(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の放電電流を調節する放電電流制限手段を制御するバッテリー状態監視回路であって、
前記バッテリー状態監視回路内は、
前記二次電池の過電流を監視するためのモニター端子と、
前記モニター端子に接続され、前記二次電池の過電流を検出する過電流検出回路と、
前記放電電流制限手段に接続された放電電流制限端子と、
外部から放電の制御を行うための制御信号を入力する制御端子と、
前記過電流検出回路が前記二次電池の過電流を検出したときに、前記モニター端子をプルアップするプルアップ回路と、
前記プルアップ回路と前記モニター端子との間に設けられ、前記制御端子に外部から放電禁止の信号が入力されたときに、前記モニター端子をプルアップすることを禁止するプルアップ禁止回路と、を備えたことを特徴とするバッテリー状態監視回路。
【請求項２】
二次電池の放電電流を調節する放電電流制限手段を制御するバッテリー状態監視回路であって、
前記バッテリー状態監視回路内は、
前記二次電池の過電流を監視するためのモニター端子と、
前記モニター端子に接続され、前記二次電池の過電流を検出する過電流検出回路と、
前記放電電流制限手段に接続された放電電流制限端子と、
外部から放電の制御を行うための制御信号を入力する制御端子と、
前記過電流検出回路が前記二次電池の過電流を検出したときに、前記モニター端子をプルダウンするプルダウン回路と、
前記プルダウン回路と前記モニター端子との間に設けられ、前記制御端子に外部から放電禁止の信号が入力されたときに、前記モニター端子をプルダウンすることを禁止するプルダウン禁止回路と、を備えたことを特徴とするバッテリー状態監視回路。
【請求項３】
二次電池の放電電流を調節する放電電流制限手段を制御するバッテリー状態監視回路であって、
前記バッテリー状態監視回路内は、
前記二次電池の過電流を監視するためのモニター端子と、
前記モニター端子に接続され、前記二次電池の過電流を検出する過電流検出回路と、
前記放電電流制限手段に接続された放電電流制限端子と、
外部から放電の制御を行うための制御信号を入力する制御端子と、
前記過電流検出回路が前記二次電池の過電流を検出したときに、前記モニター端子をプルアップするプルアップ回路、またはプルダウンするプルダウン回路と、を備え
前記過電流検出回路は、前記制御端子と接続され、前記制御端子に外部から入力された放電禁止の信号によって、過電流検出が禁止されることを特徴とするバッテリー状態監視回路。
【請求項４】
外部端子である＋端子と−端子との間に設けられた二次電池と、
前記二次電池の放電電流を調節する放電電流制限手段と、
請求項１から３のいずれか記載のバッテリー状態監視回路と、を備えたことを特徴とするバッテリー装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池の状態を監視できるバッテリー監視回路と、二次電池と電流制限手段とバッテリー状態監視回路等が具備されたバッテリー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にバッテリー状態監視回路は、図２に示されるように、各電池電圧モニター用端子５〜９と充電制御用トランジスタゲート接続端子であるＣＯＰ端子１０、放電制御用トランジスタゲート接続端子であるＤＯＰ端子１１、過電流のモニター端子であるＶＭＰ端子１２、マイコン用のコントロール端子であるＣＴＬ端子１３を備えている。
【０００３】
バッテリー装置としては、二次電池１〜４、充電制御トランジスタ１４、放電制御トランジスタ１６、マイコン２１が、バッテリー状態監視回路２２Ａと外部端子ＥＢ＋とＥＢ−とに図２に示すようにそれぞれ接続されている。
【０００４】
バッテリー装置２３Ａの外部端子ＥＢ＋とＥＢ−との間には、二次電池１〜４の電力を供給されて動作する外部負荷１９（例えばノートパソコンのＣＰＵなど）や、二次電池１〜４を充電するための充電器２０のどちらか片方または双方が接続される。
【０００５】
過電流検出回路１５はＶＭＰ端子１２がＶＤＤから所望の電圧分下がったことを検出して、ＤＯＰ端子１１に放電禁止信号である“Ｈ”を出力させ、ＦＥＴ１６をＯＦＦさせる。これが過電流による放電禁止状態である。
【０００６】
また過電流による充放電禁止状態の間は、バッテリー状態監視回路２２Ａ（図１では過電流検出回路１５）は内部のプルアップ回路１８をＯＮし、ＶＭＰ端子１２を所定のインピーダンスで電池電圧モニター用端子５にプルアップする。これにより、過電流の原因となった外部負荷１９のインピーダンスがプルアップ回路１８のインピーダンスより十分大きくなる（つまり過電流の心配がなくなる）と、ＶＭＰ端子１２と外部端子ＥＢ＋の電位はＶＤＤに近づく。過電流検出回路１５はＶＭＰ端子１２がＶＤＤから所望の電圧分まで上がったことを検出して、過電流検出状態を解除する。これが過電流による放電禁止状態からの復帰である。
【０００７】
一方、過電流とは関係なく、マイコン２１からＣＴＬ端子１３に放電禁止信号（ここでは放電禁止信号を“Ｈ”とする）が入力されると、バッテリー状態監視回路２２ＡはＤＯＰ端子１１に“Ｈ”を出力させ、ＦＥＴ１６をＯＦＦさせる。
これがマイコンからの放電禁止状態である。
【０００８】
マイコンからの放電禁止状態はマイコンからの解除信号で解除される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来のバッテリー状態監視回路２２Ａおよびバッテリー装置２３Ａでは、外部負荷１９のインピーダンスが大きいと、マイコンからの放電禁止状態の時に以下２）から５）のようなサイクルで外部端子ＥＢ＋の発振が起こってしまうという課題があった。発振波形の例を図５に示す。この発振はバッテリー装置２３Ａの充放電制御自体には問題ないが、ノイズ源として周辺機器に悪影響を与える可能性があるという課題があった。
【００１０】
１）マイコンからの放電禁止状態になるとＦＥＴ１６がＯＦＦして外部端子ＥＢ＋への電力供給がストップする。
２）外部端子ＥＢ＋は外部負荷１９によりプルダウンされて電位が下がる。
３）この時ＶＭＰ端子１２も外部端子ＥＢ＋と一緒に電位が下がるので、バッテリー状態監視回路２２Ａは過電流による放電禁止状態を認識する。
４）するとプルアップ回路１８がＯＮする。この時、外部負荷１９のインピーダンスがプルアップ回路１８のインピーダンスより十分大きいと、ＶＭＰ端子１２と外部端子ＥＢ＋とがプルアップされてＶＤＤ電位に近づく。
５）するとバッテリー状態監視回路２２Ａは過電流による放電禁止状態が解除されたことを認識するので、プルアップ回路１８は再びＯＦＦとなる。
６）再び２）の状態に戻る。
【００１１】
【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およびバッテリー装置ではマイコンから放電を制限しても外部端子ＥＢ＋が発振せず、ノイズを発生しないような構成とした。
【００１２】
すなわち、バッテリー状態監視回路に外部から放電禁止信号が入力された場合には、過電流のモニター端子のインピーダンスを一定とするような構成とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
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例を示したブロック図である。以下、この発明を図１に基づいて説明する。
【００１４】
本発明のバッテリー状態監視回路は、図１に示されるように、各電池電圧モニター用端子５〜９と充電制御用トランジスタゲート接続端子であるＣＯＰ端子１０、放電制御用トランジスタゲート接続端子であるＤＯＰ端子１１、過電流のモニター端子であるＶＭＰ端子１２、マイコン用のコントロール端子であるＣＴＬ端子１３を備えている。
【００１５】
バッテリー装置としては、二次電池１〜４、充電制御トランジスタ１４、放電制御トランジスタ１６、マイコン２１が、バッテリー状態監視回路２２と外部端子ＥＢ＋とＥＢ−とに図１に示すようにそれぞれ接続されている。ここで図１では、電池電圧モニター用端子５がＶＤＤ電位、電池電圧モニター用端子９がＶＳＳ電位になっている。またマイコン２１はバッテリー装置の外部に出す場合もある。
【００１６】
バッテリー装置２３の外部端子ＥＢ＋とＥＢ−との間には、二次電池１〜４の電力を供給されて動作する外部負荷１９（例えばノートパソコンのＣＰＵなど）や、二次電池１〜４を充電するための充電器２０のどちらか片方または双方が接続される。
【００１７】
ＦＥＴ１４とＦＥＴ１６との双方がＯＮとなり、外部負荷１９に電力を供給できるような通常状態では、ＶＭＰ端子１２はＦＥＴ１４とＦＥＴ１６とを通してＶＤＤ電位にプルアップされている。ここで、外部負荷１９のインピーダンスが小さくなり電流が増加すると、ＦＥＴ１４とＦＥＴ１６とのＯＮ抵抗によってＶＭＰ端子１２の電圧がＶＤＤ電位から下がる。過電流検出回路１５はＶＭＰ端子１２がＶＤＤから所望の電圧分下がったことを検出して、ＤＯＰ端子１１に放電禁止信号である“Ｈ”を出力させ、ＦＥＴ１６をＯＦＦさせる。これが過電流による放電禁止状態である。この時、ＦＥＴ１６がＯＦＦになって電力供給がストップするので、外部端子ＥＢ＋は外部負荷１９によりプルダウンされて電位が下がる。
【００１８】
また過電流による充放電禁止状態の間は、バッテリー状態監視回路２２（図１では過電流検出回路１５）は内部のプルアップ回路１８をＯＮし、ＶＭＰ端子１２を所定のインピーダンスで電池電圧モニター用端子５にプルアップする。これにより、過電流の原因となった外部負荷１９のインピーダンスがプルアップ回路１８のインピーダンスより十分大きくなる（つまり過電流の心配がなくなる）と、ＶＭＰ端子１２と外部端子ＥＢ＋の電位はＶＤＤに近づく。過電流検出回路１５はＶＭＰ端子１２がＶＤＤから所望の電圧分まで上がったことを検出して、過電流検出状態を解除する。これによりバッテリー状態監視回路２２は再びＦＥＴ１６をＯＮさせて、バッテリー装置２３を通常状態に復帰させることができる。
これが過電流による放電禁止状態からの復帰である。
【００１９】
一方、過電流とは関係なく、マイコン２１からＣＴＬ端子１３に放電禁止信号（ここでは放電禁止信号を“Ｈ”とする）が入力されると、バッテリー状態監視回路２２はＤＯＰ端子１１に“Ｈ”を出力させ、ＦＥＴ１６をＯＦＦさせる。これがマイコンからの放電禁止状態である。この時、ＦＥＴ１６がＯＦＦになって電力供給がストップするので、外部端子ＥＢ＋は外部負荷１９によりプルダウンされて電位が下がる。
【００２０】
マイコンからの放電禁止状態はマイコンからの解除信号で解除される。
以上に説明した各動作には、誤動作を防止するために適当な遅延が設けられている。
【００２１】
図１に示す本発明のバッテリー状態監視回路２２には新たにプルアップ禁止回路１７を設けた。プルアップ禁止回路１７はマイコンから放電禁止信号が出た時に動作し、プルアップ回路１８がＶＭＰ端子１２を電池電圧モニター用端子５にプルアップしないように働く。したがって、マイコンからの放電禁止状態が起きた時には以下のようになる。
【００２２】
１）マイコンからの放電禁止状態になるとＦＥＴ１６がＯＦＦして外部端子ＥＢ＋への電力供給がストップする。同時にプルアップ禁止回路１７が働く。
２）外部端子ＥＢ＋は外部負荷１９によりプルダウンされて電位が下がる。
３）この時ＶＭＰ端子１２も外部端子ＥＢ＋と一緒に電位が下がるので、バッテリー状態監視回路２２は過電流による放電禁止状態を認識する。
４）ここで１）でプルアップ禁止回路が働いているため、プルアップ回路１８はＯＦＦしたままである。
５）したがって、外部端子ＥＢ＋およびＶＭＰ端子１２はオープンとなり、外部負荷１９によりプルダウンされたままで固定される。すなわち外部端子ＥＢ＋は発振しない。
【００２３】
従来例ではマイコンからの放電禁止状態になった場合には、VMP端子１２のインピーダンスがプルアップ回路１８のON、OFFによって変化していたが、このように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、マイコンからの放電禁止状態になった場合には、過電流のモニター端子であるVMP端子１２のインピーダンスを一定とするような構成としたため、外部端子ＥＢ＋が発振することがなくなった。その結果、周辺機器に悪影響を与える可能性がなくなり、安全性が高まった。図１の場合はＶＭＰ端子１２を電気的に絶縁することでインピーダンスを一定としている。
【００２４】
図３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他の例を示したブロック図である。図３ではマイコンからの放電禁止信号で過電流検出を禁止している。したがって、マイコンからの放電禁止状態が起きた時には以下のようになる。
【００２５】
１）マイコンからの放電禁止状態になるとＦＥＴ１６がＯＦＦして外部端子ＥＢ＋への電力供給がストップする。同時に過電流検出を禁止する。
２）外部端子ＥＢ＋は外部負荷１９によりプルダウンされて電位が下がる。
３）この時ＶＭＰ端子１２も外部端子ＥＢ＋と一緒に電位が下がるが、過電流検出が禁止されているので、バッテリー状態監視回路２２は過電流による放電禁止状態を認識しない。
４）したがって、プルアップ回路１８はＯＦＦしたままである。
５）したがって、外部端子ＥＢ＋およびＶＭＰ端子１２はオープンとなり、外部負荷１９によりプルダウンされたままで固定される。すなわち外部端子ＥＢ＋は発振しない。
【００２６】
このように、図３においても図１と同様の効果が得られる。
【００２７】
図４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他の例を示したブロック図である。図１と同様の構成をＮＭＯＳ−ＦＥＴで構成した例である。ＦＥＴ１４のかわりにＦＥＴ１４Ｂが、ＦＥＴ１６のかわりにＦＥＴ１６Ｂが、プルアップ禁止回路１７のかわりにプルダウン禁止回路１７Ｂが、プルアップ回路１８のかわりにプルダウン回路１８Ｂがそれぞれ接続されている。詳細は説明しないが、図１と同様の効果が得られることは明白である。また図示はしないが、図３の例もＮＭＯＳ−ＦＥＴで構成しても同様の効果が得られることは明白である。
【００２８】
また、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、マイコンからの放電禁止信号でプルアップ回路１８またはプルダウン回路１８BをONしたままで固定しておいても、ＶＭＰ端子１２のインピーダンスが一定となるため外部端子の発振は起こらない。この場合、ＶＭＰ端子１２のインピーダンスはプルアップ回路１８またはプルダウン回路１８Ｂで決定され、ＶＭＰ端子１２の電位はプルアップ回路１８またはプルダウン回路１８Ｂのインピーダンスと外部負荷１９とのバランスで決定される。したがって、本発明の目的を達成することができる。
【００２９】
その他、二次電池の接続本数が変わった場合でも本発明は適用できる。
【００３０】
このように本発明では、バッテリー状態監視回路に外部から放電禁止信号が入力された場合には、過電流のモニター端子のインピーダンスを一定とするような構成を実現するものであれば、如何なる回路構成をとることもでき、実施例に何ら限定されるものではない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、外部のマイコンなどから放電を制限しても外部端子が発振せず、ノイズを発生しないような構成としたため、バッテリー装置およびバッテリー装置を使用した電子機器の安全性を高めることができた。
【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例を示したブロック図である。
【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例を示したブロック図である。
【図３】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他の例を示したブロック図である。
【図４】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他の例を示したブロック図である。
【図５】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発振波形の例を示した図である。
【符号の説明】
１、２、３、４・・・二次電池
５、６、７、８、９・・・電池電圧モニター用端子
１０・・・ＣＯＰ端子
１１・・・ＤＯＰ端子
１２・・・ＶＭＰ端子
１３・・・ＣＴＬ端子
１４、１６、１４Ｂ、１６Ｂ・・・ＦＥＴ
１５・・・過電流検出回路
１７・・・プルアップ禁止回路
１７Ｂ・・・プルダウン禁止回路
１８・・・プルアップ回路
１８Ｂ・・・プルダウン回路
１９・・・外部負荷
２０・・・充電器
２１・・・マイコン
２２、２２Ａ・・・バッテリー状態監視回路
２３、２３Ａ・・・バッテリー装置
【図１】
0004555502.tif 000002
【図２】
0004555502.tif 000003
【図３】
0004555502.tif 000004
【図４】
0004555502.tif 000005
【図５】
0004555502.tif 000006