JP6837899B2 - 充放電制御回路およびバッテリ装置 - Google Patents
充放電制御回路およびバッテリ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6837899B2 JP6837899B2 JP2017079892A JP2017079892A JP6837899B2 JP 6837899 B2 JP6837899 B2 JP 6837899B2 JP 2017079892 A JP2017079892 A JP 2017079892A JP 2017079892 A JP2017079892 A JP 2017079892A JP 6837899 B2 JP6837899 B2 JP 6837899B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- power supply
- terminal
- mos transistor
- supply terminal
- 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.)
- Active
Links
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 101150030566 CCS1 gene Proteins 0.000 description 3
- 101100332461 Coffea arabica DXMT2 gene Proteins 0.000 description 3
- 101100341123 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) IRA2 gene Proteins 0.000 description 3
- 101150104736 ccsB gene Proteins 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0063—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/0031—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits using battery or load disconnect circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
- H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0068—Battery or charger load switching, e.g. concurrent charging and load supply
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
- H02J7/007184—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage in response to battery voltage gradient
-
- H02J7/0072—
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
これは、充電制御出力回路、充電制御FETについても同様である。
また、本発明の一実施形態は、二次電池の第1電極に接続される第1電源端子と、前記二次電池の第2電極に接続される第2電源端子と、前記二次電池の放電を制御する放電制御FETのゲートに接続される放電制御端子と、前記放電制御端子に放電制御信号を出力する放電制御出力回路と、前記放電制御出力回路を制御する制御回路とを備え、前記放電制御出力回路は、前記第1電源端子の電圧が第1の所定の電圧より高く、かつ、前記放電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧よりも低い第1のクランプ電圧を前記放電制御端子に出力する第1クランプ電圧出力回路と、前記第1電源端子の電圧が前記第1の所定の電圧以下であり、かつ、前記放電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧を前記放電制御端子に出力する第1電源電圧出力回路と、前記第1電源端子の電圧が前記第1の所定の電圧以下であるか否かを判定する第1判定回路とを有し、前記第1クランプ電圧出力回路は、一端が前記第1電源端子に接続された第1定電流源と、前記第1定電流源の他端にゲートとドレインが接続された第1導電型の第1MOSトランジスタと、前記第1MOSトランジスタのソースと前記第2電源端子との間に電流経路を形成するよう接続され、ダイオード接続された少なくとも一つの第1導電型の第2MOSトランジスタと、前記第1MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第3MOSトランジスタと、一端が前記第3MOSトランジスタのソース及び前記放電制御端子に接続され、他端が前記第2電源端子に接続された第2定電流源とを含み、前記第1判定回路は、前記第1電源端子と前記第2電源端子との間に直列に接続された第1抵抗および第2抵抗と、非反転入力端子に前記第1抵抗と前記第2抵抗との接続点の電圧を受け、反転入力端子に第1の基準電圧を受ける第1コンパレータとを含み、前記第1電源電圧出力回路は、前記第1コンパレータの出力電圧をゲートに受け、ソースが前記第1電源端子に接続され、ドレインが前記放電制御端子に接続された第2導電型の第4MOSトランジスタを含むことを特徴とする充放電制御回路である。
また、本発明の一実施形態は、二次電池の第1電極に接続される第1電源端子と、前記二次電池の充電を制御する充電制御FETのゲートに接続される充電制御端子と、前記充電制御FETのソースに接続され、前記第1電源端子との間に充電器が接続される外部電圧入力端子と、前記充電制御端子に充電制御信号を出力する充電制御出力回路と、前記充電制御出力回路を制御する制御回路とを備え、前記充電制御出力回路は、前記第1電源端子の電圧が所定の電圧より高く、かつ、前記充電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧よりも低いクランプ電圧を前記充電制御端子に出力するクランプ電圧出力回路と、前記第1電源端子の電圧が前記所定の電圧以下であり、かつ、前記充電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧を前記充電制御端子に出力する電源電圧出力回路と、前記第1電源端子の電圧が前記所定の電圧以下であるか否かを判定する判定回路とを有し、前記クランプ電圧出力回路は、一端が前記第1電源端子に接続された第1定電流源と、前記第1定電流源の他端にゲートとドレインが接続された第1導電型の第1MOSトランジスタと、前記第1MOSトランジスタのソースと前記外部電圧入力端子との間に電流経路を形成するよう接続され、ダイオード接続された少なくとも一つの第1導電型の第2MOSトランジスタと、前記第1MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第3MOSトランジスタと、一端が前記第3MOSトランジスタのソース及び前記充電制御端子に接続され、他端が前記外部電圧入力端子に接続された第2定電流源とを含み、前記判定回路は、前記第1電源端子と前記外部電圧入力端子との間に直列に接続された第1抵抗および第2抵抗と、非反転入力端子に前記第1抵抗と前記第2抵抗との接続点の電圧を受け、反転入力端子に基準電圧を受けるコンパレータとを含み、前記電源電圧出力回路は、前記コンパレータの出力電圧をゲートに受け、ソースが前記第1電源端子に接続され、ドレインが前記充電制御端子に接続された第2導電型の第4MOSトランジスタを含むことを特徴とする充放電制御回路である。
図1は、本発明の一実施形態による充放電制御回路1を備えたバッテリ装置10を示す図である。
バッテリ装置10は、充放電制御回路1と、多セルの二次電池2と、充放電経路RT+、RT−と、充放電端子P+、P−と、充電制御FET3と、放電制御FET4とを備えている。充電制御FET3は、二次電池2への充電を制御する。放電制御FET4は、二次電池2からの放電を制御する。
充放電経路RT+は、二次電池2の第1電極2aに接続されている。充放電端子P+は、充放電経路RT+に設けられている。充放電経路RT−は、二次電池2の第2電極2bに接続されている。充放電端子P−は、充放電経路RT−に設けられている。充電制御FET3および放電制御FET4は、充放電経路RT−に配置されている。充電制御FET3のソースは、充放電端子P−に接続されている。充電制御FET3のドレインは、放電制御FET4のドレインに接続されている。放電制御FET4のソースは、二次電池2の第2電極2bに接続されている。
充放電端子P+と充放電端子P−との間には、充電器20および負荷30が並列に接続される。
第1電源端子1Aは、二次電池2の第1電極2aに接続されている。また、第1電源端子1Aは、充放電監視回路1aに接続されている。第2電源端子1Bは、二次電池2の第2電極2bに接続されている。また、第2電源端子1Bは、充放電監視回路1aに接続されている。充放電監視回路1aは、制御回路1bに接続されている。制御回路1bは、充電制御出力回路1cと放電制御出力回路1dとに接続されている。
充電制御出力回路1cは、充電制御端子1Cに接続されている。充電制御端子1Cは、充電制御FET3のゲートに接続されている。また、放電制御出力回路1dは、放電制御端子1Dに接続されている。放電制御端子1Dは、放電制御FET4のゲートに接続されている。
充放電監視回路1aは、二次電池2の充放電状態を監視する。制御回路1bは、充放電監視回路1aからの信号に基づいて、充電制御出力回路1cおよび放電制御出力回路1dを制御する。充電制御出力回路1cは、制御回路1bからの制御信号に基づいて、充電制御FET3に充電制御信号を出力する。放電制御出力回路1dは、制御回路1bからの制御信号に基づいて、放電制御FET4に放電制御信号を出力する。
放電制御出力回路1dは、放電制御FET4をオンさせる場合、かつ、第1電源端子1Aの電圧が所定の電圧より高い場合に、第1電源端子1Aの電圧よりも低いクランプ電圧を放電制御端子1Dに出力する。ここで、クランプ電圧は、放電制御FET4のゲート耐圧を超えず、かつ、放電制御FET4のゲートに印加された場合に放電制御FET4のオン抵抗値が所望の抵抗値以下になる電圧である。
また、放電制御出力回路1dは、放電制御FET4をオンさせる場合、かつ、第1電源端子1Aの電圧が上記所定の電圧以下の場合に、第1電源端子1Aの電圧を放電制御端子1Dに出力する。
なお、上記所定の電圧は、第1電源端子1Aの電圧が下がってきた場合に、所望のクランプ電圧を維持できなくなる電圧に設定される。
放電制御出力回路1d1は、クランプ電圧出力回路100と、判定回路200と、電源電圧出力回路300とを備えている。
NMOSトランジスタM6は、放電制御端子1DにLレベルの信号を出力する際のドライバとして設けられている。ただし、NMOSトランジスタM6は必須ではなく、これを削除し、PMOSトランジスタM5のPchオープンドレイン出力としても構わない。
放電制御FET4をオンさせる場合、制御回路1bはLレベルの信号を出力し、SW1、SW3、SW4がオン、SW2、SW5がオフとなる。図2は、この場合の各スイッチの状態を示している。このとき、NMOSトランジスタM6は、制御回路1bからのLレベルの信号をゲートに受けるためオフする。これにより、放電制御端子1DにHレベルの信号が出力される。
一方、放電制御FET4をオフさせる場合、SW1、SW3、SW4がオフ、SW2、SW5がオンとなり、各スイッチは、図2と反対の状態となる。このとき、NMOSトランジスタM6は、制御回路1bからのHレベルの信号をゲートに受けるためオンする。これにより、放電制御端子1DにLレベルの信号を出力が出力される。
このとき、NMOSトランジスタM21とゲート同士が接続された判定回路200内のNMOSトランジスタM1もオンするため、インバータINVの入力端子の電圧が低下していく。そして、この電圧がインバータINVの反転電圧を下回ると、インバータINVは、判定回路200の出力として、Hレベルの信号を出力する。こうして、判定回路200により、第1電源端子1Aの電圧が上記所定の電圧よりも高いことが判定される。
これにより、電源電圧出力回路300内のPMOSトランジスタM5のゲートがHレベルとなることから、PMOSトランジスタM5がオフとなる。NMOSトランジスタM6もオフしていることから、放電制御端子1Dには、ノードCに生成されたクランプ電圧が出力される。
このようにして、放電制御出力回路1d1は、第1電源端子1Aの電圧が上記所定の電圧より高い場合には、放電制御端子1Dに第1電源端子1Aの電圧よりも低いクランプ電圧を出力する。
判定回路200内のインバータINVの入力端子の電圧は、定電流源CCS3とNMOSトランジスタM1のインピーダンスによって決まることから、上述のように、NMOSトランジスタM1のインピーダンスが大きくなると、インバータINVの入力端子の電圧が上昇する。そして、この電圧がインバータINVの反転電圧を上回ると、インバータINVは、判定回路200の出力として、Lレベルの信号を出力する。こうして、判定回路200により、第1電源端子1Aの電圧が上記所定の電圧以下に低下したことが判定される。
これにより、電源電圧出力回路300内のPMOSトランジスタM5のゲートがLレベルとなることから、PMOSトランジスタM5がオンする。PMOSトランジスタM5がオンし、NMOSトランジスタM6はオフしていることから、放電制御出力回路1d1は、放電制御端子1Dに第1電源端子1Aの電圧を出力する。
このとき、NMOSトランジスタM4は、ソース電圧が高くなってオフするため、PMOSトランジスタM5の動作が妨げられることはない。
このようにして、放電制御出力回路1d1は、第1電源端子1Aの電圧が上記所定の電圧以下に低下したときに、放電制御端子1Dに第1電源端子1Aの電圧を出力する。
かかるドライバビリティの不足を補うため、本例では、ソースフォロア接続されたNMOSトランジスタM4を使用している。これによりドライバビリティが確保される。しかしながら、ノードCの電圧は、常にノードBの電圧からNMOSトランジスタM4の閾値電圧を減算した値となる。このため、第1電源端子1Aの電圧が低下した時に放電制御端子1Dに出力される電圧は第1電源端子1Aの電圧よりも低い電圧となり、放電制御FET4のオン抵抗値が上昇してしまうことになる。
したがって、本例の放電制御出力回路1d1の構成が有効となる。
本例の放電制御出力回路1d2は、スイッチSW4およびSW5が削除され、SW4−1、SW4−2、SW4−3が追加されている点と、判定回路200の回路構成において、図2に示す第1の具体例の放電制御出力回路1d1と異なっている。その他の点は、図2に示す放電制御出力回路1d1と同一であるため、同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
また、コンパレータCMPの出力端子は、PMOSトランジスタM5のゲートに接続されるとともに、スイッチSW4−3を介して第1電源端子1A接続されている。
放電制御FET4をオンさせる場合、制御回路1bはLレベルの信号を出力し、SW1、SW3、SW4−1がオン、SW2、SW4−2、SW4−3がオフとなる。図3は、この場合の各スイッチの状態を示している。このとき、NMOSトランジスタM6は、制御回路1bからのLレベルの信号をゲートに受けるためオフする。これにより、放電制御端子1DにHレベルの信号が出力される。
一方、放電制御FET4をオフさせる場合、SW1、SW3、SW4−1がオフ、SW2、SW4−2、SW4−3がオンとなり、各スイッチは、図3と反対の状態となる。このとき、NMOSトランジスタM6は、制御回路1bからのHレベルの信号をゲートに受けるためオンする。これにより、放電制御端子1DにLレベルの信号が出力される。
判定回路200においては、コンパレータCMPが第1電源端子1Aの電圧を抵抗R1と抵抗R2とで分圧した電圧と基準電圧Vrefとを比較し、比較結果を出力する。ここでは、第1電源端子1Aの電圧が上記所定の電圧より高いため、コンパレータCMPは、判定回路200の出力として、Hレベルの信号を出力する。こうして、判定回路200により、第1電源端子1Aの電圧が上記所定の電圧よりも高いことが判定される。
これにより、電源電圧出力回路300内のPMOSトランジスタM5のゲートがHレベルとなることから、PMOSトランジスタM5がオフとなる。NMOSトランジスタM6もオフしていることから、ノードCに生成されたクランプ電圧が放電制御端子1Dに出力される。
これにより、電源電圧出力回路300内のPMOSトランジスタM5のゲートがLレベルとなることから、PMOSトランジスタM5がオンする。PMOSトランジスタM5がオンし、NMOSトランジスタM6はオフしていることから、放電制御出力回路1d2は、放電制御端子1Dに第1電源端子1Aの電圧を出力する。
このとき、NMOSトランジスタM4は、ソース電圧が高くなってオフするため、PMOSトランジスタM5の動作が妨げられることはない。
このようにして、放電制御出力回路1d2は、第1電源端子1Aの電圧が上記所定の電圧以下に低下したときに、放電制御端子1Dに第1電源端子1Aの電圧を出力する。
すなわち、充電制御出力回路1cは、充電制御FET3をオンさせる場合、かつ、第1電源端子1Aの電圧が所定の電圧より高い場合に、第1電源端子1Aの電圧よりも低いクランプ電圧を充電制御端子1Cに出力する。ここで、クランプ電圧は、充電制御FET3のゲート耐圧を超えず、かつ、充電制御FET3のゲートに印加された場合に充電制御FET3のオン抵抗値が所望の抵抗値以下になる電圧である。
また、充電制御出力回路1cは、充電制御FET3をオンさせる場合、かつ、第1電源端子1Aの電圧が上記所定の電圧以下の場合に、第1電源端子1Aの電圧を充電制御端子1Cに出力する。
したがって、充電制御出力回路1cの第1の具体例および第2の具体例は、図示は省略するが、それぞれ図2および3に示す放電制御出力回路1dの第1の具体例である放電制御出力回路1d1および第2の具体例である放電制御出力回路1d2に対応した構成であって、第2電源端子1Bを外部電圧入力端子1Eに置き換え、放電制御端子1Dを充電制御端子1Cに置き換えた構成となる。
例えば、上記実施形態において、放電制御出力回路1dにおける所定の電圧と充電制御出力回路1cにおける所定の電圧とは、同一であっても異なっていてもよい。同一の場合は、放電制御FET4および充電制御FET3として、同じ耐圧のFETを用いることができ、異なっている場合は、放電制御出力回路1dおよび充電制御出力回路1cが出力する各クランプ電圧に合わせて、異なる耐圧のFETを用いることができる。
また、本発明は、二次電池が多セルである場合に特に有効であるため、上記実施形態では二次電池2が多セルである例を示したが、二次電池2を1セルとしてももちろん構わない。
さらに、上記実施形態では、放電制御出力回路1dおよび充電制御出力回路1cのそれぞれを、第1導電型MOSトランジスタとしてNMOSトランジスタを用い、第2導電型MOSトランジスタとしてPMOSトランジスタを用いて構成した例を示したが、これに限られない。放電制御FET4と充電制御FET3を充放電経路RT+側に配置し、放電制御出力回路1dおよび充電制御出力回路1c内のMOSトランジスタの導電型を入れ替えて、すなわち、第1導電型MOSトランジスタをPMOSトランジスタ、第2導電型MOSトランジスタをNMOSトランジスタとし、放電制御出力回路1dおよび充電制御出力回路1cの出力により充放電経路RT+側に配置された放電制御FET4と充電制御FET3をそれぞれ制御するように構成してもよい。
1A…第1電源端子
1B…第2電源端子
1C…充電制御端子
1D…放電制御端子
1E…外部電圧入力端子
1a…充放電監視回路
1b…制御回路
1c…充電制御出力回路
1d、1d1、1d2…放電制御出力回路
2…二次電池
10…バッテリ装置
20…充電器
30…負荷
P+、P−…充放電端子
RT+、RT−…充放電経路
100…クランプ電圧出力回路
200…判定回路
300…電源電圧出力回路
Claims (11)
- 二次電池の第1電極に接続される第1電源端子と、
前記二次電池の第2電極に接続される第2電源端子と、
前記二次電池の放電を制御する放電制御FETのゲートに接続される放電制御端子と、
前記放電制御端子に放電制御信号を出力する放電制御出力回路と、
前記放電制御出力回路を制御する制御回路とを備え、
前記放電制御出力回路は、
前記第1電源端子の電圧が第1の所定の電圧より高く、かつ、前記放電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧よりも低い第1のクランプ電圧を前記放電制御端子に出力する第1クランプ電圧出力回路と、
前記第1電源端子の電圧が前記第1の所定の電圧以下であり、かつ、前記放電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧を前記放電制御端子に出力する第1電源電圧出力回路と、
前記第1電源端子の電圧が前記第1の所定の電圧以下であるか否かを判定する第1判定回路とを有し、
前記第1クランプ電圧出力回路は、
一端が前記第1電源端子に接続された第1定電流源と、
前記第1定電流源の他端にゲートとドレインが接続された第1導電型の第1MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタのソースと前記第2電源端子との間に電流経路を形成するよう接続され、ダイオード接続された少なくとも一つの第1導電型の第2MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第3MOSトランジスタと、
一端が前記第3MOSトランジスタのソース及び前記放電制御端子に接続され、他端が前記第2電源端子に接続された第2定電流源とを含み、
前記第1判定回路は、
一端が前記第1電源端子に接続された第3定電流源と、
ドレインが前記第3定電流源の他端に接続され、前記第2MOSトランジスタのうちソースが前記第2電源端子に接続された前記第2MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第4MOSトランジスタと、
前記第4MOSトランジスタのドレインの電圧を受けるインバータとを含み、
前記第1電源電圧出力回路は、
前記インバータの出力をゲートに受け、ソースが前記第1電源端子に接続され、ドレインが前記放電制御端子に接続された第2導電型の第5MOSトランジスタを含むことを特徴とする充放電制御回路。 - 二次電池の第1電極に接続される第1電源端子と、
前記二次電池の第2電極に接続される第2電源端子と、
前記二次電池の放電を制御する放電制御FETのゲートに接続される放電制御端子と、
前記放電制御端子に放電制御信号を出力する放電制御出力回路と、
前記放電制御出力回路を制御する制御回路とを備え、
前記放電制御出力回路は、
前記第1電源端子の電圧が第1の所定の電圧より高く、かつ、前記放電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧よりも低い第1のクランプ電圧を前記放電制御端子に出力する第1クランプ電圧出力回路と、
前記第1電源端子の電圧が前記第1の所定の電圧以下であり、かつ、前記放電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧を前記放電制御端子に出力する第1電源電圧出力回路と、
前記第1電源端子の電圧が前記第1の所定の電圧以下であるか否かを判定する第1判定回路とを有し、
前記第1クランプ電圧出力回路は、
一端が前記第1電源端子に接続された第1定電流源と、
前記第1定電流源の他端にゲートとドレインが接続された第1導電型の第1MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタのソースと前記第2電源端子との間に電流経路を形成するよう接続され、ダイオード接続された少なくとも一つの第1導電型の第2MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第3MOSトランジスタと、
一端が前記第3MOSトランジスタのソース及び前記放電制御端子に接続され、他端が前記第2電源端子に接続された第2定電流源とを含み、
前記第1判定回路は、
前記第1電源端子と前記第2電源端子との間に直列に接続された第1抵抗および第2抵抗と、
非反転入力端子に前記第1抵抗と前記第2抵抗との接続点の電圧を受け、反転入力端子に第1の基準電圧を受ける第1コンパレータとを含み、
前記第1電源電圧出力回路は、
前記第1コンパレータの出力電圧をゲートに受け、ソースが前記第1電源端子に接続され、ドレインが前記放電制御端子に接続された第2導電型の第4MOSトランジスタを含むことを特徴とする充放電制御回路。 - 前記第1のクランプ電圧は、前記放電制御FETのゲート耐圧を超えず、かつ、前記放電制御FETのゲートに印加された場合に当該放電制御FETのオン抵抗値が所望の抵抗値以下になる電圧であることを特徴とする請求項1または2に記載の充放電制御回路。
- 前記二次電池の充電を制御する充電制御FETのゲートに接続される充電制御端子と、
前記充電制御FETのソースに接続され、前記第1電源端子との間に充電器が接続される外部電圧入力端子と、
前記充電制御端子に充電制御信号を出力する充電制御出力回路とをさらに備え、
前記制御回路は、さらに前記充電制御出力回路を制御し、
前記充電制御出力回路は、
前記第1電源端子の電圧が第2の所定の電圧より高く、かつ、前記充電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧よりも低い第2のクランプ電圧を前記充電制御端子に出力する第2クランプ電圧出力回路と、
前記第1電源端子の電圧が前記第2の所定の電圧以下であり、かつ、前記充電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧を前記充電制御端子に出力する第2電源電圧出力回路とを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の充放電制御回路。 - 前記第2のクランプ電圧は、前記充電制御FETのゲート耐圧を超えず、かつ、前記充電制御FETのゲートに印加された場合に当該充電制御FETのオン抵抗値が所望の抵抗値以下になる電圧であることを特徴とする請求項4に記載の充放電制御回路。
- 前記充電制御出力回路は、前記第1電源端子の電圧が前記第2の所定の電圧以下であるか否かを判定する第2判定回路をさらに有し、
前記第2クランプ電圧出力回路は、
一端が前記第1電源端子に接続された第4定電流源と、
前記第4定電流源の他端にゲートとドレインが接続された第1導電型の第6MOSトランジスタと、
前記第6MOSトランジスタのソースと前記外部電圧入力端子との間に電流経路を形成するよう接続され、ダイオード接続された少なくとも一つの第1導電型の第7MOSトランジスタと、
前記第6MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第8MOSトランジスタと、
一端が前記第8MOSトランジスタのソース及び前記充電制御端子に接続され、他端が前記外部電圧入力端子に接続された第5定電流源とを含み、
前記第2判定回路は、
一端が前記第1電源端子に接続された第6定電流源と、
ドレインが前記第6定電流源の他端に接続され、前記第7MOSトランジスタのうちソースが前記外部電圧入力端子に接続された前記第7MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第9MOSトランジスタと、
前記第9MOSトランジスタのドレインの電圧を受ける第2インバータとを含み、
前記第2電源電圧出力回路は、
前記第2インバータの出力をゲートに受け、ソースが前記第1電源端子に接続され、ドレインが前記充電制御端子に接続された第2導電型の第10MOSトランジスタを含むことを特徴とする請求項4または5に記載の充放電制御回路。 - 前記充電制御出力回路は、前記第1電源端子の電圧が前記第2の所定の電圧以下であるか否かを判定する第2判定回路をさらに有し、
前記第2クランプ電圧出力回路は、
一端が前記第1電源端子に接続された第4定電流源と、
前記第4定電流源の他端にゲートとドレインが接続された第1導電型の第6MOSトランジスタと、
前記第6MOSトランジスタのソースと前記外部電圧入力端子との間に電流経路を形成するよう接続され、ダイオード接続された少なくとも一つの第1導電型の第7MOSトランジスタと、
前記第6MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第8MOSトランジスタと、
一端が前記第8MOSトランジスタのソース及び前記充電制御端子に接続され、他端が前記外部電圧入力端子に接続された第5定電流源とを含み、
前記第2判定回路は、
前記第1電源端子と前記外部電圧入力端子との間に直列に接続された第3抵抗および第4抵抗と、
非反転入力端子に前記第3抵抗と前記第4抵抗との接続点の電圧を受け、反転入力端子に第2の基準電圧を受ける第2コンパレータとを含み、
前記第2電源電圧出力回路は、
前記第2コンパレータの出力電圧をゲートに受け、ソースが前記第1電源端子に接続され、ドレインが前記充電制御端子に接続された第2導電型の第9MOSトランジスタを含むことを特徴とする請求項4または5に記載の充放電制御回路。 - 二次電池の第1電極に接続される第1電源端子と、
前記二次電池の充電を制御する充電制御FETのゲートに接続される充電制御端子と、
前記充電制御FETのソースに接続され、前記第1電源端子との間に充電器が接続される外部電圧入力端子と、
前記充電制御端子に充電制御信号を出力する充電制御出力回路と、
前記充電制御出力回路を制御する制御回路とを備え、
前記充電制御出力回路は、
前記第1電源端子の電圧が所定の電圧より高く、かつ、前記充電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧よりも低いクランプ電圧を前記充電制御端子に出力するクランプ電圧出力回路と、
前記第1電源端子の電圧が前記所定の電圧以下であり、かつ、前記充電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧を前記充電制御端子に出力する電源電圧出力回路と、
前記第1電源端子の電圧が前記所定の電圧以下であるか否かを判定する判定回路とを有し、
前記クランプ電圧出力回路は、
一端が前記第1電源端子に接続された第1定電流源と、
前記第1定電流源の他端にゲートとドレインが接続された第1導電型の第1MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタのソースと前記外部電圧入力端子との間に電流経路を形成するよう接続され、ダイオード接続された少なくとも一つの第1導電型の第2MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第3MOSトランジスタと、
一端が前記第3MOSトランジスタのソース及び前記充電制御端子に接続され、他端が前記外部電圧入力端子に接続された第2定電流源とを含み、
前記判定回路は、
一端が前記第1電源端子に接続された第3定電流源と、
ドレインが前記第3定電流源の他端に接続され、前記第2MOSトランジスタのうちソースが前記外部電圧入力端子に接続された前記第2MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第4MOSトランジスタと、
前記第4MOSトランジスタのドレインの電圧を受けるインバータとを含み、
前記電源電圧出力回路は、
前記インバータの出力をゲートに受け、ソースが前記第1電源端子に接続され、ドレインが前記充電制御端子に接続された第2導電型の第5MOSトランジスタを含むことを特徴とする充放電制御回路。 - 二次電池の第1電極に接続される第1電源端子と、
前記二次電池の充電を制御する充電制御FETのゲートに接続される充電制御端子と、
前記充電制御FETのソースに接続され、前記第1電源端子との間に充電器が接続される外部電圧入力端子と、
前記充電制御端子に充電制御信号を出力する充電制御出力回路と、
前記充電制御出力回路を制御する制御回路とを備え、
前記充電制御出力回路は、
前記第1電源端子の電圧が所定の電圧より高く、かつ、前記充電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧よりも低いクランプ電圧を前記充電制御端子に出力するクランプ電圧出力回路と、
前記第1電源端子の電圧が前記所定の電圧以下であり、かつ、前記充電制御FETをオンさせる場合に、前記第1電源端子の電圧を前記充電制御端子に出力する電源電圧出力回路と、
前記第1電源端子の電圧が前記所定の電圧以下であるか否かを判定する判定回路とを有し、
前記クランプ電圧出力回路は、
一端が前記第1電源端子に接続された第1定電流源と、
前記第1定電流源の他端にゲートとドレインが接続された第1導電型の第1MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタのソースと前記外部電圧入力端子との間に電流経路を形成するよう接続され、ダイオード接続された少なくとも一つの第1導電型の第2MOSトランジスタと、
前記第1MOSトランジスタとカレントミラー接続された第1導電型の第3MOSトランジスタと、
一端が前記第3MOSトランジスタのソース及び前記充電制御端子に接続され、他端が前記外部電圧入力端子に接続された第2定電流源とを含み、
前記判定回路は、
前記第1電源端子と前記外部電圧入力端子との間に直列に接続された第1抵抗および第2抵抗と、
非反転入力端子に前記第1抵抗と前記第2抵抗との接続点の電圧を受け、反転入力端子に基準電圧を受けるコンパレータとを含み、
前記電源電圧出力回路は、
前記コンパレータの出力電圧をゲートに受け、ソースが前記第1電源端子に接続され、ドレインが前記充電制御端子に接続された第2導電型の第4MOSトランジスタを含むことを特徴とする充放電制御回路。 - 前記クランプ電圧は、前記充電制御FETのゲート耐圧を超えず、かつ、前記充電制御FETのゲートに印加された場合に当該充電制御FETのオン抵抗値が所望の抵抗値以下になる電圧であることを特徴とする請求項8または9に記載の充放電制御回路。
- 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の充放電制御回路を備えることを特徴とするバッテリ装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017079892A JP6837899B2 (ja) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | 充放電制御回路およびバッテリ装置 |
TW107112203A TWI749209B (zh) | 2017-04-13 | 2018-04-10 | 充放電控制電路以及電池裝置 |
KR1020180042123A KR102521403B1 (ko) | 2017-04-13 | 2018-04-11 | 충방전 제어 회로 및 배터리 장치 |
CN201810322866.2A CN108736535B (zh) | 2017-04-13 | 2018-04-11 | 充放电控制电路以及电池装置 |
US15/951,939 US10559968B2 (en) | 2017-04-13 | 2018-04-12 | Charge/discharge control circuit and battery apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017079892A JP6837899B2 (ja) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | 充放電制御回路およびバッテリ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018181616A JP2018181616A (ja) | 2018-11-15 |
JP6837899B2 true JP6837899B2 (ja) | 2021-03-03 |
Family
ID=63790990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017079892A Active JP6837899B2 (ja) | 2017-04-13 | 2017-04-13 | 充放電制御回路およびバッテリ装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10559968B2 (ja) |
JP (1) | JP6837899B2 (ja) |
KR (1) | KR102521403B1 (ja) |
CN (1) | CN108736535B (ja) |
TW (1) | TWI749209B (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6903456B2 (ja) * | 2017-03-15 | 2021-07-14 | 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 |
JP6966864B2 (ja) * | 2017-04-20 | 2021-11-17 | エイブリック株式会社 | バッテリ装置 |
JP6998850B2 (ja) * | 2018-09-21 | 2022-01-18 | エイブリック株式会社 | 定電流回路 |
JP2020137287A (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-31 | エイブリック株式会社 | 充放電制御回路、充放電制御装置及びバッテリ装置 |
TWI711373B (zh) * | 2019-08-12 | 2020-12-01 | 奇源科技有限公司 | 電源供應裝置 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3766677B2 (ja) * | 1997-06-09 | 2006-04-12 | 株式会社リコー | 充放電保護回路 |
US7528582B1 (en) * | 2003-01-21 | 2009-05-05 | Microsemi Corp. | Battery charging and discharging by using a bi-directional transistor |
US7456614B2 (en) * | 2003-10-27 | 2008-11-25 | Sony Corporation | Battery pack |
JP2005130664A (ja) * | 2003-10-27 | 2005-05-19 | Sony Corp | 電池パック |
US7595608B2 (en) * | 2006-03-10 | 2009-09-29 | Atmel Corporation | Gate driver for a battery pack |
JP4658855B2 (ja) * | 2006-05-09 | 2011-03-23 | ローム株式会社 | 充電回路およびそれを用いた電子機器 |
CN201004559Y (zh) * | 2006-12-29 | 2008-01-09 | 深圳市赛格导航科技股份有限公司 | 一种车载电子设备的备用电池充放电电路 |
CN201215817Y (zh) * | 2008-07-15 | 2009-04-01 | 无锡华润上华科技有限公司 | 一种锂电池保护电路 |
CN101404406B (zh) * | 2008-07-15 | 2011-08-03 | 无锡华润上华科技有限公司 | 一种锂电池保护电路 |
JP5439800B2 (ja) * | 2008-12-04 | 2014-03-12 | ミツミ電機株式会社 | 二次電池保護用集積回路装置及びこれを用いた二次電池保護モジュール並びに電池パック |
CN101783521B (zh) * | 2010-02-09 | 2012-05-30 | 深圳市盛弘电气有限公司 | 一种充放电动态均压电路及使用该电路的供电电源 |
JP5706649B2 (ja) * | 2010-09-08 | 2015-04-22 | セイコーインスツル株式会社 | 充放電制御回路及びバッテリ装置 |
JP5682423B2 (ja) * | 2011-04-04 | 2015-03-11 | ミツミ電機株式会社 | 電池保護回路及び電池保護装置、並びに電池パック |
JP5870763B2 (ja) * | 2012-03-02 | 2016-03-01 | ミツミ電機株式会社 | 二次電池監視装置および電池パック |
JP2014161186A (ja) * | 2013-02-20 | 2014-09-04 | Seiko Instruments Inc | スイッチ回路、半導体装置及びバッテリ装置 |
CN203278309U (zh) * | 2013-05-06 | 2013-11-06 | 深圳Tcl新技术有限公司 | 充电电池开关电路及装置 |
JP6066840B2 (ja) * | 2013-06-07 | 2017-01-25 | エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 | 充放電制御回路及びバッテリ装置 |
JP6370137B2 (ja) | 2014-07-09 | 2018-08-08 | エイブリック株式会社 | 充放電制御回路及びバッテリ装置 |
-
2017
- 2017-04-13 JP JP2017079892A patent/JP6837899B2/ja active Active
-
2018
- 2018-04-10 TW TW107112203A patent/TWI749209B/zh active
- 2018-04-11 CN CN201810322866.2A patent/CN108736535B/zh active Active
- 2018-04-11 KR KR1020180042123A patent/KR102521403B1/ko active IP Right Grant
- 2018-04-12 US US15/951,939 patent/US10559968B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI749209B (zh) | 2021-12-11 |
KR20180115630A (ko) | 2018-10-23 |
CN108736535B (zh) | 2023-06-09 |
US20180301921A1 (en) | 2018-10-18 |
CN108736535A (zh) | 2018-11-02 |
TW201840093A (zh) | 2018-11-01 |
JP2018181616A (ja) | 2018-11-15 |
KR102521403B1 (ko) | 2023-04-13 |
US10559968B2 (en) | 2020-02-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6837899B2 (ja) | 充放電制御回路およびバッテリ装置 | |
US10790679B2 (en) | Battery protection circuit and device, battery pack, and battery protection method | |
US10594146B2 (en) | Battery control circuit for multiple cells employing level shift circuits to avoid fault | |
KR102335018B1 (ko) | 충전 전압 제어 장치 | |
JP4720722B2 (ja) | ヒステリシスコンパレータ回路および電源切り替え回路 | |
US9459639B2 (en) | Power supply circuit with control unit | |
US9680466B2 (en) | Analog switch and multiplexer | |
JP4491917B2 (ja) | バッテリパック | |
US9374077B2 (en) | Switch circuit, semiconductor device, and battery device | |
US9791882B2 (en) | Voltage source | |
US20140361730A1 (en) | Bi-directional switching regulator and control circuit thereof | |
JP6458659B2 (ja) | スイッチング素子の駆動装置 | |
JP6446181B2 (ja) | 充電回路およびそれを利用した電子機器 | |
US11557963B2 (en) | Charge-pump control circuit and battery control circuit | |
US20140300999A1 (en) | Excess power protection circuit | |
US20170040823A1 (en) | Driver circuit and semiconductor relay including the same | |
US20160274615A1 (en) | Voltage switching circuit and power supply device | |
JP6718109B2 (ja) | 過電圧保護回路及び過電圧保護制御方法 | |
US11841721B2 (en) | Voltage regulator and in-vehicle backup power supply | |
JP6143819B2 (ja) | 定電圧回路及び電源システム | |
US10243374B2 (en) | Mobile device and method of managing charging current | |
JP2017192193A (ja) | 電池保護装置 | |
JP5619540B2 (ja) | 充電装置 | |
KR20160035110A (ko) | 배터리 보호 장치의 충방전 mosfet의 온-저항 값을 일정하게 유지하기 위한 제어 방법 및 이를 위한 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181116 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200406 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20201216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210115 |
|
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: 20210126 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210210 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6837899 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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |