(57)【要約】【課題】ＮＭＯＳトランジスタの意図しない動作の防止。【解決手段】二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される第１のＮＭＯＳトランジスタ及び第２のＮＭＯＳトランジスタを用いて、二次電池を保護する二次電池保護回路であって、充電制御端子にゲートが接続される第１のＮＭＯＳトランジスタ及び放電制御端子にゲートが接続される第２のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路と、前記制御電圧で充電制御端子及び放電制御端子の各出力状態をハイレベルにする駆動回路と、二次電池の状態を検出し、その検出状態を出力する検出回路と、前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態をハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から前記検出状態に基づいて前記駆動回路に選択させる制御回路とを備える、二次電池保護回路。【選択図】図３
2020036496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される第１のＮＭＯＳトランジスタ及び第２のＮＭＯＳトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路であって、
充電制御端子と、
放電制御端子と、
前記充電制御端子にゲートが接続される前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記放電制御端子にゲートが接続される前記第２のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記制御電圧を前記充電制御端子及び前記放電制御端子に供給して前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態をハイレベルにする駆動回路と、
前記二次電池の状態を検出し、その検出状態を出力する検出回路と、
前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態が、ハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から前記駆動回路によって選択されるように、前記検出状態に基づいて前記駆動回路を動作させる制御回路とを備える、二次電池保護回路。
【請求項２】
前記制御回路は、前記充電制御端子及び前記放電制御端子のうち、一方の制御端子の出力状態をローレベルからハイレベルに切り替えるとき、他方の制御端子の出力状態をハイレベルからハイインピーダンスに一時的に切り替える、請求項１に記載の二次電池保護回路。
【請求項３】
前記制御回路は、前記他方の制御端子の出力状態をハイインピーダンスに切り替えてからハイレベルに戻すまでの時間を可変とする、請求項２に記載の二次電池保護回路。
【請求項４】
二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される第１のＮＭＯＳトランジスタと、
前記電流経路に直列に挿入される第２のＮＭＯＳトランジスタと、
前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＮＭＯＳトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路とを備え、
前記二次電池保護回路は、
充電制御端子と、
放電制御端子と、
前記充電制御端子にゲートが接続される前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記放電制御端子にゲートが接続される前記第２のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記制御電圧を前記充電制御端子及び前記放電制御端子に供給して前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態をハイレベルにする駆動回路と、
前記二次電池の状態を検出し、その検出状態を出力する検出回路と、
前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態が、ハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から前記駆動回路によって選択されるように、前記検出状態に基づいて前記駆動回路を動作させる制御回路とを備える、二次電池保護装置。
【請求項５】
二次電池と、
前記二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される第１のＮＭＯＳトランジスタと、
前記電流経路に直列に挿入される第２のＮＭＯＳトランジスタと、
前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＮＭＯＳトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路とを備え、
前記二次電池保護回路は、
充電制御端子と、
放電制御端子と、
前記充電制御端子にゲートが接続される前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記放電制御端子にゲートが接続される前記第２のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記制御電圧を前記充電制御端子及び前記放電制御端子に供給して前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態をハイレベルにする駆動回路と、
前記二次電池の状態を検出し、その検出状態を出力する検出回路と、
前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態が、ハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から前記駆動回路によって選択されるように、前記検出状態に基づいて前記駆動回路を動作させる制御回路とを備える、電池パック。
【請求項６】
二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される第１のＮＭＯＳトランジスタ及び第２のＮＭＯＳトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路の制御方法であって、
前記二次電池保護回路は、
充電制御端子と、
放電制御端子と、
前記充電制御端子にゲートが接続される第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記放電制御端子にゲートが接続される第２のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記制御電圧を前記充電制御端子及び前記放電制御端子に供給して前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態をハイレベルにする駆動回路と、
二次電池の状態を検出し、その検出状態を出力する検出回路とを備え、
前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態が、ハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から前記駆動回路によって選択されるように、前記検出状態に基づいて前記駆動回路を動作させる、二次電池保護回路の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される一対のＮＭＯＳ（N-channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを用いて、二次電池を保護する保護回路が知られている。このような保護回路には、一対のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路が備えられている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３１８３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＮＭＯＳトランジスタの入力容量に蓄えられる電荷が移動するタイミングによっては、ＮＭＯＳトランジスタが意図しない動作をする可能性がある。
【０００５】
そこで、本開示は、ＮＭＯＳトランジスタの意図しない動作を防止する、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を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される第１のＮＭＯＳトランジスタ及び第２のＮＭＯＳトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路であって、
充電制御端子と、
放電制御端子と、
前記充電制御端子にゲートが接続される前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記放電制御端子にゲートが接続される前記第２のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記制御電圧を前記充電制御端子及び前記放電制御端子に供給して前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態をハイレベルにする駆動回路と、
前記二次電池の状態を検出し、その検出状態を出力する検出回路と、
前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態が、ハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から前記駆動回路によって選択されるように、前記検出状態に基づいて前記駆動回路を動作させる制御回路とを備える、二次電池保護回路を提供する。
【０００７】
また、本開示は、
二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される第１のＮＭＯＳトランジスタと、
前記電流経路に直列に挿入される第２のＮＭＯＳトランジスタと、
前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＮＭＯＳトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路とを備え、
前記二次電池保護回路は、
充電制御端子と、
放電制御端子と、
前記充電制御端子にゲートが接続される前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記放電制御端子にゲートが接続される前記第２のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記制御電圧を前記充電制御端子及び前記放電制御端子に供給して前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態をハイレベルにする駆動回路と、
前記二次電池の状態を検出し、その検出状態を出力する検出回路と、
前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態が、ハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から前記駆動回路によって選択されるように、前記検出状態に基づいて前記駆動回路を動作させる制御回路とを備える、二次電池保護装置を提供する。
【０００８】
また、本開示は、
二次電池と、
前記二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される第１のＮＭＯＳトランジスタと、
前記電流経路に直列に挿入される第２のＮＭＯＳトランジスタと、
前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記第２のＮＭＯＳトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路とを備え、
前記二次電池保護回路は、
充電制御端子と、
放電制御端子と、
前記充電制御端子にゲートが接続される前記第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記放電制御端子にゲートが接続される前記第２のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記制御電圧を前記充電制御端子及び前記放電制御端子に供給して前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態をハイレベルにする駆動回路と、
前記二次電池の状態を検出し、その検出状態を出力する検出回路と、
前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態が、ハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から前記駆動回路によって選択されるように、前記検出状態に基づいて前記駆動回路を動作させる制御回路とを備える、電池パックを提供する。
【０００９】
また、本開示は、
二次電池の正極と、負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子との間の電流経路に直列に挿入される第１のＮＭＯＳトランジスタ及び第２のＮＭＯＳトランジスタを用いて、前記二次電池を保護する二次電池保護回路の制御方法であって、
前記二次電池保護回路は、
充電制御端子と、
放電制御端子と、
前記充電制御端子にゲートが接続される第１のＮＭＯＳトランジスタ及び前記放電制御端子にゲートが接続される第２のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量を利用して昇圧した制御電圧を生成する昇圧回路と、
前記制御電圧を前記充電制御端子及び前記放電制御端子に供給して前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態をハイレベルにする駆動回路と、
二次電池の状態を検出し、その検出状態を出力する検出回路とを備え、
前記充電制御端子及び前記放電制御端子の各出力状態が、ハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から前記駆動回路によって選択されるように、前記検出状態に基づいて前記駆動回路を動作させる、二次電池保護回路の制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一態様によれば、ＮＭＯＳトランジスタの意図しない動作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一比較形態の二次電池保護回路の構成を示す図である。
【図２】一比較形態の二次電池保護回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】一実施形態の二次電池保護回路を備える電池パックの構成を示す図である。
【図４】一実施形態の二次電池保護回路の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】制御回路の構成を示すブロック図である。
【図６】一実施形態の二次電池保護回路の動作を詳細に示すタイミングチャートである。
【図７】ハイインピーダンス時間の調整回路を備えた制御回路の構成例を示す図である。
【図８】制御回路の構成を示すブロック図である。
【図９】駆動回路における駆動バッファの第１の構成例を示す図である。
【図１０】駆動回路における駆動バッファの第２の構成例を示す図である。
【図１１】図９，１０に示す駆動バッファの真理値表である。
【図１２】駆動回路における駆動バッファの第３の構成例を示す図である。
【図１３】図１２に示す駆動バッファの真理値表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。まず、本発明の一実施形態の構成を説明する前に、本発明の一実施形態と比較するための一比較形態の構成について説明する。
【００１３】
図１は、一比較形態の二次電池保護回路の構成を示す図である。図１に示される保護回路１１０は、二次電池１７０の正極と、不図示の負荷又は充電器の電源端子に接続されるプラス端子１０５との間の電流経路１０９ａに直列に挿入される一対のＮＭＯＳトランジスタを用いて、二次電池１７０を過放電等から保護する。
【００１４】
二次電池１７０は、プラス端子１０５とマイナス端子１０６に接続される不図示の負荷に電力を供給する。また、二次電池１７０は、プラス端子１０５とマイナス端子１０６に接続される不図示の充電器によって充電されることが可能である。
【００１５】
二次電池１７０の正極とプラス端子１０５とは、プラス側電流経路１０９ａによって接続され、二次電池１７０の負極とマイナス端子１０６とは、マイナス側電流経路１０９ｂによって接続される。プラス側電流経路１０９ａには、スイッチ回路１０３が直列に挿入されている。
【００１６】
スイッチ回路１０３は、例えば、ゲートがＣＯＵＴ端子に接続される充電制御トランジスタ１０１とゲートがＤＯＵＴ端子に接続される放電制御トランジスタ１０２とを備える。充電制御トランジスタ１０１と放電制御トランジスタ１０２は、いずれも、ＮＭＯＳトランジスタである。充電制御トランジスタ１０１は、ゲート−ソース間に寄生する入力容量１０１ａと、ゲート−ドレイン間に寄生する入力容量１０１ｂとを有する。放電制御トランジスタ１０２は、ゲート−ソース間に寄生する入力容量１０２ａと、ゲート−ドレイン間に寄生する入力容量１０２ｂとを有する。
【００１７】
保護回路１１０は、充電制御トランジスタ１０１をオフにすることによって、二次電池１７０を過充電等の充電異常から保護し、放電制御トランジスタ１０２をオフにすることによって、二次電池１７０を過放電等の放電異常や短絡異常から保護する。保護回路１１０は、検出回路１２０、チャージポンプ１３０、駆動回路１５０及び制御回路１４０を備える集積回路（ＩＣ）である。
【００１８】
検出回路１２０は、ＶＤＤ端子とＶＳＳ端子との間の電圧である電源電圧Ｖｄをモニタする。ＶＤＤ端子は二次電池１７０の正極に接続され、ＶＳＳ端子は二次電池１７０の負極に接続されているため、電源電圧Ｖｄは、二次電池１７０のセル電圧ＶＢＡＴに略等しい。したがって、検出回路２０は、電源電圧Ｖｄをモニタすることによって、二次電池１７０のセル電圧ＶＢＡＴを検出できる。
【００１９】
検出回路１２０は、例えば、所定の過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも低い電源電圧Ｖｄが検出された場合、過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも低い電源電圧Ｖｄが検出されたことを表す過放電検出信号を出力する。また、検出回路１２０は、例えば、所定の過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２よりも高い電源電圧Ｖｄが検出された場合、過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２よりも高い電源電圧Ｖｄが検出されたことを表す過放電復帰検出信号を出力する。過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２は、過放電検出用の閾値であり、過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２は、過放電復帰検出用の閾値である。過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２は、過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも高い電圧値に設定される。
【００２０】
チャージポンプ１３０は、充電制御トランジスタ１０１及び放電制御トランジスタ１０２の入力容量１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂをチャージポンプ１３０の出力容量として利用して昇圧した制御電圧Ｖｃｐを生成する昇圧回路である。チャージポンプ１３０は、電源電圧Ｖｄを昇圧し、電圧値が電源電圧Ｖｄよりも高い制御電圧Ｖｃｐを生成する。チャージポンプ１３０は、公知の構成を有するものであればよく、例えば特許文献１に開示された回路構成を有する。
【００２１】
駆動回路１５０は、制御電圧Ｖｃｐを使用して、充電制御トランジスタ１０１をオンにする信号をＣＯＵＴ端子から出力し、且つ、放電制御トランジスタ１０２をオンにする信号をＤＯＵＴ端子から出力する。駆動回路１５０は、制御電圧ＶｃｐをＣＯＵＴ端子に供給してＣＯＵＴ端子の出力状態をハイレベルにする。一方、駆動回路１５０は、制御電圧ＶｃｐをＤＯＵＴ端子に供給してＤＯＵＴ端子の出力状態をハイレベルにする。
【００２２】
制御回路１４０は、二次電池１７０の過充電又は充電過電流が検出回路１２０により検出された場合、所定の遅延時間経過後に、ＣＯＵＴ端子の出力状態がハイレベルからローレベルになるように駆動回路１５０を動作させる。ＣＯＵＴ端子の出力状態がローレベルになることにより、充電制御トランジスタ１０１はオフとなるので、二次電池１７０を充電する方向の電流が電流経路９ａに流れることが禁止される。これにより、二次電池１７０の充電が停止し、二次電池１７０を過充電又は充電過電流から保護できる。
【００２３】
一方、制御回路１４０は、二次電池１７０の過放電又は放電過電流が検出回路１２０により検出された場合、所定の遅延時間経過後に、ＤＯＵＴ端子の出力状態がハイレベルからローレベルになるように駆動回路１５０を動作させる。ＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルになることにより、放電制御トランジスタ１０２はオフとなるので、二次電池１７０を放電させる方向の電流が電流経路９ａに流れることが禁止される。これにより、二次電池１７０の放電が停止し、二次電池１７０を過放電又は放電過電流から保護できる。
【００２４】
図２は、図１に示される保護回路１１０の動作を示すフローチャートである。図２は、二次電池１７０の過放電が検出回路１２０により検出されることによって二次電池１７０の放電が停止されてから、二次電池１７０の過放電からの復帰が検出回路１２０により検出されることによって二次電池１７０の放電停止が解除される過程を示す。
【００２５】
制御回路１４０は、所定の過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも低い電源電圧Ｖｄ（≒セル電圧ＶＢＡＴ）が検出回路１２０により検出された場合、当該電源電圧Ｖｄが検出回路１２０により検出されてから所定の過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２が経過したか否かを判定する。制御回路１４０は、過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも低い電源電圧Ｖｄが過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２が経過するまで継続的に検出回路１２０に検出された場合、ＤＯＵＴ端子の出力状態がハイレベルからローレベルになるように駆動回路１５０を動作させる。ＤＯＵＴ端子の出力状態がタイミングｔ１１後にローレベルになることにより、放電制御トランジスタ１０２はオンからオフとなるので、二次電池１７０の放電が停止する。この場合、制御回路１４０は、放電制御トランジスタ１０２のゲートがチャージポンプ１３０から切り離されて、放電制御トランジスタ１０２の入力容量１０２ａ，１０２ｂに蓄積されていた電荷がグランドに放電されるように、駆動回路１５０を動作させる。
【００２６】
その後、制御回路１４０は、所定の過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２よりも高い電源電圧Ｖｄ（≒セル電圧ＶＢＡＴ）が検出回路１２０により検出された場合、当該電源電圧Ｖｄが検出回路１２０により検出されてから所定の過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２が経過したか否かを判定する。制御回路１４０は、過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２よりも高い電源電圧Ｖｄが過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２が経過するまで継続的に検出回路１２０に検出された場合、ＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルからハイレベルになるように駆動回路１５０を動作させる。ＤＯＵＴ端子の出力状態がタイミングｔ１２後にハイレベルになることにより、放電制御トランジスタ１０２はオフからオンとなるので、二次電池１７０の放電停止が解除される。この場合、制御回路１４０は、放電制御トランジスタ１０２のゲートがチャージポンプ１３０に再接続されて、放電制御トランジスタ１０２の入力容量１０２ａ，１０２ｂに電荷が制御電圧Ｖｃｐで充電されるように、駆動回路１５０を動作させる。
【００２７】
しかしながら、タイミングｔ１２において、充電制御トランジスタ１０１の入力容量１０１ａ，１０１ｂに蓄えられていた電荷の半分が、放電制御トランジスタ１０２の入力容量１０２ａ，１０２ｂに瞬時に移動する。これにより、ＣＯＵＴ端子とＤＯＵＴ端子の各電圧は、ＶＳＳ端子基準で電源電圧Ｖｄに瞬間的に略等しくなる。その結果、充電制御トランジスタ１０１のゲート−ソース間の電圧が電源電圧Ｖｄから略零に低下するので、充電制御トランジスタ１０１がオフとなり、タイミングｔ１２において瞬間的に充放電が禁止されてしまう。つまり、充電制御トランジスタ１０１の意図しない動作（瞬間的なオフ動作）が生じてしまう。
【００２８】
図２は、ＣＯＵＴ端子がハイレベルの状態でＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルからハイレベルになるときに充電制御トランジスタ１０１に生ずる意図しない動作を示している。しかしながら、ＤＯＵＴ端子がハイレベルのときにＣＯＵＴ端子の出力状態がローレベルからハイレベルになるときも、放電制御トランジスタ１０２に同様の意図しない動作が生じ得る。
【００２９】
これ対して、図３に示される本発明の一実施形態の電池保護回路１０は、ＣＯＵＴ端子及びＤＯＵＴ端子の各出力状態を、ハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとの少なくとも３つの状態から選択する制御回路４０を備える。つまり、電池保護回路１０は、ＣＯＵＴ端子及びＤＯＵＴ端子の各出力状態を、ハイインピーダンスにする構成を備える。一方のＮＭＯＳトランジスタのゲートに接続される制御端子の出力状態をハイインピーダンスにすることで、当該一方のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量に蓄えられていた電荷が、他方のＮＭＯＳトランジスタの各入力容量に移動することを防ぐことができる。したがって、当該一方のＮＭＯＳトランジスタの意図しない動作（瞬間的なオフ動作）を防止することができる。
【００３０】
次に、本発明の一実施形態について、より詳細に説明する。
【００３１】
図３は、一実施形態の電池パックの構成を示す図である。図３に示される電池パック１００は、二次電池７０と、電池保護装置８０とを内蔵して備える。
【００３２】
二次電池７０は、充放電可能な電池の一例である。二次電池７０は、プラス端子５（Ｐ＋端子）とマイナス端子６（Ｐ−端子）に接続される負荷９０に電力を供給する。二次電池７０は、プラス端子５とマイナス端子６に接続される充電器９１によって充電されることが可能である。二次電池７０の具体例として、リチウムイオン電池やリチウムポリマ電池などが挙げられる。電池パック１００は、負荷９０に内蔵されてもよいし、外付けされてもよい。
【００３３】
負荷９０は、電池パック１００の二次電池７０を電源とする負荷の一例である。負荷９０の具体例として、電動工具などの電動機器や、携帯可能な携帯端末装置などの電子機器が挙げられる。電子機器の具体例として、携帯電話、スマートフォン、コンピュータ、ゲーム機、テレビ、カメラなどが挙げられる。負荷９０は、これらの機器に限られない。
【００３４】
電池保護装置８０は、二次電池７０を電源として動作する二次電池保護装置の一例であり、二次電池７０の充放電を制御することによって二次電池７０を過充電や過放電等から保護する。電池保護装置８０は、プラス端子５（Ｐ＋端子）と、マイナス端子６（Ｐ−端子）と、正極端子７（Ｂ＋端子）と、負極端子８（Ｂ−端子）と、スイッチ回路３と、電池保護回路１０とを備える。
【００３５】
プラス端子５は、負荷９０又は充電器９１の電源端子が接続され得る端子の一例である。マイナス端子６は、負荷９０又は充電器９１のグランドが接続され得る端子の一例である。正極端子７は、プラス側電流経路９ａを二次電池７０の正極７１に接続するための端子であり、負極端子８は、マイナス側電流経路９ｂを二次電池７０の負極７２に接続するための端子である。
【００３６】
二次電池７０の正極７１とプラス端子５とは、プラス側電流経路９ａによって接続され、二次電池７０の負極７２とマイナス端子６とは、マイナス側電流経路９ｂによって接続される。プラス側電流経路９ａは、二次電池７０の正極７１とプラス端子５との間の充放電電流経路の一例であり、マイナス側電流経路９ｂは、二次電池７０の負極７２とマイナス端子６との間の充放電電流経路の一例である。
【００３７】
スイッチ回路３は、二次電池７０の正極７１と、負荷９０又は充電器９１の電源端子に接続され得るプラス端子５との間のプラス側電流経路９ａに直列に挿入される。
【００３８】
スイッチ回路３は、例えば、充電制御トランジスタ１と放電制御トランジスタ２とを備える。充電制御トランジスタ１は、二次電池７０の充電経路を遮断する充電経路遮断部の一例であり、放電制御トランジスタ２は、二次電池７０の放電経路を遮断する放電経路遮断部の一例である。図１の場合、充電制御トランジスタ１は、二次電池７０の充電電流が流れる電流経路９ａを遮断し、放電制御トランジスタ２は、二次電池７０の放電電流が流れる電流経路９ａを遮断する。トランジスタ１，２は、電流経路９ａの導通／遮断を切り替えるスイッチング素子であり、電流経路９ａに直列に挿入されている。トランジスタ１，２は、例えば、ＮＭＯＳトランジスタである。
【００３９】
充電制御トランジスタ１は、ゲート−ソース間に寄生する入力容量１ａと、ゲート−ドレイン間に寄生する入力容量１ｂとを有する。放電制御トランジスタ２は、ゲート−ソース間に寄生する入力容量２ａと、ゲート−ドレイン間に寄生する入力容量２ｂとを有する。
【００４０】
電池保護回路１０は、二次電池保護回路の一例である。電池保護回路１０は、スイッチ回路３をオフにすることによって、二次電池７０の保護動作を行う。電池保護回路１０は、二次電池７０の正極７１と負極７２との間の電池電圧（"セル電圧"とも称する）で動作する集積回路（ＩＣ）である。電池保護回路１０は、例えば、充電制御端子１１（ＣＯＵＴ端子）、放電制御端子１２（ＤＯＵＴ端子）、監視端子１８（Ｖ＋端子）、電源端子１５（ＶＤＤ端子）及びグランド端子１３（ＶＳＳ端子）を備える。
【００４１】
ＣＯＵＴ端子は、充電制御トランジスタ１のゲートに接続され、充電制御トランジスタ１をオン又はオフさせる信号を出力する。ＤＯＵＴ端子は、放電制御トランジスタ２のゲートに接続され、放電制御トランジスタ２をオン又はオフさせる信号を出力する。
【００４２】
Ｖ＋端子は、プラス端子５の電位の監視に使用され、プラス端子５に接続されている。Ｖ＋端子は、例えば、制御回路４０が負荷９０又は充電器９１の接続の有無を監視するのに使用され、トランジスタ１，２とプラス端子５との間でプラス側電流経路９ａに抵抗１４を介して接続されている。
【００４３】
ＶＤＤ端子は、電池保護回路１０の電源端子であり、二次電池７０の正極７１及びプラス側電流経路９ａに接続されている。ＶＳＳ端子は、電池保護回路１０のグランド端子であり、二次電池７０の負極７２及びマイナス側電流経路９ｂに接続されている。抵抗４ａとキャパシタ１６との直列回路が、二次電池７０に並列に接続されるように、プラス側電流経路９ａとマイナス側電流経路９ｂとの間に接続されている。ＶＤＤ端子は、抵抗４ａとキャパシタ１６との間の接続点に接続されているので、ＶＤＤ端子における電位の変動を抑えることができる。
【００４４】
電池保護回路１０は、充電制御トランジスタ１をオフにすることによって、二次電池７０を過充電等の充電異常から保護し、放電制御トランジスタ２をオフにすることによって、二次電池７０を過放電等の放電異常や短絡異常から保護する。電池保護回路１０は、検出回路２０、チャージポンプ３０、駆動回路５０及び制御回路４０を備える集積回路（ＩＣ）である。
【００４５】
検出回路２０は、二次電池７０の状態を検出し、その検出状態を出力する。検出回路２０は、ＶＤＤ端子とＶＳＳ端子との間の電圧である電源電圧Ｖｄをモニタする。ＶＤＤ端子は二次電池７０の正極７１に接続され、ＶＳＳ端子は二次電池７０の負極７２に接続されているため、電源電圧Ｖｄは、二次電池７０のセル電圧ＶＢＡＴに略等しい。したがって、検出回路２０は、電源電圧Ｖｄをモニタすることによって、二次電池７０のセル電圧ＶＢＡＴを検出できる。また、検出回路２０は、ＶＤＤ端子を基準電位とするＶ＋端子の電圧である監視電圧Ｖ＋をモニタする。
【００４６】
検出回路２０は、例えば、所定の過充電検出電圧Ｖｄｅｔ１よりも高い電源電圧Ｖｄが検出された場合、過充電検出電圧Ｖｄｅｔ１よりも高い電源電圧Ｖｄが検出されたことを表す過充電検出信号を出力する。また、検出回路２０は、例えば、所定の過充電復帰電圧Ｖｒｅｌ１よりも低い電源電圧Ｖｄが検出された場合、過充電復帰電圧Ｖｒｅｌ１よりも低い電源電圧Ｖｄが検出されたことを表す過充電復帰検出信号を出力する。過充電検出電圧Ｖｄｅｔ１は、過充電検出用の閾値であり、過充電復帰電圧Ｖｒｅｌ１は、過充電復帰検出用の閾値である。過充電復帰電圧Ｖｒｅｌ１は、過充電検出電圧Ｖｄｅｔ１よりも低い電圧値に設定される。
【００４７】
検出回路２０は、例えば、所定の過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも低い電源電圧Ｖｄが検出された場合、過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも低い電源電圧Ｖｄが検出されたことを表す過放電検出信号を出力する。また、検出回路２０は、例えば、所定の過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２よりも高い電源電圧Ｖｄが検出された場合、過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２よりも高い電源電圧Ｖｄが検出されたことを表す過放電復帰検出信号を出力する。過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２は、過放電検出用の閾値であり、過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２は、過放電復帰検出用の閾値である。過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２は、過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも高い電圧値に設定される。
【００４８】
検出回路２０は、例えば、所定の放電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ３よりも低い監視電圧Ｖ＋が検出された場合、放電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ３よりも低い監視電圧Ｖ＋が検出されたことを表す放電過電流検出信号を出力する。また、検出回路２０は、例えば、所定の放電過電流復帰電圧Ｖｒｅｌ３よりも高い監視電圧Ｖ＋が検出された場合、放電過電流復帰電圧Ｖｒｅｌ３よりも高い監視電圧Ｖ＋が検出されたことを表す放電過電流復帰検出信号を出力する。放電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ３は、放電過電流検出用の閾値であり、放電過電流復帰電圧Ｖｒｅｌ３は、放電過電流復帰検出用の閾値である。放電過電流復帰電圧Ｖｒｅｌ３は、放電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ３よりも高い電圧値に設定される。
【００４９】
検出回路２０は、例えば、所定の充電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ４よりも高い監視電圧Ｖ＋が検出された場合、充電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ４よりも高い監視電圧Ｖ＋が検出されたことを表す充電過電流検出信号を出力する。また、検出回路２０は、例えば、所定の充電過電流復帰電圧Ｖｒｅｌ４よりも低い監視電圧Ｖ＋が検出された場合、充電過電流復帰電圧Ｖｒｅｌ４よりも低い監視電圧Ｖ＋が検出されたことを表す充電過電流復帰検出信号を出力する。充電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ４は、充電過電流検出用の閾値であり、充電過電流復帰電圧Ｖｒｅｌ４は、充電過電流復帰検出用の閾値である。充電過電流復帰電圧Ｖｒｅｌ４は、充電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ４よりも低い電圧値に設定される。
【００５０】
チャージポンプ３０は、充電制御トランジスタ１及び放電制御トランジスタ２の入力容量１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂをチャージポンプ３０の出力容量として利用して昇圧した制御電圧Ｖｃｐを生成する昇圧回路である。チャージポンプ３０は、電源電圧Ｖｄを昇圧し、電圧値が電源電圧Ｖｄよりも高い制御電圧Ｖｃｐを生成する。チャージポンプ３０は、公知の構成を有するものであればよく、例えば特許文献１に開示された回路構成を有する。チャージポンプ３０は、例えば、フライングキャパシタ３１を電源電圧Ｖｄで充電した電荷を入力容量１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂに転送することを繰り返すことにより、電源電圧Ｖｄの２倍の制御電圧Ｖｃｐを生成する。フライングキャパシタ３１は、電池保護回路１０に内蔵されても外付けされてもよい。
【００５１】
駆動回路５０は、制御電圧Ｖｃｐを使用して、充電制御トランジスタ１をオンにする信号をＣＯＵＴ端子から出力し、且つ、放電制御トランジスタ２をオンにする信号をＤＯＵＴ端子から出力する。駆動回路５０は、制御電圧ＶｃｐをＣＯＵＴ端子に供給してＣＯＵＴ端子の出力状態をハイレベルにする。一方、駆動回路１５０は、制御電圧ＶｃｐをＤＯＵＴ端子に供給してＤＯＵＴ端子の出力状態をハイレベルにする。
【００５２】
制御回路１４０は、検出回路２０から出力される二次電池７０の検出状態に基づいて、ＣＯＵＴ端子及びＤＯＵＴ端子の各出力状態がハイレベルとローレベルとハイインピーダンスとのいずれかになるように、駆動回路５０を動作させる。
【００５３】
制御回路４０は、二次電池７０の過充電又は充電過電流が検出回路２０により検出された場合、所定の遅延時間経過後に、ＣＯＵＴ端子の出力状態がハイレベルからローレベルになるように駆動回路５０を動作させる。ＣＯＵＴ端子の出力状態がローレベルになることにより、充電制御トランジスタ１はオフとなるので、二次電池７０を充電する方向の電流が電流経路９ａに流れることが禁止される。これにより、二次電池７０の充電が停止し、二次電池７０を過充電又は充電過電流から保護できる。
【００５４】
一方、制御回路４０は、二次電池７０の過放電又は放電過電流が検出回路２０により検出された場合、所定の遅延時間経過後に、ＤＯＵＴ端子の出力状態がハイレベルからローレベルになるように駆動回路５０を動作させる。ＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルになることにより、放電制御トランジスタ２はオフとなるので、二次電池７０を放電させる方向の電流が電流経路９ａに流れることが禁止される。これにより、二次電池７０の放電が停止し、二次電池７０を過放電又は放電過電流から保護できる。
【００５５】
制御回路４０は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）を使用せずにアナログの複数の論理回路を用いて形成される。
【００５６】
図４は、図３に示される電池保護回路１０の動作を示すフローチャートである。図４は、二次電池７０の過放電が検出回路２０により検出されることによって二次電池７０の放電が停止されてから、二次電池７０の過放電からの復帰が検出回路２０により検出されることによって二次電池７０の放電停止が解除される過程を示す。
【００５７】
制御回路４０は、所定の過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも低い電源電圧Ｖｄ（≒セル電圧ＶＢＡＴ）が検出回路２０により検出された場合、当該電源電圧Ｖｄが検出回路２０により検出されてから所定の過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２が経過したか否かを判定する。制御回路４０は、過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２よりも低い電源電圧Ｖｄが過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２が経過するまで継続的に検出回路２０に検出された場合、ＤＯＵＴ端子の出力状態がハイレベルからローレベルになるように駆動回路５０を動作させる。ＤＯＵＴ端子の出力状態がタイミングｔ１後にローレベルになることにより、放電制御トランジスタ２はオンからオフとなるので、二次電池７０の放電が停止する。この場合、制御回路４０は、放電制御トランジスタ２のゲートがチャージポンプ３０から切り離されて、放電制御トランジスタ２の入力容量２ａ，２ｂに蓄積されていた電荷がグランドに放電されるように、駆動回路５０を動作させる。
【００５８】
その後、制御回路４０は、所定の過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２よりも高い電源電圧Ｖｄ（≒セル電圧ＶＢＡＴ）が検出回路２０により検出された場合、当該電源電圧Ｖｄが検出回路２０により検出されてから所定の過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２が経過したか否かを判定する。制御回路４０は、過放電復帰電圧Ｖｒｅｌ２よりも高い電源電圧Ｖｄが過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２が経過するまで継続的に検出回路２０に検出された場合、ＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルからハイレベルになるように駆動回路５０を動作させる。ＤＯＵＴ端子の出力状態がタイミングｔ２後にハイレベルになることにより、放電制御トランジスタ２はオフからオンとなるので、二次電池７０の放電停止が解除される。この場合、制御回路４０は、放電制御トランジスタ２のゲートがチャージポンプ３０に再接続されて、放電制御トランジスタ２の入力容量２ａ，２ｂに電荷が制御電圧Ｖｐで充電されるように、駆動回路５０を動作させる。
【００５９】
ここで、本実施形態の制御回路４０は、ＤＯＵＴ端子の出力状態をローレベルからハイレベルに切り替えるとき（タイミングｔ２）、ＣＯＵＴ端子の出力状態がハイレベルからハイインピーダンスに一時的に切り替わるように、駆動回路５０を動作させる。例えば、制御回路４０は、ＣＯＵＴ端子からＤＯＵＴ端子へ電荷が移動する内部経路が遮断されるように、駆動回路５０を動作させる。このように駆動回路５０を動作させることにより、充電制御トランジスタ１の入力容量１ａ，１ｂに蓄えられていた電荷が、放電制御トランジスタ１０２の入力容量２ａ，２ｂに移動することを禁止できる。
【００６０】
ＣＯＵＴ端子が一時的なハイインピーダンスの状態では、充電制御トランジスタ１の入力容量１ａ，１ｂによってＣＯＵＴ端子のハイレベルが維持されるので、充電制御トランジスタ１はオン状態で維持される。つまり、充電制御トランジスタ１のゲート−ソース間の電圧は、充電制御トランジスタ１の閾値電圧よりも高い状態で維持される。ＣＯＵＴ端子が一時的なハイインピーダンスの状態でも、ＣＯＵＴ端子の電圧は、充電制御トランジスタ１のゲート電流リークやＣＯＵＴ端子の端子電流リークで徐々にドロップする。しかし、ＤＯＵＴ端子の電圧がハイレベルまで立ち上がるまでの数ミリ秒の間、ＣＯＵＴ端子の電圧がハイレベルの状態で維持できればよい。ＣＯＵＴ端子の出力状態をハイインピーダンスに切り替えてからハイレベルに戻すまでの時間（ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺ）は、固定値でも可変値でもよい。
【００６１】
図５は、制御回路の構成を示す図である。図５に示す制御回路４０は、充電側ラッチ４１、放電側ラッチ４２、状態選択回路４３、状態選択回路４４、発振器４５、カウンタ４６，４７を備える。駆動回路５０は、ＣＯＵＴ端子の出力状態を切り替えるためのスイッチＣＯＳＷ１，ＣＯＳＷ２と、ＤＯＵＴ端子の出力状態を切り替えるためのスイッチＤＯＳＷ１，ＤＯＳＷ２とを備える。
【００６２】
ＶＤ１は、検出回路２０が二次電池７０の過充電を検出しているか否かを表す信号であり、ハイレベルが検出状態をローレベルが非検出状態を表す。カウンタ４６は、発振器４５が出力する一定周期のクロック信号をカウントすることによって、過充電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ１及び過充電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ１の経過を判定する。充電側ラッチ４１は、ＶＤ１がローレベルからハイレベルに切り替わってから過充電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ１の経過後に、出力信号ＣＯＬＡＴＣＨをハイレベルからローレベルに切り替える。充電側ラッチ４１は、ＶＤ１がハイレベルからローレベルに切り替わってから過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２の経過後に、出力信号ＣＯＬＡＴＣＨをローレベルからハイレベルに切り替える。
【００６３】
ＶＤ１は、検出回路２０が二次電池７０の充電過電流を検出しているか否かを表す信号でもよく、ハイレベルが検出状態をローレベルが非検出状態を表す。カウンタ４６は、発振器４５が出力する一定周期のクロック信号をカウントすることによって、充電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ４及び充電過電流復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ４の経過を判定する。充電側ラッチ４１は、ＶＤ１がローレベルからハイレベルに切り替わってから充電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ４の経過後に、出力信号ＣＯＬＡＴＣＨをハイレベルからローレベルに切り替える。充電側ラッチ４１は、ＶＤ１がハイレベルからローレベルに切り替わってから充電過電流復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ４の経過後に、出力信号ＣＯＬＡＴＣＨをローレベルからハイレベルに切り替える。
【００６４】
出力信号ＣＯＬＡＴＣＨがハイレベルのとき、スイッチＣＯＳＷ１の出力レベルは、後述の図６のように制御電圧Ｖｃｐ（ハイレベル）である。出力信号ＣＯＬＡＴＣＨがローレベルのとき、スイッチＣＯＳＷ１の出力レベルはグランド電圧（ローレベル）である。
【００６５】
カウンタ４７は、発振器４５が出力する一定周期のクロック信号をカウントすることによって、ＤＯＵＴ端子の出力状態をハイインピーダンスに切り替えてからハイレベルに戻すまでの時間（ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺ）の経過を判定する。状態選択回路４３は、出力信号ＣＯＬＡＴＣＨがローレベルからハイレベルに切り替わると、出力信号ＨｉＺＤＯをローレベルからハイレベルに切り替え、ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺの経過後に、出力信号ＨｉＺＤＯをハイレベルからローレベルに切り替える。
【００６６】
出力信号ＨｉＺＤＯがローレベルのとき、後述の図６のようにスイッチＤＯＳＷ２はオンとなり、スイッチＤＯＳＷ１とＤＯＵＴ端子とが接続される。出力信号ＨｉＺＤＯがハイレベルのとき、スイッチＤＯＳＷ２はオフとなり、スイッチＤＯＳＷ１とＤＯＵＴ端子とが遮断される。
【００６７】
ＶＤ２は、検出回路２０が二次電池７０の過放電を検出しているか否かを表す信号であり、ハイレベルが検出状態をローレベルが非検出状態を表す。カウンタ４６は、発振器４５が出力する一定周期のクロック信号をカウントすることによって、過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２及び過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２の経過を判定する。放電側ラッチ４２は、ＶＤ２がローレベルからハイレベルに切り替わってから過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２の経過後に、出力信号ＤＯＬＡＴＣＨをハイレベルからローレベルに切り替える。放電側ラッチ４２は、ＶＤ２がハイレベルからローレベルに切り替わってから過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２の経過後に、出力信号ＤＯＬＡＴＣＨをローレベルからハイレベルに切り替える。
【００６８】
ＶＤ２は、検出回路２０が二次電池７０の放電過電流を検出しているか否かを表す信号でもよく、ハイレベルが検出状態をローレベルが非検出状態を表す。カウンタ４６は、発振器４５が出力する一定周期のクロック信号をカウントすることによって、放電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ３及び放電過電流復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ３の経過を判定する。放電側ラッチ４２は、ＶＤ２がローレベルからハイレベルに切り替わってから放電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ３の経過後に、出力信号ＤＯＬＡＴＣＨをハイレベルからローレベルに切り替える。放電側ラッチ４２は、ＶＤ２がハイレベルからローレベルに切り替わってから放電過電流復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ３の経過後に、出力信号ＤＯＬＡＴＣＨをローレベルからハイレベルに切り替える。
【００６９】
出力信号ＤＯＬＡＴＣＨがハイレベルのとき、スイッチＤＯＳＷ１の出力レベルは、後述の図６のように制御電圧Ｖｃｐ（ハイレベル）である。出力信号ＤＯＬＡＴＣＨがローレベルのとき、スイッチＤＯＳＷ１の出力レベルは、後述の図６のようにグランド電圧（ローレベル）である。
【００７０】
カウンタ４７は、発振器４５が出力する一定周期のクロック信号をカウントすることによって、ＣＯＵＴ端子の出力状態をハイインピーダンスに切り替えてからハイレベルに戻すまでの時間（ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺ）の経過を判定する。状態選択回路４４は、出力信号ＤＯＬＡＴＣＨがローレベルからハイレベルに切り替わると、出力信号ＨｉＺＣＯをローレベルからハイレベルに切り替え、ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺの経過後に、出力信号ＨｉＺＣＯをハイレベルからローレベルに切り替える。
【００７１】
出力信号ＨｉＺＣＯがローレベルのとき、後述の図６のようにスイッチＣＯＳＷ２はオンとなり、スイッチＣＯＳＷ１とＣＯＵＴ端子とが接続される。出力信号ＨｉＺＣＯがハイレベルのとき、後述の図６のようにスイッチＣＯＳＷ２はオフとなり、スイッチＣＯＳＷ１とＣＯＵＴ端子とが遮断される。
【００７２】
図６は、制御回路の動作例を示す図である。図６は、二次電池７０の過放電が検出回路２０により検出されることによって二次電池７０の放電が停止されてから、二次電池７０の過放電からの復帰が検出回路２０により検出されることによって二次電池７０の放電停止が解除される過程を示す。図５を参照して、図６について説明する。
【００７３】
過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２及び過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２は、発振器４５とカウンタ４６で生成される。カウンタ４６は、発振器４５が出力する一定周期のクロック信号をカウントすることによって、過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２及び過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２の経過を判定する。
【００７４】
ＶＤ２は、検出回路２０が二次電池７０の過放電を検出しているか否かを表す信号であり、ハイレベルが検出状態をローレベルが非検出状態を表す。
【００７５】
出力信号ＤＯＬＡＴＣＨは、ＶＤ２がローレベルからハイレベルに切り替わってから過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２の経過後に、ハイレベルからローレベルに切り替わる。出力信号ＤＯＬＡＴＣＨは、ＶＤ２がハイレベルからローレベルに切り替わってから過放電復帰遅延時間ｔＶｒｅｌ２の経過後に、ローレベルからハイレベルに切り替わる。
【００７６】
出力信号ＣＯＬＡＴＣＨは、過充電又は充電過電流が検出されていないので、ハイレベルである。出力信号ＣＯＬＡＴＣＨがハイレベルのとき、スイッチＣＯＳＷ１の出力レベルは制御電圧Ｖｃｐ（ハイレベル）である。
【００７７】
出力信号ＨｉＺＤＯは、過充電又は充電過電流が検出されていないので、ローレベルである。出力信号ＨｉＺＤＯがローレベルのとき、スイッチＤＯＳＷ２のオンによりスイッチＤＯＳＷ１とＤＯＵＴ端子とが接続される。
【００７８】
出力信号ＨｉＺＣＯは、出力信号ＤＯＬＡＴＣＨがローレベルからハイレベルに切り替わると、ローレベルからハイレベルに切り替わる。出力信号ＨｉＺＣＯがハイレベルの期間（ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺ）は、スイッチＣＯＳＷ２はオフとなるので、ＣＯＵＴ端子はハイインピーダンスとなる。ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺの経過後、出力信号ＨｉＺＣＯは、ハイレベルからローレベルに切り替わる。
【００７９】
ＤＯＵＴ端子は、出力信号ＤＯＬＡＴＣＨがハイレベルからローレベルに切り替わると、制御電圧Ｖｃｐ（ハイレベル）からグランド電圧（ローレベル）に切り替わる。ＤＯＵＴ端子は、出力信号ＤＯＬＡＴＣＨがローレベルからハイレベルに切り替わると、グランド電圧（ローレベル）から制御電圧Ｖｃｐ（ハイレベル）に切り替わる。
【００８０】
ＣＯＵＴ端子は、出力信号ＨｉＺＣＯがハイレベルの期間（ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺ）は、ハイインピーダンスとなる。充電制御トランジスタ１の入力容量によってＣＯＵＴ端子はハイレベルが維持されるので、充電制御トランジスタ１はオン状態で維持される。
【００８１】
このように、本実施形態によれば、ＣＯＵＴ端子の出力状態をハイインピーダンスにすることで、充電制御トランジスタ１の各入力容量に蓄えられていた電荷が、放電制御トランジスタ２の各入力容量に移動することを防ぐことができる。したがって、充電制御トランジスタ１の意図しない動作（瞬間的なオフ動作）を防止することができる。
【００８２】
なお、図４〜６は、過放電の復帰検出によってＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルからハイレベルになるときに充電制御トランジスタ１に生ずる意図しない動作（瞬間的なオフ動作）を防止できることを示している。しかしながら、上述の構成によれば、放電過電流の復帰検出によってＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルからハイレベルになるときに充電制御トランジスタ１に生ずる意図しない動作（瞬間的なオフ動作）を防止することもできる。また、上述の構成によれば、過充電又は充電過電流の復帰検出によってＣＯＵＴ端子の出力状態がローレベルからハイレベルになるときに放電制御トランジスタ２に生ずる意図しない動作（瞬間的なオフ動作）を防止することもできる。
【００８３】
ところで、ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺは、固定値（例えば、２ミリ秒など）、でもよいし、可変値でもよい。制御回路４０が、ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺを可変とする構成を備えることで、使用するトランジスタ１，２の変更あるいはトランジスタ１，２の個体差ばらつきに応じて、ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺを微調整できる。一方、ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺを固定値とすることで、電池保護回路１０の回路規模の拡大を抑制できる。
【００８４】
図７は、ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺの調整回路を備えた制御回路の構成例を示す図である。調整回路４８，４９は、ＤＯＵＴ端子とＣＯＵＴ端子の各端子電圧をモニタし、閾値ＶｔｈＨｉＺ以上の端子電圧が検出された場合、ハイインピーダンスを解除する。調整回路４８は、閾値ＶｔｈＨｉＺ以上のＣＯＵＴ端子の端子電圧が検出された場合、ＣＯＵＴ端子の端子電圧が十分に立ち上がったと判断し、スイッチＤＯＳＷ２をオフからオンに切り替えて、ＤＯＵＴ端子の出力状態をハイインピーダンスからハイレベルに戻す。調整回路４９は、閾値ＶｔｈＨｉＺ以上のＤＯＵＴ端子の端子電圧が検出された場合、ＤＯＵＴ端子の端子電圧が十分に立ち上がったと判断し、スイッチＣＯＳＷ２をオフからオンに切り替えて、ＣＯＵＴ端子の出力状態をハイインピーダンスからハイレベルに戻す。
【００８５】
図８は、制御回路の変形例を示す図である。図８では、出力信号ＨｉＺＣＯ，ＨｉＺＤＯがチャージポンプ３０に入力されている。チャージポンプ３０は、ＣＯＵＴ端子とＤＯＵＴ端子のうち、一方の端子の出力状態がハイインピーダンスである期間（ハイレベルの出力信号ＨｉＺＣＯ又はＨｉＺＤＯの入力期間）、昇圧のためのスイッチング速度を上げる。これにより、瞬間的に低下した制御電圧Ｖｃｐが急速に立ち上がるので、ハイインピーダンス時間ｔＨｉＺの設定値を短縮することができる。
【００８６】
また、ＣＯＵＴ端子及びＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルのとき、各トランジスタのゲート−ソース間の電圧は、そのトランジスタの閾値電圧よりも低ければよい。そのため、ＣＯＵＴ端子及びＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルのときの端子電圧は、ＶＳＳ端子の電圧（グランド電圧）に限られない。例えば、ＣＯＵＴ端子の電圧がＶＤＤ端子の電圧（電源電圧Ｖｄ）であれば、充電制御トランジスタ１はオフするので、ＣＯＵＴ端子の出力状態がローレベルのときの端子電圧は、ＶＤＤ端子と同じ電圧（電源電圧Ｖｄ）でもよい。また、例えば、ＤＯＵＴ端子の電圧がＶ＋端子の電圧であれば、放電制御トランジスタ２はオフするので、ＤＯＵＴ端子の出力状態がローレベルのときの端子電圧は、Ｖ＋端子と同じ電圧でもよい。
【００８７】
また、駆動回路５０は、ＣＯＵＴ端子に３状態の論理（ハイレベル、ローレベル、ハイインピーダンス）を選択的に出力する駆動バッファと、ＤＯＵＴ端子に３状態の論理（ハイレベル、ローレベル、ハイインピーダンス）を選択的に出力する駆動バッファとを有する。
【００８８】
図９は、駆動バッファの第１の構成例を示す図である。図１０は、駆動バッファの第２の構成例を示す図である。図１１は、図９，１０に示す駆動バッファの真理値表である。"０"，"１"，"ＨｉＺ"は、それぞれ、ローレベル、ハイレベル、ハイインピーダンスを表す。
【００８９】
図９に示す駆動バッファ５０Ａは、入力論理を反転して出力する論理反転回路５１，５２、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）インバータ５３及びトランスミッションゲート５４を有する。ＣＭＯＳインバータ５３は、ＰＭＯＳ（P-channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ５３ａとＮＭＯＳトランジスタ５３ｂを有する。トランスミッションゲート５４は、ＰＭＯＳトランジスタ５４ａとＮＭＯＳトランジスタ５４ｂを有する。
【００９０】
図１０に示す駆動バッファ５０Ｂは、入力論理を反転して出力する論理反転回路５５，５６、ＣＭＯＳインバータ５８、ＰＭＯＳトランジスタ５７及びＮＭＯＳトランジスタ５９を有する。ＣＭＯＳインバータ５８は、ＰＭＯＳトランジスタ５８ａとＮＭＯＳトランジスタ５８ｂを有する。ＣＭＯＳインバータ５８は、ＰＭＯＳトランジスタ５７のオフにより制御電圧Ｖｃｐ（ハイレベル電圧）から切り離され、ＮＭＯＳトランジスタ５９のオフによりグランド（ローレベル電圧）から切り離される。
【００９１】
また、本実施形態でハイインピーダンスになるのは、入力ＩＮがハイレベルのときのみであるので、図１０に示す駆動バッファは、図１２に示す構成に変形可能である。図１２は、駆動バッファの第３の構成例を示す図である。図１３は、図１２に示す駆動バッファの真理値表である。図１２に示す駆動バッファ５０Ｃは、入力論理を反転して出力する論理反転回路６０、ＰＭＯＳトランジスタ６１及びＣＭＯＳインバータ６２を有する。ＣＭＯＳインバータ６２は、ＰＭＯＳトランジスタ６２ａとＮＭＯＳトランジスタ６２ｂを有する。ＣＭＯＳインバータ６２は、ＰＭＯＳトランジスタ６１のオフにより制御電圧Ｖｃｐ（ハイレベル電圧）から切り離される。
【００９２】
このように、本実施形態によれば、ＣＯＵＴ端子及びＤＯＵＴ端子の各出力状態をハイインピーダンスにすることができるので、入力容量から電荷が放電することによるトランジスタ１，２の意図しない動作を防止することができる。
【００９３】
以上、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を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【００９４】
例えば、充電制御トランジスタ１と放電制御トランジスタ２の配置位置は、図示の位置に対して互いに置換されてもよい。
【符号の説明】
【００９５】
１  充電制御トランジスタ（第１のＮＭＯＳトランジスタの一例）
２  放電制御トランジスタ（第２のＮＭＯＳトランジスタの一例）
３  スイッチ回路
５  プラス端子
１０  電池保護回路
１３  グランド端子
１５  電源端子
１８  監視端子
２０  検出回路
３０  チャージポンプ（昇圧回路の一例）
４０  制御回路
５０  駆動回路
７０  二次電池
８０  電池保護装置
１００  電池パック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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