JP2002238173A - 充放電制御回路と充電式電源装置 - Google Patents

充放電制御回路と充電式電源装置

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 スイッチ回路をＯＦＦしているにもかかわら
ず、過電流から復帰させるための抵抗と寄生ダイオード
を介して、二次電池に充電電流が流れてしまう事を防ぐ
充放電制御回路の提供。 【解決手段】 本発明では充電器１０４が接続されたこ
とを検出し抵抗１２３を過電流検出端子からから切り離
すことにより、スイッチ回路１０２がＯＦＦし充電器１
０４が接続されている場合でも寄生ダイオード２０２を
介して充電電流が流れない構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は二次電池の充放電を
制御する充放電制御回路と該充放電制御回路を内蔵する
二次電池の充電式電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の二次電池からなる充電式電源装置
としては、図４に回路ブロック図を示すような電源装置
が知られている。例えば、特開平４−７５４３０号「充
電式の電源装置」にこのような構造が開示されている。
即ち外部端子−Ｖ０ 又は＋Ｖ０にスイッチ回路１０２
を介して二次電池１０１が接続されている。さらに、二
次電池１０１に並列に充放電制御回路１１０が接続され
ている。この充放電制御回路１１０は、二次電池１０１
の電圧を検出する機能を備えている。
【０００３】二次電池１０１が過充電状態（電池が所定
の電圧値より高い状態。以降、この状態を過充電保護状
態と呼ぶ）、または過放電状態（電池が所定の電圧値よ
り低い状態。以降、この状態を過放電保護状態と呼ぶ）
のいずれかの場合は、スイッチ回路１０２がＯＦＦする
ように充放電制御回路１１０から信号が出力される。ま
た、外部端子 ＋Ｖ０がある電圧に達した時にスイッチ
回路１０２がＯＦＦするようにして、放電をＳＴＯＰす
ることでスイッチ回路１０２に流れる電流を制限するこ
とが可能である。すなわち、過大な電流が流れた時に放
電を停止（過電流制御）することができる。以降、この
状態の事を過電流保護状態と呼ぶ。これらの状態から電
池を保護するのが充放電制御回路の役割である。
【０００４】この充放電制御回路１１０は、過電流保護
状態になった後負荷１０３が＋ＶＯと−ＶＯ間から外さ
れた場合スイッチ回路１０２をＯＮする制御信号を出力
することが必要となる。
【０００５】図２は、従来の充放電制御回路を含む充電
式電源装置のブロック図である。負荷１０３が接続さ
れ、過電流検出端子の電圧が基準電圧源１２２よりも高
くなると、充放電制御回路は過電流を検出する。過電流
を検出した場合、過電流検出用コンパレータ１２０は高
レベル電圧を出力し過電流検出信号となる。この過電流
検出コンパレータ１２０の出力信号は内部制御回路２１
０の入力信号となる。内部制御回路は、スイッチ回路１
０２をＯＦＦする信号を出力する。このとき内部制御回
路２１０は過電流検出端子を二次電池１０１の低電圧側
であるＶＳＳ端子と抵抗１２３によって接続できるよ
う、Ｎチャネルトランジスタ２０１のゲートに信号を出
力する。この後、負荷１０３が＋ＶＯと−ＶＯ端子から
開放されると、過電流検出端子は抵抗１２３によってＶ
ＳＳ端子に接続されているため、ＶＳＳ端子電圧と同電
位まで電圧が低下する。この場合過電流検出コンパレー
タ１２０の出力信号は反転し、内部制御回路２１０はス
イッチ回路１０２をＯＮする信号を出力し過電流状態は
解除される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記回
路構成にした場合、充電器１０４が接続され、二次電池
１０１が過充電状態となりスイッチ回路１０２がＯＦＦ
になった場合に問題があった。過充電状態ではスイッチ
回路１０２をＯＦＦすることにより二次電池１０１の充
電を禁止しているが、図２の回路構成の場合、スイッチ
回路１０２をＯＦＦしているにもかかわらず、Ｎチャネ
ルトランジスタ２０１には寄生ダイオード２０２が存在
しているため、抵抗１２３と寄生ダイオード２０２を介
して、二次電池１０１に充電電流が流れてしまう問題が
あった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明では充電器が接続されたことを検出し抵抗を
過電流検出端子からから切り離すことにより、スイッチ
回路がＯＦＦし充電器が接続されている場合でも寄生ダ
イオードを介して充電電流が流れない構成とした。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の充放電制御回路を
含む充電式電源装置のブロック図である。以下にこの発
明の実施例を図１に基づいて説明する。外部電源端子＋
ＶＯには二次電池１０１の正極が接続されている。二次
電池１０１の電圧は前記充放電制御回路１１０において
検出され、この検出結果に応じてスイッチ回路１０２が
オン、オフ制御される。充放電制御回路１１０は、過充
電検出コンパレータ１２１の入力端子に所定の基準電圧
Ｖｒを与えるための基準電圧回路１２２、二次電池１０
１の端子電圧を分圧するため抵抗器Ｒ１、Ｒ２から成る
電圧分割回路１１１、過電流検出コンパレータ１２０の
入力端子に所定の基準電圧Ｖｒを与えるための基準電圧
回路１２２、内部制御回路２１０、充電器を検出する充
電器検出回路２１１、該充電器検出回路からの出力信号
により抵抗１２３を過電流検出端子からきり離すスイッ
チ回路２０３、過電流検出時抵抗１２３をＶＳＳ電位に
接続するＮチャネルトランジスタ２０１、Ｎチャネルト
ランジスタの寄生ダイオード２０２を備えている。過電
流検出用端子は、スイッチ回路１０２と充電器接続端子
の間に接続されている。
【０００９】前記スイッチ回路１０２は充放電制御回路
１１０の出力によって制御されている。
【００１０】二次電池１０１へ充電を行うための充電器
１０４及び二次電池１０１が電流を供給する負荷１０３
は、外部電源端子＋ＶＯと−ＶＯとの間に接続される。
【００１１】過充電検出コンパレータ１２１は、二次電
池１０１の端子電圧を電圧分割回路１１１の抵抗Ｒ１と
抵抗Ｒ２で分圧した分圧出力を基準電圧回路１２２の基
準電圧Ｖｒと比較して過充電状態を検出する機能を備え
ている。
【００１２】過充電検出コンパレータ１２１はその正相
入力端子に入力されている前記分圧出力電圧のレベルが
基準電圧Ｖｒより大きくなったときにその出力が高レベ
ルとなる。
【００１３】過電流検出コンパレータ１２０は、過電流
検出端子電圧を基準電圧回路１２２の基準電圧Ｖｒと比
較して電圧を検出する機能を備えている。過電流検出コ
ンパレータ１２０はその正相入力端子に入力されている
過電流検出端子電圧のレベルが基準電圧Ｖｒより大きく
なったときにその出力が高レベルとなる。
【００１４】内部制御回路１２０は過充電検出コンパレ
ータ１２１と過電流検出コンパレータ１２０の出力とを
入力信号として、スイッチ回路１０２を制御する信号を
出力する。
【００１５】過充電状態になると、過充電検出コンパレ
ータ１２１は出力が高レベルとなり、内部制御回路１２
０はスイッチ回路１０２を制御する信号を出力する。
【００１６】充電器検出回路２１１が充電器を検出する
と、スイッチ回路２０３を制御する信号を出力し、抵抗
１２３を過電流検出端子から切断する。この回路構成に
すると、二次電池１０１が過充電状態になり、スイッチ
回路１０２がＯＦＦし充電を停止した場合、抵抗１２３
と寄生ダイオード２０２を介して二次電池１０１に充電
電流が流れることを防ぐことが可能である。
【００１７】本発明の別の実施例を図３で説明する。図
３の実施例においては、充電器検出回路２１１を定電流
回路２０６とＮチャネルトランジスタ２０５で構成して
いる。また、スイッチ回路２０３をＮチャネルトランジ
スタ２０４によって実現している。Ｎチャネルトランジ
スタ２０４のゲート電圧は定電流回路２０６とＮチャネ
ルトランジスタ２０５間に接続されている。充電器１０
４の電圧が二次電池１０１の電圧と同電位の場合、Ｎチ
ャネルトランジスタ２０４はＯＮしている。
【００１８】充電器１０４の電圧が二次電池１０１の電
圧よりもＮチャネルトランジスタ２０５のしきい値電圧
以上高くなると、Ｎチャネルトランジスタ２０５のゲー
ト電圧とソース電圧との電位差はしきい値電圧以上とな
り、Ｎチャネルトランジスタ２０５はＯＮする。Ｎチャ
ネルトランジスタ２０４のゲート電圧はＮチャネルトラ
ンジスタ２０４のソース電圧と同電圧となり、トランジ
スタはＯＦＦする。これにより、抵抗１２３を過電流検
出端子から切断することで、スイッチ回路１０２がＯＦ
Ｆし充電を停止した場合、抵抗１２３と寄生ダイオード
２０２を介して二次電池１０１に充電電流が流れること
を防ぐことが可能である。
【００１９】また、充電器検出手段としてその他の電圧
検出手段でも同様に構成できることは明らかである。ま
た、二次電池を複数直列に接続する場合も、同様に構成
可能である。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、充電式電源装置の充放電制御
回路が充電器を検出した場合、内部制御回路の充電電流
の流れる経路を切断することにより、他の機能を損なう
ことなく確実に充電を停止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の充電式電源装置の回路ブロックを示し
た説明図である。
【図２】従来の充電式電源装置の実施例を示した説明図
である。
【図３】本発明の充電式電源装置の別の回路ブロックを
示した説明図である。
【図４】従来の充電式電源装置の回路ブロックを示した
説明図である。
【符号の説明】
１０１・・・二次電池 １０２・・・スイッチ回路 １０３・・・負荷 １０４・・・充電器 １１０・・・充放電制御回路 １１１・・・電圧分圧回路 １２０・・・電圧検出コンパレータ １２１・・・過電流検出コンパレータ １２２・・・基準電圧 ２０１・・・Ｎチャネルトランジスタ ２０２・・・寄生ダイオード ２０３・・・スイッチ回路 ２０４・・・Ｎチャネルトランジスタ ２０５・・・Ｎチャネルトランジスタ ２０６・・・定電流回路 ２１０・・・内部制御回路 ２１１・・・充電器検出回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも二次電池のための過充電用電
    圧検出手段と過電流用電圧検出手段と、該過充電用電圧
    検出手段または過電流用電圧検出手段からの信号を入力
    処理して充放電を制御する信号を出力する内部制御回路
    と、過電流負荷が外された場合、過電流状態から自動的
    に復帰するための自動復帰抵抗と該抵抗を接続するトラ
    ンジスタを備える充放電制御回路において、充電器検出
    手段と該充電器検出手段からの信号を入力して充電器が
    接続された場合に自動復帰抵抗の接続を切り離すことの
    できるスイッチが付加されていることを特徴とした充放
    電制御回路。
  2. 【請求項２】 外部電源端子にスイッチ回路を介して接
    続した二次電池と、該スイッチ回路を制御する為の過充
    電用電圧検出手段または過電流検出回路と内部制御回路
    と電流制御スイッチ回路を含む充放電制御回路と、過電
    流負荷が外された場合過電流状態から自動的に復帰する
    ための自動復帰抵抗と該抵抗を接続するトランジスタか
    らなる充電式電源装置において、充電器検出手段と該充
    電器検出手段からの信号を入力して充電器が接続された
    場合に自動復帰抵抗の接続を切り離すことのできるスイ
    ッチが付加されている事を特徴とした充放電制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１の充放電制御回路において、自
    動復帰用抵抗を切り離すスイッチがトランジスタで構成
    されていることを特徴とした充放電制御回路。
  4. 【請求項４】 請求項１の充放電制御回路において、充
    電器検出手段が、定電流源と該定電流源に接続されてい
    るトランジスタとで構成されていることを特徴とした充
    放電制御回路。
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