TWI277268B - Battery pack, battery protection processing apparatus, and startup control method of the battery protection processing apparatus - Google Patents

Description

1277268 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種將運行包含二次電、 ， 之處理的處理電路與二次電池一二/、吊產生之保護 行該保護處理之電池保護處置 々電池包裝體，運 啟動控制方法。 衣置及電池保護處理裝置之 【先前技術】 近年來，例如數位攝像機等攜帶 於此箄雷；她，^ '以電子機器激增，裝載 於此寺電子機窃之二次電池的性能受 話-A + , 又巧眾人重視。作為此 種一 _人電池之一，有稱為鋰離子型者。 眾所周知於經離子二次電池，尤其是於過充電之情形 下，，離子成為金屬鐘，於負極析出，甚至會導致電池冒 煙、者火或破裂。X ’於過放電之情形下，會產生電極内 部之微小短路或電容劣化，而正極、負極短路時，由於流 動電/瓜而產生異常發熱之情形亦為眾所周知。因此，鋰離 ^ 一次電池通常為防止過充電、過放電以及短路（過電 流），設有監牙見此等異常狀態之用以保護功能及避免異常 狀態之開關。 圖1 7係表示鐘離子二次電池之放電時及產生過電流時之 電壓及電流之變化例的圖。 於圖1 7中’表示用於家庭用數位攝像機或數位靜態照相 機等之經離子電池單元之例，滿充電電壓為4.2 V，過放 電檢測電壓為3·〇 V。圖17(A)中，表示2W之電力消耗之放 電日守的電池單元電壓之變化。如此圖所示，自滿充電狀態 95910.doc 1277268 大約90分鐘後，電池單元電壓降低至過放電檢測電壓。 又，釋放放電負荷後，電池單元電壓暫時有所上升，但之 後又因自身放電而緩慢降低，因此，放置長時間後，電池 單電壓將降低至0 V。又，當正極與負極短路時，如圖 17(B)所示，電池單元電壓瞬間降低為接近！ v，此時，流 過15 A左右之過電流。 另者將一 '"人電池作為電源使用之上述攜帶型電子機器 中，裝載有電池剩餘量顯示功能者越來越多。尤其，於鋰 離子一人電池，如上述之圖17 (A)所示，除放電剛剛開始 及結束前不久，電池單元電壓係緩慢呈直線降低，因此， 僅以電池單元之電壓難以高精度地檢測出剩餘電容，除電 池單兀電壓之外，可藉由使用充放電電流之累計值及電池 早7G溫度等’正確計算可使用的剩餘時間。為實現此種剩 餘量顯示功能，市售有將二次電池與微控制器等電路收容 於同一包裝體内的電池包裝體。 圖18係表示先前電池包裝體之内部構造例的圖。 圖18所示之先前的電池包裝體具備電池單元丨，其包含 鋰離子二次電池，放電控制用及充電控制用保護開關 請11及SW12，其分別於構造上，包含於源極與汲極之間 等效内置有二極體之M0SFET(Metal 〇仙semk。邊加 held Effect Transist〇r，金屬氧化半導體場效電晶體），電 $檢測用之電阻Rs，電池保護電路11〇，微型控制器（以下 簡稱為微控制器）12〇，用於微控制器動作之時脈產生器 130，檢測電池單元丨之溫度的熱敏電阻14〇，以及用於與 95910.doc 1277268 裝有此電池包裝體之電子機器間進行通訊的通訊I/F(介 面）150等。 於此電池包裝體，保護開關SW11及SW12分別包含FET 及二極體，保護開關SW11可遮斷放電電流，保護開關 SW12可遮斷充電電流。因此，於電池單元1之充電時，正 極端子Ebl及負極端子Eb2上連接有充電器，並且保護開關 SW12為接通。又，當正極端子Ebi及負極端子Eb2連接有 作為放電負荷之機器時，藉由接通保護開關可供給 電源至此機器。又，用以向微控制器供給電源之各種電路 亦一體集成於電池保護電路丨丨〇。 微處理器120係計算顯示電池單元i之剩餘量所需資訊的 電路’藉由自電池保護電路11 〇供給之電源而動作。又， 為穩定地動作，藉由電池保護電路11〇控制啟動時間。繼 而，基於將自電池保護電路11 〇供給之充放電電流及電池 單元電壓數位化後的值，以及熱敏電阻i 40之溫度檢測 值，藉由軟體控制計算出必要之資訊，介以通訊I/F150及 控制器端子4，向裝有此電池包裝體的電子機器發送訊 息。藉此，可於電子機器本體進行剩餘量顯示。 然而，如上所述，使用二次電池時，該電池單元電壓依 據狀悲會大幅變化。相對於此，微控制器通常是以供給至 自身之電源電壓為穩定為前提，完成系統設定。因此，於 先前的電池包裝體中’ >圖18所示，其係使用與微控制器 不同的其它電路實現監視二次電池之過充電、過放電及過 電流等異常狀態的保護功能。至於此種實例，有藉由以專 95910.doc 1277268 用之電塵比較器（比較儀）為Φ i 〇〇 ^ 杈儀）為主要構成要素的電路實現電池 單元之保護功能者（例如參照專利文獻1)。 处圖19係模式性地表示先前之電池包|體中電池單元之狀 態的圖。 、先刖之電池包裴體例如圖19所示，☆電池單元^之電壓 二 ·25 V之h形時，為通常狀態。於此狀態下，保 遵開關SW11及SW12均為接通，既可進行對放電負荷之電 原仏、巧亦可進行連接充電器之充電動作。又，於電池單 兀1之電壓超過4·25 V之情形時，則成為過充電之狀態， 保護開關SW12為關閉，充電得以禁止。減，於電池單 元1之電壓低於3·〇 V且為2·5〇 v以上之情形時，則成為過 放電之狀態，保護開關SW11為關閉，放電得以禁止。其 中’於此狀恶下’將繼續向微控制器120進行電源供給， 微控制器120成為動作狀態。 繼而’當電池單元1之電壓進而低於2·50 V時，為防止 電池單元1之電容劣化等，停止一切放電。因此，微控制 器120等之動作停止。之後，藉由自充電器側之端子施加 電麼’開始向電池單元1充電，微控制器120於電壓超過特 定值之階段啟動。 另’藉由使用電流檢測用之電阻Rs檢測放電電流，當放 電電流超過3·〇 A時，成為過電流狀態，保護開關SWl i關 閉’放電得以禁止。於此狀態下，微控制器120等動作亦 停止’通過釋放放電負荷而自動恢復。 [專利文獻1]日本專利第3136677號公報（段落編號 95910.doc 1277268 [0011]〜[0016]，圖 1) [發明所欲解決之問題] 如上所述，於先前之電池包裝體中，鋰離子二次電池之 保護電路與電池剩餘量顯示計算用之微控制器係分別裝 载。相對於此，近來，從小型化或減少零件點數、零件成 本之觀點看，較好的是主要藉由微控制器實現上述保護電 路之功能，並將電路之大部分集成於一個半導體基板上。 然而，如上所述， 次電池之電壓因狀況而並不穩定， 無法對於微控制器自身穩定地供給電源電壓，故而難以主 要通過微控制器之軟體控制，監視二次電池之異常狀態。 因此，目前即使以微控制器實現部分保護功能，此時:要 以電壓比較器等專用硬體之保護功能為主，將微控制器作 為對於其之輔助性功能而加以使用。

【發明内容】 本發明為解決上述課題， 種電池包裝體，其一體 959l0.doc 10 1277268 收容有處理電路與二次電池，該處理電路運行之處理包含 上述二次電池產生異常的保護，其特徵為，具有放電電流 遮斷機構’其選擇性地遮斷上述二次電池之放電電流，充 電電流遮斷機構，其選擇性遮斷上述二次電池之充電電 流，保護處理機構，其至少對應於上述二次電池之正極與 負極間的極間電屡，控制上述放電電流遮斷機構及上述充 電電流遮斷機構之動作，以及可啟動電廢檢測機構，其於 供給至上述保護處理機構之電源電壓到達上述保護處理機 構啟動之最低電壓時產生檢測訊號，又上述保護處理機構 相應於來自上述可啟動電缝測機構之檢測訊號的檢測， 運行初始化處理。 於此種電池包裝體，藉由保護處理機構，至少相應於二 次電池之正極與負極間的極間電M，控制放電電流遮斷機 構及充電電流遮斷機構之各自之動作。例如，於判斷二次 電池為過充電之情形時，藉由充電電流遮斷機構遮斷充電 電流，於判斷二次電池為過放電之情形時，藉由放電電流 遮斷機構遮斷放電電流，藉此可保護二次電池不受過充電 或過放電之異常狀態之影響。又，基於可啟動電壓檢測機 構之檢測訊號，於供給至保護處理機構之電源電壓到達此 保護處理機構啟動之最低電壓之時序，運行保護處理機構 之初始化處理。藉此，動作因以二次電池作為供給源之電 源電壓降低而停止後，當電源電壓確實上升至可啟動之電 壓時，保護處理機構啟動，不僅啟動，並且進行初始化， 從而動作狀態得以穩定化。 95910.doc Ϊ277268 進而，再設置穩定驅動電麈檢測機構，其當㈣處理機 構之電源電壓到達高於上述最低電廢且為保護處理機構可 穩定驅動之電應以下的特定電邀時，產生檢測訊號，保護 處理機構運行初純處理之後，可相應於來自叙驅動電 屢檢測機構之檢測訊號的檢測，設定放電電流㈣機構及 充電電流遮斷機構之動作控制所需的電壓臨限值。藉此， 電源電壓進而上升至高於上述最低電壓後，可更加確實地 進仃一次電池保護處理所需的資料言曼冑，開㉖此保護處 理。 於本lx明中，至少對應於二次電池之正極與負極間 的電壓’控制選擇性遮斷上述二次電池之放電電流之放電 電流遮斷電路，以及選擇性遮斷上述二次電池之充電電流 之充電電流遮斷電路之各自的動作，藉此，於進行對於上 述二次電池之異常產生之保護處理的電池保護處理裝置之 啟動控制方法中，其特徵為當供給至上述電池保護處理裝 置之電源電麼到達上述電池保護處理裝置啟動之最低電壓 時，運行上述電池保護處理裝置之初始化處理。 於此種電池保護處理裝置之啟動控制方法中，於供給至 電池保護處理裝置之電_到達此裝置啟動之最低電磨 之時序，運行裝置之初始化處理。藉此，當因為以二次電 池為供給源之電源電壓降低而動作停止後，電池保護處理 裝置將於電源電壓確實上升至可啟動之電壓時啟動，不僅 啟動並且進行初始化，動作狀態得以穩定化。 又可於供給至電池保護處理裝置之電源電壓到達高於 95910.doc 1277268 上述最低電壓且為此裝置穩定驅動之電墨以下的特定電麼 時，設定放電電流遮斷電路及充電電流遮斷電路之動作控 制所需的錢臨限值，開始二次電池之保護處理。藉此， 當電源電壓自上述最低電壓進而上升後，二次電池：保護 處理所需的資料設定得以更加蜂實地進行，開始此保護處 理。 [發明之效果] 依據本發明之電池包裝體’進行二次電池之保護處理的 保護處理機構於電源電壓確實上升至可啟動之電壓時得以 啟動僅啟動並且進行初始化，動作狀態得以穩定化。 因此’可藉由軟體控制更加穩定地運行電壓變動較大的二 次：池之保護處理’確實保護二次電池，並且可減少電路 之安裝面積或製造成本，且可容易地實現高精度之 理。 又，進而設置穩定驅動電壓檢測機構，其當保護處理機 構之電源電壓到達高^保護處理機構啟動之最低電壓且為 保4處理機構可穩定驅動之電壓以下的特定電壓時，產生 仏測π就’保護處理機構運行初始化處理後，相應於來自 穩定驅動電壓檢測機構之檢測訊號的檢測，設定放電電流 遮斷機構及充電電流遮斷機構之動作控制所需的電壓臨限 值時’電源電壓自上述最低電壓進而上升後，開始二心 池之保護處理’因此可更加穩定地運行保護處理。 又，依據本發明之電池保護處理裝置的啟動控制方法， 當電源電壓確實上升至可啟動之電壓時，電池保護處理裝 95910.doc -13· 1277268 置啟動，不僅啟動，並且進行初始化，從而動作狀態得以 穩定化。因此，可藉由軟體控制更加穩定地運行電壓變動 幸乂大之二次電池的保護處理，不僅可確實地保護二次電 池，並且可減少電池保護處理裝置之安裝面積或製造成 本’且容易地實現高精度之保護處理。 又，當供給至電池保護處理裝置之電源電壓到達高於此 裝置啟動之最低電壓，且為此裝置穩定驅動之電壓以下的 特定電壓時，設定放電電流遮斷電路及充電電流遮斷電路 之動作控制所需的電壓臨限值，開始二次電池之保護處 此時，S電源電壓自上述最低電壓進而上升後，開始 二次電池之保護處理，可更加穩定地運行保護處理。 【實施方式】 以下參照圖式詳細說明本發明之實施形態。 圖1係表示本發明之實施形態的電池包裝體之内部構造 例的圖。 本毛明之電池包裝體係將二次電池與實現用以顯示此二 次電池之剩餘量的處理功能或對於二次電池之異常狀態的 保護功能之電路收容於_辦 體之封包内者。又，於本實施形 態中，其係使用鋰離子型者作A - ^ 主有作為一次電池，如經離子二次 電池，藉由使用具有放電電壓較平緩且直線性降低之放電 特陡的A電池，可焉精度地檢測電池之剩餘電容，例如 顯示電池_餘量料可❹之剩餘時間。 圖1所不之電池包裝體具備電池單元工，其包含鐘離子二 次電池，綜合處理電路2， 4路2其於同一半導體基板上形成有 95910.doc 1277268 控制上述剩餘量顯示用處理功能或保護功能之動作的電 路，放電控制用、充電控制用之保護開關SW1以及sw2， 電流檢測用之電阻Rs、用於輸出電壓之穩定化之電容器 ci、用以設定臨限值之電阻Rthl&Rth2，檢測電池單元1 之溫度的熱敏電阻3。 於此電池包裝體中，保護開關SW1及SW2分別於構造上 包含於源極與汲極之間等效内置有二極體的m〇sfet，保 護開關swi可遮斷放電電流，保護開關SW2可遮斷充電電 流。因此，於電池單元丨之充電時，充電器連接於正極端 子Ebl及負極端子Eb2，並且保護開關SW2為接通。又，當 將作為放電負荷之機器連接於正極端子Ebl及負極端子Eb2 柃，則藉由接通保護開關SW1，可供給電源至此機器。 又，綜合處理電路2之電源由電源端子cpinl及cpin2兩 處供給，此等於綜合處理電路2内切換使用。電源端子 CPinl連接於電池單元丨之正極側，將電池單元工之電壓（以 下稱為電池單元電壓）供給至綜合處理電路2。又，電源端 子CPin2連接於保遵開關gw!及sw2之間，如下所述，電 池單7G電壓極低時，可藉由來自充電器之供給電壓使綜合 處理電路2動作。另，保護開關SW1及SW2之動作分別相 應於來自輸出端子DIS及CHG之輸出電壓而得以切換。 又，綜合處理電路2進而具備各種輸入輸出端子。輸入 端子ADCin連接於電池單元}之正極側，輸入端子csp及 CSN分別連接於電阻以之兩端，輸入端子hvin連接於正 極端子Ebl與保護開關sW2之間。輸入輸出端子uart係用 95910.doc 15 1277268 以與裝有此電池包裝體之機器進行通訊的端子，介以控制 子4與機器的通訊端子相連接。輸出端子va a輸出3.4 v 基準電壓（綜合處理電路2之動作電壓）。輸入端子〇m施加 有藉由電阻Rthl及Rth2將來自輸出端子VAA之基準電壓分 塵後的電壓。自輸出端子THRM向熱敏電阻3輸出控制訊 號’將來自熱敏電阻3之輸出訊號供給至輸入端子aino。 圖2係表示綜合處理電路2之内部構造例的方塊圖。 如圖2所示，綜合處理電路2大致可分為，電源電路1〇， 過電流檢測電路20，以及微型控制器（以下稱為微控制 器）30。電源電路1〇具備用以供給微控制器3〇之驅動電壓 的電荷泵電路11以及線性整流器丨2，以及用以重置微控制 器30之重置電路13及14。 電荷泵電路11選擇來自電源端子CPinl及cPin2其中之一 的供給電壓’升麼至1.5倍或2.0倍。線性整流器12將藉由 電何泵電路11升塵的輸入電壓穩定於3 · 4 V。線性整流器12 之輸出電壓作為驅動電壓供給至微控制器3〇，並且自輸出 端子VAA輸出，亦供給至重置電路13及14。 重置電路13及14具備比較器，其比較線性整流器丨2之輸 出電壓與基準電壓，相應於比較器之比較結果，改變用以 控制微控制器30之啟動動作的電源打開重置訊號（以下稱 為訊號POR)以及電源故障警告訊號（以下稱為訊號pFw)的 各輸出位準。重置電路13當線性整流器12之輪出電壓為用 以啟動微控制器30之最低限度電壓（本實施形態中為2.7 v) 以上時’將訊號POR作為L位準。又，重置電路丨4當線性 95910.doc -16- 1277268 整流器12之輸出電壓為微控制器30穩定動作之最低電壓 (本實施形態中為3.0 V)以上時，將訊號PFW設為L位準。 各重置電路13及14之輸出訊號輸入至用以檢測微控制器30 之重置時序的未圖示之重置端子。 過電流檢測電路20自輸入端子CSN及ODI之端子間電壓 檢測電流值，當判斷為過電流時，則將其中斷，藉此將其 向微控制器30(CPU31)通知，並且控制保護開關SW1及 SW2，實施用以保護電池單元1的動作。另，關於此過電 流檢測電路20之内部構造，於下述圖9中加以說明。 微控制器30構造為CPU(Central Processing Unit，中央處 理單元）31、程式記憶體32、ROM(Read Only Memory，唯 讀記憶體）33、RAM(Random Access Memory，隨機存取記 憶體）34、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM，電子可擦可程式唯讀記憶體）35、計時器36、監視 計時器（watch Dog Timer)37、AD轉換器38、能量顯示器 (Fuel Gauge)39、I/O端口 40、通訊 I/F(介面）41 以及 FET驅 動器42藉由資料匯流排43相連接。又，内置有時脈產生器 44a及44b，其分別產生用以使各組塊動作之不同頻率（32 kHz，6 MHZ)的指令時脈。 CPU3 1讀取並運行儲存於程式記憶體32或EEPROM35之 程式，藉此控制微控制器30整體的動作。程式記憶體32係 非揮發性記憶媒體，預先儲存有用以使微控制器30之各部 分動作的程式。ROM33中預先儲存有CPU31之運行程式時 所需的資料等。RAM34包含例如SRAM(Static RAM，靜態 95910.doc 17 1277268 隨機存取記憶體），暫時儲存於CPU31運行之程式的部分或 程式之處理所需的資料。又，微控制器3〇除此之外，具備 EEPROM35作為非揮發性記憶體，中儲存有 CPU31中運行之軟體或設定資料等，並且可隨時將該等重 寫。 / 計時器36於微控制器30内之各部分計測所需時間。監視 計時器37基於計時器36之計時時間，監視藉由cpu3i運行 的指令，當判斷系統為異常停止狀態時，自動重置微控制 器30〇 AD轉換器38將來自輸入端子ADCin、ΑΙΝΟ、HVIN及 pckp之成號轉換為數位訊號，供給至cPU3丨。藉此，微 控制器30可取得電池單元1之充放電電壓或溫度、有無安 裝充電為、以及有無施加充電電壓等資訊。 能量顯示器39係自輸入端子csp及CSN端子間電壓計算 μ至電池單凡丨之電流量，並累計該電流值的電路。累計 之電流值輸出至CpU31，用以計算電池單元i之剩餘量。 另’關於能量顯示器39之内部構造，將於稍後之圖u中加 以說明。 I/O端口 40係進行來自各種輸入輸出端子之資料的輸入 輪^出之^山 而口 ’例如，來自CPU3 1之控制訊號自I/O端口 4〇輸 出φα. φ 山 ^^子’控制熱敏電阻3之動作。通訊I/F41 μ 士 ;人農有此電池包裝體之機器之間進行通訊的介面 電、 要將電池單元1之剩餘量顯示所需資訊自CPU3 1 發信至機器。 959l〇.d〇( -18- 1277268 FET驅動器42係用以控制保護開關SW1及SW2之動作的 辱品動電路，且基於來自CPU3 1及過電流檢測電路2〇之控制 汛唬動作，該保護開關SW1及SW2係用以實行放電、充電 控制。 於此種綜合處理電路2中，藉由微控制器3〇可實現電池 單兀1之剩餘量顯示用處理，並且關於電池單元1之保護功 能，亦主要藉由微控制器3〇之控制而得以實現。具體為， 微控制器30基於由AD轉換器38取得的電壓或溫度等資 吼，檢測出電池單元1成為過充電或過放電之狀態，藉由 控制充電用、放電用之保護開關SW1及SW2等，保護電池 單70 1不致受此等異常狀態之影響。 又，貫現此種保護功能之微控制器3〇必須無誤操作且穩 定地動作。然而，作為微控制器3〇之電源，於通常動作時 =然使用電池單元1之輸出電壓，由於電池單元1之輸出電 壓依據散況而有大幅變動，因此難以使微控制器3〇穩定地 動作。是以，不僅對應於電源電路1〇内之重置電路丨3及Μ 的輸出訊號，控制微控制器3〇啟動時之動作，並且藉由相 應於電池單元1之狀態，切換來自電池單元i之供給電堡與 來自連接於電池包褒體之充電器的供給電壓作為電源，可 使微控制器30穩定地動作。藉此，可實現電源電路10等之 周邊電路與微控制器30之單晶片化，此為本發明之特徵。 [微控制器之啟動控制] 首先’說明啟動時之控制，其係使微控制器30穩定動作 之前提。 95910.doc 19 1277268 上述微控制器30由於其自身控制對於電池單以之保嘆 功能，因此必須保證動作時之穩定性。然而，二次電池由 於自身放電，或過電流產生之短路，有時單元電麼會明顯 降低。由於此種電麗降低，自電源電路1〇供給至微控制器 之電Μ有時會低於微控制器批動作㈣（本實施例中 為3.4 V)，此時便無法使微控制器％穩定地動作。進而， 於長時間放置之情形，可能降低至〇 ν。 由微控制器30之控制使電池單元i充電。 …、“ 為貫現微控制器3 0之轉定私你 > r π ι疋動作，例如可考慮使用將微控 制益30之攻低動作電麼進一步降低（例如u ν等）之方法。 ，而宣㈣此方法’雖可降低產生微控制器％動作為不穩 二之％的概率’但並非消除微控制器3。之不穩定狀態， :、：保證保護功能之穩定動作。因此’必然要設想到 tr電池單元1放置長時間，電㈣近㈠之情形，以保 4功肖b穩定動作之方式加以設計。 以下，設想電池單元電壓為"之情形為例加以說明， 微控制器30因單元電懕夕陳Μ 1i 料…媒 成為停止狀態(關閉)之情 形柃進订同樣之控制。 圖3係表示充電時電池單元1之電壓變化的圖。 電池單元1進行充電時，正 才而子Ebl及負極端子Eb2上 連接有充電器。於圖3中，不僅有記錄單 開始充電時之單元電壓，並日太』目U V狀心 的變化。 ” ^己錄充電器之輪出電流值 當電池單元電厂堅極低，如為"時，可能產生電池單元i 95910.doc -2〇 - 1277268 之劣化’或於其内部產生電極之微小短路，可靠性與安全 性存在問題。因此，如圖3所示，以往係於充電開始後不 久之固時序間内，將充電器之充電電流設定較低，為5〇 〜1〇〇 mA左右。藉由此種初期充電電流，單元電壓緩慢 上升，固時序間後，充電器開始正常動作時，輸出680 mA 之的恆定電流。另，於本實施形態中使用之鋰離子二次電 池之單元中，放電電容藉由5小時電容測定法成為68〇 mAh，因此以i c(680 mA)之恆定電流進行充電。繼而， 當單元電壓到達過充電檢測電壓之4·25 V時，此後保護開 關SW2關閉（或者除此以外藉由充電器側之輸出控制），以 此單元電壓得以保持於4.25 V。 然而，於本實施形態中，微控制器3〇之電源電壓為3.4 又’電池單元1之滿充電電壓為4.2 V，放電終止電壓 為3·〇 V，因此放電終止電壓為微控制器3〇之電源電壓以 下。因此，必須將電池單元丨之放電電壓升壓後供給至微 控制器30，因此，於電源電路1〇設有電荷泵電路丨丨及線性 整流器12。即，輸入至電荷泵電路u之電壓升壓至倍 或1.5倍’於線性整流器12穩定化為3.4 v。 進而’為賦予穩定地啟動微控制器3〇，並使其動作之時 序，設有重置電路13及14,其藉由比較器將線性整流器12 之輸出電壓與基準電壓進行比較。 圖4係表示來自重置電路13及14之輸出訊號，與電池單 元1及微控制器30之電源電壓的關係之圖。 於正極端子Ebl及負極端子Eb2連接有充電器，開始充電 95910.doc -21 - 1277268 時，如圖3所示，自充電哭汽山ς Λ 口爪出5〇 mA〜100 mA之電流作為 初始充電電流。藉此，如圖^ ^ 口 （A)所不，早7G電壓緩慢上 升0繼而，例如當電池單元雷懕 干凡电座到達丨·2 V時，電源電路 10啟動。此時，電荷泵電路u將輸入電壓升壓至2〇倍， 如圖4(B)所示，於微控制器3〇施加有2 4 V之電壓（時序 T41) 〇 另，電源電路1G設定為當成為供給至微控制器3〇之供給 電壓到達用以啟動微控制器3〇的最低電壓Vp〇r(27 時， 或者到達略低於其之電壓之狀態時啟動…設想因電池 單元1之接點短路或單元内部的微小短路，於充電開始 後，單元電壓不穩定地上升之情形，連接於線性整流器^ 輸出侧之電容器〇之電容設定為吸收此時的電壓變動幅 度，使輸出電壓穩定化。 當來自電源電路10之輸出電壓未到達電壓^^〇1#時，如圖 4(C)所示，來自重置電路13及14之訊號p〇R及pFw均成為 Η位準。繼而，之後當電源電路1〇之輸出電壓到達電壓 Vpor時，來自重置電路13之訊號p〇R成為乙位準（時序 丁42)。此時序係賦予微控制器3〇之重置時序者。微控制器 30藉由所供給之電源電壓到達電壓νρ01·附近而啟動，但由 於施加電壓並不充分，因此於不穩定之狀態動作，有失控 之可能性。是以，於訊號POR成為L位準之時序，重置微 控制态3 0之糸統，可使之後微控制器3 〇之動作確實穩定 化0 此處，於上述時序T42，例如僅運行CPU31内或RAM34 95910.doc -22- 1277268 内之暫存器的初始化等，使電池單元〗又 ― 從电忍早兀1不運行用於保護處 理的初始設定處理。繼而，單元電壓進一步上升，供給至 微控制器30之供給電壓到達此微控制器3〇穩定動作之最低 電壓VpfW(3.0 V)時，來自重置電路14之訊號卿成為[位 準（時序T43)。此時，判斷微控制器3〇為可正常動作之狀 態，開始進行用於電池單元丨之保護處理的設定值之讀取 等，開姶保護功能之動作。 如上所述，基於來自重置電路13及14之輸出訊號，當供 給至微控制器30之電源電壓到達足以啟動之值之前，不啟 動微控制器30，啟動後立即自動初始化微控制器％，進 而，控制其於電源電壓到達可穩定動作之值之前，不啟動 微控制器30之電池單元丄的保護處理，藉此可避免微控制 器30於不穩定之狀態下啟動而失控，避免電池單元丄之保 護功能不正常動作之事態。又，此種控制係使用重置電路 13及14之最低限度的類比電路而加以實現，可容易地與微 控制器30積體於同一半導體基板上。 另，於電池單元電壓為〇 V或接近〇 V之狀態下，無法藉 由來自電源端子CPinl之供給電壓啟動微控制器3〇。然 而，於開始充電之狀態下，充電器之輸出得以穩定供給。 因此’於上述綜合處理電路2中，當單元電壓為特定值（例 如2·2 V)以下時，使用充電器之輸出電壓，即自電源端子 CPm2供給之電壓，啟動微控制器3〇。 圖5係模式性表示微控制器3〇啟動時及穩定動作時供給 之電源路徑的圖。 95910.doc -23- 1277268 圖5(A)表不自單元電壓為2·2 v以下之狀態開始充電時的 電源供給路徑。此時，微控制器3〇為停止狀態（關閉），保 護開關SW1及SW2均為通電狀態。目此，藉由將電荷果電 路11之輸入切換至電源端子cpin2側，可對微控制器供 給電源，從而可以使其啟動。 微控制器30啟動後，於電源電壓穩定至一定程度期間， 微控制器30藉由來自充電器之施加電壓動作。繼而，藉由 CPU31之處理，基於來自AD轉換器38之輸出訊號，當檢測 出單元電壓到達特定值（於本實施形態中為2·5 V)時，向電 荷泵電路11之輸入切換至電源端子cpinl。藉此，於電荷 泵電路11，如圖5(B)所示，施加有來自電池單元i之輸出 電壓，微控制器30之電源電壓藉由此電壓而產生。又，藉 由如此於啟動後動作穩定之時序，將電荷泵電路丨丨之輸入 切換至電源端子CPinl，即使取出充電器，微控制器3〇亦 可繼續自電池單元1接受電源供給。 另，用以判斷將電荷泵電路丨丨之輸入切換至電源端子 CPinl之時序的檢測電壓，較好的是設定為高於微控制器 3 0判斷電池單元1為下述之過放電狀態的單元電壓（本實施 形態中為2·5 V)。藉此，可使微控制器3〇更穩定地動作。 圖6係表示啟動後不久微控制器3〇之處理流程的流程 圖。 於步驟S601中，當來自重置電路13之訊號p〇R成為^位 準時，進入步驟S602。於步驟S602中，微控制器3〇啟動， 並運行CPU3 1内或RAM34内之暫存器的初始化等初始化處 95910.doc •24- 1277268 理。此處，僅進行微控制器30啟動後所需進行的最低限度 之處理，電池單元丨之保護處理不啟動。 、於二驟S603中，監視來自重置電路14之訊號之位 準，當訊號PFW成為L位準時，藉由CPU31運行電池單元！ 保濩或電池剩餘塁汁异等微控制器的通常處理，微控 制态30完全啟動。至於此程式之初始化處理，進行如下之 處理。

於步驟S604中，清除監視計時器37之設定值。内置於微 :制器3〇之監視計時器37具有防止微控制器30失控的功 {田電源電壓上升而啟動時，與微控制器3 〇自身同 樣’監視計時器37自身之初始設定可能會成為不定。於主 要以微控制器30自身實現電池單元j之保護功能之方面， 义：防止此種事態之產生，因此於微控制器啟動後不久 之時=清除例如用以判斷失控狀態之時間等監視計時器 37,:疋值，使其成為可動作之狀態，有助於微控制器3〇 之穩定動作。$ ’當清除初始設定值後，監視計時器37會 :表示可動作狀恶之啟動訊號發送至CPU3 1。

、於步驟S605中’藉由計時器36，自步驟s6〇3中訊號pF 、為L位準之日守序開始，計算3〇〇職〇之時間，其間 制益30„又為待機狀態。於此步驟中，如圖4⑻所示，、 :至微控制器30之電源電壓於啟動後仍有進一步上升之1 2因此’為使電源電塵儘量上升，使微控制器30穩定: ’故而以足夠長之時間使微控制器3〇之指令時脈的4 率為待機狀態後，運行以下之處理。 夕 959l0.doc -25- 1277268 於步驟S606中，反映預先設定正 锸訊〜，士 埂仃的軟體t的各 D又疋值，開始運行對於過充電、過放電等電池單元1之 異常狀態的保護處理。此處，作為所反映之設定值，例 口、’可精由輪入至AD轉換器38之輸入值而檢測出，包含 用以檢測過充電、過放電等異常狀態之電池單元】的電壓 =度等。於步驟謙中，初始化設UCPU31等微控制 益30内部的暫存器之值。

处微控制器30藉由其自身之控制實現電池單元匕保護功 月匕仁此用於保濩功能之各種設定值可使用非揮發性記憶 體（本實施形態中為EEPR〇M35)進行自由變更。又，所製 造之各個微控制器3G中，特性上可能產生不均_性，因此 亦可將於上述各種設定值中反映每個微控制器3〇之補正值 的值儲存於非揮發性記憶體，使用此值進行動作。進而， 如下所述，當微控制H3()由於單元電壓之降低而停止時， 亦可於V止之珂不久（例如當單元電壓低於特定電壓時）， 將重新啟動後之處理所f的各種設定㈣存於非揮發性記 憶體，便可於重新啟動後，讀取此設定值，使用於處理。 然而，要將儲存於非揮發性記憶體之設定值讀出，並反 映於CPU31之動作，必須_定程度之時間，不適於自啟動 不久使保濩功能穩定運作。因此，於微控制器3〇啟動後不 久，使用正在運行之軟體内預先設定的設定值而動作。 即’此時使用之設定值係預先儲存於程式記憶體32者，伴 Ik %式记憶體32内之軟體的運行，讀出至〇ρυ3 1。繼而， 之後於特定時序’重新讀取儲存於非揮發性記憶體之設定 95910.doc -26 - 1277268 值’使其動作。藉由如此之控制，不僅於啟動之後立即可 持續且穩定地運行保護功能，並且各種設定值之自由度可 柃以提高，可具有泛用性。 反映儲存於非揮發性記憶體之設定值的時序可作為例如 微控制器30之電源電壓到達特定值的時序。即，於步驟 608中’基於通過ad轉換器％檢測之單元電壓，當供給 至微控制器30之電源電壓到達2·5 v以上時，進入步驟 S609。於步驟S6〇9中，初始化變更設定值所必須之暫存

口口繼而’於步驟S610中，反映自EEPROM35讀取之設定 值，繼續進行電池單元丨之保護處理。藉此，微控制器3〇 文化為通#之動作狀態。又，於步驟％ 11中，將電荷泵電 路11之輸入切換至電源端子CPinl，以便接受來自電池單 元1之電源供給。 措由以上處理’即使當單元電壓降低至微控制器30無法 驅動之值’亦可確實穩定地啟動微控制器％，並使其動 作，可使對於電池單元1之保護功能正確動作。

[電池單元之狀態變化控制] 繼;而，就微控制器30之電池單元1的保護功能之控制 力、羊、、、田況月。於此保護功能中，藉由通過A/D轉換器 測單7G電|之值，從而掌握其狀態，並主要藉由微控制 30之軟體控制，穩定實現相應於該狀態之處理。 圖7係用以說明對應於單元電壓之狀態變化的圖。 圖7中，以電池單元i為滿充電之狀態作為起點，依次; 示相應單㈣壓變化而規定的狀態。於二次電池，則以; 959W.doc -27- 1277268 會引起壽命縮短或電容劣化以及電池自身之變質等的方 式，計算通常使用時單元電壓於固定之範圍内。當為链離 子二次電池時，推薦於單元電壓為3·〇 V〜4·2 V範圍内而使 用。因此，以單元電壓為基準時，單元電壓大致包含作為 上述範圍之通常動作狀態，規定單元電壓為過剩之過充電 狀態與單元電壓為不足之過放電狀態。

如圖7所示，例如當電池單元！為滿充電之狀態之通常動 作狀態下，允許充電器進行進一步充電，亦允許放電負荷 連接之放電。即，藉由微控制器3〇之控制，保護開關swi 及SW2為接通。當單元電壓因放電而降低至特定值以下 時，則自此狀態變化為用以保護電池單元丨之不允許放電 的過放電狀態，保護開關SW1為關閉。 另，由於微控制器30自身亦將單元電壓作為電源而動 作，因此’當單元電壓進一步降低時，便無法動作。此 時，變化為使微控制器30停止之狀態（關閉）。

又’如上所述，當連接充電器，單元電屢某種程度上升 時’微控制㈣得以啟動。啟動後向過放電狀態變化，但 其中於啟動後不久之階段，成為以圖6說明般之進行啟動 處理的啟動處理狀態，僅允許充電，即，保護開關哪及 SW2分別成為斷開、接通之狀態，並且電源之供給源成 充電器側（即，電源端子cpin2)。繼而，當單元電麼因充 而成為特定值以上時，雷调 才电原之供給源切換為電源端·

CPinl ’將電池單元A 、 彳下馮冤源而動作。進而，當單元電/ 成為特定值以上時，返诵奮 ' 口逋$狀恶，保護開關SW1亦名 95910.doc •28- I277268 通’充電、放電均得以許可。 又’當電池單70 1為滿充電後，進而繼續充電時，則變 化為過充電狀si，保護開關SW2關閉，成為僅允許放電之 狀您。於過充電狀怨下，當單元電壓因放電而低落至特定 值以下時，變化為通常狀態。 於以上狀al變化中，用以判斷向各狀態變化之電池單元 電壓的值需充分考慮電池單W之特性而設定。因此，有 時例如會依據狀態變化之方向而必須使用不同的臨限值。 藉由軟體控制運行對應於狀態變化的處理，因此，無需使 用複雜之電路，即可容易且詳細地設定臨限值等。 又，除上述狀態，亦有時會因電極間或電池單元内部之 短路而變化為放電電流過剩之過電流狀態。向過電流狀態 之變化藉由過電流檢測電路2〇而判斷，而自此狀態之恢復 則藉由微控制器30得以控制。 圖8係用以洋細說明狀態變化控制之流程的圖。以下， 使用此圖8，說明狀態變化時單元電壓·放電電流之具體的 臨限值，以及此時之處理。 (1)過充電狀態之檢測·恢復 電池單元1之過充電狀態於微控制器3〇，基於介以入〇轉 換器38檢測之單元電壓从“丨丨，藉由cpU31得以判斷。如圖 8所示’當電池單元電壓Vcei][到達4·25 v時，檢測出過充 電狀您，使自FET驅動器42輸出至輸出端子之控制電 壓變化，關閉保護開關SW2。藉此，強制性停止電池單元 1之充電。 95910.doc -29- 1277268 另，不僅此處理，CPU31還將已成為過充電狀態之情形 作為狀態變化記錄寫入EEPROM35。此記錄可用於例如於 5十异電池單元1之剩餘量計算處理時，相應於異常產生而 修正計算值’或電池單元1之故障檢測等。 士繼而，當單元電壓Vcell自過充電狀態降低至低於415 v 才榀測出成為通常狀態，將保護開關SW2返回接通狀 態。此處’於向過充電狀態變化時與向通常動作狀態恢復 時將k測電壓設為相同之情形時，於變化為過充電狀態， 關=保護開關SW2時，單元電壓VeelliL刻降低，檢測出向 L吊動作狀怨之變化。藉此重新開始充電，電池單元電麼 再人上升，向過充電狀態變化，過充電狀態與通常動 之期間，產生多次重複變化之振盪。為防止此種事 態’Λ其夾有作為鋰離子二次電池之滿充電電塵的4·2 V’ π疋向過充電狀態變化時之檢測電壓低於恢復時的檢 〜、處理，由微控制器30正確檢測出過充電狀態之 產生，可停止充電動作，確實防止離子析出於電池單元i 電和或產生目煙、著火等事態，從而確保安全性。 又，可檢測出連接於電池包裝體之充電器故障。 另，於以上說明中，僅其 — 僅基於早70電壓Vcell進行狀態變 化之檢測，但除脐夕从 ‘， ’、 ，亦自AD轉換器38取得藉由熱敏 電阻3檢測之電池單元1 # ^ 座度貝汛，用於狀態變化檢測， ^认仏士 例如，當溫度資訊之值超過6〇r 時，於所有狀態下均荦止奋 、充電。或者，當溫度資訊之值超 95910.doc -30- 1277268 過60C時，使檢測過充電之臨限值電壓降低至〇ι v左右。 (2)過放電狀態之檢測·恢復 自通常動作狀態向過放電狀態之變化將於單元電壓 cell低於2.6 V時檢測出。藉此檢測，關閉保護開關 SW1遮斷放電電流。又，此時，與向上述過充電狀態變 化時相同，將變化為過放電狀態之情形作為記錄，寫入至 EEPROM35。 此處，當為鋰離子二次電池時，放電終止電壓設定於 3.0 V ’將電池單疋i作為電源而動作之機器有時會以於此 放電終止電Μ停止機器動作之方式設定。此時，若使微控 制器30之過放電狀態的檢測電壓與放電終止電壓相同，則 連接之機器的動作停止時間與斷開保護開關讀之時序一 致，機器中的用於動作停止之處理未正常結束，因此會產 生問題’使過放電狀態之檢測電壓略微低於放電終 止電壓’於機器正常停止動作後，斷開保護開關挪，遮 斷放電電流。 又，於變化為過放電狀態時，之後單元電壓……進— 步降低，可能變化為停止微控制器3〇之狀態（關閉）。因 此’於變化為過放電狀態時，_時設定於微控制器如之 RAM34等的值等之後微控制器⑽重新啟動時所需的資訊， 儲存於EEPROM35。3，此時儲存之f訊於微控制器扣再 次啟動後，可於供給至微控制器3〇之電源電壓穩定之時序 藉由CPU31讀出，反映於動作（對應於圖6之步驟§61〇)。 另者，自過放電狀態向通常動作狀態之變化係於電池單 95910.doc -31- 1277268 元電壓Vee11高於2.65 ν’且檢測出連接有充電器，正在進 行充電時判斷。於鋰離子-+ Φ^ %级雕于一_人電池，眾所周知，當放電停 止後不久，單元電壓會暫時上升。因&，若使自通常動作 狀態向過放電狀態變化之檢測電壓與向通f動作狀態之恢 復檢測電壓相同’則有時會產生於此等狀態之間重複變化 之振盪現象。因此’藉由使向通常動作狀態之恢復檢測電 堡略高於過放電狀態之檢測電壓，以要未開始充電，便

不恢復為通常動作狀態，使自變化為過放電狀態至恢復為 通常動作狀態為止必須時間，從而可確實地防止振盈現象 之產生。 又，CPU31通過AD轉換器38取得並判斷來自檢測充電器 之輸入端子PCKP的訊號位準，以及連接於正極端子εμ之 輸入端子HVIN的電壓值，以此進行充電開始之檢測。 藉由以上處理，可藉由微控制器3 〇更加正確地檢測出過 放電狀恶之產生，停止放電動作，確實防止電極内部微小 紐路和電谷劣化等，不僅可保持安全性，且可防止電池單 元1之壽命縮短。 (3)關閉之檢測·恢復 單元電壓Vcell自過放電狀態進一步降低時，微控制器 30成為無法動作之狀態。於過放電狀態下，由於放電電流 得以遮斷，因此單元電壓乂“丨丨主要因微控制器3〇及電源電 路0之電力消耗而緩丨艾降低。繼而，為不進一步進行電池 單凡1之放電，當單元電壓Vcell低於2·2 V時，微控制器30 變化為停止動作之狀態（關閉）。 95910.doc -32- 1277268 ^由於電池單元電壓Vcdi之降低，成為使用電池 單凡1無法啟動微控制器川之狀態，是以，將電荷泵電路 11之輸入切換至電源端子cpin2，以便於下次啟動時，玎 自充電器接受電源供給。 、繼而，自關閉狀態向過放電狀態之恢復，如圖6中所 述，基於重置時序以及啟動處理開始時序進行，該重置時 序=啟動處理開始時序係相應於供給至微控制器之供給 電壓的上升，自重置電路13及14得以賦予者。啟動後不 久，將來自充電器之供給電壓作為電源動作，於該電壓一 定私度穩定化之階段，例如於單元電壓Vcell超過2.5 V之 P白&將電荷泵電路11之輸入切換為電源端子cPin 1，完 全恢復為過放電狀態。 藉由以上處理，不僅可極力控制電池單元丨之電力下 降，並且可於開始充電後，無誤操作地啟動微控制器， 可穩定地開始電池單元1之保護處理。 (4)過電流狀態之檢測·恢復 “於電池單兀1之接點短路等情形下，會產生流過過大放 電電流，電池單元1產生異常發熱等之事態。為防止此種 事恶’使用電阻Rs檢測放電電流，於產生過電流時，斷開 保護開關SW1，遮斷放電電流。 其中，此過電流之檢測與保護開關SW1之控制係藉由作 為微控制器30之外的專用硬體而設置之過電流檢測電路2〇 而進行。其原因在於，於例如產生短路時，必須高速且穩 定地進行保護開關SW1之切換。假設藉由微控制器3〇之軟 95910.doc •33- 1277268 體控制，檢測出因短路而產生過電流時，於短路發生後， 產生微控制器30内之中斷，微控制器30之指令運行，因此 對於保護開關SW1之關閉控制的時間因中斷處理開始前不 久的微控制器30之指令狀態而變化，甚至可能大幅延遲。 故而，必須使保護開關SW1不受微控制器30内之指令影響 而動作。 另，如下所述，自過電流狀態之恢復係藉由充電開始而 得以實行，因此自過充電狀態變化至過電流狀態時，保護 開關SW2亦為接通狀態，成為可充電之狀態。又，接通保 護開關SW2之控制與斷開保護開關swi之控制同樣，可藉 由過電流檢測電路20直接進行，或者於過電流狀態之變化 後，藉由CPU3 1之處理而進行。 此處’圖9係表示過電流檢測電路2〇之内部構造例的 圖。 過電流檢測電路20如圖9所示，具備比較器21，數位延 遲電路22，閂鎖電路23，以及AND閘極電路24。比較器21 之輸入端子分別連接於輪入端子〇DI及CSN，比較器21當 輸入端子間之電壓為特定值以上時，使輸出訊號為11位 準。此處，檢測向過電流狀態變化之臨限值設為3·4Α，以 藉由比較裔21進行的電壓比較可進行3.4 a之臨限值電流比 車又的方式設定電阻Rth 1及Rth2的電阻值。 數位延遲電路22延遲比較器21之輸出訊號5 msec。又， 當輸入訊號自Η位準之啟動時序於5 msec以内變化為L位準 日守’重置輸出訊號。藉此，以不檢測5 msec以下之瞬間過 95910.doc 1277268 電流的方式加以設定。 閃鎖電路23依據來自時脈產生器44a或44b之時脈訊號， 閃鎖數位延遲電路22之輸出。所閂鎖之訊號供給至FET驅 動器42，於此訊號成為H位準之時序，保護開關SW1得以 強制地關閉。又，閂鎖之訊號介以於他方之輸入端子輸入 日守脈訊號的AND閘極，供給至CPU3 1，依據此訊號對於 CPU31進行中斷操作。 藉由此種過電流檢測電路20，可不受微控制器3〇之指令 狀恶的影響，基於比較器21之過電流檢測，高速斷開保護 開關SW1，因此可提高電池單元丨之保護功效。 其中，如數位照相機或數位靜態照相，於透鏡驅動或卷 帶等使用馬達之電子機器中，眾所周知於驅動馬達時會瞬 間產生非常大之突發電流（瞬間電流）。同樣之突發電流於 使用閃光燈等時亦會產生。藉由使用比較器2丨可高速地檢 測出過電流，但必須避免於產生突發電流時，誤判斷為產 生過電流而斷開保護開關SW1之事態。因此，使用數位延 遲電路22，设定為不檢測5 msec以下之瞬間過電流，藉此 可防止突發電流之誤操作，確保保護功能之動作穩定性。 又，藉由過電流之檢測，自過電流檢測電路2〇對於微控 制為30進订中斷操作。當檢測出中斷產生時，微控制器％ 之cPU31向記憶異常狀態之暫存器（此處gRAM34)，進行 表示過電流之產生的狀態設定，繼而，cpu3i藉由於中斷 產生後讀取此暫存器之設定值，可識別過電流之產生，之 後可藉由微控制n 3G之控制，順利運行自過t流狀態之恢 95910.doc -35- !277268 隻处理。進而’讀取之設定值記錄於仙叹圖35作為歷史 :己錄：可用於故障檢測等。例如，當過電流重複產生時， 可判斷很可能連接於電池包裝體之機器的放電電流較大， 或電池單元1產生短路。 此處’返回圖8，進一步說明自過電流狀態之恢復處 理。 作為自過電流狀態向通常動作狀態恢復之方法，可考慮 放電負荷已得以釋放而進行自動恢復的方法。然 而例如s電池包裝體放入口袋等時，鑰匙等金屬接觸於 電極而產生短路時，會產生金屬與電極反覆接觸·分離之 所明連鎖短路的事態。此時，使用上述恢復方法，電池單 元1將重複過電流狀態與通常狀態，而會產生異常發熱。 又，於過電流產生時，由於單元電壓降低至微控制器30之 動作電壓以下，因此若重複此種事態，則微控制器30之動 作會不穩定。 鑒於以上情形，如圖8所示，只要不進行充電，便不會 自過電机狀悲恢復。即，依據來自輸入端子ρ〇κρ及HVIN 之檢測訊號，於檢測出有充電器連接與有施加充電電壓時 以恢復為通常動作狀態之方式加以控制。 又，檢測出過電流之後，可能會有長時間不進行充電之 情形，此時，與自過放電狀態變化為微控制器3〇之停止狀 悲（關閉）之情形同樣，以單元電壓Vcell低於2·2 v時停止微 控制3 0之動作的方式加以控制。 如以上說明，本發明之實施形態的電池包裝體中，可藉 95910.doc -36- 1277268 由微控制器30之控制更加穩定地進行電池單元1之保護功 能中，於過充電狀態下之充電電流遮斷控制以及過放電狀 態下之放電電流遮斷控制。又，過電流狀態之檢測與此時 之放電電流遮斷控制，可藉由不受微控制器3〇之控制的影 響而動作之過電流檢測電路20得以進行，因此，亦可確實 地運行對於過電流之保護動作。 如此，由於主要藉由微控制器3〇之教體控制，實現電池 單元1之保護功能，因此可不僅減少電路規模或製造成 本，並且可容易地進行詳細設定用於異常狀態檢測之臨限 值電壓等相應於電池單元丨之特性的更高精度之控制。 [微控制器之電池單元保護處理及剩餘量計算處理之優 化] 如上所述，電池單元丨之保護功能係基於單元電壓之檢 測而檢測出過充電及過放電之狀態，進而基於放電電流之 檢測，檢測出過電流之狀態，對應於各狀態進行充電電 流、放電電流之遮斷控制，藉此加以實現。其中，於微控 制器30之處理中，CPU31通過AD轉換器％取得單元電壓之 值，判斷通常動作狀態、過充電狀態及過放電狀態，並相 應於狀態，通過FET驅動器42控制保護開關SW1及SW2的 動作。又，除單元電壓，亦可再通過AD轉換器％取得藉 由熱敏電阻3檢測出的電池單元丨之溫度資訊，同樣地控制 保護開關SW1及SW2之動作以免產生異常發熱等。 於此種處理中，微控制器3〇之CPU31自AD轉換器38以特 時序間為單位讀取電池單元丨之電壓或溫度資訊，運行相 95910.doc -37- 1277268 應於此等值之處理。例如，於機器連接於電池包裝體，自 此，池單元上向該機器供給電源之狀態下，為安全保護電 池單元1，自AD轉換器38讀取電池單以之電壓或溫度的 間隔越短越好。 :者’微控制器30除上述電池單^之保護處理，並且 計算電池單元4之剩餘量，並進行與機器通訊將計算之資 訊發送至機器的處理。藉由此種處理，可使電池單^之 剩，電容量或可使用的剩餘時間等顯示於裝載於機器的顯 不态° 為進行電池剩餘量計算處理，cpu31與上述保護處理同 樣’必須通過AD轉換器38,取得電池單元！之電壓、充放 =》、、放電終止電壓(實際上更近似於過放電狀態之檢 ^ 以及溫度。又，於電池剩餘量計算處理中，進 ===機器所消耗之電力(電流)，與於此機器固有 b 一 、"止電壓（最低動作電壓）。繼而，將基於此等 貝訊計算之值通過通訊I/F41發送至機器。 、 於此處，當機器將電池單元i作為電源進 如攝像機之情形時可連續攝影時間為1〇小時^作:例 t照相機之情形時為1小時左右，可動作〗小：以上之 h間’因此可藉由例如間隔！分鐘，或5〜_鐘又、 剩餘量之顯示，充分滿足用戶要求之顯示精度。，池 因此’電池剩餘量計算處理之計算值 之短週期發送至機器。極端地說，電池剩餘量般 其計算值向機器發送之發送處理，僅於必要時進=可與 95910.doc -38- 1277268 由此，於本實施形態中， 例如來自機器側之通訊的I部對φ於微控制器3 0進行取決於 時，自AD轉換器38取得 斷而進打此等處理，此 長於保護處理之運行間p、，f而，此外部中斷之間隔 力之降低。 m糟此可兼顧穩定動作與消耗電 其中，為計算電池剩餘量 放電而消耗的電力（或電流） 進行電池剩餘量計算處理， 力之檢測值。 ’必須檢測出因機器之動作或 。如上所述，為間隔特時序間 必須間隔特時序間讀取消耗電 此處’就檢測消耗電力所需之資訊加以說明。圖10係表 不攝像機動作時消耗電流之變化的圖。 於圖10中，表示使用馬達驅動磁帶之攝像機 變化之例作為連接於電池包錢之機器之例。如此圖10所 不’於攝像機，接通電源(時序T101)，進而内部電路之動 作開始(時序Τ102)後，進行馬達之初始化動作(時序 Τ103)。此時，因馬達驅動而流人突發電流，消耗電流瞬 間〜大。進而’開始向磁帶之記錄時（時序Τ⑽），則因馬 達驅動再次流過突發電流，消耗電流增大。 … 如此，於攝像機動作時，消耗電流於短時間内大幅變 動。、又，例如數位靜態照相機之情形時，亦會於透鏡驅動 時或閃光燈發光時等產生突發電流’因此消耗電流之變動 同樣很大。然而，為高精度地計算電池剩餘量，重要的是 測量機器之平均消耗電流（消耗電力），而非測量短時間之 電流變化。 95910.doc -39- 1277268 先前’為檢測平均消缸 電錢形，運算檢測值進行平均化，亚：過AD轉換器檢測 微控制器進行之平均化運'化。然而’根據該方法， 度之運算，必賴高處 纟進仃间精 胁—豆 頻度，或者增大儲存檢測值之 :憶體：罝。或者’亦有於AD轉換器之輸入侧設置過遽 二=:過遽器測定平均值之方法，但此方法必須較大 又“牛的設置面積，故而製造成本會增高。 相對於此，於本實施形態中，於微控制器％内設置能量 顯示器39,進行平均消耗電流之檢測，藉此容易地藉由微 ，制益30進行消耗電流之檢測處理。圖⑽表示能量顯示 斋3 9之内部構造例的圖。 如圖11所示，能量顯示器39具備差動放大器39a，其各 輸入端子連接於電流檢測用之電阻以之兩端；電容器 Cint，其連接於差動放大器39a之輸出端子與反轉輸入端子 之間；電阻Rint，其串連連接於電阻Rs之電池單元工側與 差動放大菇39a之反轉輸入端子之間；比較器3外及， 其不僅輸入差動放大為、39a之輸出，且輸入基準電壓 Vref;以及充電計算器39d、放電計算器39e，其連接於比 較器39b及39c之各輸出。 於此能量顯示器3 9 ’構造為藉由電阻rs檢測出消耗電流 作為電壓，差動放大器39a之輸入介以電容器Cint反轉返 回，藉此，差動放大器39a作為對於輸入電壓之積分器而 動作。又，差動放大器39a之輸出輸入至比較器39b之正相 95910.doc -40- 1277268 側輸入端子，以及比較器39b之反轉輸入端子，於比較器 39b之反轉輸入端子及比較器39c之正相側輸入端子，輸入 基準電壓Vref。藉此，比較器39b及39c分別進行極性相反 之比較動作。 當流過充電電流時，如果來自差動放大器39a之輸入電 壓超過基準電壓時，則比較器3913重置輸入電壓輸出脈衝 訊號。又，當輸入至差動放大器39a之電壓上升時，比較 杰39b之輸出頻率會上升。因此，藉由充電計算器，間 隔固時序間計算自比較器39c輸出之脈衝數。藉此可測量 該期間内流至電阻RS之充電電流的累計值（電荷量）。同 樣，當流過放電電流時，若來自差動放大器3%之輸入電 壓不滿基準電壓時，則比較器39〇將重置輸入電壓輸出脈 衝訊號，放電計算器39e間隔固時序間計算自比較器Me輸 出之脈衝數，藉此，測量流至電阻Rs之放電電流的累計 i 〇 '、 藉由使用此種能量顯示器39，於微控制器3〇，可藉由間 隔特時序間讀取充電計算器39d及放電計算器之計算 值，可分別換算消耗之電力及儲存於電池單元丨之電力， 連仃電池剩餘量計 輸 v、心1卜只不§§ , 由；j 出使消耗電力或儲存電力平均化之值，因此，可大幅》 輕用以顯不電池剩餘量之CPU3 1的處理負擔。並且，如房 11所示，能量顯示器39可以簡單之電路構造實現，因此〒 減少電路設置面積或消耗電力、及製造成本。因此，適^ 藉由微控制器30，穩定地實現電池單元丨之保護功能與弟 95910.doc -41 - 1277268 餘量計算功能。 於此處’例如’ t電池單元丨之電料低非 增長累計電流之單位時門 ^ έ ”、又寺， 早位k間，可正確地檢測該單位時 ::耗電流，提高電池剩餘量顯示之精度。然而，對於機 為，並不期望更新電池剩餘量顯示之定間過長。、 好的是考慮到消耗電流之測量正確性與電池剩乂 便利性的均衡性，設定CPU31取得來自能量顯示器 耗電流值的間隔。將電源供給至數位攝像機或數位靜止昭 相機等，帶型機器時，此間隔為2秒左右較適當。因此了 於向機器供給電源時，可間隔2秒進行中斷處理 =1之電池剩餘量計算處理及發送計算值至心 :處理’以更短間隔運行⑽1之電池單元k保護處 另 ^未連接有電源供給對象tΜ Α雷、“主 丁豕之械㈣，或連接之機器 為電源關閉之情形時，電池單元k消耗電力非常 元電屋^降低非常緩慢。因此，於此狀態下，過充電、過 放電狀悲之判斷益需如向她翌 』岍…、而々向哉斋供給電源時般頻繁地進行， 即使使來自AD轉換器38之㈣或溫度的讀取間隔充分長 於微控制H30之指令時脈週期，亦可保持安全性。 通過W之電池單元㈣電厂堅及溫度之資訊取得 與過充電、過放電狀態判定所需之時間通常為數毫秒左 右因此於本貝施形怨中，於未連接有機器之狀態及連 接機器之電源為_之狀態下，可將CPU3I之電池單元〗 的保護處理設為與電池剩餘量計算處理同樣之間隔2秒運 95910.doc -42- !277268 行的省電模式，大幅降低消耗電力。 圖12係用以說明微控制器30之動作模式變化的圖。 於圖12中，電池包裝體連接有電源供給對象之機器，將 該機器之電源為接通時之微控制器3〇之動作模式設為「主 動模式」，將機器電源斷開時或未連接有機器時之動作模 式設為「省電模式」。於主動模式下，藉由6 Μ%之高速時 脈動作，於省電模式下，藉由32 kHzi低速時脈動作，藉 此可進一步提高消耗電力之降低效果。 曰 於主動模式下，可大致分為「通訊運行狀態」及「通訊 未確定狀態」。通訊運行狀態係於機器與微控制器3〇之間 運行通訊之狀態，基於計時器36之計時，每2秒進行中 斷’藉此進行變化。或者，依據來自所連接之機器的中斷 ，變化。產生通訊中斷時’ CPU31讀取來自心轉換器^及 能量顯示器39之資訊’進行相應於過電流、過充電、通常 動作=各狀態的保護開關SW1及SW2之接通/斷開控制，並 且計算電池剩餘量顯示所f之資訊，通過通訊i/f4i發送至 機器。繼而，#資訊發信後結束與機器之通訊時，則變化 為通δίΐ未確定狀態。 以計時器36計算之〇·2秒為單位， 於通訊未確定狀態 之保護開 能量顯示 自AD轉$器38讀取資m，進行相應於狀態判定 關SW1及SW2的接通/斷開控制。此時，不進行自 器39讀取資訊的處理。 如此’於主動模式下，電池單以之保護處理錢2秒週 期運行，電池剩餘量計算處理相應於2秒週期之通訊中斷 95910.doc -43- 1277268 而運行。藉由進行此種控制，可一直穩定地運行對於抑一 電壓變動之保護處理，並且以低消耗電力且以必i ; 一 rfr ^ 要之足夠 /月X K現作為電池高功能化為重要的電池剩旦 一 -^ ^ /、里顯示所需 I貝訊計算及與機器的通訊處理。 另，於主動模式下，電池單元丨之保護處 旦 /、電池剩餘 里叶t處理雙方所運行之週期較好的是為僅運行保護處理 之週期的偶數倍。於此等週期關係為奇數倍之情形下，微 控制器30之控制穩定性受到損壞，而於偶數倍之情形下， 可於保持穩定性之狀態下簡化控制。 又，於通訊未確定狀態下，相應於計時器36之計算，舍 2心、、二過過私中產生通訊中斷時，則變化為通訊運行狀 態。另者，經過2秒後，未產生通訊中斷時，則變化為睡 眠狀態。於睡眠狀態下，以2秒週期自AD轉換器38及能量 顯不裔39讀取資訊，進行相應於狀態判定之保護開關 及SW2的接通/斷開控制以及剩餘量顯示所需之資訊計算。 另，計算值例如儲存於EEPR〇M35，用於每次計算處理， 亚且可藉由新的計算值而更新。又，於通訊未確定狀態 下，產生通訊中斷之時，成為主動模式，變化為通訊運行 狀態。 如上所述，藉由是否以一定間隔進行與機器之通訊，判 斷有無連接機器或所連接之機器是否接通電源，微控制器 30控制主誠式與省電模式之狀態轉換。卩卩，當固時序間 以上未與機裔通訊時，判斷電池單元1之放電電荷變小， 從而允許於省電模式下之動作。 95910.doc -44- !277268 鏖而於省電核式下，可藉由增大電池單元^之保護處 理的運行間隔，增加AD轉換器38成為動作停止狀離之時 間，從而可大幅減少消耗電力。 另即使於#控制器3〇成為省電模式之情形下，亦總是 =行過電流檢測電路2G之過電流檢測，㈣測出過電流 日守’相應於其狀態控制保護開關SW1及SW2。此時，於微 t制态30進行中斷處理，微控制器3〇當檢測出產生中斷 才θ時自睡眠狀恶恢復，以運行對於之過電流之 狀態設定等。 如此’於上述電池包裝體’當未向機器供給電源時，除 微控制器3〇之電池單元1的保護處理之外，過電流檢測電 ^20亦必須總是運行。因此，於實現對於電池單幻之穩 定的保護功能方面，降低微控制器30之消耗電力極為重 要。 另，於微控制器30,尤其為確保電池單元i之保護功能 的穩定動作’設有監視計時器37。監視計時器3卜直監視 保護處理運行之時序，當於2秒以上之特時序間内未進行 保”蒦處理日寸’則判斷為微控制器3〇失控，重置微控制器 口此於各動作模式下，每當保護處理（即，基於電 池早7G電Μ進打之狀態判斷及相應於狀態之保護開關s w 1 及則之控制）結束時，監視料II 37之計算值會得以重 置。藉此’於所有情形下皆可避免微控制器30自身之失 控，從而可使電池單元！之保護功能正常動作。 [啟動後之微控制器之整體處理] 95910.doc -45- 1277268 對於以上說明之微控制器30進行的包含電池單元i之保 遵及電池剩餘量計#之處理的整體流程，使肖&程圖加以 說明。 圖13係表示微控制器30之處理的整體流程的流程圖。 於步驟S1301中，由於電池單元電壓之上升，供給至微 控制器30之電源電壓上升至特定值時，微控制器％基於來 自電源電路1〇之時間訊號而啟動。此啟動後不久之處理係 對應於圖6之處理，因此此處省略其說明。 於步驟S1302中，開始計時器36之計算處理，經過场後 進入步驟S1303。 於步驟S1303中’ CPU31判斷於2秒之計算期間内是否產 生通訊中斷。未產生時進入步驟su〇4，產生時進入 S1307 〇 於步驟S13〇4〜S1306中，成為省電模式下之處理。於步 驟⑽4中’運行電池單元」之保護處理（以了，簡稱為電 池保護處理）的子程序。藉此，基於電池單元電壓之檢 測判斷電池單儿i之異常狀態，並相應於狀態控制充放 電。另’關於此子程序，於以下之圖14中加以說明。 从於步驟SU05中’運行電池剩餘量檢測處理之子程序。 錯此’叶异於連接之機器顯示電池剩餘量所需的必要資 訊，另，關於此子程序，將於下述之圖15加以說明。、 於步驟SU06中，重置監視計時器37之計算值。繼而返 回步驟⑽2，進而判斷於2秒期間内有無產生通訊中斷。 又’當於2秒期間以内產生通訊中斷時，運行作為主動 95910.doc -46- Ϊ277268 才、式之處理。於步驟81307中，運行與步驟si3〇4同樣之電 池保護處理。 於步驟S1308中，運行與步驟sl3〇5同樣之電池 算處理。 ^於步驟Sl309中，將藉由步驟Sl3〇8之處理計算得出之值 等剩餘量顯示所需的資訊，通過通訊I/F41發送至機器。至 於此貝汛，例如為自電池單元丨之當前之電壓、溫度、電 流累計值計算得出的放電電流累計剩餘量及消耗電力、電 池單元1中固有之溫度係數等。 於步驟S1310中，重置監視計時器37之計算值。 於步驟S1311中，基於計時器36之計算，自產生通訊中 斷（對應於步驟S13〇3)經過0.2秒時後，進入步驟sui2。 於步驟S1312中，進而判斷是否自產生通訊中斷經過2 秒，未經過時進入步驟S1313。又，經過2秒時返回步驟 S 1 303 ’判斷是否產生通訊中斷。 “於步驟S1313中，運行與步驟sl3〇4及步驟sl3〇7同樣之 電池保護處理。藉此，電池保護處理以間隔〇·2秒運行。 另者，步驟S1308之電池剩餘量計算處理以間隔2秒運行。 另，雖未圖式，但於過電流檢測電路2〇，不受微控制器 30之動作之影響，一直進行有電池單元丄中之過電流之檢 測。當過電流檢測電路2〇檢測出過電流時，分別使保護開 關SW1及SW2為斷開、接通之狀態，並且對於微控制器3〇 進行過電流產生之中斷。 於祕控制态30，CPU3 1於上述流程圖之處理過程中，隨 95910.doc -47- 1277268 時監視來自過電流檢測電路20之中斷。繼而，當檢測出、 電流引起之中斷時，將設定於RAM34上之表示狀態的模= 資訊（安全模式）以表示過電流狀態之方式加以重寫。、二 圖14係表示微控制器30之電池保護處理（對應於圖。之 步驟S1304、S1307及S1313)之流程的流程圖。 首先，CPU31讀出設定於RAM34之安全模式，識別當前 之保護狀態（對應於步驟sl4〇1、sl4〇7、81415及§1419) *

於步驟S1401中，於當前為過放電狀態之情形下，進 步驟S1402。 入 於步驟S1402中， 當單元電壓低於2.2 S1404 〇 自AD轉換器38讀取單元電壓（VceU)， V時’進入步驟S1403，否則進入步驟 於步驟SU03中，判斷電池單元電屬明顯過低， 控制器30本身。 又，於步驟SU04中，自AD轉換器38,讀取單元電壓以 及分別表示有無連接充電器以及有無施加充電電壓的資 訊，當電池單元電昼高於2.65 v且開始充電時，進入步驟 S14〇5，否則結束子程序。 於步驟S14G5中’發送控制訊號至而驅動器42，接通 保護開關SW1。另，此時保護_請2為接通狀態。 於步驟S1406中，蔣:pAAm l x 、AM34上之女王模式以表示通常動 作之方式加以重寫，結束子程序。 又，於步驟S1407中，基於讀出之安全模式，於當前為 通常動作狀態時，進入步驟S1408。 ' 95910.doc -48- 1277268 於步驟S1408中，當自AD轉換器38讀取之單元電壓低於 2.6V時，進入步驟sl4〇9,否則進入步驟si4i2。 、 於步驟S1409中，發送控制訊號至FET驅動器42，斷開 保護開關swi。另，此時保護開關SW2為接通狀態。 於步驟S1410中，將RAM34上之安全模式以表示過放電 狀態加以重寫。 於步驟S1411中，之後單元電壓進一步降低，微控制器 3〇為關閉作準備，將儲存於尺入訄34等之關於當前動作狀態 的設定值複製於EEPROM35進行等待。繼而，結束子程 序。 又’於步驟S1412中，當單元電壓高於4·25 丫時，進入 步驟S1413，否則結束子程序。 於步驟S1413中，斷開保護開關SW2。 於步驟S1414中，將RAM34上之安全模式以表示過充電 狀態之方式重寫，結束子程序。 又，於步驟S1415中，基於讀取之安全模式，當目前為 過充電狀態時，進入步驟§丨416。 於步驟S1416中，當自AD轉換器38讀取之單元電壓低於 4·15 V時，進入步驟S1417，否則結束子程序。 於步驟S1417中，接通保護開關SW2。 於步驟S1418中，將RAM34上之安全模式以表示通常動 作狀態之方式重寫，結束子程序。 又’於步驟S1415之判斷中，當判斷當前並非過充電狀 態時’判斷當前為過電流狀態，進入步驟Sl419。 95910.doc -49- K77268 」^驟81419中’自AD轉換器38讀取之單元電壓低於2·2 V日守，進入步驟S1420，否則進入步驟S1421。 於步驟S 1420中，將微控制器3〇自身關閉。 於步驟S1421中，自AD轉換器％，讀取分別表示有無連 接充電器及有無施加充電電壓的資訊，開始充電後，進入 步驟S1422，否則結束子程序。 於步驟S1422中，接通保護開關swi。 於步驟S1423中，將RAM34上之安全模式以表示通常動 作之方式重寫，結束子程序。 藉由以上處理，對應於當前之單元電壓的充放電控制以 及自過電流狀態之恢復係藉由微控制器3〇中之軟體控制而 實現。另，重寫安全模式時’可對於丑£1^〇熥35保留狀態 變化之記錄。 圖15係表示微控制器30之電池剩餘量計算處理（對應於 圖13之步驟S1305及S1308)之流程的流程圖。 於步驟S1501中，自來自AD轉換器38之輸出訊號，讀取 電池單元1之溫度。 於步驟S1502中，自來自AD轉換器38之輸出訊號，讀取 電池單元1之電壓。 於步驟S1503中，由能量顯示器39讀取充放電電流之累 計值。 ' 於步驟S1504中，自來自AD轉換器38之輪出訊號，判斷 有無充電器進行之充電動作。 於步驟S1505中，基於步驟S1501〜S1504中取得之資訊， 95910.doc -50- 1277268 :機D。：電池剩餘量顯示所需的資訊。於此處，例如， ^自能量顯示器39取得之電流，計算 累計剩餘量或消耗電力等。 4 於步驟S1506中，舛瞀φ +从 士 丁 口卞异出之值儲存於EEPROM35 〇另， 此時’例如檢測出 之電池早疋1的電壓、溫度等亦會得以 健存。 於步驟S1507中，清除能量顯示器39之 Μ計算㈣e之計算值，結束子程序。

—X 口時序間為單位運行以上 地監視電池剩餘量。 处 了回精 [複數個電池單元串連連接時之電路構造] 明另2 =上說明係關於使用一個電池單元之情形加以 ，但貫際上，會有相應於連接之機器之負荷大小，將 數個雷、Ά辟-A ' /早70串連連接後加以使用之情形。此時，必 各電池|〜 六 二、凡为別進行過充電、過放電之狀態的判斷。 圖16係表不使用串連連接之複數個電池單元時的電池包 、體之内部構造例的圖。另，於圖16中，對應於上述圖i 之兀件賦予相同符號，省略其說明。

下，就此時之電路構造以及動作加以補充說明。 抑稷數個電池單元串連連接時’為分別檢測各電池單元之 早Χ電壓，必須設置對應於電池單元數量之AD轉換器的 輸入诵、皆 ° ^ k。於圖16，例示有以兩個電池包裝體^及^串 連接之 月乂 ’分別設置有輸入端子ADCinl及ADCin2，其 、双利電池包裝體12及1 b各自於正極側的電壓。繼而， 95910.doc -51 - 1277268 微控制器内之AD轉換器具有差動型輸入，檢測各輸入端 子ADCinl及ADCin2之間，以及輸入端子ADCin2與設置電 位之間各自之差額。藉此，微控制器之Cpu可分別取得各 電池單元1 a及1 b的單元電壓。 此處’參照圖13，當複數個電池單元串連連接時，可於

母個電池單元進行步驟S1304及S 1307所示之電池保護處 理。其中，考慮到安全性，當為通常動作狀態時，即使一 個電池單元出現過放電狀態之時，亦必須遮斷充電電流。 门女參知圖14，於步驟S 1412中，至少一個電池單元之 單疋電壓高於4.25 V時，必須進入步驟81413變化為過放 電狀您。又，於步驟S1404中，於所有電池單元之單元電 壓均低於2·65 V之前，不可恢復為通常動作狀態。

同樣，即使一個電池單元出現過充電狀態時，亦必須髮 斷放電電流。例如，於圖14之步驟814〇8中，至少一個屬 池单元之單元電壓低於2·6从時，便必須進入步驟s"_ 化為過放電狀態。又，於步驟S"16中，於所有之電池專 ^的單it電壓均高於4·15 V之前，不可恢復為通常動作形 態0 如此’糟由通過微控制器之軟體控制判斷過充電、過放 電狀態’即使於將複數個電池單元串連連接加以使用之情 ^下亦可猎由間早之軟體改變而加以對應，該軟體改變 :本上是將程式模組之部分加以循環。以，無需如先前 般’相應於使用之電池單元數量設置新的電路，可抑制設 汁成本或電路規模。 95910.doc -52- 1277268 相反’預先安裝與串連連接有複數個電池單元之情形相 對應的軟體時，可對所右雷 ^ 電池匕咸體使用同一軟體運行保 護處理，該電池包裝體使用有設想之數量以下之電池單 70例如，如圖13所示，對應於將兩個電池單元串連連接 時的軟體’於將電池單元設為—個時’將輸入端子 ADCinl及ADCin2之各電壓視為相同，因此無需變更任何 軟體内容，便可運行保護處理。 【圖式簡單說明】 圖1係表示本發明之實施形態的電池包裝體之内部構造 例的圖。 圖2係表示綜合處理電路之内部構造例的方塊圖。 圖3係表示充電時電池單元之電壓變化的圖。 圖4(A)、（B)、（C)係表示來自重置電路之輸出訊號與電 池單元及微控制器之電源電壓之關係的圖。 圖5(A)、（B)係模式性表示微控制器啟動時及穩定動作 時所供給之電源路徑的圖。 圖6係表示啟動後不久微控制器之處理流程的流程圖。 圖7係用以說明對應於電池單元之電壓的狀態變化 圖。 ' 圖8係用以詳細說明狀態變化控制之流程的圖。 圖9係表示過電流檢測電路之内部構造例的圖。 圖1 〇係表示攝像機之動作時之消耗電流之變化的圖。 圖11係表示能量顯示器之内部構造例的圖。 圖12係用以說明微控制器之動作模式變化的圖。 95910.doc -53- 1277268 圖丨3係表示微控制器之處理之整體流程的流程圖。 ▲ 圖14係表示微控制器之電池保護處理之流程的流程圖。 圖15係表示微控制器之電池剩餘量計算處理之流程的流 程圖。 圖16係表示使用串連連接複數個電池單元時之電池包裝 體之内部構造例的圖。 圖17(A)、（Β)係表示鐘離子二次電池中放電時及過電流 產生時之電壓及電流變化例的圖。 圖1 8係表示先前之電池包裝體之内部構造例的圖。 鲁 圖19係模式性表示先前之電池包裝體中之電池單元狀能 的圖。 【主要元件符號說明】 1 電池單元 2 綜合處理電路 3 熱敏電阻 4 控制端子 10 電源電路 11 電荷泵電路 12 線性整流器 13, 14 重置電路 20 過電流檢測電路 30 微控制器 31 CPU 32 程式記憶體 95910.doc •54- 1277268 33 ROM 34 RAM 35 EEPROM 36 計時器 37 監視計時器 38 AD轉換器 39 能量顯示器 40 I/O 端口 41 通訊I/F 42 FET驅動器 43 貢料匯流排 44a，44b 時脈產生器 Cl 電容器 CPinl, CPin2 電源端子 Ebl 正極端子 Eb2 負極端子 Rs，Rthl，Rth2 電阻 SW1? SW2 保護開關 ADCin，AINO, CSP， 輸入端子 CSN, HVIN，ODI，PCKP CHG，DIS，THRM，VAA 輸出端子 UART 輸入輸出端子

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Claims (1)

1277268 十、申請專利範圍： 1. 一種電池包裴體，其一體收容有處理電路與二次電池， 該處理電路運行之處王 里包含對於上述二次電池產生里常 的保護，其特徵為具有： 放電電流遮斷機構，其選擇性地遮斷上述二次電池之 放電電流， 充電電流遮斷機構，其選擇性地遮斷上述二次電池之 充電電流’ 保護處理機構，其至少相應於上述二次電池之正極與 負極間的極間電壓，控制上述放電電流遮斷機構及上述 充電電流遮斷機構之動作，以及 可啟動電壓檢測機構，其於供給至上述保護處理機構 之電源電壓到達上述保護處理機構啟動之最低電壓時產 生檢測訊號；又 上述保護處理機構相應於來自上述可啟動電壓檢測機 構之檢測訊號的檢測，運行初始化處理。 2·如請求項1之電池包裝體，其中進而具備穩定驅動電壓 檢測機構，其當上述電源電壓到達高於上述最低電壓且 為上述保護處理機構可穩定驅動之電壓以下的特定電壓 時，產生檢測訊號， 上述保護處理機構於運行上述初始化處理之後，相廉 於來自上述穩定驅動電壓檢測機構之檢測訊號的檢測， 設定上述放電電流遮斷機構及上述充電電流遮斷機構之 動作控制所需的電壓臨限值。 95910.doc 1277268 .二項2之電池包裝體，其中進而具有避免失控機 ^士 4視上述保護處理機構之動作，當檢測出失控狀 〜了、則於上述保護處理機構運行上述初始化處理， ^保護處理機構相應於來自上述穩㈣動電麼檢測 ^構之檢測訊號的檢測，將上述避免失控機構之 初始化。 4.㈣求項】之電池包裝體，其中進而具有敎驅動電麼 仏測機構’其當上述電源電麼到達高於上述最低電麼且 ^上述保護處理機構可穩定驅動下的特定電屢 時產生檢測訊號， 4上述保護處理機構於運行上述初始化處理之後，接受 來自上述穩定㈣電M檢測機構之檢測訊號，經過遠遠 長於上述保護處理機構之指令時脈之週期的時間後，開 始運行控制上述放電電流遮斷機構及上述充電電流遮斷 機構之動作的通常處理。 5·如請求項1之電池包裝體，其中進而具有 讀取專用記憶機構，其預先儲存有用於上述保護處理 機構之動作的初始設定值，以及 非揮發性記憶機構，其將用於上述保護處理機構之動 作的設定值以可任意重寫之狀態加以儲存’ 上述保護處理機構於上述初始化處理後，使用儲存於 上述讀取專用記憶機構之上述初始設定值，控制上述放 電電流遮斷機構及上述充電電流遮斷機構之動作，當上 述二次電池之上述極間電壓上升至特定值時，讀取儲存 95910.doc 1277268 於上述非揮發性記憶機構之上述設定值。 6·=凊求項1之電池包裝體，其中運行上述初始化處理 日守，供給至上述保護處理機構之電源電壓基於充電端子 間的電壓而產生’該充電端子連接有將上述二次電池進 行充電之充電器。 7· 士明求項1之電池包裝體，其中進而具有升壓機構，其 至少使上述二次電池之上述極間電壓升壓， 上述電源電壓介以上述升塵機構供給至上述保護處理 機構。 8· —種電池保護處理裝置，其運行對於二次電池之異常產 生的保護處理，其特徵為，具有 放電電流遮斷機構，其選擇性地遮斷上述二次電池之 放電電流， 充電電流遮斷機才冓，其選擇性地遮斷上述二次電池之 充電電流， 保護處理機構，其至少對應於上述二次電池之正極與 負極間的極間電壓，控制上述放電電流遮斷機構及上述 充電電流遮斷機構之動作，以及 可啟動電壓檢測機構，其於供給至上述保護處理機構 之電源電壓到達上述保護處理機構啟動之最低電壓時產 生檢測訊號，又 上述保護處理機構相應於來自上述可啟動電壓檢測機 構之檢測§fl號的檢測，運行初始化處理。 9. 一種電池保護處理裝置之啟動控制方法，其至少相應於 9591〇-doc 1277268 一次電池之正極與負極間的電壓，分別控制選擇性地遮 斷上述二次電池之放電電流之放電電流遮斷電路以及選 擇性地遮斷上述二次電池之充電電流之充電電流遮斷電 路的動作，藉此進行對於上述二次電池之異常產生的保 護處理，其特徵為： 當供給至上述電池保護處理裝置之電源電壓到達上述 電池保護處理裝置啟動的最低電壓時，運行上述電池保, 護處理裝置之初始化處理。 ίο. 如請求項9之電池保護處理裝置之啟動控制方法，其中 母上述電源電壓#彡高於上述最低電麼且為上述電池保 護處理裝置可穩定驅動之電壓以下的特定電Μ時，設定 上述放電電流遮斷電路及上述充電電流遮斷電路之動作 控制所需的電壓臨限值’ 始上述保護處理。 95910.doc