產 生電路1 2 0 )添加至圖7，且圖7之N通道電晶體 5 1 2之閘極設定當成π或"產生電路之輸出以達成相似 的操作。雖然串聯連接之兩蓄電池參考圖1 0而說明，蓄 電池之電壓亦可能由Μ 0 S電晶體之臨界電壓所監視，其 輸出乃輸入至〜或〃產生電路*而''或#產生電路之輸出 連接至低壓偵測電路之偵測端。. 如上所述’添加簡單的電路，本發明可關閉開關電路 ，以在充電器連接至蓄電池之電壓小於Μ 0 S電晶體之臨 界電壓時切斷電流並阻止異常蓄電池之充電。因此，本發 明之優點爲保護蓄電池免於損壞，並改善整個設備之可靠 度和安全性。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2ΙΟΧ297公釐） -24 - ----------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、^1