WO2004057719A1 - スイッチ回路、スイッチ方法、保護装置、および電池パック - Google Patents

スイッチ回路、スイッチ方法、保護装置、および電池パック Download PDF

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WO2004057719A1
WO2004057719A1 PCT/JP2003/015966 JP0315966W WO2004057719A1 WO 2004057719 A1 WO2004057719 A1 WO 2004057719A1 JP 0315966 W JP0315966 W JP 0315966W WO 2004057719 A1 WO2004057719 A1 WO 2004057719A1
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switch
battery
switches
circuit
terminal
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PCT/JP2003/015966
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Tamiji Nagai
Kazuo Yamazaki
Hitoshi Akiho
Takayuki Aita
Kenji Enomoto
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Sony Corporation
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    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators

Definitions

  • Switching circuits switching methods, protective devices, and battery pack technology
  • the present invention relates to a switch circuit, a switch method, a protective device, and a battery pack for protecting an electrical component, such as a lithium ion secondary battery, from an overcurrent.
  • the detection circuit when detecting an overcurrent in an electric circuit, the detection circuit detects the current and determines whether the detected current is an overcurrent or not. For example, as shown in FIG. 1, the detection circuit 1 51 detects a current. The detected current is supplied to the control circuit 125. The control circuit 1 52 determines whether the supplied current is an overcurrent or not, and the determination result is supplied to the drive circuit 1 5 3 as a control signal.
  • the electromagnetic switch 1 5 4 is energized or de-energized in accordance with the supplied control signal. As an example, the excited electromagnetic switch 1 5 4 is turned off and the demagnetized electromagnetic switch 1 5 4 is turned on.
  • the circuit board having the charge control circuit and the battery protection inside the battery pack can be obtained. It is possible to combine two of the circuit boards in one package into one, and make the battery pack purely composed of batteries. The thing is described.
  • the electromagnetic switch 1 1 2 1 is provided between the positive electrode terminal of the secondary battery 1 1 3 1 and the protection circuit 1 1 3 4.
  • the detection circuits 1 13 2 and 1 1 3 3 are provided in parallel with the secondary battery 1 1 3 1, and for example, a voltage or current is detected. Detection result of detection circuit 1 1 3 2 is supplied to drive circuit 1 1 2 3. In the drive circuit 1 1 2 3, the on / off of the switch 1 1 2 1 of the electromagnetic switch is controlled according to the detection result. Similarly, the detection result of the detection circuit 1 1 3 3 is supplied to the protection circuit 1 1 3 4. In the protection circuit 1 134, depending on the detection result, for example, the charge and / or discharge path is cut in order to protect the secondary battery 1 13 1.
  • the object of the present invention is to prevent the contact of the switch from sticking even without providing a detection circuit, and to confirm the on / off of the switch, and to separately protect the circuit.
  • a switch circuit a switch method, and a protection device that can maintain safety without providing a switch.
  • a battery pack in which multiple secondary batteries are connected in series and in parallel is Charge and discharge.
  • a battery block 2 0 8 1 in which four secondary batteries are connected in series and parallel is used.
  • 0 8 2 is provided between the battery block 2 0 8 1 and the terminal 2 0 8 2.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 7-232212 it is a battery assembly in which the electrodes of a plurality of single cell batteries are in non-contact state with each other, and the capacity of each single cell battery is set. Is described to detect and to charge each single cell battery unit.
  • an object of the present invention is to provide a battery pack characterized by providing at least two or more battery packs that can ensure safety, and switching between them for use. Disclosure of the invention
  • the invention according to claim 1 is characterized in that the first and second coils, a switch connected in series with the first coil, and a control means for controlling switch on / off with the second coil. And when the overcurrent flows in the first coil, the first coil turns off the switch. It is a switch circuit to be used.
  • the second coil controls the on / off of the switch, and an overcurrent flows in the first coil.
  • the first coil turns off the switch.
  • the invention according to claim 5 comprises: first and second switches connected in series; control means for controlling on and off of the first and second switches; and first and second switches. It is determined whether or not the operation state detection means for detecting the operation state of the titch, the control states of the first and second switches, and the operation states of the first and second switches coincide with each other. The first and second switches are turned off when it is determined that the control state and the operating state do not match based on the judgment result of the state judgment means. It is a protective device that is characterized.
  • the invention according to claim 8 is characterized in that the first and second battery blocks in which a plurality of secondary batteries are connected in series and in parallel, and one terminal of the first and second battery blocks One battery terminal connected via the first and second switching means, and the other battery terminal connected to the other terminal of the first and second battery blocks; Switching means for switching the first and second switching means when performing charging or discharging, capacity detecting means for detecting the battery capacities of the first and second battery blocks, and Switching control means for controlling the switching means according to the battery capacity, and when switching the first and second switching means, one of the first and second switching means is turned off It is characterized in that the other is turned on after the predetermined time A battery pack.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration using the conventional electromagnetic switch
  • Fig. 2 is a block for explaining the circuit using the conventional electromagnetic switch
  • FIG. 3 is a block diagram for explaining the conventional configuration
  • FIG. 4 is a block diagram for explaining the conventional configuration
  • FIG. 5 is a diagram for illustrating the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram for explaining the control of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is applied to this invention
  • 8 is a block diagram for explaining control of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of the electromagnetic switch. , For explaining the control of the first embodiment of the present invention Block diagram, FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram for explaining the control of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a diagram of an electromagnetic switch applied to the present invention
  • FIG. 13 is a schematic diagram for describing a schematic configuration
  • FIG. 12 is a block diagram for describing control of the first embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is the characteristic diagram for describing the control of the first embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 16 is a block diagram for explaining the second embodiment of the present invention
  • FIG. 16 is a block diagram for explaining the second embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 18 is a block diagram for explaining the electromagnetic switch of the third embodiment of the present invention
  • FIG. 18 is a block diagram for explaining the third embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 20 is a schematic diagram for explaining a schematic configuration of an electromagnetic switch applied to the third embodiment of the present invention
  • FIG. 20 is a diagram for explaining control of the present invention.
  • the block diagram, FIG. 21 shows the control of the present invention.
  • the flowchart of FIG. 22 is a block diagram for explaining the control of the present invention
  • FIG. 23 is a block for describing the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 is a block diagram for explaining another example of the fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 25 is a motion detection circuit and an on / off detection circuit applied to the present invention.
  • FIG. 28 is a block diagram for explaining a first example of the embodiment of the present invention
  • FIG. 28 is a block diagram for explaining a modification of the first example of the fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 29 is a block diagram for explaining a second example of the fifth embodiment of the present invention
  • Fig. 30 is a block diagram for explaining a modification of the second example of the fifth embodiment of the present invention
  • Fig. 31 is a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 33 is a block diagram for explaining the third example of the present invention
  • FIG. 32 is a block diagram for describing the sixth embodiment of the present invention
  • FIG. 34 is a block diagram for explaining a first example of the seventh embodiment.
  • FIG. 34 is a block diagram for explaining a second example of the seventh embodiment of the present invention.
  • 35 is a block diagram for explaining the third example of the seventh embodiment of the present invention
  • FIG. 36 is a block diagram for explaining the first example of the eighth embodiment of the present invention
  • FIG. 37 is a schematic view of an example of an electromagnetic switch applied in the eighth embodiment of the present invention
  • FIG. 38 is an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 39 is a block diagram for explaining the second example of the present invention
  • FIG. 39 is a block diagram for explaining the third example of the eighth embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 41 is a flow chart for explaining the operation of the eighth embodiment of the present invention, and FIG.
  • FIG. 41 is a ninth embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 is a block diagram for describing a schematic configuration of the first embodiment of the battery pack to which the present invention is applied.
  • Fig. 4 3 is a block diagram for explaining the first embodiment of the battery pack to which the present invention is applied.
  • Fig 4 4 is a battery pack to which the present invention is applied.
  • FIG. 45 is a block diagram for explaining the second embodiment of the present invention, and FIG. 45 is a control of the switch circuit of the second embodiment of the battery pack to which the present invention is applied.
  • FIG. 46 is a schematic diagram for explaining the invention, and FIG. 46 is a block diagram for explaining the control of the switching circuit of the second embodiment of the battery pack to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 8 is a characteristic diagram for describing control of the switch circuit of the third embodiment of the battery pack to which the present invention is applied
  • FIG. 50 is a battery pack to which the present invention is applied.
  • FIG. 51 is a block diagram for describing a fourth embodiment.
  • FIG. 51 is a block diagram for describing a fifth embodiment of a battery pack to which the present invention is applied.
  • 5 2 is a flowchart for explaining the control of the first to fifth embodiments of the battery pack to which the present invention is applied, and FIG.
  • FIG. 5 3 is a battery to which the present invention is applied.
  • FIG. 54 is a block diagram for explaining the sixth embodiment of the pack.
  • FIG. 54 is a diagram for explaining another example of the sixth embodiment of the battery pack to which the present invention is applied.
  • FIG. 55 is a flowchart for illustrating control of the sixth embodiment of the battery pack to which the present invention is applied.
  • the electromagnetic switch 1 is provided with at least two drive coils L 1 and L 2.
  • the drive coil L 1 operates to turn off the switch SW 1 by the current (overcurrent) at which the current flowing in the switch SW 1 is a predetermined current value or more, and the current flowing in the drive coil 2 by the drive circuit 2. Switch the direction of to perform the action of turning switch SW 1 on or off.
  • the drive circuit 2 switches the direction of the current flowing in the drive coil L 2 according to the control signal supplied from the control circuit 3.
  • the switch SW 1 can be turned off by the overcurrent flowing through the drive coil L 1.
  • FIG. 6 A first embodiment of switching the direction of the current flowing in the drive coil L 2 will be described with reference to FIG.
  • a DC power supply E switches 1 1 and 1 2 connected in series, and switches 1 3 and 1 4 connected in series are connected in parallel, respectively.
  • Drive coil L 2 One terminal of is connected to the connection point of switches 1 1 and 12, and the other terminal is connected to the connection point of switches 1 3 and 1 4.
  • switches 1 1 and 14 When switches 1 1 and 14 are turned on, switches 1 2 and 1 3 are turned off, and when switches 1 2 and 1 3 are turned on, switches 1 1 and 1 4 are turned on. Is turned off.
  • switches 1 1 and 1 4 are turned on. Is turned off.
  • Figure 7 shows the schematic configuration of electromagnetic switch 1.
  • Drive coils L 1 and L 2 are provided to iron cores 2 1 and 2 2 respectively.
  • a magnetic body 23 is provided so as to be movable between the iron cores 21 and 22.
  • Terminals 24 and 25 are derived from drive coil L2. The current is supplied through the terminals 24 and 25.
  • the terminal 2 6 derived from one of the drive coils L 1 is provided at a position where it can be in contact with the magnetic body 2 3.
  • the terminal 2 8 is derived from the other of the drive coil L 1 as one terminal of the switch SW 1.
  • a terminal 2 7 connected to the other terminal 2 9 of the switch SW 1 is provided at a position where it can be in contact with the magnetic body 2 3.
  • the control circuit 2 supplies current to the drive coil L 2 through the switches 3 1 and 3 2. As shown in Fig. 8, use switches 3 1 and 3 2 to switch the direction of the current flowing in drive coil L 2. For example, when the terminal 31a is selected in the switch 31 and the terminal 32b is selected in the switch 32, a current flows as shown in FIG. When the terminal 31 b is selected in the switch 31 and the terminal 32 a is selected in the switch 32, a current flows as shown in FIG. 10.
  • Fig. 1 1 Control can also be performed by using a magnet 3 6 for the magnetic body as shown in FIG.
  • the electromagnetic switch 1 can not be controlled when the magnet 3 6 is used as the magnetic body. Therefore, the switch as described above is configured to switch the direction of the current flowing to the drive coil L 2.
  • the current detection circuit 4 2 detects the current value indicated by 4 8, which is smaller than the current value indicated by 4 9 in FIG. 14, by which the switch SW 1 is turned off by the drive coil L 1. You may do it. By doing this, the switch SW1 can be turned off in a shorter time.
  • a second embodiment in which the present invention is applied during charging and discharging of a secondary battery will be described with reference to FIG.
  • the terminal 5 3 a is selected in the switch 5 3.
  • the current supplied from the charger (not shown) is led to the secondary battery B T via the diode 52, the drive coil L3 and the switch 53.
  • the terminal 5 3 b is selected at the switch 5 3.
  • the current supplied from the secondary battery BT is supplied from the positive electrode terminal of the secondary battery BT
  • the signal is output via switch 5 3, drive coil LI and diode 5 1.
  • the drive coil is selected such that the current flowing to the drive coil L 3 is smaller than the current flowing to the drive coil L 1.
  • switching elements may be used instead of the diodes 51 and 52, and the diodes 51 and 52 may not be necessary at this time.
  • terminal 6 lb is selected in switch 61
  • terminal 62 b is selected in switch 62
  • terminal 63 b is selected in switch 63.
  • the current supplied from the secondary battery BT is output from the positive electrode terminal of the secondary battery BT via the switch 61, the drive coil L1, the switch 63, the FET 65, and the switch 62. Be done.
  • the FET 6 5 provided with the parasitic diode is controlled by the control circuit 4 3.
  • the control circuit 43 always detects the on or off of the switch 64 and controls the FET 65 and / or the driving coil L 2 based on the detection result.
  • FET 65 is turned on during charging and discharging. When only one operation of charging and discharging is performed, the FET 6 5 and the reverse FET are connected in series. It can be realized by connecting.
  • FIG. 18 An example to which this third embodiment is applied is shown in FIG.
  • This FIG. 18 is an example in which four batteries 71, 72, 73, and 74 are connected in two parallels in two series.
  • the drive coil L 1 and the switch SW 1 1 are provided in series between the terminal 7 5 and the positive electrode terminal of the battery 7 3.
  • a drive coil L 3 and a switch SW 1 2 are provided in series between the positive electrode terminal of the battery 7 1 and the positive electrode terminal of the battery 7 3.
  • the negative electrode terminal of the battery 71 and the negative electrode terminal of the battery 73 are connected.
  • the drive coil L 4 and the switch SW 13 are connected in series between the negative terminal of the battery 71 and the positive terminal of the battery 74.
  • the positive electrode terminal of the battery 72 is connected to the negative electrode terminal of the battery 7 1.
  • the negative terminal of battery 72 and the negative terminal of battery 74 are connected to terminal 7 6.
  • the switch SW 1 1, SW 1 2, and SW 1 3 are on / off controlled by the driving coil L 2.
  • the present invention can be applied to, for example, a battery pack in which a plurality of batteries are connected in parallel and in series.
  • FIG. 19 shows a schematic configuration of an electromagnetic switch provided with drive coils L1, L2, L3 and L4.
  • Drive coils L 1, L 2, L 3 and L 4 are provided to iron cores 81 and 82 respectively.
  • a magnetic body 83 is provided so as to be movable between the iron cores 81 and 82.
  • Drive coil Terminals 84 and 85 are derived from L2. Current is supplied through these terminals 84 and 85.
  • the terminals 86, 87, 88, 89, 90, and 91 are provided at positions where the magnetic body 83 can be contacted.
  • the terminal 8 6 is connected to the terminal 9 3, and the terminal 8 7 is connected to one of the drive coils L 4.
  • the terminal 88 is connected to the terminal 95, and the terminal 89 is connected to one side of the drive coil L3.
  • the terminal 90 is connected to the terminal 9 7, and the terminal 9 1 is connected to one of the drive coils L 1.
  • the terminal 92 is connected to the other of the drive coil L4, the terminal 94 is connected to the other of the drive coil L3, and the terminal 96 is connected to the other of the drive coil L1.
  • terminals 96 and 97 become terminals of switch SW 1 1
  • terminals 94 and 95 become terminals of switch SW 1 2
  • terminals 92 and 9 become terminals of switch SW 1 2.
  • 3 is the switch SW 1 3 terminal.
  • a differential amplifier circuit is composed of transistors of NPN type 101, 102, 103, and 104.
  • One end of the drive coil L2 is connected to the emitter of the transistor 101, and the other end is connected to the emitter of the transistor 103.
  • the base of the transistor 101 is connected to the terminal SW22a of the switch SW222 via a resistor 106.
  • the base of the transistor 102 is connected to the terminal SW 2 2 b of the switch SW 2 2 through a resistor 10 8.
  • the base of the transistor 103 is connected to the terminal SW 22 b of the switch SW 22 via a resistor 105.
  • Base of transistor 1 0 4 Is connected to the terminal SW 2 2 a of the switch SW 2 2 through a resistor 10 7.
  • the collector of transistor 1 0 1 and the collector of transistor 1 0 3 are connected to the emitter of transistor 1 1 0.
  • the collector of transistor 1 10 is connected to switch SW 2 2 via a resistor 1 1 1.
  • the base of transistor 1 1 0 is connected to signal circuit 1 1 2.
  • the positive terminal of DC power supply E is connected to the collector of transistor 101 and the collector of transistor 103, and the negative terminal is connected to the emitter of transistor 102 and the emitter of transistor 104. Connected with the emitter.
  • the switches SW 2 1 and SW 2 2 are switching circuits interlocked as shown by dotted lines in FIG. 20.
  • step S1 it is confirmed that the switch SW 2 1 is turned off and that the switch SW 2 2 selects the terminal SW 2 2a.
  • step S2 a signal for turning on the switch SW 2 1 is supplied from the signal circuit 1 1 2 to the base of the transistor 1 1 0.
  • step S3 in accordance with the signal from the signal circuit 112, the transistor 120 is turned on for ⁇ .
  • step S4 transistor 1 1 0 is turned on, and since terminal SW 2 2 a is selected in switch SW 2 2, transistors 1 0 1 and 1 0 4 are turned on.
  • step S5 since the current output from the DC power supply E passes through the transistor 101, the drive coil L2, and the transistor 104, the switch SW21 is turned on.
  • step S6 since the switch SW 2 1 is turned on from the off state, the switch SW 2 2 interlocks with the selected terminal from the terminal SW 2 2 a. Switched to terminal SW 2 2 b.
  • step S 7 a signal for turning off switch SW 2 1 is supplied from signal circuit 1 1 2 to the base of transistor 1 1 0.
  • step S 8 in accordance with the signal from the signal circuit 1 12, the transistor 1 10 is turned on for ⁇ time.
  • step S9 transistor 1 1 0 is turned on, and since terminal SW 2 2 b is selected at switch SW 2 2, the scan lines 1 0 2 and 1 0 3 are turned on.
  • step S10 the current output from the DC power supply E passes through the transistor 103, the drive coil L2, and the transistor 102, so the switch SW21 is turned off.
  • step S 11 since the switch SW 21 turns from on to off, the switch SW 22 is interlocked to switch the selected terminal from the terminal SW 22 b to the terminal SW 22 a. Be Then, the control shifts to step S2.
  • a detection circuit for detecting the on / off state of the electromagnetic switch 1 will be described with reference to FIG.
  • the transistors 1 2 1, 1 2 2, 1 2 3, and 1 2 4 form a differential amplifier circuit.
  • One side of drive coil L 2 is connected to the emitter of transistor 1 2 1, and the other side is connected to the emitter of transistor 1 2 3.
  • the collector of transistor 1 2 1 and the collector of transistor 1 2 3 are connected to the positive terminal of DC power supply E.
  • the base of transistor 1 2 1 and the base of transistor 1 2 4 are connected to the cathode of diode 1 2 5.
  • the collector of transistor 1 2 2 is connected to the emitter of transistor 1 2 1.
  • the emitter of transistor 1 2 2 and the emitter of transistor 1-2 4 are connected to the negative terminal of DC power supply E.
  • the base of the transistor 1 2 2 and the base of the transistor 1 2 3 are diode Connected with 1 2 6 power source.
  • the collector of transistor 1 2 4 is connected to the emitter of transistor 1 2 3.
  • the node of diode 125 is connected to switch control circuit 1 2 9 through resistor 1 2 7.
  • the node of diode 126 is connected to switch control circuit 1 2 9 through resistor 1 2 8.
  • the positive terminal of DC power supply E is the collector of transistor 1 3 7 through resistor 1 3 1, the base of transistor 1 3 7 through resistor 1 3 2, resistance
  • the negative terminal of the DC power source E is a transistor 136 emitter, a transistor emitter, a transistor emitter, a emitter emitter, and a transistor emitter emitter. Connected with
  • the collector of transistor 1 3 7 is connected to the base of transistor 1 3 6 through resistor 1 34 and to the base of transistor 1 3 8 through resistor 1 3 5.
  • the collector of transistor 1 3 8 is connected to the base of transistor 1 2 1 and to the base of transistor 1 2 4.
  • the base of transistor 1 3 9 is connected to the collector of transistor 1 36 via a resistor 1 40, which collector is the base of transistor 1 2 2 and the base of transistor 1 2 3 Connected with
  • One terminal of the switch SW 3 2 is connected to the negative terminal of the DC power supply E, and the other terminal is connected to the base of the transistor 1 3 7.
  • This switch SW 3 2 works in conjunction with the switch SW 3 1. Thus, when the switch SW 3 1 is on, the switch SW 3 2 is also on, and when the switch SW 3 1 is off, the switch SW 3 2 is also off.
  • transistor 1 3 7 When switch SW3 2 is on, transistor 1 3 7 is turned off, so transistor 1 3 8 is turned on. At this time, since the transistor 1 36 is turned on, the transistor 1 3 9 is turned off. As a result, in response to the relay operation signal, the transistors 1 2 2 and 1 2 3 turn on.
  • interlocking switches SW 2 1 and SW 2 2 described above and the interlocking switches SW 3 1 and SW 3 2 can be configured in the same way. This is the only difference between the switch that switches and the switch that switches on and off, and can be configured exactly the same. Therefore, it may be possible to use switch SW 3 2 instead of switch SW 2 2 or to use switch SW 2 2 instead of switch SW 3 2 good.
  • FIG. 23 shows a block diagram of a fourth embodiment to which the present invention is applied.
  • Switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 connected in series between terminals T 1 0 0 1 and T 1 0 0 2 are provided, for example, as part of the path of the overcurrent.
  • the on / off of the switch 1 0 0 1 is controlled by the drive current flowing through the drive coil 1 0 0 3.
  • a drive current is supplied to the drive coil 1 0 0 3 derived from the drive circuit 1 0 0 5 according to a control signal supplied from the control circuit 1 0 0 7.
  • the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 operate. That is, it is detected that the switch is turned on or off, and the operating state is supplied to the stop circuit 1008. For example, it is determined whether or not it is operating normally from the potential difference which is changed by switching on / off.
  • the operation states of the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are supplied from the operation detection circuit 1 0 0 9, and the control circuit 1 0 0 7 switches Control states of the channels 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are supplied. Based on the supplied operating status and control status, it is determined whether the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are operating normally, and the result of the determination is from the use stop circuit 1 0 0 8 to the control circuit 1 It is supplied to 0 0 7.
  • the control signal with which the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are turned on or off is the drive circuit 1 0 It is supplied to 0 5 and 1 0 0 6.
  • FIG. 24 shows a block diagram of another example of the fourth embodiment of the present invention.
  • the In the on-state detection circuit 1 0 1 3 (operation state detection means) connected to the connection point between the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2, the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2
  • the on or off operating state of the is detected.
  • the detected operating state is supplied from the on / off detection circuit 1 0 1 3 to the state synchronization confirmation circuit 1 0 1 2.
  • the operating states of the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are supplied from the on / off detection circuit 1 0 1 3 and the control circuit 1 0 0 7 Control states of switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are supplied. It is checked whether or not the supplied operating state and control state are synchronized, that is, whether switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are operating normally, and the check result indicates that the operation is stopped. It is supplied to the circuit 1 0 1 1.
  • the operation stop circuit 1 0 1 when it is confirmed from the confirmation result supplied that the operation state and the control state are not synchronized, the operation of the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 is performed. A signal for stopping or turning off is supplied to the control circuit 1007.
  • control circuit 1 0 0 7 in accordance with the signal supplied from the operation stop circuit 1 0 1 1, the control signal which turns off the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 is the drive circuit 1 0 0 5 and It is supplied to 1000.
  • the state synchronization check circuit 1 0 1 2 at least one of the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 is broken or welded if the supplied operating state and control state can not be synchronized. It is judged that the switch 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are turned off.
  • the terminal derived from the voltage detection circuit 1 0 2 1 is a switch 1 0 0 1 Terminals connected to both ends and derived from the voltage detection circuit 1 0 2 2 are connected to both ends of the switch 1 0 0 2.
  • One terminal of the capacitor 1024 is connected to the positive electrode terminal of the secondary battery 1023 via the switch 1 0 0 1, and the other terminal is connected to the secondary battery 1 0 2 3 It is connected to the negative terminal and terminal T 1 0 0 4.
  • a terminal T 1 0 0 1 is provided between the switch 1 0 0 1 and the positive electrode terminal of the secondary battery 1 0 2 3.
  • a terminal T 1 0 0 3 is provided between the negative electrode terminal and the other terminal of the capacitor 1 0 2 4.
  • the terminal T 1 0 0 2 is connected via the switch 1 0 0 2.
  • the operating states of the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 can be determined. It is necessary to select a capacitor with a capacity that will not result in overcharging. The same operation can be realized by using a secondary battery instead of the capacitor 1024.
  • step S 1 0 0 1 the drive circuit 1 0 0 5
  • the drive current is supplied to the drive coils 1 0 0 3 and 1 0 0 4 derived from 1 0 0 6 and the supply of the drive current is stopped, and the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 It is turned on.
  • step S 1 0 0 2 2 a charge is stored in the capacitor 1 0 2 4.
  • step S 1 0 0 3 the voltage detection circuits 1 0 2 1 and 1 0 2 2 detect potential differences when the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are on.
  • step S 1 0 0 4 it is determined whether the detected potential difference is zero. If it is determined that the detected potential difference is zero, control is transferred to step S 1 0 5. If it is determined that the detected potential difference is not 0, control is transferred to step S 1 0 1 2. In step S 1 0 1 2, a fault signal is emitted indicating that at least one of the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 is broken.
  • step S 1 0 0 5 drive current is supplied to drive coils 1 0 0 3 and 1 0 0 4 derived from drive circuits 1 0 0 5 and 1 0 0 6, or supply of drive current is stopped, Switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are turned off.
  • step S 1 0 0 6 the voltage detection circuits 1 0 2 1 and 1 0 2 2 detect a potential difference between the terminals of switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2. At this time, when the voltage detection circuit 1 0 2 1 detects the potential difference between the terminals of the switch 1 0 0 1, the charge accumulated in the capacitor 1 0 2 4 is slightly discharged.
  • step S 1 0 0 7 it is determined whether or not the potential difference between the terminals of switch 1 0 0 1 is zero. If it is determined that the potential difference is zero, control is transferred to step S 1 0 0 9, and if it is determined that the potential difference is not zero, control is returned to step S 1 0 0 6. In step S 1 0 0 8, it is determined whether the potential difference between the terminals of switch 1 0 0 2 is zero. If it is determined that the potential difference is zero, control is transferred to step S 1 0 0 9, and if it is determined that the potential difference is not zero, control is returned to step S 1 0 0 6.
  • step S 1 0 0 9 the operating state of switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 is determined from the detected potential difference, and the operating state is compared with the control state from control circuit 1 0 0 7. Ru.
  • step S 1 0 1 it is determined whether the operation states of switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 and the control state from the control circuit 1 0 0 7 match. If it is determined that the operating state and the control state are satisfied, control is returned to step S 1 0 0 9, and if it is determined that the operating state and the control state are not satisfied, step S 1 0 1 Control is transferred to 1.
  • step S 1 0 1 this switch 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are turned off.
  • the voltage detection circuit 1 0 3 1 (operation state detection means) is connected to the terminals T 1 0 0 1> T 1 0 0 2 and the terminals T 1 0 0 3 and T 1 0 0 4.
  • the collector of the ⁇ type transistor 1 0 3 2 2 is connected to the junction of switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 and its base is a constant voltage diode 1 0 3 4 power saw
  • the emitter is connected to the terminals T 1 0 0 3 and T 1 0 0 4 through the capacitor 1 0 3 3.
  • the anode of constant voltage diode 1 0 3 4 is connected to terminals T 1 0 0 3 and ⁇ 1 0 0 4.
  • the voltage detection circuit 1 0 3 5 is connected to both ends of the capacitor 1 0 3 3.
  • Low voltage diode 1 0 3 4 controls transistor 1 0 3 2 on / off.
  • Check the operating status of switch 1 0 0 1 and 1 0 0 2 Charge stored in capacitor 1 0 3 3 for output (V 10 3 3) is set to be lower Ri good rechargeable batteries 1 0 2 3 terminal voltage ⁇ 1 ⁇ 23. That is,
  • the power source of the constant voltage diode 1308 is a connection point of switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 through a resistor 1 0 3 7 And the transistor is connected to terminals T 1 0 0 3 and T 1 0 0 4. Both ends of capacitor 1 0 3 9 are connected to the constant voltage diode 1 0 3 8 and the power source respectively.
  • the charge (V 1039 ) accumulated in the capacitor 10 3 9 is the terminal voltage V of the secondary battery 1 0 2 3.
  • FIG. 28 shows a modification of the first example of the fifth embodiment of the present invention.
  • a charge pump 1 0 4 1 is provided between the connection point of the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 and the capacitor 1 0 3 3.
  • a charge (V 1Q33 ) higher than the terminal voltage V 1C23 of the secondary battery 1023 is accumulated in the capacitor 1033 by the charge pump 1031 . That is, v 1033 ⁇ ⁇ V i 023
  • a PNP type transistor 1045 is provided in the circuit shown in FIG.
  • the emitters of this transistor 10 4 5 are connected to the emitters of transistor 1 0 3 2 and their collectors are connected to the collectors of transistor 1 0 3 2 and their base Is connected to the control unit (not shown).
  • this can be easily detected by detecting the operating state of switches 1001 and 1002 after transistor 1004 is turned on.
  • FIG. 30 shows a modification of the second example of the fifth embodiment of the present invention. Also in FIG. 30, a transistor 1 0 4 5 is provided. This transistor 10 4 5 emitter is connected to the capacitor 1 0 3 3 and its collector is connected to the connection point of the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 The source is connected to a control unit (not shown).
  • the voltage detection circuit 1 0 5 1 (operation state detection means, state determination means) is connected to both ends of the switch 1 0 0 1.
  • the voltage detection circuit 1 0 5 1 detects a potential difference between the terminals of the switch 1 0 0 1.
  • the control state of switch 1 0 0 1 is supplied from control circuit 1 0 5 4 to this voltage detection circuit 1 0 5 1, and the operating state of switch 1 0 0 1 is obtained from the detected potential difference. It is determined whether or not it matches the control state. If it is determined that the operating state and the control state are not met, a-signal is supplied to the control stop circuit 0 5 3.
  • the voltage detection circuit 1 0 5 2 (operation state detection means, state determination means) is connected to both ends of the switch 1 0 0 2.
  • the voltage detection circuit 1 0 5 2 detects a potential difference between the terminals of the switch 1 0 0 2. Further, the control state of the switch 1 0 0 2 is supplied from the control circuit 1 0 5 4 to this voltage detection circuit 1 0 5 2, and the operation state of the switch 1 0 0 2 is obtained from the detected potential difference. It is determined whether or not it matches the control state. If it is determined that the operating state and the control state are not met, a signal is supplied to the control stop circuit 1 0 5 3.
  • control stop circuit 1 0 5 3 when at least one of the voltage detection circuits 1 0 5 1 and 1 0 5 2 supplies a signal indicating that the operating state and the control state do not match, the switch 1 0 A stop signal is supplied to the control circuit 1 0 5 4 to turn off 0 1 and 1 0 0 2.
  • control circuit 1 0 5 4 when the stop signal from the control stop circuit 1 0 5 3 is supplied, the control signal for turning off the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 is the drive circuit 1.
  • Supply to 0 5 5 The control signal supplied from the control circuit 1 0 5 4 to the drive circuit 1 0 5 5 is also supplied to the base of the transistor 1 0 4 5.
  • FIG. 32 shows an AC circuit provided with switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2.
  • the AC circuit when detecting the operating states of switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2, the alternating current is rectified by diode 1 0 6 1 connected in series with capacitor 1 0 3 3 The charge is stored in the capacitor. Therefore, the same operation and action as described above can be obtained.
  • the first example of this seventh embodiment is to switch terminals.
  • An switch (hereinafter referred to as a “switching switch”) is used in place of switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2.
  • the switching switches 1 0 0 1 'and 1 0 0 2' are connected to terminals 1 0 0 1 1 a and 1 0 0 2 2 a when switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are on.
  • switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are off, they are controlled to be connected to terminals 1 0 0 1 'b and 1 0 0 2' b.
  • the switch operation detection circuit 1 0 7 1 (operation state detection means) is connected between the connection point of the switching switches 1 0 0 1 ′ and 1 0 0 2 ′ and the terminal 1 0 0 l ′ b.
  • the switch operation detection circuit 1 0 7 2 (operation state detection means) is as follows. ⁇ Between the connection point of the switching type switches 1 0 0 1 'and 1 0 0 2' and the terminal 1 0 0 2 'b It is provided, and the operating status of the switch type switch 1 0 0 2 'is detected. In this switch operation detection circuit 1 0 7 1 and 1 0 ⁇ 2, detecting the operation state of the switching type switch 1 0 0 1 1 and 1 0 0 2 2 by detecting the impedance. Can.
  • a resistor 1 0 7 3 is provided between the terminal 1 0 0 0 1 1 b and the switch operation detection circuit 1 0 7 1.
  • a resistor 1 0 7 4 is provided between the terminal 1 0 0 2 'b and the switch operation detection circuit 1 0 7 2.
  • the switch operation detection circuits 1 0 7 1 and 1 0 7 2 are connected to the terminals T 1 0 0 3 and T 1 0 0 4.
  • a capacitor 1 0 7 5 is provided between the connection point of the switching switches 1 0 0 1 'and 1 0 0 2' and the connection point of the terminals T 1 0 0 3 and T 1 0 0 4.
  • the switch operation By detecting the current flowing from the capacitor 1 0 ⁇ 5 in the detection circuit 1 0 ⁇ 1 and 1 0 7 2, the operating state of the switching switches 1 0 0 1 1 and 1 0 0 2 2 is detected can do.
  • the switch operation detection circuit 1 0 7 8 (operation state detection means) is connected to both ends of the switch 1 0 0 1 and the operation state of the switch 1 0 0 1 is detected.
  • the switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 have terminals ⁇ 1 0 0 1 so that the on / off operation is controlled by one or both of the drive coils 1 0 8 3 and 1 0 8 4 And ⁇ 1 0 0 2 in series.
  • One ends of the drive coils 1 0 8 3 and 1 0 8 4 are connected to each other, and the connection point is connected to the collector of the 1 type 1 type transistor 1 0 8 6.
  • the other end of the drive coil 1 0 8 3 is connected to a collector of a ⁇ ⁇ type transistor 1 0 8 5, and the other end of the drive coil 1 0 8 4 is a terminal of the switch circuit 1 0 8 8 It is connected to the positive terminal of the power supply unit 1 0 8 9 through 1 0 8 8 a.
  • the emitters of the transistors 1 0 8 5 are connected to the terminals T 1 0 0 3 and T 1 0 0 4 and their bases are connected to the control circuit 1 0 8 7.
  • the emitters of transistors 1 0. 8 6 are connected to terminals T. 1 0 0 3 and T 1 0 0 4 and their bases are connected to control circuit 1 0 8 7 .
  • the collector of transistor 1 0 8 6 is connected to the positive terminal of power supply unit 1 0 8 9 through terminal 1 0 8 8 b of switch circuit 1 0 8 8.
  • the negative terminal of the power supply unit 1 0 8 9 is connected to the terminals T 1 0 0 3 and T 1 0 0 4.
  • switch circuit 1 0 8 8 If one of drive coils 1 0 8 3 and 1 0 8 4 is broken, connect switch circuit 1 0 8 8 to terminal 1 0 8 8 a and turn off transistor 1 0 8 5. , Turn on transistor 1 0 8 6 and turn off switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2. Then, if switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 do not turn off, connect switch circuit 1 0 8 8 to terminal 1 0 8 8 b and turn on transistor 1 0 8 5 to turn on transistor 1. Turn off 0 8 6 and turn off switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2.
  • the first example of the eighth embodiment is an application of the electromagnetic switch in which the drive coil is divided. Therefore, even if one of the drive coils is broken, the switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 can be turned off.
  • the driving coils 1 0 8 3 a, 1 0 8 3 b, 1 0 8 4 a and 1 0 8 4 b are provided to the iron cores 1 0 9 1 and 1 0 9 2 respectively.
  • a magnetic body 1 0 9 3 is provided so that it can move between the iron cores 1 0 9 1 and 1 0 9 2.
  • Terminals T 1 0 1 1 are derived from the drive coil 1 0 8 3 a. This terminal T1 0 1 1 is connected to the collector of transistor 1 0 8 5.
  • the drive coils 1 0 8 3 a and 1 0 8 4 b are connected.
  • the drive coils 1 0 8 3 b and 1 0 8 4 b are connected, and the terminal T 1 0 1 3 is derived from the connection point.
  • This terminal T 1 0 1 3 is connected to the collector of transistor 1. 0 8 6.
  • Drive coils 1 0 8 3 b and 1-0 8 4 a are connected.
  • This terminal T 1 0 1 2 is connected to the terminal 1 0 8 8 a of the switch circuit 1 0 8 8.
  • the collector of the PNP transistor 106 is connected to the collector of the transistor 106, and the emitter is connected to the positive terminal of the power supply 100, and the base is , Connected to control circuit 1 0 8 7.
  • the collector of the PNP transistor 1 0 9 7 is connected to the drive coil 1 0 8 4, the emitter is connected to the positive terminal of the power supply 1 0 8 9, and the base is Connected to control circuit 1 0 8 7.
  • the above-mentioned switch circuit 1 0 8 8 is replaced with transistors 1 0 9 6 and 1 0 9 7 as an example of a semiconductor.
  • switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 can be turned off.
  • a current (power supply) capable of turning off switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 with one drive coil is supplied to the drive coil.
  • the drive coils 1 0 8 3 and 1 0 8 4 have a parallel connection or a series connection, but the operation is the same.
  • a third example of the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.9.
  • the collector of the NPN transistor 1 1 0 1 is the power supply 1 1 0
  • the emitter is connected to one of the terminals of the drive coil 1 0 8 3 and 1 0 8 4 and its base is the control circuit 1 1 0
  • the negative terminal of the power supply unit 1 103 is connected to the terminals T 1 0 0 3 and T 1 0 0 4.
  • the collector of the N P N type transistor 1 102 is connected to the positive terminal of the power supply 1 1 0 4, and the emitter is a drive coil 1 0 8 3 and 1 1
  • the collector of the N 1 P 5 type transistor is a drive coil 1 0 8
  • the collector of the NPN transistor 1 0 6 is connected to the other terminal of the drive coil 1 0 8 4, its emitter is connected to the terminals T 1 0 0 3 and T 1 0 0 4, and its base is , Control circuit 1 1 0 7 is connected.
  • the third example of the eighth embodiment is one in which drive coils 1 0 8 3 and 1 0 8 4 are connected in parallel.
  • a high voltage power supply
  • step S 10 2 switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are turned on.
  • step S 1 0 2 2 control signals for turning switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are controlled from control circuit 1 0 8 7 to transistors 1 0 8 5, 1 0 8 6, 1 0 Supplied to 9 6, and 1 0 9 7.
  • step S 10 drive current is supplied to drive coils 1 0 8 3 and 1 0 8 4 so that switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are off.
  • step S 1 0 2 4 the operating states of switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are detected.
  • step S 1 0 2 5 it is possible to switch from the detected operating condition 1 0 8
  • step S 1 0 2 It is determined whether 1 and 1 0 8 2 are off. If it is determined that both switch 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are off, then step S 1 0 2
  • control is transferred to step S 1 0 2 6.
  • step S1066 transistors 1085 and 1096 are turned off and transistors 106 and 1097 are turned on.
  • step S 1 0 2 7 the operating states of switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are detected.
  • step S 1 0 2 it is determined from the detected operating state whether the switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are off. If it is determined that both switch 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are off, control is transferred to step S 1.0 3 2, and the switch 1 0 8 1 and 1 0 8 2 Either one If it is determined that both or both are on, control is transferred to step S 10 2 9.
  • step S 10 2 transistors 1 0 8 5 and 1 0 9 6 are turned on and transistors 1 0 8 6 and 1 0 9 7 are turned off.
  • step S 1 0 3 the operating states of switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are detected.
  • step S 1 0 3 it is determined from the detected operating state whether the switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are off. If it is determined that both switch 1 0 8 1 and 1 0 8 2 are off, control is transferred to step S 1 0 3 2 and switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 If it is determined that at least one or both are on, control returns to step S 10 26.
  • step S 1 0 3 2 control of switches 1 0 8 1 and 1 0 8 2 is stopped.
  • the resistor 1 1 13 and the switch circuit 1 1 1 4 connected in series are provided in parallel with the capacitor 1 0 3 3.
  • a voltage difference V 1 () 33 between the terminals of the capacitor 1 0 3 3 detected by the voltage detection circuit 1 0 3 5 is supplied to the voltage change detection circuit 1 1 1 1.
  • the control circuit 1 1 5 controls the on / off of the switch circuit 1 1 1 4 and supplies the control state of the switch circuit 1 1 1 4 to the voltage change detection circuit 1 1 1 1 .
  • the capacitor 1 0 3 3 is broken due to the potential difference V 1033 from the voltage detection circuit 1 0 3 5 and the control state from the control circuit 1 1 1 5 Is detected.
  • a signal is supplied from the voltage change detection circuit 1 1 1 1 to the control stop circuit 1 1 1 2.
  • Control stop circuit 1 1 1 2 Is controlled to turn off switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 in response to a signal from the voltage change detection circuit 1 1 1 1.
  • this ninth embodiment When detecting the potential difference V 1D33 between the terminals of capacitors 103 , turn off switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2. Turn on the switch circuit 1 1 1 4 and slightly discharge the capacitor 1 0 3 3 with a resistor 1 1 1 3. Then, if it is detected in the voltage change detection circuit 1 1 1 1 that the potential difference V 1 () 33 between the terminals of the capacitor 1 0 3 3 slightly decreases, the capacitor 1 0 3 3 is not broken. If it is determined that the potential difference V1Q33 does not decrease, it is determined that the capacitor 1 0 3 3 is broken.
  • the switch circuit 1 1 1 4 When the potential difference V 33 slightly decreases, the switch circuit 1 1 1 4 is turned off, and the operating states of the switches 1 0 0 1 and 1 0 0 2 are detected. As described above, in the ninth embodiment, it is detected whether or not the capacitors 103 for detecting the switches 1001 and 1022 are broken.
  • FIG. 42 shows a schematic configuration of the first embodiment in which the present invention is applied to a battery pack.
  • a battery block E 2.0 0 1 and E 2 0 0 2 in which two secondary batteries are connected in series are provided in parallel.
  • the positive terminal of battery block E 2 0 0 1 is connected to one battery terminal T 2 0 0 1 through a switch circuit 2 0 0 1, and the negative terminal is connected to the other battery terminal T 2 0 0 2 Be done.
  • the positive terminal of battery block E 2 0 0 2 is connected to one battery terminal T 2 0 0 1 through switch circuit 2 0 0 2, and the negative terminal is connected to the other battery terminal T 2 0 0 2 To be By configuring in this way, it is possible to switch and use the discharging operation and the charging operation for each battery block that can ensure safety.
  • the switch circuits 2 0 0 1 and 2 0 0 2 the above-described electromagnetic switch or the like is used as an example.
  • a first embodiment of the battery pack will be described with reference to FIG. 43, battery blocks E 201 1 and E 201 2 in which four secondary batteries are respectively connected in two series and two in parallel are used.
  • the positive terminal of battery block E 2 0 1 1 is connected to battery terminal T 2 0 0 1 through switching circuit 2 0 1 2, and the negative terminal is connected to battery terminal T 2 0 0 2.
  • Ru The positive terminal of battery block E, 2 0 1 2 is connected to battery terminal T 2 0 0 1 through switching circuit 2 0 1 2, and the negative terminal is connected to battery terminal T 2 0 0 2 Ru.
  • the capacity detection circuit 201 the battery capacities of the battery blocks E201 and E202 are detected.
  • a control signal for switching the switching circuit 2 0 1 2 is appropriately supplied from the capacity detecting circuit 2 0 1 1 to the switching circuit 2 0 1 2 according to the detected battery capacity.
  • the switching switch circuit 2201 when discharging is started from the battery block E201, when the capacity difference with the battery block E2012 becomes equal to or greater than the reference value, the switching switch circuit 2201 is switched to switch the battery. Discharge from block E 2 0 1 2. Thus, when the difference in capacity between the discharged battery block and the non-discharged battery block becomes equal to or greater than the reference value, the battery block is switched to switch the switching switch circuit 2 0 1 2 and discharged. Switch. Repeating this, the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 discharge. Similarly, in the case of charging, switch the switching circuit 2 0 1 2 to charge the battery block E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2.
  • the switching switch circuit 2 0 1 2 uses, for example, the above-described electromagnetic switch or the like.
  • the positive terminal of battery block E 2 0 1 1 is connected to battery terminal T 2 0 0 1 through switching circuit 2 0 2 1 and to the anode of diode 2 0 2 5 .
  • the cathode of the diode 2 0 2 5 is connected to the battery terminal T 2 0 0 1 through the switch circuit 2 0 2 3.
  • the negative terminal of battery block E 2 0 1 1 is connected to battery terminal T 2 0 0 2.
  • the positive terminal of battery block E 2 0 1 2 is connected to battery terminal T 2 0 0 1 through switch circuit 2 0 2 2 and to the anode of diode 2 0 2 4 Be done.
  • the power source of diode 2 0 2 4 is connected to battery terminal T 2 0 0 1 through switch circuit 2 0 2 3.
  • the negative terminal of the battery block E 2 0 1 2 is connected to the battery terminal T 2 0 0 2.
  • the capacity detection circuit 201 detects the battery capacities of the above-described battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2, and the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2
  • the control signal is supplied to the switching control circuit 2 0 2 6 when the difference in capacitance between the control signal and the reference value is exceeded.
  • the switching signal is switched from the switching control circuit 2 0 2 6 so that the switching circuits 2 0 2 1, 2 0 2 2 and 2 0 2 3 are turned on. It is output.
  • the control signal indicated by reference numeral 2 0 2 7 in FIG. 4 5 is at high level
  • the switch circuit 2 0 2 1 is turned on
  • the control signal indicated by reference numeral 2 0 2 8 is at high level.
  • the switch circuit 2 0 2 3 is turned on.
  • the switch circuits 2 0 2 1 and 2 0 2 2 and 2 0 2 3 are controlled so that the switch circuits 2 0 2 1 and 2 0 2 2 are not simultaneously turned on. This is because the relationship between the voltage of battery block E 2 0 1 1 and the voltage of battery block E 2 0 1 2 is E 2 0 1 1 ⁇ E 2 0 1 2
  • switch circuits 2 0 2 1 and 2 0 2 2 are simultaneously turned on, battery block 0 2 1 1 and 2 0 1 2 are connected, and the safety of battery block 2 0 1 1 is improved. It can not be secured. Therefore, in the first embodiment of this battery pack, control is performed so that the switch circuits 2021 and 2022 are not turned on at the same time. Then, when discharging, the switching circuit 23 is turned on so that the switching circuits 20 21 and 22 22 are turned on so that the discharging is continued without interruption. It becomes.
  • a third embodiment of a battery pack to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. 47.
  • the switch circuit 2 0 2 1 is detected.
  • a control signal is output from the switching control circuit 2 0 6 so that 2 0 2 and 2 0 2 2 are turned on, and the battery block ⁇ 2 0 1 1 and ⁇ 2 0 1 2 can be discharged or charged simultaneously. You may
  • the switch circuits 2 0 2 1 and 2 0 2 2 are used.
  • the battery block ⁇ 2 0 1 1 and ⁇ 2 0 1.2 may be charged simultaneously.
  • the switch circuits 2 0 21 and 2 0 2 2 may be turned on so that the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 can be discharged simultaneously.
  • the charge characteristic is indicated by reference numeral 2 0 3 1 and the discharge characteristic is indicated by reference numeral 2 0 3 2, and the switching circuits 2 0 2 1 and 2 0 during charge are shown.
  • a reference line for charging simultaneously with 2 2 turned on is indicated by reference numeral 2 0 3 3, and a switch circuit 2 0 2 1 and 2 0 at the time of discharge.
  • a reference line when turning on 2 2 and discharging at the same time is indicated by reference numeral 2 0 3 4.
  • the switch circuit 2001 and 2022 are turned on to set the battery block E 2 0 1. It is also possible to simultaneously charge 1 and E 2 0 1 2 with a constant voltage of the reference voltage, for example, 4.2 V.
  • the charge capacity can be determined by detecting the charge current or the battery voltage after the charge is stopped.
  • FIG. 49 shows the characteristics of one example of the secondary battery.
  • the charge voltage characteristic is indicated by reference numeral 2 0 3 6
  • the charge current characteristic is indicated by reference numeral 2 0 3 7
  • battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 are shown.
  • Reference line indicating around 8 0% to 8 5% of the charge capacity of 0 1 2 is a reference sign 2 0
  • a secondary battery with such characteristics can be safely charged up to the capacity before and after the reference line of its battery capacity. For example, when the battery capacity is small at the time of charging, the balance of each battery capacity is broken. There is no problem in safety because the difference in battery capacity is small. Therefore, during charging, even if charging is performed by connecting a plurality of secondary batteries in series and in parallel, it is safe as long as it has a capacity before and after the reference line of the battery capacity.
  • Resistor 204 1 is used to detect the charge capacity of battery block E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 as described above.
  • a control signal is supplied to the switching control circuit 2 0 2 6 according to the result detected by the capacitance detection circuit 2 0 1 1.
  • the switching control circuit 2 0 2 6 outputs switching signals to the switching circuits 2 0 2 1 and 2 0 2 2 in accordance with the supplied control signal, and supplies signals to the control circuit 2 0 4 2 .
  • control circuit 202 when it is determined from the supplied signal that it is at the time of charging and is in a state near the full charge, a control signal is supplied to the constant-voltage circuit 2043.
  • constant voltage circuit 204 a constant voltage is supplied as a charging voltage to the battery blocks E201 and E2201. At the time of this charge, the switch circuits 2 0 21 and 2 0 2 2 are turned on.
  • the battery block E With protection of 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 and detection of their capacity.
  • protection detection / switching detection circuit 2 0 4 6 battery block E 2 is detected from current detected directly from battery block E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 or using resistance 2 0 4 1 0 1 1 and E 2 0 1 2 battery capacities are detected.
  • the protection detection switching detection circuit 2 0 4 6 supplies a control signal to the switching control circuit 2 0 2 6.
  • the switching control circuit 2 0 2 6 is supplied with a switching signal for controlling the switching circuits 2 0 2 1 and 2 0 2 2 in accordance with the supplied control signal.
  • control as shown in FIG. 52 is performed as an example.
  • step S 2 0 0 data to be judged for protecting the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 are detected. For example, detection of overcharge voltage, detection of overdischarge voltage, and / or detection of over current are performed.
  • step S202 control is performed to protect the battery block E201 and / or E201 based on the detection result.
  • step S 2 0 0 3 a switching signal to turn off the switch circuit 2 0 2 1 and / or 2 0 2 2 is output.
  • the protection detection / switching detection circuit 2 0 4 6 detection control of the voltage and current of the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 and charge / discharge operation, and switch circuits 2 0 2 1 The detection for switching 2 2 can be detected simultaneously.
  • step S 2 0 0 6 the battery capacities of the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 are detected.
  • step S2 007 it is determined whether or not the difference between the respective battery capacities has become equal to or greater than the reference value.
  • step S2 0 0 8 it When it is determined that the difference between the respective battery capacities is equal to or greater than the reference value, a switching signal for switching the switching switch circuit 2 0 1 2 is output.
  • step S 2 0 0 6 the battery capacities of the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 are detected.
  • step S 2 0 0 7 it is determined whether or not the difference between the respective battery capacities has become equal to or greater than a reference value.
  • step S 2 0 0 8 when it is determined that the difference between the respective battery capacities is equal to or greater than the reference value, the switching signal for switching the switching circuits 2 0 2 1, 2 0 2 2, and 2 0 2 3 is It is output.
  • the on / off of the switch circuits 2 0 2 1, 2 0 2 2, and 2 0 2 3 is controlled so that the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 are not connected. .
  • step S 2 0 0 6 the battery capacities of the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 are detected.
  • step S2007 it is determined whether the respective battery capacities are less than or equal to the reference value and approximately the same.
  • step S 2 0 0 8 when it is determined that the respective battery capacities are less than or equal to the reference value and substantially the same, switching signals for turning on the switch circuits 2 0 2 1 and 2 0 2 2 are output. Ru.
  • step S 2 0 0 6 the battery capacities of the battery blocks E 2 0 1 1 and E 2 0 1 2 are detected.
  • step S 2 0 0 7 it is determined whether or not the charge capacity has reached 80% or more.
  • step S 2 0 0 8 when it is determined that the charge capacity is 80% or more, a switching signal for turning on the switch circuits 2 0 2 1 and 2 0 2 2 is output.
  • the sixth embodiment is an example using the above-described electromagnetism type switch, and six secondary batteries are arranged in two parallels and threes in series.
  • the figure shows the battery block E 202 1 and E 202 2 used.
  • the battery block E 2 0 2 1 is from a secondary battery E 2 0 2 1 E 2 0 2 1 E 2 0 2 1 E 2 0 2 1 E 2 0 2 1 or E 2 0 2 1 6 It will be configured.
  • the secondary batteries E 2 0 2 1, E 2 0 2 1 1 and E 2 0 2 1 3 are connected in series.
  • the secondary batteries E 2 0 21 1, E 2 0 2 1 5 5 , and E 2 0 2 1 6 6 are connected in series.
  • the secondary batteries E 2 0 2 1 and E 2 0 2 1 4 are connected in parallel, and the secondary batteries E 2 0 2 1 2 and E 2 0 2 1 5 are connected in parallel.
  • 2 0 2 1 3 and E 2 0 2 1 6 are connected in parallel.
  • Battery block E 2 0 2 2 is a secondary battery E 2 0 2 2 E 2 0 2 2 E 2 0 2 2 3 , E 2 0 2 2 4 , E 2 0 2 2 5 , and E 2 0 2 It consists of two six .
  • the secondary batteries E 2 0 2 2 0 2 1 2 and E 2 0 2 2 3 are connected in series.
  • the secondary batteries E 2 0 2 2 4 , E 2 0 2 2 5 5 and E 2 0 2 2 6 are connected in series.
  • Secondary batteries E 202 2 and E 2 0 2 2 4 are connected in parallel, and secondary batteries E 2 0 2 2 2 and E 2 0 2 2 5 are connected in parallel, a secondary battery E 2 0 2 2 3 and E 2 0 2 2 6 are connected in parallel.
  • the switches SW 2 0 0 1 and SW 2 0 0 2 2 are connected in series between the positive electrode terminal of the secondary battery E 2 0 2 1 and the positive electrode terminal of E 2 0 2 2. Between the secondary battery E 2 0 2 1 2 a positive electrode terminal and E 2 0 2 2 2 of the positive electrode terminal, sweep rate pitch SW 2 0 0 1 2 and SW 2 0 0 2 2 are connected in series.
  • the sweep rate pitch of switch SW 2 0 0 1 3 and SW 2 0 0 2 3 are connected in series SW 2 0 0 1 SW 2 0 0 1 and SW 2 0 0 1 3 Is controlled by the coil L 2 0 0 1.
  • the switches SW 2 0 0 2,> SW 2 0 0 2 2 , and SW 2 0 0 2 3 are on / off controlled by the coil L 2 0 0 2.
  • the coils L 2 0 0 1 and L 2 0 0 2 are connected to the switching control circuit 2 0 2 6.
  • the battery terminal T 2 0 0 1 is derived from the connection point of the switches SW 2 0 0 1 and SW 2 0 0 2.
  • the charge / discharge completion detection circuit 2 0 5 2 detects that charging and discharging are completed based on the signal supplied from the protection detection / switching detection circuit 2 0 4 6. When it is detected that charging and discharging have been completed, a completion signal is supplied to the switching control circuit 2 0 26.
  • the use detection circuit 2 0 5 3 detects via the terminal T 2 0 3 3 whether or not the voltage and current from the battery pack 2 1 are being used. When it is detected that it is not in use, a non-use signal is supplied to the switching control circuit 2 0 26.
  • step S201 when the completion signal or the no use signal is supplied, the battery capacity of the secondary battery included in the battery pack 2501 is balanced.
  • An example of control at this time will be described with reference to the flow chart of FIG.
  • step S201 for example, an electronic device or the like is connected, and the battery pack 2051 is discharged.
  • the charge / discharge completion detection circuit 205 detects that the discharge is completed.
  • step S203 it is determined based on the detection result whether discharge completion has been detected. If it is determined that the discharge completion is detected, the control is shifted to step S 2 0 14. If it is determined that the discharge completion is not detected, the control is shifted to step S 2 0 1 2.
  • step S201 the battery pack 205 is charged.
  • step S2022 charge completion is detected in the charge / discharge completion detection circuit 2052.
  • step S203 it is determined based on the detection result whether charging completion has been detected. When it is determined that the charge completion is detected, the control is shifted to step S22014, and when it is determined that the charge completion is not detected, the control is shifted to step S2022.
  • step S2031 the battery pack 2501 is charged or discharged.
  • step S2032 it is detected in the use detection circuit 205 whether the battery pack 205 is being used for charging or discharging.
  • step S203 it is determined based on the detection result whether or not it is used. If it is determined that it is not in use, the control is transferred to step S 2 0 14. If it is determined that it is in use, control is transferred to step S 2 0 3 2.
  • step S 204 when it is determined that charging and discharging are completed and battery pack 2 0 5 1 is not in use, the switching control circuit 2 0 2 6 controls coil L 2 0 0 1 and / or L 2 0 0 2 2, switch SW 2 0 0 1 i, SW 2 0 0 1 is SW 2 0 0 1 3 , and Z or SW 2 0 0 2 No SW 2 0 0 2 2 , SW 2 0 0 2 3 are controlled.
  • two battery blocks are provided in this embodiment of the battery pack, this is merely an example, and it is possible to apply to three or more battery blocks.
  • the switch can be turned off by the current flowing through the switch.
  • the time for turning off the switch can be shortened by using it in combination with the detection circuit.
  • power consumption can be reduced by latching the switch circuit.
  • a plurality of secondary batteries can be connected in series and in parallel to output desired power.
  • a plurality of secondary batteries are connected in series and in parallel for charging. Even when discharged, the safety can be maintained, the charging time can be shortened, and stable power can be output even during discharging.

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Abstract

電磁型スイッチには、少なくとも２つの駆動コイルが設けられている。駆動コイルはスイッチに流れる電流、例えば過電流によって、スイッチをオフさせる動作を行い、駆動コイルは駆動回路によって励磁または消磁され、スイッチをオンまたはオフさせる動作を行う。この駆動回路は、制御回路から供給される制御信号に応じて駆動コイルを励磁または消磁させる。このように、駆動コイルに流れる電流によってスイッチをオフとすることができる。

Description

明 細 書
スィ ッチ回路、 スィ ッチ方法、 保護装置、 および電池パ ッ ク 技術分野
この発明は、 過電流から電気部品、 例えばリチウムイオン二次電池 を保護するスィ ッ チ回路、 スィ ッチ方法、 保護装置、 および電池パ ッ ク に関する。 背景技術
従来、 電気回路の過電流を検出する場合、 検出回路で電流を検出し 、 検出された電流が過電流であるか否かを判断するよう にしている。 例えば、 第 1 図に示すよう に、 検出回路 1 5 1 で電流が検出される。 検出された電流は、 制御回路 1 5 2へ供給される。 制御回路 1 5 2 で は、 供給された電流が過電流か否かが判断され、 その判断結果が制御 信号として駆動回路 1 5 3へ供給される。
駆動回路 1 5 3 では、 供給された制御信号に応じて電磁型スィ ッチ 1 5 4が励磁または消磁される。 一例と して、 励磁された電磁型スィ ツチ 1 5 4 はオフとなり、 消磁された電磁型スィ ッチ 1 5 4 はオンと なる。
このよう に、 電磁型スィ ッチを用いた電気回路では、 1 つの駆動コ ィルで制御する方式が採用されていた （特開平 0 5 — 2 9 0 7 0 7号 公報参照） 。
また、 特開 2 0 0 2 — 0 9 3 4 6 6号公報には、 充電制御回路に電 池保護機能を取り込むことによ り、 充電制御回路を有する回路基板と 電池パック内部にある電池保護用の回路基板との 2 つを、 1 つにまと めるよう にし、 電池パックを純粋に電池のみで構成する こ とが可能な ものが記載されている。
しかしながら、 このような回路では、 過電流によって検出回路およ ぴ制御回路が破壊された場合、 電磁型スィ ッチがオンのままとなる可 能性が大きい。
この電磁型スィ ッチ 1 5 4がオフ状態になったか否かを確認する方 法はなかった。 そのため、 電磁型スィ ッチ 1 5 4が壊れ、 溶着した場 合、 オフする こ とができないという問題があった。
そのため、 第 2 図に示すよう に、 電磁型スィ ッチのスィ ッチ 1 1 2 1 に加え、 さ らなる保護回路を設けたものがあった。 電磁型スィ ッチ のスィ ッチ 1 1 2 1 は、 二次電池 1 1 3 1 の正極端子と保護回路 1 1 3 4 との間に設けられる。 検出回路 1 1 3 2および 1 1 3 3 は、 二次 電池 1 1 3 1 と並列に設けられ、 例えば電圧や電流が検出される。 検 出回路 1 1 3 2 の検出結果が駆動回路 1 1 2 3へ供給される。 駆動回 路 1 1 2 3 では、 検出結果に応じて、 電磁型スィ ッチのスィ ッチ 1 1 2 1 のオン オフが制御される。 同様に検出回路 1 1 3 3 の検出結果 は、 保護回路 1 1 3 4へ供給される。 保護回路 1 1 3 4では、 検出結 果に応じて、 二次電池 1 1 3 1 を保護するために、 例えば充電および /または放電の経路を切断する。
このよう に、 電磁型スィ ッチを保護するための保護回路を別に設け なければならない問題があった。
従って、 この発明の目的は、 検出回路を設けなくてもスィ ッチの接 点が張り付く こ とを防ぐことができ、 並びにスィ ッチのオン オフを 確認するこ とができ、 且つ別に保護回路を設けなくても安全性を保持 する こ とができるスィ ッチ回路、 スィ ッ チ方法、 および保護装置を 提供す.るこ とにある。 - また、 複数の二次電池が直列並列に接続された電池パックは、 纏め て充放電していた。 例えば、 第 3図に示す電池パックには、 4個の二 次電池を直列並列にした電池ブロック 2 0 8 1が用いられ、 端子 2 0
8 3および 2 0 8 4を介して二次電池の充放電が行われている。 この 電池プロック 2 0 8 1 の安全性を保つ保護回路としてスィ ッチ回路 2
0 8 2が電池ブロック 2 0 8 1 と端子 2 0 8 2 との間に設けられてい る。
特開平 7 — 3 2 2 5 1 2号公報には、 複数の単セル電池の電極が互 いに非接触状態となるように構成される組電池であって、 個々の単セ ル電池の容量を検出し、 個々の単セル電池単位で充電を行うものが記 載されている。
こ こで、 第 4図に示す電池パックのように、 多数の電池が接続され た電池ブロック 2 0 8 8では、 例えば 1個の電池がショートした場合 、 その電池に過電流が流れ、 安全性の確保ができなくなる問題があつ た。
よって、 安全性を確保するために、 直列並列に接続できる二次電池 の数が決められていた。 それに伴い、 電池パックの容量の上限も決め られていた。
従って、 この発明の目的は、 安全性を確保できる電池パックを少な く とも 2個以上設け、 これらを切り替えて使用するようにしたことを 特徴とする電池パックを提供することにある。 発明の開示
請求の範囲 1 に記載の発明は、 第 1および第 2のコイルと、 第 1 の コイルと直列に接続されるスィツチと、 第 2のコイルでスィツチのォ ン/オフを制御する制御手-段とを有し、 第 1のコイルに過電流が流れ るときに、 第 1 のコイルでスィッチをオフするようにしたことを特徵 とするスィ ツチ回路である。
請求の範囲 3 に記載の発明は、 第 1 のコイルとスィ ッチとを直列に 配置し、 第 2 のコイルでスィ ッチのオンノオフを制御し、 第 1 のコィ ルに過電流が流れる ときに、 第 1 のコイルでスィ ッチをオフするよう にしたこ とを特徴とするスィ ッチ方法である。
請求の範囲 5 に記載の発明は、 直列に接続された第 1 および第 2 の スィ ツチと、 第 1 および第 2 のスィ ツチのオン オフを制御する制御 手段と、 第 1 および第 2 のスイ ツチの動作状態を検出する動作状態検 出手段と、 第 1 および第 2 のスィ ッチの制御状態と、 第 1 および第 2 のスィ ツチの動作状態とがー致するか否かを判断する状態判断手段と を有し、 状態判断手段の判断結果から制御状態と動作状態とがー致し ないと判断されると、 第 1 および第 2 のスィ ッチをオフとするよう に したこ とを特徴とする保護装置である。
請求の範囲 8 に記載の発明は、 複数の二次電池が直列並列に接続さ れた第 1 およぴ第 2 の電池ブロック と、 第 1 および第 2 の電池ブロ ッ クの一方の端子が第 1 およぴ第 2 のスィ ッチ手段をそれぞれ介して接 続される一方の電池端子と、 第 1 および第 2 の電池ブロ ックの他方の 端子が接続される他方の電池端子と、 充電または放電を行う ときに、 第 1 およぴ第 2 のスィ ッチ手段を切り替える切替手段と、 第 1 および 第 2 の電池ブロックのそれぞれの電池容量を検出する容量検出手段と 、 検出された電池容量に応じて切替手段を制御する切替制御手段とを 有し、 第 1 および第 2 のスィ ッチ手段を切り替える ときに、 第 1 およ ぴ第 2 のスィ ッチ手段の一方がオフとなった所定の時間後、 他方がォ ンとなるよう にしたことを特徴とする電池パックである。
このよう に、 過電流が流れるた場合、 スィ ッチと直列に配置される コイルによって、 当該スィ ッチをオフにすることによって、 スィ ッチ の溶着を防ぐこ とができる。
さ らに、 直列に接続された第 1 および第 2 のスィ ッチの動作状態を 検出する こ とができ、 検出された動作状態と制御状態とに応じて正常 に動作しているか否かを判断する ことができるので、 何れか一方のス イ ッチが壊れ、 溶着した場合であっても、 回路を保護する こ とができ る。
また、 それぞれの電池ブロックの電池容量に応じて第 1 およぴ第 2 のスィ ッチ手段を制御することによって、 安全性を確保しながら、 所 望の出力を得る こ とができる。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 従来の電磁型スィ ツチを用 いた構成について説明する ためのブロ ッ ク 図、 第 2 図は、 従来の電磁型スィ ッチを使用 した回 路を説明するためのブロ ッ ク 図、 第 3 図は、 従来の構成について説 明するためのブロ ッ ク 図、 第 4 図は、 従来の構成について説明する ためのブロ ッ ク 図、 第 5 図は、 この発明の実施形態の全体的な構成 について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 6 図は、 この発明の第 1 の 実施形態の制御について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 7 図は、 こ の発明に適用 される電磁型スィ ッ チの概略的な構成について説明 するための略線図、 第 8 図は、 この発明の第 1 の実施形態の制御に ついて説明するためのブロ ッ ク 図、 第 9 図は、 この発明の第 1 の実 施形態の制御について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 1 0 図は、 こ の発明の第 1 の実施形態の制御について説明するためのプロ ッ ク 図、 第 1 1 図は、 この発明に適用 される電磁型スィ ッチの概略的な 構成につ.いて説明するための略線図、 第丄 2 図は、 この発明の第 1 の実施形態の制御について説明するためのプロ ッ ク図、 第 1 3 図は 、 この発明の第 1 の実施形態の制御について説明するための特性図 、 第 1 4 図は、 この発明の第 1 の実施形態の制御について説明する ための特性図、 第 1 5 図は、 この発明の第 2 の実施形態について説 明するためのプロ ッ ク図、 第 1 6 図は、 この発明の第 2 の実施形態 について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 1 7 図は、 この発明の第 3 の実施形態の電磁型スィ ッチについて説明するためのブロ ッ ク 図、 第 1 8 図は、 この発明の第 3 の実施形態について説明するためのプ ロ ッ ク 図、 第 1 9 図は、 この発明の第 3 の実施形態に適用 される電 磁型スィ ッ チの概略的な構成について説明するための略線図、 第 2 0 図は、 この発明の制御について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 2 1 図は、 この発明の制御について説明するためのフ ローチヤ一 ト、 第 2 2 図は、 この発明の制御について説明するためのブロ ッ ク 図で あ り 、 第 2 3 図は、 この発明の第 4 の実施形態について説明するた めのブロ ッ ク図、 第 2 4 図は、 この発明の第 4 の実施形態の他の例 について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 2 5 図は、 この発明に適用 された動作検出回路およびオン オフ検出回路の構成の第 1 の例 のブロ ッ ク 図、 第 2 6 図は、 この発明の第 4 の実施形態の動作を説 明するためのフ ローチャー ト、 第 2 7 図は、 この発明の第 5 の実施 形態の第 1 の例について説明するためのブロ ッ ク図、 第 2 8 図は、 こ の発明の第 5 の実施形態の第 1 の例の変形例について説明する ためのブロ ッ ク 図、 第 2 9 図は、 この発明の第 5 の実施形態の第 2 の例について説明するためのブロ ッ ク図、 第 3 0 図は、 この発明の 第 5 の実施形態の第 2 の例の変形例について説明するためのプロ ッ ク 図、 第 3 1 図は、 この発明の第 5 の実施形態の第 3 の例につい て説明するた のプロ ッ ク 図、 第 3 2 図は、 この発明の第 6 の実施 形態について説明するためのブロ ッ ク図、 第 3 3 図は、 この発明の 第 7 の実施形態の第 1 の例について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 3 4 図は、 この発明の第 7 の実施形態の第 2 の例について説明する ためのブロ ッ ク 図、 第 3 5 図は、 この発明の第 7 の実施形態の第 3 の例について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 3 6 図は、 この発明の 第 8 の実施形態の第 1 の例について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 3 7 図は、 この発明の第 8 の実施形態で適用される電磁型スィ ッチ の一例の概略図、 第 3 8 図は、 この発明の第 8 の実施形態の第 2 の 例について説明するためのプロ ッ ク 図、 第 3 9 図は、 この発明の第 8 の実施形態の第 3 の例について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 4 0 図は、 この発明の第 8 の実施形態の動作を説明するためのフロー チャー ト、 第 4 1 図は、 この発明の第 9 の実施形態について説明す るためのブロ ッ ク 図であ り 、 第 4 2 図は、 この発明が適用された電 池パ ッ ク の第 1 の実施形態の概略的な構成について説明するため のブロ ッ ク 図、 第 4 3 図は、 この発明が適用された電池パ ッ クの第 1 の実施形態について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 4 4 図は、 こ の発明が適用 された電池パ ッ ク の第 2 の実施形態について説明す るためのブロ ッ ク 図、 第 4 5 図は、 この発明が適用 された電池パ ッ ク の第 2 の実施形態のスィ ツ チ回路の制御につ いて説明するため の略線図、 第 4 6 図は、 この発明が適用 された電池パ ッ ク の第 2 の 実施形態のスィ ツチ回路の制御について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 4 7 図は、 この発明が適用 された電池パッ クの第 3 の実施形 態について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 4 8 図は、 この発明が適 用 された電池パ ッ ク の第 3 の実施形態のスィ ッ チ回路の制御につ いて説明するための特性図、 第 4 9 図は、 この発明が適用 された電 池パ ッ ク の第 4 の実施形態のスィ ツ チ回路の制御について説明す るための特性図、 第 5 0 図は、 この発明が適用された電池パ ッ ク の 第 4 の実施形態について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 5 1 図は、 こ の発明が適用 さ れた電池パ ッ ク の第 5 の実施形態について説明 するためのプロ ッ ク図、 第 5 2 図は、 この発明が適用された電池パ ッ ク の第 1 〜第 5 の実施形態の制御について説明するための フ ロ —チャー ト、 第 5 3 図は、 この発明が適用された電池パッ ク の第 6 の実施形態について説明するためのブロ ッ ク 図、 第 5 4 図は、 この 発明が適用 された電池パ ッ ク の第 6 の実施形態の他の例について 説明するためのプロ ッ ク図、 第 5 5 図は、 この発明が適用された電 池パ ッ ク の第 6 の実施形態の制御にについて説明するためのフ ロ —チャー トである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の基本的構成について第 5 図を参照して説明する。 電磁型スィ ッチ 1 には、 少なく とも 2 つの駆動コイル L 1 および L 2 が設けられている。 駆動コイル L 1 はスィ ッチ S W 1 に流れる電流が 所定の電流値以上の電流 （過電流） によって、 スィ ッチ S W 1 をオフ させる動作を行い、 駆動コイル L 2 は駆動回路 2 によって流れる電流 の方向を切り替えて、 スィ ッチ S W 1 をオンまたはオフさせる動作を 行う。 この駆動回路 2 は、 制御回路 3から供給される制御信号に応じ て駆動コイル L 2 に流れる電流の方向を切り替える。 このよう に、 駆 動コイル L 1 に流れる過電流によってスィ ッチ S W 1 をオフとする こ とができる。
第 6 図を参照して、 駆動コイル L 2 に流れる電流の方向を切り替え る第 1 の実施形態を説明する。 第 6 図に示すよう に、 直流電源 E と、 直列に接 _続されたスィ ッチ 1 1 および 1 2 と、 直列に接続されたスィ ツチ 1 3および 1 4 とはそれぞれ並列に接続される。 駆動コイル L 2 の一方の端子は、 スィ ッチ 1 1 および 1 2 の接続点と接続され、 その 他方の端子は、 スィ ッチ 1 3および 1 4 の接続点と接続される。 スィ ツチ 1 1 および 1 4がオンとなる ときは、 スィ ッチ 1 2および 1 3 が オフとされ、 スィ ッチ 1 2および 1 3 がオンとなる ときは、 スィ ッチ 1 1 および 1 4がオフとされる。 このよう にスィ ッチを切り替える こ とによって、 駆動コイル L 2 に流れる電流の方向を切り替える こ とが できる。 これらの制御は、 制御回路 2で行われる。
第 7 図に電磁型スィ ッチ 1 の概略的構成を示す。 駆動コイル L 1 お よび L 2 は、 鉄心 2 1 および 2 2 にそれぞれ設けられる。 鉄心 2 1 お ょぴ 2 2 の間を移動可能なよう に磁性体 2 3が設けられる。 駆動コィ ル L 2から端子 2 4および 2 5が導出される。 この端子 2 4および 2 5 を介して電流が供給される。 駆動コイル L 1 の一方から導出された 端子 2 6 は、 磁性体 2 3 と接触可能な位置に設けられる。 また、 スィ ツチ S W 1 の一方の端子として駆動コイル L 1 の他方から端子 2 8 が 導出される。 スィ ッチ S W 1 の他方の端子 2 9 と接続される端子 2 7 は、 磁性体 2 3 と接触可能な位置に設けられる。
第 8 図を参照して、 電磁型スィ ッチ 1 に流れる電流の方向を切り替 える他の例を説明する。 制御回路 2からスィ ッチ 3 1 および 3 2 を介 して駆動コイル L 2 に電流を供給する。 第 8 図に示すよう にスィ ッチ 3 1 および 3 2 を使用して、 駆動コイル L 2 に流れる電流の方向を切 り替える。 例えば、 スィ ッチ 3 1 において、 端子 3 1 aが選択され、 スィ ッチ 3 2 において、 端子 3 2 bが選択されると、 第 9 図に示すよ う に電流が流れる。 また、 スィ ッチ 3 1 において、 端子 3 1 bが選択 され、 スィ ッチ 3 2 において、 端子 3 2 aが選択されると、 第 1 0 図 に示すよう に.電流が流れる。
このよう に、 流れる電流の方向を反転する ことによって、 第 1 1 図 に示すよう に磁性体に磁石 3 6 を使用しても、 制御する こ とができる 。 言い換えると、 駆動コイル L 2 に供給する電流の方向を反転しない と、 磁性体に磁石 3 6 を使用した場合、 電磁型スィ ッチ 1 を制御する ことができない。 そのため、 上述したようなスィ ッチを構成して駆動 コイル L 2 に流れる電流の方向.を切り替える。
第 1 2 図を参照して、 電磁型スィ ッチをオフにする一例を説明する 。 上述したよう に、 駆動コイル L 1 に過電流が供給される と、 スイ ツ チ S W 1 がオフとなる。 このとき、 過電流が供給され、 スィ ッチ S W 1 がオフとする時間は、 第 1 3 図に示すよう に時点 4 6 までかかる。 そこで、 この一例では、 抵抗 4 1 の両端から電流検出回路 4 2で電 流を検出し、 過電流が検出されたと判断したときに、 制御回路 4 3 で 駆動コイル L 2 を制御して、 スィ ッチ S W 1 をオフとなるよう にする 。 このよう に、 駆動コイル L 1 および L 2 の両方を用いて、 スィ ッチ S W 1 をオフとする こ とによって、 スィ ッチ S W 1 をオフとする時間 を第 1 3 図に示す時点 4 7 まで短縮する こ とができる。
このとき、 駆動コイル L 1 でスィ ッチ S W 1 をオフとする電流値を 第 1 4図中の 4 9 で示す電流値よ り小さい 4 8で示す電流値を電流検 出回路 4 2 で検出するよう にしても良い。 このよう にする こ とによつ て、 さ らに短い時間でスィ ッチ S W 1 をオフとする こ とができる。
この発明を二次電池の充電時および放電時に適用 した第 2 の実施形 態を、 第 1 5 図を参照して説明する。 まず、 充電時の場合、 スィ ッチ 5 3では端子 5 3 aが選択される。 充電器 （図示なし） から供給され る電流は、 ダイオー ド 5 2 、 駆動コイル L 3 、 スィ ッチ 5 3 を経由し て二次電池 B Tに導かれる。
次に、 放電時の場合、 スィ ッチ 5 3では端子 5 3 bが選択される。 - 二次電池 B Tから供給される電流は、 二次電池 B Tの正極端子からス イ ッチ 5 3、 駆動コイル L I、 ダイオー ド 5 1 を経由して出力される 。 このよう に、 電流の方向に合わせてスィ ッチ 5 3 を制御する ことに よって、 充電時および放電時の過電流から電子部品の保護にも使用す る ことができる。
このとき、 駆動コイル L 1 に流れる電流よ り駆動コイル L 3 に流れ る電流が小さ くなるよう に駆動コイルを選定する。
なお、 ダイオー ド 5 1および 5 2の代わり に、 スイ ッチング素子で 切り替えるようにしても良いし、 このときダイオー ド 5 1および 5 2 はなく ても良い。
第 1 6図を参照して、 この第 2の実施形態の他の例を説明する。 ま ず、 充電時の場合、 スィ ッチ 6 1では端子 6 l aが選択され、 スイ ツ チ 6 2では端子 6 2 aが選択され、 スィ ッチ 6 3では端子 6 3 aが選 択される。 充電器 （図示なし） から供給される電流は、 スィ ッチ 6 2 、 F E T (Field Effect Transistor) 6 5、 スィ ッチ 6 3、 駆動コィ ル L 3、 スィ ッチ 6 1 を経由して二次電池 B Tに導かれる。
次に、 放電時の場合、 スィ ッチ 6 1では端子 6 l bが選択され、 ス イ ッチ 6 2では端子 6 2 bが選択され、 スィ ッチ 6 3では端子 6 3 b が選択される。 二次電池 B Tから供給される電流は、 二次電池 B Tの 正極端子からスィ ッチ 6 1、 駆動コイル L l、 スィ ッチ 6 3、 F E T 6 5、 スィ ッチ 6 2 を経由して出力される。
寄生ダイオー ドが設けられる F E T 6 5は、 制御回路 4 3 によって 制御される。 また、 制御回路 4 3は、 スィ ッチ 6 4のオンまたはオフ を常に検出し、 その検出結果に基づいて F E T 6 5および または駆 動コイル L 2 を制御する。 この他の例では、 充電時および放電時にお いて、 F E T 6 5はオンとされる。 充電おょぴ放電の何れか一方の動 作のみを行う よう にする場合、 F E T 6 5 と逆方向の F E Tを直列に 接続する こ とで実現する こ とができる。
また、 第 1 7図を参照して、 駆動コイル L 2で複数のスィ ッチ S W 1 1、 1 2、 および 1 3のオンおよびオフを制御する第 3の実施形態 を説明する。 このとき、 スィッチ S W 1 1 に過電流が供給されると、 駆動コイル L 1でスィ ッチ S W 1 1 をオフとする。 スィッチ S W 1 2 に過電流が供給されると、 駆動コイル L 3でスィ ッチ S W 1 2をオフ とする。 スィ ッチ S W 1 3に過電流が供給されると、 駆動コイル L 4 でスィッチ S W 1 3 をオフとする。
この第 3の実施形態を適用した一例を第 1 8図に示す。 この第 1 8 図は、 4個の電池 7 1、 7 2、 7 3、 および 7 4を 2並列 2直列に接 続した一例である。 端子 7 5および電池 7 3の正極端子の間に、 駆動 コイル L 1およびスィッチ S W 1 1が直列に設けられる。 電池 7 1の 正極端子および電池 7 3の正極端子の間に、 駆動コイル L 3およびス イッチ S W 1 2が直列に設けられる。 電池 7 1の負極端子および電池 7 3の負極端子は、 接続される。 電池 7 1の負極端子と電池 7 4の正 極端子との間に、 駆動コイル L 4およびスィッチ S W 1 3が直列に設 けられる。 電池 7 2の正極端子は、 電池 7 1 の負極端子と接続される 。 電池 7 2の負極端子および電池 7 4の負極端子は、 端子 7 6 と接続 される。 スィッチ S W 1 1、 S W 1 2、 および S W 1 3は、 駆動コィ ル L 2 によってそのオン/オフが制御される。 このように複数の電池 を並列且つ直列に接続した、 例えば電池パックに適用することができ る。
第 1 9図に駆動コイル L l、 L 2、 L 3、 および L 4を備えた電磁 型スィッチの概略的構成を示す。 駆動コイル L l、 L 2、 L 3、 およ び L 4は、 鉄心 8 1および 8 2にそれぞれ設けられる。 鉄心 8 1およ ぴ 8 2の間を移動可能なように磁性体 8 3が設けられる。 駆動コイル L 2から端子 8 4および 8 5が導出される。 この端子 8 4および 8 5 を介して電流が供給される。
端子 8 6、 8 7、 8 8、 8 9、 9 0、 および 9 1 は、 磁性体 8 3 と 接触可能な位置に設けられる。 端子 8 6 は端子 9 3 と接続され、 端子 8 7は駆動コイル L 4の一方と接続される。 端子 8 8は端子 9 5 と接 続され、 端子 8 9は駆動コイル L 3の一方と接続される。 端子 9 0は 端子 9 7 と接続され、 端子 9 1 は駆動コイル L 1 の一方と接続される 。 端子 9 2は駆動コイル L 4の他方と接続され、 端子 9 4は駆動コィ ル L 3の他方と接続され、 端子 9 6は駆動コイル L 1 の他方と接続さ れる。
この第 1 9図に示す一例では、 端子 9 6および 9 7がスィ ッチ S W 1 1 の端子となり、 端子 9 4および 9 5がスィ ッチ S W 1 2の端子と なり、 端子 9 2および 9 3がスィ ッチ S W 1 3の端子となる。
駆動コイル L 1でスィ ッチ S W 1 1、 1 2、 および 1 3をオフする 電流値を、 過電流によって加熱されてスィ ッチの接点が溶解 （溶着） する電流値以下に設定する。
第 2 0図を参照して、 駆動回路 2の一例を説明する。 N P N型の ト ランジス夕 1 0 1、 1 0 2、 1 0 3、 および 1 0 4から差動増幅回路 が構成される。 駆動コイル L 2の一方は、 ト ランジスタ 1 0 1 のエミ ッ夕と接続され、 その他方は、 トランジスタ 1 0 3のェミ ッタと接続 される。
ト ランジスタ 1 0 1 のベースは、 抵抗 1 0 6 を介してスィ ッチ S W 2 2の端子 S W 2 2 aと接続される。 トランジスタ 1 0 2のべ一スは 、 抵抗 1 0 8 を介してスィ ッチ S W 2 2の端子 S W 2 2 bと接続され る。 ト ランジスタ 1 0 3のベースは、 抵抗 1 0 5を介してスィ ッチ S W 2 2の端子 S W 2 2 b と接続される。 トランジスタ 1 0 4のベース は、 抵抗 1 0 7を介してスィ ッチ S W 2 2の端子 S W 2 2 a と接続さ れる。
トランジスタ 1 0 1のコ レクタおよび ト ランジスタ 1 0 3のコ レク タは、 P N P型の ト ランジスタ 1 1 0のェミ ッタ と接続される。 トラ ンジスタ 1 1 0のコ レクタは、 抵抗 1 1 1 を介してスィ ッチ S W 2 2 に接続される。 トランジスタ 1 1 0のベースは、 信号回路 1 1 2 に接 続される。 直流電源 Eの正極端子は、 ト ランジスタ 1 0 1のコ レクタ およびトランジスタ 1 0 3のコ レクタと接続され、 その負極端子は、 ト ランジスタ 1 0 2のェミ ッタおよびト ランジスタ 1 0 4のェミ ッタ と接続される。
なお、 スィ ッチ S W 2 1および S W 2 2は、 第 2 0図中点線で示す ように連動するスィ ツチ回路である。
第 2 1 図のフローチャー トを参照して、 この第 2 0図の駆動回路 2 の動作を説明する。 ステップ S 1では、 スィ ッチ S W 2 1がオフとな り、 且つスィ ッチ S W 2 2が端子 S W 2 2 aを選択している こ とが確 認される。 ステップ S 2では、 スィ ッチ S W 2 1 をオンとするための 信号が信号回路 1 1 2から トラ ンジスタ 1 1 0のベースへ供給される 。 ステップ S 3では、 信号回路 1 1 2からの信号に応じて ト ランジス 夕 1 1 0が Δ Τ時間オンとされる。
ステップ S 4では、 ト ランジスタ 1 1 0がオンとな り、 スィ ッチ S W 2 2 において端子 S W 2 2 aが選択されているので、 トランジスタ 1 0 1および 1 0 4がオンとされる。 ステップ S 5では、 直流電源 E から出力される電流がト ランジスタ 1 0 1、 駆動コイル L 2、 トラン ジス夕 1 0 4を経由するので、 スィ ッチ S W 2 1がオンとされる。 ステップ S 6では、 スィ ッチ S W 2 1がオフからオンとなるので、 スィ ッチ S W 2 2は連動して、 選択される端子が端子 S W 2 2 aから 端子 S W 2 2 bへ切 り替えられる。 ステップ S 7 では、 スィ ッチ S W 2 1 をオフとするための信号が信号回路 1 1 2 から ト ランジスタ 1 1 0 のベースへ供給される。 ステップ S 8 では、 信号回路 1 1 2からの 信号に応じて トランジスタ 1 1 0が Δ Τ時間オンとされる。
ステップ S 9では、 ト ランジスタ 1 1 0がオンとなり、 スィ ッチ S W 2 2 において端子 S W 2 2 bが選択されているので、 卜ラ ンジス夕 1 0 2および 1 0 3 がオンとされる。 ステップ S 1 0 では、 直流電源 Eから出力される電流が トランジスタ 1 0 3 、 駆動コイル L 2 、 トラ ンジス夕 1 0 2 を経由するので、 スィ ッチ S W 2 1 がオフとされる。 ステップ S 1 1 では、 スィ ッチ S W 2 1 がオンからオフとなるので、 スィ ッチ S W 2 2 は連動して、 選択される端子が端子 S W 2 2 b か ら 端子 S W 2 2 aへ切り替えられる。 そして、 ステップ S 2へ制御が移 る。
第 2 2 図を参照して、 電磁型スィ ッチ 1 のオン/オフの状態を検出 する検出回路を説明する。 トランジスタ 1 2 1 、 1 2 2 、 1 2 3 、 お よび 1 2 4から差動増幅回路が構成される。 駆動コイル L 2 の一方は 、 トランジスタ 1 2 1 のェミ ッタと接続され、 その他方は、 ト ランジ スタ 1 2 3 のェミ ツ夕と接続される。
トランジスタ 1 2 1 のコ レクタおよびトランジスタ 1 2 3 のコ レク 夕は、 直流電源 Eの正極端子と接続される。 トランジスタ 1 2 1 のべ ースおよびトランジスタ 1 2 4 のべ一スは、 ダイオー ド 1 2 5 のカソ — ドと接続される。
トランジスタ 1 2 2 のコ レクタは、 ト ランジスタ 1 2 1 のェミ ツ夕 と接続される。 ト ランジスタ 1 2 2 のェミ ッタおよびト ランジスタ 1 — 2 4のェミ ッタは、 直流電源 Eの負極端子と接続される。 ト ランジス 夕 1 2 2 のベースおよびトランジスタ 1 2 3 のベースは、 ダイオー ド 1 2 6の力ソー ドと接続される。
トランジスタ 1 2 4のコ レクタは、 ト ランジスタ 1 2 3のェミ ツ夕 と接続される。 ダイオー ド 1 2 5のアノー ドは、 抵抗 1 2 7 を介して スィ ッチ制御回路 1 2 9 と接続される。 ダイオー ド 1 2 6のアノー ド は、 抵抗 1 2 8 を介してスィ ッチ制御回路 1 2 9 と接続される。
直流電源 Eの正極端子は、 抵抗 1 3 1 を介して トランジスタ 1 3 7 のコ レクタ、 抵抗 1 3 2を介して ト ランジスタ 1 3 7のベース、 抵抗
1 3 3 を介して トランジスタ 1 3 6 のコ レクタ と接続される。 直流電 源 Eの負極端子は、 ト ランジスタ 1 3 6のェミ ッタ、 トランジスタ 1 3 7のェミ ッタ、 ト ランジスタ 1 3 8のェミ ッタ、 ト ランジスタ 1 3 9のェミ ッタと接続される。
トランジスタ 1 3 7のコ レクタは、 抵坊 1 3 4を介して ト ラ ンジス タ 1 3 6のべ一ス、 抵抗 1 3 5 を介して トランジスタ 1 3 8のべ一ス と接続される。 トランジスタ 1 3 8のコ レクタは、 ト ランジスタ 1 2 1 のベースおよびト ランジスタ 1 2 4のベースと接続される。 ト ラン ジス夕 1 3 9のべ一スは、 抵抗 1 4 0 を介して トランジスタ 1 3 6の コ レクタと接続され、 そのコ レクタは、 トランジスタ 1 2 2のベース およびト ランジスタ 1 2 3のベース と接続される。
スィ ッチ S W 3 2の一方の端子は、 直流電源 Eの負極端子と接続さ れ、 他方の端子は、 トランジスタ 1 3 7のべ一スと接続される。 この スィ ッチ S W 3 2は、 スィ ッチ S W 3 1 と連動して動作する。 従って 、 スィ ッチ S W 3 1がオンのとき、 スィ ッチ S W 3 2 もオンになり、 スィ ッチ S W 3 1がオフのとき、 スィ ッチ SW 3 2 もオフ となる。
ここで、 検出動作の一例を説明する。 スィ ッチ S W 3 2がオフの場 合、 .ドランジスタ 1 3 7がオンとなるので、 トランジスタ 1 3 8はォ フとなる。 このとき、 トラ ンジスタ 1 3 6がオフ となるので、 トラ ン ジスタ 1 3 9がオンとなる。 この結果、 リ レー動作信号で応答するの はトランジスタ 1 2 1および 1 2 4がオンとなる。
スィ ッチ S W 3 2がオンの場合、 トランジスタ 1 3 7がオフとなる ので、 ト ランジスタ 1 3 8がオンとなる。 このとき、 トランジスタ 1 3 6がオンとなるので、 ト ランジスタ 1 3 9がオフとなる。 この結果 、 リ レー動作信号で応答するのは トランジスタ 1 2 2および 1 2 3が オンとなる。
上述した連動するスィ ッチ S W 2 1および S W 2 2 と、 連動するス イ ッチ S W 3 1および S W 3 2 とは、 全く 同じよう に構成する こ とが できる。 これは切り替えるスィ ッチか、 オンノオフを行うスィ ッチか の違いだけであ り、 全く 同じよう に構成する こ とができる。 従って、 スィ ッチ S W 2 2の代わり にスィ ッチ S W 3 2 を使用するよう にして も良いし、 スィ ッチ S W 3 2の代わ り にスィ ッチ S W 2 2を使用する よう にしても良い。
第 2 3図は、 この発明が適用された第 4の実施形態のブロ ック図を 示す。 端子 T 1 0 0 1および T 1 0 0 2の間に直列に接続されたスィ ツチ 1 0 0 1および 1 0 0 2が、 例えば過電流の流れる経路の一部に 設けられる。
スィ ッチ 1 0 0 1 は、 駆動コイル 1 0 0 3に流れる駆動電流によつ てオン/オフが制御される。 駆動回路 1 0 0 5から導出される駆動コ ィル 1 0 0 3 には、 制御回路 1 0 0 7から供給される制御信号に応じ て、 駆動電流が供給される。
同様に、 スィ ッチ 1 0 0 2は、 駆動コイル 1 0 0 4に流れる駆動電 流によってオン オフが制御される。 駆動回路 1 0 0 6から導出され る駆動コイル 1 0 0 4には、 制御回路 1 0 0 7から供給される制御信 . 号に応じて、 駆動電流が供給される。 このスィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2 の一例として継電器、 リ レースィ ッチ、 電磁型スィ ッチなどが 用いられる。
スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の接続点と接続される動作検出回 路 1 0 0 9 (動作状態検出手段） では、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2が動作したこ と、 すなわちオンまたはオフしたこ とが検出され、 その動作状態が使用停止回路 1 0 0 8 へ供給される。 例えば、 オン/ オフを切り替える ことによって変化する電位差などから正常に動作し ているか否かが判断される。
使用停止回路 1 0 0 8 (状態判断手段） では、 動作検出回路 1 0 0 9からスィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の動作状態が供給され、 制御 回路 1 0 0 7 からスィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の制御状態が供給 される。 供給された動作状態および制御状態からスィ ッチ 1 0 0 1 お よび 1 0 0 2が正常に動作しているか否かが判断され、 その判断結果 は使用停止回路 1 0 0 8 から制御回路 1 0 0 7 へ供給される。
制御回路 1 0 0 7 では、 使用停止回路 1 0 0 8から供給された判断 結果に応じて、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2がオンまたはオフと なる制御信号が駆動回路 1 0 0 5および 1 0 0 6へ供給される。
例えば、 使用停止回路 1 0 0 8 において、 供給された動作状態およ ぴ制御状態が一致しなかった場合、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の少なく とも一方が壊れたと判断し、 その判断結果が制御回路 1 0 0 7 へ供給される。 制御回路 1 0 0 7 からの制御信号に応じてスィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2がオフ とされる。 - このような第 4 の実施形態は、 スィ ッチ回路を使用して安全性を維 持するものであって、 例えば電池パックの安全回路用のスィ ツチ回路 として使用するこ とによって高い安全性を維持する ことができる。 第 2 4 図は、 この発明の第 4の実施形態の他の例のブロッ ク図を示 す。 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の接続点と接続されるオン Zォ フ検出回路 1 0 1 3 (動作状態検出手段） では、 スィ ッチ 1 0 0 1 お よび 1 0 0 2 のオンまたはオフの動作状態が検出される。 検出された 動作状態は、 オンノオフ検出回路 1 0 1 3 から状態同期確認回路 1 0 1 2へ供給される。
状態同期確認回路 1 0 1 2 (状態判断手段） では、 オン オフ検出 回路 1 0 1 3からスィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の動作状態が供給 され、 制御回路 1 0 0 7からスィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の制御 状態が供給される。 供給された動作状態と制御状態との同期がとれて いるか否か、 すなわちスィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2が正常に動作 しているか否かが確認され、 その確認結果は動作停止回路 1 0 1 1 へ 供給される。
動作停止回路 1 0 1 1 では、 供給された確認結果から動作状態と制 御状態との同期がとれていないことが確認されると、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の動作を停止させる、 すなわちオフとさせるための 信号が制御回路 1 0 0 7 に供給される。
制御回路 1 0 0 7 では、 動作停止回路 1 0 1 1 から供給された信号 に応じて、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2がオフとなる制御信号が 駆動回路 1 0 0 5 および 1 0 0 6へ供給される。
つま り、 状態同期確認回路 1 0 1 2 において、 供給された動作状態 および制御状態の同期がとれなかった場合、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の少なく とも一方が壊れ、 溶着していると判断され、 スイ ツ チ 1 0 0 1 および 1 0 0 2がオフとされる。
ここで、 第 2 5 図を参照して、 上述した動作検出回路 1 0 0 9 およ ぴオン/オフ検出回路 1 0 1 3 で適用可-能な構成の第 1 の例を説明す る。 電圧検出回路 1 0 2 1 から導出される端子がスィ ッチ 1 0 0 1 の 両端に接続され、 電圧検出回路 1 0 2 2から導出される端子がスイ ツ チ 1 0 0 2の両端に接続される。 コ ンデンサ 1 0 2 4の一方の端子は 、 スィ ッチ 1 0 0 1 を介して二次電池 1 0 2 3の正極端子と接続され 、 その他方の端子は、 二次電池 1 0 2 3の負極端子および端子 T 1 0 0 4 と接続される。
なお、 この第 2 5 図では、 スィ ッチ 1 0 0 1 と二次電池 1 0 2 3の 正極端子との間に、 端子 T 1 0 0 1が設けられ、 二次電池 1 0 2 3の 負極端子とコ ンデンサ 1 0 2 4の他方の端子との間に、 端子 T 1 0 0 3が設けられる。 さ らに、 スィ ッチ 1 0 0 2 を介して端子 T 1 0 0 2 が接続される。
このよう に構成されている場合、 スィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2 がオンのときには、 スィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2のそれぞれの端 子間の電位差はゼロである。 そして、 スィ ッチ 1 0 0 1がオフのとき には、 コ ンデンサ 1 0 2 4に蓄積されている電荷が少し放電される こ とによって、 スィ ッチ 1 0 0 1の端子間に電位差が現れる。 また、 ス イ ッチ 1 0 0 2がオフのときには、 コ ンデンサ 1 0 2 4に蓄積されて いる電荷によって、 スィ ッチ 1 0 0 2の端子間に電位差が現れる。 こ のコ ンデンサ 1 0 2 4は、 スィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の ¾j作状 態を検出するために使用される。
従って、 電圧検出回路 1 0 2 1および 1 0 2 2の検出結果からスィ ツチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の動作状態を判断する ことができる。 コ ンデンサ 1 0 2 4は、 過充電にならないような容量のものを適宜 選択する必要がある。 なお、 コ ンデンサ 1 0 2 4の代わり に二次電池 を使用しても同じ動作を実現する こ とができる。
ここで、 第 2 6図のフローチャー トを参照して、 この第 4の実施形 態の動作を説明する。 ステップ S 1 0 0 1では、 駆動回路 1 0 0 5お よび 1 0 0 6から導出される駆動コイル 1 0 0 3および 1 0 0 4に駆 動電流が供給され、 または駆動電流の供給が停止され、 スィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2がオンとされる。
ステップ S 1 0 0 2では、 コンデンサ 1 0 2 4に電荷が蓄積される 。 ステップ S 1 0 0 3では、 電圧検出回路 1 0 2 1および 1 0 2 2 に おいてスィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2がオンのときの電位差が検出 される。
ステップ S 1 0 0 4では、 検出された電位差がゼロか否かが判断さ れる。 検出された電位差がゼロであると判断されると、 ステップ S 1 0 0 5へ制御が移り、 検出された電位差がゼロでないと判断されると 、 ステップ S 1 0 1 2へ制御が移る。 ステップ S 1 0 1 2では、 スィ ツチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の少なく とも一方が壊れていることを示 す不良信号を発信する。
ステップ S 1 0 0 5では、 駆動回路 1 0 0 5および 1 0 0 6から導 出される駆動コイル 1 0 0 3および 1 0 0 4に駆動電流が供給され、 または駆動電流の供給が停止され、 スィッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2 がオフとされる。
ステップ S 1 0 0 6では、 電圧検出回路 1 0 2 1および 1 0 2 2 に おいてスィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の端子間の電位差が検出され る。 このとき、 電圧検出回路 1 0 2 1 においてスィ ッチ 1 0 0 1 の端 子間の電位差を検出する場合、 コンデンサ 1 0 2 4に蓄積された電荷 を少し放電する。
ステップ S 1 0 0 7では、 スィッチ 1 0 0 1の端子間の電位差がゼ 口か否かが判断される。 電位差がゼロであると判断されると、 ステツ プ S 1 0 0 9へ制御が移り、 —電位差がゼロでないと判断されると、 ス テツプ S 1 0 0 6へ制御が戻る。 ステップ S 1 0 0 8では、 スィ ッチ 1 0 0 2の端子間の電位差がゼ 口か否かが判断される。 電位差がゼロである と判断される とステップ S 1 0 0 9へ制御が移り、 電位差がゼロでないと判断される と、 ステ ップ S 1 0 0 6へ制御が戻る。
ステップ S 1 0 0 9では、 検出された電位差からスィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2の動作状態を判断し、 その動作状態と制御回路 1 0 0 7からの制御状態とが比較される。
ステップ S 1 0 1 0では、 スィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の動作 状態と、 制御回路 1 0 0 7からの制御状態とがー致しているか否かが 判断される。 動作状態と制御状態とがー致していると判断されると、 ステップ S 1 0 0 9へ制御が戻り、 動作状態と制御状態とがー致して いないと判断される と、 ステップ S 1 0 1 1へ制御が移る。
ステップ S 1 0 1 1では、 このスィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2が オフとされる。
こ こで、 第 2 7図を参照して、 この発明の第 5の実施形態の第 1 の 例を説明する。 電圧検出回路 1 0 3 1 (動作状態検出手段） は、 端子 T 1 0 0 1 > T 1 0 0 2、 並びに端子 T 1 0 0 3および T 1 0 0 4 と 接続される。 Ν Ρ Ν型の トランジスタ 1 0 3 2のコ レクタは、 スイ ツ チ 1 0 0 1および 1 0 0 2の接続点と接続され、 そのベースは、 定電 圧ダイオー ド 1 0 3 4の力ソー ドと接続され、 そのエミ ッ夕は、 コ ン デンサ 1 0 3 3を介して端子 T 1 0 0 3および T 1 0 0 4と接続され る。 定電圧ダイオー ド 1 0 3 4のアノー ドは、 端子 T 1 0 0 3および Τ 1 0 0 4 と接続される。 電圧検出回路 1 0 3 5は、 コ ンデンサ 1 0 3 3の両端に接続される。
— 低電圧ダイォ一 ド 1 0 3 4によって ト ランジスタ 1 0 3 2のオン Ζ- オフが制御される。 スィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の動作状態を検 出するためのコ ンデンサ 1 0 3 3に蓄積される電荷 （V 1033 ) は、 二次 電池 1 0 2 3の端子電圧 ν1ϋ23よ り低く なるよう に設定される。すなわ ち、
ヽ 1033 ヽ 1023
となるよう に設定される。
このよう にするこ とによって、 電圧検出回路 1 0 3 1で検出される 端子 T 1 0 0 1および T 1 0 0 3 に接続される二次電池 1 0 2 3の端 子電圧 V1()23と、電圧検出回路 1 0 3 5で検出されるコ ンデンサ 1 0 3 3 の端子間の電位差 V1()33とか らスィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の 動作状態を容易に検出することができる。
また、 第 2 7図中点線で示すように、 定電圧ダイオー ド 1 0 3 8の 力ソー ドは、 抵抗 1 0 3 7 を介してスィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2 の接続点と接続され、 そのァノ一 ドは、 端子 T 1 0 0 3および T 1 0 0 4 と接続される。 コンデンサ 1 0 3 9の両端は、 定電圧ダイオー ド 1 0 3 8のアノー ドおよび力ソー ド とそれぞれ接続される。
このような構成であっても、 コ ンデンサ 1 0 3 9 に蓄積される電荷 ( V 1039 ) を二次電池 1 0 2 3の端子電圧 V,。23よ り低く なるよう に設 定する。
さ らに第 2 8図に、 この発明の第 5の実施形態の第 1 の例の変形例 を示す。 チヤ一ジポンプ 1 0 4 1がスィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2 の接続点と、 コ ンデンサ 1 0 3 3 との間に設けられる。 このチヤ一ジ ポンプ 1 0 4 1 によってコ ンデンサ 1 0 3 3には、 二次電池 1 0 2 3 の端子電圧 V 1C23よ り も高い電荷 （V1Q33) が蓄積される。 すなわち、 v 1033 Ζ· V i 023
となるよう に設定される。 このよう にしても同様に、 スィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の動作状態を容易に検出することができる。 こ こで、 第 2 9図を參照して、 この発明の第 5の実施形態の第 2の 例を説明する。 この第 5の実施形態の第 2の例には、 上述した第 2 7 図に示す回路に P N P型の トランジスタ 1 0 4 5が設けられている。 この ト ランジスタ 1 0 4 5のェミ ッタは、 ト ランジスタ 1 0 3 2のェ ミ ツ夕と接続され、 そのコ レクタは、 ト ランジスタ 1 0 3 2のコ レク 夕 と接続され、 そのベースは、 制御部 （図示なし） と接続される。 この第 2 の例では、 トランジスタ 1 0 4 5がオンされてからスイ ツ チ 1 0 0 1 および 1 0 0 2の動作状態を検出するこ とによって、 容易 に検出する ことができる。
さ らに第 3 0図に、 この発明の第 5の実施形態の第 2の例の変形例 を示す。 この第 3 0図にも トランジスタ 1 0 4 5が設けられている。 この ト ランジスタ 1 0 4 5のェミ ッタは、 コ ンデンサ 1 0 3 3 と接続 され、 そのコ レクタは、 スィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の接続点と 接続され、 そのべ一スは、 制御部 （図示なし） と接続される。
この第 5の実施形態の第 2の例の変形例でも、 トランジスタ 1 0 4 5がオンされてからスィ ッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の動作状態を検 出する ことによって、 容易に検出する こ とができる。
こ こで、 この発明の第 5の実施形態の第 3の例を第 3 1 図に示す。 電圧検出回路 1 0 5 1 (動作状態検出手段、 状態判断手段） は、 スィ ツチ 1 0 0 1 の両端と接続される。 この電圧検出回路 1 0 5 1では、 スィ ッチ 1 0 0 1 の端子間の電位差が検出される。 また、 この電圧検 出回路 1 0 5 1 には、 スィ ッチ 1 0 0 1 の制御状態が制御回路 1 0 5 4から供給され、 検出された電位差からスィ ッチ 1 0 0 1の動作状態 を判断し、 制御状態と一致しているか否かが判断される。 動作状態と 制御状態とがー致していないと判断されると、 -信号が制御停止回路 0 5 3へ供給される。 電圧検出回路 1 0 5 2 (動作状態検出手段、 状態判断手段） は、 ス イ ッチ 1 0 0 2 の両端と接続される。 この電圧検出回路 1 0 5 2では 、 スィ ッチ 1 0 0 2 の端子間の電位差が検出される。 また、 この電圧 検出回路 1 0 5 2 には、 スィ ッチ 1 0 0 2 の制御状態が制御回路 1 0 5 4から供給され、 検出された電位差からスィ ッチ 1 0 0 2 の動作状 態を判断し、 制御状態と一致しているか否かが判断される。 動作状態 と制御状態とがー致していないと判断される と、 信号が制御停止回路 1 0 5 3へ供給される。
制御停止回路 1 0 5 3では、 電圧検出回路 1 0 5 1 および 1 0 5 2 の少なく とも一方から動作状態と制御状態とがー致していないという 信号が供給される と、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 をオフとさせ るために、 制御回路 1 0 5 4へ停止信号が供給される。
制御回路 1 0 5 4では、 制御停止回路 1 0 5 3からの停止信号が供 給されると、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 をオフとさせるための 制御信号が駆動回路 1 0 5 5 へ供給される。 なお、 制御回路 1 0 5 4 から駆動回路 1 0 5 5へ供給される制御信号は、 ト ランジスタ 1 0 4 5 のべ一スにも供給される。
こ こで、 第 3 2 図を参照して、 この発明の第 6 の実施形態を説明す る。 この第 3 2 図は、 交流回路にスィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 を 設けたものである。 交流回路において、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 の動作状態を検出する場合、 コ ンデンサ 1 0 3 3 と直列に接続さ れたダイオー ド 1 0 6 1 によって交流が整流され、 コ ンデンサ 1 0 3 3 に電荷が蓄積される。 従って、 上述と同様の動作および作用を得る ことができる。
次に、 第 3 3.図を参照して、 この発明の第 7 の実施形態の第 1 の例- を説明する。 この第 7 の実施形態の第 1 の例は、 端子を切り替えるス イ ッチ （以下、 「切替型スィ ッチ」 と称する） をスィ ッチ 1 0 0 1 お よび 1 0 0 2 の代わ り に使用したものである。 この切替型スィ ッチ 1 0 0 1 'および 1 0 0 2 'は、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 がオン のとき、 端子 1 0 0 1 ' aおよび 1 0 0 2 ' a と接続し、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 がオフとのき、 端子 1 0 0 1 ' bおよび 1 0 0 2 ' b と接続するように制御される。
スィ ッチ動作検出回路 1 0 7 1 (動作状態検出手段） は、 切替型ス イ ッチ 1 0 0 1 'および 1 0 0 2 'の接続点と、端子 1 0 0 l ' b との間 に設けられ、 切替型スィ ッチ 1 0 0 1 'の動作状態が検出される。 スィ ツチ動作検出回路 1 0 7 2 (動作状態検出手段） は、 · 切替型スィ ッチ 1 0 0 1 'および 1 0 0 2 'の接続点と、端子 1 0 0 2 ' b との間に設け られ、 切替型スィ ッチ 1 0 0 2 'の動作状態が検出される.。 このスイ ツ チ動作検出回路 1 0 7 1 および 1 0 Ί 2 では、 イ ンピーダンスを検出 するこ とによって、 切替型スィ ッチ 1 0 0 1 'および 1 0 0 2 'の動作 状態を検出することができる。
なお、 この第 7 の実施形態の動作は、 上述した第 2 6 図のフローチ ヤー トで説明した動作と同じ動作となる。
第 3 4 図を参照して、 この発明の第 7 の実施形態の第 2 の例を説明 する。 この第 7 の実施形態の第 2 の例では、 端子 1 0 0 l ' b とスイ ツ チ動作検出回路 1 0 7 1 との間に、 抵抗 1 0 7 3が設けられている。 端子 1 0 0 2 ' b とスィ ッチ動作検出回路 1 0 7 2 との間に、抵抗 1 0 7 4が設けられている。 スィ ッチ動作検出回路 1 0 7 1 および 1 0 7 2 は、 端子 T 1 0 0 3および T 1 0 0 4 と接続される。 切替型スイ ツ チ 1 0 0 1 'および 1 0 0 2 'の接続点と端子 T 1 0 0 3および T 1 0 0 4の接続点 の間に、 コ ンデンサ 1 0 7 5が設けられる。 . ― コンデンサ 1 0 7 5が設けられたこの第 2の例では、 スィ ッチ動作 検出回路 1 0 Ί 1 および 1 0 7 2 において、 コ ンデンサ 1 0 Ί 5から 流れる電流を検出するこ とによって、切替型スィ ッチ 1 0 0 1 'および 1 0 0 2 'の動作状態を検出する こ とができる。
第 3 5 図を参照して、 この発明の第 7 の実施形態の第 3 の例を説明 する。 この第 7 の実施形態の第 3 の例では、 スィ ッチ 1 0 0 1 および 切替型スィ ッチ 1 0 0 2 ' とが使用されている。スィ ッチ動作検出回路 1 0 7 8 (動作状態検出手段） は、 スィ ッチ 1 0 0 1 の両端に接続さ れ、 スィ ッチ 1 0 0 1 の動作状態が検出される。
このよう に電磁型スィ ツチのスィ ツチと、 切替型スィ ツチとを組み 合わせて使用しても、 上述と同様の動作および作用を得る こ とができ る。
次に、 第 3 6 図を参照して、 この発明の第 8 の実施形態の第 1 の例 を説明する。 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2 は、 駆動コイル 1 0 8 3 および 1 0 8 4の両方または少なく とも一方でオン/オフの動作が 制御されるよう に、 端子 Τ 1 0 0 1 および Τ 1 0 0 2 の間に直列に設 けられる。
駆動コイル 1 0 8 3および 1 0 8 4 の一端は互いに接続され、 その 接続点は Ν Ρ Ν型の トランジスタ 1 0 8 6 のコ レクタと接続される。 駆動コイル 1 0 8 3 の他端は、 Ν Ρ Ν型の トランジスタ 1 0 8 5 のコ レク夕 と接続され、 駆動コイル 1 0 8 4の他端は、 スィ ッチ回路 1 0 8 8 の端子 1 0 8 8 a を介して電源部 1 0 8 9 の正極端子と接続され る。
トランジスタ 1 0 8 5 のェミ ッタは、 端子 T 1 0 0 3および T 1 0 0 4 と接続され、 そのべ一スは、 制御回路 1 0 8 7 と接続される。 同 —搽に、 トランジスタ 1 0 .8 6 のェミ ッタは、 端子 T. 1 0 0 3 および T 1 0 0 4 と接続され、 そのベースは、 制御回路 1 0 8 7 と接続される 。 また、 ト ランジスタ 1 0 8 6 のコ レクタは、 スィ ッチ回路 1 0 8 8 の端子 1 0 8 8 b を介して電源部 1 0 8 9 の正極端子と接続される。 電源部 1 0 8 9 の負極端子は、 端子 T 1 0 0 3および T 1 0 0 4 と接 続される。
こ こで、 駆動コイル 1 0 8 3 および 1 0 8 4の一方が壊れた場合、 スィ ッチ回路 1 0 8 8 を端子 1 0 8 8 a と接続し、 ト ランジスタ 1 0 8 5 をオフ とし、 トランジスタ 1 0 8 6 をオンとして、 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2 をオフさせる。 そして、 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2がオフしない場合、 スィ ッチ回路 1 0 8 8 を端子 1 0 8 8 b と接続し、 トランジスタ 1 0 8 5 をオンとし、 ト ランジスタ 1 0 8 6 をオフとして、 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2 をオフさせる。
このよう に、 この第 8 の実施形態の第 1 の例は、 駆動コイルが分割 された電磁型スィ ッチを適用したものである。 従って、 一方の駆動コ ィルが壊れてもスィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2 をオフする こ とがで きる。
第 3 7 図を参照して、 駆動コイルが分割された電磁型スィ ッチの一 例を説明する。 駆動コイル 1 0 8 3 a、 1 0 8 3 b、 1 0 8 4 aおよ び 1 0 8 4 bは、 鉄心 1 0 9 1 および 1 0 9 2 にそれぞれ設けられる 。 鉄心 1 0 9 1 および 1 0 9 2 の間を移動可能なよう に磁性体 1 0 9 3 が設けられる。 駆動コイル 1 0 8 3 aから端子 T 1 0 1 1 が導出さ れる。 この端子 T 1 0 1 1 は、 トランジスタ 1 0 8 5 のコ レクタ と接 続される。 駆動コイル 1 0 8 3 aおよび 1 0 8 4 bが接続される。 駆動コイル 1 0 8 3 bおよび 1 0 8 4 bが接続され、 その接続点か ら端子 T 1 0 1 3が導出される。 この端子 T 1 0 1 3 は、 ト ランジス タ 1. 0 8 6 のコ レクタと接続される。 駆動コイル 1 0 8 3 bおよび 1 - 0 8 4 aが接続される。 駆動コイル 1 0 8 4 aから端子 T 1 0 1 2 が 導出される。 この端子 T l 0 1 2は、 スィ ッチ回路 1 0 8 8の端子 1 0 8 8 a と接続される。
第 3 8図を参照して、 この発明の第 8の実施形態の第 2の例を説明 する。 P N P型の トランジスタ 1 0 9 6のコ レクタは、 トランジスタ 1 0 8 6のコ レクタと接続され、 そのェミ ッタは、 電源部 1 0 8 9の 正極端子と接続され、 そのべ一スは、 制御回路 1 0 8 7 と接続される 。 P N P型の トランジスタ 1 0 9 7のコ レクタは、 駆動コイル 1 0 8 4と接続され、 そのェミ ッタは、 電源部 1 0 8 9の正極端子と接続さ れ、 そのべ一スは、 制御回路 1 0 8 7 と接続される。
この発明の第 8の実施形態の第 2の例は、 上述のスィ ッチ回路 1 0 8 8を半導体の一例として トランジスタ 1 0 9 6および 1 0 9 7 に置 き換えたものである。
こ こで、 駆動コイル 1 0 8 3および 1 0 8 4の一方が壊れた場合、 トランジスタ 1 0 8 5および 1 0 9 6 をオフとし、 トランジスタ 1 0 8 6および 1 0 9 7 をオンとして、 スィ ッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2 をオフさせる。 そして、 スィ ッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2がオフしな い場合、 ト ランジスタ 1 0 8 5および 1 0 9 6 をオンとし、 ト ランジ スタ 1 0 8 6および 1 0 9 7 をオフ として、 スィ ッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2 をオフさせる。
このよう に、 一方の駆動コイルが壊れてもスィ ッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2をオフする ことができる。 なお、 この場合、 1つの駆動コィ ルでスィ ッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2をオフする こ とができる電流 （ 電源） が駆動コイルには供給される。 駆動コイル 1 0 8 3および 1 0 8 4には、 並列接続または直列接続があるが、 動作は同じである。 第 3.9図を参照して、 この発明の第 8の実施形態の第 3の例を説明 する。 N P N型の トランジスタ 1 1 0 1 のコ レクタは、 電源部 1 1 0 3の正極端子と接続され、 そのェミッタは、 駆動コイル 1 0 8 3およ ぴ 1 0 8 4の一方の端子と接続され、 そのべ一スは、 制御回路 1 1 0
7 と接続される。 電源部 1 1 0 3の負極端子は、 端子 T 1 0 0 3およ び T 1 0 0 4 と接続される。
N P N型のトランジスタ 1 1 0 2のコレクタは、 電源部 1 1 0 4の 正極端子と接続され、 そのェミ ッタは、 駆動コイル 1 0 8 3および 1
0 8 4の一方の端子と接続され、 そのべ一スは、 制御回路 1 1 0 7 と 接続される。 電源部 1 1 0 4の負極端子は、 端子 T 1 0 0 3および T
1 0 0 4 と接続される。
N P N型のトランジスタ 1 1 0 5のコレクタは、 駆動コイル 1 0 8
3の他方の端子と接続され、 そのエミッ夕は、 端子 T 1 0 0 3および T 1 0 0 4 と接続され、 そのべ一スは、 制御回路 1 1 0 7 と接続され る。
N P N型のトランジスタ 1 1 0 6のコレクタは、 駆動コイル 1 0 8 4の他方の端子と接続され、 そのエミッ夕は、 端子 T 1 0 0 3および T 1 0 0 4 と接続され、 そのベースは、 制御回路 1 1 0 7 と接続され る。
この第 8の実施形態の第 3の例は、 駆動コイル 1 0 8 3および 1 0 8 4を並列接続したものである。 このように、 駆動コイル 1 0 8 3お よび 1 0 8 4が並列接続の場合、 1つの駆動コイルで制御するときに 高い電圧 （電源） が必要となるため、 電源部 1 1 0 3および 1 1 0 4 の電圧を変える必要がある。
そして、 1つの駆動コイルでスィッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2のォ ンノオフを制御する場合、 トランジスタ 1 1 0 1および 1 1 0 2のォ ンノオフを切り替え、 トランジスタ 1 1 0 5および 1 1 0 6 を同時—に オンとする。 こうすることによって、 駆動コイル 1 0 8 3および 1 0 8 4 を並列接続しても、 直列接続した場合と同じ動作を行う ことがで さる。
こ こで、 第 4 0 図のフローチャー トを参照して、 この第 8 の実施形 態の動作を説明する。 ステップ S 1 0 2 1 では、 スィ ッチ 1 0 8 1 お よび 1 0 8 2 がオンとされる。 ステップ S 1 0 2 2 では、 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2 をオフとするための制御信号が制御回路 1 0 8 7 から ト ランジスタ 1 0 8 5、 1 0 8 6 、 1 0 9 6 、 および 1 0 9 7 へ供給される。
ステップ S 1 0 2 3 では、 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2がオフ となるよう に、 駆動コイル 1 0 8 3 および 1 0 8 4 に駆動電流が供給 される。 ステップ S 1 0 2 4では、 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2 の動作状態が検出される。
ステップ S 1 0 2 5では、 検出された動作状態からスィ ッチ 1 0 8
1 および 1 0 8 2がオフか否かが判断される。 スィ ッチ 1 0 8 1 およ ぴ 1 0 8 2 の両方ともオフであると判断される と、 ステップ S 1 0 2
3へ制御が戻り、 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2 の少なく とも一方 または両方がオンであると判断されると、 ステップ S 1 0 2 6へ制御 が移る。
ステップ S 1 0 2 6 では、 ト ランジスタ 1 0 8 5 および 1 0 9 6 を オフとし、 トランジスタ 1 0 8 6および 1 0 9 7 をオンとする。 ステ ップ S 1 0 2 7では、 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2 の動作状態が 検出される。
ステップ S 1 0 2 8 では、 検出された動作状態からスィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2がオフか否かが判断される。 スィ ッチ 1 0 8 1 およ ぴ 1 0 8 2 の両方ともオフであると判断されると、 ステップ S 1.0 3 2へ制御が移り、 スィ ッチ 1 0 8 1 および 1 0 8 2 の少なく とも一方 または両方がオンであると判断されると、 ステップ S 1 0 2 9へ制御 が移る。
ステップ S 1 0 2 9では、 ト ランジスタ 1 0 8 5および 1 0 9 6 を オンとし、 トランジスタ 1 0 8 6および 1 0 9 7 をオフとする。 ステ ップ S 1 0 3 0では、 スィ ッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2の動作状態が 検出される。
ステップ S 1 0 3 1では、 検出された動作状態からスィ ッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2がオフか否かが判断される。 スィ ッチ 1 0 8 1およ ぴ 1 0 8 2の両方ともオフであると判断される と、 ステップ S 1 0 3 2へ制御が移り、 スィ ッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2の少なく とも一方 または両方がオンであると判断されると、 ステップ S 1 0 2 6へ制御 が戻る。
ステップ S 1 0 3 2では、 スィ ッチ 1 0 8 1および 1 0 8 2の制御 が停止される。
次に、 第 4 1 図を参照して、 この発明の第 9の実施形態を説明する 。 直列に接続された抵抗 1 1 1 3およびスィ ッチ回路 1 1 1 4は、 コ ンデンサ 1 0 3 3 と並列に設けられる。 電圧検出回路 1 0 3 5で検出 されたコンデンサ 1 0 3 3の端子間の電位差 V 1()33は、電圧変化検出回， 路 1 1 1 1へ供給される。 制御回路 1 1 1 5は、 スィ ッチ回路 1 1 1 4のオン Zオフを制御する とともに、 そのスィ ッチ回路 1 1 1 4の制 御状態を電圧変化検出回路 1 1 1 1へ供給する。
電圧変化検出回路 1 1 1 1 (状態判断手段） では、 電圧検出回路 1 0 3 5からの電位差 V 1033と、制御回路 1 1 1 5からの制御状態とから コ ンデンサ 1 0 3 3が壊れているか否かが検出される。 コ ンデンサ 1 0.3 3が壊れている と判断されると、 電圧変化検出回路 1 1 1 1から 制御停止回路 1 1 1 2へ信号が供給される。 制御停止回路 1 1 1 2で は、 電圧変化検出回路 1 1 1 1からの信号に応じてスィッチ 1 0 0 1 および 1 0 0 2 をオフとするように制御がなされる。
この第 9の実施形態の動作を説明する。 コンデンサ 1 0 3 3の端子 間の電位差 V 1D33を検出する場合、スィッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2を オフする。 スィ ッチ回路 1 1 1 4をオンさせて、 抵抗 1 1 1 3でコン デンサ 1 0 3 3 を少し放電させる。 そして、 電圧変化検出回路 1 1 1 1 において、コンデンサ 1 0 3 3の端子間の電位差 V 1()33が少し低下し たことが検出されると、 コンデンサ 1 0 3 3.は壊れていないと判断さ れ、 電位差 V 1Q33が低下しなかった場合、 コンデンサ 1 0 3 3は壊れて いると判断される。
なお、 電位差 V 33が少し低下したところで、 スィッチ回路 1 1 1 4 をオフとし、 スィッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2の動作状態が検出され る。 このように、 この第 9の実施形態では、 スィッチ 1 0 0 1および 1 0 0 2を検出するためのコンデンサ 1 0 3 3が壊れているか否かを 検出するようにしたものである。
ここで、 この発明を電池パックに適用した実施形態を図を参照して 説明する。 第 4 2図は、 この発明を電池パックに適用した第 1の実施 形態の概略的構成を示す。 2個の二次電池が直列に接続されている電 池ブロック E 2.0 0 1および E 2 0 0 2が並列になるように設けられ ている。 電池ブロック E 2 0 0 1 の正極端子は、 スィッチ回路 2 0 0 1 を介して一方の電池端子 T 2 0 0 1 と接続され、 その負極端子は他 方の電池端子 T 2 0 0 2 と接続される。 電池ブロック E 2 0 0 2の正 極端子は、 スイッチ回路 2 0 0 2を介して一方の電池端子 T 2 0 0 1 と接続され、 その負極端子は他方の電池端子 T 2 0 0 2 と接続される 。 このように構成することによって、 安全性を確保できる電池ブロッ- ク毎に放電動作および充電動作を切り替えて使用することができる。 なお、 スィッチ回路 2 0 0 1および 2 0 0 2は、 一例として上述し た電磁型スィッチなどが使用される。
第 4 3図を参照して、 電池パックの第 1 の実施形態を説明する。 こ の第 4 3図では、 それぞれ 4個の二次電池を 2直列 2並列に接続した 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2が使用されている。 電池ブ ロック E 2 0 1 1 の正極端子は切替スィ ッチ回路 2 0 1 2を介して電 池端子 T 2 0 0 1 と接続され、 その負極端子は電池端子 T 2 0 0 2 と 接続される。 電池ブロック E , 2 0 1 2の正極端子は切替スィ ッチ回路 2 0 1 2 を介して電池端子 T 2 0 0 1 と接続され、 その負極端子は電 池端子 T 2 0 0 2 と接続される。 容量検出回路 2 0 1 1では、 電池ブ ロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の電池容量が検出される。 検出さ れたそれぞれの電池容量に応じて適宜切替スィッチ回路 2 0 1 2 を切 り替えるための制御信号が容量検出回路 2 0 1 1から切替スィッチ回 路 2 0 1 2へ供給される。
例えば、 電池ブロック E 2 0 1 1から放電を開始した場合、 電池ブ ロック E 2 0 1 2 との容量差が基準値以上になったときに、 切替スィ ツチ回路 2 0 1 2 を切り替えて電池ブロック E 2 0 1 2から放電する 。 このように、 放電している電池ブロックと放電していない電池ブロ ックとの容量差が基準値以上になったときに、 切替スィ ッチ回路 2 0 1 2を切り替えて放電する電池ブロックを切り替える。 これを繰り返 して、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2は放電する。 充電の 場合も同様に切替スィ ッチ回路 2 0 1 2 を切り替えて、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2を充電する。
なお、 切替スィ ッチ回路 2 0 1 2は、 一例として上述した電磁型ス イッチなどが使用される。
第 4 4図を参照して、 この発明が適用された電池パックの第 2の実 施形態を説明する。 電池ブロック E 2 0 1 1 の正極端子は、 スィ ッチ 回路 2 0 2 1 を介して電池端子 T 2 0 0 1 と接続されると共に、 ダイ オー ド 2 0 2 5 のアノー ドと接続される。 ダイオー ド 2 0 2 5 のカソ — ドは、 スィ ッチ回路 2 0 2 3 を介して電池端子 T 2 0 0 1 と接続さ れる。 電池ブロック E 2 0 1 1 の負極端子は電池端子 T 2 0 0 2 と接 続される。
電池ブロ ック E 2 0 1 2 の正極端子は、 スィ ッチ回路 2 0 2 2 を介 して電池端子 T 2 0 0 1 と接続されると共に、 ダイオー ド 2 0 2 4の アノー ドと接続される。 ダイオー ド 2 0 2 4の力ソー ドは、 スィ ッチ 回路 2 0 2 3 を介して電池端子 T 2 0 0 1 と接続される。 電池プロ ッ ク E 2 0 1 2 の負極端子は電池端子 T 2 0 0 2 と接続される。
容量検出回路 2 0 1 1 では、 上述した電池ブロ ック E 2 0 1 1 およ び E 2 0 1 2 の電池容量が検出され、 電池ブロ ック E 2 0 1 1 および E 2 0 1 2 の容量差が基準値以上なつたときに、 制御信号が切替制御 回路 2 0 2 6へ供給される。
放電時の一例として、 第 4 5 図に示すよう にスィ ッチ回路 2 0 2 1 、 2 0 2 2 、 および 2 0 2 3がオンとなるよう に切替信号が切替制御 回路 2 0 2 6から出力される。 第 4 5 図中参照符号 2 0 2 7 で示す制 御信号がハイ レベルのとき、 スィ ッチ回路 2 0 2 1 がオンとなり、 参 照符号 2 0 2 8 で示す制御信号がハイ レベルのとき、 スィ ッチ回路 2 0 2 2がオンとなり 、 参照符号 2 0 2 9 で示す制御信号がハイ レベル のとき、 スィ ッチ回路 2 0 2 3 がオンとなる。
このよう に、 スィ ッチ回路 2 0 2 1 および 2 0 2 2が同時にオンと ならないように、 スィ ッチ回路 2 0 2 1 および 2 0 2 2並びに 2 0 2 3 は制御される。 これは、 電池ブロック E 2 0 1 1 の電圧と電池ブロ ック E 2 0 1 2 の電圧との関係が、 例えば E 2 0 1 1 < E 2 0 1 2
となるときに、 第 4 6図に示すように、 スィ ッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2が同時にオンになると、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2が接続される。 このとき、 電池ブロ ック E 2 0 1 1の内部抵抗 が 1 0 Ο πιΩ程度小さ く なるため、 電池ブロック Ε 2 0 1 2から Ε 2 0 1 1へ過電流が流れる。
従って、 スィ ッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2が同時にオンとなる と、 電池ブロック Ε 2 0 1 1および 2 0 1 2が接続され、 電池ブロッ ク Ε 2 0 1 1 の安全性が確保できなく なる。 そこで、 この電池パック の第 1 の実施形態では、 スィ ッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2が同時 にオンにならないよう に制御している。 そして、 放電時には、 放電が 途切れるこ となく 、 継続して行われるよう に、 スィ ッチ回路 2 0 2 1 および 2 0 2 2のオンとなる期間に重なるよう にスィ ッチ回路 2 3が オンとなる。
第 4 7図を参照して、 この発明が適用された電池パックの第 3の実 施形態を説明する。 容量検出回路 2 0 1 1 において、 検出される電池 ブロック Ε 2 0 1 1 および Ε 2 0 1 2の電池容量が基準値以下であつ て、 且つ同じ容量の場合、 スィ ッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2がォ ンとなるよう に、 切替制御回路 2 0 2 6から制御信号が出力され、 電 池ブロック Ε 2 0 1 1および Ε 2 0 1 2の放電または充電を同時に行 うよう にしても良い。
例えば、 第 4 8図に示すよう に、 電池プロック Ε 2 0 1 1および Ε 2 0 1 2の電圧が基準線 2 0 3 3 となる ときには、 スィ ッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2 をオンさせて、 電池ブロック Ε 2 0 1 1および Ε 2 0 1.2の充電が同時に行われるよう にしても良い。 また、 電池プロ ック Ε 2 0 1 1および Ε 2 0 1 2の電圧が基準線 2 0 3 4となる とき には、 スィ ッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2 をオンさせて、 電池プロ ック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の放電が同時に行われるようにして も良い。
この第 4 8図の特性図には、 充電特性が参照符号 2 0 3 1で示され 、 放電特性が参照符号 2 0 3 2で示され、 充電時にスィ ッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2をオンさせて、 同時に充電するときの基準線が参 照符号 2 0 3 3で示され、 放電時にスィッチ回路 2 0 2 1および 2 0
2 2 をオンさせて、 同時に放電するときの基準線が参照符号 2 0 3 4 で示される。
また、 電池プロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の充電または放電 を同時に行う ときの基準値を電池プロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の電池容量の半分とするようにしても良い。
さらに、 充電時において、 略々満充電に近い状態、 例えば 8 0 %〜 9 0 %以上になった場合、 スィッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2 をォ ンさせて電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2 を基準電圧の定電 圧、 例えば 4. 2 Vで同時に充電するようにしても良い。 なお、 充電 容量は、 充電電流または充電停止後の電池電圧を検出することによつ て判断することができる。
ここで、 二次電池の一例の特性を第 4 9図に示す。 この第 4 9図の 特性図には、 充電電圧特性が参照符号 2 0 3 6で示され、 充電電流特 性が参照符号 2 0 3 7で示され、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の充電容量の 8 0 %〜 8 5 %前後を示す基準線が参照符号 2 0
3 8で示される。
このような特性の二次電池は、 その電池容量の基準線 2 0 3 8の前 後の容量までは安全に充電することができる。 例えば、 充電時におい て、 電池容量が小さい場合、 それぞれの電池容量のバランスが崩れて いても電池容量の差が小さいから安全性に問題が生じることはない。 従って、 充電時であれば、 複数の二次電池を直列並列に接続して充電 しても電池容量の基準線 2 0 3 8の前後の容量までであれば安全であ る。
また、 放電時であれば、 複数の二次電池を直列並列に接続して放電 しても電池容量の基準線 2 0 3 8の前後の容量までであれば安全であ る。 例えば、 放電時において、 電池容量が小さい場合、 それぞれの電 池容量のバランスが崩れていると過放電および過充電などの動作が発 生しやすくなるが、 電池容量が大きい場合、 それぞれの電池容量のバ ランスが崩れていても過放電おょぴ過充電などの動作の発生すること が少ない。
そして、 この制御を実現する、 この発明が適用された電池パックの 第 4の実施形態を第 5 0図に示すブロック図を参照して説明する。 抵 抗 2 0 4 1 は、 上述したように、 電池プロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の充電容量を検出するために使用される。 容量検出回路 2 0 1 1で検出された結果に応じて制御信号が切替制御回路 2 0 2 6 に供給 される。 切替制御回路 2 0 2 6では、 供給された制御信号に応じてス イッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2 に切替信号が出力されると共に、 制御回路 2 0 4 2 に信号が供給される。 制御回路 2 0 4 2では、 供給 された信号から充電時であって、 略々満充電に近い状態であると判断 されると、 定竃圧回路 2 0 4 3へ制御信号が供給される。 定電圧回路 2 0 4 3では、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2 に対して充 電電圧として定電圧が供給される。 この充電時には、 スィッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2はオンとなる。
次に、 第 5 1 図-を参照して、 この発明が適用された電池パックの第- 5の実施形態を説明する。 この第 5の実施形態では、 電池プロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の保護とそれらの容量の検出とを有する。 保護検出/切替検出回路 2 0 4 6では、 電池プロック E 2 0 1 1およ ぴ E 2 0 1 2から直接、 または抵抗 2 0 4 1 を使用して検出される電 流から電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の電池容量が検出さ れる。 これらの検出結果に応じて保護検出 切替検出回路 2 0 4 6で は、 切替制御回路 2 0 2 6へ制御信号が供給される。 切替制御回路 2 0 2 6では、 供給された制御信号に応じてスィッチ回路 2 0 2 1およ び 2 0 2 2 を制御する切替信号が供給される。
この第 5の実施形態の保護検出/切替検出回路 2 0 4 6では、 一例 として第 5 2図に示すような制御が行われる。 ステップ S 2 0 0 1で は、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2を保護するための判断 となるデータが検出される。 例えば、 過充電電圧の検出、 過放電電圧 の検出、 および/または過電流の検出が行われる。 ステップ S 2 0 0 2では、 検出結果に基づいて電池ブロック E 2 0 1 1および/または E 2 0 1 2 を保護する制御が行われる。 ステップ S 2 0 0 3では、 ス イッチ回路 2 0 2 1および/または 2 0 2 2をオフとする切替信号が 出力される。
このよう に保護検出/切替検出回路 2 0 4 6では、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の電圧電流の検出制御と充放電動作と、 ス イッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2を切り替えるための検出とを同時 に検出することができる。
また、 上述した電池パックの第 1〜第 4の実施形態の保護制御の一 例を説明する。 電池パックの第 1の実施形態において、 ステップ S 2 0 0 6では、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の電池容量が 検出される。 ステツ _プ S 2 0 0 7では、 それぞれの電池容量の差が基 準値以上になった否かが判断される。 ステップ S 2 0 0 8では、 それ ぞれの電池容量の差が基準値以上であると判断されたときに、 切替ス イッチ回路 2 0 1 2 を切り替えるための切替信号が出力される。
電池パックの第 2の実施形態において、 ステップ S 2 0 0 6では、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の電池容量が検出される。 ステップ S 2 0 0 7では、 それぞれの電池容量の差が基準値以上にな つた否かが判断される。 ステップ S 2 0 0 8では、 それぞれの電池容 量の差が基準値以上であると判断されたときに、 スィッチ回路 2 0 2 1 、 2 0 2 2、 および 2 0 2 3 を切り替える切替信号が出力される。 このとき、 上述したように電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2 が接続されないように、 スィッチ回路 2 0 2 1 、 2 0 2 2、 および 2 0 2 3のオン オフが制御される。
電池パックの第 3の実施形態において、 ステップ S 2 0 0 6では、 電池プロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2 の電池容量が検出される。 ステップ S 2 0 0 7では、 それぞれの電池容量が基準値以下、 且つ略 々同一かが判断される。 ステップ S 2 0 0 8では、 それぞれの電池容 量が基準値以下、 且つ略々同一と判断されると、 スィッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2をオンとするための切替信号が出力される。
電池パックの第 4の実施形態において、 ステップ S 2 0 0 6では、 電池ブロック E 2 0 1 1および E 2 0 1 2の電池容量が検出される。 ステップ S 2 0 0 7では、 充電容量が 8 0 %以上になったか否かが判 断される。 ステップ S 2 0 0 8では、 充電容量が 8 0 %以上であると 判断されると、 スィ ッチ回路 2 0 2 1および 2 0 2 2 をオンとするた めの切替信号が出力される。
第 5 3図を参照して、 この発明が適用された電池パックの第 6の実 施形態を..説朋する。 この第 6の実施形態は、 上述した電—磁型スィッチ- を使用した一例であり、 それぞれ 6個の二次電池を 2並列 3直列に配 置した電池ブロック E 2 0 2 1および E 2 0 2 2 を用いたものを示し ている。
電池ブロック E 2 0 2 1は、 二次電池 E 2 0 2 1い E 2 0 2 1い E 2 0 2 1い E 2 0 2 1い E 2 0 2 1い および E 2 0 2 16から構成 される。 二次電池 E 2 0 2 1 ,、 E 2 0 2 1い および E 2 0 2 13は、 直列に接続される。 二次電池 E 2 0 2 1い E 2 0 2 15, および E 2 0 2 16は、 直列に接続される。 二次電池 E 2 0 2 1 ,および E 2 0 2 14は、 並列に接続され、 二次電池 E 2 0 2 12および E 2 0 2 15は、 並列に接続され、 二次電池 E 2 0 2 13および E 2 0 2 16は、 並列に 接続される。
電池ブロック E 2 0 2 2は、 二次電池 E 2 0 2 2い E 2 0 2 2い E 2 0 2 23、 E 2 0 2 24、 E 2 0 2 25、 および E 2 0 2 26から構成 される。 二次電池 E 2 0 2 2い E 2 0 2 2い および E 2 0 2 23は、 直列に接続される。 二次電池 E 2 0 2 24、 E 2 0 2 25, および E 2 0 2 26は、 直列に接続される。 二次電池 E 2 0 2 2 ,および E 2 0 2 24は、 並列に接続され、 二次電池 E 2 0 2 22および E 2 0 2 25は、 並列に接続され、 二次電池 E 2 0 2 23および E 2 0 2 26は、 並列に 接続される。
二次電池 E 2 0 2 1 ,の正極端子および E 2 0 2 2 ,の正極端子の間 に、 スィ ッチ S W 2 0 0 1 ,および S W 2 0 0 2 ,が直列に接続される 。 二次電池 E 2 0 2 12の正極端子および E 2 0 2 22の正極端子の間 に、 スィ ッチ S W 2 0 0 12および S W 2 0 0 22が直列に接続される 。 二次電池 E 2 0 2 13の正極端子および E 2 0 2 23の正極端子の間 に、 スィッチ S W 2 0 0 13および S W 2 0 0 23が直列に接続される このスィ ッチ S W 2 0 0 1い S W 2 0 0 1い および S W 2 0 0 13 は、 コイル L 2 0 0 1 によってオンノオフが制御される。 スィ ッチ S W 2 0 0 2 ,> S W 2 0 0 22、 および S W 2 0 0 23は、 コイル L 2 0 0 2によってオン オフが制御される。 このコイル L 2 0 0 1および L 2 0 0 2は、 切替制御回路 2 0 2 6 と接続される。 なお、 スィ ッチ S W 2 0 0 1 ,および S W 2 0 0 2 ,の接続点から電池端子 T 2 0 0 1 が導出される。
このように、 電磁型スィッチを使用すると、 1度に多くのスィッチ を駆動させることができる。 電池ブロック E 2 0 2 1および E 2 0 2 2が充電時または放電時に使用したとき、 電池の中点の接続は、 スィ ツチ S W 2 0 0 1および S W 2 0 0 2がオンした場合に接続する。 次に、 第 5 4図を参照して、 電池パックの第 6 の実施形態において 、 充電 · 放電完了または電池ブロック E 2 0 2 1および E 2 0 2 2 を 使用していないときに、 電池ブロック E 2 0 2 1および E 2 0 2 2の 電池容量をバランスさせる一例を説明する。 この第 5 4図では、 電池 ブロック E 2 0 2 1および E 2 0 2 2は、 電池パック 2 0 5 1 に含ま れている。
充電放電完了検出回路 2 0 5 2では、 保護検出/切替検出回路 2 0 4 6から供給される信号に基づいて、 充電および放電が完了したこと が検出される。 充電および放電が完了したことが検出されると、 完了 信号が切替制御回路 2 0 2 6へ供給される。
使用有無検出回路 2 0 5 3では、 端子 T 2 0 0 3を介して、 電池パ ック 2 0 5 1からの電圧 · 電流が使用されているか否かが検出される 。 使用されていないと検出されると、 使用無信号が切替制御回路 2 0 2 6へ供給される。
切替制御回路 2 0 2.6では、 完了信号おょぴ使用無信号が供給され ると、 電池パック 2 0 5 1 に含まれる二次電池の電池容量をバランス させるために、 コイル L 2 0 0 1および/または L 2 0 0 2 を制御し 、 スィッチ S W 2 0 0 1い S W 2 0 0 1い S W 2 0 0 13、 および/ または SW S O O S S W 2 0 0 22、 S W 2 0 0 23が制御される。 このときの制御の一例を第 5 5図のフローチャートを参照して説明 する。 ステップ S 2 0 1 1では、 例えば電子機器などが接続され、 電 池パック 2 0 5 1が放電される。 ステップ S 2 0 1 2では、 充電放電 完了検出回路 2 0 5 2において放電完了が検出される。 ステップ S 2 0 1 3では、 検出結果に基づいて放電完了が検出されたか否かが判断 される。 放電完了が検出されたと判断されると、 ステップ S 2 0 1 4 へ制御が移り、 放電完了が検出されなかったと判断されると、 ステツ プ S 2 0 1 2へ制御が移る。
ステップ S 2 0 2 1では、 電池パック 2 0 5 1が充電される。 ステ ップ S 2 0 2 2では、 充電放電完了検出回路 2 0 5 2 において充電完 了が検出される。 ステップ S 2 0 2 3では、 検出結果に基づいて充電 完了が検出されたか否かが判断される。 充電完了が検出されたと判断 されると、 ステップ S 2 0 1 4へ制御が移り、 充電完了が検出されな かったと判断されると、 ステップ S 2 0 2 2へ制御が移る。
ステップ S 2 0 3 1では、 電池パック 2 0 5 1が充電または放電さ れる。 ステップ S 2 0 3 2では、 使用有無検出回路 2 0 5 3 において 、 電池パック 2 0 5 1が充電または放電で使用されているか否かが検 出される。 ステップ S 2 0 3 3では、 検出結果に基づいて使用の有無 が判断される。 使用されていないと判断されると、 ステップ S 2 0 1 4へ制御が移り、 使用されていると判断されると、 ステップ S 2 0 3 2へ制御が移る。
ステ―ップ S 20 1 4では、 充電および放電が完了し、 且つ電池パ-ッ ク 2 0 5 1が使用されていないと判断されると、 切替制御回路 2 0 2 6 によって、 コイル L 2 0 0 1および/または L 2 0 0 2が制御され 、 スィッチ S W 2 0 0 1 i、 S W 2 0 0 1い S W 2 0 0 13, および Z または S W 2 0 0 2い S W 2 0 0 22, SW 2 0 0 23が制御される。 この電池パックの実施形態では、 電池ブロックを 2個としているが 、 これは単なる一例であり、 3個以上の電池ブロックに対しても適用 することは可能である。
この発明は、 上述したこの発明の一実施形態等に限定されるもので はなく、 この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可 能である。
この発明に依れば、 スィッチに流れる電流によって、 当該スィッチ をオフとすることができる。
この発明に依れば、 検出回路と併用することによって、 スィ ッチを オフとする時間を短縮することができる。
この発明に依れば、 スィッチ回路をラッチ型にすることによって、 消費電力を少なく抑えることができる。
この発明に依れば、 従来できなかった回路 （部品） の保護用に設け られたスィツチのオンノオフを容易に確認することができ、 さ らに、 別に保護回路を設けなくてもその安全性を保持することができる。
この発明に依れば、 スィッチを設けることによって、 複数の二次電 池を直列並列に接続して、 所望の電力を出力することができる。
この発明に依れば、 二次電池の電圧電流特性から電池容量の 8 5 % 前後の容量までは安全に充電および放電することができるので、 複数 の二次電池を直列並列に接続して充電および放電しても安全性を保持 することができ、 さらに充電時間を短くすることができ、 放電時も安 定した電力を出力することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 第 1 および第 2 のコイルと、
上記第 1 のコイ ルと直列に接続されるスィ ツチと、
上記第 2 の コイ ルで上記スィ ツ チのオン オフ を制御する制御 手段とを有し、
上記第 1 のコイルに過電流が流れる ときに、 上記第 1 のコイルで 上記スィ ツ チをオフする よ う に した こ と を特徴とする スィ ツ チ回 路。
2 . 上記第 1 のコイルに過電流が流れる ときに、 上記第 1 およぴ第 2 のコイ ルで上記スィ ッ チをオフする よ う に した こ と を特徴とす る請求の範囲 1 に記載のスィ ツチ回路。
3 . 第 1 のコイルとスィ ッチとを直列に配置し、
第 2 のコイ ルで上記スィ ツチのオンノオフを制御し、
上記第 1 のコイ ルに過電流が流れる ときに、 上記第 1 のコイルで 上記スィ ッチをオフする よ う に した こ と を特徴とするスィ ッ チ方 法。
4 . 上記第 1 のコイルに過電流が流れる ときに、 上記第 1 および第 2 のコイ ルで上記スィ ツ チをオフする よ う に した こ と を特徴とす る請求の範囲 3 に記載のスィ ツチ方法。
5 . 直列に接続された第 1 および第 2 のスィ ッチと、
上記第 1 およぴ第 2 のスィ ツ チのオン /オフ を制御する制御手 段と、
上記第 1 および第 2 のスィ ツ チの動作状態を検出する動作状態 検出手段と、
上記第 1 およぴ第 2 のスィ ッチの制御状態と、 上記第 1 および第 2 のスィ ツチの動作状態 とがー致するか否かを判断する状態判断 手段とを有し、
上記状態判断手段の判断結果か ら上記制御状態 と上記動作状態 とが一致しない と判断される と、 上記第 1 および第 2 のスィ ッチを オフ とするよ う に したこ とを特徴とする保護装置。
6 . 上記動作状態検出手段は、
上記第 1 および第 2 のスィ ツチが設け られた第 1 の経路と、 上記 第 1 の経路と は異なる第 2 の経路との間に設け られたコ ンデンサ に蓄積された電荷を検出する こ とによつ て、 上記第 1 および第 2 の スィ ツ チの動作状態を検出する よ う に した こ と を特長とする請求 の範囲 5 に記載の保護装置。
7 . 上記第 1 および第 2 のスィ ッチは、 電磁型スィ ッチおよび切替 型スィ ツ チの何れかであ る こ と を特徴とする請求の範囲 5 に記載 の保護装置。
8 . 複数の二次電池が直列並列に接続された第 1 および第 2 の電池ブ ロ ック と、
上記第 1 および第 2 の電池ブロックの一方の端子が第 1 および第 2 のスィ ッチ手段をそれぞれ介して接続される一方の電池端子と、 上記第 1 および第 2 の電池ブロックの他方の端子が接続される他方 の電池端子と、
充電または放電を行う ときに、 上記第 1 および第 2 のスィ ッチ手段 を切り替える切替手段と、
上記第 1 およぴ第 2 の電池ブロックのそれぞれの電池容量を検出す る容量検出手段と、
上記検出された電池容量に応じて上記切替手段を制御する切替制御 手段とを有し、
上記第 1 および第 2 のスィ ッチ手段を切り替える ときに、 上記第 1 および第 2のスィッチ手段の一方がオフとなった所定の時間後、 他方 がオンとなるようにしたことを特徴とする電池パック。
9 . 上記第 1および第 2の電池ブロックのそれぞれの電池容量の差が 所定値以上になったときに、 上記第 1および第 2 のスィ ツチ手段を切 り替えるよう にしたことを特徴とする請求の範囲 8 に記載の電池パ ック。
1 0 . 上記第 1および第 2の電池ブロックのそれぞれの電池容量が基 準値以下であり、 且つ略々同じ場合、 充電および放電を同時に行うよ うに、 上記第 1および第 2のスィッチ手段を制御するようにしたこと を特徴とする請求の範囲 8 に記載の電池パック。
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