(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池セルが多段に結合されて成る電池の充放電を監視するための充放電監視装置であって、
上記電池における過放電電圧及び過充電電圧を検知可能な複数の監視回路と、上記複数の監視回路の監視結果に応じて、上記電池の充放電を制御するための制御回路と、を含み、上記監視回路のそれぞれは、第１入力端子と、第２入力端子と、第１出力端子と、第２出力端子と、第１論理回路と、第２論理回路と、を備えてなり、
上記第１論理回路は、上記過放電電圧を検知する過放電電圧検知手段と、上記第１入力端子を介して伝達される隣接する他の監視回路における過放電電圧検知結果が入力されるゲート電極を含むデプレッションタイプの第１ＭＯＳトランジスタと、上記過放電電圧検知手段からの信号と上記第１ＭＯＳトランジスタからの出力信号との論理演算結果を上記第１出力端子から出力する第１論理演算手段と、を備えてなり、
上記第２論理回路は、上記過充電電圧を検知する過充電電圧検知手段と、上記第２入力端子を介して伝達される上記隣接する他の監視回路での過充電電圧検知結果が入力されるゲート電極を含むデプレッションタイプの第２ＭＯＳトランジスタと、上記過充電電圧検知手段からの信号と上記第２ＭＯＳトランジスタからの出力信号との論理演算結果を上記第２出力端子から出力する第２論理演算手段と、を備えてなり、
上記複数の監視回路は、一の監視回路が隣接する監視回路から伝達される過放電電圧若しくは過充電電圧の検知結果を対応する上記ＭＯＳトランジスタのゲート電極にそれぞれ入力し、隣接する監視回路から伝達された検知結果と当該一の監視回路での検知結果との論理演算結果を次段の監視回路に順次伝達し、最終段に位置する監視回路の出力を上記制御回路に伝達する構成であることを特徴とする充放電監視装置。
【請求項２】
複数の電池セルが多段に結合されて成る電池の充放電を監視するための充放電監視装置であって、
上記多段に結合された電池セルの１個ごとにそれぞれ対応する電池セルに並列接続して配置され、且つ、対応する上記電池セルそれぞれの過放電電圧及び過充電電圧を個別に検知可能に構成された監視回路であって、上記監視回路のそれぞれは第１入力端子と第２入力端子と第１出力端子と第２出力端子とを備え、一の監視回路の第１入力端子と隣接する監視回路の第１出力端子とを接続する第１接続部を介して、さらに当該一の監視回路の第２入力端子と隣接する上記監視回路の第２出力端子とを接続する第２接続部を介して、順次それぞれ接続して配置された複数の監視回路と、
上記接続配列の最終段に位置する監視回路の第１出力端子及び第２出力端子から得られる監視結果に応じて、上記多段接続された電池セルで構成された電池の充放電を制御するための制御回路と、を含み、
上記監視回路のそれぞれは、自己が監視する電池セルの過放電電圧検知結果と上記第１接続部を介して取り込まれた過放電電圧検知結果とを合成する第１論理回路と、自己が監視する過充電電圧検知結果と上記第２接続部を介して取り込まれた過充電電圧検知結果とを合成する第２論理回路と、を含み、
上記第１論理回路での合成結果を上記第１出力端子から、さらに上記第２論理回路での合成結果を上記第２出力端子から、順次隣接する監視回路にそれぞれ出力し、上記接続配列の最終段に位置する監視回路にあっては上記制御回路に出力することを特徴とする充放電監視装置。
【請求項３】
上記制御回路は、上記多段接続された電池セルで構成された電池の一方の電極に結合された第１スイッチと、上記第１スイッチに直列接続された第２スイッチと、上記複数の監視回路のうち最終段に位置する回路における上記第１出力端子からの出力信号に基づいて上記第１スイッチの開閉動作を制御するための第１ドライバと、上記最終段に位置する上記監視回路における上記第２出力端子からの出力信号に基づいて上記第２スイッチの開閉動作を制御するための第２ドライバと、を含んで成る請求項１又は２記載の充放電監視装置。
【請求項４】
多段結合された電池セルで構成された電池における過放電電圧及び過充電電圧を検知可能に構成された複数の監視回路が半導体基板上に形成された半導体集積回路であって、
上記監視回路のそれぞれは、第１入力端子と、第２入力端子と、第１出力端子と、第２出力端子と、第１論理回路と、第２論理回路と、を備え、
上記第１論理回路は、過放電電圧検知手段と、上記第１入力端子を介して隣接する監視回路から取り込まれた過放電電圧検知結果が伝達されるゲート電極を含むデプレッションタイプの第１ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタと、上記第１ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン電流路に直列接続された第１定電流源と、上記第１ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン電極からの出力と、上記過放電電圧検知手段における過放電電圧検知結果との論理演算結果を上記第１出力端子から出力する第１論理演算手段と、を含み、
上記第２論理回路は、過充電電圧検知手段と、上記第２入力端子を介して隣接する監視回路から取り込まれた過充電電圧検知結果が伝達されるゲート電極を含むデプレッションタイプの第２ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタと、上記第２ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン電流路に直列接続された第２定電流源と、上記第２ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン電極からの出力と、上記過充電電圧検知手段における過充電電圧検知結果との論理演算結果を上記第２出力端子から出力する第２論理演算手段と、を含み、
上記複数の監視回路は、一の監視回路の第１入力端子と隣接する監視回路の第１出力端子とを接続する第１接続部を介して、さらに上記一の監視回路の第２入力端子と隣接する上記監視回路の第２出力端子とを接続する第２接続部を介して、順次それぞれ接続して配置され、上記接続配列の最終段に位置する監視回路の第１出力端子及び第２出力端子が上記電池の充放電を制御するための制御回路に接続される構成を備えて成ることを特徴とする充放電監視装置用の半導体集積回路。
【請求項５】
多段に結合された電池セルで構成された電池における過放電電圧及び過充電電圧を検知可能に構成された複数の監視回路が単一の半導体基板上に形成された半導体集積回路であって、
上記監視回路のそれぞれは、第１入力端子と、第２入力端子と、第１出力端子と、第２出力端子と、第１論理回路と、第２論理回路と、を備え、
上記第１論理回路は、過放電電圧検知手段と、上記第１入力端子を介して隣接する監視回路から取り込まれた過放電電圧検知結果が伝達されるゲート電極を含むデプレッションタイプの第１ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタと、上記第１ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン電流路に直列接続された第１定電流源と、上記第１ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン電極からの出力と、上記過放電電圧検知手段における過放電電圧検知結果との論理演算を行う第１論理演算手段と、を含み、
上記第２論理回路は、過充電電圧検知手段と、上記第２入力端子を介して隣接する監視回路から取り込まれた過充電電圧検知結果が伝達されるゲート電極を含むデプレッションタイプの第２ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタと、上記第２ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタのソース・ドレイン電流路に直列接続された第２定電流源と、上記第２ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン電極からの出力と、上記過充電電圧検知手段における過充電電圧検知結果との論理演算結果を上記第２出力端子から出力する第２論理演算手段と、を含み、
上記複数の監視回路は、一の監視回路の第１入力端子と隣接する監視回路の第１出力端子とを接続する第１接続部を介して、さらに上記一の監視回路の第２入力端子と隣接する監視回路の第２出力端子とを接続する第２接続部を介して、順次それぞれ接続して配置され、上記接続配列の最終段に位置する監視回路の第１出力端子及び第２出力端子が上記電池の充放電を制御するための制御回路に接続される構成を備えて成ることを特徴とする充放電監視装置用の半導体集積回路。
【請求項６】
多段に結合された電池セルで構成された電池における過放電電圧及び過充電電圧を検知可能に構成された複数の監視回路が半導体基板上に形成された半導体集積回路であって、
上記監視回路のそれぞれは、第１入力端子と、第２入力端子と、第１出力端子と、第２出力端子と、第１論理回路と、第２論理回路と、を備え、
上記第１論理回路は、過放電電圧検知手段と、第１定電流源と、ゲート電極が上記第１入力端子に接続されソース・ドレイン電流路が上記定電流源を介して当該監視回路の最高電位と最低電位の間に接続されたデプレッションタイプの第１ＭＯＳＦＥＴと、上記第１ＭＯＳＦＥＴと上記第１定電流源の接続点からの信号を一方の入力とし上記過放電電圧検知手段の検知結果を他方の入力とし当該一方の入力と他方の入力の論理演算結果を上記第１出力端子から出力する構成に接続された第１論理演算手段と、を備えてなり、
上記第２論理回路は、過充電電圧検知手段と、第２定電流源と、ゲート電極が上記第２入力端子に接続されソース・ドレイン電流路が上記定電流源を介して当該監視回路の最高電位と最低電位の間に接続されたデプレッションタイプの第２ＭＯＳＦＥＴと、上記第２ＭＯＳＦＥＴと上記第２定電流源の接続点からの信号を一方の入力とし上記過充電電圧検知手段の検知結果を他方の入力とし当該一方の入力と他方の入力の論理演算結果を上記第２出力端子から出力する構成に接続された第２論理演算手段と、を備えてなり、
上記複数の監視回路は、一の監視回路の第１入力端子と隣接する監視回路の第１出力端子とを接続する第１接続部を介して、さらに上記一の監視回路の第２入力端子と隣接する上記監視回路の第２出力端子とを接続する第２接続部を介して、順次それぞれ接続して配置され、上記接続配列の最終段に位置する監視回路の第１出力端子及び第２出力端子が上記電池の充放電を制御するための制御回路に接続される構成を備えてなることを特徴とする半導体集積回路。
【請求項７】
多段に結合された電池セルで構成された電池における過放電電圧及び過充電電圧を検知可能に構成された複数の監視回路を含む充放電監視装置で使用される半導体集績回路であって、
上記半導体集積回路に含まれる上記監視回路は、第１入力端子と、第２入力端子と、第１出力端子と、第２出力端子と、第１論理回路と、第２論理回路と、を備え、
上記第１論理回路は、過放電電圧検知手段と、第１定電流源と、ゲート電極が上記第１入力端子に接続されソース・ドレイン電流路が上記定電流源を介して当該監視回路の最高電位と最低電位の間に接続されたデプレッションタイプの第１ＭＯＳＦＥＴと、上記第１ＭＯＳＦＥＴと上記第１定電流源の接続点からの信号を一方の入力とし上記過放電電圧検知手段の検知結果を他方の入力とし当該一方の入力と他方の入力の論理演算を行い演算結果を上記第１出力端子から出力する構成に接続された第１論理演算手段と、を備え、上記第１入力端子に接続された上記ゲート電極に隣接する上記監視回路における第１論理演算手段の論理演算結果が入力されるように配置されてなり、
上記第２論理回路は、過充電電圧検知手段と、第２定電流源と、ゲート電極が上記第２入力端子に接続されソース・ドレイン電流路が上記定電流源を介して当該監視回路の最高電位と最低電位の間に接続されたデプレッションタイプの第２ＭＯＳＦＥＴと、上記第２ＭＯＳＦＥＴと上記第２定電流源の接続点からの信号を一方の入力とし上記過充電電圧検知手段の検知結果を他方の入力とし当該一方の入力と他方の入力の論理演算を行い演算結果を上記第２出力端子から出力する構成に接続された第２論理演算手段と、を備え、上記第２入力端子に接続された上記ゲート電極に隣接する上記監視回路における上記第２論理演算手段の論理演算結果が入力されるように配置されてなり、上記監視回路が最終段に位置するときは上記第１出力端子及び第２出力端子が上記電池の充放電を制御するための制御回路に接続される構成を備えてなることを特徴とする半導体集積回路。
【請求項８】
上記複数の監視回路は、互いに同一構成でかつ上記電池セル１個の出力電圧に応じた耐圧で上記半導体基板上に形成されてなることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の半導体集積回路。
【請求項９】
複数の電池セルが多段に結合されて成る電池の充放電を制御する監視装置で使用される半導体集積回路であって、
上記半導体集積回路上に形成された監視回路は、定電流源と、ソース・ドレイン間電流路が上記定電流源を介して当該監視回路の最高電位と最低電位の間に接続されたデプレッションタイプのＭＯＳＦＥＴと、二入力論理演算手段と、上記充放電における少なくとも過放電か過充電のいずれかを検知する検知手段と、を含み、上記監視装置に組み込まれたとき、前段の監視回路からの出力が上記ＭＯＳＦＥＴのゲート電極に入力され、上記二入力論理演算手段が上記ＭＯＳＦＥＴと上記定電流源の接続点からの信号と上記検知手段からの信号を論理演算し、当該演算結果を次段の監視回路に出力し、あるいは最終段に位置するときは上記電池の充放電を制御する制御回路に出力する構成を備えてなることを特徴とする電池の充放電を制御する監視装置に使用される半導体集積回路。
【請求項１０】
上記デプレッションタイプのＭＯＳＦＥＴ若しくはＭＯＳトランジスタのゲート電極にはそれぞれ前段の論理演算手段の出力が直接入力される構成であることを特徴とする請求項１記載の充放電監視装置。
【請求項１１】
上記デプレッションタイプのＭＯＳＦＥＴ若しくはＭＯＳトランジスタのゲート電極にはそれぞれ前段の論理演算手段の出力が直接入力される構成であることを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルが多段に結合されて成る電池の充放電を監視するための充放電監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多セルを直列してなる電池のセル電圧検出回路、特に、対地電位の異なる各セルの電圧を同一の対地電位にシフトして高精度で電圧検出できるセル電圧検出回路が知られている（例えば特許文献１の図１等を参照）。
【０００３】
ところで、多数のセルを直列接続して成る電池においては、充電と放電を繰り返して継続使用すると、セルの電圧に高低のばらつきが生じてくることが知られている。そのため、全セルの総電圧の監視に加えて、セル毎の電圧を監視し、いずれのセルにおいても過充電や過放電の状態で継続使用されることのないようにした管理方式が必要とされる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２０１５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の電池セルを直列してなる電池において、一つの監視回路で充放電の監視を行う場合、多くの電池セルを直列して成る電池の電圧値が高くなるため、充放電監視回路には高耐圧な素子が必要とされる。
【０００６】
これに対して、複数の電池セルを直列して成る電池において、電池セル毎に充放電監視回路を配置する方式では、印加される電圧値が低いため、高耐圧素子は不要とされるが、複数の充放電監視回路出力の論理演算を行い、その論理演算結果に基づいて電池全体の充放電制御が必要とされる。充放電監視回路は、それに対応する電池セルから電源電圧の供給を受けるため、電池セル毎の起電力によって出力電圧レベルが異なってくる。このことから、電池セル毎の起電力によっては、上記複数の充放電監視回路出力の論理演算が正しく行われない虞がある。従って、このような回路では、上記論理演算の前にレベルシフタやフォトカプラなどによる電圧調整回路を配置し、電池セル毎の起電力にかかわらずに正しい論理演算が行われるようにしなければならない。しかしながら、上記論理演算の前にレベルシフタやフォトカプラなどによる電圧調整回路を配置すると、回路が複雑化されたり、消費電力の増大を招く虞がある。
【０００７】
本発明の目的は、電池セル毎に充放電監視回路を配置する場合においてレベルシフタやフォトカプラなどによる電圧調整回路を不要とするための技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１０】
すなわち、複数の電池セルが多段に結合されて成る電池の充放電を監視するための充放電監視装置において、上記電池セルに対応して配置され、且つ、対応する上記電池セルの過放電電圧及び過充電電圧を検知可能な複数の充放電監視回路と、上記複数の充放電監視回路の監視結果に応じて、上記電池の充放電を制御するための制御回路とを設ける。上記充放電監視回路は、対応する電池セルの過放電電圧検知結果と、隣接する他の監視回路における過放電電圧検知結果とを合成して出力する第１論理回路と、対応する電池セルの過充電電圧検知結果と、上記隣接する他の監視回路での過充電電圧検知結果とを合成して出力する第２論理回路とを含んで成る。
【００１１】
また、複数の電池セルが多段に結合されて成る電池の充放電を監視するための充放電監視装置において、上記電池セルに対応して配置され、且つ、対応する上記電池セルの過放電電圧及び過充電電圧を検知可能な複数の充放電監視回路と、上記複数の充放電監視回路の監視結果に応じて、上記電池の充放電を制御するための制御回路とを設ける。このとき上記充放電監視回路は、隣接する他の監視回路における過放電電圧検知結果を取り込むための第１入力端子と、対応する電池セルの過放電電圧検知結果と、上記第１入力端子を介して取り込まれた過放電電圧検知結果とを合成する第１論理回路と、上記第１論理回路での合成結果を外部出力する第１出力端子と、上記隣接する他の充放電監視回路における過充電電圧検知結果を取り込むための第２入力端子と、対応する電池セルの過充電電圧検知結果と、上記第２入力端子を介して取り込まれた過充電電圧検知結果とを合成する第２論理回路と、上記第２論理回路での合成結果を外部出力する第２出力端子とを含んで成る。
【００１２】
上記の手段によれば、上記第１論理回路により、対応する電池セルの過放電電圧検知結果と、隣接する他の監視回路における過放電電圧検知結果とが合成して出力される。上記第２論理回路により、対応する電池セルの過充電電圧検知結果と、上記隣接する他の監視回路での過充電電圧検知結果とが合成して出力される。このようにして過放電電圧検知結果や過充電電圧検知結果の合成が行われるため、複数の充放電監視回路出力の論理演算のために、レベルシフタやフォトカプラなどによる電圧調整回路を別個に設ける必要が無い。
【００１３】
上記制御回路は、上記電池の一方の電極に結合された第１スイッチ素子と、上記第１スイッチ素子に直列接続された第２スイッチと、上記複数の充放電監視回路のうち最終段に位置する回路における上記第１出力端子からの出力信号に基づいて上記第１スイッチの開閉動作を制御するための第１ドライバと、上記最終段に位置する上記充放電監視回路における上記第２出力端子からの出力信号に基づいて上記第２スイッチの開閉動作を制御するための第２ドライバとを含んで構成することができる。
【００１４】
上記第１論理回路は、上記第１入力端子を介して取り込まれた過放電電圧検知結果が伝達されるゲート電極を含む第１ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタと、上記第１ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタに直列接続された第１定電流源と、上記第１ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン電極からの出力と、上記第１論理回路が含まれる監視回路における過放電電圧検知結果との論理演算を行う第１ノアゲートとを含んで構成することができる。
【００１５】
上記第２論理回路は、上記第２入力端子を介して取り込まれた過充電電圧検知結果が伝達されるゲート電極を含む第２ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタと、上記第２ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタに直列接続された第２定電流源と、上記第２ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン電極からの出力と、上記第２論理回路が含まれる監視回路における過充電電圧検知結果との論理演算を行う第２ノアゲートとを含んで構成することができる。
【００１６】
ここで、消費電力の低減を図るには、上記第１ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタと上記第２ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタとして、デプレッションタイプを適用すると良い。
【００１７】
上記第１論理回路は、上記第１入力端子を介して取り込まれた過放電電圧検知結果が伝達されるゲート電極を含む第１ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタと、上記第１ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタに直列接続された第３定電流源と、上記第１ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン電極からの出力と、上記第１論理回路が含まれる監視回路における過放電電圧検知結果との論理演算を行う第１アンドゲートとを含んで構成することができる。
【００１８】
上記第２論理回路は、上記第２入力端子を介して取り込まれた過充電電圧検知結果が伝達されるゲート電極を含む第２ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタと、上記第２ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタに直列接続された第４定電流源と、上記第２ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタのドレイン電極からの出力と、上記第２論理回路が含まれる監視回路における過充電電圧検知結果との論理演算を行う第２アンドゲートとを含んで構成することができる。
【００１９】
ここで、消費電力の低減を図るには、上記第１ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタと上記第２ｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタとして、デプレッションタイプを適応すると良い。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００２１】
すなわち、電池セル毎に充放電監視回路を配置する場合においてレベルシフタやフォトカプラなどによる電圧調整回路が不要とされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１には、本発明にかかる充放電監視装置を含む電池パックが示される。
【００２３】
図１に示される電池パックは、電池と、その充放電を監視するための充放電監視装置とを含んで成る。上記電池は、複数の電池セル１１〜１５が多段に結合されて成る。複数の電池セル１１〜１５は、互いに直列接続される。上記充放電監視装置は、上記電池セルに対応して配置され、且つ、対応する上記電池セルの過放電電圧及び過充電電圧を検知可能な複数の充放電監視回路２１〜２５と、上記複数の充放電監視回路の監視結果に応じて、上記電池の充放電を制御するための充放電制御回路６０とを含んで成る。電池パックは、正極側端子７１と負極側端子７２とを有し、この正極側端子７１と負極側端子７２は、図示されない電子機器の電源端子や、充電器の充電端子に結合可能とされる。
【００２４】
充放電監視回路２１は、それに対応する電池セル１１の出力電圧に含まれるノイズ吸収のための抵抗３１及びキャパシタ４１と、上記抵抗３１を介して供給された電源電圧Ｖｃｃによって動作する充放電監視ＩＣ５１とを含む。充放電監視回路２２は、それに対応する電池セル１２の出力電圧に含まれるノイズ吸収のための抵抗３２及びキャパシタ４２と、上記抵抗３２を介して供給された電源電圧Ｖｃｃによって動作する充放電監視ＩＣ５２とを含む。充放電監視回路２３は、それに対応する電池セル１３の出力電圧に含まれるノイズ吸収のための抵抗３３及びキャパシタ４３と、上記抵抗３３を介して供給された電源電圧Ｖｃｃによって動作する充放電監視ＩＣ５３とを含む。充放電監視回路２４は、それに対応する電池セル１４の出力電圧に含まれるノイズ吸収のための抵抗３４及びキャパシタ４４と、上記抵抗３４を介して供給された電源電圧Ｖｃｃによって動作する充放電監視ＩＣ５４とを含む。充放電監視回路２５は、それに対応する電池セル１５の出力電圧に含まれるノイズ吸収のための抵抗３５及びキャパシタ４５と、上記抵抗３５を介して供給された電源電圧Ｖｃｃによって動作する充放電監視ＩＣ５５とを含む。
【００２５】
上記充放電監視ＩＣ５１〜５５は、上記電源電圧を取り込むための端子とは別に、充放電監視結果を取り込むための入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩと、充放電監視結果を出力するための出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯとを有する。
【００２６】
充放電監視ＩＣ５１における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩには、電源電圧Ｖｃｃが供給される。充放電監視ＩＣ５１における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号は、それに隣接する充放電監視ＩＣ５２における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩに伝達される。充放電監視ＩＣ５２における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号は、それに隣接する充放電監視ＩＣ５３における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩに伝達される。充放電監視ＩＣ５３における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号は、それに隣接する充放電監視ＩＣ５４における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩに伝達される。充放電監視ＩＣ５４における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号は、それに隣接する充放電監視ＩＣ５５における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩに伝達される。充放電監視ＩＣ５５における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号は、充放電制御回路６０に伝達される。
【００２７】
充放電制御回路６０は、充放電監視ＩＣ５５における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号に基づいて、電池セル１１〜１５の充放電を制御する機能を有し、電池の負極側に結合されたスイッチ素子６０７と、それに直列接続されたスイッチ素子６０８と、上記充放電監視ＩＣ５５における出力端子ＤＣＨＯからの出力信号に基づいて上記スイッチ素子６０７を駆動するためのドライバ（ＤＣＨ  Ｄｒｉｖｅｒ）６０５と、上記充放電監視ＩＣ５５における過充電電圧検知結果出力端子ＣＨＧＯからの出力信号に基づいて上記スイッチ素子６０８を駆動するためのドライバ（ＣＨＧ  Ｄｒｉｖｅｒ）６０６とを含んで成る。複数の充放電監視回路２１〜２５での監視結果は、充放電監視ＩＣ５５における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号に反映されている。複数の充放電監視回路２１〜２５の何れかで放電異常や充電異常が検出された場合、ドライバ６０５又は６０６によりスイッチ素子６０７又は６０８がオフ状態にされる。
【００２８】
図２には、上記充放電監視ＩＣ５１〜５５の構成例が示される。
【００２９】
上記充放電監視ＩＣ５１〜５５は、特に制限されないが、互いに同一構成とされ、公知の半導体集積回路製造技術により、単結晶シリコン基板などの一つの半導体基板に形成される。
【００３０】
電源端子（Ｖｃｃ）とグランド端子（ＧＮＤ）との間に抵抗３０１〜３０４の直列接続回路が設けられる。この抵抗３０１〜３０４の直列接続回路は、対応する電池セルの端子電圧を検出するために設けられる。抵抗３０１，３０２の直列接続ノードの電位と、基準電圧３０５との比較を行うための比較回路３０６が設けられる。抵抗３０１，３０２の直列接続ノードの電位が、基準電圧３０５の電位を下回る場合、過放電状態とされ、比較器３０６の出力は、それまでのハイレベルからローレベルに遷移される。この比較器３０６の出力信号は、後段のインバータ３０７を介して２入力ノアゲート３１０の一方の入力端子に伝達される。
【００３１】
抵抗３０３，３０４の直列接続ノードの電位と、基準電圧３１１との比較を行うための比較器３１２が設けられる。抵抗３０３，３０４の直列接続ノードの電位が、基準電圧３１１の電位よりも上回った場合、過充電状態とされ、比較器３１２の出力はそれまでのハイレベルからローレベルに遷移される。この比較器３１２の出力信号は後段のインバータ３１３を介して２入力ノアゲート３１６の一方の入力端子に伝達される。
【００３２】
デプレッションタイプのｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタ（ＰＤＭＯＳトランジスタ）３０８が設けられ、このＰＤＭＯＳトランジスタ３０８のゲート電極が入力端子ＤＣＨＩに結合される。ＰＤＭＯＳトランジスタ３０８と定電流回路３１４とが直列接続され、この直列接続ノードが上記２入力ノアゲート３１０の他方の入力端子に結合される。これにより、上記入力端子ＤＣＨＩから入力された信号と、上記インバータ３０７の出力信号との論理演算が可能とされる。上記２入力ノアゲート３１０の出力信号は、出力端子ＤＣＨＯを介して外部出力される。上記ＰＤＭＯＳトランジスタ３０８、定電流回路３１４及び２入力ノアゲート３１０の結合回路が、本発明における第１論理回路の一例とされる。
【００３３】
ＰＤＭＯＳトランジスタ３０９が設けられ、このＰＤＭＯＳトランジスタ３０９のゲート電極が入力端子ＣＨＧＩに結合される。ＰＤＭＯＳトランジスタ３０９と定電流回路３１５とが直列接続され、この直列接続ノードが上記２入力ノアゲート３１６の他方の入力端子に結合される。これにより、上記入力端子ＣＨＧＩから入力された信号と、上記インバータ３１３の出力信号との論理演算が可能とされる。上記２入力ノアゲート３１６の出力信号は、出力端子ＣＨＧＯを介して外部出力される。上記ＰＤＭＯＳトランジスタ３０９、電流回路３１５及び２入力ノアゲート３１６の結合回路が、本発明における第２論理回路の一例とされる。
【００３４】
上記の例によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【００３５】
（１）電池セル１１〜１５に対応して充放電監視ＩＣ５１〜５５が設けられ、個々の充放電監視ＩＣ５１〜５５において、それぞれ対応する電池セル１１〜１５の充放電監視が行われる。そして、充放電監視ＩＣ５１での充放電監視結果が充放電監視ＩＣ５２に伝達され、この充放電監視ＩＣ５２において、電池セル１２の充放電監視結果と合成され、それが充放電監視ＩＣ５３に伝達される。このように充放電監視ＩＣの充放電監視結果が隣接する充放電監視ＩＣに伝達されることによって、充放電監視ＩＣ５５の出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号には、充放電監視ＩＣ５１〜５５での充放電監視結果が反映されている。従って、充放電監視ＩＣ５１〜５５の何れかで充電異常、又は放電異常が検出された場合には、充放電制御回路６０におけるスイッチ素子６０８又は６０７がオフされ、回路の安全性が保たれる。
【００３６】
（２）充放電監視ＩＣの充放電監視結果が隣接する充放電監視ＩＣに伝達されることによって、充放電監視ＩＣ５５の出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号には、充放電監視ＩＣ５１〜５５での充放電監視結果が反映されていることから、充放電監視ＩＣ５１〜５５の充放電監視結果を個別的に取り出す必要が無い。従って充放電監視ＩＣ５１〜５５に対応してレベルシフタやフォトカプラなどによる電圧調整回路を配置する必要がないため、回路が複雑化されたり、消費電力の増大を招く虞が無い。
【００３７】
（３）電池セルの数が変更された場合でも、それに対応して充放電監視ＩＣの数を増減すれば良いので、電池パックの品種展開に容易に対応することができる。
【００３８】
（４）充放電監視ＩＣ５１〜５５は、対応する電池セル１１〜１５の出力電圧に応じた低耐圧もので十分である。低耐圧の素子は安価であるため、充放電監視ＩＣ５１〜５５のコスト低下、さらにはそれを含む電圧パックのコスト低下を図ることができる。
【００３９】
以上本発明者によってなされた発明を具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４０】
例えば、図３に示されるように、電池の正極側経路に充放電制御回路６０を設けることができる。つまり、電池セル１１の正極側電極と、正極側端子７１との間にスイッチ素子６０７，６０８を設け、このスイッチ素子６０７，６０８をドライバ６０５，６０６で駆動するようにする。この場合、充放電監視ＩＣ５１〜５５の論理構成を若干変更する必要がある。すなわち、定電流源３１４と、デプレッションタイプのｎチャンネル型ＭＯＳトランジスタ（ＮＤＭＯＳトランジスタ）５０８とが直列接続され、この直列接続ノードの論理と、比較器３０６の出力論理とのアンド論理を得るアンドゲート５１０と、定電流源３１５と、ＮＤＭＯＳトランジスタ５０９とが直列接続され、この直列接続ノードの論理と、比較器３１２の出力論理とのアンド論理を得るアンドゲート５１６とを設ける。アンドゲート５１０の出力が出力端子ＤＣＨＯを介して外部出力され、アンドゲート５１６の出力が出力端子ＣＨＧＯを介して外部出力される。この場合、図１に示される充放電監視ＩＣ５１〜５５の接続関係は以下のように変更される。
【００４１】
充放電監視ＩＣ５５における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩには、グランドＧＮＤに結合される。充放電監視ＩＣ５５における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号は、それに隣接する充放電監視ＩＣ５４における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩに伝達される。充放電監視ＩＣ５４における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号は、それに隣接する充放電監視ＩＣ５３における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩに伝達される。充放電監視ＩＣ５３における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号は、それに隣接する充放電監視ＩＣ５２における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩに伝達される。充放電監視ＩＣ５２における出力端子ＤＣＨＯ，ＣＨＧＯからの出力信号は、それに隣接する充放電監視ＩＣ５１における入力端子ＤＣＨＩ，ＣＨＧＩに伝達される。
【００４２】
また、ＰＤＭＯＳトランジスタ３０８，３０９や、ＮＤＭＯＳトランジスタ５０８，５０９をエンハンスメントタイプに変更することができる。ただし、消費電力の低減を図るには、デプレッションタイプを用いたほうが良い。
【００４３】
以上の説明では主として本発明者によってなされた発明をその背景となった利用分野である電池パックに適用した場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、各種電源装置に適用することができる。
【００４４】
本発明は、少なくとも、電池の充放電を監視することを条件に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明にかかる充放電監視装置を含む電池パックの構成回路図である。
【図２】図１における主要部の構成例回路図である。
【図３】上記電池パックにおける主要部の別の構成回路図である。
【符号の説明】
【００４６】
１１〜１５  電池セル
２１〜２５  充放電監視回路
５１〜５５  充放電監視ＩＣ
６０  充放電制御回路
７１  正極側端子
７２  負極側端子
６０７，６０８  スイッチ素子
６０５，６０６  ドライバ
【図１】
0004836183.tif 000002
【図２】
0004836183.tif 000003
【図３】
0004836183.tif 000004