TWI377760B - - Google Patents

Description

1377760 VDD，將負極端子連接於接地端子VSS，另外將負極端子 經由NMOS電晶體120及NMOS電晶體130連接於端子 EB-。亦即，NMOS電晶體120及NMOS電晶體130係被 設在充放電路徑。充放電控制電路1 1〇係將控制端子DO 連接於NMOS電晶體130，將控制端子CO連接於NMOS 電晶體120，將檢測端子VM連接於端子EB-。過充電檢 測電路1 1 1係將一端連接於電源端子VDD，將另一端連接 於遲延電路115的第一輸入端子。過放電檢測電路112係 將一端連接於電源端子 VDD，將另一端連接於遲延電路 1 1 5的第二輸入端子。過電流檢測電路1 1 3係將一端連接 於檢測端子VM，將另一端連接於遲延電路115的第三輸 入端子。遲延電路115係將輸出端子連接於邏輯電路117 的第一輸入端子。充電器逆連接檢測電路116係將一端連 接於檢測端子VM，將另一端連接於邏輯電路117的第二 輸入端子。邏輯電路117係將第一輸出端子連接於控制端 子CO，將第二輸出端子連接於控制端子DO。此外，充電 器或負載被連接於端子EB +及端子EB-之間。 在此，檢測端子VM係用以檢測電池200成爲過電流 狀態之情形的端子。此外，檢測端子VM係用以檢測充電 器將極性逆連接於電池200之情形的端子。 此外，充放電控制電路110係形成在N型基板。 接著說明充放電控制電路1 1 0的動作。 <當電池200成爲過充電狀態時> f S1 -9- 1377760 當電池200的電壓變高而成爲預定電壓以 2 00成爲過充電狀態時，過充電檢測電路1 1 1係 電源端子VDD，過充電檢測電路1 1 1係進行檢測 已被過充電。之後，若在電池2 00爲過充電狀態 直接經過藉由遲延電路115所被設定的遲延時間 秒），亦即，若電池2G0過充電狀態的時間成爲 以上時，邏輯電路117係將低訊號及高訊號分 NMOS電晶體120及NMOS電晶體130的閘極。 ，NMOS電晶體120即關斷而僅流通因寄生二極 的放電電流，NMOS電晶體130導通而流通充放 過充電檢測電路1 1 1係使電池200的充電停止。 <電池200成爲過放電狀態時> 當電池200的電壓變低而未達預定電壓，電 爲過放電狀態時，過放電檢測電路1 1 2係藉由監 子VDD，過放電檢測電路1 1 2係檢測電池200已 之後，電池2 0 0爲過放電狀態下直接經過藉由 1 15所被設定的遲延時間，亦即，若電池200的 態的時間成爲遲延時間以上，邏輯電路1 1 7係將 低訊號分別輸出至NMOS電晶體120及NMOS電 的閘極。如此一來，NMOS電晶體120會呈導通 放電電流，NMOS電晶體130呈關斷而僅流通因 體所造成的充電電流，過放電檢測電路112係使 的放電停止。 上，電池 藉由監視 電池200 的狀態下 (例如1 遲延時間 別輸出至 如此一來 體所造成 電電流， 池200成 視電源端 過放電。 遲延電路 過放電狀 高訊號及 晶體1 3 0 而流通充 寄生二極 電池2 0 0 -10- 1377760 <電池200成爲過電流狀態時> 異常電流流至負載，而使電池200成爲過電流狀態時 ’過電流檢測電路1 1 3係藉由監視檢測端子VM，過電流 檢測電路1 1 3係檢測電池200正在流通過電流。之後，電 池2 00在過電流狀態下直接經過藉由遲延電路丨丨5所被設 定的遲延時間，亦即，若電池200的過電流狀態的時間爲 遲延時間以上’邏輯電路1 1 7係將高訊號及低訊號分別輸 出至NMOS電晶體120及NMOS電晶體130的閘極。如此 一來，NMOS電晶體120會呈導通而流通充放電電流， NMOS電晶體130呈關斷而僅流通因寄生二極體所造成的 充電電流，過電流檢測電路1 1 3係使電池200的放電停止 <充電器將極性逆連接於電池200時> • 充電器連接於電池200而進行電池200的充電時，充 電器的正極端子係連接於端子EB+，充電器的負極端子係 . 連接於端子EB-，但是充電器誤連接於電池200，使得充 電器的正極端子連接於端子EB-，充電器的負極端子連接 於端子EB+ »亦即，充電器將極性逆連接於電池200。如 此一來，檢測端子VM及端子EB-的電壓一般爲接地電壓 附近，但是成爲屬於電池2 00之電壓的電源電壓附近。若 檢測端子VM的電壓成爲預定電壓，充電器逆連接檢測電 路1 1 6即檢測其內容，邏輯電路1 1 7係將高訊號及低訊號

[s I -11 - 1377760 分別輸出至Ν Μ 0 S電晶體1 2 0及Ν Μ O S電晶體1 3 0的閘極 。此時，在檢測出該內容之後，在輸出高訊號及低訊號爲 止之期間並不存在有遲延時間。如此一來，NMOS電晶體 120呈導通而流通電流，NMOS電晶體130呈關斷而僅流 通因寄生二極體所造成的充電電流，充電器逆連接檢測電 路116係使電池200的放電停止。其中，在檢測出該內容 之後，在輸出高訊號及低訊號爲止之期間雖不存在有遲延 時間，但是亦可存在有比電池200呈過充電狀態、過放電 狀態或過電流狀態時的遲延時間爲短的遲延時間。 接著說明充電器逆連接檢測電路116的構成。第3圖 係顯示充電器逆連接檢測電路的電路圖。第4圖係顯示充 電器逆連接檢測電路的元件剖面圖。 充電器逆連接檢測電路116係具有NMOS電晶體21 至22。 此外，充電器逆連接檢測電路116係具有寄生PNP雙 極電晶體24、寄生NPN雙極電晶體25及寄生電阻26至 27 » NMOS電晶體21係閘極被連接於電源端子VDD，源 極及背閘極被連接於NMOS電晶體22的汲極，汲極被連 接於輸出端子out。NMOS電晶體22係閘極被連接於電源 端子VDD，源極及背閘極被連接於接地端子VSS。

此外，寄生PNP雙極電晶體24係將基極連接於電源 端子VDD，將射極連接於輸入端子in (檢測端子VM)， 將集極連接於寄生NPN雙極電晶體25的基極。寄生NPN -12- 1377760 雙極電晶體25係將射極經由寄生電阻26而連接於NMOS 電晶體21的源極，將集極連接於電源端子VDD。寄生電 阻27係存在於NMOS電晶體22的源極與汲極之間。 接著說明充電器逆連接檢測電路116的動作。 <充電器正常連接於電池2 00時> 輸入端子in (檢測端子VM)的電壓係成爲接地電壓 附近。NMOS電晶體21至22係在閘極輸入有電源電壓， 因此導通。如此一來，輸出端子out的電壓係成爲低訊號 (接地電壓）。亦即，充電器逆連接檢測電路1 1 6並未檢 測充電器將極性逆連接於電池200的情形》 <充電器將極性逆連接於電池200時>

在此，第一寄生二極體係將被連接在輸入端子in (檢 測端子 VM)的P型阱作爲陽極，將被連接在電源端子 VDD的N型基板作爲陰極。寄生PNP雙極電晶體24係將 被連接在電源端子VDD的N型基板作爲基極，將被連接 在輸入端子in (檢測端子VM )的P型阱作爲射極，將被 連接在NMOS電晶體21之背閘極的P型阱作爲集極。第 二寄生二極體係將被連接在NMOS電晶體21之背閘極的 P型阱作爲陽極，將透過NMOS電晶體22而被連接在接 地端子的N型源極區域作爲陰極。寄生NPN雙極電晶體 25係將被連接在NMOS電晶體21之背閘極的P型阱作爲 基極，將透過NMOS電晶體22而被連接在接地端子的N 1377760 型源極區域作爲射極，將被連接在電源端子VDD的N型 基板作爲集極。 輸入端子in (檢測端子VM)的電壓會變高，成爲在 電源電壓加算寄生二極體的臨限値電壓後的電壓以上。如 此一來，第一寄生二極體係進行動作而流通寄生電流。藉 由該寄生電流，寄生PNP雙極電晶體24係進行動作而流 通寄生電流。因寄生PNP雙極電晶體24所產生的寄生電 流流至第二寄生二極體，藉此使寄生NPN雙極電晶體25 進行動作而流通經放大的寄生電流。該寄生電流係流至寄 生電阻26至27及配線（電阻成分），電壓會發生在寄生 電阻26至27及配線。因此，當NMOS電晶體21的汲極 電壓變高而成爲預定電壓以上時，會成爲對邏輯電路117 的高訊號。亦即，充電器逆連接檢測電路1 1 6係進行檢測 充電器將極性逆連接於電池200的情形。 如此一來，在充電器逆連接檢測電路116中未使用比 較電路等，而使用2個NMOS電晶體，因此充電器逆連接 檢測電路1 1 6及充放電控制電路1 1 0的電路規模會變小。 因此，消耗電流會變少。此外，製造成本會變低。 此外，由於在充電器逆連接檢測電路116中未使用比 較電路等，因此並不會有因寄生二極體及寄生雙極電晶體 進行動作，而使比較電路等發生錯誤動作的情形。因此， 充電器逆連接檢測電路116的可靠性會變高。 其中，亦可在NMOS電晶體21的源極與接地端子 V S S之間追加電阻（未圖示）。如此一來，以該電阻的程 -14- 1377760 會 子 外 電 逆 池 源 ， 上山 m 設 減 檢 圖 充 28 晶 度，充電器逆連接檢測電路11 6的輸出端子out的電壓 變高。 此外，在第一實施形態中，以N型基板在輸出端 out與接地端子VSS之間設有NMOS電晶體21至22 NMOS電晶體21至22的閘極被連接於電源端子。此時 在端子EB-與電池200之間設有2個NMOS電晶體。此 ，若被設在端子EB-之檢測端子VM的電壓成爲在電源 壓加算寄生二極體的臨限値電壓後的電壓以上，充電器 連接檢測電路1 1 6係進行檢測充電器將極性逆連接於電 2 00的情形。但是，雖未圖示，亦可以P型基板，在電 端子VDD與輸出端子out之間設置2個PMOS電晶體 該等PM0S電晶體的閘極被連接在接地端子。此時，在 子EB +與電池之間設置2個PMOS電晶體。此外，若被 在端子EB +之檢測端子VM的電壓成爲未達由接地電壓 算寄生二極體的臨限値電壓後之電壓時，充電器逆連接 測電路係進行檢測充電器將極性逆連接於電池的情形。 〔第二實施形態〕 接著說明充電器逆連接檢測電路116的構成。第5 係顯示充電器逆連接檢測電路的電路圖。第6圖係顯示 電器逆連接檢測電路的元件剖面圖。 第二實施形態的充電器逆連接檢測電路1 1 6若與第 實施形態相比較，將NMOS電晶體22變更爲下拉電阻 ，且刪除寄生電阻27。下拉電阻28係被設在NMOS電 -15- 1377760 體21的源極與接地端子之間。 接著說明充電器逆連接檢測電路Π6的動作。 <充電器正常連接於電池200時> 輸入端子in (檢測端子VM)的電壓係成爲g 附近。NMOS電晶體21係對閘極輸入電源電壓， 通。如此一來，輸出端子out的電壓係成爲低訊S 電壓）。亦即，充電器逆連接檢測電路1 1 6並未相 器將極性逆連接於電池200的情形。 <充電器將極性逆連接於電池2 00時> 輸入端子in (檢測端子VM)的電壓會變高， 電源電壓加算寄生二極體的臨限値電壓後的電壓 此一來，第一寄生二極體進行動作而流通寄生電淸 該寄生電流，寄生PNP雙極電晶體24係進行動f[ 寄生電流。藉由寄生PNP雙極電晶體24所造成纪 流流通至第二寄生二極體，寄生NPN雙極電晶體 行動作而流通經放大的寄生電流。該寄生電流係济 生電阻26與下拉電阻與配線（電阻成分），電腫 在寄生電阻26與下拉電阻與配線。因此，NM0S 21的汲極電壓會變高，若成爲預定電壓以上，即总 輯電路1 1 7的高訊號。亦即，充電器逆連接檢測獨 係檢測充電器將極性逆連接於電池200的情形。 其中，在第二實施形態中係使用下拉電阻2 8， 地電壓 因此導 (接地 測充電 成爲在 .上。如 :。藉由 『而流通 I寄生電 25係進 :通至寄 ;會發生 電晶體 :爲對邏 i路"6 但是雖 -16- 1377760 寄生二極體的臨限値電壓後的電壓）。亦即，充電器逆連 接檢測電路116並未檢測充電器將極性逆連接於電池200 的情形。 <充電器將極性逆連接於電池2 00時> 輸入端子in (檢測端子VM)的電壓會變高，而成爲 在電源電壓加上寄生二極體之臨限値電壓後的電壓以上。 如此一來，第一寄生二極體進行動作而流通寄生電流。藉 由該寄生電流，寄生PNP雙極電晶體3 1進行動作而流通 寄生電流。由於藉由寄生PNP雙極電晶體3 1所產生的寄 生電流流至二極體29，寄生NPN雙極電晶體32係進行動 作而流通經放大的寄生電流。該寄生電流係流至寄生電阻 33與下拉電阻28與配線（電阻成分），電壓會發生在寄 生電阻33與下拉電阻28與配線。因此，二極體29的陽 極電壓會變高，若成爲預定電壓以上，則成爲對邏輯電路 1 1 7的高訊號。亦即，充電器逆連接檢測電路1 1 6係進行 檢測充電器將極性逆連接於電池200的情形。 其中，在第三實施形態中，以N型基板，在輸出端子 out與接地端子VSS之間依序設有二極體29及下拉電阻 28。此時，在端子EB-與電池200之間設有2個NMOS電 晶體。此外，若被設在端子EB-之檢測端子VM的電壓成 爲在電源電壓加算寄生二極體的臨限値電壓後的電壓以上 ，充電器逆連接檢測電路1 1 6係進行檢測充電器將極性逆 連接於電池200的情形。但是，雖未圖示，亦可以P型基 I $. 1 -19- 1377760 板，在電源端子VDD與輸出端子out之間依序設置上拉 電阻及二極體。此時，在端子EB +與電池之間設置2個 PMOS電晶體。此外，若被設在端子EB +之檢測端子VM 的電壓成爲未達由接地電壓減算二極體的臨限値電壓後的 電壓，充電器逆連接檢測電路係檢測充電器將極性逆連接 於電池的情形。 【圖式簡單說明】 φ 第1圖係顯示電池裝置的方塊圖。 第2圖係顯示充放電控制電路的方塊圖。 第3圖係顯示充電器逆連接檢測電路的電路圖。 第4圖係顯示充電器逆連接檢測電路的元件剖面圖。 第5圖係顯示充電器逆連接檢測電路的電路圖。 第6圖係顯示充電器逆連接檢測電路的元件剖面圖。 第7圖係顯示充電器逆連接檢測電路的電路圖。 第8圖係顯示充電器逆連接檢測電路的元件剖面圖。 鲁 【主要元件符號說明】 21、22 : NM0S 電晶體 24 :寄生PNP雙極電晶體 25 :寄生NPN雙極電晶體 26、27 :寄生電阻 2 8 :下拉電阻 29 :二極體 -20- h 1377760 31 :寄生PNP雙極電晶體 32 :寄生NPN雙極電晶體 3 3 :寄生電阻 1〇〇 :保護電路 1 1 〇 :充放電控制電路 1 1 1 :過充電檢測電路 1 1 2 :過放電檢測電路 1 1 3 :過電流檢測電路 1 1 5 :遲延電路 1 1 6 :充電器逆連接檢測電路 1 1 7 :邏輯電路 1 20 : NMOS電晶體 1 30 : NMOS電晶體 2 0 0 :電池 CO :控制端子 DO :控制端子 VDD :電源端子 VM :檢測端子 VSS :接地端子 -21

Claims (1)

1377760 第098108937號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國101年7月2曰修正 七、申請專利範圍： 1.—種充放電控制電路，係形成在第二導電型基板 ’且具備有檢測充電器被逆連接的充電器逆連接檢測電路 ’將電池的充放電進行控制的充放電控制電路，其特徵爲 前述充電器逆連接檢測電路係具有： 輸出端子，其係輸出檢測訊號； 第二導電型的MOS電晶體，其係閘極被連接於第一 電源供給端子，源極及背閘極透過電阻成分而被連接於第 二電源供給端子，汲極被連接於前述輸出端子；及 第一導電型的區域，其係近接前述MOS電晶體而設 ，連接於充電器連接的檢測端子， 若前述檢測端子的電壓爲預定電壓以上時，將前述 MOS電晶體的背閘極設爲基極、源極設爲射極的寄生雙極 電晶體會進行動作，藉由電流流至前述電阻成分，由前述 輸出端子被輸出檢測訊號，而使前述電池的放電停止。 2. —種電池裝置，其特徵爲具備有： 電池； 被設在前述電池之充放電路徑的第二導電型的第一 MOS電晶體及第二導電型的第二MOS電晶體；及 與前述電池並聯設置，用以控制前述第一 MOS電晶 體及前述第二MOS電晶體之申請專利範圍第1項之充放 1377760 電控制電路。 -2 - S 1377760 第5圖 月2日修正替換頁

第6圖

1377760 第098108937號專利申請案 中文圖式修正頁 民國101年7月2曰呈 第7圖

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