(57)【要約】【課題】大電流での急速充電を許容しながら、電池温度が高くなる状態では確実に充電電流を遮断して安全性を向上する。【解決手段】パック電池は、電池１の充電電流を遮断する充電用のスイッチング素子２と、放電電流を遮断する放電用のスイッチング素子３と、充電用のスイッチング素子２と放電用のスイッチング素子３を制御する制御回路４と、電池温度を検出する温度センサ５と、保護ＦＥＴ６とを備える。保護ＦＥＴ６は、オフ状態では充電電流を遮断するが、寄生ダイオード６ａを介して電池１の放電電流を流すように電池１と直列に接続している。さらに、保護ＦＥＴ６は、入力側に、温度センサ５からの信号と電池電圧で保護ＦＥＴ６をオンオフに切り換える入力回路７を接続している。この入力回路７は、電池１の温度が充電停止温度よりも高く、かつ電池１の電圧が保護ＦＥＴ６をオフにするオフ電圧よりも高い状態で保護ＦＥＴ６をオフ状態に切り換える。【選択図】図２
2008148419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電できる電池(1)と直列に接続されて電池(1)の充電電流を遮断する充電用のスイッチング素子(2)と、電池(1)と直列に接続されて電池(1)の放電電流を遮断する放電用のスイッチング素子(3)と、電池電圧を検出して充電用のスイッチング素子(2)と放電用のスイッチング素子(3)をオンオフに制御する制御回路(4)と、電池(1)の温度を検出する温度センサ(5)と、この温度センサ(5)で検出される電池温度でオンオフにスイッチングされ、かつ電池(1)と直列に接続している保護ＦＥＴ(6)とを備えるパック電池であって、
保護ＦＥＴ(6)が寄生ダイオード(6a)を有するＦＥＴであって、オフ状態にあっては、充電電流を遮断するが寄生ダイオード(6a)を介して電池(1)の放電電流を流すように電池(1)と直列に接続され、さらに、この保護ＦＥＴ(6)の入力側に、温度センサ(5)からの信号と電池電圧で保護ＦＥＴ(6)をオンオフに切り換える入力回路(7)を接続しており、この入力回路(7)が、電池(1)の温度が充電停止温度よりも高く、かつ電池(1)の電圧が保護ＦＥＴ(6)をオフにするオフ電圧よりも高い状態で保護ＦＥＴ(6)をオフ状態に切り換えるようにしてなるパック電池。
【請求項２】
前記制御回路(4)は、電池(1)の電圧が過充電電圧よりも高くなると充電用のスイッチング素子(2)をオフに切り換え、電池(1)の電圧が過放電電圧よりも低くなると放電用のスイッチング素子(3)をオフに切り換え、入力回路(7)が保護ＦＥＴ(6)をオフに切り換えるオフ電圧を、過充電電圧よりも高くしている請求項１に記載されるパック電池。
【請求項３】
充電できる電池(1)がリチウムイオン二次電池であって、過充電電圧が４．１Ｖ〜４．３Ｖ／セルで、過放電電圧が２．６Ｖ〜３．２Ｖ／セルで、オフ電圧が４．４Ｖ／セル以上である請求項２に記載されるパック電池。
【請求項４】
保護ＦＥＴ(6)をオフに切り換える充電停止温度が５０℃〜７０℃である請求項１に記載されるパック電池。
【請求項５】
入力回路(7)が、放電電流を検出する放電電流検出回路(10)を備え、放電電流検出回路(10)が放電電流を検出してオフ状態の保護ＦＥＴ(6)をオンに切り換える請求項１に記載されるパック電池。
【請求項６】
前記制御回路(4)は、電池(1)の電圧が過充電電圧よりも高くなると充電用のスイッチング素子(2)をオフに切り換え、電池(1)の電圧が過放電電圧よりも低くなると放電用のスイッチング素子(3)をオフに切り換え、入力回路(7)が保護ＦＥＴ(6)をオフに切り換えるオフ電圧を、過充電電圧よりも低く、過放電電圧よりも高くしている請求項１に記載されるパック電池。
【請求項７】
入力回路(7)が保護ＦＥＴ(6)をオフに切り換える充電停止温度を４０℃〜５０℃に設定している請求項６に記載されるパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池と直列に電池の充放電を制御するスイッチング素子と、さらに電池温度で電流を遮断するＦＥＴとを接続しているパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池と直列に、電池の保護回路としてＦＥＴからなるスイッチング素子を接続しているパック電池は開発されている。このパック電池は、電池と直列に充電制御用スイッチング素子と放電制御用スイッチング素子を接続している。充電制御用スイッチング素子は、充電される電池の電圧が設定電圧よりも高くなるとオフに切り換えられて、電池の過充電を防止する。放電制御用スイッチング素子は、放電される電池の電圧が設定電圧よりも低くなるとオフに切り換えられて電池の過放電を防止する。また、電池に過電流が流れることを検出して、充電制御用スイッチング素子と放電制御用スイッチング素子をオフに切り換えて、電池を保護することもできる。このパック電池は、保護回路として備える、充電制御用スイッチング素子と放電制御用スイッチング素子で電池を保護しながら放電させるが、保護回路が故障すると電池が異常な状態となって温度が異常に高くなることがある。
【０００３】
この弊害を防止するために、保護回路であるスイッチング素子に加えて、ＰＴＣやヒューズを直列に接続するパック電池も開発されている。ＰＴＣは、電池に過電流が流れ、あるいは電池温度が異常に高くなると電気抵抗が急激に大きくなって、電池の電流を実施的に遮断する。ヒューズも過電流や電池温度で溶断されて、電池を保護する。しかしながら、最近のパック電池は、大電流で急速充電することから、ＰＴＣやヒューズを、異常時に確実に電流を遮断しながら、急速充電では遮断されない特性を実現するのが難しくなっている。それは、大電流の急速充電を許容するＰＴＣやヒューズは、遮断する電流値も大きくなるからである。
【０００４】
この弊害は、たとえば特許文献１に記載されるように、電池の温度を検出して電池の電流を遮断する回路で解消できる。特許文献１のパック電池は、図１に示すように、電池９１の温度を温度センサ９５で検出し、この温度センサ９５の信号で、電池９１と直列に接続している保護ＦＥＴ９６をオフに切り換える。
【特許文献１】２０００−１５２５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のパック電池は、放電電流を制御するように保護ＦＥＴを接続している。この保護ＦＥＴは、オフに切り換えられて放電電流を遮断する。このパック電池は、オフ状態の保護ＦＥＴの寄生ダイオードで充電電流を遮断しない。したがって、保護ＦＥＴがオフの状態で、パック電池は充電される状態となる。電池が異常な温度に加熱された状態で充電できるパック電池は安全性を確保できない。また、オフ状態にあるＦＥＴに逆向きに流れる充電電流は、寄生ダイオードによって大きな電圧降下を発生させる。このため、オフ状態にあるＦＥＴは、充電電流での発熱が大きく、充電電流で加熱される弊害もある。
【０００６】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、大電流での急速充電を許容しながら、電池温度が高くなる状態では確実に充電電流を遮断して安全性を向上できるパック電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のパック電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
パック電池は、充電できる電池１と直列に接続されて電池１の充電電流を遮断する充電用のスイッチング素子２と、電池１と直列に接続されて電池１の放電電流を遮断する放電用のスイッチング素子３と、電池電圧を検出して充電用のスイッチング素子２と放電用のスイッチング素子３をオンオフに制御する制御回路４と、電池１の温度を検出する温度センサ５と、この温度センサ５で検出される電池温度でオンオフにスイッチングされ、かつ電池１と直列に接続している保護ＦＥＴ６とを備える。保護ＦＥＴ６は、寄生ダイオード６ａを有するＦＥＴである。この保護ＦＥＴ６は、オフ状態では、充電電流を遮断するが寄生ダイオード６ａを介して電池１の放電電流を流すように電池１と直列に接続している。さらに、この保護ＦＥＴ６は、入力側に、温度センサ５からの信号と電池電圧で保護ＦＥＴ６をオンオフに切り換える入力回路７を接続している。この入力回路７は、電池１の温度が充電停止温度よりも高く、かつ電池１の電圧が保護ＦＥＴ６をオフにするオフ電圧よりも高い状態で保護ＦＥＴ６をオフ状態に切り換える。
【０００８】
本発明のパック電池は、制御回路４が、電池１の電圧が過充電電圧よりも高くなると充電用のスイッチング素子２をオフに切り換え、電池１の電圧が過放電電圧よりも低くなると放電用のスイッチング素子３をオフに切り換えると共に、入力回路７が保護ＦＥＴ６をオフに切り換えるオフ電圧を、過充電電圧よりも高くすることができる。
【０００９】
本発明のパック電池は、充電できる電池１をリチウムイオン二次電池として、過充電電圧を４．１Ｖ〜４．３Ｖ／セルとし、過放電電圧を２．６Ｖ〜３．２Ｖ／セルとし、オフ電圧を４．４Ｖ／セル以上とすることができる。
【００１０】
本発明のパック電池は、保護ＦＥＴ６をオフに切り換える充電停止温度を５０℃〜７０℃とすることができる。
【００１１】
本発明のパック電池は、入力回路７が、放電電流を検出する放電電流検出回路１０を備え、放電電流検出回路１０で放電電流を検出してオフ状態の保護ＦＥＴ６をオンに切り換えることができる。
【００１２】
本発明のパック電池は、制御回路４が、電池１の電圧が過充電電圧よりも高くなると充電用のスイッチング素子２をオフに切り換え、電池１の電圧が過放電電圧よりも低くなると放電用のスイッチング素子３をオフに切り換えると共に、入力回路７が保護ＦＥＴ６をオフに切り換えるオフ電圧を、過充電電圧よりも低く、過放電電圧よりも高くすることができる。さらに、本発明のパック電池は、入力回路７が保護ＦＥＴ６をオフに切り換える充電停止温度を４０℃〜５０℃に設定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のパック電池は、大電流での急速充電を許容しながら、電池温度が高くなる状態では確実に充電電流を遮断して安全性を向上できる特徴がある。それは、本発明のパック電池が、寄生ダイオードを有するＦＥＴを、オフ状態にあっては、充電電流を遮断して寄生ダイオードを介して放電電流を流すように電池と直列に接続すると共に、この保護ＦＥＴの入力側に、温度センサからの信号と電池電圧の両方で保護ＦＥＴをオンオフに切り換える入力回路を接続し、この入力回路でもって、電池の温度が充電停止温度よりも高く、かつ電池の電圧が保護ＦＥＴをオフにするオフ電圧よりも高い状態で、保護ＦＥＴをオフ状態に切り換えるからである。
【００１４】
とくに、本発明の請求項２のパック電池は、請求項１の構成に加えて、制御回路が、電池の電圧が過充電電圧よりも高くなると充電用のスイッチング素子をオフに切り換え、電池の電圧が過放電電圧よりも低くなると放電用のスイッチング素子をオフに切り換え、入力回路は保護ＦＥＴをオフに切り換えるオフ電圧を、過充電電圧よりも高くしている。このパック電池は、充電用のスイッチング素子と放電用のスイッチング素子が正常に動作される通常の使用状態では、保護ＦＥＴはオフに切り換えられない。ただ、充電用のスイッチング素子が故障して、電池温度が異常に高くなり、また電池電圧が異常に高くなると、保護ＦＥＴがオフに切り換えられて、電池の温度上昇を確実に阻止する。したがって、保護回路の充電用のスイッチング素子が故障しても、安全に使用できる。
【００１５】
また、本発明の請求項５のパック電池は、請求項１の構成に加えて、入力回路に、放電電流を検出する放電電流検出回路を設け、この放電電流検出回路でもって、放電電流を検出し、オフ状態の保護ＦＥＴをオンに切り換えるので、保護ＦＥＴをオフに切り換える状態でパック電池が放電されても、保護ＦＥＴの加熱を防止でき、また、電池温度が高い状態で保護ＦＥＴがオンオフに切り換えられる以下に説明するチャタリングを防止できる特徴がある。
例えば、このような放電電流検出回路にて、放電電流を検出する場合においても、請求項１の構成として、温度センサからの信号と電池電圧の両方で保護ＦＥＴをオンオフに切り換える入力回路を備えることより、このようなチャタリングを防止できる。つまり、仮に、電池電圧を利用せず、温度センサからの信号のみで保護ＦＥＴをオンオフするなら、放電状態で温度が上昇した場合においても保護ＦＥＴをオフする。その後、パック電池を利用する電子機器より放電が要求されているなら、温度が低下すれば放電を再開し（放電を検出して保護ＦＥＴをオンする）、温度が上昇し、保護ＦＥＴをオフする。これが継続し、その後、チャタリングが発生するという問題がある。請求項５の構成により、このような問題を解消している。
【００１６】
さらに、本発明の請求項６のパック電池は、請求項１の構成に加えて、制御回路が、電池の電圧が過充電電圧よりも高くなると充電用のスイッチング素子をオフに切り換え、電池の電圧が過放電電圧よりも低くなると放電制御用スイッチング素子をオフに切り換え、入力回路が保護ＦＥＴをオフに切り換えるオフ電圧を、過充電電圧よりも低く、過放電電圧よりも高くしているので、電池温度の高温充電による劣化を防止しながら充電できる特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池の回路構成を以下のものに特定しない。
【００１８】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１９】
図２の回路図に示すパック電池は、充電できる電池１と直列に接続されて電池１の充電電流を遮断する充電用のスイッチング素子２と、電池１と直列に接続されて電池１の放電電流を遮断する放電用のスイッチング素子３と、電池電圧を検出して充電用のスイッチング素子２と放電用のスイッチング素子３をオンオフに制御する制御回路４と、電池１の温度を検出する温度センサ５と、この温度センサ５で検出される電池温度でオンオフにスイッチングされ、かつ電池１と直列に接続している保護ＦＥＴ６と、この保護ＦＥＴ６をオンオフに切り換える入力回路７とを備える。
【００２０】
充電用のスイッチング素子２と放電用のスイッチング素子３と保護ＦＥＴ６は、逆方向に通電できる寄生ダイオード２ａ、３ａを有するＭＯＳＦＥＴである。充電用のスイッチング素子２は、電池１の充電電流を制御するので充電電流を順方向に流す方向に接続される。したがって、この充電用のスイッチング素子２がオフに切り換えられると、電池１の充電電流は遮断される。さらに、放電用のスイッチング素子３は、電池１の放電電流を制御するので放電電流を順方向に流す方向に接続される。したがって、この放電用のスイッチング素子３がオフに切り換えられると、電池１の放電電流は遮断される。
【００２１】
制御回路４は、電池１の電圧を検出して、充電用のスイッチング素子２と放電用のスイッチング素子３をオンオフに制御する。制御回路４は、充電用のスイッチング素子２と放電用のスイッチング素子３のＦＥＴゲートに、オン信号又オフ信号を出力して、ＦＥＴをオンオフに切り換える。図３は、制御回路４が、充電用のスイッチング素子２と放電用のスイッチング素子３をオンオフに制御する状態を示す。この図に示すように、制御回路４は、充電している電池１の電圧が過充電電圧よりも高くなると、充電用のスイッチング素子２をオフに切り換えて電池１の過充電を防止する。このとき放電用のスイッチング素子３はオンに保持される。また、制御回路４は、放電している電池１の電圧が過放電電圧よりも低くなると、放電用のスイッチング素子３をオフに切り換えて電池１の過放電を防止する。このとき、充電用のスイッチング素子２はオンに保持される。制御回路４は、図３に示すように、過充電電圧を４．１Ｖ〜４．３Ｖ／セルとし、過放電電圧を２．６Ｖ〜３．２Ｖ／セルとしている。この制御回路４は、電池１の電圧が、過充電電圧と過放電電圧の間にあるとき、充電用のスイッチング素子２と放電用のスイッチング素子３の両方をオン状態として、パック電池を充放電できる状態とする。電池１の電圧が過充電電圧よりも高くなると、充電用のスイッチング素子２をオフにして充電できない状態として過充電を防止し、過放電電圧よりも低くなると放電用のスイッチング素子３をオフにして放電を停止して、過放電を防止する。
【００２２】
保護ＦＥＴ６は、オフ状態で充電電流を遮断する。したがって、この保護ＦＥＴ６は、オフ状態にあっては、充電電流を遮断するが寄生ダイオード６ａを介して電池１の放電電流を流すように電池１と直列に接続される。
【００２３】
入力回路７は、電池温度と、電池電圧と、電池１の放電状態を検出して保護ＦＥＴ６をオンオフに制御する。入力回路７は、電池１の温度を検出するために、温度センサ５を接続している。温度センサ５は、電池１に熱結合されて、電池１の温度を検出する。温度センサ５は、サーミスタ等の電池温度に対して電気抵抗が変化するセンサである。サーミスタは、温度が高くなると電気抵抗が減少する負の温度特性を有する。したがって、サーミスタの電気抵抗から電池１の温度を検出できる。
【００２４】
入力回路７は、サーミスタの電気抵抗をデジタル信号に変換し、また、電池１の電圧をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ８と、このＡ／Ｄコンバータ８から出力されるデジタル信号を演算して、保護ＦＥＴ６のゲートにオンオフ信号を出力する演算回路９を備える。このＡ／Ｄコンバータ８は、電池電圧もデジタル信号に変換して演算回路９に出力する。さらに、Ａ／Ｄコンバータ８は、保護ＦＥＴ６の両端に、放電電流によって発生する寄生ダイオード６ａの電圧降下値をデジタル信号に変換して演算回路９に入力する。保護ＦＥＴ６が放電状態にあるかどうかを判定する。
【００２５】
入力回路７の演算回路９は、Ａ／Ｄコンバータ８でデジタル信号に変換された温度信号と、電池１の電圧信号を演算して、保護ＦＥＴ６のゲートにオン又はオフ信号を出力する。演算回路９は、電池１の温度が充電停止温度よりも高く、かつ電池１の電圧が保護ＦＥＴ６をオフにするオフ電圧よりも高い状態で保護ＦＥＴ６のゲートにオフ信号を出力して、保護ＦＥＴ６をオフに切り換える。電池１の充電停止温度は、たとえば５０℃〜７０℃、好ましくは６０℃〜７０℃に設定される。また、オフ電圧は、たとえば４．４Ｖ以上に設定される。
【００２６】
この入力回路７は、電池１の温度が５０℃〜７０℃よりも高くなり、かつ、電池１の電圧が４．４Ｖ以上になると、保護ＦＥＴ６をオフに切り換えて、パック電池の充電電流を遮断する。充電用のスイッチング素子２は、オフ電圧である４．４Ｖよりも低い電圧でオフに切り換えられる。したがって、充電用のスイッチング素子２が正常に動作するかぎり、電池１の電圧は４．４Ｖまで上昇することはない。ただ、充電用のスイッチング素子２が故障してパック電池が充電されると、電池電圧は４．４Ｖのオフ電圧まで上昇することがある。本発明のパック電池は、電池電圧が４．４Ｖよりも高くなって、電池温度が充電停止温度よりも高くなると、保護ＦＥＴ６をオフにして充電を停止するので、充電用のスイッチング素子２が故障しても安全に使用できる。なお、入力回路７については、上述の機能を備えるならば、他の回路構成を採用することも可能である。
【００２７】
保護ＦＥＴ６がオフに切り換えられた状態でパック電池が放電されると、放電電流は保護ＦＥＴ６の寄生ダイオード６ａを流れて負荷に供給される。放電電流による寄生ダイオード６ａの電圧降下は大きく、発熱も大きくなるので、入力回路７は放電される状態を検出して、保護ＦＥＴ６をオフからオンに切り換える。入力回路７は、放電電流を検出する放電電流検出回路１０を備え、放電電流検出回路１０が放電電流を検出してオフ状態の保護ＦＥＴ６をオンに切り換える。図の放電電流検出回路１０は、演算回路９であって、パック電池の放電を、保護ＦＥＴ６の寄生ダイオード６ａに発生する放電電流による電圧降下を検出して、放電状態にあるかどうかを判定する。オフ状態の保護ＦＥＴ６に放電電流が流れると、寄生ダイオード６ａの電圧降下、０．７Ｖの放電電圧が発生する。この放電電圧は、入力回路７に内蔵される増幅回路（図示せず）で増幅されて、Ａ／Ｄコンバータ８に入力される。Ａ／Ｄコンバータ８は、保護ＦＥＴ６に放電電流が流れると、増幅された放電電圧をデジタル信号に変換して演算回路９に入力する。放電電流検出回路１０である演算回路９は、Ａ／Ｄコンバータ８から入力される放電電圧を検出して、保護ＦＥＴ６の放電電流を検出する。
【００２８】
入力回路７は、保護ＦＥＴ６をオフに切り換える状態で、放電電圧が入力されると、オフの保護ＦＥＴ６をオンに切り換える。オン状態に切り換えられる保護ＦＥＴ６は、内部抵抗が小さくなって、放電電流による電圧降下を著しく低下させる。したがって、放電電流による保護ＦＥＴ６の発熱は小さくなる。保護ＦＥＴ６の発熱が、ＦＥＴの電圧と電流の積に比例するからである。したがって、パック電池は、保護ＦＥＴ６をオフに切り換える状態で放電されても、保護ＦＥＴ６の加熱を防止できる。また、放電電流の大きさは、負荷のインピーダンスにより特定されるが、パック電池の急速充電電流よりも小さいので、放電して異常な状態となることは少ない。ただ、図示しないが、保護ＦＥＴとして、充電電流を遮断するＦＥＴと直列に、放電電流を遮断するＦＥＴ（寄生ダイオードの向きを寄生ダイオード６ａと逆方向とした状態）を直列に接続して、電池温度が異常に高くなるときには、充電電流と放電電流の両方を遮断することもできる。このパック電池は、放電電流を遮断するＦＥＴを、電池の温度が放電停止温度、たとえば５０℃〜７０℃よりも高く、かつ電池の電圧が過放電電圧よりも低く設定している最低電圧、たとえば２．５Ｖよりも低いときにオフに切り換える。
【００２９】
入力回路７の演算回路９は、図４のフローチャートで保護ＦＥＴ６をオンオフに切り換える。
［ｎ＝１のステップ］
スタート時に、保護ＦＥＴ６はオンに制御される。このステップで電池温度が充電停止温度より高いかどうかを判定する。電池温度が充電停止温度よりも低いときは、このステップをループする。
［ｎ＝２のステップ］
電池温度が充電停止温度よりも高いと、このステップで電池電圧が、オフ電圧よりも高いかどうかを判定する。電池電圧がオフ電圧よりも高くないときは、ｎ＝１のステップにジャンプして、ｎ＝１と２のステップをループする。
［ｎ＝３のステップ］
電池温度が充電停止温度よりも高く、かつ電池電圧がオフ電圧よりも高いと、保護ＦＥＴ６のゲートに入力する信号をオン信号からオフに切り換えて、保護ＦＥＴ６をオフに切り換える。
［ｎ＝４、５のステップ］
その後、このステップで、保護ＦＥＴ６に放電電流が流れているかどうかを判定する。放電電流が流れていると、保護ＦＥＴ６をオフからオンに切り換え、その後、ｎ＝４のステップにジャンプして、ｎ＝４と５のステップをループする。保護ＦＥＴ６に放電電流が流れていないと、ｎ＝１のステップにジャンプする。
【００３０】
さらに、本発明のパック電池は、入力回路７が保護ＦＥＴ６をオフに切り換えるオフ電圧を、過充電電圧よりも低く、過放電電圧よりも高く、たとえば、４Ｖ／セルとし、さらに保護ＦＥＴ６をオフに切り換える充電停止温度を４０℃〜５０℃に設定することで、電池１の高温充電による劣化を防止しながら充電することもできる。このパック電池は、充電用のスイッチング素子２が故障して保護ＦＥＴ６をオフに切り換えるのではなく、保護ＦＥＴ６を先にオフに切り換えた後、充電用のスイッチング素子２をオフに切り換えることで、安全性を向上させる。すなわち、充電用のスイッチング素子２がオフに切り換えられるよりも先に保護ＦＥＴ６をオフに切り換えるので、充電用のスイッチング素子２が故障しても、保護ＦＥＴ６が充電電流を遮断して安全性を向上させる。
【００３１】
さらに、本発明のパック電池は、以下の構成を追加することもできる。なお、以下の実施例において、上述の実施例と同等の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。図５と図６の回路図に示すパック電池は、充電器２０を接続した場合にのみ、入力回路２７が温度保護の動作をする構造としている。このことを実現するために、図のパック電池は、正負の出力端子１１に加えて、充電器２０の接続を検出する検出端子１２を設けている。この検出端子１２として、たとえば、サーミスタ端子や機種判別抵抗端子が利用できる。図の入力回路２７は、パック電池が充電器２０に接続されると、このことを検出端子１２からの信号で検出し、この状態でのみ温度保護の動作を行う。すなわち、入力回路２７は、パック電池が充電器２０に接続される状態で、電池１の温度が所定の温度以上になり、かつ、電池１の電圧がオフ電圧以上になると、保護ＦＥＴ６をオフに切り換えて、パック電池の充電電流を遮断する。この入力回路２７は、パック電池が充電器２０に接続されない状態では、保護ＦＥＴ６をオン状態に制御する。この構造のパック電池は、電池１の放電状態においては、充電器２０から外されて使用されるので、入力回路２７が保護ＦＥＴ６をオン状態に制御する。したがって、放電電流は、保護ＦＥＴ６の寄生ダイオード６ａを流れることなく、オン状態の保護ＦＥＴ６を流れるので、放電電流による保護ＦＥＴ６の発熱を極減できる。
【００３２】
さらに、図６に示すパック電池は、パック電池が接続される電子機器側において、保護ＦＥＴ６がオフ状態に制御されていることを検出できる構造としている。この図に示すパック電池は、サーミスタ端子である検出端子１２に、温度センサ５と検出抵抗１３とを直列接続すると共に、この直列回路の一端を入力回路２７に、他端をパック電池のマイナスの出力側に接続している。さらに、検出抵抗１３の両端には、検出用ＦＥＴ１４のドレインとソースを接続すると共に、この検出用ＦＥＴ１４のゲートを保護ＦＥＴ６のゲートに接続している。この回路構成によると、入力回路２７が保護ＦＥＴ６をオンオフに制御するとき、検出用ＦＥＴ１４も同様にオンオフに制御される。このため、保護ＦＥＴ６がオフ状態に制御されると、検出用ＦＥＴ１４もオフ状態となり、検出用ＦＥＴ１４が検出抵抗１３の両端をバイパスしなくなる。これにより、検出端子１２に接続される抵抗成分の抵抗値が検出抵抗１３の分だけ大きくなる。したがって、パック電池が接続される電子機器側で、この抵抗変化を検出することにより、保護ＦＥＴ６がオフ状態であることを認識できる。
【００３３】
以上の実施例のパック電池は、電池電圧を検出して充電用のスイッチング素子２と放電用のスイッチング素子３をオンオフに制御する制御回路４と、保護ＦＥＴ６をオンオフに切り換える入力回路７、２７とを別回路として備えている。ただ、本発明のパック電池は、図示しないが、電池温度を検出して保護ＦＥＴを制御する入力回路を、制御回路に内蔵することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来のパック電池の回路図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるパック電池の回路図である。
【図３】制御回路が充電用のスイッチング素子と放電用のスイッチング素子をオンオフに制御する状態を示す図である。
【図４】入力回路が保護ＦＥＴをオンオフに切り換えるフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施例にかかるパック電池の回路図である。
【図６】本発明の他の実施例にかかるパック電池の回路図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…電池
２…充電用のスイッチング素子        ２ａ…寄生ダイオード
３…放電用のスイッチング素子        ３ａ…寄生ダイオード
４…制御回路
５…温度センサ
６…保護ＦＥＴ                      ６ａ…寄生ダイオード
７…入力回路
８…Ａ／Ｄコンバータ
９…演算回路
１０…放電電流検出回路
１１…出力端子
１２…検出端子
１３…検出抵抗
１４…検出用のスイッチング素子
２０…充電器
２７…入力回路
９１…電池
９５…温度センサ
９６…保護ＦＥＴ
【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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