(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過充電と過放電から二次電池を保護するのための保護回路装置であって、
充電器又は負荷が選択的に接続される第１と第２の端子と、
分圧回路と、
第１、第２、第３の電圧検出回路と、
第１と第２のスイッチと、
第１と第２のダイオードと、
第１と第２の制御回路とを備え、
充電動作では上記第１の端子から電流が流入し、上記第２の端子から電流が流出し、放電動作では上記第１の端子から電流が流出し、上記第２の端子から電流が流入し、
上記分圧回路は、二次電池の第１終端と第２終端の電圧を受け、第１分圧電圧と第２の分圧電圧を形成し、
上記第１の電圧検出回路は、充電動作において上記第１分電圧が過充電に対応した第１の参照電圧を超えることを検出し、
上記第２の電圧検出回路は、上記第２分圧電圧が充電電圧に対応した第２の参照電圧に達していないことを検出し、
上記第３の電圧検出回路は、上記第２の端子の電圧と第３の参照電圧とを受けて、放電動作であることを検出し、
上記第１と第２のスイッチは、第２終端と上記第２の端子との間に直列接続され、
上記第１のダイオードは、上記第１のスイッチに並列に設けられ、放電動作のときに流れる電流の向きに順バイアスされるよう接続され、
上記第２のダイオードは、上記第２のスイッチに並列に設けられ、放電動作のときに流れる電流の向きに逆バイアスされるように接続され、
上記第１の制御回路は、上記第１、第２及び第３の電圧検出回路の出力信号を受けて、前記充電器が接続されたときに上記第２の電圧検出回路の出力により所望の充電動作に達していないときに上記第１のスイッチをオン状態にし、上記第１の電圧検出回路の過充電検出信号により上記第１のスイッチをオフ状態にし、上記第３の電圧検出回路による充電動作の検出信号により上記第１のスイッチをオン状態にさせ、
上記第２の制御回路は、上記二次電池の終止電圧を検出する検出信号により上記第２のスイッチをオフ状態にさせることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項２】
請求項１において、
上記第１、第２及び第３の参照電圧は、互いに異なることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項３】
請求項１において、
第１、第２及び第３の参照電圧は、互いに等しいことを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項４】
請求項１において、
更に二次電池を含んで１一体的に構成されてなることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項５】
請求項４において、
上記二次電池は、リチュウム二次電池であることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項６】
過充電から二次電池を保護するのための二次電池保護回路であって、
二次電池と、
充電器又は負荷が選択的に接続される第１と第２の端子と、
分圧回路と、
第１と第３の電圧検出回路と、
スイッチと、
ダイオードと、
制御回路とを備え、
充電動作では上記第１の端子から電流が流入し、上記第２の端子から電流が流出し、放電動作では第１の端子から電流が流出し、上記第２の端子から電流が流入し、
上記分圧回路は、上記二次電池の第１終端と第２終端の電圧を受けて分圧電圧を形成し、
上記第１の電圧検出回路は、充電動作において上記過充電に対応した電圧を検出するように上記分圧回路に接続され、
上記第３の電圧検出回路は、上記第２の端子の電圧を受けて、放電動作であることを検出し、
上記スイッチは、第２終端と上記第２の端子との間に直列接続され、
上記ダイオードは、上記スイッチに並列に設けられ、放電動作のときに流れる電流の向きに順バイアスされるよう接続され、
上記制御回路は、上記第１、第３の電圧検出回路の出力信号を受けて、上記第１の電圧検出回路の過充電検出信号により上記スイッチをオフ状態にし、上記第３の電圧検出回路による充電動作の検出信号により上記スイッチをオン状態にさせことを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項７】
請求項６において、
第２の電圧検出回路を備え、
上記第２の電圧検出回路は、電池電圧が充電電圧に達していないことを検出するように上記分圧回路に接続され、
上記第２と第３の電圧回路の出力信号は、オアゲート回路を介してラッチ回路に伝えられ、
上記ラッチ回路の出力信号により上記スイッチを制御して、前記充電器が接続されたとき上記第２の電圧検出回路の出力に対応して上記スイッチをオン状態にし、上記第１の電圧検出回路の過充電検出信号により上記スイッチをオフ状態にし、上記第３の電圧検出回路による充電動作の検出信号により上記スイッチをオン状態にさせることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項８】
請求項７において、
上記スイッチは、上記チッチ回路の出力信号を受けるゲート電極と、上記第２終端と第２端子にソース，ドレイン経路を持つＭＯＳＦＥＴで構成されることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項９】
請求項８において、
上記ダイオードは、上記ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードで構成されることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１０】
請求項８において、
上記ダイオードは、上記ＭＯＳＦＥＴとは別に設けられたダイオードであることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１１】
請求項６において、
上記第１の電圧検出回路は、上記分圧回路に接続された第１入力端子と、参照電圧を受ける第２入力端子を持つ電圧比較回路を含むことを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１２】
請求項６において、
上記第３の電圧検出回路は、上記第２の端子に接続された第１入力端子と、第３の参照電圧を受ける第２入力端子を持つ電圧比較回路を含むことを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１３】
請求項６において、
上記第３の電圧検出回路は、上記第２の端子の電圧がゲートに供給され、ソースに上記二次電池の第２終端に対応した電圧が供給され、そのしきい値電圧が上記第１のダイオードの順方向電圧よりも低くされたＭＯＳＦＥＴと、かかるＭＯＳＦＥＴのドレイン出力を反転させるインバータ回路を含むことを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１４】
請求項６において、
上記第３の電圧検出回路と上記第２の端子との間には、静電保護用の抵抗素子が設けられていることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１５】
過放電から二次電池のための保護回路装置であって、
充電器又は負荷が選択的に接続される第１と第２の端子と、
二次電池と、
分圧回路と、
電圧検出回路と、
スイッチと、
ダイオードと、
制御回路とを備え、
充電動作では上記第１の端子から電流が流入し、上記第２の端子から電流が流出し、放電動作では上記第１の端子から電流が流出し、上記第２の端子から電流が流入し、
上記分圧回路は、二次電池の第１終端と第２終端の電圧を受けて電池電圧に対応した分圧電圧を形成し、
上記電圧検出回路は、放電動作において上記分電圧が過放電に対応した参照電圧より低下したことを検出し、
上記スイッチは、第２終端と上記第２の端子との間に接続され、
上記ダイオードは、上記スイッチに並列に設けられ、放電動作のときに流れる電流の向きに逆バイアスされるように接続され、
上記制御回路は、一定時間継続して上記電圧検出回路の上記検出信号が出力されているときに上記スイッチをオフ状態にさせることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１６】
請求項１５において、
クロックパルスを形成する発振回路と、上記クロックパルスを計数するカウンタ回路とを含んで上記一定時間の計測を行うタイマー回路と、
ラッチ回路とを更に備え、
上記タイマー回路の一定時間計測出力により上記ラッチ回路をセットし、
上記電圧検出回路の検出信号によりタイマー回路及びラッチ回路をリセットを解除し、
上記ラッチ回路のセット出力により上記スイッチをオフ状態にしてなることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１７】
請求項１６において、
上記タイマー回路は、上記発振回路で形成されたクロックパルスを一方の入力に受け、他方の入力に上記カウンタ回路のキャリー出力信号を受ける論理和ゲート回路が設けられ、かかる論理和ゲート回路の出力信号を上記カウンタ回路が計数することを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１８】
請求項１６において、
上記スイッチは、上記チッチ回路の出力信号を受けるゲート電極と、上記第２終端と第２端子にソース，ドレイン経路を持つＭＯＳＦＥＴで構成されることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項１９】
請求項１８において、
上記ダイオードは、上記ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードで構成されることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項２０】
請求項１８において、
上記ダイオードは、上記ＭＯＳＦＥＴとは別に設けられたダイオードであることを特徴とする二次電池保護回路。
【請求項２１】
請求項１５において、
上記電圧検出回路は、上記分圧回路の分圧電圧を受ける第１入力端子と、過放電に対応した参照電圧を受ける第２入力端子とを持つ電圧比較器を含むことを特徴とする二次電池保護回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、二次電池保護回路に関し、過充電と過放電の保護回路としてリチュウム（Ｌｉ）イオン電池とともに電池パックに搭載されるものに利用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯型の電子機器に用いられる二次電池としてＬｉイオン二次電池がある。このＬｉイオン二次電池は、過充電を行うと金属Ｌｉが析出して事故につながる。また、過放電を行うと繰り返し充放電使用回数が極端に悪くなる。このため、過充電や過放電を検出すると、電池と機器本体とを切り離すパワーＭＯＳＦＥＴ等からなる保護用のスイッチが設けられる。このようなＬｉイオン二次電池に関しては、日経マグロウヒル社、１９９５年１１月２０日付「日経エレクトロニクス」第１００頁〜第１１７頁がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
Ｌｉイオン二次電池は、充電器の設計不良や性能不良等のような何らかの原因により過充電が行われると、電池パックに搭載された保護回路が作動して電池と充電器又（負荷としての機器本体）とを切り離す内蔵のパワーＭＯＳＦＥＴをオフ状態にさせる。しかしながら、このような二次電池の機能を知らないユーザーにおいては、それに負荷である機器本体を接続して使用しようとしても、上記パワーＭＯＳＦＥＴがオフ状態のままであるので、十分な電圧や電流が得られなく、電池パックそのもの性能が劣化してしまったと誤解させてしまうという問題が生じて使い勝手が悪くなる。
【０００４】
この発明の目的は、安全性を確保しつつ、使い勝手を良くした二次電池保護回路を提供することにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、二次電池の保護回路において、電池電圧の過電圧を第１の電圧検出回路で検出し、上記二次電池の負荷側の負極端子の浮き上がりを第２の電圧検出回路で検出し、上記第１の電圧検出回路の検出信号によりラッチ回路をリセットし、上記第２の電圧検出回路の検出信号により上記ラッチ回路をセットし、かかるラッチ回路のリセット出力により上記二次電池の負極側の電流経路に直列に挿入された過充電保護スイッチをオフ状態にし、上記ラッチ回路のセット出力によりオン状態に復帰させ、上記充電スイッチの両端には充電時の電流方向とは逆方向に電流を流すようにされた一方向性素子を設ける。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１には、この発明に係る二次電池保護回路の一実施例の回路図が示されている。同図において、点線で囲まれた部分に形成された各回路は、公知の半導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンのような１つの半導体基板上において形成される。
【０００７】
特に制限されないが、電池はＬｉイオン二次電池である。かかる電池の両端の電圧は、保護回路を構成する半導体集積回路装置ＩＣの端子Ｔ１とＴ２に供給され、動作電圧としても利用される。上記二次電池の正極側の電極は、そのまま正側の電池パック端子＋に接続される。上記二次電池の負極側の電極と負側の電池パック端子−との間には、保護用のスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２とが直列形態に接続される。スイッチＭＯＳＦＥＴＱ１は放電保護のスイッチであり、スイッチＭＯＳＦＥＴＱ２は充電保護用のスイッチである。かかるスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２のソースは基板（チャンネル）に接続される。それ故、ドレインとチャンネル間のＰＮ接合が寄生ダイオードＤ１とＤ２として、上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２にそれぞれ並列形態に設けられる。
【０００８】
上記半導体集積回路装置ＩＣにおいて、端子Ｔ１とＴ２の両端の電池電圧ＶＣＣは、直列抵抗Ｒ１〜Ｒ６により分圧され、特に制限されないが、抵抗Ｒ１とＲ２の接続点における分圧電圧は、電圧比較回路ＣＯＭＰ１の一方の入力端子＋に供給される。かかる電圧比較回路ＣＯＭＰ１の他方の入力端子−には、図示しない基準電圧発生回路で形成された基準電圧Ｖ１が供給される。この電圧検出回路ＣＯＭＰ１は、第１の電圧検出回路を構成する。かかる第１の電圧検出回路の検出信号は、ラッチ回路ＬＴ１のリセット端子Ｒに供給される。上記ラッチ回路ＬＴ１の出力信号Ｑは、セット状態のときにハイレベルにされ、リセット状態のときにロウレベルにされる。この出力信号Ｑは、端子Ｔ４介して上記充電保護のスイッチであるＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに供給される。
【０００９】
特に制限されないが、抵抗Ｒ４とＲ５の接続点における分圧電圧は、電圧比較回路ＣＯＭＰ２の一方の入力端子−に供給される。かかる電圧比較回路ＣＯＭＰ２の他方の入力端子＋には、図示しない基準電圧発生回路で形成された基準電圧Ｖ２が供給される。この電圧比較回路ＣＯＭＰ２の出力信号は、オア（論理和）ゲート回路Ｇ１を通して上記ラッチ回路ＬＴ１のセット端子Ｓに供給される。上記基準電圧Ｖ２は、電池の充電動作を指示する規定の電圧に対応したものとされる。つまり、分圧電圧（電池電圧）が上記規定の基準電圧Ｖ２より低下すると、電圧比較回路ＣＯＭＰ２の出力信号がハイレベルに変化し、上記ラッチ回路ＬＴ１をセットし、かかるラッチ回路ＬＴ１の出力信号Ｑにより上記過充電保護のスイッチＭＯＳＦＥＴＱ２をオン状態にさせる。
【００１０】
この実施例では、誤って過電圧されたとき、上記電圧比較回路ＣＯＭＰ１がこれを検出し、上記ラッチ回路ＬＴ１をリセットして上記過充電保護のスイッチＭＯＳＦＥＴＱ２をオフ状態にさせる。本願発明においては、上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ２は過充電によって、上記Ｌｉが析出されてしまうことによる発熱等により事故を防ぐためであり、それに負荷をつなげて放電させることには何ら問題ないし、むしろ放電させて正常状態に戻すことが望ましいことに着目し、次のような負荷接続を検出する機能が付加される。
【００１１】
上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ２の出力側、言い換えるならば、電池パック端子−の電位がＶＭが端子Ｔ５を介して半導体集積回路ＩＣの内部に取り込まれ、電圧比較回路ＣＯＭＰ３の入力端子＋に供給される。この電圧比較回路ＣＯＭＰ３の他方の入力端子−には、基準電圧Ｖ３が供給される。この基準電圧Ｖ３は、上記寄生ダイオードＤ２の順方向電圧Ｖｆを検出するための比較的低い電位にされる。上記電圧比較回路ＣＯＭＰ３は、第２の電圧検出回路を構成する。
【００１２】
上記過充電によりラッチ回路ＬＴ１がリセットされてしまい、その結果ＭＯＳＦＥＴＱ２がオフ状態にされた状態で、電池パック端子＋と−との間に負荷（電気機器）を接続させると、上記のような過電圧状態では上記ＭＯＳＦＥＴＱ２と直列形態に接続された過放電保護用はスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１がオン状態であるために、端子Ｔ２を基準にした回路の接地電位に対して寄生ダイオードＤ２を介して電池の負極側に電流が流れ込んで、上記電池パック端子−の電位が上記寄生ダイオードＤ２の順方向電圧Ｖｆだけ浮き上がる。
【００１３】
上記電圧比較回路ＣＯＭＰ３は、上記のような放電経路が形成されたこと、言い換えるならば、電池パック端子＋と−の間に負荷としての電子機器が接続されて、上記電池パック端子−の電位の浮き上がりを端子Ｔ５からの電圧ＶＭにより検出し、その出力信号をロウレベルからハイレベルに変化させる。これにより、オアゲート回路Ｇ１を介して上記リセット状態のラッチ回路ＬＴ１がセット状態に反転させられるために、その出力信号Ｑがロウレベルからハイレベルに変化して上記ＭＯＳＦＥＴＱ２が再びオン状態になり、上記負荷に対して電流供給を行うようにすることができる。このような負荷の接続による放電動作によって、自動的に過充電状態も開放されて電圧比較回路ＣＯＭＰ１の出力もロウレベルに復帰する。上記抵抗Ｒ７は、端子Ｔ５での静電破壊防止等のために付加されているが、省略してもよい。
【００１４】
図２には、上記過放電保護用のスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１を制御する保護回路の一実施例の回路図が示されている。このスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１は、過放電を禁止するためのものである。このような過放電の判定にあたっては、図３に示すように、電池電圧ＶＣＣが放電動作を停止させるべき終止電圧に近くなると、その電圧マージンが小さくなり、急激な負荷変動、言い換えるならば負荷に対する過電流が流れると、電池の持つ内部インピーダンスにより一時的に電池電圧ＶＣＣが終止電圧以下となり、誤って放電電圧そのものが終止電圧以下になったと判定させられてしまう。
【００１５】
このような誤動作を防止して、電池の有する終止電圧まで放電動作を継続できるようにするため、言い換えるならば、実質的な電池寿命を長くするために、次のようなタイマー回路が設けられる。
【００１６】
電圧比較回路ＣＯＭＰ４は、前記のような抵抗回路で形成された分圧電圧ＶＣＣ／Ｎと、かかる分圧電圧との関係で上記終止電圧に対応させた基準電圧Ｖ４とを比較し、電池電圧ＶＣＣが終止電圧以下になったときに、ロウレベルの検出信号を形成する。この検出信号は、上記のような一時的な過電流にも応答して形成される。
【００１７】
この検出信号により直ちに過放電保護のスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１をオフ状態にさせるのではなく、タイマー回路により設定された一定期間継続して上記検出信号が形成されるか否かが判定される。タイマー回路は、内蔵の発振回路により形成された発振パルスを分周カウンタに供給することより時間信号を形成する。上記分周カウンタは、上記電圧比較回路の出力信号がリセット端子に供給されており、正常時には強制的にリセット状態にされている。
【００１８】
上記電圧比較回路ＣＯＭＰ４により、電池電圧ＶＣＣが終止電圧以下にされたと判定されたなら、その間検出信号がロウレベルにされて分周カウンタのリセットが解除されて、上記発振パルスの計数動作を行う。分周カウンタの計数出力は、デコーダを構成するゲート回路Ｇ３に供給され、ここで設定された時間に相当する計数動作の判定が行われる。上記計数値に達する前に上記電池電圧ＶＣＣがもとの状態に復帰すると、リセット信号が発生されて分周カウンタは計数途中でリセット状態にされる。したがって、上記デコーダでの計数設定を負荷変動を校了して比較的長い時間に設定すれば、かかる負荷変動に対応して電池電圧ＶＣＣが一時的に終止電圧以下にされても無視される。
【００１９】
上記負荷変動は、かかる電池パックが使用される電子機器に搭載される各種電子回路に対応して種々である。例えば、モータドライバを搭載した電子機器では、そのモータの性能に対応してモータ起動時に要する時間が判っているので、かかる負荷が接続される電池パックに搭載されるタイマー回路においては、それよりも長い時間に設定される。このように負荷に応じて、電池電圧が一時的に低下する時間がさまざまであるので、上記デコーダを構成するゲート回路Ｇ３の入力と、分周カウンタの出力との間は、特に制限されないが、マスタースライス方式により負荷に合わせて、言い換えるならば、電池パックの用途に合わせてプログラマブルに設定可能にされる。
【００２０】
上記のような時間設定の自由度をより高くするために、言い換えるならば、保護用のＩＣを形成した後でも設定可能にするために、ポリシリコン層等からなるヒューズに電流を流して選択的に切断するような回路を搭載し、その選択的な切断により時間設定を行うようにしてもよい。あるいは、時間設定用の外部端子を設けておいて、かかる外部端子にハイレベル／ロウレベルを供給することにより時間設定を行うようにしてもよい。
【００２１】
上記タイマー回路は、上記電圧比較回路ＣＯＭＰ４の出力信号とその遅延信号とを論理回路に供給して、上記遅延時間内での出力信号を無効にする回路にすることも考えられる。しかしながら、このような回路においては、遅延信号を形成するために比較的大きな時定数回路を半導体集積回路に形成しなければならず、キャパシタ等の外付部品点数が増加してしまう等の問題がある。キャパシタを内蔵させると、設定時間が固定化されてしまい複数種類の保護用ＩＣを用意しなければならなくなる。
【００２２】
上記デコーダの出力信号は、特に制限されないが、ラッチ回路ＬＴ２のクロック端子ＣＫに供給される。このラッチ回路ＬＴ２の入力には、定常的にハイレベルの電源電圧ＶＣＣが供給されており、上記クロックＣＫが入力された時点でセット状態にされる。このラッチ回路ＬＴ２の出力信号Ｑは、上記セット状態によりハイレベルに変化し、ドライバとしてのインバータ回路ＩＶ１と外部端子Ｔ３を介して過放電保護のスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートをロウレベルにし、かかるスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１をオフ状態にさせる。上記ラッチ回路ＬＴ２のリセット端子Ｒには、上記電圧比較回路ＣＯＭＰ４の出力信号が供給され、充電動作によりＶＣＣが終止電圧以上に回復すると、リセット状態にされる。上記ラッチ回路ＬＴ２がリセットされるまでの充電電流は、ＭＯＳＦＥＴＱ１がオフ状態であるで、ドレインとソース間の寄生ダイオードＤ１を介して流れるようにされる。
【００２３】
上記分周カウンタでの電流消費を低減させるために、分周カウンタのキャリー信号により入力部に設けられたゲート回路Ｇ２がゲートを閉じるよう制御される。これにより、発振パルスが分周カウンタに入力されることが停止させられる。つまり、電池電圧ＶＣＣが終止電圧以下になって分周カウンタが最大計数動作を行うと、それ以後の無駄な計数動作が停止させられるので、消費電流の削減を図ることができる。
【００２４】
上記の実施例から得られる作用効果は、下記の通りである。すなわち、
（１）  二次電池の保護回路において、電池電圧の過電圧を第１の電圧検出回路で検出し、上記二次電池の負荷側の負極側の浮き上がりを第２の電圧検出回路で検出し、上記第１の電圧検出回路の検出信号によりラッチ回路をリセットし、上記第２の電圧検出回路の検出信号により上記ラッチ回路をセットし、かかるラッチ回路のリセット出力により上記二次電池の負極側の電流経路に直列に挿入された過充電保護スイッチをオフ状態にし、上記ラッチ回路のセット出力によりオン状態に復帰させ、上記充電スイッチの両端には充電時の電流方向とは逆方向に電流を流すようにされた一方向性素子を設けることにより、過充電保護のスイッチがオフ状態のときでも負荷を接続することができるという効果が得られる。
【００２５】
（２）  上記第２の電圧検出回路の検出信号は、電池電圧が規定の電圧以下とされたときの充電動作を指示する検出信号とともにオアゲート回路を通して上記ラッチ回路を上記他方のレベルに反転させることにより、上記共通のラッチ回路により正常時には過充電保護のスイッチＭＯＳＦＥＴをオン状態にさせることができるという効果が得られる。
【００２６】
（３）  上記保護回路を電池パックとしてリチュウムイオン電池と一体的に組み込まれるものとすることにより安全性と使い勝手を良くすることができるという効果が得られる。
【００２７】
（４）  上記充電スイッチに電池側に放電スイッチを直列形態に接続し、かかる放電スイッチを二次電池の終止電圧を検出する第３の電圧検出回路の検出信号に基づいてオフ状態にすることにより、過充電とともに過放電の保護を図ることができるという効果が得られる。
【００２８】
以上本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、スイッチ素子は、ＭＯＳＦＥＴの他にバイポーラ型トランジスタや他のスイッチ素子を用いるようにしてもよい。上記ＭＯＳＦＥＴの場合には、ドレインとソース間の寄生ダイオードを利用することができるが、このような寄生ダイオードが無いときには、それと同等な電流を流すようなダイオードを各スイッチに並列的に設けるようにすればよい。
【００２９】
上記電圧検出回路は、前記のような電圧比較回路を用いるもの他、例えば寄生ダイオードＤ２の順方向電圧に対応した電池パックの負極端子−の浮き上がりを検出するものは、ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧を利用するものであってもよい。つまり、寄生ダイオードＤ２の順方向電圧より低いしきい値電圧を持つようにされたＮチャンネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートに上記端子５の電圧ＶＭ供給し、ソースに電池の負極電位に対応した回路の接地電位を供給し、かかるＭＯＳＦＥＴのドレインからオン状態／オフ状態に対応したロウレベル／ハイレベルの検出信号を形成し、それをインバータ回路で反転させて上記セット信号に用いるようにしてもよい。
【００３０】
電圧比較回路に供給される基準電圧は、共通化された１つの定電圧であってもよい。これを基準にして、電池電圧ＶＣＣを分圧抵抗回路により分圧し、その分圧比の設定により、上記過充電、ラッチ回路のセットをさせる規定電圧、放電動作を停止させる終止電圧のそれぞれに対応した分圧電圧を形成するようにすればよい。この発明は、過充電の保護を行う必要のある各種二次電池保護回路として広く利用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、二次電池の保護回路において、電池電圧の過電圧を第１の電圧検出回路で検出し、上記二次電池の負荷側の負極側の浮き上がりを第２の電圧検出回路で検出し、上記第１の電圧検出回路の検出信号によりラッチ回路をリセットし、上記第２の電圧検出回路の検出信号により上記ラッチ回路をセットし、かかるラッチ回路のリセット出力により上記二次電池の負極側の電流経路に直列に挿入された過充電保護スイッチをオフ状態にし、上記ラッチ回路のセット出力によりオン状態に復帰させ、上記充電スイッチの両端には充電時の電流方向とは逆方向に電流を流すようにされた一方向性素子を設けることにより、過充電保護のスイッチがオフ状態のときでも負荷を接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る二次電池保護回路の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１の過放電保護用のスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１を制御する保護回路の一実施例を示す回路図である。
【図３】上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ１を制御する保護回路の動作を説明するための特性図である。
【符号の説明】
Ｒ１〜Ｒ７…抵抗、ＬＴ１，ＬＴ２…ラッチ回路、Ｇ１〜Ｇ３…論理ゲート回路、ＩＶ１…インバータ回路、ＣＯＭＰ１〜ＣＰＭＰ４…電圧比較回路、Ｑ１〜Ｑ２…ＭＯＳＦＥＴ、Ｄ１，Ｄ２…ダイオード。
【図１】
0003597617.tif 000002
【図２】
0003597617.tif 000003
【図３】
0003597617.tif 000004