TW202135418A - 充放電控制電路以及電池裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種無需另外設置保護電路便能夠保護充放電控制電路以及電池裝置免受逆連接狀態的影響的技術。充放電控制電路是電池裝置的充放電控制電路，所述電池裝置包括：二次電池；外部正極端子及外部負極端子；以及充電控制FET及放電控制FET，對二次電池的充放電進行控制，所述充放電控制電路包括：VDD端子，用來輸入電壓VDD；VSS端子，用來輸入電壓VSS；充電控制端子；放電控制端子；電壓檢測端子，用來輸入施加至外部正極端子的電壓；NMOS電晶體，將放電控制端子與電壓檢測端子聯繫；以及雙極電晶體，將NMOS電晶體的本體、汲極及源極作為基極、集極及射極。

Description

充放電控制電路以及電池裝置
本發明是有關於一種充放電控制電路以及電池裝置。
電池裝置包括二次電池以及充放電控制裝置，所述充放電控制裝置包括對所述二次電池的充放電進行控制的充放電控制電路。充放電控制裝置對二次電池的過充電、過放電、放電過電流及充電過電流進行檢測，並基於檢測結果來對二次電池的充放電進行控制。電池裝置藉由充放電控制裝置對二次電池的充放電進行控制，來保護二次電池免受過充電、過放電、放電過電流及充電過電流的影響（例如，參照專利文獻1）。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平11-178224號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，專利文獻1中所記載的電池裝置是未設想使充電器的極性反轉而連接於外部正極端子及外部負極端子的所謂的逆連接狀態而設計。
若具體地進行說明，則於將充電器逆連接於外部正極端子及外部負極端子的狀態下，對外部正極端子及外部負極端子施加充電器的逆電壓。因此，相當於充電器的電壓與二次電池的電壓之和的電壓被施加至二次電池的正極與外部正極端子之間。其結果，於設置於二次電池的正極與外部正極端子之間的充放電控制MOS電晶體中流動超過額定值的過大電流，充放電控制電路以及電池裝置可能會損傷。
另一方面，於專利文獻1中所記載的電池裝置中，針對充電器的逆連接的保護功能可藉由另外設置保護該電池裝置的保護電路來附加。但是，追加設置另外的保護電路會導致裝置的大型化。
本發明是鑒於上述情況而成，其目的在於提供一種無需另外設置保護電路便能夠保護電池裝置免受逆連接狀態的影響的充放電控制電路以及電池裝置。 [解決課題之手段]
本發明的充放電控制電路是包括二次電池、外部正極端子及外部負極端子、充電控制場效電晶體（Field Effect Transistor，FET）以及放電控制FET的電池裝置的充放電控制電路，所述外部正極端子及外部負極端子能夠連接負載及充電器的正極及負極，所述充電控制FET對所述二次電池的充電進行控制，所述放電控制FET對所述二次電池的放電進行控制，且所述充放電控制電路包括：第一電源電壓輸入端子，用來輸入由所述二次電池產生的第一電源電壓及第二電源電壓中的第一電源電壓；第二電源電壓輸入端子，用來輸入低於所述第一電源電壓的第二電源電壓；充電控制端子，與所述充電控制FET的閘極連接；放電控制端子，與所述放電控制FET的閘極連接；電壓檢測端子，用來輸入施加至所述外部正極端子的電壓；N型金屬氧化物半導體（N-type metal oxide semiconductor，NMOS）電晶體，將所述放電控制端子與所述電壓檢測端子聯繫；以及雙極電晶體，具有與所述NMOS電晶體的汲極連接的集極、與所述NMOS電晶體的源極連接的射極、以及與所述NMOS電晶體的本體及所述第二電源電壓輸入端子連接的基極。
本發明的充放電控制電路亦可更包括以下的（i）～（iii）中的至少一個特徵。 （i）更包括P型金屬氧化物半導體電晶體（P-type metal oxide semiconductor，PMOS），所述P型金屬氧化物半導體電晶體藉由與所述NMOS電晶體不同的路徑將所述放電控制端子與所述電壓檢測端子聯繫。 （ii）所述NMOS電晶體及所述雙極電晶體包括具有寄生雙極電晶體的NMOS電晶體。 （iii）形成於單一的半導體基板上。 另外，本發明的充放電控制電路亦可更包括以下的（iv）以及所述（ii）及（iii）中的至少一個特徵。 （iv）更包括升壓電路，所述升壓電路具有輸出高於所述第一電源電壓的電壓的輸出端，所述NMOS電晶體具有與所述升壓電路的輸出端連接的閘極。
本發明的電池裝置包括：上文所述的充放電控制電路；所述二次電池；所述外部負極端子；所述外部正極端子；以及所述充電控制FET及所述放電控制FET，連接於所述二次電池的正極與所述外部正極端子之間。 [發明的效果]
根據本發明，無需另外設置保護電路便可保護電池裝置免受逆連接狀態的影響。
以下，參照圖式對本發明的實施方式的充放電控制電路以及電池裝置進行說明。
[第一實施方式] 圖1是表示第一實施方式的電池裝置的構成例的電路圖。電池裝置1A是第一實施方式的電池裝置的一例，充放電控制電路20A是第一實施方式的充放電控制電路的一例。
電池裝置1A包括：充放電控制電路20A；二次電池SC；N型的MOS電晶體（以下，稱為「NMOS電晶體」）3、N型的MOS電晶體4；外部正極端子EB+；以及外部負極端子EB-。
充放電控制電路20A包括：作為第一電源電壓輸入端子的VDD端子21、作為第二電源電壓輸入端子的VSS端子22、充電控制端子23、放電控制端子24、以及電壓檢測端子25。
VDD端子21是用來輸入作為第一電源電壓的電壓VDD的端子。VDD端子21連接於二次電池SC的正極及NMOS電晶體3的源極。二次電池SC的正極、NMOS電晶體3的源極及VDD端子21的連接點形成節點N1。
VSS端子22是用來輸入作為第二電源電壓的電壓VSS的端子。VSS端子22經由電阻5連接於接地端子GND。電阻5的一端與外部負極端子EB-及二次電池SC的負極連接。電阻5的一端、外部負極端子EB-及二次電池SC的負極的連接點形成節點N2。如後所述，電阻5具有以下功能：限制在逆連接狀態下產生的自VSS端子22經由寄生雙極電晶體39a（後述的圖2）的基極-射極間二極體流向電壓檢測端子25的電流。
作為充電控制FET（場效電晶體）的NMOS電晶體3具有與充電控制端子23連接的閘極、與二次電池SC的正極及VDD端子21連接的源極、以及汲極，並對二次電池SC的充電進行控制。
作為放電控制FET的NMOS電晶體4具有與放電控制端子24連接的閘極、與NMOS電晶體3的汲極連接的汲極、以及與電壓檢測端子25短路的源極，並對二次電池SC的放電進行控制。NMOS電晶體4的源極與電壓檢測端子25的連接點形成節點N3。
外部正極端子EB+構成為能夠與負載及充電器的正極連接。外部正極端子EB+連接於節點N3。外部負極端子EB-構成為能夠與負載及充電器的負極連接。外部負極端子EB-連接於節點N2。
圖2是表示充放電控制電路20A的更具體的結構的電路圖。 充放電控制電路20A除了上文所述的VDD端子21、VSS端子22、充電控制端子23、放電控制端子24及電壓檢測端子25之外，亦包括：控制電路31；升壓電路32；P型的MOS電晶體（以下，稱為「PMOS電晶體」）33、P型的MOS電晶體34；位準移位器37、位準移位器38；NMOS電晶體39；以及寄生雙極電晶體39a。
控制電路31連接於VDD端子21與VSS端子22之間。另外，控制電路31經由升壓電路32、位準移位器37、位準移位器38而連接於PMOS電晶體33、PMOS電晶體34的閘極、NMOS電晶體39的閘極。控制電路31對升壓電路32的輸出電壓的導通及關斷、PMOS電晶體33、PMOS電晶體34的導通及關斷以及NMOS電晶體39的導通及關斷進行控制。
升壓電路32連接於VDD端子21與VSS端子22之間，且構成為能夠產生高於電壓VDD的電壓。另外，於充放電控制電路20A中，升壓電路32至少具有與充電控制端子23連接的輸出端以及與放電控制端子24連接的輸出端，作為輸出所產生的電壓的多個輸出端。升壓電路32具有與控制電路31連接的控制端子。升壓電路32基於自控制端子輸入的控制訊號，針對各自的每個輸出端來控制輸出電壓的導通及關斷。
PMOS電晶體33、PMOS電晶體34均具有以自汲極朝向源極的方向為正向的寄生二極體，且連接有相互的汲極。PMOS電晶體33的源極與放電控制端子24、升壓電路32的與放電控制端子24連接的輸出端及NMOS電晶體39的汲極連接。所述連接點形成節點N4。另外，PMOS電晶體33的閘極經由位準移位器37與控制電路31連接。
PMOS電晶體34的源極與NMOS電晶體39的源極及電壓檢測端子25連接。所述連接點形成節點N5。另外，PMOS電晶體34的閘極經由位準移位器38與控制電路31連接。
PMOS電晶體33、PMOS電晶體34形成將節點N4與節點N5之間，即放電控制端子24與電壓檢測端子25之間聯繫的路徑41。
NMOS電晶體39形成與路徑41不同的路徑且為將放電控制端子24與電壓檢測端子25之間聯繫的路徑42。另外，NMOS電晶體39於其汲極與源極之間，具有與NMOS電晶體39並聯連接的寄生雙極電晶體39a。
作為雙極電晶體的寄生雙極電晶體39a具有分別連接於NMOS電晶體39的汲極及源極的集極及射極、以及與VSS端子22連接的基極。另外，如後所述，寄生雙極電晶體39a的基極連接於NMOS電晶體39的本體。
如此，充放電控制電路20A於放電控制端子24與電壓檢測端子25之間具有：藉由PMOS電晶體33、PMOS電晶體34聯繫的路徑41；藉由NMOS電晶體39聯繫的路徑42；以及藉由寄生雙極電晶體39a聯繫的路徑43。
圖3是概略性地示出了充放電控制電路20A的部分剖面的結構圖。 圖4是概略性地示出了應用於充放電控制電路20A的NMOS電晶體39與寄生於NMOS電晶體39的寄生雙極電晶體39a的關係的概略圖。
充放電控制電路20A例如形成於P型的半導體基板50上。於半導體基板50上，於作為P型區域的基板區域51內形成有N型區域52、N型區域53。另外，於半導體基板50上經由絕緣層55形成有閘極54。 基板區域51、N型區域52、N型區域53及閘極54形成NMOS電晶體39的各端子。即，於半導體基板50上，形成有NMOS電晶體39，所述NMOS電晶體39具有作為基板區域51的本體、作為N型區域52的汲極、作為N型區域53的源極、以及閘極54。
另外，於NMOS電晶體39上，形成有將基板區域51、N型區域52及N型區域53分別作為基極、集極及射極的寄生雙極電晶體39a。
接著，以充放電控制電路20A以及電池裝置1A為例，對本實施方式的充放電控制電路以及電池裝置的作用（動作）及效果進行說明。
於充放電控制電路20A中，由控制電路31針對每個輸出端控制為導通或關斷的輸出電壓分別自升壓電路32供給至充電控制端子23及放電控制端子24。供給至充電控制端子23的電壓向NMOS電晶體3的閘極供給。供給至放電控制端子24的電壓向NMOS電晶體4的閘極供給。控制電路31藉由將升壓電路32的輸出電壓控制為導通或關斷，來對NMOS電晶體3、NMOS電晶體4的導通及關斷進行控制。
電池裝置1A於充電器CH或負載正確地連接於外部正極端子EB+及外部負極端子EB-的通常連接狀態下，於（1）通常狀態、（2）過充電狀態、（3）過放電狀態、（4）充電過電流狀態及（5）放電過電流狀態之間轉變。此處，所謂通常狀態，是指並非過充電狀態、過放電狀態、充電過電流狀態及放電過電流狀態中的任一狀態的狀態。
（1）於通常狀態下，NMOS電晶體3及NMOS電晶體4均導通。於通常狀態下，自由地進行來自充電器CH的充電及向負載的放電。
（2）過充電狀態是二次電池SC的電壓超過過充電檢測電壓的狀態。當二次電池SC的電壓自通常狀態起上升，並於所設定的時間內超過過充電檢測電壓時，自保護二次電池SC的觀點而言，充放電控制電路20A使NMOS電晶體3關斷。另外，即便於過充電狀態下，自維持能夠放電狀態的觀點而言，亦維持NMOS電晶體4的導通。當二次電池SC的電壓因放電而低於過充電解除電壓時，轉變為通常狀態。當轉變為通常狀態時，充放電控制電路20A使NMOS電晶體3導通。
（3）過放電狀態是二次電池SC的電壓因放電而低於過放電檢測電壓的狀態。當二次電池SC的電壓自通常狀態起下降，並於所設定的時間內低於過放電檢測電壓時，自抑制二次電池SC的消耗的觀點而言，充放電控制電路20A使NMOS電晶體4關斷。另外，即便於過放電狀態下，自維持能夠充電的狀態的觀點而言，亦維持NMOS電晶體3的導通。當二次電池SC的電壓因來自充電器CH的充電而超過過放電解除電壓時，轉變為通常狀態。當轉變為通常狀態時，充放電控制電路20A使NMOS電晶體4導通。
（4）充電過電流狀態是於所設定的時間內檢測到充電過電流的狀態。當自通常狀態起於所設定的時間內檢測到充電過電流時，自保護NMOS電晶體3及NMOS電晶體4的觀點而言，充放電控制電路20A使NMOS電晶體3關斷。於超過所設定的檢測解除時間亦未檢測到充電過電流的情況下，轉變為通常狀態。當轉變為通常狀態時，充放電控制電路20A使NMOS電晶體3導通。
（5）放電過電流狀態是於所設定的時間內檢測到放電過電流的狀態。當自通常狀態起於所設定的時間內檢測到放電過電流時，自保護NMOS電晶體3及NMOS電晶體4的觀點而言，充放電控制電路20A使NMOS電晶體4關斷。於超過所設定的檢測解除時間亦未檢測到放電過電流的情況下，轉變為通常狀態。當轉變為通常狀態時，充放電控制電路20A使NMOS電晶體4導通。
於充放電控制電路20A中，於通常連接狀態下，電壓VM於0[V]以上且於充電器CH的電壓VCH[V]以下變化。即，0≦VM≦VCH。於過放電狀態及放電過電流狀態下，為了停止來自二次電池SC的放電，控制電路31經由NMOS電晶體39的閘極電壓及位準移位器37、位準移位器38對PMOS電晶體33、PMOS電晶體34的閘極電壓進行控制。
藉由所述PMOS電晶體33、PMOS電晶體34及NMOS電晶體39的閘極電壓的控制，於通常連接狀態下，節點N4與節點N5之間以經由PMOS電晶體33、PMOS電晶體34及NMOS電晶體39中的至少一者連接的方式運作。換言之，控制PMOS電晶體33、PMOS電晶體34及NMOS電晶體39的閘極電壓，以使得路徑41、路徑42不會同時地成為非連接。
若使用PMOS電晶體33、PMOS電晶體34的臨限值電壓VTHP、NMOS電晶體39的臨限值電壓VTHN、電壓VDD及電壓VSS進行說明，則於電壓VM小於電壓VDD-臨限值電壓VTHN的區域（VM＜VDD-VTHN）中，NMOS電晶體39導通。再者，於通常連接狀態的情況下，電壓VM的下限成為0[V]（0≦VM≦VDD-VTHN）。
另外，於電壓VM超過電壓VSS+臨限值電壓VTHP且電壓VCH以下的區域（VSS+VTHP＜VM≦VCH）中，PMOS電晶體33、PMOS電晶體34導通。如此，根據電壓VM的高低，放電控制端子24與電壓檢測端子25經由能夠切換連接及非連接的路徑41及路徑42而連接。因此，於通常連接狀態（0≦VM≦VCH）下，放電控制端子24的電壓與電壓VM相等。
繼而，對以充電器CH的極性已反轉的狀態（使正負逆方向）連接於外部正極端子EB+及外部負極端子EB-的狀態，即充電器CH經逆連接的電池裝置1A的逆連接狀態進行說明。
圖5是表示逆連接狀態下的電池裝置1A的電路圖。再者，於圖5中，自保證圖的明瞭性的觀點而言，省略了圖2所示的一些符號。
於充電器CH逆連接於外部正極端子EB+及外部負極端子EB-的情況下，電池裝置1A的電路狀態轉變為（6）逆連接狀態。於逆連接狀態下，電壓檢測端子25的電壓VM成為-VCH（＜0），低於VSS端子22的電壓VSS。
（6）於逆連接狀態下，當寄生雙極電晶體39a的基極-射極間二極體的正向電壓以上的電壓施加至電壓檢測端子25與VSS端子22之間時，寄生雙極電晶體39a導通。藉由寄生雙極電晶體39a導通，放電控制端子24與電壓檢測端子25導通。藉由放電控制端子24與電壓檢測端子25的導通，NMOS電晶體4的閘極-源極間電壓成為0[V]，因此NMOS電晶體4關斷。 如此，於電池裝置1A中，於寄生雙極電晶體39a的基極-射極間二極體的正向電壓以上的電壓已施加至電壓檢測端子25與VSS端子22之間的狀態下，NMOS電晶體4切換為關斷狀態。因此，電池裝置1A能夠保護NMOS電晶體3、NMOS電晶體4免受由經逆連接的充電器CH產生的過大電流的影響。
根據充放電控制電路20A以及電池裝置1A，無需於充放電控制電路20A的外部另外設置保護電路，便可保護NMOS電晶體3及NMOS電晶體4免受於逆連接狀態下產生的過大電流的影響。
於充放電控制電路20A以及電池裝置1A中，能夠保護電池裝置1A免受逆連接狀態的影響的結構由MOS電晶體39及寄生雙極電晶體39a構成。MOS電晶體39及寄生雙極電晶體39a能夠形成於同一半導體基板50上，因此可較先前更省空間地提供一種能夠保護電池裝置1A免受逆連接狀態的影響的結構。
另外，充放電控制電路20A能夠包括MOS電晶體39及寄生雙極電晶體39a以外的構成元件地形成於半導體基板50上。因此，充放電控制電路20A可由單一的半導體基板形成，可將充放電控制電路20A以及電池裝置1A的大型化制止於最小限度。
[第二實施方式] 圖6是表示第二實施方式的充放電控制電路以及電池裝置的一例的充放電控制電路20B以及電池裝置1B的電路圖。
電池裝置1B相對於電池裝置1A，包括充放電控制電路20B來代替充放電控制電路20A。充放電控制電路20B相對於充放電控制電路20A，不同之處在於：省略了PMOS電晶體33、PMOS電晶體34及位準移位器37、位準移位器38；以及NMOS電晶體39的閘極並非與控制電路31，而是與升壓電路32連接，其他方面實質上沒有不同。 因此，於本實施方式中，以與充放電控制電路20A以及電池裝置1A的不同點為中心進行說明。另外，關於與充放電控制電路20A以及電池裝置1A實質上沒有不同的構成元件，標註相同的符號並省略與第一實施方式重覆的說明。
充放電控制電路20B相對於充放電控制電路20A，省略了將節點N4與節點N5之間連接的PMOS電晶體33、PMOS電晶體34、連接於PMOS電晶體33的閘極的位準移位器37、以及連接於PMOS電晶體34的閘極的位準移位器38。即，充放電控制電路20B包括：VDD端子21、VSS端子22、充電控制端子23、放電控制端子24及電壓檢測端子25、控制電路31、升壓電路32、NMOS電晶體39、以及寄生雙極電晶體39a。
升壓電路32具有將所施加的電壓VDD升壓並能夠輸出高於電壓VDD的電壓的多個輸出端。該些輸出端至少具有與充電控制端子23連接的輸出端、與放電控制端子24連接的輸出端、以及與NMOS電晶體39的閘極連接的輸出端32o。
NMOS電晶體39的汲極分別與放電控制端子24、及升壓電路32的與放電控制端子24連接的輸出端連接。所述連接點形成節點N4。另外，NMOS電晶體39的源極與電壓檢測端子25連接。所述連接點形成節點N5。
如此，充放電控制電路20B於放電控制端子24與電壓檢測端子25之間，具有藉由NMOS電晶體39聯繫的路徑42、以及藉由寄生雙極電晶體39a聯繫的路徑43。
繼而，以充放電控制電路20B以及電池裝置1B為例，對本實施方式的充放電控制電路以及電池裝置的作用（動作）及效果進行說明。
於充放電控制電路20B以及電池裝置1B中，藉由升壓電路32來控制NMOS電晶體39的閘極電壓，以便於停止放電的狀態下，節點N4與節點N5之間經由NMOS電晶體39連接。
具體而言，於充放電控制電路20B以及電池裝置1B中，設定為施加至NMOS電晶體39的閘極的電壓，即自輸出端32o輸出的電壓高於電壓VM+NMOS電晶體39的臨限值電壓VTHN。
於通常連接狀態下，與電池裝置1A同樣地，電池裝置1B於（1）通常狀態、（2）過充電狀態、（3）過放電狀態、（4）充電過電流狀態及（5）放電過電流狀態之間轉變。所述（1）通常狀態～（5）放電過電流狀態下的電池裝置1B的動作與電池裝置1A同樣。
（6）於充電器CH經逆連接的逆連接狀態（於圖6中由虛線所示的充電器CH的連接狀態）下，電池裝置1B及充放電控制電路20B與電池裝置1A及充放電控制電路20A同樣地發揮作用。
於逆連接狀態下，當寄生雙極電晶體39a的基極-射極間二極體的正向電壓以上的電壓施加至電壓檢測端子25與VSS端子22之間時，寄生雙極電晶體39a導通。藉由寄生雙極電晶體39a導通，NMOS電晶體4的閘極-源極電壓成為0[V]，因此NMOS電晶體4關斷。
如此，於電池裝置1B中，於寄生雙極電晶體39a的基極-射極間二極體的正向電壓以上的電壓已施加至電壓檢測端子25與VSS端子22之間的狀態下，NMOS電晶體4切換為關斷狀態。因此，電池裝置1B能夠保護NMOS電晶體3、NMOS電晶體4免受由經逆連接的充電器CH產生的過大電流的影響。
如上所述，與充放電控制電路20A以及電池裝置1A同樣地，充放電控制電路20B以及電池裝置1B包括充放電控制電路20B能夠保護電池裝置1B免受逆連接狀態的影響的結構，即MOS電晶體39及寄生雙極電晶體39a。另外，充放電控制電路20B以及電池裝置1B與充放電控制電路20A以及電池裝置1A同樣地發揮作用。
因此，根據充放電控制電路20B以及電池裝置1B，與充放電控制電路20A以及電池裝置1A同樣地，無需於充放電控制電路20B的外部另外設置保護電路，便可保護NMOS電晶體3及NMOS電晶體4。
另外，充放電控制電路20B中，MOS電晶體39及寄生雙極電晶體39a能夠形成於同一半導體基板50上。因此，可提供一種較先前的充放電控制電路以及電池裝置更省空間的充放電控制電路20B以及電池裝置1B。
進而，充放電控制電路20B能夠包括NMOS電晶體39及寄生雙極電晶體39a以及其他構成元件地形成於半導體基板50上。因此，可提供一種較先前的充放電控制電路以及電池裝置更緊湊的充放電控制電路20B以及電池裝置1B。
再者，本發明並不限定於上文所述的實施方式的原樣，於實施階段，除了上文所述的例子以外亦能夠以各種形態實施，可於不脫離發明的主旨的範圍內進行各種省略、置換、變更。
例如，於上文所述的實施方式中，與MOS電晶體39並聯連接的雙極電晶體為NMOS電晶體39的寄生雙極電晶體39a，但並不限定於NMOS電晶體39的寄生雙極電晶體39a。只要為與寄生雙極電晶體39a相同的連接結構，則與MOS電晶體39並聯連接的雙極電晶體亦可未必為NMOS電晶體39的寄生雙極電晶體39a。
另外，於上文所述的實施方式中，位準移位器37、位準移位器38的控制線是各別地設置，但不限定於此。若不需要各別地控制PMOS電晶體33、PMOS電晶體34的閘極電壓，則位準移位器37、位準移位器38的控制線亦可共用化。
於上文所述的實施方式中，說明了於VSS端子22與節點N2之間連接有電阻5的電池裝置1A、電池裝置1B，但於電池裝置1A、電池裝置1B中，電阻5亦可未必連接於VSS端子22與節點N2之間。即，於本實施方式的電池裝置中，電阻5能夠省略。
於電池裝置1A、電池裝置1B中，電阻5具有以下功能：限制在逆連接狀態下自VSS端子22經由寄生雙極電晶體39a的基極-射極間二極體流向電壓檢測端子25的電流。因此，若於逆連接狀態下經由寄生雙極電晶體39a的基極-射極間二極體流向電壓檢測端子25的電流即便不存在電阻5亦限制於允許範圍內，則於電池裝置1A、電池裝置1B中亦可省略電阻5。
上文所述的實施方式及其變形包含於發明的範圍或主旨中，並且包含於申請專利範圍所記載的發明及其均等的範圍內。
1A、1B:電池裝置 3:NMOS電晶體（充電控制FET） 4:NMOS電晶體（放電控制FET） 5:電阻 20A、20B:充放電控制電路 21:VDD端子（第一電源電壓輸入端子） 22:VSS端子（第二電源電壓輸入端子） 23:充電控制端子 24:放電控制端子 25:電壓檢測端子 31:控制電路 32:升壓電路 32o:輸出端 33、34:PMOS電晶體 37、38:位準移位器 39:NMOS電晶體 39a:寄生雙極電晶體（雙極電晶體） 41、42、43:路徑 50:半導體基板 51:基板區域（本體、基極） 52:N型區域（汲極、集極） 53:N型區域（源極、射極） 54:閘極 CH:充電器 EB+:外部正極端子 EB-:外部負極端子 GND:接地端子 N1～N5:節點 SC:二次電池 VDD、VM、VSS:電壓
圖1是概略性地示出了第一實施方式的電池裝置的構成例的電路圖。 圖2是概略性地示出了第一實施方式的充放電控制電路的構成例的電路圖。 圖3是概略性地示出了本實施方式的充放電控制電路的部分剖面的結構圖。 圖4是概略性地示出了應用於本實施方式的充放電控制電路的NMOS電晶體與寄生於所述NMOS電晶體的寄生雙極電晶體的關係的概略圖。 圖5是表示於本實施方式的電池裝置中充電器經逆連接的狀態的電路圖。 圖6是概略性地示出了第二實施方式的電池裝置及充放電控制電路的構成例的電路圖。
20A:充放電控制電路
21:VDD端子(第一電源電壓輸入端子)
22:VSS端子(第二電源電壓輸入端子)
23:充電控制端子
24:放電控制端子
25:電壓檢測端子
31:控制電路
32:升壓電路
33、34:PMOS電晶體
37、38:位準移位器
39:NMOS電晶體
39a:寄生雙極電晶體(雙極電晶體)
41、42、43:路徑
N4、N5:節點
VDD、VSS:電壓

Claims (8)

  1. 一種充放電控制電路，其是包括二次電池、外部正極端子及外部負極端子、充電控制場效電晶體以及放電控制場效電晶體的電池裝置的充放電控制電路，所述外部正極端子及外部負極端子能夠連接負載及充電器的正極及負極，所述充電控制場效電晶體對所述二次電池的充電進行控制，所述放電控制場效電晶體對所述二次電池的放電進行控制，且所述充放電控制電路的特徵在於包括： 第一電源電壓輸入端子，用來輸入由所述二次電池產生的第一電源電壓及第二電源電壓中的第一電源電壓； 第二電源電壓輸入端子，用來輸入低於所述第一電源電壓的第二電源電壓； 充電控制端子，與所述充電控制場效電晶體的閘極連接； 放電控制端子，與所述放電控制場效電晶體的閘極連接； 電壓檢測端子，用來輸入施加至所述外部正極端子的電壓； N型金屬氧化物半導體電晶體，將所述放電控制端子與所述電壓檢測端子聯繫；以及 雙極電晶體，具有與所述N型金屬氧化物半導體電晶體的汲極連接的集極、與所述N型金屬氧化物半導體電晶體的源極連接的射極以及與所述N型金屬氧化物半導體電晶體的本體及所述第二電源電壓輸入端子連接的基極。
  2. 如請求項1所述的充放電控制電路，更包括P型金屬氧化物半導體電晶體， 所述P型金屬氧化物半導體電晶體藉由與所述N型金屬氧化物半導體電晶體不同的路徑將所述放電控制端子與所述電壓檢測端子聯繫。
  3. 如請求項1所述的充放電控制電路，更包括升壓電路， 所述升壓電路具有輸出高於所述第一電源電壓的電壓的輸出端， 所述N型金屬氧化物半導體電晶體具有與所述升壓電路的輸出端連接的閘極。
  4. 如請求項1所述的充放電控制電路，其中 所述N型金屬氧化物半導體電晶體及所述雙極電晶體包括具有寄生雙極電晶體的N型金屬氧化物半導體電晶體。
  5. 如請求項2所述的充放電控制電路，其中 所述N型金屬氧化物半導體電晶體及所述雙極電晶體包括具有寄生雙極電晶體的N型金屬氧化物半導體電晶體。
  6. 如請求項3所述的充放電控制電路，其中 所述N型金屬氧化物半導體電晶體及所述雙極電晶體包括具有寄生雙極電晶體的N型金屬氧化物半導體電晶體。
  7. 如請求項1至請求項6中任一項所述的充放電控制電路，其中 所述充放電控制電路形成於單一的半導體基板上。
  8. 一種電池裝置，包括： 如請求項1至請求項7中任一項所述的充放電控制電路； 所述二次電池； 所述外部負極端子； 所述外部正極端子；以及 所述充電控制場效電晶體及所述放電控制場效電晶體，連接於所述二次電池的正極與所述外部正極端子之間。
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