JP5726579B2 - 二次電池保護用ｉｃの検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話やノートパソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の各種電子機器に用いる電池パックのリチウム（Ｌｉ）イオン／リチウム（Ｌｉ）ポリマー二次電池等の二次電池を過充電や過放電、充電過電流、放電過電流から保護するための二次電池保護用ＩＣ（Integrated circuit）の検査方法に関するものである。

携帯電話やノートパソコン、ＰＤＡ等の各種電子機器に用いられる電池パックにおける二次電池を過充電や過放電、充電過電流、放電過電流から保護するための技術として、二次電池保護用ＩＣが搭載された二次電池保護モジュールを備えた電池パックがある（例えば特許文献１を参照）。

図７は、二次電池保護用ＩＣが搭載された二次電池保護モジュールを備えた電池パックを説明するためのブロック図である。図８は二次電池保護用ＩＣの概略的な外観図である。
電池パック１は、リチウムイオン二次電池やリチウムポリマー二次電池等の二次電池３と、二次電池保護モジュール５で構成されている。二次電池保護モジュール５は４つの端子ＢＡＴＴ＋，ＢＡＴＴ−，ＯＵＴ＋，ＯＵＴ−を備えている。端子ＢＡＴＴ＋，ＢＡＴＴ−は二次電池３に接続されている。端子ＯＵＴ＋，ＯＵＴ−は充電器７、又は携帯電話やノートパソコン、ＰＤＡ等の負荷に接続される。

二次電池保護モジュール５は、二次電池保護用ＩＣ９、充電制御用ＦＥＴ（field effect transistor）Ｑ１、放電制御用ＦＥＴＱ２、抵抗素子Ｒ１，Ｒ２、容量素子Ｃ１等を備えている。
二次電池保護モジュール５の主要部を構成する二次電池保護用ＩＣ９は、おおまかには過充電検出回路１１、過放電検出回路１３、放電過電流検出回路１５、充電過電流検出回路１７、短絡検出回路１９、発振回路２１とカウンタ２３で構成される遅延回路２５、論理回路２７，２９、レベルシフト回路３１及び遅延回路３３で構成されている。二次電池保護用ＩＣ９は、外部接続端子として電源電圧端子ＶＤＤ、グランド端子ＶＳＳ、過充電検出出力端子ＣＯＵＴ、過放電検出出力端子ＤＯＵＴ及び充電器マイナス電位入力端子Ｖ−を備えている。

二次電池保護用ＩＣ９の基本的な動作を説明する。
過充電検出回路１１、過放電検出回路１３、放電過電流検出回路１５、充電過電流検出回路１７又は短絡検出回路１９により、過充電、過放電、放電過電流、充電過電流又は短絡が検出されると、発振回路２１が動作を開始し、カウンタ２３が計数を始める。
カウンタ２３によって、それぞれの検出時に予め設定されている遅延時間がカウントされると、過充電又は充電過電流の場合は論理回路２７及びレベルシフト回路３１を通して過充電検出出力端子ＣＯＵＴの出力がローレベルになって充電制御用ＦＥＴＱ１がオフにされ、過放電、放電過電流、又は短絡の場合は論理回路２９を通して過放電検出出力端子ＤＯＵＴの出力がローレベルになり放電制御用ＦＥＴＱ２がオフにされる。

このように、一般的に、二次電池保護用ＩＣ９には、過充電、過放電、放電過電流、充電過電流又は短絡が検出された際の動作に対して遅延時間が設定されている。

二次電池保護用ＩＣに対して、半導体ウエハ上で又はパッケージングされた半導体チップの状態で、過充電検出電圧、過放電検出電圧、充電過電流検出電圧、放電過電流検出電圧についてテストが行なわれる。
各検出電圧を測定する際には、設定されている遅延時間分だけ待ちながら測定を行なわなければならず、二次電池保護用ＩＣのテストに長時間を要するという問題があった。

図９は、従来の過充電検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。縦軸は電源電圧端子ＶＤＤの電圧（ＶＤＤ電圧）と過充電検出出力端子ＣＯＵＴの電圧（ＣＯＵＴ電圧）を示し、横軸は時間を示す。

図８も参照して説明すると、過充電検出電圧テストに際して、グランド端子ＶＳＳは接地電位に接続され、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−には所定の電圧が供給される。過放電検出出力端子ＤＯＵＴの電圧は電源電圧端子ＶＤＤと同じ電圧になる。過充電検出出力端子ＣＯＵＴの電圧を監視しつつ、電源電圧端子ＶＤＤの電圧が過充電検出電圧の設計値よりも低い電圧（テスト開始時電圧）から段階的に上げられる。電源電圧端子ＶＤＤの電圧が段階的に上げられるときの時間間隔（１ステップの時間）は、二次電池保護用ＩＣに設定されている過充電検出遅延時間ｔＶＤＥＴ１である。過充電検出出力端子ＣＯＵＴの電圧が電源電圧端子ＶＤＤの電圧から充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧へ変化したときの電源電圧端子ＶＤＤの電圧が過充電検出電圧である。

図１０は、従来の放電過電流検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。縦軸は充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧（Ｖ−電圧）と過放電検出出力端子ＤＯＵＴの電圧（ＤＯＵＴ電圧）を示し、横軸は時間を示す。

図８も参照して説明すると、放電過電流検出電圧テストに際して、グランド端子ＶＳＳは接地電位に接続され、電源電圧端子ＶＤＤには所定の電圧が供給される。過充電検出出力端子ＣＯＵＴの電圧は電源電圧端子ＶＤＤと同じ電圧になる。過放電検出出力端子ＤＯＵＴの電圧を監視しつつ、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧が放電過電流検出電圧の設計値よりも低い電圧（テスト開始時電圧）から段階的に上げられる。充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧が段階的に上げられるときの時間間隔（１ステップの時間）は、二次電池保護用ＩＣに設定されている放電過電流検出遅延時間ｔＶＤＥＴ３である。過放電検出出力端子ＤＯＵＴの電圧が電源電圧端子ＶＤＤの電圧からグランド端子ＶＳＳの電圧へ変化したとき又は発振したときの充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧が放電過電流検出電圧である。

図１１は、従来の充電過電流検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。縦軸は充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧（Ｖ−電圧）と過充電検出出力端子ＣＯＵＴの電圧（ＣＯＵＴ電圧）を示し、横軸は時間を示す。

図８も参照して説明すると、放電過電流検出電圧テストに際して、グランド端子ＶＳＳは接地電位に接続され、電源電圧端子ＶＤＤには所定の電圧が供給される。過放電検出出力端子ＤＯＵＴの電圧は電源電圧端子ＶＤＤと同じ電圧になる。過充電検出出力端子ＣＯＵＴの電圧を監視しつつ、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧が充電過電流検出電圧の設計値よりも高い電圧（テスト開始時電圧）から段階的に下げられる。充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧が段階的に下げられるときの時間間隔（１ステップの時間）は、二次電池保護用ＩＣに設定されている充電過電流検出遅延時間ｔＶＤＥＴ４である。過充電検出出力端子ＣＯＵＴの電圧が電源電圧端子ＶＤＤの電圧からグランド端子ＶＳＳの電圧へ変化したとき又は発振したときの充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧が充電過電流検出電圧である。

従来の過充電検出電圧テストの場合、電源電圧端子ＶＤＤの電圧を１ステップ分上げるごとに少なくとも過充電検出遅延時間ｔＶＤＥＴ１だけ待つ必要がある。同様に、放電過電流検出電圧テスト及び充電過電流検出電圧テストの場合、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を変化させる際に少なくとも放電過電流検出遅延時間ｔＶＤＥＴ３又は充電過電流検出遅延時間ｔＶＤＥＴ４だけ待つ必要がある。

過充電検出電圧の測定時間は過充電検出遅延時間ｔＶＤＥＴ１とステップ数により決まる。例えば、過充電検出遅延時間ｔＶＤＥＴ１が５０ミリ秒、ステップ数が２０回の場合、「５０ミリ秒×２０回＝１０００ミリ秒＝１秒」の時間が過充電検出電圧測定に際して必要になる。
同様に、放電過電流検出電圧の測定時間及び充電過電流検出電圧の測定時間は放電過電流検出遅延時間ｔＶＤＥＴ３又は充電過電流検出遅延時間ｔＶＤＥＴ４とステップ数により決まる。例えば、放電過電流検出遅延時間ｔＶＤＥＴ３及び充電過電流検出遅延時間ｔＶＤＥＴ４が１０ミリ秒、ステップ数が２０回の場合、「１０ミリ秒×２０回＝２００ミリ秒」の時間が放電過電流検出電圧測定及び充電過電流検出電圧測定に際してそれぞれ必要になる。

従来技術では、検出遅延時間を短縮するため、二次電池保護用ＩＣの内部回路にテストモード回路と呼ばれる検出遅延時間の短縮が可能な回路を備えている二次電池保護用ＩＣもある。
しかし、テストモード回路による検出遅延時間の短縮には限界がある。また、テストモード回路を用いた場合、真の測定値から多少なりともズレがあるため、歩留まりを低下させるという問題もあった。

本発明は、二次電池保護用ＩＣの過充電検出電圧検査、放電過電流検出電圧検査及び充電過電流検出電圧検査について、検査時間を短縮することを目的とするものである。

本発明にかかる二次電池保護用ＩＣの検査方法の一局面は過充電検出電圧の測定に関する。具体的には、本発明の第１局面は、二次電池の過充電を検出するための過充電検出回路と、過充電の検出時間を所定の遅延時間で遅延させるための遅延回路とを備えた二次電池保護用ＩＣについて過充電検出電圧を測定するための二次電池保護用ＩＣの検査方法であって、上記二次電池保護用ＩＣの電源電圧端子の電流値を監視しつつ、連続的に又は上記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に、上記電源電圧端子の電圧を過充電検出電圧の設計値よりも低い電圧から上昇させ、上記電源電圧端子の電流値の変化に基づいて過充電検出電圧を測定する。

本発明にかかる二次電池保護用ＩＣの検査方法の他の局面は放電過電流検出電圧の測定に関する。具体的には、本発明の第２局面は、二次電池の放電過電流を検出するための放電過電流検出回路と、放電過電流の検出時間を所定の遅延時間で遅延させるための遅延回路とを備えた二次電池保護用ＩＣについて放電過電流検出電圧を測定するための二次電池保護用ＩＣの検査方法であって、上記二次電池保護用ＩＣの電源電圧端子の電流値を監視しつつ、連続的に又は上記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に、上記二次電池保護用ＩＣの充電器マイナス電位入力端子の電圧を放電過電流検出電圧の設計値よりも高い電圧から降下させ、上記電源電圧端子の電流値の変化に基づいて放電過電流検出電圧を測定する。

本発明にかかる二次電池保護用ＩＣの検査方法のさらに他の局面は充電過電流検出電圧の測定に関する。具体的には、本発明の第２局面は、二次電池の充電過電流を検出するための充電過電流検出回路と、充電過電流の検出時間を所定の遅延時間で遅延させるための遅延回路とを備えた二次電池保護用ＩＣについて充電過電流検出電圧を測定するための二次電池保護用ＩＣの検査方法であって、上記二次電池保護用ＩＣの電源電圧端子の電流値を監視しつつ、連続的に又は上記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に、上記二次電池保護用ＩＣの充電器マイナス電位入力端子の電圧を充電過電流検出電圧の設計値よりも低い電圧から上昇させ、上記電源電圧端子の電流値の変化に基づいて充電過電流検出電圧を測定する。

本願発明者は、二次電池保護用ＩＣで過充電検出機能、放電過電流検出機能及び放電過充電検出機能が働く際に電源電圧端子の電流が多く流れる方向に変化することを見出した。二次電池保護用ＩＣが過充電や放電過電流、放電過電流を検出したとき、その検出信号が出力されるまでには上述のように遅延時間が設定されているが、過充電検出機能や放電過電流検出機能、放電過電流検出機能が働いた際の電源電圧端子の電流値変化には遅延時間はない。したがって、本発明は、電源電圧端子の電圧又は充電器マイナス電位入力端子の電圧を各検出電圧に対する遅延時間以上の時間間隔をもって変化させなくても、電源電圧端子の電流値変化を監視しつつ、連続的に又は遅延時間未満の時間間隔で段階的に電源電圧端子の電圧又は充電器マイナス電位入力端子を変化させることにより、過充電検出電圧、放電過電流検出電圧又は充電過電流検出電圧を測定できる。

本発明の各局面において、上記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に上記電源電圧端子の電圧又は上記充電器マイナス電位入力端子の電圧を上昇又は降下させる場合、当該電圧を所定量だけ上昇又は降下させるステップを電圧上昇ステップ又は電圧降下ステップとし、前記電源電圧端子の電流値の変化を検出するための基準値として１回前の電圧上昇ステップ又は電圧降下ステップにおける電流値を用いる上記電源電圧端子の電流値の変化を検出するための基準値として１ステップ前の電流値を用いる例を挙げることができる。ただし、電源電圧端子の電流値の変化を検出するための基準値は、これに限定されるものではなく、例えば、測定開始時における電源電圧端子の電流値であってもよいし、予め設定された所定の電流値であってもよい。

電源電圧端子の電流値の変化は、例えば、電流値の基準値に対する変化率もしくは差分にしきい値を設定しておくことにより、又は、電流値に検出しきい値を予め設定しておくことにより、検出することができる。なお、過充電検出機能や放電過電流検出機能、放電過電流検出機能が働いたことに起因する電源電圧端子の電流値の変化の検出方法はこれらに限定されない。

本発明の二次電池保護用ＩＣの検査方法は、電源電圧端子の電圧又は充電器マイナス電位入力端子の電圧を各検出電圧に対する遅延時間以上の時間間隔をもって変化させなくても、電源電圧端子の電流値変化を監視しつつ、連続的に又は遅延時間未満の時間間隔で段階的に電源電圧端子の電圧又は充電器マイナス電位入力端子を変化させることにより、過充電検出電圧、放電過電流検出電圧又は充電過電流検出電圧を測定できるので、二次電池保護用ＩＣの過充電検出電圧検査、放電過電流検出電圧検査及び充電過電流検出電圧検査について、検査時間を短縮することができる。
電源電圧端子の電流値変化の監視は電流計を用いることにより行なうことができるので、本発明は、特別な測定機能を用いることなく、安価で低機能な半導体検査装置でも実現できる。
さらに、本発明は、テストモード回路を用いる必要がないので、二次電池保護用ＩＣの回路構成の複雑化及び歩留まりの低下を防止できる。

本発明の各局面で、遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に電源電圧端子の電圧又は充電器マイナス電位入力端子の電圧を上昇又は降下させる場合、当該電圧を所定量だけ上昇又は降下させるステップを電圧上昇ステップ又は電圧降下ステップとし、電源電圧端子の電流値の変化を検出するための基準値として１回前の電圧上昇ステップ又は電圧降下ステップにおける電流値を用いるようにしてもよい。電圧を段階的に変化させている間にも電流値は徐々に減っていき、テスト開始時電流値と検出時の電流測定値を比較する場合においてはテスト開始時電流値と検出時の電流測定値が同じくらいになってしまう場合も想定されるが、この局面はそのような誤測定になってしまうことを回避できるので、より正確な測定が可能になる。

過充電検出電圧を測定するための一実施例を説明するためのフローチャートである。 同実施例における過充電検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。 放電過電流検出電圧を測定するための一実施例を説明するためのフローチャートである。 同実施例における放電過電流検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。 充電過電流検出電圧を測定するための一実施例を説明するためのフローチャートである。 同実施例における充電過電流検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。 二次電池保護用ＩＣが搭載された二次電池保護モジュールを備えた電池パックを説明するためのブロック図である。 二次電池保護用ＩＣの概略的な外観図である。 従来の過充電検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。 従来の放電過電流検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。 従来の充電過電流検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。

図１は、過充電検出電圧を測定するための一実施例を説明するためのフローチャートである。図２は、この実施例における過充電検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。図２で、縦軸は電源電圧端子ＶＤＤの電圧（ＶＤＤ電圧）と電流（ＶＤＤ電流）を示し、横軸は時間を示す。図７及び図８も参照してこの実施例を説明する。

ステップＳ１：過充電検出電圧の設計値よりも低い電圧（テスト開始時電圧）を電源電圧端子ＶＤＤに供給する。二次電池保護用ＩＣ９のグランド端子ＶＳＳを接地電位に接続する。充電器マイナス電位入力端子Ｖ−に所定の電圧を供給する。過充電検出出力端子ＣＯＵＴ及び過放電検出出力端子ＤＯＵＴの電圧は電源電圧端子ＶＤＤと同じ電圧になる。電源電圧端子ＶＤＤの電流値の変化を監視する。
例えば、過充電検出電圧の設計値は４.２Ｖ、電源電圧端子ＶＤＤに供給するテスト開始時電圧は４.１９３Ｖ、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−に供給する電圧は−３Ｖであり、このときの電源電圧端子ＶＤＤの電流値（テスト開始時電流）は約４.０μＡ（マイクロアンペア）である。

ステップＳ２：電源電圧端子ＶＤＤの電流値に、テスト開始時の電流値に対して所定の電流値変化が生じたかどうかを判断する。例えば、所定の電流値変化は、テスト開始時の電流値（約４.０μＡ）に対して０.３μＡ以上上昇したときと設定される。電源電圧端子ＶＤＤにテスト開始時電圧が供給されている状態では電源電圧端子ＶＤＤの電流値に変化は生じていないので（Ｎｏ）、ステップ３に進む。なお、テスト開始時の電流値や、所定の電流値変化を検出するための基準値は一例であり、これらの値は被検査対象の二次電池保護用ＩＣの種類や製造プロセスでのパラメータ等によって異なることは言うまでもない。

ステップＳ３：電源電圧端子ＶＤＤの電圧を所定量だけ上昇させる（電圧上昇ステップ）。例えば、電源電圧端子ＶＤＤの電圧を１.０ｍＶ（ミリボルト）上昇させる。このとき、電源電圧端子ＶＤＤの電流値は約１０ｎＡ（ナノアンペア）減少する。ステップＳ２に戻って、電源電圧端子ＶＤＤの電流値に、テスト開始時の電流値に対して所定の電流値変化が生じたかどうかを判断する。二次電池保護用ＩＣ９の電源電圧端子ＶＤＤの電圧が過充電検出電圧以上になって過充電検出機能（例えば図７の過充電検出回路１１、ならびに発振回路２１及びカウンタ２３で構成される遅延回路２５）が動作すると、電源電圧端子ＶＤＤの電流値は例えば約４.４μＡに上昇する。ステップＳ２で電源電圧端子ＶＤＤに所定の電流値変化が生じるまでステップＳ３及びステップＳ２を繰り返す。電源電圧端子ＶＤＤの電圧を上昇させる時間間隔は、例えば１ミリ秒以下、ここでは５００マイクロ秒（μＳ）である。ただし、この時間間隔はこれらの時間に限定されない。この時間間隔は二次電池保護用ＩＣ９に設定された過充電検出遅延時間よりも短ければよく、例えば数百マイクロ秒であってもよい。また、電源電圧端子ＶＤＤの電圧を連続的に上昇させてもよい。二次電池保護用ＩＣ９が過充電を検出したとき、その検出信号が過充電検出出力端子ＣＯＵＴに出力されるまでには過充電検出遅延時間を要するが、過充電検出機能が働いた際の電源電圧端子ＶＤＤの電流値変化には遅延時間はないので、電源電圧端子ＶＤＤの電圧を上昇させる時間間隔を過充電検出遅延時間よりも短くすることができる。

ステップＳ４：ステップＳ２で電源電圧端子ＶＤＤに所定の電流値変化を検出したとき（Ｙｅｓ）に電源電圧端子ＶＤＤに供給されている電圧を過充電検出電圧とする。このように、この実施例では、電源電圧端子ＶＤＤの電流値変化を監視しつつ、過充電検出遅延時間未満の時間間隔（５００マイクロ秒間隔）で段階的に電源電圧端子ＶＤＤの電圧を上昇させることにより、過充電検出電圧を測定できる。

例えば、電源電圧端子ＶＤＤの電圧を上昇させる時間間隔が５００マイクロ秒、ステップ数が２０回の場合、過充電検出電圧測定に必要な時間は「５００マイクロ秒×２０回＝１００００マイクロ秒＝１０ミリ秒」である。従来技術は、過充電検出電圧測定に際して、電源電圧端子ＶＤＤの電圧を上昇させる時間間隔について過充電検出遅延時間（例えば５０ミリ秒）以上の時間が必要であり、ステップ数が２０回の場合、少なくとも「５０ミリ秒×２０回＝１０００ミリ秒＝１秒」の時間が必要であった。したがって、この実施例は、従来技術に比べて、過充電検出電圧測定時間を約１／１００に短縮することができる。過充電検出電圧測定には、プログラムの命令文における時間情報や測定値情報を読み取る時間などが含まれるため、実際には測定時間は１／１００にはならないが、この実施例は、１回の測定当り、従来技術では１秒かかっていた時間を１０ミリ秒に短縮、すなわち９９０ミリ秒の測定時間の短縮を実現できる。

図３は、放電過電流検出電圧を測定するための一実施例を説明するためのフローチャートである。図４は、この実施例における放電過電流検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。図４で、縦軸は充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧（Ｖ−電圧）と電源電圧端子ＶＤＤの電流（ＶＤＤ電流）を示し、横軸は時間を示す。図７及び図８も参照してこの実施例を説明する。

ステップＳ１１：放電過電流検出電圧の設計値よりも低い電圧（テスト開始時電圧）を充電器マイナス電位入力端子Ｖ−に供給する。二次電池保護用ＩＣ９のグランド端子ＶＳＳを接地電位に接続する。電源電圧端子ＶＤＤに所定の電圧を供給する。過充電検出出力端子ＣＯＵＴ及び過放電検出出力端子ＤＯＵＴの電圧は電源電圧端子ＶＤＤと同じ電圧になる。電源電圧端子ＶＤＤの電流値の変化を監視する。
例えば、放電過電流検出電圧の設計値は０.２Ｖ、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−に供給するテスト開始時電圧は０.１９３Ｖ、電源電圧端子に供給する電圧は３Ｖであり、このときの電源電圧端子ＶＤＤの電流値（テスト開始時電流）は約４.０μＡである。

ステップＳ１２：電源電圧端子ＶＤＤの電流値に、テスト開始時の電流値に対して所定の電流値変化が生じたかどうかを判断する。例えば、所定の電流値変化は、テスト開始時の電流値（約４.０μＡ）に対して０.３μＡ以上上昇したときと設定される。充電器マイナス電位入力端子Ｖ−にテスト開始時電圧が供給されている状態では電源電圧端子ＶＤＤの電流値に変化は生じていないので（Ｎｏ）、ステップ１３に進む。なお、テスト開始時の電流値や、所定の電流値変化を検出するための基準値は一例であり、これらの値は被検査対象の二次電池保護用ＩＣの種類や製造プロセスでのパラメータ等によって異なることは言うまでもない。

ステップＳ１３：充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を所定量だけ上昇させる（電圧上昇ステップ）。例えば、電源電圧端子ＶＤＤの電圧を１.０ｍＶ上昇させる。ステップＳ１２に戻って、電源電圧端子ＶＤＤの電流値に、テスト開始時の電流値に対して所定の電流値変化が生じたかどうかを判断する。二次電池保護用ＩＣ９の充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧が放電過電流検出電圧以上になって放電過電流検出機能（例えば図７の放電過電流検出回路１５、ならびに発振回路２１及びカウンタ２３で構成される遅延回路２５）が動作すると、電源電圧端子ＶＤＤの電流値は例えば約４.４μＡに上昇する。ステップＳ１２で電源電圧端子ＶＤＤに所定の電流値変化が生じるまでステップＳ１３及びステップＳ１２を繰り返す。充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を上昇させる時間間隔は、例えば１ミリ秒以下、ここでは５００マイクロ秒（μＳ）である。ただし、この時間間隔はこれらの時間に限定されない。この時間間隔は二次電池保護用ＩＣ９に設定された放電過電流検出遅延時間よりも短ければよく、例えば数百マイクロ秒であってもよい。また、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を連続的に上昇させてもよい。二次電池保護用ＩＣ９が放電過電流を検出したとき、その検出信号が過放電検出出力端子ＤＯＵＴに出力されるまでには放電過電流検出遅延時間を要するが、放電過電流検出機能が働いた際の電源電圧端子ＶＤＤの電流値変化には遅延時間はないので、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を上昇させる時間間隔を放電過電流検出遅延時間よりも短くすることができる。

ステップＳ１４：ステップＳ１２で電源電圧端子ＶＤＤに所定の電流値変化を検出したとき（Ｙｅｓ）に充電器マイナス電位入力端子Ｖ−に供給されている電圧を放電過電流検出電圧とする。このように、この実施例では、電源電圧端子ＶＤＤの電流値変化を監視しつつ、放電過電流検出遅延時間未満の時間間隔（５００マイクロ秒間隔）で段階的に充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を上昇させることにより、放電過電流検出電圧を測定できる。

例えば、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を上昇させる時間間隔が５００マイクロ秒、ステップ数が２０回の場合、放電過電流検出電圧測定に必要な時間は「５００マイクロ秒×２０回＝１００００マイクロ秒＝１０ミリ秒」である。従来技術は、放電過電流検出電圧測定に際して、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を上昇させる時間間隔について放電過電流検出遅延時間（例えば１０ミリ秒）以上の時間が必要であり、ステップ数が２０回の場合、少なくとも「１０ミリ秒×２０回＝２００ミリ秒」の時間が必要であった。したがって、この実施例は、１回の測定当り、従来技術では２００ミリ秒かかっていた時間を１０ミリ秒に短縮、すなわち１９０ミリ秒の測定時間の短縮を実現できる。

図５は、充電過電流検出電圧を測定するための一実施例を説明するためのフローチャートである。図６は、この実施例における充電過電流検出電圧検査時の測定時間を説明するための図である。図６で、縦軸は充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧（Ｖ−電圧）と電源電圧端子ＶＤＤの電流（ＶＤＤ電流）を示し、横軸は時間を示す。図７及び図８も参照してこの実施例を説明する。

ステップＳ２１：充電過電流検出電圧の設計値よりも高い電圧（テスト開始時電圧）を充電器マイナス電位入力端子Ｖ−に供給する。二次電池保護用ＩＣ９のグランド端子ＶＳＳを接地電位に接続する。電源電圧端子ＶＤＤに所定の電圧を供給する。過充電検出出力端子ＣＯＵＴ及び過放電検出出力端子ＤＯＵＴの電圧は電源電圧端子ＶＤＤと同じ電圧になる。電源電圧端子ＶＤＤの電流値の変化を監視する。
例えば、充電過電流検出電圧の設計値は−０.２Ｖ、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−に供給するテスト開始時電圧は−０.１９３Ｖ、電源電圧端子に供給する電圧は３Ｖであり、このときの電源電圧端子ＶＤＤの電流値（テスト開始時電流）は約４.０μＡである。

ステップＳ２２：電源電圧端子ＶＤＤの電流値に、テスト開始時の電流値に対して所定の電流値変化が生じたかどうかを判断する。例えば、所定の電流値変化は、テスト開始時の電流値（約４.０μＡ）に対して０.３μＡ以上上昇したときと設定される。充電器マイナス電位入力端子Ｖ−にテスト開始時電圧が供給されている状態では電源電圧端子ＶＤＤの電流値に変化は生じていないので（Ｎｏ）、ステップ２３に進む。なお、テスト開始時の電流値や、所定の電流値変化を検出するための基準値は一例であり、これらの値は被検査対象の二次電池保護用ＩＣの種類や製造プロセスでのパラメータ等によって異なることは言うまでもない。

ステップＳ２３：充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を所定量だけ降下させる（電圧降下ステップ）。例えば、電源電圧端子ＶＤＤの電圧を１.０ｍＶ降下させる。ステップＳ２２に戻って、電源電圧端子ＶＤＤの電流値に、テスト開始時の電流値に対して所定の電流値変化が生じたかどうかを判断する。二次電池保護用ＩＣ９の充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧が充電過電流検出電圧以下になって充電過電流検出機能（例えば図７の充電過電流検出回路１７、ならびに発振回路２１及びカウンタ２３で構成される遅延回路２５）が動作すると、電源電圧端子ＶＤＤの電流値は例えば約４.４μＡに上昇する。ステップＳ２２で電源電圧端子ＶＤＤに所定の電流値変化が生じるまでステップＳ２３及びステップＳ２２を繰り返す。充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を降下させる時間間隔は、例えば１ミリ秒以下、ここでは５００マイクロ秒（μＳ）である。ただし、この時間間隔はこれらの時間に限定されない。この時間間隔は二次電池保護用ＩＣ９に設定された充電過電流検出遅延時間よりも短ければよく、例えば数百マイクロ秒であってもよい。また、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を連続的に効果させてもよい。二次電池保護用ＩＣ９が充電過電流を検出したとき、その検出信号が過充電検出出力端子ＣＯＵＴに出力されるまでには充電過電流検出遅延時間を要するが、充電過電流検出機能が働いた際の電源電圧端子ＶＤＤの電流値変化には遅延時間はないので、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を降下させる時間間隔を充電過電流検出遅延時間よりも短くすることができる。

ステップＳ２４：ステップＳ２２で電源電圧端子ＶＤＤに所定の電流値変化を検出したとき（Ｙｅｓ）に充電器マイナス電位入力端子Ｖ−に供給されている電圧を充電過電流検出電圧とする。このように、この実施例では、電源電圧端子ＶＤＤの電流値変化を監視しつつ、充電過電流検出遅延時間未満の時間間隔（５００マイクロ秒間隔）で段階的に充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を降下させることにより、充電過電流検出電圧を測定できる。

例えば、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を降下させる時間間隔が５００マイクロ秒、ステップ数が２０回の場合、充電過電流検出電圧測定に必要な時間は「５００マイクロ秒×２０回＝１００００マイクロ秒＝１０ミリ秒」である。従来技術は、充電過電流検出電圧測定に際して、充電器マイナス電位入力端子Ｖ−の電圧を降下させる時間間隔について充電過電流検出遅延時間（例えば１０ミリ秒）以上の時間が必要であり、ステップ数が２０回の場合、少なくとも「１０ミリ秒×２０回＝２００ミリ秒」の時間が必要であった。したがって、この実施例は、１回の測定当り、従来技術では２００ミリ秒かかっていた時間を１０ミリ秒に短縮、すなわち１９０ミリ秒の測定時間の短縮を実現できる。

以上、本発明の実施例を説明したが、上記実施例における電圧値、電流値、時間設定、回路構成等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例は、電源電圧端子の電流値変化を検出するための基準値として、測定開始時の電源電圧端子の電流値を用いているが、当該基準値はこれに限定されない。例えば、当該基準値は、１回前の電圧上昇ステップ又は電圧降下ステップにおける電流値であってもよいし、予め設定された所定の電流値であってもよい。

また、上記実施例は、電源電圧端子の電流値変化を、電流値の基準値に対する差分にしきい値を設定しておくことにより検出しているが、電源電圧端子の電流値変化の検出方法はこれに限定されない。例えば、電源電圧端子の電流値変化の検出は、電流値の基準値に対する変化率を求めて行なってもよいし、電流値に検出しきい値を予め設定しておくことにより行なってもよい。

また、上記実施例は、図７及び図８を参照して説明した二次電池保護用ＩＣ９を用いているが、本発明が適用される二次電池保護用ＩＣはこれに限定されるものではなく、過充電検出回路、放電過電流検出回路、充電過電流検出回路、及びそれらの検出遅延時間を設定する遅延回路を備えた二次電池保護用ＩＣに本発明を適用できる。なお、過充電検出回路、放電過電流検出回路、充電過電流検出回路及びそれらの検出遅延時間を設定する遅延回路の回路構成は問わない。

本発明は、携帯電話やノートパソコン、ＰＤＡ等の各種電子機器に用いられる電池パックにおける二次電池を過充電や過放電、充電過電流、放電過電流から保護するための二次電池保護用ＩＣの検査に応用される。

３ 二次電池
９ 二次電池保護用ＩＣ
１１ 過充電検出回路
１５ 放電過電流検出回路
１７ 充電過電流検出回路
２５ 遅延回路
ＶＤＤ 電源電圧端子
Ｖ− 充電器マイナス電位入力端子

特開２００２−１７６７３０号公報

Claims (3)

1. 二次電池の過充電を検出するための過充電検出回路と、過充電の検出時間を所定の遅延時間で遅延させるための遅延回路とを備えた二次電池保護用ＩＣについて過充電検出電圧を測定するための二次電池保護用ＩＣの検査方法において、
   前記二次電池保護用ＩＣの電源電圧端子の電流値を監視しつつ、前記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に、前記電源電圧端子の電圧を過充電検出電圧の設計値よりも低い電圧から上昇させ、前記電源電圧端子の電流値の変化に基づいて過充電検出電圧を測定する際に、
   前記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に前記電源電圧端子の電圧を上昇させるときに当該電圧を所定量だけ上昇させるステップを電圧上昇ステップとし、前記電源電圧端子の電流値の変化を検出するための基準値として１回前の電圧上昇ステップにおける電流値を用いることを特徴とする二次電池保護用ＩＣの検査方法。
2. 二次電池の放電過電流を検出するための放電過電流検出回路と、放電過電流の検出時間を所定の遅延時間で遅延させるための遅延回路とを備えた二次電池保護用ＩＣについて放電過電流検出電圧を測定するための二次電池保護用ＩＣの検査方法において、
   前記二次電池保護用ＩＣの電源電圧端子の電流値を監視しつつ、前記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に、前記二次電池保護用ＩＣの充電器マイナス電位入力端子の電圧を放電過電流検出電圧の設計値よりも高い電圧から降下させ、前記電源電圧端子の電流値の変化に基づいて放電過電流検出電圧を測定する際に、
   前記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に前記充電器マイナス電位入力端子の電圧を降下させるときに当該電圧を所定量だけ降下させるステップを電圧降下ステップとし、前記電源電圧端子の電流値の変化を検出するための基準値として１回前の電圧降下ステップにおける電流値を用いることを特徴とする二次電池保護用ＩＣの検査方法。
3. 二次電池の充電過電流を検出するための充電過電流検出回路と、充電過電流の検出時間を所定の遅延時間で遅延させるための遅延回路とを備えた二次電池保護用ＩＣについて充電過電流検出電圧を測定するための二次電池保護用ＩＣの検査方法において、
   前記二次電池保護用ＩＣの電源電圧端子の電流値を監視しつつ、前記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に、前記二次電池保護用ＩＣの充電器マイナス電位入力端子の電圧を充電過電流検出電圧の設計値よりも低い電圧から上昇させ、前記電源電圧端子の電流値の変化に基づいて充電過電流検出電圧を測定する際に、
   前記遅延時間よりも短い時間間隔で段階的に前記充電器マイナス電位入力端子の電圧を上昇させるときに当該電圧を所定量だけ上昇させるステップを電圧上昇ステップとし、前記電源電圧端子の電流値の変化を検出するための基準値として１回前の電圧上昇ステップにおける電流値を用いることを特徴とする二次電池保護用ＩＣの検査方法。

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