JP2002335626A - 逆電流防止回路 - Google Patents
逆電流防止回路Info
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Abstract
流防止回路での電圧降下を少なくしてデバイス電源回路
に必要な電圧が印加されるようにする。 【解決手段】 MOSFET3のドレインは、電池正極
側端子1に接続され、そのソースは、デバイス側端子2
に接続される。MOSFET3のゲートは、抵抗部品4
を介してドレインに接続される。デバイスの電源電位を
監視するために、MOSFET3のソースに電位比較回
路5の一方の入力端子aを接続し、電位比較器5の他方
の入力端子bには、MOSFET3のドレインを接続す
る。そして、電位比較回路5の出力端子をMOSFET
3のゲートと抵抗部品4との接続点に接続する。電位比
較回路5は、入力端子a側が入力端子b側より高電位と
なった場合にはローレベルを出力し、逆の場合にはハイ
インピーダンス状態となる。
Description
関し、特にリチウム電池等の一次電池とこのリチウム電
池から電流の供給を受けるデバイスとの間に接続される
逆電流防止回路に関するものである。
量、高エネルギー密度、低自己放電特性を有することか
ら、家電製品、電卓、バックアップ用電源等の広い分野
において用いられている。而して、一次電池として設計
されたリチウム電池では、負荷(デバイス)側から電池
へ逆電流が流入することがないようにすることが望まし
いため、リチウム電池がバックアップ用電源等に用いら
れる場合にはバックアップ時に電池から電流の供給を受
けるデバイスと電池との間に逆電流を阻止する回路が挿
入されることがある。
すように、ダイオード10を、そのアノード側を電池正
極側端子1、そのカソード側をデバイス側端子2とし
て、電池正極−デバイス電源入力端に挿入することが行
われてきた。この回路によれば、仮令デバイスの電源回
路の電位が電池電圧を越えることがあってもダイオード
10がバリアとなるため、逆電流が電池側へ流入するこ
とを防止できる。
電流を防止した従来の回路では、負荷への電流供給時
に、ダイオードに約0.7Vの順方向電圧降下VFが発
生するため、例えば3V系のリチウム電池を用いた場合
には、デバイスの電源回路に供給される電圧は2.3V
にまで低下してしまう。そのため、デバイスの電源回路
に本来必要となる3Vを供給することが出来ず、回路に
よっては正常動作が阻害される恐れが生じる。本発明の
課題は、上述した従来例の問題点を解決することであっ
て、その目的は,仮令デバイス側の電位が電池電圧を越
えることがあっても電池側へ電流が逆流することのない
ようにするとともに、挿入された逆電流防止回路による
電圧降下を少なくしてデバイスの電源には本来必要とな
る電圧を供給できるようにすることである。
め、本発明によれば、電池と該電池より電流の供給を受
けるデバイスとの間に接続される逆電流防止回路であっ
て、ソースまたはドレインのいずれか一方が電池側にい
ずれか他方がデバイス側に接続された電界効果トランジ
スタと、デバイス側の電位と電池側の電位とを監視しデ
バイス側の電位が電池側の電位より上昇した場合には前
記電界効果トランジスタのゲートに該電界効果トランジ
スタが遮断できる電位を供給する制御手段と、が備えら
れていることを特徴とする逆電流防止回路、が提供され
る。
力端子が前記電界効果トランジスタのゲートに接続さ
れ、第1の入力端子に前記デバイスの電源電位が、第2
の入力端子に電池電位が入力される比較回路によって構
成される。また、好ましくは、電池端子と前記電界効果
トランジスタのゲートとの間には、抵抗素子が接続され
る。
て、実施例に即して図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施例を示す回路図である。図
1に示すように、nチャネル型MOSFET3のドレイ
ンは、電池正極側端子1に接続され、そのソースは、デ
バイス側端子2に接続される。MOSFET3のゲート
は、抵抗部品4を介してドレインに接続される。デバイ
スの電源電位を監視するために、MOSFET3のソー
スを電位比較回路5の第1入力端子aに接続し、電位比
較器5の質に第2入力端子bには、MOSFET3のド
レインを接続する。そして、電位比較回路5の出力端子
をMOSFET3のゲートと抵抗部品4との接続点に接
続する。ここで、電位比較回路5は、第2入力端子b側
が第1入力端子a側より高電位の場合には出力端子がハ
イインピーダンス状態となり、逆に第1入力端子a側が
第2入力端子b側より高電位となった場合にはLowレ
ベルの電圧を出力する。なお、抵抗部品4は、ポリシリ
コン抵抗または拡散抵抗等により得ることができる。ま
た、MOSFETなどの電界効果トランジスタを抵抗部
品として用いてもよい。
ム電池の正極が接続され、デバイス側端子2はデバイス
の電源回路に接続されているものとする。いま、デバイ
ス側の電源回路の電位が2.9Vに低下し、電池電圧が
3.0Vを維持しているものとすると、電位比較回路の
出力端子がハイインピーダンス状態にあってMOSFE
T3のゲートには抵抗部品4を介して3Vが供給される
ため、MOSFET3は導通状態にあり、デバイスには
MOSFET3を介して電流が供給されている。ここで
は、電池の供給電流値を10mA、MOSFET3の抵
抗値を2Ωと仮定すると、MOSFET3における電圧
降下は、10mA×2Ω=0.02Vとなる。従って、
デバイスの電源回路入力部には、3.00V−0.02
V=2.98Vの電圧が供給されることになり、デバイ
ス回路の正常動作が保証される。このとき、電位比較回
路5の第1入力端子aにも、2.98Vが供給され、電
位比較回路5は、ハイインピーダンス状態を維持するた
め、MOSFET3は導通状態を続ける。
入力されるデバイス側の電位が、電池電圧以上、例えば
3.1Vとなったものとすると、電位比較回路5の一方
の入力端子には3.1Vが供給されることになり、電位
比較回路5は、Lowレベルを出力してMOSFET3
を遮断状態にする。これによって、デバイスの電源入力
部から、3V系リチウム電池の正極側に逆電流が流入す
ることは防止される。
図である。図2において、図1に示した第1の実施例の
部分と同等の部分には同一の参照番号を付し、重複する
説明は省略する(以下の実施例においても同様であ
る)。第2の実施例においては、MOSFET3のゲー
トにバイアスを与えるための抵抗素子が削除され、MO
SFET3のゲートには、電位比較回路6の出力端子の
みが接続される。ここで、電位比較回路6は、第2入力
端子b側が第1入力端子a側より高電位の場合には出力
端子がHighレベル、逆に第1入力端子a側が第2入
力端子b側より高電位となった場合にはLowレベルの
電圧を出力する。
電池電圧の3Vが入力され、デバイス側端子2の電圧が
3V以下、例えば2.9Vに低下したものとすると、電
位比較回路6の出力端子にはHighレベルが出力され
るため、MOSFET3は導通状態となり電池側からデ
バイス側へ電流が流れる。次に、デバイス側端子2の電
圧が3V以上、例えば3.1Vに上昇した場合には、電
位比較回路6の出力端子にはLowレベルが出力される
ため、MOSFET3が遮断状態となり、電池への逆電
流は阻止される。
図である。本実施例回路の図2に示した第2の実施例回
路と相違する点は、電池からデバイスへの電流経路とな
るMOSFET3と並列に、これと同様の機能を有する
nチャネル型MOSFET7を接続した点と、電位比較
回路6の出力端子とMOSFETのゲートとの間に抵抗
部品4が接続された点である。ここで、図1〜図3のM
OSFETがすべて同一のサイズに製作されているもの
とすれば、第1、第2の実施例に比較して、本実施例に
依れば、電流容量を約2倍に、抵抗値を約半分にするこ
とができる。なお、並列接続するMOSFETの個数は
2個に限定されず、3個以上であってもよい。
図である。本実施例回路の図2に示した第2の実施例回
路と相違する点は、デバイスへの電流経路に挿入された
MOSFET3に加えてこれと逆並列にpチャネル型M
OSFET8が接続された点である。本実施例において
は、電位比較回路6の出力端子は、MOSFET3のゲ
ートに接続されるとともにインバータ9を介してMOS
FET8のゲートに接続されている。本実施例回路も第
2の実施例と同様の動作を行い、第2の実施例回路と同
様の効果を得ることができる。
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更が可能
なものである。例えばnチャネル型MOSFET3に代
えてpチャネル型MOSFETを用いることが出来る。
また、MOSFETに代えてMOS型以外の電界効果ト
ランジスタを用いることが出来る。また、本発明におい
て用いられる電界効果トランジスタは、エンハンスメン
ト型のみならずディプリーション型のものであってもよ
い。但し、ディプリーション型のトランジスタを採用す
る場合には、電位比較回路5、6が正・負の電圧を出力
できるようにする必要がある。また、本発明に係る逆電
流防止回路は、電源側を負電位、接地側を正電位とする
デバイス回路に対しても適用が可能なものである。
デバイス電源入力部間に、逆電流を防止するための電界
効果トランジスタを挿入したものであるので、逆電流を
防止しつつ逆電流防止回路での電圧降下を低く抑えるこ
とが出来る。従って、本発明によれば、逆電流による電
池の破損を確実に防止することができると共に、デバイ
ス側が電源を喪失するなどして電池側から電流を供給す
る必要が生じた場合にはデバイス回路が必要とする電圧
を電池から供給することが可能になり、デバイスの動作
信頼性を高めることができる。
Claims (7)
- 【請求項1】 電池と該電池より電流の供給を受けるデ
バイスとの間に接続される逆電流防止回路であって、ソ
ースまたはドレインのいずれか一方が電池側にいずれか
他方がデバイス側に接続された電界効果トランジスタ
と、デバイス側の電位と電池側の電位とを監視しデバイ
ス側の電位が電池側の電位より上昇した場合には前記電
界効果トランジスタのゲートに該電界効果トランジスタ
が遮断できる電位を供給する制御手段と、が備えられて
いることを特徴とする逆電流防止回路。 - 【請求項2】 前記制御手段が、出力端子が前記電界効
果トランジスタのゲートに接続され、第1の入力端子に
前記デバイスの電源電位が、第2の入力端子に電池電位
が入力される比較回路によって構成されていることを特
徴とする請求項1記載の逆電流防止回路。 - 【請求項3】 電池端子と前記電界効果トランジスタの
ゲートとの間には、抵抗素子が接続されていることを特
徴とする請求項1または2記載の逆電流防止回路。 - 【請求項4】 前記制御手段の出力端子と前記電界効果
トランジスタのゲートとの間には、抵抗素子が接続され
ていることを特徴とする請求項1または2記載の逆電流
防止回路。 - 【請求項5】 前記抵抗素子が、ポリシリコン抵抗、拡
散抵抗または電界効果トランジスタによって構成されて
いることを特徴とする請求項3または4記載の逆電流防
止回路。 - 【請求項6】 電池とデバイス間には逆電流を阻止する
複数個の電界効果トランジスタが並列接続されているこ
とを特徴とする請求項1または2記載の逆電流防止回
路。 - 【請求項7】 電池とデバイス間には逆電流を阻止する
pチャネル型の電界効果トランジスタとnチャネル型の
電界効果トランジスタとが逆並列接続されていることを
特徴とする請求項1または2記載の逆電流防止回路。
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