(57)【要約】【課題】バッテリと電源端子または接地端子の接続が外れたことを検出可能なバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置を提供する。【解決手段】電源端子と中間端子の間や中間端子と中間端子の間に電圧検出回路を設け、例えばバッテリ２１と電源端子１１の接続が外れた場合に、電源端子１１を定電流回路１５により第二中間端子１３の電圧にプルダウンし、電圧検出回路３４により検出するように構成した。【選択図】図１
2011097772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続された複数のバッテリの状態を監視し、前記複数のバッテリの充放電を制御するバッテリ状態監視回路であって、
前記複数のバッテリに対応して設けられた複数の接続端子と、
前記複数のバッテリに対応して設けられ、対応したバッテリが接続される接続端子間の電圧をモニタし、過充電状態を検出する過充電検出回路と、
前記複数の接続端子のうち、一の接続端子と、前記一の接続端子と隣接する接続端子以外の他の接続端子の間に接続され、前記バッテリが前記一の接続端子と外れたときに、前記一の接続端子の電圧を前記他の接続端子の電圧にする電流回路と、
前記複数のバッテリに対応して設けられ、対応したバッテリが接続される接続端子間の電圧をモニタし、前記バッテリが前記接続端子と外れたことを検出する電圧検出回路と、
前記過充電検出回路と前記電圧検出回路の信号を受けて、前記複数のバッテリの充放電を制御する信号を出力する制御回路と、
を備えることを特徴とするバッテリ状態監視回路。
【請求項２】
前記電流回路が抵抗回路であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ状態監視回路。
【請求項３】
外部電源端子と外部接地端子の間に直列に接続された、複数のバッテリと、充電制御トランジスタ及び放電制御トランジスタと、
前記複数のバッテリの電圧をモニタし、前記複数のバッテリの充放電を制御する請求項１または２に記載のバッテリ状態監視回路と、
を備える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、バッテリの状態を監視するバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置について説明する。図２は、従来のバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置を示す図である。
【０００３】
バッテリ状態監視回路１０は、バッテリ装置の内部にある電池２１〜２３の電圧をモニタしている。２つ以上の電池が接続された場合において、定電流回路１５及び１６が設けられており、バッテリが接続端子から外れたことを検出する。例えば、端子１２の接続が外れると、定電流回路１６により端子１２の電圧は端子１４の電圧となる。従って、電源端子１１と中間端子１２の電圧差は、バッテリ２１の過充電電圧を上回るので、過充電検出回路２４が過充電を検出して、検出信号を出力する。制御回路２０は検出信号を受けて、充電制御トランジスタ２７をオフさせて充電を停止する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５８１４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１によって開示された技術では、電源端子１１または接地端子１４の接続が外れた場合は、充電を停止することが出来ない。電源端子１１の接続が外れた場合は、定電流回路１５によって中間端子１３の電圧になる。従って、過充電検出回路２４は過充電を検出しないので、充電を停止することはできない。接地端子１４の接続が外れた場合は、定電流回路１６によって中間端子１２の電圧になる。従って、過充電検出回路２６は過充電を検出しないので、充電を停止することはできない。
【０００６】
また、バッテリ２１〜２３の電圧の合計が過充電電圧に満たない場合は、中間端子１２または１３の接続が外れても、過充電検出回路２４または２６は過充電を検出しないので、充電を停止することはできない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、バッテリ電圧に関係なく、どの端子の接続が外れた場合でも、充電または放電またはその両方を停止することができる、バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、直列に接続された複数のバッテリの状態を監視し、複数のバッテリの充放電を制御するバッテリ状態監視回路であって、複数のバッテリに対応して設けられた複数の接続端子と、複数のバッテリに対応して設けられ、対応したバッテリが接続される接続端子間の電圧をモニタし、過充電状態を検出する過充電検出回路と、  複数の接続端子のうち、一の接続端子と、一の接続端子と隣接する接続端子以外の他の接続端子の間に接続され、バッテリが一の接続端子と外れたときに、一の接続端子の電圧を他の接続端子の電圧にする電流回路と、複数のバッテリに対応して設けられ、対応したバッテリが接続される接続端子間の電圧をモニタし、バッテリが接続端子と外れたことを検出する電圧検出回路と、過充電検出回路と電圧検出回路の信号を受けて、複数のバッテリの充放電を制御する信号を出力する制御回路と、を備えることを特徴とするバッテリ状態監視回路、を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、電源端子と中間端子の間や中間端子と中間端子の間に電圧検出回路を設けることでバッテリとバッテリ状態監視回路の電源端子や接地端子が外れた場合や、バッテリ電圧の合計が過充電電圧に満たない電圧の場合において、充電制御または放電制御を行うことができ、バッテリの安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置を示す図である。
【図２】電圧検出回路の一例を示す回路図である。
【図３】従来のバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
まず、バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置の構成について説明する。図１は、本発明のバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置を示す図である。
【００１３】
バッテリ装置は、バッテリ２１〜２３と、バッテリ監視回路１０と、充電制御トランジスタ２７と、放電制御トランジスタ２８と、抵抗３７及び３８とを備える。バッテリ状態監視回路１０は、電源端子１１と、第一中間端子１２と、第二中間端子１３と、接地端子１４と、第一定電流回路１５と、第二定電流回路１６と、電圧検出回路３３〜３５と、電圧分割回路１７〜１９と、過充電検出回路２４〜２６と、制御回路２０と、充電制御端子３２と、放電制御端子３３とを備える。
【００１４】
バッテリ２１は電源端子１１と第一中間端子１２との間に設けられる。バッテリ２２は第一中間端子１２と第二中間端子１３との間に設けられる。また、バッテリ２３は第二中間端子１３と接地端子１４との間に設けられる。充電制御トランジスタ２７のゲートは充電制御端子３２に接続し、ソース及びバックゲートは外部接地端子３０に接続し、ドレインは放電制御トランジスタ２８のドレインに接続する。抵抗３７は充電制御トランジスタ２７のゲートとソース及びバックゲートとの間に設けられる。放電制御トランジスタ２８のゲートは放電制御端子３３に接続し、ソース及びバックゲートはバッテリ２３の接地端子に接続し、ドレインは充電制御トランジスタ２７のドレインに接続する。抵抗３８は放電制御トランジスタ２８のゲートとソース及びバックゲートとの間に設けられる。充電器２９は、外部電源端子３１と外部接地端子３０との間に接続される。
【００１５】
電圧検出回路３３〜３５は、例えば図２のように、ヒステリシスコンパレータ５で構成される。ヒステリシスコンパレータ５は、電源端子Ｖｄｄを電源端子１１と接続し、接地端子Ｖｓｓを接地端子１４と接続する。電圧検出回路３３のヒステリシスコンパレータ５は、反転入力端子１を電源端子１１に接続し、非反転入力端子２を第一中間端子１２に接続し、出力端子３をＶＯ１端子に接続する。電圧検出回路３４のヒステリシスコンパレータ５は、反転入力端子１を第一中間端子１２に接続し、非反転入力端子２を第二中間端子１３に接続し、出力端子３はＶＯ２端子に接続する。電圧検出回路３５のヒステリシスコンパレータ５は、反転入力端子１を第二中間端子１３に接続し、非反転入力端子２を接地端子１４に接続し、出力端子３はＶＯ３端子に接続する。
【００１６】
充電制御トランジスタ２７は、バッテリ２１〜２３の充電を制御する。放電制御トランジスタ２８は、バッテリ２１〜２３の放電を制御する。電圧分割回路１７は、バッテリ２１の電圧を分割する。電圧分割回路１８は、バッテリ２２の電圧を分割する。電圧分割回路１９は、バッテリ２３の電圧を分割する。過充電検出回路２４は、電圧分割回路１７から出る電圧をモニタしていて、バッテリ２１の過充電状態を検出する。過充電検出回路２５は、電圧分割回路１８から出る電圧をモニタしていて、バッテリ２２の過充電状態を検出する。過充電検出回路２６は、電圧分割回路１９から出る電圧をモニタしていて、バッテリ２３の過充電状態を検出する。第一定電流回路１５は、電源端子１１が外れた場合に第二中間端子１３の電圧にプルダウンし、第二中間端子１３が外れた場合に電源端子１１の電圧にプルアップする。第二定電流回路１６は、第一中間端子１２が外れた場合に接地端子１４の電圧にプルダウンし、接地端子１４が外れた場合に第一中間端子１２の電圧にプルアップする。制御回路２０は、過充電検出回路２４〜２６の検出信号を受け取り、充電制御トランジスタ２７をオフするための信号を充電制御端子３２に出力する。また、電圧検出回路３４〜３６の検出信号を受け取り、放電制御トランジスタ２８をオフするための信号を充電制御端子３３に出力し、充電制御トランジスタ２７をオフするための信号を充電制御端子３２に出力する。
【００１７】
次に、バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置の動作について説明する。
【００１８】
充電器２９がバッテリ装置に接続し、バッテリ２１〜２３が充電される。過充電検出回路２４は、電圧分割回路１７を介してバッテリ２１の電圧をモニタする。バッテリ２１の電圧が過充電電圧よりも低い間は、過充電検出回路２４は充電制御トランジスタ２７をオンするための信号を制御回路２０に出力している。同様に、過充電検出回路２５は電圧分割回路１８を介してバッテリ２２の電圧をモニタし、過充電検出回路２６は電圧分割回路１９を介してバッテリ２３の電圧をモニタする。制御回路２０は、過充電検出回路２４〜２６が通常状態を検出していると、ハイレベルの電圧を充電制御端子３２に出力して、充電制御トランジスタをオンする。従って、バッテリ２１〜２３は充電器２９による充電が継続される。
【００１９】
以下に、上述の様な充電状態で、バッテリと接続端子が外れた場合の検出動作について説明する。
【００２０】
電源端子１１とバッテリの接続が外れた場合は、電源端子１１は第一定電流回路１５により第二中間端子１３の電圧にプルダウンされる。このとき、バッテリ監視回路１０の内部の電圧検出回路３４〜３６と、過充電検出回路２４〜２６と、制御回路２０はバッテリ２３の電圧で動作を行う。電圧分割回路１７が出力する電源端子１１と第一中間端子１２間の電圧の分割電圧は過充電電圧未満なので、過充電検出回路２４は検出信号を出力しない。このとき、電圧検出回路３４のヒステリシスコンパレータ５の反転入力端子１の電圧は第二中間端子１３の電圧になり、第一中間端子１２の電圧からヒステリシス電圧分下回ると、電圧検出回路３４が検知して検出信号を制御回路２０に出力する。制御回路２０は、ハイインピーダンスの信号を充電制御端子３２に出力する。充電制御端子３２の電圧は抵抗３７のプルダウン機能によって充電制御トランジスタ２７のソース及びバックゲートの電圧と近づき、充電制御トランジスタ２７の閾値電圧を下回るとオフする。従って、バッテリ２１〜２３は充電器２９による充電が停止される。このとき同時に放電制御トランジスタ２８をオフして、放電を停止しても良い。
【００２１】
第一中間端子１２とバッテリの接続が外れた場合は、第一中間端子１２は第二定電流回路１６により接地端子１４の電圧にプルダウンされる。このとき、バッテリ監視回路１０の内部の電圧検出回路３４〜３６と、過充電検出回路２４〜２６と、制御回路２０はバッテリ２１〜２３の電圧で動作を行う。電圧分割回路１７が出力する電源端子１１と第一中間端子１２間の電圧の分割電圧が、過充電電圧以上あれば過充電検出回路２４は検出信号を出力し、過充電電圧未満であれば過充電検出回路２４は検出信号を出力しない。このとき、電圧検出回路３５のヒステリシスコンパレータ５の反転入力端子１の電圧は接地端子１４の電圧になり、第二中間端子１３の電圧からヒステリシス電圧分下回ると、電圧検出回路３５が検知して検出信号を制御回路２０に出力する。制御回路２０はハイインピーダンスの信号を充電制御端子３２に出力する。同様に、バッテリ２１〜２３は充電器２９による充電が停止される。このとき同時に放電制御トランジスタ２８をオフして、放電を停止しても良い。
【００２２】
第二中間端子１３とバッテリの接続が外れた場合は、第二中間端子１３は第一定電流回路１５により電源端子１１の電圧にプルアップされる。このとき、バッテリ監視回路１０の内部の電圧検出回路３４〜３６と、過充電検出回路２４〜２６と、制御回路２０はバッテリ２１〜２３の電圧で動作を行う。電圧分割回路１９が出力する第二中間端子１３と接地端子１４間の電圧の分割電圧が、過充電電圧以上あれば過充電検出回路２６は検出信号を出力し、過充電電圧未満であれば過充電検出回路２６は検出信号を出力しない。このとき、電圧検出回路３５のヒステリシスコンパレータ５の非反転入力端子２の電圧は電源端子１１の電圧になり、第一中間端子１２の電圧からヒステリシス電圧分上回ると、電圧検出回路３５が検知して検出信号を制御回路２０に出力する。制御回路２０はハイインピーダンスの信号を充電制御端子３２に出力する。同様に、バッテリ２１〜２３は充電器２９による充電が停止される。このとき同時に放電制御トランジスタ２８をオフして、放電を停止しても良い。
【００２３】
接地端子１４とバッテリの接続が外れた場合は、接地端子１４は第二定電流回路１６により第一中間端子１２の電圧にプルアップされる。このとき、バッテリ監視回路１０の内部の電圧検出回路３４〜３６と、過充電検出回路２４〜２６と、制御回路２０はバッテリ２１の電圧で動作を行う。電圧分割回路１９が出力する第二中間端子１３と接地端子１４間の電圧の分割電圧は過充電電圧未満なので、過充電検出回路２６は検出信号を出力しない。このとき、電圧検出回路３６のヒステリシスコンパレータ５の非反転入力端子２の電圧は第一中間端子１２の電圧になり、第二中間端子１３の電圧からヒステリシスコンパレータ５のヒステリシス電圧分下回ると、電圧検出回路３６が検知して検出信号を制御回路２０に出力する。制御回路２０はハイインピーダンスの信号を充電制御端子３２に出力する。充電制御端子３２の電圧は抵抗３７のプルダウン機能によって充電制御トランジスタ２７のソース及びバックゲートの電圧と近づき、充電制御トランジスタ２７の閾値電圧を下回るとオフする。よって充電器２９による充電が停止する。以上のようにすると、バッテリ監視回路１０はバッテリ２１の電圧で動作を行っているが、充電制御トランジスタ２７をオフすることが出来る。
【００２４】
以上説明したように、バッテリ状態監視回路１０において、バッテリと接続端子間に電圧検出回路３４〜３６を設けたので、バッテリ２１と電源端子１１、バッテリ２３と接地端子１４が外れた場合や、バッテリ２１〜２３の電圧の合計が過充電電圧に満たない電圧である場合において、充電停止または放電停止を行うことができ、バッテリの安全性を高めることができる。
【００２５】
なお、本実施携帯では、バッテリを３つとして説明したが、２つ以上の電池を備えたバッテリ装置であれば、同様の効果が得られる。
【００２６】
また、第一定電流回路１５及び第二定電流回路１６は抵抗回路であってもよい。
【符号の説明】
【００２７】
５  ヒステリシスコンパレータ
１０  バッテリ状態監視回路
１１  電源端子
１２  第一中間端子
１３  第二中間端子
１４  接地端子
１５  第一定電流回路
１６  第二定電流回路
１７〜１９  電圧分割回路
２０  制御回路
２１〜２３  バッテリ
２４〜２６  過充電検出回路
２７  充電制御トランジスタ
２８  放電制御トランジスタ
２９  充電器
３０  外部接地端子
３１  外部電源端子
３２  充電制御端子
３３  放電制御端子
３４〜３６  電圧検出回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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