(57)【要約】【課題】電池パックを大型化させることなく電池パック内のマイクロコンピュータを安定してリセットすること。【解決手段】この電池パック１は、２次電池２と、該２次電池２に接続されて２次電池２の状態を演算して出力する演算回路４とを備える電池パック１において、演算回路４の内部端子ＴＩＤに接続され、外部に演算結果を出力するための接続端子ＴＤと、接続端子ＴＤに接続され、接続端子ＴＤに印加された外部電圧信号ＶＤを所定の閾値電圧Ｖｒ１と比較した内部電圧信号Ｖｌｏｇを出力する電圧判定部５ａと、内部電圧信号Ｖｌｏｇを積分して内部電圧信号ＶＣを生成する積分回路５ｂと、内部電圧信号ＶＣを受けて、内部電圧信号ＶＣと所定の閾値電圧Ｖｒ２とを比較することによって内部リセット信号ＶＲを生成し、内部リセット信号ＶＲを演算回路４の内部端子ＴＩＲに入力する電圧判定部５ｃと、を備える。【選択図】図２
2010113592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電池と、該２次電池に接続されて前記２次電池の状態を演算して出力する回路であって、前記２次電池の状態に関する演算結果を出力する第１の内部端子及びリセット信号を受けるための第２の内部端子を有する演算回路と、を備える電池パックにおいて、
前記第１の内部端子に接続され、外部に前記演算結果を出力するための外部端子と、
前記外部端子に接続され、前記外部端子に印加された外部電圧信号を所定の第１の閾値と比較した第１の内部電圧信号を出力する第１の電圧判定部と、
前記第１の電圧判定部からの前記第１の内部電圧信号を積分して第２の内部電圧信号を生成する積分部と、
前記積分部によって生成された前記第２の内部電圧信号を受けて、前記第２の内部電圧信号と所定の第２の閾値とを比較することによって内部リセット信号を生成し、前記内部リセット信号を前記第２の内部端子に入力する第２の電圧判定部と、
を備えることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記積分部は、ＲＣ積分回路と、前記ＲＣ積分回路の抵抗素子と並列に接続され、前記第１の内部電圧信号のレベルが遷移した場合に前記ＲＣ積分回路の容量素子を放電するためのダイオードとを含んでいる、
ことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
２次電池と、該２次電池に接続されて前記２次電池の状態を演算して出力する回路であって、前記２次電池の状態に関する演算結果を出力する第１の内部端子及びリセット信号を受けるための第２の内部端子を有する演算回路と、を備える電池パックのリセット制御方法において、
第１の電圧判定部が、前記第１の内部端子に接続され外部に前記演算結果を出力するための外部端子に印加された外部電圧信号を、所定の第１の閾値と比較して第１の内部電圧信号を出力する第１の電圧判定ステップと、
積分部が、前記第１の電圧判定部からの前記第１の内部電圧信号を積分して第２の内部電圧信号を生成する積分ステップと、
第２の電圧判定部が、前記積分部によって生成された前記第２の内部電圧信号を受けて、前記第２の内部電圧信号と所定の第２の閾値とを比較することによって内部リセット信号を生成し、前記内部リセット信号を前記第２の内部端子に入力する第２の電圧判定ステップと、
を備えることを特徴とする電池パックのリセット制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック及びそのリセット制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯電話やＰＤＡ等の電子機器用の電源として電池パックが使用されている。近年、この電池パックにマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という）を内蔵させて、電池パックの残容量や最適な充電タイミング等の各種データを演算して出力することが検討され始めている。このように、電池パックにマイコンを内蔵する場合、マイコンが制御不能な状態に陥った場合に備えてマイコンをリセットする機能が必要となる。ところで、各種計算機に対してリセット信号を生成する装置に関しては、下記特許文献１及び下記特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特開２００６−３１３４７０号公報
【特許文献２】特開平３−１１９４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の装置においては、外部からリセット処理を要求するための端子を必要とする。そのため、このような従来の装置を携帯電話等の小型端末用の電池パックに適用してリセット用端子を追加しようとすると、電池パックのサイズの大型化やコストアップを招く傾向にある。また、携帯電話等の小型端末用の電池パックにおいて電圧レベルを用いてリセット信号を処理する場合には、携帯電話本体からのノイズの影響によってリセット動作が不安定になる場合もある。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、電池パックを大型化させることなく電池パック内のマイクロコンピュータを安定してリセットすることが可能な電池パック及びそのリセット制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の電池パックは、２次電池と、該２次電池に接続されて２次電池の状態を演算して出力する回路であって、２次電池の状態に関する演算結果を出力する第１の内部端子及びリセット信号を受けるための第２の内部端子を有する演算回路と、を備える電池パックにおいて、第１の内部端子に接続され、外部に演算結果を出力するための外部端子と、外部端子に接続され、外部端子に印加された外部電圧信号を所定の第１の閾値と比較した第１の内部電圧信号を出力する第１の電圧判定部と、第１の電圧判定部からの第１の内部電圧信号を積分して第２の内部電圧信号を生成する積分部と、積分部によって生成された第２の内部電圧信号を受けて、第２の内部電圧信号と所定の第２の閾値とを比較することによって内部リセット信号を生成し、内部リセット信号を第２の内部端子に入力する第２の電圧判定部と、を備える。
【０００６】
或いは、本発明の電池パックのリセット制御方法は、２次電池と、該２次電池に接続されて２次電池の状態を演算して出力する回路であって、２次電池の状態に関する演算結果を出力する第１の内部端子及びリセット信号を受けるための第２の内部端子を有する演算回路と、を備える電池パックのリセット制御方法において、第１の電圧判定部が、第１の内部端子に接続され外部に演算結果を出力するための外部端子に印加された外部電圧信号を、所定の第１の閾値と比較して第１の内部電圧信号を出力する第１の電圧判定ステップと、積分部が、第１の電圧判定部からの第１の内部電圧信号を積分して第２の内部電圧信号を生成する積分ステップと、第２の電圧判定部が、積分部によって生成された第２の内部電圧信号を受けて、第２の内部電圧信号と所定の第２の閾値とを比較することによって内部リセット信号を生成し、内部リセット信号を第２の内部端子に入力する第２の電圧判定ステップと、を備える。
【０００７】
このような電池パック及びそのリセット制御方法によれば、２次電池と演算回路とを備える電池パックには、演算回路の演算結果出力用の第１の内部端子に外部端子が接続され、その外部端子に印加された外部電圧信号が第１の閾値と比較され、その比較結果の第１の内部電圧信号が積分部によって積分され、その積分結果の第２の内部電圧信号が第２の閾値と比較され、その比較結果に基づいて演算回路のリセット用の第２の内部端子に内部リセット信号が入力される。その結果、外部端子として新たなリセット用の端子を設けることなく、電池パックの外部から演算回路にリセット指示信号を与えることができる。それとともに、外部電圧信号が所定の期間、かつ所定のレベルで印加された場合に内部リセット信号を生成する機能を有することで、小型端末内において電池パックの外部端子を外部データの出力用及びリセット指示の入力用として共用した場合であっても、ノイズの影響を受けにくく安定してリセット動作を行わせることができる。
【０００８】
積分部は、ＲＣ積分回路と、ＲＣ積分回路の抵抗素子と並列に接続され、第１の内部電圧信号のレベルが遷移した場合にＲＣ積分回路の容量素子を放電するためのダイオードとを含んでいる、ことが好ましい。こうすれば、いったんリセット処理を行った後、ＲＣ積分回路に蓄積された電荷が速やかに放電されるので、連続的なパルス状のノイズに対する誤動作を防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電池パックを大型化させることなく電池パック内のマイクロコンピュータを安定してリセットすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面とともに本発明による電池パックの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１１】
図１は、本発明の好適な一実施形態である電池パック１のブロック図であり、図２は、図１の電池パック１の要部の詳細構成を示す回路図である。これらの図に示す電池パック１は、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）等の小型の情報端末機器に装着されてその端末機器に電源を供給するためのユニットであり、２次電池２、保護回路３、演算回路４、リセット信号生成回路５、及び温度センサ６を内蔵している。また、この電池パック１には、外部接続端子として４つの接続端子Ｔ＋，Ｔ−，ＴＤ，ＴＴが設けられ、接続端子Ｔ＋，Ｔ−は電源供給用として、接続端子ＴＤは演算回路４から外部への演算結果の出力用として、接続端子ＴＴは温度センサ６からの信号出力用として、それぞれ設けられている。
【００１２】
保護回路３は、電池パック１の充電時に過充電を防止するために充電を停止する機能、情報端末機器に接続時に過放電や過電流を防止する機能、電池パックの接続端子Ｔ＋，Ｔ−がショートした場合に放電を停止する機能等を有している。２次電池２の正極及び負極は、それぞれ、保護回路３を介して接続端子Ｔ＋及び接続端子Ｔ−に接続されている。また、２次電池２の負極と保護回路３との間にはＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子７が接続され、このＰＴＣ素子７は２次電池２に密着して設けられている。ＰＴＣ素子７は、２次電池２の周辺温度が上昇した際に２次電池２の放電電流を小さくして温度上昇を抑えるための素子である。
【００１３】
演算回路４は、保護回路３及び２次電池２に接続され、２次電池２の放電電流及び電圧等のパラメータに基づいて、２次電池２の状態を演算するマイクロコンピュータである。例えば、演算回路４は、２次電池２の残容量、次回の２次電池２の最適な充電タイミングや、情報端末機器側で使用する機能に応じた使用可能時間等を演算して、その演算結果を示す演算データを出力する。この演算回路４には、上記演算データを出力するための内部端子ＴＩＤと、内蔵メモリや動作状態のリセットを指示するためのリセット信号を受ける内部端子ＴＩＲとが設けられ、内部端子ＴＩＤは、電池パック１の内部で接続端子ＴＤに接続され、内部端子ＴＩＲは、電池パック１の内部でリセット信号生成回路５の出力に接続される。
【００１４】
さらに、電池パック１の内部には、NTC（Negative Temperature Coefficient）サーミスタ等の温度センサ６が内蔵され、この温度センサ６が接続端子Ｔ−と接続端子ＴＴとの間に接続されることにより、接続端子ＴＴから外部に電池パック１の内部温度を示す温度検出信号の出力が可能にされている。
【００１５】
次に、リセット信号生成回路５の構成を詳細に説明する。このリセット信号生成回路５は、２つの接続端子ＴＤ，ＴＴを情報端末機器側から演算回路４のリセット指示を受けるための端子として共用するために設けられており、電圧判定部５ａ、積分回路（積分部）５ｂ、及び電圧判定部５ｃによって構成されている。
【００１６】
電圧判定部５ａは、２つの接続端子ＴＤ，ＴＴに接続されて、接続端子ＴＤ，ＴＴに印加された外部電圧信号ＶＤ，ＶＴを閾値電圧Ｖｒ１と比較して、その比較結果に応じてハイレベル又はローレベルの内部電圧信号Ｖｌｏｇを生成して出力する。具体的には、電圧判定部５ａは、２つのコンパレータ（比較回路）８，９と、ＡＮＤゲート（論理積回路）１０とを有しており、コンパレータ８の一方の入力には接続端子ＴＤが接続され、コンパレータ９の一方の入力には接続端子ＴＴが接続され、コンパレータ８，９の他方の入力は閾値電圧Ｖｒ１でそれぞれバイアスされており、２つのコンパレータ８，９の出力がＡＮＤゲート１０に接続されている。
【００１７】
このような構成により、コンパレータ８によって、外部電圧信号ＶＤが閾値電圧Ｖｒ１を超えている場合に出力がハイレベルに設定され、コンパレータ９によって、外部電圧信号ＶＴが閾値電圧Ｖｒ１を超えている場合に出力がハイレベルに設定される。そして、ＡＮＤゲート１０との協働により、外部電圧信号ＶＤ，ＶＴの両方が閾値電圧Ｖｒ１を超えている場合にハイレベルの内部電圧信号Ｖｌｏｇが生成され、外部電圧信号ＶＤ，ＶＴの少なくとも一方が閾値電圧Ｖｒ１を下回っている場合にはローレベルの内部電圧信号Ｖｌｏｇが生成される。ここで、閾値電圧Ｖｒ１としては、保護回路３によって過放電防止された下限電圧、すなわち、接続端子Ｔ＋への最低出力電圧より小さい値が設定されている。
【００１８】
積分回路５ｂは、電圧判定部５ａから出力された内部電圧信号Ｖｌｏｇを積分して内部電圧信号ＶＣを生成して電圧判定部５ｃに向けて出力する。詳細には、この積分回路５ｂは、電圧判定部５ａの出力と電圧判定部５ｃの入力との間に接続された抵抗素子１１、及び電圧判定部５ｃの入力とグランドとの間に接続されたコンデンサ１２から成るＲＣ積分回路を含んでいる。このＲＣ積分回路によって内部電圧信号Ｖｌｏｇがハイレベルの場合にそのレベルに応じた電荷がコンデンサ１２に蓄積されて、内部電圧信号Ｖｌｏｇのパルス幅に応じて積分された内部電圧信号ＶＣが生成される。また、積分回路５ｂは、コンデンサ１２から電圧判定部５ａの出力側に向かう方向を順方向として、抵抗素子１１に対して並列に接続されたダイオード（整流素子）１３も有している。すなわち、ダイオード１３のアノード端子は抵抗素子１１とコンデンサ１２との間に接続され、カソード端子は電圧判定部５ａの出力側に接続されている。このダイオード１３は、内部電圧信号Ｖｌｏｇがハイレベルからローレベルに遷移した場合に、コンデンサ１２に蓄積された電荷を素早く放電させるための素子である。
【００１９】
電圧判定部５ｃは、コンパレータ１４によって構成され、このコンパレータ１４の一方の入力には内部電圧信号ＶＣが入力され、コンパレータ１４の他方の入力は閾値電圧Ｖｒ２でバイアスされている。このような構成の電圧判定部５ｃは、内部電圧信号ＶＣを受けて内部電圧信号ＶＣと閾値電圧Ｖｒ２とを比較し、内部電圧信号ＶＣが閾値電圧Ｖｒ２を超えている場合には、演算回路４をリセットするための所定レベルの内部リセット信号ＶＲを生成して演算回路４の内部端子ＴＩＲに送出する。この閾値電圧Ｖｒ２としては、例えば、内部電圧信号Ｖｌｏｇの出力レベルよりも小さな電圧値が設定される。
【００２０】
以下、電池パック１におけるリセット動作について説明するとともに、本実施形態にかかる電池パック１によるリセット制御方法について詳述する。図３は、電池パック１によって処理される各種信号のタイミングチャートであり、（ａ）は外部電圧信号ＶＤ、（ｂ）は外部電圧信号ＶＴ、（ｃ）は電圧判定部５ａの出力する内部電圧信号Ｖｌｏｇ、（ｄ）は積分回路５ｂの出力する内部電圧信号ＶＣ、（ｅ）は電圧判定部５ｃの出力する内部リセット信号ＶＲを示している。
【００２１】
まず、演算回路４が暴走などの異常な状態になり制御不能な状態に陥った場合、電池パック１が装着された情報端末機器から、２つの接続端子ＴＤ，ＴＴに、演算回路４の内部端子ＴＩＤから出力される信号電圧や温度センサ６を読み取る際に外部から印加する電圧とは異なる信号電圧を有する外部電圧信号ＶＤ，ＶＴが、それぞれ連続的に印加される（図３（ａ）、図３（ｂ））。つまり、２つの接続端子ＴＤ，ＴＴに、リセット制御時以外では使用しない電圧レベル及び時間長の電圧信号が印加される。
【００２２】
そうすると、電圧判定部５ａによって、外部電圧信号ＶＤ，ＶＴの両方が閾値電圧Ｖｒ１よりも大きいか否かが比較され、その両方が閾値電圧Ｖｒ１よりも大きい場合に、ハイレベルの内部電圧信号Ｖｌｏｇが積分回路５ｂに向けて連続的に出力される（図３（ｃ））。
【００２３】
次に、積分回路５ｂによって、内部電圧信号Ｖｌｏｇが積分され内部電圧信号ＶＣが生成される（図３（ｄ））。これにより、外部電圧信号ＶＤ，ＶＴが所定時間Ｔ１以上連続的にハイレベルの状態で印加されると、内部電圧信号ＶＣが時間経過とともに大きくなって閾値電圧Ｖｒ２を超えることになる。
【００２４】
さらに、電圧判定部５ｃによって、積分回路５ｂの生成した内部電圧信号ＶＣと閾値電圧Ｖｒ２とが比較され、内部電圧信号ＶＣが閾値電圧Ｖｒ２を超えている場合には、ハイレベルの内部リセット信号ＶＲが生成されて（図３（ｅ））、演算回路４が強制的にリセットされる。
【００２５】
以上説明した電池パック１及びそのリセット制御方法によれば、２次電池２と演算回路４とを備える電池パック１には、演算回路４の演算結果出力用の内部端子ＴＩＤに接続端子ＴＤが接続され、その接続端子ＴＤに印加された外部電圧信号ＶＤが閾値電圧Ｖｒ１と比較され、その比較結果の内部電圧信号Ｖｌｏｇが積分回路５ｂによって積分され、その積分結果の内部電圧信号ＶＣが閾値電圧Ｖｒ２と比較され、その比較結果に基づいて演算回路４のリセット用の内部端子ＴＩＲに内部リセット信号ＶＲが入力される。その結果、外部端子として新たなリセット用の端子を設けることなく、電池パック１の外部から演算回路４にリセット指示信号を与えることができる。それとともに、外部電圧信号ＶＤが所定の期間、かつ所定のレベルで印加された場合に内部リセット信号ＶＲを生成する機能を有することで、小型端末内において電池パックの外部端子を外部データの出力用及びリセット指示の入力用として共用した場合であっても、ノイズの影響を受けにくく安定してリセット動作を行わせることができる。
【００２６】
図４には、本発明の比較例である電池パック９０１の構成を示す。このように、演算回路４を内蔵する電池パック９０１において、演算回路４の内部端子ＴＩＲに直接外部からリセット指示信号を与えようとする場合には、リセット動作を安定化させるために外部端子として新たな接続端子ＴＲを設ける必要が出てくる。これに対して、電池パック１によれば、新たな外部端子が不要であるので、装置の小型化及びコストダウンの点でメリットが大きい。
【００２７】
さらに、リセット信号生成回路５では、温度センサ６との接続用端子ＴＴに印加された外部電圧信号ＶＴのレベル及び時間長の判定結果を加味して、内部リセット信号ＶＲを生成するので、ノイズの影響による誤動作を確実に防止することができる。
【００２８】
また、積分回路５ｂがダイオード１３を備えることで、いったんリセット処理を行った後、ＲＣ積分回路に蓄積された電荷が速やかに放電されるので、連続的なパルス状のノイズに対する誤動作を効果的に防止することができる。
【００２９】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、電圧判定部５ａでは、外部電圧信号ＶＤ，ＶＴの両方の電圧レベルを閾値電圧Ｖｒ１と比較しているが、どちらか一方だけ比較して比較結果を出力してもよい。ただし、ノイズ耐性を強くするためには両方の電圧レベルを比較して内部リセットを実行することがより好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好適な一実施形態である電池パックのブロック図である。
【図２】図１の電池パックの要部の詳細構成を示す回路図である。
【図３】図２の電池パックによって処理される各種信号のタイミングチャートであり、（ａ）及び（ｂ）は外部電圧信号、（ｃ）は図２の電圧判定部の出力する内部電圧信号、（ｄ）は図２の積分回路の出力する内部電圧信号、（ｅ）は図２の電圧判定部の出力する内部リセット信号のタイミングチャートである。
【図４】本発明の比較例である電池パックのブロック図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…電池パック、２…２次電池、４…演算回路、５ａ…電圧判定部、５ｂ…積分回路（積分部）、５ｃ…電圧判定部、ＴＤ…接続端子（外部端子）、ＴＩＤ，ＴＩＲ…内部端子、ＶＣ，Ｖｌｏｇ…内部電圧信号、ＶＤ…外部電圧信号、ＶＲ…内部リセット信号、Ｖｒ１，Ｖｒ２…閾値電圧。  
【図１】
2010113592.tif 000003
【図２】
2010113592.tif 000004
【図３】
2010113592.tif 000005
【図４】
2010113592.tif 000006