TWI457580B - Battery status monitoring circuit and battery device - Google Patents

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TWI457580B
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Atsushi Sakurai
Kazuaki Sano
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Seiko Instr Inc
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Description

電池狀態監視電路及電池裝置
本發明是有關監視電池的狀態之電池狀態監視電路,及搭載複數個該電路的電池裝置。
圖7是表示以往的電池裝置的構成方塊圖。如該圖7所示,以往的電池裝置是由:被串聯的n個電池BT1 ~BTn 、電池狀態監視電路100、開關電路110、第1外部端子120及第2外部端子130所概略構成。
電池BT1 ~BTn 是例如為鋰離子電池(battery cell),各電池的兩端(正極端子及負極端子)是與電池狀態監視電路100連接,且電池BT1 的正極端子是與開關電路110的一方的端子連接,電池BTn 的負極端子是與第2外部端子130連接。電池狀態監視電路100是藉由設於內部的電壓檢測電路(未圖示)來檢測出各電池BT1 ~BTn 的電壓,藉此監視各電池BT1 ~BTn 的充放電狀態,按照該充放電狀態來控制開關電路110的開啟/關閉。開關電路110是在電池狀態監視電路100的控制之下,切換2端子間的連接及非連接者,一方的端子是與電池BT1 的正極端子連接,另一方的端子是與第1外部端子120連接。
其次,說明有關如此以往的電池裝置的動作。
電池狀態監視電路100是各電池BT1 ~BTn 的電壓為未滿過充電電壓且過放電電壓以上時,將開關電路110控制 成開啟,藉此連接電池BT1 的正極端子與第1外部端子120,許可各電池BT1 ~BTn 的充電及放電。在此,所謂過充電電壓是指充電可能的上限電壓,所謂過放電電壓是指放電可能的下限電壓。
充電時,亦即在第1外部端子120與第2外部端子130之間連接充電器200時,各電池BT1 ~BTn 雖被充電,但其間亦由電池狀態監視電路100檢測出各電池BT1 ~BTn 的電壓,監視充電狀態,若檢測出各電池BT1 ~BTn 的至少1個電池的電壓形成過充電電壓以上,則將開關電路110控制成關閉,而禁止往各電池BT1 ~BTn 的充電。
另一方面,放電時,亦即在第1外部端子120與第2外部端子130之間連接負荷300時,雖由各電池BT1 ~BTn 來進行放電,但其間亦由電池狀態監視電路100檢測出各電池BT1 ~BTn 的電壓,監視放電狀態,若各電池BT1 ~BTn 的至少1個電池的電壓形成未滿過放電電壓,則將開關電路110控制成關閉,而禁止往負荷300的放電(例如參照下記專利文獻1)。
[專利文獻1]特開2002-320324號公報
由於以往的電池狀態監視電路100是根據電池裝置內部的電池數來進行電路設計,因此若電池裝置規格變更而電池數變動,則此刻電池狀態監視電路100會進行電路設 計。因此,電路設計所造成的開發日程會變長,會有開發成本變高的問題。又,若電池數變多,則電池狀態監視電路100的電路構成會變複雜,會有電池狀態監視電路100的製造良品率變低的問題。又,電池數越增加,電池狀態監視電路100越需要高耐壓,會有可使用的製程受限的問題。
本發明是有鑑於上述情事而研發者,其目的是在於提供一種可容易對應於電池數的變動,低耐壓且容易的電路構成之電池狀態監視電路及電池裝置。
為了達成上述目的,本發明作為電池狀態監視電路的解決手段係具備:第1電壓監視端子,其係使用於與1個電池的正極端子連接;第2電壓監視端子,其係使用於與上述電池的負極端子連接;第1送信端子;第2送信端子;第1受信端子;第2受信端子;控制端子;過充電檢測電路,其係根據上述第1電壓監視端子與上述第2電壓監視端子之間的電壓,檢測出上述電池是否 為過充電狀態,輸出顯示該檢出結果的過充電檢出信號;過放電檢測電路,其係根據上述第1電壓監視端子與上述第2電壓監視端子之間的電壓,檢測出上述電池是否為過放電狀態,輸出顯示該檢出結果的過放電檢出信號;電池單元平衡電路,其係根據上述第1電壓監視端子與上述第2電壓監視端子之間的電壓,檢測出是否有必要電池單元平衡控制上述電池,將顯示該檢出結果的電池單元平衡信號輸出至上述控制端子;過充電資訊通信電路,其係經由上述第1受信端子來接受之顯示其他的電池是否為過充電狀態的過充電信號、及上述過充電檢出信號的至少一方為顯示過充電狀態時,將顯示過充電狀態的過充電信號從上述第1送信端子傳送至外部;及過放電資訊通信電路,其係經由上述第2受信端子來接受之顯示其他的電池是否為過放電狀態的過放電信號、及上述過放電檢出信號的至少一方為顯示過放電狀態時,將顯示過放電狀態的過放電信號從上述第2送信端子傳送至外部,作為1個的半導體裝置構成。
由於本發明是分別針對複數的電池,個別設置由同一電路構成所形成的電池狀態監視電路之構成,因此即使電池裝置規格變更而電池數變動時,只要按照電池數的増減 來追加或削減電池狀態監視電路即可。亦即,藉由使用本發明的電池狀態監視電路,可容易對應於電池裝置的規格變更,且可謀求電路設計的開發日程的短縮及開發成本的低減。
又,由於依每個電池分別設置作為1個半導體裝置構成的電池狀態監視電路,而電路構成容易,因此當1個的電池狀態監視電路形成不良品時,僅該電路換成良品,便可使電池裝置正常動作。又,由於分別在每個電池設置電池狀態監視電路,因此相較於以往,可降低每一個電池狀態監視電路的耐壓,可使用的製程範圍會擴大。
[第1實施形態]
圖1是表示第1實施形態的電池裝置的電路構成圖。如圖1所示,第1實施形態的電池裝置是由:串聯的n個電池BT1 ~BTn 、並聯於各電池BT1 ~BTn 的n個開關(電池單元平衡用開關電路)SW1 ~SWn 、對應於各電池BT1 ~BTn 而個別設置的n個電池狀態監視電路BM1 ~BMn 、第1電晶體(充電用p通道型電晶體)10、第2電晶體(放電用p通道型電晶體)11、第1電阻元件(第1偏壓用電阻元件)20、第2電阻元件(第2偏壓用電阻元件)21、第1外部端子30及第2外部端子31所構成。
電池狀態監視電路BM1 是具備:過充電檢測電路A1 、第1NOR電路B1 、第1輸出電晶體C1 、第1反相器D1 、第2反相器E1 、第1電流源F1 、過放電檢測電路G1 、第2NOR電路H1 、第2輸出電晶體I1 、第3反相器J1 、第4反相器K1 、第2電流源L1 、電池單元平衡電路M1 、第1電壓監視端子PA1 、第2電壓監視端子PB1 、第1送信端子PC1 、第2送信端子PD1 、第1受信端子PE1 、第2受信端子PF1 及控制端子PG1 。又,具備如此構成要素的電池狀態監視電路BM1 是構成1晶片的IC(半導體裝置)。另外,在上述的構成要素中,第1NOR電路B1 、第1輸出電晶體C1 、第1反相器D1 、第2反相器E1 、第1電流源F1 是構成本發明的過充電資訊通信電路者,第2NOR電路H1 、第2輸出電晶體I1 、第3反相器J1 、第4反相器K1 、第2電流源L1 是構成本發明的過放電資訊通信電路者。
其他的電池狀態監視電路BM2 ~BMn 是具備與電池狀態監視電路BM1 同一構成要素,因此僅改變符號來圖示。例如,將電池狀態監視電路BM2 的過充電檢測電路的符號設為A2 ,將電池狀態監視電路BMn 的過充電檢測電路的符號設為An 。有關其他的構成要素亦同樣。
如此電池狀態監視電路BM1 ~BMn 是全部形成同一電路構成,因此以下是以對應於電池BT1 的電池狀態監視電路BM1 為代表進行說明。
在電池狀態監視電路BM1 中,第1電壓監視端子PA1 是與電池BT1 的正極端子、開關SW1 的一方的端子連接。又,此第1電壓監視端子PA1 是與電池狀態監視電路BM1 內的正極側共通電源線連接。第2電壓監視端子PB1 是與電池BT1 的負極端子、開關SW1 的另一方的端子連接。又,此第2電壓監視端子PB1 是與電池狀態監視電路BM1 內的負極側共通電源線連接。以下是將電池狀態監視電路BM1 內的正極側共通電源線設為VDD1 、將負極側共通電源線設為VSS1 ,將電池狀態監視電路BM2 內的正極側共通電源線設為VDD2 ,將負極側共通電源線設為VSS2 ,以下同樣,將電池狀態監視電路BMn 內的正極側共通電源線設為VDDn ,將負極側共通電源線設為VSSn
過充電檢測電路A1 是一端與第1電壓監視端子PA1 連接,另一端與第2電壓監視端子PB1 連接,檢測出第1電壓監視端子PA1 與第2電壓監視端子PB1 之間的電壓(亦即電池BT1 的電壓),當電池BT1 的電壓形成過充電電壓以上時,將高位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路B1 的一方輸入端子。又,此過充電檢測電路A1 是在電池BT1 的電壓未滿過充電電壓時,將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路B1 。在此,所謂過充電電壓是意指充電可能的上限電壓。另外,過充電檢測電路A1 是具有從過放電檢測電路G1 輸入高位準的過放電檢出信號時停止動作的機能。
第1NOR電路B1 是輸入上述過充電檢出信號及第1反相器D1 的輸出信號,將該等兩信號的否定邏輯和信號予以輸出至第1輸出電晶體C1 的閘極端子。第1輸出電晶體C1 是n通道型MOS(Metal Oxide Semiconductor) 電晶體,閘極端子是與第1NOR電路B1 的輸出端子連接,汲極端子是與第1送信端子PC1 連接,源極端子是與VSS1 連接。
第1反相器D1 是將第2反相器E1 的輸出信號的邏輯反轉信號輸出至第1NOR電路B1 。第2反相器E1 是輸入端與第1受信端子PE1 及第1電流源F1 的輸出端連接,將往該輸入端的輸入信號的邏輯反轉信號輸出至第1反相器D1 。第1電流源F1 是輸入端與VDD1 連接,輸出端與第2反相器E1 的輸入端及第1受信端子PE1 連接之電流源。
過放電檢測電路G1 是一端與第1電壓監視端子PA1 連接,另一端與第2電壓監視端子PB1 連接,檢測出第1電壓監視端子PA1 與第2電壓監視端子PB1 之間的電壓(亦即電池BT1 的電壓),當電池BT1 的電壓形成未滿過放電電壓時,將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H1 的一方的輸入端子、過充電檢測電路A1 及電池單元平衡電路M1 。又,此過放電檢測電路G1 在電池BT1 的電壓為過放電電壓以上時,輸出低位準的過放電檢出信號。在此,所謂過放電電壓是指放電可能的下限電壓。
第2NOR電路H1 是輸出上述過放電檢出信號及第3反相器J1 的輸出信號,將該等兩信號的否定邏輯和信號予以輸出至第2輸出電晶體I1 的閘極端子。第2輸出電晶體I1 是n通道型MOS電晶體,閘極端子是與第2NOR電路H1 的輸出端子連接,汲極端子是與第2送信端子PD1 連接 ,源極端子是與VSS1 連接。
第3反相器J1 是將第4反相器K1 的輸出信號的邏輯反轉信號輸出至第2NOR電路H1 。第4反相器K1 是輸入端與第2受信端子PF1 及第2電流源L1 的輸出端連接,將往該輸入端的輸入信號的邏輯反轉信號輸出至第4反相器K1 。第2電流源L1 是輸入端與VDD1 連接,輸出端與第4反相器L1 的輸入端及第2受信端子PF1 連接之電流源。
電池單元平衡電路M1 是一端與第1電壓監視端子PA1 連接,另一端與第2電壓監視端子PB1 連接,檢測出第1電壓監視端子PA1 與第2電壓監視端子PB1 之間的電壓(亦即電池BT1 的電壓),當電池BT1 的電壓形成電池單元平衡電壓以上時,將電池單元平衡信號經由控制端子PG1 來輸出至開關SW1 。又,此電池單元平衡電路M1 在電池BT1 的電壓未滿電池單元平衡電壓時,將低位準的電池單元平衡信號經由控制端子PG1 來輸出至開關SW1 。在此,所謂電池單元平衡電壓是指電池BT1 形成接近過充電狀態的狀態時之過充電電壓以下的電壓(使電池BT1 的電壓一致於其他電池的電壓而開始取得電池單元平衡時的電壓)。另外,此電池單元平衡電路M1 是具有由過放電檢測電路G1 輸入高位準的過放電檢出信號時停止動作之機能。
第1送信端子PC1 是與第1電晶體10的閘極端子及第1電阻元件20的一端連接。第2送信端子PD1 是與第2 電晶體11的閘極端子及第2電阻元件21的一端連接。第1受信端子PE1 是與電池狀態監視電路BM2 的第1送信端子PC2 連接。第2受信端子PF1 是與電池狀態監視電路BM2 的第2送信端子PD2 連接。
又,電池狀態監視電路BM2 的第1受信端子PE2 是與電池狀態監視電路BM3 的第1送信端子PC3 連接,電池狀態監視電路BM2 的第2受信端子PF2 是與電池狀態監視電路BM3 的第2送信端子PD3 連接。以下同樣,在電池狀態監視電路BM3 ~BMn 中,連接上段側(電池BT1 側)的電池狀態監視電路的第1受信端子與下段側(電池BTn 側)的電池狀態監視電路的第1送信端子,連接上段側的電池狀態監視電路的第2受信端子與下段側的電池狀態監視電路的第2送信端子。另外,最下段的電池狀態監視電路BMn 的第1受信端子PEn 及第2受信端子PFn 是與電池BTn 的負極端子連接。
開關SW1 是與電池BT1 並聯,按照經由控制端子PG1 所輸入的電池單元平衡信號來切換2端子間(亦即電池BT1 的正極端子與負極端子之間)的連接與非連接者。另外,此開關SW1 是在電池單元平衡信號被輸入時開啟,亦即將2端子間切換成連接狀態。有關其他的開關SW2 ~SWn 也是同樣的。
第1電晶體10是p通道型MOS電晶體,閘極端子是與電池狀態監視電路BM1 的第1送信端子PC1 及第1電阻元件20的一端連接,汲極端子是與第2電晶體11的汲極 端子連接,源極端子是與第1電阻元件20的另一端及第1外部端子30連接。第2電晶體11是p通道型MOS電晶體,閘極端子是與電池狀態監視電路BM1 的第2送信端子PD1 及第2電阻元件21的一端連接,汲極端子是與第1電晶體10的汲極端子連接,源極端子是與第2電阻元件21的另一端及電池BT1 的正極端子連接。另一方面,第2外部端子31是與最下段的電池BTn 的負極端子連接。
如此構成的本電池裝置是藉由在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接負荷或充電器來進行放電或充電者。
其次,說明有關上述那樣構成的第1實施形態的電池裝置的動作。
(通常狀態時)
首先,說明有關通常狀態時,亦即電池BT1 ~BTn 的全部電壓為未滿過充電電壓且含於過放電電壓以上的範圍時。在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路BM1 的過充電檢測電路A1 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路B1
此時,因為電池狀態監視電路BM2 的第1輸出電晶體C2 是形成開啟(有關該理由會在往後敘述),所以電池狀態監視電路BM1 的第2反相器E1 的輸入端子是形成低位準,從第1反相器D1 輸出低位準的輸出信號至第1NOR電路B1 。由於第1NOR電路B1 是被輸入低位準的過充電 檢出信號及低位準的第1反相器D1 的輸出信號,因此將高位準的否定邏輯和信號輸出至第1輸出電晶體C1 的閘極端子。藉此,因為第1輸出電晶體C1 是形成開啟,所以第1送信端子PC1 是形成低位準,第1電晶體10是形成開啟。
在此,說明有關電池狀態監視電路BM2 的第1輸出電晶體C2 形成開啟的理由。最下段的電池狀態監視電路BMn 的第1受信端子PEn 是與電池BTn 的負極端子連接,所以第2反相器En 的輸入端子是經常形成低位準。因此,第1反相器Dn 是經常將低位準的輸出信號輸出至第1NOR電路Bn ,過充電檢測電路An 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路Bn 。藉此,第1NOR電路Bn 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第1輸出電晶體Cn 的閘極端子,電池狀態監視電路BMn 的第1輸出電晶體Cn 是形成開啟。
藉此,電池狀態監視電路BMn-1 的第2反相器En-1 的輸入端子是形成低位準,從第1反相器Dn-1 輸出低位準的輸出信號至第1NOR電路Bn-1 。另一方面,因為過充電檢測電路An-1 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路Bn-1 ,所以第1NOR電路Bn-1 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第1輸出電晶體Cn-1 的閘極端子。藉此,電池狀態監視電路BMn-1 的第1輸出電晶體Cn-1 是形成開啟。
上述那樣的動作是重複於上段側的電池狀態監視電路 及下段側的電池狀態監視電路,電池狀態監視電路BM2 的第1輸出電晶體C2 會形成開啟。
並且,在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路BM1 的過放電檢測電路G1 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H1 。此時,電池狀態監視電路BM2 的第2輸出電晶體I2 亦形成開啟,所以電池狀態監視電路BM1 的第4反相器K1 的輸入端子是形成低位準,從第3反相器J1 輸出低位準的輸出信號至第2NOR電路H1 。由於第2NOR電路H1 是被輸入低位準的過放電檢出信號及低位準的第3反相器J1 的輸出信號,因此將高位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I1 的閘極端子。藉此,因為第2輸出電晶體I1 是形成開啟,所以第2送信端子PD1 是形成低位準,第2電晶體11是形成開啟。
在以上那樣的通常狀態時,由於第1電晶體10及第2電晶體11會形成開啟,因此電池裝置是形成充電及放電可能的狀態。
(過充電狀態時)
其次,說明有關過充電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接充電器,將電池BT1 ~BTn 充電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成過充電電壓以上時。另外,以下是假定電池BT2 的電壓形成過充電電壓以上時來進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BM2 的過充電檢測電路 A2 是將高位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路B2 。此時,從第1反相器D2 是輸出低位準的輸出信號,因此第1NOR電路B2 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第1輸出電晶體C2 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體C2 是形成關閉。
亦即,藉由第1電流源F1 ,第2反相器E1 的輸入端子是被拉起至高位準,從第1反相器D1 輸出高位準的輸出信號至第1NOR電路B1 。另一方面,過充電檢測電路A1 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路B1 ,因此第1NOR電路B1 是輸出低位準的否定邏輯和信號至第1輸出電晶體C1 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體C1 是形成關閉。
如上述般若第1輸出電晶體C1 形成關閉,則因為第1電晶體10的閘極是藉由第1電阻元件20而形成高位準,第1電晶體10是形成關閉,所以來自充電器的充電會被禁止。
另外,上述說明是假定電池BT2 的電壓形成過充電電壓以上時,但其他電池的電壓形成過充電電壓以上時也是同樣的。亦即,從對應於過充電狀態的電池之電池狀態監視電路來將產生過充電狀態的情況通信至上段側的電池狀態監視電路,如此的通信是到達至最上段的電池狀態監視電路BM1 為止,因此第1電晶體10是形成關閉,來自充電器的充電會被禁止。
(過放電狀態時)
其次,說明有關過放電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接負荷,將電池BT1 ~BTn 放電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個的電壓形成未滿過放電電壓時。另外,以下是假定電池BT2 的電壓未滿過放電電壓時來進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BM2 的過放電檢測電路G2 是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H2 。此時,從第3反相器J2 是輸出低位準的輸出信號,因此第2NOR電路H2 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I2 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體I2 是形成關閉。
亦即,藉由第2電流源L1 ,第4反相器K1 的輸入端子是被拉起至高位準,從第3反相器J1 輸出高位準的輸出信號至第2NOR電路H1 。另一方面,過放電檢測電路G1 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H1 ,因此第2NOR電路H1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體I1 是形成關閉。
如上述般若第2輸出電晶體I1 形成關閉,則因為第2電晶體11的閘極是藉由第2電阻元件21而形成高位準,第2電晶體11是形成關閉,所以往負荷的放電會被禁止。
並且,在如此的過放電狀態時,檢測出過放電狀態的 過放電檢測電路G2 是將高位準的過放電檢出信號輸出至過充電檢測電路A2 及電池單元平衡電路M2 。藉此,過充電檢測電路A2 及電池單元平衡電路M2 是停止動作,因此可謀求消耗電力的低減。又,由於第1電壓監視端子PA2 兼具電池狀態監視電路BM2 的VDD電源端子,電池狀態監視電路BM2 是由電池BT2 來供給電源,因此過放電的電池BT2 的電壓會變低,此部份,電池狀態監視電路BM2 的消耗電力也會變小。
在此,因為在各電池產生特性不均,在放電中電池BT2 的電壓比其他電池的電壓更快變低時,電池狀態監視電路BM2 的過放電檢測電路G2 會比其他的電池狀態監視電路更快輸出過放電檢出信號。如此一來,第2電晶體11會關閉,放電會被禁止。此時,電池狀態監視電路BM2 是消耗電力比其他的電池狀態監視電路小。消耗電力變小,電池BT2 放電速度要比其他的電池更慢,其他的電池則是照舊放電。藉此,由於過放電的電池BT2 的放電速度會變慢,因此電池裝置可使各電池的電壓一致(取電池單元平衡)。
另外,上述的說明是假定電池BT2 的電壓形成未滿過放電電壓時,但其他電池的電壓形成未滿過放電電壓時也是同樣的。亦即,從對應於形成過放電狀態的電池之電池狀態監視電路來將產生過放電狀態的情況通信至上段側的電池狀態監視電路,如此的通信是到達至最上段的電池狀態監視電路BM1 為止,因此第2電晶體11是形成關閉, 往負荷的放電會被禁止。
(電池單元平衡狀態時)
其次,說明有關電池單元平衡狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接充電器,將電池BT1 ~BTn 充電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成電池單元平衡電壓以上時。另外,以下是假定電池BT2 的電壓形成電池單元平衡電壓以上時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BM2 的電池單元平衡電路M2 是將電池單元平衡信號經由控制端子PG2 來輸出至開關SW2 。藉此,開關SW2 是開啟,所被充電的電池BT2 是經由開關SW2 來放電。
在此,因為在各電池產生特性不均,在充電中電池BT2 的電壓比其他電池的電壓更快變高時,電池狀態監視電路BM2 會比其他的電池狀態監視電路更快輸出電池單元平衡信號。如此一來,開關SW2 會比其他的開關更快開啟,電池BT2 是與其他的電池充電量的變化不同。例如,電池BT2 是充電速度比其他的電池更慢,其他的電池則是照舊被充電。或,電池BT2 放電,其他的電池是照舊被充電。藉此,被過充電的電池BT2 的充電速度會變慢,或被充電的電池BT2 會放電,所以電池裝置可取得電池單元平衡。
如以上所述,由於第1實施形態的電池裝置是分別針對電池BT1 ~BTn ,個別設置由同一電路構成所形成的電池 狀態監視電路BM1 ~BMn 之構成,因此即使電池裝置規格變更而電池數變動時,只要按照電池數的増減來追加或削減電池狀態監視電路即可。亦即,藉由使用第1實施形態的電池狀態監視電路,可容易對應於電池裝置的規格變更,且可謀求電路設計的開發日程的短縮及開發成本的低減。
又,由於對1個電池設置一構成為1晶片的IC之電池狀態監視電路,因此每1晶片的電路構成變得容易,可謀求電池狀態監視電路單體的製造良品率提升。並且,當某電池狀態監視電路形成不良品時,僅該電池狀態監視電路更換成良品,便可使電池裝置正常動作,因此可提高電池裝置的維修性及電池裝置本身的製造良品率。
又,即使在各電池產生特性不均,各電池的充電量變化相異,還是可在各電池形成過充電狀態之前,電池裝置取得電池單元平衡,因此各電池不易形成過充電狀態,充電難被禁止。藉此,可拉長電池裝置的操業時間。又,即使在各電池產生特性不均,各電池的充電量變化相異,一旦各電池形成過放電狀態,則電池裝置便會取得電池單元平衡,因此其次的充電動作之各電池的充電量的初期值會接近相同,在各電池形成過充電狀態之前的電池單元平衡容易取得。藉此亦可拉長電池裝置的操業時間。
又,以往的電池狀態監視電路是需要電池的總數量的高耐壓,但如上述般,第1實施形態在檢測出過充電狀態或過放電狀態的電池狀態監視電路中,第1輸出電晶體或 第2輸出電晶體是形成關閉,藉由其上段側的電池狀態監視電路的拉起動作,在形成關閉的下段側的第1輸出電晶體或第2輸出電晶體施加2單元份(2個電池份)的電壓。亦即,1個電池狀態監視電路的耐壓是只要有至少2單元份的電壓以上即可。因此,若根據第1實施形態,則相較於以往,可製作低耐壓的電池狀態監視電路,因此可使用的製程範圍會擴大。
[第2實施形態]
其次,說明有關第2實施形態的電池裝置。在上述第1實施形態是假定使用n通道型MOS電晶體來作為電池狀態監視電路的第1輸出電晶體及第2輸出電晶體時。相對的,第2實施形態則是說明有關使用p通道型MOS電晶體來作為第1輸出電晶體及第2輸出電晶體時的電池裝置。
圖2是第2實施形態的電池裝置的電路構成圖。在此圖2中,對與圖1同樣的構成要素賦予同一符號,省略其說明。另外,為了與圖1區別,而將電池狀態監視電路的符號設為BMA1 ~BMAn ,將第1電晶體的符號設為12,將第2電晶體的符號設為13,將第1電阻元件的符號設為22,將第2電阻元件的符號設為23。又,由於該等電池狀態監視電路BMA1 ~BMAn 的電路構成是相同,因此以最下段的電池狀態監視電路BMAn 為代表來進行說明。
第2實施形態的電池狀態監視電路BMAn 是具備:過 充電檢測電路An 、第1NOR電路Bn 、第1反相器Qn 、第1輸出電晶體Rn 、第2反相器Sn 、第1電流源Tn 、過放電檢測電路Gn 、第2NOR電路Hn 、第3反相器Un 、第2輸出電晶體Vn 、第4反相器Wn 、第2電流源Xn 、電池單元平衡電路Mn 、第1電壓監視端子PAn 、第2電壓監視端子PBn 、第1送信端子PCn 、第2送信端子PDn 、第1受信端子PEn 、第2受信端子PFn 及控制端子PGn 。另外,具備如此構成要素的電池狀態監視電路BMAn 是構成為1晶片的IC。
第1NOR電路Bn 是輸入由過充電檢測電路An 輸出的過充電檢出信號及第2反相器Sn 的輸出信號,將該等兩信號的否定邏輯和信號輸出至第1反相器Qn 。第1反相器Qn 是將由上述第1NOR電路Bn 輸入的否定邏輯和信號的邏輯反轉信號輸出至第1輸出電晶體Rn 的閘極端子。第1輸出電晶體Rn 是p通道型MOS電晶體,閘極端子是與第1反相器Qn 的輸出端子連接,汲極端子是與第1送信端子PCn 連接,源極端子是與VDDn 連接。
第2反相器Sn 是輸入端與第1受信端子PEn 及第1電流源Tn 的輸入端連接,將往該輸入端之輸入信號的邏輯反轉信號輸出至第1NOR電路Bn 。第1電流源Tn 是輸入端與第1受信端子PEn 及第2反相器Sn 的輸入端連接,輸出端與VSSn 連接之電流源。
第2NOR電路Hn 是輸入由過放電檢測電路Gn 輸出的過放電檢出信號及第4反相器Wn 的輸出信號,將該等兩 信號的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un 。第3反相器Un 是將由上述第2NOR電路Hn 輸入的否定邏輯和信號的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn 的閘極端子。第2輸出電晶體Vn 是p通道型MOS電晶體,閘極端子是與第3反相器Un 的輸出端子連接,汲極端子是與第2送信端子PDn 連接,源極端子是與VDDn 連接。
第4反相器Wn 是輸入端與第2受信端子PFn 及第2電流源Xn 的輸入端連接,將往該輸入端之輸入信號的邏輯反轉信號輸出至第2NOR電路Hn 。第2電流源Xn 是輸入端與第2受信端子PFn 及第4反相器Wn 的輸入端連接,輸出端與VSSn 連接之電流源。
第1送信端子PCn 是與第1電晶體12的閘極端子及第1電阻元件22的一端連接。第2送信端子PDn 是與第2電晶體13的閘極端子及第2電阻元件23的一端連接。第1受信端子PEn 是與電池狀態監視電路BMAn-1 的第1送信端子PCn-1 連接。第2受信端子PFn 是與電池狀態監視電路BMAn-1 的第2送信端子PDn-1 連接。
同樣,在其他的電池狀態監視電路中,下段側(電池BTn 側)的電池狀態監視電路的第1受信端子與上段側(電池BT1 側)的電池狀態監視電路的第1送信端子會被連接,下段側的電池狀態監視電路的第2受信端子與上段側的電池狀態監視電路的第2送信端子會被連接。另外,最上段的電池狀態監視電路BMA1 的第1受信端子PE1 及第2受信端子PF1 是與電池BT1 的正極端子連接。
第1電晶體12是n通道型MOS電晶體,閘極端子是與電池狀態監視電路BMAn 的第1送信端子PCn 及第1電阻元件22的一端連接,汲極端子是與第2電晶體13的汲極端子連接,源極端子是與第1電阻元件22的另一端及第2外部端子31連接。第2電晶體13是n通道型MOS電晶體,閘極端子是與電池狀態監視電路BMAn 的第2送信端子PDn 及第2電阻元件23的一端連接,汲極端子是與第2電晶體12的汲極端子連接,源極端子是與第2電阻元件23的另一端及電池BTn 的負極端子連接。另一方面,第1外部端子30是與最上段的電池BT1 的正極端子連接。
其次,說明有關上述那樣構成的第2實施形態的電池裝置的動作。另外,電池單元平衡狀態時的動作是與第1實施形態同樣,因此省略說明。
(通常狀態時)
首先,說明有關通常狀態時,亦即電池BT1 ~BTn 的全部電壓為未滿過充電電壓且含於過放電電壓以上的範圍時。在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路BMAn 的過充電檢測電路An 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路Bn
此時,電池狀態監視電路BMAn-1 的第1輸出電晶體Rn-1 是形成開啟(此理由會在往後敘述),因此電池狀態監視電路BMAn 的第2反相器Sn 的輸入端是形成高位準, 從第2反相器Sn 輸出低位準的輸出信號至第1NOR電路Bn 。第1NOR電路Bn 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第1反相器Qn ,第1反相器Qn 是將低位準的邏輯反轉信號輸出至第1輸出電晶體Rn 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體Rn 是形成開啟,因此第1送信端子PCn 是形成高位準,第1電晶體12是形成開啟。
在此,說明有關電池狀態監視電路BMAn-1 的第1輸出電晶體Rn-1 形成開啟的理由。由於最上段的電池狀態監視電路BMA1 的第1受信端子PE1 是與電池BT1 的正極端子連接,所以第2反相器S1 的輸入端是經常形成高位準。因此,第2反相器S1 是經常將低位準的輸出信號輸出至第1NOR電路B1 ,過充電檢測電路A1 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路B1 。藉此,第1NOR電路B1 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第1反相器Q1 ,第1反相器Q1 是將低位準的邏輯反轉信號輸出至第1輸出電晶體R1 的閘極端子。藉此,電池狀態監視電路BMA1 的第1輸出電晶體R1 是形成開啟。
此時,電池狀態監視電路BMA1 的下段側之電池狀態監視電路BMA2 的第2反相器S2 的輸入端是形成高位準,從第2反相器S2 輸出低位準的輸出信號至第1NOR電路B2 。由於過充電檢測電路A2 是輸出低位準的過充電檢出信號,因此第1NOR電路B2 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第1反相器Q2 ,第1反相器Q2 是將低位準的邏輯反轉信號輸出至第1輸出電晶體R2 的閘極端子。藉此 ,第1輸出電晶體R2 是形成開啟。
上述那樣的動作是重複於上段側的電池狀態監視電路與下段側的電池狀態監視電路,電池狀態監視電路BMAn-1 的第1輸出電晶體Rn-1 會形成開啟。
並且,在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路BMAn 的過放電檢測電路Gn 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路Hn 。此時,電池狀態監視電路BMAn-1 的第2輸出電晶體Vn-1 也形成開啟,因此電池狀態監視電路BMAn 的第4反相器Wn 的輸入端是形成高位準,從第4反相器Wn 輸出低位準的輸出信號至第2NOR電路Hn 。第2NOR電路Hn 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un ,第3反相器Un 是將低位準的邏輯反轉信號輸出第2輸出電晶體Vn 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體Vn 是形成開啟,所以第2送信端子PDn 是形成高位準,第2電晶體13是形成開啟。
在如以上那樣通常狀態時,由於第1電晶體12及第2電晶體13是形成開啟,因此電池裝置是形成充電及放電可能的狀態。
(過充電狀態時)
其次,說明有關過充電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接充電器,將電池BT1 ~BTn 充電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成過充電電壓以上時。另外,以下是假定電池BTn-1 的電壓形成過充電 電壓以上時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMAn-1 的過充電檢測電路An-1 是將高位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路Bn-1 。此時,從第2反相器Sn-1 是輸出低位準的輸出信號,因此第1NOR電路Bn-1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第1反相器Qn-1 ,第1反相器Qn-1 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第1輸出電晶體Rn-1 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體Rn-1 是形成關閉。
亦即,藉由第1電流源Tn ,第2反相器Sn 的輸入端子是被按下至低位準,從第2反相器Sn 輸出高位準的輸出信號至第1NOR電路Bn 。另一方面,由於過充電檢測電路An 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路Bn ,因此第1NOR電路Bn 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第1反相器Qn ,第1反相器Qn 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第1輸出電晶體Rn 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體Rn 是形成關閉。
如上述般若第1輸出電晶體Rn 形成關閉,則因為第1電晶體12的閘極是藉由第1電阻元件22而形成低位準,第1電晶體12是形成關閉,所以來自充電器的充電會被禁止。
另外,上述說明是假定電池BTn-1 的電壓形成過充電電壓以上時,但其他電池的電壓形成過充電電壓以上時也是同樣的。亦即,從對應於過充電狀態的電池之電池狀態監視電路來將產生過充電狀態的情況通信至下段側的電池 狀態監視電路,如此的通信是到達至最下段的電池狀態監視電路BMAn 為止,因此第1電晶體12是形成關閉,來自充電器的充電會被禁止。
(過放電狀態時)
其次,說明有關過放電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接負荷,將電池BT1 ~BTn 放電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓未滿過放電電壓未満時。另外,以下是假定電池BTn-1 的電壓形成未滿過放電電壓時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMAn-1 的過放電檢測電路Gn-1 是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路Hn-1 。此時,從第4反相器Wn-1 是輸出低位準的輸出信號,因此第2NOR電路Hn-1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un-1 ,第3反相器Un-1 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn-1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體Vn-1 是形成關閉。
亦即,藉由第2電流源Xn ,第4反相器Wn 的輸入端子是被按下至低位準,從第4反相器Wn 輸出高位準的輸出信號至第2NOR電路Hn 。另一方面,由於過放電檢測電路Gn 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路Hn ,因此第2NOR電路Hn 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un ,第3反相器Un 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn 的閘極端子。藉此, 第2輸出電晶體Vn 是形成關閉。
如上述般若第2輸出電晶體Vn 形成關閉,則因為第2電晶體13的閘極是藉由第2電阻元件23而形成低位準,第2電晶體13是形成關閉,所以往負荷的放電會被禁止。
另外,上述說明是假定電池BTn-1 的電壓形成過放電電壓以上時,但其他電池的電壓形成過放電電壓以上時也是同樣的。亦即,從對應於形成過放電狀態的電池之電池狀態監視電路來將產生過放電狀態的情況通信至下段側的電池狀態監視電路,如此的通信是到達至最下段的電池狀態監視電路BMAn 為止,因此第2電晶體13是形成關閉,往負荷的放電會被禁止。
藉由以上那樣第2實施形態的電池裝置及電池狀態監視電路,照樣可以取得與第1實施形態同樣的效果。
[第3實施形態]
其次,說明有關第3實施形態的電池裝置。圖3是第3實施形態的電池裝置的電路構成圖。如該圖所示,第3實施形態是形成在第1實施形態的電池狀態監視電路中設置2個二極體的構成。亦即,若將電池狀態監視電路的符號設為BMB1 ~BMBn ,則電池狀態監視電路BMB1 除了第1實施形態的構成要素以外,還新具備第1二極體Da1 、第2二極體Db1 、第3二極體Dc1 及第4二極體Dd1 。其他的電池狀態監視電路亦同樣。以下是以電池狀態監視電路 BMB1 為代表來進行說明。
第1二極體Da1 是陽極端子與VSS1 連接,陰極端子與第1輸出電晶體C1 的汲極端子連接,具有在相當於越過電池狀態監視電路的耐壓之類的電壓(例如4.5V)之逆方向電壓施加於陽極端子與陰極端子之間時產生逆方向電流之類的特性。第2二極體Db1 是陽極端子與VSS1 連接,陰極端子與第2反相器E1 的輸入端連接。另外,將第2二極體Db1 的電壓降下量設為0.7V。
第3二極體Dc1 是陽極端子與VSS1 連接,陰極端子與第2輸出電晶體I1 的汲極端子連接,具有相當於越過電池狀態監視電路的耐壓之類的電壓之逆方向電壓施加於陽極端子與陰極端子之間時產生逆方向電流之類的特性。第4二極體Dd1 是陽極端子與VSS1 連接,陰極端子與第4反相器K1 的輸入端連接。另外,將第4二極體Dd1 的電壓降下量設為0.7V。
並且,在下段側的電池狀態監視電路的第1送信端子與上段側的電池狀態監視電路的第1受信端子之間,更在下段側的電池狀態監視電路的第2送信端子與上段側的電池狀態監視電路的第2受信端子之間連接電阻元件。具體而言,在電池狀態監視電路BMB2 的第1送信端子PC2 與電池狀態監視電路BMB1 的第1受信端子PE1 之間連接電阻元件Ra1 ,在電池狀態監視電路BMB2 的第2送信端子PD2 與電池狀態監視電路BMB1 的第2受信端子PF1 之間連接電阻元件Rb1
其次,說明有關如此構成的第3實施形態的電池裝置的動作。另外,電池單元平衡狀態時的動作是與第1實施形態同樣,因此省略其說明。
(通常狀態時)
首先,說明有關通常狀態時,亦即電池BT1 ~BTn 的全部電壓為未滿過充電電壓且含於過放電電壓以上的範圍時。在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路BMB1 的過充電檢測電路A1 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路B1
此時,電池狀態監視電路BMB2 的第1輸出電晶體C2 是形成開啟,因此電池狀態監視電路BMB1 的第2反相器E1 的輸入端是形成低位準,從第1反相器D1 輸出低位準的輸出信號至第1NOR電路B1 。第1NOR電路B1 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第1輸出電晶體C1 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體C1 是形成開啟,因此第1送信端子PC1 是形成低位準,第1電晶體10是形成開啟。
在此,若電池狀態監視電路BMB2 的第1輸出電晶體C2 形成開啟,則電池狀態監視電路BMB1 的第1受信端子PE1 會經由電阻元件Ra1 來連接至VSS2 。然而,在第1受信端子PE1 設有第2二極體Db1 ,因此其電壓被箝位於VSS1 -0.7V,不會有更下降的情況。
並且,在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路 BMB1 的過放電檢測電路G1 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H1 。此時,電池狀態監視電路BMB2 的第2輸出電晶體I2 也形成開啟,因此電池狀態監視電路BMB1 的第4反相器K1 的輸入端子是形成低位準,從第3反相器J1 輸出低位準的輸出信號至第2NOR電路H1 。第2NOR電路H1 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體I1 是形成開啟,因此第2送信端子PD1 是形成低位準,第2電晶體11是形成開啟。
電池狀態監視電路BMB1 的第2受信端子PF1 的電壓亦同樣被箝位於VSS1 -0.7V。
在以上那樣通常狀態時,由於第1電晶體10及第2電晶體11會形成開啟,因此電池裝置是形成充電及放電可能的狀態。
(過充電狀態時)
其次,說明有關過充電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接充電器,將電池BT1 ~BTn 充電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成過充電電壓以上時。另外,以下是假定電池BT2 的電壓形成過充電電壓以上時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMB2 的過充電檢測電路A2 是將高位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路B2 。此時,從第1反相器D2 是輸出低位準的輸出信號,因 此第1NOR電路B2 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第1輸出電晶體C2 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體C2 是形成關閉。
亦即,藉由第1電流源F1 ,第2反相器E1 的輸入端子是被拉起至高位準。藉此,在第2反相器E1 的輸入端子是被施加視為高位準的電壓,從第1反相器D1 施加高位準的輸出信號至第1NOR電路B1 。另一方面,過充電檢測電路A1 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路B1 ,因此第1NOR電路B1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第1輸出電晶體C1 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體C1 是形成關閉。
此時,電池狀態監視電路BMB2 的第1送信端子PC2 是經由電阻元件Ra1 來被拉起至VDD1 。然而,因為在第1送信端子PC2 設有第1二極體Da2 ,所以端子電壓會藉由產生第1二極體Da2 的逆方向電流之類的電壓(4.5V)來箝位於VSS2 +4.5V。並且,將電阻元件Ra1 的電阻值設定成:第2反相器E1 的輸入端子的電壓會藉由第1電流源F1 來拉起至高位準之類的值。
如上述般若第1輸出電晶體C1 關閉,則因為第1電晶體10的閘極是藉由第1電阻元件20而形成高位準,第1電晶體10是形成關閉,所以來自充電器的充電會被禁止。
(過放電狀態時)
其次,說明有關過放電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接負荷,將電池BT1 ~BTn 放電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成未滿過放電電壓時。另外,以下是假定電池BT2 的電壓未滿過放電電壓時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMB2 的過放電檢測電路G2 是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H2 。此時,從第3反相器J2 是輸出低位準的輸出信號,因此第2NOR電路H2 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I2 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體I2 是形成關閉。
亦即,藉由第2電流源L1 ,第4反相器K1 的輸入端子是被拉起至高位準。藉此,在第4反相器K1 的輸入端子是被施加視為高位準的電壓,從第3反相器J1 輸出高位準的輸出信號至第2NOR電路H1 。另一方面,過放電檢測電路G1 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H1 ,因此第2NOR電路H1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體I1 是形成關閉。
此時,電池狀態監視電路BMB2 的第2送信端子PD2 是經由電阻元件Rb1 來拉起至VDD1 。然而,因為在第2送信端子PD2 設有第3二極體Dc2 ,所以端子電壓會藉由產生第3二極體Dc2 的逆方向電流之類的電壓(4.5V)來箝位於VSS2 +4.5V。並且,將電阻元件Rb1 的電阻值設定 成:第4反相器K1 的輸入端子的電壓會藉由第2電流源L1 來拉起至高位準之類的值。
如上述般若第2輸出電晶體I1 形成關閉,則因為第2電晶體11的閘極是形成高位準,第2電晶體11是形成關閉,所以往負荷的放電會被禁止。
由以上的說明可知,第3實施形態是在檢測出過充電狀態或過放電狀態的電池狀態監視電路中,第1輸出電晶體或第2輸出電晶體是形成關閉,藉由其上段側的電池狀態監視電路的拉起動作,在形成關閉的下段側的第1輸出電晶體或第2輸出電晶體是被施加1單元份(1個電池量)的電壓。亦即,1個電池狀態監視電路的耐壓只要有至少1單元份的電壓以上即可。因此,若根據第3實施形態,則相較於第1實施形態,可製作更低耐壓的電池狀態監視電路,可使用的製程範圍會更廣。
[第4實施形態]
其次,說明有關第4實施形態的電池裝置。圖4是第4實施形態的電池裝置的電路構成圖。如該圖所示,第4實施形態是形成在第2實施形態的電池狀態監視電路中設置2個的二極體之構成。亦即,若將電池狀態監視電路的符號設為BMC1 ~BMCn ,則電池狀態監視電路BMCn 是除了第2實施形態的構成要素以外,還新具備第1二極體Den 、第2二極體Dfn 、第3二極體Dgn 及第4二極體Dhn 。其他的電池狀態監視電路也是同樣的。以下是以電池狀 態監視電路BMCn 為代表來進行說明。
第1二極體Den 是陽極端子與第1輸出電晶體Rn 的汲極端子連接,陰極端子與VDDn 連接,具有在相當於越過電池狀態監視電路的耐壓之類的電壓(例如4.5V)之逆方向電壓施加於陽極端子與陰極端子之間時產生逆方向電流之類的特性。第2二極體Dfn 是陽極端子與第2反相器Sn 的輸入端子連接,陰極端子與VDDn 連接。另外,將第2二極體Dfn 的電壓降下量設為0.7V。
第3二極體Dgn 是陽極端子與第2輸出電晶體Vn 的汲極端子連接,陰極端子與VDDn 連接,具有在相當於越過電池狀態監視電路的耐壓之類的電壓(例如4.5V)之逆方向電壓施加於陽極端子與陰極端子之間時產生逆方向電流之類的特性。第4二極體Dhn 是陽極端子與第4反相器Wn 的輸入端子連接,陰極端子與VDDn 連接。另外,將第4二極體Dhn 的電壓降下量設為0.7V。
並且,在上段側的電池狀態監視電路的第1送信端子與下段側的電池狀態監視電路的第1受信端子之間,以及在上段側的電池狀態監視電路的第2送信端子與下段側的電池狀態監視電路的第2受信端子之間連接電阻元件。具體而言,在電池狀態監視電路BMCn-1 的第1送信端子PCn-1 與電池狀態監視電路BMCn 的第1受信端子PEn 之間連接電阻元件Ran-1 ,在電池狀態監視電路BMCn-1 的第2送信端子PDn-1 與電池狀態監視電路BMCn 的第2受信端子PFn-1 之間連接電阻元件Rbn-1
其次,說明有關如此構成的第4實施形態的電池裝置的動作。另外,由於電池單元平衡狀態時的動作是與第1實施形態同樣,因此省略其說明。
(通常狀態時)
首先,說明有關通常狀態時,亦即電池BT1 ~BTn 的全部電壓為未滿過充電電壓且含於過放電電壓以上的範圍時。在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路BMCn 的過充電檢測電路An 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路Bn
此時,電池狀態監視電路BMCn-1 的第1輸出電晶體Rn-1 是形成開啟,因此電池狀態監視電路BMCn 的第2反相器Sn 的輸入端是形成高位準,從第2反相器Sn 輸出低位準的輸出信號至第1NOR電路Bn 。第1NOR電路Bn 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第1反相器Qn ,第1反相器Qn 是將低位準的邏輯反轉信號輸出至第1輸出電晶體Rn 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體Rn 是形成開啟,因此第1送信端子PCn 是形成高位準,第1電晶體12是形成開啟。
並且,在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路BMCn 的過放電檢測電路Gn 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路Hn 。此時,電池狀態監視電路BMCn-1 的第2輸出電晶體Vn-1 是形成開啟,因此電池狀態監視電路BMCn 的第4反相器Wn 的輸入端是形成高位準,從 第4反相器Wn 輸出低位準的輸出信號至第2NOR電路Hn 。第2NOR電路Hn 是將高位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un ,第3反相器Un 是將低位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體Vn 是形成開啟,因此第2送信端子PDn 是形成高位準,第2電晶體13是形成開啟。
在以上那樣的通常狀態時,由於第1電晶體12及第2電晶體13會形成開啟,因此電池裝置是形成充電及放電可能的狀態。
(過充電狀態時)
其次,說明有關過充電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接充電器,將電池BT1 ~BTn 充電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成過充電電壓以上時。另外,以下是假定電池BTn-1 的電壓形成過充電電壓以上時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMCn-1 的過充電檢測電路An-1 是將高位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路Bn-1 。此時,從第2反相器Sn-1 是輸出低位準的輸出信號,因此第1NOR電路Bn-1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第1反相器Qn-1 ,第1反相器Qn-1 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第1輸出電晶體Rn-1 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體Rn-1 是形成關閉。
亦即,藉由第1電流源Tn ,第2反相器Sn 的輸入端 子是被按下至低位準,但其按下電壓形成VDDn -4.5V以下時,電流會經由電池狀態監視電路BMCn-1 的第1二極體Den-1 來流動於VSSn 。亦即,第2反相器Sn 的輸入端子是被箝位於VDDn -4.5V,但由於該狀態是未滿第2反相器Sn 的動作電壓(視為低位準的電壓),因此以第2反相器Sn 的輸入端子的電壓能夠到達動作電壓的方式來設定電阻元件Ran-1 的電阻值。
藉此,在第2反相器Sn 的輸入端子是被施加視為低位準的電壓,從第2反相器Sn 輸出高位準的輸出信號至第1NOR電路Bn 。另一方面,過充電檢測電路An 是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路Bn ,因此第1NOR電路Bn 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第1反相器Qn ,第1反相器Qn 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第1輸出電晶體Rn 的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體Rn 是形成關閉。
如上述般若第1輸出電晶體Rn 形成關閉,則因為第1電晶體12的閘極是形成低位準,第1電晶體12是形成關閉,所以來自充電器的充電會被禁止。
(過放電狀態時)
其次,說明有關過放電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接負荷,將電池BT1 ~BTn 放電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成未滿過放電電壓時。另外,以下是假定電池BTn-1 的電壓形成未滿過放 電電壓時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMCn-1 的過放電檢測電路Gn-1 是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路Hn-1 。此時,從第4反相器Wn-1 是輸出低位準的輸出信號,因此第2NOR電路Hn-1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un-1 ,第3反相器Un-1 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn-1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體Vn-1 是形成關閉。
亦即,藉由第2電流源Xn ,第4反相器Wn 的輸入端子是被按下至低位準,但其按下電壓形成VDDn -4.5V以下時,電流會經由電池狀態監視電路BMCn-1 的第3二極體Dgn-1 來流動於VSSn 。亦即,第4反相器Wn 的輸入端子是被箝位於VDDn -4.5V,但由於該狀態是未滿第4反相器Wn 的動作電壓(視為低位準的電壓),因此以第4反相器Wn 的輸入端子的電壓能夠到達動作電壓的方式來設定電阻元件Rbn-1 的電阻值。
藉此,在第4反相器Wn 的輸入端子是被施加視為低位準的電壓,從第4反相器Wn 輸出高位準的輸出信號至第2NOR電路Hn 。另一方面,過放電檢測電路Gn 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路Hn ,因此第2NOR電路Hn 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un ,第3反相器Un 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體Vn 是形成關閉。
如上述般若第2輸出電晶體Vn 形成關閉,則因為第2電晶體13的閘極是形成低位準,第2電晶體13是形成關閉,所以往負荷的放電會被禁止。
如以上那樣,若根據第4實施形態,則與第3實施形態同樣,1個電池狀態監視電路的耐壓只要有至少1單元份的電壓以上即可。因此,若根據第4實施形態,則相較於第2實施形態,可製作更低耐壓的電池狀態監視電路,可使用的製程範圍會更廣。
[第5實施形態]
其次,說明有關第5實施形態的電池裝置。圖5是表示第5實施形態的電池裝置的電路構成圖。如該圖所示,第5實施形態是形成將第3實施形態中設於電池狀態監視電路的外部之電阻元件設於電池狀態監視電路的內部之構成。
由於電池狀態監視電路BMD1 ~BMDn 是形成同樣的構成,因此以電池狀態監視電路BMD1 為代表來進行說明。在電池狀態監視電路BMD1 中,在第1受信端子PE1 與第2二極體Db1 的陰極之間連接電阻元件Ra1 ,第2受信端子PF1 與第4二極體Dd1 的陰極之間連接電阻元件Rb1
另外,有關動作是與第3實施形態同樣,因此省略說明。
藉由如此的構成,電池裝置的製造者只要準備電池數量之電池狀態監視電路BMD1 ,不經由電阻元件來連接上 段側與下段側的電池狀態監視電路即可,可有助於製造工程的短縮。另外,在電池狀態監視電路的內部設置電阻元件,雖會導致成為電池狀態監視電路的大型化及成本増加的原因,但所欲避免時只要採用第3實施形態即可。
[第6實施形態]
其次,說明有關第6實施形態的電池裝置。圖6是第6實施形態的電池裝置的電路構成圖。如該圖所示,第6實施形態是形成將第4實施形態中設於電池狀態監視電路的外部之電阻元件設於電池狀態監視電路的內部之構成。
由於電池狀態監視電路BME1 ~BMEn 是成同樣的構成,因此以電池狀態監視電路BME1 為代表來進行說明。在電池狀態監視電路BME1 中,在第1受信端子PEn 與第2二極體Dfn 的陽極之間連接電阻元件Ran ,在第2受信端子PFn 與第4二極體Dhn 的陽極之間連接電阻元件Rbn
另外,有關動作是與第4實施形態同樣,因此省略說明。
藉由如此的構成,電池裝置的製造者只要準備電池數量之電池狀態監視電路BMEn ,不經由電阻元件來連接上段側與下段側的電池狀態監視電路即可,可有助於製造工程的短縮。另外,在電池狀態監視電路的內部設置電阻元件,雖會導致成為電池狀態監視電路的大型化及成本増加的原因,但所欲避免時只要採用第4實施形態即可。
[第7實施形態]
圖8是表示第7實施形態的電池裝置的電路構成圖。在此圖8中,對於和圖1同樣的構成要素賦予同一符號,而省略說明。另外,為了與圖1區別,將電池狀態監視電路的符號設為BMF1 ~BMFn 。又,由於該等電池狀態監視電路BMF1 ~BMFn 的電路構成為相同,因此以電池狀態監視電路BMF1 為代表進行說明。
如該圖所示,第7實施形態是在第1實施形態的電池狀態監視電路中追加過放電電池單元平衡電路XC1 及第1OR電路XD1 的構成。過放電電池單元平衡電路XC1 是包含:接受來自過放電檢測電路G1 的過放電檢出信號之第5反相器XA1 、及接受第5反相器XA1 的輸出與第3反相器J1 的輸出之第1AND電路XB1 。並且,第1OR電路XD1 是接受過放電電池單元平衡電路XC1 及電池單元平衡電路M1 的輸出,將控制信號經由控制端子PG1 來輸出至開關SW1 。其他的電池狀態監視電路也是同樣的。
其次,說明有關上述那樣構成的第7實施形態的電池裝置的動作。另外,由於通常狀態時、電池單元平衡狀態時、過充電狀態時的動作是與第1實施形態同樣,因此省略其說明。
(過放電狀態時)
說明有關過放電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接負荷,將電池BT1 ~BTn 放電, 該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成未滿過放電電壓時。另外,以下是假定電池BT1 的電壓比過放電電壓高,且電池BT2 的電壓形成未滿過放電電壓未満時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMF2 的過放電檢測電路G2 是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H2 。然後,第2NOR電路H2 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I2 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體I2 是形成關閉。
第4反相器K1 的輸入端子是藉由第2電流源L1 來被拉起至高位準,從第3反相器J1 輸出高位準的輸出信號至第2NOR電路H1 。然後,第2NOR電路H1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體I1 是形成關閉。
如上述般若第2輸出電晶體I1 形成關閉,則因為第2電晶體11的閘極係藉由第2電阻元件21而形成高位準,第2電晶體11係形成關閉,所以往負荷的放電會被禁止。
又,因為電池BT1 的電壓比過放電電壓高,所以過放電檢測電路G1 是輸出低位準的信號。因此,第1AND電路XB1 輸入來自第5反相器XA1 的高位準的信號及來自第3反相器J1 的高位準的信號,所以將高位準的信號,亦即過放電電池單元平衡信號輸出至第1OR電路XD1
此情況,若電池BT1 的電壓為未滿電池單元平衡電壓,則電池單元平衡電路M1 不輸出電池單元平衡信號,但 在接受過放電電池單元平衡信號之下,第1OR電路XD1 經由控制端子PG1 來開啟開關SW1 ,電池BT1 經由開關SW1 來放電。一旦放電繼續下去,電池BT1 的電壓到達過放電電壓,則高位準的過放電檢出信號會從過放電檢測電路G1 輸出,其結果,第1OR電路XD1 係經由控制端子PG1 來關閉開關SW1 而停止放電。
藉由上述那樣的動作,電池BT1 及電池BT2 皆是形成過放電電壓附近的電壓。藉由如此取得電池單元平衡,可拉長電池裝置的操業時間。
[第8實施形態]
圖9是表示第8實施形態的電池裝置的電路構成圖。在此圖8中,對於和圖2同樣的構成要素賦予同一符號,省略其說明。另外,為了與圖2區別,將電池狀態監視電路的符號設為BMG1 ~BMGn 。又,由於該等電池狀態監視電路BMG1 ~BMGn 的電路構成相同,因此以電池狀態監視電路BMGn 為代表來進行說明。
如該圖所示,第8實施形態是形成在第2實施形態的電池狀態監視電路中追加過放電電池單元平衡電路XGn 及第1OR電路XHn 之構成。過放電電池單元平衡電路XGn 是包含:接受來自過放電檢測電路Gn 的過放電檢出信號之第5反相器XEn 、及接受第5反相器XEn 的輸出與第4反相器Wn 的輸出之第1AND電路XFn 。並且,第1OR電路XHn 接受過放電電池單元平衡電路XGn 及電池單元平衡 電路Mn 的輸出,將控制信號經由控制端子PGn 來輸出至開關SWn 。其他的電池狀態監視電路也是同樣的。
其次,說明有關上述那樣構成的第8實施形態的電池裝置的動作。另外,由於通常狀態時、電池單元平衡狀態時、過充電狀態時的動作是與第2實施形態同樣,因此省略說明。
(過放電狀態時)
說明有關過放電狀態時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接負荷,將電池BT1 ~BTn 放電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成未滿過放電電壓時。另外,以下是假定電池BTn 的電壓比過放電電壓高,且電池BTn-1 的電壓形成未滿過放電電壓時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMGn-1 的過放電檢測電路Gn-1 是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路Hn-1 。然後,第2NOR電路Hn-1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un-1 ,第3反相器Un-1 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn-1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體Vn-1 是形成關閉。
第4反相器Wn 的輸入端子是藉由第2電流源Xn 來被按下至低位準,從第4反相器Wn 輸出高位準的輸出信號至第2NOR電路Hn 。然後,第2NOR電路Hn 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un ,第3反相器Un 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn 的 閘極端子。藉此,第2輸出電晶體Vn 是形成關閉。
如上述般若第2輸出電晶體Vn 形成關閉,則因為第2電晶體13的閘極是藉由第2電阻元件23而形成低位準,第2電晶體13是形成關閉,所以往負荷的放電會被禁止。
又,由於電池BTn 的電壓比過放電電壓高,因此過放電檢測電路Gn 是輸出低位準的信號。因此,第1AND電路XFn 是輸入來自第5反相器XEn 的高位準的信號及來自第3反相器Wn 的高位準的信號,所以將高位準的信號,亦即過放電電池單元平衡信號輸出至第1OR電路XHn
此情況,若電池BTn 的電壓未滿電池單元平衡電壓,則電池單元平衡電路Mn 不輸出電池單元平衡信號,但在接受過放電電池單元平衡信號之下,第1OR電路XHn 經由控制端子PGn 來開啟開關SWn ,電池BTn 經由開關SWn 來放電。一旦放電繼續下去,電池BTn 的電壓到達過放電電壓,則高位準的過放電檢出信號會從過放電檢測電路Gn 輸出,其結果,第1OR電路XHn 係經由控制端子PGn 來關閉開關SWn 而停止放電。
藉由上述那樣的動作,電池BTn 及電池BTn-1 皆是形成過放電電壓附近的電壓。藉由如此取得電池單元平衡,可拉長電池裝置的操業時間。
[第9實施形態]
圖10是第9實施形態的電池裝置的電路構成圖。在 此圖10中,對與圖3同樣的構成要素賦予同一符號,省略說明。另外,為了與圖3區別,將電池狀態監視電路的符號設為BMH1 ~BMHn 。又,由於該等電池狀態監視電路BMH1 ~BMHn 的電路構成相同,因此以電池狀態監視電路BMH1 為代表進行說明。
如該圖所示,第9實施形態是形成在第3實施形態的電池狀態監視電路中加上過放電電池單元平衡電路XC1 及第1OR電路XD1 之構成。過放電電池單元平衡電路XC1 是包含:接受來自過放電檢測電路G1 的過放電檢出信號之第5反相器XA1 、及接受第5反相器XA1 的輸出與第3反相器J1 的輸出之第1AND電路XB1 。並且,第1OR電路XD1 是接受過放電電池單元平衡電路XC1 及電池單元平衡電路M1 的輸出,將控制信號經由控制端子PG1 來輸出至開關SW1 。其他的電池狀態監視電路也是同樣的。
另外,通常狀態時、電池單元平衡狀態時、過充電狀態時的動作是與第3實施形態同樣,過放電時的動作是與第7實施形態同樣,因此省略說明。
若根據第9實施形態,則與第3實施形態同樣可製作低耐壓的電池狀態監視電路,可使用的製程範圍會更擴大,且與第7實施形態同樣藉由在過放電檢出電壓附近取電池單元平衡,可拉長電池裝置的操業時間。
[第10實施形態]
圖11是表示第10實施形態的電池裝置的電路構成圖 。在此圖11中,對於與圖4同樣的構成要素賦予同一符號,省略其說明。另外,為了與圖4區別,將電池狀態監視電路的符號設為BMI1 ~BMIn 。又,由於該等電池狀態監視電路BMI1 ~BMIn 的電路構成相同,因此以電池狀態監視電路BMIn 為代表進行說明。
如該圖所示,第10實施形態是形成在第4實施形態的電池狀態監視電路中加上過放電電池單元平衡電路XGn 及第1OR電路XHn 之構成。過放電電池單元平衡電路XGn 是包含:接受來自過放電檢測電路Gn 的過放電檢出信號之第5反相器XEn 、及接受第5反相器XEn 的輸出與第4反相器Wn 的輸出之第1AND電路XFn 。並且,第1OR電路XHn 是接受過放電電池單元平衡電路XGn 及電池單元平衡電路Mn 的輸出,將控制信號經由控制端子PGn 來輸出至開關SWn 。其他的電池狀態監視電路也是同樣的。
另外,通常狀態時、電池單元平衡狀態時、過充電狀態時的動作是與第4實施形態同樣,過放電時的動作是與第8實施形態同樣,因此省略說明。
若根據第10實施形態,則與第4實施形態同樣可製作低耐壓的電池狀態監視電路,可使用的製程範圍會更擴大,且與第8實施形態同樣藉由在過放電檢出電壓附近取電池單元平衡,可拉長電池裝置的操業時間。
[第11實施形態]
圖12是表示第11實施形態的電池裝置的電路構成圖。在此圖12中,對於與圖5同樣的構成要素賦予同一符號,省略說明。另外,為了與圖5區別,將電池狀態監視電路的符號設為BMJ1 ~BMJn 。又,由於該等電池狀態監視電路BMJ1 ~BMJn 的電路構成相同,因此以電池狀態監視電路BMJ1 為代表進行說明。
如該圖所示,第11實施形態是形成在第5實施形態的電池狀態監視電路中加上過放電電池單元平衡電路XC1 及第1OR電路XD1 之構成。過放電電池單元平衡電路XC1 是包含:接受來自過放電檢測電路G1 的過放電檢出信號之第5反相器XA1 、及接受第5反相器XA1 的輸出與第3反相器J1 的輸出之第1AND電路XB1 。並且,第1OR電路XD1 是接受過放電電池單元平衡電路XC1 及電池單元平衡電路M1 的輸出,將控制信號經由控制端子PG1 來輸出至開關SW1 。其他的電池狀態監視電路也是同樣的。
另外,通常狀態時、電池單元平衡狀態時、過充電狀態時的動作是與第5實施形態同樣,過放電時的動作是與第7實施形態同樣,因此省略說明。
若根據第11實施形態,則與第5實施形態同樣不經由電阻元件來連接上段側與下段側的電池狀態監視電路即可,可有助於製造工程的短縮,且與第7實施形態同樣藉由在過放電檢出電壓附近取電池單元平衡,可拉長電池裝置的操業時間。
[第12實施形態]
圖13是表示第12實施形態的電池裝置的電路構成圖。在此圖13中,對於與圖6同樣的構成要素賦予同一符號,省略說明。另外,為了與圖6區別,將電池狀態監視電路的符號設為BMK1 ~BMKn 。又,由於該等電池狀態監視電路BMK1 ~BMKn 的電路構成相同,因此以電池狀態監視電路BMKn 為代表進行說明。
如該圖所示,第12實施形態是形成在第6實施形態的電池狀態監視電路中加上過放電電池單元平衡電路XGn 及第1OR電路XHn 之構成。過放電電池單元平衡電路XGn 是包含:接受來自過放電檢測電路Gn 的過放電檢出信號之第5反相器XEn 、及接受第5反相器XEn 的輸出與第4反相器Wn 的輸出之第1AND電路XFn 。並且,第1OR電路XHn 是接受過放電電池單元平衡電路XGn 及電池單元平衡電路Mn 的輸出,將控制信號經由控制端子PGn 來輸出至開關SWn 。其他的電池狀態監視電路也是同樣的。
另外,通常狀態時、電池單元平衡狀態時、過充電狀態時的動作是與第6實施形態同樣,過放電時的動作是與第8實施形態同樣,因此省略說明。
若根據第12實施形態,則與第6實施形態同樣不經由電阻元件來連接上段側與下段側的電池狀態監視電路即可,可有助於製造工程的短縮,且與第8實施形態同樣藉由在過放電檢出電壓附近取電池單元平衡,可拉長電池裝 置的操業時間。
[第13實施形態]
圖14是表示第13實施形態的電池裝置的電路構成圖。電池狀態監視電路是與第7實施形態同樣使用BMF1 ~BMFn 。與圖8最大的差異是為了充放電控制,使用Nch型電晶體,而非Pch型電晶體的點。在圖14中,對於與圖8同樣的構成要素賦予同一符號,省略說明。
第1pnp型雙極電晶體44的基極端子是與電池狀態監視電路BMF1 的第1送信端子PC1 連接,射極端子是與第1外部端子30連接,集極端子是與第1電晶體(充電用n通道型電晶體)14的閘極端子連接。第3電阻元件34是連接於第1pnp型雙極電晶體44的基極端子與第1外部端子30之間。
第2pnp型雙極電晶體45的基極端子是與電池狀態監視電路BMF1 的第2送信端子PD1 連接,射極端子是與第1外部端子30連接,集極端子是與第2電晶體(放電用n通道型電晶體)15的閘極端子連接。第4電阻元件35是連接於第2pnp型雙極電晶體45的基極端子與第1外部端子30之間。
第1電晶體14的源極端子是連接至第2外部端子31,汲極端子是連接至第2電晶體15的汲極端子。第2電晶體15的源極端子是與最下段的電池BTn 的負極端子連接。第1電阻元件24是連接於第1電晶體14的閘極端子 與第2外部端子31之間,第2電阻元件25是連接於第2電晶體15的閘極端子與最下段的電池BTn 的負極端子之間。
第13實施形態的電池裝置是藉由取圖14所示的電路構成來進行以下那樣的動作。
在電池BT1 ~BTn 的全部電壓為未滿過充電電壓且過放電電壓以上的範圍中,亦即通常狀態時,電池狀態監視電路BMF1 的第1送信端子PC1 及第2送信端子PD1 是形成低位準。因此,在第1pnp型雙極電晶體44及第2pnp型雙極電晶體45的基極端子被供給基極電流,流動集極電流。藉由集極電流分別流至第1電阻元件24及第2電阻元件25,第1電晶體14及第2電晶體15的閘極-源極間電壓會變高,第1電晶體14及第2電晶體15係開啟。
此時,在第1電晶體14及第2電晶體15的閘極-源極端子間會被施加(BT1 +BT2 +...+BTn )的電壓。因此,可充分地開啟第1電晶體14及第2電晶體15。
在圖8所示的第7實施形態中,通常狀態時,在第1電晶體10及第2電晶體11的閘極-源極端子間僅電池BT1 電壓被施加。因此,當電池BT1 的電壓降低時,即是在其他的電池有充分的電壓,還是有可能第1電晶體10及第2電晶體11不能充分地開啟。若根據本實施形態的電池裝置,則可解決上述課題。
以上,雖是以和第7實施形態同樣使用BMF1 ~BMFn 的電路構成來進行說明,但與第1、第3、第5、第9、第 11實施形態同樣使用BM1 ~BMn 或BMB1 ~BMBn 或BMD1 ~BMDn 或BMH1 ~BMHn 或BMJ1 ~BMJn 時當然亦可利用同樣的電路構成。另外,使用BMB1 ~BMBn 或BMH1 ~BMHn 來構成電路時,當然在各電池狀態監視電路的送信端子與受信端子之間連接電阻元件。
[第14實施形態]
圖15是表示第14實施形態的電池裝置的電路構成圖。電池狀態監視電路是與第8實施形態同樣使用BMG1 ~BMGn 。與圖9最大的差異是為了充放電控制,使用Pch型電晶體,而非Nch型電晶體的點。在圖15中,對於和圖9同樣的構成要素賦予同一符號,省略說明。
第1npn型雙極電晶體46的基極端子是與電池狀態監視電路BMGn 的第1送信端子PCn 連接,射極端子是與第2外部端子31連接,集極端子是與第1電晶體(充電用p通道型電晶體)16的閘極端子連接。第3電阻元件36是被連接於第1npn型雙極電晶體46的基極端子與第2外部端子31之間。
第2npn型雙極電晶體47的基極端子是與電池狀態監視電路BMGn 的第2送信端子PDn 連接,射極端子是與第2外部端子31連接,集極端子是與第2電晶體(放電用p通道型電晶體)17的閘極端子連接。第4電阻元件37是被連接於第2npn型雙極電晶體47的基極端子與第2外部端子31之間。
第1電晶體16的源極端子是被連接至第1外部端子30,汲極端子是被連接至第2電晶體17的汲極端子。第2電晶體17的源極端子是與最上段的電池BT1 的正極端子連接。第1電阻元件26是被連接於第1電晶體16的閘極端子與第1外部端子30之間,第2電阻元件27是被連接於第2電晶體17的閘極端子與最上段的電池BT1 的正極端子之間。
第14實施形態的電池裝置是藉由取圖15所示的電路構成來進行以下那樣的動作。
在電池BT1 ~BTn 的全部電壓為未滿過充電電壓且過放電電壓以上的範圍中,亦即通常狀態時,電池狀態監視電路BMF1 的第1送信端子PC1 及第2送信端子PD1 是形成低位準。因此,在第1pnp型雙極電晶體46及第2pnp型雙極電晶體47的基極端子被供給基極電流,流動集極電流。藉由集極電流分別流至第1電阻元件26及第2電阻元件27,第1電晶體16及第2電晶體17的閘極-源極間電壓會變高,第1電晶體16及第2電晶體17係開啟。
此時,在第1電晶體16及第2電晶體17的閘極-源極端子間會被施加(BT1 +BT2 +...+BTn )的電壓。因此,可充分地開啟第1電晶體16及第2電晶體17。
在圖9所示的第8實施形態中,通常狀態時,在第1電晶體12及第2電晶體13的閘極-源極端子間僅電池BTn 電壓被施加。因此,當電池BTn 的電壓降低時,即使其他的電池有充分的電壓,還是有可能第1電晶體12及第2 電晶體13不能充分地開啟。若根據本實施形態的電池裝置,則可解決上述課題。
以上,雖是以和第8實施形態同樣使用BMG1 ~BMGn 的電路構成來進行說明,但與第2、第4、第6、第10、第12實施形態同樣使用BMA1 ~BMAn 或BMC1 ~BMCn 或BME1 ~BMEn 或BMI1 ~BMIn 或BMK1 ~BMKn 時當然亦可利用同樣的電路構成。另外,利用BMC1 ~BMCn 或BMI1 ~BMIn 來構成電路時,當然在各電池狀態監視電路的送信端子與受信端子之間連接電阻元件。
[第15實施形態]
圖16是表示第15實施形態的電池裝置的電路構成圖。電池狀態監視電路是與第13實施形態同樣使用BMF1 ~BMFn 。在圖16中,對於和圖14同樣的構成要素賦予同一符號,而省略說明。
電池狀態監視電路BMFn 的第2受信端子PFn 是與第3npn型雙極電晶體51的集極端子連接。第3npn型雙極電晶體51的基極端子是與第3pnp型雙極電晶體52的集極端子及第5電阻元件61的一端連接。第5電阻元件61的另一端是與第3npn型雙極電晶體51的射極端子及最下段的電池BTn 的負極端子連接。第3pnp型雙極電晶體52的基極端子是與第6電阻元件62的一端及第2外部端子31連接。第6電阻元件62的另一端是與第3pnp型雙極電晶體52的射極端子及最上段的電池BT1 的正極端子連接。 其他的連接關係是與第13實施形態同樣。
其次,說明有關上述那樣構成的第15實施形態的電池裝置的通常狀態時,亦即電池BT1 ~BTn 的全部電壓為未滿過充電電壓且含於過放電電壓以上的範圍時。在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接充電器時,基極電流會流至第3pnp型雙極電晶體52。更由第3pnp型雙極電晶體52的集極端子供給第3npn型雙極電晶體51的基極電流,藉此最下段的電池狀態監視電路BMFn 的第2受信端子PFn 形成低位準。並且,因為電池狀態監視電路BMFn 的第1受信端子PEn 是與電池BTn 的負極端子連接,經常為低位準,所以電池狀態監視電路BMFn 的第1輸出電晶體Cn 及第2輸出電晶體In 是形成開啟。如前述般,此狀態會被通信至上段,最終,最上段的電池狀態監視電路BMF1 的第1輸出電晶體C1 及第2輸出電晶體I1 皆形成開啟,基極電流會被供給至第1pnp型雙極電晶體44及第2pnp型雙極電晶體45。第1pnp型雙極電晶體44的集極電流是流動於第1電阻24而產生第一電晶體14的閘極-源極間電壓,開啟第1電晶體14。同樣,第2pnp型雙極電晶體45的集極電流係使第2電晶體15形成開啟,所以電池裝置是形成充電及放電可能的狀態。第1電晶體14及第2電晶體15皆開啟,因此第2外部端子31是形成與最下段的電池BTn 的負極端子同電位,此狀態即使卸下充電器還是會被維持,因此通常狀態會被維持。
接著,電池裝置的過放電時,在第1外部端子30與 第2外部端子31之間連接負荷,將電池BT1 ~BTn 放電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成未滿過放電電壓時。另外,以下是假定電池BT1 的電壓比過放電電壓高,且電池BT2 的電壓形成未滿過放電電壓時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMF2 的過放電檢測電路G2 是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H2 。此時,從第3反相器J2 是輸出低位準的輸出信號,因此第2NOR電路H2 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I2 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體I2 是形成關閉。
因此,藉由第2電流源L1 ,第4反相器K1 的輸入端子是被拉起至高位準,從第3反相器J1 輸出高位準的輸出信號至第2NOR電路H1 。另一方面,過放電檢測電路G1 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路H1 ,因此第2NOR電路H1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體I1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體I1 是形成關閉。
如上述般若第2輸出電晶體I1 形成關閉,則第2pnp型雙極電晶體45的基極電流會被遮斷,因此流動於第2電阻元件25之第2pnp型雙極電晶體45的集極電流也會被遮斷。藉此,第2電晶體15的閘極-源極間電壓會變無,電池裝置形成放電禁止。
此時,接受從過放電檢測電路G1 輸出之低位準的過放電檢出信號,第5反相器XA1 會將高位準的信號輸出至 第1AND電路XB1 。來自第3反相器J1 之高位準的輸出信號也被輸出至第1AND電路XB1 ,因此第1AND電路XB1 係將過放電電池單元平衡信號輸出至第1OR電路XD1
此情況,若電池BT1 的電壓為未滿電池單元平衡電壓,則電池單元平衡電路M1 不輸出電池單元平衡信號,但在接受過放電電池單元平衡信號之下,第1OR電路XD1 經由控制端子PG1 來開啟開關SW1 ,電池BT1 經由開關SW1 來放電。
在電池裝置的放電被禁止之下,第2外部端子31的電位是被拉起至負荷,上昇至第1外部端子30的電位。藉此,第3pnp型雙極電晶體52的基極電流被遮斷,因此第3pnp型雙極電晶體52的集極電流也被遮斷。接著,第3npn型雙極電晶體51的基極電流也被遮斷,因此最下段的電池狀態監視電路BMFn 的第2受信端子PFn 藉由第2電流源Ln 來拉起至高位準。
藉由此動作,與電池狀態監視電路BMF1 的過放電電池單元平衡動作相同的動作會重複於電池狀態監視電路BMFn 。亦即,接受從過放電檢測電路Gn 輸出之低位準的過放電檢出信號,第5反相器XAn 會將高位準的信號輸出至第1AND電路XBn 。來自第3反相器Jn 之高位準的輸出信號也被輸出至第1AND電路XBn ,因此第1AND電路XBn 係將過放電電池單元平衡信號輸出至第1OR電路XDn 。若電池BTn 的電壓為未滿電池單元平衡電壓,則電池單元平衡電路Mn 不輸出電池單元平衡信號,但在接受過放 電電池單元平衡信號之下,第1OR電路XDn 經由控制端子PGn 來開啟開關SWn ,電池BTn 經由開關SWn 來放電。
當然,第3反相器Jn 的高位準輸出信號對第2NOR電路Hn 也輸出,第2NOR電路Hn 係將低位準的否定邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體In 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體In 是形成關閉。因此,此過放電電池單元平衡動作對電池狀態監視電路BMFn-1 也完全同樣地重複。此重複動作是重複至位於檢測出電池BT2 的過放電之電池狀態監視電路BMF2 的下1段的電池狀態監視電路BMF3 為止。
藉由上述那樣的動作,針對實際檢測出過放電的BT2 以外的所有電池,經由開關SW來放電。如前述般,經由利用此過放電電池單元平衡的開關SW之放電,是一旦放電繼續進行,電池電壓到達過放電電壓,則停止。因此,電池裝置在根據過放電檢測的放電後,若經過充分的時間,則所有電池會到達過放電電壓,取得電池單元平衡。
第7、第13實施形態是僅位於比檢測出過放電的電池狀態監視電路更上段的電池狀態監視電路可取得過放電電池單元平衡,相對的,第15實施形態是所有的電池狀態監視電路可取得過放電電池單元平衡。
若電池單元平衡動作續進行,在所有的電池到達過放電電壓後,在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接充電器,則基極電流會流至第3pnp型雙極電晶體52,且從第3pnp型雙極電晶體52的集極端子供給第3npn型 雙極電晶體51的基極電流,藉此最下段的電池狀態監視電路BMFn 的第2受信端子PFn 係形成低位準。然後,若充電續進行,所有的電池電壓恢復至過放電電壓以上,則電池裝置可再度放電。
以上,雖是以和第7實施形態同樣使用BMF1 ~BMFn 的電路構成來進行說明,但與第9、第11實施形態同樣使用BMH1 ~BMHn 或BMJ1 ~BMJn 時當然亦可利用同樣的電路構成。另外,使用BMH1 ~BMHn 來構成電路時,當然在各電池狀態監視電路的送信端子與受信端子之間連接電阻元件。
[第16實施形態]
圖17是表示第16實施形態的電池裝置的電路構成圖。電池狀態監視電路是與第14實施形態同樣使用BMG1 ~BMGn 。在圖17中,對於和圖15同樣的構成要素賦予同一符號,省略說明。
電池狀態監視電路BMG1 的第2受信端子PF1 是與第3pnp型雙極電晶體53的集極端子連接。第3pnp型雙極電晶體53的基極端子是與第3npn型雙極電晶體54的集極端子及第5電阻元件63的一端連接。第5電阻元件63的另一端是與第3pnp型雙極電晶體53的射極端子及最上段的電池BT1 的正極端子連接。第3npn型雙極電晶體54的基極端子是與第6電阻元件64的一端及第1外部端子30連接。第6電阻元件64的另一端是與第3npn型雙極電晶 體54的射極端子及最下段的電池BTn 的負極端子連接。其他的連接關係則是與第15實施形態同樣。
其次,說明有關上述那樣構成的第16實施形態的電池裝置的通常狀態時,亦即電池BT1 ~BTn 的全部電壓為未滿過充電電壓且含於過放電電壓以上的範圍時。在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接充電器時,基極電流會流至第3npn型雙極電晶體54。而且,藉由從第3npn型雙極電晶體54的集極端子供給第3pnp型雙極電晶體53的基極電流,最上段的電池狀態監視電路BMG1 的第2受信端子PF1 係形成高位準。並且,電池狀態監視電路BMG1 的第1受信端子PE1 是與電池BT1 的正極端子連接,經常為高位準,所以電池狀態監視電路BMG1 的第1輸出電晶體R1 及第2輸出電晶體V1 是形成開啟。如前述般,此狀態是被通信至下段,最終,最下段的電池狀態監視電路BMGn 的第1輸出電晶體Rn 及第2輸出電晶體Vn 皆形成開啟,基極電流會被供給至第1npn型雙極電晶體46及第2雙極電晶體47。第1npn型雙極電晶體46的集極電流是流動於第1電阻26來產生第一電晶體16的閘極-源極間電壓,使第1電晶體形成開啟。同樣的,第2npn型雙極電晶體47的集極電流是使第2電晶體17形成開啟,所以電池裝置是形成充電及放電可能的狀態。由於第1電晶體16及第2電晶體17皆是開啟,因此第1外部端子30是形成與最上段的電池BT1 的正極端子同電位,此狀態即使卸下充電器還是會被維持,因此通常狀態會被維持。
接著,說明有關電池裝置的過放電時,亦即在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接負荷,將電池BT1 ~BTn 放電,該等電池BT1 ~BTn 的至少1個電壓形成未滿過放電電壓時。另外,以下是假定電池BTn 的電壓比過放電電壓高,且電池BTn-1 的電壓未滿過放電電壓時進行說明。
此情況,電池狀態監視電路BMGn-1 的過放電檢測電路Gn-1 是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路Hn-1 。此時,從第4反相器Wn-1 是輸出低位準的輸出信號,因此第2NOR電路Hn-1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un-1 ,第3反相器Un-1 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn-1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體Vn-1 是形成關閉。
因此,藉由第2電流源Xn ,第4反相器Wn 的輸入端子是被按下至低位準,從第4反相器Wn 輸出高位準的輸出信號至第2NOR電路Hn 。另一方面,過放電檢測電路Gn 是將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路Hn ,因此第2NOR電路Hn 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器Un ,第3反相器Un 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體Vn 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體Vn 是形成關閉。
如上述那樣一旦第2輸出電晶體Vn 形成關閉,則第2npn型雙極電晶體47的基極電流會被遮斷,因此流動於第2電阻元件27的第2npn型雙極電晶體47的集極電流 也會被遮斷。藉此,第2電晶體17的閘極-源極間電壓會變無,電池裝置形成放電禁止。
此時,接受從過放電檢測電路Gn 輸出之低位準的過放電檢出信號,第5反相器XEn 會將高位準的信號輸出至第1AND電路XFn 。來自第4反相器Wn 之高位準的輸出信號也被輸出至第1AND電路XFn ,因此第1AND電路XFn 係將過放電電池單元平衡信號輸出至第1OR電路XHn
此情況,若電池BTn 的電壓未滿電池單元平衡電壓,則電池單元平衡電路Mn 不輸出電池單元平衡信號,但在接受過放電電池單元平衡信號之下,第1OR電路XHn 經由控制端子PGn 來開啟開關SWn ,電池BTn 經由開關SWn 來放電。
在電池裝置的放電被禁止之下,第1外部端子30的電位是被按下至負荷,下降至第2外部端子31的電位為止。藉此,第3npn型雙極電晶體54的基極電流被遮斷,因此第3npn型雙極電晶體54的集極電流也會被遮斷。接著,第3pnp型雙極電晶體53的基極電流也會被遮斷,因此最上段的電池狀態監視電路BMG1 的第2受信端子PF1 係藉由第2電流源X1 來按下至低位準。
藉由此動作,與電池狀態監視電路BMGn 的過放電電池單元平衡動作相同的動作會被重複於電池狀態監視電路BMG1 。亦即,接受從過放電檢測電路G1 輸出之低位準的過放電檢出信號,第5反相器XE1 會將高位準的信號輸出 至第1AND電路XF1
來自第4反相器W1 之高位準的輸出信號也會被輸出至第1AND電路XF1 ,因此第1AND電路XF1 係將過放電電池單元平衡信號輸出至第1OR電路XH1 。若電池BT1 的電壓未滿電池單元平衡電壓,則電池單元平衡電路M1 不輸出電池單元平衡信號,但在接受過放電電池單元平衡信號之下,第1OR電路XH1 經由控制端子PG1 來開啟開關SW1 ,電池BT1 經由開關SW1 來放電。
當然,第4反相器W1 的高位準輸出信號是對第2NOR電路H1 也輸出,第2NOR電路H1 是將低位準的否定邏輯和信號輸出至第3反相器U1 ,第3反相器U1 是將高位準的邏輯反轉信號輸出至第2輸出電晶體V1 的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體V1 是形成關閉。因此,該過放電電池單元平衡動作是對電池狀態監視電路BMG2 也完全同樣地重複。此重複動作是重複至位於檢測出電池BTn-1 的過放電之電池狀態監視電路BMGn-1 的上1段的電池狀態監視電路BMGn-1 為止。
藉由上述那樣的動作,針對實際檢測出過放電的BTn-1 以外的所有電池,經由開關SW來放電。如前述般,經由利用此過放電電池單元平衡的開關SW之放電,是一旦放電繼續進行,電池電壓到達過放電電壓,則停止。因此,電池裝置在根據過放電檢測的放電後,若經過充分的時間,則所有電池會到達過放電電壓,取得電池單元平衡。
第8、第14實施形態是僅位於比檢測出過放電的電池 狀態監視電路更下段的電池狀態監視電路可取得過放電電池單元平衡,相對的,第16實施形態是所有的電池狀態監視電路可取得過放電電池單元平衡。
若電池單元平衡動作續進行,在所有的電池到達過放電電壓後,在第1外部端子30與第2外部端子31之間連接充電器,則基極電流會流至第3npn型雙極電晶體54,且從第3npn型雙極電晶體54的集極端子供給第3pnp型雙極電晶體53的基極電流,藉此最上段的電池狀態監視電路BMG1 的第2受信端子PF1 係形成高位準。然後,若充電續進行,所有的電池電壓恢復至過放電電壓以上,則電池裝置可再度放電。
以上,雖是以和第8實施形態同樣使用BMG1 ~BMGn 的電路構成來進行說明,但與第10、第12實施形態同樣使用BMI1 ~BMIn 或BMK1 ~BMKn 時當然亦可利用同樣的電路構成。另外,使用BMI1 ~BMIn 來構成電路時,當然在各電池狀態監視電路的送信端子與受信端子之間連接電阻元件。
[產業上的利用可能性]
由於可利用於使用鋰離子電池等充電可能的電池之特別以高電壓來動作的電子機器的電源電路,因此可適用於電動工具等。
BT1 ~BTn ‧‧‧電池
10‧‧‧第1電晶體(充電用p通道型電晶體)
11‧‧‧第2電晶體(放電用p通道型電晶體)
12‧‧‧第1電晶體
13‧‧‧第2電晶體
14‧‧‧第1電晶體(充電用n通道型電晶體)
15‧‧‧第2電晶體(放電用n通道型電晶體)
16‧‧‧第1電晶體(充電用p通道型電晶體)
17‧‧‧第2電晶體(放電用p通道型電晶體)
20‧‧‧第1電阻元件(第1偏壓用電阻元件)
21‧‧‧第2電阻元件(第2偏壓用電阻元件)
22‧‧‧第1電阻元件
23‧‧‧第2電阻元件
24‧‧‧第1電阻元件
25‧‧‧第2電阻元件
26‧‧‧第1電阻元件
27‧‧‧第2電阻元件
30‧‧‧第1外部端子
31‧‧‧第2外部端子
34‧‧‧第3電阻元件
35‧‧‧第4電阻元件
36‧‧‧第3電阻元件
44‧‧‧第1pnp型雙極電晶體
45‧‧‧第2pnp型雙極電晶體
46‧‧‧第1npn型雙極電晶體
47‧‧‧第2npn型雙極電晶體
51‧‧‧第3npn型雙極電晶體
52‧‧‧第3pnp型雙極電晶體
53‧‧‧第3pnp型雙極電晶體
54‧‧‧第3npn型雙極電晶體
61‧‧‧第5電阻元件
62‧‧‧第6電阻元件
63‧‧‧第5電阻元件
64‧‧‧第6電阻元件
100‧‧‧電池狀態監視電路
110‧‧‧開關電路
120‧‧‧第1外部端子
130‧‧‧第2外部端子
BM1 ‧‧‧電池狀態監視電路
A1 ‧‧‧過充電檢測電路
B1 ‧‧‧第1NOR電路
C1 ‧‧‧第1輸出電晶體
D1 ‧‧‧第1反相器
E1 ‧‧‧第2反相器
F1 ‧‧‧第1電流源
G1 ‧‧‧過放電檢測電路
H1 ‧‧‧第2NOR電路
I1 ‧‧‧第2輸出電晶體
J1 ‧‧‧第3反相器
K1 ‧‧‧第4反相器
L1 ‧‧‧第2電流源
M1 ‧‧‧電池單元平衡電路
PA1 ‧‧‧第1電壓監視端子
PB1 ‧‧‧第2電壓監視端子
PC1 ‧‧‧第1送信端子
PD1 ‧‧‧第2送信端子
PE1 ‧‧‧第1受信端子
PF1 ‧‧‧第2受信端子
PG1 ‧‧‧控制端子
SW1 ‧‧‧開關
BMA1 ~BMAn ‧‧‧電池狀態監視電路電路
An ‧‧‧過充電檢測電路
Bn ‧‧‧第1NOR電路
Qn ‧‧‧第1反相器
Rn ‧‧‧第1輸出電晶體
Sn ‧‧‧第2反相器
Tn ‧‧‧第1電流源
Gn ‧‧‧過放電檢測電路
Hn ‧‧‧第2NOR電路
Un ‧‧‧第3反相器
Vn ‧‧‧第2輸出電晶體
Wn ‧‧‧第4反相器
Xn ‧‧‧第2電流源
Mn ‧‧‧電池單元平衡電路
PAn ‧‧‧第1電壓監視端子
PBn ‧‧‧第2電壓監視端子
PCn ‧‧‧第1送信端子
PDn ‧‧‧第2送信端子
PEn ‧‧‧第1受信端子
PFn ‧‧‧第2受信端子
PGn ‧‧‧控制端子
BMB1 ~BMBn ‧‧‧電池狀態監視電路
Da1 ‧‧‧第1二極體
Db1 ‧‧‧第2二極體
Dc1 ‧‧‧第3二極體
Dd1 ‧‧‧第4二極體
BMC1 ~BMCn ‧‧‧電池狀態監視電路
Den ‧‧‧第1二極體
Dfn ‧‧‧第2二極體
Dgn ‧‧‧第3二極體
Dhn ‧‧‧第4二極體
BMCn-1 ‧‧‧電池狀態監視電路
PCn-1 ‧‧‧第1送信端子
PEn-1 ‧‧‧第1受信端子
Ran-1 ‧‧‧電阻元件
PDn-1 ‧‧‧第2送信端子
PFn-1 ‧‧‧第2受信端子
BMD1 ~BMDn ‧‧‧電池狀態監視電路
PE1 ‧‧‧第1受信端子
Db1 ‧‧‧第2二極體
Ra1 ‧‧‧電阻元件
PF1 ‧‧‧第2受信端子
Dd1 ‧‧‧第4二極體
Rb1 ‧‧‧電阻元件
BME1 ~BMEn ‧‧‧電池狀態監視電路
PEn ‧‧‧第1受信端子
Dfn ‧‧‧第2二極體
Ran ‧‧‧電阻元件
PFn ‧‧‧第2受信端子
Dhn ‧‧‧第4二極體
Rbn ‧‧‧電阻元件
XC1 ‧‧‧過放電電池單元平衡電路
XD1 ‧‧‧第1OR電路
XC1 ‧‧‧過放電電池單元平衡電路
G1 ‧‧‧過放電檢測電路
XA1 ‧‧‧第5反相器
J1 ‧‧‧第3反相器
XB1 ‧‧‧第1AND電路
XD1 ‧‧‧第1OR電路
XC1 ‧‧‧過放電電池單元平衡電路
M1 ‧‧‧電池單元平衡電路
PG1 ‧‧‧控制端子
SW1 ‧‧‧開關
G2 ‧‧‧過放電檢測電路
H2 ‧‧‧第2NOR電路
I2 ‧‧‧第2輸出電晶體
K1 ‧‧‧第4反相器
L1 ‧‧‧第2電流源
J1 ‧‧‧第3反相器
H1 ‧‧‧第2NOR電路
I1 ‧‧‧第2輸出電晶體
XGn ‧‧‧過放電電池單元平衡電路
XHn ‧‧‧第1OR電路
Gn ‧‧‧過放電檢測電路
XEn ‧‧‧第5反相器
Wn ‧‧‧第4反相器
XFn ‧‧‧第1AND電路
XHn ‧‧‧第1OR電路
XGn ‧‧‧過放電電池單元平衡電路
Mn ‧‧‧電池單元平衡電路
PGn ‧‧‧控制端子
SWn ‧‧‧開關
圖1是本發明的第1實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖2是本發明的第2實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖3是本發明的第3實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖4是本發明的第4實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖5是本發明的第5實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖6是本發明的第6實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖7是以往的電池裝置的電路構成圖。
圖8是本發明的第7實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖9是本發明的第8實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖10是本發明的第9實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖11是本發明的第10實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖12是本發明的第11實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖13是本發明的第12實施形態的電池裝置的電路構 成圖。
圖14是本發明的第13實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖15是本發明的第14實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖16是本發明的第15實施形態的電池裝置的電路構成圖。
圖17是本發明的第16實施形態的電池裝置的電路構成圖。
10‧‧‧第1電晶體(充電用p通道型電晶體)
11‧‧‧第2電晶體(放電用p通道型電 晶體)
20‧‧‧第1電阻元件(第1偏壓用電阻元件)
21‧‧‧第2電阻元件(第2偏壓 用電阻元件)
30‧‧‧第1外部端子
31‧‧‧第2外部端子
A1 ‧‧‧過充電檢測電路
A2 ‧‧‧充電檢測電路
B1 ‧‧‧第1NOR電路
B2 ‧‧‧第1NOR電路
BM1 、BMn ‧‧‧電 池狀態監視電路
BM2 ‧‧‧電池狀態監視電路
BT1 ~BTn ‧‧‧電池
C1 ‧‧‧第1輸出 電晶體
C2 ‧‧‧1輸出電晶體
D1 ‧‧‧第1反相器
D2 ‧‧‧第1反相器
E1 ‧‧‧第2反 相器
F1 ‧‧‧第1電流源
G1 ‧‧‧過放電檢測電路
G2 ‧‧‧過放電檢測電路
H1 ‧‧‧第 2NOR電路
H2 ‧‧‧第2NOR電路
I1 ‧‧‧第2輸出電晶體
I2 ‧‧‧第2輸出電晶體
J1 ‧‧‧第3反相器
J2 ‧‧‧第3反相器
K1 ‧‧‧第4反相器
L1 ‧‧‧第2電流源
M1 ‧‧‧ 電池單元平衡電路
M2 ‧‧‧電池單元平衡電路
PA1 ‧‧‧第1電壓監視端子
PA2 ‧‧‧ 第1電壓監視端子
PAn ‧‧‧第1電壓監視端子
PB1 ‧‧‧第2電壓監視端子
PBn ‧‧‧第2電壓監視端子
PC1 、PC2 ‧‧‧第1送信端子
PCn ‧‧‧第1送信端子
PD1 、 PD2 ‧‧‧第2送信端子
PDn ‧‧‧第2送信端子
PE1 、PE2 ‧‧‧第1受信端子
PEn ‧‧‧ 第1受信端子
PF1 、PF2 ‧‧‧第2受信端子
PFn ‧‧‧第2受信端子
PG1 ‧‧‧控制端 子
PG2 ‧‧‧控制端子
PGn ‧‧‧控制端子
SW1 ‧‧‧開關
SWn 、SW2 ‧‧‧開關
VDD1
、VDD2 ‧‧‧正極側共通電源線
VSS1 、VSS2 ‧‧‧負極側共通電源線

Claims (26)

  1. 一種電池狀態監視電路,其特徵係具備:第1電壓監視端子,其係使用於與1個電池的正極端子連接;第2電壓監視端子,其係使用於與上述電池的負極端子連接;第1送信端子;第2送信端子;第1受信端子;第2受信端子;控制端子;過充電檢測電路,其係根據上述第1電壓監視端子與上述第2電壓監視端子之間的電壓,檢測出上述電池是否為過充電狀態,輸出顯示該檢出結果的過充電檢出信號;過放電檢測電路,其係根據上述第1電壓監視端子與上述第2電壓監視端子之間的電壓,檢測出上述電池是否為過放電狀態,輸出顯示該檢出結果的過放電檢出信號;電池單元平衡電路,其係根據上述第1電壓監視端子與上述第2電壓監視端子之間的電壓,檢測出是否有必要電池單元平衡控制上述電池,將顯示該檢出結果的電池單元平衡信號輸出至上述控制端子;過充電資訊通信電路,其係經由上述第1受信端子來接受之顯示其他的電池是否為過充電狀態的過充電信號、及上述過充電檢出信號的至少一方為顯示過充電狀態時, 將顯示過充電狀態的過充電信號從上述第1送信端子傳送至外部;及過放電資訊通信電路,其係經由上述第2受信端子來接受之顯示其他的電池是否為過放電狀態的過放電信號、及上述過放電檢出信號的至少一方為顯示過放電狀態時,將顯示過放電狀態的過放電信號從上述第2送信端子傳送至外部,作為1個的半導體裝置構成。
  2. 如申請專利範圍第1項之電池狀態監視電路,其中,上述第1電壓監視端子係與內部的正極側共通電源線連接,上述第2電壓監視端子係與內部的負極側共通電源線連接,上述過充電資訊通信電路係具備:第1電流源,其係輸入端子與上述正極側共通電源線連接,輸出端子與上述第1受信端子連接;第1否定邏輯和電路,其係輸入上述過充電檢出信號與上述過充電信號,輸出該等兩信號的否定邏輯和信號;及第1n通道型電晶體,其係將上述第1否定邏輯和電路的否定邏輯和信號設為閘極端子的輸入,汲極端子與上述第1送信端子連接,源極端子與上述負極側共通電源線連接, 上述過放電資訊通信電路係具備:第2電流源,係輸入端子與上述正極側共通電源線連接,輸出端子與上述第2受信端子連接;第2否定邏輯和電路,其係輸入上述過放電檢出信號及上述過放電信號,輸出該等兩信號的否定邏輯和信號;及第2n通道型電晶體,其係將上述第2否定邏輯和電路的否定邏輯和信號設為閘極端子的輸入,汲極端子與上述第2送信端子連接,源極端子與上述負極側共通電源線連接。
  3. 如申請專利範圍第1項之電池狀態監視電路,其中,上述第1電壓監視端子係與內部的正極側共通電源線連接,上述第2電壓監視端子係與內部的負極側共通電源線連接,上述過充電資訊通信電路係具備:第1電流源,其係輸入端子與上述第1受信端子連接,輸出端子與上述負極側共通電源線連接;第1邏輯反轉電路,其係輸入端子與上述第1受信端子連接;第1邏輯和電路,其係輸入上述過充電檢出信號及上述第1邏輯反轉電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯和信號;及 第1p通道型電晶體,其係將上述第1邏輯和電路的邏輯和信號設為閘極端子的輸入,汲極端子與上述第1送信端子連接,源極端子與上述正極側共通電源線連接,上述過放電資訊通信電路係具備:第2電流源,其係輸入端子與上述第2受信端子連接,輸出端子與上述負極側共通電源線連接;第2邏輯反轉電路,其係輸入端子與上述第2受信端子連接;第2邏輯和電路,其係輸入上述過放電檢出信號及上述第2邏輯反轉電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯和信號;及2p通道型電晶體,其係將上述第2邏輯和電路的邏輯和信號設為閘極端子的輸入,汲極端子與上述第2送信端子連接,源極端子與上述正極側共通電源線連接。
  4. 如申請專利範圍第2項之電池狀態監視電路,其中,具備:第1二極體,其係陽極端子與上述負極側共通電源線連接,陰極端子與上述第1n通道型電晶體的汲極端子連接,在被施加相當於超越上述電池狀態監視電路的耐壓之電壓的逆方向電壓時,具有流動逆方向電流的特性;第2二極體,其係陽極端子與上述負極側共通電源線連接,陰極端子與上述第1電流源的輸出端子連接;第3二極體,其係陽極端子與上述負極側共通電源線連接,陰極端子與上述第2n通道型電晶體的汲極端子連 接,在被施加相當於超越上述電池狀態監視電路的耐壓之電壓的逆方向電壓時,具有流動逆方向電流的特性;及第4二極體,其係陽極端子與上述負極側共通電源線連接,陰極端子與上述第2電流源的輸出端子連接。
  5. 如申請專利範圍第3項之電池狀態監視電路,其中,具備:第1二極體,其係陽極端子與上述第1p通道型電晶體的汲極端子連接,陰極端子與上述正極側共通電源線連接,在被施加相當於超越上述電池狀態監視電路的耐壓之電壓的逆方向電壓時,具有流動逆方向電流的特性;第2二極體,其係陽極端子與上述第1電流源的輸入端子連接,陰極端子與上述正極側共通電源線連接;第3二極體,其係陽極端子與上述第2p通道型電晶體的汲極端子連接,陰極端子與上述正極側共通電源線連接,在被施加相當於超越上述電池狀態監視電路的耐壓之電壓的逆方向電壓時,具有流動逆方向電流的特性;及第4二極體,其係陽極端子與上述第2電流源的輸入端子連接,陰極端子與上述正極側共通電源線連接。
  6. 如申請專利範圍第4項之電池狀態監視電路,其中,具備:第1電阻元件,其係連接於上述第2二極體的陰極端子與上述第1受信端子之間;及第2電阻元件,其係連接於上述第4二極體的陰極端子與上述第2受信端子之間。
  7. 如申請專利範圍第5項之電池狀態監視電路,其中,具備:第1電阻元件,其係連接於上述第2二極體的陽極端子與上述第1受信端子之間;及第2電阻元件,其係連接於上述第4二極體的陽極端子與上述第2受信端子之間。
  8. 如申請專利範圍第1項之電池狀態監視電路,其中,具備過放電電池單元平衡電路,其係接受經由上述第2受信端子所受信的上述過放電信號來輸出電池單元平衡信號至上述控制端子,接受來自上述過放電檢測電路的上述過放電檢出信號而停止電池單元平衡信號。
  9. 如申請專利範圍第2或6項之電池狀態監視電路,其中,具備:過放電電池單元平衡電路,其係具備:輸入端子與上述過放電檢測電路的輸出端子連接之第1邏輯反轉電路、及輸入上述第2受信端子的輸入信號及上述第1邏輯反轉電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯積信號之第1邏輯積電路;及第1邏輯和電路,其係輸入上述過放電電池單元平衡電路的輸出信號及上述電池單元平衡電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯和信號。
  10. 如申請專利範圍第3或7項之電池狀態監視電路,其中,具備:過放電電池單元平衡電路,其係具備:輸入端子與上 述過放電檢測電路的輸出端子連接之第3邏輯反轉電路、及輸入上述第2邏輯反轉電路的輸出信號及上述第3邏輯反轉電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯積信號之第1邏輯積電路;及第3邏輯和電路,其係輸入上述過放電電池單元平衡電路的輸出信號及上述電池單元平衡電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯和信號。
  11. 如申請專利範圍第4項之電池狀態監視電路,其中,具備:過放電電池單元平衡電路,其係具備:輸入端子與上述過放電檢測電路的輸出端子連接之第1邏輯反轉電路、及輸入上述第2受信端子的輸入信號及上述第1邏輯反轉電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯積信號之第1邏輯積電路;及第1邏輯和電路,其係輸入上述過放電電池單元平衡電路的輸出信號及上述電池單元平衡電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯和信號。
  12. 如申請專利範圍第5項之電池狀態監視電路,其中,具備:過放電電池單元平衡電路,其係具備:輸入端子與上述過放電檢測電路的輸出端子連接之第3邏輯反轉電路、及輸入上述第2邏輯反轉電路的輸出信號及上述第3邏輯反轉電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯積信號之第1邏輯積電路;及 第3邏輯和電路,其係輸入上述過放電電池單元平衡電路的輸出信號及上述電池單元平衡電路的輸出信號,輸出該等兩信號的邏輯和信號。
  13. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第1項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;充電用開關電路,其係切換上述複數的電池的充電許可或禁止;及放電用開關電路,其係切換上述複數的電池的放電許可或禁止,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接, 上述充電用開關電路係根據從對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子所傳送的過充電信號來切換充電的許可或禁止,上述放電用開關電路係根據從對應於上述一端的電池之電池狀態監視電路的第2送信端子所傳送的過放電信號來切換放電的許可或禁止。
  14. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第2或6項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子;充電用p通道型電晶體;放電用p通道型電晶體;第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用p通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用p通道型電晶體的源極端子連接, 又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子係與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子連接,第2送信端子係與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子連接,上述放電用p通道型電晶體的源極端子係與上述一端的電池的正極端子連接,汲極端子係與上述充電用p通道型電晶體的汲極端子連接,上述充電用p通道型電晶體的源極端子係與上述第1外部端子連接,所被串聯的電池之中的另一端的電池的負極端子係與上述第2外部端子連接,對應於上述另一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述另一端的電池的負極端子連接。
  15. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池; 申請專利範圍第3或7項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子;充電用n通道型電晶體;放電用n通道型電晶體;第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用n通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用n通道型電晶體的源極端子連接,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連 接所被串聯的電池之中的一端的電池的正極端子係與上述第1外部端子連接,對應於上述一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述一端的電池的正極端子連接,對應於所被串聯的電池之中的另一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子係與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子連接,第2送信端子係與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子連接,上述放電用n通道型電晶體的源極端子係與上述另一端的電池的負極端子連接,汲極端子係與上述充電用n通道型電晶體的汲極端子連接,上述充電用n通道型電晶體的源極端子係與上述第2外部端子連接。
  16. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第4項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子; 充電用p通道型電晶體;放電用p通道型電晶體;第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用p通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用p通道型電晶體的源極端子連接,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子係與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子連接,第2送信端子係與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子連接,上述放電用p通道型電晶體的源極端子係與上述一端的電池的正極端子連接,汲極端子係與上述充電用p通道 型電晶體的汲極端子連接,上述充電用p通道型電晶體的源極端子係與上述第1外部端子連接,所被串聯的電池之中的另一端的電池的負極端子係與上述第2外部端子連接,對應於上述另一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述另一端的電池的負極端子連接。
  17. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第5項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子;充電用n通道型電晶體;放電用n通道型電晶體;第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用n通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用n通道型 電晶體的源極端子連接,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,所被串聯的電池之中的一端的電池的正極端子係與上述第1外部端子連接,對應於上述一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述一端的電池的正極端子連接,對應於所被串聯的電池之中的另一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子係與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子連接,第2送信端子係與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子連接,上述放電用n通道型電晶體的源極端子係與上述另一端的電池的負極端子連接,汲極端子係與上述充電用n通道型電晶體的汲極端子連接,上述充電用n通道型電晶體的源極端子係與上述第2外部端子連接。
  18. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第13項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;充電用開關電路,其係切換上述複數的電池的充電許可或禁止;及放電用開關電路,其係切換上述複數的電池的放電許可或禁止,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,上述充電用開關電路係根據從對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子所 傳送的過充電信號來切換充電的許可或禁止,上述放電用開關電路係根據從對應於上述一端的電池之電池狀態監視電路的第2送信端子所傳送的過放電信號來切換放電的許可或禁止。
  19. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第14項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子;充電用p通道型電晶體;放電用p通道型電晶體;第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用p通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用p通道型電晶體的源極端子連接,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子 係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子係與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子連接,第2送信端子係與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子連接,上述放電用p通道型電晶體的源極端子係與上述一端的電池的正極端子連接,汲極端子係與上述充電用p通道型電晶體的汲極端子連接,上述充電用p通道型電晶體的源極端子係與上述第1外部端子連接,所被串聯的電池之中的另一端的電池的負極端子係與上述第2外部端子連接,對應於上述另一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述另一端的電池的負極端子連接。
  20. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第15項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置; 電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子;充電用n通道型電晶體;放電用n通道型電晶體;第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用n通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用n通道型電晶體的源極端子連接,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,所被串聯的電池之中的一端的電池的正極端子係與上 述第1外部端子連接,對應於上述一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述一端的電池的正極端子連接,對應於所被串聯的電池之中的另一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子係與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子連接,第2送信端子係與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子連接,上述放電用n通道型電晶體的源極端子係與上述另一端的電池的負極端子連接,汲極端子係與上述充電用n通道型電晶體的汲極端子連接,上述充電用n通道型電晶體的源極端子係與上述第2外部端子連接。
  21. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第16項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子;充電用p通道型電晶體;放電用p通道型電晶體; 第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用p通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用p通道型電晶體的源極端子連接,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子係與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子連接,第2送信端子係與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子連接,上述放電用p通道型電晶體的源極端子係與上述一端的電池的正極端子連接,汲極端子係與上述充電用p通道型電晶體的汲極端子連接,上述充電用p通道型電晶體的源極端子係與上述第1外部端子連接, 所被串聯的電池之中的另一端的電池的負極端子係與上述第2外部端子連接對應於上述另一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述另一端的電池的負極端子連接。
  22. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第17項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子;充電用n通道型電晶體;放電用n通道型電晶體;第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用n通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用n通道型電晶體的源極端子連接,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與 各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,所被串聯的電池之中的一端的電池的正極端子係與上述第1外部端子連接,對應於上述一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述一端的電池的正極端子連接,對應於所被串聯的電池之中的另一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子係與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子連接,第2送信端子係與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子連接,上述放電用n通道型電晶體的源極端子係與上述另一端的電池的負極端子連接,汲極端子係與上述充電用n通道型電晶體的汲極端子連接,上述充電用n通道型電晶體的源極端子係與上述第2外部端子連接。
  23. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池; 申請專利範圍第1或13項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子;充電用n通道型電晶體;放電用n通道型電晶體;第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用n通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用n通道型電晶體的源極端子連接,充電用開關電路;及放電用開關電路,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係直接或經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係直接或經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子 連接,上述第1受信端子係直接或經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係直接或經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,上述充電控制用開關電路係連接於上述第1外部端子與上述充電用n通道型電晶體的閘極端子之間,上述充電控制用開關電路的控制端子係與對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子連接,上述放電控制用開關電路係連接於上述第1外部端子與上述放電用n通道型電晶體的閘極端子之間,上述放電控制用開關電路的控制端子係與對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第2送信端子連接,上述第1外部端子係與上述一端的電池的正極端子連接,上述放電用n通道型電晶體的源極端子係與所被串聯的電池之中的另一端的電池的負極端子連接,汲極端子係與上述充電用n通道型電晶體的汲極端子連接,上述充電用n通道型電晶體的源極端子係與上述第2外部端子連接,對應於上述另一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述另一端的電池的負極端子連接。
  24. 如申請專利範圍第23項之電池裝置,其中,更具備電池單元平衡控制用開關電路,其係監視上述第2外部端子的電壓,一旦檢測出放電被禁止,則傳送過放電信號至對應於上述另一端的電池之電池狀態監視電路的第2受信端子。
  25. 一種電池裝置,其特徵係具備:串聯之複數的電池;申請專利範圍第1或13項所記載的電池狀態監視電路,其係分別對應於上述複數的電池而設置;電池單元平衡用開關電路,其係分別並聯於上述複數的電池,按照從對應於各電池的上述電池狀態監視電路的控制端子所輸出的電池單元平衡信號來切換2端子間的連接及非連接;第1外部端子;第2外部端子;充電用p通道型電晶體;放電用p通道型電晶體;第1偏壓用電阻元件,其係一端與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述充電用p通道型電晶體的源極端子連接;及第2偏壓用電阻元件,其係一端與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子連接,另一端與上述放電用p通道型電晶體的源極端子連接,充電用開關電路;及 放電用開關電路,又,上述電池狀態監視電路的第1電壓監視端子係與各個對應的電池的正極端子連接,上述第2電壓監視端子係與各個對應的電池的負極端子連接,上述第1送信端子係直接或經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第1受信端子連接,第2送信端子係直接或經由電阻元件來與鄰接的一方的電池狀態監視電路的第2受信端子連接,上述第1受信端子係直接或經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第1送信端子連接,第2受信端子係直接或經由電阻元件來與鄰接的另一方的電池狀態監視電路的第2送信端子連接,上述充電控制用開關電路係連接於上述第2外部端子與上述充電用p通道型電晶體的閘極端子之間,上述充電控制用開關電路的控制端子係與對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第1送信端子連接,上述放電控制用開關電路係連接於上述第2外部端子與上述放電用p通道型電晶體的閘極端子之間,上述放電控制用開關電路的控制端子係與對應於所被串聯的電池之中的一端的電池之電池狀態監視電路的第2送信端子連接,上述第2外部端子係與上述一端的電池的負極端子連接,上述放電用p通道型電晶體的源極端子係與所被串聯 的電池之中的另一端的電池的正極端子連接,汲極端子係與上述充電用p通道型電晶體的汲極端子連接,上述充電用p通道型電晶體的源極端子係與上述第1外部端子連接,對應於上述另一端的電池之電池狀態監視電路的第1受信端子及第2受信端子係與上述另一端的電池的正極端子連接。
  26. 如申請專利範圍第25項之電池裝置,其中,更具備電池單元平衡控制用開關電路,其係監視上述第1外部端子的電壓,一旦檢測出放電被禁止,則傳送過放電信號至對應於上述另一端的電池之電池狀態監視電路的第2受信端子。
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