(57)【要約】【課題】異常時に、充電電流及び放電電流を遮断する保護回路で、保護用のスイッチ素子の動作を確認する回路を設ける。【解決手段】スイッチ素子ＳＷ１をオン／オフ制御する信号を発生するオン／オフ信号発生回路１０と、二次電池１に充電方向に電流を流す第１の直流電圧源Ｅ１と、二次電池に放電方向に電流を流す第２の直流電圧源Ｅ２とを設ける。保護用のスイッチ素子ＳＷ１をオン／オフさせ、直流電圧源Ｅ１により充電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子ＳＷ１を介して充電方向に電流が流れるかどうかを検出する。保護用のスイッチ素子ＳＷ１をオン／オフさせ、直流電圧源Ｅ２により放電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子ＳＷ１を介して放電方向に電流が流れるかどうかを検出する。これらの検出出力により、保護回路が正常に動作しているかどうかを確認する。【選択図】　　　　図１
2004103499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の充電及び放電を制御する充放電手段と、
上記二次電池に対して充電する方向の電流と上記二次電池に対して放電する方向の電流とをオン／オフでき、異常発生時に上記二次電池に対する充電電流及び放電電流を遮断する保護用のスイッチ素子と、
上記二次電池の端子電圧を検出して異常の発生を検出する検出手段と、
上記保護用のスイッチ素子をオフさせるための駆動信号を発生するドライバ手段とからなり、
上記検出手段により異常が検出された場合に、上記スイッチ素子をオフして上記充電電流及び放電電流を遮断して回路を保護するようにした電源装置であって、
更に、上記保護用のスイッチ素子が正常に動作しているかどうかを判断する動作確認手段を備え、
上記動作確認手段は、
上記スイッチ素子をオン／オフ制御する信号を発生するオン／オフ信号発生手段と、
上記二次電池に対して充電方向に電流を流す第１の直流電圧源と、
上記二次電池に対して放電方向に電流を流す第２の直流電圧源と、
上記保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、上記第１の直流電圧源により上記充電方向に電流を流し、上記保護用のスイッチ素子を介して上記充電方向に電流が流れるかどうかを検出する第１の電流検出手段と、
上記保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、上記第２の直流電圧源により上記放電方向に電流を流し、上記保護用のスイッチ素子を介して上記放電方向に電流が流れるかどうかを検出する第２の電流検出手段と、
上記第１の電流検出手段の検出出力と上記第２の電流検出手段の検出出力から、上記スイッチ素子が正常に動作しているかどうかを確認する動作確認手段と
を含むようにした電源装置。
【請求項２】
上記保護用のスイッチ素子は、上記充放電手段の正極側の端子と上記二次電池の正極との間の電源ライン中に設けるようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
上記保護用のスイッチ素子は、上記充放電手段の負極側の端子と上記二次電池の負極との間の電源ライン中に設けるようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
上記第１の電圧源及び上記第２の電圧源は、上記保護用のスイッチ素子の上記充放電装置側に設けるようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項５】
上記第１の電圧源及び上記第２の電圧源は、上記保護用のスイッチ素子の上記二次電池側に設けるようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
上記第１の電圧源及び上記第２の電圧源のうちの一方は、上記保護用のスイッチ素子の上記充放電装置側に設け、上記第１の電圧源及び上記第２の電圧源のうちの他方は上記保護用のスイッチ素子の上記二次電池側に設けるようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項７】
上記第１の直流電圧源及び上記第２の直流電圧源は、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを充電して形成するようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項８】
上記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを、上記充放電装置からの電源により充電するようにした請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
上記第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを、上記二次電池からの電源により充電するようにした請求項７に記載の電源装置。
【請求項１０】
上記保護用のスイッチ素子に異常が発生していると検出された場合には、第２の保護手段を動作させるようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項１１】
上記第２の保護手段は、温度ヒューズである請求項１０に記載の電源装置。
【請求項１２】
上記保護用のスイッチ素子に異常が発生していると検出された場合には、本体側の機器に通信をして、放電又は充電動作を停止させるようにした請求項１に記載の電源装置。
【請求項１３】
二次電池の両端電圧を検出し、上記二次電池の両端電圧に異常が検出された場合に、上記二次電池の充電方向及び放電方向の電流をオン／オフする保護用のスイッチ素子をオフし、上記充電電流及び放電電流を遮断し、回路保護を図るようにした保護回路で、上記保護用のスイッチ素子が正常に動作しているかどうかを判断する保護回路の動作確認方法であって、
上記保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、第１の直流電圧源により上記充電方向に電流を流し、上記保護用のスイッチ素子を介して上記充電方向に電流が流れるかどうかを検出する第１の電流検出と、
上記保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、上記第２の直流電圧源により上記放電方向に電流を流し、上記保護用のスイッチ素子を介して上記放電方向に電流が流れるかどうかを検出する第２の電流検出とを行い、
上記第１の電流検出の結果と上記第２の電流検出の結果とから、上記スイッチ素子が正常に動作しているかどうかを確認する
ようにした保護回路の動作確認方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯電話端末等の電池パックに用いて好適な電源装置及び保護回路の動作確認方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話端末では、ニッケルカドミウム電子、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマ電池等の二次電池が収納された電池パックが取り付けられる。このような従来の電池パックには、図１９に示すように、保護回路としてスイッチ素子が設けられている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図１９において、二次電池１０１の正極は、正極側の電源ラインＬ１０１を介して、充放電回路１０２の正極側の端子と接続される。二次電池１０１の負極は、負極側の電源ラインＬ１０２Ａ、スイッチ素子ＳＷ１０１（パワーＭＯＳ　ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）Ｑ１０１及びＱ１０２、ダイオードＤ１０１及びＤ１０２からなる）、電源ラインＬ１０２Ｂを介して、充放電回路１０２の負極側の端子と接続される。
【０００４】
二次電池１０１の負極と、電源ラインＬ１０２Ａと電源ラインＬ１０２Ｂとの間には、スイッチ素子ＳＷ１０１が設けられる。このスイッチ素子ＳＷ１０１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１及びダイオードＤ１０１とからなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０２及びダイオードＤ１０２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成される。
【０００５】
スイッチ素子ＳＷ１０１は、保護用のスイッチ素子である。すなわち、正極側の電源ラインＬ１０１と負極側の電源ラインＬ１０２Ａとの間の電圧は、電圧検出回路１０４で検出される。電圧検出回路１０４の検出出力がドライバ回路１０３に供給される。ドライバ回路１０３の出力がパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１及びパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０２のゲートに供給される。
【０００６】
電圧検出回路１０４で、充電時及び放電時での異常電圧が検出される。電圧検出回路１０４の出力がドライバ回路１０３に供給される。電圧検出回路１０４で異常電圧が検出されると、ドライバ回路１０３からスイッチオフの信号が出力される。このスイッチオフ信号がパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１及びＱ１０２のゲートに供給され、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１及びパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０２がオフされる。これにより、電源ラインＬ１０２Ａと電源ラインＬ１０２Ｂとの間が遮断され、回路の保護が図られる。
【０００７】
スイッチ素子ＳＷ１０１に流れる電流は、充電時と放電時とで異なるため、スイッチ素子ＳＷ１０１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１及びダイオードＤ１０１とからなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０２及びダイオードＤ１０２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成される。
【０００８】
すなわち、充電時には、矢印Ａ１０１で示す方向に電流が流される。このときには、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１がオン／オフされる。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１がオンのときには、電源ラインＬ１０２Ａから電源ラインＬ１０２Ｂに、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１、ダイオードＤ１０２を介して、電流が流される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１がオフすると、電源ラインＬ１０２Ａから電源ラインＬ１０２Ｂへの、矢印Ａ１０１で示す方向の電流は止められる。
【０００９】
放電時には、矢印Ａ１０２で示す方向に電流が流される。このときには、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０２がオン／オフされる。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０２がオンのときには、電源ラインＬ１０２Ｂから電源ラインＬ１０２Ａに、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０２、ダイオードＤ１０１を介して、電流が流される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０２をオフすると、電源ラインＬ１０２Ｂから電源ラインＬ１０２Ａへの、矢印Ａ１０２で示す方向の電流は止められる。
【００１０】
このように、スイッチ素子ＳＷ１０１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０１及びダイオードＤ１０１からなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１０２及びダイオードＤ１０２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成されている。このため、充電時の矢印Ａ１０１方向に流れる電流と、放電時の矢印Ａ１０２方向に流れる電流の双方をオン／オフすることができる。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−９３４６６号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の電池パックには、スイッチ素子ＳＷ１０１と、電圧検出回路１０４と、ドライバ回路１０３とからなる保護回路が設けられ、充電時や放電時に、電圧検出回路１０４により異常電圧が検出されると、スイッチ素子ＳＷ１０１がオフされて、回路保護が図られている。しかしながら、従来では、このスイッチ素子ＳＷ１０１からなる保護回路が正常に動作しているかどうかを確認するするための動作確認回路は備えられていない。このスイッチ素子ＳＷ１０１からなる保護回路が正常に動作しないと、異常が発生しても、回路が遮断されないため、発熱や損傷など、重大な事態を引き起こす可能性がある。このため、スイッチ素子ＳＷ１０１が正常に動作しているかどうかを判断するための動作確認回路を設けることが要望される。
【００１３】
スイッチ素子ＳＷ１０１の動作は、ドライバ回路１０３によりスイッチ素子ＳＷ１０１をオン／オフさせて、スイッチ素子ＳＷ１０１の両側から電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１０１をオンさせたときに電流が流れ、スイッチ素子ＳＷ１０１をオフさせたときには電流が流れないことを検出することで、確認できる。
【００１４】
ところが、上述のように、スイッチ素子ＳＷ１０１は、充電時と放電時とで異なる方向に電流が流される。したがって、スイッチ素子ＳＷ１０１には、充電時と放電時とで異なる方向に電流を流し、充電時と放電時とで、スイッチ素子が正常に動作しているかどうかを検出する必要がある。
【００１５】
したがって、この発明の目的は、電池パックの保護回路が正常に動作しているかどうかを確実に検出できるようにした電源装置及び保護回路の動作確認方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、二次電池の充電及び放電を制御する充放電手段と、
二次電池に対して充電する方向の電流と二次電池に対して放電する方向の電流とをオン／オフでき、異常発生時に二次電池に対する充電電流及び放電電流を遮断する保護用のスイッチ素子と、
二次電池の端子電圧を検出して異常の発生を検出する検出手段と、
保護用のスイッチ素子をオフさせるための駆動信号を発生するドライバ手段とからなり、
検出手段により異常が検出された場合に、スイッチ素子をオフして充電電流及び放電電流を遮断して回路を保護するようにした電源装置であって、
更に、保護用のスイッチ素子が正常に動作しているかどうかを判断する動作確認手段を備え、
動作確認手段は、
スイッチ素子をオン／オフ制御する信号を発生するオン／オフ信号発生手段と、
二次電池に対して充電方向に電流を流す第１の直流電圧源と、
二次電池に対して放電方向に電流を流す第２の直流電圧源と、
保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、第１の直流電圧源により充電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子を介して充電方向に電流が流れるかどうかを検出する第１の電流検出手段と、
保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、第２の直流電圧源により放電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子を介して放電方向に電流が流れるかどうかを検出する第２の電流検出手段と、
第１の電流検出手段の検出出力と第２の電流検出手段の検出出力から、スイッチ素子が正常に動作しているかどうかを確認する動作確認手段と
を含むようにした電源装置である。
【００１７】
この発明は、二次電池の両端電圧を検出し、二次電池の両端電圧に異常が検出された場合に、二次電池の充電方向及び放電方向の電流をオン／オフする保護用のスイッチ素子をオフし、充電電流及び放電電流を遮断し、回路保護を図るようにした保護回路で、保護用のスイッチ素子が正常に動作しているかどうかを判断する保護回路の動作確認方法であって、
保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、第１の直流電圧源により充電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子を介して充電方向に電流が流れるかどうかを検出する第１の電流検出と、
保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、第２の直流電圧源により放電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子を介して放電方向に電流が流れるかどうかを検出する第２の電流検出とを行い、
第１の電流検出の結果と第２の電流検出の結果とから、スイッチ素子が正常に動作しているかどうかを確認する
ようにした保護回路の動作確認方法である。
【００１８】
二次電池の両端電圧に異常が検出された場合に、充電電流及び放電電流を遮断し、回路保護を図るようにした保護回路で、保護用のスイッチ素子が正常に動作しているかどうかを確認する確認回路が設けられる。
【００１９】
すなわち、スイッチ素子をオン／オフ制御する信号を発生するオン／オフ信号発生回路と、二次電池に対して充電方向に電流を流す第１の直流電圧源と、二次電池に対して放電方向に電流を流す第２の直流電圧源とが設けられる。
【００２０】
保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、第１の直流電圧源により充電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子を介して充電方向に電流が流れるかどうかが検出される。また、保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、第２の直流電圧源により放電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子を介して放電方向に電流が流れるかどうかが検出される。
【００２１】
これらの検出出力により、スイッチ素子からなる保護回路が正常に動作しているかどうかが確認される。
【００２２】
スイッチ素子からなる保護回路の動作に異常が検出された場合には、例えば、温度ヒューズからなる第２の保護回路を遮断することで、回路が保護できる。或いは、スイッチ素子からなる保護回路の動作に異常が検出された場合には、本体に通信を行い、使用禁止に制御することで、回路が保護できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、この発明が適用された電池パックの一例である。図１において、二次電池１の正極は、正極側の電源ラインＬ１を介して、充放電回路２の正極側の端子と接続される。二次電池１の負極は、負極側の電源ラインＬ２Ａ、スイッチ素子ＳＷ１（パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びＱ２、ダイオードＤ１及びＤ２からなる）、電源ラインＬ２Ｂを介して、充放電回路２の負極側の端子と接続される。
【００２４】
充放電回路２は、二次電池１に対して、充電或いは放電を行うための回路である。二次電池１としては、リチウム・イオン電池、ニッケル・水素電池、ニッケル・カドミウム電池、リチウムポリマ電池等が用いられる。二次電池１としては、どのような電池を用いても良い。
【００２５】
電源ラインＬ２Ａ及び電源ラインＬ２Ｂとの間には、スイッチ素子ＳＷ１が設けられる。このスイッチ素子ＳＷ１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びダイオードＤ１とからなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２及びダイオードＤ２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成される。
【００２６】
すなわち、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１のソースとダイオードＤ１のカソードが接続され、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１のドレインとダイオードＤ１のアノードが接続されて、スイッチ素子が構成される。また、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２のソースとダイオードＤ２のカソードが接続され、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２のドレインとダイオードＤ１のアノードが接続されて、スイッチ素子が構成される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１のドレインとダイオードＤ１のアノードとの接続点と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２のドレインとダイオードＤ２のアノードとの接続点とが接続される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１のソースとダイオードＤ１のカソードとの接続点が電源ラインＬ２Ａに接続される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２のソースとダイオードＤ２のカソードとの接続点が電源ラインＬ２Ｂに接続される。
【００２７】
スイッチ素子ＳＷ１は、保護用のスイッチ素子である。正極側の電源ラインＬ１と負極側の電源ラインＬ２Ａとの間の電圧は、電圧検出回路４で検出される。電圧検出回路４の検出出力がドライバ回路３に供給される。ドライバ回路３の出力がパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２のゲートに供給される。
【００２８】
電圧検出回路４で、充電時及び放電時での異常電圧が検出される。電圧検出回路４で異常電圧が検出されると、ドライバ回路３からスイッチオフの信号が出力される。このスイッチオフ信号がパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びＱ２のゲートに供給され、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２がオフされる。これにより、電源ラインＬ２Ａと電源ラインＬ２Ｂとの間が遮断され、回路の保護が図られる。
【００２９】
スイッチ素子ＳＷ１に流れる電流は、充電時と放電時とで異なるため、スイッチ素子ＳＷ１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びダイオードＤ１とからなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２及びダイオードＤ２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成される。
【００３０】
すなわち、充電時には、矢印Ａ１で示す方向に電流が流される。このときには、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１がオン／オフされる。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１がオンのときには、電源ラインＬ２Ａから電源ラインＬ２Ｂに、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１、ダイオードＤ２を介して、電流が流される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１がオフすると、電源ラインＬ２Ａから電源ラインＬ２Ｂへの、矢印Ａ１で示す方向の電流は止められる。
【００３１】
放電時には、矢印Ａ２で示す方向に電流が流される。このときには、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２がオン／オフされる。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２がオンのときには、電源ラインＬ２Ｂから電源ラインＬ２Ａに、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２、ダイオードＤ１を介して、電流が流される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２がオフすると、電源ラインＬ２Ｂから電源ラインＬ２Ａへの、矢印Ａ２で示す方向の電流は止められる。
【００３２】
このように、スイッチ素子ＳＷ１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びダイオードＤ１からなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２及びダイオードＤ２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成されている。このため、充電時の矢印Ａ１方向に流れる電流と、放電時の矢印Ａ２方向に流れる電流の双方をオン／オフすることができる。
【００３３】
このスイッチ素子ＳＷ１は、保護回路となっているため、正常に動作しているかどうかを確認することが重要である。スイッチ素子ＳＷ１が正常に動作していないと、発熱や損傷の要因となる。
【００３４】
図１の例では、スイッチ素子ＳＷ１が正常に動作しているかどうかを確認するために、直流電圧源Ｅ１及びＥ２と、検出抵抗Ｒ１及びＲ２と、小電流検出回路６及び７と、電流検出回路８と、スイッチ素子動作確認回路９と、オン／オフ信号発生回路１０と、スイッチ素子不良信号発生回路１１とが設けられる。
【００３５】
すなわち、スイッチ素子ＳＷ１の動作の確認は、スイッチ素子ＳＷ１を構成するパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びＱ２をオン／オフし、電流が流れるかどうかを確認するようにすれば良い。スイッチ素子ＳＷ１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びダイオードＤ１からなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２及びダイオードＤ２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成されており、矢印Ａ１方向の電流と、矢印Ａ２方向の電流とをオン／オフできる。
【００３６】
そこで、スイッチ素子ＳＷ１が正常に動作しているか否かを確認するために、直流電圧源Ｅ１及びＥ２と、検出抵抗Ｒ１及びＲ２とが設けられる。
【００３７】
すなわち、直流電圧源Ｅ１の負極は電源ラインＬ２Ｂに接続される。直流電圧源Ｅ１の正極が検出抵抗Ｒ１を介して電源ラインＬ２Ａに接続される。直流電圧源Ｅ２の正極は電源ラインＬ２Ｂに接続される。直流電圧源Ｅ１の負極が検出抵抗Ｒ２を介して電源ラインＬ２Ａに接続される。
【００３８】
直流電圧源Ｅ１は、矢印Ｂ１方向に電流を流すことで、矢印Ａ１方向に電流を流したときのスイッチ素子ＳＷ１の動作を確認するものである。直流電圧源Ｅ２は、これとは反対に、矢印Ｂ２で示す方向に電流を流すことで、矢印Ａ２方向に電流を流したときのスイッチ素子ＳＷ１の動作を確認するものである。検出抵抗Ｒ１は、矢印Ｂ１方向に電流が流れたかどうかを検出する検出抵抗である。検出抵抗Ｒ１は、矢印Ｂ２方向に電流が流れたかどうかを検出する検出抵抗である。
【００３９】
検出抵抗Ｒ１の両端電圧は、小電流検出回路６で検出される。検出抵抗Ｒ２の両端電圧は、小電流検出回路７で検出される。小電流検出回路６及び小電流検出回路７の出力が電流検出回路８に供給される。電流検出回路８の出力がスイッチ素子動作確認回路９に供給される。
【００４０】
パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びＱ２は、ドライバ回路３により、オン／オフ制御される。スイッチ動作確認時には、スイッチ素子動作確認回路９の出力により、オン／オフ信号発生回路１０からオン／オフ信号が発生される。このオン／オフ信号発生回路１０の出力がドライバ回路３に供給される。
【００４１】
スイッチ素子ＳＷ１の動作は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１及びＱ２をオン／オフ制御し、直流電圧源Ｅ１及びＥ２により、矢印Ｂ１及びＢ２方向に電源を流し、検出抵抗Ｒ１及びＲ２の両端に電圧が生じているか否かを検出することで、確認される。
【００４２】
すなわち、直流電圧源Ｅ１を設けると、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１がオンしていれば、直流電圧源Ｅ１から、検出抵抗Ｒ１、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１、ダイオードＤ２を通じて、矢印Ｂ１方向（又は矢印Ａ１方向）に電流が流れ、検出抵抗Ｒ１の両端に電圧が生じる。これに対して、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１がオフしていると、この直流電圧源Ｅ１からの矢印Ｂ１方向（又は矢印Ａ１方向）の電流が遮断され、検出抵抗Ｒ１の両端に電圧が生じない。したがって、ドライバ回路３によりパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１をオフさせて、直流電圧源Ｅ１からの電源を与えたとき、検出抵抗Ｒ１の両端に電圧が発生しなければ、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１を確実にオフしており、動作は正常であると判断できる。これに対して、ドライバ回路３によりパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１をオフさせているにもかかわらず、直流電圧源Ｅ１からの電源を与えると、検出抵抗Ｒ１の両端に電圧が発生すれば、異常が生じていると判断できる。
【００４３】
また、直流電圧源Ｅ２を設けると、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２がオンしていれば、直流電圧源Ｅ２から、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２、ダイオードＤ１、検出抵抗Ｒ２を通じて、矢印Ｂ２方向（又は矢印Ａ２方向）に電流が流れ、検出抵抗Ｒ２の両端に電圧が生じる。これに対して、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２がオフしていると、この直流電圧源Ｅ２からの矢印Ｂ２方向（又は矢印Ａ２方向）の電流が遮断され、検出抵抗Ｒ２の両端に電圧が生じない。したがって、ドライバ回路３によりパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２をオフさせて、直流電圧源Ｅ２からの電源を与えたとき、検出抵抗Ｒ２の両端に電圧が発生しなければ、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２を確実にオフしており、動作は正常であると判断できる。これに対して、ドライバ回路３によりパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２をオフさせているにもかかわらず、直流電圧源Ｅ２からの電源を与えると、検出抵抗Ｒ２の両端に電圧が発生すれば、異常が生じていると判断できる。
【００４４】
直流電圧源Ｅ１及びＥ２としては、電池を使っても良いが、後に説明するように、二次電池１の電源や充放電回路２の電源を使って、形成することができる。
【００４５】
検出抵抗Ｒ１及び検出抵抗Ｒ２の両端電圧は、小電流検出回路６及び７に供給される。小電流検出回路６及び７の出力が電流検出回路８に供給される。電流検出回路８の出力がスイッチ素子動作確認回路９に供給され、スイッチ素子動作確認回路９で、スイッチ素子ＳＷ１の動作が確認される。スイッチ素子ＳＷ１の動作が不良であると判断されると、スイッチ素子不良信号発生回路１１から、スイッチ素子不良信号が発生される。
【００４６】
このように、この例では、直流電圧源Ｅ１及びＥ２と、検出抵抗Ｒ１及びＲ２とが設けられ、矢印Ｂ１に示す電流と、矢印Ｂ２で示す電流とがスイッチ素子ＳＷ１に流される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１をオフさせて、直流電圧源Ｅ１からの電源を与え、検出抵抗Ｒ１の両端に電圧が発生するかどうかにより、矢印Ｂ１方向（矢印Ａ１方向）に流れる電流が確実にオフできるかどうかが確認される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ２をオフさせて、直流電圧源Ｅ２からの電源を与え、検出抵抗Ｒ２の両端に電圧が発生するかどうかにより、矢印Ｂ２方向（矢印Ａ２方向）に流れる電流が確実にオフできるかどうかが確認される。これにより、スイッチ素子ＳＷ１に異常が発生しているかどうかを判断できる。
【００４７】
なお、この例では、直流電圧源Ｅ１の負極を電源ラインＬ２Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ１の正極を検出抵抗Ｒ１を介して電源ラインＬ２Ａに接続し、直流電圧源Ｅ２の正極を電源ラインＬ２Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ２の負極を検出抵抗Ｒ２を介して電源ラインＬ２Ａに接続している。しかしながら、直流電圧源Ｅ１は、矢印Ｂ１方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１が矢印Ａ１方向の電流がオン／オフできるかを検出できれば、どのような位置にあっても良い。また、直流電圧源Ｅ２は、矢印Ｂ２方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１が矢印Ａ２方向の電流がオン／オフできるかを検出できれば、どのような位置にあっても良い。
【００４８】
図２の例では、直流電圧源Ｅ１の正極を電源ラインＬ２Ａに接続し、直流電圧源Ｅ１の負極を検出抵抗Ｒ１を介して電源ラインＬ２Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ２の負極を電源ラインＬ２Ａに接続し、直流電圧源Ｅ２の正極を検出抵抗Ｒ２を介して電源ラインＬ２Ｂに接続している。このような構成でも、前述と同様に、直流電圧源Ｅ１は、矢印Ｂ１方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１が矢印Ａ１方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。また、直流電圧源Ｅ２は、矢印Ｂ２方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１が矢印Ａ２方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。
【００４９】
図３の例では、直流電圧源Ｅ１の負極を電源ラインＬ２Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ１の正極を検出抵抗Ｒ１を介して電源ラインＬ２Ａに接続し、直流電圧源Ｅ２の負極を電源ラインＬ２Ａに接続し、直流電圧源Ｅ２の正極を検出抵抗Ｒ２を介して電源ラインＬ２Ｂに接続している。このような構成でも、前述と同様に、直流電圧源Ｅ１は、矢印Ｂ１方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１が矢印Ａ１方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。また、直流電圧源Ｅ２は、矢印Ｂ２方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１が矢印Ａ２方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。
【００５０】
図４の例では、直流電圧源Ｅ１の正極を電源ラインＬ２Ａに接続し、直流電圧源Ｅ１の負極を検出抵抗Ｒ１を介して電源ラインＬ２Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ２の正極を電源ラインＬ２Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ２の負極を検出抵抗Ｒ２を介して電源ラインＬ２Ａに接続している。このような構成でも、前述と同様に、直流電圧源Ｅ１は、矢印Ｂ１方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１が矢印Ａ１方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。また、直流電圧源Ｅ２は、矢印Ｂ２方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１が矢印Ａ２方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。
【００５１】
図５は、この発明の他の実施の形態を示すものである。この例は、正極の電源ラインに、スイッチ素子を設けたものである。
【００５２】
図５において、二次電池２１の正極は、正極側の電源ラインＬ１１Ａ、スイッチ素子ＳＷ１１（パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１及びＱ１２、ダイオードＤ１１及びＤ１２からなる）、電源ラインＬ１１Ｂを介して、二次電池２１の正極側の端子と接続される。二次電池２１の負極は、負極側の電源ラインＬ１２を介して、充放電回路２の負極側の端子と接続される。充放電回路２２は、二次電池２１に対して、充電或いは放電を行うための回路である。
【００５３】
電源ラインＬ１１Ａと電源ラインＬ１１Ｂとの間には、スイッチ素子ＳＷ１１が設けられる。このスイッチ素子ＳＷ１１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１及びダイオードＤ１１とからなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２及びダイオードＤ１２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成される。
【００５４】
すなわち、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１のソースとダイオードＤ１１のカソードが接続され、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１のドレインとダイオードＤ１１のアノードが接続されて、スイッチ素子が構成される。また、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２のソースとダイオードＤ１２のカソードが接続され、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２のドレインとダイオードＤ１１のアノードが接続されて、スイッチ素子が構成される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１のドレインとダイオードＤ１１のアノードとの接続点と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２のドレインとダイオードＤ１２のアノードとの接続点とが接続される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１のソースとダイオードＤ１１のカソードとの接続点が電源ラインＬ１１Ｂに接続される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２のソースとダイオードＤ１２のカソードとの接続点が電源ラインＬ１１Ａに接続される。
【００５５】
スイッチ素子ＳＷ１１は、保護用のスイッチ素子である。正極側の電源ラインＬ１１Ａと負極側の電源ラインＬ１２との間の電圧は、電圧検出回路２４で検出される。電圧検出回路２４の検出出力がドライバ回路２３に供給される。ドライバ回路２３の出力がパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１及びパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２のゲートに供給される。
【００５６】
電圧検出回路２４で異常電圧が検出されると、ドライバ回路２３からのスイッチオフ信号により、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１及びパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２がオフされる。これにより、電源ラインＬ１１Ａと電源ラインＬ１１Ｂとの間が遮断され、回路の保護が図られる。
【００５７】
スイッチ素子ＳＷ１１に流れる電流は、充電時と放電時とで異なるため、スイッチ素子ＳＷ１１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１及びダイオードＤ１１とからなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２及びダイオードＤ１２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成される。
【００５８】
すなわち、充電時には、矢印Ａ１１で示す方向に電流が流される。このときには、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１がオン／オフされる。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１がオンのときには、電源ラインＬ１１Ｂから電源ラインＬ１１Ａに、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１、ダイオードＤ１２を介して、電流が流される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１がオフすると、電源ラインＬ１１Ｂから電源ラインＬ１１Ａへの、矢印Ａ１１で示す方向の電流は止められる。
【００５９】
放電時には、矢印Ａ１２で示す方向に電流が流される。このときには、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２がオン／オフされる。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２がオンのときには、電源ラインＬ１１Ａから電源ラインＬ１１Ｂに、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２、ダイオードＤ１１を介して、電流が流される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２がオフすると、電源ラインＬ１１Ａから電源ラインＬ１１Ｂへの、矢印Ａ１２で示す方向の電流は止められる。
【００６０】
このように、スイッチ素子ＳＷ１１は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１及びダイオードＤ１１からなるスイッチ素子と、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２及びダイオードＤ１２からなるスイッチ素子とを、その電流の流れが反対方向になるように、直列に接続して構成されている。このため、充電時の矢印Ａ１１方向に流れる電流と、放電時の矢印Ａ１２で示す方向に流れる電流の双方をオン／オフすることができる。
【００６１】
図５の例では、スイッチ素子ＳＷ１１が正常に動作しているかどうかを確認するために、直流電圧源Ｅ１１及び直流電圧源Ｅ１２と、検出抵抗Ｒ１１及び検出抵抗Ｒ１２と、小電流検出回路２６及び２７と、電流検出回路２８と、スイッチ素子動作確認回路２９と、オン／オフ信号発生回路３０と、スイッチ素子不良信号発生回路３１とが設けられる。
【００６２】
直流電圧源Ｅ１１は、矢印Ｂ１１方向に電流を流すことで、矢印Ａ１１方向に電流を流したときのスイッチ素子ＳＷ１１の動作を確認するものである。直流電圧源Ｅ１２は、これとは反対に、矢印Ｂ１２で示す方向に電流を流すことで、矢印Ａ１２方向に電流を流したときのスイッチ素子ＳＷ１１の動作を確認するものである。検出抵抗Ｒ１１は、矢印Ｂ１１方向に電流が流れたかどうかを検出する検出抵抗である。検出抵抗Ｒ１２は、矢印Ｂ１２方向に電流が流れたかどうかを検出する検出抵抗である。
【００６３】
検出抵抗Ｒ１１の両端電圧は、小電流検出回路２６で検出される。検出抵抗Ｒ１２の両端電圧は、小電流検出回路２７で検出される。小電流検出回路２６及び小電流検出回路２７の出力が電流検出回路２８に供給される。電流検出回路２８の出力がスイッチ素子動作確認回路２９に供給される。
【００６４】
パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１及びＱ１２は、ドライバ回路２３により、オン／オフ制御される。スイッチ動作確認時には、スイッチ素子動作確認回路２９の出力により、オン／オフ信号発生回路３０からスイッチオン／オフ信号が発生される。このオン／オフ信号発生回路３０の出力がドライバ回路２３に供給される。
【００６５】
スイッチ素子ＳＷ１１の動作は、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１及びＱ１２をオン／オフ制御し、直流電圧源Ｅ１１及びＥ１２により、矢印Ｂ１１及びＢ１２方向に電源を流し、検出抵抗Ｒ１１及びＲ１２の両端に電圧が生じているか否かを検出することで、確認される。
【００６６】
すなわち、直流電圧源Ｅ１１を設けると、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１がオンしていれば、直流電圧源Ｅ１１から、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１、ダイオードＤ１２、検出抵抗Ｒ１１を通じて、矢印Ｂ１１方向（又は矢印Ａ１１方向）に電流が流れ、検出抵抗Ｒ１１の両端に電圧が生じる。これに対して、パワーＭＯＳＦＥＴＱ１１がオフしていると、この直流電圧源Ｅ１１からの矢印Ｂ１方向（又は矢印Ａ１方向）の電流が遮断され、検出抵抗Ｒ１１の両端に電圧が生じない。したがって、ドライバ回路２３によりパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１をオフさせて、直流電圧源Ｅ１１からの電源を与えたとき、検出抵抗Ｒ１１の両端に電圧が発生しなければ、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１を確実にオフしており、動作は正常であると判断できる。これに対して、ドライバ回路２３によりパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１をオフさせているにもかかわらず、直流電圧源Ｅ１１からの電源を与えると、検出抵抗Ｒ１１の両端に電圧が発生すれば、異常が生じていると判断できる。
【００６７】
また、直流電圧源Ｅ１２を設けると、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２がオンしていれば、直流電圧源Ｅ１２から、検出抵抗Ｒ１２、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２、ダイオードＤ１１を通じて、矢印Ｂ１２方向（又は矢印Ａ１２方向）に電流が流れ、検出抵抗Ｒ１２の両端に電圧が生じる。これに対して、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２がオフしていると、この直流電圧源Ｅ１２からの矢印Ｂ１２方向（又は矢印Ａ１２方向）の電流が遮断され、検出抵抗Ｒ１２の両端に電圧が生じない。したがって、ドライバ回路２３によりパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２をオフさせて、直流電圧源Ｅ１２からの電源を与えたとき、検出抵抗Ｒ１２の両端に電圧が発生しなければ、パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２を確実にオフしており、動作は正常であると判断できる。これに対して、ドライバ回路２３によりパワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２をオフさせているにもかかわらず、直流電圧源Ｅ１２からの電源を与えると、検出抵抗Ｒ１２の両端に電圧が発生すれば、異常が生じていると判断できる。
【００６８】
検出抵抗Ｒ１１及び検出抵抗Ｒ１２の両端電圧は、小電流検出回路２６及び２７に供給される。小電流検出回路２６及び２７の出力が電流検出回路２８に供給される。電流検出回路２８の出力がスイッチ素子動作確認回路２９に供給され、スイッチ素子動作確認回路２９で、スイッチ素子ＳＷ１１の動作が確認される。スイッチ素子ＳＷ１１の動作が不良であると判断されると、スイッチ素子不良信号発生回路３１から、スイッチ素子不良信号が発生される。
【００６９】
このように、この例では、直流電圧源Ｅ１１及びＥ１２と、検出抵抗Ｒ１１及びＲ１２とが設けられ、矢印Ｂ１１に示す電流と、矢印Ｂ１２で示す電流とがスイッチ素子ＳＷ１１に流される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１１をオフさせて、直流電圧源Ｅ１１からの電源を与え、検出抵抗Ｒ１１の両端に電圧が発生するかどうかにより、矢印Ｂ１１方向（矢印Ａ１１方向）に流れる電流が確実にオフできるかどうかが確認される。パワーＭＯＳ　ＦＥＴＱ１２をオフさせて、直流電圧源Ｅ１２からの電源を与え、検出抵抗Ｒ１２の両端に電圧が発生するかどうかにより、矢印Ｂ１２方向（矢印Ａ１２方向）に流れる電流が確実にオフできるかどうかが確認される。これにより、スイッチ素子ＳＷ１１に異常が発生しているかどうかを判断できる。
【００７０】
なお、この例では、直流電圧源Ｅ１１の正極を電源ラインＬ１１Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ１１の負極を検出抵抗Ｒ１１を介して電源ラインＬ１１Ａに接続し、直流電圧源Ｅ１２の負極を電源ラインＬ１１Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ１２の負極を検出抵抗Ｒ１２を介して電源ラインＬ１１Ａに接続している。しかしながら、直流電圧源Ｅ１１は、矢印Ｂ１１方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１１が矢印Ａ１方向の電流がオン／オフできるかを検出できれば、どのような位置にあっても良い。また、直流電圧源Ｅ１２は、矢印Ｂ１２方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１１が矢印Ａ１２方向の電流がオン／オフできるかを検出できれば、どのような位置にあっても良い。
【００７１】
図６の例では、直流電圧源Ｅ１１の負極を電源ラインＬ１１Ａに接続し、直流電圧源Ｅ１１の正極を検出抵抗Ｒ１１を介して電源ラインＬ１１Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ１２の正極を電源ラインＬ１１Ａに接続し、直流電圧源Ｅ１２の負極を検出抵抗Ｒ１２を介して電源ラインＬ１１Ｂに接続している。このような構成でも、前述と同様に、直流電圧源Ｅ１１は、矢印Ｂ１１方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１１が矢印Ａ１１方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。また、直流電圧源Ｅ１２は、矢印Ｂ１２方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１１が矢印Ａ１２方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。
【００７２】
図７の例では、直流電圧源Ｅ１１の正極を電源ラインＬ１１Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ１１の負極を検出抵抗Ｒ１１を介して電源ラインＬ１１Ａに接続し、直流電圧源Ｅ１２の正極を電源ラインＬ１１Ａに接続し、直流電圧源Ｅ１２の負極を検出抵抗Ｒ１２を介して電源ラインＬ１１Ｂに接続している。このような構成でも、前述と同様に、直流電圧源Ｅ１１は、矢印Ｂ１１方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１１が矢印Ａ１１方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。また、直流電圧源Ｅ１２は、矢印Ｂ１２方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１が矢印Ａ２方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。
【００７３】
図８の例では、直流電圧源Ｅ１１の負極を電源ラインＬ１１Ａに接続し、直流電圧源Ｅ１１の正極を検出抵抗Ｒ１１を介して電源ラインＬ１１Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ１２の負極を電源ラインＬ１１Ｂに接続し、直流電圧源Ｅ１２の正極を検出抵抗Ｒ１２を介して電源ラインＬ１１Ａに接続している。このような構成でも、前述と同様に、直流電圧源Ｅ１１は、矢印Ｂ１１方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１１が矢印Ａ１１方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。また、直流電圧源Ｅ１２は、矢印Ｂ１２方向に電流を流し、スイッチ素子ＳＷ１１が矢印Ａ２方向の電流がオン／オフできるかを検出できる。
【００７４】
このように、スイッチ素子の動作は、スイッチ素子をオン／オフさせ、スイッチ素子に充電方向と放電方向に電流を流し、電流が流れるかどうかを検出することにより行える。スイッチ素子に充電方向と放電方向に電流を流すための直流電圧源は、前述したように、充放電回路又は二次電池から形成することができる。
【００７５】
図９Ａは、直流電圧源の形成回路の一例である。図９の例では、スイッチ素子ＳＷ１が負極側の電源ラインＬ２Ａと電源ラインＬ２Ｂとの間にある場合（図１から図４参照）の直流電圧源Ｅ１及びＥ２を形成する回路の一例である。また、図９の例では、充放電回路２からの電源で直流電圧源Ｅ１及びＥ２を形成するようにしている。
【００７６】
図９において、正極側の電源ラインＬ１と、負極側の電源ラインＬ２Ｂとの間に、スイッチ回路Ｓ１と、コンデンサＣ１との直列接続が接続される。スイッチ回路Ｓ１とコンデンサＣ１との接続点は、検出抵抗Ｒ１を介して、電源ラインＬ２Ａに接続される。
【００７７】
また、正極側の電源ラインＬ１と、負極側の電源ラインＬ２Ｂとの間に、スイッチ回路Ｓ２、コンデンサＣ３、スイッチ回路Ｓ３の直列接続が接続される。スイッチ回路Ｓ２とコンデンサＣ３の接続点と電源ラインＬ２Ｂとの間に、スイッチ回路Ｓ４が設けられる。
【００７８】
コンデンサＣ３とスイッチ回路Ｓ３との接続点は、スイッチ回路Ｓ５、検出抵抗Ｒ２を介して、電源ラインＬ２Ａに接続される。スイッチ回路Ｓ５と検出抵抗Ｒ２との接続点と電源ラインＬ２Ｂとの間に、コンデンサＣ２が接続される。
【００７９】
コンデンサＣ１は、検出抵抗Ｒ１を介して、矢印Ｂ１方向に電流を流す直流電圧源となる。また、コンデンサＣ２は、検出抵抗Ｒ２を介して、矢印Ｂ２方向に電流を流す直流電圧源となる。
【００８０】
この回路の動作について説明する。先ず、図９Ｂに示すように、スイッチ回路Ｓ１がオンされ、スイッチ回路Ｓ２及びＳ３がオンされ、スイッチ回路Ｓ４及びスイッチ回路Ｓ５がオフされる。なお、このとき、スイッチ素子ＳＷ１はオフされている。
【００８１】
スイッチ回路Ｓ１がオンされると、充放電回路１２からの電源により、コンデンサＣ１に充電電流が流れ、図９Ｂに示すように、コンデンサＣ１が充電される。その結果、コンデンサＣ１は、矢印Ｂ１１に示す方向に電流を流す直流電圧源となる。
【００８２】
また、スイッチ回路Ｓ２及びＳ３がオンされると、充放電回路１２からの電源により、コンデンサＣ３に充電電流が流れ、図９Ｂに示すように、コンデンサＣ３が充電される。
【００８３】
次に、図９Ｃに示すように、スイッチ回路Ｓ２及びＳ３がオフされ、スイッチ回路Ｓ４及びスイッチ回路Ｓ５がオンされる。スイッチ回路Ｓ２及びＳ３がオフされ、スイッチ回路Ｓ４及びスイッチ回路Ｓ５がオンされると、図９Ｃに示すように、コンデンサＣ３が蓄積されていた電荷がコンデンサＣ２に移る。その結果、コンデンサＣ２は、コンデンサＣ１とは反対方向に充電されることとなり、コンデンサＣ２は、矢印Ｂ１２で示す方向に電流を流す直流電圧源となる。
【００８４】
図１０は、このような回路を使って、スイッチ素子ＳＷ１の動作を確認するための処理を説明するためのフローチャートである。
【００８５】
図１０において、スイッチ素子確認動作が開始されると（ステップＳ１）、先ず、スイッチ素子ＳＷ１がオフされる（ステップＳ２）。スイッチ素子ＳＷ１をオフすることで、二次電池１と充放電回路２とが遮断される。
【００８６】
次に、図９に示したように、スイッチ回路Ｓ１からＳ５が制御され、コンデンサＣ１及びＣ２に電荷が蓄えられる（ステップＳ３）。
【００８７】
コンデンサＣ１及びＣ２が直流電圧源Ｅ１及びＥ２として機能され、検出抵抗Ｒ１及びＲ２に電流が流れる電流が検出される（ステップＳ４）。ここで、スイッチ素子ＳＷ１が正常に動作していれば、検出抵抗Ｒ１及びＲ２に電流が流れることはない。
【００８８】
検出抵抗Ｒ１及びＲ２に電流が流れたかどうかが判断され（ステップＳ５）、電流が流れていなければ、正常信号が出力され（ステップＳ６）、スイッチ素子確認動作が終了される（ステップＳ７）。このときには、電池パックは使用許可となる（ステップＳ８）。
【００８９】
ステップＳ５で、検出抵抗Ｒ１及びＲ２に電流が流れたと判断されたら、スイッチ素子の不良信号が出力され（ステップＳ９）、スイッチ素子確認動作が終了される（ステップＳ１０）。このときには、電池パックは使用不許可となる（ステップＳ１１）。
【００９０】
図１１は、直流電圧源の形成回路の他の例である。この図１１の例では、二次電池１からの電源で直流電圧源Ｅ１及びＥ２を形成するようにしている。
【００９１】
図１１Ａにおいて、正極側の電源ラインＬ１と、負極側の電源ラインＬ２Ａとの間に、スイッチ回路Ｓ１１と、コンデンサＣ１１との直列接続が接続される。スイッチ回路Ｓ１１とコンデンサＣ１１との接続点は、検出抵抗Ｒ２を介して、電源ラインＬ２Ｂに接続される。
【００９２】
また、正極側の電源ラインＬ１と、負極側の電源ラインＬ２Ａとの間に、スイッチ回路Ｓ１２、コンデンサＣ１３、スイッチ回路Ｓ１３の直列接続が接続される。スイッチ回路Ｓ１２とコンデンサＣ１３の接続点と電源ラインＬ２Ａとの間に、スイッチ回路Ｓ１４が設けられる。
【００９３】
コンデンサＣ１３とスイッチ回路Ｓ１３との接続点は、スイッチ回路Ｓ１５、検出抵抗Ｒ１を介して、電源ラインＬ２Ｂに接続される。スイッチ回路Ｓ１５と検出抵抗Ｒ１との接続点と電源ラインＬ２Ａとの間に、コンデンサＣ１２が接続される。
【００９４】
コンデンサＣ１２は、検出抵抗Ｒ１を介して、矢印Ｂ１方向に電流を流す直流電圧源Ｅ１となる。また、コンデンサＣ１１は、検出抵抗Ｒ２を介して、矢印Ｂ２方向に電流を流す直流電圧源Ｅ１２となる。
【００９５】
この回路の動作について説明する。先ず、図１１Ｂに示すように、スイッチ回路Ｓ１１がオンされ、スイッチ回路Ｓ１２及びＳ１３がオンされ、スイッチ回路Ｓ１４及びスイッチ回路Ｓ１５がオフされる。なお、このとき、スイッチ素子ＳＷ１１はオフされている。
【００９６】
スイッチ回路Ｓ１１がオンされると、二次電池１からの電源により、コンデンサＣ１１に充電電流が流れ、図１１Ｂに示すように、コンデンサＣ１１が充電される。その結果、コンデンサＣ１１は、矢印Ｂ２方向に電流を流す直流電圧源となる。
【００９７】
また、スイッチ回路Ｓ１２及びＳ１３がオンされると、二次電池１からの電源により、コンデンサＣ１３に充電電流が流れ、図１１Ｂに示すように、コンデンサＣ１３が充電される。
【００９８】
次に、図１１Ｃに示すように、スイッチ回路Ｓ１２及びＳ１３がオフされ、スイッチ回路Ｓ１４及びスイッチ回路Ｓ１５がオンされる。スイッチ回路Ｓ１２及びＳ１３がオフされ、スイッチ回路Ｓ１４及びスイッチ回路Ｓ１５がオンされると、図１１Ｃに示すように、コンデンサＣ１３が蓄積されていた電荷がコンデンサＣ１２に移る。その結果、コンデンサＣ１２は、コンデンサＣ１１とは反対方向に充電されることとなり、矢印Ｂ１方向に電流を流す直流電圧源となる。
【００９９】
なお、図９Ｂ及び図１１に示すような形成回路で直流電圧源を形成すると、スイッチ素子をバイパスする電流経路が生じる。そこで、図１２及び図１３に示すように、スイッチ素子をバイパスする電流経路を閉じるスイッチ回路を設けることが考えられる。
【０１００】
図１２は、図９に示した充放電回路２からの電源を使って直流電圧源を形成するようにした例において、スイッチ素子ＳＷ１をバイパスする電流経路を閉じるスイッチ回路を設けた例である。この例では、検出抵抗Ｒ１及びＲ２と電源ラインＬ２Ａとの間に、スイッチ素子ＳＷ１をバイパスする電流経路を閉じるスイッチ回路Ｓ６が設けられる。
【０１０１】
図１３は、図１１に示した二次電池１からの電源を使って直流電圧源を形成するようにした例において、スイッチ素子ＳＷ１をバイパスする電流経路を閉じるスイッチ回路を設けた例である。この例では、検出抵抗Ｒ１及びＲ２と電源ラインＬ２Ｂとの間に、スイッチ素子ＳＷ１をバイパスする電流経路を閉じるスイッチ回路Ｓ１６が設けられる。
【０１０２】
なお、このスイッチ素子ＳＷ１をバイパスする電流経路を閉じるスイッチ回路Ｓ６、Ｓ１６の耐圧は、スイッチ素子ＳＷ１と同程度又はそれ以上の耐圧とする必要である。
【０１０３】
図１４は、直流電圧源を形成する回路の更に他の例を示すものである。図１４の例では、スイッチ素子ＳＷ１１が正極側の電源ラインＬ１１Ａと電源ラインＬ１１Ｂとの間にある場合（図５から図８参照）の直流電圧源Ｅ１１及びＥ１２を形成する回路の一例である。この図１４の例では、充放電回路２２からの電源で直流電圧源Ｅ１１及びＥ１２を形成するようにしている。
【０１０４】
図１４Ａにおいて、正極側の電源ラインＬ１１Ａと、負極側の電源ラインＬ１２Ａとの間に、スイッチ回路Ｓ２１と、コンデンサＣ２１と、スイッチ回路Ｓ２２との直列接続が接続される。また、正極側の電源ラインＬ１１Ｂと、負極側の電源ラインＬ１２との間に、コンデンサＣ２２と、スイッチ回路Ｓ２４との直列続が接続される。
【０１０５】
電源ラインＬ１１Ａと、コンデンサＣ２２とスイッチ回路Ｓ２４との接続点との間に、検出抵抗Ｒ１１が接続される。電源ラインＬ１１Ｂと、コンデンサＣ２１とスイッチ回路Ｓ２２との接続点との間に、検出抵抗Ｒ１２が接続される。
【０１０６】
スイッチ回路Ｓ２１とコンデンサＣ２１との接続点と、電源ラインＬ１１Ｂとの間に、スイッチ回路Ｓ２５が接続される。電源ラインＬ１２と二次電池２１の負極との間に、スイッチ回路Ｓ２６が接続される。
【０１０７】
コンデンサＣ２２は、検出抵抗Ｒ１１を介して、矢印Ｂ１１方向に電流を流す直流電圧源Ｅ１１となる。また、コンデンサＣ２１は、検出抵抗Ｒ１２を介して、矢印Ｂ１２方向に電流を流す直流電圧源Ｅ１２となる。
【０１０８】
この回路の動作について説明する。先ず、図１４Ｂに示すように、スイッチ回路Ｓ２４がオンされ、スイッチ回路Ｓ２５及びスイッチ回路Ｓ２２がオンされる。スイッチ回路Ｓ２１はオフされる。また、スイッチ回路Ｓ２６はオフされている。
【０１０９】
スイッチ回路Ｓ２４がオンされると、図１４Ｂに示すように、充放電回路２２からの電源により、コンデンサＣ２２に充電電流が流れ、図１４Ｂに示すように、コンデンサＣ２２が充電される。
【０１１０】
また、スイッチ回路Ｓ２５及びスイッチ回路Ｓ２２がオンされると、図１４Ｂに示すように、充放電回路２２からの電源により、コンデンサＣ２１に充電電流が流れ、図１４Ｂに示すように、コンデンサＣ２１が充電される。
【０１１１】
次に、図１４Ｃに示すように、スイッチ回路Ｓ２２及びスイッチ回路Ｓ２４がオフされ、スイッチ回路Ｓ２５がオフされる。スイッチ回路Ｓ２１は、オンのままである。
【０１１２】
このようにすると、図１４Ｃに示すように、コンデンサＣ２２は、矢印Ｂ１１方向に電流を流す直流電圧源となる。また、コンデンサＣ２１は、矢印Ｂ１２方向に電流を流す直流電圧源となる。
【０１１３】
なお、この場合には、スイッチ回路Ｓ２６の耐圧をスイッチ素子ＳＷ１１と同程度又はそれ以上にしておく必要がある。
【０１１４】
図１５は、スイッチ素子ＳＷ１１が正極側の電源ラインＬ１１Ａと電源ラインＬ１１Ｂとの間にある場合（図５から図８参照）の直流電圧源Ｅ１１及びＥ１２を形成する回路の他の例である。この図１５の例では、二次電池２１からの電源で直流電圧源Ｅ１１及びＥ１２を形成するようにしている。
【０１１５】
図１５Ａにおいて、正極側の電源ラインＬ１１Ｂと、負極側の電源ラインＬ１２との間に、スイッチ回路Ｓ３１と、コンデンサＣ３１と、スイッチ回路Ｓ３２との直列接続が接続される。また、正極側の電源ラインＬ１１Ａと、負極側の電源ラインＬ１２との間に、コンデンサＣ３２と、スイッチ回路Ｓ３４との直列続が接続される。
【０１１６】
コンデンサＣ３２とスイッチ回路Ｓ３４との接続点と、電源ラインＬ１１Ｂとの間に、検出抵抗Ｒ１２が接続される。コンデンサＣ３１とスイッチ回路Ｓ３２との接続点と、電源ラインＬ１１Ａとの間に、検出抵抗Ｒ１１が接続される。
【０１１７】
スイッチ回路Ｓ３１とコンデンサＣ３１との接続点と、電源ラインＬ１１Ａとの間に、スイッチ回路Ｓ３５が接続される。
【０１１８】
コンデンサＣ３１は、検出抵抗Ｒ１１を介して、矢印Ｂ１１方向に電流を流す直流電圧源Ｅ１１となる。また、コンデンサＣ３２は、検出抵抗Ｒ１２を介して、矢印Ｂ１２方向に電流を流す直流電圧源Ｅ１２となる。
【０１１９】
この回路の動作について説明する。先ず、図１５Ｂに示すように、スイッチ回路Ｓ３４がオンされ、スイッチ回路Ｓ３５及びスイッチ回路Ｓ３２がオンされる。スイッチ回路Ｓ３１はオフされる。
【０１２０】
スイッチ回路Ｓ３４がオンされると、図１５Ｂに示すように、二次電池２１からの電源により、コンデンサＣ３２に充電電流が流れ、図１５Ｂに示すように、コンデンサＣ３２が充電される。
【０１２１】
また、スイッチ回路Ｓ３５及びスイッチ回路Ｓ３２がオンされると、図１５Ｂに示すように、二次電池２１からの電源により、コンデンサＣ３１に充電電流が流れ、図１５Ｂに示すように、コンデンサＣ３１が充電される。
【０１２２】
次に、図１５Ｃに示すように、スイッチ回路Ｓ３２及びスイッチ回路Ｓ３４がオフされ、スイッチ回路Ｓ３５がオフされる。スイッチ回路Ｓ３１は、オンのままである。
【０１２３】
このようにすると、図１５Ｃに示すように、コンデンサＣ３１は、矢印Ｂ１１方向に電流を流す直流電圧源となる。また、コンデンサＣ３２は、矢印Ｂ１２方向に電流を流す直流電圧源となる。
【０１２４】
図１６は、図１４に示した直流電圧源の形成回路と図１５に示した直流電圧源の形成回路とを合成して、充放電回路２２からの電源でも、二次電池２１からの電源でも、直流電圧源Ｅ１１及びＥ１２を形成するようにしたものである。
【０１２５】
図１６において、正極側の電源ラインＬ１１Ａと、負極側の電源ラインＬ１２Ａとの間に、スイッチ回路Ｓ４１と、コンデンサＣ４１と、スイッチ回路Ｓ４２との直列接続が接続される。また、正極側の電源ラインＬ１１Ｂと、負極側の電源ラインＬ１２との間に、スイッチ回路Ｓ４３と、コンデンサＣ４２と、スイッチ回路Ｓ４４との直列続が接続される。
【０１２６】
電源ラインＬ１１Ａと、コンデンサＣ４２とスイッチ回路Ｓ４４との接続点との間に、検出抵抗Ｒ１１（又はＲ１２）が接続される。電源ラインＬ１１Ｂと、コンデンサＣ４１とスイッチ回路Ｓ４２との接続点との間に、検出抵抗Ｒ１２（又はＲ１１）が接続される。
【０１２７】
スイッチ回路Ｓ４１とコンデンサＣ４１との接続点と、電源ラインＬ１１Ｂとの間に、スイッチ回路Ｓ４５が接続される。電源ラインＬ１２と二次電池２１の負極との間に、スイッチ回路Ｓ４６が接続される。
【０１２８】
この例は、図１４及び図１５に示した例において、充放電回路２２からの電源でも、二次電池２１からの電源でも、直流電圧源Ｅ１１及びＥ１２を形成するようにしたものである。その動作は、図１４及び図１５と同様である。
【０１２９】
上述のように、この発明の実施の形態では、保護用のスイッチ素子からなる保護回路の動作が確認できる。次に、保護用のスイッチ素子からなる保護回路の保護回路の異常が検出された場合の処理について説明する。
【０１３０】
保護用のスイッチ素子からなる保護回路の保護回路の異常が検出された場合の処理としては、以下のものが考えられる。
（１）警告ランプを表示して、ユーザに使用中止を促す。
（２）第２の保護回路を設け、この第２の保護回路を動作させ、電池パックの使用ができないようにする。
（３）セット本体に通知し、セット側の制御で、電池パックの使用ができないようにする。
【０１３１】
保護用のスイッチ素子からなる保護回路が動作するのは、異常が発生したときであるから、安全のため、保護用のスイッチ素子からなる保護回路が正常に動作していなことが検出されたら、必ず使用を中止する必要がある。したがって、警告ランプを表示して、ユーザに使用中止を促すだけでは不十分である。電池パックの使用ができないようにすると共に、必要に応じて、ユーザに警告することが望まれる。
【０１３２】
第２の保護回路としては、例えば、温度ヒューズが用いられる。すなわち、図１７に示すように、保護用のスイッチ素子ＳＷ５１と共に、第２の保護回路５２が設けられる。第２の保護回路５２は、例えば、温度ヒューズである。スイッチ動作検出回路５３で、保護用のスイッチ素子ＳＷ５１が正常に動作しているかどうかが検出される。この検出信号がスイッチ動作検出回路５３から制御回路５４に供給される。図１から図８に示したように構成されるスイッチ動作検出回路５３で、保護用のスイッチ素子ＳＷ５１が正常に動作していないことが検出されると、制御回路５４に動作が不良であることを示す検出信号が送られ、制御回路５４からは、第２の保護回路５２を動作させる制御信号が供給される。例えば、第２の保護回路５２が温度ヒューズなら、制御回路５４の出力により、温度ヒューズが焼き切られる。これにより、回路の保護が図られる。
【０１３３】
また、上述したように、保護用のスイッチ素子は、充電用と放電用のスイッチからなり、充電用又は放電用の一方が壊れている場合も考えられる。例えば、充電側のスイッチは壊れているが、放電側のスイッチは正常な場合がある。この場合には、放電側のスイッチは動作できるようにしておいても良い。
【０１３４】
温度ヒューズが焼き切られると、電源が遮断され、放電用も充電用も電流が流されなくなる。例えば、充電側のスイッチは壊れているが、放電側のスイッチは正常な場合には、放電側のスイッチは動作できるようにするためには、外部から制御信号を受け取る必要がある。
【０１３５】
図１８は、スイッチ素子が壊れた場合には、電池パックからセット側にこのことを通信し、電池パックの使用ができないようにした例である。図１８において、図１から図８に示したように構成されるスイッチ動作検出回路６３で、保護用のスイッチ素子ＳＷ５２が正常に動作しているかどうかが検出される。保護用のスイッチ素子ＳＷ５２が正常に動作していないことが検出されると、通信回路６４に動作が不良であることを示す検出信号が送られる。通信回路６４の出力がセット側６５に送られる。セット側６５では、通信回路６４から、動作が不良であることを示す検出信号が送られてきたら、電池パックの使用を中止させる。
【０１３６】
以上、説明したように、この発明が適用された電池パックでは、二次電池の両端電圧に異常が検出された場合に、充電電流及び放電電流を遮断し、回路保護を図るようにした保護回路で、保護用のスイッチ素子が正常に動作しているかどうかを確認することができる。このため、異常時に、回路の発熱や損傷を防ぐことができる。
【０１３７】
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の例では、スイッチ素子としてパワーＭＯＳ　ＦＥＴを使用したが、スイッチ素子はこれに限定されるものではなく、バイポーラトランジスタを用いても良い。
【０１３８】
【発明の効果】
この発明によれば、二次電池の両端電圧に異常が検出された場合に、充電電流及び放電電流を遮断し、回路保護を図るようにした保護回路で、保護用のスイッチ素子が正常に動作しているかどうかを確認する確認回路が設けられる。
【０１３９】
すなわち、スイッチ素子をオン／オフ制御する信号を発生するオン／オフ信号発生回路と、二次電池に対して充電方向に電流を流す第１の直流電圧源と、二次電池に対して放電方向に電流を流す第２の直流電圧源とが設けられる。
【０１４０】
保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、第１の直流電圧源により充電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子を介して充電方向に電流が流れるかどうかが検出される。また、保護用のスイッチ素子をオン／オフさせて、第２の直流電圧源により放電方向に電流を流し、保護用のスイッチ素子を介して放電方向に電流が流れるかどうかが検出される。
【０１４１】
これらの検出出力により、スイッチ素子からなる保護回路が正常に動作しているかどうかが確認される。
【０１４２】
スイッチ素子からなる保護回路の動作に異常が検出された場合には、例えば、温度ヒューズからなる第２の保護回路を遮断することで、回路が保護できる。或いは、スイッチ素子からなる保護回路の動作に異常が検出された場合には、本体に通信を行い、使用禁止に制御することで、回路が保護できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明が適用された電池パックの一例の接続図である。
【図２】この発明が適用された電池パックの一例の変形例の接続図である。
【図３】この発明が適用された電池パックの一例の他の変形例の接続図である。
【図４】この発明が適用された電池パックの一例の更に他の変形例の接続図である。
【図５】この発明が適用された電池パックの他の例の接続図である。
【図６】この発明が適用された電池パックの他の例の変形例の接続図である。
【図７】この発明が適用された電池パックの他の例の他の変形例の接続図である。
【図８】この発明が適用された電池パックの他の例の更に他の変形例の接続図である。
【図９】直流電圧源の形成回路の一例の接続図である。
【図１０】スイッチ素子からなる保護回路の動作確認の処理の説明に用いるフローチャートである。
【図１１】直流電圧源の形成回路の他の例の接続図である。
【図１２】直流電圧源の形成回路の説明に用いる接続図である。
【図１３】直流電圧源の形成回路の説明に用いる接続図である。
【図１４】直流電圧源の形成回路の更に他の例の接続図である。
【図１５】直流電圧源の形成回路の更に他の例の接続図である。
【図１６】直流電圧源の形成回路の更に他の例の接続図である。
【図１７】保護回路が正常に動作しない場合の処理の説明に用いるブロック図である。
【図１８】保護回路が正常に動作しない場合の処理の説明に用いるブロック図である。
【図１９】従来の電池パックの説明に用いるブロック図である。
【符号の説明】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２・・・検出抵抗、ＳＷ１、ＳＷ５１、ＳＷ５２・・・スイッチ素子、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ１１，Ｅ１２・・・直流電圧源、１、２１・・・　二次電池、２、２２・・・充放電回路、３、２３・・・ドライバ回路、４、２４・・・電圧検出回路、６、７、２６、２７・・・小電流検出回路、９、２９・・・スイッチ素子動作確認回路、１０、３０・・・オン／オフ信号発生回路、１１、３１・・・スイッチ素子不良信号発生回路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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