(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電可能な二次電池装置の充放電電流検出回路であって、
二次電池からの放電電流と前記二次電池への充電電流を検出するための電流検出用センス抵抗と、
前記電流検出用抵抗の両端に発生する電圧をゲートに入力し、入力電圧に応じた電流を、ドレイン電流として出力するディプレショントランジスタと、
前記ドレイン電流に応じた周波数の方形波を出力するＩ−Ｆ変換回路と、
を備えた充放電電流検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の充放電電流検出回路を備えた、バッテリー状態監視回路。
【請求項３】
充放電可能な二次電池装置であって、
充放電可能な二次電池と、
前記二次電池からの放電電流と前記二次電池への充電電流を検出するための電流検出用センス抵抗と、
前記電流検出用抵抗の両端に発生する電圧をゲートに入力し、入力電圧に応じた電流を、ドレイン電流として出力するディプレショントランジスタと、
前記ドレイン電流に応じた周波数の方形波を出力するＩ−Ｆ変換回路と、
前記Ｉ−Ｆ変換回路の出力周波数を読み取るためのマイコンと、
を備えた二次電池装置。
【請求項４】
充放電可能な二次電池装置の充放電電流検出方法であって、
二次電池からの放電電流と二次電池への充電電流を電流検出用センス抵抗に流し、その抵抗の両端に発生する電圧をディプレショントランジスタのゲートに入力し、その入力電圧に応じたディプレショントランジスタのドレイン電流をＩ−Ｆ変換回路に入力し、そのドレイン電流に応じた周波数の方形波をＩ−Ｆ変換回路より出力し、その方形波をマイコンにより読み取ることで、電流検出用センス抵抗に流れる充放電電流を検出する、ことを特徴とする充放電電流検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二次電池のバッテリーパックにおいて、電池電圧や充放電電流などのバッテリー状態監視が要求される回路と該バッテリー状態監視回路とバッテリー装置外への外部接続端子とスイッチ素子と二次電池とセンス抵抗とを含むバッテリー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の充放電電流検出回路としては、図３に回路ブロック図で示すような回路が知られていた。このような回路において、充放電電流が流れる際の電流検出用センス抵抗３０１の両端電圧を検出し、Ｖ−Ｆ変換回路３０２を用いて入力された電圧に応じた周波数の方形波を出力し、その周波数から充放電電流を逆算していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電流検出用センス抵抗３０１に流れる電流は、充電方向か放電方向かにより電流の向きが逆になるため、そのままセンス抵抗の両端電圧を検出すると、発生する電圧は、放電時には正の値、充電時には負の値として入力されることになる。そのため、Ｖ−Ｆ変換回路３０２にセンス抵抗の両端電圧を入力する際に、オフセット調整用電源３０３と、ゲイン調整用抵抗３０４、３０５によって、センス抵抗の両端電圧を検出するためのアンプ３０６のオフセットを調整することにより、充電時にセンス抵抗に発生する電圧を負の値から正の値になるようにして、Ｖ−Ｆ変換回路３０２の入力としていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、電流検出用センス抵抗に充放電電流が流れた時に発生する電圧をディプレショントランジスタのゲートに入力する。その際に、図２に示されるようにディプレショントランジスタにはゲート電圧に応じたドレイン−ソース間電流が流れる。その電流をＩ−Ｆ変換回路の入力とすることで、Ｉ−Ｆ変換回路には、電流検出用センス抵抗に流れる電流に応じた周波数の方形波が出力される。その方形波の周波数をマイコンで読み取ることにより、電流検出用センス抵抗に流れる充放電電流値を検出する。この様に充放電電流値を検出することで、センス抵抗に流れる電流量の変化は、常に周波数の変化としてＩ−Ｆ変換回路から出力される。このように、センス抵抗の両端電圧を検出する際に、ディプレッショントランジスタを用いることで、充放電電流検出の際の電圧発生方向に関係なく検出することが可能となり、オフセットの調整回路が不要となり回路の簡略化が可能となる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
上記の様に構成された充放電電流検出回路においては、電流検出用センス抵抗に流れる電流をディプレショントランジスタのゲート電圧として入力し、そのゲート電圧に応じたディプレッショントランジスタのドレイン電流をＩ−Ｆ変換回路に入力し、Ｉ−Ｆ変換回路の出力である方形波の周波数を読み取ることで、簡単な回路で正確な充放電電流の検出を行うことが可能となる。
【０００６】
【実施例】
以下にこの発明の実施例を図１に基づいて説明する。
図１は、本発明を含む充放電電流検出回路の回路ブロック図である。
【０００７】
まず、充放電電流検出回路の回路構成を図１に基づいて説明する。二次電池の充放電を行う経路に、充放電検出用センス抵抗１０１を直列に接続する。そして、センス抵抗１０１の両端を充放電電流検出用ディプレショントランジスタ１０２のゲート端子１０４とソース端子１０５に接続する。さらに、充放電電流検出用ディプレショントランジスタ１０２のドレイン端子をＩ−Ｆ変換回路の電流入力端子１０６に接続し、Ｉ−Ｆ変換回路の方形波出力端子１０７を出力端子とする。
【０００８】
そして充放電電流検出回路の動作を図１に基づいて説明する。二次電池の充放電電流経路に直列に接続された充放電電流センス用抵抗１０１に充放電電流が流れると、センス抵抗１０１の両端に電圧が発生する。そのセンス抵抗の両端を充放電電流検出用ディプレショントランジスタ１０２のゲート端子とソース端子に接続することで、図２に示される特性で、センス抵抗１０１の両端に発生した電圧に応じたディプレショントランジスタ１０２のドレイン電流が流れることになる。この際にディプレショントランジスタを用いることによって、センス抵抗に充放電電流が流れていない場合でも、ディプレショントランジスタのドレイン電流を流すことが可能となる。
【０００９】
また、充電時と放電時に流れる電流の向きが異なっていても、ディプレショントランジスタのドレイン電流の向きは同じである。したがって、検出を行う最大電流を、センス抵抗に流したときに発生する電圧値を、ディプレショントランジスタの閾値以下に設定することで、充電電流値と放電電流値の検出を1つのディプレショントランジスタにて検出することが可能となる。そして、ディプレショントランジスタ１０２のドレイン電流を、Ｉ−Ｆ変換回路１０３に入力する。Ｉ−Ｆ変換回路１０３の出力方形波をマイコン１０８にて読み取り、その方形波の周波数から、センス抵抗１０１に流れた二次電池への充放電電流を求めることが可能となる。その測定の際に、入力電流値が変動したとしても、その電流値の変動はそのまま出力周波数の変動として出力されるため、電流検出を高精度で行うことが可能となる。
【００１０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようにスマートバッテリ回路において、電流検出用センス抵抗に充放電電流が流れる際に発生する電圧を、ディプレッショントランジスタのゲート電圧として入力することにより、充放電電流検出を行うことで回路が簡略化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の充放電電流検出回路の回路ブロックを示した説明図である。
【図２】ディプレショントランジスタのＶＧ−ＩＤ特性を示す図である。
【図３】従来の充放電電流検出回路の回路ブロックを示した説明図である。
【符号の説明】
１０１・・・充放電電流センス抵抗
１０２・・・電流検出用ディプレショントランジスタ
１０３・・・Ｉ−Ｆ変換回路
１０４，１０５・・・充放電電流センス抵抗接続端子
１０６・・・Ｉ−Ｆ変換回路  電流入力端子
１０７・・・Ｉ−Ｆ変換回路  方形波出力端子
１０７・・・マイコン
２０１・・・ディプレショントランジスタ  ゲート電圧
【Ｖ】
２０２・・・ディプレショントランジスタ  ドレイン電流
【Ａ】
２０３・・・ディプレショントランジスタ  ＶＧ−ＩＤ特性
３０１・・・充放電電流センス抵抗
３０２・・・V−Ｆ変換回路
３０３・・・オフセット調整用電圧
３０４、３０５・・・ゲイン調整用抵抗
３０６・・・電流検出用オペアンプ
３０７、３０８・・・充放電電流センス抵抗接続端子
３０９・・・V−Ｆ変換回路  電圧入力端子
３１０・・・V−Ｆ変換回路  方形波出力端子
【図１】
0004533554.tif 000002
【図２】
0004533554.tif 000003
【図３】
0004533554.tif 000004