JP2009017732A - バッテリ保護ic及びバッテリ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一のバッテリ保護ICにおける充電制御信号入力端子及び放電制御信号入力端子に、クランプ回路121が設けられるので、これらの端子に接続される他のバッテリ保護ICの出力ドライバ112に、耐圧以上の電圧が印加されなくなる。よって、バッテリ保護ICの耐圧が高くならなくてもよくなる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、いかなる個数のバッテリを直列接続しても対応することができ、耐圧が高くならないバッテリ保護IC及び複数のバッテリ保護ICを搭載したバッテリ装置を提供する。
まず、バッテリ保護ICの構成について説明する。図1は、バッテリ保護ICを示す図である。
バッテリ保護ICは、充電制御信号出力端子103、充電制御信号入力端子118及びバッテリ接続端子105〜109を備えている。また、バッテリ保護ICは、電圧監視回路110a〜110d及び制御回路113を備えている。また、バッテリ保護ICは、定電流回路115a〜115c、抵抗115d、NMOS119〜120、NMOS122、保護素子116、抵抗117及びクランプ回路121を備えている。また、バッテリ保護ICは、制御回路114、保護素子111及び出力ドライバ112を備えている。
充電制御信号入力端子118は、保護素子116のカソードに接続され、抵抗117を介してNMOS119のソースに接続され、クランプ回路121のアノードに接続され、NMOS122のゲートに接続されている。保護素子116及びクランプ回路121のカソードは、グランド端子に接続されている。NMOS120及びNMOS122のソースは、グランド端子に接続されている。NMOS119のゲートは、NMOS120のゲート及びドレインに接続されている。電源端子とNMOS119のドレインとの間に抵抗115dが設けられ、電源端子とNMOS120のドレインとの間に定電流回路115cが設けられ、電源端子とクランプ回路121のアノードとの間に定電流回路115bが設けられ、電源端子とNMOS122のドレインとの間に定電流回路115aが設けられている。NMOS122のドレインは、制御回路114の入力端子に接続されている。
また、バッテリ保護ICは充電制御と同様に放電制御も行い、放電制御FET(図示せず)はオンし、放電電流が遮断されない。
ここで、充電制御信号入力端子118及び放電制御信号入力端子を制御することによって充電制御及び放電制御を行うことができることを利用し、複数のバッテリ保護ICをカスケード接続することにより、さらに複数のバッテリを保護することができる。
バッテリ装置は、外部端子EB+及び外部端子EB−を備えている。また、バッテリ装置は、抵抗204、抵抗240、P型の充電制御FET202、P型の放電制御FET201及びバッテリ206a〜206lを備えている。また、バッテリ装置は、バッテリ保護IC226〜228、抵抗211〜212、抵抗217〜218及び抵抗223〜224を備えている。
また、図示しないが、外部端子EB+と外部端子EB−との間に、バッテリ206a〜206lを充電する充電器またはバッテリ206a〜206lによって駆動される負荷が設けられている。
バッテリ206a〜206lの電池電圧が通常であるとき、バッテリ保護IC228、バッテリ保護IC227及びバッテリ保護IC226の出力ドライバ112がオンしている。
また、バッテリ装置は充電制御と同様に放電制御も行うことができ、放電制御FET201はオンし、放電電流が遮断されない。
充電制御FET202のゲート電圧は、抵抗204により、外部端子EB+に接続された充電器の充電器電圧にプルアップされる。よって、充電制御FET202はオフし、充電電流が遮断される。このように、充電制御信号入力端子、放電制御信号入力端子、充電制御信号出力端子及び放電制御信号出力端子が使用されることにより、各バッテリ保護IC間で電圧監視回路によって検出された検出信号のやり取りが行われ、充電制御が行われる。
NMOS122のゲートに印加される電圧が所定電圧以上になろうとすると、このクランプ回路121はNMOS122のゲート電圧をその所定電圧にクランプするが、クランプ時にNMOS122のゲート電圧(所定電圧)がハイになるよう回路設計されている。つまり、クランプ時にクランプ回路121に発生する電圧は、NMOS122の閾値以上になるよう回路設計されている。
このようにすると、一のバッテリ保護ICにおける充電制御信号入力端子及び放電制御信号入力端子に、クランプ回路121が設けられるので、これらの端子に接続される他のバッテリ保護ICの出力ドライバ112に、耐圧以上の電圧が印加されなくなる。よって、バッテリ保護ICの耐圧が高くならなくてもよくなり、製造プロセスが複雑にならなくなる。
また、1個のバッテリ保護ICが4個のバッテリを保護することができる。
また、4個以上のバッテリが設けられても、バッテリ保護ICが複数個使用されることにより、複数のバッテリ保護ICが4個以上のバッテリを保護することができる。
なお、1個のバッテリ保護ICに、4個のバッテリが接続されているが、5個以上または4個未満のバッテリが接続されてもよい。この時、バッテリの数に基づいて電圧監視回路が設けられ、電圧監視回路の数に基づいて制御回路113が回路設計される。
また、バッテリ保護ICが、3個設けられているが、4個以上または3個未満設けられてもよい。
また、充電制御信号入力端子221及び放電制御信号入力端子222に、バッテリ保護IC228のグランド電圧が抵抗223及び抵抗224を介してそれぞれ入力されているが、充電制御信号及び放電制御信号が外部からそれぞれ入力されるようにしてもよい。
また、図示しないが、上記と同様に、充電制御信号入力端子340及び放電制御信号入力端子341に、バッテリ保護IC325の電源電圧が抵抗342及び抵抗343を介してそれぞれ入力されているが、充電制御信号及び放電制御信号が外部からそれぞれ入力されるようにしてもよい。
また、図3で、最上段のバッテリ保護IC327の出力ドライバによる出力回路はオープンドレイン出力回路であり、抵抗350が設けられているが、図示しないが、出力回路がCMOS出力回路になり、抵抗350が削除されてもよい。
103 充電制御信号出力端子 104a〜104d バッテリ
105〜109 バッテリ接続端子 110a〜110d 電圧監視回路
111 保護素子 112 出力ドライバ
113〜114 制御回路 115a〜115c 定電流回路
116 保護素子 115d、117 抵抗
118 充電制御信号入力端子 119〜120、122 NMOS
121 クランプ回路
Claims (6)
- バッテリを保護するバッテリ保護ICにおいて、
充電器からバッテリへの充電を制御する充電制御信号を出力する充電制御信号出力端子と、
前記バッテリの電池電圧を監視し、前記電池電圧が過充電検出電圧以上になると、その旨を検出し、検出信号を出力する電圧監視回路と、
前記検出信号が出力されると、オフすることによって充電電流を遮断させる第一導電型の出力ドライバと、
外部に抵抗が接続され、充電制御信号が入力する充電制御信号入力端子と、
前記抵抗に発生した電圧によって前記充電制御信号入力端子の電圧がソース電圧側に引っ張られていくと、オフし、前記充電制御信号入力端子がオープンになるまたは前記充電制御信号入力端子にハイが入力されると、オンする前記第一導電型のトランジスタと、
前記トランジスタのゲート電圧を所定電圧にクランプするクランプ回路と、
前記トランジスタがオフすると、オンし、前記トランジスタがオンすると、オフすることによって前記充電電流を遮断させる前記出力ドライバと、
を備えていることを特徴とするバッテリ保護IC。 - 前記電圧監視回路は、複数設けられる
ことを特徴とする請求項1記載のバッテリ保護IC。 - バッテリを保護する複数のバッテリ保護ICを搭載したバッテリ装置において、
充電器からバッテリへの充電を制御する充電制御信号を出力する充電制御信号出力端子と、前記バッテリの電池電圧を監視し、前記電池電圧が過充電検出電圧以上になると、その旨を検出し、検出信号を出力する電圧監視回路と、前記検出信号が出力されると、オフすることによって充電電流を遮断させる第一導電型の出力ドライバと、充電制御信号が入力する充電制御信号入力端子と、前記充電制御信号入力端子の電圧がソース電圧側に引っ張られていくと、オフし、前記充電制御信号入力端子がオープンになるまたは前記充電制御信号入力端子にハイが入力されると、オンする前記第一導電型のトランジスタと、前記トランジスタのゲート電圧を所定電圧にクランプするクランプ回路と、前記トランジスタがオフすると、オンし、前記トランジスタがオンすると、オフすることによって前記充電電流を遮断させる前記出力ドライバと、を有している複数の前記バッテリ保護ICと、
複数の前記バッテリ保護ICに並列にそれぞれ設けられた複数の前記バッテリと、
上段の前記バッテリ保護ICの前記充電制御信号入力端子と、前記上段の前記バッテリ保護ICから1個下段の前記バッテリ保護ICの前記充電制御信号出力端子と、の間にそれぞれ設けられた1個以上の抵抗と、
ゲートが最上段の前記バッテリ保護ICの前記充電制御信号出力端子に設けられ、充電経路に設けられ、前記検出信号が出力されると、オフすることによって前記充電電流を遮断し、充電を制御する第二導電型の充電制御トランジスタと、
を備えていることを特徴とするバッテリ装置。 - 前記充電制御トランジスタのゲートとソースとの間に設けられた制御抵抗、
をさらに備えていることを特徴とする請求項3記載のバッテリ装置。 - 前記制御抵抗と最上段の前記バッテリ保護ICの前記充電制御信号出力端子との間に設けられ、前記バッテリから負荷への放電電流を遮断するダイオード、
をさらに備えていることを特徴とする請求項4記載のバッテリ装置。 - 前記電圧監視回路は、複数設けられることを特徴とする請求項3記載のバッテリ装置。
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