JP2010187532A - 保護監視回路、電池パック、二次電池監視回路、及び保護回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】充放電可能な二次電池110の状態を検出する二次電池監視回路120と、前記二次電池110と負荷又は充電装置との間に設けられた充電制御トランジスタ又は放電制御トランジスタをオン/オフ制御して前記二次電池110を保護する保護回路130とを備える保護監視回路101であって、前記二次電池監視回路は、前記保護回路に対して前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタを強制的にオン/オフさせる制御信号を出力し、前記保護回路130は、前記制御信号を受信すると、前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタをオン/オフ制御することにより上記課題を解決する。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施形態の電池パックの回路図の一例を示す図である。図1に示すように、電池パック100は、保護監視回路101と、電池ユニット111とを有するように構成される。保護監視回路101と、電池ユニット111とは、二次電池接続正極端子112及び二次電池負極端子113とにより接続されている。
次に、図1における二次電池監視IC120について説明する。二次電池監視IC120は、電池ユニット111の状態を監視し、電池ユニット111の状態情報を取得し、例えば電池の残量等を検出する。また、二次電池監視IC120は、例えば携帯機器等から電池ユニット111の状態情報の参照要求を受け取ると、参照要求に応じた状態情報を携帯機器へ提供する。なお、二次電池監視IC120は、例えば製品名MM8002等が用いられる。
次に、図1における保護IC130について説明する。保護IC130は、過充電検出回路、過電流検出回路、及び過放電検出回路等を内蔵して、二次電池ユニット111の過充電、過電流、過放電等を検出し、二次電池に対する負荷となる携帯機器等又は二次電池に対して電源を供給する充電装置との間に設けられた充電制御トランジスタ又は放電制御トランジスタをオン/オフ制御する。これにより、保護IC130は、二次電池の過充電、過電流、過放電等から電池ユニット111を保護する。なお、保護IC130は、例えば製品名MM3289等が用いられる。
また、保護IC130は、電池パック100の充放電を遮断するMOSトランジスタM11、M12のゲートにそれぞれ接続されるDOUT端子とCOUT端子と、二次電池監視IC120との通信端子であるCCNT端子、DCNT端子、及びINT端子とを有するように構成される。
次に、図2を参照して、二次電池監視IC120の詳細を説明する。図2は、二次電池監視ICのハードウェア構成を示す図である。図2において、二次電池監視IC120は、CPU(Central Processing Unit)121と、センサ部122と、ROM(Read Only Memory)123と、EEPROM(Erasable Programmable ROM)124と、シリアルインタフェース(I/F)125と、I/O PORT(入出力ポート)126とを有するように構成される。
次に、図3を参照して、保護IC130の内部構成の概略例について説明する。図3は、保護ICの内部構成の概略例を示す図である。
次に、図5及び図6を参照して、二次電池監視IC120から保護IC130への通信プロトコルの例について説明する。図5は、本実施形態における二次電池監視ICから保護ICへの通信時における動作の一例を示す図である。また、図6は、保護ICにおいて認識されるコマンドの一覧を示す図である。
ここで、図7を参照して、保護IC130が、二次電池監視IC120から保護検出状態問合わせコマンドを受け取った場合に、保護IC130が二次電池監視ICに対して保護IC130内の保護検出状態(動作状態)を通知する通知例について説明する。図7は、二次電池監視ICに通知する保護IC内の保護検出状態通知コマンドの一例を示す図である。
次に、図8、図9、及び図10を参照して、保護IC130から二次電池監視IC120に対する通信プロトコルの例について説明する。本実施形態では、保護IC130は、通信制御回路138により、論理回路136から過充電検出、過放電検出、放電過電流検出、及び充電過電流検出等に応じた信号を受けると、以下のように、CCNT端子149、DCNT端子150、及びINT端子151を設定して、過充電検出、過放電検出、放電過電流検出、及び充電過電流検出等を通知する通知信号を、二次電池監視IC120に対して出力する。
次に、図11を参照して、本実施形態に係る保護監視回路101を備えた電池パック100、及び該電池パック100を搭載した携帯機器160について説明する。図11は、本実施形態に係る保護監視回路を備えた電池パック、及び該電池パックを搭載した携帯機器の一例を示す図である。
101 保護監視回路
111 電池ユニット
112 二次電池接続正極端子
113 二次電池負極端子
114 正極端子
115 負極端子
116 外部端子
120 二次電池監視IC
121 CPU
122a 温度センサ回路
122b 電圧センサ回路
122c 電流センサ回路
122d マルチプレクサ
122e アナログ−デジタル(A/D)変換回路
123 ROM
124 EEPROM
125 シリアルI/F
126 I/O PORT
127 バス
130 保護IC
131 電圧レギュレータ(LDO)
132 過充電検出回路
133 過放電検出回路
134 過電流検出回路
135 ショート(短絡)検出回路
136 論理回路
137 遅延回路
138 通信制御回路
139 レベルシフト回路
140,141,154,155 インバータ
142 VSS端子
143 VDD端子
144 DOUT端子
145 COUT端子
146 V−(マイナス)入力端子
147 VREGOUT端子
148 VSENSE端子
149 CCNT端子
150 DCNT端子
151 INT端子
152 SIOI端子
153 SIOE端子
160 携帯機器
Claims (16)
- 充放電可能な二次電池の状態を検出する二次電池監視回路と、前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流のうち少なくとも一つを検出して、前記二次電池と負荷又は充電装置との間に設けられた充電制御トランジスタ又は放電制御トランジスタをオン/オフ制御して前記二次電池を保護する保護回路とを備える保護監視回路であって、
前記二次電池監視回路は、前記保護回路に対して前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタを強制的にオン/オフさせる制御信号を出力し、
前記保護回路は、前記制御信号を受信すると、前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタをオン/オフ制御することを特徴とする保護監視回路。 - 前記二次電池監視回路は、前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流のうち少なくとも一つを検出し、前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流のうち少なくとも一つが検出された場合に、前記保護回路に対して前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタを強制的にオフさせる制御信号を出力し、
前記保護回路は、前記オフさせる制御信号に応じて、前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタを強制的にオフ制御することを特徴とする請求項1に記載の保護監視回路。 - 前記保護回路が前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流を検出するために設定される各閾値は、前記二次電池監視回路が前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流を検出するために設定される各閾値とそれぞれ異なることを特徴とする請求項2に記載の保護監視回路。
- 前記二次電池監視回路は、前記保護回路に対して動作状態を問合わせる動作状態問合わせ信号を出力し、
前記保護回路は、前記問合わせ信号を受信すると、前記二次電池監視回路に対して前記保護回路の動作状態を通知する動作状態通知信号を出力することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の保護監視回路。 - 前記保護回路は、前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流のうち少なくとも一つを検出すると、前記二次電池監視回路に対して検出した旨を通知する通知信号を出力し、
前記二次電池監視回路は、不揮発性メモリを有し、前記通知信号又は前記動作状態通知信号を受信すると、前記検出した旨を示す情報又は前記動作状態を示す情報を前記不揮発性メモリに記録することを特徴とする請求項4に記載の保護監視回路。 - 前記二次電池監視回路は、前記通知信号又は前記動作状態通知信号に基づき、前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流それぞれの検出回数をカウントして、カウントしたそれぞれの検出回数を前記不揮発性メモリに記録することを特徴とする請求項5に記載の保護監視回路。
- 前記二次電池監視回路は、前記検出回数がそれぞれに設定された所定回数を超えた場合に、前記所定回数を超えたときの検出結果に応じて、前記保護回路に対して前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタを強制的にオフさせる制御信号を出力することを特徴とする請求項6に記載の保護監視回路。
- 前記保護回路は、前記二次電池監視回路と接続される第1の通信端子と、前記負荷との通信端子に接続される第2の通信端子と、前記第1の通信端子と前記第2の通信端子とを接続する回路とを有し、
前記回路は、前記二次電池監視回路と前記負荷との間の通信信号を通過させることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の保護監視回路。 - 前記負荷との通信端子と前記第2の通信端子との間に接続される抵抗を備えることを特徴とする請求項8に記載の保護監視回路。
- 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の保護監視回路を備えることを特徴とする電池パック。
- 充放電可能な二次電池の過充電、過放電、及び過電流のうち少なくとも一つを検出して、前記二次電池と負荷又は充電装置との間に設けられた充電制御トランジスタ又は放電制御トランジスタをオン/オフ制御して前記二次電池を保護する保護回路と接続されている前記二次電池の状態を検出する二次電池監視回路において、
前記保護回路に対して前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタを強制的にオン/オフさせる制御信号を出力することを特徴とする二次電池監視回路。 - 前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流のうち少なくとも一つを検出した場合に、前記保護回路に対して前記充電制御トランジスタ又は放電制御トランジスタを強制的にオフさせる制御信号を出力することを特徴とする請求項11に記載の二次電池監視回路。
- 不揮発性メモリを有し、
前記保護回路から、前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流のいずれか一つを検出した旨を通知する通知信号又は前記保護回路の動作状態を通知する動作状態通知信号を受信すると、前記検出した旨又は前記動作状態を示す情報を前記不揮発性メモリに記録することを特徴とする請求項11又は12に記載の二次電池監視回路。 - 前記通知信号又は前記動作状態通知信号に基づき、前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流それぞれの検出回数をカウントして、カウントしたそれぞれの検出回路を前記不揮発性メモリに記録し、前記回数がそれぞれに設定された所定回数を超えた場合に、前記所定回数を超えたときの検出結果に応じて、前記保護回路に対して前記充電制御トランジスタ又は放電制御トランジスタを強制的にオフさせる制御信号を出力することを特徴とする請求項13に記載の二次電池監視回路。
- 充放電可能な二次電池の状態を検出し、当該保護回路による制御状態を記憶する不揮発性メモリを有する二次電池監視回路と接続され、前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流のうち少なくとも一つを検出して、前記二次電池と負荷又は充電装置との間に設けられた充電制御トランジスタ又は放電制御トランジスタをオン/オフ制御して前記二次電池を保護する保護回路において、
前記二次電池監視回路から出力された前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタを強制的にオン/オフさせる制御信号を受信すると、前記充電制御トランジスタ又は前記放電制御トランジスタをオン/オフ制御することを特徴とする保護回路。 - 前記二次電池監視回路に対して、前記二次電池の過充電、過放電、及び過電流のいずれか一つを検出した旨を通知する通知信号を出力することを特徴とする請求項15に記載の保護回路。
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