(57)【要約】【課題】二次電池と保護用半導体装置の接続が断線した場合に、二次電池の使用中であってもその断線を検知することが可能な保護用半導体装置技術の提供。【解決手段】二次電池のセル毎に、該セルの電圧を分圧する電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１〜Ｒｓ４２）と、参照電圧（Ｖｒ１１〜Ｖｒ４１）と、電圧センス用分圧抵抗（Ｒｓ１１〜Ｒｓ４２）によって分圧された電圧と参照電圧を比較するコンパレータ１１，１２，１３，１４を備えるとともに、任意の時間間隔で前記電圧センス用分圧抵抗より小さい抵抗値の内部抵抗Ｒ１１〜Ｒ４１を前記電圧センス用分圧抵抗のうち同一の二次電池のセルに対応する電圧センス用分圧抵抗に順次選択的に並列接続させる回路を備え、電圧センス用分圧抵抗と内部抵抗が並列接続されたときの第１のコンパレータ１１，１２，１３，１４の出力に基づいてＮ個の二次電池と保護用半導体装置の接続が断線したことを検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個の二次電池のセルが直列接続された組電池を保護する保護用半導体装置であって、
前記二次電池のセル毎に、該セルの電圧を分圧する電圧センス用分圧抵抗と、参照電圧と、前記電圧センス用分圧抵抗によって分圧された電圧と前記参照電圧を比較する第１のコンパレータとを備えるとともに、任意の時間間隔で前記電圧センス用分圧抵抗より小さい抵抗値の内部抵抗を前記電圧センス用分圧抵抗のうち同一の二次電池のセルに対応する電圧センス用分圧抵抗に順次選択的に並列接続させる回路を備え、前記電圧センス用分圧抵抗と前記内部抵抗が並列接続されたときの前記第１のコンパレータの出力に基づいて前記Ｎ個の二次電池と保護用半導体装置の接続が断線したことを検出する断線検出回路を有することを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の保護用半導体装置において、さらに、
前記Ｎ個の二次電池の各セル電圧が所定の第１の電圧以上に上昇した場合に出力を反転する第２のコンパレータを有する高電圧検出回路および／または前記Ｎ個の二次電池の各セル電圧が所定の第２の電圧以下に低下した場合に出力を反転する第３のコンパレータを有する低電圧検出回路を備えることを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の保護用半導体装置において、
前記断線検出回路における前記電圧センス用分圧抵抗と前記参照電圧を前記高電圧検出回路または前記低電圧検出回路で共用するとともに、前記断線検出回路における前記第１のコンパレータを前記高電圧検出回路における第２のコンパレータおよび／または前記低電圧検出回路における第３のコンパレータとして共用することを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の保護用半導体装置において、
前記高電圧検出回路における前記第１の電圧および前記低電圧検出回路における前記第２の電圧は、前記電圧センス用分圧抵抗と前記参照電圧によって設定されることを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の保護用半導体装置において、
前記電圧センス用分圧抵抗より小さい抵抗値の内部抵抗を前記電圧センス用分圧抵抗のうち同一の二次電池のセルに対応する電圧センス用分圧抵抗に順次選択的に並列接続させる回路は、前記電圧センス用分圧抵抗に前記内部抵抗とスイッチの直列回路を並列接続し、前記スイッチを順次選択的にオンにすることにより行われることを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項６】
請求項３から５のいずれかに記載の保護用半導体装置において、
前記第１のコンパレータの出力、あるいは、前記第１のコンパレータの出力および前記スイッチを順次選択的にオンにするタイミング信号に基づいて、前記Ｎ個の二次電池と保護用半導体装置の接続の断線、前記Ｎ個の二次電池の各セル電圧の前記第１の電圧以上への上昇および／または前記Ｎ個の二次電池の各セル電圧の前記第２の電圧以下への低下のいずれであるかを判定する判定回路を備えたことを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の保護用半導体装置において、
前記判定回路は、さらに、前記Ｎ個の二次電池のどの電源端子と保護用半導体装置の接続が断線したかを判定可能であることを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の保護用半導体装置において、
Ｎ個の二次電池のセルが直列接続された組電池の最上位の二次電池のセルの正極電源端子（以下、電池接続端子ＶＣ１という）および／またはＮ個の二次電池のセルが直列接続された組電池の最下位の二次電池のセルの負極電源端子（以下接地端子という）と保護用半導体装置間の断線を検出する回路を備えたことを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項９】
請求項８記載の保護用半導体装置において、
前記電池接続端子ＶＣ１と保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、電池接続端子ＶＣ１の電位を入力とするインバータにより構成されることを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項１０】
請求項８記載の保護用半導体装置において、
前記接地端子ＶＳＳと保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、接地端子ＶＳＳの電位を入力とするインバータにより構成されることを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項１１】
請求項８記載の保護用半導体装置において、
前記電池接続端子ＶＣ１と保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、電池接続端子ＶＣ１の電位を反転入力とし、前記最上位の二次電池のセルの負極電池接続端子の電位を非反転入力とする第４のコンパレータにより構成されることを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項１２】
請求項８記載の保護用半導体装置において、
前記接地端子ＶＳＳと保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、接地端子ＶＳＳの電位を非反転入力とし、前記最下位の二次電池のセルの正極電池接続端子の電位を反転入力とする第５のコンパレータにより構成されることを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項１３】
請求項８から１２のいずれかに記載の保護用半導体装置において、
前記判定回路は、さらに、前記電池接続端子ＶＣ１と保護用半導体装置間の断線あるいは前記接地端子ＶＳＳと保護用半導体装置間の断線を判定可能であることを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の保護用半導体装置において、
前記電圧センス用分圧抵抗より小さい抵抗値の内部抵抗を前記電圧センス用分圧抵抗のうちの同一の二次電池のセルに対応する電圧センス用分圧抵抗に順次選択的に並列接続させる時間間隔を、内部に備えた発振回路により設定することを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項１５】
請求項１から１３のいずれかに記載の保護用半導体装置において、
前記電圧センス用分圧抵抗より小さい抵抗値の内部抵抗を前記電圧センス用分圧抵抗のうちの同一の二次電池のセルに対応する電圧センス用分圧抵抗に順次選択的に並列接続させる時間間隔を、外部からのトリガ入力の間隔を調整することで制御可能としたことを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項１６】
請求項１から１３のいずれかに記載の保護用半導体装置において、
前記電圧センス用分圧抵抗より小さい抵抗値の内部抵抗を前記電圧センス用分圧抵抗のうちの同一の二次電池のセルに対応する電圧センス用分圧抵抗に順次選択的に並列接続させる時間間隔を、外付けされた容量（コンデンサ）によって設定することを特徴とする保護用半導体装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれかに記載の保護用半導体装置を内蔵したことを特徴とする電池パック。
【請求項１８】
請求項１から１６のいずれかに記載の保護用半導体装置、あるいは、請求項１７に記載の電池パックを内蔵したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を複数個直列に接続した組電池を保護する保護用半導体装置技術に係り、特に二次電池と保護用半導体装置の接続が断線した場合に、二次電池の使用中であっても断線が生じたことを検知することが可能な保護用半導体装置、該保護用半導体装置を内蔵した電池パックおよび電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型のパソコン、音響機器、カメラ、ビデオ機器などの各種携帯電子機器では、取り扱いの簡便な電池パックが広く用いられている。電池パックは１つ乃至複数個の二次電池を１つのパッケージに収納したものである。二次電池としてはリチウムイオン電池や、リチウムポリマ電池、ニッケル水素電池など高容量のものが用いられている。高容量の電池は、内部に保持しているエネルギー量が極めて大きいため、過充電、過放電、過電流が生じた場合には発熱し、ときには発火し人体に危険を及ぼすこともある。
【０００３】
そのため、従来、二次電池を過充電、過放電、充電過電流、放電過電流、短絡電流、および異常過熱などから保護するための保護用半導体装置を電池パック内に収納し、上記保護が必要な場合は、二次電池と充電器、あるいは負荷装置との接続を遮断して、発熱、発火を防ぐと共に二次電池の劣化を防止するようにしている。
【０００４】
さらに、二次電池を複数個直列に接続して組電池として使用する場合に、これらの組電池を構成する二次電池を保護する保護用半導体装置も提案されている。特に、二次電池と保護用半導体装置の接続が断線した場合に断線したことを検出することができる保護用半導体装置が、例えば特開２００８−０２７６５８号公報（特許文献１）に提案されている。
【０００５】
特許文献１に記載されたものは、二次電池と保護装置間の断線を検出することを目的とし、そのために、充放電電流が流れているときのセル電圧と、流れていないときのセル電圧を比較する方法を採用したものであり、より詳しくは、複数のセルが相互に並列に接続されて成るセルブロックが１または複数段直列に接続されて成る内蔵電池を備える電池パックの断線検知方法において、セルブロックの端子電圧を、充放電期間と充放電電流が略０の期間に測定し、それらの期間における端子電圧の差を求め、端子電圧の差および充放電期間における充放電の電流値からセルの内部抵抗値を求め、求めた内部抵抗値が予め定める値以上であるときに並列セルの一部が脱落している（外れている）と判定するようにしたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の複数の二次電池を直列接続した二次電池の保護を行う保護用半導体装置では二次電池と保護装置間の断線を検出することはできるものの、断線の検出は充放電期間と充放電電流が略０の期間に行われるものであり、二次電池の使用中に二次電池と保護装置間に断線が生じた場合にはその断線を検出することができないという問題がある。
【０００７】
そこで本発明は、二次電池と保護用半導体装置の接続が断線した場合に、二次電池の使用中であっても二次電池と保護用半導体装置の接続に断線が生じたことを検知することができる保護用半導体装置、該保護用半導体装置を内蔵した電池パックおよび電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、次の如き構成を採用したものである。なお。（）内に示した符号は、あくまでも本発明の理解を容易にするために実施例の説明に使用した構成を例示したものであり、発明の権利範囲を実施例の構成に限定するものではない。
【０００９】
ａ）本発明に係る保護用半導体装置は、Ｎ個の二次電池のセルが直列接続された組電池を保護する保護用半導体装置であって、前記二次電池のセル（ＢＡＴ１，ＢＡＴ２，ＢＡＴ３，ＢＡＴ４）毎に、該セルの電圧を分圧する電圧センス用分圧抵抗（Ｒｓ１１〜Ｒｓ１２，Ｒｓ２１〜Ｒｓ２２，Ｒｓ３１〜Ｒｓ３２，Ｒｓ４１〜Ｒｓ４２）と、参照電圧（Ｖｒ１１，Ｖｒ２１，Ｖｒ３１，Ｖｒ４１）と、前記電圧センス用分圧抵抗（Ｒｓ１１〜Ｒｓ１２，Ｒｓ２１〜Ｒｓ２２，Ｒｓ３１〜Ｒｓ３２，Ｒｓ４１〜Ｒｓ４２）によって分圧された電圧と前記参照電圧（Ｖｒ１１，Ｖｒ２１，Ｖｒ３１，Ｖｒ４１）を比較する第１のコンパレータ（１１，１２，１３，１４）とを備えるとともに、任意の時間間隔で前記電圧センス用分圧抵抗（Ｒｓ１１〜Ｒｓ１２，Ｒｓ２１〜Ｒｓ２２，Ｒｓ３１〜Ｒｓ３２，Ｒｓ４１〜Ｒｓ４２）より小さい抵抗値の内部抵抗（Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ３１，Ｒ４１）を前記電圧センス用分圧抵抗（Ｒｓ１１〜Ｒｓ１２，Ｒｓ２１〜Ｒｓ２２，Ｒｓ３１〜Ｒｓ３２，Ｒｓ４１〜Ｒｓ４２）のうち同一の二次電池のセルに対応する電圧センス用分圧抵抗に順次選択的に並列接続させる回路を備え、前記電圧センス用分圧抵抗（Ｒｓ１１〜Ｒｓ１２，Ｒｓ２１〜Ｒｓ２２，Ｒｓ３１〜Ｒｓ３２，Ｒｓ４１〜Ｒｓ４２）と前記内部抵抗（Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ３１，Ｒ４１）が並列接続されたときの前記第１のコンパレータ（１１，１２，１３，１４）の出力に基づいて前記Ｎ個の二次電池と保護用半導体装置の接続が断線したことを検出する断線検出回路を有することを特徴としている。
【００１０】
ｂ）また、上記ａ）において、さらに、前記Ｎ個の二次電池の各セル電圧が所定の第１の電圧以上に上昇した場合に出力を反転する第２のコンパレータを有する高電圧検出回路および／または前記Ｎ個の二次電池の各セル電圧が所定の第２の電圧以下に低下した場合に出力を反転する第３のコンパレータを有する低電圧検出回路を備えることを特徴としている。
【００１１】
ｃ）また、上記ｂ）において、前記断線検出回路における前記電圧センス用分圧抵抗（Ｒｓ１１〜Ｒｓ１２，Ｒｓ２１〜Ｒｓ２２，Ｒｓ３１〜Ｒｓ３２，Ｒｓ４１〜Ｒｓ４２）と前記参照電圧（Ｖｒ１１，Ｖｒ２１，Ｖｒ３１，Ｖｒ４１）を前記高電圧検出回路または前記低電圧検出回路で共用するとともに、前記断線検出回路における前記第１のコンパレータを前記高電圧検出回路における第２のコンパレータおよび／または前記低電圧検出回路における第３のコンパレータとして共用することを特徴としている。
【００１２】
ｄ）また、上記ｃ）において、前記高電圧検出回路における前記第１の電圧および前記低電圧検出回路における前記第２の電圧は、前記電圧センス用分圧抵抗（Ｒｓ１１〜Ｒｓ１２，Ｒｓ２１〜Ｒｓ２２，Ｒｓ３１〜Ｒｓ３２，Ｒｓ４１〜Ｒｓ４２）と前記参照電圧（Ｖｒ１１，Ｖｒ２１，Ｖｒ３１，Ｖｒ４１）によって設定されることを特徴としている。
【００１３】
ｅ）また、上記ａ）〜ｄ）のいずれかにおいて、前記電圧センス用分圧抵抗より小さい抵抗値の内部抵抗を前記電圧センス用分圧抵抗のうち同一の二次電池のセルに対応する電圧センス用分圧抵抗（Ｒｓ１１〜Ｒｓ１２，Ｒｓ２１〜Ｒｓ２２，Ｒｓ３１〜Ｒｓ３２，Ｒｓ４１〜Ｒｓ４２）に順次選択的に並列接続させる回路は、前記電圧センス用分圧抵抗に前記内部抵抗（Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ３１，Ｒ４１）とスイッチ（ＰＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ４）の直列回路を並列接続し、前記スイッチを順次選択的にオンにすることにより行われることを特徴としている。
【００１４】
ｆ）また、上記ｃ）〜ｅ）のいずれかにおいて、前記第１のコンパレータの出力、あるいは、前記第１のコンパレータの出力および前記スイッチを順次選択的にオンにするタイミング信号に基づいて、前記Ｎ個の二次電池と保護用半導体装置の接続の断線、前記Ｎ個の二次電池の各セル電圧の前記第１の電圧以上への上昇および／または前記Ｎ個の二次電池の各セル電圧の前記第２の電圧以下への低下のいずれであるかを判定する判定回路を備えたことを特徴としている。
【００１５】
ｇ）また、上記ｆ）において、前記判定回路は、さらに、前記Ｎ個の二次電池のどの電源端子と保護用半導体装置の接続が断線したかを判定可能であることを特徴としている。
【００１６】
ｈ）また、上記ａ）〜ｇ）のいずれかにおいて、Ｎ個の二次電池のセルが直列接続された組電池の最上位の二次電池のセル（ＢＡＴ１）の正極電源端子（以下、電池接続端子ＶＣ１という）および／またはＮ個の二次電池のセルが直列接続された組電池の最下位の二次電池のセル（ＢＡＴ４）の負極電源端子（以下接地端子という）と保護用半導体装置間の断線を検出する回路を備えたことを特徴としている。
【００１７】
ｉ）また、上記ｈ）において、前記電池接続端子ＶＣ１と保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、電池接続端子ＶＣ１の電位を入力とするインバータにより構成されることを特徴としている。
【００１８】
ｊ）また、上記ｈ）において、前記接地端子ＶＳＳと保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、接地端子ＶＳＳの電位を入力とするインバータにより構成されることを特徴としている。
【００１９】
ｋ）また、上記ｈ）において、前記電池接続端子ＶＣ１と保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、電池接続端子ＶＣ１の電位を反転入力とし、前記最上位の二次電池のセル（ＢＡＴ１）の負極電池接続端子（ＶＣ２）の電位を非反転入力とする第４のコンパレータ（３０１）により構成されることを特徴としている。
【００２０】
ｌ）また、上記ｈ）において、前記接地端子ＶＳＳと保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、接地端子ＶＳＳの電位を非反転入力とし、前記最下位の二次電池のセル（ＢＡＴ４）の正極電池接続端子（ＶＣ４）の電位を反転入力とする第５のコンパレータ（３０２）により構成されることを特徴としている。
【００２１】
ｍ）また、上記ｈ）〜ｌ）のいずれかにおいて、前記判定回路は、さらに、前記電池接続端子ＶＣ１と保護用半導体装置間の断線あるいは前記接地端子ＶＳＳと保護用半導体装置間の断線を判定可能であることを特徴としている。
【００２２】
ｎ）また、上記ａ）〜ｍ）のいずれかにおいて、前記電圧センス用分圧抵抗より小さい抵抗値の内部抵抗を前記電圧センス用分圧抵抗のうちの同一の二次電池のセルに対応する電圧センス用分圧抵抗に順次選択的に並列接続させる時間間隔を、内部に備えた発振回路により設定するか、外部からのトリガ入力の間隔を調整することで制御するか、あるいは外付けされた容量（コンデンサ）によって設定することを特徴としている。
【００２３】
ｏ）本願発明に係る電池パックは、上記ａ）〜ｎ）のいずれかの保護用半導体装置を内蔵したことを特徴としている。
【００２４】
ｐ）本発明に係る電子機器は、上記ａ）〜ｎ）のいずれかの保護用半導体装置、あるいは、上記ｏ）に記載の電池パックを内蔵したものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る保護用半導体装置は、二次電池と保護用半導体装置の接続を一定の時間間隔で確認するようにしたので、二次電池の使用中に二次電池と保護用半導体装置の接続が断線した場合であっても、二次電池と保護用半導体装置の接続が断線したことを検出でき、また回路部品を共用させることによって小型化することができるという顕著な効果を有する。
【００２６】
また本発明に係る電池パックあるいは電子機器は、上記保護用半導体装置を組み込んでいるので、二次電池の使用中に二次電池と保護用半導体装置の接続が断線した場合にも、二次電池と保護用半導体装置の接続が断線したことを検出でき、また回路部品を共用させることによって小型化した製品を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る保護用半導体装置の第１の実施例を示す図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
【図２】図１の保護用半導体装置における制御回路の制御信号の一例を説明する図である。
【図３】本発明に係る保護用半導体装置の第１の実施例の動作を説明するための図（断線時の動作を示すタイミングチャート）である。
【図４】本発明に係る保護用半導体装置の第１の実施例の動作を説明するための図（保護用半導体装置からＶＣ１断線検出回路およびＶＳＳ断線検出回路に関係する部分のみを抜き出した回路図）である。
【図５】本発明に係る保護用半導体装置の第１の実施例の動作を説明するための図（高電圧検出時の動作タイムチャート）である。
【図６】本発明に係る保護用半導体装置の第２の実施例を説明するための図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
【図７】本発明に係る保護用半導体装置の第２の実施例の動作を説明するための図（断線検出の動作タイミングチャート）である。
【図８】本発明に係る保護用半導体装置の第２の実施例の動作を説明するための図（低電圧検出時の動作タイムチャート）である。
【図９】本発明に係る保護用半導体装置の第３の実施例を説明するための図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
【図１０】本発明に係る保護用半導体装置の第４の実施例を説明するための図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
【図１１】本発明に係る保護用半導体装置の第５の実施例を説明するための図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
【図１２】本発明に係る保護用半導体装置の第６の実施例を説明するための図（ＶＣ１断線検出回路とＶＳＳ断線検出回路にコンパレータを用いた場合の結線図）である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（本発明の特徴）
本発明は、複数個の直列接続された二次電池を保護する保護用半導体装置の処理に際して、以下の特徴を有する。
【００２９】
保護用半導体装置は電圧監視のために電圧センス用分圧抵抗を二次電池と並列になるように備えている。
【００３０】
一部の電圧センス用分圧抵抗（たとえば二次電池一個置きに対応する電圧センス用分圧抵抗）に一定の時間間隔で電圧センス用分圧抵抗より値が小さい内部抵抗を並列に接続する。
【００３１】
保護用半導体装置と二次電池の接続に断線が生じていなければ、二次電池との電池接続端子は二次電池により電圧変動が生じない。
【００３２】
しかし、保護用半導体装置と二次電池の接続に生じていた場合、二次電池より切断された電池接続端子は抵抗値の変化に合わせて電圧が変動する。この抵抗値の変化に合わせて生じた電圧変動を断線によるものとして検出する。
【００３３】
また、保護用半導体装置の電源端子（最上位の二次電池の正極電池接続端子ＶＣ１）および接地端子（ＶＳＳ）は保護用半導体装置の安定動作に影響するため、断線時に瞬時に二次電池からの切断を検出する回路を備えている。
【００３４】
（本発明に係る各実施例の概略）
本発明は、上述したように、二次電池と保護用半導体装置の接続を一定の時間間隔で確認することによって二次電池の使用中にも断線を検出可能にしたことを特徴とするものであり、この構成を本発明における基本発明としている。
【００３５】
しかしながら、断線検出回路の構成要素の一部は、高電圧検出回路および／または低電圧検出回路にも共用することができる。そこで、以下に説明する第１の実施例および第２の実施例では、断線検出回路の構成要素の一部を高電圧検出回路および／または低電圧検出回路にも兼用し、回路規模を削減している。
【００３６】
具体的には、第１の実施例（図１参照）では、断線検出回路における電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１からＲｓ４２、参照電圧Ｖｒ１１からＶｒ４１、コンパレータ１１〜１４、ＮＡＮＤ回路１５を共用しており（そのため断線検出回路を断線・高電圧検出回路と称している）、第２の実施例（図６参照）では、断線検出回路における電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３からＲｓ４４、参照電圧Ｖｒ１２からＶｒ４２、コンパレータ２１〜２４、ＯＲ回路２５を共用している（そのため断線検出回路を断線・低電圧検出回路と称している）。
【００３７】
第１の実施例における電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１からＲｓ４２および参照電圧Ｖｒ１１からＶｒ４１は、断線検出回路としてだけ機能させるのであれば特に特性を限定する必要はないが、高電圧検出回路として兼用する場合は、高電圧とみなす値が検出された場合にコンパレータ１１〜１４が反転するような特性にする必要がある。
【００３８】
同様に、第２の実施例における電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３からＲｓ４４および参照電圧Ｖｒ１２からＶｒ４２は、断線検出回路としてだけ機能させるのであれば特に特性を限定する必要はないが、低電圧検出回路として兼用する場合は、低電圧とみなす値が検出された場合にコンパレータ２１〜２４が反転するような特性にする必要がある。
【００３９】
第３の実施例は、第１の実施例と同様の断線・高電圧検出回路および第２の実施例と同様の断線・低電圧検出回路を備えた保護用半導体装置の例である。本実施例では、断線の検出は、断線・高電圧検出回路１０または断線・低電圧検出回路２０のうちのいずれか一方の電圧センス用分圧抵抗、参照電圧、コンパレータを利用すればよいが両方を利用して少なくとも一方で断線の検出が行われた場合に断線と判定するようにしてもよい。
【００４０】
第４の実施例は、第１の実施例において、どの接続に断線が生じたかを判定可能にした実施例であり、第５の実施例は、第３の実施例において、どの接続に断線が生じたかを判定可能にした実施例であり、第６の実施例は、ＶＣ１断線検出回路とＶＳＳ断線検出回路を、実施例１〜５で用いているインバータに代えてコンパレータを用いて実現した実施例である。
【００４１】
（具体的実施例の説明）
以下、本発明の上記特徴を具現化した第１の実施例〜第６の実施例を、図面を用いてより詳細に説明する。
【００４２】
〔第１の実施例〕
図１は、本発明に係る保護用半導体装置の第１の実施例を示す図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
【００４３】
同図に示すように、本実施例に係る保護用半導体装置１は、断線・高電圧検出回路１０、内部抵抗変更回路１０１、ＶＣ１断線検出回路１０２、ＶＳＳ断線検出回路１０３、制御回路１１０、判定回路１２０などを内蔵している。
【００４４】
なお、保護用半導体装置１は、図１には示していないが、断線・低電圧検出回路、過電流検出回路なども含んでいてもよい。また、図１は二次電池が４セルの場合であるが、４セルに限ることはなく、セル数はいくつでもかまわない。
【００４５】
図１に示した保護用半導体装置１は、４セル分の二次電池を接続するための電池接続端子ＶＣ１から電池接続端子ＶＣ４、接地端子ＶＳＳ、および電源端子ＶＤＤを備えている。
【００４６】
電池接続端子ＶＣ１には最上位の第１セルＢＡＴ１の正極が接続され、電池接続端子ＶＣ２には第１セルＢＡＴ１の負極と第２セルＢＡＴ２の正極が接続されている。電池接続端子ＶＣ２には第２セルＢＡＴ２の負極と第３セルＢＡＴ３の正極が接続されている。電池接続端子ＶＣ３には第３セルＢＡＴ３の負極と第４セルＢＡＴ４の正極が接続されている。接地端子ＶＳＳには最下位の第４セルＢＡＴ４の負極（接地電圧）が接続されている。電源端子ＶＤＤは図示しない回路の電源、および、電池接続端子ＶＣ１などに接続されている。
【００４７】
鎖線で囲った断線・高電圧検出回路１０は、コンパレータ１１から１４、参照電圧Ｖｒ１１からＶｒ１４、電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１からＲｓ４２、ＮＡＮＤ回路１５で構成されている。
【００４８】
このうち、コンパレータ１１、電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１とＲｓ１２、参照電圧Ｖｒ１１が第１セルＢＡＴ１の高電圧を検出するための回路を構成している。
【００４９】
電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１とＲｓ１２は直列接続され、電池接続端子ＶＣ１と電池接続端子ＶＣ２間に接続されている。電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１とＲｓ１２の接続ノードはコンパレータ１１の反転入力に接続されている。コンパレータ１１の非反転入力と電池接続端子ＶＣ２間には参照電圧Ｖｒ１１が接続されている。なお、電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１とＲｓ１２が第１セルＢＡＴ１に対する電圧センス用分圧抵抗である。
【００５０】
第２セルＢＡＴ２から第４セルＢＡＴ４の断線・高電圧検出回路も上記の第１セルＢＡＴ１と全く同じ構成なので説明は省略する。
【００５１】
コンパレータ１１から１４の出力は全てＮＡＮＤ回路１５の入力に接続され、ＮＡＮＤ回路１５の出力である検出信号ＶＨＳは判定回路１２０の入力に接続されている。
【００５２】
鎖線で囲った内部抵抗変更回路１０１は、ＰＭＯＳトランジスタＭ１からＭ４、内部抵抗Ｒ１１からＲ４１で構成されている。
【００５３】
このうち、ＰＭＯＳトランジスタＭ１と内部抵抗Ｒ１１が第１セルＢＡＴ１に対する内部抵抗を変更する回路を構成している。ＭＯＳトランジスタＭ１とＲ１１は直列接続され、電池接続端子ＶＣ１と電池接続端子ＶＣ２間に接続されている。ＰＭＯＳトランジスタＭ１のゲートは、制御回路１１０からのｍｏｓ制御信号ＶＧ１に接続される。
【００５４】
第２セルＢＡＴ２から第４セルＢＡＴ４の内部抵抗変更回路も上記の第１セルＢＡＴ１と同じ構成なので説明は省略する。
【００５５】
内部抵抗Ｒ１１からＲ４１の抵抗値は同一で、かつ、断線・高電圧検出回路１０を構成する電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１からＲｓ４２の抵抗値に比べ小さい抵抗値としている。
【００５６】
図１では、ＰＭＯＳトランジスタを使用しているが、ＮＭＯＳを使用しても構わない（その場合は当然ながら制御回路１１０からのｍｏｓ制御信号ＶＧ１〜ＶＧ４も変更される）。
【００５７】
ＶＣ１断線検出回路１０２は、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１とＭＤ２で構成される。
【００５８】
ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１とＭＤ２は直列接続され、電池接続端子ＶＣ２と接地端子ＶＳＳ間に接続されている。ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１のゲートは電池接続端子ＶＣ１に接続され、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ２のゲートは、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１、ＭＤ２の接続ノードに接続されている。また、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１、ＭＤ２の接続ノードは出力として判定回路１２０内のＯＲ回路１２４に接続される。
【００５９】
なお、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１のゲートを電源端子ＶＤＤに接続することで、保護用半導体装置１と二次電池の接続の断線を検出させることができる。
【００６０】
ＶＳＳ断線検出回路１０３は、ＮＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ３とＭＤ４で構成される。
【００６１】
ＮＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ３とＭＤ４は直列接続され、電池接続端子ＶＣ１と電池接続端子ＶＣ４間に接続されている。ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ３のゲートは、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ３、ＭＤ４の接続ノードに接続され、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ４のゲートは接地端子ＶＳＳに接続されている。
【００６２】
また、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ３とＭＤ４の接続ノードは出力としてインバータ回路１３０を介して判定回路１２０内のＯＲ回路１２４に接続される。
【００６３】
制御回路１１０は、入力として高電圧検出信号ＶＨｏｕｔが接続され、出力として、制御信号ＶＧ１からＶＧ４が内部抵抗変更回路１０１のＰＭＯＳトランジスタＭ１からＭ４のゲートに接続され、断線確認信号ＬＴＥＳＴが論理回路Ｂ１２２に接続される。
【００６４】
また、図示していないが制御信号ＶＧ１からＶＧ４、断線確認信号ＬＴＥＳＴを生成するために、発振回路からのクロックまたは外部からのトリガ信号あるいは外付けの容量（コンデンサ）などが入力として接続される。
【００６５】
鎖線で囲った判定回路１２０は、高電圧の検出か断線の検出かを判断する回路であり、論理回路Ａ１２１、論理回路Ｂ１２２、遅延回路１２３、ＯＲ回路１２４で構成されている。
【００６６】
論理回路Ａ１２１は、入力として断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳ、遅延回路１２３の検出遅延出力ＶＨＳＤに接続され、高電圧検出信号ＶＨｏｕｔを出力とし、図示されていない内部回路に接続される。
【００６７】
論理回路Ｂ１２２は、入力として断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳ、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴ、遅延回路１２３の出力ＶＨＳＤに接続され、出力として断線判定信号ＬＣＳがＯＲ回路１２４の入力の一つとして接続される。
【００６８】
遅延回路１２３は入力として断線・高電圧検出回路１０の出力ＶＨＳに接続され、検出遅延出力ＶＨＳＤが論理回路Ａおよび論理回路Ｂの入力として接続される。
【００６９】
ＯＲ回路１２４は入力として論理回路Ｂ１２２の出力である断線検出信号ＬＣＳ、ＶＣ１断線検出回路１０２の出力、インバータ回路１３０を介してＶＳＳ断線検出回路１０３の出力に接続され、断線検出信号ＬＣｏｕｔを出力として、図示されていない内部回路に接続される。
【００７０】
なお、判定回路１２０の構成は、高電圧の検出か断線の検出かを判断する回路であればいかなる構成であっても構わない。
【００７１】
遅延回路１２３はノイズ等による誤検出を防止するための検出／復帰の遅延時間を設定する回路である。遅延回路１２３は、高電圧を検出してＮＡＮＤ回路１５の出力ＶＨＳがＬからＨに変化すると動作を開始し、設定された時間を経過するまでＮＡＮＤ回路１５の出力ＶＨＳがＨであった場合に出力ＶＨＳＤにＨパルスを出力する。
【００７２】
また、遅延回路１２３は、高電圧検出状態から復帰してＮＡＮＤ回路１５の出力ＶＨＳがＨからＬに変化すると動作を開始し、設定された時間を経過するまでＮＡＮＤ回路１５の出力ＶＨＳがＬであった場合にＨパルスを出力する。
【００７３】
なお、検出／復帰の判断は、図示していないが遅延回路１２３には論理回路Ａの出力ＶＨｏｕｔが入力されており、ＶＨｏｕｔの状態によって検出／復帰を判断する。また、高電圧検出時および高電圧復帰時の設定時間が異なっていても構わない。遅延回路１２３は同様な動作をする回路であればカウンターや容量を定電流で充電する方式などいかなる構成であっても構わない。
【００７４】
論理回路Ａ１２１と論理回路Ｂ１２２はともにラッチ回路となっている。論理回路Ａ１２１と論理回路Ｂ１２２の間には細かい信号のやり取りはあるが説明を省略する。
【００７５】
論理回路Ａ１２１は、遅延回路１２３の出力ＶＨＳＤのＨパルスの立ち上がりでＮＡＮＤ回路１５の出力ＶＨＳをラッチする。論理回路Ｂ１２２は、制御回路１１０の出力ＬＴＥＳＴの立下りで、ＮＡＮＤ回路１５の出力ＶＨＳをラッチする。
【００７６】
したがって、ＮＡＮＤ回路１５の出力ＶＨＳがＨとなっている期間に遅延回路１２３の出力ＶＨＳＤがＨパルスが出力されない場合は、論理回路Ａ１２１はＮＡＮＤ回路１５の出力ＶＨＳの信号をラッチしないため論理回路Ａ１２１の出力ＶＨｏｕｔはＨにはならない。
【００７７】
＜制御回路１１０の動作の説明＞
次に、本発明に係る保護用半導体装置１の動作の説明を容易にするため、まず、制御回路１１０の動作について説明する。
【００７８】
制御回路１１０は、二次電池セルと保護用半導体装置の接続確認を一定の間隔ｔｗａｉｔで行うよう制御するため、制御回路１１０に入力されたクロックなどから、制御信号ＶＧ１からＶＧ４および断線確認信号ＬＴＥＳＴを生成する。
【００７９】
図２は、図１の保護用半導体装置１における制御回路１１０の制御信号の一例を示す図である。
【００８０】
制御回路１１０は、判定回路１２０に対し断線の確認中であることを知らせる断線確認信号ＬＴＥＳＴを一定の時間間隔ｔｗａｉｔで時間幅ｔｐｗの間出力をＨ状態にする。
【００８１】
制御信号ＶＧ１からＶＧ４は、断線確認信号ＬＴＥＳＴに連動して、ＶＧ１からＶＧ４のいずれかがＬ状態となり、それぞれの信号に接続されているＰＭＯＳトランジスタＭ１からＭ４をＯＮ状態にし、ＯＮ状態となったＰＭＯＳトランジスタに応じて、電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１〜Ｒｓ１２，Ｒｓ２１〜Ｒｓ２２，Ｒｓ３１〜Ｒｓ３２，Ｒｓ４１〜Ｒｓ４２に値の小さい内部抵抗Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ３１，Ｒ４１を並列接続させる。
【００８２】
断線検出の確認を行う時間間隔ｔｗａｉｔおよび断線確認信号ＬＴＥＳＴがＨである時間ｔｐｗは、ともに任意の時間で構わないが、断線確認時間ｔｐｗは遅延回路１２３で設定した高電圧検出時の遅延時間より短い時間としてある。
【００８３】
なお、断線検出の確認を行う時間間隔ｔｗａｉｔおよび断線確認信号ＬＴＥＳＴがＨである時間ｔｐｗの設定は、保護用半導体装置の外部からのトリガ入力の間隔を調整することにより行う方法、保護用半導体装置１に発振回路を内蔵して設定する方法、あるいは保護用半導体装置に外付けされた容量（コンデンサ）を利用して設定する方法など、いかなる方法でも構わない。
【００８４】
＜保護用半導体装置１の動作の説明＞
次に、本実施例に係る保護用半導体装置の動作について説明をする。
説明の容易化のため、図１に置ける二次電池ＢＡＴ１からＢＡＴ４の電圧ＶＢＡＴ１からＶＢＡＴ４、電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１からＲｓ４２の抵抗値は、以下の（数１．１）、（数１．２）の条件であるとする。
【００８５】
【数１．１】
2012021867.tif 000003
【００８６】
【数１．２】
2012021867.tif 000004
【００８７】
図３は、本発明に係る保護用半導体装置の第１の実施例の動作を説明するための図（断線時の動作を示すタイミングチャート）である。なお、タイムチャートには動作の説明に必要な信号のみ示している。
【００８８】
以下、タイムチャートを時間軸に沿って説明する。
＜時間Ｔ１＞
時間Ｔ１において二次電池と電池接続端子ＶＣ２が断線したとする。このとき、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１からＲｓ２２の分圧によって与えられるため、以下の（数１．３）式で算出される電圧Ｖ２Ａとなる。
【００８９】
【数１．３】
2012021867.tif 000005
【００９０】
（数１．１）、（数１．２）、（数１．３）より、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧Ｖ２Ａは、断線前にかかっていた電圧ＶＢＡＴ２と比較して変化していないため、コンパレータ１１から１４のいずれも出力は変化しない。
【００９１】
＜時間Ｔ２＞
時間Ｔ２において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｌから出力Ｈに切り換え、論理回路Ｂ１２２に断線検出確認中であることを知らせると同時に制御信号ＶＧ１を出力Ｈから出力Ｌに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ１をＯＮ状態にする。
【００９２】
これにより、内部抵抗Ｒ１１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１とＲｓ１２の直列回路に対して並列に接続されるため、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は下記（数１．４）で算出される電圧Ｖ２Ｂとなる。
【００９３】
【数１．４】
2012021867.tif 000006
【００９４】
もし、内部抵抗Ｒ１１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１とＲｓ１２の和と比べ十分小さい場合（本発明はこの条件を有する抵抗を用いている）、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は下記（数１．５）で算出される電圧Ｖ２Ｃにほぼ等しくなる。
【００９５】
【数１．５】
2012021867.tif 000007
【００９６】
（数１．４）または（数１．５）より、電池接続端子ＶＣ２の電位は、二次電池ＢＡＴ１の正極側接続端子である電池接続端子ＶＣ１の電位に近づくように引き上げられる。
【００９７】
その結果、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧が高くなるため、コンパレータ１２が高電圧を検出し、出力が高電圧検出状態であるＬに反転するため（このとき、他のコンパレータ１１，１３，１４の出力はＨのままである）、ＮＡＮＤ回路１５の出力すなわち断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳはＬからＨに反転する。
【００９８】
＜時間Ｔ３＞
時間Ｔ３において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｈから出力Ｌに切り換え、論理回路Ｂ１２２に断線検出確認が終了したことを知らせると同時に制御信号ＶＧ１を出力Ｌから出力Ｈに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ１をＯＦＦ状態にする。
【００９９】
これにより、内部抵抗Ｒ１１と電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１、Ｒｓ１２との並列接続が解除されるため、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は（数１．３）で算出される電圧Ｖ２Ａに戻る。
【０１００】
その結果、コンパレータ１２の出力は再度反転し、未検出状態であるＨとなるため、ＮＡＮＤ回路１５の出力すなわち断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳはＨからＬに反転する。
【０１０１】
論理回路Ｂ１２２は、断線確認信号ＬＴＥＳＴに断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳがＨとなっている間に、遅延回路１２３の出力ＶＨＳＤがＨとならなかったことから、断線と判定し、断線判定信号ＬＣＳを断線と判定した状態であるＨに反転させる。ＯＲ回路１２４は論理回路Ｂ１２２から断線判定信号ＬＣＳ（Ｈ）を受け、出力である断線検出信号ＬＣｏｕｔを断線検出状態であるＨに反転する。
【０１０２】
＜時間Ｔ４＞
時間Ｔ４において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｌから出力Ｈに切り換え、論理回路Ｂ１２２に断線検出確認中であることを知らせると同時に制御信号ＶＧ２を出力Ｈから出力Ｌに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ２をＯＮ状態にする。
【０１０３】
これにより、内部抵抗Ｒ２１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ２１とＲｓ２２の直列回路に対して並列に接続されるため、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は下記（数１．６）で算出される電圧Ｖ２Ｄとなる。
【０１０４】
【数１．６】
2012021867.tif 000008
【０１０５】
もし、内部抵抗Ｒ２１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ２１とＲｓ２２の和と比べ十分小さい場合（本発明はこの条件を有する抵抗を用いている）、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は下記（数１．６）で算出される電圧Ｖ２Ｅにほぼ等しくなる。
【０１０６】
【数１．７】
2012021867.tif 000009
【０１０７】
（数１．６）または（数１．７）より、電池接続端子ＶＣ２の電位は、二次電池ＢＡＴ２の負極側接続端子である電池接続端子ＶＣ３の電位に近づくように引き下げられる。
【０１０８】
その結果、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧が低くなるが、逆に電池接続端子ＶＣ１と電池接続端子ＶＣ２にかかる電圧Ｖ１Ａは下記（数１．８）より高くなるため、コンパレータ１１が高電圧を検出し、出力が検出状態であるＬに反転するため、ＮＡＮＤ回路１５の出力すなわち断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳはＬからＨに反転する。
【０１０９】
【数１．８】
2012021867.tif 000010
【０１１０】
＜時間Ｔ５＞
時間Ｔ５において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴが出力Ｈから出力Ｌに切り換え、論理回路Ｂ１２２に断線検出確認が終了したことを知らせると同時に制御信号ＶＧ２を出力Ｌから出力Ｈに切り換えがＰＭＯＳトランジスタＭ２をＯＦＦ状態にする。
【０１１１】
これにより、内部抵抗Ｒ２１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ２１とＲｓ２２の直列回路との並列接続を解除されるため、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は（１．３）で算出される電圧Ｖ２Ａに戻る。
【０１１２】
その結果、コンパレータ１１の出力は再度反転し未検出状態であるＨとなるため、断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳはＨからＬに反転する。
【０１１３】
論理回路Ｂ１２２は、断線確認信号ＬＴＥＳＴに断線・高電圧検出回路１０の出力ＶＨＳがＨとなっている間に、遅延回路の出力ＶＨＳＤがＨとならなかったことから断線と判定し断線判定信号ＬＣＳを断線と判定した状態であるＨを維持する。ＯＲ回路１２４は断線判定信号ＬＣＳを受け、出力である断線検出信号ＬＣｏｕｔを断線検出状態であるＨに維持する。
【０１１４】
＜時間Ｔ６＞
時間Ｔ６において、断線検出を受けて断線した箇所を修正したとする。
【０１１５】
＜時間Ｔ７＞
時間Ｔ７において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴが出力Ｌから出力Ｈに切り換え、論理回路Ｂ１２２に断線検出確認中であることを知らせると同時に制御信号ＶＧ１を出力Ｈから出力Ｌに切り換えがＰＭＯＳトランジスタＭ１をＯＮ状態にする。
【０１１６】
これにより、内部抵抗Ｒ１１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１とＲｓ１２の直列回路に対して並列に接続される。しかし、時間Ｔ２−Ｔ３間や時間Ｔ４−Ｔ５間のときと違い、電源接続端子ＶＣ２は二次電池に接続されているため電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧はＶＢＡＴ２から変化することはないので、断線・高電圧検出回路の出力ＶＨＳは変化しない。
【０１１７】
＜時間Ｔ８＞
時間Ｔ８において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｈから出力ＬＨに切り換え、論理回路Ｂ１２２に断線検出確認が終了したことを知らせると同時に制御信号ＶＧ２を出力Ｌから出力Ｈに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ２をＯＦＦ状態にする。時間Ｔ７と同様に電源接続端子ＶＣ３は二次電池に接続されるため電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧が変化することはない。
【０１１８】
論理回路Ｂ１２２は、断線確認信号ＬＴＥＳＴに断線・高電圧検出回路１０の出力ＶＨＳが連動していないことから断線から復帰したと判定し断線判定信号ＬＣＳを断線から復帰した状態であるＬに反転させる。ＯＲ回路１２４の断線判定信号ＬＣＳを受け、出力である断線検出信号ＬＣｏｕｔを断線検出状態から復帰状態のＬに反転させる。
【０１１９】
電池接続端子ＶＣ３または電池接続端子ＶＣ４が断線した場合については、動作が同じであるため省略する。
【０１２０】
図４は、本発明に係る保護用半導体装置の第１の実施例の動作を説明するための図（保護用半導体装置からＶＣ１断線検出回路およびＶＳＳ断線検出回路に関係する部分のみを抜き出した回路図）である。
【０１２１】
図４は、第１の実施例を示す保護用半導体装置からＶＣ１断線検出回路１０２およびＶＳＳ断線検出回路１０３に関係する部分のみを抜き出した回路図であり、この図を用いてＶＣ１断線検出回路１０２、ＶＳＳ断線検出回路１０３の動作を説明する。
【０１２２】
ＶＣ１断線検出回路１０２は、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１をスイッチ、ＭＤ２を定電流負荷とする定電流インバータとなっている。
【０１２３】
電池接続端子ＶＣ１が二次電池ＢＡＴ１と接続しているときは、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１のゲート電圧は、ソースの電圧より二次電池ＢＡＴ１の電圧分高くなるため、ＯＦＦ状態となり、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１、ＭＤ２の接続点の電位は接地端子ＶＳＳ（Ｌ）と同じとなる。
【０１２４】
しかし、電池接続端子ＶＣ１と二次電池ＢＡＴ１の正極との接続が断線した場合、電池接続端子ＶＣ１にかかる電圧は、内部回路の影響で電池接続端子ＶＣ２と同程度になるため、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１のゲート電圧が下がり、ＯＮ状態となり、ＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ１、ＭＤ２の接続点の電位は電池接続端子ＶＣ２（Ｈ）と同じなり、ＯＲ回路１２４の出力である断線検出信号ＬＣｏｕｔをＬからＨに反転させる。
【０１２５】
ＶＳＳ断線検出回路１０３は、ＮＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ４をスイッチ、ＭＤ３を定電流負荷とする定電流インバータとなっている。
【０１２６】
接地端子ＶＳＳが二次電池ＢＡＴ１と接続しているときは、ＮＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ４のゲート電圧は、ソースの電圧より二次電池ＢＡＴ４の電圧分低くなるためＯＦＦ状態となり、ＮＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ３、ＭＤ４の接続点の電位は電池接続端子ＶＣ１（Ｈ）と同じとなる。
【０１２７】
しかし、接地端子ＶＳＳと二次電池ＢＡＴ４の負極との接続が断線した場合、接地端子ＶＳＳにかかる電圧は、内部回路の影響で電池接続端子ＶＣ４と同程度になる。
【０１２８】
その結果、ＮＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ４のゲート電圧が上がり、ＯＮ状態となり、ＮＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ３、ＭＤ４の接続点の電圧は電池接続端子ＶＣ４（Ｌ）と同じなり、インバータ回路１３０の出力がＬからＨに反転、ＯＲ回路１２４の出力である断線検出信号ＬＣｏｕｔをＬからＨに反転させる。
【０１２９】
ＶＣ１断線検出回路は定電流源としてＰＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ２を、ＶＳＳ断線検出回路は定電流源としてＮＭＯＳデプレッショントランジスタＭＤ３を使用しているが、どちらも一定の電流を流す回路であれば、どのような構成でも構わない。
【０１３０】
図５は、本発明に係る保護用半導体装置の第１の実施例の動作を説明するための図（高電圧検出時の動作タイムチャート）である。
なお、タイムチャートには動作の説明に必要な信号のみ示している。
以下、タイミングチャートを時間軸に沿って説明する。
【０１３１】
＜時間Ｔ１＞
ある時間から二次電池の充電を開始し、時間Ｔ１において二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が高電圧検出電圧ＶＤを超えたとする。
【０１３２】
二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が高電圧検出電圧ＶＤを超えたため、コンパレータ１１の出力は反転しＬとなり、断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳは反転しＨとなる。
【０１３３】
＜時間Ｔ２＞
時間Ｔ２において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｌから出力Ｈに切り換え、論理回路Ｂ１２２に断線検出確認中であることを知らせると同時に制御信号ＶＧ１を出力Ｈから出力Ｌに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ１をＯＮ状態にする。
【０１３４】
これにより、内部抵抗Ｒ１１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１１、Ｒｓ１２に対して並列に接続される。しかし、断線が生じていないため、電池接続端子ＶＣ１から電池接続端子ＶＣ４、接地端子ＶＳＳは内部抵抗Ｒ１１が接続された影響を受けることはない。二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が高電圧検出電圧ＶＤより高いため、断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳの出力はＨのまま変化しない。
【０１３５】
＜時間Ｔ３＞
時間Ｔ３において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｈから出力Ｌに切り換え、論理回路Ｂ１２２に断線検出確認が終了したことを知らせると同時に制御信号ＶＧ１を出力Ｌから出力Ｈに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ２をＯＦＦ状態にする。
【０１３６】
しかし、二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が高電圧検出電圧ＶＤより高いため、時間Ｔ２のときと同様に、断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳの出力はＨのまま変化しない。その結果、論理回路Ｂ１２２は断線していないと判定し、断線判断信号ＬＣＳはＬを維持する。
【０１３７】
＜時間Ｔ４＞
時間Ｔ４において、高電圧検出の遅延時間が経過したため、遅延回路１２３の出力ＶＨＳＤからＨパルスを出力し、論理回路Ａ１２１は高電圧検出信号ＶＨｏｕｔをＬからＨに反転させる。保護用半導体装置１が、高電圧保護検出状態になったため、制御回路１１０の動作を高電圧検出信号ＶＨｏｕｔで停止させる。
【０１３８】
＜時間Ｔ５＞
時間Ｔ５において、二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が負荷接続などで降下し、高電圧検出電圧ＶＤ以下になると、コンパレータ１１の出力は反転しＨとなり、断線・高電圧検出回路１０の出力である検出信号ＶＨＳは反転しＬとなる。
【０１３９】
＜時間Ｔ６＞
時間Ｔ６において、高電圧検出から復帰する遅延時間が経過したため、遅延回路１２３の出力ＶＨＳＤからＨパルスを出力し、論理回路Ａ１２１は高電圧検出信号ＶＨｏｕｔをＨからＬに反転させる。保護用半導体装置は、高電圧検出状態ではなくなったため、制御回路１１０の動作を再開させる。
【０１４０】
〔第２の実施例〕
図６は、本発明に係る保護用半導体装置の第２の実施例を説明するための図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
同図に示すように、本実施例における保護用半導体装置２は、断線・低電圧検出回路２０、内部抵抗変更回路１０１、ＶＣ１断線検出回路１０２、ＶＳＳ断線検出回路１０３、制御回路１１０、判定回路１２５などを内蔵している。
【０１４１】
なお、保護用半導体装置２は図示しないが図１に示した断線・高電圧検出回路１０や、過電流検出回路なども含んでいてもよい。また、図６は二次電池が４セルの場合であるが、４セルに限ることはなく、セル数はいくつでもかまわない。
【０１４２】
鎖線で囲った断線・低電圧検出回路２０は、コンパレータ２１から２４、参照電圧Ｖｒ１２からＶｒ４２、電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３からＲｓ４４、ＯＲ回路２５で構成されている。このうち、コンパレータ２１、電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３とＲｓ１４、参照電圧Ｖｒ１２が第１セルＢＡＴ１の低電圧を検出するための回路を構成している。
【０１４３】
電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３とＲｓ１４は直列接続され、電池接続端子ＶＣ１と電池接続端子ＶＣ２間に接続されている。電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３とＲｓ１４の接続ノードはコンパレータ１１の反転入力に接続されている。コンパレータ２１の非反転入力と電池接続端子ＶＣ２間には参照電圧Ｖｒ１２が接続されている。なお、電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３とＲｓ１４が第１セルＢＡＴ１に対する電圧センス用分圧抵抗である。
【０１４４】
第２セルＢＡＴ２から第４セルＢＡＴ４の断線・低電圧検出回路も上記の第１セルＢＡＴ１と全く同じ構成なので説明は省略する。なお、リファレンス電圧Ｖｒ１２からＶｒ４２の電圧、または電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３からＲｓ４４の比を変えて、図１で説明した断線・高電圧検出回路１０よりもコンパレータ２１から２４が反転する電圧を低くしてある。
【０１４５】
コンパレータ２１から２４の出力は全てＯＲ回路２５の入力に接続され、ＯＲ回路２５の出力である検出信号ＶＬＳは判定回路１２５の入力として接続されている。
【０１４６】
制御回路１１０は、図１と同じ回路であるが、入力を高電圧検出信号ＶＨｏｕｔから低電圧検出信号ＶＬｏｕｔに変更している。
【０１４７】
鎖線で囲った判定回路１２５は、低電圧の検出か断線の検出かを判断する回路であり、論理回路Ｃ１２６、論理回路Ｄ１２７、遅延回路１２８、ＯＲ回路１２９で構成されている。
【０１４８】
論理回路Ｃ１２６は、入力として断線・低電圧検出回路２０の出力である検出信号ＶＬＳ、遅延回路１２８の検出遅延出力ＶＬＳＤに接続され、低電圧検出信号ＶＬｏｕｔを出力とし、図示されていない内部回路に接続される。
【０１４９】
論理回路Ｄ１２７は、入力として断線・低電圧検出回路２０の出力である検出信号ＶＬＳ、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴ、遅延回路１２８の出力ＶＨＳＤに接続され、出力として断線判定信号ＬＣＳがＯＲ回路１２４の入力の一つとして接続される。
【０１５０】
遅延回路１２８は、入力として断線・低電圧検出回路２０の出力ＶＬＳに接続され、検出遅延出力ＶＬＳＤが論理回路Ｃおよび論理回路Ｄの入力として接続される。
【０１５１】
ＯＲ回路１２９は入力として論理回路Ｃ１２６の出力である断線検出信号ＬＣＳ、ＶＣ１断線検出回路１０２の出力、インバータ回路１３０に接続され、断線検出信号ＬＣｏｕｔを出力として、図示されていない内部回路に接続される。
なお、判定回路１２５の構成は、低電圧の検出か断線の検出かを判断する回路であればいかなる構成であっても構わない。
【０１５２】
内部抵抗変更回路１０１、ＶＣ１断線検出回路１０２、ＶＳＳ断線検出回路１０３の接続、構成は図１と同じであるため説明は省略する。
【０１５３】
遅延回路１２８は、ノイズ等による誤検出を防止するための検出／復帰の遅延時間を設定する回路である。遅延回路１２８は、低電圧を検出してＯＲ回路２５の出力ＶＬＳがＬからＨに変化すると動作を開始し、設定された時間を経過するまでＯＲ回路２５の出力ＶＬＳがＨであった場合に出力ＶＬＳＤにＨパルスを出力する。
【０１５４】
また、遅延回路１２８は、低電圧検出状態から復帰しＯＲ回路２５の出力ＶＬＳがＨからＬに変化すると動作を開始し、設定された時間を経過するまでＯＲ回路２５の出力ＶＬＳがＬであった場合に出力ＶＬＳＤにＨパルスを出力する。
【０１５５】
なお、検出／復帰の判断は、図示していないが遅延回路１２８には論理回路Ｃの出力ＶＬｏｕｔが入力されており、論理回路Ｃの出力ＶＬｏｕｔの状態によって検出／復帰を判断する。また、低電圧検出時および低電圧復帰時の設定時間が異なっていても構わない。また、高電圧検出時および高電圧復帰時の設定時間と異なっていても構わない。遅延回路１２８は同様な動作をする回路であればいかなる構成であっても構わない。
【０１５６】
図７は、本発明に係る保護用半導体装置の第２の実施例の動作を説明するための図（断線検出の動作タイミングチャート）である。なお、タイミングチャートには動作の説明に必要な信号のみ示している。
【０１５７】
以下、図７を用いて図６の回路の動作を説明する。図６の回路の動作を説明するにあたり制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴおよび制御信号ＶＧ１からＶＧ４は、図２と同じであるとし、断線確認時間ｔｐｗは遅延回路１２８が作る遅延時間より短い時間とする。
【０１５８】
また、説明の容易化のため、図２に置ける二次電池ＢＡＴ１からＢＡＴ４の電圧ＶＢＡＴ１からＶＢＡＴ４、電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３からＲｓ４４の抵抗値は、下記（数２．１）および（数２．２）で示す条件であるとする。
【０１５９】
【数２．１】
2012021867.tif 000011
【０１６０】
【数２．２】
2012021867.tif 000012
【０１６１】
図７は、第２の実施例を示す保護用半導体装置の断線時の動作を示すタイミングチャートである。
以下、タイミングチャートを時間軸に沿って説明する。
【０１６２】
＜時間Ｔ１＞
時間Ｔ１において、二次電池と電池接続端子ＶＣ２が断線したとする。このとき、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３からＲｓ２４の分圧によって与えられるため、下記（数２．３）で算出される電圧Ｖ２Ｆとなる。
【０１６３】
【数２．３】
2012021867.tif 000013
【０１６４】
（数２．１）、（数２．２）、（数２．３）より、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧Ｖ２Ｆは、断線前にかかっていた電圧ＶＢＡＴ２と比較し変化していないため、コンパレータ２１から２４のいずれも出力は変化しない。
【０１６５】
＜時間Ｔ２＞
時間Ｔ２において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｌから出力Ｈに切り換え、論理回路Ｄ１２７に断線検出確認中であることを知らせると同時に制御信号ＶＧ１を出力Ｈから出力Ｌに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ１をＯＮ状態にする。
【０１６６】
これにより、内部抵抗Ｒ１１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３とＲｓ１４の直列回路に対して並列に接続されるため、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は、下記（数２．４）で算出される電圧Ｖ２Ｇとなる。
【０１６７】
【数２．４】
2012021867.tif 000014
【０１６８】
もし、内部抵抗Ｒ１１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３とＲｓ１４の和と比べ十分小さい場合（本発明はこの条件を有する抵抗を用いている）、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は、下記（数２．５）で算出される電圧Ｖ２Ｈにほぼ等しくなる。
【０１６９】
【数２．５】
2012021867.tif 000015
【０１７０】
（数２．４）または（数２．５）より、電池接続端子ＶＣ２の電位は、二次電池ＢＡＴ１の正極側接続端子である電池接続端子ＶＣ１の電位に近づくように引き上げられる。
【０１７１】
その結果、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧が高くなるが、逆に電池接続端子ＶＣ１と電池接続端子ＶＣ２にかかる電圧Ｖ１Ｂは下記（数２．６）より低くなるため、コンパレータ２１が低電圧を検出し出力が検出状態であるＨに反転するため、断線・低電圧検出回路２０の出力である検出信号ＶＬＳはＬからＨに反転する。
【０１７２】
【数２．６】
2012021867.tif 000016
【０１７３】
＜時間Ｔ３＞
時間Ｔ３において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｈから出力ＬＨに切り換え、論理回路Ｄ１２７に断線検出確認が終了したことを知らせると同時に制御信号ＶＧ１を出力Ｌから出力Ｈに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ１をＯＦＦ状態にする。
【０１７４】
これにより、内部抵抗Ｒ１１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３とＲｓ１４の直列回路との並列接続を解除されるため、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は下記（数２．３）で算出される電圧Ｖ２Ｆに戻る。
【０１７５】
その結果、コンパレータ１１の出力は再度反転し未検出状態であるＬとなるため、断線・低電圧検出回路２０の出力である検出信号ＶＬＳはＨからＬに反転する。
【０１７６】
論理回路Ｄ１２７は、断線確認信号ＬＴＥＳＴに断線・低電圧検出回路２０の出力である検出信号ＶＬＳがＨとなっている間に、遅延回路の出力ＶＨＳＤがＨとならなかったことから、断線と判定し断線判定信号ＬＣＳを断線と判定した状態であるＨに反転させる。ＯＲ回路１２９は断線判定信号ＬＣＳを受け、出力である断線検出信号ＬＣｏｕｔを断線検出状態であるＨに反転する。
【０１７７】
＜時間Ｔ４＞
時間Ｔ４において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｌから出力Ｈに切り換え、論理回路Ｄ１２７に断線検出確認中であることを知らせると同時に制御信号ＶＧ２を出力Ｈから出力Ｌに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ２をＯＮ状態にする。
【０１７８】
これにより、内部抵抗Ｒ２１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ２３とＲｓ２４の直列回路に対して並列に接続されるため、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は、下記（数２．７）で算出される電圧Ｖ２Ｊとなる。
【０１７９】
【数２．７】
2012021867.tif 000017
【０１８０】
もし、内部抵抗Ｒ２１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ２３とＲｓ２４の和と比べ十分小さい場合、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は、下記（数２．８）で算出される電圧Ｖ２Ｋにほぼ等しくなる。
【０１８１】
【数２．８】
2012021867.tif 000018
【０１８２】
（数２．７）または（数２．８）より、電池接続端子ＶＣ２の電位は、二次電池ＢＡＴ２の負極側接続端子である電池接続端子ＶＣ３の電位に近づくように引き下げられる。
【０１８３】
その結果、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧が低くなり、コンパレータ２２が低電圧を検出し出力が検出状態であるＨに反転するため、断線・低電圧検出回路２０の出力である検出信号ＶＬＳはＬからＨに反転する。
【０１８４】
＜時間Ｔ５＞
時間Ｔ５において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｈから出力Ｌに切り換え、論理回路Ｄ１２７に断線検出確認が終了したことを知らせると同時に制御信号ＶＧ２を出力Ｌから出力Ｈに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ２をＯＦＦ状態にする。
【０１８５】
これにより、内部抵抗Ｒ２１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ２３とＲｓ２４の直列回路との並列接続を解除されるため、電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧は（数２．３）で算出される電圧Ｖ２Ｆに戻る。
【０１８６】
その結果、コンパレータ２２の出力は再度反転し未検出状態であるＬとなるため、断線・低電圧検出回路２０の出力である検出信号ＶＬＳはＨからＬに反転する。
【０１８７】
論理回路Ｄ１２７は、断線確認信号ＬＴＥＳＴに断線・低電圧検出回路２０の出力ＶＬＳがＨとなっている間に、遅延回路の出力ＶＨＳＤがＨとならなかったことから、断線と判定し断線判定信号ＬＣＳを断線と判定した状態であるＨを維持する。
【０１８８】
ＯＲ回路１２９は、断線判定信号ＬＣＳを受け、出力である断線検出信号ＬＣｏｕｔを断線検出状態であるＨに維持する。
【０１８９】
＜時間Ｔ６＞
時間Ｔ６において、断線検出を受けて断線した箇所を修正したとする。
【０１９０】
＜時間Ｔ７＞
時間Ｔ７において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｌから出力Ｈに切り換え、論理回路Ｄ１２７に断線検出確認中であることを知らせると同時に制御信号ＶＧ１を出力Ｈから出力Ｌに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ１をＯＮ状態にする。
【０１９１】
これにより、内部抵抗Ｒ１１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３とＲｓ１４の直列回路に対して並列に接続される。しかし、時間Ｔ２−Ｔ３間や時間Ｔ４−Ｔ５間のときと違い、電源接続端子ＶＣ２は二次電池に接続されているため電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧はＶＢＡＴ２から変化することはないので、断線・低電圧検出回路の出力ＶＬＳは変化しない。
【０１９２】
＜時間Ｔ８＞
時間Ｔ８において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｈから出力ＬＨに切り換え、論理回路Ｄ１２７に断線検出確認が終了したことを知らせると同時に制御信号ＶＧ２を出力Ｌから出力Ｈに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ２をＯＦＦ状態にする。時間Ｔ７と同様に電源接続端子ＶＣ３は二次電池に接続されるため電池接続端子ＶＣ２と電池接続端子ＶＣ３の間にかかる電圧が変化することはない。
【０１９３】
論理回路Ｄ１２７は、断線確認信号ＬＴＥＳＴに断線・低電圧検出回路２０の出力ＶＨＳが連動していないことから断線から修正されたと判定し断線判定信号ＬＣＳを断線から復帰した状態であるＬに反転させる。ＯＲ回路１２９は断線判定信号ＬＣＳを受け、出力である断線検出信号ＬＣｏｕｔを断線検出状態から復帰状態のＬに反転させる。
【０１９４】
電池接続端子ＶＣ３または電池接続端子ＶＣ４が断線した場合については、動作が同じであるため省略する。
【０１９５】
図８は、本発明に係る保護用半導体装置の第２の実施例の動作を説明するための図（低電圧検出時の動作タイミングチャート）である。
以下、タイミングチャートを時間軸に沿って説明する。
【０１９６】
＜時間Ｔ１＞
時間Ｔ１において、ある時間から二次電池の放電を開始し、時間Ｔ１で二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が低電圧検出電圧ＶＤより低くなったとする。
【０１９７】
二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が低電圧検出電圧ＶＤより低いため、コンパレータ２１の出力は反転しＨとなり、断線・低電圧検出回路２０の出力である検出信号ＶＬＳは反転しＨとなる。
【０１９８】
＜時間Ｔ２＞
時間Ｔ２において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｌから出力Ｈに切り換え、論理回路Ｄ１２７に断線検出確認中であることを知らせると同時に制御信号ＶＧ１を出力Ｈから出力Ｌに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ１をＯＮ状態にする。
【０１９９】
これにより、内部抵抗Ｒ１１が電圧センス用分圧抵抗Ｒｓ１３とＲｓ１４の直列回路に対して並列に接続される。しかし、断線が生じていないため、電池接続端子ＶＣ１から電池接続端子ＶＣ４、接地端子ＶＳＳは内部抵抗Ｒ１１が接続された影響を受けることはない。
【０２００】
二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が低電圧検出電圧ＶＤより低いため、断線・低電圧検出回路の出力である検出信号ＶＬＳの出力はＨのまま変化しない。
【０２０１】
＜時間Ｔ３＞
時間Ｔ３において、制御回路１１０の出力である断線確認信号ＬＴＥＳＴを出力Ｈから出力ＬＨに切り換え、論理回路Ｄ１２７に断線検出確認が終了したことを知らせると同時に制御信号ＶＧ２を出力Ｌから出力Ｈに切り換え、ＰＭＯＳトランジスタＭ２をＯＦＦ状態にする。
【０２０２】
しかし、二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が低電圧検出電圧ＶＤより低いため、時間Ｔ２のときと同様に断線・低電圧検出回路の出力である検出信号ＶＬＳの出力はＨのまま変化しない。その結果、論理回路Ｄ１２７は断線していないと判定し、断線判断信号ＬＣＳはＬを維持する。
【０２０３】
＜時間Ｔ４＞
時間Ｔ４において、低電圧検出の遅延時間が経過したため、遅延回路１２８の出力ＶＬＳＤからＨパルスを出力し、論理回路Ｃ１２６は低電圧検出信号ＶＬｏｕｔをＬからＨに反転させる。保護用半導体装置２が、低電圧保護検出状態になったため、制御回路１１０の動作を低電圧検出信号ＶＬｏｕｔで停止させる。
【０２０４】
＜時間Ｔ５＞
時間Ｔ５において、二次電池ＢＡＴ１の電圧ＶＢＡＴ１が充電を行い上昇し、低電圧検出電圧ＶＤ以上になると、コンパレータ２１の出力は反転しＬとなり、断線・低電圧検出回路の出力である検出信号ＶＬＳは反転しＬとなる。
【０２０５】
＜時間Ｔ６＞
時間Ｔ６において、低電圧検出から復帰する遅延時間が経過したため、遅延回路１２８の出力ＶＬＳＤからＨパルスを出力し、論理回路Ｃ１２６は低電圧検出信号ＶＬｏｕｔをＨからＬに反転させる。保護用半導体装置２は、低電圧検出状態ではなくなったため、制御回路１１０の動作を再開させる。
【０２０６】
〔第３の実施例〕
図９は、本発明に係る保護用半導体装置の第３の実施例を説明するための図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
【０２０７】
本実施例に係る保護用半導体装置３は、図１で示した第１実施例（断線・高電圧検出回路を備える）と図６で示した第２の実施例（断線・低電圧検出回路を備える）を組み合わせた回路となっている。また、図９は二次電池が４セルの場合であるが、４セルに限ることはなく、セル数はいくつでもかまわない。
【０２０８】
同図において、断線・高電圧検出回路１０、断線・低電圧検出回路２０、内部抵抗変更回路１０１、ＶＣ１断線検出回路１０２、ＶＳＳ断線検出回路１０３は図１および図６と全く同じものである。
【０２０９】
また、制御回路１１０は、図１では、入力が高電圧検出信号ＶＨｏｕｔであったが、高電圧検出信号ＶＨｏｕｔと低電圧検出信号ＶＬｏｕｔの論理和を取った信号に変えている。
【０２１０】
判定回路２１０は、入力として断線・高電圧検出回路１０の出力ＶＨＳ、低電圧回路２０の出力ＶＬＳ、制御回路１１０からの断線確認信号ＬＴＥＳＴ、ＶＣ１断線検出回路１０２およびＶＳＳ断線検出回路１０３からの出力信号が接続され、出力として高電圧検出信号ＶＨｏｕｔ、低電圧検出信号ＶＬｏｕｔ、断線検出信号ＬＣｏｕｔが図示されていない回路などに接続される。
【０２１１】
判定回路２１０の内部構成は、高電圧検出、低電圧検出、断線検出の判定ができれば、いかなる回路構成でも構わないため説明は省略する。
【０２１２】
なお、断線・高電圧検出回路１０と断線・低電圧検出回路２０の両方を用いた場合、断線の検出は、上述したように、断線・高電圧検出回路１０または断線・低電圧検出回路２０のうちのいずれか一方の電圧センス用分圧抵抗、参照電圧、コンパレータを利用すればよいが両方を利用して少なくとも一方で断線の検出が行われた場合に断線と判定するようにしてもよい。
【０２１３】
〔第４の実施例〕
図１０は、本発明に係る保護用半導体装置の第４の実施例を説明するための図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
【０２１４】
本実施例における保護用半導体装置４は、図１に示した第１の実施例の一部を変更し、どの接続に断線が生じたかも検出できるようにしている。
【０２１５】
保護用半導体装置４は、断線・高電圧検出回路１０’、内部抵抗変更回路１０１、ＶＣ１断線検出回路１０２、ＶＳＳ断線検出回路１０３、制御回路１１０、判定回路２１０などを内蔵している。
【０２１６】
なお、保護用半導体装置４は、図示しないが図６に示した断線・低電圧検出回路２０や、過電流検出回路なども含んでいてもよい。また、図１０は二次電池が４セルの場合であるが、４セルに限ることはなく、セル数はいくつでもかまわない。
【０２１７】
断線・高電圧検出回路１０’は、図１に示した断線・高電圧検出回路１０のＮＡＮＤ回路１５を削除し、コンパレータ１１から１４の出力を直接、判定回路２１０に接続する回路となっている。
【０２１８】
判定回路２１０の内部構成は、高電圧検出、断線検出の判定、および、断線検出と判定した場合にどの接続が断線しているか判別できる回路（すわなち、どのコンパレータから出力Ｌが出ているかを判別する回路）であれば、いかなる構成でも構わないため説明は省略する。
【０２１９】
〔第５の実施例〕
図１１は、本発明に係る保護用半導体装置の第５の実施例を説明するための図（保護用半導体装置と二次電池セルの結線図）である。
【０２２０】
同図において、保護用半導体装置５は、第３の実施例である保護用半導体装置３にどの接続で断線が発生しているか判別できる機能を追加した回路である。
【０２２１】
判定回路２２０の入力信号に制御信号ＶＧ１からＶＧ４を追加し、断線検出信号ＬＣｏｕｔをＬＣｏｕｔ１からＬＣｏｕｔ３の３ビット出力に変更し、判定回路２１０は入力信号の結果から、どの接続で断線が発生しているか判別し出力できるようにしている。
【０２２２】
〔第６の実施例〕
図１２は、本発明に係る保護用半導体装置の第６の実施例を説明するための図（ＶＣ１断線検出回路とＶＳＳ断線回路にコンパレータを用いた場合の結線図）である。
【０２２３】
第１の実施例１〜第５の実施例では、ＶＣ１断線検出回路とＶＳＳ断線検出回路をインバータを用いて実現しているが、第６の実施例は、インバータに代えてコンパレータを用いて実現した実施例である。  
【０２２４】
同図に示すように、本実施例における電池接続端子ＶＣ１と保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、電池接続端子ＶＣ１の電位を反転入力とし、最上位の二次電池のセルＢＡＴ１の負極電池接続端子ＶＣ２の電位を非反転入力とするコンパレータ３０１により構成され、また、接地端子ＶＳＳと保護用半導体装置間の断線を検出する回路は、接地端子ＶＳＳの電位（接地電位）を非反転入力とし、最下位の二次電池のセル（ＢＡＴ４）の正極電池接続端子ＶＣ４の電位を反転入力とするコンパレータ３０２により構成される。
【０２２５】
この構成により、電池接続端子ＶＣ１と二次電池との接続が切断し、電池接続端子ＶＣ１の電位が電池接続端子ＶＣ２の電位を下回ったときに、コンパレータ３０１は電池接続端子ＶＣ１の断線を検出したと判断してＨを出力し、また、接地端子ＶＳＳと二次電池との接続が切断し、接地端子ＶＳＳの電位（接地電位）が電池接続端子ＶＣ４の電位を上回ったときに、コンパレータ３０２は接地端子ＶＳＳの断線を検出してＨを出力する。
【０２２６】
〔第７の実施例〕
上述した保護用半導体装置は、電池パックに内蔵することができる。また、これらの保護用半導体装置や電池パックは、回路の一部を共用（兼用）しているため小型化が可能であり、例えば、携帯型のパソコン、音響機器、カメラ、ビデオ機器などの各種携帯電子機器を含む様々な電子機器に用いることができる。
【符号の説明】
【０２２７】
１，２，３，４，５：保護用半導体装置
１０，１０’：断線・高電圧検出回路
２０，２０’：断線・低電圧検出回路
１１〜１４，２１〜２４：コンパレータ
１５，２５：ＮＡＮＤ回路
１０１：内部抵抗変更回路
１０２：ＶＣ１断線検出回路
１０３：ＶＳＳ断線検出回路
１１０：制御回路
１２０，１２５，２００，２１０，２２０：判定回路
１２１：論理回路Ａ
１２２：論理回路Ｂ
１２３：遅延回路
１２４，１２９：ＯＲ回路
１２６：論理回路Ｃ
１２７：論理回路Ｄ
１２８：遅延回路
１３０：インバータ
Ｒｓ１１〜Ｒｓ１４：電圧センス用分圧抵抗
Ｒｓ２１〜Ｒｓ４１：電圧センス用分圧抵抗
Ｒ１１〜Ｒ４１：内部抵抗
【先行技術文献】
【特許文献】
【０２２８】
【特許文献１】特開２００８−０２７６５８号公報
【図１】
2012021867.tif 000019
【図２】
2012021867.tif 000020
【図３】
2012021867.tif 000021
【図４】
2012021867.tif 000022
【図５】
2012021867.tif 000023
【図６】
2012021867.tif 000024
【図７】
2012021867.tif 000025
【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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