WO2010052989A1 - 通信装置及びそれを内蔵する電池パック - Google Patents

通信装置及びそれを内蔵する電池パック Download PDF

Info

Publication number
WO2010052989A1
WO2010052989A1 PCT/JP2009/067491 JP2009067491W WO2010052989A1 WO 2010052989 A1 WO2010052989 A1 WO 2010052989A1 JP 2009067491 W JP2009067491 W JP 2009067491W WO 2010052989 A1 WO2010052989 A1 WO 2010052989A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
communication device
power supply
transistor
inverter
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/067491
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
修平 安部
亮 池内
Original Assignee
ミツミ電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ミツミ電機株式会社 filed Critical ミツミ電機株式会社
Priority to CN2009801440716A priority Critical patent/CN102204061B/zh
Priority to US13/122,577 priority patent/US8867246B2/en
Publication of WO2010052989A1 publication Critical patent/WO2010052989A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/30—Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations
    • G06F1/305—Means for acting in the event of power-supply failure or interruption, e.g. power-supply fluctuations in the event of power-supply fluctuations
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries

Definitions

  • the present invention relates to a communication device and a battery pack incorporating the communication device. More specifically, a communication device including an inverter composed of a CMOS that transmits a signal transmitted and received between a control unit that monitors a state of a secondary battery that supplies power to the electronic device and the electronic device, and the communication device
  • the present invention relates to a battery pack having a built-in battery.
  • Patent Documents 1 and 2 are known as devices that perform communication between a main body and a detachable power supply that supplies power to the main body.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a CMOS inverter.
  • the CMOS inverter includes a P-channel MOS transistor and an N-channel MOS transistor, and the input VIN is configured as a common gate and the output VOUT is configured as a common drain.
  • the source of the N channel MOS transistor is connected to the ground line VSS, and the source of the P channel MOS transistor is connected to the power supply voltage line VDD.
  • the N channel MOS transistor when an H level voltage is input to VIN, the N channel MOS transistor is turned on and outputs an L level, and when an L level voltage is input to VIN, the P channel MOS transistor Becomes conductive and outputs an H level.
  • CMOS inverter when communication is performed between the main unit and the power supply unit, if the power supply voltage between P plus and P minus varies, a signal transmitted to and received from the main unit may not pass through the CMOS inverter. In order to pass this communication signal, a half voltage of the voltage between P plus and P minus is required as the amplitude of the communication signal, but the amplitude voltage of the communication signal from the main body is a voltage between P plus and P minus. If it becomes less than half of the above, a malfunction occurs in that a correct communication signal is not transmitted.
  • an embodiment of the present invention includes a control unit that can communicate with an electronic device that uses a secondary battery as a power source, and a CMOS inverter that transmits a signal transmitted and received between the electronic device and the electronic device.
  • a regulator that generates a regulated voltage obtained by stepping down a power supply voltage of the electronic device, wherein the regulator has a drain connected to a high potential side of the power supply voltage, and the gate and the source are connected to each other.
  • a depletion type NMOS transistor connected, and a capacitive element having one electrode connected to the source side and the other electrode connected to the low potential side of the power supply voltage, and the voltage of the capacitive element is Provided is a communication device characterized by being supplied to both ends of an inverter.
  • an embodiment of the present invention provides a battery pack that incorporates the communication device and the secondary battery.
  • CMOS inverter 1 is an overall configuration diagram of a battery pack 100 according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram of battery protection IC90. It is a block diagram of regulator RG2 which is another Example of regulator RG1 built in battery protection IC90. It is a block diagram of regulator RG3 which is another Example of regulator RG1 incorporated in battery protection IC90.
  • FIG. 2 is an overall configuration diagram of the battery pack 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the battery pack 100 is a module component that incorporates a battery protection device including the switching elements 1 and 2, the battery protection IC 90, and the control unit 50 together with the secondary battery 200.
  • the switching elements 1 and 2 switch conduction / interruption of the charging / discharging path 9 (9a, 9b) between the input / output terminals 5 and 6 and the bipolar terminals 3 and 4 of the secondary battery 200.
  • the input / output terminals 5 and 6 are discharged to a portable device 300 powered by a secondary battery 200 such as a lithium ion battery, a nickel hydride battery, or an electric double layer capacitor, and charged by a charger (not shown) of the secondary battery 200.
  • a secondary battery 200 such as a lithium ion battery, a nickel hydride battery, or an electric double layer capacitor
  • the battery protection IC 90 controls the switching operation of the switching elements 1 and 2.
  • the control unit 50 monitors battery information such as a battery state regarding the secondary battery 200.
  • the control unit 50 may be built in the battery protection IC 90, or the control unit 50 built in the battery protection IC 90 may control the switching operation of the switching elements 1 and 2.
  • the battery pack 100 is built in or externally attached to the mobile device 300.
  • the portable device 300 is an electronic device that can be carried by a person, for example, a device having a wireless communication function such as a cellular phone, an information terminal device such as a PDA or a mobile personal computer, a camera, a game machine, a player such as music or video Etc.
  • the battery pack 100 is detachably connected to the portable device 300 via the input / output terminals (the positive input / output terminal 5 and the negative input / output terminal 6) and the communication terminal 7.
  • the positive input / output terminal 5 connected to the positive terminal on the portable device 300 side is electrically connected to the positive electrode 3 of the secondary battery 200 through the charge / discharge path 9a.
  • the negative input / output terminal 6 connected to the negative terminal on the portable device 300 side is electrically connected to the negative electrode 4 of the secondary battery 200 via the charge / discharge path 9b.
  • the communication terminal 3 connected to the communication terminal on the portable device 300 side is connected to the terminal 90d of the battery protection IC.
  • the switching elements 1 and 2 are semiconductor elements such as MOSFETs and IGBTs having parasitic diodes, for example.
  • the switching element 1 is disposed between the negative electrode 4 and the negative electrode input / output terminal 6 in such a direction that the forward direction of the parasitic diode 1 a becomes the discharge direction of the secondary battery 200.
  • the switching element 2 is arranged between the negative electrode 4 and the negative electrode input / output terminal 6 in such a direction that the forward direction of the parasitic diode 2a becomes the charging direction of the secondary battery 200.
  • the switching elements 1 and 2 may be bipolar transistors, and diodes may be formed between the collector and emitter in the illustrated direction.
  • Control unit 50 communicates with portable device 300 via battery protection IC 90.
  • the control unit 50 transmits battery information such as a battery state regarding the secondary battery 200 to the mobile device 300 and receives a signal such as a command signal from the mobile device 300.
  • the control unit 50 includes, for example, a temperature detection unit, a voltage detection unit, an AD converter, an arithmetic processing unit, and a memory.
  • the temperature detection unit detects the temperature of the secondary battery 200.
  • the voltage detection unit detects the voltage of the secondary battery 200.
  • the AD converter converts the analog voltage value output from the current detection unit that detects the charging / discharging current of the secondary battery 200 and each detection unit indicating the detection result into a digital value.
  • the arithmetic processing unit performs a calculation process such as a remaining capacity of the secondary battery 200 and a determination process such as a deterioration determination of the secondary battery 200.
  • the arithmetic processing unit may be configured by, for example, a logic circuit or a microcomputer.
  • the memory stores characteristic data for specifying characteristics of each component of the secondary battery 200 and the battery pack 100 used for the arithmetic processing and unique information of the battery pack 100.
  • the memory may be a storage device such as an EEPROM or a flash memory.
  • the battery protection IC 90 includes a communication interface circuit that transmits a signal from the control unit 50 to the portable device 300 and transmits a signal from the portable device 300 to the control unit 50.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the battery protection IC 90.
  • Battery protection IC 90 includes a CMOS inverter IV and a regulator RG1.
  • the CMOS inverter IV transmits a signal transmitted and received between the control unit 50 and the portable device 300.
  • the regulator RG1 generates the power supply voltage of the inverter IV by stepping down the VDD-VSS voltage between the power supply line VDD and the ground line VSS.
  • the VDD-VSS voltage corresponds to a power supply voltage applied to the portable device 300 by the secondary battery 200. 2 and 3, the power supply line VDD is at the same potential as the positive input / output terminal 5 via the terminal 90a, and the ground line VSS is connected to the negative input / output terminal via the terminal 90e. 6, the VDD-VSS voltage corresponds to the inter-terminal voltage between the input / output terminals 5 and 6.
  • the regulator RG1 is configured by a series circuit of a depletion type NMOS transistor M1 and a capacitor C1 which is a capacitive element.
  • the gate, the source, and the back gate are connected to each other, and the drain is connected to the power supply line VDD. With this connection, a constant current I1 flows between the drain and source of the transistor M1.
  • the capacitor C1 has one electrode connected to the source of the transistor M1, and the other electrode connected to the ground line VSS.
  • the source of the transistor M2 is connected to the power supply line VR connected to one electrode of the capacitor C1, and the back gate of the transistor M2 is connected to the power supply line VDD.
  • the back gate of the transistor M2 may be connected to the power supply line VR.
  • the source and back gate of the transistor M3 are connected to the ground line VSS.
  • the VDD-VSS voltage for example, 4V
  • the VR-VSS voltage for example, 3.3V
  • a constant voltage can be generated.
  • Charge Q of the capacitor C1, the voltage across the capacitor C1 V C1, and the capacitance of the capacitor C1 and C 1, can be calculated by the following equation (1).
  • the charge amount Q C 1 ⁇ V C1 > (i2 ⁇ i3) ⁇ t (2) That is, the charge amount Q is sufficiently large with respect to the alternating current generated by the communication signal (H level / L level) input from the portable device 300, so that a necessary voltage can be secured as an operating voltage of the inverter IV and other logic circuits. to, it may be designed to capacitance C 1 and transistors M1 of the capacitor C1.
  • Capacitance C 1 is, for example, 10 pF. Thereby, the load currents i3 and i2 can be covered by the charge amount Q of the capacitor C1.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of a regulator RG2 which is another embodiment of the regulator RG1 built in the battery protection IC 90.
  • a diode D1 having an anode on the source side of the transistor M1 is inserted between the transistor M1 and the capacitor C1.
  • the constant output voltage value generated by the regulator RG2 can be adjusted by using the forward voltage VF of the diode D1 according to the VDD-VSS voltage and the number of inserted diodes D1.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a regulator RG3 which is another embodiment of the regulator RG1 built in the battery protection IC 90.
  • a P-channel MOS transistor M4 whose source is the source side of the transistor M1 is inserted between the transistor M1 and the capacitor C1 as a cutoff means that cuts off current from the transistor M1 to the capacitor C1.
  • the back gate of the transistor M4 may be connected to the power supply line VDD.
  • a constant power supply voltage of the inverter can be generated by the regulator RG3 during the energization period in which the transistor M4 is on. Further, in the non-energization period in which the transistor M4 is off, current consumption due to current flowing from the transistor M1 can be reduced.
  • an N-channel MOS transistor M5 that can short-circuit both ends of the capacitor C1 during the cutoff period of the transistor M4 may be provided.
  • the source of the transistor M5 is connected to the ground line VSS, and the drain of the transistor M5 is connected to a connection path between the capacitor C1 and the transistor M4.
  • the transistor M5 When the transistor M5 is turned on, the capacitor C1 can be discharged.
  • the output of the regulated voltage is output by short-circuiting both ends of the capacitor C1 during the shut-off period when the transistor M4 is off and non-short-circuiting both ends of the capacitor C1 during the conduction period when the transistor M4 is on. Can be switched.
  • the transistor M4 When the on / off signal is at the H level, the transistor M4 is turned off and the transistor M5 is turned on, so that the voltage across the capacitor C1 is substantially zero.
  • the transistor M4 When the on / off signal is at the L level, the transistor M4 is turned on and the transistor M5 is turned off, so that a constant voltage is output from the capacitor C1. Further, by configuring the transistors M4 and M5 as shown in the figure, it is possible to switch the presence or absence of the output voltage of the regulator RG3 with one on / off signal.
  • a stable voltage can be supplied to the CMOS inverter. Therefore, even if the inter-terminal voltage of the input / output terminals 5 and 6 changes greatly due to the temporary fluctuation of the load current of the portable device 300, the simple configuration of two elements of the transistor M1 and the capacitor C1 can be used. It is possible to prevent the malfunction of the inverter that the input signal is not correctly transmitted to the control unit 50. In addition, since no current is passed in a direct current by using the capacitor C1, current consumption can be greatly reduced. Furthermore, since the number of elements is small, the chip area can be reduced, and the size and cost of the protection IC can be easily reduced. Further, it is possible to reduce the man-hours such as circuit verification at the design stage by reducing the circuit scale.
  • the present invention is applicable to a communication device and a battery pack incorporating the communication device.
  • Control unit 90 Battery protection IC 100 battery pack 200 secondary battery 300 portable device M1 depletion type NMOS transistor M2 to M5 MOS transistor C1 capacitor RG1, RG2, RG3 regulator IV inverter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

通信装置は、二次電池を電源とする電子機器と通信可能な制御部と前記電子機器との間で送受される信号を伝送するＣＭＯＳ型のインバータと、前記電子機器の電源電圧を降圧したレギュレート電圧を生成するレギュレータと、を含み、前記レギュレータは、前記電源電圧の高電位側にドレインが接続され且つゲートとソースとが互いに接続されたディプリーション型ＮＭＯＳトランジスタと、前記ソース側に一方の電極が接続され且つ前記電源電圧の低電位側に他方の電極が接続された容量素子と、を含み、前記容量素子の電圧を前記インバータの両端に供給することを特徴とする。

Description

通信装置及びそれを内蔵する電池パック
　本発明は、通信装置及びそれを内蔵する電池パックに関する。より具体的には、電子機器に給電する二次電池の状態を監視する制御部と前記電子機器との間で送受される信号を伝送する、ＣＭＯＳから構成されるインバータを備える、通信装置及びそれを内蔵する電池パックに関する。
　従来、本体部と該本体部に電源を供給する着脱可能な電源部との間で通信を行う機器として、例えば、特許文献１，２に開示の機器が知られている。
　このような本体部と電源部間の通信インターフェイス回路として、ＣＭＯＳインバータが知られている。図１は、ＣＭＯＳインバータの構成図である。ＣＭＯＳインバータは、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタとＮチャンネルＭＯＳトランジスタとから構成され、入力ＶＩＮは共通のゲート、出力ＶＯＵＴは共通のドレインとして構成されている。ＮチャンネルＭＯＳトランジスタのソースは接地ラインＶＳＳに接続され、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタのソースは、電源電圧ラインＶＤＤに接続されている。ＣＭＯＳインバータは、ＶＩＮにＨレベルの電圧が入力された場合には、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタが導通してＬレベルを出力し、ＶＩＮにＬレベルの電圧が入力された場合には、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタが導通してＨレベルを出力する。
特開平７－１２３６００号公報 特開２００３－９２８４１号公報
　しかしながら、本体部と電源部間で通信を行う場合、Ｐプラス－Ｐマイナス間の電源電圧が変動すると、本体部との間で送受される信号がＣＭＯＳインバータを通過できない場合がある。この通信信号を通過させるためには、通信信号の振幅としてＰプラス－Ｐマイナス間の電圧の半分の電圧が必要となるが、本体からの通信信号の振幅電圧がＰプラス－Ｐマイナス間の電圧の半分以下になってしまうと、正しい通信信号が伝送されないという誤作動が生じてしまう。
　そこで、本発明は、上記の点に鑑みて、電源電圧が変動しても、ＣＭＯＳ型のインバータの誤作動を簡易な構成で防止することができる、通信装置及びそれを内蔵する電池パックを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本発明の実施の形態は、二次電池を電源とする電子機器と通信可能な制御部と前記電子機器との間で送受される信号を伝送するＣＭＯＳ型のインバータと、前記電子機器の電源電圧を降圧したレギュレート電圧を生成するレギュレータとを備える、通信装置であって、前記レギュレータは、前記電源電圧の高電位側にドレインが接続され且つゲートとソースとが互いに接続されたディプリーション型ＮＭＯＳトランジスタと、前記ソース側に一方の電極が接続され且つ前記電源電圧の低電位側に他方の電極が接続された容量素子とを備え、前記容量素子の電圧を前記インバータの両端に供給することを特徴とする、通信装置を提供する。
　また、本発明の実施の形態は、上記の通信装置と前記二次電池とを内蔵する電池パックを提供する。
　本発明の実施の形態によれば、電源電圧が変動しても、ＣＭＯＳ型のインバータの誤作動を簡易な構成で防止することができる。
ＣＭＯＳインバータの構成図である。 本発明の実施形態である電池パック１００の全体構成図である。 電池保護ＩＣ９０の構成図である。 電池保護ＩＣ９０に内蔵されるレギュレータＲＧ１の他の実施例であるレギュレータＲＧ２の構成図である。 電池保護ＩＣ９０に内蔵されるレギュレータＲＧ１の他の実施例であるレギュレータＲＧ３の構成図である。
　以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
　図２は、本発明の実施形態である電池パック１００の全体構成図である。電池パック１００は、スイッチング素子１，２と、電池保護ＩＣ９０と、制御部５０とを含む電池保護装置を、二次電池２００と共に内蔵するモジュール部品である。
　ここで、スイッチング素子１，２は、入出力端子５，６と二次電池２００の両極端子３，４との間の充放電経路９（９ａ，９ｂ）の導通／遮断を切り替える。入出力端子５，６は、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタなどの二次電池２００を電源とする携帯機器３００への放電及び二次電池２００の充電器（不図示）による充電を行うために用いられる。
　また、電池保護ＩＣ９０は、スイッチング素子１，２の切り替え動作を制御する。制御部５０は、二次電池２００に関する電池状態等の電池情報を監視する。
　なお、制御部５０は電池保護ＩＣ９０に内蔵されてもよく、電池保護ＩＣ９０に内蔵された制御部５０がスイッチング素子１，２の切り替え動作を制御してもよい。
　電池パック１００は、携帯機器３００に、内蔵され、或いは、外付けされる。携帯機器３００は、人が携帯可能な電子機器であって、例えば、携帯電話などの無線通信機能を備えるもの、ＰＤＡやモバイルパソコン等の情報端末装置、カメラ、ゲーム機、音楽やビデオ等のプレーヤー等である。
　電池パック１００は、入出力端子（正極入出力端子５及び負極入出力端子６）と通信端子７とを介して携帯機器３００に着脱可能に接続される。携帯機器３００側の正極端子に接続される正極入出力端子５は二次電池２００の正極３に充放電経路９ａを介して電気的に接続される。携帯機器３００側の負極端子に接続される負極入出力端子６は二次電池２００の負極４に充放電経路９ｂを介して電気的に接続される。携帯機器３００側の通信端子に接続される通信端子３は、電池保護ＩＣの端子９０ｄに接続される。
　スイッチング素子１，２は、二次電池２００の負極４と負極入出力端子６との間の充放電経路９ｂの導通／遮断の切り替えが可能なように直列に接続される。スイッチング素子１は、充放電経路９を充電方向に流れる二次電池２００の充電電流の遮断／導通を切り替え可能な第１の切替手段である。スイッチング素子２は、充放電経路９を放電方向に流れる二次電池２００の放電電流の遮断／導通を切り替え可能な第２の切替手段である。スイッチング素子１がオン状態で二次電池２０の充電が許可され、オフ状態で二次電池２００の充電が禁止される。また、スイッチング素子２がオン状態で二次電池２００の放電が許可され、オフ状態で二次電池２００の放電が禁止される。
　スイッチング素子１，２は、例えば、寄生ダイオードを有するＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴなどの半導体素子である。スイッチング素子１は、その寄生ダイオード１ａの順方向が二次電池２００の放電方向になる向きで負極４と負極入出力端子６との間に配置される。スイッチング素子２は、その寄生ダイオード２ａの順方向が二次電池２００の充電方向になる向きで負極４と負極入出力端子６との間に配置される。なお、スイッチング素子１，２は、バイポーラトランジスタであって、そのコレクタエミッタ間に図示の向きにダイオードが構成されたものであってもよい。
　制御部５０は、電池保護ＩＣ９０を介して、携帯機器３００と通信する。制御部５０は、二次電池２００に関する電池状態等の電池情報を携帯機器３００に送信し、携帯機器３００からの指令信号等の信号を受信する。制御部５０は、例えば、温度検出部と、電圧検出部と、ＡＤコンバータと、演算処理部と、メモリとを含む。
　ここで、温度検出部は、二次電池２００の温度を検出する。電圧検出部は、二次電池２００の電圧を検出する。ＡＤコンバータは、二次電池２００の充放電電流を検出する電流検出部と、検出結果を示す各検出部から出力されるアナログ電圧値をデジタル値に変換する。演算処理部は、二次電池２００の残容量などの算出処理や二次電池２００の劣化判定などの判定処理を行う。演算処理部は、例えば、論理回路やマイクロコンピュータによって構成されてもよい。メモリは、その演算処理に利用される二次電池２００や電池パック１００の各構成部の特性を特定するための特性データや電池パック１００の固有情報を格納する。メモリは、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の記憶装置であってもよい。
　電池保護ＩＣ９０は、制御部５０からの信号を携帯機器３００に伝送し、携帯機器３００からの信号を制御部５０に伝送する、通信インターフェイス回路を備える。
　図３は、電池保護ＩＣ９０の構成図である。電池保護ＩＣ９０は、ＣＭＯＳインバータＩＶと、レギュレータＲＧ１とを含む。ＣＭＯＳインバータＩＶは、制御部５０と携帯機器３００との間で送受される信号を伝送する。レギュレータＲＧ１は、電源ラインＶＤＤと接地ラインＶＳＳ間のＶＤＤ－ＶＳＳ電圧を降圧することによりインバータＩＶの電源電圧を生成する。ＶＤＤ－ＶＳＳ電圧は、二次電池２００によって携帯機器３００に印加される電源電圧に相当する。また、図２及び図３に示されるように、電源ラインＶＤＤは端子９０ａを介して正側入出力端子５と同電位であり、且つ、接地ラインＶＳＳは端子９０ｅを介して負側入出力端子６と同電位であるため、ＶＤＤ－ＶＳＳ電圧は、入出力端子５，６間の端子間電圧に相当する。
　レギュレータＲＧ１は、ディプリーション型ＮＭＯＳトランジスタＭ１と容量素子であるコンデンサＣ１との直列回路によって構成される。トランジスタＭ１は、ゲートとソースとバックゲートとが互いに接続され、ドレインが電源ラインＶＤＤに接続されている。このように接続することによって、トランジスタＭ１のドレイン－ソース間に定電流Ｉ１が流れる。コンデンサＣ１は、その一方の電極がトランジスタＭ１のソースに接続され、もう一方の電極が接地ラインＶＳＳに接続されている。コンデンサＣ１の両端電圧が、インバータＩＶの電源電圧として、電源ラインＶＲと接地ラインＶＳＳによって、インバータＩＶの両端（ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＭ２のソースとＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ３のソース間）に印加される。
　トランジスタＭ２のソースは、コンデンサＣ１の一方の電極に接続された電源ラインＶＲに接続され、トランジスタＭ２のバックゲートは電源ラインＶＤＤに接続される。これは、ＩＣ製造プロセスにｎ基板（ＶＤＤ電位吊り）を用いているため、バックゲートを別電位にしようとしても構造上バックゲートがＶＤＤとショートしてしまうからである。トリプルウェル構造やｐ基板を使用しているＩＣであれば、トランジスタＭ２のバックゲートは電源ラインＶＲに接続されてもよい。トランジスタＭ３のソースとバックゲートは、接地ラインＶＳＳに接続される。トランジスタＭ２とＭ３の共通ゲートには、保護抵抗Ｒ１と端子９０ｄを介して、携帯機器３００からの入力信号が入力される。そして、携帯機器３００からの入力信号を反転した反転信号がトランジスタＭ２とＭ３の共通ドレインから出力される。このように接続されることにより、携帯機器３００からの入力信号は、端子９０ｃを介して、制御部５０に伝送される。
　このような保護ＩＣ９０の構成によって、ＶＤＤ－ＶＳＳ電圧（例えば、４Ｖ）をＶＲ－ＶＳＳ電圧（例えば、３．３Ｖ）にトランジスタＭ１によって降圧し、トランジスタＭ１が流す定電流Ｉ１でコンデンサＣ１を充電し一定の電圧を生成することができる。コンデンサＣ１の電荷量Ｑは、コンデンサＣ１の両端電圧をＶＣ１，コンデンサＣ１の容量をＣ１とすると、以下の式（１）によって演算することができる。
　Ｑ＝Ｃ１×ＶＣ１　・・・（式１）
　この電荷量Ｑが、インバータＩＶに流れる電流をｉ２、インバータＩＶ以外の他のＣＭＯＳインバータ等の論理回路に流れる電流をｉ３、電流ｉ２とｉ３が流れている時間をｔとした場合、以下の式（２）を満たすように、コンデンサＣ１の容量Ｃ１やトランジスタＭ１を設計すればよい。
　　　Ｑ＝Ｃ１×ＶＣ１＞（ｉ２×ｉ３）×ｔ　・・・（２）
　即ち、電荷量Ｑが、携帯機器３００から入力される通信信号（Ｈレベル／Ｌレベル）による交流電流に対して十分大きく、インバータＩＶや他の論理回路の動作電圧として必要な電圧を確保できるように、コンデンサＣ１の容量Ｃ１やトランジスタＭ１を設計すればよい。
　容量Ｃ１は、例えば、１０ｐＦである。これにより、コンデンサＣ１の電荷量Ｑで、負荷電流ｉ３，ｉ２をまかなうことができる。
　図４は、電池保護ＩＣ９０に内蔵されるレギュレータＲＧ１の他の実施例であるレギュレータＲＧ２の構成図である。トランジスタＭ１とコンデンサＣ１との間に、トランジスタＭ１のソース側をアノードとするダイオードＤ１が挿入されている。ＶＤＤ－ＶＳＳ電圧及びダイオードＤ１の挿入数によって、ダイオードＤ１の順方向電圧ＶＦを利用することにより、レギュレータＲＧ２によって生成される一定の出力電圧値を調整することができる。
　図５は、電池保護ＩＣ９０に内蔵されるレギュレータＲＧ１の他の実施例であるレギュレータＲＧ３の構成図である。トランジスタＭ１とコンデンサＣ１との間に、トランジスタＭ１からコンデンサＣ１への通電を遮断する遮断手段として、トランジスタＭ１のソース側をソースとするＰチャンネルＭＯＳトランジスタＭ４を挿入する。トランジスタＭ４のバックゲートは、電源ラインＶＤＤに接続されればよい。この構成において、トランジスタＭ４のゲートに外部からオンオフ信号を入力することにより、トランジスタＭ４がオンしている通電期間では、レギュレータＲＧ３によってインバータの一定の電源電圧を生成することができる。また、トランジスタＭ４がオフしている非通電期間では、トランジスタＭ１から電流が流れることによる消費電流を削減することができる。
　また、トランジスタＭ４の遮断期間にコンデンサＣ１の両端を短絡可能なＮチャンネルＭＯＳトランジスタＭ５を備えてもよい。トランジスタＭ５のソースは、接地ラインＶＳＳに接続され、トランジスタＭ５のドレインは、コンデンサＣ１とトランジスタＭ４との間の接続経路に接続される。トランジスタＭ５がオンすることによって、コンデンサＣ１を放電させることができる。また、トランジスタＭ４がオフしている遮断期間にコンデンサＣ１の両端を短絡し、トランジスタＭ４がオンしている導通期間にコンデンサＣ１の両端を非短絡にすることによって、レギュレートした電圧の出力の有無を切り替えることができる。オンオフ信号がＨレベルのときには、トランジスタＭ４はオフし且つトランジスタＭ５はオンするので、コンデンサＣ１の両端電圧はほぼ零となる。オンオフ信号がＬレベルのときには、トランジスタＭ４はオンし且つトランジスタＭ５はオフするので、コンデンサＣ１から一定の電圧が出力される。また、トランジスタＭ４、Ｍ５を図示の通り構成することによって、一つのオンオフ信号でレギュレータＲＧ３の出力電圧の有無を切り替えることができる。
　以上、上述の実施の形態によれば、ＣＭＯＳインバータに安定した電圧を供給することができる。従って、入出力端子５，６の端子間電圧が携帯機器３００の負荷電流の一時的な変動により大きく変化しても、トランジスタＭ１とコンデンサＣ１の２素子という簡易な構成で、携帯機器３００からの入力信号が制御部５０に正しく伝送されないというインバータの誤作動を防ぐことができる。また、コンデンサＣ１を用いることで直流的に電流を流さないため、消費電流を大きく低減することができる。更に、素子数が少ないため、チップ面積が縮小し、保護ＩＣの小型化やコスト削減をしやすくすることができる。また、回路規模縮小による設計段階での回路検証などの工数を削減することができる。
　以上、本発明の好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、本発明は、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。
　例えば、上述の実施例では、携帯機器３００からの入力信号を保護ＩＣ９０が制御部５０に伝送する場合について説明したが、制御部５０からの入力信号を保護ＩＣ９０が携帯機器３００に伝送する場合にも本発明を適用することができる。この場合、図２及び図３において、端子９０ｄが制御部５０側（制御部５０の端子５０ｃ側）に接続され、端子９０ｃが携帯機器３００側（通信端子７側）に接続され、接地端子ＶＳＳに接続される端子９０ｂが二次電池２００の負極４とトランジスタ２との間の負極側経路９ｂに接続されればよい。
　本国際出願は、２００８年１１月５日に出願した日本国特許出願第２００８－２８４７６５号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２００８－２８４７６５号の全内容を本国際出願に援用する。
　本発明は、通信装置及びそれを内蔵する電池パックに適用可能である。
　５０　制御部
　９０　電池保護ＩＣ
　１００　電池パック
　２００　二次電池
　３００　携帯機器
　Ｍ１　ディプリーション型ＮＭＯＳトランジスタ
　Ｍ２～Ｍ５　ＭＯＳトランジスタ
　Ｃ１　コンデンサ
　ＲＧ１，ＲＧ２，ＲＧ３　レギュレータ
　ＩＶ　インバータ

Claims (5)

  1. 　二次電池を電源とする電子機器と通信可能な制御部と前記電子機器との間で送受される信号を伝送するＣＭＯＳ型のインバータと、
    　前記電子機器の電源電圧を降圧したレギュレート電圧を生成するレギュレータと、を含み、
    　前記レギュレータは、
    　前記電源電圧の高電位側にドレインが接続され且つゲートとソースとが互いに接続されたディプリーション型ＮＭＯＳトランジスタと、
    　前記ソース側に一方の電極が接続され且つ前記電源電圧の低電位側に他方の電極が接続された容量素子と、を含み、
    　前記容量素子の電圧を前記インバータの両端に供給することを特徴とする、通信装置。
  2. 　請求項１に記載の通信装置であって、
    　前記インバータのＰチャンネルＭＯＳトランジスタのバックゲートが前記電源電圧の高電位側に接続されることを特徴とする通信装置。
  3. 　請求項１に記載の通信装置であって、
    　前記ディプリーション型ＮＭＯＳトランジスタから前記容量素子への通電を遮断する遮断手段を更に備えることを特徴とする通信装置。
  4. 　請求項３に記載の通信装置であって、
    　前記遮断手段によって前記通電が遮断されている期間に前記容量素子の両端を短絡する短絡手段を更に備えることを特徴とする通信装置。
  5. 　請求項１乃至４いずれか一項に記載の通信装置と前記二次電池とを内蔵することを特徴とする電池パック。
PCT/JP2009/067491 2008-11-05 2009-10-07 通信装置及びそれを内蔵する電池パック WO2010052989A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009801440716A CN102204061B (zh) 2008-11-05 2009-10-07 通信装置及内置该通信装置的电池组
US13/122,577 US8867246B2 (en) 2008-11-05 2009-10-07 Communication device and battery pack in which the communication device is provided

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-284765 2008-11-05
JP2008284765A JP5412797B2 (ja) 2008-11-05 2008-11-05 Ｉｃ及びそれを内蔵する電池パック

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010052989A1 true WO2010052989A1 (ja) 2010-05-14

Family

ID=42152798

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/067491 WO2010052989A1 (ja) 2008-11-05 2009-10-07 通信装置及びそれを内蔵する電池パック

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8867246B2 (ja)
JP (1) JP5412797B2 (ja)
KR (1) KR101604632B1 (ja)
CN (1) CN102204061B (ja)
WO (1) WO2010052989A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102184369B1 (ko) 2016-12-09 2020-11-30 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩의 통신 시스템 및 이를 포함하는 배터리 팩

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006164547A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Sony Corp 電池パック、充電制御方法およびアプリケーション機器
JP2006344611A (ja) * 2001-11-22 2006-12-21 Hitachi Koki Co Ltd 電池パック
JP2007215251A (ja) * 2006-02-07 2007-08-23 Lenovo Singapore Pte Ltd 蓄電池の充電システムおよび充電方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3221929B2 (ja) * 1992-09-17 2001-10-22 富士通株式会社 半導体装置
JPH06152671A (ja) * 1992-10-30 1994-05-31 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
JP3247219B2 (ja) 1993-10-26 2002-01-15 松下電工株式会社 電池駆動機器
JPH11214617A (ja) * 1998-01-21 1999-08-06 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置
US6501248B2 (en) * 2000-09-28 2002-12-31 Ricoh Company, Ltd. Charge/discharge protection apparatus having a charge-state overcurrent detector, and battery pack including the same
DE10065421B4 (de) * 2000-12-27 2004-01-29 Siemens Ag Tiefsetzsteller
JP3718767B2 (ja) * 2001-09-19 2005-11-24 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 電気機器、コンピュータ装置、予備充電状態表示方法、およびユーティリティプログラム
JP4097582B2 (ja) * 2003-09-12 2008-06-11 三洋電機株式会社 パック電池、パック電池と接続可能な電気機器、およびパック電池の種別判定方法
FR2873243A1 (fr) * 2004-07-13 2006-01-20 St Microelectronics Sa Circuit d'alimentation adaptable
JP4500121B2 (ja) * 2004-07-14 2010-07-14 株式会社ルネサステクノロジ 電池電圧監視システム
JP3768224B1 (ja) * 2004-12-02 2006-04-19 ソニー株式会社 電池パック、充電制御方法およびアプリケーション機器
JP4893241B2 (ja) * 2006-11-02 2012-03-07 ミツミ電機株式会社 リセット装置
JP4475296B2 (ja) * 2007-06-29 2010-06-09 セイコーエプソン株式会社 点灯制御装置、光源装置、プロジェクタ及び点灯制御方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006344611A (ja) * 2001-11-22 2006-12-21 Hitachi Koki Co Ltd 電池パック
JP2006164547A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Sony Corp 電池パック、充電制御方法およびアプリケーション機器
JP2007215251A (ja) * 2006-02-07 2007-08-23 Lenovo Singapore Pte Ltd 蓄電池の充電システムおよび充電方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010114991A (ja) 2010-05-20
JP5412797B2 (ja) 2014-02-12
US8867246B2 (en) 2014-10-21
US20110187343A1 (en) 2011-08-04
CN102204061B (zh) 2013-04-10
KR101604632B1 (ko) 2016-03-18
CN102204061A (zh) 2011-09-28
KR20110081949A (ko) 2011-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11646569B2 (en) Secondary battery protection circuit, secondary battery protection apparatus and battery pack
US10790679B2 (en) Battery protection circuit and device, battery pack, and battery protection method
JP5682423B2 (ja) 電池保護回路及び電池保護装置、並びに電池パック
JP6028625B2 (ja) 充放電制御回路及び充放電制御方法
US7710076B2 (en) Back-gate voltage generator circuit, four-terminal back gate switching FET, and charge and discharge protection circuit using same
US10090690B2 (en) Secondary battery protection circuit
US20130063090A1 (en) Battery protection circuit and battery protection device, and battery pack
US10749358B2 (en) Rechargeable battery protection integrated circuit, rechargeable battery protection device, and battery pack
US11183858B2 (en) Rechargeable battery protection circuit, rechargeable battery protection device, battery pack, and method of controlling rechargeable battery protection circuit
JP2009153238A (ja) 携帯機器と、携帯機器に用いる電池パック
JP5588370B2 (ja) 出力回路、温度スイッチｉｃ、及び、電池パック
TW200941017A (en) Battery state monitoring circuit and battery device
US7501796B2 (en) Semiconductor device having positive side of power supply voltage set
WO2010052989A1 (ja) 通信装置及びそれを内蔵する電池パック
JP2020198773A (ja) 二次電池保護回路、二次電池保護装置、電池パック及び二次電池保護回路の制御方法
TWI697164B (zh) 二次電池保護電路
JP2019106884A (ja) 電池制御回路、電池制御装置及び電池パック
US11159028B2 (en) Battery control circuit, battery control device, and battery pack
JP5619540B2 (ja) 充電装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980144071.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09824689

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117006174

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13122577

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09824689

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1