(57)【要約】【課題】バッテリーパックのショート防止及び遊休電力を節減するためのバッテリーパックを提供する。【解決手段】本発明によるバッテリーパックは、再充電可能なバッテリー、前記バッテリーの充／放電時に前記バッテリーを保護する動作をする保護回路、及び前記保護回路の電源をオン／オフさせるスイッチング手段を含めて形成される。また、本発明による他のバッテリーパックは、再充電可能なバッテリー、前記バッテリーの充／放電時に前記バッテリーを保護する動作をする保護回路、及び前記保護回路の電源がオン／オフされるように構成された電気配線を含めて形成される。【選択図】図１ａ
2009112192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再充電可能な１つ以上のバッテリーと、
前記バッテリーの陽極大電流経路と電気的に繋がれた陽極充放電端子（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ／ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、
前記バッテリーの陰極大電流経路と電気的に繋がれた陰極充放電端子（ｎａｇａｔｉｖｅ ｃｈａｒｇｉｎｇ／ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｔｅｒｍｉｎａｌ）と、
前記陽極充／放電端子または陰極充／放電端子と前記バッテリーが電気的に繋がれた大電流経路に電気的に繋がれた充／放電スイッチング素子（ｃｈａｒｇｉｎｇ／ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）と、
前記バッテリーの陽／陰極と電気的に繋がれて電力（ｐｏｗｅｒ）が供給される陽／陰極電源端子を備え、前記充／放電スイッチング素子と電気的に繋がれて前記バッテリーの充／放電状態に応じて前記充／放電スイッチング素子をオン／オフさせる保護回路部（ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｐａｒｔ）と、
前記保護回路部の陽／陰極電源端子が前記バッテリーの陽／陰極と電気的に繋がれた経路間に電気的に繋がれたスイッチング手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）と、
前記バッテリーが充／放電するとき、充電器または負荷と電気的に接続され、前記スイッチング手段と電気的に繋がれた補助端子 （ａｄｄｅｄ ｔｅｒｍｉｎａｌ）と
を含むことを特徴とするバッテリーパック。
【請求項２】
前記スイッチング手段は、スイッチング素子（ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）を含めて形成され、前記スイッチング素子は前記補助端子と電気的に接続された充電器（ｃｈａｒｇｅｒ）または負荷（ｌｏａｄ）のオンまたはオフ信号によって前記他の１つの電源端子を電気的に連結させることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記スイッチング素子は、Ｐチャネル型電界効果トランジスタまたはＮチャネル型電界効果トランジスタで形成されたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリーパック。
【請求項４】
前記電界トランジスタで形成されたスイッチング素子のゲートと補助端子間を電気的に連結させる第１バッファ抵抗（ｆｉｒｓｔ ｂｕｆｆｅｒ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）が形成されたことを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項５】
前記電界トランジスタで形成されたスイッチング素子のソースと陽極充放電端子間には第２バッファ抵抗（ｓｅｃｏｎｄ ｂｕｆｆｅｒ ｒｅｓｉｓｔｏｒ）が形成されたことを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項６】
前記電界トランジスタで形成された前記スイッチング素子のソースとドレーンに電気的に繋がれた電流遮断用ダイオード（ｄｉｏｄｅ ｆｏｒ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ａ ｃｕｒｒｅｎｔ）が形成されたことを特徴とする請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記充／放電スイッチング素子は、充電用電界効果トランジスタ（ｃｈａｒｇｉｎｇ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と放電用電界効果トランジスタ（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に分けられて形成され、前記充電用電界効果トランジスタのソース及びドレーンには放電経路遮断用寄生ダイオード（ｐａｒａｓｉｔｉｓｍ ｄｉｏｄｅ ｆｏｒ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ａ ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇ ｐａｔｈ）が並列で繋がれ、前記放電用電界効果トランジスタのソース及びドレーンには充電経路遮断用寄生ダイオード（ｐａｒａｓｉｔｉｓｍ ｄｉｏｄｅ ｆｏｒ ｂｌｏｃｋｉｎｇ ａ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｐａｔｈ）が並列で繋がれたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項８】
前記陽極電源端子と陰極電源端子を電気的に連結させる第１コンデンサ（ｆｉｒｓｔ ｃｏｎｄｅｎｓｏｒ）がさらに形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項９】
前記充／放電スイッチング素子の大電流経路に電気的に繋がれ、前記充／放電スイッチング素子のオン／オフ動作によって発生するインパルス電流を吸収するインパルス電流吸収用コンデンサ（ｃｏｎｄｅｎｓｏｒ ｆｏｒ ａｂｓｏｒｂｉｎｇ ａ ｉｍｐｕｌｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１０】
前記陽極充／放電端子と陰極充／放電端子を電気的に連結させる第２コンデンサ（ｓｅｃｏｎｄ ｃｏｎｄｅｎｓｏｒ）をさらに含めて形成されたことを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１１】
再充電可能な１つ以上のバッテリーと、
前記バッテリーの陽極大電流経路と電気的に繋がれた陽極充放電端子と、
前記バッテリーの陰極大電流経路と電気的に繋がれた陰極充放電端子と、
前記陽極充／放電端子または陰極充／放電端子と前記バッテリーが電気的に繋がれた大電流経路に電気的に繋がれた充／放電スイッチング素子と、
前記バッテリーの陽／陰極から電力が供給される陽／陰極電源端子を備え、前記陽／陰極電源端子のうちいずれか１つの電源端子が前記バッテリーと電気的に繋がれ、前記充／放電スイッチング素子と電気的に繋がれて前記バッテリーの充／放電状態に応じて前記充／放電スイッチング素子をオン／オフさせる保護回路部と、
前記バッテリーが充／放電するとき、充電器または負荷と電気的に接続され、前記陽／陰極電源端子のうちいずれか１つの電源端子は前記バッテリーと電気的に繋がれ、他の電源端子が前記バッテリーと電気的に繋がれて前記バッテリーに電源を印加する補助端子と
を含むことを特徴とするバッテリーパック。
【請求項１２】
前記充／放電スイッチング素子は、充電用電界効果トランジスタと放電用電界効果トランジスタに分けられて形成され、前記充電用電界効果トランジスタのソースとドレーンには放電経路遮断用寄生ダイオードが並列で繋がれ、前記放電用電界効果トランジスタのソースとドレーンには充電経路遮断用寄生ダイオードが並列で繋がれたことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
【請求項１３】
前記充／放電スイッチング素子の大電流経路に電気的に繋がれ、前記充／放電スイッチング素子のオン／オフ動作によって発生するインパルス電流を吸収するインパルス電流吸収用コンデンサが形成されたことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
【請求項１４】
前記陽極電源端子と陰極電源端子を電気的に連結させる第１コンデンサをさらに含めて形成されたことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
【請求項１５】
前記陰極充／放電端子と前記陽極充／放電端子を電気的に連結させる第２コンデンサをさらに含めて形成されたことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
【請求項１６】
前記陽極電源端子または前記陰極電源端子のうちいずれか１つの電源端子と前記補助端子を電気的に連結させるバッファ抵抗が形成されたことを特徴とする請求項１１に記載のバッテリーパック。
【請求項１７】
再充電可能な１つ以上のバッテリーと、
前記バッテリーの陽極大電流経路と電気的に繋がれた陽極充放電端子と、
前記バッテリーの陰極大電流経路と電気的に繋がれた陰極充放電端子と、
前記陽極充／放電端子または陰極充／放電端子と前記バッテリーが電気的に繋がれた大電流経路に電気的に繋がれた充／放電スイッチング素子と、
前記バッテリーの陽／陰極から電力が供給される陽／陰極電源端子を備え、前記充／放電スイッチング素子と電気的に繋がれて前記バッテリーの充／放電状態に応じて前記充／放電スイッチング素子をオン／オフさせる保護回路部と、
前記バッテリーが充／放電するとき、充電器または負荷と電気的に接続され、前記陽極電源端子と電気的に繋がれた第１補助端子と、
前記バッテリーが充／放電するとき、充電器または負荷と電気的に接続され、前記陰極電源端子と電気的に繋がれた第２補助端子と
を含むことを特徴とするバッテリーパック。
【請求項１８】
前記充／放電スイッチング素子は、充電用電界効果トランジスタと放電用電界効果トランジスタに分けられて形成され、前記充電用電界効果トランジスタのソースとドレーンには放電経路遮断用寄生ダイオードが並列で繋がれ、前記放電用電界効果トランジスタのソースとドレーンには充電経路遮断用寄生ダイオードが並列で繋がれたことを特徴とする請求項１７に記載のバッテリーパック。
【請求項１９】
前記充／放電スイッチング素子の大電流経路に電気的に繋がれ、前記充／放電スイッチング素子のオン／オフ動作によって発生するインパルス電流を吸収するインパルス電流吸収用コンデンサが形成されたことを特徴とする請求項１７に記載のバッテリーパック。
【請求項２０】
前記陽極電源端子と前記陰極電源端子を電気的に連結させる第１コンデンサをさらに含めて形成されたことを特徴とする請求項１７に記載のバッテリーパック。
【請求項２１】
前記陰極充／放電端子と陽極充／放電端子を電気的に連結させる第２コンデンサをさらに含めて形成されたことを特徴とする請求項１７に記載のバッテリーパック。
【請求項２２】
前記陽極電源端子または前記陰極電源端子のうちいずれか１つの電源端子と前記補助端子を電気的に連結させるバッファ抵抗が形成されたことを特徴とする請求項１７に記載のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパックに関し、より詳しくは、バッテリーパックのショート防止及び遊休電力を節減するためのバッテリーパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノートパソコン、キャムコーダなどのコンパクトで軽量化された携帯用電気／電子装置が活発に開発及び生産されている。よって、携帯用電気／電子装置は電源がない場所でも作動できるように電池パックを内蔵している。前記電池パックは、経済的な側面を考慮して近年には充放電が可能な電池を採用している。代表的な電池には、ニッケル−カドミウム（Ｎｉ−Ｃｄ）電池、ニッケル−水素（Ｎｉ−ＭＨ）電池、リチウム（Ｌｉ）電池、及びリチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）二次電池などがある。特に、リチウムイオン二次電池は、携帯用電子装備電源で多く使われているニッケル−カドミウム電池や、ニッケル−水素電池より作動電圧が約３倍も高い。また、単位重量当たりエネルギー密度が高いという面で広く使われている。
【０００３】
このようなリチウムイオン電池は、主に陽極活物質としてリチウム系酸化物、陰極活物質としては炭素材を使っている。一般には、電解質の種類によって液体電解質電池と、高分子電解質電池に分類され、液体電解質を使う電池をリチウムイオン電池と言い、高分子電解質を使う電池をリチウムポリマー電池と言う。また、リチウムイオン電池はさまざまな形状で製造されているが、代表的な形状としては円筒型、角型形、パウチ型が挙げられる。
【０００４】
このような形状を有するリチウムイオン電池は、保護回路が付着されて電池の充電と放電を選択したり、電池が過充電されたり過電流が流れたとき、電力を遮断して電池を保護する。よって、このようなリチウムイオン電池は、保護回路と共に一体型パックで形成され、充電器と接続されて充電を行ったり負荷である携帯用電子製品に接続されて放電を行う。
【０００５】
このとき、保護回路は充電器または負荷に接続される陽極端子及び陰極端子を備えることになるが、このような陽／陰極端子がクリップや導電体によってショートされると、リチウムイオン電池が劣化したり保護回路の異常動作を起こす問題が発生する。
【０００６】
また、保護回路は、リチウムイオン電池と共に一体型で形成されてパック型で使うことになるが、リチウムイオン電池が充電器または負荷と接続されなかったときにも、保護回路はリチウムイオン電池から電力を供給されて保護機能を果たすことで、リチウムイオン電池の電力を継続的に消費する問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記の問題を解決するための本発明の技術的課題は、充電器または負荷である携帯用電子製品と電気的に接続される陽／陰極端子が相互ショートされないようにすることを目的とする。
【０００８】
また、バッテリーパックが充電器または負荷に接続されなかったとき、保護回路がバッテリーの電力を消耗させないことを目的とする。
【０００９】
また、上記の目的を果たすと同時に安定的なバッテリーパックの提供にその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の問題を解決するための本発明のバッテリーパックは、再充電可能な１つ以上のバッテリーと、前記バッテリーの陽極大電流経路と電気的に繋がれた陽極充放電端子と、前記バッテリーの陰極大電流経路と電気的に繋がれた陰極充放電端子と、前記陽極充／放電端子または陰極充／放電端子と前記バッテリーが電気的に繋がれた大電流経路に電気的に繋がれた充／放電スイッチング素子と、前記バッテリーの陽／陰極と電気的に繋がれて電力が供給される陽／陰極電源端子を備え、前記充／放電スイッチング素子と電気的に繋がれて前記バッテリーの充／放電状態に応じて前記充／放電スイッチング素子をオン／オフさせる保護回路部と、前記保護回路部の陽／陰極電源端子が前記バッテリーの陽／陰極と電気的に繋がれた経路間に電気的に繋がれたスイッチング手段と、前記バッテリーが充／放電するとき、充電器または負荷と電気的に接続され、前記スイッチング手段と電気的に繋がれた補助端子と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
一方、本発明の他のバッテリーパックは、再充電可能な１つ以上のバッテリーと、前記バッテリーの陽極大電流経路と電気的に繋がれた陽極充放電端子と、前記バッテリーの陰極大電流経路と電気的に繋がれた陰極充放電端子と、前記陽極充／放電端子または陰極充／放電端子と前記バッテリーが電気的に繋がれた大電流経路に電気的に繋がれた充／放電スイッチング素子と、前記バッテリーの陽／陰極から電力が供給される陽／陰極電源端子を備え、前記陽／陰極電源端子のうちいずれか１つの電源端子が前記バッテリーと電気的に繋がれ、前記充／放電スイッチング素子と電気的に繋がれて前記バッテリーの充／放電状態に応じて前記充／放電スイッチング素子をオン／オフさせる保護回路部と、前記バッテリーが充／放電するとき、充電器または負荷と電気的に接続され、前記陽／陰極電源端子のうちいずれか１つの電源端子は前記バッテリーと電気的に繋がれ、他の電源端子が前記バッテリーと電気的に繋がれて前記バッテリーに電源を印加する補助端子と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のさらに他のバッテリーパックは、再充電可能な１つ以上のバッテリーと、前記バッテリーの陽極大電流経路と電気的に繋がれた陽極充放電端子と、前記バッテリーの陰極大電流経路と電気的に繋がれた陰極充放電端子と、前記陽極充／放電端子または陰極充／放電端子と前記バッテリーが電気的に繋がれた大電流経路に電気的に繋がれた充／放電スイッチング素子と、前記バッテリーの陽／陰極から電力が供給される陽／陰極電源端子を備え、前記充／放電スイッチング素子と電気的に繋がれて前記バッテリーの充／放電状態に応じて前記充／放電スイッチング素子をオン／オフさせる保護回路部と、前記バッテリーが充／放電するとき、充電器または負荷と電気的に接続され、前記陽極電源端子と電気的に繋がれた第１補助端子と、前記バッテリーが充／放電するとき、充電器または負荷と電気的に接続され、前記陰極電源端子と電気的に繋がれた第２補助端子と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のバッテリーパックは、充電器または負荷である携帯用電子製品と電気的に接続されなかったとき、陽／陰極充／放電端子を相互ショートさせない効果がある。
【００１４】
また、バッテリーパックが充電器または負荷に接続されなかったとき、保護回路がバッテリーの電力を消耗させない効果もある。
【００１５】
また、上記の効果を果たすと同時にバッテリーパックを安全に作動させる効果がある。
【００１６】
以上の効果は、本発明の要旨を逸脱しないように簡潔に述べたものであり、以下の本発明の詳細な説明で、本発明の特徴と対応する効果をさらに詳しく述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付された図面を参照して本発明による実施例を詳しく説明する。以下で説明されるすべての実施例は本発明のバッテリーパックと接続される充電器または携帯用電子製品の負荷に対して例を挙げて説明している。このとき、充電器及び携帯用電子製品の負荷は、バッテリーパックと接続されるターミナル端子を備え、このターミナル端子はバッテリーパックの構造によって、変更できることを前提にして説明する。
【００１８】
図１ａを参照すれば、本発明のバッテリーパック１００は、バッテリー１０、陽極充／放電端子２０、陰極充／放電端子３０、充／放電スイッチング素子４０、保護回路部５０、スイッチング手段６０、及び補助端子７０を含めて形成される。
【００１９】
バッテリー１０は再充電可能であり、１つ以上で形成されることができる。また、バッテリー１０はリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池でもよい。
【００２０】
陽極充／放電端子２０は、バッテリー１０の陰極大電流経路と電気的に繋がれる。このような、陽極充／放電端子２０は充電器２００ａまたは負荷２００ｂの陽極と電気的に繋げることができる。
【００２１】
陰極充／放電端子３０は、バッテリー１０の陽極大電流経路と電気的に繋がれる。このような、陰極充／放電端子３０は充電器または負荷２００ａ、２００ｂの陰極または接地部と電気的に繋げることができる。
【００２２】
充／放電スイッチング素子４０は、陽極充／放電端子２０または陰極充／放電端子３０とバッテリー１０が電気的に繋がれた大電流経路に電気的に繋がれる。このような、充／放電スイッチング素子４０は、電界効果トランジスタまたはトランジスタ等のスイッチング役割を果たす電気素子で形成されることができる。また、充／放電スイッチング素子４０は、電流の方向を充電方向に流す充電スイッチング素子と、電流の方向を放電方向のみに流す放電スイッチング素子に分けられて形成されることができる。すなわち、図１ａに示された充／放電スイッチング素子４０は、理解を助けるための形態であって、１つ以上で形成されることができる。
【００２３】
保護回路部５０は、バッテリー１０の陽／陰極から電力が供給される陽極電源端子５１及び陰極電源端子５２を備え、バッテリー１０の陽／陰極及び充／放電スイッチング素子４０と電気的に繋がれてバッテリー１０の充／放電状態に応じて充／放電スイッチング素子４０をオン／オフさせる。このような保護回路部５０は、充電器２００ａまたは負荷２００ｂが陽／陰極充／放電端子２０、３０と電気的に接続して充放電を行うとき、保護回路部５０の過電流感知部５３で過電流を検出して充／放電スイッチング素子４０をオフさせることで、バッテリー１０の過熱及び爆発を防止することができる。このとき、保護回路部５０の過電流感知部５３は、バッテリー１０の大電流経路とバッファ抵抗８４によって電気的に繋げることができるが、このバッファ抵抗８４はインパルス電流を緩衝させる役割を果たす。このような保護回路部５０は、バッテリー１０の電圧検出及び電流検出等のための機能部等をさらに備えることができるが、本発明で保護回路部５０の付加機能は限定されない。
【００２４】
スイッチング手段６０は、保護回路部５０の陽／陰極電源端子５１、５２がバッテリー１０の陽／陰極と電気的に繋がれた経路間に電気的に繋げることができる。図１ａにおいては、陰極電源端子５２とバッテリー１０の陰極が電気的に繋がれた状態で陽極電源端子５１とバッテリー１０の陽極が電気的に繋がれる経路の間にスイッチング手段６０が形成された。このとき、スイッチング手段６０は、保護回路部５０の陰極電源端子５２とバッテリー１０の陰極が電気的に繋がれた経路の間にも形成されることができる。保護回路部５０の陽極電源端子５１とバッテリー１０の陽極が電気的に繋がれた状態で保護回路部５０の陰極電源端子５２とバッテリー１０の陰極を電気的に連結させることもできる。このようなスイッチング手段６０は、トランジスタや電界効果トランジスタ等のスイッチング役割を果たす電気素子で形成されることができ、補助端子７０から入力された信号によってオンされる。それによって、保護回路部５０の陽極電源端子５１または陰極電源端子５２をバッテリー１０の陽極または陰極と電気的に連結して保護回路部５０を動作させることができる。
【００２５】
補助端子７０は、充電器２００ａまたは負荷２００ｂと電気的に接続され、スイッチング手段６０と電気的に繋がれる。このような補助端子７０が陽／陰極充／放電端子２０、３０とともに充電器２００ａまたは負荷２００ｂの他の接続端子２０ａ、３０ａ、７０ａと電気的に繋がれたとき、充電器２００ａまたは負荷２００ｂから出力された信号が補助端子７０を通じてスイッチング手段６０に供給され、スイッチング手段６０はバッテリー１０の陽極と保護回路部５０の陽極電源端子５１を連結して保護回路部５０に電力を供給することができる。
【００２６】
前述したような本発明のバッテリーパック１００は、保護回路部５０の陽極または陰極電源端子５２のうちいずれか１つの電源端子をバッテリー１０の陽極または陰極に電気的に連結させるスイッチング手段６０によって保護回路部５０に電力を供給したり中止させることができる。このとき、スイッチング手段６０は補助端子７０と電気的に繋がれるが、補助端子７０が充電器２００ａまたは負荷２００ｂのターミナル端子と繋がれるとき、充電器２００ａまたは負荷２００ｂに入力された信号に応じてスイッチング手段６０を作動させてバッテリー１０の陽極と保護回路部５０の陽極電源端子５１を電気的に連結させることができる。よって、スイッチング手段６０はバッテリー１０から保護回路部５０に電力を供給するようになり、これによって保護回路部５０は動作を開始する。また、充電器２００ａまたは負荷２００ｂのターミナル端子２０ａ、７０ａ、３０ａとバッテリーパック１００が接続されなかったときには、保護回路部５０がバッテリー１０から電力が供給されないため、保護回路部５０がバッテリー１０の電力を消耗することを防止することができる。また、陽／陰極充／放電端子２０、３０がショートされたとき、保護回路部５０が充／放電機能を担わないため、充／放電スイッチング素子４０がオフされている。よって、バッテリー１０はショートされなくなる。
【００２７】
図１ｂを参照すれば、本発明の他の実施例によるバッテリーパック１００は、バッテリー１０、陽極充／放電端子２０、陰極充／放電端子３０、充／放電スイッチング素子４０、保護回路部５０、スイッチング素子６１、及び補助端子７０を含めて形成される。本実施例においては、バッテリー１０、陽極充／放電端子２０、陰極充／放電端子３０は前述した実施例と同じ構成と結合関係を有しているため、重複される説明は省く。
【００２８】
まず、前述したスイッチング手段は、スイッチング素子６１を含めて形成されることができ、補助端子７０と電気的に接続された充電器２００ａまたは負荷２００ｂに出力されたオンまたはオフ信号によってスイッチング素子６１をオンさせることで、陽極電源端子５１とバッテリー１０の陽極を電気的に連結させることができる。このようなスイッチング素子６１は、トランジスタや電界効果トランジスタで形成されることができるが、これらのスイッチング素子６１は半導体型スイッチング素子であるため、補助端子から入って来る小信号電圧または小信号電流によって非常に速い回答速度でオンまたはオフされてスイッチ役割を果たす。
【００２９】
このとき、スイッチング素子６１は電界効果トランジスタで形成されることができ、Ｐチャネル型電界効果トランジスタまたはＮチャネル型電界効果トランジスタで形成されることができる。スイッチング素子６１が電界効果トランジスタで形成されたときの動作をみると、ゲート端が繋がれた補助端子７０とソース端が電気的に繋がれた陽極充／放電端子２０に印加される電圧を変化させてスイッチング素子６１にオンさせることで、保護回路部５０に電力を供給することができる。
【００３０】
また、電界トランジスタで形成されたスイッチング素子６１のゲートと補助端子７０間を電気的に連結させる第１バッファ抵抗６２が形成されることができる。このような第１バッファ抵抗６２は、バッテリーパック１００に充電器２００ａまたは負荷２００ｂが接続されて陽極充放電端子２０と補助端子７０をショートさせるとき、ゲートとソース間の電圧差を形成して電界効果トランジスタをオンさせることができる。
【００３１】
また、電界トランジスタで形成されたスイッチング素子６１のソースと陽極充放電端子２０間には第２バッファ抵抗６３が形成されることができる。このような第２バッファ抵抗６３も、バッテリーパック１００に充電器２００ａまたは負荷２００ｂが接続されて陽極充放電端子２０と補助端子７０をショートさせるとき、ゲートとソース間の電圧のためを形成して電界効果トランジスタをオンさせる。また、第２バッファ抵抗６３は、保護回路部５０の作動電圧を合わせる役割を果たすことができる。
【００３２】
また、スイッチング素子６１が電界効果トランジスタで形成されたとき、ソース端とドレーン端に並列で繋がれた電流遮断用ダイオード６１ａが形成されてバッテリー１０から流入される電流を遮断することができる。このとき、電流遮断用ダイオード６１ａはバッテリー１０から流入される電流を遮断させるため、示されたように、バッテリー１０の電流流入方向を逆にして接続されることができる。
【００３３】
一方、充／放電スイッチング素子４０は、充電用電界効果トランジスタ４２と放電用電界効果トランジスタ４１に分けられて形成されることができる。このとき、充電用電界効果トランジスタ４２のソース及びドレーンには、放電経路遮断用寄生ダイオード４２ａが並列で繋がれることができる。また、放電用電界効果トランジスタ４１のソース及びドレーンには、充電経路遮断用寄生ダイオード４１ａが並列で繋がれることができる。このとき、放電経路遮断用寄生ダイオード４１ａは、充電時に放電経路に流れる電流を遮断するため、放電経路に流れる電流の逆方向に接続されることができ、充電経路遮断用寄生ダイオード４１ｂは放電時に充電経路に流れる電流を遮断するため、充電経路に流れる電流の逆方向に接続されることができる。この部分で充電経路と放電経路は互いに逆方向であるため、バッテリー１０の極性が変わると、相互逆になることもできる。図１ｂでは時計回り方向が放電経路であり、反時計回り方向が充電経路である。一方、このような充電用電界効果トランジスタ４２及び放電用電界効果トランジスタ４１を制御する保護回路部５０は、陽極電源端子５１及び陰極電源端子５２がバッテリー１０の陽極及び陰極に電気的に繋がれ、バッテリー１０の電圧を測定して充電用電界効果トランジスタ４２及び放電用電界効果トランジスタ４１を制御するようになる。このとき、充電器２００ａが陽極充／放電端子２０と陰極充／放電端子３０に電気的に繋がれると、保護回路部５０は充電器２００ａの初期充電電圧を感知して充電スイッチング素子４２をオンさせることでバッテリー１０を充電させ、負荷２００が陽極充／放電端子２０と陰極充／放電端子３０に電気的に繋がれると、放電スイッチング素子４１をオンさせてバッテリー１０を放電させる。
【００３４】
また、陽極電源端子５１と陰極電源端子５２を電気的に連結させる第１コンデンサ５３がさらに形成されることができる。このような第１コンデンサ５３は、外部からの静電気の流入やインパルス電圧またはインパルス電流を減殺させて保護回路部５０を保護するようになる。また、補助端子７０と陰極充／放電端子３０に充電器２００ａまたは負荷２００ｂのターミナル端子７０ａ、３０ａが接続されたときに発生するインパルス電圧及びインパルス電流を吸収することができる。
【００３５】
また、充／放電スイッチング素子４０には、充／放電スイッチング素子４０のオン／オフ動作によって発生する瞬間的なインパルス電流を吸収するインパルス電流吸収用コンデンサ４３が形成されることができる。
【００３６】
また、陽極充／放電端子２０ａと陰極充／放電端子３０ａを電気的に連結させる第２コンデンサ１１をさらに含めて形成されることができる。このような第２コンデンサ１１は、充電器２００ａまたは負荷２００ｂのターミナル端子２０ａ、３０ａが陽極充放電端子２０と陰極充放電端子３０に電気的に接続されるときに発生するインパルス電圧及びインパルス電流を吸収することができる。
【００３７】
図２を参照して本発明のさらに他の実施例を説明すれば、本発明のバッテリーパック１００は、バッテリー１０、陽極充／放電端子２０、陰極充／放電端子３０、保護回路部５０、及び補助端子７０を含めて形成される。実施例を説明する前に、バッテリー１０、陽極充／放電端子２０、陰極充／放電端子３０、及び充／放電スイッチング素子４０はその構成及び結合関係が前述した実施例の内容と同じであるため、この部分で重複される説明は省くことにする。
【００３８】
保護回路部５０は、前述した実施例とその構成及び機能が同じでもよい。しかし、その結合関係を見れば、バッテリー１０の陽／陰極から電力が供給される陽／陰極電源端子５１、５２のうちいずれか１つの電源端子がバッテリー１０と電気的に繋がれ、他の電源端子は補助端子７０と電気的に繋がれることができる。図３では陰極電源端子５２がバッテリー１０の陰極と電気的に繋がれており、陽極電源端子５１は補助端子７０と電気的に繋がれている。よって、図３には示していないが、陰極電源端子５２が補助端子７０と電気的に繋がれて陽極電源端子５２がバッテリー１０の陽極と電気的に繋がれることもできる。このような連結関係を有したバッテリーパック１００に充電器２００ａまたは負荷２００ｂのターミナル端子２０ａ、７０ａがバッテリーパック１００の補助端子７０と陽極充／放電端子２０をショートさせるように接続される。すると、保護回路部５０は電源が供給されて作動をするようになり、充／放電スイッチング素子４０を制御する。よって、補助端子７０と陽極充／放電端子２０をショートさせる充電器２００ａまたは負荷２００ｂのターミナル端子２０ａ、７０ａが接続されなければ、保護回路部５０は電力が供給されないため、充／放電スイッチング素子４０を切ることになる。この結果、陽／陰極充／放電端子２０、３０の２つの端子がショートされてもバッテリー１０は何ら異常もない。また、保護回路部５０はバッテリー１０から電力が供給されないため、バッテリー１０は電力を消費しなくなる。よって、バッテリー１０が充電器または負荷に接続されない状態で長期間放置されても、保護回路部５０が電力を消費せずバッテリー１０が満放電されるまでかかる時間が非常に長くなる。
【００３９】
このとき、陽極電源端子５１と陰極電源端子５２を電気的に連結させる第１コンデンサ５３をさらに含めて形成されることができる。このような第１コンデンサ５３は、陽極電源端子５１と陰極電源端子５２間に流入されるサージ電圧やインパルス電流を吸収する役割をし、陽極充／放電端子５１と補助端子７０に流入されるノイズを除去させて保護回路部５０の陽極電源端子５１と陰極電源端子５２に供給される電力を安定化させる。
【００４０】
また、陰極充／放電端子３０と陽極充／放電端子２０を電気的に連結させる第２コンデンサ１１をさらに含めて形成されることができる。このような第２コンデンサ１１は、陰極充／放電端子３０と陽極充／放電端子２０間に流入されるサージ電圧やインパルス電流を吸収する役割を果たす。
【００４１】
また、補助端子７０と陽極電源端子５１が電気的に繋がれる経路にはバッファ抵抗５４が電気的に繋がれることができる。このとき、図２とは違って、陽極電源端子５１がバッテリー１０の陽極と電気的に繋がれた状態で補助端子７０が陰極電源端子５２と電気的に繋がれた結合関係を持てば、補助端子７０と陰極電源端子５２間にもバッファ抵抗５４が繋がれることができる。このようなバッファ抵抗５４は、保護回路部５０の陽極電源端子５１または陰極電源端子５２に印加される電圧を減らしたり、補助端子７０を通じて流入されるインパルス電流を緩衝させることができる。
【００４２】
図３を参照して本発明によるさらに他の実施例を説明すれば、本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパック１００は、バッテリー１０、陽極充／放電端子２０、陰極充／放電端子３０、充／放電スイッチング素子４０、保護回路部５０、第１補助端子７２、及び第２補助端子７３を含めて形成されることができる。本実施例においても、バッテリー１０、陽極充／放電端子２０、陰極充／放電端子３０、充／放電スイッチング素子４０、第１コンデンサ５３、第２コンデンサ１１、及びバッファ抵抗５４は前述した実施例と同じ構成及び結合関係を有しているため、重複される説明は省くことにする。
【００４３】
まず、保護回路部５０は前述した実施例と同様に、その構成及び機能が同じでもよい。しかし、保護回路部５０に形成された陰極電源端子５２は第１補助端子７２に電気的に繋がれ、陽極電源端子５１は第２補助端子７３に電気的に繋がれる。このとき、充電器または負荷のターミナル端子３０ａ、７１ａが第１補助端子７２と陰極充／放電端子３０に接続されて第１補助端子７２と陰極充／放電端子３０をショートさせ、充電器または負荷に形成された他のターミナル端子２０ａ、７３ａが第２補助端子７３と陽極充／放電端子２０をショートさせる。それによって、保護回路部５０には電力が供給され、保護回路部５０は充／放電スイッチング素子４０を作動させてバッテリー１０が充放電するとき、保護機能を果たすことになる。また、充電器２００ａまたは負荷２００ｂが陽／陰極充／放電端子２０、第１補助端子７２、及び第２補助端子７３と接続されなかった場合に、保護回路部５０の陽／陰極電源端子５１、５２はバッテリー１０の陽／陰極との電源が切られる。よって、充電器２００ａまたは負荷２００ｂは、本発明のバッテリーパック１００が接続されなかったとき、保護回路部５０はバッテリー１０から電源を供給されなくなるため、バッテリー１０の電力を消費しなくなる。このとき、陽／陰極充／放電端子３０と第１補助端子７２及び第２補助端子７３がすべてショートされなければ、バッテリー１０がショートされることができない。すなわち、陽／陰極充／放電端子３０と第１補助端子７２及び第２補助端子７３のうちいずれか１つの端子がショートされなければ、バッテリー１０のショートを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１ａ】本発明の実施例によるスイッチング手段を備えたバッテリーパックの回路図である。
【図１ｂ】図１ａのスイッチング手段及びその周辺回路による他の実施例の回路図である。
【図２】本発明の他の実施例によるバッテリーパックの回路図である。
【図３】本発明のさらに他の実施例によるバッテリーパックの回路図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  バッテリー
２０  陽極充／放電端子
３０   陰極充／放電端子
４０  充／放電スイッチング素子
４１  放電スイッチング素子
４２  充電スイッチング素子
５０  保護回路部
５１  陽極電源端子
５２  陰極電源端子
７０  補助端子
７２  第１補助端子
７３  第２補助端子
１００  バッテリーパック
２００ａ  充電器
２００ｂ  負荷
【図１ａ】
2009112192.tif 000003
【図１ｂ】
2009112192.tif 000004
【図２】
2009112192.tif 000005
【図３】
2009112192.tif 000006