JP2004080927A

JP2004080927A - Charge control device for secondary battery

Info

Publication number: JP2004080927A
Application number: JP2002239036A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Tokumaru; 泰博徳丸; Yukihiro Terada; 幸弘寺田; Kazuhiro Oshita; 和洋大下
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2002-08-20
Filing date: 2002-08-20
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2022-08-20
Also published as: JP3904077B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve enduring rate, without much increasing the number of part items. <P>SOLUTION: The charge control device (50A) for a secondary battery is interposed between an AC adapter (20) and the secondary battery, and controls a charge current (Ic) flowing to the secondary battery from the AC adapter, by controlling the on/off of charge control switches, in order to charge the secondary battery (30). A pair of field effect transistors (FET1, FET2), that are series-connected mutually in reverse polarities, are used as the charge control switches. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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二次電池に対する充電を制御する二次電池用充電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の二次電池用充電制御装置は、二次電池に対する充電を制御するための装置であって、ＡＣアダプタと二次電池との間に介在し、ＡＣアダプタから二次電池へ流す充電電流を制御する装置である。二次電池、すなわち、充電可能な電池は、例えば、リチウムイオン電池であって良い。以下、図面を参照して、従来の二次電池用充電制御装置について説明する。
【０００３】
図１に示されるように、従来の二次電池用充電制御装置５０は、ＡＣアダプタ２０と二次電池（リチウムイオン電池）３０との間に介在し、ＡＣアダプタ２０から二次電池３０へ流す充電電流Ｉｃを制御する。二次電池用充電制御装置５０は、ＡＣアダプタ２０に接続される一対のアダプタ接続端子５１および５２と、二次電池３０に接続される一対の電池接続端子５６および５７とを持つ。
【０００４】
詳述すると、ＡＣアダプタ２０は、ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）を発生している。ＡＣアダプタ２０は、陽極（カソード）２１と陰極（アノード）２２とを持ち、これらの間に、後述する二次電池用充電制御装置５０が接続されている。
【０００５】
二次電池用充電制御装置５０は、後述する二次電池用充電制御回路１０を含む。ＡＣアダプタ２０の陽極２１には、二次電池用充電制御装置５０の一方のアダプタ接続端子５１が接続されて、二次電池用充電制御回路１０が、充電制御トランジスタＱ１、逆流防止用ダイオードＤｉ、および充電電流センス抵抗器Ｒ１を介して接続されている。充電制御トランジスタＱ１は、パワートランジスタであって、ＰＮＰ形バイポーラトランジスタで構成されている。充電制御トランジスタ（パワートランジスタ）Ｑ１は充電制御スイッチとも呼ばれる。
【０００６】
充電制御トランジスタＱ１のエミッタはアダプタ接続端子５１（ＡＣアダプタ２０のカソード２１）に接続され、コレクタは逆流防止用ダイオードＤｉのアノードに接続されている。逆流防止用ダイオードＤｉのカソードは充電電流センス抵抗器Ｒ１の一端に接続されている。充電制御トランジスタＱ１と逆流防止用ダイオードＤｉと充電電流センス抵抗器Ｒ１との組み合わせは、二次電池用充電制御回路１０の周辺回路と呼ばれる。すなわち、二次電池用充電制御回路１０とその周辺回路は、ＡＣアダプタ２０の陽極２１と二次電池３０の陽極（カソード）３１との間に接続されて、二次電池用充電制御装置５０を構成している。
【０００７】
二次電池用充電制御回路１０は、ＶＣＣ端子と、ＣＮＴ端子と、ＣＳ端子と、ＢＡＴ端子と、ＧＮＤ端子とを持つ。ＶＣＣ端子は電源端子と呼ばれ、ＣＮＴ端子は制御端子と呼ばれる。ＶＣＣ端子はアダプタ接続端子５１（すなわち、ＡＣアダプタ２０の陽極２１と充電制御トランジスタＱ１のエミッタと）に接続されている。ＣＮＴ端子は充電制御トランジスタＱ１のベースに接続されている。ＣＳ端子は逆流防止用ダイオードＤｉのカソードに接続されている。ＢＡＴ端子は一方の電池接続端子５６（すなわち、二次電池３０の陽極端子３１）に接続されている。ＢＡＴ端子とＣＳ端子との間に、充電電流センス抵抗器Ｒ１が接続されている。ＧＮＤ端子は他方のアダプタ接続端子５２（ＡＣアダプタ２０の陰極２２）と他方の電池接続端子５７（二次電池３０の陰極３２）とに接続されている。
【０００８】
二次電池用充電制御回路１０の主な機能は、定電流充電機能、定電圧充電機能、および一次側過電圧検出機能である。二次電池用充電制御回路１０は、定電流充電機能を司る定電流制御回路１１と、定電圧充電機能を司る定電圧制御回路１２と、一次側過電圧検出機能を司る一次側過電圧検出回路１３とを有する。
【０００９】
定電流制御回路１１は、充電電流センス抵抗器Ｒ１の両端の電位差を一定に保つ様に、パワートランジスタＱ１を制御し、二次電池３０を定電流で充電するための回路である。定電圧制御回路１２は、二次電池３０のバッテリ電圧（電池電圧）Ｖｃｃ（ｂａ）を検出して、このバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）が一定電圧以上とならない様に、パワートランジスタＱ１を制御し、二次電池３０を充電するための回路である。一次側過電圧検出回路１３は、一次側（アダプタ）電圧Ｖｃｃ（ａｄ）を検出して、この一次側電圧Ｖｃｃ（ａｄ）が過電圧以上であった場合に、パワートランジスタＱ１をオフにして、充電停止するための回路である。
【００１０】
詳述すると、定電流制御回路１１は、ＢＡＴ端子とＣＳ端子とに接続されたアンプＡ１と、後述するツェナー電圧Ｖｚを分圧する直列接続されたブリーダ抵抗器Ｒ３、Ｒ４から成り、定電流充電用基準電圧Ｖｃｌを発生する定電流充電用基準電圧発生回路と、この定電流充電用基準電圧ＶｃｌとアンプＡ１の出力とを比較するＣＣアンプＡ２と、ＣＣアンプＡ２の出力によってオンオフ制御されるＮＰＮ形バイポーラトランジスタＱ２とを有する。ＮＰＮ形バイポーラトランジスタＱ２のベースはＣＣアンプＡ２の出力端子に接続され、エミッタは接地されている。
【００１１】
定電圧制御回路１２は、ＢＡＴ端子からのバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）と後述する一次側過電圧検出回路１３から出力されるレギュレータ電圧Ｖｃｈとを比較するエラーアンプＡ３と、このエラーアンプＡ３の出力によってオンオフ制御されるＮＰＮ形バイポーラトランジスタＱ３とを有する。ＮＰＮ形バイポーラトランジスタＱ３のベースはエラーアンプＡ３の出力に接続され、エミッタは接地され、コレクタはＣＮＴ端子に接続されている。また、エラーアンプＡ３の出力端子は、定電流制御回路１１のＮＰＮ形バイポーラトランジスタＱ２のコレクタに接続されている。
【００１２】
一次側過電圧検出回路１３は、ツェナー電圧Ｖｚを発生するツェナーダイオードＺＤと、ツェナーダイオードＺＤのカソードとＶｃｃ端子との間に接続された定電流源ＣＩと、ツェナー電圧Ｖｚが供給され、上述したレギュレータ電圧Ｖｃｈを生成するレギュレータ回路とを有する。レギュレータ回路は、レギュレータアンプＡ４と、直列接続された抵抗器Ｒ５、Ｒ６とから構成される。レギュレータアンプＡ４の非反転入力端子はツェナーダイオードＺＤのカソードが接続され、反転入力端子は、直列接続された抵抗器Ｒ５、Ｒ６の接続点が接続されている。レギュレータアンプＡ４の出力は、直列接続された抵抗器Ｒ５、Ｒ６を介して接地され、上記レギュレータ電圧Ｖｃｈを発生する。
【００１３】
図１に加えて図２をも参照して、従来の二次電池用充電制御装置５０の動作について説明する。図２において、（Ａ）はバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）の特性を、（Ｂ）は充電電流Ｉｃの特性を示し、横軸は時間を示している。
【００１４】
バッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）がレギュレータ電圧Ｖｃｈより低いとき、定充電制御回路１１は、ＣＳ端子−ＢＡＴ端子間の電圧が定電流充電用基準電圧Ｖｃｌに等しくなるように、ＣＮＴ端子を制御する。これにより、図２（Ｂ）に示されるように、充電電流Ｉｃが一定となるように制御される（定電流充電制御モード）。
【００１５】
一方、バッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）がレギュレータ電圧Ｖｃｈに等しくなると、定電流制御回路１２は、エラーアンプＡ３にて、図２（Ａ）に示されるように、バッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）が一定となるようにＣＮＴ端子を制御する（定電圧充電制御モード）。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、二次電池用充電制御装置も高耐圧、逆接続耐圧についての耐量の向上が求められてきている。例えば、±２５Ｖ以上の耐圧が求められている。
【００１７】
しかしながら、従来の二次電池用充電制御装置５０では、ＩＣ（二次電池用充電制御回路１０）の耐圧（耐圧が１５Ｖ程度）、パワートランジスタＱ１の耐圧（コレクタ−ベース間、ベース−エミッタ間の耐圧が１０Ｖ程度）の問題がある。その為、従来の二次電池用充電制御装置５０においてその耐量を上げるためには、外付のダイオードや電界効果トランジスタを追加して構成することが行なわれている。その為、耐量を上げるために、従来の二次電池用充電制御装置では部品点数が増加してしまうという問題がある。
【００１８】
したがって、本発明の課題は、部品点数を余り増加することなく、耐量の向上を図ることができる、二次電池用充電制御装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、二次電池（３０）に対する充電を制御するために、ＡＣアダプタ（２０）と二次電池との間に介在し、ＡＣアダプタから二次電池へ流す充電電流（Ｉｃ）を充電制御スイッチのオン／オフにより制御する二次電池用充電制御装置（５０Ａ，５０Ｂ）において、充電制御スイッチとして互いに逆極性に直列接続された一対の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ１，ＦＥＴ２；ＦＥＴ’１，ＦＥＴ’２）を用いたことを特徴とする二次電池用充電制御装置が得られる。
【００２０】
上記二次電池用充電制御装置において、一対の電界効果トランジスタの各々は、ＡＣアダプタの陽極（２１）と二次電池の陽極（３１）との間に接続されたｐチャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ１，ＦＥＴ２）から構成されて良い。この場合、充電制御スイッチと二次電池の陽極（３１）との間に充電電流センス抵抗器（Ｒ１）が接続される。また、一対の電界効果トランジスタの各々は、ＡＣアダプタの陰極（２２）と二次電池の陰極（３２）との間に接続されたｎチャネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ’１，ＦＥＴ’２）から構成されて良い。この場合、充電制御スイッチと二次電池の陰極（３２）との間に充電電流センス抵抗器（Ｒ１）が接続される。尚、二次電池は、例えば、リチウムイオン電池であってよい。
【００２１】
上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２３】
図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る二次電池用充電制御装置５０Ａについて説明する。図示の二次電池用充電制御装置５０Ａは、充電制御トランジスタ（パワートランジスタ）Ｑ１の代わりに（充電制御スイッチとして）互いに逆極性に直列接続された一対の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を用いると共に、後述するように二次電池用充電制御回路の構成が従来のものから変更されている点を除いて、図１に示した従来の二次電池用充電制御装置５０と同様の構成を有する。したがって、二次電池用充電制御回路に参照符号１０Ａを付すと共に、図１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て、説明の簡略化のためにそれらの説明については省略する。
【００２４】
ここでは、一対の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２をそれぞれ第１および第２の電界効果トランジスタと呼ぶことにする。図示の第１および第２の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２の各々はｐチャネル電界効果トランジスタで構成されている。
【００２５】
二次電池用充電制御回路１０Ａは、ＶＣＣ端子と、ＣＮＴ１端子と、ＣＮＴ２端子、ＣＳ端子と、ＢＡＴ端子と、ＧＮＤ端子とを持つ。ＶＣＣ端子は電源端子と呼ばれる。ＣＮＴ１端子およびＣＮＴ２端子はそれぞれ第１および第２の制御端子と呼ばれる。ＧＮＤ端子は接地端子と呼ばれる。ＶＣＣ端子は抵抗器Ｒ７を介して一方のアダプタ接続端子５１（すなわち、ＡＣアダプタ２０の陽極２１）に接続されている。ＢＡＴ端子とＣＳ端子との間に、抵抗器Ｒ８、Ｒ９を介して充電電流センス抵抗器Ｒ１が接続されている。ＢＡＴ端子は抵抗器Ｒ９を介して一方の電池接続端子５６（二次電池３０の陽極３１）に接続されている。ＧＮＤ端子は抵抗器Ｒ１０を介して他方のアダプタ接続端子５２（ＡＣアダプタ２０の陰極２２）と他方の電池接続端子５７（二次電池３０の陰極３２）とに接続されている。尚、抵抗器Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０は、場合によっては削除可能である。
【００２６】
第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１は、一方のアダプタ接続端子５１（ＡＣアダプタ２０の陽極２１）に接続された第１のソースＳ１と、ＣＮＴ１端子に接続された第１のゲートＧ１と、第１のドレインＤ１とを持つ。第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１の第１のゲートＧ１は第１の制御端子として動作する。第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２は、充電電流センス抵抗器Ｒ１を介して一方の電池接続端子５６（二次電池３０の陽極３１）に接続された第２のソースＳ２と、ＣＮＴ２端子に接続された第２のゲートＧ２と、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１の第１のドレインＤ１に接続された第２のドレインＤ２とを持つ。第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２の第２のゲートＧ２は第２の制御端子として動作する。
【００２７】
第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１は第１の寄生ダイオードＤｐ１を持ち、その順方向がＡＣアダプタ２０による二次電池３０の充電方向とは逆の方向になるように接続されている。また、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２は第２の寄生ダイオードＤｐ２を持ち、その順方向がＡＣアダプタ２０による二次電池３０の充電方向と同じ方向になるように接続されている。尚、第１および第２の寄生ダイオードＤｐ１およびＤｐ２の各々はボディダイオードとも呼ばれる。
【００２８】
図４を参照して、二次電池用充電制御回路１０Ａについて説明する。二次電池用充電制御回路１０Ａは、充電制御回路１４と、各種電圧検出回路１５と、不感応時間制御回路１６と、電圧逆転検出回路１７とを有する。
【００２９】
充電制御回路１４は、ＶＣＣ端子と、ＣＮＴ１端子と、ＣＳ端子と、ＢＡＴ端子とに接続されている。充電制御回路１４は、定電圧充電制御と定電流充電制御とを行う。すなわち、この充電制御回路１４によって、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のオン／オフが制御される。そのため、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１は、充電制御トランジスタ（充電制御スイッチ）として動作する。換言すれば、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１は、従来の二次電池用充電制御装置５０における充電制御トランジスタＱ１と実質的に同じ働きをする。
【００３０】
各種電圧検出回路１５は、ＶＣＣ端子とＧＮＤ端子とに接続されている。各種電圧検出回路１５は、ＡＤＰ過電圧検出、ＡＤＰ低電圧検出、電池過電圧検出、満充電検出、および、温度検出充電制御を行う。
【００３１】
不感応時間制御回路１６は、不感応時間を制御するための回路であって、充電制御回路１４、各種電圧検出回路１５、および電圧逆転検出回路１７とに接続されている。
【００３２】
電圧逆転検出回路１７は、ＶＣＣ端子と、ＣＮＴ２端子と、ＣＳ端子と、ＧＮＤ端子と、充電制御回路１４と、不感応時間制御回路１６とに接続されている。この電圧逆転検出回路１７は、ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）とバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）とを比較して、後述するように、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のオン／オフを制御する。この第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２は逆転防止制御トランジスタ（逆転防止制御スイッチ）として動作する。
【００３３】
図５および図６を参照して、電圧逆転検出回路１７の動作について説明する。図５は電圧逆転検出回路１７の第１の動作モードでの動作を説明するための図であり、図６は電圧逆転検出回路１７の第２の動作モードでの動作を説明するための図である。
【００３４】
最初に、図５を参照して、電圧逆転検出回路１７の第１の動作モードでの動作について説明する。
【００３５】
電圧逆転検出回路１７は、ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）とバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）とを比較し、ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）がバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）より高いときは、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２をオンするためのオン制御信号を、ＣＮＴ２端子を介して逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２のゲートに供給する。このオン制御信号に応答して、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２はオンする。その結果、充電電流ＩｃがＡＣアダプタ２０から二次電池３０へ流れる。
【００３６】
このように充電電流Ｉｃが順方向に流れるとき、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２はオンしている。その為、充電電流Ｉｃは、この逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２のオン抵抗分を介して流れ、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２での発熱は小さい。
【００３７】
一方、ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）がバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）より低いときは、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２をオフするためのオフ制御信号を、ＣＮＴ２端子を介して逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２のゲートに供給する。このオフ制御信号に応答して、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２はオフする。その結果、ＡＣアダプタ２０から二次電池３０へ流れる充電電流Ｉｃが遮断される。
【００３８】
このように、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２は、ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）とバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）とが逆転したときに逆流電流を防止する機能を有する。
【００３９】
これに対して、図１に示した従来の二次電池用充電制御回路５０では、逆流防止用ダイオードＤｉを充電制御トランジスタＱ１の後ろに配置して逆流を防止していた。しかしながら、このような構成では、充電電流Ｉｃが順方向に流れる際に、逆流防止用ダイオードＤｉでの電力消費量が大きくなり、発熱の問題がある。
【００４０】
次に、図６を参照して、電圧逆転検出回路１７の第２の動作モードでの動作について説明する。第２の動作モードでは、電圧逆転検出回路１７は、以下に述べるように、不感応時間制御回路１６で設定された不感応時間の遅延をもって動作する。
【００４１】
ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）がバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）より高いとき、電池逆転検出回路１７は、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２をオンするためのオン制御信号を、ＣＮＴ２端子を介して逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２のゲートに供給する。このオン制御信号に応答して、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２はオンする。その結果、充電電流ＩｃがＡＣアダプタ２０から二次電池３０へ流れる。
【００４２】
ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）がバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）より低くなっても、電池逆転検出回路１７は、直ちには、オフ制御信号を出力せず、オン制御信号を出力し続ける。この結果、二次電池３０からＡＣアダプタ２０へ放電電流が流れる。
【００４３】
ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）がバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）より継続して低くなっている継続時間が、不感応時間制御回路１６によって設定された不感応時間に達した時点で、電池逆転検出回路１７は、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２をオフするためのオフ制御信号を、ＣＮＴ２端子を介して逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２のゲートに供給する。このオフ制御信号に応答して、逆転防止制御トランジスタＦＥＴ２はオフする。その結果、二次電池３０からＡＣアダプタ２０へ流れる放電電流が停止する。
【００４４】
このように第２の動作モードでは、ＣＮＴ２端子からのオン制御信号、オフ制御信号によって、二次電池３０の充電と放電が可能となる。
【００４５】
これに対して、図１に示した従来の二次電池用充電制御回路５０では、逆流防止用ダイオードＤｉが有るため、二次電池３０の充電と放電を行うためには、充電端子と放電端子とを別々に設ける必要がある。
【００４６】
上述したように、本発明の第１の実施の形態では、充電制御スイッチとして互いに逆極性に直列接続された一対の電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２を用いて二次電池３０の充電を制御しているので、十分な耐圧を確保することができる。すなわち、正常に接続した場合には、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ１のソースＳ１−ドレインＤ１間の耐圧で、二次電池用充電制御装置５０Ａの耐圧を確保することができる。一方、誤って逆に接続した場合には、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ２のソースＳ２−ドレインＤ２間の耐圧で、二次電池用充電制御装置５０Ａの耐圧を確保することができる。
【００４７】
また、充電制御スイッチとして使用される電界効果トランジスタＦＥＴ１、ＦＥＴ２は、現在大量に使用されているものなので、安価に入手が可能である。
【００４８】
図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る二次電池用充電制御装置５０Ｂについて説明する。図示の二次電池用充電制御装置５０Ｂは、充電制御スイッチとしての一対の電界効果トランジスタとして、ｐチャネル電界効果トランジスタではなくｎチャネル電界効果トランジスタを用いると共に、後述するように二次電池用充電制御回路の構成を変更した点を除いて、図３に示した二次電池用充電制御装置５０Ａと同様の構成を有する。したがって、第１および第２の電界効果トランジスタにそれぞれＦＥＴ’１およびＦＥＴ’２の参照符号を付し、二次電池用充電制御回路に１０Ｂの参照符号を付す。そして、図３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て、説明の簡略化のためにそれらの説明については省略する。
【００４９】
二次電池用充電制御回路１０Ｂは、ＶＣＣ端子と、ＣＮＴ１端子と、ＣＮＴ２端子、ＣＳ端子と、ＢＡＴ端子と、ＧＮＤ端子とを持つ。ＶＣＣ端子は電源端子と呼ばれる。ＣＮＴ１端子およびＣＮＴ２端子はそれぞれ第１および第２の制御端子と呼ばれる。ＧＮＤ端子は接地端子と呼ばれる。ＧＮＤ端子は抵抗器Ｒ７を介してアダプタ接続端子５２（すなわち、ＡＣアダプタ２０の陰極２２）に接続されている。ＣＳ端子とＢＡＴ端子との間に、抵抗器Ｒ８、Ｒ９を介して充電電流センス抵抗器Ｒ１が接続されている。ＢＡＴ端子は抵抗器Ｒ９を介して電池接続端子５７（二次電池３０の陰極３２）に接続されている。ＶＣＣ端子は抵抗器Ｒ１０を介してアダプタ接続端子５１（ＡＣアダプタ２０の陽極２１）と電池接続端子５６（二次電池３０の陽極３１）とに接続されている。尚、抵抗器Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０は、場合によっては削除可能である。
【００５０】
第１の電界効果トランジスタＦＥＴ’１は、アダプタ接続端子５２（ＡＣアダプタ２０の陰極２２）に接続された第１のソースＳ１と、ＣＮＴ１端子に接続された第１のゲートＧ１と、第１のドレインＤ１とを持つ。第１の電界効果トランジスタＦＥＴ’１の第１のゲートＧ１は第１の制御端子として動作する。第２の電界効果トランジスタＦＥＴ’２は、充電電流センス抵抗器Ｒ１を介して電池接続端子５７（二次電池３０の陰極３２）に接続された第２のソースＳ２と、ＣＮＴ２端子に接続された第２のゲートＧ２と、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ’１の第１のドレインＤ１に接続された第２のドレインＤ２とを持つ。第２の電界効果トランジスタＦＥＴ’２の第２のゲートＧ２は第２の制御端子として動作する。
【００５１】
第１の電界効果トランジスタＦＥＴ’１は第１の寄生ダイオードＤ’ｐ１を持ち、その順方向がＡＣアダプタ２０による二次電池３０の充電方向とは逆の方向になるように接続されている。また、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ’２は第２の寄生ダイオードＤ’ｐ２を持ち、その順方向がＡＣアダプタ２０による二次電池３０の充電方向と同じ方向になるように接続されている。尚、第１および第２の寄生ダイオードＤ’ｐ１およびＤ’ｐ２の各々はボディダイオードとも呼ばれる。
【００５２】
図８を参照して、二次電池用充電制御回路１０Ｂについて説明する。二次電池用充電制御回路１０Ｂは、充電制御回路１４Ａと、各種電圧検出回路１５Ａと、不感応時間制御回路１６Ａと、電圧逆転検出回路１７Ａとを有する。
【００５３】
充電制御回路１４Ａは、ＧＮＤ端子と、ＣＮＴ１端子と、ＣＳ端子と、ＢＡＴ端子とに接続されている。充電制御回路１４Ａは、定電圧充電制御と定電流充電制御とを行う。すなわち、この充電制御回路１４Ａによって、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ’１のオン／オフが制御される。そのため、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ’１は、充電制御トランジスタ（充電制御スイッチ）として動作する。換言すれば、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ’１は、従来の二次電池用充電制御装置５０における充電制御トランジスタＱ１と実質的に同じ働きをする。
【００５４】
各種電圧検出回路１５Ａは、ＶＣＣ端子とＧＮＤ端子とに接続されている。各種電圧検出回路１５Ａは、ＡＤＰ過電圧検出、ＡＤＰ低電圧検出、電池過電圧検出、満充電検出、および、温度検出充電制御を行う。
【００５５】
不感応時間制御回路１６Ａは、不感応時間を制御するための回路であって、充電制御回路１４Ａ、各種電圧検出回路１５Ａ、および電圧逆転検出回路１７Ａとに接続されている。
【００５６】
電圧逆転検出回路１７Ａは、ＶＣＣ端子と、ＣＮＴ２端子と、ＣＳ端子と、ＧＮＤ端子と、充電制御回路１４Ａと、不感応時間制御回路１６Ａとに接続されている。この電池逆転検出回路１７Ａは、ＡＣアダプタ電圧Ｖｃｃ（ａｄ）とバッテリ電圧Ｖｃｃ（ｂａ）とを比較して、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ’２のオン／オフを制御する。この第２の電界効果トランジスタＦＥＴ’２は逆転防止制御トランジスタ（逆転防止制御スイッチ）として動作する。
【００５７】
第２の実施の形態による二次電池用充電制御回路１０Ｂは、前述した第１の実施の形態による二次電池用充電制御回路１０Ａと同様の動作をするので、その動作説明については省略する。
【００５８】
上述したように、本発明の第２の実施の形態でも、充電制御スイッチとして互いに逆極性に直列接続された一対の電界効果トランジスタＦＥＴ’１、ＦＥＴ’２を用いて二次電池３０の充電を制御しているので、十分な耐圧を確保することができる。すなわち、正常に接続した場合には、第１の電界効果トランジスタＦＥＴ’１のソースＳ１−ドレインＤ１間の耐圧で、二次電池用充電制御装置５０Ｂの耐圧を確保することができる。一方、誤って逆に接続した場合には、第２の電界効果トランジスタＦＥＴ’２のソースＳ２−ドレインＤ２間の耐圧で、二次電池用充電制御装置５０Ｂの耐圧を確保することができる。
【００５９】
また、充電制御スイッチとして使用される電界効果トランジスタＦＥＴ’１、ＦＥＴ’２は、現在大量に使用されているものなので、安価に入手が可能である。
【００６０】
以上、本発明について実施の形態によって例を挙げて説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明では、充電制御スイッチとして互いに逆極性に直列接続された一対の電界効果トランジスタを用いて二次電池の充電を制御しているので、十分な耐圧を確保することができるという作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の二次電池用充電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した二次電池用充電制御装置の充電特性を示すタイムチャートである。
【図３】本発明の第１の実施の形態による二次電池用充電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示した二次電池用充電制御装置に用いられる二次電池用充電制御回路の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示した二次電池用充電制御回路に用いられる電圧逆転検出回路の第１の動作モードでの動作を説明するための図である。
【図６】図４に示した二次電池用充電制御回路に用いられる電圧逆転検出回路の第２の動作モードでの動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による二次電池用充電制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示した二次電池用充電制御装置に用いられる二次電池用充電制御回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ　　二次電池用充電制御回路
２０　　ＡＣアダプタ
３０　　二次電池（リチウムイオン電池）
ＦＥＴ１、ＦＥＴ２　　電界効果トランジスタ
ＦＥＴ’１、ＦＥＴ’２　　電界効果トランジスタ
Ｒ１　　充電電流センス抵抗器
Ｖｃｃ（ｂａ）　　電池電圧（バッテリ電圧）
Ｖｃｃ（ａｄ）　　ＡＣアダプタ電圧[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a secondary battery charge control device that controls charging of a rechargeable secondary battery such as a lithium ion battery.
[0002]
[Prior art]
This type of secondary battery charge control device is a device for controlling charging of a secondary battery, and is interposed between an AC adapter and a secondary battery, and a charging current flowing from the AC adapter to the secondary battery. Is a device that controls The secondary battery, ie, a rechargeable battery, may be, for example, a lithium ion battery. Hereinafter, a conventional charge control device for a secondary battery will be described with reference to the drawings.
[0003]
As shown in FIG. 1, a conventional charge control device for a secondary battery 50 is interposed between an AC adapter 20 and a secondary battery (lithium ion battery) 30 and flows from the AC adapter 20 to the secondary battery 30. The charging current Ic is controlled. The secondary battery charge control device 50 has a pair of adapter connection terminals 51 and 52 connected to the AC adapter 20 and a pair of battery connection terminals 56 and 57 connected to the secondary battery 30.
[0004]
More specifically, the AC adapter 20 generates the AC adapter voltage Vcc (ad). The AC adapter 20 has an anode (cathode) 21 and a cathode (anode) 22, and a charging control device 50 for a secondary battery described later is connected between them.
[0005]
The secondary battery charge control device 50 includes a secondary battery charge control circuit 10 described later. One of the adapter connection terminals 51 of the secondary battery charge control device 50 is connected to the anode 21 of the AC adapter 20. The secondary battery charge control circuit 10 includes a charge control transistor Q1, a backflow prevention diode Di, And a charging current sense resistor R1. The charge control transistor Q1 is a power transistor, and is constituted by a PNP-type bipolar transistor. The charge control transistor (power transistor) Q1 is also called a charge control switch.
[0006]
The emitter of the charge control transistor Q1 is connected to the adapter connection terminal 51 (the cathode 21 of the AC adapter 20), and the collector is connected to the anode of the backflow prevention diode Di. The cathode of the backflow prevention diode Di is connected to one end of the charging current sense resistor R1. The combination of the charge control transistor Q1, the backflow prevention diode Di, and the charge current sense resistor R1 is called a peripheral circuit of the secondary battery charge control circuit 10. That is, the secondary battery charge control circuit 10 and its peripheral circuits are connected between the anode 21 of the AC adapter 20 and the anode (cathode) 31 of the secondary battery 30 to operate the charge control device 50 for the secondary battery. Make up.
[0007]
The secondary battery charge control circuit 10 has a VCC terminal, a CNT terminal, a CS terminal, a BAT terminal, and a GND terminal. The VCC terminal is called a power supply terminal, and the CNT terminal is called a control terminal. The VCC terminal is connected to the adapter connection terminal 51 (that is, the anode 21 of the AC adapter 20 and the emitter of the charge control transistor Q1). The CNT terminal is connected to the base of the charge control transistor Q1. The CS terminal is connected to the cathode of the backflow prevention diode Di. The BAT terminal is connected to one battery connection terminal 56 (that is, the anode terminal 31 of the secondary battery 30). The charging current sense resistor R1 is connected between the BAT terminal and the CS terminal. The GND terminal is connected to the other adapter connection terminal 52 (the cathode 22 of the AC adapter 20) and the other battery connection terminal 57 (the cathode 32 of the secondary battery 30).
[0008]
The main functions of the secondary battery charge control circuit 10 are a constant current charging function, a constant voltage charging function, and a primary side overvoltage detection function. The secondary battery charging control circuit 10 includes a constant current control circuit 11 that controls a constant current charging function, a constant voltage control circuit 12 that controls a constant voltage charging function, and a primary side overvoltage detection circuit 13 that controls a primary side overvoltage detecting function. Having.
[0009]
The constant current control circuit 11 is a circuit for controlling the power transistor Q1 and charging the secondary battery 30 with a constant current so that the potential difference between both ends of the charging current sense resistor R1 is kept constant. The constant voltage control circuit 12 detects the battery voltage (battery voltage) Vcc (ba) of the secondary battery 30, and controls the power transistor Q1 so that the battery voltage Vcc (ba) does not exceed a certain voltage. This is a circuit for charging the secondary battery 30. The primary-side overvoltage detection circuit 13 detects the primary-side (adapter) voltage Vcc (ad), and when the primary-side voltage Vcc (ad) is equal to or higher than the overvoltage, turns off the power transistor Q1 to stop charging. It is a circuit for performing.
[0010]
More specifically, the constant current control circuit 11 includes an amplifier A1 connected to a BAT terminal and a CS terminal, and bleeder resistors R3 and R4 connected in series to divide a Zener voltage Vz to be described later. A constant current charging reference voltage generating circuit for generating a reference voltage Vcl; a CC amplifier A2 for comparing the constant current charging reference voltage Vcl with an output of an amplifier A1; and an NPN type that is turned on / off by an output of the CC amplifier A2. And a bipolar transistor Q2. The base of the NPN bipolar transistor Q2 is connected to the output terminal of the CC amplifier A2, and the emitter is grounded.
[0011]
The constant voltage control circuit 12 compares the battery voltage Vcc (ba) from the BAT terminal with a regulator voltage Vch output from a primary side overvoltage detection circuit 13, which will be described later, and turns on and off by the output of the error amplifier A3. And a controlled NPN bipolar transistor Q3. The base of the NPN bipolar transistor Q3 is connected to the output of the error amplifier A3, the emitter is grounded, and the collector is connected to the CNT terminal. The output terminal of the error amplifier A3 is connected to the collector of the NPN bipolar transistor Q2 of the constant current control circuit 11.
[0012]
The primary side overvoltage detection circuit 13 is supplied with a Zener diode ZD for generating a Zener voltage Vz, a constant current source CI connected between the cathode of the Zener diode ZD and the Vcc terminal, and a Zener voltage Vz. A regulator circuit for generating the voltage Vch. The regulator circuit includes a regulator amplifier A4 and resistors R5 and R6 connected in series. The non-inverting input terminal of the regulator amplifier A4 is connected to the cathode of the Zener diode ZD, and the inverting input terminal is connected to the connection point of the series-connected resistors R5 and R6. The output of the regulator amplifier A4 is grounded via resistors R5 and R6 connected in series to generate the regulator voltage Vch.
[0013]
The operation of the conventional secondary battery charge control device 50 will be described with reference to FIG. 2 in addition to FIG. In FIG. 2, (A) shows the characteristics of the battery voltage Vcc (ba), (B) shows the characteristics of the charging current Ic, and the horizontal axis shows time.
[0014]
When the battery voltage Vcc (ba) is lower than the regulator voltage Vch, the constant charge control circuit 11 controls the CNT terminal so that the voltage between the CS terminal and the BAT terminal becomes equal to the constant current charging reference voltage Vcl. As a result, as shown in FIG. 2B, the charging current Ic is controlled to be constant (constant current charging control mode).
[0015]
On the other hand, when the battery voltage Vcc (ba) becomes equal to the regulator voltage Vch, the constant current control circuit 12 causes the error amplifier A3 to keep the battery voltage Vcc (ba) constant as shown in FIG. CNT terminal (constant voltage charge control mode).
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, a charge control device for a secondary battery has also been required to have higher withstand voltage and improved withstand voltage for reverse connection withstand voltage. For example, a withstand voltage of ± 25 V or more is required.
[0017]
However, in the conventional charge control device 50 for a secondary battery, the withstand voltage of the IC (the charge control circuit 10 for the secondary battery) (withstand voltage of about 15 V) and the withstand voltage of the power transistor Q1 (between the collector and the base and between the base and the emitter) (Withstand voltage of about 10 V). Therefore, in order to increase the resistance of the conventional charge control device for a secondary battery 50, an external diode or a field effect transistor is additionally provided. Therefore, there is a problem that the number of parts increases in the conventional charge control device for a secondary battery in order to increase the resistance.
[0018]
Therefore, an object of the present invention is to provide a charge control device for a secondary battery, which can improve the resistance without increasing the number of parts.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, in order to control charging of the secondary battery (30), the charging current (Ic) interposed between the AC adapter (20) and the secondary battery and flowing from the AC adapter to the secondary battery is controlled. In a secondary battery charge control device (50A, 50B) controlled by turning on / off a charge control switch, a pair of field-effect transistors (FET1, FET2; FET'1, FET1) connected in series with opposite polarities as charge control switches. Thus, a charge control device for a secondary battery using the FET'2) is obtained.
[0020]
In the charging control device for a secondary battery, each of the pair of field effect transistors is a p-channel field effect transistor (FET1, FET1) connected between the anode (21) of the AC adapter and the anode (31) of the secondary battery. FET2). In this case, a charging current sense resistor (R1) is connected between the charging control switch and the anode (31) of the secondary battery. Each of the pair of field effect transistors includes an n-channel field effect transistor (FET'1, FET'2) connected between the cathode (22) of the AC adapter and the cathode (32) of the secondary battery. Good to be. In this case, a charging current sense resistor (R1) is connected between the charging control switch and the cathode (32) of the secondary battery. The secondary battery may be, for example, a lithium ion battery.
[0021]
The reference numerals in the parentheses are provided for facilitating the understanding of the present invention, are merely examples, and are not limited thereto.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0023]
Referring to FIG. 3, a description will be given of a secondary battery charge control device 50A according to the first embodiment of the present invention. The illustrated secondary battery charge control device 50A uses a pair of field-effect transistors FET1 and FET2 connected in series with opposite polarities (as charge control switches) instead of the charge control transistor (power transistor) Q1, and will be described later. Thus, the configuration of the secondary battery charge control circuit shown in FIG. 1 is the same as that of the conventional secondary battery charge control device 50 except that the configuration of the secondary battery charge control circuit is changed from the conventional configuration. Therefore, the charge control circuit for the secondary battery is denoted by reference numeral 10A, and those having the same functions as those shown in FIG. Description is omitted.
[0024]
Here, the pair of field effect transistors FET1 and FET2 will be referred to as first and second field effect transistors, respectively. Each of the illustrated first and second field effect transistors FET1 and FET2 is constituted by a p-channel field effect transistor.
[0025]
The secondary battery charging control circuit 10A has a VCC terminal, a CNT1 terminal, a CNT2 terminal, a CS terminal, a BAT terminal, and a GND terminal. The VCC terminal is called a power supply terminal. The CNT1 terminal and the CNT2 terminal are called first and second control terminals, respectively. The GND terminal is called a ground terminal. The VCC terminal is connected to one adapter connection terminal 51 (that is, the anode 21 of the AC adapter 20) via the resistor R7. A charging current sense resistor R1 is connected between the BAT terminal and the CS terminal via resistors R8 and R9. The BAT terminal is connected to one battery connection terminal 56 (the anode 31 of the secondary battery 30) via the resistor R9. The GND terminal is connected to the other adapter connection terminal 52 (the cathode 22 of the AC adapter 20) and the other battery connection terminal 57 (the cathode 32 of the secondary battery 30) via the resistor R10. Note that the resistors R7, R8, R9, and R10 can be omitted in some cases.
[0026]
The first field-effect transistor FET1 has a first source S1 connected to one adapter connection terminal 51 (the anode 21 of the AC adapter 20), a first gate G1 connected to the CNT1 terminal, and a first gate S1. And a drain D1. The first gate G1 of the first field effect transistor FET1 operates as a first control terminal. The second field effect transistor FET2 is connected to the second source S2 connected to one battery connection terminal 56 (the anode 31 of the secondary battery 30) and the CNT2 terminal via the charging current sense resistor R1. It has a second gate G2 and a second drain D2 connected to the first drain D1 of the first field effect transistor FET1. The second gate G2 of the second field-effect transistor FET2 operates as a second control terminal.
[0027]
The first field-effect transistor FET1 has a first parasitic diode Dp1, and is connected such that the forward direction is opposite to the direction in which the secondary battery 30 is charged by the AC adapter 20. The second field-effect transistor FET2 has a second parasitic diode Dp2, and is connected such that the forward direction is the same as the direction in which the secondary battery 30 is charged by the AC adapter 20. Each of the first and second parasitic diodes Dp1 and Dp2 is also called a body diode.
[0028]
Referring to FIG. 4, a charge control circuit for secondary battery 10A will be described. The secondary battery charge control circuit 10A includes a charge control circuit 14, various voltage detection circuits 15, an insensitive time control circuit 16, and a voltage reversal detection circuit 17.
[0029]
The charge control circuit 14 is connected to the VCC terminal, the CNT1 terminal, the CS terminal, and the BAT terminal. The charge control circuit 14 performs constant voltage charge control and constant current charge control. That is, the charge control circuit 14 controls ON / OFF of the first field-effect transistor FET1. Therefore, the first field-effect transistor FET1 operates as a charge control transistor (charge control switch). In other words, the first field-effect transistor FET1 has substantially the same function as the charge control transistor Q1 in the conventional charge control device 50 for a secondary battery.
[0030]
The various voltage detection circuits 15 are connected to the VCC terminal and the GND terminal. The various voltage detection circuits 15 perform ADP overvoltage detection, ADP low voltage detection, battery overvoltage detection, full charge detection, and temperature detection charge control.
[0031]
The dead time control circuit 16 is a circuit for controlling the dead time, and is connected to the charge control circuit 14, the various voltage detection circuits 15, and the voltage reversal detection circuit 17.
[0032]
The voltage reversal detection circuit 17 is connected to the VCC terminal, the CNT2 terminal, the CS terminal, the GND terminal, the charge control circuit 14, and the insensitive time control circuit 16. The voltage reversal detection circuit 17 compares the AC adapter voltage Vcc (ad) with the battery voltage Vcc (ba), and controls on / off of the second field-effect transistor FET2 as described later. This second field effect transistor FET2 operates as a reverse rotation prevention control transistor (reverse rotation prevention control switch).
[0033]
The operation of the voltage reversal detection circuit 17 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the voltage reversal detection circuit 17 in the first operation mode, and FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the voltage reversal detection circuit 17 in the second operation mode. is there.
[0034]
First, the operation of the voltage reversal detection circuit 17 in the first operation mode will be described with reference to FIG.
[0035]
The voltage reversal detection circuit 17 compares the AC adapter voltage Vcc (ad) with the battery voltage Vcc (ba). If the AC adapter voltage Vcc (ad) is higher than the battery voltage Vcc (ba), the reverse rotation prevention control transistor FET2 Is supplied to the gate of the reverse rotation prevention control transistor FET2 via the CNT2 terminal. In response to this ON control signal, the reverse rotation prevention control transistor FET2 is turned ON. As a result, charging current Ic flows from AC adapter 20 to secondary battery 30.
[0036]
Thus, when the charging current Ic flows in the forward direction, the reverse rotation prevention control transistor FET2 is on. Therefore, the charging current Ic flows through the ON resistance of the reverse rotation prevention control transistor FET2, and the heat generation in the reverse rotation prevention control transistor FET2 is small.
[0037]
On the other hand, when the AC adapter voltage Vcc (ad) is lower than the battery voltage Vcc (ba), an off control signal for turning off the reverse rotation prevention control transistor FET2 is supplied to the gate of the reverse rotation prevention control transistor FET2 via the CNT2 terminal. I do. In response to this off control signal, the reverse rotation prevention control transistor FET2 is turned off. As a result, the charging current Ic flowing from the AC adapter 20 to the secondary battery 30 is cut off.
[0038]
As described above, the reverse rotation prevention control transistor FET2 has a function of preventing a reverse current when the AC adapter voltage Vcc (ad) and the battery voltage Vcc (ba) are reversed.
[0039]
On the other hand, in the conventional charge control circuit 50 for a secondary battery shown in FIG. 1, a backflow preventing diode Di is arranged behind the charge control transistor Q1 to prevent backflow. However, in such a configuration, when the charging current Ic flows in the forward direction, the power consumption of the backflow prevention diode Di increases, and there is a problem of heat generation.
[0040]
Next, an operation of the voltage reversal detection circuit 17 in the second operation mode will be described with reference to FIG. In the second operation mode, the voltage reversal detection circuit 17 operates with a delay of the dead time set by the dead time control circuit 16 as described below.
[0041]
When the AC adapter voltage Vcc (ad) is higher than the battery voltage Vcc (ba), the battery reversal detection circuit 17 outputs an ON control signal for turning on the reverse prevention control transistor FET2 via the CNT2 terminal. Supply to the gate. In response to this ON control signal, the reverse rotation prevention control transistor FET2 is turned ON. As a result, charging current Ic flows from AC adapter 20 to secondary battery 30.
[0042]
Even if the AC adapter voltage Vcc (ad) becomes lower than the battery voltage Vcc (ba), the battery reversal detection circuit 17 does not immediately output the off control signal but continues to output the on control signal. As a result, a discharge current flows from the secondary battery 30 to the AC adapter 20.
[0043]
When the duration during which the AC adapter voltage Vcc (ad) is continuously lower than the battery voltage Vcc (ba) reaches the dead time set by the dead time control circuit 16, the battery reversal detection circuit 17 Supplies an off control signal for turning off the reverse rotation prevention control transistor FET2 to the gate of the reverse rotation prevention control transistor FET2 via the CNT2 terminal. In response to this off control signal, the reverse rotation prevention control transistor FET2 is turned off. As a result, the discharge current flowing from the secondary battery 30 to the AC adapter 20 stops.
[0044]
As described above, in the second operation mode, charging and discharging of the secondary battery 30 can be performed by the ON control signal and the OFF control signal from the CNT2 terminal.
[0045]
On the other hand, in the conventional charge control circuit 50 for a secondary battery shown in FIG. 1, since there is a diode Di for preventing backflow, in order to charge and discharge the secondary battery 30, a charge terminal and a discharge terminal are required. Need to be provided separately.
[0046]
As described above, in the first embodiment of the present invention, the charging of the secondary battery 30 is controlled using the pair of field effect transistors FET1 and FET2 connected in series with opposite polarities as the charge control switch. Therefore, a sufficient withstand voltage can be secured. That is, when connected normally, the breakdown voltage of the secondary battery charge control device 50A can be ensured by the breakdown voltage between the source S1 and the drain D1 of the first field-effect transistor FET1. On the other hand, if the connection is erroneously made in reverse, the withstand voltage of the secondary battery charge control device 50A can be secured by the withstand voltage between the source S2 and the drain D2 of the second field-effect transistor FET2.
[0047]
Further, the field effect transistors FET1 and FET2 used as the charge control switches are currently used in large quantities, and thus can be obtained at low cost.
[0048]
Referring to FIG. 7, a description will be given of a secondary battery charge control device 50B according to a second embodiment of the present invention. The illustrated secondary battery charge control device 50B uses an n-channel field-effect transistor instead of a p-channel field-effect transistor as a pair of field-effect transistors as a charge control switch, and also controls the charge of the secondary battery as described later. It has the same configuration as the secondary battery charge control device 50A shown in FIG. 3 except that the configuration of the circuit is changed. Therefore, the first and second field-effect transistors are denoted by reference numerals of FET'1 and FET'2, respectively, and the charge control circuit for the secondary battery is denoted by reference numeral of 10B. Those having the same functions as those shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted for simplification of description.
[0049]
The secondary battery charge control circuit 10B has a VCC terminal, a CNT1 terminal, a CNT2 terminal, a CS terminal, a BAT terminal, and a GND terminal. The VCC terminal is called a power supply terminal. The CNT1 terminal and the CNT2 terminal are called first and second control terminals, respectively. The GND terminal is called a ground terminal. The GND terminal is connected to the adapter connection terminal 52 (that is, the cathode 22 of the AC adapter 20) via the resistor R7. A charging current sense resistor R1 is connected between the CS terminal and the BAT terminal via resistors R8 and R9. The BAT terminal is connected to the battery connection terminal 57 (the cathode 32 of the secondary battery 30) via the resistor R9. The VCC terminal is connected to the adapter connection terminal 51 (the anode 21 of the AC adapter 20) and the battery connection terminal 56 (the anode 31 of the secondary battery 30) via the resistor R10. Note that the resistors R7, R8, R9, and R10 can be omitted in some cases.
[0050]
The first field-effect transistor FET'1 includes a first source S1 connected to the adapter connection terminal 52 (the cathode 22 of the AC adapter 20), a first gate G1 connected to the CNT1 terminal, and a first gate G1. And a drain D1. The first gate G1 of the first field-effect transistor FET'1 operates as a first control terminal. The second field-effect transistor FET'2 is connected to the second source S2 connected to the battery connection terminal 57 (the cathode 32 of the secondary battery 30) and the CNT2 terminal via the charging current sense resistor R1. It has a second gate G2 and a second drain D2 connected to the first drain D1 of the first field-effect transistor FET'1. The second gate G2 of the second field-effect transistor FET'2 operates as a second control terminal.
[0051]
The first field-effect transistor FET'1 has a first parasitic diode D'p1, and is connected so that the forward direction is opposite to the direction in which the secondary battery 30 is charged by the AC adapter 20. The second field-effect transistor FET'2 has a second parasitic diode D'p2, and is connected so that its forward direction is the same as the direction in which the secondary battery 30 is charged by the AC adapter 20. Each of the first and second parasitic diodes D'p1 and D'p2 is also called a body diode.
[0052]
With reference to FIG. 8, the charge control circuit for secondary battery 10B will be described. The secondary battery charge control circuit 10B includes a charge control circuit 14A, various voltage detection circuits 15A, an insensitive time control circuit 16A, and a voltage reversal detection circuit 17A.
[0053]
The charge control circuit 14A is connected to a GND terminal, a CNT1 terminal, a CS terminal, and a BAT terminal. The charging control circuit 14A performs constant voltage charging control and constant current charging control. That is, ON / OFF of the first field-effect transistor FET'1 is controlled by the charge control circuit 14A. Therefore, the first field-effect transistor FET'1 operates as a charge control transistor (charge control switch). In other words, the first field-effect transistor FET'1 has substantially the same function as the charge control transistor Q1 in the conventional charge control device 50 for a secondary battery.
[0054]
The various voltage detection circuits 15A are connected to the VCC terminal and the GND terminal. The various voltage detection circuits 15A perform ADP overvoltage detection, ADP low voltage detection, battery overvoltage detection, full charge detection, and temperature detection charge control.
[0055]
The dead time control circuit 16A is a circuit for controlling the dead time, and is connected to the charge control circuit 14A, various voltage detection circuits 15A, and the voltage reversal detection circuit 17A.
[0056]
The voltage reversal detection circuit 17A is connected to the VCC terminal, the CNT2 terminal, the CS terminal, the GND terminal, the charge control circuit 14A, and the insensitive time control circuit 16A. The battery reversal detection circuit 17A compares the AC adapter voltage Vcc (ad) with the battery voltage Vcc (ba), and controls on / off of the second field-effect transistor FET'2. The second field-effect transistor FET'2 operates as a reverse rotation prevention control transistor (reverse rotation prevention control switch).
[0057]
The operation of the secondary battery charge control circuit 10B according to the second embodiment is the same as the operation of the secondary battery charge control circuit 10A according to the above-described first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0058]
As described above, also in the second embodiment of the present invention, the charging of the secondary battery 30 is performed by using the pair of field-effect transistors FET'1 and FET'2 connected in series with opposite polarities as the charge control switch. Since it is controlled, a sufficient withstand voltage can be secured. That is, when connected normally, the withstand voltage of the secondary battery charge control device 50B can be ensured by the withstand voltage between the source S1 and the drain D1 of the first field-effect transistor FET'1. On the other hand, if the connection is erroneously made in reverse, the withstand voltage of the secondary battery charge control device 50B can be secured by the withstand voltage between the source S2 and the drain D2 of the second field-effect transistor FET'2.
[0059]
Further, the field effect transistors FET'1 and FET'2 used as the charge control switches are currently used in large quantities and can be obtained at low cost.
[0060]
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments.
[0061]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the present invention, the charging of the secondary battery is controlled by using a pair of field effect transistors connected in series with opposite polarities as the charge control switch, so that a sufficient withstand voltage is secured. It has the effect of being able to do so.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a conventional charge control device for a secondary battery.
FIG. 2 is a time chart showing charging characteristics of the charging control device for a secondary battery shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a secondary battery charge control device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a secondary battery charge control circuit used in the secondary battery charge control device shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram for explaining an operation in a first operation mode of a voltage reversal detection circuit used in the charge control circuit for a secondary battery shown in FIG. 4;
6 is a diagram for explaining an operation in a second operation mode of a voltage reversal detection circuit used in the charge control circuit for a secondary battery shown in FIG. 4;
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a charge control device for a secondary battery according to a second embodiment of the present invention.
8 is a block diagram showing a configuration of a secondary battery charge control circuit used in the secondary battery charge control device shown in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
10A, 10B Charge control circuit for secondary battery
20 AC adapter
30 Secondary battery (lithium ion battery)
FET1, FET2 Field effect transistor
FET'1, FET'2 Field effect transistor
R1 Charge current sense resistor
Vcc (ba) Battery voltage (battery voltage)
Vcc (ad) AC adapter voltage

Claims

二次電池に対する充電を制御するために、ＡＣアダプタと前記二次電池との間に介在し、前記ＡＣアダプタから前記二次電池へ流す充電電流を充電制御スイッチのオン／オフにより制御する充電制御装置において、
前記充電制御スイッチとして互いに逆極性に直列接続された一対の電界効果トランジスタを用いたことを特徴とする二次電池用充電制御装置。Charge control that is interposed between an AC adapter and the secondary battery to control charging of the secondary battery and that controls charging current flowing from the AC adapter to the secondary battery by turning on / off a charge control switch In the device,
A charge control device for a secondary battery, wherein a pair of field effect transistors connected in series with opposite polarities are used as the charge control switch.

前記一対の電界効果トランジスタの各々が、前記ＡＣアダプタの陽極と前記二次電池の陽極との間に接続されたｐチャネル電界効果トランジスタから構成されている、請求項１に記載の二次電池用充電制御装置。2. The secondary battery according to claim 1, wherein each of the pair of field effect transistors includes a p-channel field effect transistor connected between an anode of the AC adapter and an anode of the secondary battery. 3. Charge control device.

前記充電制御スイッチと前記二次電池の陽極との間に充電電流センス抵抗器が接続されている、請求項２に記載の二次電池用充電制御装置。3. The charge control device for a secondary battery according to claim 2, wherein a charge current sense resistor is connected between the charge control switch and an anode of the secondary battery.

前記一対の電界効果トランジスタの各々が、前記ＡＣアダプタの陰極と前記二次電池の陰極との間に接続されたｎチャネル電界効果トランジスタから構成されている、請求項１に記載の二次電池用充電制御装置。2. The secondary battery according to claim 1, wherein each of the pair of field-effect transistors comprises an n-channel field-effect transistor connected between a cathode of the AC adapter and a cathode of the secondary battery. 3. Charge control device.

前記充電制御スイッチと前記二次電池の陰極との間に充電電流センス抵抗器が接続されている、請求項４に記載の二次電池用充電制御装置。The charge control device for a secondary battery according to claim 4, wherein a charge current sense resistor is connected between the charge control switch and a cathode of the secondary battery.

前記二次電池がリチウムイオン電池である、請求項１に記載の二次電池用充電制御装置。The charging control device for a secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is a lithium ion battery.