JP3254159B2 - 充放電制御回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、二次電池の充放
電を制御することができる充放電制御回路とその回路を
利用した充電式電源装置に関する。
電を制御することができる充放電制御回路とその回路を
利用した充電式電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の二次電池からなる充電式電源装置
としては、図２の回路ブロック図に示すような電源装置
が知られていた。図２において、外部端子−Ｖ0 または
＋Ｖ0にスイッチ回路２０３、電流センス用抵抗２０４
を介して二次電池２０１が接続されている。さらに二次
電池２０１に並列に接続してスイッチ制御回路２０２、
及び過電流検出回路２０５が設けられている。
としては、図２の回路ブロック図に示すような電源装置
が知られていた。図２において、外部端子−Ｖ0 または
＋Ｖ0にスイッチ回路２０３、電流センス用抵抗２０４
を介して二次電池２０１が接続されている。さらに二次
電池２０１に並列に接続してスイッチ制御回路２０２、
及び過電流検出回路２０５が設けられている。
【０００３】スイッチ制御回路２０２は、二次電池２０
１の電圧を検出する機能を備え、２０１の電圧が過充電
状態、または過放電状態のいずれかの場合は、スイッチ
回路２０３をＯＦＦするようにスイッチ制御回路２０２
から信号がでる。また負荷に異常が起こり、過電流状態
となった時、電流センス用抵抗２０４の電圧をコンパレ
ータ２１２がモニターし、基準電圧回路２０６の基準電
圧と比較する。
１の電圧を検出する機能を備え、２０１の電圧が過充電
状態、または過放電状態のいずれかの場合は、スイッチ
回路２０３をＯＦＦするようにスイッチ制御回路２０２
から信号がでる。また負荷に異常が起こり、過電流状態
となった時、電流センス用抵抗２０４の電圧をコンパレ
ータ２１２がモニターし、基準電圧回路２０６の基準電
圧と比較する。
【０００４】仮に、基準電圧回路２０６の基準電圧値
を、ＶREF [Ｖ]、電流センス用抵抗２０４の抵抗値をＲ
[Ω］（この時、スイッチ回路２０３のＯＮ抵抗は、Ｒ
より十分小さいものとする）、そこに流れる電流をＩ
[Ａ］とすれば、 Ｉ≧ＶREF／Ｒ[Ａ］ ・・・・・（１） の時、コンパレータ２１２の出力が”Ｈ”から”Ｌ”と
なり、スイッチ回路２０３をＯＦＦする。これにより過
電流状態の場合にもスイッチ回路２０３が同様にＯＦＦ
して外部端子−Ｖ0 、＋Ｖ0 に接続している負荷へのエ
ネルギー供給をストップする。 更に、図３に示された
ように負荷に容量３１３が接続された場合、容量３１３
に電荷が蓄積されていなければ二次電池３０１が容量３
１３を蓄積するために瞬間的に電流を流すために二次電
池３０１の電圧が低下してしまい、過電流状態になって
しまう。このために、過電流検出には遅延時間を設け、
容量に電荷を蓄積する時間は過電流を検出しない様な構
成となっている。即ちスイッチ制御回路３０２は、二次
電池３０１と外部端子との間のスイッチ回路３０３を制
御することで、二次電池３０１への過充電を防止すると
共に、二次電池３０１から外部端子に接続した負荷への
エネルギー供給による二次電池３０１の過渡の蓄電能力
低下を防いでいる。また、負荷が何らかの異常で大電流
を消費した時には過電流検出となり、この場合にもスイ
ッチ回路３０３が同様にＯＦＦして放電を停止する。
を、ＶREF [Ｖ]、電流センス用抵抗２０４の抵抗値をＲ
[Ω］（この時、スイッチ回路２０３のＯＮ抵抗は、Ｒ
より十分小さいものとする）、そこに流れる電流をＩ
[Ａ］とすれば、 Ｉ≧ＶREF／Ｒ[Ａ］ ・・・・・（１） の時、コンパレータ２１２の出力が”Ｈ”から”Ｌ”と
なり、スイッチ回路２０３をＯＦＦする。これにより過
電流状態の場合にもスイッチ回路２０３が同様にＯＦＦ
して外部端子−Ｖ0 、＋Ｖ0 に接続している負荷へのエ
ネルギー供給をストップする。 更に、図３に示された
ように負荷に容量３１３が接続された場合、容量３１３
に電荷が蓄積されていなければ二次電池３０１が容量３
１３を蓄積するために瞬間的に電流を流すために二次電
池３０１の電圧が低下してしまい、過電流状態になって
しまう。このために、過電流検出には遅延時間を設け、
容量に電荷を蓄積する時間は過電流を検出しない様な構
成となっている。即ちスイッチ制御回路３０２は、二次
電池３０１と外部端子との間のスイッチ回路３０３を制
御することで、二次電池３０１への過充電を防止すると
共に、二次電池３０１から外部端子に接続した負荷への
エネルギー供給による二次電池３０１の過渡の蓄電能力
低下を防いでいる。また、負荷が何らかの異常で大電流
を消費した時には過電流検出となり、この場合にもスイ
ッチ回路３０３が同様にＯＦＦして放電を停止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の充放電
制御回路では、過電流検出に於いて次の様な欠点があ
る。過電流検出用抵抗の電圧検出回路の検出電圧と遅延
時間は、予め想定される負荷が消費する電流とその電流
を消費する時間によって、ただ１組設定される。この電
源装置に、予め想定された以外の負荷が接続されるか、
或は負荷の異常により、負荷が予め想定した電流を超え
る電流を消費した場合、過電流検出回路により遅延時間
経過後スイッチ回路をＯＦＦし、負荷へのエネルギー供
給をストップする前に、該スイッチ回路が発熱し破壊に
至ってしまうという課題があった。
制御回路では、過電流検出に於いて次の様な欠点があ
る。過電流検出用抵抗の電圧検出回路の検出電圧と遅延
時間は、予め想定される負荷が消費する電流とその電流
を消費する時間によって、ただ１組設定される。この電
源装置に、予め想定された以外の負荷が接続されるか、
或は負荷の異常により、負荷が予め想定した電流を超え
る電流を消費した場合、過電流検出回路により遅延時間
経過後スイッチ回路をＯＦＦし、負荷へのエネルギー供
給をストップする前に、該スイッチ回路が発熱し破壊に
至ってしまうという課題があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、従来のこのよう
な課題を解決するため、負荷で消費する異なる電流に対
して、異なる２種類以上の過電流検出用抵抗の電圧検出
回路の検出電圧と遅延時間を設定し、負荷電流に応じた
遅延時間経過後に過電流検出を行い、該スイッチ回路が
発熱し破壊に至る前に、放電を停止させたる充放電制御
回路を得ることである。
な課題を解決するため、負荷で消費する異なる電流に対
して、異なる２種類以上の過電流検出用抵抗の電圧検出
回路の検出電圧と遅延時間を設定し、負荷電流に応じた
遅延時間経過後に過電流検出を行い、該スイッチ回路が
発熱し破壊に至る前に、放電を停止させたる充放電制御
回路を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の充放電制御回路では、過電流検出端子の２
種類以上の異なる電圧を検出する回路を設けると共に、
前記回路の信号を受けて放電制御をおこなうことで２種
類以上の異なる負荷電流に対して、適切な遅延時間で放
電停止の機能が図れるようにした。
に、本発明の充放電制御回路では、過電流検出端子の２
種類以上の異なる電圧を検出する回路を設けると共に、
前記回路の信号を受けて放電制御をおこなうことで２種
類以上の異なる負荷電流に対して、適切な遅延時間で放
電停止の機能が図れるようにした。
【０００８】上記のように構成された充放電制御回路に
おいては、負荷で消費する電流により過電流検出状態と
なった時、負荷電流に対して適切な遅延時間経過後に放
電を停止し、該スイッチ回路の破壊を防ぐように作動
し、遅延時間経過前に過電流検出状態から開放されたと
きは、負荷への放電を継続することにより、機器全体の
信頼性と動作の安定性を高めることとなる。
おいては、負荷で消費する電流により過電流検出状態と
なった時、負荷電流に対して適切な遅延時間経過後に放
電を停止し、該スイッチ回路の破壊を防ぐように作動
し、遅延時間経過前に過電流検出状態から開放されたと
きは、負荷への放電を継続することにより、機器全体の
信頼性と動作の安定性を高めることとなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を
図に基づいて説明する。図１は、本発明の充放電制御回
路の回路ブロック図である。二次電池として電池１０１
が充放電制御回路の電源端子＋Ｖ0と−Ｖ0との間に挿入
されている。外部端子−Ｖ0は電流センス用抵抗１０
４、スイッチ回路１０３を介して二次電池１０１の負極
側に接続されている。さらに二次電池１０１に並列にス
イッチ制御回路１０２、電源電圧の大きさにかかわらず
一定の基準電圧を発生する事の出来る基準電圧回路１０
５と基準電圧回路１０６が接続されている。基準電圧回
路１０５は基準電圧１１１を出力し、コンパレータ回路
１０７の＋入力端子に接続され、基準電圧回路１０６は
基準電圧１１２を出力し、コンパレータ回路１０８の＋
入力端子に接続されている。更に、コンパレータ回路１
０７の出力は遅延回路１０９に入力され、コンパレータ
回路１０８の出力は遅延回路１１０に入力されている。
遅延回路１０９及び遅延回路１１０の出力は、スイッチ
制御回路１０２に入力される。二次電池１０１の電圧は
スイッチ制御回路１０２の内部にある過充電検出回路お
よび過放電検出回路により検出されており、過充電状態
および過放電状態になった場合はスイッチ回路１０３を
ＯＦＦするようにスイッチ制御回路１０２から信号が出
力される。過電流検出のために、コンパレータ１０７が
電流センス用抵抗１０４の電圧と基準電圧１１１を比較
し、また、コンパレータ１０８が電流センス用抵抗１０
４の電圧と基準電圧１１２を比較している。スイッチ回
路１０３はＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎ
ｓｉｓｔｏｒ）等で構成されることもある。この様な場
合、スイッチ回路１０３自体が有限の抵抗値を持つため
電流センス用抵抗１０４は不要となる。
図に基づいて説明する。図１は、本発明の充放電制御回
路の回路ブロック図である。二次電池として電池１０１
が充放電制御回路の電源端子＋Ｖ0と−Ｖ0との間に挿入
されている。外部端子−Ｖ0は電流センス用抵抗１０
４、スイッチ回路１０３を介して二次電池１０１の負極
側に接続されている。さらに二次電池１０１に並列にス
イッチ制御回路１０２、電源電圧の大きさにかかわらず
一定の基準電圧を発生する事の出来る基準電圧回路１０
５と基準電圧回路１０６が接続されている。基準電圧回
路１０５は基準電圧１１１を出力し、コンパレータ回路
１０７の＋入力端子に接続され、基準電圧回路１０６は
基準電圧１１２を出力し、コンパレータ回路１０８の＋
入力端子に接続されている。更に、コンパレータ回路１
０７の出力は遅延回路１０９に入力され、コンパレータ
回路１０８の出力は遅延回路１１０に入力されている。
遅延回路１０９及び遅延回路１１０の出力は、スイッチ
制御回路１０２に入力される。二次電池１０１の電圧は
スイッチ制御回路１０２の内部にある過充電検出回路お
よび過放電検出回路により検出されており、過充電状態
および過放電状態になった場合はスイッチ回路１０３を
ＯＦＦするようにスイッチ制御回路１０２から信号が出
力される。過電流検出のために、コンパレータ１０７が
電流センス用抵抗１０４の電圧と基準電圧１１１を比較
し、また、コンパレータ１０８が電流センス用抵抗１０
４の電圧と基準電圧１１２を比較している。スイッチ回
路１０３はＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎ
ｓｉｓｔｏｒ）等で構成されることもある。この様な場
合、スイッチ回路１０３自体が有限の抵抗値を持つため
電流センス用抵抗１０４は不要となる。
【００１０】次に動作の説明をする。基準電圧回路１０
５の基準電圧１１１は基準電圧回路１０６の基準電圧１
１２よりも高く設定され、遅延回路１０９の遅延時間は
遅延回路１１０の遅延時間よりも短く設定されているも
のとする。この様に設定すると、過電流状態が発生して
電流センス用抵抗１０４の電圧が基準電圧１１２よりも
高く、基準電圧１１１よりも低い状態を保持した場合
は、遅延回路１１０で予め設定された遅延時間後にスイ
ッチ制御回路１０２によりスイッチ回路１０３をＯＦＦ
するように働く。また同様に過電流状態が発生して、基
準電圧回路１０５の基準電圧１１１よりも電流センス用
抵抗１０４の電圧が高くなった状態を保持した場合は、
遅延回路１１０が働く前に遅延回路１０９で予め設定さ
れた遅延時間後にスイッチ制御回路１０２によりスイッ
チ回路１０３をＯＦＦするように働く。遅延回路１０９
と遅延回路１１０は、一定の遅延時間が得られればどの
様な回路でもよい。スイッチ制御回路１０２は単純にロ
ジック信号の制御であり、スイッチ回路１０３にあわせ
て出力形態を変えることができる。
５の基準電圧１１１は基準電圧回路１０６の基準電圧１
１２よりも高く設定され、遅延回路１０９の遅延時間は
遅延回路１１０の遅延時間よりも短く設定されているも
のとする。この様に設定すると、過電流状態が発生して
電流センス用抵抗１０４の電圧が基準電圧１１２よりも
高く、基準電圧１１１よりも低い状態を保持した場合
は、遅延回路１１０で予め設定された遅延時間後にスイ
ッチ制御回路１０２によりスイッチ回路１０３をＯＦＦ
するように働く。また同様に過電流状態が発生して、基
準電圧回路１０５の基準電圧１１１よりも電流センス用
抵抗１０４の電圧が高くなった状態を保持した場合は、
遅延回路１１０が働く前に遅延回路１０９で予め設定さ
れた遅延時間後にスイッチ制御回路１０２によりスイッ
チ回路１０３をＯＦＦするように働く。遅延回路１０９
と遅延回路１１０は、一定の遅延時間が得られればどの
様な回路でもよい。スイッチ制御回路１０２は単純にロ
ジック信号の制御であり、スイッチ回路１０３にあわせ
て出力形態を変えることができる。
【００１１】図４は基準電圧回路とコンパレータ回路と
遅延回路を一組追加して、３種類の過電流状態を検出
し、それぞれ異なる遅延時間後にスイッチ制御回路４０
２によりスイッチ回路４０３をＯＦＦするように働く。
基準電圧回路４０６の基準電圧４１２は基準電圧回路４
０７の基準電圧４１３よりも高く設定され、基準電圧回
路４０７の基準電圧４１３は基準電圧回路４０８の基準
電圧４１４よりも高く設定されているとする。さらに、
遅延回路４１５の遅延時間は遅延回路４１６の遅延時間
よりも短く設定され、遅延回路４１６の遅延時間は遅延
回路４１７の遅延時間よりも短く設定されている。この
様に設定すると、過電流状態が発生して電流センス用抵
抗４０４の電圧が基準電圧４１４よりも高く、基準電圧
４１３よりも低い状態を保持した場合は、遅延回路４１
７で予め設定された遅延時間後にスイッチ制御回路４０
２によりスイッチ回路４０３をＯＦＦするように働く。
また同様に過電流状態が発生して、電流センス用抵抗４
０４の電圧が基準電圧４１３よりも高く、基準電圧４１
２よりも低い状態を保持した場合は、遅延回路４１７が
働く前に遅延回路４１６で予め設定された遅延時間後に
スイッチ制御回路４０２によりスイッチ回路４０３をＯ
ＦＦするように働く。更に、電流センス用抵抗４０４の
電圧が基準電圧４１２よりも高くなった状態を保持した
場合は、遅延回路４１６と遅延回路４１７が働く前に遅
延回路４１５で予め設定された遅延時間後にスイッチ制
御回路４０２によりスイッチ回路４０３をＯＦＦするよ
うに働く。
遅延回路を一組追加して、３種類の過電流状態を検出
し、それぞれ異なる遅延時間後にスイッチ制御回路４０
２によりスイッチ回路４０３をＯＦＦするように働く。
基準電圧回路４０６の基準電圧４１２は基準電圧回路４
０７の基準電圧４１３よりも高く設定され、基準電圧回
路４０７の基準電圧４１３は基準電圧回路４０８の基準
電圧４１４よりも高く設定されているとする。さらに、
遅延回路４１５の遅延時間は遅延回路４１６の遅延時間
よりも短く設定され、遅延回路４１６の遅延時間は遅延
回路４１７の遅延時間よりも短く設定されている。この
様に設定すると、過電流状態が発生して電流センス用抵
抗４０４の電圧が基準電圧４１４よりも高く、基準電圧
４１３よりも低い状態を保持した場合は、遅延回路４１
７で予め設定された遅延時間後にスイッチ制御回路４０
２によりスイッチ回路４０３をＯＦＦするように働く。
また同様に過電流状態が発生して、電流センス用抵抗４
０４の電圧が基準電圧４１３よりも高く、基準電圧４１
２よりも低い状態を保持した場合は、遅延回路４１７が
働く前に遅延回路４１６で予め設定された遅延時間後に
スイッチ制御回路４０２によりスイッチ回路４０３をＯ
ＦＦするように働く。更に、電流センス用抵抗４０４の
電圧が基準電圧４１２よりも高くなった状態を保持した
場合は、遅延回路４１６と遅延回路４１７が働く前に遅
延回路４１５で予め設定された遅延時間後にスイッチ制
御回路４０２によりスイッチ回路４０３をＯＦＦするよ
うに働く。
【００１２】更に、基準電圧回路の基準電圧出力と、遅
延回路の遅延時間の種類を増やせば、同様な方法で過電
流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、複
数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の停
止が図れる。図５は、本発明の別の実施の形態を示す回
路ブロック図である。
延回路の遅延時間の種類を増やせば、同様な方法で過電
流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、複
数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の停
止が図れる。図５は、本発明の別の実施の形態を示す回
路ブロック図である。
【００１３】基準電圧回路は基準電圧回路５０５の一つ
だけで、基準電圧回路５０５の基準電圧５１１はコンパ
レータ回路５０７とコンパレータ回路５０８のそれぞれ
＋入力端子に接続されている。コンパレータ回路５０７
とコンパレータ回路５０８のいずれか一方にはオフセッ
トを持たせてあり、コンパレータ回路５０７のほうがコ
ンパレータ回路５０８よりも高い入力電位でコンパレー
タの出力が反転するように設定されているものとする。
さらに、遅延回路５０９の遅延時間は遅延回路５１０の
遅延時間よりも短く設定されているものとする。この様
に設定すると、過電流状態が発生して電流センス用抵抗
５０４の電圧がコンパレータ回路５０８の反転電位より
も高く、コンパレータ回路５０７の反転電位よりも低い
状態を保持した場合は、遅延回路５１０で予め設定され
た遅延時間後にスイッチ制御回路５０２によりスイッチ
回路５０３をＯＦＦするように働く。また同様に過電流
状態が発生して、電流センス用抵抗５０４の電圧がコン
パレータ回路５０７の反転電位よりも高くなった状態を
保持した場合は、遅延回路５１０が働く前に遅延回路５
０９で予め設定された遅延時間後にスイッチ制御回路５
０２によりスイッチ回路５０３をＯＦＦするように働
く。
だけで、基準電圧回路５０５の基準電圧５１１はコンパ
レータ回路５０７とコンパレータ回路５０８のそれぞれ
＋入力端子に接続されている。コンパレータ回路５０７
とコンパレータ回路５０８のいずれか一方にはオフセッ
トを持たせてあり、コンパレータ回路５０７のほうがコ
ンパレータ回路５０８よりも高い入力電位でコンパレー
タの出力が反転するように設定されているものとする。
さらに、遅延回路５０９の遅延時間は遅延回路５１０の
遅延時間よりも短く設定されているものとする。この様
に設定すると、過電流状態が発生して電流センス用抵抗
５０４の電圧がコンパレータ回路５０８の反転電位より
も高く、コンパレータ回路５０７の反転電位よりも低い
状態を保持した場合は、遅延回路５１０で予め設定され
た遅延時間後にスイッチ制御回路５０２によりスイッチ
回路５０３をＯＦＦするように働く。また同様に過電流
状態が発生して、電流センス用抵抗５０４の電圧がコン
パレータ回路５０７の反転電位よりも高くなった状態を
保持した場合は、遅延回路５１０が働く前に遅延回路５
０９で予め設定された遅延時間後にスイッチ制御回路５
０２によりスイッチ回路５０３をＯＦＦするように働
く。
【００１４】更に、オフセット電圧の異なるコンパレー
タ回路と、遅延回路の遅延時間の種類を増やせば、同様
な方法で過電流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来
ると共に、複数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時
間で放電の停止が図れる。図６は、図１において二つの
遅延回路を抵抗とコンデンサで一つにまとめた実施例で
ある。
タ回路と、遅延回路の遅延時間の種類を増やせば、同様
な方法で過電流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来
ると共に、複数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時
間で放電の停止が図れる。図６は、図１において二つの
遅延回路を抵抗とコンデンサで一つにまとめた実施例で
ある。
【００１５】コンパレータ回路６０７の出力はＰチャネ
ルＦＥＴ６０９のゲートに入力され、コンパレータ回路
６０８の出力はＰチャネルＦＥＴ６１０のゲートに入力
されている。ＰチャネルＦＥＴ６０９のドレインは抵抗
６１４の一端に接続され、ＰチャネルＦＥＴ６１０のド
レインは抵抗６１５の一端に接続されている。抵抗６１
４の他端は、抵抗６１５の他端に接続されているととも
にコンデンサ６１３に接続され、さらにスイッチ制御回
路６０２に入力されている。基準電圧回路６０５の基準
電圧６１１は基準電圧回路６０６の基準電圧６１２より
も高く設定されているものとする。この様に設定する
と、過電流状態が発生して電流センス用抵抗６０４の電
圧が基準電圧６１２よりも高く、基準電圧６１１よりも
低い状態を保持した場合は、ＰチャネルＦＥＴ６１０が
オンして抵抗６１５とコンデンサ６１３の定数で設定さ
れた遅延時間後にスイッチ制御回路６０２によりスイッ
チ回路６０３をＯＦＦするように働く。また同様に過電
流状態が発生して、基準電圧回路６０５の基準電圧６１
１よりも電流センス用抵抗６０４の電圧が高くなった状
態を保持した場合は、ＰチャネルＦＥＴ６０９とＰチャ
ネルＦＥＴ６１０がオンして抵抗６１４と抵抗６１５の
並列の抵抗値とコンデンサ６１３の定数で設定された遅
延時間後、すなわち抵抗６１５とコンデンサ６１３の定
数で設定された遅延時間よりも短い遅延時間後にスイッ
チ制御回路６０２によりスイッチ回路６０３をＯＦＦす
るように働く。
ルＦＥＴ６０９のゲートに入力され、コンパレータ回路
６０８の出力はＰチャネルＦＥＴ６１０のゲートに入力
されている。ＰチャネルＦＥＴ６０９のドレインは抵抗
６１４の一端に接続され、ＰチャネルＦＥＴ６１０のド
レインは抵抗６１５の一端に接続されている。抵抗６１
４の他端は、抵抗６１５の他端に接続されているととも
にコンデンサ６１３に接続され、さらにスイッチ制御回
路６０２に入力されている。基準電圧回路６０５の基準
電圧６１１は基準電圧回路６０６の基準電圧６１２より
も高く設定されているものとする。この様に設定する
と、過電流状態が発生して電流センス用抵抗６０４の電
圧が基準電圧６１２よりも高く、基準電圧６１１よりも
低い状態を保持した場合は、ＰチャネルＦＥＴ６１０が
オンして抵抗６１５とコンデンサ６１３の定数で設定さ
れた遅延時間後にスイッチ制御回路６０２によりスイッ
チ回路６０３をＯＦＦするように働く。また同様に過電
流状態が発生して、基準電圧回路６０５の基準電圧６１
１よりも電流センス用抵抗６０４の電圧が高くなった状
態を保持した場合は、ＰチャネルＦＥＴ６０９とＰチャ
ネルＦＥＴ６１０がオンして抵抗６１４と抵抗６１５の
並列の抵抗値とコンデンサ６１３の定数で設定された遅
延時間後、すなわち抵抗６１５とコンデンサ６１３の定
数で設定された遅延時間よりも短い遅延時間後にスイッ
チ制御回路６０２によりスイッチ回路６０３をＯＦＦす
るように働く。
【００１６】更に、基準電圧回路の基準電圧出力と、Ｐ
チャネルＦＥＴと抵抗の数を増やせば、同様な方法で過
電流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、
複数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の
停止が図れる。図７は、図６において抵抗６１４と抵抗
６１５をそれぞれ定電流源７１４と定電流源７１０に置
き換えた場合の実施例で、図６と同様に働く。図７にお
いても、基準電圧回路の基準電圧出力と、ＰチャネルＦ
ＥＴと定電流源の数を増やせば、同様な方法で過電流検
出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、複数の
異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の停止が
図れる。
チャネルＦＥＴと抵抗の数を増やせば、同様な方法で過
電流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、
複数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の
停止が図れる。図７は、図６において抵抗６１４と抵抗
６１５をそれぞれ定電流源７１４と定電流源７１０に置
き換えた場合の実施例で、図６と同様に働く。図７にお
いても、基準電圧回路の基準電圧出力と、ＰチャネルＦ
ＥＴと定電流源の数を増やせば、同様な方法で過電流検
出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、複数の
異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の停止が
図れる。
【００１７】図８は、図１において二つの遅延回路を抵
抗とコンデンサで一つにまとめた別の実施例である。コ
ンパレータ回路８０７の出力はＰチャネルＦＥＴ８０９
のゲートに入力され、コンパレータ回路８０８の出力は
ＰチャネルＦＥＴ８１０のゲートに入力されている。Ｐ
チャネルＦＥＴ８１０のドレインは抵抗８１４の一端に
接続されているとともにＰチャネルＦＥＴ８０９のソー
スに接続されている。ＰチャネルＦＥＴ８０９のドレイ
ンは抵抗８１４の他端に接続されているとともに抵抗８
１５の一端に接続されている。抵抗８１５の他端はコン
デンサ８１３に接続され、さらにスイッチ制御回路８０
２に入力されている。基準電圧回路８０５の基準電圧８
１１は基準電圧回路８０６の基準電圧８１２よりも高く
設定されているものとする。この様に設定すると、過電
流状態が発生して電流センス用抵抗８０４の電圧が基準
電圧８１２よりも高く、基準電圧８１１よりも低い状態
を保持した場合は、ＰチャネルＦＥＴ８１０がオンして
抵抗８１４と抵抗８１５の直列の抵抗値とコンデンサ８
１３の定数で設定された遅延時間後にスイッチ制御回路
８０２によりスイッチ回路８０３をＯＦＦするように働
く。また同様に過電流状態が発生して、基準電圧回路８
０５の基準電圧８１１よりも電流センス用抵抗８０４の
電圧が高くなった状態を保持した場合は、ＰチャネルＦ
ＥＴ８０９とＰチャネルＦＥＴ８１０がオンして抵抗８
１５とコンデンサ８１３の定数で設定された遅延時間
後、すなわち抵抗８１４と抵抗８１５の直列の抵抗値と
コンデンサ８１３の定数で設定された遅延時間よりも短
い遅延時間後にスイッチ制御回路８０２によりスイッチ
回路８０３をＯＦＦするように働く。
抗とコンデンサで一つにまとめた別の実施例である。コ
ンパレータ回路８０７の出力はＰチャネルＦＥＴ８０９
のゲートに入力され、コンパレータ回路８０８の出力は
ＰチャネルＦＥＴ８１０のゲートに入力されている。Ｐ
チャネルＦＥＴ８１０のドレインは抵抗８１４の一端に
接続されているとともにＰチャネルＦＥＴ８０９のソー
スに接続されている。ＰチャネルＦＥＴ８０９のドレイ
ンは抵抗８１４の他端に接続されているとともに抵抗８
１５の一端に接続されている。抵抗８１５の他端はコン
デンサ８１３に接続され、さらにスイッチ制御回路８０
２に入力されている。基準電圧回路８０５の基準電圧８
１１は基準電圧回路８０６の基準電圧８１２よりも高く
設定されているものとする。この様に設定すると、過電
流状態が発生して電流センス用抵抗８０４の電圧が基準
電圧８１２よりも高く、基準電圧８１１よりも低い状態
を保持した場合は、ＰチャネルＦＥＴ８１０がオンして
抵抗８１４と抵抗８１５の直列の抵抗値とコンデンサ８
１３の定数で設定された遅延時間後にスイッチ制御回路
８０２によりスイッチ回路８０３をＯＦＦするように働
く。また同様に過電流状態が発生して、基準電圧回路８
０５の基準電圧８１１よりも電流センス用抵抗８０４の
電圧が高くなった状態を保持した場合は、ＰチャネルＦ
ＥＴ８０９とＰチャネルＦＥＴ８１０がオンして抵抗８
１５とコンデンサ８１３の定数で設定された遅延時間
後、すなわち抵抗８１４と抵抗８１５の直列の抵抗値と
コンデンサ８１３の定数で設定された遅延時間よりも短
い遅延時間後にスイッチ制御回路８０２によりスイッチ
回路８０３をＯＦＦするように働く。
【００１８】更に、基準電圧回路の基準電圧出力と、Ｐ
チャネルＦＥＴと抵抗の数を増やせば、同様な方法で過
電流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、
複数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の
停止が図れる。図９は、図６において抵抗とコンデンサ
の位置を逆にした場合の実施例である。基準電圧回路９
０５は基準電圧９１１を出力し、コンパレータ回路９０
７の−入力端子に接続され、基準電圧回路９０６は基準
電圧９１２を出力し、コンパレータ回路９０８の−入力
端子に接続されている。コンパレータ回路９０７の出力
はＮチャネルＦＥＴ９０９のゲートに入力され、コンパ
レータ回路９０８の出力はＮチャネルＦＥＴ９１０のゲ
ートに入力されている。ＮチャネルＦＥＴ９０９のドレ
インは抵抗９１４の一端に接続され、ＮチャネルＦＥＴ
９１０のドレインは抵抗９１５の一端に接続されてい
る。抵抗９１４の他端は、抵抗９１５の他端に接続され
ているとともにコンデンサ９１３に接続され、さらにス
イッチ制御回路９０２に入力されている。基準電圧回路
９０５の基準電圧９１１は基準電圧回路９０６の基準電
圧９１２よりも高く設定されているものとする。この様
に設定すると、過電流状態が発生して電流センス用抵抗
９０４の電圧が基準電圧９１２よりも高く、基準電圧９
１１よりも低い状態を保持した場合は、ＮチャネルＦＥ
Ｔ９１０がオンして抵抗９１５とコンデンサ９１３の定
数で設定された遅延時間後にスイッチ制御回路９０２に
よりスイッチ回路９０３をＯＦＦするように働く。また
同様に過電流状態が発生して、基準電圧回路９０５の基
準電圧９１１よりも電流センス用抵抗９０４の電圧が高
くなった状態を保持した場合は、ＮチャネルＦＥＴ９０
９とＮチャネルＦＥＴ９１０がオンして抵抗９１４と抵
抗９１５の並列の抵抗値とコンデンサ９１３の定数で設
定された遅延時間後、すなわち抵抗９１５とコンデンサ
９１３の定数で設定された遅延時間よりも短い遅延時間
後にスイッチ制御回路９０２によりスイッチ回路９０３
をＯＦＦするように働く。
チャネルＦＥＴと抵抗の数を増やせば、同様な方法で過
電流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、
複数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の
停止が図れる。図９は、図６において抵抗とコンデンサ
の位置を逆にした場合の実施例である。基準電圧回路９
０５は基準電圧９１１を出力し、コンパレータ回路９０
７の−入力端子に接続され、基準電圧回路９０６は基準
電圧９１２を出力し、コンパレータ回路９０８の−入力
端子に接続されている。コンパレータ回路９０７の出力
はＮチャネルＦＥＴ９０９のゲートに入力され、コンパ
レータ回路９０８の出力はＮチャネルＦＥＴ９１０のゲ
ートに入力されている。ＮチャネルＦＥＴ９０９のドレ
インは抵抗９１４の一端に接続され、ＮチャネルＦＥＴ
９１０のドレインは抵抗９１５の一端に接続されてい
る。抵抗９１４の他端は、抵抗９１５の他端に接続され
ているとともにコンデンサ９１３に接続され、さらにス
イッチ制御回路９０２に入力されている。基準電圧回路
９０５の基準電圧９１１は基準電圧回路９０６の基準電
圧９１２よりも高く設定されているものとする。この様
に設定すると、過電流状態が発生して電流センス用抵抗
９０４の電圧が基準電圧９１２よりも高く、基準電圧９
１１よりも低い状態を保持した場合は、ＮチャネルＦＥ
Ｔ９１０がオンして抵抗９１５とコンデンサ９１３の定
数で設定された遅延時間後にスイッチ制御回路９０２に
よりスイッチ回路９０３をＯＦＦするように働く。また
同様に過電流状態が発生して、基準電圧回路９０５の基
準電圧９１１よりも電流センス用抵抗９０４の電圧が高
くなった状態を保持した場合は、ＮチャネルＦＥＴ９０
９とＮチャネルＦＥＴ９１０がオンして抵抗９１４と抵
抗９１５の並列の抵抗値とコンデンサ９１３の定数で設
定された遅延時間後、すなわち抵抗９１５とコンデンサ
９１３の定数で設定された遅延時間よりも短い遅延時間
後にスイッチ制御回路９０２によりスイッチ回路９０３
をＯＦＦするように働く。
【００１９】更に、基準電圧回路の基準電圧出力と、Ｎ
チャネルＦＥＴと抵抗の数を増やせば、同様な方法で過
電流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、
複数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の
停止が図れる。また、抵抗を定電流源に置き換えた場合
でも同様に働く。
チャネルＦＥＴと抵抗の数を増やせば、同様な方法で過
電流検出端子の複数の異なる電圧を検出出来ると共に、
複数の異なる負荷電流に対して適切な遅延時間で放電の
停止が図れる。また、抵抗を定電流源に置き換えた場合
でも同様に働く。
【００２０】図１０は、図１において、基準電圧回路、
コンパレータ回路、遅延回路がいづれも一つづつとなっ
ているが、遅延回路に温度特性を持たせてある。遅延回
路１００９は温度が低いと遅延時間が長くなり、温度が
高いと遅延時間が短くなるように設定され、遅延回路１
００９はスイッチ回路の発熱の影響を受ける位置に配置
されているものとする。この様に設定すると、過電流状
態が発生して電流センス用抵抗１００４の電圧が基準電
圧１０１１よりも高い場合は、遅延回路１００９で予め
設定された遅延時間後にスイッチ制御回路１００２によ
りスイッチ回路１００３をＯＦＦするように働く。過電
流値が大きい場合等で前記遅延時間前にスイッチ回路１
００３が発熱した場合は、遅延回路１００９の遅延時間
が短くなり、スイッチ回路１００３が破壊に至る前に、
スイッチ回路１００３をＯＦＦするように働く。
コンパレータ回路、遅延回路がいづれも一つづつとなっ
ているが、遅延回路に温度特性を持たせてある。遅延回
路１００９は温度が低いと遅延時間が長くなり、温度が
高いと遅延時間が短くなるように設定され、遅延回路１
００９はスイッチ回路の発熱の影響を受ける位置に配置
されているものとする。この様に設定すると、過電流状
態が発生して電流センス用抵抗１００４の電圧が基準電
圧１０１１よりも高い場合は、遅延回路１００９で予め
設定された遅延時間後にスイッチ制御回路１００２によ
りスイッチ回路１００３をＯＦＦするように働く。過電
流値が大きい場合等で前記遅延時間前にスイッチ回路１
００３が発熱した場合は、遅延回路１００９の遅延時間
が短くなり、スイッチ回路１００３が破壊に至る前に、
スイッチ回路１００３をＯＦＦするように働く。
【００２１】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように負荷で
消費する電流に応じた遅延時間後に放電を停止するとい
う回路構成としたので、充電式電源装置において、負荷
に異常（例えばショート状態）が発生し過剰な電流が流
れ、従来の予測された過電流状態以上の電流が消費され
ても、スイッチ回路が発熱で破壊に至るよりも短い遅延
時間で、スイッチ回路をＯＦＦするように働くため、製
品の使用範囲が広がると共に信頼性が向上するという効
果がある。
消費する電流に応じた遅延時間後に放電を停止するとい
う回路構成としたので、充電式電源装置において、負荷
に異常（例えばショート状態）が発生し過剰な電流が流
れ、従来の予測された過電流状態以上の電流が消費され
ても、スイッチ回路が発熱で破壊に至るよりも短い遅延
時間で、スイッチ回路をＯＦＦするように働くため、製
品の使用範囲が広がると共に信頼性が向上するという効
果がある。
【図１】本発明の充放電制御回路の回路ブロックを示し
た説明図である。
た説明図である。
【図２】従来の充放電制御回路の回路ブロックを示した
説明図である。
説明図である。
【図３】従来の充放電制御回路の他の例を示す回路ブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】コンパレータ回路と遅延回路を三組とした場合
の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを示した説明
図である。
の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを示した説明
図である。
【図５】基準電圧回路を一つにして、二つのコンパレー
タ回路のオフセット電圧を変えた場合の本発明の充放電
制御回路の回路ブロックを示した説明図である。
タ回路のオフセット電圧を変えた場合の本発明の充放電
制御回路の回路ブロックを示した説明図である。
【図６】遅延回路を一つにして抵抗とコンデンサで組ん
だ場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを示し
た説明図である。
だ場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを示し
た説明図である。
【図７】遅延回路を一つにして定電流源とコンデンサで
組んだ場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを
示した説明図である。
組んだ場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを
示した説明図である。
【図８】遅延回路を一つにして抵抗とコンデンサで組ん
だ他の場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを
示した説明図である。
だ他の場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを
示した説明図である。
【図９】遅延回路を一つにして抵抗とコンデンサで組ん
だもう一つの場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロ
ックを示した説明図である。
だもう一つの場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロ
ックを示した説明図である。
【図１０】基準電圧回路、コンパレータ回路、遅延回路
を一つにして遅延回路の遅延時間に温度特性を持たせた
場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを示した
説明図である。
を一つにして遅延回路の遅延時間に温度特性を持たせた
場合の本発明の充放電制御回路の回路ブロックを示した
説明図である。
１０１ 二次電池 １０２ スイッチ制御回路 １０３ スイッチ回路 １０４ 電流センス用抵抗 １０５、１０６ 基準電圧回路 １０７、１０８ コンパレータ回路 １０９、１１０ 遅延回路 １１１、１１２ 基準電圧 ２０１ 二次電池 ２０２ スイッチ制御回路 ２０３ スイッチ回路 ２０４ 電流センス用抵抗 ２０５ 過電流検出回路 ２０６ 基準電圧回路 ２０７ トランジスタ ２０８ 定電流回路 ２０９ コンデンサー ２１０、２１２ コンパレータ回路 ３０１ 二次電池 ３０２ スイッチ制御回路 ３０３ スイッチ回路 ３０４ 電流センス用抵抗 ３０５ 過電流検出回路 ３０６ 基準電圧回路 ３０７ トランジスタ ３０８ 定電流回路 ３０９ コンデンサー ３１０、３１２ コンパレータ回路 ３１３ 外部負荷容量 ４０１ 二次電池 ４０２ スイッチ制御回路 ４０３ スイッチ回路 ４０４ 電流センス用抵抗 ４０６、４０７、４０８ 基準電圧回路 ４０９、４１０、４１１ コンパレータ回路 ４１２、４１３、４１４ 基準電圧 ４１５、４１６、４１７ 遅延回路 ５０１ 二次電池 ５０２ スイッチ制御回路 ５０３ スイッチ回路 ５０４ 電流センス用抵抗 ５０５ 基準電圧回路 ５０７、５０８ コンパレータ回路 ５０９、５１０ 遅延回路 ５１１ 基準電圧 ６０１ 二次電池 ６０２ スイッチ制御回路 ６０３ スイッチ回路 ６０４ 電流センス用抵抗 ６０５、６０６ 基準電圧回路 ６０７、６０８ コンパレータ回路 ６０９、６１０ ＰチャネルＦＥＴ ６１１、６１２ 基準電圧 ６１３ コンデンサ ６１４、６１５ 抵抗 ７０１ 二次電池 ７０２ スイッチ制御回路 ７０３ スイッチ回路 ７０４ 電流センス用抵抗 ７０５、７０６ 基準電圧回路 ７０７、７０８ コンパレータ回路 ７０９、７１０ ＰチャネルＦＥＴ ７１１、７１２ 基準電圧 ７１３ コンデンサ ７１４、７１５ 定電流源 ８０１ 二次電池 ８０２ スイッチ制御回路 ８０３ スイッチ回路 ８０４ 電流センス用抵抗 ８０５、８０６ 基準電圧回路 ８０７、８０８ コンパレータ回路 ８０９、８１０ ＰチャネルＦＥＴ ８１１、８１２ 基準電圧 ８１３ コンデンサ ８１４、８１５ 抵抗 ９０１ 二次電池 ９０２ スイッチ制御回路 ９０３ スイッチ回路 ９０４ 電流センス用抵抗 ９０５、９０６ 基準電圧回路 ９０７、９０８ コンパレータ回路 ９０９、９１０ ＮチャネルＦＥＴ ９１１、９１２ 基準電圧 ９１３ コンデンサ ９１４、９１５ 抵抗 １００１ 二次電池 １００２ スイッチ制御回路 １００３ スイッチ回路 １００４ 電流センス用抵抗 １００５ 基準電圧回路 １００７ コンパレータ回路 １００９ 遅延回路 １０１１ 基準電圧
フロントページの続き (72)発明者 浜口 正直 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目８番地 セイコー電子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−292656（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−113476（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−19053（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36 H02H 7/18
Claims (2)
- 【請求項１】 電流センス用抵抗の両端の電圧を検出
し、その出力検出信号に遅延を与える充放電制御回路に
おいて、基準電圧を出力する１つの基準電圧回路と、 一方はオフセットを持ち、それぞれ異なるマイナス入力
端子の入力電圧により反転出力し、それぞれ前記基準電
圧をプラス入力端子に入力する第１及び第２のコンパレ
ータ回路と、 それぞれ前記コンパレータ回路の出力信号を異なる遅延
時間にて遅延する第１及び第２の遅延回路と、 を有する
ことを特徴とする充放電制御回路。 - 【請求項２】 電流センス用抵抗の両端の電圧を検出
し、その出力検出信号に遅延を与える充放電制御回路に
おいて、前記電圧の少なくとも異なる２つの電圧値にて検出する
ための第１及び第２のコンパレータ回路と、 外部端子に接続され、それぞれ前記第１及び第２のコン
パレータ回路からの信号によりオンされる第１及び第２
のＦＥＴと、それぞれ一端が前記第１及び第２のＦＥＴ
に接続された第１及び第２の定電流源と、それぞれの前
記第１及び第２の定電流源の他端に接続された１つのコ
ンデンサとからなる遅延回路と、を有することを特徴と
する 充放電制御回路。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02167597A JP3254159B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 充放電制御回路 |
| CN98104400A CN1092857C (zh) | 1997-02-04 | 1998-02-03 | 充放电控制电路 |
| US09/018,074 US6052016A (en) | 1997-02-04 | 1998-02-03 | Charge and discharge control circuit |
| KR10-1998-0003154A KR100365676B1 (ko) | 1997-02-04 | 1998-02-04 | 충방전 제어회로 |
| TW087101383A TW399359B (en) | 1997-02-04 | 1998-02-04 | Charge and discharge control circuit |
| HK99100600A HK1015559A1 (en) | 1997-02-04 | 1999-02-12 | Charge and discharge control circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02167597A JP3254159B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 充放電制御回路 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10224997A JPH10224997A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3254159B2 true JP3254159B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=12061641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02167597A Expired - Lifetime JP3254159B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 充放電制御回路 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6052016A (ja) |
| JP (1) | JP3254159B2 (ja) |
| KR (1) | KR100365676B1 (ja) |
| CN (1) | CN1092857C (ja) |
| HK (1) | HK1015559A1 (ja) |
| TW (1) | TW399359B (ja) |
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| WO2001089056A1 (de) * | 2000-05-19 | 2001-11-22 | Infineon Technologies Ag | Schaltungsanordnung zum schutz einer batterie vor tiefentladung |
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| JP4535910B2 (ja) * | 2005-03-16 | 2010-09-01 | 株式会社リコー | ２次電池保護回路とバッテリパックおよび電子機器 |
| CN100407631C (zh) * | 2005-09-30 | 2008-07-30 | 华为技术有限公司 | 一种供电控制方法及装置 |
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