JP2011176939A - Protecting circuit and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池の過充電状態や過放電状態を検出して二次電池を保護する保護回路に係り、特に、過充電状態や過放電状態の検出に必要な消費電力を低減する技術に関する。 The present invention relates to a protection circuit that protects a secondary battery by detecting an overcharged state or an overdischarged state of a secondary battery, and in particular, a technique for reducing power consumption necessary for detecting an overcharged state or an overdischarged state. About.
充電可能な二次電池としてリチウムイオン電池が知られている。リチウムイオン電池は、高い電圧が得られ、エネルギー密度が高いのに加え、浅い充放電を繰り返すと容量が減少してしまうメモリ効果が小さいことから、携帯電話、ノートパソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）等の携帯機器に広く使用されている。 A lithium ion battery is known as a rechargeable secondary battery. Lithium ion batteries provide high voltage, high energy density, and small memory effect that reduces capacity when repeated charge and discharge is repeated. Therefore, mobile phones, notebook computers, and personal digital assistants (PDA: Widely used in portable devices such as Personal Digital Assistants).
一般に、二次電池では、品質維持や安全性確保のために充放電を監視する保護回路が必要であるが、特にリチウムイオン電池は、通常使用領域の電圧範囲と、過充電状態・過放電状態の危険領域の電圧範囲とが非常に接近しているのに加え、過充電状態・過放電状態による品質劣化や安全性への影響が大きいことから、過充電状態と過放電状態を検出するための電圧検出を高精度、例えば、数10mVのレベルで常時行なう必要がある。そして、過充電状態を検出すると充電をオフにし、過放電状態を検出すると放電をオフにすることでリチウムイオン電池を保護するようにしている。 In general, secondary batteries require a protection circuit that monitors charge / discharge for maintaining quality and ensuring safety, but in particular, lithium-ion batteries have a voltage range in the normal use area and overcharge / overdischarge states. In order to detect overcharge and overdischarge conditions, the voltage range of the hazardous area of the battery is very close to each other, and the quality deterioration and safety are greatly affected by the overcharge and overdischarge conditions. It is necessary to always perform voltage detection at a high accuracy, for example, at a level of several tens of mV. When the overcharge state is detected, the charging is turned off, and when the overdischarge state is detected, the discharge is turned off to protect the lithium ion battery.
リチウムイオン電池等の二次電池を利用した携帯機器では、駆動時間を延ばすために、消費電力を削減することが求められている。このため、充放電を監視する保護回路においても消費電力を削減することが望ましい。特許文献１には、二次電池の電圧と基準電圧とを高精度に比較することによって過充電状態及び過放電状態を検出する過充電検出回路及び過放電検出回路において、消費電力を低減するために、過充電検出回路及び過放電検出回路の動作を連続的ではなく所定の間隔を空けて周期的に行なうことが記載されている。
In a portable device using a secondary battery such as a lithium ion battery, it is required to reduce power consumption in order to extend the driving time. For this reason, it is desirable to reduce power consumption even in a protection circuit that monitors charge and discharge.
ところで、近年、二次電池は、腕時計等のより小型な機器にも用いられるようになっている。この場合、二次電池自身も小型化しなければならず、電池容量も少なくなる。このような電池容量の少ない二次電池を用いた機器でも、駆動時間を延ばして商品性を高めるために、保護回路においても一層の省電力化が求められている。 By the way, in recent years, secondary batteries have come to be used in smaller devices such as watches. In this case, the secondary battery itself must be downsized, and the battery capacity is reduced. Even in a device using such a secondary battery with a small battery capacity, further power saving is required in the protection circuit in order to extend the driving time and improve the commercial value.
特許文献１に記載された過充電検出回路及び過放電検出回路の動作間隔をさらに広げることで、消費電力を低減することは可能であるが、その分、危険領域の検出が遅れるおそれがあり、品質の維持や安全性の確保が不十分となる。
By further increasing the operation interval of the overcharge detection circuit and the overdischarge detection circuit described in
そこで、本発明は、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することができる保護回路を提供することを解決課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a protection circuit capable of reducing power consumption while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
この課題を解決するために、本発明に係る保護回路は、端子電圧が上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池及び充電用の電力を発生する電源と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、前記電源から前記二次電池への充電の有無を示す充電状態を検出する充電状態検出回路と、前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電状態の検出結果が充電有りの場合、前記充電状態の検出結果が充電無しの場合と比較して、前記過充電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する制御回路とを備える。 In order to solve this problem, the protection circuit according to the present invention is used together with a secondary battery whose terminal voltage is equal to or lower than the upper limit voltage and a power source that generates charging power. A first path that electrically connects the secondary battery and the power source, a second path that electrically connects the secondary battery and the load, and a first switching provided on the first path. A device, a charge state detection circuit for detecting a charge state indicating whether or not the secondary battery is charged from the power source, and a terminal voltage of the secondary battery, and the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. And detecting an overcharge detection circuit for controlling the first switching element so that the first switching element is turned off, and when the terminal voltage of the secondary battery is within the normal operation range, State of charge If the detection result is there charged with the detection result of the state of charge as compared with the case of no charge, and a control circuit for controlling so as to shorten the monitoring operation interval of the over-charge detection circuit.
充電有りの場合は二次電池に充電電流が流れ込むため、二次電池の端子電圧が上昇するが、充電無しの場合には二次電池の端子電圧は上昇しない。したがって、充電有りの場合は充電無しの場合と比較して通常状態から過充電状態に遷移する可能性が高い。そこで、本発明は、過充電状態に遷移する可能性が高い充電有りの場合は、過充電状態に遷移する可能性が低い充電無しの場合と比較して、過充電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する。これにより、充電状態に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。 When charging is performed, charging current flows into the secondary battery, so that the terminal voltage of the secondary battery increases. However, when charging is not performed, the terminal voltage of the secondary battery does not increase. Therefore, the possibility of transition from the normal state to the overcharged state is higher when there is charge than when there is no charge. Therefore, in the present invention, the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit is greater when there is a charge with a high possibility of transition to the overcharge state than when there is no charge with a low possibility of transition to the overcharge state. Control to shorten. As a result, a monitoring operation according to the state of charge can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
本発明に係る他の保護回路は、端子電圧が下限電圧以上で上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池及び充電用の電力を発生する電源と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、前記二次電池から負荷への放電の有無を示す放電状態を検出する放電状態検出回路と、前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記放電状態の検出結果が放電有りの場合、前記放電状態の検出結果が放電無しの場合と比較して、前記過放電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する制御回路と、を備える。 The other protection circuit according to the present invention is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, in which the terminal voltage is not lower than the upper limit voltage and lower than the upper limit voltage. A first path that electrically connects the secondary battery and the power source; a second path that electrically connects the secondary battery and a load; and a second switching element provided in the second path; A discharge state detection circuit for detecting a discharge state indicating the presence or absence of discharge from the secondary battery to the load, and monitoring a terminal voltage of the secondary battery, and detecting that the terminal voltage is lower than the lower limit voltage An overdischarge detection circuit that controls the second switching element so that the second switching element is turned off; and a terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation. The detection result is For there electricity, and the detection result of the discharge state is compared with the case of no discharge, and a control circuit for controlling so as to shorten the monitoring operation interval of the over-discharge detection circuit.
放電有りの場合は二次電池から放電電流が流れ出るため、二次電池の端子電圧が下降するが、放電無しの場合には二次電池の端子電圧は下降しない。したがって、放電有りの場合は放電無しの場合と比較して通常状態から過放電状態に遷移する可能性が高い。そこで、本発明は、過放電状態に遷移する可能性が高い放電有りの場合は、過放電状態に遷移する可能性が低い放電無しの場合と比較して、過放電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する。これにより、放電状態に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。 Since discharge current flows out from the secondary battery when there is a discharge, the terminal voltage of the secondary battery decreases, but when there is no discharge, the terminal voltage of the secondary battery does not decrease. Therefore, when there is a discharge, there is a higher possibility of transition from the normal state to the overdischarge state than when there is no discharge. Therefore, according to the present invention, when there is a discharge with a high possibility of transition to an overdischarge state, the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit is reduced compared to a case with no discharge with a low possibility of transition to an overdischarge state. Control to shorten. As a result, a monitoring operation according to the discharge state can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
本発明に係る他の保護回路は、端子電圧が下限電圧以上で上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池及び充電用の電力を発生する電源と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、 前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、前記電源から前記二次電池へ供給される充電電流の大きさを検出する充電電流検出回路と、前記二次電池から負荷へ供給される放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路と、前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電電流と前記放電電流とを比較し、前記充電電流が前記放電電流より大きい場合、前記過充電検出回路の監視動作間隔が前記過放電検出回路の監視動作間隔よりも短くなるように制御し、前記充電電流が前記放電電流より小さい場合、前記過放電検出回路の監視動作間隔が前記過充電検出回路の監視動作間隔よりも短くなるように制御する制御回路と、を備える。 The other protection circuit according to the present invention is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, in which the terminal voltage is not lower than the upper limit voltage and lower than the upper limit voltage. A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source; a second path for electrically connecting the secondary battery and a load; and a first switching element provided in the first path; A second switching element provided in the second path, a charging current detection circuit for detecting a magnitude of a charging current supplied from the power source to the secondary battery, and a supply from the secondary battery to a load The discharge current detection circuit for detecting the magnitude of the discharge current and the terminal voltage of the secondary battery are monitored, and when it is detected that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage, the first switching element is turned off. So that the first An overcharge detection circuit for controlling the switching element; and a terminal voltage of the secondary battery is monitored, and when the terminal voltage is detected to be lower than the lower limit voltage, the second switching element is turned off. When the overdischarge detection circuit that controls the second switching element and the terminal voltage of the secondary battery are within the normal operation range, the charge current is compared with the discharge current, and the charge current is When the current is larger than the current, the overcharge detection circuit is controlled so that the monitoring operation interval is shorter than the overdischarge detection circuit, and when the charging current is smaller than the discharge current, the overdischarge detection circuit A control circuit that controls the monitoring operation interval to be shorter than the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit.
充電電流が大きくなると二次電池の端子電圧が上昇するように作用し、放電電流が大きくなると二次電池の端子電圧が下降するように作用する。そして、二次電池の端子電圧が上昇するか下降するかは、充電電流と放電電流の大小関係によって規定される。本発明によれば、充電電流が放電電流より大きい場合、過充電検出回路の監視動作間隔が過放電検出回路の監視動作間隔よりも短くなるように制御される。これにより、充電電流と放電電流の大小関係に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。
なお、「前記過充電検出回路の監視動作間隔が前記過放電検出回路の監視動作間隔よりも短くなるように制御」には、「前記過充電検出回路の動作を停止し、前記過放電検出回路の監視動作間隔を所定の間隔とする」場合が含まれる。また「前記過放電検出回路の監視動作間隔が前記過充電検出回路の監視動作間隔よりも短くなるように制御」には、「前記過放電検出回路の動作を停止し、前記過充電検出回路の監視動作間隔を所定の間隔とする」場合が含まれる。
When the charging current is increased, the terminal voltage of the secondary battery is increased, and when the discharging current is increased, the terminal voltage of the secondary battery is decreased. Whether the terminal voltage of the secondary battery increases or decreases is defined by the magnitude relationship between the charging current and the discharging current. According to the present invention, when the charging current is larger than the discharging current, the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit is controlled to be shorter than the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit. As a result, a monitoring operation according to the magnitude relationship between the charging current and the discharging current can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
Note that “control is performed so that the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit is shorter than the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit” means that “the operation of the overcharge detection circuit is stopped and the overdischarge detection circuit is The monitoring operation interval is a predetermined interval. In addition, “control so that the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit is shorter than the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit” means that “the operation of the overdischarge detection circuit is stopped, The case where the monitoring operation interval is a predetermined interval is included.
本発明に係る他の保護回路は、端子電圧が下限電圧以上で上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池及び充電用の電力を発生する電源と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、前記電源から前記二次電池への充電の有無を示す充電状態を検出する充電状態検出回路と、前記二次電池から負荷への放電の有無を示す放電状態を検出する放電状態検出回路と、前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電状態の検出結果が充電無し、且つ前記放電状態の検出結果が放電無し場合、前記過充電検出回路の監視動作を停止させる制御回路とを備える。 The other protection circuit according to the present invention is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, in which the terminal voltage is not lower than the upper limit voltage and lower than the upper limit voltage. A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source; a second path for electrically connecting the secondary battery and a load; and a first switching element provided in the first path; A second switching element provided in the second path, a charge state detection circuit for detecting a charge state indicating whether or not the secondary battery is charged from the power source, and a discharge of the secondary battery to the load A discharge state detection circuit for detecting a discharge state indicating presence / absence and a terminal voltage of the secondary battery are monitored, and when it is detected that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage, the first switching element is turned off. So that the first An overcharge detection circuit that controls the switching element; and the terminal voltage of the secondary battery is monitored, and when the terminal voltage is detected to be lower than the lower limit voltage, the second switching element is turned off. In the case where the overdischarge detection circuit for controlling the second switching element and the terminal voltage of the secondary battery are within the normal operation range, the charge state detection result is no charge, and the discharge state detection result is A control circuit that stops the monitoring operation of the overcharge detection circuit when there is no discharge.
充電無し且つ放電無しの場合、二次電池の端子電圧は変化しない。本発明によれば、充電無し且つ放電無しの場合、過充電検出回路の監視動作を停止させるから、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。 When there is no charge and no discharge, the terminal voltage of the secondary battery does not change. According to the present invention, since the monitoring operation of the overcharge detection circuit is stopped when there is no charge and no discharge, it is possible to reduce power consumption while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
本発明に係る他の保護回路は、端子電圧が下限電圧以上で上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池及び充電用の電力を発生する電源と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、前記電源から前記二次電池への充電の有無を示す充電状態を検出する充電状態検出回路と、 前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電状態の検出結果が充電有りの場合、前記充電状態の検出結果が充電無しの場合と比較して、前記過放電検出回路の監視動作間隔を長くするように制御する制御回路とを備える。 The other protection circuit according to the present invention is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, in which the terminal voltage is not lower than the upper limit voltage and lower than the upper limit voltage. A first path that electrically connects the secondary battery and the power source; a second path that electrically connects the secondary battery and a load; and a second switching element provided in the second path; A charging state detection circuit for detecting a charging state indicating whether or not the secondary battery is charged from the power source; and monitoring a terminal voltage of the secondary battery and detecting that the terminal voltage is lower than the lower limit voltage Then, in the overdischarge detection circuit that controls the second switching element so that the second switching element is turned off, and when the terminal voltage of the secondary battery is within the normal operation range, the charge state Detection For fruit is there charged with a detection result of the state of charge as compared with the case of no charge, and a control circuit for controlling so as to increase the monitoring operation interval of the over-discharge detection circuit.
充電有りの場合は二次電池に充電電流が流れ込むため、二次電池の端子電圧が上昇するが、充電無しの場合には二次電池の端子電圧は上昇しない。したがって、充電有りの場合は充電無しの場合と比較して通常状態から過放電状態に遷移する可能性が低い。そこで、本発明は、過放電状態に遷移する可能性が高い充電有りの場合は、過放電状態に遷移する可能性が低い充電無しの場合と比較して、過放電検出回路の監視動作間隔を長くするように制御する。これにより、充電状態に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。
なお、「前記過放電検出回路の監視動作間隔を長くする」には、前記過放電検出回路の監視動作の停止が含まれる。
When charging is performed, charging current flows into the secondary battery, so that the terminal voltage of the secondary battery increases. However, when charging is not performed, the terminal voltage of the secondary battery does not increase. Therefore, the possibility of transition from the normal state to the overdischarge state is lower when there is charge than when there is no charge. Therefore, according to the present invention, the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit is set longer when there is a charge with a high possibility of transition to the overdischarge state than when there is no charge with a low possibility of transition to the overdischarge state. Control to make it longer. As a result, a monitoring operation according to the state of charge can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
Note that “increasing the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit” includes stopping the monitoring operation of the overdischarge detection circuit.
本発明に係る他の保護回路は、端子電圧が下限電圧以上で上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池及び充電用の電力を発生する電源と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、 前記二次電池から負荷への放電の有無を示す放電状態を検出する放電状態検出回路と、 前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記放電状態の検出結果が放電有りの場合、前記放電状態の検出結果が放電無しの場合と比較して、前記過充電検出回路の監視動作間隔を長くするように制御する制御回路と、を備えた保護回路。 The other protection circuit according to the present invention is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, in which the terminal voltage is not lower than the upper limit voltage and lower than the upper limit voltage. A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source; a second path for electrically connecting the secondary battery and a load; and a first switching element provided in the first path; A discharge state detection circuit for detecting a discharge state indicating the presence or absence of discharge from the secondary battery to the load; and monitoring the terminal voltage of the secondary battery, and detecting that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage An overcharge detection circuit that controls the first switching element so that the first switching element is turned off; and a terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation. Detection result And a control circuit that controls to increase the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit as compared to the case where the discharge state detection result is no discharge when the discharge state is present.
放電有りの場合は二次電池から放電電流が流れ出るため、二次電池の端子電圧が下降するが、放電無しの場合には二次電池の端子電圧は下降しない。したがって、放電有りの場合は放電無しの場合と比較して通常状態から過充電状態に遷移する可能性が低い。そこで、本発明は、過充電状態に遷移する可能性が低い放電有りの場合は、過充電状態に遷移する可能性が高い放電無しの場合と比較して、過充電検出回路の監視動作間隔を長くするように制御する。これにより、放電状態に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。
なお、「前記過充電検出回路の監視動作間隔を長くする」には、前記過充電検出回路の監視動作の停止が含まれる。
Since discharge current flows out from the secondary battery when there is a discharge, the terminal voltage of the secondary battery decreases, but when there is no discharge, the terminal voltage of the secondary battery does not decrease. Therefore, the possibility of transition from the normal state to the overcharged state is lower when there is discharge than when there is no discharge. Therefore, the present invention provides a monitoring operation interval of the overcharge detection circuit when there is a discharge with a low possibility of transition to the overcharge state, compared with a case without discharge with a high possibility of transition to the overcharge state. Control to make it longer. As a result, a monitoring operation according to the discharge state can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
Note that “increasing the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit” includes stopping the monitoring operation of the overcharge detection circuit.
本発明に係る他の保護回路は、端子電圧が下限電圧以上で上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池及び充電用の電力を発生する電源と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、 前記電源から前記二次電池へ供給される充電電流の大きさを検出する充電電流検出回路と、 前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電電流の大きさに応じて、前記過充電検出回路の監視動作間隔を制御する制御回路と、を備える。 The other protection circuit according to the present invention is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, in which the terminal voltage is not lower than the upper limit voltage and lower than the upper limit voltage. A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source; a second path for electrically connecting the secondary battery and a load; and a first switching element provided in the first path; A charging current detection circuit for detecting a magnitude of a charging current supplied from the power source to the secondary battery; and monitoring a terminal voltage of the secondary battery, and detecting that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. Then, when the overcharge detection circuit controls the first switching element so that the first switching element is turned off, and the terminal voltage of the secondary battery is within the normal operation range, the charging current Size of And a control circuit for controlling a monitoring operation interval of the overcharge detection circuit.
充電電流が大きくなると二次電池の端子電圧が上昇するように作用する。そして、二次電池の端子電圧が上昇する程度は充電電流の大きさに依存する。本発明によれば、充電電流の大きさに応じて、過充電検出回路の監視動作間隔を制御する。これにより、充電電流に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。
なお、前記充電電流の大きさが大きくなるにつれ、前記過充電検出回路の監視動作間隔が単調減少することが好ましい。また、監視動作間隔には「ゼロ」の場合、すなわち、監視動作を常時実行する場合が含まれる。
When the charging current is increased, the terminal voltage of the secondary battery is increased. The extent to which the terminal voltage of the secondary battery increases depends on the magnitude of the charging current. According to the present invention, the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit is controlled according to the magnitude of the charging current. As a result, a monitoring operation according to the charging current can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
It is preferable that the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit monotonously decreases as the charging current increases. The monitoring operation interval includes a case of “zero”, that is, a case where the monitoring operation is always executed.
本発明に係る他の保護回路は、端子電圧が下限電圧以上で上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池及び充電用の電力を発生する電源と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、 前記二次電池から負荷へ供給される放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路と、 前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記放電電流の大きさに応じて、前記過放電検出回路の監視動作間隔を制御する制御回路と、を備える。 The other protection circuit according to the present invention is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, in which the terminal voltage is not lower than the upper limit voltage and lower than the upper limit voltage. A first path that electrically connects the secondary battery and the power source; a second path that electrically connects the secondary battery and a load; and a second switching element provided in the second path; A discharge current detection circuit for detecting a magnitude of a discharge current supplied from the secondary battery to a load; and monitoring a terminal voltage of the secondary battery, and detecting that the terminal voltage falls below the lower limit voltage. An overdischarge detection circuit that controls the second switching element so that the second switching element is turned off; and a terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation. In size And a control circuit for controlling a monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit.
放電電流が大きくなると二次電池の端子電圧が下降するように作用する。そして、二次電池の端子電圧が下降する程度は放電電流の大きさに依存する。本発明によれば、放電電流の大きさに応じて、過放電検出回路の監視動作間隔を制御する。これにより、放電電流に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。
なお、前記放電電流の大きさが大きくなるにつれ、前記過放電検出回路の監視動作間隔が単調減少することが好ましい。また、監視動作間隔には「ゼロ」の場合、すなわち、監視動作を常時実行する場合が含まれる。
When the discharge current is increased, the terminal voltage of the secondary battery is lowered. The degree to which the terminal voltage of the secondary battery decreases depends on the magnitude of the discharge current. According to the present invention, the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit is controlled according to the magnitude of the discharge current. As a result, a monitoring operation corresponding to the discharge current can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
In addition, it is preferable that the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit monotonously decreases as the magnitude of the discharge current increases. The monitoring operation interval includes a case of “zero”, that is, a case where the monitoring operation is always executed.
ここで、前記電源は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する変換部を備え、前記制御回路は、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記変換部に入射する光の照度に応じて、前記過充電検出回路の監視動作間隔を制御することが好ましい。 Here, the power source includes a conversion unit that converts light energy into electrical energy, and the control circuit enters the conversion unit when the terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation. It is preferable to control the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit according to the illuminance of light.
本発明に係る他の保護回路は、充電用の電力を発生する電源と、端子電圧が下限電圧以上、且つ上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、 前記二次電池から負荷へ電力を供給する放電の有無を示す放電状態を検出する放電状態検出回路と、前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記上限電圧を上回る状態において、前記放電状態の検出結果が放電有りの場合、前記放電状態の検出結果が放電無しの場合と比較して、前記過充電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する制御回路と、を備える。 Another protection circuit according to the present invention is used together with a power source that generates charging power and a secondary battery whose terminal voltage is not less than the lower limit voltage and not more than the upper limit voltage. A first path that electrically connects the secondary battery and the power source, a second path that electrically connects the secondary battery and the load, and a first switching provided on the first path. An element, a discharge state detection circuit for detecting a discharge state indicating whether or not to supply power from the secondary battery to a load, and a terminal voltage of the secondary battery, and the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. In the state where the overcharge detection circuit controls the first switching element so that the first switching element is turned off, and the terminal voltage of the secondary battery exceeds the upper limit voltage, the discharge Status If the detection result is there discharged, by the detection result of the discharge state is compared with the case of no discharge, and a control circuit for controlling so as to shorten the monitoring operation interval of the over-charge detection circuit.
放電有りの場合は二次電池から放電電流が流れ出るため、二次電池の端子電圧が下降するが、放電無しの場合には二次電池の端子電圧は下降しない。したがって、放電有りの場合は放電無しの場合と比較して過充電状態から過放電状態に遷移する可能性が高い。そこで、本発明は、通常状態に遷移する可能性が高い放電有りの場合は、通常状態に遷移する可能性が低い放電無しの場合と比較して、過充電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する。これにより、放電状態に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。 Since discharge current flows out from the secondary battery when there is a discharge, the terminal voltage of the secondary battery decreases, but when there is no discharge, the terminal voltage of the secondary battery does not decrease. Therefore, when there is a discharge, there is a higher possibility of transition from an overcharge state to an overdischarge state than when there is no discharge. Therefore, the present invention shortens the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit when there is a discharge with a high possibility of transition to the normal state, compared with a case without discharge with a low possibility of transition to the normal state. To control. As a result, a monitoring operation according to the discharge state can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
本発明に係る他の保護回路は、充電用の電力を発生する電源と、端子電圧が下限電圧以上、且つ上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池と共に用いられるものであって、 前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、前記二次電池から負荷へ供給される放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路と、 前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記上限電圧を上回る状態において、前記放電電流の大きさに応じて、前記過放電検出回路の監視動作間隔を制御する制御回路と、を備える。 Another protection circuit according to the present invention is used together with a power source that generates charging power and a secondary battery whose terminal voltage is not less than the lower limit voltage and not more than the upper limit voltage. A second path electrically connecting the secondary battery and the power source, a second path electrically connecting the secondary battery and the load, and a second switching provided in the second path. An element, a discharge current detection circuit for detecting a magnitude of a discharge current supplied from the secondary battery to the load, and a terminal voltage of the secondary battery is monitored, and the terminal voltage is less than the lower limit voltage. When detected, an overdischarge detection circuit that controls the second switching element so that the second switching element is turned off; and a state in which the terminal voltage of the secondary battery exceeds the upper limit voltage, the magnitude of the discharge current In response And a control circuit for controlling a monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit.
放電電流が大きくなると二次電池の端子電圧が下降するように作用する。そして、二次電池の端子電圧が下降する程度は放電電流の大きさに依存する。本発明によれば、放電電流の大きさに応じて、過放電検出回路の監視動作間隔を制御する。これにより、放電電流に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。
なお、前記放電電流の大きさが大きくなるにつれ、前記過放電検出回路の監視動作間隔が単調減少することが好ましい。
When the discharge current is increased, the terminal voltage of the secondary battery is lowered. The degree to which the terminal voltage of the secondary battery decreases depends on the magnitude of the discharge current. According to the present invention, the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit is controlled according to the magnitude of the discharge current. As a result, a monitoring operation corresponding to the discharge current can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
In addition, it is preferable that the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit monotonously decreases as the magnitude of the discharge current increases.
本発明に係る他の保護回路は、充電用の電力を発生する電源と、端子電圧が下限電圧以上、且つ上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記上限電圧を上回る状態において、前記過放電検出回路の監視動作を停止させるように制御する制御回路と、を備える。
Another protection circuit according to the present invention is used together with a power source that generates charging power and a secondary battery whose terminal voltage is not less than the lower limit voltage and not more than the upper limit voltage. A second path electrically connecting the secondary battery and the power source; a second path electrically connecting the secondary battery and the load; and a second switching provided in the second path. Elements,
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. And a control circuit that controls to stop the monitoring operation of the overdischarge detection circuit in a state where the terminal voltage of the secondary battery exceeds the upper limit voltage.
過放電検出回路は下限電圧において第２スイッチング素子のオン・オフを制御する。したがって、端子電圧が下限電圧から大きく離れた上限電圧以上の過充電状態では、動作することがない。そこで、本発明は、端子電圧が上限電圧を上回る状態において、過放電検出回路の監視動作を停止させることにより、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。 The overdischarge detection circuit controls on / off of the second switching element at the lower limit voltage. Therefore, it does not operate in an overcharged state in which the terminal voltage is equal to or higher than the upper limit voltage far from the lower limit voltage. Therefore, the present invention can reduce power consumption while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation by stopping the monitoring operation of the overdischarge detection circuit in a state where the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. Become.
本発明に係る他の保護回路は、充電用の電力を発生する電源と、端子電圧が下限電圧以上、且つ上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、前記電源から前記二次電池への充電の有無を示す充電状態を検出する充電状態検出回路と、 前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記下限電圧を下回る状態において、前記充電状態の検出結果が充電有りを示す場合、前記充電状態の検出結果が充電無しの場合と比較して、前記過放電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する制御回路と、を備える。 Another protection circuit according to the present invention is used together with a power source that generates charging power and a secondary battery whose terminal voltage is not less than the lower limit voltage and not more than the upper limit voltage. A second path electrically connecting the secondary battery and the power source; a second path electrically connecting the secondary battery and the load; and a second switching provided in the second path. An element, a charge state detection circuit for detecting a charge state indicating whether or not the secondary battery is charged from the power source, and a terminal voltage of the secondary battery is monitored, and the terminal voltage falls below the lower limit voltage. And detecting an overdischarge detection circuit for controlling the second switching element so that the second switching element is turned off, and a state in which the terminal voltage of the secondary battery is lower than the lower limit voltage. Detection result If it is indicative of the presence of charge, and the detection result of the state of charge as compared with the case of no charge, and a control circuit for controlling so as to shorten the monitoring operation interval of the over-discharge detection circuit.
充電有りの場合は二次電池に充電電流が流れ込むため、二次電池の端子電圧が上昇するが、充電無しの場合には二次電池の端子電圧は上昇しない。したがって、充電有りの場合は充電無しの場合と比較して過放電状態から通常状態に遷移する可能性が高い。そこで、本発明は、通常状態に遷移する可能性が高い充電有りの場合は、通常状態に遷移する可能性が低い充電無しの場合と比較して、過放電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する。これにより、充電状態に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。 When charging is performed, charging current flows into the secondary battery, so that the terminal voltage of the secondary battery increases. However, when charging is not performed, the terminal voltage of the secondary battery does not increase. Therefore, the possibility of transition from the overdischarge state to the normal state is higher when there is charge than when there is no charge. Therefore, the present invention shortens the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit when there is a charge with a high possibility of transition to the normal state, compared with the case without charge with a low possibility of transition to the normal state. To control. As a result, a monitoring operation according to the state of charge can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
本発明に係る他の保護回路は、充電用の電力を発生する電源と、端子電圧が下限電圧以上、且つ上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池と共に用いられる保護ものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、前記二次電池から負荷へ供給される放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路と、前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記下限電圧を下回る状態において、前記充電電流の大きさに応じて、前記過放電検出回路の監視動作間隔を制御する制御回路と、を備える。 Another protection circuit according to the present invention is a protection circuit used together with a power source that generates charging power and a secondary battery whose terminal voltage is not less than the lower limit voltage and not more than the upper limit voltage. A first path electrically connecting the secondary battery and the power source; a second path electrically connecting the secondary battery and the load; and a second path provided in the second path. The switching element, the discharge current detection circuit for detecting the magnitude of the discharge current supplied from the secondary battery to the load, and the terminal voltage of the secondary battery are monitored, and the terminal voltage falls below the lower limit voltage. And detecting an overdischarge detection circuit for controlling the second switching element so that the second switching element is turned off, and a state in which the terminal voltage of the secondary battery is lower than the lower limit voltage. In size Flip and, and a control circuit for controlling the monitoring operation interval of the over-discharge detection circuit.
充電電流が大きくなると二次電池の端子電圧が上昇するように作用する。そして、二次電池の端子電圧が上昇する程度は充電電流の大きさに依存する。本発明によれば、充電電流の大きさに応じて、過放電検出回路の監視動作間隔を制御する。これにより、充電電流に応じた監視動作を行なうことができ、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。
なお、前記充電電流の大きさが大きくなるにつれ、前記過放電検出回路の監視動作間隔が単調減少することが好ましい。
When the charging current is increased, the terminal voltage of the secondary battery is increased. The extent to which the terminal voltage of the secondary battery increases depends on the magnitude of the charging current. According to the present invention, the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit is controlled according to the magnitude of the charging current. As a result, a monitoring operation according to the charging current can be performed, and the power consumption can be reduced while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation.
It is preferable that the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit monotonously decreases as the charging current increases.
本発明に係る他の保護回路は、充電用の電力を発生する電源と、端子電圧が下限電圧以上、且つ上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池と共に用いられるものであって、前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、 前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、前記二次電池の端子電圧が前記下限電圧を下回る状態において、前記過充電検出回路の監視動作を停止するように制御する制御回路とを、備える。 Another protection circuit according to the present invention is used together with a power source that generates charging power and a secondary battery whose terminal voltage is not less than the lower limit voltage and not more than the upper limit voltage. A first path that electrically connects the secondary battery and the power source, a second path that electrically connects the secondary battery and the load, and a first switching provided on the first path. And monitoring the terminal voltage of the secondary battery, and detecting that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage, the control circuit controls the first switching element to turn off the first switching element. A charge detection circuit; and a control circuit that controls to stop the monitoring operation of the overcharge detection circuit in a state where the terminal voltage of the secondary battery is lower than the lower limit voltage.
過充電検出回路は上限電圧において第１スイッチング素子のオン・オフを制御する。したがって、端子電圧が上限電圧から大きく離れた下限電圧を下回る過放電状態では、動作することがない。そこで、本発明は、端子電圧が下限電圧を下回る状態において、過充電検出回路の監視動作を停止させることにより、正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となる。 The overcharge detection circuit controls on / off of the first switching element at the upper limit voltage. Therefore, it does not operate in an overdischarge state in which the terminal voltage falls below the lower limit voltage that is far from the upper limit voltage. Therefore, the present invention can reduce the power consumption while maintaining the detection accuracy of the limit voltage of the normal operation by stopping the monitoring operation of the overcharge detection circuit in a state where the terminal voltage is lower than the lower limit voltage. Become.
上述した保護回路において、前記充電状態検出回路が前記充電状態を検出する検出動作間隔は、前記過充電検出回路又は前記過放電検出回路の監視動作間隔よりも長いことが好ましい。このように２段階で動作を実行することにより、消費電力をより一層削減することが可能となる。 In the protection circuit described above, it is preferable that a detection operation interval at which the charge state detection circuit detects the charge state is longer than a monitoring operation interval of the overcharge detection circuit or the overdischarge detection circuit. Thus, by performing the operation in two stages, it is possible to further reduce power consumption.
また、この課題を解決するために、本発明によれば、充電用の電力を発生する電源と、端子電圧が下限電圧以上であり且つ上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池と、負荷と、上記の保護回路と、を備えた電子機器が提供される。この保護回路は正常動作の限度電圧の検出精度を保ちつつ、消費電力を低減することが可能となるから、二次電池の寿命を長くしつつ、消費電力を低減して電子機器を提供できる。 Further, in order to solve this problem, according to the present invention, a power source that generates power for charging and a secondary that is a condition for normal operation that the terminal voltage is higher than the lower limit voltage and lower than the upper limit voltage. An electronic device including a battery, a load, and the protection circuit is provided. Since this protection circuit can reduce power consumption while maintaining the detection accuracy of the limit voltage for normal operation, it is possible to provide an electronic device with reduced power consumption while extending the life of the secondary battery.
＜１．実施形態＞
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の保護回路を備えた電子機器の構成を示すブロック図である。本図に示すように電子機器１０は、充電可能な二次電池１００、保護回路２００、充電用電源３００、及び本体４００を備えており、二次電池１００は、保護回路２００を介して、充電用電源３００及び本体４００と電気的に接続されている。また、本体４００は、制御回路４１０及び負荷４２０を備える。よって、二次電池１００は、保護回路２００を介して、制御回路４１０及び負荷４２０に接続されている。電子機器１０は、二次電池１００を駆動電源として動作する機器であり、例えば、腕時計、携帯電話、携帯情報端末等とすることができる。
<1. Embodiment>
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic device including the protection circuit of the present embodiment. As shown in the figure, the
二次電池１００は、本実施形態では、リチウムイオン電池を用いるものとする。ただし、二次電池１００は、リチウムイオン電池以外の二次電池であってもよく、本発明は、リチウムイオンポリマー電池等にも効果的に適用することができる。
図２は、二次電池１００として用いるリチウムイオン電池の端子電圧と電池状態との関係の一例を示す図である。本図に示すように、リチウムイオン電池は、２．６０Ｖ〜４．２０Ｖが、正常動作を行なう電圧範囲である通常使用領域（通常状態）となっている。
４．２０Ｖ〜４．２５Ｖは、過充電領域とされ、この電圧範囲では過充電により特性が劣化してしまう。４．２５Ｖを超えると、電池が危険な状態になるため、使用禁止の危険領域となる。４．２Ｖを上回る使用領域は過充電状態である。一方、１．００〜２．６０Ｖは、過放電領域とされ、この電圧範囲では過放電により特性が劣化してしまう。１．００Ｖを下回ると、電池が危険な状態になるため、使用禁止の危険領域となる。
In the present embodiment, the
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the relationship between the terminal voltage of the lithium ion battery used as the
4.20 V to 4.25 V is set as an overcharge region, and in this voltage range, characteristics deteriorate due to overcharge. If the voltage exceeds 4.25 V, the battery is in a dangerous state, and therefore, it becomes a dangerous area for which use is prohibited. The usage region above 4.2V is overcharged. On the other hand, 1.00 to 2.60 V is an overdischarge region, and in this voltage range, the characteristics are deteriorated by overdischarge. If the voltage is lower than 1.00 V, the battery is in a dangerous state, so that it becomes a use-prohibited dangerous area.
このため、本実施形態では、通常使用領域の上限である４．２０Ｖを過充電検出電圧と称し、通常使用領域の下限である２．６０Ｖを過放電検出電圧と称して、正常動作の限度電圧の検出対象とする。もちろん、これらの数値は例示であり、二次電池１００の特性や電子機器１０の用途等に適応させるものとする。
また、二次電池１００の電池状態として、その端子電圧Ｖｘが過放電検出電圧以上で過充電検出電圧以下を正常動作が保障される通常状態と称し、その端子電圧Ｖｘが過充電検出電圧を上回り正常動作が保障されない状態を過充電状態と称し、その端子電圧Ｖｘが過放電検出電圧を下回り正常動作が保障されない状態を過放電状態と称する。
For this reason, in the present embodiment, the upper limit of the normal use region 4.20V is referred to as an overcharge detection voltage, and the lower limit of the normal use region 2.60V is referred to as an overdischarge detection voltage, thereby limiting the normal operation limit voltage. To be detected. Of course, these numerical values are examples, and are adapted to the characteristics of the
In addition, as a battery state of the
図１の説明に戻って、保護回路２００は、二次電池１００の電池状態（過充電状態、過放電状態、及び通常状態といった３つの状態）を検出し、二次電池１００の保護動作を行なう。具体的には、過充電状態を検出した場合には、充電用電源３００との電気的な接続を遮断し、過放電状態を検出した場合には、本体４００との電気的な接続を遮断する。
Returning to the description of FIG. 1, the
充電用電源３００は、二次電池１００の充電に用いるための電源であり、例えば、ソーラーセルを用いることができる。ただし、充電用電源３００は、電子機器１０内に備えずに、充電器や定電圧電源等を用いて電子機器１０の外部に設けるようにしてもよい。
本体４００は、二次電池１００から電力を供給される機能部であり、電子機器１０を腕時計に適用した場合には、腕時計本体が相当し、電子機器１０を携帯電話に適用した場合には、携帯電話本体が相当する。
The charging
The
本実施形態において、保護回路２００は、過充電検出回路２１０、過放電検出回路２２０、充電状態検出回路２３０、タイミング信号発生回路２４０、充電制御用スイッチ２５０、放電制御用スイッチ２６０、及びダイオード２７０を備える。
充電制御用スイッチ２５０は、二次電池１００と充電用電源３００とを電気的に接続する経路に設けられたスイッチング素子である。放電制御用スイッチ２６０は、二次電池１００と本体４００（負荷４２０）とを電気的に接続する経路に設けられたスイッチング素子である。本実施形態では、いずれもスイッチング素子としてｐチャネル型のトランジスタを用いる。
In this embodiment, the
The charging
過充電検出回路２１０は、二次電池１００の端子電圧Ｖｘを監視し、過充電検出電圧を上回ったことを検出すると、充電を停止するために、充電制御用スイッチ２５０をオンからオフに遷移させる。具体的にはゲート電圧Ｖｇ１をローレベルからハイレベルに遷移させる。過充電検出電圧を上回ったことの検出は、例えば、分圧された二次電池１００の電圧と過充電検出電圧に対応した基準電圧とを比較することで行なうことができる。なお、ノイズ等による誤検出を防ぐために、複数回の検出結果に基づいて判定を行なうようにしてもよい。
The
過放電検出回路２２０は、二次電池１００の端子電圧Ｖｘを監視し、過放電検出電圧を下回ったことを検出すると、放電を停止するために、放電制御用スイッチ２６０をオンからオフに遷移させる。具体的にはゲート電圧Ｖｇ２をローレベルからハイレベルに遷移させる。過放電検出電圧を下回ったことの検出は、例えば、分圧された二次電池１００の電圧と過放電検出電圧に対応した基準電圧とを比較することで行なうことができる。なお、ノイズ等による誤検出を防ぐために、複数回の検出結果に基づいて判定を行なうようにしてもよい。
The
充電状態検出回路２３０は、通常状態において二次電池１００の充電の有無を示す充電状態を検出する。具体的には二次電池１００の端子電圧Ｖｘ及び充電用電源３００の電源電圧Ｖｙに基づいて、充電の有無を示す充電状態を検出する。例えば、ダイオード２７０の降下電圧をＶｔｈ、充電制御用スイッチ２５０のオン抵抗を無視すれば、Ｖｙ−Ｖｔｈ＞Ｖｘの場合に、充電状態検出回路２３０は充電状態を充電有りとし、Ｖｙ−Ｖｔｈ≦Ｖｘの場合に、充電状態検出回路２３０は充電状態を充電無しとすることができる。この検出結果は制御回路４１０に出力される。充電状態検出回路２３０は、連続的に二次電池１００の充電状態を検出する必要はなく、所定の間隔、例えば、６０秒間隔で二次電池１００の充電状態を検出することができる。充電状態検出回路２３０は、例えば、電圧比較器、Ａ／Ｄコンバータ等を用いて構成することができる。
The charging
また、本体４００に設けられた制御回路４１０は、例えば、電子機器１０の全体を制御するＣＰＵで構成され、以下の機能を有する。
第１に、制御回路４１０は、端子電圧Ｖｘに基づいて、二次電池１００の電池状態を検出する。すなわち、過充電状態、通常状態、及び過放電状態といった３つの状態を検出する。この例では、ゲート電圧Ｖｇ１がハイレベルの場合に過充電状態であるとし、ゲート電圧Ｖｇ１及びＶｇ２がローレベルである場合に通常状態であるとし、ゲート電圧Ｖｇ２がハイレベルである場合に過放電状態であるとする。なお、端子電圧Ｖｘを制御回路４１０に供給し、制御回路４１０が端子電圧Ｖｘに基づいて過充電状態、通常状態、及び過放電状態といった３つの状態を判定してもよい。
Further, the
First, the
第２に、制御回路４１０は負荷４２０の動作を制御する。さらに、制御回路４２０は負荷４２０に流れる放電電流の大きさを取得するとともに放電の有無を検知する。すなわち、制御回路４１０は、二次電池１００から負荷４２０へ供給される放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路として機能するとともに放電の有無を示す放電状態を検出する放電状態検出回路として機能する。負荷４２０は、本体４００において電力を消費する各種の構成部分である。そして、いずれかの構成部分が動作して負荷４２０がオンで放電有り、すべての構成部分が動作を停止し負荷４２０がオフで放電無しとなる。制御回路４１０は、各種の構成部分に動作指示を与えるので、動作指示に基づいて放電有り又は放電無しを放電状態として検出する。
例えば、携帯電話の通信信号や衛星信号に含まれる時刻情報を受信して自動的に時刻合わせを実行する腕時計では、通信モジュール、指針を動かすモーター、振動を発生する振動モーター、あるいはブザーなどが負荷４２０に該当する。制御回路４１０は、所定の条件が充足された場合に通信モジュールを動作させて正確な時刻を取得する。あるいは、所定の時刻で振動モーターを起動し、現在が所定の時刻であることを振動によって利用者に知らせる。制御回路４１０は負荷４２０に流れる放電電流の大きさを取得するために、放電電流を計測してものよいが、動作を実行するための所定の条件と放電電流の大きさを予め対応づけて記憶したテーブルを備え、制御回路４１０は当該テーブルを参照して放電電流の大きさを取得してもよい。
Second, the
For example, in a wristwatch that automatically receives the time information included in the mobile phone communication signal or satellite signal, the communication module, a motor that moves the hands, a vibration motor that generates vibration, or a buzzer are loaded. It corresponds to 420. The
第４に、制御回路４１０は、電池状態、充電状態、及び放電状態などに基づいて過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の監視動作タイミングを指定する制御信号ＣＴＬを生成する。
Fourth, the
ダイオード２７０は、二次電池１００から充電用電源３００に電流が流れ、充電用電源３００に悪影響を与えることを防止するために用いている。
タイミング信号発生回路２４０は、過充電検出回路２１０の監視動作タイミングと、過放電検出回路２２０の監視動作タイミングとを、制御回路４１０で生成される制御信号ＣＴＬに従って制御する。本実施形態では、過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の監視動作タイミングを、二次電池１００の充電状態及び放電状態に応じて変化させるようにしている。過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の監視動作タイミングは、同期させてもよいし、非同期であってもよい。また、二次電池１００の特性等に応じて、過充電検出回路２１０の監視動作タイミング及び過放電検出回路２２０の監視動作タイミングのいずれか一方を変化させるようにしてもよい。
The
The timing
より具体的には、タイミング信号発生回路２４０は、二次電池１００が過充電状態、過放電状態になるおそれがある状況では、二次電池１００の電圧の監視間隔が短くなるように監視動作タイミングを変化させることで、正常動作の限度電圧の検出精度を保ち、すぐには過充電状態、過放電状態になるおそれがない状況では、二次電池１００の電圧の監視間隔が長くなるように監視動作タイミングを変化させることで、消費電力を低減させる。
More specifically, the timing
タイミング信号発生回路２４０が制御する過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の監視動作タイミングには各種の態様があるが、そのすべての態様を網羅して説明にするのは煩雑であるので、この例では、監視動作タイミングの典型例として「ベタ」「１秒周期」「１０秒周期」を取り上げる。なお、「ベタ」とは、常時、監視動作を実行することを意味である。図３に二次電池の電圧と過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の監視動作タイミングを示す。
図３に示されるように、この例では、通常状態においては、充電制御用スイッチ２５０、放電制御用スイッチ２６０のいずれもオン（ＯＮ）となるようにしている。
There are various modes of the monitoring operation timing of the
As shown in FIG. 3, in this example, in the normal state, both the
そして、第１に、通常状態において、充電状態の検出結果が充電有りであり、且つ放電状態の検出結果が放電無しの場合、過充電検出回路２１０の監視動作タイミングを「１秒周期」又は「ベタ」とし、過放電検出回路２２０の監視動作タイミングを「１０秒周期」とする。
第２に、通常状態において、充電状態の検出結果が充電無しであり、且つ放電状態の検出結果が放電有りの場合、過充電検出回路２１０の監視動作タイミングを「１０秒周期」とし、過放電検出回路２２０の監視動作タイミングを「１秒周期」又は「ベタ」とする。
第３に、通常状態において、充電状態の検出結果が充電有りであり、且つ放電状態の検出結果が放電有りの場合、過充電検出回路２１０の監視動作タイミングを「１秒周期」又は「ベタ」とし、過放電検出回路２２０の監視動作タイミングを「１秒周期」又は「ベタ」とする。
第４に、通常状態において、充電状態の検出結果が充電無しであり、且つ放電状態の検出結果が放電無しの場合、過充電検出回路２１０の監視動作タイミングを「１０秒周期」とし、過放電検出回路２２０の監視動作タイミングを「１０秒周期」とする。
First, in the normal state, when the detection result of the charge state is charged and the detection result of the discharge state is no discharge, the monitoring operation timing of the
Second, in the normal state, when the charge state detection result is “no charge” and the discharge state detection result is “discharge”, the monitoring operation timing of the
Third, in the normal state, when the charge state detection result is charging and the discharge state detection result is discharge, the monitoring operation timing of the
Fourth, when the charge state detection result is “no charge” and the discharge state detection result is “no discharge” in the normal state, the
すなわち、通常状態において、充電有りの場合は、充電無しの場合と比較して過充電検出回路２１０の監視動作タイミングの間隔を短くしている。これは、充電有りの場合は、充電が継続されることによって、通常状態から過充電状態に変化する可能性が充電無しの場合よりも高いからである。
一方、通常状態において、放電有りの場合は、放電無しの場合と比較して過放電検出回路２２０の監視動作タイミングの間隔を短くしている。これは、放電有りの場合は、放電が継続されることによって、通常状態から過放電状態に変化する可能性が放電無しの場合よりも高いからである。
ここで、過充電検出回路２１０についてのみ上述したように状況に応じて監視動作タイミングの間隔を変更し、過放電検出回路２２０については監視動作タイミングの間隔を固定としてもよいし、あるいは、過放電検出回路２２０についてのみ上述したように状況に応じて監視動作タイミングの間隔を変更し、過充電検出回路２１０については監視動作タイミングの間隔を固定としてもよい。
In other words, in the normal state, the interval of the monitoring operation timing of the
On the other hand, in the normal state, when there is a discharge, the interval of the monitoring operation timing of the
Here, as described above, only the
次に、電池状態が過充電状態である場合は、二次電池１００を保護するために、放電制御用スイッチ２６０をオン（ＯＮ）して端子電圧Ｖｘを降下させる一方、充電制御用スイッチ２５０をオフ（ＯＦＦ）にして端子電圧Ｖｘが上昇しないように制御する。このとき、過充電検出回路２１０の監視動作タイミングの間隔を、充電の有無や放電の有無と無関係に、「１秒周期」又は「ベタ」とする。すなわち、過充電状態である場合は、通常状態における充電無しの場合と比較して、監視動作タイミングの間隔を短く設定している。これよって、過充電状態から通常状態に遷移したことを遅滞なく検知することが可能となる。
また、過放電検出回路２２０の監視動作を停止する。過充電状態から過放電状態に遷移するためには、必ず、通常状態を経る必要がある。したがって、過充電状態において監視動作を停止しても直ちに過放電状態に遷移するものではないから、二次電池１００の安全性を確保しながら、消費電力を低減することができる。
Next, when the battery state is an overcharged state, in order to protect the
Also, the monitoring operation of the
次に、電池状態が過放電状態である場合は、二次電池１００を保護するために、充電制御用スイッチ２５０をオン（ＯＮ）して端子電圧Ｖｘを上昇させる一方、放電制御用スイッチ２６０をオフ（ＯＦＦ）にして端子電圧Ｖｘが下降しないように制御する。このとき、過放電検出回路２２０の監視動作タイミングの間隔を、充電の有無や放電の有無と無関係に、「１０秒周期」とする。これによって、通常状態から過充電状態に遅滞なく検知することが可能となる。また、過放電状態である場合は、充電制御用スイッチがＯＦＦとなり、本体４００への電源供給が停止されるため、負荷４２０への放電は無いので、通常状態における放電有りの場合と比較して、監視動作タイミングの間隔を長く設定している。
また、過充電検出回路２１０の監視動作を停止する。過放電状態から過充電状態に遷移するためには、必ず、通常状態を経る必要がある。したがって、過放電状態において監視動作を停止しても直ちに過充電状態に遷移するものではないから、二次電池１００の安全性を確保しながら、消費電力を低減することができる。
Next, when the battery state is an overdischarged state, in order to protect the
Further, the monitoring operation of the
ここで、監視動作タイミングの「ベタ」「１秒周期」「１０秒周期」それぞれの場合に、検出回路（過充電検出回路２１０、過放電検出回路２２０）で消費される電流について具体的に説明する。なお、１回の検出動作は、０．１秒で行なわれ、その間、３．０μＡの電流が検出回路に流れるものとする。
図４（ａ）は、「ベタ」すなわち動作間隔０で連続的に二次電池１００の電圧を検出する場合に検出回路に流れる電流を示している。本図の例では、「ベタ」の場合、１秒当り３．０μＡ消費されることになる。
Here, the current consumed by the detection circuit (overcharge
FIG. 4A shows the current flowing through the detection circuit when the voltage of the
図４（ｂ）は、「１秒周期」で二次電池１００の電圧を検出する場合に検出回路に流れる電流を示している。検出時間は０．１秒であり、その後の０．９秒は検出動作は休止し、電流は消費されない。本図の例では、「１秒周期」の場合、１秒当り０．３μＡ消費されることになる（３．０μＡ×０．１秒／１秒）。
図４（ｃ）は、「１０秒周期」で二次電池１００の電圧を検出する場合に検出回路に流れる電流を示している。検出時間は０．１秒であり、その後の９．９秒は検出動作は休止し、電流は消費されない。本図の例では、「１０秒周期」の場合、１秒当り０．０３μＡ消費されることになる（３．０μＡ×０．１秒／１０秒）。
FIG. 4B shows the current flowing through the detection circuit when the voltage of the
FIG. 4C shows the current flowing through the detection circuit when the voltage of the
仮に、二次電池１００の容量を１０ｍＡＨとし、負荷４２０で消費する電流を０．５μＡとすると、検出回路が過充電検出回路２１０、過放電検出回路２２０の２つ使用されていることを考慮して、「ベタ」の場合の駆動時間を求めると、１０ｍＡＨ［電池容量］／（０．５ｕＡ［負荷動作］＋３ｕＡ［過充電検出］＋３ｕＡ［過放電検出］）／２４時間＝６４日＝約２ヶ月となる。
Assuming that the capacity of the
同様に、「１秒周期」の場合の駆動時間を求めると、１０ｍＡＨ［電池容量］／（０．５ｕＡ［負荷動作］＋０．３ｕＡ［過充電検出］＋０．３ｕＡ［過放電検出］）／２４時間＝３７９日＝約１年となる。
また、「１０秒周期」の場合の駆動時間を求めると、１０ｍＡＨ［電池容量］／（０．５ｕＡ［負荷動作］＋０．０３ｕＡ［過充電検出］＋０．０３ｕＡ［過放電検出］）／２４時間＝７４４日＝約２年となる。
したがって、検出回路の監視動作タイミングをできるだけ１０秒周期にすることにより、消費電力を削減し、駆動時間を延ばすことが可能となる。
Similarly, the driving time in the case of “1-second cycle” is 10 mAH [battery capacity] / (0.5 uA [load operation] +0.3 uA [overcharge detection] +0.3 uA [overdischarge detection]) / 24 Time = 379 days = about one year.
Further, when the driving time in the case of “10-second cycle” is obtained, 10 mAH [battery capacity] / (0.5 uA [load operation] +0.03 uA [overcharge detection] +0.03 uA [overdischarge detection]) / 24 hours = 744 days = about 2 years.
Therefore, by setting the monitoring operation timing of the detection circuit to a period of 10 seconds as much as possible, it is possible to reduce power consumption and extend the driving time.
また、図５に示す例では、充電状態検出回路２３０による充電状態の検出間隔が、過充電検出回路２１０の監視動作間隔よりも長くなるように制御している。すなわち、過充電検出回路２１０の監視動作が、１秒周期、１０秒周期のいずれかであるのに対して、充電状態検出回路２３０の検出動作は、６０秒周期としている。また、通常状態において、制御回路４１０は、負荷４２０の動作を制御しているので、放電状態を常に把握している。
Further, in the example illustrated in FIG. 5, the charging state detection interval by the charging
前述のように、充電状態検出回路２３０における検出結果は、二次電池１００が通常状態から過充放電状態に遷移する可能性の判定に用いるものであるため、充電状態検出回路２３０の検出精度は、過充電検出回路２１０の検出精度ほどの高精度は要求されない。そこで、充電状態検出回路２３０による充電状態の検出間隔が、過充電検出回路２１０の監視動作間隔よりも長くしている。これにより、充電状態検出回路２３０による二次電池１００の充電状態の検出で消費される電力量を低減させることができる。
また、この例では、期間Ｔ１乃至Ｔ４において、端子電圧Ｖｘは２．６Ｖから４．２Ｖまでの範囲にあり、電池状態は通常状態である。
As described above, the detection result of the charge
In this example, in the periods T1 to T4, the terminal voltage Vx is in the range from 2.6V to 4.2V, and the battery state is the normal state.
期間Ｔ１においては、充電状態の検出結果は充電無しであり、また、放電状態の検出結果も放電無しである。このため、過充電検出回路２１０の監視動作間隔は１０秒に、過放電検出回路２２０の監視動作間隔は１０秒に設定される。
次に、期間Ｔ２においては、充電状態の検出結果は充電有りであり、また、放電状態の検出結果も放電無しである。充電によって端子電圧Ｖｘが過充電検出電圧を超える可能性があるため、過充電検出回路２１０の監視動作間隔を１秒に、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を１０秒に設定する。
In the period T1, the charge state detection result is no charge, and the discharge state detection result is also no discharge. Therefore, the monitoring operation interval of the
Next, in the period T2, the charge state detection result indicates that there is a charge, and the discharge state detection result indicates that there is no discharge. Since the terminal voltage Vx may exceed the overcharge detection voltage due to charging, the monitoring operation interval of the
次に、期間Ｔ３においては、充電状態の検出結果は充電有りであり、また、放電状態の検出結果も放電有りである。充電によって端子電圧Ｖｘが過充電検出電圧を超える可能性があるため過充電検出回路２１０の監視動作間隔を１秒に設定し、放電によって端子電圧Ｖｘが過放電検出電圧を下回る可能性があるため過充電検出回路２１０と過放電検出回路２２０との監視動作間隔を１秒に設定する。
次に、期間Ｔ４においては、充電状態の検出結果は充電無しであり、また、放電状態の検出結果は放電有りである。放電によって端子電圧Ｖｘが過放電検出電圧を下回る可能性があるため過放電検出回路２２０の監視動作間隔を１秒に設定し、過充電検出回路２１０の監視動作間隔を１０秒に設定する。
Next, in the period T3, the detection result of the charging state is charging, and the detection result of the discharging state is also discharging. Since the terminal voltage Vx may exceed the overcharge detection voltage due to charging, the monitoring operation interval of the
Next, in the period T4, the charge state detection result is “no charge”, and the discharge state detection result is “discharge”. Since the terminal voltage Vx may fall below the overdischarge detection voltage due to discharge, the monitoring operation interval of the
なお、過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０は、例えば、図６に示すような回路で構成することができる。本図の例では、いずれの検出回路も、二次電池１００の電圧ＶＢを抵抗Ｒ１１（Ｒ２１）と抵抗Ｒ１２（Ｒ２２）とで分圧した電圧を、コンパレータＣｍｐ１（Ｃｍｐ２）を用いて検出電圧に対応した基準電圧Ｖ１（Ｖ２）と比較することで、検出電圧を上回ったこと（下回ったこと）を検出し、ラッチ回路２１１（２２１）を介して、充電制御用スイッチ２５０（放電制御用スイッチ２６０）を制御するようにしている。ここで、括弧なし符号は、過充電検出回路２１０の構成を示し、括弧内符号は、過放電検出回路２２０の構成を示している。
Note that the
基準電圧Ｖ１（Ｖ２）との比較による監視動作は、タイミング信号発生回路２４０からタイミング信号ＴＳ１（ＴＳ２）によってオンオフが連動して切替えられるスイッチＳｗ１１（Ｓｗ２１）とスイッチＳｗ１２（Ｓｗ２２）によってコンパレータＣｍｐ１（Ｃｍｐ２）への電源供給を入切することで監視動作間隔が制御される。
The monitoring operation based on the comparison with the reference voltage V1 (V2) is performed by the switches Sw11 (Sw21) and Sw12 (Sw22), which are switched on and off by the timing signal TS1 (TS2) from the timing
すなわち、「ベタ」で監視動作を行なう場合には、スイッチＳｗ１１（Ｓｗ２１）とスイッチＳｗ１２（Ｓｗ２２）は、常時オンにし、「１秒周期」で監視動作を行なう場合には、スイッチＳｗ１１（Ｓｗ２１）とスイッチＳｗ１２（Ｓｗ２２）は、１秒周期でオンオフを繰り返し、「１０秒周期」で監視動作を行なう場合には、スイッチＳｗ１１（Ｓｗ２１）とスイッチＳｗ１２（Ｓｗ２２）は、１０秒周期でオンオフを繰り返すようにする。 That is, when the monitoring operation is performed with “solid”, the switch Sw11 (Sw21) and the switch Sw12 (Sw22) are always turned on, and when the monitoring operation is performed with “one second period”, the switch Sw11 (Sw21). The switch Sw12 (Sw22) is repeatedly turned on and off at a cycle of 1 second, and when the monitoring operation is performed at a cycle of 10 seconds, the switch Sw11 (Sw21) and the switch Sw12 (Sw22) are turned on and off at a cycle of 10 seconds. Like that.
あるいは、過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０は、図７に示すような回路で構成してもよい。本図の例では、破線矩形Ｃに示すように、二次電池１００の電圧ＶＢを分圧する抵抗を抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３で構成し、過充電検出回路２１０と過放電検出回路２２０とで共用するようにしている。このような構成とすることで、検出回路における消費電力を一層低減させることができる。
次に、制御回路４１０による過充電検出回路２１０と過放電検出回路２２０の監視動作間隔の具体的な制御内容について、各種の実施例を説明する。
Or you may comprise the
Next, various embodiments will be described with respect to specific control contents of the monitoring operation interval between the
＜１−１：第１実施例＞
図８は、通常状態における制御回路４１０による過充電検出回路２１０の動作間隔制御の第１実施例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、充電状態検出回路２３０による充電状態の検出の毎に実行される。
まず、制御回路４１０は、充電状態検出回路２３０が検出した充電状態を取得し（Ｓ１０１）、充電状態の検出結果が充電中であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。充電中であれば、過充電検出回路２１０の監視動作間隔を１秒周期に設定し（Ｓ１０３）、充電中でなければ、過充電検出回路２１０の監視動作間隔を１０秒周期に設定する（Ｓ１０４）。なお、充電中であるか否かの判定において、複数回の判定結果が一致した場合に、充電中である、あるいは充電中でないと判定してもよい。１回の充電状態の検出結果のみを用いると、ノイズによって誤判定となる場合があるが、複数回の判定結果の一致を条件とすることによって、判定の精度を向上させることができる。
<1-1: First Example>
FIG. 8 is a flowchart showing a first embodiment of the operation interval control of the
First, the
すなわち、充電状態の検出結果が充電有りの場合には、充電無しの場合と比較して、過充電検出回路２１０の監視動作間隔を短く設定する。これにより、過充電検出電圧を上回る可能性が高い場合に単位時間当たりの監視動作回数を増加させて、二次電池１００を過充電から保護することができる一方、過充電検出電圧を上回る可能性が低い場合には単位時間当たりの監視動作回数を減少させることにより、消費電力を削減することが可能となる。
That is, when the charge state detection result indicates that there is a charge, the monitoring operation interval of the
＜１−２：第２実施例＞
図９は、通常状態における制御回路４１０による過放電検出回路２２０の動作間隔制御の第２実施例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、所定の周期で実行される。
まず、制御回路４１０は、放電状態を取得する（Ｓ２０１）。通常状態において、制御回路４１０は、負荷４２０の動作を制御しているので、放電状態を常に把握している。次に、制御回路４１０は、放電状態の検出結果が放電中であるか否かを判定する（Ｓ２０２）。具体的には、負荷４２０の構成部分のいずれかを動作させている場合には、放電中とする。放電中であれば、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を１秒周期に設定し（Ｓ２０３）、放電中でなければ、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を１０秒周期に設定する（Ｓ２０４）。なお、ノイズによる誤判定を回避するために、放電中であるか否かの判定において、複数回の判定結果が一致した場合に、放電中である、あるいは放電中でないと判定してもよい。
<1-2: Second Embodiment>
FIG. 9 is a flowchart showing a second embodiment of the operation interval control of the
First, the
すなわち、放電状態の検出結果が放電有りの場合には、放電無しの場合と比較して、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を短く設定する。これにより、過放電検出電圧を下回る可能性が高い場合に単位時間当たりの監視動作回数を増加させて、二次電池１００を過放電から保護することができる一方、過放電検出電圧を下回る可能性が低い場合には単位時間当たりの監視動作回数を減少させることにより、消費電力を削減することが可能となる。
That is, when the discharge state detection result indicates that there is a discharge, the monitoring operation interval of the
＜１−３：第３実施例＞
次に、放電電流の大きさに基づく過放電検出回路２２０の監視動作間隔の制御について説明する。
図１０は、通常状態における制御回路４１０による過放電検出回路２２０の動作間隔制御の第３実施例を示すフローチャートである。上述したように制御回路４１０は放電電流検出回路として機能する。まず、制御回路４１０は、通常時よりも負荷４２０が重くなる場合、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を１秒に設定する（S３０１）。重負荷を例示すれば、通信モジュールを起動し、時刻合わせを実行する場合が該当する。この場合、大きな放電電流が二次電池１００から負荷４２０へ流れる。これにより、端子電圧Ｖｘは下降し、過放電検出電圧を下回る可能性がある。そこで、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を１秒と短く設定した。そして、制御回路４１０は重負荷の動作を開始させ(Ｓ３０２)、所定の条件が充足されると重負荷の動作を停止させる（Ｓ３０３）。この後、制御回路４１０は、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を１０秒に設定する（Ｓ３０４）。
<1-3: Third embodiment>
Next, control of the monitoring operation interval of the
FIG. 10 is a flowchart showing a third embodiment of the operation interval control of the
ここで、放電電流の大きさに着目すると、重負荷が動作中は放電電流が大きく、重負荷の動作が停止中は放電電流が小さい。すなわち、制御回路４１０は、放電電流が大きい場合は、放電電流が小さい場合と比較して、過放電検出回路２２０の監視動作間隔が短くなるように制御する。これにより、放電電流が大きく過放電状態に遷移する可能性が高い場合には、放電状態の単位時間当たりの検出回数を増加させ、放電電流が小さく過放電状態に遷移する可能性が低い場合には、放電状態の単位時間当たりの検出回数を減少させることができる。この結果、二次電池１００の端子電圧Ｖｘが過放電検出電圧を下回るのを防止して、二次電池１００を保護することができ、しかも、消費電力を削減することが可能となる。
Here, focusing on the magnitude of the discharge current, the discharge current is large while the heavy load is operating, and the discharge current is small while the heavy load is stopped. That is, the
この例では、監視動作間隔を１秒と１０秒の２段階に設定したが、図１１に示すように３段階以上としてもよい。この例では、１００ｍＡ以上で監視動作間隔を「ベタ」すなわち常時監視とし、１０ｍＡ以上１００ｍＡ未満で監視動作間隔を「１秒」、１ｍＡ以上１０ｍＡ未満で監視動作間隔を「５秒」、０．１ｍＡ以上１ｍＡ未満で監視動作間隔を「１０秒」、０．１ｍＡを上回り１ｍＡ未満で監視動作間隔を「１０秒」、０ｍＡを上回り０．１ｍＡ未満で監視動作間隔を「３０秒」、０ｍＡの場合に動作停止とする。すなわち、放電電流が増加するにつれ、監視動作間隔が単調減少すれば良い。これにより、二次電池１００の保護と消費電力の削減とをより一層バランスさせることが可能となる。なお、この例では、放電電流が増加するにつれ、監視動作間隔が段階的に単調減少するものであったが、連続的に単調減少してもよい。また、「ベタ」は監視動作間隔がゼロになったものとして、動作停止は監視動作間隔が無限大になったものとして捉えることができる。
In this example, the monitoring operation interval is set to two stages of 1 second and 10 seconds, but may be three or more stages as shown in FIG. In this example, the monitoring operation interval is “solid” at 100 mA or more, that is, constant monitoring, the monitoring operation interval is “1 second” at 10 mA or more and less than 100 mA, the monitoring operation interval is “5 seconds” at 0.1 mA or more and less than 10 mA, 0.1 mA. When the monitoring operation interval is “10 seconds” at less than 1 mA, more than 0.1 mA, less than 1 mA, “10 seconds”, more than 0 mA, less than 0.1 mA, and “30 seconds” at 0 mA Stop operation. That is, as the discharge current increases, the monitoring operation interval only needs to monotonously decrease. Thereby, it is possible to further balance the protection of the
＜１−４：第４実施例＞
通常状態における制御回路４１０による動作間隔制御の第４実施例は、充電電流の大きさと過充電検出回路２１０の監視動作間隔との関係に関するものである。充電電流は二次電池１００の端子電圧Ｖｘは上昇させる方向に作用する。したがって、通常状態において、充電電流が流れると、端子電圧Ｖｘが次第に上昇して過充電検出電圧を上回り、過充電状態になる可能性がある。そこで、第４実施例では、図１２に示すように充電電流の大きさに応じて過充電検出回路２１０の監視動作間隔を切り替える。
<1-4: Fourth Embodiment>
The fourth embodiment of the operation interval control by the
この例では、充電用電源３００としてソーラーセルを用いるものとする。ソーラーセルは照度に応じた大きさの充電電流を発生する。本実施例において、充電電流の大きさは充電状態検出回路２３０で検出する。充電電流の検出には各種の方法があるが、この例では、電源電圧Ｖｙに基づいて充電電流を検出している。ソーラーセルの起電圧は、照度に応じて定まり、起電圧が高いほど充電電流が大きくなる。したがって、電源電圧Ｖｙから充電電流を特定することができる。なお、電源電圧Ｖｙを制御回路４１０に供給し、制御回路４１０において充電電流の大きさを特定してもよい。
In this example, a solar cell is used as the charging
図１２に示す例では、照度が０luxでは充電電流が０ｍＡとなる。このとき、制御回路４１０は過充電検出回路２１０の動作を停止させる。これは、充電電流が無いので端子電圧Ｖｘが上昇して通常状態から過充電状態に遷移する可能性が無いからである。
また、照度が０luxを上回り１０００lux未満では充電電流が０ｍＡを上回り０．１ｍＡ未満となる。このとき、制御回路４１０は過充電検出回路２１０の監視動作間隔を３０秒に設定する。次に、照度が１０００luxを上回り５０００lux未満では充電電流が０．１ｍＡを上回り１ｍＡ未満となる。このとき、制御回路４１０は過充電検出回路２１０の監視動作間隔を１０秒に設定する。次に、照度が５０００luxを上回り１００００lux未満では充電電流が１ｍＡを上回り１０ｍＡ未満となる。このとき、制御回路４１０は過充電検出回路２１０の監視動作間隔を１秒に設定する。次に、照度が１００００lux以上では充電電流が１０ｍＡ以上となる。このとき、制御回路４１０は過充電検出回路２１０の監視動作間隔をベタに設定する。
In the example shown in FIG. 12, when the illuminance is 0 lux, the charging current is 0 mA. At this time, the
Further, when the illuminance exceeds 0 lux and is less than 1000 lux, the charging current exceeds 0 mA and is less than 0.1 mA. At this time, the
充電電流と監視動作間隔の関係は、充電電流が増加するにつれ、監視動作間隔が単調減少すれば良い。これにより、二次電池１００の保護と消費電力の削減とをより一層バランスさせることが可能となる。なお、この例では、充電電流が増加するにつれ、監視動作間隔が段階的に単調減少するものであったが、連続的に単調減少してもよい。
The relationship between the charging current and the monitoring operation interval may be such that the monitoring operation interval monotonously decreases as the charging current increases. Thereby, it is possible to further balance the protection of the
＜１−５：第５実施例＞
上述した第３実施例は放電電流に着目したものであり、第４実施例は充電電流に着目したものであった。二次電池１００の端子電圧Ｖｘは、二次電池１００に流れ込む充電電流と二次電池１００から流れ出る放電電流によって定まる。第５実施例は、放電電流と充電電流との差分に基づいて、過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の監視動作間隔を制御するものである。
<1-5: Fifth embodiment>
The third embodiment described above focuses on the discharge current, and the fourth embodiment focuses on the charging current. The terminal voltage Vx of the
第５実施例において、制御回路４１０は、第１に放電電流と充電電流との差分電流を算出する。第２に、差分電流に対応して過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の監視動作間隔を設定する。図１３に差分電流と過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の監視動作間隔の関係を示す。制御回路４１０は、図１３に示す関係を記憶したテーブルを参照して、監視動作間隔を決定する。
In the fifth embodiment, the
この例では、差分電流が０ｍＡを上回る場合、すなわち、放電電流が充電電流より大きい場合、過充電検出回路２１０の動作を停止させる。これは、放電電流が充電電流と比較して大きければ、端子電圧Ｖｘは下降するので、通常状態から過充電状態に遷移する可能性が無いからである。一方、端子電圧Ｖｘが下降するので、通常状態から過放電状態に遷移する可能性がある。そして、差分電流が大きいほど、過放電状態に遷移する可能性が高くなる。このため、制御回路４１０は、差分電流が大きくなるに従って、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を短くするように制御する。
In this example, when the differential current exceeds 0 mA, that is, when the discharge current is larger than the charging current, the operation of the
また、差分電流が０ｍＡの場合、すなわち、放電電流と充電電流とが等しい場合、端子電圧Ｖｘに変化はない。このため、通常状態が維持され、過充電状態及び過放電状態に遷移することは無い。そこで、制御回路４１０は、差分電流が０ｍＡの場合、過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の動作を停止させ、消費電力を低減している。
When the differential current is 0 mA, that is, when the discharge current and the charging current are equal, the terminal voltage Vx does not change. For this reason, a normal state is maintained and it does not change to an overcharge state and an overdischarge state. Therefore, when the differential current is 0 mA, the
次に、差分電流が０ｍＡを下回る場合、すなわち、充電電流が放電電流より大きい場合、過放電検出回路２２０の動作を停止させる。これは、充電電流が放電電流と比較して大きければ、端子電圧Ｖｘは上昇するので、通常状態から過放電状態に遷移する可能性が無いからである。一方、端子電圧Ｖｘが上昇するので、通常状態から過充電状態に遷移する可能性がある。そして、差分電流が小さいほど、過充電状態に遷移する可能性が高くなる。このため、制御回路４１０は、差分電流が小さくなるに従って、過充電検出回路２１０の監視動作間隔を短くするように制御する。
Next, when the differential current is less than 0 mA, that is, when the charging current is larger than the discharging current, the operation of the
＜１−６：第６実施例＞
図１４は、第６実施例に係る監視動作間隔の制御内容を示すフローチャートである。ただし、この制御は通常状態であることを前提とする。また、この例では、ソーラーセルの充電電流が１０ｍＡ、重負荷が通信モジュールであり放電電流が１００ｍＡであるものとする。
<1-6: Sixth embodiment>
FIG. 14 is a flowchart showing the control contents of the monitoring operation interval according to the sixth embodiment. However, it is assumed that this control is in a normal state. In this example, it is assumed that the charging current of the solar cell is 10 mA, the heavy load is a communication module, and the discharging current is 100 mA.
まず、充電状態検出回路２３０が充電状態を検出すると（Ｓ４０１）、制御回路４１０は、充電状態の検出結果が充電中（充電有り）であるか否かを判定する（Ｓ４０２）。充電中であれば、さらに放電中（放電有り）であるか否かを判定する（Ｓ４０３）。そして、ステップＳ４０３の判定条件が肯定される場合、すなわち、充電有り且つ放電有りの場合、制御回路４１０は、過充電検出回路２１０の動作を停止させ、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を１秒に設定する（Ｓ４０４）。
一方、ステップＳ４０３の判定条件が否定される場合、すなわち、充電有り且つ放電無しの場合、制御回路４１０は、過充電検出回路２１０の監視動作間隔をベタに設定し、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を１０秒に設定する（Ｓ４０５）。
First, when the charging
On the other hand, when the determination condition of step S403 is negative, that is, when charging is performed and discharging is not performed, the
また、充電状態の検出結果が充電無しであって、ステップＳ４０２の判定条件が否定された場合、制御回路４１０は、放電中（放電有り）か否かを判定する（Ｓ４０６）。ステップＳ４０６の判定条件が肯定される場合、すなわち、充電無し且つ放電有りの場合、制御回路４１０は、過充電検出回路２１０の監視動作間隔を１０秒に設定し、過放電検出回路２２０の監視動作間隔をベタに設定する（Ｓ４０７）。一方、ステップＳ４０６の判定条件が否定される場合、すなわち、充電無し且つ放電無しの場合、制御回路４１０は、過充電検出回路２１０の監視動作間隔を３０秒に設定し、過放電検出回路２２０の監視動作間隔を停止する（Ｓ４０８）。
On the other hand, when the charge state detection result indicates that there is no charge and the determination condition in step S402 is negative, the
図１４のフローチャートから導かれるように、第６実施例では、図１５に示すような制御が行なわれることになる。この場合には、同図に示すように、通常状態で充電有り且つ放電有りの場合に過充電検出回路２１０の監視動作が停止される。これは、放電電流が１００ｍＡで充電電流が１０ｍＡであって、放電電流が充電電流と比較して十分大きいからである。この場合、差分電流は９０ｍＡとなる。図１３に示す関係を参照すれば、過充電監視動作は停止である一方、過放電監視動作は１秒間隔で実行する。
このように、本実施例においては、充電と放電とが同時に行われる場合には、差分電流に基づいて監視動作間隔を制御したので、消費電流を削減しつつ二次電池１００を確実に保護することができる。
As derived from the flowchart of FIG. 14, in the sixth embodiment, the control as shown in FIG. 15 is performed. In this case, as shown in the figure, the monitoring operation of the
Thus, in the present embodiment, when charging and discharging are performed simultaneously, the monitoring operation interval is controlled based on the differential current, so that the
＜２．変型例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。
（１）上述した実施形態では、本体４００に設けられた制御回路４１０が、保護回路２００内の過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０を制御したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１６に示すように制御回路４１０を保護回路２００に設けてもよい。この場合、制御回路４１０は、常時電力が供給されるので、放電制御用スイッチ２６０がオフ状態になっても動作することが可能である。制御回路４１０は本体４００のＣＰＵ４２１から放電電流の大きさを示す信号を受け取る。なお、放電制御用スイッチ２６０から本体４００に至る経路に抵抗を設け、その両端の電圧を計測する放電電流検出回路を保護回路２００の内部に設けてもよい。
<2. Variation example>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, various modifications described below are possible.
(1) In the embodiment described above, the
図１７に過充電検出回路２１０及び過放電検出回路２２０の監視動作間隔の制御内容を示す。まず、制御回路４１０は、ゲート電圧Ｖｇ１及びゲート電圧Ｖｇ２に基づいて、電池状態を検出する（Ｓ５０１）。すなわち、制御回路４１０は、端子電圧Ｖｘが過放電検出電圧（２．６Ｖ）を下回れば過放電状態であると判別し、端子電圧Ｖｘが過放電検出電圧以上で過充電検出電圧以下であれば通常状態と判別し、端子電圧Ｖｘが過充電検出電圧を上回れば過充電状態であると判別する。
FIG. 17 shows the control contents of the monitoring operation interval of the
次に、制御回路４１０は電池状態が過充電状態であるか否かを判定し（Ｓ５０２）、過充電状態である場合は、さらに、放電状態の検出結果が放電有りか否かを判定する（Ｓ５０３）。制御回路４１０は放電有りの場合、過充電検出回路２１０の監視動作間隔が１秒となるように制御し、過放電検出回路２２０の監視動作を停止させる（Ｓ５０４）。一方、放電状態の検出結果が放電無しを示す場合は、過充電検出回路２１０の監視動作間隔が１０秒となるように制御し、過放電検出回路２２０の監視動作を停止させる（Ｓ５０５）。
Next, the
次に、ステップＳ５０２の判定条件が否定された場合、制御回路４１０は電池状態が過放電状態であるか否かを判定し（Ｓ５０５）、過放電状態である場合は、さらに、充電状態の検出結果が充電有りか否かを判定する（Ｓ５０６）。制御回路４１０は充電有りの場合、過放電検出回路２２０の監視動作間隔が１秒となるように制御し、過充電検出回路２１０の監視動作を停止させる（Ｓ５０７）。一方、充電状態の検出結果が充電無しを示す場合は、過放電検出回路２２０の監視動作間隔が１０秒となるように制御し、過充電検出回路２１０の監視動作を停止させる（Ｓ５０８）。
Next, when the determination condition in step S502 is negative, the
また、ステップＳ５０５の判定条件が否定された場合は、電池状態が通常状態となる。この場合、制御回路４１０は、上述した実施形態で説明した通常処理を実行する（Ｓ５０９）。図１７のフローチャートから導かれるように、変型例では、図１８に示すような制御が行なわれることになる。
Moreover, when the determination condition of step S505 is denied, the battery state becomes the normal state. In this case, the
すなわち、制御回路４１０は、過充電状態おいて、放電状態の検出結果は放電有りの場合、放電無しの場合と比較して、過充電検出回路２１０の監視動作間隔が短くなるように制御する。これは、放電有りの場合には、端子電圧Ｖｘが下降し過放電検出電圧を下回り通常状態に遷移する可能性があるが、放電無しの場合は端子電圧Ｖｘが維持され通常状態に遷移する可能性が低いからである。このように過充電状態において、放電の有無に応じて過充電検出回路２１０の監視動作間隔を制御したので、二次電池１００を適切に保護しつつ、消費電力を削減できる。
That is, the
また、制御回路４１０は、過放電状態おいて、充電状態の検出結果が充電有りの場合、充電無しの場合と比較して、過放電検出回路２２０の監視動作間隔が短くなるように制御する。これは、充電有りの場合には、端子電圧Ｖｘが上昇し過充電検出電圧を上回り通常状態に遷移する可能性があるが、充電無しの場合は端子電圧Ｖｘが維持され通常状態に遷移する可能性が低いからである。このように過放電状態において、放電の有無に応じて過充電検出回路２１０の監視動作間隔を制御したので、二次電池１００を適切に保護しつつ、消費電力を削減できる。
In addition, the
なお、過充電状態において、放電電流の大きさに応じて過充電検出回路２１０の監視動作間隔を制御してもよい。放電電流の大きさが大きくなれば、二次電池の端子電圧が早く下降するので、それだけ過充電検出電圧を下回り、過充電状態から通常状態へ遷移する可能性が高くなる。つまり、放電電流が大きくなればなるほど、より短時間で過充電検出電圧を下回る可能性が高くなる。そこで、放電電流が大きくなると過充電検出回路２１０の監視動作間隔が単調減少するように制御することが好ましい。
また、過放電状態において、充電電流の大きさに応じて過充電検出回路２１０の監視動作間隔を制御してもよい。充電電流の大きさが大きくなれば、二次電池の端子電圧が早く上昇するので、それだけ過放電検出電圧を上回り、過放電状態から通常状態へ遷移する可能性が高くなる。つまり、充電電流が大きくなればなるほど、より短時間で過放電検出電圧を上回る可能性が高くなる。そこで、充電電流が大きくなると過充電検出回路２１０の監視動作間隔が単調減少するように制御することが好ましい。
In the overcharge state, the monitoring operation interval of the
In the overdischarge state, the monitoring operation interval of the
（２）上述した実施形態及び変形例では、過充電検出回路２１０を用いて二次電池１００の端子電圧を監視し、過充電検出電圧を上回ったことを検出すると、充電制御用スイッチ２５０をオフにした。また、過放電検出回路２２０を用いて二次電池１００の端子電圧を監視し、過放電検出電圧を下回ったことを検出すると、放電制御用スイッチ２６０をオフにした。これは、高電位側と低電位側に危険領域が存在するリチウムイオン電池などを二次電池１００として使用することを前提とするものである。本発明はこれに限定されるものではなく、高電位側に危険領域があり、低電位側に危険領域がないニッケル・カドミウム電池などを二次電池１００として使用してもよい。この場合には、低電位側の危険領域がないので、過放電検出回路２２０及び放電制御用スイッチ２６０を省略することができる。
(2) In the embodiment and the modification described above, the terminal voltage of the
この場合、保護回路２００は、充電用の電力を発生する充電用電源３００と、端子電圧が上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池１００と共に用いられることを前提とする。そして、保護回路２００は、二次電池１００と充電用電源３００とを電気的に接続する第１経路に設けられた充電制御用スイッチ２５０と、記二次電池１００と負荷４２０とを電気的に接続する第２経路と、二次電池１００の端子電圧を検出する充電状態検出回路２３０と、二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が上限電圧を上回ったことを検出すると、充電制御用スイッチ２５０がオフ状態になるように制御する過充電検出回路２１０と、充電状態検出回路２３０によって検出された二次電池１００の端子電圧に応じて過充電検出回路２１０の監視動作間隔を制御するタイミング信号発生回路２４０とを備える。
In this case, it is assumed that the
（３）上述した実施形態及び変形例では、通常状態から過充電状態へ遷移する場合と、過充電状態から通常状態へ遷移する場合とで、同じ過充電検出電圧を用いた。本発明はこれに限定されるものではなく、第１過充電検出電圧を上回ると通常状態から過充電状態へ遷移し、第２過充電検出電圧を下回ると過充電状態から通常状態へ遷移させてもよい。この場合、第１過充電検出電圧を第２過充電検出電圧より高電圧に設定する。このように状態遷移にヒシテリシス特性を持たせることによって、制御系を安定させることができる。
また、第１過放電検出電圧を下回ると通常状態から過放電状態へ遷移し、第２過放電検出電圧を上回ると過放電状態から通常状態へ遷移させてもよい。この場合、第１過放電検出電圧を第２過放電検出電圧より低電圧に設定する。このように状態遷移にヒシテリシス特性を持たせることによって、制御系を安定させることができる。
(3) In the embodiment and the modification described above, the same overcharge detection voltage is used in the case of transition from the normal state to the overcharge state and in the case of transition from the overcharge state to the normal state. The present invention is not limited to this. When the first overcharge detection voltage is exceeded, the normal state transitions to the overcharge state, and when the second overcharge detection voltage falls below, the overcharge state transitions to the normal state. Also good. In this case, the first overcharge detection voltage is set higher than the second overcharge detection voltage. In this way, the control system can be stabilized by giving hysteresis characteristics to the state transition.
Further, when the voltage is lower than the first overdischarge detection voltage, the normal state may be changed to the overdischarge state, and when the second overdischarge detection voltage is exceeded, the overdischarge state may be changed to the normal state. In this case, the first overdischarge detection voltage is set lower than the second overdischarge detection voltage. In this way, the control system can be stabilized by giving hysteresis characteristics to the state transition.
（４）上述した実施形態及び変形例では、保護回路２００にダイオード２７０を設け、二次電池１００と充電用電源３００とを接続する第１経路と、二次電池１００と負荷４１０とを接続する第２経路とを独立して設けた。本発明はこれに限定されるものではなく、第１経路と第２経路とが共用されるものであってもよい。
(4) In the embodiment and the modification described above, the
図２２に変型例に係る保護回路２０５を用いた電子機器の回路構成を示す。この例では、第１端子Ｔａと第２端子Ｔｂとを接続する１つの経路に充電制御用スイッチ２５１と放電制御用スイッチ２６１とが設けられている。また、ダイオード２７１が充電用電源３００と第２端子Ｔｂとの間に設けられており、本体４００は第２端子Ｔｂと接続されている。
ここで、保護回路２０５は、二次電池１００の端子電圧Ｖｘが過放電検出電圧以上で過充電検出電圧以下の通常状態において、充電制御用スイッチ２５１及び放電制御用スイッチ２６１をオン状態にする。
FIG. 22 shows a circuit configuration of an electronic device using the
Here, the
また、保護回路２０５は、二次電池１００の端子電圧Ｖｘが過放電検出電圧を下回る過放電状態において、充電制御用スイッチ２５１がオン状態で放電制御用スイッチ２６１がオフ状態にする。この場合、放電制御用スイッチ２６１と並列に形成される寄生ダイオードを介して充電電流を二次電池１００に供給することができる。
また、保護回路２０５は、二次電池１００の端子電圧Ｖｘが過充電検出電圧を上回る過充電状態において、充電制御用スイッチ２５１がオフ状態で放電制御用スイッチ２６１がオン状態にする。この場合、充電制御用スイッチ２５１と並列に形成される寄生ダイオードを介して放電電流を本体４００に供給することができる。
Further, the
Further, in the overcharge state in which the terminal voltage Vx of the
＜３．電子機器＞
上述した実施形態及び変形例説明した保護回路は、各種の電子機器に適用することができる。
図１９に、本発明に係る保護回路を備えた電子機器を適用した腕時計の構成を示す。腕時計２０００は、文字板２００２及び指針２００３からなる時刻表示部を備える。文字板２００２の一部には開口が形成され、ソーラーセル２００４が設けられている。ソーラーセル２００４は、上述した充電用電源３００の一例である。また、腕時計２０００には、リュウズ２００５やボタン２００６，２００７が設けられている。腕時計２０００の駆動電源として、二次電池１００が用いられ、二次電池１００を過充電状態、過放電状態から保護するために、本発明に係る保護回路が用いられる。
<3. Electronic equipment>
The protection circuits described in the above-described embodiments and modifications can be applied to various electronic devices.
FIG. 19 shows a configuration of a wristwatch to which an electronic device including the protection circuit according to the present invention is applied. The
図２０に、本発明に係る保護回路を備えた電子機器を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、ならびに液晶装置３００３を備える。携帯電話機３０００の駆動電源として、二次電池１００が用いられ、二次電池１００を過充電状態、過放電状態から保護するために、本発明に係る保護回路が用いられる。
FIG. 20 illustrates a configuration of a mobile phone to which an electronic device including the protection circuit according to the present invention is applied. The
図２１に、本発明に係る保護回路を備えた電子機器を適用した携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。携帯情報端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及びスクロールボタン４００２、ならびに液晶装置４００３を備える。携帯情報端末４０００の駆動電源として、二次電池１００が用いられ、二次電池１００を過充電状態、過放電状態から保護するために、本発明に係る保護回路が用いられる。
なお、本発明に係る保護回路が適用される電子機器としては、図１９から図２１に示したもののほか、ビデオカメラ、デジタルカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電子ペーパー、電卓、テレビ電話、ＰＯＳ端末、などが挙げられる。
FIG. 21 shows a configuration of a personal digital assistant (PDA) to which an electronic device including a protection circuit according to the present invention is applied. The
Electronic devices to which the protection circuit according to the present invention is applied include those shown in FIGS. 19 to 21, video cameras, digital cameras, car navigation devices, electronic notebooks, electronic papers, calculators, videophones, POSs. Terminal, etc.
１０…電子機器、１００…二次電池、２００,２０５…保護回路、２１０…過充電検出回路、２２０…過放電検出回路、２３０…充電状態検出回路、２４０…タイミング信号発生回路、２５０…充電制御用スイッチ、２６０…放電制御用スイッチ、２７０…ダイオード、３００…充電用電源、４００…本体、４１０…制御回路、４２０…負荷、２０００…腕時計、３０００…携帯電話機、４０００…携帯情報端末、Ｖｘ…端子電圧、Ｖｙ…電源電圧。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、
前記電源から前記二次電池への充電の有無を示す充電状態を検出する充電状態検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電状態の検出結果が充電有りの場合、前記充電状態の検出結果が充電無しの場合と比較して、前記過充電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する制御回路と、
を備えた保護回路。 A protection circuit used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, where the terminal voltage is equal to or lower than the upper limit voltage,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A first switching element provided in the first path;
A charge state detection circuit for detecting a charge state indicating whether or not the secondary battery is charged from the power source;
An overcharge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the first switching element to turn off the first switching element when it is detected that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. When,
When the terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation, the overcharge is detected when the detection result of the charge state is charged, compared with the case where the detection result of the charge state is not charged. A control circuit that controls the detection circuit to shorten the monitoring operation interval;
Protection circuit with.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記二次電池から負荷への放電の有無を示す放電状態を検出する放電状態検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記放電状態の検出結果が放電有りの場合、前記放電状態の検出結果が放電無しの場合と比較して、前記過放電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する制御回路と、
を備えた保護回路。 A protection circuit that is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, where the terminal voltage is not less than the upper limit voltage and not more than the lower limit voltage,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A second switching element provided in the second path;
A discharge state detection circuit for detecting a discharge state indicating the presence or absence of discharge from the secondary battery to the load;
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. When,
When the terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation, when the discharge state detection result is discharged, the overdischarge is compared with the case where the discharge state detection result is no discharge. A control circuit that controls the detection circuit to shorten the monitoring operation interval;
Protection circuit with.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、
前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記電源から前記二次電池へ供給される充電電流の大きさを検出する充電電流検出回路と、
前記二次電池から負荷へ供給される放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電電流と前記放電電流とを比較し、前記充電電流が前記放電電流より大きい場合、前記過充電検出回路の監視動作間隔が前記過放電検出回路の監視動作間隔よりも短くなるように制御し、前記充電電流が前記放電電流より小さい場合、前記過放電検出回路の監視動作間隔が前記過充電検出回路の監視動作間隔よりも短くなるように制御する制御回路と、
を備えた保護回路。 A protection circuit that is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, where the terminal voltage is not less than the upper limit voltage and not more than the lower limit voltage,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A first switching element provided in the first path;
A second switching element provided in the second path;
A charging current detection circuit for detecting the magnitude of the charging current supplied from the power source to the secondary battery;
A discharge current detection circuit for detecting the magnitude of the discharge current supplied from the secondary battery to the load;
An overcharge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the first switching element to turn off the first switching element when it is detected that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. When,
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. When,
When the terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation, the charge current is compared with the discharge current, and when the charge current is larger than the discharge current, the overcharge detection circuit is monitored. When the control is performed so that the interval is shorter than the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit and the charging current is smaller than the discharge current, the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit is the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit. A control circuit that controls to be shorter than
Protection circuit with.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、
前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記電源から前記二次電池への充電の有無を示す充電状態を検出する充電状態検出回路と、
前記二次電池から負荷への放電の有無を示す放電状態を検出する放電状態検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電状態の検出結果が充電無し、且つ前記放電状態の検出結果が放電無し場合、前記過充電検出回路の監視動作を停止させる制御回路とを、
を備えた保護回路。 A protection circuit that is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, where the terminal voltage is not less than the upper limit voltage and not more than the lower limit voltage,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A first switching element provided in the first path;
A second switching element provided in the second path;
A charge state detection circuit for detecting a charge state indicating whether or not the secondary battery is charged from the power source;
A discharge state detection circuit for detecting a discharge state indicating the presence or absence of discharge from the secondary battery to the load;
An overcharge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the first switching element to turn off the first switching element when it is detected that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. When,
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. When,
When the terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation, if the detection result of the charge state is not charged and the detection result of the discharge state is no discharge, the monitoring operation of the overcharge detection circuit is performed. A control circuit to be stopped,
Protection circuit with.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記電源から前記二次電池への充電の有無を示す充電状態を検出する充電状態検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電状態の検出結果が充電有りの場合、前記充電状態の検出結果が充電無しの場合と比較して、前記過放電検出回路の監視動作間隔を長くするように制御する制御回路と、
を備えた保護回路。 A protection circuit that is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, where the terminal voltage is not less than the upper limit voltage and not more than the lower limit voltage,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A second switching element provided in the second path;
A charge state detection circuit for detecting a charge state indicating whether or not the secondary battery is charged from the power source;
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. When,
When the terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation, when the charge state detection result is charged, the overdischarge is compared with the case where the charge state detection result is no charge. A control circuit that controls the detection circuit to increase the monitoring operation interval;
Protection circuit with.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、
前記二次電池から負荷への放電の有無を示す放電状態を検出する放電状態検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記放電状態の検出結果が放電有りの場合、前記放電状態の検出結果が放電無しの場合と比較して、前記過充電検出回路の監視動作間隔を長くするように制御する制御回路と、
を備えた保護回路。 A protection circuit that is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, where the terminal voltage is not less than the upper limit voltage and not more than the lower limit voltage,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A first switching element provided in the first path;
A discharge state detection circuit for detecting a discharge state indicating the presence or absence of discharge from the secondary battery to the load;
An overcharge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the first switching element to turn off the first switching element when it is detected that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. When,
When the terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation, the overcharge is detected when the discharge state detection result is discharged, compared to the discharge state detection result is no discharge. A control circuit that controls the detection circuit to increase the monitoring operation interval;
Protection circuit with.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、
前記電源から前記二次電池へ供給される充電電流の大きさを検出する充電電流検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記充電電流の大きさに応じて、前記過充電検出回路の監視動作間隔を制御する制御回路と、
を備えた保護回路。 A protection circuit that is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, where the terminal voltage is not less than the upper limit voltage and not more than the lower limit voltage,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A first switching element provided in the first path;
A charging current detection circuit for detecting the magnitude of the charging current supplied from the power source to the secondary battery;
An overcharge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the first switching element to turn off the first switching element when it is detected that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. When,
When the terminal voltage of the secondary battery is within the normal operation range, a control circuit that controls the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit according to the magnitude of the charging current;
Protection circuit with.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記二次電池から負荷へ供給される放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記放電電流の大きさに応じて、前記過放電検出回路の監視動作間隔を制御する制御回路と、
を備えた保護回路。 A protection circuit that is used together with a secondary battery and a power source that generates power for charging, where the terminal voltage is not less than the upper limit voltage and not more than the lower limit voltage,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A second switching element provided in the second path;
A discharge current detection circuit for detecting the magnitude of the discharge current supplied from the secondary battery to the load;
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. When,
When the terminal voltage of the secondary battery is within the range of the normal operation, a control circuit that controls the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit according to the magnitude of the discharge current;
Protection circuit with.
前記制御回路は、前記二次電池の端子電圧が前記正常動作の範囲内にある場合において、前記変換部に入射する光の照度に応じて、前記過充電検出回路の監視動作間隔を制御することを特徴とする請求項８に記載の保護回路。 The power source includes a conversion unit that converts light energy into electrical energy,
The control circuit controls the monitoring operation interval of the overcharge detection circuit according to the illuminance of light incident on the conversion unit when the terminal voltage of the secondary battery is within the normal operation range. The protection circuit according to claim 8.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、
前記二次電池から負荷へ電力を供給する放電の有無を示す放電状態を検出する放電状態検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記上限電圧を上回る状態において、前記放電状態の検出結果が放電有りの場合、前記放電状態の検出結果が放電無しの場合と比較して、前記過充電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する制御回路と、
を備える保護回路。 A power source that generates power for charging, and a protection circuit used together with a secondary battery whose terminal voltage is not lower than the lower limit voltage and lower than the upper limit voltage, which is a condition for normal operation,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A first switching element provided in the first path;
A discharge state detection circuit for detecting a discharge state indicating the presence or absence of discharge for supplying power from the secondary battery to a load;
An overcharge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the first switching element to turn off the first switching element when it is detected that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. When,
In the state where the terminal voltage of the secondary battery exceeds the upper limit voltage, when the detection result of the discharge state is discharge, the detection result of the overcharge detection circuit is compared with the case where the detection result of the discharge state is no discharge. A control circuit that controls to shorten the monitoring operation interval;
A protection circuit comprising.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記二次電池から負荷へ供給される放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記上限電圧を上回る状態において、前記放電電流の大きさに応じて、前記過放電検出回路の監視動作間隔を制御する制御回路と、
を備える保護回路。 A power source that generates power for charging, and a protection circuit used together with a secondary battery whose terminal voltage is not lower than the lower limit voltage and lower than the upper limit voltage, which is a condition for normal operation,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A second switching element provided in the second path;
A discharge current detection circuit for detecting the magnitude of the discharge current supplied from the secondary battery to the load;
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. When,
In a state where the terminal voltage of the secondary battery exceeds the upper limit voltage, a control circuit that controls the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit according to the magnitude of the discharge current;
A protection circuit comprising.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記上限電圧を上回る状態において、前記過放電検出回路の監視動作を停止させるように制御する制御回路と、
を備える保護回路。 A power source that generates power for charging, and a protection circuit used together with a secondary battery whose terminal voltage is not lower than the lower limit voltage and lower than the upper limit voltage, which is a condition for normal operation,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A second switching element provided in the second path;
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. When,
In a state where the terminal voltage of the secondary battery exceeds the upper limit voltage, a control circuit that controls to stop the monitoring operation of the overdischarge detection circuit;
A protection circuit comprising.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記電源から前記二次電池への充電の有無を示す充電状態を検出する充電状態検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記下限電圧を下回る状態において、前記充電状態の検出結果が充電有りを示す場合、前記充電状態の検出結果が充電無しの場合と比較して、前記過放電検出回路の監視動作間隔を短くするように制御する制御回路と、
を備える保護回路。 A power source that generates power for charging, and a protection circuit used together with a secondary battery whose terminal voltage is not lower than the lower limit voltage and lower than the upper limit voltage, which is a condition for normal operation,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A second switching element provided in the second path;
A charge state detection circuit for detecting a charge state indicating whether or not the secondary battery is charged from the power source;
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. When,
In a state where the terminal voltage of the secondary battery is lower than the lower limit voltage, when the charge state detection result indicates that there is a charge, the overdischarge detection circuit is compared with a case where the charge state detection result is that there is no charge. A control circuit that controls to shorten the monitoring operation interval of
A protection circuit comprising.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第２経路に設けられた第２スイッチング素子と、
前記二次電池から負荷へ供給される放電電流の大きさを検出する放電電流検出回路と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記下限電圧を下回ったことを検出すると、前記第２スイッチング素子がオフ状態になるように前記第２スイッチング素子を制御する過放電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記下限電圧を下回る状態において、前記充電電流の大きさに応じて、前記過放電検出回路の監視動作間隔を制御する制御回路と、
を備える保護回路。 A power source that generates power for charging, and a protection circuit used together with a secondary battery whose terminal voltage is not lower than the lower limit voltage and lower than the upper limit voltage, which is a condition for normal operation,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A second switching element provided in the second path;
A discharge current detection circuit for detecting the magnitude of the discharge current supplied from the secondary battery to the load;
An overdischarge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the second switching element to turn off the second switching element when it is detected that the terminal voltage has fallen below the lower limit voltage. When,
In a state where the terminal voltage of the secondary battery is lower than the lower limit voltage, a control circuit that controls the monitoring operation interval of the overdischarge detection circuit according to the magnitude of the charging current;
A protection circuit comprising.
前記二次電池と前記電源とを電気的に接続する第１経路と、
前記二次電池と負荷とを電気的に接続する第２経路と、
前記第１経路に設けられた第１スイッチング素子と、
前記二次電池の端子電圧を監視し、当該端子電圧が前記上限電圧を上回ったことを検出すると、前記第１スイッチング素子がオフ状態になるように前記第１スイッチング素子を制御する過充電検出回路と、
前記二次電池の端子電圧が前記下限電圧を下回る状態において、前記過充電検出回路の監視動作を停止するように制御する制御回路とを、
備える保護回路。 A power source that generates power for charging, and a protection circuit used together with a secondary battery whose terminal voltage is not lower than the lower limit voltage and lower than the upper limit voltage, which is a condition for normal operation,
A first path for electrically connecting the secondary battery and the power source;
A second path for electrically connecting the secondary battery and the load;
A first switching element provided in the first path;
An overcharge detection circuit that monitors the terminal voltage of the secondary battery and controls the first switching element to turn off the first switching element when it is detected that the terminal voltage exceeds the upper limit voltage. When,
A control circuit that controls to stop the monitoring operation of the overcharge detection circuit in a state where the terminal voltage of the secondary battery is lower than the lower limit voltage;
Protection circuit provided.
端子電圧が下限電圧以上であり且つ上限電圧以下であることが正常動作の条件となる二次電池と、
負荷と、
請求項２乃至１６のうちいずれか１項に記載の保護回路と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
A power source that generates power for charging;
A secondary battery in which the terminal voltage is not less than the lower limit voltage and not more than the upper limit voltage is a condition for normal operation;
Load,
A protection circuit according to any one of claims 2 to 16,
An electronic device characterized by comprising:
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