(57)【要約】【課題】  信号端子の状態により、充電状態の異常か、放電状態の異常かを区別することができる。【解決手段】    電池の過充電を検出し、過充電信号を出力する過充電検出回路と、電池の過放電を検出し、過放電信号を出力する過放電検出回路と、過充電、過放電に対応した抵抗値を示す信号端子と、過充電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過充電信号により過充電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値と、  過放電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過放電信号により過放電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値とが異なることを特徴とする。【選択図】  図１
2014204641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の過充電を検出し、過充電信号を出力する過充電検出回路と、
電池の過放電を検出し、過放電信号を出力する過放電検出回路と、
過充電、過放電に対応した抵抗値を示す信号端子と、
過充電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過充電信号により過充電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値と、
過放電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過放電信号により過放電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値と、
が異なることを特徴とするパック電池。
【請求項２】
前記過充電スイッチング素子をオフ状態、前記過放電スイッチング素子をオフ状態のとき、前記信号端子と接地との抵抗値は、前記異なる抵抗値とは更に違う抵抗値となる請求項１のパック電池。
【請求項３】
前記パック電池の識別をおこなうための前記違う抵抗値である請求項２のパック電池。
【請求項４】
パック電池を装着する電子機器であり、
前記パック電池において、
電池の過充電を検出し、過充電信号を出力する過充電検出回路と、
電池の過放電を検出し、過放電信号を出力する過放電検出回路と、
過充電、過放電に対応した抵抗値を示す信号端子と、
過充電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過充電信号により過充電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値と、
過放電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過放電信号により過放電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値と、
が異なり、
前記電子機器の内部電源部の電圧が前記信号端子に印加されることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
前記過充電スイッチング素子をオフ状態、前記過放電スイッチング素子をオフ状態のとき、前記信号端子と接地との抵抗値は、前記異なる抵抗値とは更に違う抵抗値となるパック電池であり、
前記電子機器の内部電源部の電圧が前記信号端子に印加されることを特徴とする請求項４の電子機器。
【請求項６】
前記違う抵抗値により、パック電池の識別をおこなう請求項５の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パック電池、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のパック電池について、以下の特許文献に開示される。この公報においては、二次電池の充放電回路に直列に挿入された第１および第２のスイッチ素子と、前記二次電池の端子電圧を検出し、この端子電圧が第１の充電禁止電圧に達したとき前記第１のスイッチ素子を非導通状態として前記二次電池の過充電を防止する過充電防止手段と、前記二次電池の端子電圧を検出し、この端子電圧が第１の放電禁止電圧に達したとき前記第２のスイッチ素子を非導通状態として前記二次電池の過放電を防止する過放電防止手段と、前記二次電池の温度を検出して該温度に対応した信号を出力し、所定の温度範囲外のとき前記二次電池の充電を制御するための温度検出手段と、前記二次電池の端子電圧を監視し、この端子電圧が前記第１の充電禁止電圧より高い第２の充電禁止電圧に達すると充電状態の異常として検出し、この端子電圧が前記第１の放電禁止電圧より低い第２の放電禁止電圧に達すると放電状態の異常として検出する異常検出手段と、前記異常検出手段による前記充電状態および放電状態の少なくとも一方の異常検出に応答して前記温度検出手段の出力を強制的に前記所定の温度範囲外に相当する信号に変化させる異常応答手段とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平9-233713号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の公報においては、異常応答手段から出力される信号により、充電状態の異常か、放電状態の異常かを区別することは、できなかった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、信号端子の状態により、充電状態の異常か、放電状態の異常かを区別することができるパック電池、電子機器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】
【０００６】
本発明のパック電池は、電池の過充電を検出し、過充電信号を出力する過充電検出回路と、電池の過放電を検出し、過放電信号を出力する過放電検出回路と、過充電、過放電に対応した抵抗値を示す信号端子と、過充電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過充電信号により過充電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値と、過放電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過放電信号により過放電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値とが異なることを特徴とする。
【０００７】
そして、前記過充電スイッチング素子をオフ状態、前記過放電スイッチング素子をオフ状態のとき、前記信号端子と接地との抵抗値は、前記異なる抵抗値とは更に違う抵抗値となる。更に、前記パック電池の識別をおこなうための前記違う抵抗値である。
【０００８】
本発明の電子機器は、パック電池を装着する電子機器であり、前記パック電池において、電池の過充電を検出し、過充電信号を出力する過充電検出回路と、電池の過放電を検出
し、過放電信号を出力する過放電検出回路と、
過充電、過放電に対応した抵抗値を示す信号端子と、過充電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過充電信号により過充電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値と、過放電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過放電信号により過放電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値と、が異なり、前記電子機器の内部電源部の電圧が前記信号端子に印加されることを特徴とする。
【０００９】
そして、前記過充電スイッチング素子をオフ状態、前記過放電スイッチング素子をオフ状態のとき、前記信号端子と接地との抵抗値は、前記異なる抵抗値とは更に違う抵抗値となるパック電池であり、前記電子機器の内部電源部の電圧が前記信号端子に印加される。更に、前記違う抵抗値により、パック電池の識別をおこなう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、過放電スイッチング素子と前記信号端子が接続され、前記過放電信号により過放電スイッチング素子をオン状態にしたときの前記信号端子と接地との抵抗値とが異なることより、これらの抵抗値またはこれら抵抗値による電圧を信号端子にて、検出、よって、過充電異常、過放電異常を区別して、検出、認識、出力することができる。
【００１１】
また、前記過充電スイッチング素子をオフ状態、前記過放電スイッチング素子をオフ状態のとき、前記信号端子と接地との抵抗値は、前記異なる抵抗値とは更に違う抵抗値となるので、この抵抗値またはこの抵抗値による電圧を信号端子にて、検出、認識、出力することができる。
【００１２】
前記違う抵抗値により、パック電池を識別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例のパック電池、電子機器の回路ブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例のパック電池、電子機器の回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施例を、図を用いて詳細に説明する。図１に示すように、本実施例においては、パック電池Ａと、これを充電する電源を備えるノート型のような携帯型パーソナルコンピュータ等の携帯機器や、モーター等を駆動する機器等の電気機器である電子機器Ｂとを備えている。パック電池Ａは、通常、電子機器Ｂに着脱自在に装着される構造である。電子機器Ｂには、コンセントからの交流商用電力を直流電力に変換するアダプター（図示せず）から出力される直流電力が供給され、この電力を制御し、供給するマイコンを内蔵する制御・電源部Ｓを備えている。制御・電源手段Ｓからの電力出力は、パック電池Ａを充電するのに利用されたり、電子機器Ｂの負荷Ｌに電力供給される。また、商用電力より電力供給がない場合は、商用電力からのコードがなく、電子機器Ｂは移動でき、パック電池Ａより電力が供給され、制御・電源部Ｓ及び負荷Ｌを駆動させる。なお、本実施例においては、パック電池Ａにおいては、充放電路１２に、スイッチング素子が介在しないので、大きな電流を流すことができる。
【００１５】
パック電池Ａにおいては、リチウムイオン電池等の二次電池１と、電池１が、リチウムイオン２次電池の場合は、電子機器Ｂに電力供給するとき、約2000mAh/セル程度の電池セルを、２〜４セル直列にして利用される。また、セルを並列にも接続して、電池容量を増加させても良い。
【００１６】
本実施例においては、電池１は図示されるように、電池セル１-１、１-２を直列接続して、複数の電池セルを直列接続している。このような電気接続においては、電池セルの正極、負極に平板状金属片であるタブをスポット溶接等により接続して、電気接続している。
【００１７】
過放電検出回路５−１は、電池セル１-１、１-２の端子電圧を監視し、放電時に端子電圧が、過放電電圧（例えば、３．２Ｖ／セル以下）となるとき（過放電状態）を検出して、過放電信号（例えば、ハイ電圧信号）を出力する。
【００１８】
過充電検出回路６−１は、電池セル１-１、１-２の端子電圧を監視し、充電時に端子電圧が、過充電電圧（例えば、４．３Ｖ／セル以上）となるとき（過充電状態）を検出して、過充電信号（例えば、ハイ電圧信号）を出力する。
【００１９】
本実施例においては、図１に示す回路は、以下の構成を備えている。
【００２０】
過放電検出回路５−１からの出力を、ゲートに接続したｎ型ＦＥＴである過放電スイッチング素子５−２と、信号端子１０との間に抵抗Ｒ２（例えば、１ＫΩ）を接続し、過放電スイッチング素子５−２のソース側を接地している。
【００２１】
過充電検出回路６−１からの出力を、ゲートに接続したｎ型ＦＥＴである過充電スイッチング素子６−２と、
電池出力線１１との間に抵抗Ｒ３を接続し、過充電スイッチング素子６−２のソース側を接地している。また、過充電スイッチング素子６−２と並列に抵抗Ｒ４が接続され、過充電スイッチング素子６−２のドレインが、ｎ型ＦＥＴである第２過充電スイッチング素子６−３のゲートに接続されている。信号端子１０との間に抵抗Ｒ１（例えば、４ＫΩ）を接続し、第２過充電スイッチング素子６−３のソース側を接地している。
【００２２】
電子機器Ｂにおいては、商用電力から供給される、または、電池１の出力から電源を作る内部電源部７（例えば、５Ｖ出力）を備え、抵抗Ｒ５（例えば、１ＫΩ）を介して、パック電池Ａが電子機器Ｂに装着されるとき、信号端子１０に、接続される。
【００２３】
本実施例においては、以上の構成であるので、以下のように、検出、識別認識、出力することができる。
【００２４】
過放電状態、過充電状態が検出されないとき、ハイ電圧信号が出力されないので、過放電スイッチング素子５−２がオフ状態であり、信号端子１０より、抵抗Ｒ２に電流が流れない。また、過充電スイッチング素子６−２がオフ状態であり、電池出力線１１からの電圧は、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４に分圧される。分圧された電圧が、第２過充電スイッチング素子６−３のゲートに印加され、オン状態となることで、内部電源部７（５Ｖ）の電圧が、抵抗Ｒ５（１ＫΩ）と抵抗Ｒ１（４ＫΩ）に分圧され、信号端子１０には、分圧電圧（４Ｖ）が出力され、この分圧電圧を、電子機器Ｂの制御・電源部Ｓが、検出、識別することにより、パック電池Ａの過放電状態、過充電状態が検出されないと状態であることを、検出、識別する。更に、このとき、抵抗Ｒ１（４ＫΩ）による分圧電圧（４Ｖ）であることを、検出、識別することにより、パック電池Ａが、電子機器Ｂに適合するものであることが、電子機器Ｂの制御・電源部Ｓが、検出、識別することができる。このとき、信号端子１０の電圧が、４Ｖ、以下に説明するか過放電状態の２．２Ｖ、過充電状態の５Ｖ以外であるときは、電子機器Ｂの制御・電源部Ｓが、パック電池が電子機器Ｂに適合しないものであるとして、パック電池を使用できないようにしたり、使用できないとの表示を行うことができる。
【００２５】
過放電状態が検出されたとき、過放電検出回路５−１は、過放電信号（ハイ電圧信号）を出力するので、過放電スイッチング素子５−２がオン状態であり、信号端子１０より、抵抗Ｒ２に電流が流れることになり、上記の説明から理解できるように、Ｒ１とＲ２との並列抵抗値、即ち、（Ｒ１×Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）（０．８ＫΩ）と、Ｒ５との分圧電圧（２．２Ｖ）が出力され、この分圧電圧を、電子機器Ｂの制御・電源部Ｓが、検出、識別することにより、パック電池Ａが過放電状態であることを、検出、識別する。
【００２６】
過充電状態が検出されたとき、過充電検出回路６−１は、過充電信号（ハイ電圧信号）を出力するので、過充電スイッチング素子６−２がオン状態であり、過充電スイッチング素子６−２のドレインが接地電位となることで、第２過充電スイッチング素子６−３のゲートが低電圧となることにより、オフ状態となり、信号端子１０より、抵抗Ｒ１に電流が流れず、上記の説明から理解できるように、抵抗Ｒ２にも電流が流れないことより、信号端子１０には、内部電源部７（５Ｖ）の電圧が、印加、出力され、この電圧を、電子機器Ｂの制御・電源部Ｓが、検出、識別することにより、パック電池Ａが過充電状態であることを、検出、識別する。
【００２７】
また、以上の説明のように、過充電状態のときの信号端子１０と接地との抵抗値は、大きな値（無限大）となり、過放電状態のときは、抵抗値は（Ｒ１×Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）（０．８ＫΩ）となるので、抵抗値は異なることになる。また、過放電状態、過充電状態が検出されないとき（パック電池を識別するとき）の抵抗値は、抵抗Ｒ１（４ＫΩ）となり、更に、違う抵抗値となる。
【００２８】
図２は、本発明の他の実施例を示し、図１と同一な内容は説明を省略し、異なる部分を、以下に説明する。
【００２９】
過放電検出回路５−１からの出力を、ゲートに接続したｎ型ＦＥＴである過放電スイッチング素子１５−２と、信号端子１０との間に抵抗Ｒ１２（例えば、１ＫΩ）を接続し、過放電スイッチング素子５−２のソース側を接地している。
【００３０】
過充電検出回路６−１からの出力を、ゲートに接続したｎ型ＦＥＴである過充電スイッチング素子１６−２を備え、この過充電スイッチング素子１６−２のドレインを信号端子１０に接続し、ソース側を接地している。
【００３１】
また、信号端子１０は、抵抗Ｒ１０（例えば、４ＫΩ）を介して、接地されている。
【００３２】
本実施例においては、以上の構成であるので、以下のように、検出、識別認識、出力することができる。
【００３３】
過放電状態、過充電状態が検出されないとき、ハイ電圧信号が出力されないので、過放電スイッチング素子１５−２がオフ状態であり、信号端子１０より、抵抗Ｒ２に電流が流れない。また、過充電スイッチング素子１６−２がオフ状態であり、ここを電流を流れない。そして、内部電源部７（５Ｖ）の電圧が、抵抗Ｒ５（１ＫΩ）と抵抗Ｒ１０（４ＫΩ）に分圧され、信号端子１０には、分圧電圧（４Ｖ）が出力され、この分圧電圧を、電子機器Ｂの制御・電源部Ｓが、検出、識別することにより、パック電池Ａの過放電状態、過充電状態が検出されないと状態であることを、検出、識別する。更に、このとき、抵抗Ｒ１０（４ＫΩ）による分圧電圧（４Ｖ）であることを、検出、識別することにより、パック電池Ａが、電子機器Ｂに適合するものであることが、電子機器Ｂの制御・電源部Ｓが、検出、識別することができる。このとき、信号端子１０の電圧が、４Ｖ、以下に説明するか過放電状態の２．２Ｖ、過充電状態の５Ｖ以外であるときは、電子機器Ｂの制御・電源
部Ｓが、パック電池が電子機器Ｂに適合しないものであるとして、パック電池を使用できないようにしたり、使用できないとの表示を行うことができる。
【００３４】
過放電状態が検出されたとき、過放電検出回路１５−１は、過放電信号（ハイ電圧信号）を出力するので、過放電スイッチング素子１５−２がオン状態であり、信号端子１０より、抵抗Ｒ２に電流が流れることになり、上記の説明から理解できるように、Ｒ１０とＲ１２との並列抵抗値、即ち、（Ｒ１０×Ｒ１２）／（Ｒ１０＋Ｒ１２）（０．８ＫΩ）と、Ｒ５との分圧電圧（２．２Ｖ）が出力され、この分圧電圧を、電子機器Ｂの制御・電源部Ｓが、検出、識別することにより、パック電池Ａが過放電状態であることを、検出、識別する。
【００３５】
過充電状態が検出されたとき、過充電検出回路１６−１は、過充電信号（ハイ電圧信号）を出力するので、過充電スイッチング素子１６−２がオン状態であり、信号端子１０は、接地となり、０Ｖとなる。この電圧を、電子機器Ｂの制御・電源部Ｓが、検出、識別することにより、パック電池Ａが過充電状態であることを、検出、識別する。
【００３６】
また、以上の説明のように、過充電状態のときの信号端子１０と接地との抵抗値は、約ＯΩとなり、過放電状態のときは、抵抗値は（Ｒ１0×Ｒ１２）／（Ｒ１0＋Ｒ１２）（０．８ＫΩ）となるので、抵抗値は異なることになる。また、過放電状態、過充電状態が検出されないとき（パック電池を識別するとき）の抵抗値は、抵抗Ｒ１（４ＫΩ）となり、更に、違う抵抗値となる。
【００３７】
本他の実施例は、上記の図１の実施例と比較すると、過放電状態、過充電状態が検出されないとき、抵抗に電流が流れない（図１において、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４に電流が流れる）ので、省エネルギーな回路である。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ  パック電池
Ｂ  電子機器（＝携帯機器）
Ｓ  制御・電源部
Ｌ  負荷
１  電池
５−１  過放電検出回路
５−２  １５−２過放電スイッチング素子
６−１  過充電検出回路
６−２  １６−２過充電スイッチング素子
６−３  第２過充電スイッチング素子
７  内部電源部
１０  信号端子
１１  電池出力線
１２  充放電路
【図１】
2014204641.tif 000003
【図２】
2014204641.tif 000004