(57)【要約】【課題】周辺回路との組み合わせによって半導体装置の端子数を削減することが可能なスイッチ装置、該スイッチ装置を備える二次電池の充電制御装置、及び該二次電池の充電制御装置を備える二次電池装置を提供する。【解決手段】充電制御ＩＣ４の２つのＭＯＳＦＥＴ４１，４２が共にオフした場合、信号端子４０の電圧が分圧回路３１の分圧電圧に固定され、分圧電圧によって第１スイッチング回路３２がオフすると共に、第２スイッチング回路３３がオンする。直流電源４００（又は接地電位）に接続されたＭＯＳＦＥＴ４１（又はＭＯＳＦＥＴ４２）がオンした場合は、第１及び第２スイッチング回路３２，３３が共にオン（又はオフ）する。つまり、２つのＭＯＳＦＥＴ４１，４２の接続点の電圧（信号レベル）によって、第１及び第２スイッチング回路３２，３３が、相異なる３つのオン／オフ状態に制御される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源に接続されるべき２つのスイッチング素子の直列回路を有する半導体装置と、所定の直流電圧を分圧すべき分圧回路とを備え、該分圧回路の分圧点が前記２つのスイッチング素子の接続点に接続されているスイッチ装置において、
前記分圧点に夫々の制御端子が接続されており、前記分圧回路による分圧電圧より絶対値が大きい（又は小さい）制御電圧によってオンする第１スイッチング回路（又は第２スイッチング回路）を備えること
を特徴とするスイッチ装置。
【請求項２】
直流電源に接続されるべき２つのスイッチング素子の直列回路と、前記２つのスイッチング素子の接続点に分圧点が接続されており、所定の直流電圧を分圧すべき分圧回路とを有する半導体装置を備えるスイッチ装置において、
前記分圧点に夫々の制御端子が接続されており、前記分圧回路による分圧電圧より絶対値が大きい（又は小さい）制御電圧によってオンする第１スイッチング回路（又は第２スイッチング回路）とを備えること
を特徴とするスイッチ装置。
【請求項３】
前記分圧回路は、複数の抵抗器からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチ装置。
【請求項４】
前記第１スイッチング回路（又は第２スイッチング回路）は、前記分圧点の電圧を分圧する複数の抵抗器からなる分圧器と、該分圧器によって分圧された電圧によってオンするトランジスタとを含むことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のスイッチ装置。
【請求項５】
直流電源に接続されるべき２つのスイッチング素子の直列回路を有する半導体装置と、前記２つのスイッチング素子の接続点に一端が接続されており、所定の直流電位に他端が接続されるべき抵抗回路とを備えるスイッチ装置において、
前記抵抗回路の一端に夫々の制御端子が接続されており、前記抵抗回路及び制御端子の入力抵抗からなる分圧回路で前記直流電位を分圧した分圧電圧より絶対値が大きい（又は小さい）制御電圧によってオンする第１スイッチング回路（又は第２スイッチング回路）を備えること
を特徴とするスイッチ装置。
【請求項６】
請求項１から５に記載のスイッチ装置と、二次電池及び該二次電池に充電電流を供給する外部電源間に接続されるべきスイッチング素子と、前記二次電池の充電状態に対応すべき表示を行う表示器とを備える二次電池の充電制御装置において、
前記スイッチ装置が備える第１及び第２スイッチング回路夫々のオン／オフによって、前記スイッチング素子のオン／オフ、及び前記表示器の表示が切り替わるようにしてあることを特徴とする二次電池の充電制御装置。
【請求項７】
前記半導体装置が備える２つのスイッチング素子が相補的にオン／オフした場合、前記二次電池及び外部電源間に接続されるべきスイッチング素子のオン／オフ、及び前記表示器の点灯／消灯が切り替わるようにしてあり、
前記半導体装置が備える２つのスイッチング素子が共にオフした場合、前記二次電池及び外部電源間に接続されるべきスイッチング素子がオフすると共に、前記表示器が点灯するようにしてあること 
を特徴とする請求項６に記載の二次電池の充電制御装置。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の二次電池の充電制御装置と、該二次電池の充電制御装置によって充電が制御される二次電池とを備えることを特徴とする二次電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源電圧に直列に接続されるべき２つのスイッチング素子の直列回路を備えるスイッチ装置、該スイッチ装置を備える二次電池の充電制御装置、及び該二次電池の充電制御装置を備える二次電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池を定電圧及び／又は定電流にて安全、且つ確実に充電するために、二次電池の充電器には充電制御回路を搭載した充電制御用ＩＣ（半導体集積回路）が用いられることが多い。充電制御用ＩＣは、電源端子及び接地端子に加えて、検出信号、制御信号及び表示信号等の信号を入出力するための端子を複数備えている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、二次電池の電圧の検出信号、充電電流の検出信号、充電電流を遮断するスイッチング素子のオン／オフを制御する制御信号、充電状態を表示部に表示させる表示信号、電池温度の検出信号等の信号が入出力されるマイクロコンピュータからなる充電制御部が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５９５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年の電気機器に対するコスト削減要求には厳しいものがあり、充電制御用ＩＣについては、端子数の削減が１つの課題となっている。然るに、特許文献１に開示された充電制御部では、電源部から出力されるべき充電電圧及び充電電流を制御する制御信号と、充電電圧の検出信号とを加えると９端子となり、ＩＣのパッケージのサイズ及びコストが抑制される端子数の１つの目安である８端子を超えるものとなる。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、周辺回路との組み合わせによって半導体装置の端子数を削減することが可能なスイッチ装置、該スイッチ装置を備える二次電池の充電制御装置、及び該二次電池の充電制御装置を備える二次電池装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るスイッチ装置は、直流電源に接続されるべき２つのスイッチング素子の直列回路を有する半導体装置と、所定の直流電圧を分圧すべき分圧回路とを備え、該分圧回路の分圧点が前記２つのスイッチング素子の接続点に接続されているスイッチ装置において、前記分圧点に夫々の制御端子が接続されており、前記分圧回路による分圧電圧より絶対値が大きい（又は小さい）制御電圧によってオンする第１スイッチング回路（又は第２スイッチング回路）を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るスイッチ装置は、直流電源に接続されるべき２つのスイッチング素子の直列回路と、前記２つのスイッチング素子の接続点に分圧点が接続されており、所定の直流電圧を分圧すべき分圧回路とを有する半導体装置を備えるスイッチ装置において、前記分圧点に夫々の制御端子が接続されており、前記分圧回路による分圧電圧より絶対値が大きい（又は小さい）制御電圧によってオンする第１スイッチング回路（又は第２スイッチング回路）とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、２つのスイッチング素子の接続点と、所定の直流電圧を分圧すべき分圧回路の分圧点と、第１及び第２スイッチング回路夫々の制御端子とが接続される。この場合、分圧回路が所定の直流電圧を分圧したときの分圧電圧の絶対値は、第１スイッチング回路をオンさせる制御電圧の絶対値より小さく、且つ、第２スイッチング回路をオンさせる制御電圧の絶対値より大きい。
これにより、２つのスイッチング素子が共にオフした場合は、２つのスイッチング素子の接続点の電圧が、分圧回路の分圧電圧となる。そして、分圧回路に所定の直流電圧が印加された場合は、分圧電圧によって第１スイッチング回路がオフすると共に、第２スイッチング回路がオンする。これに対し、２つのスイッチング素子の特定の一方（又は他方）がオンした場合は、第１及び第２スイッチング回路が共にオン（又はオフ）する。
つまり、２つのスイッチング素子の接続点の電圧（信号レベル）によって、第１及び第２スイッチング回路が、相異なる３つのオン／オフ状態に制御される。
【００１０】
本発明に係るスイッチ装置は、前記分圧回路は、複数の抵抗器からなることを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、分圧回路が複数の抵抗器からなるため、分圧電圧が直流電源の電圧に応じて直線的に変化する。また、分圧回路が安価に製造される。
【００１２】
本発明に係るスイッチ装置は、前記第１スイッチング回路（又は第２スイッチング回路）は、前記分圧点の電圧を分圧する複数の抵抗器からなる分圧器と、該分圧器によって分圧された電圧によってオンするトランジスタとを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、第１及び第２スイッチング回路の夫々が、分圧回路による分圧電圧を更に分圧する分圧器と、トランジスタとを含み、各分圧器の分圧電圧によって夫々のトランジスタがオンする。
これにより、第１及び第２スイッチング回路が安価に構成される。
【００１４】
本発明に係るスイッチ装置は、直流電源に接続されるべき２つのスイッチング素子の直列回路を有する半導体装置と、前記２つのスイッチング素子の接続点に一端が接続されており、所定の直流電位に他端が接続されるべき抵抗回路とを備えるスイッチ装置において、前記抵抗回路の一端に夫々の制御端子が接続されており、前記抵抗回路及び制御端子の入力抵抗からなる分圧回路で前記直流電位を分圧した分圧電圧より絶対値が大きい（又は小さい）制御電圧によってオンする第１スイッチング回路（又は第２スイッチング回路）を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明にあっては、２つのスイッチング素子の接続点と、他端が所定の直流電位に接続されるべき抵抗回路の一端と、第１及び第２スイッチング回路夫々の制御端子とが接続される。この場合、抵抗回路と制御端子の入力抵抗とからなる分圧回路で所定の直流電位を分圧した分圧電圧の絶対値は、第１スイッチング回路をオンさせる制御電圧の絶対値より小さく、且つ、第２スイッチング回路をオンさせる制御電圧の絶対値より大きい。
これにより、２つのスイッチング素子が共にオフした場合は、２つのスイッチング素子の接続点の電圧が、分圧回路の分圧電圧となる。そして、抵抗回路の他端に所定の直流電圧が印加された場合は、分圧電圧によって第１スイッチング回路がオフすると共に、第２スイッチング回路がオンする。これに対し、２つのスイッチング素子の特定の一方（又は他方）がオンした場合は、第１及び第２スイッチング回路が共にオン（又はオフ）する。
つまり、２つのスイッチング素子の接続点の電圧（信号レベル）によって、第１及び第２スイッチング回路が、相異なる３つのオン／オフ状態に制御される。
【００１６】
本発明に係る二次電池の充電制御装置は、上述のスイッチ装置と、二次電池及び該二次電池に充電電流を供給する外部電源間に接続されるべきスイッチング素子と、前記二次電池の充電状態に対応すべき表示を行う表示器とを備える二次電池の充電制御装置において、前記スイッチ装置が備える第１及び第２スイッチング回路夫々のオン／オフによって、前記スイッチング素子のオン／オフ、及び前記表示器の表示が切り替わるようにしてあることを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、第１スイッチング回路がオンした場合、外部電源から二次電池への充電電流の供給を接断すべきスイッチング素子がオンすると共に、二次電池の充電状態に対応すべき表示を行う表示器が一の表示を行う。また、第１スイッチング回路がオフした場合、第２スイッチング回路のオフ／オンによって、表示器による一の／他の表示が切り替わる。例えば、第１スイッチング回路がオンした場合、一の表示として表示器が緑色で点灯し、第１スイッチング回路がオフした場合、第２スイッチング回路のオフ／オンに応じて表示器が点灯／消灯するか、又は緑色点灯／赤色点灯の２色切替表示となる。また、第２スイッチング回路を周期的にオン／オフさせて表示器を点滅させてもよい。
これにより、二次電池の充電中の状態及び充電停止状態に含まれる３つ以上の状態（例えば正常充電状態、正常停止状態及び異常停止状態）に対応して、表示器における表示が、点灯、消灯、点滅、及び２色表示等に切り替わる。
【００１８】
本発明に係る二次電池の充電制御装置は、前記半導体装置が備える２つのスイッチング素子が相補的にオン／オフした場合、前記二次電池及び外部電源間に接続されるべきスイッチング素子のオン／オフ、及び前記表示器の点灯／消灯が切り替わるようにしてあり、前記半導体装置が備える２つのスイッチング素子が共にオフした場合、前記二次電池及び外部電源間に接続されるべきスイッチング素子がオフすると共に、前記表示器が点灯するようにしてあることを特徴とする。
【００１９】
本発明にあっては、半導体装置が備える２つのスイッチング素子の一方（又は他方）のみがオンした場合、外部電源に接続されるべきスイッチング素子がオン（又はオフ）すると共に、表示器が点灯（又は消灯）する。また、半導体装置が備える２つのスイッチング素子の双方がオフした場合、外部電源に接続されるべきスイッチング素子がオフすると共に、表示器が点灯する。
これにより、半導体装置が備える２つのスイッチング素子の双方が同時にオンする場合を除いた３つの場合に応じて、外部電源に接続されるべきスイッチング素子のオン／オフと表示器の点灯／消灯とで決まる３つの状態が切り替わる。
【００２０】
本発明に係る二次電池装置は、上述した二次電池の充電制御装置と、該二次電池の充電制御装置によって充電が制御される二次電池とを備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明にあっては、二次電池の充電制御装置が二次電池の充電を制御するため、二次電池の充電中の状態及び充電停止状態に含まれる３つ以上の状態に対応して、表示器における表示が切り替わる二次電池の充電制御装置が、二次電池装置に適用される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、２つのスイッチング素子が共にオフした場合は、２つのスイッチング素子の接続点の電圧が、分圧回路の分圧電圧となる。そして、分圧回路に所定の直流電圧が印加された場合は、分圧電圧によって第１スイッチング回路がオフすると共に、第２スイッチング回路がオンする。これに対し、２つのスイッチング素子の特定の一方（又は他方）がオンした場合は、第１及び第２スイッチング回路が共にオン（又はオフ）する。つまり、２つのスイッチング素子の接続点の電圧（信号レベル）によって、第１及び第２スイッチング回路が、相異なる３つのオン／オフ状態に制御される。
従って、夫々のオン／オフの組合せによる４つの状態が３つの状態に縮退される２つの信号を、半導体装置の１つの端子に割り当てることができ、周辺回路との組み合わせによって半導体装置の端子数を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る二次電池装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る充電制御部の回路構成の一例を示す回路図である。
【図３】充電制御信号及び充電表示信号の組合せに基づく各部の状態動作を説明するための図表である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る充電制御部の回路構成の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る二次電池装置の構成例を示すブロック図である。図中１００は二次電池装置（パック電池）であり、二次電池装置１００は、リチウムイオン電池からなる二次電池２０及び該二次電池２０の温度を検出するサーミスタ２１と、前記二次電池２０に対する充電を制御する充電制御装置１０とを備える。二次電池２０は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の他の二次電池であってもよい。二次電池２０は、複数のリチウムイオン電池を直列、並列又は直並列に接続したものであってもよい。
【００２５】
充電制御装置１０は、二次電池２０の電圧及びサーミスタ２１の端子電圧を検出する充電制御部３を備える。充電制御部３には、二次電池２０への充電電流の供給を接断するＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ６の制御電極（ゲート電極）と、二次電池２０の充電状態に対応する表示を行う表示器７と、直流電源（Ｖｃｃ）４００とが接続されている。ＭＯＳＦＥＴ６のドレイン電極は、二次電池２０に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ６のソース電極は、商用電源３００の交流電圧を降圧、整流及び平滑化する充電電源部２００の定電圧定電流出力端子（＋側）に接続されており、前記ソース電極に供給される電圧が、充電制御部３によって検出されるようになっている。ＭＯＳＦＥＴ６に代えてＰＮＰ型のトランジスタを用いてもよい。
【００２６】
充電制御装置１０は、また、充電電源部２００の定電圧定電流出力端子（−側）と接地電位（信号アースの電位。０Ｖ）との間で二次電池２０の充電電流を検出する抵抗器８を備える。該抵抗器８の両端は、充電制御部３に接続されており、充電電流の検出値が充電制御部３に取り込まれる。
充電制御部３は、検出した各電圧に基づいて、二次電池２０を充電すべき電圧及び電流を算出し、算出した電圧及び電流が充電電源部２００の定電圧定電流出力端子からＭＯＳＦＥＴ６のソース電極に与えられるように制御するためのフィードバック信号を充電電源部２００に与える。
【００２７】
以下では、充電制御部３の詳細について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１に係る充電制御部３の回路構成の一例を示す回路図である。図１では、直流電源４００を含めて９種類の信号が充電制御部３に入出力されていたが、そのうち、ＭＯＳＦＥＴ６のゲート電極及び表示器７に出力される信号に関係する部分のみを図２に示して説明する。表示器７は、ＬＥＤ７１及び抵抗器７２を直列に接続してなる。図２に示す充電制御部３は、上述した９種類の信号のうち、直流電源４００及び接地電位を除いて図２では図示されない５種類の信号が入出力される充電制御ＩＣ４を備える。
【００２８】
充電制御ＩＣ４は、直流電源４００及び接地電位間に直列に接続されたＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ４１及びＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ４２を有する。ＭＯＳＦＥＴ４１及びＭＯＳＦＥＴ４２のドレイン電極同士の接続点は、信号端子４０に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ４１及びＭＯＳＦＥＴ４２夫々のゲート電極には、ＮＡＮＤゲート４３及びＮＯＲゲート４４の出力が与えられる。ＮＡＮＤゲート４３及びＮＯＲゲート４４夫々の入力には、バッファゲート４５とＯＲゲート４６の両方の出力が与えられる。バッファゲート４５の入力及びＯＲゲート４６の一方の入力には、充電制御信号が与えられており、ＯＲゲート４６の他方の入力には、充電表示信号が与えられる。バッファゲート４５は、充電制御信号の伝播遅延時間を調整するためのものである。
【００２９】
充電制御部３は、また、充電制御ＩＣ４の信号端子４０に分圧点３１３が接続された分圧回路３１を備える。分圧回路３１は、直流電源４００及び接地電位の夫々に一端が接続された抵抗器３１１及び３１２の他端同士を接続してなる。分圧回路３１の分圧点３１３には、第１スイッチング回路３２及び第２スイッチング回路３３夫々の制御端子３２０及び３３０が接続されている。この場合、分圧回路３１の分圧電圧が、制御端子３２０及び３３０に与えられる制御電圧となる。
尚、分圧回路３１が、直流電源４００とは異なる所定の直流電圧を分圧するようにしてもよい。また、抵抗器３１１及び／又は抵抗器３１２が、充電制御ＩＣ４に含まれるようにしてもよい。
【００３０】
第１スイッチング回路３２は、分圧回路３１の分圧点の電圧を更に分圧する抵抗器３２１，３２２からなる分圧器を有する。該分圧器の分圧点には、コレクタ電極がＭＯＳＦＥＴ６のゲート電極に接続されたＮＰＮ型のトランジスタ３２３のベース電極が接続されている。同様に、第２スイッチング回路３３は、分圧回路３１の分圧点の電圧を更に分圧する抵抗器３３１，３３２からなる分圧器を有する。該分圧器の分圧点には、コレクタ電極が表示器７に接続されたＮＰＮ型のトランジスタ３３３のベース電極が接続されている。トランジスタ３２３，３３３に代えて、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いてもよいし、スイッチング回路３２，３３に代えて、オン電圧が相異なるＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。
【００３１】
充電制御ＩＣ４は、図示しないマイクロコンピュータを有しており、二次電池２０が充電される場合、充電制御信号がオン（論理１）となる。これにより、ＮＡＮＤゲート４３及びＮＯＲゲート４４の出力は共に論理０（Ｌレベル）となり、ＭＯＳＦＥＴ４１がオンして信号端子４０がＨレベルとなる。充電制御信号がオフ（論理０）の場合は、充電表示信号のオン／オフによって、信号端子４０のレベルが変化する。例えば、充電制御信号及び充電表示信号が共にオフの場合、ＮＡＮＤゲート４３及びＮＯＲゲート４４の出力が共に論理１（Ｈレベル）となり、ＭＯＳＦＥＴ４２がオンして信号端子４０がＬレベルとなる。これに対し、充電制御信号がオフで充電表示信号がオンの場合、ＮＡＮＤゲート４３及びＮＯＲゲート４４夫々の出力が論理１（Ｈレベル）及び論理０（Ｌレベル）となり、ＭＯＳＦＥＴ４１及びＭＯＳＦＥＴ４２が共にオフする。この場合は、信号端子４０の電圧が、分圧回路３１の分圧電圧となる。
【００３２】
図２において、直流電源（Ｖｃｃ）４００の電圧は５Ｖであり、分圧回路３１の抵抗器３１１，３１２の抵抗値は１０ｋオームである。また、第１スイッチング回路３２の抵抗器３２１，３２２の抵抗値は、夫々４７ｋオーム及び１０ｋオームであり、第２スイッチング回路３３の抵抗器３３１，３３２の抵抗値は、夫々１０ｋオーム及び４７ｋオームである。上述した諸元値は一例である。詳細な計算は省略するが、これらの諸元値により、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２が共にオフの場合は、分圧回路３１の分圧点３１３の電圧が略２．２Ｖとなる。本実施の形態１では、このように制御端子３２０及び３３０が接続された状態における分圧点３１３の電圧を、分圧回路３１の分圧電圧という。
【００３３】
さて、分圧点３１３の電圧が２．２Ｖとなった場合、抵抗器３２１、３２２が２．２Ｖを分圧した分圧電圧である略０．４Ｖの電圧がトランジスタ３２３のベース電極に印加されるため、トランジスタ３２３はオンしない。一方、抵抗器３３１、３３２が２．２Ｖを分圧した分圧電圧が、計算上では略１．８Ｖとなるため、ベース電極に十分なベース電流が流入してトランジスタ３３３がオンし、表示器７のＬＥＤ７１が点灯する。このようなことから、分圧回路３１の分圧電圧は、第１スイッチング回路３２をオンさせる制御電圧より低く、第２スイッチング回路３３をオンさせる制御電圧より高いといえる。
【００３４】
ＭＯＳＦＥＴ４１がオンして分圧点３１３の電圧がＨレベル（略５Ｖ）となった場合は、抵抗器３２１、３２２が５Ｖを分圧した分圧電圧が、計算上では略０．９Ｖとなるため、ベース電極に十分なベース電流が流入してトランジスタ３２３がオンする。これとは逆に、ＭＯＳＦＥＴ４２がオンして分圧点３１３の電圧がＬレベル（略０Ｖ）となった場合は、明らかにトランジスタ３２３，３３３が共にオフする。つまり、ＭＯＳＦＥＴ４１がオンした場合は、第１スイッチング回路３２及び第２スイッチング回路３３が共にオンし、ＭＯＳＦＥＴ４２オンした場合は、第１スイッチング回路３２及び第２スイッチング回路３３が共にオフする。
【００３５】
次に、充電制御部３の各部の状態変化について、図表を用いて説明する。
図３は、充電制御信号及び充電表示信号の組合せに基づく各部の状態動作を説明するための図表である。充電制御信号がオン（論理１）して充電中となった場合、上述したように、充電表示信号のオン／オフに拘わらず、ＭＯＳＦＥＴ４１がオンし、ＭＯＳＦＥＴ４２がオフして、信号端子４０に接続された分圧点３１３がＨレベルとなる。これにより、トランジスタ３２３，３３３が共にオンして、ＭＯＳＦＥＴ６がオンし、表示器７が点灯する。
尚、充電制御信号は、充電状態が正常の場合（つまり、充電表示を積極的に行うべき場合）にのみオンされるため、充電制御信号がオン（論理１）である状態は、充電表示信号がオン（論理１）である状態に含まれる。つまり、充電制御信号及び充電表示信号夫々のオン／オフの組合せによる４つの状態が、３つの状態に縮退される。
【００３６】
次に、充電制御信号がオフ（論理０）して充電停止となった場合、各部の状態は充電表示信号のオン／オフによって変化する。例えば、充電表示信号がオフ（論理０）の場合、上述したように、ＭＯＳＦＥＴ４１がオフし、ＭＯＳＦＥＴ４２がオンして、分圧点３１３がＬレベルとなる。これにより、トランジスタ３２３，３３３が共にオフして、ＭＯＳＦＥＴ６がオフし、表示器７が消灯する。これに対し、充電表示信号がオン（論理１）の場合、上述したように、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２が共にオフするため、分圧点３１３の信号レベルは、分圧回路３１の分圧電圧となる。これにより、トランジスタ３２３がオフしてＭＯＳＦＥＴ６がオフすると共に、トランジスタ３３３がオンして表示器７が点灯する。
【００３７】
充電表示信号がオン（論理１）の場合には、充電状態が準正常の場合と異常の場合とが含まれる。準正常の例としては、二次電池２０が高温になった場合、充電そのものは停止させるが、使用者には「充電中」と認識させたいときが挙げられる。異常とは、充電中に何らかの異常が検出されて充電が中止される状態である。尚、二次電池２０が満充電になった場合、表示器７を消灯させる。
本実施の形態では、準正常及び異常の場合は、何れも表示器７を連続的に点灯させているが、例えば異常の場合は、充電表示信号を周期的にオン／オフさせることにより、表示器７を明滅させるようにしてもよい。また、表示器７を充電中に点灯させ、充電終了後に点滅させ、異常の場合に消灯させるようにしてもよい。
【００３８】
以上のように、本実施の形態１によれば、充電制御ＩＣが有する２つのＭＯＳＦＥＴの接続点が接続された信号端子と、直流電源の電圧を分圧する分圧回路の分圧点と、第１及び第２スイッチング回路夫々の制御端子とが接続される。この場合、分圧回路の分圧電圧は、第１スイッチング回路をオンさせる制御電圧より低く、第２スイッチング回路をオンさせる制御電圧より高い。
これにより、充電制御ＩＣの２つのＭＯＳＦＥＴが共にオフした場合は、信号端子の電圧が分圧回路の分圧電圧となる。その結果、分圧電圧によって第１スイッチング回路がオフすると共に、第２スイッチング回路がオンする。これに対し、直流電源（又は接地電位）に接続されたＭＯＳＦＥＴがオンした場合は、第１及び第２スイッチング回路が共にオン（又はオフ）する。つまり、２つのＭＯＳＦＥＴの接続点の電圧（信号レベル）によって、第１及び第２スイッチング回路が、相異なる３つのオン／オフ状態に制御される。
従って、夫々のオン／オフの組合せによる４つの状態が３つの状態に縮退される充電制御信号及び充電制御信号を、充電制御ＩＣの信号端子に割り当てることができ、充電制御部が備える回路との組み合わせによって充電制御ＩＣの端子数を削減することが可能となる。
【００３９】
また、直流電源の電圧を分圧する分圧回路が２つの抵抗器からなるため、分圧電圧を直流電源の電圧に応じて直線的に変化させることができる。また、分圧回路を安価に製造することが可能となる。
【００４０】
更にまた、第１及び第２スイッチング回路の夫々が、分圧回路による分圧電圧を更に分圧する２つの抵抗器からなる分圧器と、ＮＰＮ型のトランジスタとを含み、各分圧器の分圧電圧によって夫々のトランジスタがオンする。
従って、第１及び第２スイッチング回路を安価に構成することが可能となる。
【００４１】
更にまた、第１スイッチング回路がオンした場合、充電電源部から二次電池への充電電流の供給を接断すべきＭＯＳＦＥＴがオンすると共に、二次電池の充電状態に対応する表示を行う表示器が点灯する。また、第１スイッチング回路がオフした場合、第２スイッチング回路のオフ／オンによって、表示器の点灯／消灯が切り替わる。
従って、二次電池への充電電流の供給が遮断された場合、二次電池の充電停止状態に含まれる２つの状態（正常に停止した状態と、準正常又は異常状態）に対応して、充電制御装置の表示器における表示を切り替えることが可能となる。
【００４２】
更にまた、充電制御ＩＣが備える２つのＭＯＳＦＥＴの一方（又は他方）のみがオンした場合、二次電池への充電電流の供給を接断すべきＭＯＳＦＥＴがオン（又はオフ）すると共に、表示器が点灯（又は消灯）する。また、充電制御ＩＣが備える２つのＭＯＳＦＥＴの双方がオフした場合、充電電流の供給を接断すべきＭＯＳＦＥＴがオフすると共に、表示器が点灯する。
これにより、充電制御ＩＣが備える２つのＭＯＳＦＥＴの双方が同時にオンする場合を除いた３つの場合に応じて、充電電流の供給を接断すべきＭＯＳＦＥＴのオン／オフと表示器の点灯／消灯とで決まる３つの状態を切り替えることが可能となる。
【００４３】
更にまた、充電制御装置が二次電池の充電を制御するため、二次電池の充電中の状態及び充電停止状態に含まれる３つ以上の状態に対応して、表示器における表示が切り替わる充電制御装置を、二次電池装置に適用することが可能となる。
【００４４】
尚、本実施の形態１にあっては、直流電源４００がプラスの電圧を供給する場合について説明したが、直流電源４００がマイナスの電圧を供給する場合には、ＭＯＳＦＥＴ４１，６及び４２の夫々をＮチャネル型及びＰチャネル型に変更し、トランジスタ３２３，３３３をＰＮＰ型に変更することにより、本発明を適用することが可能である。
【００４５】
また、充電表示信号がオフ（論理０）の場合に、表示器７を非表示としたが、これに限定されるものではなく、例えば、充電表示信号のオン／オフによって、表示器７を緑／赤色に点灯させるようにしてもよい。
【００４６】
（実施の形態２）
実施の形態１は、充電制御ＩＣ４が、直流電源４００及び接地電位間に直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴ４１，４２を有する形態であるのに対し、実施の形態２は、充電制御ＩＣ４が、前記２つのＭＯＳＦＥＴ４１，４２に対して更に直列に接続される２つのＭＯＳＦＥＴを有する形態である。更に、実施の形態２では、実施の形態１の分圧回路３１のうち、抵抗値３１２を省略して、その分だけ第１及び第２スイッチング回路３２，３３が有する分圧器の抵抗値を小さくする点が異なる。
【００４７】
図４は、本発明の実施の形態２に係る充電制御部３の回路構成の一例を示す回路図である。図において、充電制御ＩＣ４は、直流電源４００及び接地電位間に直列に接続されたＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ５１，４１及びＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴ４２，５２を有する。ＭＯＳＦＥＴ４１及びＭＯＳＦＥＴ４２のドレイン電極同士の接続点は、信号端子４０に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ５１のゲート電極には、入力がＭＯＳＦＥＴ５２のゲート電極と共通になっているインバータの出力が与えられる。
【００４８】
ＭＯＳＦＥＴ５１，５２は、信号端子４０へ出力される信号をディセーブル状態（ハイインピーダンスである非稼動状態）にするためのものであり、これらのＭＯＳＦＥＴ５１，４１，４２，５２及びインバータ５３が、いわゆるトライステートバッファを構成してなる。ＭＯＳＦＥＴ４１，４２のゲート電極には、入力に充電制御信号が与えられたインバータ５４の出力が与えられる。インバータ５３の入力には、ＯＲゲート５５の出力が与えられ、ＯＲゲート５５の入力には、充電制御信号と、充電表示信号をインバータ５６で反転させた信号とが与えられる。
【００４９】
充電制御部３は、充電制御ＩＣ４の信号端子４０及び直流電源４００間に接続された抵抗器３１１を備える。信号端子４０及び抵抗器３１１の接続点には、第１スイッチング回路３２及び第２スイッチング回路３３夫々の制御端子３２０及び３３０が接続されている。この場合、抵抗器３１１と制御端子３２０，３３０の入力抵抗とからなる分圧回路で直流電源４００の電圧を分圧した分圧電圧が、制御端子３２０及び３３０に与えられる制御電圧となる。
尚、抵抗器３１１が、直流電源４００とは異なる所定の直流電位に接続されるようにしてもよい。また、抵抗器３１１が、充電制御ＩＣ４に含まれるようにしてもよい。
【００５０】
充電制御ＩＣ４にて、充電制御信号がオン（論理１）した場合、ＯＲゲート５５の出力が論理１（Ｈレベル）となり、インバータ５３，５４の出力がＬレベルとなるため、ＭＯＳＦＥＴ５１，４１，５２がオンして、信号端子４０がＨレベルとなる。充電制御信号がオフ（論理０）の場合は、充電表示信号のオン／オフによって、信号端子４０のレベルが変化する。例えば、充電制御信号及び充電表示信号が共にオフの場合、ＯＲゲート５５の出力が論理１となってＭＯＳＦＥＴ５１，５２が共にオンし、インバータ５４の出力がＨレベルとなってＭＯＳＦＥＴ４２がオンするため、信号端子４０がＬレベルとなる。これに対し、充電制御信号がオフで充電表示信号がオンの場合、ＯＲゲート５５の出力が論理０（Ｌレベル）となるため、ＭＯＳＦＥＴ５１，５２がオフしてＭＯＳＦＥＴ４１，４２がオフした場合と等価になる。この場合は、信号端子４０の電圧が、上述した分圧電圧（以下、単位分圧電圧という）となる。このように、充電制御ＩＣ４の論理的な動作は、図２に示した充電制御ＩＣ４の場合と同等となる。
【００５１】
図４において、直流電源（Ｖｃｃ）４００の電圧は５Ｖであり、抵抗器３１１の抵抗値は１０ｋオームである。また、第１スイッチング回路３２の抵抗器３２１，３２２の抵抗値は、夫々１２ｋオーム及び２．７ｋオームであり、第２スイッチング回路３３の抵抗器３３１，３３２の抵抗値は、夫々２．７ｋオーム及び１２ｋオームである。上述した諸元値は一例である。詳細な計算は省略するが、これらの諸元値により、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２が共にオフの場合（等価的にオフの場合を含む）は、分圧電圧が略２．２Ｖとなる。この２．２Ｖが、第１スイッチング回路３２をオンさせる制御電圧より低く、第２スイッチング回路３３をオンさせる制御電圧より高いのは、実施の形態１の場合と同様である。従って、図４に示す回路についても、図３の表が適用される。
【００５２】
その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５３】
以上のように、本実施の形態２によれば、充電制御ＩＣが有する２つのＭＯＳＦＥＴの接続点が接続された信号端子と、他端が直流電源に接続された抵抗器の一端と、第１及び第２スイッチング回路夫々の制御端子とが接続される。この場合、抵抗器と制御端子の入力抵抗とからなる分圧回路で直流電源の電圧を分圧した分圧電圧は、第１スイッチング回路をオンさせる制御電圧より低く、第２スイッチング回路をオンさせる制御電圧より高い。
これにより、充電制御ＩＣの２つのＭＯＳＦＥＴが共にオフした場合は、信号端子の電圧が上記分圧電圧となる。その結果、分圧電圧によって第１スイッチング回路がオフすると共に、第２スイッチング回路がオンする。これに対し、直流電源（又は接地電位）に接続されたＭＯＳＦＥＴがオンした場合は、第１及び第２スイッチング回路が共にオン（又はオフ）する。つまり、２つのＭＯＳＦＥＴの接続点の電圧（信号レベル）によって、第１及び第２スイッチング回路が、相異なる３つのオン／オフ状態に制御される。
従って、夫々のオン／オフの組合せによる４つの状態が３つの状態に縮退される充電制御信号及び充電制御信号を、充電制御ＩＣの信号端子に割り当てることができ、充電制御部が備える回路との組み合わせによって充電制御ＩＣの端子数を削減することが可能となる。
【００５４】
尚、実施の形態１及び２にあっては、充電制御ＩＣ４が２つのＭＯＳＦＥＴ４１，４２を備えたが、ＭＯＳＦＥＴ４１，４２の夫々に代えてＰＮＰ型及びＮＰＮ型のトランジスタを備えてもよいし、他のスイッチング素子を用いてもよい。
【００５５】
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５６】
３  充電制御部（スイッチ装置）
３１  分圧回路
３２,３３  第１,第２スイッチング回路
３２０、３３０  （第１,第２スイッチング回路の）制御端子
３２１、３２２  抵抗器（分圧器）
３３１、３３２  抵抗器（分圧器）
３２３、３３３  トランジスタ
４  充電制御ＩＣ（半導体装置）
４１、４２  ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）
６  ＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）
７  表示器
１０  充電制御装置（二次電池の充電制御装置）
２０  二次電池
１００  二次電池装置
２００  充電電源部（外部電源）
４００  直流電源（所定の直流電位）
【図１】
2012120270.tif 000003
【図２】
2012120270.tif 000004
【図３】
2012120270.tif 000005
【図４】
2012120270.tif 000006