TWI738965B

TWI738965B - 充放電控制電路以及電池裝置

Info

Publication number: TWI738965B
Application number: TW107103480A
Authority: TW
Inventors: 齋藤啓; 前谷文彦; 鈴木彰彦; 倉冨嵩大
Original assignee: 日商艾普凌科有限公司
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2021-09-11
Also published as: KR102524898B1; CN108574318A; US20180262035A1; US10965135B2; JP6916639B2; TW201843902A; KR20180104559A; JP2018152999A; CN108574318B

Abstract

充放電控制電路包括與二次電池的第1電極連接的第1電源端子、與二次電池的第2電極連接的第2電源端子、與控制來自二次電池的放電的放電控制電晶體的閘極端子連接的放電控制端子、輸入端子、控制放電控制電晶體的控制電路、以及產生電源切斷解除信號的電源切斷解除信號產生電路。放電控制電晶體配置在與二次電池連接的充放電路徑中。在已自過放電狀態變為電源切斷狀態，即，電源切斷解除信號產生電路已產生電源切斷解除信號的情況下，控制電路使放電控制電晶體導通。

Description

充放電控制電路以及電池裝置

本發明是有關於一種充放電控制電路及電池裝置。

先前，已知有一種包括充放電控制電路、二次電池、與二次電池連接的充放電路徑、配置在充放電路徑中的充電控制電晶體（transistor）及放電控制電晶體的電池裝置（例如，參照專利文獻1）。

在專利文獻1所述的電池裝置中，充放電控制電路在二次電池的電壓低於過放電電壓時，使放電控制電晶體斷開，而設為使自二次電池向負載的放電電流停止的過放電狀態。在過放電狀態下，充電器未與外部端子連接時，成為使充放電控制電路的規定電路的運行停止而減少消耗電力的電源切斷（power down）狀態。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第3190597號公報

[發明所欲解決之課題] 然而，在專利文獻1所述的電池裝置中，例如，即使在檢測出二次電池的過放電而使放電控制電晶體斷開，變為電源切斷狀態時，亦存在如下情況：其後，由二次電池的內部阻抗（impedance）所引起的電壓下降消除，二次電池的電壓恢復，而變為可自二次電池向負載供給電流的狀態。但是，在專利文獻1所述的電池裝置中，為了解除電源切斷狀態，必須將充電器連接於外部端子。即，在專利文獻1所述的電池裝置中，即使在變為電源切斷狀態之後，已變為可自二次電池向負載供給電流的狀態的情況下，使用者若不將充電器連接於外部端子，亦無法解除電源切斷狀態，從而無法使用來自二次電池的放電電流。

本發明的目的在於提供一種充放電控制電路及電池裝置，當已變為電源切斷狀態時，不將充電器連接於外部端子，便可解除電源切斷狀態而向負載供給電流。 [解決問題的技術手段]

本發明的一實施形態是一種充放電控制電路，包括與二次電池的第1電極連接的第1電源端子、與所述二次電池的第2電極連接的第2電源端子、電源切斷解除端子、控制所述二次電池的充放電的控制電路、以及與所述電源切斷解除端子連接的電源切斷解除脈波產生電路，並且在所述充放電控制電路處於電源切斷狀態時，若對所述電源切斷解除端子輸入電源切斷解除信號，則所述電源切斷解除脈波產生電路會將電源切斷解除脈波至少供給至所述控制電路，從而解除所述電源切斷狀態。

又，本發明的一實施形態是一種電池裝置，包括充放電控制電路、所述二次電池、與所述二次電池連接的充放電路徑、以及配置在所述充放電路徑中的充電控制電晶體及放電控制電晶體。 [發明的效果]

根據本發明，由於如上所述而構成，故在充放電控制電路處於電源切斷狀態時，藉由將電源切斷解除信號輸入至電源切斷解除端子，可解除電源切斷狀態。因此，在變為過放電狀態而變為電源切斷狀態之後，二次電池的電壓已恢復的情況下，不將充電器連接於外部端子，便可自二次電池向負載供給電流。

[第1實施形態] 以下，參照圖式對充放電控制電路1的第1實施形態進行說明。圖1是表示具備第1實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10的一例的圖。在圖1所示的示例中，電池裝置10包括充放電控制電路1、二次電池2、充放電路徑RT⁺ 、充放電路徑RT^- 、外部端子P⁺ 、外部端子P^- 、充電控制電晶體3及放電控制電晶體4。充電控制電晶體3控制對二次電池2的充電。放電控制電晶體4控制來自二次電池2的放電。充放電路徑RT⁺ 與二次電池2的第1電極2a連接。外部端子P⁺ 設置在充放電路徑RT⁺ 中。充放電路徑RT^- 與二次電池2的第2電極2b連接。外部端子P^- 設置在充放電路徑RT^- 中。充電控制電晶體3及放電控制電晶體4配置在充放電路徑RT^- 中。詳細而言，充電控制電晶體3的源極（source）端子與外部端子P^- 連接。充電控制電晶體3的汲極（drain）端子與放電控制電晶體4的汲極端子連接。放電控制電晶體4的源極端子與二次電池2的第2電極2b連接。

在圖1所示的示例中，充放電控制電路1包括第1電源端子1A、第2電源端子1B、充電控制端子1C、放電控制端子1D、電源切斷解除端子1E、控制電路1a、充放電監控電路1b及電源切斷解除脈波產生電路1c。控制電路1a對充電控制電晶體3及放電控制電晶體4進行控制。充放電監控電路1b對二次電池2的充放電狀態進行監控。電源切斷解除脈波產生電路1c產生電源切斷解除脈波。第1電源端子1A與二次電池2的第1電極2a連接。又，第1電源端子1A與充放電監控電路1b連接。第2電源端子1B與二次電池2的第2電極2b連接。又，第2電源端子1B與充放電監控電路1b連接。充放電監控電路1b與控制電路1a及電源切斷解除脈波產生電路1c連接。充電控制端子1C與充電控制電晶體3的閘極（gate）端子連接。又，充電控制端子1C與控制電路1a連接。放電控制端子1D與放電控制電晶體4的閘極端子連接。又，放電控制端子1D與控制電路1a連接。控制電路1a與電源切斷解除脈波產生電路1c連接。電源切斷解除端子1E與電源切斷解除脈波產生電路1c連接。二次電池2的電池電壓不僅在與第1電源端子1A及第2電源端子1B連接的充放電監控電路1b中用作電源，而且在控制電路1a、電源切斷解除脈波產生電路1c、充放電控制電路1內的其他電路區塊（未圖示）中用作電源。

在圖1所示的示例中，是對電源切斷解除端子1E輸入電源切斷解除信號，從而對電源切斷解除信號的狀態變化、例如下降進行響應，電源切斷解除脈波產生電路1c產生電源切斷解除脈波。所產生的電源切斷解除脈波被供給至控制電路1a及充放電監控電路1b。

＜過放電狀態＞在圖1所示的示例中，充放電監控電路1b根據經由第1電源端子1A而輸入的二次電池2的第1電極2a的電壓、以及經由第2電源端子1B而輸入的二次電池2的第2電極2b的電壓，檢測二次電池2的過放電。當充放電監控電路1b檢測出二次電池2的電壓低於過放電電壓的二次電池2的過放電時，根據來自充放電監控電路1b的放電禁止信號，控制電路1a將用以使放電控制電晶體4斷開的控制信號，經由放電控制端子1D輸出至放電控制電晶體4的閘極端子。由此，充放電控制電路1變為過放電狀態。

＜充放電控制電路1的電源切斷狀態＞充放電控制電路1在過放電狀態下，在外部端子P⁺ 、外部端子P^- 上未連接充電器（未圖示）時，變為使充放電控制電路1內的充放電監控電路1b或規定電路（未圖示）的運行停止而減少消耗電力的電源切斷狀態。再者，在充放電控制電路1的電源切斷狀態下，控制電路1a亦可使充電控制電晶體3斷開。

＜充放電控制電路1的電源切斷狀態的解除＞在圖1所示的示例中，當將電源切斷解除信號已輸入至電源切斷解除端子1E時，電源切斷解除脈波產生電路1c產生電源切斷解除脈波。電源切斷解除脈波為單觸發脈波（one-shot pulse）。例如，電池裝置10的使用者藉由按下與電源切斷解除端子1E連接的按鈕等，而將電源切斷解除信號輸入至電源切斷解除端子1E。電源切斷解除脈波產生電路1c所產生的電源切斷解除脈波被輸入至控制電路1a及充放電監控電路1b。控制電路1a根據所輸入的電源切斷解除脈波，輸出用以使放電控制電晶體4導通的控制信號，並且輸出用以使充放電控制電路1內的運行已停止的所述規定電路（未圖示）的運行重新開始的控制信號（未圖示）。又，充放電監控電路1b亦根據所輸入的電源切斷解除脈波，重新開始自身的運行。如此一來，充放電控制電路1的電源切斷狀態被解除。

如上所述，根據本實施形態，使用者即使不將充電器連接於外部端子P⁺ 與外部端子P^- 之間，藉由將電源切斷解除信號輸入至電源切斷解除端子1E，亦可解除電源切斷狀態，從而在變為電源切斷狀態之後二次電池2的電壓已恢復時，可自二次電池2向負載供給電流。即，即使在使用者未帶充電器的情況下，亦可延長能夠自二次電池2向負載供給電流的時間。

＜電源切斷解除脈波的長度＞在圖1所示的示例中，如上所述，當充放電控制電路1處於電源切斷狀態時，在將電源切斷解除信號已輸入至電源切斷解除端子1E的情況下，會將電源切斷解除脈波產生電路1c所產生的電源切斷解除脈波輸入至控制電路1a，從而控制電路1a使放電控制電晶體4導通。假若電源切斷解除脈波並非脈波，而是例如維持著高電平（high level）的信號，則在維持著高電平的期間內，放電控制電晶體4會維持導通狀態，因此充放電控制電路1不再正常發揮作用。因此，在圖1所示的示例中，電源切斷解除脈波產生電路1c會產生脈波。由此，第1實施形態的充放電控制電路1可避免充放電控制電路1不再正常發揮作用的事態。

在圖1所示的示例中，是將電源切斷解除脈波產生電路1c所產生的電源切斷解除脈波輸入至控制電路1a及充放電監控電路1b。在其他示例中，亦可將電源切斷解除脈波僅輸入至控制電路1a，控制電路1a將使充放電監控電路1b的運行重新開始的控制信號輸出至充放電監控電路1b。

[第2實施形態] 具備第2實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10除了下述方面以外，與具備所述第1實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10同樣地構成。因此，根據具備第2實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10，可獲得與具備第1實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10同樣的效果。

圖2是表示具備第2實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10的一例的圖。在圖1所示的示例中，電源切斷解除端子1E未與控制電路1a直接連接，而經由電源切斷解除脈波產生電路1c與控制電路1a連接。另一方面，在圖2所示的示例中，電源切斷解除端子1E與控制電路1a直接連接。而且，充放電控制電路1具有在未檢測出二次電池2的過放電的通常狀態下，根據來自外部的強制電源切斷信號，變為電源切斷狀態的功能。這是尤其在電池裝置10的發貨時，用以減少自發貨至實際使用的期間內的消耗電力的功能。

＜強制電源切斷＞在圖2所示的示例中，電源切斷解除端子1E亦用作被輸入強制電源切斷信號的強制電源切斷端子。即，例如，當將維持高電平的信號作為強制電源切斷信號輸入至強制電源切斷端子（電源切斷解除端子）1E後，將強制電源切斷信號輸入至控制電路1a及電源切斷解除脈波產生電路1c。當電源切斷解除脈波產生電路1c如上所述，對電源切斷解除信號的下降進行響應而產生電源切斷解除脈波後，即使將維持高電平的強制電源切斷信號輸入至電源切斷解除脈波產生電路1c，由於所輸入的信號中無下降，故電源切斷解除脈波產生電路1c亦不會產生電源切斷解除脈波。另一方面，控制電路1a在被輸入強制電源切斷信號後，基於所述強制電源切斷信號，使充放電控制電路1內的充放電監控電路1b或規定電路（未圖示）的運行停止。由此，充放電控制電路1變為減少消耗電力的電源切斷狀態。

如上所述，在圖2所示的示例中，是將端子1E兼作電源切斷解除端子及強制電源切斷端子，所述電源切斷解除端子是被輸入用以解除充放電控制電路1的電源切斷狀態的電源切斷解除信號的端子，所述強制電源切斷端子是被輸入用以將充放電控制電路1強制性地設為電源切斷狀態的強制電源切斷信號的端子。因此，不需要個別地設置電源切斷解除端子與強制電源切斷端子，可抑制充放電控制電路1的端子數的增加，從而可使充放電控制電路1小型化。

＜充放電控制電路1的強制電源切斷狀態的解除＞在圖2所示的示例中，在輸入至強制電源切斷端子（電源切斷解除端子）1E的強制電源切斷信號維持著高電平的期間內，充放電控制電路1維持電源切斷狀態。然後，例如，當將充電器連接於外部端子P⁺ 、外部端子P^- 後，強制電源切斷信號自高電平下降至低電平。對所述下降進行響應，電源切斷解除脈波產生電路1c產生電源切斷解除脈波。由此，充放電控制電路1的強制電源切斷狀態被解除。

[第3實施形態] 具備第3實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10除了下述方面以外，與具備所述第1實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10同樣地構成。因此，根據具備第3實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10，可獲得與具備第1實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10同樣的效果。

圖3是表示具備第3實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10的一例的圖。在圖1所示的示例中，電源切斷解除端子1E與電源切斷解除脈波產生電路1c直接連接，但在圖3所示的示例中，在電源切斷解除端子1E與電源切斷解除脈波產生電路1c之間配置有延遲電路1d。

在圖1所示的示例中，在將電源切斷解除信號已輸入至電源切斷解除端子1E時，電源切斷解除信號是不經過延遲時間，而輸入至電源切斷解除脈波產生電路1c。另一方面，在圖3所示的示例中，在將電源切斷解除信號已輸入至電源切斷解除端子1E時，電源切斷解除信號是經過規定的延遲時間之後，自延遲電路1d輸出，並輸入至電源切斷解除脈波產生電路1c。因此，第3實施形態的充放電控制電路1與不含延遲電路1d的情況相比，即，與電源切斷解除信號不經過延遲時間而輸入至電源切斷解除脈波產生電路1c的情況相比，可提高對輸入至電源切斷解除端子1E的雜訊（noise）的耐受性，從而可抑制由雜訊引起的錯誤運行。在具備第3實施形態的充放電控制電路1的電池裝置10的一例中，是藉由使用電容器及電阻（condenser resistance，CR），來構成延遲電路1d。在其他示例中，亦可取而代之，藉由振盪電路來對延遲時間進行計數。

以上，已說明本發明的實施形態及其變形，但該些實施形態及其變形是作為示例起提示作用，並不意圖限定發明的範圍。該些實施形態及其變形可藉由其他各種形態來實施，在不脫離發明的主旨的範圍內，可進行各種省略、替換、變更。該些實施形態及其變形包含於發明的範圍及主旨內，同時包含於申請專利範圍中所描述的發明及其同等的範圍內。又，所述各實施形態及其變形可相互適當地加以組合。

1‧‧‧充放電控制電路1A‧‧‧第1電源端子1B‧‧‧第2電源端子1C‧‧‧充電控制端子1D‧‧‧放電控制端子1E‧‧‧電源切斷解除端子（強制電源切斷端子）1a‧‧‧控制電路1b‧‧‧充放電監控電路1c‧‧‧電源切斷解除脈波產生電路1d‧‧‧延遲電路2‧‧‧二次電池2a‧‧‧第1電極2b‧‧‧第2電極3‧‧‧充電控制電晶體4‧‧‧放電控制電晶體10‧‧‧電池裝置P⁺、P^-‧‧‧外部端子RT⁺、RT^-‧‧‧充放電路徑

圖1是表示具備第1實施形態的充放電控制電路的電池裝置的一例的圖。圖2是表示具備第2實施形態的充放電控制電路的電池裝置的一例的圖。圖3是表示具備第3實施形態的充放電控制電路的電池裝置的一例的圖。

1‧‧‧充放電控制電路

1a‧‧‧控制電路

1b‧‧‧充放電監控電路

1c‧‧‧電源切斷解除脈波產生電路

1A‧‧‧第1電源端子

1B‧‧‧第2電源端子

1C‧‧‧充電控制端子

1D‧‧‧放電控制端子

1E‧‧‧電源切斷解除端子(強制電源切斷端子)

2‧‧‧二次電池

2a‧‧‧第1電極

2b‧‧‧第2電極

3‧‧‧充電控制電晶體

4‧‧‧放電控制電晶體

10‧‧‧電池裝置

P⁺、P^-‧‧‧外部端子

RT⁺、RT^-‧‧‧充放電路徑

Claims

一種充放電控制電路，包括：第1電源端子，與二次電池的第1電極連接；第2電源端子，與所述二次電池的第2電極連接；電源切斷解除端子；控制電路，控制所述二次電池的充放電；以及電源切斷解除脈波產生電路，與所述電源切斷解除端子連接；並且在所述充放電控制電路處於電源切斷狀態時，若對所述電源切斷解除端子輸入電源切斷解除信號，則所述電源切斷解除脈波產生電路會對所述電源切斷解除信號的狀態變化進行響應且產生電源切斷解除脈波，並將所產生的所述電源切斷解除脈波至少供給至所述控制電路，從而解除所述電源切斷狀態。
如申請專利範圍第1項所述的充放電控制電路，其中進而包括：強制電源切斷端子，被輸入強制電源切斷信號；並且所述強制電源切斷端子與所述電源切斷解除端子共用。
如申請專利範圍第1項所述的充放電控制電路，其中在所述電源切斷解除端子與所述電源切斷解除脈波產生電路之間，進而包括使所述電源切斷解除信號延遲規定時間的延遲電路。
如申請專利範圍第2項所述的充放電控制電路，其中在所述電源切斷解除端子與所述電源切斷解除脈波產生電路之間，進而包括使所述電源切斷解除信號延遲規定時間的延遲電路。
一種電池裝置，包括：如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的充放電控制電路；所述二次電池；充放電路徑，與所述二次電池連接；以及充電控制電晶體及放電控制電晶體，配置在所述充放電路徑中。