CN1988315B - 电池状态监测电路和电池装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种在过充电检测状态下不对二次电池进行充电的安全性较高的电池状态监测电路以及包括该电池状态检测电路的电池装置。在该电池状态监测电路中设置对漏电流进行消耗的电路，以防止漏电流对二次电池进行充电。
Description
技术领域
本发明涉及可充电电池装置，特别涉及用于监测电池装置的充电和放电的电池状态监测电路。
背景技术
图3为示出了现有电池装置的方框图。在现有电池装置中，二次电池(secondary battery)301的负极连接到负外部端子313，其中充电器310的一端或者外部负载311的一端将连接到该端子313。二次电池301的正极通过串联连接的开关电路302和开关电路303连接到正外部端子312，其中充电器310的另一端或外部负载311的另一端将连接到该端子312。二次电池301和电池状态监测电路316并联连接。电池状态监测电路316包括用于检测二次电池301的电压的电压检测电路317、用于检测过电流检测端子309和VDD端子314之间产生的电压的过电流检测电路319。
电池状态监测电路316具有如下功能，当检测到二次电池301的电池电压高于预定电压值的状态时，断开开关电路303。该状态称为“过充电检测状态”。此外，电池状态监测电路316具有如下功能，当检测到二次电池301的电池电压低于预定电压值的状态时，断开开关电路302。该状态称为“过放电检测状态”。另外，电池状态监测电路316具有在检测到如下状态时断开开关电路302的功能：由于分别具有预定接通电阻的开关电路302和303中流过的电流增大，过电流检测端子309和VDD端子314之间的端子间电压大于预定电压值。这种状态称为“过电流检测状态”。在过电流检测状态，PMOSFET 306导通，因此，过电流检测端子309通过电阻器电路307跃升(pull up)到VDD端子314。该跃升用于解除过电流检测状态。也就是说，当外部负载311的电阻值与电阻器电路307的电阻值相比足够大时，过电流检测端子309处的电压变得接近VDD端子314处的电压。于是，过电流检测端子309和VDD端子314之间的端子间电压变得小于预定电压值。过电流检测电路319检测到该端子间电压并输出解除信号。
然而，根据该现有电池装置，开关电路303在过充电检测状态下被关断。因此，过电流检测端子309处的电压被充电器310增大到大于VDD端子314处电压的值，因此漏电流320通过电阻器电路307和寄生电容器308从过电流检测端子309流到VDD端子314。所述漏电流320从VDD端子314流入二次电池301。因此，存在的问题为，即使在过充电检测状态下仍可能继续充电。
在现有电池状态监测电路和现有电池装置中，电阻器电路307的电阻值增大，以将漏电流320限制为小的数值。因此，即使当电阻器电路307的电阻值由于过电流检测状态的解除而降低，仍存在问题：由于漏电流320变大，不能实现电阻值的减小。
发明内容
因此，为了解决上述现有问题而进行本发明。本发明的目的是提供一种电池状态监测电路，其中防止在过充电检测状态下的充电以改善安全性，并提供了包括该电池状态监测电路的电池装置。
为了解决上述问题，在根据本发明的电池状态监测电路和电池装置中，在电池状态监测电路中额外设置用于消耗漏电流的电路，从而防止二次电池被该漏电流充电。
按照本发明的一个方面，提供了一种用于监测二次电池两端之间电压以控制所述二次电池的充电和放电的电池状态监测电路，包括：与所述二次电池两端连接的端子；以及设置在所述端子之间用于消耗电流的电流消耗电路，其中在用于保护所述二次电池的充电的过充电检测状态中，所述电流消耗电路消耗从充电器流出的漏电流以防止所述漏电流流入所述二次电池。
按照本发明的第二方面，提供了一种电池装置，包括：与充电器和负载之一连接的外部端子；串联连接在所述外部端子之间的二次电池和第一开关电路；以及电池状态监测电路，用于监测所述二次电池两端之间的电压以控制所述第一开关电路，其中所述电池状态监测电路包括用于消耗电流的电流消耗电路，该电流消耗电路设置在与所述二次电池两端连接的端子之间，并且在用于保护所述二次电池的充电的过充电检测状态中，所述电流消耗电路消耗从充电器流出的漏电流以防止所述漏电流流入所述二次电池。
在本发明的电池状态监测电路和电池装置中采用上述结构。因此，具有如下效果：可提供一种解决了现有问题、在过充电检测状态下不进行充电、安全性提高的电池状态监测电路，以及包括该电池状态监测电路的电池装置。
此外，具有如下效果：用于解除过电流检测状态的跃升电阻值可以按照用途自由设置。
附图说明
在附图中：
图1为示出了本发明第一实施例的电池状态监测电路和电池装置的电路方框图；
图2为示出了本发明第二实施例的电池状态监测电路和电池装置的电路方框图；
图3为示出了现有的电池状态监测电路和现有电池装置的电路方框图；
图4为示出了本发明第三实施例的电池状态监测电路和电池装置的电路方框图；
图5为示出了本发明第四实施例的电池状态监测电路和电池装置的电路方框图。
具体实施方式
实施例1
图1为示出了本发明第一实施例的电池状态监测电路和电池装置的电路方框图。
在图1所示电池装置100中，可充电且可放电的二次电池101的负极连接到负外部端子113，其中充电器110的一端或者外部负载111的一端将连接到该端子113。该二次电池101的正极通过开关电路102和开关电路103连接到正外部端子112，其中充电器110的另一端或外部负载111的另一端将连接到该端子112，其中开关电路102和开关电路103对应于用于调整二次电池101的电流的电流限制装置并且串联连接。二次电池101与电池状态监测电路116并联连接，电池状态监测电路116能够监测二次电池101的电压和电流中的至少一个。
充电器110与电池装置100连接以开始充电。之后，当二次电池101的电压超过该二次电池101可被充电到的上限电压时，从电压检测电路117输出检测信号。该检测信号输入到逻辑电路118中。逻辑电路118执行预定信号处理，例如这样的处理：将检测信号延迟一延迟时间以防止由暂时噪声所致故障，然后将该检测信号输出到充电控制端子104。从充电控制端子104输出的检测信号用于关断开关电路103，由此停止充电电流。因此，电池装置100变为充电保护状态。该状态称为过充电检测状态。在过充电检测状态，开关电路103关断，因此，过电流检测端子109处的电压被充电器110增大到高于VDD端子314处电压的值。接着，漏电流120通过电阻器电路107和寄生电容器108从过电流检测端子109流到VDD端子314。
外部负载111与电池装置100连接以开始放电。之后，当二次电池101的电压低于该二次电池101可被放电到的下限电压时，从电压检测电路117输出检测信号。该检测信号输入到逻辑电路118。逻辑电路118执行预定信号处理，例如这样的处理：将检测信号延迟一延迟时间以防止由暂时噪声所致故障，然后将该检测信号输出到放电控制端子105。从放电控制端子105输出的检测信号用于关断开关电路102，由此停止放电电流。因此，电池装置100变为放电保护状态。该状态称为过放电检测状态。
当外部负载111的电阻值降低时，二次电池101的放电电流增大。之后，当该电流超过二次电池101可被放电到的上限电流时，由于分别具有预定接通电阻的开关电路102和103中流过的电流增大，过电流检测端子109和VDD端子114之间的端子间电压变得大于预定电压值。过电流检测电路119检测到该端子间电压并输出检测信号。该检测信号输入到逻辑电路118。逻辑电路118执行预定信号处理，例如这样的处理：将检测信号延迟一延迟时间以防止由暂时噪声所致故障，然后将该检测信号输出到放电控制端子105。从放电控制端子105输出的检测信号用于关断开关电路102，由此停止放电电流。因此，电池装置100变为放电保护状态。该状态称为过电流检测状态。在过电流检测状态，PMOSFET 106导通，使得过电流检测端子109通过电阻器电路107跃升到VDD端子114。该跃升用于解除过电流检测状态。也就是说，当外部负载111的电阻值与电阻器电路107的电阻值相比足够大时，过电流检测端子109处的电压变得接近VDD端子114处的电压。于是，过电流检测端子109和VDD端子114之间产生的端子间电压变得小于预定电压值。过电流检测电路119检测到该端子间电压并输出解除信号。电阻器电路107为几kΩ至几百MΩ，供任意使用。过充电检测状态下的漏电流120受电阻器电路107限制。
这里，在本发明的电池状态监测电路116中，在VDD端子114和VSS端子115之间连接电阻器电路121，该电路121为消耗从充电器流出的电流的电流消耗电路。所述漏电流120通过电阻器电路121流入VSS端子115。因此，在过充电检测状态，二次电池101不被漏电流120充电，因此可提高电池装置100的安全性而不会不必要地增加二次电池101的电压。只需设置电阻器电路121的数值，使得所述漏电流120全部流入VSS端子115。因此，例如，用于解除过电流检测状态的电阻器电路107的电阻值不限于为了降低漏电流120所需的较大值，因此，可以按照用途自由设置该电阻值。
第二实施例
图2为示出了本发明第二实施例的电池状态监测电路和电池装置的电路方框图。
在图2所示电池装置200中，二次电池101与电池状态监测电路216并联连接，电池状态监测电路216能够监测二次电池101的电压和电流中的至少一个。电池状态监测电路216包括连接在VDD端子114和VSS端子115之间的恒流电路221。其他结构和操作与电池装置100以及电池状态监测电路116中的相同。
这里，在本发明的电池状态监测电路216中，在VDD端子114和VSS端子115之间连接恒流电路221，该电路221是消耗从充电器流出的电流的电流消耗电路。漏电流120通过恒流电路221流入VSS端子115。因此，在过充电检测状态，二次电池101不被该漏电流120充电，结果是可以提高电池装置200的安全性而不会不必要地增加二次电池101的电压。只需设置恒流电路221的值，使得漏电流120全部流入VSS端子115。因此，例如，用于解除过电流检测状态的电阻器电路107的电阻值不限于为了降低漏电流120所需的较大值。由此，可以按照用途自由设置该电阻值。
第三实施例
图4为示出了本发明第三实施例的电池状态监测电路和电池装置的电路方框图。
在图4所示电池装置400中，二次电池101与电池状态监测电路416并联连接，该电池状态监测电路416能够监测二次电池101的电压和电流中的至少一个。电池状态监测电路416包括连接在VDD端子114和VSS端子115之间的电阻器电路121和开关电路422。其他结构和操作与电池装置100以及电池状态监测电路116中的相同。
这里，在本发明的电池状态监测电路416中，在VDD端子114和VSS端子115之间连接电阻器电路121和开关电路422，该电阻器电路121和开关电路422组成了用于消耗从充电器流出的电流的电流消耗电路。在过充电检测状态，开关电路422接通，因此漏电流120通过电阻器电路121和开关电路422流入VSS端子115。因此，在过充电检测状态，二次电池101不被该漏电流120充电，结果是可提高电池装置400的安全性而不会不必要地增加二次电池101的电压。只需设置电阻器电路121的值，使得漏电流120全部流入VSS端子115。因此，例如，用于解除过电流检测状态的电阻器电路107的电阻值不限于降低漏电流120所需的较大值。因此，可以按照用途自由设置该电阻值。在产生用于充电保护的检测信号的过充电检测状态期间，开关电路422是接通的，因此，可以减小非过充电检测状态的状态下电池状态监测电路416的消耗电流。
第四实施例
图5为示出了根据本发明第四实施例的电池状态监测电路和电池装置的电路方框图。
在图5所示电池装置500中，二次电池101与电池状态监测电路516并联连接，该电池状态监测电路516能够监测二次电池101的电压和电流中的至少一个。电池状态监测电路516包括连接在VDD端子114和VSS端子115之间的恒流电路221和开关电路422。其他结构和操作与电池装置100以及电池状态监测电路116中的相同。
这里，在本发明的电池状态监测电路516中，在VDD端子114和VSS端子115之间连接恒流电路221和开关电路422，恒流电路221和开关电路422构成用于消耗从充电器流出的电流的电流消耗电路。在过充电检测状态，开关电路422是接通的，因此漏电流120通过恒流电路221和开关电路422流入VSS端子115。因此，在过充电检测状态下，二次电池101不被漏电流120充电，结果是可以提高电池装置500的安全性而不会不必要地增加二次电池101的电压。只需设置恒流电路221的值，使得漏电流120全部流入VSS端子115。因此，例如，用于解除过电流检测状态的电阻器电路107的电阻值不限于降低漏电流120所需的较大值。因此，可以按照用途自由设置该电阻值。在产生用于充电保护的检测信号的过电流检测状态期间，开关电路422是接通的，因此，可减小在非过充电检测状态的状态下电池状态监测电路516的消耗电流。
Claims (8)
1.一种用于监测二次电池两端之间电压以控制所述二次电池的充电和放电的电池状态监测电路，包括：
与所述二次电池两端连接的端子；以及
设置在所述端子之间用于消耗电流的电流消耗电路，
其中，在用于保护所述二次电池的充电的过充电检测状态中，所述电流消耗电路消耗从充电器流出的漏电流以防止所述漏电流流入所述二次电池。
2.根据权利要求1的电池状态监测电路，其中：
所述电流消耗电路包括第一开关电路，并且
在所述第一开关电路进入过充电检测状态的同时，所述第一开关电路被控制成使得所述电流消耗电路消耗电流。
3.根据权利要求1的电池状态监测电路，其中，
所述电流消耗电路包括电阻器电路。
4.根据权利要求1的电池状态监测电路，其中，
所述电流消耗电路包括恒流电路。
5.一种电池装置，包括：
与充电器和负载之一连接的外部端子；
串联连接在所述外部端子之间的二次电池和第一开关电路；以及
电池状态监测电路，用于监测所述二次电池两端之间的电压以控制所述第一开关电路，
其中，所述电池状态监测电路包括用于消耗电流的电流消耗电路，该电流消耗电路设置在与所述二次电池两端连接的端子之间，并且
在用于保护所述二次电池的充电的过充电检测状态中，所述电流消耗电路消耗从充电器流出的漏电流以防止所述漏电流流入所述二次电池。
6.根据权利要求5的电池装置，其中：
所述电流消耗电路包括第二开关电路；且
在所述第一开关电路切断的同时，所述第二开关电路接通以使得所述电流消耗电路消耗电流。
7.根据权利要求5的电池装置，其中：
所述电流消耗电路包括电阻器电路。
8.根据权利要求5的电池装置，其中：
所述电流消耗电路包括恒流电路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160309 Address after: Chiba County, Japan Patentee after: SEIKO INSTR INC Address before: Chiba, Chiba, Japan Patentee before: Seiko Instruments Inc. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Chiba County, Japan Patentee after: EPPs Lingke Co. Ltd. Address before: Chiba County, Japan Patentee before: SEIKO INSTR INC |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110525 Termination date: 20201219 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |