TWI481888B - 電池狀態監視電路及電池裝置 - Google Patents
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Description
本發明是有關檢測鎳氫電池或鋰離子電池等二次電池的電壓或異常之電池狀態監視電路,特別是有關在串聯複數的二次電池的電池包中,可控制充電與放電的電池狀態監視電路。
目前在行動電話、筆記型電腦、攜帶型遊戲機器等的攜帶型電子機器中使用二次電池作為其電源。在二次電池中,鋰離子二次電池因為量輕具有高能量密度,所以成為主流。此二次電池在過度的充電(過充電)下電池的膨脹結果,會有電解液洩漏等的危險性。並且,在過度的放電(過放電)下電池本身的特性會劣化。因此,使用由過充電或過放電來保護二次電池的保護電路。特別是鋰離子二次電池因為不耐於過充電或過放電,所以不可欠缺需要使用保護電路。
在攜帶型電子機器中,筆記型電腦等有使用電池包,其係並聯複數的電池,且予以串聯。在電池包使用鋰離子二次電池時,需要以保護電路來監視所被串聯的全部電池。筆記型電腦大部分是使用串聯3個(3直列)或4個(4直列)二次電池的電池包。因此,有具備分別監視4個電池的保護電路之4直列用的保護IC在市場上出售。
更有在高電壓下驅動的電動工具中使用鋰離子二次電
池的製品被發售。在電動工具也被檢討使用8直列的電池包。
在如此的應用中,以一個的電池狀態監視電路來進行充放電的控制時,電池狀態監視電路需要高的耐電壓特性。為此,取一在每個二次電池配置電池狀態監視電路,耐電壓特性以上的電壓不會被施加於電池狀態監視電路之構成(例如參照專利文獻1)。
圖5是表示以往的電池裝置的電路之一例。以往的電池裝置是在每個二次電池具備具有輸入端子DCHI及CHGI的電池狀態監視電路,各個電池狀態監視電路會傳達監視資訊,藉此進行被多數串聯的二次電池之充放電的控制。
[專利文獻1]特開2007-218680號公報
然而,以往的電池狀態監視電路是將所被傳達的監視資訊及檢測出的監視資訊經由AND電路510或516來輸出至輸出端子DCHO或CHGO,而傳達至其次的電池狀態監視電路或驅動器605或606。因此,當二次電池的電壓未滿邏輯電路的最低動作電壓時,會有輸出端子的電壓不被保證,無法禁止充電的課題。
本發明的電池狀態監視電路及電池裝置是為了解決上述課題而設計者,在使用串聯連接的電池狀態監視電路的電池裝置中,在未滿邏輯電路的最低動作電壓的電壓也可確實地禁止充電。
為了解決以往的課題,使用本發明的串聯連接的電池狀態監視電路之電池裝置的電池狀態監視電路是設置:在未滿邏輯電路的最低動作電壓的電壓,對於設在用以傳送過充電檢出信號的端子之信號輸出電晶體的閘極供給關閉信號輸出電晶體的電位之電路。
因此,在電路不動作那樣的電源電壓以下,可確實地關閉充電控制用的電晶體,可禁止充電。
若根據具備本發明的電池狀態監視電路的電池裝置,則在使用串聯連接的電池狀態監視電路的電池裝置中,具有在未滿邏輯電路的最低動作電壓的電源電壓下也可確實地進行充電禁止的效果。
圖1是表示本發明的電池裝置的電路圖。圖1的電池裝置是串聯連接複數個電池狀態監視電路的構成。在圖1為了簡略化說明而為串聯4個的電池裝置圖。在此,即使在
串聯5個以上的電池裝置中也是串聯連接複數個的電池狀態監視電路,形成同様的電路構成。
圖1的電池裝置是具備:被串聯的4個電池103a~103d、對應於各電池103a~103d來個別設置的4個電池狀態監視電路106a~106d、通信端子連接用的電阻107a~107c及108a~108c、第1電晶體(充電用P通道型電晶體)109、第2電晶體(放電用P通道型電晶體)111、第1電阻元件(第1偏壓用電阻元件)110、第2電阻元件(第2偏壓用電阻元件)112、第1外部端子101及第2外部端子102。
第1電晶體109及第2電晶體111與電池103a~103d是被串聯於第1外部端子101與第2外部端子102之間。在電池103a~103d分別設有電池狀態監視電路106a~106d。而且,電池103a~103d的正極端子與負極端子是分別被連接至電池狀態監視電路106a~106d的第1電壓監視端子VDD與第2電壓監視端子VSS。第1電阻元件110是被連接至第1電晶體109的閘極端子與第1外部端子101。第2電阻元件112是被連接至第2電晶體111的閘極端子與電池103a的正極端子。
最高電位側的電池狀態監視電路106a是將第1送信端子CO連接至第1電晶體109的閘極端子,將第2送信端子DO連接至第2電晶體111的閘極端子。電池狀態監視電路106b~106d是將第1送信端子CO與第2送信端子DO連接至高電位側的電池狀態監視電路的第1受信端子CTLC與第2受信端子CTLD。然後,電池狀態監視電路106d是將第1受信
端子CTLC與第2受信端子CTLD連接至電池103d的負極端子。
電池狀態監視電路106a~106d是全部形成同一電路構成。因此,將電路構設為共通的電池狀態監視電路106,利用圖3來說明。
電池狀態監視電路106是具備:過充電檢出電路304、第1NOR電路306、第1輸出電晶體307、第1電流源308、耗盡型電晶體309、電阻310、過放電檢出電路305、第2NOR電路311、第2輸出電晶體312、第2電流源313、第1電壓監視端子VDD、第2電壓監視端子VSS、第1送信端子CO、第2送信端子DO、第1受信端子CTLC、及第2受信端子CTLD。
過充電檢出電路304是一端會與第1電壓監視端子VDD連接,他端會與第2電壓監視端子VSS連接。第1NOR電路306是輸入端子會與過充電檢出電路304的輸出端子及第1受信端子CTLC連接,輸出端子會與第1輸出電晶體307的閘極端子連接。第1輸出電晶體307是n通道型MOS電晶體,汲極端子會與第1送信端子CO連接,源極端子會與第2電壓監視端子VSS連接。第1電流源308是在第1電壓監視端子VDD與第1受信端子CTLC之間連接。耗盡型電晶體309是將汲極端子連接至第1輸出電晶體307的閘極端子,以電阻310來飽和結線閘極端子與源極端子,與第2電壓監視端子VSS連接。
過放電檢出電路305是一端會與第1電壓監視端子VDD
連接,他端會與第2電壓監視端子VSS連接。第2NOR電路311是輸入端子會與過放電檢出電路305的輸出端子及第2受信端子CTLD連接,輸出端子會與第2輸出電晶體312的閘極端子連接。第2輸出電晶體312是n通道型MOS電晶體,汲極端子會與第2送信端子DO連接,源極端子會與第2電壓監視端子VSS連接。第2電流源313是在第1電壓監視端子VDD與第2受信端子CTLD之間連接。
具備如此構成要素的電池狀態監視電路106是為1晶片的IC(半導體裝置)所構成。另外,第1NOR電路306、第1輸出電晶體307、第1電流源308是構成本發明的過充電資訊通信電路。又,第2NOR電路311、第2輸出電晶體312、第2電流源313是構成本發明的過放電資訊通信電路。
其次,說明電池狀態監視電路106的動作。
過充電檢出電路304是在電池103的電壓形成過充電電壓以上時,輸出高位準的信號(過充電檢出信號),電池103的電壓未滿過充電電壓時,輸出低位準的信號。在此,所謂的過充電電壓是意指充電可能的上限電壓。另外,過充電檢出電路304是具有從過放電檢出電路305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306是輸入過充電檢出電路304的過充電檢出信號、及來自第1受信端子CTLC的信號,將該等兩信號的反或(NOR)邏輯和信號輸出至第1輸出電晶體307的閘極端子。
過放電檢出電路305是在電池103的電壓未滿過放電電
壓時,輸出高位準的信號(過放電檢出信號),電池103的電壓未滿過放電電壓以上時,輸出低位準的信號。在此,所謂的過放電電壓是意指放電可能的下限電壓。
第2NOR電路311是輸入過放電檢出電路305的過放電檢出信號、及來自第2受信端子CTLD的信號,將該等兩信號的反或(NOR)邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體312的閘極端子。
如此構成的電池裝置是在第1外部端子101與第2外部端子102之間連接負荷或充電器,藉此進行放電或充電。
具備上述電池狀態監視電路106的電池裝置是如以下那樣動作,控制電池103a~103d的充放電。
針對通常狀態時,亦即電池103a~103d的全部電壓為未滿過充電電壓且過放電電壓以上的範圍時進行說明。在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路106a的過充電檢出電路304是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路306。
此時,因為電池狀態監視電路106b的第1輸出電晶體307是形成開啟(有關其理由會在往後敘述),所以電池狀態監視電路106a的第1受信端子CTLC是形成低位準。因此,第1NOR電路306會將高位準的信號輸出至第1輸出電晶體307的閘極端子。藉此,因為第1輸出電晶體307是形成開啟,所以第1送信端子CO是形成低位準,第1電晶體109形成開啟。
在此,說明有關電池狀態監視電路106b的第1輸出電
晶體307形成開啟的理由。最下段的電池狀態監視電路106d的第1受信端子CTLC是與電池103d的負極端子連接,所以第1NOR電路306的輸入端子是經常為低位準。過充電檢出電路304會將低位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路306。藉此,第1NOR電路306會將高位準的信號輸出至第1輸出電晶體307的閘極端子,第1輸出電晶體307形成開啟。電池狀態監視電路106d的第1送信端子CO是形成低位準。此信號會依序傳播,電池狀態監視電路106b的第1輸出電晶體307會形成開啟。
並且,電池狀態監視電路106a的過放電檢出電路305會將低位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路311。此時,電池狀態監視電路106b的第2輸出電晶體312也形成開啟,所以電池狀態監視電路106a的第2受信端子CTLD是形成低位準。因此,第2NOR電路311會將高位準的信號輸出至第2輸出電晶體312的閘極端子。藉此,因為第2輸出電晶體312是形成開啟,所以第2送信端子DO是形成低位準,第2電晶體111形成開啟。
如以上那樣在通常狀態時,因為第1電晶體109及第2電晶體111形成開啟,所以電池裝置是形成充電及放電可能的狀態。
其次,針對過充電狀態時,亦即在第1外部端子101與第2外部端子102之間連接充電器,將電池103a~103d充電,該等電池103a~103d的至少1個電壓形成過充電電壓以上時進行說明。另外,在以下是說明電池103b的電壓形成
過充電電壓以上。
此情況,電池狀態監視電路106b的過充電檢出電路304是將高位準的過充電檢出信號輸出至第1NOR電路306。因此,第1NOR電路306會將低位準的信號輸出至第1輸出電晶體307的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體307關閉,第1送信端子CO形成高阻抗。
此時,電池狀態監視電路106a的第1受信端子CTLC是藉由第1電流源308來上拉成高位準,在第1NOR電路306輸入高位準的信號。因此,第1NOR電路306會將低位準的信號輸出至第1輸出電晶體307的閘極端子。然後,第1輸出電晶體307關閉。
一旦第1輸出電晶體307關閉,則第1電晶體109的閘極端子會藉由第1電阻元件110來形成高位準,第1電晶體109會關閉,禁止來自充電器的充電。
如以上說明,來自電池狀態監視電路(對應於形成過充電狀態的電池)的過充電檢出信號會到達最上段的電池狀態監視電路106a,藉此第1電晶體109會關閉,禁止來自充電器的充電。
其次,針對過放電狀態時,亦即在第1外部端子101與第2外部端子102之間連接負荷,將電池103a~103d放電,該等電池103a~103d的至少1個電壓形成未滿過放電電壓時進行說明。另外,在以下是說明電池103b的電壓為形成未滿過放電電壓。
此情況,電池狀態監視電路106b的過放電檢出電路
305是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2NOR電路311。因此,第2NOR電路311會將低位準的信號輸出至第2輸出電晶體312的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體312關閉,第2送信端子DO形成高阻抗。
此時,電池狀態監視電路106a的第2受信端子CTLD是藉由第2電流源313來上拉成高位準,在第2NOR電路311輸入高位準的信號。因此,第2NOR電路311會將低位準的信號輸出至第2輸出電晶體312的閘極端子。然後,第2輸出電晶體312關閉。
一旦第2輸出電晶體312關閉,則第2電晶體111的閘極端子會藉由第2電阻元件112來成為高位準,第2電晶體111會關閉,往負荷的放電會被禁止。
如以上說明,來自電池狀態監視電路(對應於形成過放電狀態的電池)的過放電檢出信號會到達最上段的電池狀態監視電路106a,藉此第2電晶體111會關閉,往負荷的放電會被禁止。
以上是電池電壓為電路的動作電壓以上時的動作。
其次,說明電池電壓為未滿邏輯電路的動作可能的電壓時,確實地進行充電禁止時的動作。在如此的電路構成中,一旦電源電壓下降至電晶體的驅動能力未能充分取得那樣的電壓,則由電路輸出的信號會形成不定。其結果,第1輸出電晶體307的輸出信號也會形成不定。
於是,如圖3所示般,以第1輸出電晶體307能夠形成關閉的方式控制的控制電路,在第1輸出電晶體307的閘極
端子連接飽和結線的耗盡型電晶體309的源極端子。如此一來,在電源電壓為未滿邏輯電路的動作可能的電壓時,可將第1輸出電晶體307的閘極端子形成低位準。因此,可將第1輸出電晶體307確實地關閉。
當然,電路為正常動作時,為了控制第1輸出電晶體307的閘極端子,必須將第1NOR電路306的輸出段的驅動能力設定成比耗盡型電晶體309更高。
另外,雖未圖示,但即使設置電阻元件,取代藉由電阻310來飽和結線的耗盡型電晶體309,也可期待同様的效果。
其次,說明在控制充放電的第1電晶體及第2電晶體使用n通道型電晶體的電池裝置之例。圖2是本發明的其他例的電池裝置的電路圖。在圖2為了簡略化說明而為串聯4個的電池裝置圖。在此,在串聯4個以上的電池裝置中也是串聯連接複數個的電池狀態監視電路,形成同様的電路構成。
圖2的電池裝置是具備:被串聯的4個電池203a~203d、對應於各電池203a~203d而個別設置的4個電池狀態監視電路206a~206d、通信端子連接用的電阻207a~207c及208a~208c、第1電晶體(充電用N通道型電晶體)209、第2電晶體(放電用N通道型電晶體)211、第1電阻元件(第1偏壓用電阻元件)210、第2電阻元件(第2偏壓用電阻元件)212、第1外部端子201及第2外部端子202。
第1電晶體209及第2電晶體211與電池203a~203d是被串聯於第1外部端子201與第2外部端子202之間。在電池203a~203d分別設有電池狀態監視電路206a~206d。而且,電池203a~203d的正極端子與負極端子是分別被連接至電池狀態監視電路206a~206d的第1電壓監視端子VDD與第2電壓監視端子VSS。第1電阻元件210是連接至第1電晶體209的閘極端子與第2外部端子202。第2電阻元件212是連接至第2電晶體211的閘極端子與電池203d的負極端子。
最低電位側的電池狀態監視電路206d是將第1送信端子CO連接至第1電晶體209的閘極端子,將第2送信端子DO連接至第2電晶體211的閘極端子。電池狀態監視電路206a~206c是將第1送信端子CO與第2送信端子DO連接至低電位側的電池狀態監視電路的第1受信端子CTLC與第2受信端子CTLD。而且,電池狀態監視電路206a是將第1受信端子CTLC與第2受信端子CTLD連接至電池203a的正極端子。
電池狀態監視電路206a~206d是全部形成同一電路構成。因此,將電路構設為共通的電池狀態監視電路206,利用圖4來說明。
電池狀態監視電路206是具備:過充電檢出電路404、第1OR電路406、第1輸出電晶體407、第1電流源408、第1INV電路414、耗盡型電晶體409、電阻410、過放電檢出電路405、第2OR電路411、第2輸出電晶體412、第2電流源413、第2INV電路415、第1電壓監視端子VDD、第2電壓監
視端子VSS、第1送信端子CO、第2送信端子DO、第1受信端子CTLC、及第2受信端子CTLD。
過充電檢出電路404是一端會與第1電壓監視端子VDD連接,他端會與第2電壓監視端子VSS連接。第1OR電路406是輸入端子會經由過充電檢出電路404的輸出端子及第1INV電路414來與第1受信端子CTLC連接,輸出端子會與第1輸出電晶體407的閘極端子連接。第1輸出電晶體407是p通道型MOS電晶體,汲極端子會與第1送信端子CO連接,源極端子會與第1電壓監視端子VDD連接。第1電流源408是在第2電壓監視端子VSS與第1受信端子CTLC之間連接。耗盡型電晶體409是將汲極端子連接至第1電壓監視端子VDD,以電阻410來飽和結線閘極端子與源極端子,與第1輸出電晶體407的閘極端子連接。
過放電檢出電路405是一端會與第1電壓監視端子VDD連接,他端會與第2電壓監視端子VSS連接。第2OR電路411是輸入端子會經由過放電檢出電路405的輸出端子及第2INV電路415來與第2受信端子CTLD連接,輸出端子會與第2輸出電晶體412的閘極端子連接。第2輸出電晶體412是p通道型MOS電晶體,汲極端子會與第2送信端子DO連接,源極端子會與第1電壓監視端子VDD連接。第2電流源413是在第2電壓監視端子VSS與第2受信端子CTLD之間連接。
具備如此構成要素的電池狀態監視電路206是構成為1晶片的IC(半導體裝置)。另外,第1OR電路406、第1輸出電晶體407、第1電流源408是構成本發明的過充電資訊
通信電路。又,第2OR電路411、第2輸出電晶體412、第2電流源413是構成本發明的過放電資訊通信電路。
其次,說明電池狀態監視電路206的動作。
過充電檢出電路404是在電池203的電壓形成過充電電壓以上時,輸出高位準的信號(過充電檢出信號),電池203的電壓未滿過充電電壓時,輸出低位準的信號。在此,所謂過充電電壓是意指充電可能的上限電壓。另外,過充電檢出電路404是具有在從過放電檢出電路405輸入高位準的過放電檢出信號時停止動作的機能。
第1OR電路406是輸入過充電檢出電路404的過充電檢出信號、及經由第1INV電路414來自第1受信端子CTLC的信號,且將該等兩信號的邏輯和信號輸出至第1輸出電晶體407的閘極端子。
過放電檢出電路405是在電池203的電壓形成未滿過放電電壓未滿時,輸出高位準的信號(過放電檢出信號),電池203的電壓為過放電電壓以上時,輸出低位準的信號。在此,所謂過放電電壓是意指放電可能的下限電壓。
第2OR電路411是輸入過放電檢出電路405的過放電檢出信號、及經由第2INV電路415來自第2受信端子CTLD的信號,且將該等兩信號的邏輯和信號輸出至第2輸出電晶體412的閘極端子。
如此構成的電池裝置是在第1外部端子201與第2外部端子202之間連接負荷或充電器,藉此進行放電或充電。
具備上述電池狀態監視電路206的電池裝置是如以下
那樣動作,控制電池203a~203d的充放電。
針對通常狀態時,亦即電池203a~203d的全部電壓為未滿過充電電壓且過放電電壓以上的範圍時進行說明。
在如此的通常狀態時,電池狀態監視電路206d的過充電檢出電路404是將低位準的過充電檢出信號輸出至第1OR電路406。
此時,因為電池狀態監視電路206c的第1輸出電晶體407是形成開啟(有關其理由會在往後敘述),所以電池狀態監視電路206d的第1受信端子CTLC是形成高位準。因此,第1OR電路406會將低位準的信號輸出至第1輸出電晶體407的閘極端子。藉此,因為第1輸出電晶體407是形成開啟,所以第1送信端子CO是形成高位準,第1電晶體209是形成開啟。
在此,說明有關電池狀態監視電路206c的第1輸出電晶體407形成開啟的理由。因為最上段的電池狀態監視電路206a的第1受信端子CTLC是與電池203a的正極端子連接,所以第1OR電路406的輸入端子是經常為低位準。過充電檢出電路404會將低位準的過充電檢出信號輸出至第1OR電路406。藉此,第1OR電路406會將低位準的信號輸出至第1輸出電晶體407的閘極端子,第1輸出電晶體407形成開啟。電池狀態監視電路206a的第1送信端子CO是形成低位準。此信號會依序傳播,電池狀態監視電路206c的第1輸出電晶體407會形成開啟。
並且,電池狀態監視電路206d的過放電檢出電路405
會將低位準的過放電檢出信號輸出至第2OR電路411。此時,因為電池狀態監視電路206c的第2輸出電晶體312也會形成開啟,所以電池狀態監視電路206d的第2受信端子CTLD形成高位準。因此,第2OR電路411會將低位準的信號輸出至第2輸出電晶體412的閘極端子。藉此,因為第2輸出電晶體412是形成開啟,所以第2送信端子DO形成高位準,第2電晶體211形成開啟。
如以上那樣在通常狀態時,因為第1電晶體209及第2電晶體211形成開啟,所以電池裝置是形成充電及放電可能的狀態。
其次,針對過充電狀態時,亦即在第1外部端子201與第2外部端子202之間連接充電器,將電池203a~203d充電,該等電池203a~203d的至少1個電壓形成過充電電壓以上時進行說明。另外,在以下是說明電池203c的電壓為形成過充電電壓以上。
此情況,電池狀態監視電路206c的過充電檢出電路404是將高位準的過充電檢出信號輸出至第1OR電路406。因此,第1OR電路406會將高位準的信號輸出至第1輸出電晶體407的閘極端子。藉此,第1輸出電晶體407關閉,第1送信端子CO形成高阻抗。
此時,電池狀態監視電路206d的第1受信端子CTLC是藉由第1電流源408來下拉成低位準,在第1OR電路406輸入高位準的信號。因此,第1OR電路406會將高位準的信號輸出至第1輸出電晶體407的閘極端子。然後,第1輸出電晶
體407關閉。
一旦第1輸出電晶體407關閉,則第1電晶體209的閘極端子會藉由第1電阻元件210來形成低位準,第1電晶體209會關閉,禁止來自充電器的充電。
如以上說明,來自電池狀態監視電路(對應於形成過充電狀態的電池)的過充電檢出信號會到達最下段的電池狀態監視電路206d,藉此第1電晶體209會關閉,禁止來自充電器的充電。
其次,針對過放電狀態時,亦即在第1外部端子201與第2外部端子202之間連接負荷,將電池203a~203d放電,該等電池203a~203d的至少1個電壓形成未滿過放電電壓時進行說明。另外,在以下是說明電池203c的電壓為形成未滿過放電電壓。
此情況,電池狀態監視電路206c的過放電檢出電路405是將高位準的過放電檢出信號輸出至第2OR電路411。因此,第2OR電路411會將高位準的信號輸出至第2輸出電晶體412的閘極端子。藉此,第2輸出電晶體412關閉,第2送信端子DO形成高阻抗。
此時,電池狀態監視電路206d的第2受信端子CTLD是藉由第2電流源413來下拉成低位準,在第2OR電路411輸入高位準的信號。因此,第2OR電路411會將高位準的信號輸出至第2輸出電晶體412的閘極端子。然後,第2輸出電晶體412關閉。
一旦第2輸出電晶體412關閉,則第2電晶體211的閘極
端子會藉由第2電阻元件212來形成低位準,第2電晶體211會關閉,往負荷的放電會被禁止。
如以上說明,來自電池狀態監視電路(對應於形成過放電狀態的電池)的過放電檢出信號會到達最下段的電池狀態監視電路206d,藉此第2電晶體211會關閉,往負荷的放電會被禁止。
以上是電池電壓為電路的動作電壓以上時的動作。
其次,說明電池電壓為未滿邏輯電路的動作可能的電壓時,確實地進行充電禁止時的動作。在如此的電路構成中,一旦電源電壓下降至電晶體的驅動能力未能充分取得那樣的電壓,則由電路輸出的信號會形成不定。其結果,第1輸出電晶體407的輸出信號也會形成不定。
於是,如圖4所示般,以第1輸出電晶體407能夠形成關閉的方式控制的控制電路,在第1輸出電晶體407的閘極端子連接飽和結線的耗盡型電晶體409的源極端子。如此一來,在電源電壓為未滿邏輯電路的動作可能的電壓時,可將第1輸出電晶體407的閘極端子形成高位準。因此,可將第1輸出電晶體407確實地關閉。
當然,電路為正常動作時,為了控制第1輸出電晶體407的閘極端子,必須將第1OR電路406的輸出段的驅動能力設定成比耗盡型電晶體409更高。
另外,雖未圖示,但即使設置電阻元件,取代藉由電阻410來飽和結線的耗盡型電晶體409,也可期待同様的效果。
101、201‧‧‧第1外部端子
102、202‧‧‧第2外部端子
103a~103d、203a~203d‧‧‧電池
106a~106d、206a~206d‧‧‧電池狀態監視電路
304、404‧‧‧過充電檢出電路
305、405‧‧‧過放電檢出電路
圖1是表示本發明的電池裝置的電路圖。
圖2是表示本發明的電池裝置的電路圖。
圖3是表示使用於本發明的圖1的電池裝置之電池狀態監視電路的電路圖。
圖4是表示使用於本發明的圖2的電池裝置之電池狀態監視電路的電路圖。
圖5是表示以往的電池裝置的電路圖。
101‧‧‧第1外部端子
102‧‧‧第2外部端子
103a~103d‧‧‧電池
106a~106d‧‧‧電池狀態監視電路
107a~107c、108a~108c‧‧‧電阻
109‧‧‧第1電晶體
110‧‧‧第1電阻元件
111‧‧‧第2電晶體
112‧‧‧第2電阻元件
Claims (6)
- 一種電池狀態監視電路,係分別設於被串聯的電池,監視前述電池的電壓,且具備送收監視結果的資料的機能之電池狀態監視電路,其特徵係具備:第1電壓監視端子及第2電壓監視端子,其係與前述電池連接;第1送信端子;第2送信端子;第1受信端子;第2受信端子;過充電檢出電路,其係根據前述第1電壓監視端子與前述第2電壓監視端子之間的電壓,檢測出前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;過放電檢出電路,其係根據前述第1電壓監視端子與前述第2電壓監視端子之間的電壓,檢測出前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;過充電資訊通信電路,其係經由前述第1受信端子來接收之顯示其他的電池是否為過充電狀態的過充電檢出信號與前述過充電檢出電路的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前述第1送信端子送至外部;及過放電資訊通信電路,其係經由前述第2受信端子來接收之顯示其他的電池是否為過放電狀態的過放電檢出信號與前述過放電檢出電路的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前述第2送信端子送至外部,又,前述過充電資訊通信電路係具有:輸出電晶體,其係輸出前述過充電檢出信號至前述第1送信端子;及控制電路,其係於前述電池的電壓為未滿邏輯電路的動作可能的電壓時,控制成前述輸出電晶體會輸出前述過充電信號,作為1個半導體裝置來構成。
- 如申請專利範圍第1項之電池狀態監視電路,其中,前述輸出電晶體為開啟汲極輸出的n通道型電晶體,前述控制電路為下拉電路(pull-down circuit)。
- 如申請專利範圍第2項之電池狀態監視電路,其中,前述下拉電路為飽和結線閘極端子與源極端子的n通道型耗盡電晶體。
- 如申請專利範圍第1項之電池狀態監視電路,其中,前述輸出電晶體為開啟汲極輸出的p通道型電晶體,前述控制電路為上拉電路(pull-up circuit)。
- 如申請專利範圍第4項之電池狀態監視電路,其中,前述上拉電路為飽和結線閘極端子與源極端子的n通道型耗盡電晶體。
- 一種電池裝置,其特徵係具備:連接負荷或充電器的第1外部端子及第2外部端子;被串聯的複數個電池; 設於前述第1外部端子或前述第2外部端子與前述被串聯的複數個電池之間的充放電控制開關;及分別設於前述複數個電池之如申請專利範圍第1~5項中任一項所記載的電池狀態監視電路。
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Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011199981A (ja) * | 2010-03-18 | 2011-10-06 | Ricoh Co Ltd | 信号送受信制御回路と2次電池保護回路 |
US20120013189A1 (en) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Vercingetorix, Llc | battery management system |
JP5842179B2 (ja) * | 2010-08-23 | 2016-01-13 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 電力管理システム |
JP5481327B2 (ja) * | 2010-09-09 | 2014-04-23 | 東芝テック株式会社 | 充電可能電池を使用する電源回路 |
WO2012043134A1 (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | 三洋電機株式会社 | 蓄電池充放電制御装置および蓄電池充放電制御方法 |
KR101189885B1 (ko) * | 2010-10-19 | 2012-10-10 | 산요덴키가부시키가이샤 | 전원 장치 및 이를 사용한 차량 및 축전 장치 |
US9553460B2 (en) * | 2011-03-31 | 2017-01-24 | Elite Power Solutions Llc | Wireless battery management system |
TWI613882B (zh) * | 2011-12-16 | 2018-02-01 | 半導體能源研究所股份有限公司 | 直流對直流轉換器、受電裝置及供電系統 |
JP5891809B2 (ja) * | 2012-01-23 | 2016-03-23 | ミツミ電機株式会社 | 電池保護回路及び電池保護装置、並びに電池パック |
US9293928B2 (en) * | 2013-04-23 | 2016-03-22 | Kevin Alexander | System and method for a dynamically configurable power distribution control and management system |
EP2716644B1 (en) * | 2012-10-03 | 2017-04-05 | The Procter and Gamble Company | A stable enzyme stabilizer premix |
CN104037462B (zh) * | 2013-03-08 | 2016-04-27 | 华硕电脑股份有限公司 | 电池模块及过充电保护方法 |
JP6310640B2 (ja) * | 2013-04-24 | 2018-04-11 | ローム株式会社 | 蓄電素子監視回路、充電システム、及び集積回路 |
KR101680189B1 (ko) * | 2013-09-24 | 2016-11-28 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 관리 시스템 |
DE102014215730A1 (de) * | 2014-08-08 | 2016-02-11 | Robert Bosch Gmbh | Batteriezellenmodul mit Kommunikationsvorrichtung für einen Datenaustausch zwischen mehreren gleichartigen in Reihe geschalteten Batteriezellenmodulen |
DE102014216573A1 (de) * | 2014-08-21 | 2016-02-25 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Luftaustrittsvorrichtung zur gesteuerten Zufuhr von Luft zu einem Fahrzeuginnenraum |
EP3207579B1 (en) * | 2014-10-13 | 2020-01-29 | 24M Technologies, Inc. | Systems and methods for series battery charging and forming |
JP6477200B2 (ja) | 2015-04-24 | 2019-03-06 | ミツミ電機株式会社 | 電池保護システム、電池保護装置、及び電池保護方法 |
CN105262159B (zh) * | 2015-09-28 | 2018-09-07 | 香港城市大学深圳研究院 | 充放电同口控制超级电容管理装置及其系统 |
EP3249779B1 (en) * | 2016-02-05 | 2020-09-02 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Adaptor and charge control method |
JP6903456B2 (ja) * | 2017-03-15 | 2021-07-14 | エイブリック株式会社 | 充放電制御回路およびバッテリ装置 |
CN107315708B (zh) * | 2017-07-12 | 2020-11-20 | 砀山泰莱电气设备有限公司 | 一种芯片间级联应用电路 |
CN108919132B (zh) * | 2018-07-17 | 2020-04-14 | 深圳市道通智能航空技术有限公司 | 跟踪电池过放电的方法和装置、芯片、电池及飞行器 |
KR20210014003A (ko) * | 2019-07-29 | 2021-02-08 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 관리 장치 및 배터리 관리 방법 |
JP2021153259A (ja) * | 2020-03-24 | 2021-09-30 | ミツミ電機株式会社 | 放電制御回路および電流源回路 |
CN113655385B (zh) * | 2021-10-19 | 2022-02-08 | 深圳市德兰明海科技有限公司 | 锂电池soc估计方法、装置及计算机可读存储介质 |
CN114421433B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-09-12 | 合肥中感微电子有限公司 | 电池保护电路及其充电功率开关控制信号产生电路 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10271691A (ja) * | 1997-03-25 | 1998-10-09 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 二次電池の過充電及び過放電防止装置 |
CN1327288A (zh) * | 2000-06-02 | 2001-12-19 | 精工电子有限公司 | 充电/放电型电源 |
US20080111520A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-15 | Sony Corporation | Battery pack |
JP2008177117A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Nec Tokin Corp | 二次電池の保護装置 |
TW200832861A (en) * | 2006-08-24 | 2008-08-01 | Seiko Instr Inc | Charge and discharge control circuit and battery device |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6264225A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-23 | 三洋電機株式会社 | 充電制御装置 |
JP3157121B2 (ja) * | 1997-02-04 | 2001-04-16 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 充電式電源装置 |
JP3043704B2 (ja) * | 1998-03-02 | 2000-05-22 | 米沢日本電気株式会社 | バッテリパックの過充放電防止制御方法および装置 |
JP3155247B2 (ja) * | 1998-07-10 | 2001-04-09 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | バッテリー状態監視回路、バッテリー装置及び該バッテリー装置を搭載した電子機器 |
JP2000308266A (ja) * | 1999-04-14 | 2000-11-02 | Seiko Instruments Inc | 充電スイッチ制御回路 |
JP4080408B2 (ja) * | 2003-10-07 | 2008-04-23 | 松下電器産業株式会社 | 電池用保護icおよびそれを利用した電池パック |
JP4065232B2 (ja) * | 2003-12-11 | 2008-03-19 | 三洋電機株式会社 | 電池の充電方法 |
JP4135676B2 (ja) * | 2004-04-28 | 2008-08-20 | ミツミ電機株式会社 | 電池保護装置、及び、それを用いた電池保護システム、並びに、電池保護方法 |
JP4836183B2 (ja) | 2006-02-15 | 2011-12-14 | 株式会社日立超エル・エス・アイ・システムズ | 充放電監視装置及び半導体集積回路 |
JP3988797B2 (ja) * | 2006-08-29 | 2007-10-10 | 松下電器産業株式会社 | 二次電池の保護装置 |
JP2009055755A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Ricoh Co Ltd | 二次電池保護用半導体装置 |
-
2009
- 2009-09-07 JP JP2009206359A patent/JP5431842B2/ja active Active
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10271691A (ja) * | 1997-03-25 | 1998-10-09 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 二次電池の過充電及び過放電防止装置 |
CN1327288A (zh) * | 2000-06-02 | 2001-12-19 | 精工电子有限公司 | 充电/放电型电源 |
TW200832861A (en) * | 2006-08-24 | 2008-08-01 | Seiko Instr Inc | Charge and discharge control circuit and battery device |
US20080111520A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-15 | Sony Corporation | Battery pack |
JP2008177117A (ja) * | 2007-01-22 | 2008-07-31 | Nec Tokin Corp | 二次電池の保護装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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