(57)【要約】【課題】回路構成を簡単にしながらも各バンクの安全性は低下させない二次電池パック用保護回路を提供する。【解決手段】直列で連結される充放電可能な複数のバンク１１０，１２０と，複数のバンク１１０，１２０に連結されて充放電電圧および電流を感知して，異常時に所定電圧を出力する制御部１３０，１４０と，各制御部１３０，１４０に連結され，各制御部１３０，１４０の出力電圧が同一になるように出力電圧を変更するレベルシフター１５０と，制御部１３０またはレベルシフター１５０の出力電圧によってオンまたはオフされる第１スイッチ１７０と，複数のバンク１１０，１２０を充放電させる大電流ラインに設けられ，第１スイッチ１７０によってオンまたはオフされることによりバンクの充放電を停止させることができる第２スイッチ１８０と，を備えることを特徴とする二次電池パック用保護回路が提供される。【選択図】図１
2006081390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列で連結される，充放電可能な複数のバンクと；
前記複数のバンクにそれぞれ連結されて，前記各バンクの充放電電圧および電流を感知して，前記各バンクに充放電異常が発生した時に所定電圧を出力する制御部と；
前記各制御部に連結され，前記各制御部の出力電圧が同一になるように前記各制御部の出力電圧を変更する少なくとも一つのレベルシフターと；
前記制御部または前記レベルシフターの出力電圧によってオンまたはオフされる第１スイッチと；
前記複数のバンクを充放電させる大電流ラインに設けられ，前記第１スイッチによってオンまたはオフされることにより，前記複数のバンクの充放電状態を停止させることができる第２スイッチと；
を備えることを特徴とする，二次電池パック用保護回路。
【請求項２】
前記バンクは，複数の充放電可能なセルが直列および並列で連結されてなることを特徴とする，請求項１に記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項３】
前記バンクおよび前記制御部の数がｎ個（ｎは任意の２以上の整数）であり，前記レベルシフターの数はｎ−１個であることを特徴とする，請求項１または２に記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項４】
前記第１スイッチの入力端には，前記レベルシフターが連結されない前記制御部の出力信号および前記レベルシフターの出力信号を入力信号とする論理和素子がさらに連結され，前記論理和素子に少なくとも一の入力信号が印加され，前記論理和素子の出力によって前記第１スイッチがオンされることを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項５】
前記レベルシフターは，
前記制御部の出力電圧によって所定波長の光を発光する発光ダイオードと；
前記発光ダイオードから発光される光によってオンされるフォトトランジスタと；
前記フォトトランジスタのエミッタに連結される抵抗と；
を備えることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項６】
複数のセルが直列および並列で連結されてなり，充放電される第１バンクと；
複数のセルが直列および並列で連結されてなり，前記第１バンクと直列で連結されて充放電される第２バンクと；
前記第１バンクの充放電電圧および電流を感知して，前記第１バンクに充放電異常が発生した時に，所定電圧を出力する第１制御部と；
前記第２バンクの充放電電圧および電流を感知して，前記第２バンクに充放電異常が発生した時に，所定電圧を出力する第２制御部と；
前記第２制御部の出力電圧を前記第１制御部の出力電圧と同一になるように変換するレベルシフターと；
前記第１制御部または前記レベルシフターの出力電圧によってオンまたはオフされる第１スイッチと；
前記第１バンクおよび前記第２バンクを充放電させる大電流ラインに設けられ，前記第１スイッチによってオンまたはオフされることにより，前記第１バンクおよび前記第２バンクの充放電状態を停止させることができる第２スイッチと；
を備えることを特徴とする，二次電池パック用保護回路。
【請求項７】
前記第１バンクおよび前記第２バンクは，それぞれ４個のセルが直列で連結されるとともに，直列で連結された前記４個のセルが互いに並列で連結されて，全体として８個のセルで構成されることを特徴とする，請求項６に記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項８】
直列で連結された前記第１バンクと前記第２バンクの総充放電電圧は，前記第１バンクの充放電電圧のおよそ２倍であることを特徴とする，請求項６または７に記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項９】
前記第１バンクの充放電電圧は前記第２バンクの充放電電圧と合わせられて前記第１制御部に出力されることを特徴とする，請求項６〜８のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項１０】
前記第１制御部の出力電圧は，前記第２制御部の出力電圧のおよそ２倍であることを特徴とする，請求項６〜９のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項１１】
前記レベルシフターはフォトカプラーであることを特徴とする，請求項６〜１０のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項１２】
前記レベルシフターは，
前記第２制御部の出力電圧によって所定波長の光を発光する発光ダイオードと；
前記発光ダイオードから発光される光によってオンされるフォトトランジスタと；
前記フォトトランジスタのエミッタに連結される抵抗と；
を含んでなることを特徴とする，請求項６〜１０のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項１３】
前記フォトトランジスタのコレクタには，前記第１制御部から出力する電圧と同一電圧が印加され，前記抵抗の後端には，前記第２制御部から出力する電圧と同一電圧が印加され，前記フォトトランジスタのエミッタと抵抗との間に出力端を形成することにより，前記出力端を介して前記第１制御部から出力する電圧と同一の電圧に出力が変更された電圧が出力されることを特徴とする，請求項１２に記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項１４】
前記第１制御部の出力端と前記レベルシフターの出力端には，２つの入力端を有する論理和素子がされに連結され，前記論理和素子の出力端は前記第１スイッチに連結されることにより，前記論理和素子の少なくとも一入力端に入力が印加される場合，出力端を介して第１スイッチがオンされることを特徴とする，請求項６〜１３のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項１５】
前記第１スイッチは電界効果トランジスタであることを特徴とする，請求項６〜１４のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項１６】
前記第２スイッチは，前記第１スイッチによってオンまたはオフされる電界効果トランジスタであることを特徴とする，請求項６〜１５のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項１７】
前記第２スイッチは，前記第１スイッチによって切れるヒューズからなることを特徴とする，請求項６〜１５のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【請求項１８】
前記第２スイッチは，前記第１スイッチによって動作する発熱用抵抗と，前記発熱用抵抗の動作によって切れるヒューズとからなることを特徴とする，請求項６〜１５のいずれかに記載の二次電池パック用保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二次電池パック用保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に，二次電池，例えば，リチウムイオン電池またはリチウムポリマー電池において，一つのセルは，陽極板，セパレーターおよび陰極板がゼリー・ロール形態に巻取され，およそ４Ｖの電圧を出力する。ノートブックＰＣまたはそのほかの電力を消費する電子機器は，このようなセルを多数備えて，互いに直列および並列で連結して，およそ１６Ｖ〜３２Ｖの出力電圧を有する。もちろん，並列連結により容量は数千ｍＡｈを有するように製造されている。
【０００３】
一例として，最近のノートブック型パソコンのバッテリは，４Ｓ１Ｐ（４直列１並列）方式を採択し，４Ｓ１Ｐ方式で接続されたセルは，一つのケース（以下の説明では，これを一つのバンクという）に組み立てられる。さらに，このような４Ｓ１Ｐ方式で連結された複数のバンクは，さらに直列および並列で連結することができる。したがって，一つのバンクから出力される電圧はおよそ１６Ｖになり，直列で連結された二つのバンクから出力される電圧はおよそ３２Ｖになる。
【０００４】
また，それぞれのバンクには，制御部を含む保護回路が連結されて，充放電電圧などから保護されるようになっている。例えば，大電流ラインに電界効果トランジスタまたはヒューズの少なくともいずれかを設け，それぞれのバンクが過充電されたかまたは過放電されたとき，電界効果トランジスタをオフさせるか，またはヒューズを切断させるようにする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし，従来は，このような多数のバンクが直列で連結されたとき，それぞれのバンクから出力される電圧が互いに違うため，この充放電電圧を感知して処理する制御部の出力電圧も相異し，よってそれぞれの制御部によって制御される電界効果トランジスタまたはヒューズの数を，制御部の数に対応するように形成しなければならない問題があった。
【０００６】
また，各制御部から出力される電圧が相異であるため，各制御部とこれに連結された電界効果トランジスタまたはヒューズとの間の素子も，それぞれ相異した規格に設計しなければならない問題があった。
【０００７】
そこで，本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，各バンクの充放電電圧を感知して制御処理する各制御部の出力電圧が全て同一レベルになるようにすることにより，回路構成を簡単にしながらも，各バンクの安全性は低下しない，新規かつ改良された二次電池パック用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】
【０００８】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，直列で連結される，充放電可能な複数のバンクと，該複数のバンクのそれぞれに連結されて充放電電圧および電流を感知して，充放電異常時に所定電圧を出力する制御部と，該各制御部に連結され，該各制御部の出力電圧が同一になるように該各制御部の出力電圧を変更する少なくとも一つのレベルシフターと，該制御部または該レベルシフターの出力電圧によってオンまたはオフされる第１スイッチと，該複数のバンクを充放電させる大電流ラインに設けられ，該第１スイッチによってオンまたはオフされることにより，該バンクの充放電状態を停止させることができる第２スイッチと，を備えることを特徴とする，二次電池パック用保護回路が提供される。
【０００９】
上記それぞれのバンクは，複数の充放電可能なセルが直列および並列で連結されていてもよい。
【００１０】
上記バンクおよび上記制御部の数がｎ個（ｎは任意の２以上の整数）であると，上記レベルシフターの数はｎ−１個であってもよい。
【００１１】
上記第１スイッチの入力端には，上記レベルシフターが連結されない上記制御部の出力信号および上記レベルシフターの出力信号を入力信号とする論理和素子（ＯＲ  ｇａｔｅ）がさらに連結され，該論理和素子に少なくとも一つの入力信号が印加され，該論理和素子の出力によって上記第１スイッチがオンされるようにしてもよい。
【００１２】
上記レベルシフターは，上記制御部の出力電圧によって所定波長の光を発光する発光ダイオードと，該発光ダイオードから発光される光によってオンされるフォトトランジスタと，該フォトトランジスタのエミッタに連結された抵抗と，で構成されていてもよい。
【００１３】
また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，複数のセルが直列および並列で連結されてなり，充放電される第１バンクと，複数のセルが直列および並列で連結されてなり，該第１バンクと直列で連結されて充放電される第２バンクと，該第１バンクの充放電電圧および電流を感知して，充放電異常時，所定電圧を出力する第１制御部と，該第２バンクの充放電電圧および電流を感知して，充放電異常時，所定電圧を出力する第２制御部と，該第２制御部の出力電圧を該第１制御部の出力電圧と同一になるように変換するレベルシフターと，該第１制御部または該レベルシフターの出力電圧によってオンまたはオフされる第１スイッチと，該第１バンクおよび該第２バンクを充放電させる大電流ラインに設けられ，該第１スイッチによってオンまたはオフされることにより，該第１バンクおよび該第２バンクの充放電状態を停止させることができる第２スイッチと，を備えることを特徴とする，二次電池パック用保護回路が提供される。
【００１４】
上記第１バンクおよび上記第２バンクは，それぞれ４個のセルが直列で連結されるとともに，互いに並列で連結されていてもよい。
【００１５】
上記直列で連結された上記第１バンクと上記第２バンクの総充放電電圧は，上記第１バンクの充放電電圧のおよそ２倍であるようにしてもよい。
【００１６】
上記第１バンクの充放電電圧は，上記第２バンクの充放電電圧と合わせられて第１制御部に出力されるようにしてもよい。
【００１７】
上記第１制御部の出力電圧は，上記第２制御部の出力電圧のおよそ２倍であるようにしてもよい。
【００１８】
上記レベルシフターはフォトカプラーであってもよい。
【００１９】
上記レベルシフターは，上記第２制御部の出力電圧によって所定波長の光を発光する発光ダイオードと，該発光ダイオードから発光される光によってオンされるフォトトランジスタと，該フォトトランジスタのエミッタに連結される抵抗と，で構成されていてもよい。
【００２０】
上記フォトトランジスタのコレクタには，上記第１制御部から出力する電圧と同一電圧が印加され，該抵抗の後端には，上記第２制御部から出力する電圧と同一電圧が印加され，上記フォトトランジスタのエミッタと抵抗との間に出力端を形成することにより，該出力端を介して上記第１制御部から出力する電圧と同一の電圧にレベルシフトされた電圧が出力されるようにしてもよい。
【００２１】
上記第１制御部の出力端と上記レベルシフターの出力端には，２つの入力端を有する論理和素子（ＯＲ  ｇａｔｅ）がされに連結され，該論理和素子の出力端は上記第１スイッチに連結されることにより，該論理和素子の少なくとも一入力端に入力が印加される場合，出力端を介して第１スイッチがオンされるようにしてもよい。
【００２２】
上記第１スイッチは電界効果トランジスタであってもよい。
【００２３】
上記第２スイッチは，上記第１スイッチによってオンまたはオフされる電界効果トランジスタであってもよい。
【００２４】
上記第２スイッチは，上記第１スイッチによって切れるヒューズであってもよい。
【００２５】
上記第２スイッチは，上記第１スイッチによって動作する発熱用抵抗と，該発熱用抵抗の動作によって切れるヒューズとを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように，本発明によれば，それぞれのバンクから充放電状態を感知して処理するそれぞれの制御部が，たとえ互いに違った電圧を出力したとしても，いずれ一方の制御部から出力される電圧を他方の制御部から出力される電圧と同一になるように出力を変更することにより，回路構成要素数の増加を最大限抑制しながらも，それぞれのバンクを充放電異常の状態から充分に保護することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態による二次電池パック用保護回路のブロック図を示し，図２は本発明の一実施形態による二次電池パック用保護回路におけるレベルシフターの回路図を示す。
【００２９】
図１および図２に示したように，本実施形態による二次電池パック用保護回路１００は，充放電可能な第１バンク１１０，充放電可能な第２バンク１２０，第１バンク１１０の充放電状態を感知して所定電圧を出力する第１制御部１３０，第２バンク１２０の充放電状態を感知して所定電圧を出力する第２制御部１４０，第２制御部１４０の出力電圧を変更して出力するレベルシフター１５０，第１制御部１３０およびレベルシフター１５０の出力電圧によって所定電圧を出力する論理和素子１６０，論理和素子１６０によって制御される第１スイッチ１７０，および第１スイッチ１７０により制御されることにより，第１バンク１１０および第２バンク１２０の充放電状態をオンまたはオフさせることができる第２スイッチ１８０を含む。
【００３０】
第１バンク１１０は充放電可能な二次電池であり，これは複数のセル１１１が直列および並列で連結されてなる。例えば，第１バンク１１０は四つのセル１１１が直列で連結され，さらに直列で連結された二組の四つのセルが，並列で連結された４Ｓ１Ｐ（４直列１並列）形態であってもよい。かかる４Ｓ１Ｐ形態の場合，１つのセル１１１がおよそ４Ｖ前後の充放電電圧を有するので，第１バンク１１０全体としては，およそ１６Ｖ前後の充放電電圧を有する。
【００３１】
第２バンク１２０は，第１バンク１１０と同様に，充放電可能な二次電池である。すなわち，第２バンク１２０は，複数のセル１２１が直列および並列で連結されている。例えば，第２バンク１２０は四つのセル１２１が直列で連結され，さらに直列で連結された，二組の四つのセルが並列で連結された４Ｓ１Ｐ形態であり得る。このような４Ｓ１Ｐ形態の場合，第２バンク１２０の充放電電圧はおよそ１６Ｖ前後になることができる。また，第２バンク１２０は，第１バンク１１０と直列で連結されている。よって，第１バンク１１０と第２バンク１２０を合わせた充放電電圧はおよそ３２Ｖ前後になる。
【００３２】
第１制御部１３０は，第１バンク１１０の充放電電圧および電流を感知して，充放電異常時（すなわち，過充電または過放電の時）に所定電圧を出力する。もちろん，図１に示していないが，第１バンク１１０の充放電電圧および電流を感知するために，別途のセンサー（例えば，センサーレジスター）が回路に加えられることは当然である。ここで，該センサーは従来一般的に知られた技術であるので，ここでその構成および作用の説明は省略する。また，第１バンク１１０は第２バンク１２０と直列で連結されているため，第１制御部１３０は，実際には第１バンク１１０および第２バンク１２０の総電圧を感知する。よって，第１制御部１３０の出力電圧も第１バンク１１０および第２バンク１２０の総電圧となる。つまり，第１制御部１３０からおよそ３２Ｖ前後の電圧が出力される。このような第１制御部１３０は，通常の集積回路であるマイクロコンピューターチップまたは論理回路チップ形態に具現することができるが，ここで，その種類および具現形態を限定するものではない。
【００３３】
第２制御部１４０は，第２バンク１２０の充放電電圧および電流を感知して，充放電異常時（すなわち，過充電または過放電の時）に所定電圧を出力する。もちろん，図１および図２に示していないが，第２バンク１２０の充放電電圧および電流を感知するために，別途のセンサー（例えば，センサーレジスター）が回路に加えられることは当然である。ここで，該センサーは従来一般的に知られた技術であるので，ここでその構成および作用の説明は省略する。ここで，第２制御部１４０は第２バンク１２０のみの電圧を感知するので，第２制御部１４０の出力電圧も第２バンク１２０の電圧となる。つまり，第２制御部１４０からおよそ１６Ｖ前後の電圧が出力される。このような第２制御部１４０は通常の集積回路であるマイクロコンピューターチップまたは論理回路チップ形態に具現できるが，ここで，その種類および具現形態を限定するものではない。
【００３４】
レベルシフター１５０は，第２制御部１４０の出力電圧を第１制御部１３０の出力電圧までシフト（すなわち，電圧上昇）させて出力する役目をする。このようなレベルシフター１５０は，図２に示すように，フォトカプラー１５１を用いることができるが，このような構成が本実施形態を限定するものではない。すなわち，フォトカプラー１５１のほかに複数のトランジスタなどを用いた多様なレベルシフト回路を構成してもよい。
【００３５】
例えば，レベルシフター１５０は，発光ダイオード１５２，フォトトランジスタ１５３およびロード抵抗１５４で構成されていてもよい。すなわち，第２制御部１４０の出力端に発光ダイオード１５２が連結され，発光ダイオード１５２から発光される光によってオンされるように，フォトトランジスタ１５３が発光ダイオード１５２に相隣接して配置されていてもよい。
【００３６】
フォトトランジスタ１５３とロード抵抗１５４との間には出力端が結合されていてもよく，この出力端は論理和素子１６０の一入力端として用いてもよい。また，フォトトランジスタ１５３のコレクタには，第１制御部の出力電圧と同じ大きさを有するＶｃｃ電圧（例えば，３２Ｖ）が印加され，ロード抵抗１５４の該出力端と反対側の端には，第２制御部の出力電圧と同じ大きさを有するＶｅｅ電圧（例えば，１６Ｖ）を印加されるようにしてもよい。このようなレベルシフター１５０は，例えば第２制御部１４０から１６Ｖの電圧が印加されれば，これを３２Ｖに変更して論理和素子１６０に出力する。よって，論理和素子１６０は，第１制御部１３０，第２制御部１４０がそれぞれ相異したレベルの電圧を出力しても，すべて同一レベルの信号として処理することができることになる。
【００３７】
論理和素子１６０の入力端は，第１制御部１３０の出力端とレベルシフター１５０の出力端にそれぞれ連結されている。よって，論理和素子１６０の入力端に第１制御部１３０の出力信号またはレベルシフター１５０の出力信号のいずれか一つでも入力されれば，論理和素子１６０は所定信号を出力することになる。ここで，論理和素子１６０は，通常，第１制御部１３０の出力電圧をハイ状態と認識するように設計することができる。すなわち，本実施形態においては，第１制御部１３０の出力電圧である３２Ｖの電圧をハイ状態と認識することができる。しかし，第２制御部１４０の出力電圧は１６Ｖであるので，この信号を直接前記論理和素子１６０に入力すると，これをハイ信号と認識しないこともある。したがって，本実施形態は，第２制御部１４０の出力電圧が１６Ｖであったとしても，第２制御部１４０の出力電圧を，レベルシフター１５０を用いて３２Ｖに上昇させて論理和素子１６０に入力させることにより，たとえ第１制御部１３０，第２制御部１４０の出力電圧が異なったとしても，一つの論理和素子１６０でこれを共に入力電圧として用いることができることになる。
【００３８】
本実施形態では第１制御部１３０の出力電圧をハイ状態になるように論理和素子１６０を構成したが，もちろん，その反対の構成も可能である。すなわち，第２制御部１４０の出力電圧１６Ｖがハイ状態となるようにして，第１制御部１３０の出力電圧３２Ｖをレベルシフト（つまり，電圧下降）させて第２制御部１４０の出力電圧１６Ｖと同一になるようにして，論理和素子１６０の入力信号として用いてもよい。
【００３９】
第１スイッチ１７０は，論理和素子１６０の出力端に連結されて，オンまたはオフが可能になっている。論理和素子１６０が所定電圧を出力すると，第１スイッチ１７０はオンされる。もちろん，論理和素子１６０が所定電圧を出力しなければ，第１スイッチ１７０はオフ状態を維持する。例えば，第１スイッチ１７０は，図３および図４に示したように，Ｎチャンネル型電界効果型トランジスタＦＥＴ１であってもよい。すなわち，電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートを論理和素子１６０の出力端に連結したものであってもよい。したがって，論理和素子１６０がハイ状態を出力すると，第１スイッチ１７０はオンされ，論理和素子１６０がロー状態を出力すると，第１スイッチ１７０はオフされる。
【００４０】
第２スイッチ１８０は，第１バンク１１０および第２バンク１２０を充放電させる大電流ラインＣＬに直接連結されている。また，第２スイッチ１８０は，第１スイッチ１７０と反対に作用する。すなわち，第１スイッチ１７０がオンされると，第２スイッチ１８０はオフされ，第１スイッチ１７０がオフされると，第２スイッチ１８０はオンされる。
【００４１】
このような第２スイッチ１８０は，図３に示したように，Ｎチャンネル型電界効果トランジスタＦＥＴ２であってもよい。もちろん，このような第２スイッチ１８０がオフされると，第１バンク１１０，第２バンク１２０の充放電動作が停止される。ここで，第２スイッチ１８０として用いた電界効果トランジスタＦＥＴ２は，大電流に充分に耐えることができる程度のものを選択することができる。
【００４２】
また，第２スイッチ１８０は，図４に示したように，熱により溶融するヒューズ１８１であってもよい。すなわち，第１スイッチ１７０と大電流ラインＣＬとの間には発熱用抵抗１８２が形成され，その発熱用抵抗１８２とともにヒューズ１８１を設けてもよい。したがって，第１スイッチ１７０がオンされると，発熱用抵抗１８２を介して電流が流れることになり，よって，発熱用抵抗１８２が高温を発し，結局ヒューズ１８１が切れることになる。もちろん，このようなヒューズ１８１の融断によって第１バンク１１０，第２バンク１２０の充放電動作が停止される。
【００４３】
以上の説明において，本実施形態ではバンクの数を２つに限定して説明したが，このようなバンクは２つ以上となることもできることは当然である。もちろん，このようなバンク数の増加によって制御部およびレベルシフターの数も増加することができる。すなわち，バンクおよび制御部の数がｎ個（ｎは任意の２以上の整数）であれば，レベルシフターの数はｎ−１個となる。
【００４４】
図１，図３及び図４において，未説明の符号Ｐ＋およびＰ−は充電端子または放電端子である。
【００４５】
上記のような構成を有する，本実施形態による二次電池パック用保護回路１００の動作を説明すると，次の通りである。
【００４６】
まず，第１制御部１３０は，センサーレジスター（図示せず）などを用いて第１バンク１１０の充放電電圧を感知する。この感知の結果，充電電圧または電流が基準値より大きいか，または放電電圧または電流が基準値より小さい場合，第１制御部１３０は論理和素子１６０に所定電圧を出力することになる。例えば，第１バンク１１０は第２バンク１２０と直列連結されているので，これを感知して制御処理する第１制御部１３０は，およそ３２Ｖの電圧を論理和素子１６０に出力する。
【００４７】
すると，論理和素子１６０は，２つの入力端のいずれか一方にだけ入力があれば所定信号を出力する素子であるので，第１制御部１３０が論理和素子１６０に所定電圧を出力すると，論理和素子１６０は第１スイッチ１７０に所定信号を出力することになる。ここで，論理和素子１６０はおよそ３２Ｖの出力電圧をハイと認識するように設計されている。
【００４８】
上記のような論理和素子１６０の出力信号によって，第１スイッチ１７０はオンされる。すなわち，第１スイッチ１７０がＮチャンネル型電界効果型トランジスタＦＥＴ１の場合，ゲートに所定電圧が印加されることにより，ドレインからソース側に所定電流が流れることになる。
【００４９】
このように，第１スイッチ１７０がオンされると，大電流ラインＣＬに設けられた第２スイッチ１８０がオフされる。すなわち，第１バンク１１０，第２バンク１２０の充放電動作が停止される。例えば，第２スイッチ１８０がＮチャンネル型電界効果型トランジスタＦＥＴ２の場合，ゲートがロー状態になることにより，ドレインからソース側に，またはその反対方向に流れる電流が遮断される。
【００５０】
また，第２スイッチ１８０が，ヒューズ１８１および発熱用抵抗１８２で構成されている場合にも，第１スイッチ１７０の作動によって充放電が停止される。すなわち，第１スイッチ１７０がオンされると，発熱用抵抗１８２を介して電流が流れることになり，よって発熱用抵抗１８２が高温を発し，結局ヒューズ１８１が切れることになる。
【００５１】
一方，第２制御部１４０は，センサートランジスタ（図示せず）などを用いて第２バンク１２０の充放電電圧を感知する。この感知の結果，充電電圧または放電電圧が基準値より大きいか，または放電電圧または電流が基準値より小さい場合，第２制御部１４０はレベルシフター１５０に所定電圧を出力することになる。例えば，第２バンク１２０はおよそ１６Ｖ前後の充放電電圧を有するので，これを感知して処理する第２制御部１４０もおよそ１６Ｖ前後の電圧をレベルシフター１５０に出力する。
【００５２】
すると，レベルシフター１５０は，第２制御部１４０からのおよそ１６Ｖの出力電圧を，第１制御部の出力電圧であるおよそ３２Ｖにシフトさせて，論理和素子１６０の入力端子に出力する。例えば，フォトトランジスタ１５３のコレクタ側に第１制御部の出力電圧であるおよそ３２Ｖが印加され，エミッタ側には，ロード抵抗１５４を介して第２制御部１４０の出力電圧であるおよそ１６Ｖが印加された状態であれば，フォトトランジスタ１５３が作動すると，フォトトランジスタ１５３のエミッタとロード抵抗１５４との間にはおよそ３２Ｖの電圧が印加される。したがって，このようなフォトトランジスタ１５３のエミッタとロード抵抗１５４との間に印加されたおよそ３２Ｖの電圧が，論理和素子１６０に入力される。
【００５３】
したがって，論理和素子１６０においては，第１制御部１３０と同様に，いずれか一入力端におよそ３２Ｖの出力電圧が印加され，これをハイ信号と認識して所定信号を出力することになる。
【００５４】
上記のような論理和素子１６０の出力信号によって，第１スイッチ１７０はオンされる。すなわち，第１スイッチ１７０が電界効果型トランジスタＦＥＴ１の場合，ゲートに論理和素子１６０から所定電圧が印加されることにより，ドレインからソース側へ所定電流が流れることになる。
【００５５】
このように，第１スイッチ１７０がオンされると，大電流ラインに設けられた第２スイッチ１８０がオフされる。すなわち，第１バンク１１０，第２バンク１２０の充放電動作が停止される。例えば，第２スイッチ１８０がＮチャンネル型電界効果型トランジスタの場合，ゲートがロー状態となることにより，ドレインからソース側に，またはその反対方向に流れる電流が遮断される。
【００５６】
また，第２スイッチ１８０がヒューズ１８１および発熱用抵抗１８２で構成されている場合にも，第１スイッチ１７０の作動によって充放電が停止される。すなわち，第１スイッチ１７０がオンされると，発熱用抵抗１８２を介して電流が流れることになり，よって発熱用抵抗１８２が高温を発し，結局ヒューズ１８１が切れることになる。
【００５７】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は，各バンクの充放電電圧を感知して制御処理する各制御部の出力電圧がみんな同一レベルになるようにすることにより，回路構成を簡単にしながらも各バンクの安全性は低下させない二次電池パック用保護回路に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態による二次電池パック用保護回路を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による二次電池パック用保護回路のレベルシフターを具体化して示す説明図である。
【図３】本発明のほかの実施形態による二次電池パック用保護回路を示すブロック図である。
【図４】本発明のさらにほかの実施形態による二次電池パック用保護回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１００    二次電池パック用保護回路
１１０    第１バンク
１１１    セル
１２０    第２バンク
１２１    セル
１３０    第１制御部
１４０    第２制御部
１５０    レベルシフター
１５１    フォトカプラー
１５２    ダイオード
１５３    フォトトランジスタ
１５４    ロード抵抗
１６０    論理和素子
１７０    第１スイッチ
１８０    第２スイッチ
【図１】
2006081390.tif 000003
【図２】
2006081390.tif 000004
【図３】
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【図４】
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