JP2008161008A - バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 バッテリ装置に充電器が誤って正負逆に接続され、その後、充電器３０１が正しく接続された場合、バッテリ装置が正常動作するようにする。
【解決手段】 充電器３０１が誤って正負逆に接続され、その後、充電器３０１が正しく接続された場合、パワーダウン防止回路１１０によってロジック回路３０５は各回路をパワーダウンさせるパワーダウン信号を各回路に出力しないので、バッテリ装置はパワーダウン状態にならずに正常動作するようになる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、充電器または負荷が接続されるバッテリ装置のバッテリの状態を監視するバッテリ状態監視回路、及び、その回路を搭載するバッテリ装置に関する。
従来のバッテリ装置として、図２に示すバッテリ装置が知られている。図２は、従来のバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置の回路ブロックである。
バッテリ状態監視回路２０２は、過充電検出回路１０６、過放電検出回路１０７、過電流検出回路１０８及びロジック回路３０５から構成されている。
バッテリ状態監視回路２０２では、所定の条件が成立すると、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ３０４及びＦＥＴ３０３をオンさせるためにハイ信号を出力する（この状態を通常状態という）。
また、充電器３０１が外部端子（＋Ｖ０）２０４と外部端子（−Ｖ０）２０５との間に接続され、充電が開始され、バッテリ２０１の電圧が充電可能な上限電圧を上回ると、過充電検出回路１０６が検出信号を出力し、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ３０４をオフさせるためにロー信号（充電禁止信号）を出力する（この状態を過充電状態という）。
また、負荷３０２が外部端子２０４と外部端子２０５との間に接続され、放電が開始され、バッテリ２０１の電圧が放電可能な下限電圧を下回ると、過放電検出回路１０７が検出信号を出力し、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ３０３をオフさせるためにロー信号（放電禁止信号）を出力する（この状態を過放電状態という）。
過放電状態ではスイッチ回路２０３がオフして放電電流が停止しているため、外部端子２０５は、バッテリ２０１からの電源供給を絶たれ、負荷３０２にプルアップされる。バッテリ状態監視回路２０２は、外部端子２０５がプルアップされたことを検出し、各回路をパワーダウンさせるパワーダウン信号を各回路に出力し、自身の消費電流を小さく抑える（この状態をパワーダウン状態という）。
また、負荷３０２が外部端子２０４と外部端子２０５との間に接続され、放電が開始され、スイッチ回路２０３に流れる放電電流が増加し、外部端子２０５の電圧が所定電圧以上になると、過電流検出回路１０８が検出信号を出力し、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ３０３をオフさせるために放電禁止信号を出力する（この状態を過電流状態という）。
特開２００５−２２９７７４号公報
しかし、従来のバッテリ状態監視回路２０２及びバッテリ装置では、バッテリ状態監視回路２０２がＮ型基板で構成された場合、バッテリ２０１の正極電圧を監視する電圧検出端子の電圧は、通常、基板電圧になり、バッテリ２０１の負極電圧を監視する電圧検出端子及びバッテリ２０１の電流を監視する電流検出端子の電圧は、Ｐ−ＷＥＬＬの電圧になる。ここで、充電器３０１が誤って正負逆に接続されると、電流検出端子の電圧がバッテリ２０１の正極電圧を監視する電圧検出端子の電圧よりも高くなるため、半導体集積回路内のＰＮ接合が順方向となり、寄生トランジスタがオンして電流が流れることがある。すると、回路動作が不安定になり、ロジック回路３０５内のラッチ回路が誤ってセットされ、パワーダウン状態が発生することがある。その後、充電器３０１が正しく接続されても、パワーダウン状態が発生したままになってしまい、バッテリ装置が正常動作できなくなってしまうことがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、充電器が誤って正負逆に接続され、その後、充電器が正しく接続された場合、正常動作することができるバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置を提供する。
本発明は、上記課題を解決するため、充電器または負荷が接続されるバッテリ装置のバッテリの状態を監視するバッテリ状態監視回路において、前記バッテリの過充電状態を検出し、検出した旨を示す検出信号をロジック回路に出力する過充電検出回路と、前記バッテリの過放電状態を検出し、検出した旨を示す検出信号を前記ロジック回路に出力する過放電検出回路と、前記バッテリの過電流状態を検出し、検出した旨を示す検出信号を前記ロジック回路に出力する過電流検出回路と、前記過充電検出回路からの前記検出信号に基づいて前記充電器から前記バッテリへの充電経路を遮断するよう動作し、前記過放電検出回路からの前記検出信号に基づいて前記バッテリから前記負荷への放電経路を遮断するよう動作し、前記過電流検出回路からの前記検出信号に基づいて前記バッテリと前記充電器または前記負荷との電流経路を遮断するよう動作し、前記過放電状態では各回路をパワーダウンさせるパワーダウン信号を前記各回路に出力する前記ロジック回路と、前記電流経路に設けられた電流検出端子の電圧が所定電圧未満になると、前記各回路のパワーダウンを防止するパワーダウン防止信号を前記ロジック回路に出力するパワーダウン防止回路と、を備えていることを特徴とするバッテリ状態監視回路を提供する。
また、本発明は、充電器または負荷が接続されるバッテリ装置において、前述のバッテリ状態監視回路と、前記バッテリと、前記電流経路に設けられ、オンオフ制御されることによって前記電流経路を遮断することができるスイッチ回路と、を備えていることを特徴とするバッテリ装置を提供する。
本発明のバッテリ状態監視回路及びバッテリ装置によると、充電器が誤って正負逆に接続され、その後、充電器が正しく接続された場合、パワーダウン防止回路によってロジック回路は各回路をパワーダウンさせるパワーダウン信号を各回路に出力しないので、バッテリ装置はパワーダウン状態にならずに正常動作するようになる。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、バッテリ装置の回路ブロックである。
バッテリ状態監視回路１０２は、過充電検出回路１０６、過放電検出回路１０７、過電流検出回路１０８、第二パワーダウン防止回路１０９、第一パワーダウン防止回路１１０及びロジック回路３０５から構成されている。
バッテリ状態監視回路１０２は、バッテリ２０１の正極電圧及び負極電圧を監視する電圧検出端子が充電及び放電可能なバッテリ２０１に接続され、バッテリ２０１を電源として動作している。
バッテリ状態監視回路１０２では、バッテリ２０１の電圧が充電可能な上限電圧未満であって放電可能な下限電圧以上であり、バッテリ２０１の充電電流及び放電電流を調整する電流調整手段であるスイッチ回路２０３に流れる電流が所定電流未満である場合、ロジック回路３０５はスイッチ回路２０３内のＦＥＴ３０４とＦＥＴ３０３とをオンさせるためにハイ信号を出力する（この状態を通常状態という）。
また、バッテリ２０１を充電する充電器３０１が外部端子（＋Ｖ０）２０４と外部端子（−Ｖ０）２０５との間に接続され、充電が開始され、バッテリ２０１の電圧が充電可能な上限電圧を上回ると、検出した旨を示す検出信号を過充電検出回路１０６がロジック回路３０５に出力する。ロジック回路３０５は、過充電検出回路１０６からの検出信号に基づいて充電器３０１からバッテリ２０１への充電経路を遮断するよう動作し、スイッチ回路２０３内のＦＥＴ３０４をオフさせるためにロー信号（充電禁止信号）を出力する（この状態を過充電状態という）。
また、バッテリ２０１によって駆動される負荷３０２が外部端子２０４と外部端子２０５との間に接続され、放電が開始され、バッテリ２０１の電圧が放電可能な下限電圧を下回ると、バッテリ２０１の正極電圧を監視する電圧検出端子の電圧が所定電圧未満になり、検出した旨を示す検出信号を過放電検出回路１０７がロジック回路３０５に出力する。ロジック回路３０５は、過放電検出回路１０７からの検出信号に基づいてバッテリ２０１から負荷３０２への放電経路を遮断するよう動作し、スイッチ回路２０３内のＦＥＴ３０３をオフさせるためにロー信号（放電禁止信号）を出力する（この状態を過放電状態という）。
過放電状態ではスイッチ回路２０３がオフして放電電流が停止しているため、外部端子２０５は、バッテリ２０１からの電源供給を絶たれ、負荷３０２にプルアップされる。外部端子２０５の電圧は外部端子２０４の電圧になる。バッテリ状態監視回路１０２は、過放電を示す検出信号を出力するとともに、放電電流または充電電流によって発生する電圧を監視する電流検出端子である外部端子２０５がプルアップされてこの端子の電圧が所定のパワーダウン電圧よりも高くなったことを検出し、ロジック回路３０５によって各回路をパワーダウンさせるパワーダウン信号を各回路に出力し、自身の消費電流を小さく抑える（この状態をパワーダウン状態という）。外部端子２０４と外部端子２０５との間に充電器３０１が接続され、充電が始まり、外部端子２０５の電圧がパワーダウン電圧よりも低くなると、パワーダウン状態は解除される。
また、負荷３０２が外部端子２０４と外部端子２０５との間に接続され、放電が開始され、所定のオン抵抗を持ったスイッチ回路２０３に流れる電流が増加し、外部端子２０５の電圧が所定電圧以上になる（スイッチ回路２０３に流れる電流が所定電流以上になる）と、検出した旨を示す検出信号を過電流検出回路１０８がロジック回路３０５に出力する。ロジック回路３０５は、過電流検出回路１０８からの検出信号に基づいてバッテリ２０１と充電器３０１または負荷３０２との電流経路を遮断するよう動作し、スイッチ回路２０３内のＦＥＴ３０３をオフさせるために放電禁止信号を出力する（この状態を過電流状態という）。
第二パワーダウン防止回路１０９は、バッテリ状態監視回路１０２の電源電圧を監視する。第二パワーダウン防止回路１０９は、電源投入時の過渡的な電圧上昇を検出すると、所定時間だけ検出信号を出力する。この検出信号に基づき、ロジック回路３０５は、放電を許可し、放電禁止信号を所定時間だけ出力できなくしている。
第一パワーダウン防止回路１１０は、外部端子２０５を監視する。
ここで、充電器３０１が誤って正負逆に接続され、その後、その充電器３０１が正しく接続されたとする。電流経路に設けられた電流検出端子の電圧が所定電圧（バッテリ２０１の正極電圧に例えば０．６Ｖを加算した電圧）未満になると、第一パワーダウン防止回路１１０は各回路のパワーダウンを防止するパワーダウン防止信号をロジック回路３０５に所定時間出力する。この時、ロジック回路３０５はパワーダウン信号を各回路に所定時間出力しないよう構成されているので、バッテリ装置はパワーダウン状態に所定時間ならなくなる。
このようにすると、充電器３０１が誤って正負逆に接続され、その後、充電器３０１が正しく接続された場合、第一パワーダウン防止回路１１０によってロジック回路３０５はパワーダウン信号を各回路に所定時間出力しないので、バッテリ装置はパワーダウン状態にならずに正常動作するようになる。
なお、ロジック回路３０５は、スイッチ回路２０３に信号を出力する場合、遅延時間を設け、一時的なノイズによる誤動作を防止することができる。また、過充電検出回路１０６と過放電検出回路１０７と過電流検出回路１０８とは、検出信号を検出するときの検出電圧と検出信号を解除するときの解除電圧との間に必要に応じたヒステリシス電圧をそれぞれ設け、誤動作を防止することができる。
バッテリ装置の回路ブロックである。 従来のバッテリ装置の回路ブロックである。
符号の説明
１０２、２０２ バッテリ状態監視回路 １０６ 過充電検出回路
１０７ 過放電検出回路 １０８ 過電流検出回路
１０９ 第二パワーダウン防止回路 １１０ 第一パワーダウン防止回路
２０１ バッテリ ２０３ スイッチ回路
２０４ 外部端子（＋Ｖ０） ２０５ 外部端子（−Ｖ０）
３０１ 充電器 ３０２ 負荷
３０３、３０４ ＦＥＴ ３０５ ロジック回路

Claims (2)

  1. 充電器または負荷が接続されるバッテリ装置のバッテリの状態を監視するバッテリ状態監視回路において、
    前記バッテリの過充電状態を検出し、検出した旨を示す検出信号をロジック回路に出力する過充電検出回路と、
    前記バッテリの過放電状態を検出し、検出した旨を示す検出信号を前記ロジック回路に出力する過放電検出回路と、
    前記バッテリの過電流状態を検出し、検出した旨を示す検出信号を前記ロジック回路に出力する過電流検出回路と、
    前記過充電検出回路からの前記検出信号に基づいて前記充電器から前記バッテリへの充電経路を遮断するよう動作し、前記過放電検出回路からの前記検出信号に基づいて前記バッテリから前記負荷への放電経路を遮断するよう動作し、前記過電流検出回路からの前記検出信号に基づいて前記バッテリと前記充電器または前記負荷との電流経路を遮断するよう動作し、前記過放電状態では各回路をパワーダウンさせるパワーダウン信号を前記各回路に出力する前記ロジック回路と、
    前記電流経路に設けられた電流検出端子の電圧が所定電圧未満になると、前記各回路のパワーダウンを防止するパワーダウン防止信号を前記ロジック回路に出力するパワーダウン防止回路と、
    を備えていることを特徴とするバッテリ状態監視回路。
  2. 充電器または負荷が接続されるバッテリ装置において、
    バッテリの過充電状態を検出し、検出した旨を示す検出信号をロジック回路に出力する過充電検出回路と、
    前記バッテリの過放電状態を検出し、検出した旨を示す検出信号を前記ロジック回路に出力する過放電検出回路と、
    前記バッテリの過電流状態を検出し、検出した旨を示す検出信号を前記ロジック回路に出力する過電流検出回路と、
    前記過充電検出回路からの前記検出信号に基づいて前記充電器から前記バッテリへの充電経路を遮断するよう動作し、前記過放電検出回路からの前記検出信号に基づいて前記バッテリから前記負荷への放電経路を遮断するよう動作し、前記過電流検出回路からの前記検出信号に基づいて前記バッテリと前記充電器または前記負荷との電流経路を遮断するよう動作し、前記過放電状態では各回路をパワーダウンさせるパワーダウン信号を前記各回路に出力する前記ロジック回路と、
    前記電流経路に設けられた電流検出端子の電圧が所定電圧未満になると、前記各回路のパワーダウンを防止するパワーダウン防止信号を前記ロジック回路に出力するパワーダウン防止回路と、を備えているバッテリ状態監視回路と、
    前記バッテリと、
    前記電流経路に設けられ、オンオフ制御されることによって前記電流経路を遮断することができるスイッチ回路と、
    を備えていることを特徴とするバッテリ装置。
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