(57)【要約】【課題】本発明は、電池の温度を正確に測定して、充電過程において電池に対して効果的に保護できる電池充電保護回路を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る電池充電保護回路は、固定電圧値である外部電圧が印加される電圧端と、電圧端とグランドとの間に直接接続されている第一抵抗及びサーミスタと、を備える抵抗モジュールと、抵抗モジュールに接続され、且つ最高充電温度に対応する上限電圧値及び最低充電温度に対応する下限電圧値が設定されており、サーミスタの電圧値が下限電圧値から上限電圧値までの範囲を超過するかどうかを比較して、電池の温度が充電温度範囲を超過するかどうかを判断し、電池の温度が充電温度範囲を超過した場合、制御信号を出力する電圧比較モジュールと、制御信号を受信した後、電池に対する充電を停止させる電池充電制御モジュールと、を備える。【選択図】図１
2013192442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の温度が電池の充電温度範囲を超過した際に電池に対する充電を停止させる電池充電保護回路において、
固定電圧値である外部電圧が印加される電圧端と、前記電圧端とグランドとの間に直接接続されている第一抵抗及びサーミスタと、を備える抵抗モジュールと、
前記抵抗モジュールに接続され、且つ最高充電温度に対応する上限電圧値、及び最低充電温度に対応する下限電圧値が設定されており、前記サーミスタの電圧値が前記下限電圧値から前記上限電圧値までの範囲を超過するかどうかを比較して、前記電池の温度が前記充電温度範囲を超過するかどうかを判断し、前記電池の温度が前記充電温度範囲を超過した場合、制御信号を出力する電圧比較モジュールと、
前記制御信号を受信した後、前記電池に対する充電を停止させる電池充電制御モジュールと、を備えることを特徴とする電池充電保護回路。
【請求項２】
前記第一抵抗と前記サーミスタとの間には第一接続点が形成され、
前記電圧比較モジュールは、電圧比較チップ、第三抵抗、第四抵抗、第五抵抗、第六抵抗、第七抵抗、第一トランジスタ、及び第二トランジスタを備え、
前記電圧比較チップは、第一入力ポート、第二入力ポート、第三入力ポート、第四入力ポート、第一出力ポート、及び第二出力ポートを備え、
前記第二入力ポート及び前記第三入力ポートは、前記第一接続点と接続され、
前記第三抵抗及び前記第四抵抗は、前記電圧端とグランドとの間に直列接続され、
前記第三抵抗と前記第四抵抗との間には第二接続点が形成され、
前記第二接続点は、前記第一入力ポートと接続され、
前記第五抵抗及び前記第六抵抗は、前記電圧端とグランドとの間に直列接続され、
前記第五抵抗と前記第六抵抗との間には第三接続点が形成され、
前記第三接続点は、前記第四入力ポートと接続され、
前記第一出力ポートは、前記第一トランジスタのベース電極に接続され、
前記第二出力ポートは、前記第二トランジスタのベース電極に接続され、
前記第一トランジスタのエミッタ電極及び前記第二トランジスタのエミッタ電極は、前記第七抵抗７を介して電圧端に接続され、
前記第一トランジスタのコレクタ電極及び前記第二トランジスタのコレクタ電極は接地され、
前記第一トランジスタのエミッタ電極及び前記第二トランジスタのエミッタ電極は、前記電池充電制御モジュールの入力端にも接続されることを特徴とする請求項１に記載の電池充電保護回路。
【請求項３】
前記電圧端と前記グランドとの間に直列接続された前記第三抵抗と前記第四抵抗との間の前記第二接続点は、前記第一入力ポートに上限電圧値を提供し、
前記上限電圧値は、前記第三抵抗の抵抗値及び前記第四抵抗の抵抗値を設定することによって設定され、
前記上限電圧値は、電池充電の最低温度値に対応し、前記電池の温度が前記最低温度値以下であれば、前記電池に対する充電は停止され、
前記電圧端と前記グランドとの間に直列接続された前記第五抵抗と前記第六抵抗との間の前記第三接続点は、前記第四入力ポートに下限電圧値を提供し、
前記下限電圧値は、前記第五抵抗の抵抗値及び前記第六抵抗の抵抗値を設定することによって設定され、
前記下限電圧値は、前記電池充電の最高温度値に対応し、前記電池の温度が前記最高温度値より高ければ、前記電池に対する充電は停止されることを特徴とする請求項２に記載の電池充電保護回路。
【請求項４】
前記電圧比較チップが、前記第二入力ポートの入力電圧値を前記第一入力ポートの入力端の上限電圧値と比較するとともに、前記第三入力ポートの入力電圧値を前記第四入力ポートの入力端の下限電圧値と比較して、前記サーミスタの電圧値が前記下限電圧値と前記上限電圧値との範囲内であるかどうかを判断することで、前記電池の温度が前記充電温度範囲を超過するかどうかを判断することを特徴とする請求項２又は３に記載の電池充電保護回路。
【請求項５】
前記サーミスタの電圧値が前記上限電圧値より高い場合、即ち、前記電池の温度が前記充電温度範囲の下限値より低い場合、前記電圧比較チップは、前記第一出力ポートに対して低レベル電圧を出力するように制御して、前記第一トランジスタを導通させると共に、前記第二出力ポートに対して高レベル電圧を出力するように制御して、前記第二トランジスタを遮断させ、この時、前記電池充電制御モジュールの入力端は、前記導通された第一トランジスタを介して接地されて、低レベル電圧の制御信号を取得し、前記電池充電制御モジュールは前記電池に対する充電を停止させ、
前記サーミスタの電圧値が下限電圧値より低い場合、即ち、前記電池の温度が前記充電温度範囲の上限値より高い場合、前記電圧比較チップは、前記第一出力ポートに対して高レベル電圧を出力するように制御して、前記第一トランジスタを遮断させると共に、前記第二出力ポートに対して低レベル電圧を出力するように制御して、前記第二トランジスタを導通させ、この時、前記電池充電制御モジュールの入力端は、前記導通された第二トランジスタを介して接地されて、低レベル電圧の制御信号を取得し、前記電池充電制御モジュールは前記電池に対する充電を停止させ、
前記サーミスタの電圧値が前記下限電圧値から前記上限電圧値までの範囲内である場合、即ち、前記電池の温度が前記充電温度範囲内である場合、前記電圧比較チップは、前記第一出力ポート及び前記第二出力ポートに対して全て高レベル電圧を出力するように制御して、前記第一トランジスタ及び前記第二トランジスタを遮断させ、この時、前記電池充電制御モジュールの入力端は、前記第七抵抗を介して前記電圧端に接続されて高レベル電圧を取得し、前記電圧比較チップが、低レベル電圧の制御信号を取得しなかった場合、前記電池充電制御モジュールは、前記電池に対して引き続き充電を行うことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の電池充電保護回路。
【請求項６】
前記電圧比較チップは、デュアルオペアンプ（ＬＭ３５８）であることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の電池充電保護回路。
【請求項７】
前記電圧比較モジュールは、ＩＣチップであり、且つ入力／出力ポートを備え、
前記ＩＣチップには、前記上限電圧値及び前記下限電圧値が予め記憶されており、
前記ＩＣチップは、前記入力／出力ポートを介して前記サーミスタの電圧値を取得し、且つその電圧値を予め記憶されている前記上限電圧値及び前記下限電圧値と比較し、
前記サーミスタの電圧値が、前記下限電圧値から前記上限電圧値までの範囲を超過すると、前記ＩＣチップは、前記入力／出力ポートを介して制御信号を前記電池充電制御モジュールに出力し、
前記電池充電制御モジュールは、この制御信号に基づいて前記電池に対する充電を停止させ、
前記制御信号は、パルス信号であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池充電保護回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池充電保護回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、電池の損傷を防ぐために、電池の温度が低過ぎるか、又は高過ぎる場合、充電できないようになっており、電池を充電できる温度は、一般的には０〜４５℃度である。従来の技術において、電池の温度は、電池に接続されているサーミスタ（Ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）によって検出され、電池充電制御チップは、該サーミスタの電圧値を測定して、電池の温度が充電できる温度範囲を超過するかどうかを判断し、電池の温度が充電できる温度範囲を超過すると、電池に対する充電を停止させる。
【０００３】
しかし、電池充電制御チップは、一般的に複数の機能が集積されているＩＣチップであるため、電池の温度に対する測定が正確ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上の問題点に鑑みて、本発明は、電池の温度を正確に測定して、充電過程において電池に対して効果的に保護できる電池充電保護回路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】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明に係る電池充電保護回路は、固定電圧値である外部電圧が印加される電圧端と、前記電圧端とグランドとの間に直接接続されている第一抵抗及びサーミスタと、を備える抵抗モジュールと、前記抵抗モジュールに接続され、且つ最高充電温度に対応する上限電圧値及び最低充電温度に対応する下限電圧値が設定されており、前記サーミスタの電圧値が前記下限電圧値から前記上限電圧値までの範囲を超過するかどうかを比較して、前記電池の温度が前記充電温度範囲を超過するかどうかを判断し、前記電池の温度が前記充電温度範囲を超過した場合、制御信号を出力する電圧比較モジュールと、前記制御信号を受信した後、前記電池に対する充電を停止させる電池充電制御モジュールと、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る電池充電保護回路は、電池の温度を正確に測定して、充電過程において電池に対して効果的に保護できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る過電圧保護回路の機能ブロック図である。
【図２】本発明に係る過電圧保護回路の具体的な回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面に基づいて、本発明に係る電池充電保護回路について詳細に説明する。
【０００９】
本発明に係る
図１及び図２を参照すると、電池充電保護回路１００は、電池の充電に用いられ、且つ電池の温度が、電池の充電温度範囲を超過した場合、電池の充電を停止させる。本実施形態において、電池の充電温度範囲は、０〜４５℃である。また、電池充電保護回路１００は、抵抗モジュール１０、電圧比較モジュール２０、及び電池充電制御モジュール３０を備える。電池充電制御モジュール３０は、電池２００に接続される。抵抗モジュール１０は、サーミスタＲ２を備え、このサーミスタＲ２の抵抗値が、電池の温度の変化に従って変化すると、サーミスタＲ２の電圧も変化する。電圧比較モジュール２０は、抵抗モジュール１０に接続され、且つその内部には、最高充電温度（上限充電温度）に対応する上限電圧値、及び最低充電温度（下限充電温度）に対応する下限電圧値が設定されている。電圧比較モジュール２０は、サーミスタＲ２の電圧値が、前記下限電圧値から上限電圧値までの範囲を超過するかどうかを比較して、電池の温度が充電温度範囲を超過するかどうかを判断する。電池の温度が充電温度範囲を超過した場合、電圧比較モジュール２０は、制御信号を出力する。電制御モジュール３０は、該制御信号に基づいて、電池に対する充電を停止させる。電圧比較モジュール２０は、自身が比較したサーミスタＲ２の電圧値が、上限電圧値より小さく、且つ下限電圧値より大きい場合、電池の温度は充電温度範囲内であると判断する。また、電圧比較モジュール２０は、自身が比較したサーミスタＲ２の電圧値が、上限電圧値より大きい又は下限電圧値より小さい場合、電池の温度は充電温度範囲を超過したと判断する。
【００１０】
本実施形態において、抵抗モジュール１０は、電圧端Ｖｃｃ、第一抵抗Ｒ１、及びサーミスタＲ２を備える。サーミスタＲ２の抵抗値は、電池の温度の上昇に従って小さくなる。第一抵抗Ｒ１及びサーミスタＲ２は、電圧端Ｖｃｃとグランドとの間に直列接続される。また、第一抵抗Ｒ１とサーミスタＲ２との間には、第一接続点Ｎ１が形成されている。電圧端Ｖｃｃには、固定電圧値である外部電圧が印加される。
【００１１】
電圧比較モジュール２０は、電圧比較チップ２１、第三抵抗Ｒ３、第四抵抗Ｒ４、第五抵抗Ｒ５、第六抵抗Ｒ６、第七抵抗Ｒ７、第一トランジスタＱ１、及び第二トランジスタＱ２を備える。電圧比較チップ２１は、第一入力ポートＩＮ１、第二入力ポートＩＮ２、第三入力ポートＩＮ３、第四入力ポートＩＮ４、第一出力ポートＯＵＴ１、及び第二出力ポートＯＵＴ２を備える。第二入力ポートＩＮ２及び第三入力ポートＩＮ３は、第一接続点Ｎ１と接続される。本実施形態において、第二入力ポートＩＮ２及び第三入力ポートＩＮ３の入力電圧値は、サーミスタＲ２の電圧値に等しい。第三抵抗Ｒ３及び第四抵抗Ｒ４は、電圧端Ｖｃｃとグランドとの間に直列接続される。また、第三抵抗Ｒ３と第四抵抗Ｒ４との間には第二接続点Ｎ２が形成されている。該第二接続点Ｎ２は、第一入力ポートＩＮ１と接続され、第一入力ポートＩＮ１の入力電圧値は、第四抵抗Ｒ４の電圧値に等しい。第五抵抗Ｒ５及び第六抵抗Ｒ６は、電圧端Ｖｃｃとグランドとの間に直列接続される。また、第五抵抗Ｒ５と第六抵抗Ｒ６との間には、第三接続点Ｎ３が形成されている。該第三接続点Ｎ３は、第四入力ポートＩＮ４と接続され、該第四入力ポートＩＮ４の入力電圧値は、第六抵抗Ｒ６の電圧値に等しい。第一出力ポートＯＵＴ１は、第一トランジスタＱ１のベース電極に接続され、第二出力ポートＯＵＴ２は、第二トランジスタＱ２のベース電極に接続される。第一トランジスタＱ１のエミッタ電極及び第二トランジスタＱ２のエミッタ電極は、第七抵抗７を介して電圧端Ｖｃｃに接続され、第一トランジスタＱ１のコレクタ電極及び第二トランジスタＱ２のコレクタ電極は接地される。また、第一トランジスタＱ１のエミッタ電極及び第二トランジスタＱ２のエミッタ電極は、電池充電制御モジュール３０の入力端ＴＨＭにも接続される。即ち、第一トランジスタＱ１及び第二トランジスタＱ２は、電池充電制御モジュール３０の入力端ＴＨＭとグランドとの間に並列接続されている。
【００１２】
本実施形態において、電池の温度の変化に従ってサーミスタＲ２の抵抗値が変化する場合、サーミスタＲ２の電圧もこれに対応して変化する。この時、第二入力ポートＩＮ２及び第三入力ポートＩＮ３の入力電圧も、サーミスタＲ２の抵抗値の変化に従って変化する。
【００１３】
電圧端Ｖｃｃとグランドとの間に直列接続されている第三抵抗Ｒ３と第四抵抗Ｒ４との間の第二接続点Ｎ２は、第一入力ポートＩＮ１に上限電圧値を提供する。該上限電圧値は、第三抵抗Ｒ３の抵抗値及び第四抵抗Ｒ４の抵抗値を設定することによって設定され、且つ電池充電の最低温度値に対応する。即ち、電池の温度が該最低温度値以下であれば、電池に対する充電は停止される。電圧端Ｖｃｃとグランドとの間に直列接続されている第五抵抗Ｒ５と第六抵抗Ｒ６との間の第三接続点Ｎ３は、第四入力ポートＩＮ４に下限電圧値を提供する。該下限電圧値は、第五抵抗Ｒ５の抵抗値及び第六抵抗Ｒ６の抵抗値を設定することによって設定され、且つ電池の充電の最高温度値に対応する。即ち、電池の温度が該最高温度値より高ければ、電池に対する充電は停止される。
【００１４】
電圧比較チップ２１は、第二入力ポートＩＮ２の入力電圧値を、第一入力ポートＩＮ１の入力端の上限電圧値と比較するとともに、第三入力ポートＩＮ３の入力電圧値を、第四入力ポートＩＮ４の入力端の下限電圧値と比較して、サーミスタＲ２の電圧値が下限電圧値から上限電圧値までの範囲内であるかどうかを判断することで、電池の温度が充電温度範囲を超過するかどうかを判断する。サーミスタＲ２の電圧値が上限電圧値より高い場合（即ち、電池の温度が充電温度範囲の下限電圧値より低い場合）、電圧比較チップ２１は、第一出力ポートＯＵＴ１に対して低レベル電圧を出力するように制御して、第一トランジスタＱ１を導通させると共に、第二出力ポートＯＵＴ２に対して高レベル電圧を出力するように制御して、第二トランジスタＱ２を遮断させる。この時、電池充電制御モジュール３０の入力端ＴＨＭは、前記導通された第一トランジスタＱ１を介して接地されて、低レベル電圧の制御信号を取得し、電池充電制御モジュール３０は、電池２００に対する充電を停止させる。サーミスタＲ２の電圧値が下限電圧値より低い場合（即ち、電池の温度が充電温度範囲の上限電圧値より高い場合）、電圧比較チップ２１は、第一出力ポートＯＵＴ１に対して高レベル電圧を出力するように制御して、第一トランジスタＱ１を遮断させると共に、第二出力ポートＯＵＴ２に対して低レベル電圧を出力するように制御して、第二トランジスタＱ２を導通させる。この時、電池充電制御モジュール３０の入力端ＴＨＭは、前記導通された第二トランジスタＱ２を介して接地されて、低レベル電圧の制御信号を取得し、電池充電制御モジュール３０は、電池２００に対する充電を停止させる。サーミスタＲ２の電圧値が下限電圧値から上限電圧値までの範囲内である場合（即ち、電池の温度が充電温度範囲内である場合）、電圧比較チップ２１は、第一出力ポートＯＵＴ１及び第二出力ポートＯＵＴ２に対して全て高レベル電圧を出力するように制御して、第一トランジスタＱ１及び第二トランジスタＱ２を遮断させる。この時、電池充電制御モジュール３０の入力端ＴＨＭは、第七抵抗Ｒ７を介して電圧端Ｖｃｃに接続されて高レベル電圧を取得する。また、この時、電圧比較チップ２１が、低レベル電圧の制御信号を取得しなかった場合、電池充電制御モジュール３０は、電池２００に対して引き続き充電を行う。本実施形態において、電圧比較チップ２１は、デュアルオペアンプ（ＬＭ３５８）である。
【００１５】
他の実施形態において、電圧比較モジュール２０は、ＩＣチップであってもよい。該ＩＣチップは、入力／出力ポートを備える。ＩＣチップには、上限電圧値及び下限電圧値が予め記憶されている。また、ＩＣチップは、入力／出力ポートを介してサーミスタＲ２の電圧値を取得し、且つその電圧値を予め記憶されている上限電圧値及び下限電圧値と比較する。サーミスタＲ２の電圧値が、下限電圧値から上限電圧値までの範囲を超過すると、ＩＣチップは、入力／出力ポートを介して制御信号を電池充電制御モジュール３０に出力し、該電池充電制御モジュール３０は、この制御信号に基づいて電池に対する充電を停止させる。前記制御信号は、パルス信号である。
【００１６】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は修正が可能であり、該変形又は修正もまた本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００１７】
１００  電池充電保護回路
２００  電池
Ｖｃｃ  電圧端
１０  抵抗モジュール
２０  電圧比較モジュール
２１  電圧比較チップ
３０  電池充電制御モジュール
Ｒ１  第一抵抗
Ｒ２  サーミスタ
Ｒ３  第三抵抗
Ｒ４  第四抵抗
Ｒ５  第五抵抗
Ｒ６  第六抵抗
Ｒ７  第七抵抗
Ｑ１  第一トランジスタ
Ｑ２  第二トランジスタ
ＩＮ１  第一入力ポート
ＩＮ２  第二入力ポート
ＩＮ３  第三入力ポート
ＩＮ４  第四入力ポート
ＯＵＴ１  第一出力ポート
ＯＵＴ２  第二出力ポート
ＴＨＭ  入力端
【図１】
2013192442.tif 000003
【図２】
2013192442.tif 000004