JP4343489B2 - 過電流検出遅延回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は二次電池のバッテリーパックにおいて、二次電池の過電流検出遅延回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放電過電流検出および遅延回路としては、図４に回路ブロック図で示すような回路が知られていた。このような回路において、放電電流４０１が流れる際のセンス抵抗４０２の両端電圧を端子４０３、４０４に入力される。端子４０４に接続される信号４１７を基準電圧とした基準電圧発生回路４０５の出力信号４１２と端子４０３に接続される信号４１１をコンパレータ４０６にて比較し、センス抵抗４０２に発生する電圧が一定値以上になったことを検出し、過電流検出信号４１３に出力する。以上の過電流検出部４１８にて検出した過電流検出信号４１３を遅延時間検出部４１９に入力する。この入力の過電流検出信号４１３を遅延用充電電流発生回路４０７に入力し、遅延用容量４０８への充電を開始する。この遅延用容量４０８に充電された電圧信号を電圧信号４１４とし、端子４０４に接続された信号４１７を基準電圧とした基準電圧発生回路４０９の出力信号４１５とコンパレータ４１０にて比較する。
【０００３】
この遅延時間検出部４１９の遅延回路によって過電流検出信号４１３が入力されてから遅延用容量４０８によって決められた遅延時間後に検出信号４１６を出力していた。参考として、図５及び図６に検出時のタイミングの一例を示す。図５は、従来回路での過電流検出(電流小)時のタイミングを示す図である。図６は、従来回路での過電流検出(電流大)時のタイミングを示す図である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような回路を用いて過電流を検出した場合、過電流の電流値によって遅延時間を変化させるためには、変化させたい電流値毎に過電流検出回路を用意する必要が有る。更に、それら検出回路ごとに異なった遅延時間を設定する遅延回路が必要となる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、図４に示される遅延用容量４０８の基準電圧をセンス抵抗４０２の基準側４０４から、図１に示される様に、遅延用容量１０８の基準電圧をセンス抵抗１０２の検出側１０３に変える。
【０００６】
図4に示される様に遅延用容量４０８の基準電圧をセンス抵抗４０２の基準側４０４に接続した場合、センス抵抗４０２に流れる電流４０１が大きくても小さくても充電開始時の遅延用容量４０８の出力電圧は一定となるため、電流値が小さいときの遅延時間５０９と電流値が大きいときの遅延時間６０９は同一となる。
【０００７】
しかし、遅延用容量１０８の基準電圧をセンス抵抗１０２の基準側１０４から検出側１０３に変更することで、充電開始時の遅延用容量１０８の出力電圧はセンス抵抗１０２に流れる電流１０１に比例して大きくなる。そのため、センス抵抗１０２を流れる電流１０１が多くなると、電流値が大きいときの遅延時間３０９は電流値が小さいときの遅延時間２０９に対して短くなる。
【０００８】
この様に、遅延用量１０８の基準電圧をセンス抵抗１０２の基準側１０４から検出側１０３に変更することで、1つの過電流検出回路にて電流量に応じた過電流検出遅延時間を設定することが可能となる。
【０００９】
また、本願発明は、二次電池の充放電過電流を検出する過電流検出遅延回路であって、過電流検出部と、遅延時間検出部と、を有し、前記過電流検出部は、前記二次電池の充放電電流が流れるセンス抵抗と、前記センス抵抗の第２の端子が入力に接続された前記第１の基準電圧発生回路と、前記センス抵抗の第１の端子と前記第１の基準電圧発生回路の出力とが入力される第１のコンパレータと、からなり、前記遅延時間検出部は、前記センス抵抗の第２の端子が入力に接続された第２の基準電圧発生回路と、前記第１のコンパレータの入力が、入力される遅延用充電電流発生回路と、前記遅延用充電電流発生回路の出力と前記センス抵抗の第１の端子との間に接続された容量と、前記遅延用充電電流発生回路の出力と前記第２の基準電圧発生回路の出力とが入力される第２のコンパレータとからなり、前記第２のコンパレータは、出力より過電流の検出信号を出力することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
上記の様に構成された過電流検出遅延回路においては、過電流遅延時間設定用の遅延用容量１０８の基準電圧を、比較する基準電圧発生回路１０９の基準信号１１７ではなく、センス抵抗１０２の基準側１０４から検出側１０３に接続される信号１１１に接続する。これにより、遅延用容量１０８に充電を開始する際の充電開始電圧がセンス抵抗１０２に発生する電圧に応じて変化する。従って、遅延時間が変化することとなり、１つの過電流検出遅延回路によって検出する電流量に応じた遅延時間で過電流検出を行うことが可能となる。
【００１１】
【実施例】
以下にこの発明の実施例を図に基づいて説明する。図１は、本発明の充放電電流検出回路の回路ブロックを示した説明図である。
【００１２】
まず、過電流検出遅延回路の回路構成を図１に基づいて説明する。二次電池の充放電を行う経路に、センス抵抗１０２を直列に接続する。そして、センス抵抗１０２の両端を過電流検出用回路の基準側１０４と検出側１０３に接続する。さらに、基準側１０４に接続される基準信号１１７に対し、基準電圧信号１１２を出力する基準電圧発生回路１０５を接続する。また、検出側１０３には過電流入力信号１１１が接続される。この過電流入力信号１１１をコンパレータ１０６の非反転入力端子に入力し、また基準電圧信号１１２をコンパレータ１０６の反転入力端子に入力する。そのコンパレータ１０６の出力信号を過電流検出信号１１３とする。ここまでが過電流検出部１１８となる。
【００１３】
過電流出力部１１８の出力となる過電流検出信号１１３を遅延時間検出部１１９の入力とし、遅延用充電電流発生回路１０７に入力される。遅延用充電電流発生回路１０７の出力が遅延用容量１０８に接続される。また、遅延用容量１０８の基準電圧は検出側１０３に接続される。遅延用容量１０８の充電電圧信号１１４とする。さらに、基準側１０４に接続される基準信号１１７に対し、基準電圧信号１１５を出力する基準電圧発生回路１０９を接続する。この基準電圧信号１１５をコンパレータ１１０の反転入力端子に入力し、また充電電圧信号１１４をコンパレータ１１０の非反転入力端子に入力し、そのコンパレータ１１０の出力信号を過電流検出遅延信号１１６とする。
【００１４】
ここで、過電流検出遅延回路の動作を図１および図２、図3に基づいて説明する。図２は、本発明回路での過電流検出(電流小)時のタイミングを示す図である。図３は、本発明回路での過電流検出(電流大)時のタイミングを示す図である。
【００１５】
二次電池の充放電電流経路に直列に接続されたセンス抵抗１０２に放電電流１０１が流れると、センス抵抗１０２の両端に電圧が発生する。過電流基準信号１１７の電圧波形を２０７に示し、過電流検出信号１１１の電圧波形を２０１に示す。その際比較する基準電圧発生回路１０５の出力信号１１２の電圧波形を２０２に示す。コンパレータ１０６にて信号１１１と信号１１２を比較し、信号１１１電圧が信号１１２電圧以上になったことを検出し、信号１１３に過電流検出信号を出力する。その際の信号１１３の電圧波形を２０３に示す。信号１１３に過電流検出信号が出力された瞬間を充電開始時間２１０とする。信号１１３に過電流検出信号が出力されることで遅延用充電電流発生回路１０７から遅延用容量１０８に充電が開始される。この際の充電電圧信号１１４の電圧波形を２０４に示す。過電流基準信号１１７の電圧波形を２０８に示し、基準電圧発生回路１０９の基準電圧信号１１５の電圧波形を２０５に示す。コンパレータ１１０にて信号１１４と信号１１５を比較し、信号１１４電圧が信号１１５電圧以上になったことを検出し、信号１１６に遅延終了信号を出力する。その際の信号１１６の電圧波形を２０６に示す。信号１１６に遅延終了信号が出力された瞬間を充電終了時間２１１とし、充電開始時間２１０から充電終了時間２１１までの時間を過電流検出遅延時間２０９とする。
【００１６】
そして、検出される放電電流量による過電流検出遅延の動作を図２及び図３に基づいて説明する。遅延用容量１０８は過電流検出信号１１１を基準に充電が行われるため、電圧波形２０４に示されるように充電開始時間２１０の充電電圧信号１１４の電圧はセンス抵抗１０２に流れる放電電流１０１によって変化する。この電流１０１が多ければ充電開始時間２１０での信号１１４電圧は大きくなり、電流１０１が少なければ充電開始時間２１０での信号１１４電圧は小さくなる。
【００１７】
図２のタイミング図は放電電流１０１が少ない場合を示し、図3のタイミング図は放電電流１０１が多い場合を示す。電流１０１が多くても少なくても充電開始時間２１０と３１０は、過電流検出信号１１１が基準電圧信号１１２以上になったときを示し、その際の信号１１４の電圧はセンス抵抗１０２に流れる電流１０１に比例する。過電流検出後の遅延用容量１０８に充電される電流値は、センス抵抗１０２に流れる電流１０１とは無関係であるため、信号１１４の電圧上昇の傾きは、電流１０１が大きくても小さくても同一となる。
【００１８】
また、コンパレータ１１０にて遅延時間の終了を検出するための基準電圧信号１１５の電圧２０５と３０５は同一であるため、充電開始時間２１０での信号１１４の電圧によって過電流検出遅延時間が決められることになる。センス抵抗１０２の電流値１０１が少ない場合の過電流検出遅延時間２０９に対し、センス抵抗１０２の電流値１０１が多い場合の過電流検出遅延時間３０９に示される様に、図1に示される回路を用いることで、センス抵抗１０２を流れる電流１０１の電流量に応じた過電流検出遅延時間を設定することができ、ひとつの過電流検出遅延回路で複数の遅延時間に対応させることが可能となり、大電流が流れた場合の遅延時間を短くすることが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようにスマートバッテリ回路において、過電流検出時にセンス抵抗に流れる電流量によって異なる複数の遅延時間を設定することが、ひとつの過電流検出遅延回路を用いて設定することが出来、回路が簡略化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の充放電電流検出回路の回路ブロックを示した説明図である。
【図２】本発明回路での過電流検出(電流小)時のタイミングを示す図である。
【図３】本発明回路での過電流検出(電流大)時のタイミングを示す図である。
【図４】従来の充放電電流検出回路の回路ブロックを示した説明図である。
【図５】従来回路での過電流検出(電流小)時のタイミングを示す図である。
【図６】従来回路での過電流検出(電流大)時のタイミングを示す図である。
【符号の説明】
１０１ 放電電流
１０２ 放電電流センス抵抗
１０３，１０４ 放電電流センス抵抗接続端子
１０５、１０９ 基準電圧発生回路
１０６，１１０ 電圧比較回路
１０７ 遅延用充電電流発生回路
１０８ 遅延用容量
１１１ 過電流検出 入力信号
１１２ 過電流検出 判定信号
１１３ 過電流検出 出力信号
１１４ 遅延時間検 出入力信号
１１５ 遅延時間検 出判定信号
１１６ 遅延時間検 出出力信号
１１７ GND（基準）電位
１１８ 過電流検出部
１１９ 遅延時間検出部
２０１ 過電流検出 入力信号 （信号1１１）
２０２ 過電流検出 判定信号 （信号１１２）
２０３ 過電流検出 出力信号 （信号１１３）
２０４ 遅延時間検出 入力信号（信号１１４）
２０５ 遅延時間検出 判定信号（信号１１５）
２０６ 遅延時間検出 出力信号（信号１１６）
２０７、２０８ GND（基準）電位 （信号１１７）
２０９ 過電流遅延時間
２１０ 過電流検出タイミング（遅延用容量充電開始）
２１１ 遅延時間検出タイミング（遅延用容量充電終了）
３０１ 過電流検出 入力信号 （信号1１１）
３０２ 過電流検出 判定信号 （信号１１２）
３０３ 過電流検出 出力信号 （信号１１３）
３０４ 遅延時間検出 入力信号（信号１１４）
３０５ 遅延時間検出 判定信号（信号１１５）
３０６ 遅延時間検出 出力信号（信号１１６）
３０７、３０８ GND（基準）電位 （信号１１７）
３０９ 過電流遅延時間
３１０ 過電流検出タイミング（遅延用容量充電開始）
３１１ 遅延時間検出タイミング（遅延用容量充電終了）
４０１ 放電電流
４０２ 放電電流センス抵抗
４０３，４０４ 放電電流センス抵抗接続端子
４０５、４０９ 基準電圧発生回路
４０６，４１０ 電圧比較回路
４０７ 遅延用充電電流発生回路
４０８ 遅延用容量
４１１ 過電流検出 入力信号
４１２ 過電流検出 判定信号
４１３ 過電流検出 出力信号
４１４ 遅延時間検 出入力信号
４１５ 遅延時間検 出判定信号
４１６ 遅延時間検 出出力信号
４１７ GND（基準）電位
４１８ 過電流検出部
４１９ 遅延時間検出部
５０１ 過電流検出 入力信号 （信号４１１）
５０２ 過電流検出 判定信号 （信号４１２）
５０３ 過電流検出 出力信号 （信号４１３）
５０４ 遅延時間検出 入力信号（信号４１４）
５０５ 遅延時間検出 判定信号（信号４１５）
５０６ 遅延時間検出 出力信号（信号４１６）
５０７、５０８ GND（基準）電位 （信号４１７）
５０９ 過電流遅延時間
５１０ 過電流検出タイミング（遅延用容量充電開始）
５１１ 遅延時間検出タイミング（遅延用容量充電終了）
６０１ 過電流検出 入力信号 （信号４１１）
６０２ 過電流検出 判定信号 （信号４１２）
６０３ 過電流検出 出力信号 （信号４１３）
６０４ 遅延時間検出 入力信号（信号４１４）
６０５ 遅延時間検出 判定信号（信号４１５）
６０６ 遅延時間検出 出力信号（信号４１６）
６０７、６０８ GND（基準）電位 （信号４１７）
６０９ 過電流遅延時間
６１０ 過電流検出タイミング（遅延用容量充電開始）
６１１ 遅延時間検出タイミング（遅延用容量充電終了）
Claims (1)
- 二次電池の充放電過電流を検出する過電流検出遅延回路であって、
過電流検出部と、
遅延時間検出部と、を有し、
前記過電流検出部は、
前記二次電池の充放電電流が流れるセンス抵抗と、
前記センス抵抗の第２の端子が入力に接続された前記第１の基準電圧発生回路と、
前記センス抵抗の第１の端子と前記第１の基準電圧発生回路の出力とが入力される第１のコンパレータと、からなり、
前記遅延時間検出部は、
前記センス抵抗の第２の端子が入力に接続された第２の基準電圧発生回路と、
前記第１のコンパレータの出力が、入力される遅延用充電電流発生回路と、
前記遅延用充電電流発生回路の出力と前記センス抵抗の第１の端子との間に接続された容量と、
前記遅延用充電電流発生回路の出力と前記第２の基準電圧発生回路の出力とが入力される第２のコンパレータとからなり、
前記第２のコンパレータは、出力より過電流の検出信号を出力することを特徴とする過電流検出遅延回路。
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