JP2011176939A - 保護回路及び電子機器 - Google Patents
保護回路及び電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011176939A JP2011176939A JP2010038913A JP2010038913A JP2011176939A JP 2011176939 A JP2011176939 A JP 2011176939A JP 2010038913 A JP2010038913 A JP 2010038913A JP 2010038913 A JP2010038913 A JP 2010038913A JP 2011176939 A JP2011176939 A JP 2011176939A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- detection circuit
- terminal voltage
- switching element
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
【課題】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。
【解決手段】保護回路２００は、二次電池１００と充電用電源３００とを接続する経路に設けられた充電制御用スイッチ２５０と、二次電池１００と負荷４２０とを接続する経路に設けられた放電制御用スイッチ２６０と、充電の有無を検出する充電状態検出回路２３０と、端子電圧を監視し、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、電池状態が通常状態において、充電有りの場合、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するように制御する制御回路４１０とを備える。
【選択図】図１
【解決手段】保護回路２００は、二次電池１００と充電用電源３００とを接続する経路に設けられた充電制御用スイッチ２５０と、二次電池１００と負荷４２０とを接続する経路に設けられた放電制御用スイッチ２６０と、充電の有無を検出する充電状態検出回路２３０と、端子電圧を監視し、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、電池状態が通常状態において、充電有りの場合、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するように制御する制御回路４１０とを備える。
【選択図】図１
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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）。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
＜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）。
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）。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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）。
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）。
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）。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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）。
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）。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
（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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
＜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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (17)
- 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保護回路であって、
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、
を備えた保護回路。 - 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保護回路であって、
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、
を備えた保護回路。 - 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保護回路であって、
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、
を備えた保護回路。 - 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保護回路であって、
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、
を備えた保護回路。 - 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保護回路であって、
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、
を備えた保護回路。 - 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保護回路であって、
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。 - 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保護回路であって、
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、
を備えた保護回路。 - 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保護回路であって、
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、
を備えた保護回路。 - 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を特徴とする請求項８に記載の保護回路。 - 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回路であって、
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、
を備える保護回路。 - 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回路であって、
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、
を備える保護回路。 - 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回路であって、
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、
を備える保護回路。 - 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回路であって、
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、
を備える保護回路。 - 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回路であって、
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、
を備える保護回路。 - 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回路であって、
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、
備える保護回路。 - 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を特徴とする請求項１、４、５、及び１３のうちいずれか１項に記載の保護回路。
- 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、
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010038913A JP5544922B2 (ja) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | 保護回路及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010038913A JP5544922B2 (ja) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | 保護回路及び電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011176939A true JP2011176939A (ja) | 2011-09-08 |
| JP5544922B2 JP5544922B2 (ja) | 2014-07-09 |
Family
ID=44689253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010038913A Active JP5544922B2 (ja) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | 保護回路及び電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5544922B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013179583A1 (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-05 | パナソニック株式会社 | 非接触給電装置および非接触給電システム |
| JP2014052296A (ja) * | 2011-09-09 | 2014-03-20 | Gs Yuasa Corp | 監視装置 |
| JP2015190862A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | セイコーエプソン株式会社 | 電子回路、時計、および電子機器 |
| JP2017050166A (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | Fdk株式会社 | 蓄電モジュール |
| JP2018157666A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | エイブリック株式会社 | 充放電制御回路およびバッテリ装置 |
| JP2018186701A (ja) * | 2012-12-13 | 2018-11-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電気機器 |
| CN109818391A (zh) * | 2017-11-21 | 2019-05-28 | 精工爱普生株式会社 | 便携式信息处理装置、集成电路和电池组 |
| JP2020048275A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | カシオ計算機株式会社 | 充電保護回路、充電装置、電子機器及び充電保護方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0823639A (ja) * | 1994-07-06 | 1996-01-23 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電池の電圧検出回路 |
| JPH10208779A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | パック電池及び二次電池の保護回路 |
| JPH10313542A (ja) * | 1997-05-07 | 1998-11-24 | Seiko Instr Inc | 充放電制御回路と充電式電源装置 |
| JPH11283677A (ja) * | 1998-03-27 | 1999-10-15 | Fuji Film Celltec Kk | バッテリーパック及びその状態監視動作モード制御方法 |
| JP2000102176A (ja) * | 1998-09-21 | 2000-04-07 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 二次電池パック |
-
2010
- 2010-02-24 JP JP2010038913A patent/JP5544922B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0823639A (ja) * | 1994-07-06 | 1996-01-23 | Mitsumi Electric Co Ltd | 電池の電圧検出回路 |
| JPH10208779A (ja) * | 1997-01-27 | 1998-08-07 | Japan Storage Battery Co Ltd | パック電池及び二次電池の保護回路 |
| JPH10313542A (ja) * | 1997-05-07 | 1998-11-24 | Seiko Instr Inc | 充放電制御回路と充電式電源装置 |
| JPH11283677A (ja) * | 1998-03-27 | 1999-10-15 | Fuji Film Celltec Kk | バッテリーパック及びその状態監視動作モード制御方法 |
| JP2000102176A (ja) * | 1998-09-21 | 2000-04-07 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 二次電池パック |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014052296A (ja) * | 2011-09-09 | 2014-03-20 | Gs Yuasa Corp | 監視装置 |
| JP2013252011A (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-12 | Panasonic Corp | 非接触給電装置、及び非接触給電システム |
| WO2013179583A1 (ja) * | 2012-06-01 | 2013-12-05 | パナソニック株式会社 | 非接触給電装置および非接触給電システム |
| JP2018186701A (ja) * | 2012-12-13 | 2018-11-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電気機器 |
| US11742673B2 (en) | 2012-12-13 | 2023-08-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage system and power storage device |
| US10742056B2 (en) | 2012-12-13 | 2020-08-11 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Power storage system and power storage device |
| JP2015190862A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | セイコーエプソン株式会社 | 電子回路、時計、および電子機器 |
| JP2017050166A (ja) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | Fdk株式会社 | 蓄電モジュール |
| JP2018157666A (ja) * | 2017-03-16 | 2018-10-04 | エイブリック株式会社 | 充放電制御回路およびバッテリ装置 |
| CN109818391A (zh) * | 2017-11-21 | 2019-05-28 | 精工爱普生株式会社 | 便携式信息处理装置、集成电路和电池组 |
| JP2019096421A (ja) * | 2017-11-21 | 2019-06-20 | セイコーエプソン株式会社 | 携帯型情報処理装置、集積回路、及び、電池パック |
| US11023026B2 (en) | 2017-11-21 | 2021-06-01 | Seiko Epson Corporation | Mobile information processing device, integrated circuit, and battery pack |
| CN109818391B (zh) * | 2017-11-21 | 2023-07-04 | 精工爱普生株式会社 | 便携式信息处理装置、集成电路和电池组 |
| JP2020048275A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | カシオ計算機株式会社 | 充電保護回路、充電装置、電子機器及び充電保護方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5544922B2 (ja) | 2014-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5544923B2 (ja) | 保護回路および電子機器 | |
| JP5544922B2 (ja) | 保護回路及び電子機器 | |
| JP4432985B2 (ja) | 電池パック | |
| JP4668957B2 (ja) | 充電制御方法及び電子機器 | |
| KR101668971B1 (ko) | 배터리 팩의 사이클 수명 용량을 개선하기 위한 방법 및 장치 | |
| JP2009112113A (ja) | 電池パック、二次電池の充電方法、および充電装置 | |
| US20110304299A1 (en) | System of charging battery pack and method thereof | |
| JP5119307B2 (ja) | バッテリーパックの充電制御方法 | |
| JP3823503B2 (ja) | 二次電池の充電制御方法およびその充電装置 | |
| JP2008245480A (ja) | 組電池の保護装置及び電池パック装置 | |
| JP2009183105A (ja) | 充電制御回路、電池パック、及び充電システム | |
| JP2009153238A (ja) | 携帯機器と、携帯機器に用いる電池パック | |
| JP2008021417A (ja) | 電池パックおよび検出方法 | |
| US8183838B2 (en) | Charging method and system utilizing the same | |
| JP2016019387A (ja) | 充放電制御回路及びバッテリ装置 | |
| JP2008048478A (ja) | 充放電制御回路および充電式電源装置 | |
| JP2009052974A (ja) | 電池容量推定回路、及び電池パック | |
| JP4846755B2 (ja) | 携帯型電子機器 | |
| US8937461B2 (en) | System for controlling charging of battery and battery pack comprising the same | |
| KR20060107554A (ko) | 배터리들을 충전하는 방법 및 시스템 | |
| JP2014036531A (ja) | 電池電源装置および電子機器 | |
| JP5165405B2 (ja) | 充電制御回路、電池パック、及び充電システム | |
| US8786258B2 (en) | Battery pack and method of controlling the battery pack | |
| JP2019175755A (ja) | 回路装置、制御装置、受電装置及び電子機器 | |
| JP2007155434A (ja) | 二次電池の残存容量検出方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121221 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140107 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140310 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140415 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140428 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5544922 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |