TWI499160B - Battery status monitoring circuit and battery device - Google Patents
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Description
本發明，係有關於對電池之狀態作監視的電池狀態監視電路以及電池裝置。
針對先前技術之電池狀態監視電路及電池裝置作說明。圖5，係為對於先前技術之電池狀態監視電路以及電池裝置作展示之圖。
電池21，係被與電池狀態監視電路1之電源端子16和接地端子17作連接。充電器，係被與外部電源端子26和外部接地端子27作連接。負載32，係被與外部電源端子26和外部接地端子27作連接。充電控制電晶體22與放電控制電晶體25，係被連接於外部接地端子27與電池21之間。充電器檢測端子20，係透過電阻2而被與外部電源端子27作連接。
電池狀態監視電路1，係對於電池21之電壓作監測。若是電池21之電壓較過充電電壓更高，則過充電檢測電路12係將使充電控制電晶體22成為OFF之訊號輸出至充電控制端子18處。若是電池21之電壓較過放電電壓更低，則過放電檢測電路14係將使放電控制電晶體25成為OFF之訊號輸出至放電控制端子19處。
若是充電器31被與外部電源端子26和外部接地端子27作連接，則充電器檢測端子20之電壓，係成為充電器31之負極端子電壓，電壓檢測電路11係檢測出充電器之連接。當充電器31並未被與外部電源端子26和外部接地端子27作連接時，充電器檢測端子20之電壓，係經由負載32和電阻2而被上拉(pull up)至電池21之正極端子電壓VDD。藉由此，電壓檢測電路11係將充電器31並未被作連接一事檢測出來(例如，參考專利文獻1)。
電池狀態監視電路1，係如此這般地檢測出充電器31之連接，並進行各種之狀態控制。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-169463號公報
但是，在先前技術之電池狀態監視電路1中，為了檢測出充電器31之連接，係成為需要充電器檢測端子20。在圖5之電池裝置中，係對於電池21為1個的情況作展示。但是，當電池21成為複數個串聯的情況時，與電池作連接之端子，係會對應於電池之數量而變多。電池狀態監視電路1，由於係被密封在封裝中，因此，若是端子成為較封裝之端子數多，就算是只多出1個，便會成為無法將該封裝作密封。亦即是，係期望將端子盡可能的減少。
本發明，係有鑑於上述課題，而提供一種端子數量為少之電池狀態監視電路以及電池裝置。
本發明，係為了解決上述課題，而將過充電檢測電路12之輸出，相對於充電控制端子18而設為開放汲極輸出，並將電壓檢測電路11之輸入端子與充電控制端子18作連接，而設為將充電器檢測端子與充電控制端子作了兼用之電池狀態監視電路，並設為在充電控制端子處而設置有用以確定電壓之電阻的電池裝置。
若依據本發明之電池狀態監視電路，則由於係將過充電檢測電路12之輸出，相對於充電控制端子18而設為開放汲極輸出，並將電壓檢測電路11之輸入端子與充電控制端子18作連接，而將充電器檢測端子與充電控制端子設為共通，因此，係成為能夠將端子數量減少。
以下，參考圖面，對於本發明之實施形態作說明。
圖1，係為對於本發明之電池狀態監視電路以及電池裝置作展示的區塊圖。
電池裝置，係具備有：電池21、和電池狀態監視電路10、和充電控制電晶體22、和電阻23、和放電控制電晶體25、和外部電源端子26、以及外部接地端子27。
電池狀態監視電路10，係具備有：電壓檢測電路11、和過充電檢測電路12、和輸出電晶體13、和過放電檢測電路14、和電源端子16、和接地端子17、和充電控制端子18、以及放電控制端子19。
電池21，係將正極端子與電源端子16以及外部電源端子26作連接，並將負極端子與接地端子17以及放電控制電晶體25作連接且透過充電控制電晶體22而與外部接地端子27作連接。充電控制電晶體22，係將閘極與充電控制端子18作連接，並將源極以及後閘極與外部連接端子27作連接。電阻23，係被連接於充電控制端子18與外部接地端子27之間。放電控制電晶體25，係將閘極與放電控制端子19作連接，並將源極以及後閘極與電池21之負極端子作連接。
過充電檢測電路12以及過放電檢測電路14，係被設置在電源端子16與接地端子17之間。過充電檢測電路12之輸出端子，係被與輸出電晶體13之閘極作連接。輸出電晶體13，係將源極與電源端子16作連接，並將汲極與充電控制端子18作連接。亦即是，過充電檢測電路12，係相對於充電控制端子18而成為開放汲極輸出。電壓檢測電路11，係將輸入端子與充電控制端子18作連接，並將輸出端子與過充電檢測電路12作連接。過放電檢測電路14之輸出端子，係被與放電控制端子19作連接。
在外部電源端子26與外部接地端子27處，係被連接有負載32以及充電器31。
圖2，係為對於本發明之電池狀態監視電路的電壓檢測電路11之其中一例作展示的電路圖。電壓檢測電路11，例如係藉由遲滯比較器(hysteresis comparator)11a所構成。遲滯比較器11a，係將非反轉輸入端子與接地端子17作連接，並將反轉輸入端子與電壓檢測電路11之輸入端子作連接，且將輸出端子與電壓檢測電路11之輸出端子作連接。又，電壓檢測電路11，係亦可設為如圖3中所示一般之電路構成。在圖3之電壓檢測電路11中，分壓電路11b之輸出端子，係被與遲滯比較器11a之非反轉輸入端子作連接。遲滯比較器11a，係將電壓V1與分壓電路11b之分壓電壓作比較。
接著，針對電池狀態監視電路及電池裝置之動作作說明。
在電池21之電壓為較過充電電壓更低之通常狀態下，過充電檢測電路12係將電池21之電壓為較過充電電壓更低一事檢測出來，並將低準位之輸出電壓V3輸出至輸出端子處。輸出電晶體13，係由於閘極成為低準位，而成為ON，充電控制端子18，係成為高準位。故而，在通常狀態下，充電控制電晶體22係成為ON。於此，若是充電器31被與電池裝置作連接，則電池21係經由充電器31而被作充電。
若是電池21經由充電器31而被作充電，則電池21係成為電壓為較過充電電壓更高之過充電狀態。過充電檢測電路12，係將電池21之電壓為較過充電電壓更高一事檢測出來，並將高準位之輸出電壓V3輸出至輸出端子處。輸出電晶體13，係由於閘極成為低準位，而成為OFF。充電控制端子18，係經由電阻23而被下拉(pull down)至充電器31之負極端子電壓(亦即是低準位)。故而，充電控制電晶體22係成為OFF，電池21之由充電器31所致的充電係被停止。
通常，由於充電器31之電壓係較電池21之電壓更高，因此，充電控制端子18之電壓V1係成為較接地電壓VSS更低。故而，遲滯比較器11a，其反轉輸入端子之電壓係成為較非反轉輸入端子之電壓更低，輸出端子之電壓V2係成為高準位。亦即是，電壓檢測電路11，係檢測出充電器31之連接並將電壓V2設為高準位。
過充電檢測電路12，若是從電壓檢測電路411而輸入有高準位之電壓V2，則係將電壓V3之高準位作保持。故而，充電控制電晶體22係維持為OFF狀態。因此，就算是電池21之電壓低於過充電解除電壓，若是充電器31被作了連接，則由於過充電檢測電路12係將電壓V3之高準位作保持，故而，充電控制電晶體22係持續OFF狀態，而充電係被禁止。
於此，若是充電器31被從電池裝置而卸下，則外部接地端子27係經由負載32和電阻23而被上拉(pull up)至電池21之正極端子電壓VDD。故而，遲滯比較器11a，其反轉輸入端子之電壓係成為較非反轉輸入端子之電壓更高，輸出端子之電壓V2係成為低準位。亦即是，電壓檢測電路11，係檢測出充電器31被卸下一事，並將電壓V2設為低準位。此時，若是電池21之電壓低於過充電解除電壓，則由於過充電檢測電路12係輸出低準位之電壓V3，因此，充電控制電晶體22係成為ON狀態。
如同以上所說明一般，電池狀態監視電路10，由於係將過充電檢測電路12之輸出，相對於充電控制端子18而設為開放汲極輸出，並將電壓檢測電路11之輸入端子與充電控制端子18作連接，而將充電器檢測端子與充電控制端子設為共通，因此，係成為能夠將端子數量減少。
於圖4中，對於本發明之電池裝置的其他例作展示。圖4之電池裝置，係成為具備有外部負載接地端子28之構成。外部負載接地端子28，係被連接於放電控制電晶體25與充電控制電晶體22之間。電池裝置，係為了在充電控制電晶體22成為OFF時，將對於從電池21而放電至負載32之路徑的影響作排除，而設為此種電路構成。
在此種構成之電池裝置的情況時，由於在外部電源端子26與外部接地端子27之間係並未被連接有負載32，因此，在外部接地端子27處，係並未被賦予有用以將充電器31被作了卸下一事檢測出來的電壓。故而，係如圖4中所示一般，在外部電源端子26與外部接地端子27之間，設置電阻24。電阻24，係將外部接地端子27上拉至電池21之正極端子電壓VDD。另外，電阻24，就算是設置在電池狀態監視電路10之內部的電源端子16與充電控制端子18之間，亦能夠得到相同的效果。於此情況，係有著能夠將電池裝置之零件數量減少的效果。
就算是具備有外部負載接地端子28之電池裝置，經由如同上述一般地來構成，亦成為能夠將充電器檢測端子與充電控制端子設為共通，而能夠將端子數量減少。
另外，在本實施形態中，雖係針對充電控制電晶體22為存在於外部接地端子27與電池21之負極端子之間的電池裝置為例來作了說明，但是，就算是充電控制電晶體22為存在於外部電源端子26與電池21之正極端子之間的情況時，亦為相同。於此情況，充電控制電晶體22係為PMOS電晶體，而輸出電晶體13係為NMOS電晶體。
10‧‧‧電池狀態監視電路
11‧‧‧電壓檢測電路
12‧‧‧過充電檢測電路
13‧‧‧輸出電晶體
14‧‧‧過放電檢測電路
16‧‧‧電源端子
17‧‧‧接地端子
18‧‧‧充電控制端子
19‧‧‧放電控制端子
21‧‧‧電池
22‧‧‧充電控制電晶體
25‧‧‧放電控制電晶體
26‧‧‧外部電源端子
27‧‧‧外部接地端子
28‧‧‧外部負載接地端子
31‧‧‧充電器
32‧‧‧負載
[圖1]對於本發明之電池狀態監視電路以及電池裝置作展示的區塊圖。
[圖2]對於本發明之電池狀態監視電路的電壓檢測電路之其中一例作展示的電路圖。
[圖3]對於本發明之電池狀態監視電路的電壓檢測電路之其中一例作展示的電路圖。
[圖4]對於本發明之電池裝置的其他例作展示的之區塊圖。
[圖5]對於先前技術之電池狀態監視電路以及電池裝置作展示的區塊圖。
10．．．電池狀態監視電路
11．．．電壓檢測電路
12．．．過充電檢測電路
13．．．輸出電晶體
14．．．過放電檢測電路
16．．．電源端子
17．．．接地端子
18．．．充電控制端子
19．．．放電控制端子
21．．．電池
22．．．充電控制電晶體
25．．．放電控制電晶體
26．．．外部電源端子
27．．．外部接地端子
31．．．充電器
32．．．負載
Claims (5)
- 一種電池狀態監視電路，其特徵為，具備有：過充電檢測電路，係對於電池之電壓作監測，並檢測出前述電池之過充電狀態；和輸出電晶體，係藉由前述過充電檢測電路之輸出訊號而被作控制，並將前述輸出訊號為過充電狀態檢測訊號時，而被設為OFF，且當前述輸出訊號係為通常狀態檢測訊號時，被設為ON；和充電控制端子，係被連接有充電控制電晶體，並將前述輸出電晶體之訊號輸出至前述充電控制電晶體處；和電壓檢測電路，係對於前述充電控制端子之電壓作監測，並將充電器之連接檢測出來。
- 如申請專利範圍第1項所記載之電池狀態監視電路，其中，前述輸出電晶體，係為開放汲極輸出。
- 一種電池裝置，其特徵為，具備有：可進行充放電之電池；和對於前述電池之電壓作監測的如申請專利範圍第1項所記載之電池狀態監視電路；和被連接有負載以及充電器之第1外部端子以及第2外部端子；和將閘極與前述充電控制端子作連接，並且將源極以及汲極與前述電池之充放電路徑作連接之前述充電控制電晶體；和被設置在前述充電控制電晶體之閘極與源極之間之電 阻。
- 一種電池裝置，其特徵為，具備有：可進行充放電之電池；和對於前述電池之電壓作監測的如申請專利範圍第1項所記載之電池狀態監視電路；和被連接有負載以及充電器之其中一方的端子之第1外部端子；和被連接有前述充電器之另外一方的端子之第2外部端子；和將閘極與前述充電控制端子作連接，並且將源極以及汲極與前述電池之充放電路徑作連接之前述充電控制電晶體；和被設置在前述充電控制電晶體之閘極與源極之間之第1電阻；和被連接有前述充電控制電晶體之汲極與前述負載之另外一方的端子之第3外部端子；和被設置在前述第1外部端子與前述第2外部端子之間之第2電阻。
- 如申請專利範圍第4項所記載之電池裝置，其中，前述第2電阻，係被設置在前述電池狀態監視電路之前述充電控制端子與前述電池之第1端子之間。
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