(57)【要約】【目的】継続的なノイズが入力されても確実に検出可能なバッテリー状態監視回路を実現し、長寿命かつ安全なバッテリー装置の提供。【構成】検出回路は、規定の電圧値または電流値に対する前記二次電池の状態により、前記スイッチ回路を制御するための前記信号を出力する。前記信号は、前記二次電池の充電または放電の禁止を開始するための検出信号と、前記二次電池の充電または放電の禁止を解除するための解除信号と、を有し、前記解除信号から前記検出信号への切換速度が、前記検出信号から前記解除信号への切換速度より速い。【選択図】　　図１
2004120937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電と放電が可能である二次電池の電流を調節するスイッチ回路と、
前記二次電池の電圧または電流またはその双方を監視し、前記スイッチ回路を制御するための信号を出力する検出回路と、を有し、
前記検出回路は、
規定の電圧値または電流値に対する前記二次電池の状態により、前記スイッチ回路を制御するための前記信号を出力し、
前記信号は、
前記二次電池の充電または放電の禁止を開始するための検出信号と、
前記二次電池の充電または放電の禁止を解除するための解除信号と、を有し、
前記解除信号から前記検出信号への切換速度が、前記検出信号から前記解除信号への切換速度より速いことを特徴とするバッテリー状態監視回路。
【請求項２】
前記検出回路は、前記二次電池の充電可能な上限電圧を検出できる過充電検出回路であり、
前記過充電検出回路は、
前記二次電池が充電可能な上限電圧を上回った場合には、前記スイッチ回路が前記二次電池を充電禁止するための検出信号を出力し、
前記二次電池が充電可能な上限電圧を下回った場合には、前記スイッチ回路が前記二次電池の充電禁止を解除するための解除信号を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー状態監視回路。
【請求項３】
前記検出回路は、前記二次電池の放電可能な下限電圧を検出できる過放電検出回路が設けられており、
前記過放電検出回路は、
前記二次電池が放電可能な下限電圧を下回った場合には、前記スイッチ回路が放電禁止するための検出信号を出力し、
前記二次電池が放電可能な下限電圧を上回った場合には、前記スイッチ回路が前記二次電池の放電禁止を解除するための解除信号を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー状態監視回路。
【請求項４】
前記検出回路は、前記二次電池の放電可能な上限電流を検出できる過電流検出回路であり、
前記過電流検出回路は、
前記二次電池が放電可能な上限電流を上回った場合には、前記スイッチ回路が放電禁止するための検出信号を出力し、
前記二次電池が放電可能な上限電圧を下回った場合には、前記スイッチ回路が前記二次電池の放電禁止を解除するための解除信号を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載のバッテリー状態監視回路。
【請求項５】
請求項１ないし４に記載のバッテリー状態監視回路を有すること特徴とするバッテリー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は二次電池の充放電をコントロールできるバッテリー状態監視回路とその回路を利用したバッテリー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の二次電池からなるバッテリー装置としては、図２に回路ブロック図を示すような電源装置が知られていた。即ち、外部端子　−Ｖ０　２０５　又は　＋Ｖ０２０４に電流制限手段であるスイッチ回路２０３を介して二次電池２０１が接続されている。さらに、二次電池２０１に並列にバッテリー状態監視回路２０２が接続されている。バッテリー状態監視回路２０２は、二次電池２０１の電圧および電流を検出する機能を備えている。二次電池２０１が所定の電圧値より高い過充電状態、または所定の電圧値より低い過放電状態、またはスイッチ回路２０３に所定の電流値より大きい電流が流れて外部端子　−Ｖ０　２０５がある電圧に達した過電流状態のいずれかの場合は、スイッチ回路２０３がＯＦＦして充電電流または放電電流を停止できるようにバッテリー状態監視回路２０２から充放電禁止信号が出力される。ここで、充放電禁止信号には必要に応じた遅延時間を設けて、一時的なノイズによる誤動作を防止している。（例えば、特許文献１　参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−７５４３０号公報（第１図、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電源装置では一時的なノイズによる誤動作は防止できるが、継続的なノイズが入力されると検出がかかりにくくなって検出電圧がずれてしまうという課題が発生していた。
【０００５】
過充電検出がかかりにくくなって検出電圧が高めにずれると、二次電池が余計に充電されてしまい安全マージンが少なくなってしまう。また、過放電検出がかかりにくくなって検出電圧が低めにずれると、二次電池が余計に放電されてしまい電池寿命が短くなってしまう。また、過電流検出がかかりにくくなって検出電圧が高めにずれると、大電流がスイッチ回路２０３を通して余計に流れてしまい、スイッチ回路２０３の寿命が短くなってしまう。これらを回避するため、従来の電源装置では各検出電圧設定を安全マージン側に設定しなければならないという課題が発生していた。
【０００６】
そこで本発明は従来のこのような課題を解決し、継続的なノイズが入力されても確実に検出がかけられるようなバッテリー状態監視回路を実現して、長寿命かつ安全なバッテリー装置を提供することを目的とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のバッテリー状態監視回路では新たに解除速度よりも検出速度のほうが速い過充電検出回路と過放電検出回路と過電流検出回路とを用いた構成とした。これにより、継続的なノイズが入力されて各検出回路が検出、解除を繰り返す場合には、ノイズの平均電圧が検出電圧に達する手前で検出をかけることができる。
【０００８】
本願にかかる発明は、充電と放電が可能である二次電池の電流を調節するスイッチ回路と、前記二次電池の電圧または電流またはその双方を監視し、前記スイッチ回路を制御するための信号を出力する検出回路と、を有し、前記検出回路は、規定の電圧値または電流値に対する前記二次電池の状態により、前記スイッチ回路を制御するための前記信号を出力し、前記信号は、前記二次電池の充電または放電の禁止を開始するための検出信号と、前記二次電池の充電または放電の禁止を解除するための解除信号と、を有し、前記解除信号から前記検出信号への切換速度が、前記検出信号から前記解除信号への切換速度より速いことを特徴とする。
【０００９】
また、前記検出回路は、前記二次電池の充電可能な上限電圧を検出できる過充電検出回路であり、前記過充電検出回路は、前記二次電池が充電可能な上限電圧を上回った場合には、前記スイッチ回路が前記二次電池を充電禁止するための検出信号を出力し、前記二次電池が充電可能な上限電圧を下回った場合には、前記スイッチ回路が前記二次電池の充電禁止を解除するための解除信号を出力するものであることを特徴とする。
【００１０】
また、前記検出回路は、前記二次電池の放電可能な下限電圧を検出できる過放電検出回路が設けられており、前記過放電検出回路は、前記二次電池が放電可能な下限電圧を下回った場合には、前記スイッチ回路が放電禁止するための検出信号を出力し、前記二次電池が放電可能な下限電圧を上回った場合には、前記スイッチ回路が前記二次電池の放電禁止を解除するための解除信号を出力するものであることを特徴とする。
【００１１】
また、前記検出回路は、前記二次電池の放電可能な上限電流を検出できる過電流検出回路であり、前記過電流検出回路は、前記二次電池が放電可能な上限電流を上回った場合には、前記スイッチ回路が放電禁止するための検出信号を出力し、前記二次電池が放電可能な上限電圧を下回った場合には、前記スイッチ回路が前記二次電池の放電禁止を解除するための解除信号を出力するものであることを特徴とする。
【００１２】
また、バッテリー装置が、前記バッテリー状態監視回路を有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。図１は本発明のバッテリー状態監視回路およびバッテリー装置の実施例を示す回路ブロック図である。図１においては、過充電検出回路１０６と過放電検出回路１０７と過電流検出回路１０８とロジック回路３０５を合わせてバッテリー状態監視回路１０２を構成している。
【００１４】
充電器３０１が外部端子＋Ｖ０　２０４と外部端子−Ｖ０　２０５の間に接続されて充電が開始され、二次電池が充電可能な上限電圧を上回ると、過充電検出回路１０６より検出信号が出力され、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ−Ｂ３０４をオフさせるためにＬｏ信号を出力する。一方、二次電池が充電可能な上限電圧を下回ると、過充電検出回路１０６より解除信号が出力され、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ−Ｂ３０４をオンさせるためにＨｉ信号を出力する。
【００１５】
図３は本発明のバッテリー状態監視回路の過充電検出動作の例を示したタイムチャートである。図３を用いて二次電池電圧に継続的なノイズ成分が乗っている場合の動作を説明する。本発明のバッテリー状態監視回路１０２では継続的なノイズの乗った二次電池電圧が上昇して充電可能な上限電圧に近づくと、ノイズによって過充電検出回路１０６が検出と解除を交互に繰り返すようになるが、過充電検出回路１０６は解除速度ｔｆよりも検出速度ｔｒのほうが速いため、必ず充電可能な上限電圧の手前で検出がかかるようになった。したがって従来のように過充電検出がかかりにくくなって検出電圧が高めにずれる課題が解消され、安全マージンを十分確保できるバッテリー装置を提供できるようになった。
【００１６】
また、本発明のバッテリー状態監視回路１０２では負荷３０２が外部端子＋Ｖ０　２０４と外部端子−Ｖ０　２０５の間に接続されて放電が開始され、二次電池が放電可能な下限電圧を下回ると、過放電検出回路１０７より検出信号が出力され、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ−Ａ３０３をオフさせるためにＬｏ信号を出力する。一方、二次電池が放電可能な下限電圧を上回ると、過放電検出回路１０７より解除信号が出力され、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ−Ａ３０３をオンさせるためにＨｉ信号を出力する。
【００１７】
ここで例えば、二次電池電圧に継続的なノイズ成分が乗っている場合、本発明のバッテリー状態監視回路１０２ではノイズの乗った二次電池電圧が下降して放電可能な下限電圧に近づくと、ノイズによって過放電検出回路１０７が検出と解除を交互に繰り返すようになるが、過放電検出回路１０７は解除速度よりも検出速度のほうが速いため必ず放電可能な下限電圧の手前で検出がかかるようになった。したがって従来のように過放電検出がかかりにくくなって検出電圧が低めにずれる課題が解消され、電池寿命が長いバッテリー装置を提供できるようになった。
【００１８】
また、本発明のバッテリー状態監視回路１０２では負荷３０２が外部端子＋Ｖ０　２０４と外部端子−Ｖ０　２０５の間に接続されて放電が開始され、スイッチ回路２０３に流れる放電電流が増加して外部端子　−Ｖ０　２０５の電位が所定値以上になる（すなわちスイッチ回路２０３に流れる放電電流が上限値以上になる）と、過電流検出回路１０８より検出信号が出力され、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ−Ａ３０３をオフさせるためにＬｏ信号を出力する。一方、スイッチ回路２０３に流れる放電電流が減少して外部端子　−Ｖ０　２０５の電位が所定値以下になる（すなわちスイッチ回路２０３に流れる放電電流が上限値以下になる）と、過電流検出回路１０８より解除信号が出力され、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ−Ａ３０３をオンさせるためにＨｉ信号を出力する。
【００１９】
ここで例えば、二次電池放電電流に継続的なノイズ成分が乗っている場合、本発明のバッテリー状態監視回路１０２ではノイズの乗った放電電流値が増加して放電可能な上限電流に近づくと、ノイズによって過電流検出回路１０８が検出と解除を交互に繰り返すようになるが、過電流検出回路１０８は解除速度よりも検出速度のほうが速いため必ず放電可能な上限電流の手前で検出がかかるようになった。したがって従来のように過電流検出がかかりにくくなって検出電流が高めにずれる課題が解消され、スイッチ寿命が長いバッテリー装置を提供できるようになった。
【００２０】
また、ロジック回路３０５は過充電検出回路１０６と過放電検出回路１０７と過電流検出回路１０８のそれぞれの検出信号や解除信号に対して必要に応じた遅延時間を設けて、一時的なノイズによる誤動作を防止することもできる。また、過充電検出回路１０６と過放電検出回路１０７と過電流検出回路１０８はそれぞれの検出電圧と解除電圧との間に必要に応じたヒステリシス電圧を設けて、検出または解除時の誤動作を防止することもできる。
【００２１】
解除速度よりも検出速度が速い過充電検出回路、過放電検出回路、過電流検出回路をバッテリー状態監視回路内に設けることが本発明の主旨であるため、それらが達成できれば実施例に限定されずさまざまな構成をとることが可能である。また、単一二次電池の例を用いて説明したが、本発明は複数の二次電池を監視するバッテリー状態監視回路にも適用できる。また、本発明はＰＭＯＳ−ＦＥＴを制御するバッテリー状態監視回路にも適用できるなど、バッテリー装置の構成に限定されず、同様の効果が得られる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明のバッテリー状態監視回路およびバッテリー装置では、解除速度よりも検出速度が速い過充電検出回路、過放電検出回路、過電流検出回路をバッテリー状態監視回路内に設けることで、継続的なノイズが入力されても確実に検出がかけられるという効果を有する。
【００２３】
これにより、二次電池が余計に充電されず安全マージンが確実に保てるという効果を有する。また、二次電池が余計に放電されず電池寿命を延ばせる効果を有する。また、大電流がスイッチ回路を通して余計に流れずスイッチ回路の寿命を延ばせる効果を有する。この結果、長寿命かつ安全なバッテリー装置を提供できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のバッテリー状態監視回路およびバッテリー装置の実施例を示す回路ブロック図である。
【図２】従来のバッテリー状態監視回路およびバッテリー装置の実施例を示す回路ブロック図である。
【図３】図３は本発明のバッテリー状態監視回路の過充電検出動作の例を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
１０２、２０２　バッテリー状態監視回路
１０６　過充電検出回路
１０７　過放電検出回路
１０８　過電流検出回路
２０１　二次電池
２０３　スイッチ回路
２０４　外部端子　＋Ｖ０
２０５　外部端子　−Ｖ０
３０１　充電器
３０２　負荷
３０３　ＦＥＴ−Ａ
３０４　ＦＥＴ−Ｂ
３０５　ロジック回路
【図１】
2004120937.tif 000003
【図２】
2004120937.tif 000004
【図３】
2004120937.tif 000005