(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と；該二次電池の過放電／過充電状態を検出し、過放電検出信号を出力するための第１の制御端子（２０−６）と過充電検出信号を出力するための第２の制御端子（２０−７）とを持つ過放電／過充電検出ユニット（２０）と；前記過放電検出信号に応答してオフする放電制御スイッチ（ＦＥＴ１）と；前記過充電検出信号に応答してオフする充電制御スイッチ（ＦＥＴ２）とを有する電池ユニットにおいて、
前記第１の制御端子と前記充電制御スイッチとに接続され、放電時の過電流を保護する過電流保護回路（４０）を備え、
該過電流保護回路は、実質的に同一特性をもつ第１および第２のトランジスタ（Ｑ１，Ｑ２）から構成されたカレントミラー回路と；前記第１のトランジスタの一方の主電極端子と前記放電制御スイッチの一方の主電極端子との間に接続された第１のダイオード（Ｄ１）と；該第１のダイオードと実質的に同一特性をもち、前記第２のトランジスタの一方の主電極端子と前記放電制御スイッチの他方の主電極端子に接続された第２のダイオード（Ｄ２）と；前記第１の制御端子と前記第１のトランジスタの他方の主電極端子との間に接続された第１の抵抗器（Ｒ１）と；前記第１の制御端子と前記第２のトランジスタおよび前記放電制御スイッチの制御電極端子との間に接続された第２の抵抗器（Ｒ２）とを有することを特徴とする電池ユニット。
【請求項２】
放電時の過温を保護するための過温保護回路（５０）を更に備え、該過温保護回路は、前記放電制御スイッチとサーモカップルされた過温検出用ダイオード（Ｄ３）と；過温時に前記過温検出用ダイオードの逆方向リーク電流によりオンして、前記放電制御スッイチをオフとする過温スイッチ手段（Ｑ３）とを有する、請求項１に記載の電池ユニット。
【請求項３】
前記過充電検出信号に応答して前記充電制御スイッチを制御する充電制御回路（３０）と、充電時の過温を保護するための過温保護回路（６０）とをさらに備え、前記充電制御回路は前記過充電検出信号に応答してオンして、前記充電制御スイッチをオフ状態とさせる制御スイッチング手段（Ｑ６）を有し、前記過温保護回路は、前記充電制御スイッチとサーモカップルされた過温検出用ダイオード（Ｄ４）と、過温時に前記第３のダイオードの逆方向リーク電流によりオンして、前記制御スイッチング手段をオンする過温スイッチ手段（Ｑ４）とを有する、請求項１に記載の電池ユニット。
【請求項４】
前記過温保護回路（６０）は、前記充電制御スイッチとサーモカップルされた付加過温検出用ダイオード（Ｄ５）と、該付加過温検出用ダイオードと前記制御スイッチング手段とに接続された付加スイッチ手段（Ｑ５）とをさらに含む、請求項３に記載の電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、リチウムイオン電池のような充電可能な電池（二次電池）を含む電池ユニットに関し、特に二次電池の過電流を保護する回路および過温を保護する回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
充電可能な電池のうち、特にリチウムイオン電池（以下、単位電池とも称する）は、過放電、過充電に弱いため、過放電状態、過充電状態を検出して放電、充電を禁止する保護回路が不可欠である。
【０００３】
図２を参照して、過放電／過充電検出ユニットを備えた従来の電池ユニットについて説明する。電池ユニットは電池パックとも呼ばれる。図示の電池ユニットは、第１及び第２の外部接続端子Ｐ１及びＰ２をもつ。第１の外部接続端子Ｐ１は陽極（＋）であり、第２の外部接続端子Ｐ２は陰極（−）であり、接地される。電池ユニットは、直列接続した３個のリチウムイオン電池（単位電池）１１−１，１１−２，１１−３からなる二次電池を含む。単位電池の個数は１個、２個あるいは４個以上でも良い。ここでは、単位電池１１−１〜１１−３を接地端子の側から電源端子の側へ順番にそれぞれ第１乃至第３の単位電池と呼ぶことにする。詳細に述べると、第１の単位電池１１−１の陰極は接地端子に接続され、陽極は第２の単位電池１１−２の陰極に接続されている。第２の単位電池１１−２の陽極は第３の単位電池１１−３の陰極に接続されている。第３の単位電池１１−３の陽極は電源端子に接続されている。第１乃至第３の単位電池４１−１〜４１−３は、その端子電圧として、それぞれ、第１乃至第３のセル電圧ＶL ，ＶM ，ＶH を発生しているとする。第１乃至第３の単位電池１１−１〜１１−３は、過放電／過充電検出ユニット２０に接続されている。
【０００４】
過放電／過充電検出回路２０は、接地端子２０−０と、第１乃至第３の電池端子２０−１、２０−２、２０−３と、電源端子２０−５と、第１及び第２の制御端子２０−６および２０−７とを持つ。接地端子２０−０は第１の単位電池１１−１の陰極に接続され、接地される。第１の電池端子２０−１は第１の単位電池１１−１の陽極（第２の単位電池１１−２の陰極）に接続されている。第２の電池端子２０−２は第２の単位電池１１−２の陽極（第３の単位電池１１−３の陰極）に接続されている。第３の電池端子２０−３は第３の単位電池１１−２の陽極に接続されている。電源端子２０−５は電源電圧Ｖccを出力する。第１及び第２の制御端子２０−６および２０−７は、それぞれ、後述するような第１及び第２の制御信号を出力する。
【０００５】
図示の電池ユニットは、第１及び第２の電界効果トランジスタＦＥＴ１およびＦＥＴ２と、ｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ６と、抵抗器Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９とをさらに有する。詳細に述べると、第１及び第２の電界効果トランジスタＦＥＴ１およびＦＥＴ２は両方ともｐチャネル形であって、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１は放電制御スイッチとして動作し、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２は充電制御スイッチとして動作する。第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のソースは電源端子２０−５に接続され、ゲートは第１の制御端子２０−６に接続され、ドレインは第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のドレインに接続されている。第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のソースは電池ユニットの第１の外部接続端子Ｐ１に接続され、ゲートは抵抗器Ｒ７を介して電池ユニットの第２の外部接続端子Ｐ２に接続されている。ｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ６のエミッタは第１の外部接続端子Ｐ１に接続され、コレクタは第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲートに接続されている。抵抗器Ｒ８はｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ６のエミッタ−べース間に接続されている。抵抗器Ｒ９はｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ６のベースと過放電／過充電検出回路２０の第２の制御端子２０−７との間に挿入されている。とにかく、抵抗器Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９とｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ６との組み合わせは第２の制御信号に応答して第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のオン／オフを制御する充電制御回路３０として働く。
【０００６】
図３を参照すると、過放電／過充電検出ユニット２０は、第１乃至第３の過放電検出回路２１−１，２１−２，２１−３と、第１乃至第３の過充電検出回路２２−１，２２−２，２２−３と、第１および第２の論理ゲートＧ１およびＧ２とから構成されている。第１の論理ゲートＧ１は論理和ゲートであり、第２の論理ゲートＧ２は論理積ゲートである。第１乃至第３の過放電検出回路２１−１〜２１−３はそれぞれ第１乃至第３の単位電池１１−１〜１１−３に並列に接続されている。同様に、第１乃至第３の過充電検出回路２２−１〜２２−３もそれぞれ第１乃至第３の単位電池１１−１〜１１−３に並列に接続されている。第１乃至第３の過放電検出回路２１−１〜２１−３の出力は第１の論理ゲートＧ１を介して第１の制御端子２０−６に接続され、第１乃至第３の過充電検出回路２２−１〜２２−３の出力は第２の論理ゲートＧ２を介して第２の制御端子２０−７に接続されている。
【０００７】
次に、図２および図３を参照して、従来の電池ユニットの動作について説明する。
【０００８】
最初に第１および第２の外部接続端子Ｐ１．Ｐ２間に電子機器などの負荷（図示せず）を接続した場合の動作について説明する。第１乃至第３の過放電検出回路２１−１〜２１−３の各々には、過放電検出電圧として第１の基準電圧が設定されている。第１乃至第３の過放電検出回路２１−１〜２１−３は、それぞれ、第１乃至第３のセル電圧ＶL ，ＶM ，ＶH と第１の基準電圧とを比較し、セル電圧が第１の基準電圧よりも低くなると過放電と判定して、論理ハイレベルの第１乃至第３の過放電検出信号を出力する。これら第１乃至第３の過放電検出信号は第１の論理ゲートＧ１で論理和をとられた後、第１の制御信号として第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートに供給される。第１の制御信号に応答して、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１がオフし、第１および第２の外部接続端子Ｐ１，Ｐ２間に接続された負荷との接続を断として放電を禁止する。なお、第１の基準電圧（過放電検出電圧）は、例えば、満充電時におけるセル電圧の数十パーセント程度に設定される。過放電検出回路２１−１〜２１−３と第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１と第１の論理積ゲートＧ１との組み合わせは過放電防止装置として働く。
【０００９】
次に第１および第２の外部接続端子Ｐ１，Ｐ２間に充電装置（図示せず）を接続した場合の動作について説明する。第１乃至第３の過充電検出回路２２−１〜２２−３の各々には、過充電検出電圧として第２の基準電圧が設定されている。第１乃至第３の過充電検出回路２２−１〜２２−３は、それぞれ、第１乃至第３のセル電圧ＶL ，ＶM ，ＶH と第２の基準電圧とを比較し、セル電圧が第２の基準電圧よりも高くなると過充電と判定して、論理ローレベルの第１乃至第３の過充電検出信号を出力する。これら第１乃至第３の過充電検出信号は第２の論理ゲートＧ２で論理積をとられた後、第２の制御信号として充電制御回路３０を介して第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のゲートに供給される。すなわち、第２の制御信号が論理ローレベルとなると、ｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ６がオンとなるので、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２がオフする。これにより、第１および第２の外部接続端子Ｐ１，Ｐ２間に接続された充電装置との接続を断として充電を禁止する。過充電検出回路２２−１〜２２−３と充電制御回路３０と第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２と第２の論理ゲートＧ２との組み合わせは過充電防止装置として働く。
【００１０】
なお、図示はしないが、過放電検出回路２１−１〜２１−３、過充電検出回路２２−１〜２２−３のいずれも比較回路により構成されている。
【００１１】
図２に示した電池ユニットは、二次電池の過放電状態、過充電状態を検出して放電、充電を禁止するだけである。換言すれば、過放電／過充電検出ユニット２０は過電流保護機能のない集積回路（ＩＣ）で構成されている。このような過電流保護機能のない電池ユニットに過電流保護機能を付加したい場合がある。
【００１２】
図４を参照して、図２に示す電池ユニットに付加される、第１の従来の過電流保護回路について説明する。
【００１３】
図示の過電流保護回路は、抵抗器Ｒ１１、Ｒ１２と、ダイオードＤ１１と、定電流源ＩＯと、比較器ＣＯＭＰとから構成されている。ダイオードＤ１１のアノードは第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のソースに接続され、カソードは定電流源ＩＯを介して接地されている。ダイオードＤ１１に並列に抵抗器Ｒ１１、Ｒ１２の直列回路が接続されている。抵抗器Ｒ１１、Ｒ１２の接続点が比較器ＣＯＭＰの一方の入力端に接続されている。比較器ＣＯＭＰの他方の入力端は第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のドレインに接続され、出力端は第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートに接続されている。
【００１４】
このような構成の過電流保護回路では、ダイオードＤ１１と第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１の電圧降下を比較器ＣＯＭＰで比較して、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のオン／オフを制御している。そして、抵抗器Ｒ１１、Ｒ１２の抵抗値によって電流遮断値を決めている。
【００１５】
次に、図５を参照して、図２に示す電池ユニットに付加される、第２の従来の過電流保護回路について説明する。
【００１６】
図示の過電流保護回路は、抵抗器Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３と、ｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ１１と、ｐチャネル形電界効果トランジスタＦＥＴ１１とから構成されている。ｐチャネル形電界効果トランジスタＦＥＴ１１のソースは第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のソースに接続され、ゲートは過放電／過充電検出ユニット２０の第１の制御端子２０−６（図２）に接続され、ドレインはｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ１１のエミッタに接続されている。ｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ１１のコレクタは第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１に接続されると共に抵抗器Ｒ２３を介して接地されている。抵抗器Ｒ２１は第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のソースとｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ１１のベースに接続されている。抵抗器Ｒ２２はｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ１１のベース−エミッタ間に接続されている。
【００１７】
このような構成の過電流保護回路では、第１および第２の電界効果トランジスタＦＥＴ１およびＦＥＴ２での電圧降下がｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ１１のエミッターコレクタ間電圧（順方向電圧）ＶF より高くなると、ｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ１１をコレクタ電流Ｉc が流れる。これにより、抵抗器Ｒ２３の両端間の電圧が高くなり、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１が遮断（オフ）態となる。なお、ｐチャネル形電界効果トランジスタＦＥＴ１１は、ｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ１１を放電時のみ働かせるために設けられている。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の過電流保護回路では次に述べるような問題点がある。まず、図４に示した第１の従来の過電流保護回路においては、ダイオードＤ１１は、順方向電圧ＶF のバラツキが大きく、また温度に依存して特性が大きく変化してしまう。また、比較器ＣＯＭＰが必要となるので、回路が複雑となる。一方、図５に示した第２の従来の過電流保護回路においては、ｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ１１の順方向電圧ＶF のバラツキが大きく精度が悪い。その結果、任意の電流遮断値を設定することが難しい。
【００１９】
本発明の課題は、構成が簡易でバラツキも小さい過電流保護回路を備えた電池ユニットを提供することにある。
【００２０】
本発明の他の課題は、過電流保護ばかりでなく、過温保護をも可能な過電流／過温保護回路を備えた電池ユニットを提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、二次電池と；該二次電池の過放電／過充電状態を検出し、過放電検出信号を出力するための第１の制御端子と過充電検出信号を出力するための第２の制御端子とを持つ過放電／過充電検出ユニットと；前記過放電検出信号に応答してオフする放電制御スイッチと；前記過充電検出信号に応答してオフする充電制御スイッチとを有する電池ユニットにおいて、前記第１の制御端子と前記充電制御スイッチとに接続され、放電時の過電流を保護する過電流保護回路を備え、該過電流保護回路は、実質的に同一特性をもつ第１および第２のトランジスタから構成されたカレントミラー回路と；前記第１のトランジスタの一方の主電極端子と前記放電制御スイッチの一方の主電極端子との間に接続された第１のダイオードと；該第１のダイオードと実質的に同一特性をもち、前記第２のトランジスタの一方の主電極端子と前記放電制御スイッチの他方の主電極端子に接続された第２のダイオードと；前記第１の制御端子と前記第１のトランジスタの他方の主電極端子との間に接続された第１の抵抗器と；前記第１の制御端子と前記第２のトランジスタおよび前記放電制御スイッチの制御電極端子との間に接続された第２の抵抗器とを有することを特徴とする電池ユニットが得られる。
【００２３】
上記電池ユニットにおいて、放電時の過温を保護するための過温保護回路を更に備えても良いし、前記過充電検出信号に応答して前記充電制御スイッチを制御する充電制御回路と、充電時の過温を保護するための過温保護回路とをさらに備えても良い。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による二次電池監視回路について説明する。
【００２７】
図１を参照すると、本発明の一実施の形態に係る過電流／過温保護回路を備えた電池ユニットは、過電流保護回路４０と、放電側過温保護回路５０と、充電側過温保護回路６０とを備えている点を除いて、図２に示したものと同様の構成を有する。したがって、図２に示したものと同様の機能を有するものには同一の参照符号を付し、説明を簡略化するためにそれらの説明を省略する。
【００２８】
過電流保護回路４０は、第１および第２のバイポーラトランジスタＱ１およびＱ２と、第１および第２のダイオードＤ１およびＤ２と、第１乃至第４の抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を有する。第１のバイポーラトランジスタＱ１はｐｎｐ形であって、そのコレクタは第１の抵抗器Ｒ１を介して過放電／過充電検出ユニット２０の第１の制御端子２０−６に接続されている。同様に、第２のバイポーラトランジスタＱ２もｐｎｐ形であって、そのコレクタは第２の抵抗器Ｒ２を介して過放電／過充電検出ユニット２０の第１の制御端子２０−６に接続されている。第１のバイポーラトランジスタＱ１のエミッタは第１のダイオードＤ１のカソードに接続されている。同様に、第２のバイポーラトランジスタＱ２のエミッタは第２のダイオードＤ２のカソードに接続されている。第１のバイポーラトランジスタＱ１のベースは自己のエミッタと第２のバイポーラトランジスタＱ２のベースとに接続されている。すなわち、第１および第２のバイポーラトランジスタＱ１およびＱ２は第１のカレントミラー回路を構成している。第１のダイオードＤ１のアノードは第３の抵抗器Ｒ３を介して第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のドレインに接続されている。第２のダイオードＤ２のアノードは第４の抵抗器Ｒ４を介して第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のソースに接続されている。
【００２９】
第１および第２のバイポーラトランジスタＱ１およびＱ２は同一パッケージの部品を使用し、同様に、第１および第２のダイオードＤ１およびＤ２も同一パッケージの部品を使用する。すなわち、第１のバイポーラトランジスタＱ１と第２のバイポーラトランジスタＱ２は互いに実質的に等しいトランジスタ特性を持ち、第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２も互いに実質的に等しいダイオード特性を持っている。
【００３０】
放電側過温保護回路５０は第３のバイポーラトランジスタＱ３と第３のダイオードＤ３と第５の抵抗器Ｒ５とから構成されている。第３のバイポーラトランジスタＱ３はｐｎｐ形であって、そのエミッタは第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のソースに接続され、コレクタは第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のゲートに接続されている。第３のダイオードＤ３のアノードは過放電／過充電検出ユニット２０の第１の制御端子２０−６に接続され、カソードは第３のバイポーラトランジスタＱ３のベースに接続されている。第５の抵抗器Ｒ５は第３のバイポーラトランジスタＱ３のベース−エミッタ間に接続されている。第３のダイオードＤ３は第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１と熱的に結合、すなわち、サーモカップルされている。
【００３１】
充電側過温保護回路６０は前述した充電制御回路３０と共に使用され、第４および第５のバイポーラトランジスタＱ４およびＱ５と、第４および第５のダイオードＤ４およびＤ５と、第６の抵抗器Ｒ６とから構成されている。第４のバイポーラトランジスタＱ４はｎｐｎ形であって、そのエミッタは接地され、コレクタは過放電／過充電検出ユニット２０の第２の制御端子２０−７に接続され、ベースは第６の抵抗器Ｒ６を介して接地されている。第５のバイポーラトランジスタＱ５はｐｎｐ形であって、そのエミッタは第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のソースに接続され、ベースは充電制御回路３０を構成するｐｎｐ形バイポーラトランジスタＱ６のベースに接続されている。第４のダイオードＤ４のアノードは第４のバイポーラトランジスタＱ４のベースに接続され、カソードは第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のソースに接続されている。第５のダイオードＤ５のアノードは第４のバイポーラトランジスタＱ４のベースに接続され、カソードは第５のバイポーラトランジスタＱ５のコレクタに接続されている。第４および第５のダイオードＤ４およびＤ５は第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２と熱的に結合、すなわち、サーモカップルされている。なお、第５のバイポーラトランジスタＱ５と第５のダイオードＤ５とは温度ヒステリシスを持たせるために設けられている。
【００３２】
次に、図１を参照して、本実施の形態に係る過電流／過温保護回路の動作について説明する。最初に、過電流保護回路４０の動作について説明する。
【００３３】
第１および第２の外部接続端子Ｐ１，Ｐ２間に電子機器などの負荷（図示せず）を接続したとする。ここでは、二次電池１１−１〜１１−３は過放電の状態ではなく、したがって過放電／過充電検出ユニット２０の第１の制御端子２０−６は論理ローレベルであるとする。
【００３４】
この状態において、本電池ユニットから負荷への放電電流が増加したとする。その結果、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のソース−ドレイン間の電圧降下が増加するので、第２のバイポーラトランジスタＱ２のエミッタ−ベース間の電圧も増加する。第２のバイポーラトランジスタＱ２は第１のバイポーラトランジスタＱ１と共にカレントミラー回路を構成しているので、この第２のバイポーラトランジスタＱ２のエミッタ−ベース間の電圧の増加に伴って、第２のバイポーラトランジスタＱ２のベース電流も増加する。これにより、第２のバイポーラトランジスタＱ２のコレクタ電流が増加する。このコレクタ電流の増加に伴って、第２の抵抗器Ｒ２の両端間の電圧が増加する。これにより、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１に対するゲート電圧が上昇し、そのゲート電圧が第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のカットオフ電圧ＶGSに近付く。これにより、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のオン抵抗が大きくなり、第１のバイポーラトランジスタＱ１を流れる電流が減少する。したがって、第２のバイポーラトランジスタＱ２のコレクタ電流の増加、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１に対するゲート電圧の上昇、および第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のオン抵抗の増大のループを繰り返し、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１はオフ状態となる。
【００３５】
次に、放電側過温保護回路５０の動作について説明する。第１および第２の外部接続端子Ｐ１，Ｐ２間に電子機器などの負荷（図示せず）を接続したとする。ここでは、二次電池１１−１〜１１−３は過放電の状態ではなく、したがって過放電／過充電検出ユニット２０の第１の制御端子２０−６は論理ローレベルであるとする。この状態において、過負荷により、第１の電界効果トンラジスタＦＥＴ１が発熱したとする。第３のダイオードＤ３は第１の電界効果トンラジスタＦＥＴ１とサーモカップルされているので、第３のダイオードＤ３の逆方向リーク電流が増加する。これにより、第３のバイポーラトランジスタＱ３のコレクタ電流が増加し、第１の電界効果トンラジスタＦＥＴ１がオフ状態となる。したがって、本電池ユニットから負荷への放電が停止される。
【００３６】
次に、充電側過温保護回路６０の動作について説明する。第１および第２の外部接続端子Ｐ１，Ｐ２間に充電装置が接続されている。ここでは、二次電池１１−１〜１１−３は過充電の状態ではなく、したがって過放電／過充電検出ユニット２０の第２の制御端子２０−７は論理ハイレベルであるとする。この状態において、過負荷により、第２の電界効果トンラジスタＦＥＴ２が発熱したとする。第４および第５のダイオードＤ４およびＤ５は第２の電界効果トンラジスタＦＥＴ２とサーモカップルされていので、第４および第５のダイオードＤ４およびＤ５の逆方向リーク電流が増加する。これにより、第４のバイポーラトランジスタＱ４を流れるベース電流が増加し、そのコレクタ電流も増加する。したがって、第５および第６のバイポーラトランジスタＱ５およびＱ６がオン状態となる。そして、第５のダイオードＤ５のリーク電流が第４のバイポーラトランジスタＱ４のベース電流に加算される。これにより、第６のバイポーラトランジスタＱ６がよりオンする方向へ遷移し、第２の電界効果トンラジスタＦＥＴ２がオフ状態となる。したがって、充電装置から本電池ユニットへの充電が停止される。
【００３７】
上述したように、過電流保護回路４０は、放電制御スイッチとして動作する第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１の一対の主電極端子であるソースおよびドレインに対して対称で実質的に同一特性をもつ一対の回路からなる。したがって、特性のバラツキを小さくすることができ、温度特性等の問題を実質的になくすことができる。その結果、任意の電流遮断値を容易に設定することができる。さらに、第１の電界効果トランジスタ（放電制御スイッチ）ＦＥＴ１にサーモカップルされた放電側過温保護回路５０と第２の電界効果トランジスタ（充電制御スイッチ）ＦＥＴ２にサーモカップルされた充電側過温保護回路６０とを設けることにより、放電時および充電時の過温を保護することもできる。
【００３８】
本発明は上述した実施例に限定せず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更・変形が可能である。たとえば、単位電池の個数は１個や２個でも４個以上でも良い。また、本発明が適用される単位電池は、リチウムイオン電池に限らず、過放電及び過充電からの保護を必要とする充電可能な電池全般に適用可能であることはいうまでもない。さらに、上述した実施例では、過電流保護回路４０、放電側過温保護回路５０、および充電側過温保護回路６０の３つの回路を備えているが、これら３つの回路内の１つだけまたは２つを組み合わせたものでも良い。
【００３９】
【発明の効果】
本発明による電池ユニットは、放電制御スイッチの一対の主電極端子に対して、対称で実質的に同一特性の一対の回路からなる過電流保護回路を付加したので、バラツキを小さくすることができ、温度特性等の問題も実質的になくすことができる。その結果、任意の電流遮断値を容易に設定することができる。また、放電制御スイッチにサーモカップルされた過温保護回路を付加することにより、放電時の過温を保護することもできる。さらに、充電制御スイッチにサーモカップルされた過温保護回路を付加することにより、充電時の過温を保護することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による過電流／過温保護回路を備えた電池ユニットを示すブロック図である。
【図２】従来の電池ユニットを示すブロック図である。
【図３】図２に示した電池ユニットに使用される過放電／過充電検出ユニットを示すブロック図である。
【図４】第１の従来の過電流保護回路を示すブロック図である。
【図５】第２の従来の過電流保護回路を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１−１，１１−２，１１−３    単位電池（リチウムイオン電池）
２０    過放電／過充電検出ユニット
３０    充電制御回路
４０    過電流保護回路
５０    放電側過温保護回路
６０    充電側過温保護回路
ＦＥＴ１    電界効果トランジスタ（放電制御スイッチ）
ＦＥＴ２    電界効果トランジスタ（充電制御スイッチ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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