(57)【要約】【課題】  少ない部品点数でセキュリティ機能を発揮することができるセキュリティ機能付き電池保護回路を提供すること。【解決手段】  二次電池（３００）の過放電及び過充電を、放電制御スイッチ（ＦＥＴ１）及び充電制御スイッチ（ＦＥＴ２）をオン／オフ制御することによって保護する保護手段を備えた電池保護回路（２００Ａ）は、セキュリティ手段として認証回路（２７０）を備えている。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の過放電及び過充電を、放電制御スイッチ及び充電制御スイッチをオン／オフ制御することによって保護する保護手段を備えた電池保護回路において、セキュリティ手段を備えたことを特徴とする電池保護回路。
【請求項２】
前記保護手段は、前記二次電池の過放電を検出する過放電検出回路と、前記二次電池の過充電を検出する過充電検出回路とを有する、請求項１に記載の電池保護回路。
【請求項３】
前記保護手段は、前記二次電池の過電流を検出する過電流検出回路を更に有する、請求項２に記載の電池保護回路。
【請求項４】
前記保護手段は、短絡を検出する短絡検出回路を更に有する、請求項２又は請求項３に記載の電池保護回路。
【請求項５】
前記セキュリティ手段は、受信した乱数を暗号化したＩＤを計算して、該ＩＤを返却する認証回路を有する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の電池保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、リチウムイオン電池のような充電可能な電池（二次電池）を備えた電池ユニットに用いられる二次電池の保護回路に関し、特に、セキュリティ機能を備えた電池保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電可能な電池（二次電池）のうち、特にリチウムイオン電池は、過放電、過充電に弱いため、過放電状態、過充電状態を検出して、過放電状態及び過充電状態から二次電池を保護するための電池保護回路（電池保護ＩＣ）が不可欠である。すなわち、電池保護回路は、過放電検出回路と、過充電検出回路とを備えている（例えば、特許文献１参照）。尚、この電池保護回路には、二次電池の放電中における過電流状態を検出して、過電流状態から二次電池を保護しているものもある。この場合、電池保護回路は、過放電検出回路と、過充電検出回路と、過電流検出回路とを備えることになる（例えば、特許文献２参照）。更に、電池保護回路は、短絡検出回路をも備えているものもある（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
図１を参照して、従来の電池保護回路２００を備えた電池ユニット１００について説明する。電池ユニット１００は電池パックとも呼ばれる。電池パック１００は、充電器又は負荷を接続するための一対の外部接続端子（パック出力端子）Ｐ＋、Ｐ−を持つ。一対の外部接続端子のうち、一方は正極端子Ｐ＋で、他方は負極端子Ｐ−である。
【０００４】
図示の電池ユニット１００は、少なくとも１個のリチウムイオン電池（単位電池）を含む二次電池３００を有する。二次電池３００はバッテリ電圧（電池電圧）Ｖccを発生している。この二次電池３００には電池保護回路（保護ＩＣ）２００が並列に接続されている。詳述すると、二次電池３００の陽極は、抵抗器Ｒ１を介して電池保護回路２００の電源端子ＶDDに接続され、二次電池３００の陰極は電池保護回路２００の接地端子ＶSSに直接接続されている。電源端子ＶDDと接地端子ＶSSとの間にはコンデンサＣ１が接続されている。尚、二次電池３００の陽極は電池パック１００の正極端子Ｐ＋に接続され、二次電池３００の陰極は接地されると共に、後述する第１及び第２の電界効果トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２を介して電池パック１００の負極端子Ｐ−に接続されている。
【０００５】
電池保護回路２００は、過放電検出回路２１０と、過充電検出回路２２０と、過電流検出回路２３０と、短絡検出回路２４０と、論理回路２５０とを有する。
【０００６】
図１に加えて図２をも参照して、過放電検出回路２１０には、過放電検出しきい値電圧Ｖth(od)が設定されている。すなわち、過放電検出回路２１０は、放電中に、バッテリ電圧Ｖccと過放電検出しきい値電圧Ｖth(od)とを比較し、バッテリ電圧Ｖccが過放電検出しきい値電圧Ｖth(od)よりも低くなると「過放電」と判定して、論理ローレベルの過放電検出信号を論理回路２５０へ送出する。この過放電検出信号に応答して、論理回路２５は、論理ローレベルの信号を過放電検出出力端子（第１のゲート駆動端子）ＤＯＵＴから出力する。一方、充電中に、バッテリ電圧Ｖccが、過放電検出しきい値電圧Ｖth(od)に過放電用ヒステリシス電圧Ｖhy(od)を加えて得られる過放電復帰電圧（Ｖth(od)＋Ｖhy(od)）よりも高くなると、過放電検出回路２１０は論理ハイレベルの過放電保護解除信号を論理回路２５０へ送出する。この過放電保護解除信号に応答して、論理回路２５０は論理ハイレベルの信号を過放電検出出力端子ＤＯＵＴから出力する。
【０００７】
同様に、過充電検出回路２２０には、過充電検出しきい値電圧Ｖth(oc)が設定されている。すなわち、過充電検出回路２２０は、充電中に、バッテリ電圧Ｖccと過充電検出しきい値電圧Ｖth(oc)とを比較し、バッテリ電圧Ｖccが過充電検出しきい値電圧Ｖth(oc)よりも高くなると「過充電」と判定して、論理ローレベルの過充電検出信号を論理回路２５０へ送出する。この過充電検出信号に応答して、論理回路２５０は、過充電検出出力端子（第２のゲート駆動端子）ＣＯＵＴから論理ローレベルの信号を出力する。一方、放電中に、バッテリ電圧Ｖccが、過充電検出しきい値電圧Ｖth(oc)から過充電用ヒステリシス電圧Ｖhy(oc)を引いて得られる過充電復帰電圧（Ｖth(oc)−Ｖhy(oc)）よりも低くなると、過充電検出回路２２０は、論理ハイレベルの過充電保護解除信号を論理回路２５０へ送出する。この過充電保護解除信号に応答して、論理回路２５０は、論理ハイレベルの信号を過充電検出出力端子ＣＯＵＴから出力する。
【０００８】
前述したように、二次電池３００の陰極（−極）と電池パック１００の負極端子Ｐ−との間には、第１及び第２の電界効果トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２が直列接続されている。第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１は放電制御ＦＥＴまたは放電制御スイッチと呼ばれ、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２は充電制御ＦＥＴまたは充電制御スイッチと呼ばれる。
【０００９】
第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートに過放電検出出力端子ＤＯＵＴから論理ローレベルの信号が供給されると、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１はオフする。一方、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートに過放電検出出力端子ＤＯＵＴから論理ハイレベルの信号が供給されると、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１はオンする。同様に、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲートに過充電検出出力端子ＣＯＵＴから論理ローレベルの信号が供給されると、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２はオフする。第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲートに過充電検出出力端子ＣＯＵＴから論理ハイレベルの信号が供給されると、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２はオンする。
【００１０】
尚、図示は省略するが、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１は第１の寄生ダイオードを持ち、その順方向が二次電池３００の充電方向になるように接続されている。また、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２は、第２の寄生ダイオードを持ち、その順方向が二次電池３００の放電方向になるように接続されている。尚、これら第１及び第２の寄生ダイオードはボディダイオードとも呼ばれる（例えば、特許文献４参照）。
【００１１】
次に、図１に加えて図２をも参照して、図１に示した電池ユニット（電池パック）１００の動作について説明する。最初に放電時の動作について説明し、後で充電時の動作について説明する。
【００１２】
放電時には、正極端子Ｐ＋と負極端子Ｐ−との間に負荷（図示せず）が接続される。二次電池３００が放電していくと、図２の点線で示すように、そのバッテリ電圧Ｖccは徐々に低下していく。そして、バッテリ電圧Ｖccが過放電検出しきい値電圧Ｖth(od)よりも低くなると、過放電検出回路２１０は論理ローレベルの過放電検出信号を出力する。この過放電検出信号に応答して、論理回路２５０は、過放電検出出力端子ＤＯＵＴから論理ローレベルの信号を第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートへ送出する。これにより、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１はオフし、二次電池３００の過放電が防止される。
【００１３】
過放電であることが何らかの報知手段によりユーザに知らされると、ユーザは外部接続端子Ｐ＋、Ｐ−間から負荷を取り外し、その代りに外部接続端子Ｐ＋、Ｐ−間に充電器（図示せず）を接続する。これにより、二次電池３００の充電が開始される。このとき、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１では、その第１の寄生ダイオードを介して充電電流が流れる。そして、二次電池３００のバッテリ電圧Ｖccが過放電復帰電圧（Ｖth(od)＋Ｖhy(od)）よりも高くなると、過放電検出回路２１０は、論理ハイレベルの過放電保護解除信号を出力する。この過放電保護解除信号に応答して、論理回路２５０は、過放電検出出力端子ＤＯＵＴから論理ハイレベルの信号を第１の電界トランジスタＦＥＴ１のゲートへ送出する。これにより、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１はオンする。
【００１４】
さて、このようにして二次電池３００の充電が続けられると、そのバッテリ電圧Ｖccは、図２の実線で示すように、徐々に上昇する。そして、バッテリ電圧Ｖccが過充電検出しきい値電圧Ｖth(oc)よりも高くなると、過充電検出回路２２０は論理ローレベルの過充電検出信号を出力する。この過充電検出信号に応答して、論理回路２５０は、過充電検出出力端子ＣＯＵＴから論理ローレベルの信号を第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲートへ送出する。これにより、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２はオフし、過充電が防止される。
【００１５】
過充電であることが何らかの報知手段（図示せず）によりユーザに知らされると、ユーザは充電が完了したと判断する。そして、ユーザは、外部接続端子Ｐ＋、Ｐ−間から充電器を取り外し、その代りに外部接続端子Ｐ＋、Ｐ−間に負荷を接続する。これにより、二次電池３００から負荷への放電が開始される。このとき、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２では、第２の寄生ダイオードを介して放電電流が流れる。そして、二次電池３００のバッテリ電圧Ｖccが過充電復帰電圧（Ｖth(oc)−Ｖhy(oc)）よりも低くなると、過充電検出回路２２０は論理ハイレベルの過充電保護解除信号を出力する。この過充電保護解除信号に応答して、論理回路２５０は、過充電検出出力端子ＣＯＵＴから論理ハイレベルの信号を第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲートへ送出する。これにより、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２はオンする。
【００１６】
図１に戻って、過電流検出回路２３０と短絡回路２４０とについて説明する。電池保護回路２００は検出入力端子Ｖ−を持つ。この検出入力端子Ｖ−は、抵抗器Ｒ２を介して電池パック１００の負極端子Ｐ−に接続されている。尚、電池パック１００の正極端子Ｐ＋と負極端子Ｐ−との間にはコンデンサＣ２が接続され、負極端子Ｐ−と接地端子ＶSSとの間にはコンデンサＣ３が接続されても良い。これらコンデンサＣ２、Ｃ３は電圧変動、外来ノイズの耐量を上げるためのものである。
【００１７】
過電流検出回路２３０は検出入力端子Ｖ−に接続されている。過電流検出回路２３０は、二次電池３００の放電中に過電流が流れていることを検出すると、過電流検出信号を論理回路２５０へ出力する。この過電流検出信号に応答して、論理回路２５０は、過放電検出出力端子ＤＯＵＴから論理ローレベルの信号を第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートへ送出する。これにより、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１はオフし、二次電池３００の放電が禁止され、二次電池３００を保護している。
【００１８】
短絡検出回路２４０も検出入力端子Ｖ−に接続されている。短絡検出回路２４０は、二次電池３００の放電中に外部接続端子Ｐ＋およびＰ−間の短絡を検出すると、短絡検出信号を論理回路２５０へ出力する。この短絡検出信号に応答して、論理回路２５０は、過放電検出出力端子ＤＯＵＴから論理ローレベルの信号を第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１へ送出する。これにより、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１はオフし、二次電池３００の放電が禁止され、二次電池３００を保護している。
【００１９】
このような電池パック１００は、セキュリティ機能が無いので、簡単に電池パックの模造品を製造することが可能となるという問題がある。ここで、「セキュリティ機能」とは、粗悪、危険な模造品を排除して二次電池３００の安全性を向上させる機能をいう。換言すれば、セキュリティ機能とは、セキュリティＩＤを認証させ、認証できないものを模造品として排除する機能をいう。図１に示す電池パック１００は、ＩＤを認証する機能が無いため、模造品を作るのは容易である。
【００２０】
そこで、セキュリティ機能用の回路（ＩＣ）又はマイクロコンピュータを搭載した電池パックが提案されている。
【００２１】
図３を参照して、従来のセキュリティ機能の有る電池パック１００Ａについて説明する。図示の電池パック１００Ａは、セキュリティ回路（セキュリティＩＣ）４００と後述する外付け部品とが付加されている点を除いて、図１に示した電池パック１００と同様の構成を有する。従って、図１に示されたものと同様の機能を有するものには、同一の参照符号を付して、説明の簡略化のためにそれらの説明は省略する。
【００２２】
電池パック１００Ａは、セキュリティ用のパック入出力端子（通信端子）Ｉ／Ｏを持つ。セキュリティ回路４００は、電源端子ＶDDと接地端子ＶSSと入出力端子（通信端子）Ｉ／Ｏとを持つ。セキュリティ回路４００の電源端子ＶDDは抵抗器Ｒ３を介して正極端子Ｐ＋に接続され、セキュリティ回路４００の接地端子ＶSSは抵抗器Ｒ４を介して負極端子Ｐ−に接続され、セキュリティ回路４００の入出力端子（通信端子）Ｉ／Ｏは抵抗器Ｒ５を介してパック入出力端子（通信端子）Ｉ／Ｏに接続されている。セキュリティ回路４００の入出力端子（通信端子）Ｉ／ＯはコンデンサＣ４を介して負極端子Ｐ−に接続されている。セキュリティ回路４００の電源端子ＶDDと負極端子Ｐ−との間には、コンデンサＣ５とバリスタＣＲ１とが並列に接続されている。正極端子Ｐ＋とセキュリティ回路４００の入出力端子（通信端子）Ｉ／Ｏとの間には抵抗器Ｒ６が接続され、セキュリティ回路４００の入出力端子（通信端子）Ｉ／Ｏと負極端子Ｐ−との間には、バリスタＣＲ２が接続されている。セキュリティ回路４００の外付け部品は静電気保護用である。
【００２３】
セキュリティ回路４００は、インタフェース回路４１０と認証回路４２０とを含む。認証回路４２０は、インタフェース回路４１０を介してセキュリティ回路４００の入出力端子Ｉ／Ｏに接続されている。認証回路４２０は、後述するように、携帯機器本体から送出されてきた乱数を暗号化したＩＤを計算して、そのＩＤを携帯機器本体へ返す機能を有する。
【００２４】
図４に、図３に示した電池パック１００Ａを、ゲーム機器などの携帯機器本体５００に接続した状態を示す。図４では、電池パック１００Ａの概略のみ図示し、セキュリティ回路（セキュリティＩＣ）４００の外付け部品等は省略してある。電池保護回路（保護ＩＣ）２００とセキュリティ回路（セキュリティＩＣ）４００とは保護基板６００上に搭載されている。
【００２５】
携帯機器本体５００は、正極端子Ｐ＋と負極端子Ｐ−と機器入出力端子Ｉ／Ｏとを持ち、それらは、それぞれ、電池パック１００Ａの正極端子Ｐ＋と負極端子Ｐ−とパック入出力端子Ｉ／Ｏとに接続されている。携帯機器本体５００は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０を有し、それは機器入出力端子Ｉ／Ｏに接続されている。
【００２６】
図４に加えて図５をも参照して、電池パック１００Ａのセキュリティ機能について説明する。セキュリティ機能については種々の方式があるが、ここでは、チャレンジ＆レスポンス方式について説明する。チャレンジ＆レスポンプ方式とは、チャレンジ側（本例ではマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０側）から送信される乱数を元に、チャレンジ側、レスポンス側（本例では電池パック１００Ａ側）で計算される暗号が一致するかどうかをチェックする方式である。
【００２７】
先ず、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が乱数を生成する（ステップＳ１０１）。そして、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０からセキュリティ回路（セキュリティＩＣ）４００に乱数を送信する（ステップＳ１０２）。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が乱数を暗号化してＩＤを計算する（ステップＳ１０３）。セキュリティ回路（セキュリティＩＣ）４００では、認証回路４２０が受信した乱数を暗号化したＩＤを計算する（ステップＳ１０４）。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０がセキュリティ回路（セキュリティＩＣ）４００からＩＤを受信する（ステップＳ１０５）。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０がマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０の計算値とセキュリティ回路（セキュリティＩＣ）４００の生成値とを比較する（ステップＳ１０６）。
【００２８】
ステップＳ６での比較結果が一致すれば、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０は、電池パック１００Ａを正規品と判定する（ステップＳ１０７）。従って、電池パックを通常使用できる（ステップＳ１０８）。一方、ステップＳ６での比較結果が不一致であれば、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０は、電池パック１００Ａを模造品と判定する（ステップＳ１０９）。従って、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０は、携帯機器側の回路をオフする（ステップＳ１１０）。
【００２９】
このような構成の電池パック１００Ａによれば、電池パック１００Ａの模造品を作ることは困難である。
【００３０】
【特許文献１】特開２００１−１６９４７７号公報
【特許文献２】特開２００２−２３３０６３号公報
【特許文献３】特開２００２−２７２００１号公報
【特許文献４】特許第２８７２３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
しかしながら、従来のセキュリティ機能の有る電池パック１００Ａは、ＩＤ認証機能のために専用のセキュリティ回路（セキュリティＩＣ）４００と外付け部品とを保護基板６００上に搭載しなければならない。その結果、部品点数が多くなるので、保護基板６００上での実装面積が大きくなり、全体的に大幅なコストアップとなるという問題がある。また、電池パック１００Ａ自体のオン、オフは電池保護回路（保護ＩＣ）２００単体で行うため、セキュリティ回路（セキュリティＩＣ）４００を用いたＩＤ認証によるオン、オフは携帯機器側で制御することになる。従って、電池パック１００Ａ単体では電源を切ることができない。
【００３２】
したがって、本発明の課題は、少ない部品点数でセキュリティ機能を発揮することができるセキュリティ機能付き電池保護回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明によれば、二次電池（３００）の過放電及び過充電を、放電制御スイッチ（ＦＥＴ１）及び充電制御スイッチ（ＦＥＴ２）をオン／オフ制御することによって保護する保護手段（２１０，２２０，２３０，２４０）を備えた電池保護回路（２００Ａ）において、セキュリティ手段（２７０）を備えたことを特徴とする電池保護回路が得られる。
【００３４】
上記電池保護回路において、前記保護手段は、前記二次電池の過放電を検出する過放電検出回路（２１０）と、前記二次電池の過充電を検出する過充電検出回路（２２０）とを有する。前記保護手段は、前記二次電池の過電流を検出する過電流検出回路（２３０）を更に有して良い。前記保護手段は、短絡を検出する短絡検出回路（２４０）を更に有して良い。前記セキュリティ手段は、受信した乱数を暗号化したＩＤを計算して、該ＩＤを返却する認証回路（２７０）から構成されて良い。
【００３５】
尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明では、セキュリティ手段を備えているので、部品点数を削減して、セキュリティ機能を発揮することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３８】
図６を参照して、本発明の一実施の形態に係る電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａを備えた電池パック１００Ｂについて説明する。電池パック１００Ｂは、電池保護回路２００が後述するような電池保護回路２００Ａに変更されている点を除いて、図１に示した電池パック１００と同様の構成を有する。したがって、図１に示したものと同様の構成を有するものには同一の参照符号を付して、説明の簡略化のためにそれらの説明を省略して、異なる点についてのみ説明する。
【００３９】
電池保護回路２００Ａは入出力端子Ｉ／Ｏを持つ。電池保護回路２００Ａの入出力端子Ｉ／Ｏは、電池パック１００Ｂのパック入出力端子Ｉ／Ｏに接続されている。電池保護回路２００Ａは、インタフェース回路２６０と認証回路２７０とを更に有し、論理回路が変更されている点を除いて、図１に示した電池保護回路２００と同様の構成を有する。したがって、論理回路に２５０Ａの参照符号を付す。
【００４０】
認証回路２７０は、インタフェース回路２６を介して電池保護回路２００Ａの入出力端子Ｉ／Ｏに接続されると共に、論理回路２５０Ａに接続されている。このように、電池保護回路２００Ａは、セキュリティ機能のための認証回路２７０を備えているので、セキュリティ機能付き電池保護回路とも呼ばれる。
【００４１】
このように、本発明に係る電池パック１００Ｂは、セキュリティ機能付き電池保護回路２００Ａを備えているので、外付け部品を共用できるため、図３に示された電池パック１００Ａと比較して、部品を追加する必要がなくなる。また、認証機能と電池パック１００Ｂのオン、オフが連動できるため、電池パック１００Ｂ単体で電源を切ることができる。また、制御方法としては、携帯機器で制御、電池パック１００Ｂ側で制御とバリエーションを広げることができる。
【００４２】
図７に、図６に示した電池パック１００Ｂを、携帯機器本体５００に接続した状態を示す。セキュリティ機能付き電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａは保護基板６００上に搭載されている。
【００４３】
携帯機器本体５００の正極端子Ｐ＋、負極端子Ｐ−、および機器入出力端子Ｉ／Ｏは、それぞれ、電池パック１００Ｂの正極端子Ｐ＋、負極端子Ｐ−、およびパック入出力端子Ｉ／Ｏに接続されている。携帯機器本体５００は、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０を有し、それは機器入出力端子Ｉ／Ｏに接続されている。
【００４４】
この技術分野において周知なように、セキュリティ機能には種々の方式がある。例えば、セキュリティ機能の方式には、チャレンジ＆レスポンス方式、連続チャレンジ方式、連続レスポンス（乱数発生）方式、およびＩＤデータ読出し方式がある。
【００４５】
図７に加えて図８をも参照して、電池パック１００Ｂのセキュリティ機能の第１の例について説明する。図８は、セキュリティ機能の方式がチャレンジ＆レスポンス方式の例を示している。
【００４６】
マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が乱数を生成する（ステップＳ２０１）。そして、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０から電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａに乱数を送信する（ステップＳ２０２）。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が乱数を暗号化してＩＤを計算する（ステップＳ２０３）。電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａでは、認証回路２７０が受信した乱数を暗号化したＩＤを計算する（ステップＳ２０４）。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が電池保護回路（保護ＩＣ）２００ＡからＩＤを受信する（ステップＳ２０５）。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０がマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０の計算値と電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａの生成値とを比較する（ステップＳ２０６）。
【００４７】
ステップＳ２０６での比較結果が一致すれば、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０は、電池パック１００Ｂを正規品と判定する（ステップＳ２０７）。従って、電池パック２００Ｂを通常使用できる（ステップＳ２０８）。一方、ステップＳ２０６での比較結果が不一致であれば、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０は、電池パック１００Ｂを模造品と判定する（ステップＳ２０９）。従って、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０は、携帯機器側の回路をオフする（ステップＳ２１０）。この場合、携帯機器側をオフしても良いし（ステップＳ２１１）、電池パック１００Ｂ側をオフしても良いし（ステップＳ２１２）、或いは携帯機器、電池パック１００Ｂ両方をオフしても良い（ステップＳ２１２）。
【００４８】
電池パック１００Ｂ側をオフする場合、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０は、電源オフ信号をインタフェース回路２６０及び認証回路２７０を介して論理回路２５０Ａへ送出する。この電源オフ信号に応答して、論理回路２５０Ａは、過放電検出出力端子ＤＯＵＴから論理ローレベルの信号を第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１へ送出する。これにより、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１はオフし、二次電池３００の放電が禁止されるので、二次電池３００が保護される。
【００４９】
尚、二次電池３００の保護方法はこれに限定されない。例えば、電源オフ信号に応答して、論理回路２５０Ａは、過充電検出出力端子ＣＯＵＴから論理ローレベルの信号を第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２へ送出して、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２をオフさせても良い。或いは、電源オフ信号に応答して、論理回路２５０Ａは、過放電検出出力端子ＤＯＵＴおよび過充電検出出力端子ＣＯＵＴの両方から論理ローレベルの信号をそれぞれ第１及び第２の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２へ送出して、第１及び第２の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の両方をオフさせても良い。
【００５０】
このように、本発明では、電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａにセキュリティ機能を持たせることによって、低コストでセキュリティ機能付きの電池パック１００Ｂを製造することが可能となる。
【００５１】
ここで、セキュリティ機能付き電池保護回路２００Ａは、セキュリティ機能と電池保護機能とを独立して動作させても良いし、協調して動作させても良い。セキュリティ機能と電池保護機能とを協調して動作させる場合、セキュリティ機能付き電池保護回路２００Ａは、第１及び／又は第２の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を強制的にオフさせて、充電または放電又は充電と放電を停止させる。すなわち、電池パック１００Ｂが電源のオン／オフを制御する。
【００５２】
次に、図７に加えて図９をも参照して、電池パック１００Ｂのセキュリティ機能の第２の例について説明する。図８は、セキュリティ機能の方式が連続チャレンジ方式の例を示している。連続チャレンジ方式は、認証を電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａ側で行う方式である。つまり、連続チャレンジ方式は、ＭＰＵ５１０から乱数を送り、電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａ側で認証させて判定を行う方式である。したがって、連続チャレンジ方式では、乱数を送り続けることで、セキュリティ強度が上がる。
【００５３】
マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が乱数を生成する（ステップＳ３０１）。そして、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０から電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａに乱数を送信する（ステップＳ３０２）。マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が乱数を暗号化してＩＤを計算する（ステップＳ３０３）。電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａでは、認証回路２７０が計算値（計算されたＩＤ）と記録されているＩＤとを比較する（ステップＳ３０４）。
【００５４】
ステップＳ３０４での比較結果が一致すれば、電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａ内の認証回路２７０は、電池パック１００Ｂを正規品と判定する（ステップＳ３０５）。従って、電池パック２００Ｂを通常使用できる（ステップＳ３０６）。一方、ステップＳ３０４での比較結果が不一致であれば、電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａ内の認証回路２７０は、電池パック１００Ｂを模造品と判定する（ステップＳ２０７）。従って、電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａは、電池パック１００Ｂ側の回路をオフする（ステップＳ３０８）。
【００５５】
次に、図７に加えて図１０をも参照して、電池パック１００Ｂのセキュリティ機能の第３の例について説明する。図１０は、セキュリティ機能の方式が連続レスポンス方式の例を示している。
【００５６】
図１０に示されるように、連続レスポンス方式は、認証フロー自体は、図８を参照してチャレンジ＆レスポンス方式と同じであるが、認証が終了した後、認証に使用した計算値を乱数として、あるいは計算値から乱数を生成して、認証を実行し続ける方式である。
【００５７】
すなわち、ステップＳ２０７の後に、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が判定した電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａの生成値を乱数として電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａへ送信し（ステップＳ２１３）て、ステップＳ２０４へ移る。あるいは、ステップＳ２０７の後に、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が判定した電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａの生成値から乱数を生成して、その生成した乱数を電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａへ送信し（ステップＳ２１４）て、ステップＳ２０４へ移る。
【００５８】
上述したことから、連続チャレンジ方式および連続レスポンス方式は、チャレンジ＆レスポンス方式に比べると、暗号化が繰り返されるため、セキュリティ強度は高くなる。
【００５９】
次に、ＩＤデータ読出し方式について説明する。ＩＤデータ読出し方式は、計算などを行わず、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）５１０が電池パック１００Ｂ側のデータを読んで、認証する方式である。従って、ＩＤデータ読出し方式におけるセキュリティ強度は、他の方式に比べると、暗号化を施していないため、はるかに低い。
【００６０】
本発明では、セキュリティ機能の方式の違いに基いて、電源のオン／オフ制御を電池パック１００Ｂ側或いは携帯機器本体５００側で行わせることができる。
【００６１】
具体的には、チャレンジ＆レスポンス方式、連続レスポンス（乱数発生）方式、およびＩＤデータ読出し方式では、携帯機器本体５００が電源のオン／オフを制御する。連続チャレンジ方式では、電池パック１００Ｂが電源のオン／オフを制御する。換言すれば、以上の４つの方式の中で、電池パック１００Ｂ単体で電源をオン、オフできるのは、連続チャレンジ方式のみである。電池パック１００Ｂのセキュリティ機能としては、電池パック１００Ｂ単体で、電源を切れるのが望ましいので、セキュリティ機能付き電池保護回路（保護ＩＣ）２００Ａのセキュリティ機能の方式としては、連続チャレンジ方式が望ましい。
【００６２】
以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。例えば、上記実施の形態において説明した電池保護回路は、セキュリティ手段として認証回路を備えているが、他のセキュリティ回路を備えても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来のセキュリティ機能の無い電池パックの構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した電池パックの動作を説明するための図である。
【図３】従来のセキュリティ機能の有る電池パックを示すブロック図である。
【図４】図３に示した電池パックを携帯機器本体に接続した状態を示すブロック図である。
【図５】図３に示した電池パックのセキュリティ機能の一例（チャレンジ＆レスポンス方式）を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の一実施の形態に係るセキュリティ機能付き電池保護回路を備えた電池パックを示すブロック図である。
【図７】図６に示した電池パックを携帯機器本体に接続した状態を示すブロック図である。
【図８】図６に示した電池パックのセキュリティ機能の第１の例（チャレンジ＆レスポンス方式）を説明するためのフローチャートである。
【図９】図６に示した電池パックのセキュリティ機能の第２の例（連続チャレンジ方式）を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図６に示した電池パックのセキュリティ機能の第３の例（連続レスポンス方式）を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６４】
１００Ｂ    電池パック
２００Ａ    セキュリティ機能付き電池保護回路（保護ＩＣ）
２１０    過放電検出回路
２２０    過充電検出回路
２３０    過電流検出回路
２４０    短絡検出回路
２５０Ａ    論理回路
２６０    インタフェース回路
２７０    認証回路
【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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