TWI419432B - 充放電控制電路及充電式電源裝置 - Google Patents
充放電控制電路及充電式電源裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI419432B TWI419432B TW096129707A TW96129707A TWI419432B TW I419432 B TWI419432 B TW I419432B TW 096129707 A TW096129707 A TW 096129707A TW 96129707 A TW96129707 A TW 96129707A TW I419432 B TWI419432 B TW I419432B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- circuit
- terminal
- charge
- control circuit
- overcurrent
- Prior art date
Links
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
- H02J7/0029—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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H02J7/00304—Overcurrent protection
-
- 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本發明係關於控制二次電池之充放電的充放電控制電路與內建充放電控制電路之充電式電源裝置。
使用二次電池之充電式電源裝置，為保護二次電池，係使用檢測流經二次電池之過度充電或過度放電及負載之過電流，以控制二次電池之充放電的充放電控制電路。充放電控制電路為保護二次電池與降低電流消耗，係經各種精心設計並有提案一種如專利文獻1所示之電路。
圖7表示習知充電式電源裝置。
習知充電式電源裝置，電流係從二次電池透過開關電路102流至連接於外部端子105與106間之負載103，在連接於外部端子106之過電流檢測端子113高於過電流檢測電壓時，充放電控制電路210便控制使開關電路102斷開。該狀態稱為過電流檢出狀態。
在過電流檢出狀態下，下拉電路219之N通道電晶體251與開關電路220之N通道電晶體252即導通，過電流檢測端子113透過電阻253被下拉至VSS端子112。呈過電流檢出狀態後，從外部端子105與106移除負載103時，過電流檢測端子113之電壓便逐漸接近於VSS，在低於過電流檢測電壓時，充放電控制電路210即解除過電流檢出狀態並使開關電路102導通。
上述電路之動作稱為自動復原動作。又，自動復原時外部端子105與106間的阻抗稱為自動復原阻抗。
又，在將充電器104連接於外部端子105與106之間，且二次電池高於所定電壓值的過度充電狀態下，充放電控制電路210即控制使開關電路102斷開。該狀態稱為過度充電檢出狀態。
在過度充電檢出狀態下，由於充電器104導致過電流檢測端子113之電壓低於VSS，因此充放電控制電路210即斷開開關電路220之N通道電晶體252，以防止充電電流通過下拉電路219之電阻253及寄生二極體254流動。
[專利文獻1]日本特開2002－238173
然而，在上述習知充電式電源裝置，有因以下說明之現象而使電流消耗增大的課題。
圖8係習知充放電控制電路210之下拉電路與開關電路的剖面圖。在過電流檢出狀態下，由於過電流檢測端子113通過外部端子106、負載103、及外部端子105被上提至VDD端子111，因此基極電流會從過電流檢測端子113流入N通道電晶體252之P井，寄生雙載子電晶體501即導通，電流便從VDD端子111經過電阻253流向VSS端子112，因而有充放電控制電路之電流消耗增大的課題。
再者，為能自動復原必須在寄生雙載子電晶體501不導通前降低前述基極電流，亦即必須增大自動復原阻抗。然而，由於上述開關電路與下拉電路自動復原阻抗係依二次電池101之電壓呈非線性變化，因此有自動復原阻抗之計算複雜的課題。
因此，本發明之目的在於提供解決上述課題，在過電流檢出狀態下，消耗電流較低並易於計算自動復原阻抗且使用性良好的充放電保護電路。
為達成上述目的，本發明提供一種充放電控制電路，係由監測二次電池之電壓以檢測二次電池之過度充電的過度充電檢測電路；藉由過電流檢測端子之電壓，監測流至控制二次電池與外部端子之開關電路的電流，以檢測出過電流的過電流檢測電路；藉由各檢測電路之訊號以控制開關電路之開閉的充放電控制電路；以及藉由充放電控制電路控制在過電流檢出狀態時，將過電流檢測端子下拉的下拉電路所構成，其特徵為：具備在充電器連接於下拉電路與VSS端子之間時，藉由充電器檢測電路之訊號切斷下拉電路與VSS端子之連接的開關電路。
根據本發明之充放電控制電路及充電式電源裝置，可提供在過電流檢出狀態下，電流消耗較低並易於計算自動復原阻抗且使用性良好的充電式電源裝置及充放電保護電路。
圖1係第1實施例之充電式電源裝置的電路方塊。
充電式電源裝置100，係由可充放電之二次電池101、可調整充放電電流以作為電流調整手段之開關電路102、外部端子105及106、以及控制開關電路102之充放電控制電路110所構成。於外部端子105及106之間，係連接例如行動電話等負載103或充電器104。
以此方式構成之充電式電源裝置，在負載103連接於外部端子105及106時，與負載對應之電流會流至開關電路102。此處，連接於外部端子106之過電流檢測端子113，在高於基準電壓電路132之電壓的過電流狀態下，便從比較器131輸出檢測訊號至內部控制電路116。內部控制電路116經過輸出端子114對開關電路102輸出控制訊號以停止放電。該狀態稱為過電流檢出狀態。內部控制電路116亦有在控制訊號設置所定延遲時間的情形。
在過電流檢出狀態下，下拉電路119之N通道電晶體151與開關電路120之N通道電晶體152即導通，過電流檢測端子113便經過電阻153被下拉至VSS端子112。因此，呈過電流檢出狀態後，從外部端子105與106將負載103移除時，過電流檢測端子113之電壓便逐漸接近於VSS端子，在低於基準電壓電路132之電壓時，便解除過電流檢出狀態。該動作稱為自動復原動作，又，自動復原時外部端子105與106間的阻抗稱為自動復原阻抗。
其次，當充電器104連接於外部端子105與106時，在二次電池101以電阻123與電阻124分壓之電壓高於基準電壓電路132之電壓的過充電狀態下，便從比較器121輸出檢測訊號至內部控制電路116。內部控制電路116經過輸出端子114對開關電路102輸出控制訊號以停止充電。該狀態稱為過度充電檢出狀態。內部控制電路116亦有在控制訊號設置所定延遲時間的情形。
在過度充電檢出狀態下，由於充電器104導致過電流檢測端子113之電壓低於VSS端子112之電壓，因此N通道電晶體142即導通，並以定電流電路141將被上提之N通道電晶體142的汲極下拉至過電流檢測端子113之電壓。藉此，斷開開關電路120之N通道電晶體152，以防止充電電流流經下拉電路119之電阻153及寄生二極體154。又，各輸出端子114與開開關電路102亦有個別設置充電用與放電用之情形。
圖2係第1實施例之下拉電路與開關電路的剖面圖。
在過電流檢出狀態下，過電流檢測端子113以負載103上被提至VDD端子111。此處，由於N通道電晶體151導通，電流從電阻153流入N通道電晶體152。然而，由於N通道電晶體152亦導通，因此P井之電壓便變成VSS端子112之電壓，寄生雙載子不導通，充放電控制電路之電流消耗並不增加。
再者，由於寄生雙載子不導通，因此自動復原阻抗能以下式簡單表示。
RZ＝(VDD/VREF－1)×RPD (式1)其中，RZ為自動復原阻抗、VDD為二次電池101之電壓、VREF為基準電壓電路132之電壓、RPD為下拉電路119之電阻值。
是以，根據上述第1實施例之充電式電源裝置，可提供在過電流檢出狀態下電流消耗較低，並易於計算自動復原阻抗且使用性良好的充電式電源裝置及充放電保護電路。
圖3係第2實施例之充電式電源裝置的電路方塊。
與第1實施例之充電式電源裝置的差異，在於下拉電路319之連接關係。亦即，電阻353連接於過電流檢測端子113，且N通道電晶體351與寄生二極體354連接於電阻353。其他構成及檢測動作與第1實施例之充電式電源裝置相同。
圖4係第2實施例之下拉電路與開關電路的剖面圖。
在過電流檢出狀態下，過電流檢測端子113以負載103被上提至VDD端子111。此處，由於N通道電晶體351導通，因此電流從電阻353流入N通道電晶體152。然而，由於N通道電晶體152亦導通，因此P井之電壓便變成VSS端子112之電壓，寄生雙載子不導通，充放電控制電路之電流消耗並不增加。
是以，可得到與第1實施例相同之效果。再者，圖4之下拉電路與開關電路中，由於P井能共通因此可縮小電路面積。
圖5係第3實施例之充電式電源裝置的電路方塊。
與第1實施例之充電式電源裝置的差異，在於下拉電路419之構成。亦即，下拉電路419僅以N通道電晶體451與寄生二極體454構成，並以調整N通道電晶體451之尺寸來獲得所定阻抗值以取代電阻153。其他構成及檢測動作與第1實施例之充電式電源裝置相同。
圖6係第3實施例之下拉電路與開關電路的剖面圖。
在過電流檢出狀態下，過電流檢測端子113以負載103被上提至VDD端子111。此處，由於N通道電晶體451已導通，因此電流流入N通道電晶體152。然而，由於N通道電晶體152亦導通，因此P井之電壓便變成VSS端子112之電壓，寄生雙載子不導通，充放電控制電路之電流消耗並不增加。
是以，可得到與第1實施例相同之效果。再者，圖6之下拉電路與開關電路中，由於P井能共通因此可縮小電路面積。
100,200,300,400．．．充電式電源裝置
101．．．二次電池
102．．．開關電路
103．．．負載
104．．．充電器
110,210,310,410．．．充放電控制電路
115．．．過度充電檢測電路
116．．．內部控制電路
117．．．過電流檢測電路
118．．．充電器檢測電路
119,219,319,419．．．下拉電路
120,220．．．開關電路
121,131．．．比較器
122,132．．．基準電壓
141．．．定電流電路
154,254,354,454．．．寄生二極體
501．．．寄生雙載子電晶體
[圖1]係表示第1實施例之充電式電源裝置的電路方塊。
[圖2]係第1實施例之充放電控制電路之下拉電路與開關電路的剖面圖。
[圖3]係表示第2實施例之充電式電源裝置的電路方塊。
[圖4]係第2實施例之充放電控制電路之下拉電路與開關電路的剖面圖。
[圖5]係表示第3實施例之充電式電源裝置的電路方塊。
[圖6]係第3實施例之充放電控制電路之下拉電路與開關電路的剖面圖。
[圖7]係習知充電式電源裝置的電路方塊。
[圖8]係習知充放電控制電路之下拉電路與開關電路的剖面圖。
100．．．充電式電源裝置
101．．．二次電池
102．．．開關電路
103．．．負載
104．．．充電器
105,106．．．外部端子
110．．．充放電控制電路
111．．．VDD端子
112．．．VSS端子
113．．．過電流檢測端子
114．．．輸出端子
115．．．過度充電檢測電路
116．．．內部控制電路
117．．．過電流檢測電路
118．．．充電器檢測電路
119．．．下拉電路
120．．．開關電路
121．．．比較器
122,132．．．基準電壓電路
123,124,153．．．電阻
131．．．比較器
141．．．定電流電路
142,151,152．．．N通道電晶體
154．．．寄生二極體
Claims (5)
- 一種充放電控制電路，係監測二次電池之電壓或電流以控制外部端子與二次電池之連接；其特徵為：具備：監測過電流檢測端子之電壓，以檢測出過電流狀態的過電流檢測電路；接受前述過電流檢測電路之輸出，以控制前述外部端子與前述二次電池之連接的控制電路；連接於前述過電流檢測端子，並在前述過電流狀態下將前述過電流檢測端子以所定電阻值與VSS端子連接的下拉電路；連接於前述過電流檢測端子，以檢測出充電器已連接於前述外部端子的充電器連接檢測電路；以及連接於前述下拉電路與前述VSS端子之間，並藉由前述充電器連接檢測電路之輸出來控制的開關電路；前述下拉電路，係以前述過電流檢測端子與汲極連接、前述開關電路與源極連接、前述控制電路與閘極連接的N通道電晶體所構成。
- 如申請專利範圍第1項所記載之充放電控制電路，其中，在前述N通道電晶體之源極與前述開關電路之間具備有電阻。
- 如申請專利範圍第1項所記載之充放電控制電路，其中，在前述過電流檢測端子與前述N通道電晶體的汲極之間具備有電阻。
- 如申請專利範圍第1~3項中任一項所記載之充放電控制電路，其中，前述N通道電晶體與構成前述開關電路之第2 N通道電晶體之源極及基板為相同電壓。
- 一種充電式電源裝置，其特徵為具備：連接負載或充電器的外部端子；連接於前述外部端子之可充放電的二次電池；連接於前述外部端子與前述二次電池之間的充放電控制開關；以及監測前述二次電池之電壓或電流以控制前述充放電控制開關之申請專利範圍第1~4項中任一項所記載的充放電控制電路。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006219195A JP4616222B2 (ja) | 2006-08-11 | 2006-08-11 | 充放電制御回路および充電式電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200828726A TW200828726A (en) | 2008-07-01 |
| TWI419432B true TWI419432B (zh) | 2013-12-11 |
Family
ID=39050085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW096129707A TWI419432B (zh) | 2006-08-11 | 2007-08-10 | 充放電控制電路及充電式電源裝置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7737663B2 (zh) |
| JP (1) | JP4616222B2 (zh) |
| KR (1) | KR101117445B1 (zh) |
| CN (1) | CN101123356B (zh) |
| TW (1) | TWI419432B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4777920B2 (ja) * | 2007-02-21 | 2011-09-21 | セイコーインスツル株式会社 | 充放電制御回路及び充電式電源装置 |
| CN101340084B (zh) * | 2008-08-12 | 2012-09-05 | 北京中星微电子有限公司 | 放电过流保护恢复驱动电路、电池保护电路及*** |
| CN103080759A (zh) * | 2010-09-10 | 2013-05-01 | 三菱电机株式会社 | 蓄电模块过电压检测装置 |
| TWI473386B (zh) * | 2011-09-02 | 2015-02-11 | Askey Technology Jiangsu Ltd | 備用電池充電電路 |
| JP6143492B2 (ja) * | 2013-02-26 | 2017-06-07 | エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 | 充放電制御回路、充放電制御装置及びバッテリ装置 |
| JP6370191B2 (ja) * | 2013-12-11 | 2018-08-08 | エイブリック株式会社 | バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置 |
| JP2015220771A (ja) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | セイコーインスツル株式会社 | 充放電制御回路およびバッテリ装置 |
| JP6301188B2 (ja) * | 2014-05-14 | 2018-03-28 | 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 |
| CN104348233B (zh) * | 2014-11-19 | 2017-11-28 | 无锡中感微电子股份有限公司 | 电池保护电路及*** |
| JP6688568B2 (ja) * | 2015-06-30 | 2020-04-28 | エイブリック株式会社 | 充放電制御回路、充放電制御装置およびバッテリ装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5959436A (en) * | 1997-02-04 | 1999-09-28 | Seiko Instruments Inc. | Charge and discharge control circuit having low voltage detecting means for preventing charging of an abnormal cell |
| TW417321B (en) * | 1998-04-17 | 2001-01-01 | Seiko Instr Inc | Charging and discharging control circuit and charging type power supply device |
| US6316915B1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-11-13 | Ricoh Company, Ltd. | Charge/discharge protection circuit and battery pack having the charge/discharge protection circuit |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3471321B2 (ja) * | 2000-05-12 | 2003-12-02 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 充放電制御回路および充電式電源装置 |
| CN100394670C (zh) * | 2000-05-12 | 2008-06-11 | 精工电子有限公司 | 充电/放电控制电路和充电式电源装置 |
| US6501248B2 (en) * | 2000-09-28 | 2002-12-31 | Ricoh Company, Ltd. | Charge/discharge protection apparatus having a charge-state overcurrent detector, and battery pack including the same |
| JP3665574B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2005-06-29 | セイコーインスツル株式会社 | 充放電制御回路と充電式電源装置 |
| JP2006121900A (ja) * | 2006-01-05 | 2006-05-11 | Ricoh Co Ltd | 充放電保護回路および該充放電保護回路を有するバッテリーパック |
-
2006
- 2006-08-11 JP JP2006219195A patent/JP4616222B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-08-07 US US11/835,027 patent/US7737663B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-10 KR KR1020070080534A patent/KR101117445B1/ko active IP Right Grant
- 2007-08-10 CN CN2007101409167A patent/CN101123356B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-08-10 TW TW096129707A patent/TWI419432B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5959436A (en) * | 1997-02-04 | 1999-09-28 | Seiko Instruments Inc. | Charge and discharge control circuit having low voltage detecting means for preventing charging of an abnormal cell |
| TW417321B (en) * | 1998-04-17 | 2001-01-01 | Seiko Instr Inc | Charging and discharging control circuit and charging type power supply device |
| US6316915B1 (en) * | 1999-11-02 | 2001-11-13 | Ricoh Company, Ltd. | Charge/discharge protection circuit and battery pack having the charge/discharge protection circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101123356A (zh) | 2008-02-13 |
| JP4616222B2 (ja) | 2011-01-19 |
| CN101123356B (zh) | 2011-10-05 |
| TW200828726A (en) | 2008-07-01 |
| US7737663B2 (en) | 2010-06-15 |
| JP2008048478A (ja) | 2008-02-28 |
| US20080036422A1 (en) | 2008-02-14 |
| KR101117445B1 (ko) | 2012-02-29 |
| KR20080014684A (ko) | 2008-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI419432B (zh) | 充放電控制電路及充電式電源裝置 | |
| KR102101315B1 (ko) | 보호 기능 부착 충전 제어 장치 및 전지팩 | |
| US8193774B2 (en) | Battery pack | |
| US10622819B2 (en) | Rechargeable battery protection integrated circuit, rechargeable battery protection device, and battery pack | |
| US7719235B2 (en) | Charge/discharge protection circuit and power-supply unit | |
| US10090690B2 (en) | Secondary battery protection circuit | |
| US7791315B2 (en) | Battery state monitoring circuit and battery device | |
| JP3665574B2 (ja) | 充放電制御回路と充電式電源装置 | |
| US8471530B2 (en) | Battery state monitoring circuit and battery device | |
| KR20140108143A (ko) | 충방전 제어 회로 및 배터리 장치 | |
| JP2011097772A (ja) | バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置 | |
| US6605925B2 (en) | Power source circuit | |
| JP2003174720A (ja) | 二次電池の保護回路及び保護回路用ｉｃ | |
| US8378635B2 (en) | Semiconductor device and rechargeable power supply unit | |
| TW201304413A (zh) | 輸出電路、溫度開關ｉｃ及電池包 | |
| TW201535919A (zh) | 充放電控制電路及電池裝置 | |
| KR101791698B1 (ko) | 충방전 제어 회로 및 배터리 장치 | |
| JP2009183050A (ja) | 電池パック | |
| JP6947999B1 (ja) | 二次電池保護回路、電池パック、電池システム及び二次電池保護方法 | |
| KR102057736B1 (ko) | 배터리의 0v 배터리 충전방지 제어회로 | |
| KR20110048010A (ko) | 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치 | |
| JP2011010509A (ja) | 保護回路及び保護方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |