(57)【要約】【課題】本発明は、電池充電保護回路に関する。【解決手段】電池充電保護回路は、電池の温度を検出し、前記温度を対応する電圧信号に変換してから出力する温度検出モジュールと、電圧信号が基準電圧範囲の比較結果に基づいて第一制御信号を出力する充電制御モジュールと、温度検出モジュールから獲得した電圧信号の電圧値を含む電圧範囲を判断し、且つ判断結果に基づいて対応する第二制御信号を出力する処理モジュールと、第一制御信号及び第二制御信号を識別して同じタイプの信号に変換してから比較し、第一制御信号及び第二制御信号が全て充電信号又は充電停止信号を含む場合、第二制御信号によって電池に充電するか又は充電を停止し、第一制御信号及び第二制御信号の中の一方が充電信号を含み、他方が充電停止信号を含む場合、第一制御信号によって電池に充電するか又は充電を停止する分析モジュールと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の温度を検出し、前記温度を対応する電圧信号に変換してから出力する温度検出モジュールと、
前記温度検出モジュールに接続されて前記電圧信号を獲得し、且つ前記電圧信号と基準電圧範囲の比較結果に基づいて第一制御信号を出力し、前記第一制御信号は、充電信号又は充電停止信号である充電制御モジュールと、
前記温度検出モジュールに接続され、前記温度検出モジュールから獲得した電圧信号の電圧値を含む電圧範囲を判断し、且つ前記判断結果に基づいて対応する第二制御信号を出力し、前記第二制御信号は、少なくとも充電信号又は充電停止信号を含む処理モジュールと、
前記第一制御信号及び前記第二制御信号を識別して同じタイプの信号に変換してから比較し、前記第一制御信号及び前記第二制御信号が全て充電信号又は充電停止信号を含む場合、前記第二制御信号によって電池に充電するか又は充電を停止し、前記第一制御信号及び前記第二制御信号の中の一方が充電信号を含み、他方が充電停止信号を含む場合、前記第一制御信号によって電池に充電するか又は充電を停止する分析モジュールと、
を備えることを特徴とする電池充電保護回路。
【請求項２】
前記充電制御モジュールの中には、コンパレータ回路が設置され、前記電圧信号が前記基準電圧範囲の上限値及び下限値と比較し、前記電圧信号が前記基準電圧範囲にある場合、前記第一制御信号は充電信号であり、前記電圧信号が前記基準電圧範囲にない場合、前記第一制御信号は充電停止信号であることを特徴とする請求項１に記載の電池充電保護回路。
【請求項３】
前記処理モジュールには、複数の電圧範囲が予め設定され、前記第二制御信号は、前記複数の電圧範囲に対応し、前記処理モジュールは、前記電圧信号の電圧値を含む電圧範囲を判断し、且つ前記判断結果に基づいて対応する第二制御信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の電池充電保護回路。
【請求項４】
前記温度検出モジュールは、サーミスター及び前記サーミスターに直列する定抵抗を備え、前記サーミスターの抵抗値は温度に従って変化し、前記サーミスターの一端が接地され、他端が前記定抵抗に接続され、前記定抵抗の他端が前記充電制御モジュールと前記処理モジュールに接続されるとともに調整抵抗によって基準電圧端に接続され、前記電圧信号は、サーミスターと前記定抵抗との電圧の合計であることを特徴とする請求項３に記載の電池充電保護回路。
【請求項５】
前記分析モジュールは、識別ユニットと、比較ユニットと、実行ユニットと、を備え、前記識別ユニットは、前記第一制御信号及び前記第二制御信号に対応する識別子が予め格納され、前記識別ユニットが前記第一制御信号及び前記第二制御信号を獲得する場合、前記第一制御信号及び前記第二制御信号は、それぞれ予め格納された識別子に比較し且つ対応する識別子を出力し、前記比較ユニットは、前記第一制御信号及び前記第二制御信号を比較し、且つ前記第一制御信号及び前記第二制御信号が全て充電信号又は充電停止信号を含むかどうかを判断し、前記実行ユニットは、前記第一制御信号及び前記第二制御信号が充電信号又は充電停止信号を含む場合、前記第二制御信号によって前記電池に充電するか又は充電を停止し、前記第一制御信号及び前記第二制御信号の中において、一方が充電信号を含み、他方が充電停止信号含む場合、前記第一制御信号によって前記電池に充電するか又は充電を停止することを特徴とする請求項１に記載の電池充電保護回路。
【請求項６】
前記分析モジュールは、前記充電制御モジュールに集成され、集成された充電制御モジュールは、検出端と、基準電圧入力端と、充電電圧出力端と、を備え、前記検出端は、前記温度検出モジュールに接続され、前記基準電圧入力端は、前記基準電圧端に接続され、前記充電電圧入力端は、第二外部電源に接続され、前記第二外部電源は、前記実行ユニットによって電池に充電し、前記充電電圧出力端は、前記電池に接続されることを特徴とする請求項５に記載の電池充電保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護回路に関し、特に電池充電保護回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の携帯電話又はコンピュータの電池には、前記電池を充電する際の温度を感知するサーミスターが設置されている。従来の電池充電保護回路は、以下の両種を含む。第一に、単独の充電保護回路によって制御し、前記充電保護回路は、前記サーミスターに接続する。前記サーミスターの抵抗値が温度に従って変化する際、前記充電保護回路の電圧も変化する。前記電圧が設定値により大きいか又は小さい場合、前記充電保護回路が電源及び電池との接続を切ることによって充電を停止させる。しかし、このような制御方式は、ただ高温又は低温のみを検出でき、精確な温度に対して制御することができない。第二に、前記サーミスターと充電保護回路との間には、処理チップが直列接続されている。使用者は、前記処理チップに対してプログラミングすることによって検出した電圧を精確な温度に対応させ、且つ対応するデジタル制御信号を出力して、充電保護回路は、精確な温度範囲に基づいて電池に充電するかどうかを制御し又は電池の充電電流を調整する。しかし、処理チップに故障が発生するか又は内部のプログラムがエラーを有する時、充電保護回路が制御信号を出力しないか又は誤った信号を出力するため、充電保護回路が正常に動作することができない。例えば、温度が充電の設定値（７０℃）より大きい時、電池はまだ充電されている。この時、温度が上昇するか又は産生した気体によって、電池が破裂するか又は爆発するおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、前記課題を解決するために、誤判定による電池の過充電を防止する電池充電保護回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するため、本発明に係る電池充電保護回路は、電池の温度を検出し、前記温度を対応する電圧信号に変換してから出力する温度検出モジュールと、電圧信号が基準電圧範囲の比較結果に基づいて第一制御信号を出力する充電制御モジュールと、温度検出モジュールから獲得した電圧信号の電圧値を含む電圧範囲を判断し、且つ判断結果に基づいて対応する第二制御信号を出力する処理モジュールと、第一制御信号及び第二制御信号を識別して同じタイプの信号に変換してから比較し、第一制御信号及び第二制御信号が全て充電信号又は充電停止信号を含む場合、第二制御信号によって電池に充電するか又は充電を停止し、第一制御信号及び第二制御信号の中の一方が充電信号を含み、他方が充電停止信号を含む場合、第一制御信号によって電池に充電するか又は充電を停止する分析モジュールと、を備える。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の電池充電保護回路は、処理モジュールが正常に作動するかどうかに関わらず、分析モジュールは、充電制御モジュール及び処理モジュールから出力した制御信号を識別し、且つ両方から出力された信号が異なる命令を表示する場合、充電制御モジュールから出力した制御信号によって前記電池に充電するかどうかを制御する。従って、処理モジュールに故障が発生するか又はその内部のプログラムがエラーを有する時、電池の過充電を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の電池充電保護回路のブロック図である。
【図２】図１の電池充電保護回路の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
図１を参照すると、本発明の実施形態に係る電池充電保護回路１００は、温度検出モジュール１０と、充電制御モジュール２０と、処理モジュール３０と、分析モジュール２２と、を備える。前記充電制御モジュール２０及び前記処理モジュール３０は、電池２００の温度信号を同時に受信することに用いられる。前記処理モジュール３０が正常動作状態になり、即ち、前記充電制御モジュール２０及び前記処理モジュール３０の判断結果が同じである場合、前記処理モジュール３０から前記充電制御モジュール２０に信号を出力して、前記分析モジュール２２が前記電池２００に充電するかどうかを制御する。前記処理モジュール３０に故障が発生し、即ち、前記充電制御モジュール２０及び前記処理モジュール３０の判断結果が異なる場合、前記充電制御モジュール２０は、単独に前記分析モジュール２２に信号を出力して、前記分析モジュール２２が前記電池２００に充電するかどうかを制御する。
【０００９】
前記温度検出モジュール１０は、前記電池２００に設置され、前記電池２００の温度をリアルタイムに検出し、且つ検出した温度を対応する電圧信号に変換して出力する。
【００１０】
前記充電制御モジュール２０は、前記温度検出モジュール１０に電気的に接続されて前記電圧信号を獲得し、且つ前記電圧信号と基準電圧範囲の比較結果に基づいて第一制御信号を出力する。前記第一制御信号は、充電信号又は充電停止信号である。具体的に説明すると、前記電圧信号に対応する電圧値が前記基準電圧範囲にある場合、前記第一制御信号は充電信号であり、前記電圧信号に対応する電圧値が前記基準電圧範囲にない場合、前記第一制御信号は充電停止信号である。
【００１１】
前記処理モジュール３０は、前記温度検出モジュール１０に電気的に接続され、前記温度検出モジュール１０から出力した電圧信号を獲得し、且つ前記電圧信号に基づいて第二制御信号を出力する。前記第二制御信号は、少なくとも充電信号又は充電停止信号を含む。本実施方式において、前記第二制御信号が充電信号を含む場合、前記第二制御信号は、電流調整及び／又は電圧調整に関する信号をさらに含む。前記処理モジュール３０には、複数の電圧範囲が予め設定されている。前記第二制御信号の中の各類信号及びその組み合わせは、それぞれ前記複数の電圧範囲に対応する。前記処理モジュール３０は、前記電圧信号に対応する電圧範囲を判断し、判断した結果に基づいて対応する第二制御信号を出力する。例えば、複数の電圧範囲は、連続した第一電圧範囲、第二電圧範囲及び第三電圧範囲を含む。前記電圧信号に対応する電圧値が前記第一電圧範囲にある場合、前記第二制御信号は充電信号であり、前記電圧信号に対応する電圧値が前記第二電圧範囲にある場合、前記第二制御信号は充電信号及び電池に定電流充電を行う信号であり、前記電圧信号に対応する電圧値が前記第三電圧範囲にある場合、前記第二制御信号は充電停止信号である。
【００１２】
前記分析モジュール２２は、識別ユニット２２１と、比較ユニット２２２と、実行ユニット２２３と、を備える。前記識別ユニット２２１は、単独に設置されるか又は前記充電制御モジュール２０に集成される。
【００１３】
前記識別ユニット２２１は、前記第一制御信号及び前記第二制御信号を識別することに用いられる。本実施形態において、前記第一制御信号及び前記第二制御信号は全てデジタル信号であるが、アナログ信号であることもできる。前記識別ユニット２２１には、前記第一制御信号及び前記第二制御信号に対応する識別子が格納されている。本実施形態において、前記第一制御信号が充電信号である場合、識別子“１”を出力し、前記第一制御信号が充電停止信号である場合、識別子“０”を出力し、前記第二制御信号が充電信号である場合、識別子“００１”を出力し、前記第二制御信号が電池に定電流充電を行う信号である場合、識別子“０１１”を出力し、前記第二制御信号が充電停止信号である場合、識別子“０００”を出力する。識別子は、上記の形式だけに限定されるものではなく、他の数字の組み合わせであることができる。
【００１４】
前記比較ユニット２２２は、前記第一制御信号及び前記第二制御信号を比較し、且つ前記第一制御信号及び前記第二制御信号が全て充電信号又は充電停止信号を含むかどうかを判断する。本実施形態において、前記比較ユニット２２２は、前記第一制御信号の識別子の最初の位及び前記第二制御信号の識別子の最後の位を比較する。例えば、前記第一制御信号の識別子が“１”であり、前記第二制御信号の識別子が“００１”である場合、前記第一制御信号の識別子の最初の位が前記第二制御信号の識別子の最後の位と同じであるため、前記第一制御信号及び前記第二制御信号はすべて充電信号を含むと判断する。
【００１５】
前記実行ユニット２２３は、前記比較ユニット２２２から出力した結果に基づいて、前記電池２００に充電するか又は充電を停止する。具体的に説明すると、前記第一制御信号及び前記第二制御信号が全て充電信号又は充電停止信号を含む場合、前記第二制御信号によって前記電池２００に充電するか又は充電を停止する。前記第一制御信号及び前記第二制御信号において、一方が充電信号を含み、他方が充電停止信号を含む場合、前記第一制御信号によって前記電池２００に充電するか又は充電を停止する。本実施形態において、前記第一制御信号の識別子が“１”であり、前記第二制御信号の識別子が“００１”である場合、前記実行ユニット２２３は前記第二制御信号に基づいて電池２００に充電する。前記第一制御信号の識別子が“０”であり、前記第二制御信号の識別子が“００１”である場合、前記実行ユニット２２３は前記第一制御信号に基づいて電池２００に対する充電を停止する。
【００１６】
前記処理モジュール３０は、プログラミングできる半導体チップを含むため、制御できなくなり易く、例えば、充電しているところで、前記処理モジュール３０がクラッシュするため、そのプログラムは、前記温度検出モジュール１０から出力した電圧信号を検出し且つ検出された電圧信号に基づいて精確な第二制御信号を出力することができない。しかし、前記充電制御モジュール２０はプログラムに影響されないため、制御の精度が高い。前記識別ユニット２２１によって前記第一制御信号及び前記第二制御信号を識別して、前記第一制御信号及び前記第二制御信号が、全て充電信号又は充電停止信号を含む場合、前記充電制御モジュール２０及び前記処理モジュール３０は、全て正常作動状態になることを表し、前記処理モジュール３０から出力した第二制御信号に基づいて、前記電池２００に充電するかどうかを精確に制御し、前記第一制御信号及び前記第二制御信号が２つの互いに矛盾する信号である場合、前記処理モジュール３０にエラーが発生したことを表し、前記処理モジュール３０によって前記電池２００に充電するかどうかを制御すると、前記電池２００が過高温又は過低温で充電されるため、この時、前記充電制御モジュール２０から出力した第一制御信号に基づいて前記電池２００に充電するかどうかを制御して、制御の精度を向上させる。
【００１７】
図２を参照すると、前記温度検出モジュール１０は、サーミスター１１及び前記サーミスター１１に直列に接続する定抵抗１３を備える。前記サーミスター１１の抵抗値は温度に従って変化する。前記サーミスター１１の一端は接地され、前記サーミスター１１の他端は前記定抵抗１３に接続され、且つ前記定抵抗１３の他端は前記充電制御モジュール２０及び前記処理モジュール３０に接続されるとともに、調整抵抗１５によって基準電圧端１７に接続される。前記基準電圧端１７は、第一外部電源１９に接続されて、一定の基準電圧を供給することに用いられる。本実施方式において、前記第一外部電源１９から出力した基準電圧値は、３．３Ｖである。前記温度検出モジュール１０から出力した電圧は、前記サーミスター１１と前記定抵抗１３との電圧の合計であり、且つ温度に従って変化する。
【００１８】
本実施方式において、前記分析モジュール２２は、前記充電制御モジュール２０に集成される。前記実行ユニット２２３は、少なくとも電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｄ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＦＥＴ）２２４をさらに備える。集成された充電制御モジュール２０は、検出端２３と、基準電圧入力端２４と、充電電圧入力端２５と、充電電圧出力端２７と、を備える。前記検出端２３は、前記温度検出モジュール１０の定抵抗１３の他端に接続され、前記サーミスター１１と前記定抵抗１３との電圧の合計を検出する。前記基準電圧入力端２４は、前記基準電圧端１７に接続され、且つ前記基準電圧端１７の基準電圧を獲得して前記充電制御モジュール２０に供給する。前記充電電圧入力端２５によって前記電界効果トランジスタ２２４のソース電極及び第二外部電源３００（５Ｖの直流電源）を接続させ、前記実行ユニット２２３によって前記外部電源３００のエネルギーを前記充電電圧出力端２７に出力する。前記充電電圧出力端２７は、前記電池２００の充電端子（図示せず）に接続される。本実施方式において、前記充電電圧出力端２７は、前記電界効果トランジスタ２２４のドレイン電極である。前記充電制御モジュール２０の中には、コンパレータ（ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ）回路２１が設置されている。前記コンパレータ回路２１は、第一コンパレータ２１１及び第二コンパレータ２１２を備える。本実施方式において、前記基準電圧入力端２４は、第一抵抗２１３によって前記コンパレータ回路２１の負入力端に接続し、前記第一抵抗２１３と前記コンパレータ回路２１の負入力端との間は、前記第二抵抗２１４によって前記第二コンパレータ２１２の正入力端に接続する。前記検出端２３は、前記コンパレータ回路２１の正入力端に接続するとともに前記第二コンパレータ２１２の負入力端に接続する。その中で、前記第一コンパレータ２１１の負入力端が入力された電圧は、前記基準電圧範囲の上限値と等価とし、前記第二コンパレータ２１２の正入力端が入力された電圧は、前記基準電圧範囲の下限値と等価とする。前記検出端２３から受信した電圧が前記基準電圧範囲にある場合、前記コンパレータ回路２１から出力した充電信号によって前記第二外部電源３００を制御して前記電池２００に充電し、前記検出端２３から受信した電圧が前記基準電圧範囲にない場合、前記コンパレータ回路２１から出力した充電停止信号によって前記第二外部電源３００を制御して前記電池２００に対する充電を停止する。
【００１９】
前記処理モジュール３０は、前記温度検出モジュール１０に接続される信号入力端３３及び前記分析モジュール２２に接続される信号出力端３５を備える。前記信号入力端３３は、前記温度検出モジュール１０から出力した電圧信号を受信してから、前記処理モジュール３０によって判断して判断結果を対応する第二制御信号に変換する。前記第二制御信号は、前記信号出力端３５から前記分析モジュール２２の識別ユニット２２１に出力する。前記識別ユニット２２１は、前記コンパレータ回路２１から出力した信号及び前記信号出力端３５から出力した信号を識別して前記比較ユニット２２２に出力する。前記比較ユニット２２２から出力した結果を前記実行ユニット２２３に出力して識別した信号によって前記電池２００に充電するかどうかを制御することができる。本実施方式において、前記信号入力端の入力抵抗は、１０メガオームである。
【００２０】
前記処理モジュール３０に故障が発生した時、前記信号出力端３５から出力した信号がエラー信号である。この時、前記識別ユニット２２１は、前記充電制御モジュール２０から出力した信号及び前記処理モジュール３０から出力した信号を識別し、これら信号が相反の信号である場合、前記充電制御モジュール２０から出力した制御信号によって前記電池２００に充電するかどうかを制御する。従って、前記処理モジュール３０に故障が発生するか又はその内部のプログラムがエラーを有する時、前記電池２００の過充電を防止することができる。
【００２１】
以上、本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は、上述の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において、種々の変更が可能であることは勿論であって、本発明の保護範囲は、以下の特許請求の範囲から決まる。
【符号の説明】
【００２２】
１０  温度検出モジュール
１１  サーミスター
１３  定抵抗
１５  調整抵抗
１７  基準電圧端
１９  第一外部電源
２０  充電制御モジュール
２１  コンパレータ回路
２２  分析モジュール
２３  検出端
２４  基準電圧入力端
２５  充電電圧入力端
２７  充電電圧出力端
３０  処理モジュール
３３  信号入力端
３５  信号出力端
１００  電池充電保護回路
２００  電池
２１１  第一コンパレータ
２１２  第二コンパレータ
２１３  第一抵抗
２１４  第二抵抗
２２１  識別ユニット
２２２  比較ユニット
２２３  実行ユニット
２２４  電界効果トランジスタ
３００  第二外部電源
【図１】
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【図２】
2011259693.tif 000004