JP2012244829A - Charge protection circuit for secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the consumption of a secondary battery required for the operation of a charge protection circuit.SOLUTION: A charge protection circuit for a secondary battery includes a first terminal, a second terminal, a third terminal, a first transistor, a second transistor, and a first resistor. The first terminal is used to connect a plus terminal of the secondary battery, the second terminal is used to connect a circuit supplying a current used for charging the secondary battery, and the third terminal is used to connect a minus terminal of the secondary battery. A gate terminal of the first transistor is connected to a drain terminal of the second transistor, a source terminal of the first transistor is connected to the second terminal, and a drain terminal of the first transistor is connected to the first terminal. A gate terminal of the second transistor is connected to the first terminal, and a source terminal of the second transistor is connected to the third terminal. The first resistor is connected to the second terminal and the gate terminal of the first transistor.

Description

本発明は、２次電池の保護装置並びに保護機能を有する２次電池パックに関するものであり、特に２次電池の充電保護回路に関するものである。   The present invention relates to a secondary battery protection device and a secondary battery pack having a protection function, and more particularly to a charge protection circuit for a secondary battery.

従来、２次電池として、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池などの各種電池が開発され使用されている。これらの２次電池は、充電装置に接続して充電を行うことで、繰り返し使用することができる。また、これらの２次電池は、２次電池単体で提供される場合もあれば、筐体などに収納された２次電池パックとして提供される場合もある。しかしながら、これら２次電池の中には、過充電や過放電により、性能が著しく低下したり、場合によっては破裂を引き起こしたりするものもある。このため、２次電池の使用においては２次電池の過充電並びに過放電などを防止するため保護装置若しくは保護回路が必要とされる。   Conventionally, various batteries such as a nickel cadmium battery, a nickel hydrogen battery, and a lithium ion battery have been developed and used as secondary batteries. These secondary batteries can be used repeatedly by connecting to a charging device and charging. Further, these secondary batteries may be provided as a single secondary battery or may be provided as a secondary battery pack housed in a housing or the like. However, among these secondary batteries, there are some that the performance is remarkably deteriorated or the explosion is caused in some cases due to overcharge or overdischarge. For this reason, when using a secondary battery, a protection device or a protection circuit is required to prevent overcharge and overdischarge of the secondary battery.

例えば、特許文献１には、２次電池電圧が０Ｖ近傍の所定の電圧未満である否かの判定を行う判定回路部と、充電禁止信号を生成する保護回路とを有し、２次電池電圧が所定の電圧未満であると判定回路部が判定したときに保護回路が充電禁止信号を生成することで、瞬時に充電禁止電池の有無を検出することができるようにした２次電池の保護用半導体装置について記載されている。特許文献１に記載されている回路を図６に示す。   For example, Patent Document 1 includes a determination circuit unit that determines whether or not a secondary battery voltage is less than a predetermined voltage near 0 V, and a protection circuit that generates a charge prohibition signal. The protection circuit generates a charge prohibition signal when the determination circuit unit determines that is less than a predetermined voltage, so that the presence or absence of a charge prohibition battery can be detected instantaneously. A semiconductor device is described. The circuit described in Patent Document 1 is shown in FIG.

特開２０１０−１４２０６２号公報JP 2010-144202 A

しかしながら、上述した２次電池の保護用半導体装置では、２次電池の電池電圧を抵抗により分圧して充電禁止電圧の判定を行うため、絶えず２次電池側の電流が消費されてしまうという問題がある。また、抵抗素子に加え、レベルシフト回路を使用しているため、構成が複雑で回路規模が大きくなるという問題がある。   However, in the above-described semiconductor device for protecting a secondary battery, the battery prohibition voltage is determined by dividing the battery voltage of the secondary battery with a resistor, so that the current on the secondary battery side is constantly consumed. is there. Further, since the level shift circuit is used in addition to the resistance element, there is a problem that the configuration is complicated and the circuit scale becomes large.

本発明は、上述した課題若しくは問題の少なくともひとつを解決するためになされたものであり、以下の適用例若しくは実施形態として実現することが可能である。尚、以下の記載においてトランジスターの動作についてオン／オフという記載をすることがあるが、これはゲートに与えられる電圧により制御され、オンはトランジスターのソースとドレインとの間に流れる電流が所定量以上である状態を示し、オフはソースとドレインとの間に流れる電流が所定量よりも小さい状態若しくは流れない状態を示すものとする。また、オン／オフの境目となるゲート電圧をゲート閾値と記載する。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least one of the above-described problems or problems, and the invention can be implemented as the following application examples or embodiments. In the following description, the operation of the transistor may be described as ON / OFF, but this is controlled by the voltage applied to the gate, and ON is the current flowing between the source and drain of the transistor over a predetermined amount. In this case, OFF indicates a state where the current flowing between the source and the drain is smaller than a predetermined amount or does not flow. Further, a gate voltage serving as the on / off boundary is referred to as a gate threshold.

［適用例１］
本適用例にかかる２次電池の充電保護回路は、第１の端子と、第２の端子と、第３の端子と、第１のトランジスターと、第２のトランジスターと、第１の抵抗と、を含み、前記第１の端子は２次電池のプラス端子が接続される端子であり、前記第２の端子は前記２次電池の充電に使用される電流を供給する回路が接続される端子であり、前記第３の端子は前記２次電池のマイナス端子が接続される端子であり、前記第１のトランジスターのゲート端子が前記第２のトランジスターのドレイン端子に接続され、前記第１のトランジスターのソース端子が前記第２の端子に電気的に接続され、前記第１のトランジスターのドレイン端子が前記第１の端子に電気的に接続され、前記第２のトランジスターのゲート端子が前記第１の端子に電気的に接続され、前記第２のトランジスターのソース端子が前記第３の端子に電気的に接続され、前記第１の抵抗が前記第２の端子及び前記第１のトランジスターのゲート端子に電気的に接続されていることを特徴とする。 [Application Example 1]
The secondary battery charge protection circuit according to this application example includes a first terminal, a second terminal, a third terminal, a first transistor, a second transistor, a first resistor, The first terminal is a terminal to which a positive terminal of a secondary battery is connected, and the second terminal is a terminal to which a circuit for supplying a current used for charging the secondary battery is connected. The third terminal is a terminal to which a negative terminal of the secondary battery is connected; the gate terminal of the first transistor is connected to the drain terminal of the second transistor; A source terminal is electrically connected to the second terminal, a drain terminal of the first transistor is electrically connected to the first terminal, and a gate terminal of the second transistor is the first terminal. Electrically connected to And the source terminal of the second transistor is electrically connected to the third terminal, and the first resistor is electrically connected to the second terminal and the gate terminal of the first transistor. It is characterized by being.

この構成によれば、第１の端子及び第３の端子に接続される２次電池の電圧値により該２次電池に対する充電の停止を制御することができる。   According to this configuration, the stop of charging of the secondary battery can be controlled by the voltage value of the secondary battery connected to the first terminal and the third terminal.

第１のトランジスターにおけるゲート・ソース間の電圧は第１の抵抗の電圧降下により決定される電圧であり、第１の抵抗に流れる電流は第１の抵抗の抵抗値と第２のトランジスターのコンダクタンスで決まる値となる。２次電池の電圧が所定の電圧よりも高い場合は、第２のトランジスターのコンダクタンスが大きいため第１の抵抗に流れる電流量が該所定の電圧における電流量よりも大きくなる。これにより、第１のトランジスターにおけるゲート・ソース間の電圧を第１のトランジスターのゲート閾値よりも高く維持することができ、第１のトランジスターのソース・ドレイン間に所定以上の電流が流れ２次電池に対する充電を行うことができる。該所定以上の電流とは、２次電池に充電可能な電流のことである。   The voltage between the gate and the source in the first transistor is a voltage determined by the voltage drop of the first resistor, and the current flowing through the first resistor is the resistance value of the first resistor and the conductance of the second transistor. It is a determined value. When the voltage of the secondary battery is higher than the predetermined voltage, the amount of current flowing through the first resistor is larger than the amount of current at the predetermined voltage because the conductance of the second transistor is large. Thereby, the voltage between the gate and the source in the first transistor can be maintained higher than the gate threshold value of the first transistor, and a current exceeding a predetermined value flows between the source and the drain of the first transistor. Can be charged. The current exceeding the predetermined value is a current that can charge the secondary battery.

２次電池の電圧が所定の電圧以下になると第２のトランジスターのコンダクタンスの低下若しくは第２のトランジスターのオフにより第２の端子と第３の端子との間に流れる電流量が減少する。第１の抵抗を流れる電流量が減少することで第１のトランジスターのゲート・ソース間の電圧が低くなり、第１のトランジスターのコンダクタンスが低下する。これにより第１のトランジスターのソース・ドレイン間に２次電池に充電可能な電流が流れなくなり、２次電池に対する充電が停止される。   When the voltage of the secondary battery becomes equal to or lower than a predetermined voltage, the amount of current flowing between the second terminal and the third terminal decreases due to the decrease in conductance of the second transistor or the turn-off of the second transistor. When the amount of current flowing through the first resistor is reduced, the voltage between the gate and the source of the first transistor is lowered, and the conductance of the first transistor is lowered. As a result, no chargeable current flows in the secondary battery between the source and drain of the first transistor, and charging of the secondary battery is stopped.

上述した動作となることから、充電を停止させたいときの２次電池の電圧に合わせて第１のトランジスター、第２のトランジスター及び第１の抵抗の特性を調整することで、２次電池が所定の電圧になったときに２次電池に対する充電の停止をすることができる充電保護回路を構成することができる。また、２次電池の電圧を分圧により測定するものでないことから、２次電池の電流消費を低減することができる。   Since the operation described above is performed, the secondary battery is predetermined by adjusting the characteristics of the first transistor, the second transistor, and the first resistor in accordance with the voltage of the secondary battery when it is desired to stop charging. Therefore, it is possible to configure a charge protection circuit that can stop the charging of the secondary battery when the voltage reaches Moreover, since the voltage of the secondary battery is not measured by the partial pressure, the current consumption of the secondary battery can be reduced.

［適用例２］
上記適用例にかかる２次電池の充電保護回路において、前記第２のトランジスターは、第３のトランジスターと第４のトランジスターとが電気的に縦列接続して構成され、前記第３のトランジスター又は前記第４のトランジスターの少なくともひとつが、ソース端子とドレイン端子との間に並列に設けられた電気的な接続を有しないことが好ましい。 [Application Example 2]
In the charge protection circuit for a secondary battery according to the application example, the second transistor is configured by electrically connecting a third transistor and a fourth transistor in cascade, the third transistor or the second transistor. It is preferable that at least one of the four transistors does not have an electrical connection provided in parallel between the source terminal and the drain terminal.

この構成によれば、第２のトランジスターが、第３のトランジスター及び第４のトランジスターで構成され、少なくともひとつのトランジスターのソース端子とドレイン端子間との間に並列に設けられた電気的な接続を有しないことで、第３のトランジスター及び第４のトランジスターの双方がバイパスされて第２のトランジスターのコンダクタンスの構成に関わらなくなることを防ぐことができる。   According to this configuration, the second transistor includes the third transistor and the fourth transistor, and the electrical connection provided in parallel is provided between the source terminal and the drain terminal of at least one transistor. By not having this, it is possible to prevent both the third transistor and the fourth transistor from being bypassed and becoming unrelated to the conductance configuration of the second transistor.

尚、コンダクタンスの調整は、第３のトランジスター及び第４のトランジスターのそれぞれのチャネル長及びチャネルの断面積を変えることで行うことができる。ゲート電圧として同じ電圧を与えた場合に、第３のトランジスターのコンダクタンスと第４のトランジスターのコンダクタンスが同じになるようにしてもよく、異なるようにしても構わない。また、第２のトランジスターの構成は、２個のトランジスターに限られたものではなく、３つ以上のトランジスターで構成されることでもよい。このようにすることで、第２のトランジスターとしてのコンダクタンスの値の選択の幅を更に広げることができる。   The conductance can be adjusted by changing the channel length and the channel cross-sectional area of each of the third transistor and the fourth transistor. When the same voltage is applied as the gate voltage, the conductance of the third transistor and the conductance of the fourth transistor may be the same or different. The configuration of the second transistor is not limited to two transistors, and may be configured by three or more transistors. By doing in this way, the selection range of the conductance value as the second transistor can be further expanded.

第１実施形態における充電保護回路の一例を示す図。The figure which shows an example of the charge protection circuit in 1st Embodiment. 第１実施形態における充電保護回路の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the charge protection circuit in 1st Embodiment. 第１実施形態における充電保護回路の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the charge protection circuit in 1st Embodiment. 第１実施形態における充電保護回路の変形例を示す図。The figure which shows the modification of the charge protection circuit in 1st Embodiment. 第２実施形態における充電保護回路の一例を示す図。The figure which shows an example of the charge protection circuit in 2nd Embodiment. 先行技術における回路を示す図。The figure which shows the circuit in a prior art.

以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１に、充電保護回路１０、２次電池２０及び充電回路３０を示す。充電保護回路１０は、第１のトランジスター１１、第２のトランジスター１２、第１の抵抗１３、第１の端子１４、第２の端子１５及び第３の端子１６を含む。充電回路３０からの充電電流は、第２の端子１５から供給される。尚、図１において、２次電池２０によって動作する負荷回路の記載は省略した。充電保護回路１０は、２次電池２０が所定の電圧以下になった場合に２次電池２０に対する充電を停止するための保護回路である。 (First embodiment)
FIG. 1 shows the charge protection circuit 10, the secondary battery 20, and the charging circuit 30. The charge protection circuit 10 includes a first transistor 11, a second transistor 12, a first resistor 13, a first terminal 14, a second terminal 15, and a third terminal 16. The charging current from the charging circuit 30 is supplied from the second terminal 15. In FIG. 1, the description of the load circuit operated by the secondary battery 20 is omitted. The charge protection circuit 10 is a protection circuit for stopping charging of the secondary battery 20 when the secondary battery 20 becomes a predetermined voltage or less.

第１のトランジスター１１は、ソース端子が第２の端子１５に、ドレイン端子が第１の端子１４に、ゲート端子が第２のトランジスター１２のドレイン端子に接続されている。第２のトランジスター１２は、ソース端子が第３の端子１６に、ドレイン端子が第１のトランジスター１１のゲート端子に、ゲート端子が第１の端子１４に接続されている。また、第１の抵抗１３は、一方が第２の端子１５及び第１のトランジスター１１のソース端子に、他方が第１のトランジスター１１のゲート端子及び第２のトランジスター１２のドレイン端子に接続されている。   The first transistor 11 has a source terminal connected to the second terminal 15, a drain terminal connected to the first terminal 14, and a gate terminal connected to the drain terminal of the second transistor 12. The second transistor 12 has a source terminal connected to the third terminal 16, a drain terminal connected to the gate terminal of the first transistor 11, and a gate terminal connected to the first terminal 14. One of the first resistors 13 is connected to the second terminal 15 and the source terminal of the first transistor 11, and the other is connected to the gate terminal of the first transistor 11 and the drain terminal of the second transistor 12. Yes.

２次電池２０の電圧が第２のトランジスター１２のゲート閾値よりも高い状態においては、第２の端子１５と第３の端子１６との間に第１の抵抗１３及び第２のトランジスター１２を介して電流が流れる。２次電池２０の電圧がより高いほど第２のトランジスター１２のコンダクタンスがより高くなり、より多くの電流が流れるようになる。第２の端子１５と第３の端子１６との間により多くの電流が流れると第１のトランジスター１１のゲート・ソース間の電圧降下がより大きくなることで第１のトランジスター１１のコンダクタンスが高くなり、第１の端子１４と第２の端子１５との間に２次電池２０を充電するために必要な電流をより多く流すことができる。   In a state where the voltage of the secondary battery 20 is higher than the gate threshold value of the second transistor 12, the first resistor 13 and the second transistor 12 are interposed between the second terminal 15 and the third terminal 16. Current flows. As the voltage of the secondary battery 20 is higher, the conductance of the second transistor 12 is higher, and more current flows. When more current flows between the second terminal 15 and the third terminal 16, the voltage drop between the gate and the source of the first transistor 11 becomes larger, and the conductance of the first transistor 11 becomes higher. More current required to charge the secondary battery 20 can flow between the first terminal 14 and the second terminal 15.

しかしながら、図示しない付加回路による２次電池２０の消耗が進み２次電池の電圧が所定の電圧（第１の電圧）以下に低下すると第２のトランジスター１２のゲート電圧が下り、第２の端子１５と第３の端子１６との間に流れる電流量は低下する。これに伴い、第１の抵抗１３による電圧降下が小さくなる。該電圧降下が第１のトランジスター１１のゲート閾値以下となると第１のトランジスター１１がオフになり、第１の端子１４と第２の端子１５との間に２次電池２０を充電するために必要な電流が流れなくなる。これにより、２次電池２０の充電を停止することができる。   However, when the secondary battery 20 is consumed by an additional circuit (not shown) and the voltage of the secondary battery decreases below a predetermined voltage (first voltage), the gate voltage of the second transistor 12 decreases, and the second terminal 15 And the amount of current flowing between the third terminal 16 decreases. Accordingly, the voltage drop due to the first resistor 13 is reduced. When the voltage drop is equal to or lower than the gate threshold of the first transistor 11, the first transistor 11 is turned off, and is necessary for charging the secondary battery 20 between the first terminal 14 and the second terminal 15. Current does not flow. Thereby, the charge of the secondary battery 20 can be stopped.

上記した所定の電圧（第１の電圧）は、充電保護回路１０の仕様として規定されるものと考えてよい。２次電池２０が上述した第１の電圧となったときに第１のトランジスター１１がオフとなるように第１のトランジスター１１、第２のトランジスター１２及び第１の抵抗１３の特性を調整することで、充電保護回路１０を用いて２次電池２０の電圧が第１の電圧以下となった場合に充電の停止を行うことができ、２次電池２０の充電保護を行うことができる。第２のトランジスター１２のゲート閾値は、第１の電圧よりも低い値である。   The predetermined voltage (first voltage) described above may be considered to be defined as the specification of the charge protection circuit 10. Adjusting the characteristics of the first transistor 11, the second transistor 12, and the first resistor 13 so that the first transistor 11 is turned off when the secondary battery 20 reaches the first voltage described above. Thus, when the voltage of the secondary battery 20 becomes equal to or lower than the first voltage using the charge protection circuit 10, the charging can be stopped and the charge protection of the secondary battery 20 can be performed. The gate threshold value of the second transistor 12 is lower than the first voltage.

上述したように、充電保護回路１０は、２次電池２０の電圧が所定の電圧（第１の電圧）よりも高い場合は２次電池２０に対する充電を可能にし、２次電池２０の電圧が所定の電圧（第１の電圧）よりも低い場合は２次電池２０に対する充電を不可能にする。これにより、２次電池２０の電圧値が低いときの充電により発生すると考えられる２次電池２０の発熱若しくは発火の危険を回避することができる。また、２次電池２０の電圧をチェックするために、２次電池２０の電圧を抵抗により分圧して測定することをしていないことから、２次電池２０の電流消費を低減することができる。   As described above, the charge protection circuit 10 allows the secondary battery 20 to be charged when the voltage of the secondary battery 20 is higher than a predetermined voltage (first voltage), and the voltage of the secondary battery 20 is predetermined. When the voltage is lower than the first voltage (first voltage), charging of the secondary battery 20 is made impossible. Thereby, it is possible to avoid the danger of heat generation or ignition of the secondary battery 20 that is considered to be generated by charging when the voltage value of the secondary battery 20 is low. Further, since the voltage of the secondary battery 20 is not divided and measured in order to check the voltage of the secondary battery 20, current consumption of the secondary battery 20 can be reduced.

図２に示したのは、充電保護回路１０に２次電池２０からの電流の逆流を防止するためのダイオード１７を付加した充電保護回路６０である。図３に示したのは、第１の抵抗１３をディプレッションタイプの第３のトランジスター１８に置き換えた場合の充電保護回路７０である。また、図４に示したのは、図示しない付加回路からの制御により２次電池２０の充電を停止するためのスイッチ（第４のトランジスター１９）を付加した充電保護回路８０である。第４のトランジスター１９は、第１のトランジスター１１と第２のトランジスター１２との間に設けられ、図示しない付加回路から出力される制御信号５０によりオン、オフの制御が行われる。第４のトランジスター１９がオフになると第１のトランジスター１１がオフになり２次電池２０の充電が停止する。充電保護回路６０、充電保護回路７０及び充電保護回路８０は、それぞれ本発明の変形例のひとつである。また、図１では、第１のトランジスター１１をＰＭＯＳトランジスター、第２のトランジスター１２をＮＭＯＳトランジスターとして示しているが、第１のトランジスター１１をＮＭＯＳトランジスター、第２のトランジスター１２をＰＭＯＳトランジスターとなるように回路を構成してもよい。本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において広く変形及び適用が可能である。尚、図１及び図６以外の図においては、充電回路３０の記載を省略した。図示はないが、第２の端子１５及び第３の端子１６には充電回路３０が接続されているものとする。   FIG. 2 shows a charge protection circuit 60 in which a diode 17 for preventing a backflow of current from the secondary battery 20 is added to the charge protection circuit 10. FIG. 3 shows a charge protection circuit 70 in the case where the first resistor 13 is replaced with a depletion type third transistor 18. FIG. 4 shows a charge protection circuit 80 to which a switch (fourth transistor 19) for stopping charging of the secondary battery 20 is added under the control of an additional circuit (not shown). The fourth transistor 19 is provided between the first transistor 11 and the second transistor 12 and is controlled to be turned on / off by a control signal 50 output from an additional circuit (not shown). When the fourth transistor 19 is turned off, the first transistor 11 is turned off and the charging of the secondary battery 20 is stopped. The charge protection circuit 60, the charge protection circuit 70, and the charge protection circuit 80 are each a modification of the present invention. In FIG. 1, the first transistor 11 is a PMOS transistor and the second transistor 12 is an NMOS transistor. However, the first transistor 11 is an NMOS transistor and the second transistor 12 is a PMOS transistor. A circuit may be configured. The present invention can be widely modified and applied without departing from the spirit of the present invention. In addition, description of the charging circuit 30 was abbreviate | omitted in drawings other than FIG.1 and FIG.6. Although not shown, it is assumed that a charging circuit 30 is connected to the second terminal 15 and the third terminal 16.

（第２実施形態）
本実施形態の説明において、第１実施形態の説明で用いた図１を流用する。構成要素の接続状態は第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。本実施形態は、第２のトランジスター１２がオフになることで、第１のトランジスター１１がオフになり、２次電池２０の充電に必要な電流の流れを停止させるものである。上述した第１の電圧と第２のトランジスター１２のゲート閾値とが同じ値のときにおける動作となる。 (Second Embodiment)
In the description of this embodiment, FIG. 1 used in the description of the first embodiment is used. Since the connection state of the components is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. In the present embodiment, when the second transistor 12 is turned off, the first transistor 11 is turned off, and the flow of current necessary for charging the secondary battery 20 is stopped. The operation is performed when the first voltage and the gate threshold value of the second transistor 12 described above are the same value.

本実施形態においては、２次電池２０の電圧が第２のトランジスター１２のゲート閾値よりも高いときは、第１の抵抗１３による電圧降下が第１のトランジスター１１のゲート閾値よりも高い電圧に維持されるように、第１のトランジスター１１、第２のトランジスター１２及び第１の抵抗１３の特性が調整されている。２次電池２０の電圧が第１の電圧よりも高いときは、第１の端子１４と第２の端子１５との間に２次電池２０の充電に必要な電流が流れる。   In the present embodiment, when the voltage of the secondary battery 20 is higher than the gate threshold value of the second transistor 12, the voltage drop due to the first resistor 13 is maintained at a voltage higher than the gate threshold value of the first transistor 11. As described above, the characteristics of the first transistor 11, the second transistor 12, and the first resistor 13 are adjusted. When the voltage of the secondary battery 20 is higher than the first voltage, a current necessary for charging the secondary battery 20 flows between the first terminal 14 and the second terminal 15.

２次電池２０の電圧が第１の電圧以下となると第２のトランジスター１２はオフになる。これにより第２の端子１５と第３の端子１６との間に流れる電流が減少し、第１の抵抗１３による電圧降下が小さくなり、第１のトランジスター１１のゲート・ソース間電圧がゲート閾値以下となり第１のトランジスターがオフになる。これにより第１の端子１４と第２の端子１５との間に２次電池２０の充電に必要な電流が流れなくなり２次電池２０への充電が停止する。   When the voltage of the secondary battery 20 becomes equal to or lower than the first voltage, the second transistor 12 is turned off. As a result, the current flowing between the second terminal 15 and the third terminal 16 is reduced, the voltage drop due to the first resistor 13 is reduced, and the gate-source voltage of the first transistor 11 is less than or equal to the gate threshold value. And the first transistor is turned off. As a result, the current necessary for charging the secondary battery 20 does not flow between the first terminal 14 and the second terminal 15, and charging to the secondary battery 20 is stopped.

上述したように、充電保護回路１０は、２次電池２０の電圧が第２のトランジスター１２のゲート閾値よりも高い場合は２次電池２０に対する充電を可能にし、２次電池２０の電圧が第２のトランジスター１２のゲート閾値よりも低い場合は２次電池２０に対する充電を不可能にする。これにより、２次電池２０の電圧値が低いときの充電により発生すると考えられる２次電池２０の発熱若しくは発火の危険を回避することができる。また、２次電池２０の電圧をチェックするために、２次電池２０の電圧を抵抗により分圧して測定することをしていないことから、２次電池２０の電流消費を低減することができる。   As described above, the charge protection circuit 10 allows the secondary battery 20 to be charged when the voltage of the secondary battery 20 is higher than the gate threshold value of the second transistor 12, and the voltage of the secondary battery 20 is set to the second voltage. If it is lower than the gate threshold value of the transistor 12, the secondary battery 20 cannot be charged. Thereby, it is possible to avoid the danger of heat generation or ignition of the secondary battery 20 that is considered to be generated by charging when the voltage value of the secondary battery 20 is low. Further, since the voltage of the secondary battery 20 is not divided and measured in order to check the voltage of the secondary battery 20, current consumption of the secondary battery 20 can be reduced.

（第３実施形態）
本実施形態の説明にあたっても、上述した実施形態と同様の構成については同じ符号を付した図を用い、その説明を省略する。図５に、充電保護回路９０と２次電池２０とを示す。 (Third embodiment)
In the description of this embodiment, the same reference numerals are used for the same configurations as those in the above-described embodiment, and the description thereof is omitted. FIG. 5 shows the charge protection circuit 90 and the secondary battery 20.

図５に示すように、充電保護回路９０における第２のトランジスター１２は、第３のトランジスター４０と複数の第４のトランジスター４１とから形成される。第４のトランジスター４１は、ソース端子とドレイン端子とが配線４２によって接続されている。本実施形態は、第３のトランジスター４０及び第４のトランジスター４１のゲート閾値が、上述した第１の電圧よりも低い場合のものである。充電保護回路９０は、２次電池２０の電圧が第１の電圧になったときに第１のトランジスター１１をオフにする機能を必要とする。   As shown in FIG. 5, the second transistor 12 in the charge protection circuit 90 is formed of a third transistor 40 and a plurality of fourth transistors 41. In the fourth transistor 41, the source terminal and the drain terminal are connected by the wiring 42. In this embodiment, the gate threshold values of the third transistor 40 and the fourth transistor 41 are lower than the first voltage described above. The charge protection circuit 90 requires a function of turning off the first transistor 11 when the voltage of the secondary battery 20 becomes the first voltage.

図５で示した状態は、すべての第４のトランジスター４１は配線４２により電気的にバイパスされた状態にあり、第１の抵抗１３と第３のトランジスター４０のコンダクタンスで決まる電流が第２の端子１５と第３の端子１６との間に流れる。しかしながら、製造のバラツキにより仕様通りの特性が得られず、この状態において２次電池２０の電圧が第１の電圧になったときに第１の抵抗１３による電圧降下が第１のトランジスター１１のゲート閾値よりも高く２次電池２０に対する充電が停止できない場合が発生する可能性がある。   In the state shown in FIG. 5, all the fourth transistors 41 are electrically bypassed by the wiring 42, and the current determined by the conductance of the first resistor 13 and the third transistor 40 is the second terminal. 15 and the third terminal 16. However, due to manufacturing variations, characteristics as specified cannot be obtained, and in this state, when the voltage of the secondary battery 20 becomes the first voltage, the voltage drop due to the first resistor 13 is the gate of the first transistor 11. There is a possibility that the charging of the secondary battery 20 cannot be stopped higher than the threshold value.

このような場合に、複数ある配線４２のいずれかを切断することにより、切断した配線４２に並列に接続された第４のトランジスター４１による抵抗値を第２の端子１５と第３の端子１６との間に付加することができ、２次電池２０が第１の電圧になったときの第２のトランジスター１２としてのコンダクタンスを低減させることができる。これにより第２の端子１５と第３の端子１６との間を流れる電流量が減り、２次電池２０が第１の電圧になったときの第１の抵抗１３の電圧降下を第１のトランジスター１１のゲート閾値よりも小さくすることが可能となる。   In such a case, by cutting any of the plurality of wirings 42, the resistance value of the fourth transistor 41 connected in parallel to the cut wiring 42 is changed between the second terminal 15 and the third terminal 16. The conductance as the second transistor 12 when the secondary battery 20 becomes the first voltage can be reduced. As a result, the amount of current flowing between the second terminal 15 and the third terminal 16 is reduced, and the voltage drop of the first resistor 13 when the secondary battery 20 becomes the first voltage is reduced to the first transistor. It is possible to make it smaller than 11 gate thresholds.

複数ある第４のトランジスター４１は、同じゲート電圧を与えたときのコンダクタンスが同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、１／２、１／４、・・・となるように製造することでもよい。尚、本実施形態においては第３のトランジスター４０に並列接続した配線を設定しなかったが、第３のトランジスター４０に並列接続した配線を設け第４のトランジスター４１のいずれかに配線４２を設けないようにしてもよい。いずれにしても、製造のバラツキが好適に解決できるように設定されることが好ましい。   The plurality of fourth transistors 41 may have the same conductance or different when the same gate voltage is applied. For example, you may manufacture so that it may become 1/2, 1/4, .... In this embodiment, the wiring connected in parallel to the third transistor 40 is not set. However, the wiring connected in parallel to the third transistor 40 is provided, and the wiring 42 is not provided in any of the fourth transistors 41. You may do it. In any case, it is preferable to set so that manufacturing variations can be suitably solved.

（第４実施形態）
本実施形態は、第２のトランジスター１２におけるゲート閾値を上述した第１の電圧とする場合のものである。本実施形態の説明において、第３実施形態の説明で用いた図５を流用する。構成要素の接続状態は第３実施形態と同じであるので、その説明を省略する。尚、本実施形態において特に説明を行っていない事項に関しては、第３実施形態と同様とする。本実施形態における充電保護回路９０は、２次電池２０の電圧が第１の電圧になったときに第２のトランジスター１２をオフにする機能を必要とする。 (Fourth embodiment)
In the present embodiment, the gate threshold value of the second transistor 12 is the first voltage described above. In the description of the present embodiment, FIG. 5 used in the description of the third embodiment is used. Since the connection state of the components is the same as that of the third embodiment, the description thereof is omitted. Note that matters not specifically described in the present embodiment are the same as those in the third embodiment. The charge protection circuit 90 according to the present embodiment requires a function of turning off the second transistor 12 when the voltage of the secondary battery 20 becomes the first voltage.

図５で示している状態は、第３のトランジスター４０のゲート閾値が第２のトランジスター１２のゲート閾値となり、該ゲート閾値が第１の電圧と同じである場合のものである。第３のトランジスター４０は並列接続された配線を有しない。従って、第４のトランジスター４１により第２のトランジスター１２としてのゲート閾値の調整を行うためには、第３のトランジスター４０のゲート閾値は第４のトランジスター４１のゲート閾値よりも低い必要がある。   The state shown in FIG. 5 is a case where the gate threshold value of the third transistor 40 becomes the gate threshold value of the second transistor 12, and the gate threshold value is the same as the first voltage. The third transistor 40 has no wiring connected in parallel. Therefore, in order to adjust the gate threshold value of the second transistor 12 by the fourth transistor 41, the gate threshold value of the third transistor 40 needs to be lower than the gate threshold value of the fourth transistor 41.

第３のトランジスター４０のゲート閾値よりも高い電圧のときに２次電池２０に対する充電を停止したい場合は、第４のトランジスター４１を用いる。複数の第４のトランジスター４１は、それぞれが異なるゲート閾値を持つように形成されている。このため、２次電池２０の電圧によっては、複数の第４のトランジスター４１において、オンとなるもの若しくはオフとなるものが存在する。従って、上述した第１の電圧と同じゲート閾値を有する所定の第４のトランジスター４１の配線４２を切断することで、所定の第４のトランジスター４１のゲート閾値を第２のトランジスター１２におけるゲート閾値とすることができる。これにより、２次電池２０の電圧が第１の電圧になったときに２次電池２０への充電を停止することが可能な充電保護回路９０を形成することができる。尚、配線４２にスイッチを持たせ、該スイッチをオン／オフすることにより配線４２の導通を制御できるようにしてもよい。   If it is desired to stop charging the secondary battery 20 when the voltage is higher than the gate threshold of the third transistor 40, the fourth transistor 41 is used. The plurality of fourth transistors 41 are formed to have different gate threshold values. For this reason, depending on the voltage of the secondary battery 20, some of the fourth transistors 41 are turned on or turned off. Therefore, by disconnecting the wiring 42 of the predetermined fourth transistor 41 having the same gate threshold as the first voltage described above, the gate threshold of the predetermined fourth transistor 41 becomes the gate threshold of the second transistor 12. can do. As a result, it is possible to form the charge protection circuit 90 that can stop the charging of the secondary battery 20 when the voltage of the secondary battery 20 becomes the first voltage. The wiring 42 may be provided with a switch, and the conduction of the wiring 42 may be controlled by turning the switch on / off.

本実施形態においては、第３のトランジスター４０のゲート閾値を複数の第４のトランジスター４１のゲート閾値よりも低い設定としたが、複数の第４のトランジスター４１の中にゲート閾値が最小のものを設けてもよい。この場合、第３のトランジスター４０が並列に接続される配線を有し、ゲート閾値が最小となる第４のトランジスター４１は配線４２を有しないことになる。これは、本実施形態における変形例にすぎない。   In the present embodiment, the gate threshold value of the third transistor 40 is set lower than the gate threshold values of the plurality of fourth transistors 41, but the gate threshold value of the plurality of fourth transistors 41 is the smallest. It may be provided. In this case, the third transistor 40 has a wiring connected in parallel, and the fourth transistor 41 having the minimum gate threshold does not have the wiring 42. This is only a modification of the present embodiment.

以上、本発明の実施形態の説明を行ったが、本発明を適用することで、２次電池の電圧が下がったときに、充電の停止を行うときの２次電池の電圧値の設定を正確に行うことができ、かつ、２次電池の電圧の測定に抵抗による分圧を用いないことから２次電池の消耗を低減することができる。尚、上記したが、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で広く適用可能である。   The embodiment of the present invention has been described above. However, by applying the present invention, when the voltage of the secondary battery decreases, the setting of the voltage value of the secondary battery when stopping charging is accurately performed. In addition, it is possible to reduce the consumption of the secondary battery since the voltage division of the secondary battery is not used to measure the voltage of the secondary battery. Although described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be widely applied without departing from the gist of the present invention.

１０…充電保護回路、１１…第１のトランジスター、１２…第２のトランジスター、１３…第１の抵抗、１４…第１の端子、１５…第２の端子、１６…第３の端子、１７…ダイオード、１８…第３のトランジスター、１９…第４のトランジスター、２０…２次電池、３０…充電回路、４０…第３のトランジスター、４１…第４のトランジスター、４２…配線、５０…制御信号、６０…充電保護回路、７０…充電保護回路、８０…充電保護回路、９０…充電保護回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Charge protection circuit, 11 ... 1st transistor, 12 ... 2nd transistor, 13 ... 1st resistance, 14 ... 1st terminal, 15 ... 2nd terminal, 16 ... 3rd terminal, 17 ... Diode ... 18 ... 3rd transistor, 19 ... 4th transistor, 20 ... secondary battery, 30 ... charging circuit, 40 ... 3rd transistor, 41 ... 4th transistor, 42 ... wiring, 50 ... control signal, 60 ... Charge protection circuit, 70 ... Charge protection circuit, 80 ... Charge protection circuit, 90 ... Charge protection circuit.

Claims (2)

第１の端子と、
第２の端子と、
第３の端子と、
第１のトランジスターと、
第２のトランジスターと、
第１の抵抗と、を含み、
前記第１の端子は２次電池のプラス端子が接続される端子であり、
前記第２の端子は前記２次電池の充電に使用される電流を供給する回路が接続される端子であり、
前記第３の端子は前記２次電池のマイナス端子が接続される端子であり、
前記第１のトランジスターのゲート端子が前記第２のトランジスターのドレイン端子に接続され、
前記第１のトランジスターのソース端子が前記第２の端子に電気的に接続され、
前記第１のトランジスターのドレイン端子が前記第１の端子に電気的に接続され、
前記第２のトランジスターのゲート端子が前記第１の端子に電気的に接続され、
前記第２のトランジスターのソース端子が前記第３の端子に電気的に接続され、
前記第１の抵抗が前記第２の端子及び前記第１のトランジスターのゲート端子に電気的に接続されていることを特徴とする２次電池の充電保護回路。 A first terminal;
A second terminal;
A third terminal;
A first transistor;
A second transistor;
A first resistor;
The first terminal is a terminal to which a positive terminal of a secondary battery is connected;
The second terminal is a terminal to which a circuit for supplying a current used for charging the secondary battery is connected;
The third terminal is a terminal to which a negative terminal of the secondary battery is connected;
A gate terminal of the first transistor is connected to a drain terminal of the second transistor;
A source terminal of the first transistor is electrically connected to the second terminal;
A drain terminal of the first transistor is electrically connected to the first terminal;
A gate terminal of the second transistor is electrically connected to the first terminal;
A source terminal of the second transistor is electrically connected to the third terminal;
The secondary battery charge protection circuit, wherein the first resistor is electrically connected to the second terminal and the gate terminal of the first transistor. 前記第２のトランジスターは、第３のトランジスターと第４のトランジスターとが電気的に縦列接続して構成され、
前記第３のトランジスター又は前記第４のトランジスターの少なくともひとつが、ソース端子とドレイン端子との間に並列に設けられた電気的な接続を有しないことを特徴とする請求項１に記載の２次電池の充電保護回路。 The second transistor is configured by electrically connecting a third transistor and a fourth transistor in cascade.
2. The secondary according to claim 1, wherein at least one of the third transistor and the fourth transistor does not have an electrical connection provided in parallel between a source terminal and a drain terminal. Battery charge protection circuit.
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