(57)【要約】【課題】回路面積の小さい過電流保護回路、充放電制御回路、及びコンパクトなバッテリ装置を提供すること。【解決手段】過電流解除端子に接続された降圧回路を介して負荷が接続される端子の電圧を監視して、負荷がはずされたことを検出する過電流解除回路と、過電流解除端子に接続されたクランプ回路と、を備え、過電流解除端子の電圧は、降圧回路とクランプ回路によってクランプされる構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の電圧を監視して、前記二次電池の充放電を制御する充放電制御回路であって、
過電流検出端子に接続された過電流検出抵抗の電圧を監視して、前記二次電池に過電流が流れたことを検出する過電流検出回路と
過電流解除端子に接続された降圧回路を介して負荷が接続される端子の電圧を監視して、前記負荷がはずされたことを検出する過電流解除回路と、
前記過電流解除端子に接続されたクランプ回路と、を備え、
前記過電流解除端子の電圧は、前記降圧回路と前記クランプ回路によってクランプされることを特徴とする充放電制御回路。
【請求項２】
前記クランプ回路は、前記過電流解除端子と電源端子の間に接続されたダイオードであることを特徴とする請求項１に記載の充放電制御回路。
【請求項３】
複数直列に接続された二次電池と、
前記二次電池と並列に接続された請求項１または２に記載の充放電制御回路と、
前記二次電池と外部端子の間に直列に接続された前記過電流検出抵抗及びスイッチ回路と、
前記外部端子と前記過電流解除端子の間に接続された前記降圧回路と、
を備えたことを特徴とするバッテリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の電圧や異常を検知する充放電制御回路及びバッテリ装置に関し、特に、その過電流保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリ装置は、主に携帯用の電子機器の電源として用いられている。バッテリ装置は、電子機器（負荷）に供給する電流が増加して最大電流を超えた時に、過電流から回路を保護する過電流保護機能を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４に、過電流保護回路を備えたバッテリ装置のブロック図を示す。従来のバッテリ装置１は、充放電制御回路２と、複数の二次電池を直列に接続したバッテリ３と、スイッチ回路４と、過電流検出抵抗５を備えている。充放電制御回路２は、制御回路２０と、過電流制御回路２１と、過電流検出コンパレータ２２と、基準電圧回路２３を備えている。過電流制御回路２１は、過電流解除コンパレータ２４と、基準電圧回路２５と、プルダウン回路２６を備えている。
【０００４】
上述したようなバッテリ装置１は、以下のように動作して過電流から回路を保護する。
過電流検出抵抗５は、＋ＶＯ端子−ＶＯ端子間の電流に比例した電圧が発生する。＋ＶＯ端子−ＶＯ端子間の電流が増加した場合、過電流検出コンパレータ２２は、端子Ｍ１の電圧によって過電流を検出して、制御回路２０に検出信号を出力する。制御回路２０は、過電流検出状態になり、端子ＤＯを介してスイッチ回路４をオフして、電流を遮断する。過電流制御回路２１は、端子Ｍ２で−ＶＯ端子の電圧を監視して、バッテリ装置１から負荷がはずされたことを検出すると、制御回路２０の過電流検出状態を解除する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２３８１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の充放電制御回路２は、過電流を検出してスイッチ回路４をオフすると、端子Ｍ２の電圧が＋ＶＯ端子の電圧近傍まで上昇するため、端子Ｍ２や過電流制御回路２１はその電圧に対応する構造が必要であり、回路の面積が大きくなっていた。
【０００７】
更に、バッテリ３により高い電圧を要求された場合、充放電制御回路２を複数縦積みに接続する必要がある。しかしながら、過電流検出抵抗５が接続され過電流を検出する充放電制御回路２は１個だけであり、他の充放電制御回路２は必要のない過電流保護回路を備えていることになって、その回路面積が無駄であった。
【０００８】
本発明は、以上のような課題を解決するために考案されたものであり、回路面積の小さい充放電制御回路、及びコンパクトなバッテリ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
従来の課題を解決するために、本発明の充放電制御回路は以下のような構成とした。
過電流検出端子に接続された過電流検出抵抗の電圧を監視して、二次電池に過電流が流れたことを検出する過電流検出回路と過電流解除端子に接続された降圧回路を介して負荷が接続される端子の電圧を監視して、負荷がはずされたことを検出する過電流解除回路と、過電流解除端子に接続されたクランプ回路と、を備え、過電流解除端子の電圧は、降圧回路とクランプ回路によってクランプされる充放電制御回路。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の充放電制御回路によれば、端子と過電流制御回路の耐圧は低くて良いので、回路面積を小さくすることが出来、回路面積の小さい充放電制御回路、及びコンパクトなバッテリ装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の過電流保護回路を備えたバッテリ装置のブロック図である。
【図２】本実施形態の過電流保護回路を備えた半導体装置のブロック図である。
【図３】従来の過電流保護回路を備えたバッテリ装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、過電流保護回路を備えたバッテリ装置のブロック図である。
【００１３】
本実施形態のバッテリ装置１は、充放電制御回路２と、複数の二次電池を直列に接続したバッテリ３と、スイッチ回路４と、過電流検出抵抗５と、降圧回路６を備えている。充放電制御回路２は、制御回路２０と、過電流制御回路２１と、過電流検出コンパレータ２２と、基準電圧回路２３と、クランプ回路２７を備えている。過電流制御回路２１は、過電流解除コンパレータ２４と、基準電圧回路２５と、プルダウン回路２６を備えている。
【００１４】
バッテリ装置１は、＋ＶＯ端子−ＶＯ端子間に接続された負荷を、バッテリ３の電圧で駆動する。充放電制御回路２は、電源端子Ｖｄｄと電源端子Ｖｓｓに接続されたバッテリ３の電圧を監視して、過放電状態になった場合に、端子ＤＯを介してスイッチ回路４をオフして、放電を停止するなどの制御を行う。
【００１５】
上述したようなバッテリ装置１は、以下のように動作して過電流から回路を保護する。
過電流検出抵抗５は、＋ＶＯ端子−ＶＯ端子間の電流に比例した電圧が発生する。＋ＶＯ端子−ＶＯ端子間の電流が増加した場合、過電流検出コンパレータ２２は、端子Ｍ１の電圧によって過電流を検出して、制御回路２０に検出信号を出力する。制御回路２０は、制御回路２０の検出信号を受けて過電流検出状態になり、端子ＤＯを介してスイッチ回路４をオフして、電流を遮断する。過電流制御回路２１は、端子Ｍ２で−ＶＯ端子の電圧を監視して、バッテリ装置１から負荷がはずされたことを検出すると、制御回路２０の過電流検出状態を解除する。
【００１６】
ここで、スイッチ回路４がオフすると、−ＶＯ端子の電圧が＋ＶＯ端子の電圧近傍まで上昇するが、−ＶＯ端子と端子Ｍ２の間には降圧回路６が接続されていて、かつ端子Ｍ２の内部にはクランプ回路２７が設けられている。従って、端子Ｍ２の電圧は、バッテリ３から＋ＶＯ端子〜負荷〜−ＶＯ端子〜降圧回路６〜端子Ｍ２〜クランプ回路２７〜電源端子Ｖｄｄ１の経路で電流が流れるので、降圧回路６の効果によって＋ＶＯ端子の電圧近傍まで上昇することはない。すなわち、端子Ｍ２の電圧は、クランプ回路２７によって電源端子Ｖｄｄ１の電圧近傍にクランプされる。
【００１７】
従って、端子Ｍ２と過電流制御回路２１は、例えば二次電池１個分の電圧程度の耐圧があれば良いことになり、端子Ｍ２の保護回路等を含めた回路面積を小さくすることが出来る。
【００１８】
なお、本実施形態のクランプ回路２７は、電源端子Ｖｄｄ１に接続されたダイオードで構成したが、この回路に限定されるものではない。例えば、複数直列に接続されたダイオードを電源端子Ｖｓｓに接続しても良い。
【００１９】
また、本実施形態の過電流制御回路２１は、過電流解除コンパレータ２４によって端子Ｍ２の電圧を監視するように構成したが、この回路に限定されるものではない。例えば、インバータで端子Ｍ２の電圧を監視するように構成してもよい。
【００２０】
また、本実施形態の降圧抵抗６は、抵抗で構成したが、この回路に限定されるものではない。例えば、ゲートを電源端子Ｖｄｄ１に接続したＮＭＯＳトランジスタを接続しても良い。
【００２１】
次に、バッテリ３により高い電圧を要求された場合、充放電制御回路２を複数縦積みに接続する必要がある。そのとき、過電流検出抵抗５が接続され過電流を検出する充放電制御回路２は１個だけであるので、縦積みに接続されたその他の充放電制御回路２は過電流保護回路を必要としない。
【００２２】
そこで、図２に示すような過電流保護回路３０を、バッテリ装置１に１個備える構成として、複数縦積みに接続する充放電制御回路２は過電流保護回路を除いた回路としても良い。
【００２３】
過電流保護回路３０は、制御回路２００と、過電流制御回路２１と、過電流検出コンパレータ２２と、基準電圧回路２３と、クランプ回路２７を備えている。過電流制御回路２１は、過電流解除コンパレータ２４と、基準電圧回路２５と、プルダウン回路２６を備えている。
【００２４】
過電流保護回路３０の動作は、図１の充放電制御回路２の過電流保護回路と同様である。ただし、複数縦積みに接続された充放電制御回路２の過放電検出信号などを受けてスイッチ４を制御する必要があるので、これ以外通信端子を必要とするし、制御回路２００もそれに対応した機能を必要とする。
【００２５】
以上記載したように、本発明によれば、端子と過電流制御回路の耐圧は低くて良いので、回路面積を小さくすることが出来、回路面積の小さい充放電制御回路、及びコンパクトなバッテリ装置を提供することが出来る。
【００２６】
更に、過電流保護回路を1つの半導体装置として、充放電制御回路２の過電流保護回路を除いた構成としたので、よりコンパクトなバッテリ装置を提供することが出来る。
【符号の説明】
【００２７】
２  充放電制御回路
６  降圧回路
２０、２００  制御回路
２１  過電流制御回路
２６  プルダウン回路
【図１】
2014121169.tif 000003
【図２】
2014121169.tif 000004
【図３】
2014121169.tif 000005