專利名稱：充放電控制電路和電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對二次電池的電壓、異常進(jìn)行檢測的充放電控制電路和電池裝置，尤其涉及能夠用1個(gè)充放電控制MOSFET來進(jìn)行控制的充放電控制電路和電池裝置。
背景技術(shù)：
圖5示出具有以往的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。具有以往的充放電控制電路的電池裝置在2次電池101的負(fù)極側(cè)串聯(lián)連接可雙向通斷電的增強(qiáng)型N溝道MOSFET 306。端子120以及121與充電電路或負(fù)載連接，充放電電流通過該端子被供給到2次電池 101、或從2次電池101流出?？刂齐娐?02檢測2次電池101和增強(qiáng)型N溝道MOSFET 306 的電壓，根據(jù)其值來控制開關(guān)301、304、305的導(dǎo)通、斷開。增強(qiáng)型N溝道MOSFET 306在柵極端子的電位為正的閾值電壓以上時(shí)，漏極端子與源極端子間可雙向通電，在柵極端子的電位小于閾值電壓時(shí)，漏極端子與源極端子間為截止?fàn)顟B(tài)。說明充電禁止?fàn)顟B(tài)。將充電器連接在端子120、121間時(shí)，增強(qiáng)型N溝道M0SFET306 的漏極端子-源極端子間的電壓Vds為正值?？刂齐娐?02檢測出Vds為正，使開關(guān)301 導(dǎo)通，使開關(guān)305、304斷開。由此，增強(qiáng)型N溝道MOSFET 306的柵極端子比源極端子的電位高出2次電池101的電壓量，增強(qiáng)型N溝道MOSFET 306成為通電狀態(tài)。當(dāng)2次電池101被充電、電池電壓達(dá)到設(shè)定上限值時(shí)，控制電路102使開關(guān)301斷開、使開關(guān)305、304接通。于是，增強(qiáng)型N溝道MOSFET 306的柵極端子與源極端子電位相同，增強(qiáng)型N溝道M0SFET306成為截止?fàn)顟B(tài)。結(jié)果，充電電流被阻斷，防止2次電池101被過充電。另外，此時(shí)，二極管302反向偏置，防止了經(jīng)由開關(guān)304和開關(guān)305流過電流。阻斷充電電流后，內(nèi)部電阻導(dǎo)致的電壓降消失，因此2次電池101的電壓降低。為了防止由于該電壓降低而開始再次充電，在成為充電禁止?fàn)顟B(tài)后可以在2次電池101進(jìn)行某種程度的放電而電壓達(dá)到設(shè)定的值以下之前的期間內(nèi)保持充電禁止?fàn)顟B(tài)。在充電禁止?fàn)顟B(tài)下、端子120、121間連接負(fù)載時(shí)，Vds從正切換為負(fù)?？刂齐娐?02以使得在Vds為負(fù)時(shí)放電、在Vds為正時(shí)阻斷充電電流的方式控制開關(guān)301、304、305即可。在以上說明中，充電停止時(shí)開關(guān)304、305都導(dǎo)通。但是，即使開關(guān)304斷開，也同樣能停止充電。與開關(guān)304的導(dǎo)通、斷開無關(guān)，由于開關(guān)305已導(dǎo)通，因此柵極端子與源極端子電位相同，增強(qiáng)型N溝道M0SFET306為截止?fàn)顟B(tài)。另外，這是由于利用二極管302也阻斷了經(jīng)由開關(guān)304、305流過的電流。在前面說明的充電時(shí)和后述的放電時(shí)，開關(guān)304、305都斷開。因此，如果充電停止時(shí)開關(guān)304、305都導(dǎo)通，并且如后所述在放電停止時(shí)開關(guān)304、305也都導(dǎo)通，則2個(gè)開關(guān)始終同時(shí)導(dǎo)通或斷開。因此，不需要獨(dú)立地控制開關(guān)304、305，從而能夠簡化控制電路的結(jié)構(gòu)。接著，說明放電禁止?fàn)顟B(tài)。將負(fù)載連接在端子120、121間時(shí)，增強(qiáng)型N溝道 M0SFET306的漏極端子-源極端子間的電壓Vds為負(fù)值?？刂齐娐?02檢測出Vds為負(fù)，使開關(guān)301導(dǎo)通，使開關(guān)304、305斷開。由此，增強(qiáng)型N溝道M0SFET306的柵極端子的電位比漏極端子高出2次電池101的電壓量，增強(qiáng)型N溝道M0SFET306成為通電狀態(tài)。
當(dāng)進(jìn)行2次電池101的放電、電池電壓達(dá)到設(shè)定下限值時(shí)，控制電路102使開關(guān) 301斷開，使開關(guān)304、305導(dǎo)通。于是，增強(qiáng)型N溝道M0SFET306的柵極端子與漏極端子電位相同，增強(qiáng)型N溝道M0SFET306成為截止?fàn)顟B(tài)。結(jié)果，放電電流被阻斷，防止2次電池101 被過放電。另外，此時(shí)二極管303為反向偏置，防止了經(jīng)由開關(guān)304和開關(guān)305流過電流。阻斷放電電流后，內(nèi)部電阻導(dǎo)致的電壓降消失，2次電池101的電壓上升。為了防止由于該電壓上升而開始再次放電，在成為放電禁止?fàn)顟B(tài)后可以在2次電池101進(jìn)行某種程度的充電而電壓達(dá)到設(shè)定的值以上之前的期間內(nèi)保持放電禁止?fàn)顟B(tài)。在放電禁止?fàn)顟B(tài)下、端子120、121間連接充電電路時(shí)，Vds從負(fù)切換為正?？刂齐娐?02以使得在Vds為正時(shí)充電、在Vds為負(fù)時(shí)阻斷放電電流的方式控制開關(guān)301、304、305即可。在以上說明中，放電停止時(shí)開關(guān)304、305都導(dǎo)通。但是，即使開關(guān)305斷開也同樣能停止放電。與開關(guān)305的導(dǎo)通、斷開無關(guān)，由于開關(guān)304已接通，因此柵極端子與漏極端子電位相同，增強(qiáng)型N溝道M0SFET306成為截止?fàn)顟B(tài)。另外，這是由于利用二極管302也阻斷了經(jīng)由開關(guān)305、304流過的電流。但是，如果放電停止時(shí)開關(guān)304、305都導(dǎo)通，則如前所述，2個(gè)開關(guān)始終同時(shí)導(dǎo)通或斷開。因此，不需要獨(dú)立地控制開關(guān)304、305，從而簡化控制電路102的結(jié)構(gòu)。增強(qiáng)型N溝道M0SFET306中形成有內(nèi)置的二極管321、322。但是，它們被反向串聯(lián)連接，不會(huì)導(dǎo)通，不會(huì)影響前面說明的保護(hù)動(dòng)作。增強(qiáng)型N溝道M0SFET306可以是橫型結(jié)構(gòu)，也可以是縱型結(jié)構(gòu)。如果是橫型結(jié)構(gòu)， 則容易用ι個(gè)IC來構(gòu)成增強(qiáng)型N溝道M0SFET306和控制電路102。從而能夠用1個(gè)IC來構(gòu)成以往用1個(gè)IC和2個(gè)開關(guān)構(gòu)成的過充電/過放電保護(hù)電路，因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、低成本化。另一方面，如果是縱型結(jié)構(gòu)，則與橫型結(jié)構(gòu)相比能夠?qū)崿F(xiàn)低損耗化。專利文獻(xiàn)1日本特開2000-102182號(hào)公報(bào)(圖9)但是，現(xiàn)有技術(shù)中存在如下課題增強(qiáng)型N溝道M0SFET306的柵極電壓僅下降到源極或漏極電壓+VF (約0. 6V)，增強(qiáng)型N溝道M0SFET306截止時(shí)漏電流較大。還存在如下課題增強(qiáng)型N溝道M0SFET306的背柵極浮置，具備充放電控制電路的電池裝置的工作不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決以上那樣的課題而研究的，本發(fā)明提供一種充放電控制電路和電池裝置，能夠在充放電控制電路斷開時(shí)降低漏電流，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行工作。為了解決以往的課題，具備本發(fā)明的充放電控制電路的電池裝置為以下結(jié)構(gòu)。充放電控制電路通過一個(gè)雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管來控制二次電池的充放電，其特征在于，該充放電控制電路具有控制電路，其與所述二次電池的兩端連接，監(jiān)視所述二次電池的電壓；開關(guān)電路，其具有第一端子和第二端子，通過所述控制電路的輸出來控制所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的柵極；第一晶體管，該第一晶體管的漏極與所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的漏極連接，該第一晶體管的源極以及背柵極與所述開關(guān)電路的第一端子連接；以及第二晶體管，該第二晶體管的漏極與所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的源極連接，該第二晶體管的源極以及背柵極與所述開關(guān)電路的第一端子連接。根據(jù)具備本發(fā)明的充放電控制電路的電池裝置，能夠通過將雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的柵極控制為源極電壓或漏極電壓來降低漏電流。另外，具有以下效果通過控制雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的背柵極能夠穩(wěn)定地工作。


圖1是具名-第一實(shí)施方式的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。
圖2是具名-第二實(shí)施方式的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。
圖3是具名-第三實(shí)施方式的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。
圖4是具名-第四實(shí)施方式的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。
圖5是具備以往的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。
圖6是具名-第五實(shí)施方式的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。
圖7是具名-第六實(shí)施方式的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。
標(biāo)號(hào)說明
101 二次電池
102控制電路
151、251充放電控制電路
152,252開關(guān)電路
126、127、128控制電路輸出端子
131負(fù)載
132充電器
具體實(shí)施例方式參照

用于實(shí)施本發(fā)明的方式。實(shí)施例1圖1是具備第一實(shí)施方式的充放電控制電路151的電池裝置的電路圖。具備本實(shí)施方式的充放電控制電路151的電池裝置包括二次電池101、控制電路 102、N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114、連接充電器132或負(fù)載131的外部端子120和 12UPM0S 晶體管 110,NMOS 晶體管 111、161、162。由 PMOS 晶體管 110,NMOS 晶體管 111、端子1 (第二端子)、端子125 (第一端子)構(gòu)成開關(guān)電路152。二次電池101的兩端與正極電源端子122及負(fù)極電源端子123連接?？刂齐娐?02 的正極電源與正極電源端子122連接，負(fù)極電源與端子125連接，輸出端子126與PMOS晶體管110的柵極及NMOS晶體管111的柵極連接，輸出端子127與NMOS晶體管162的柵極連接，輸出端子1 與NMOS晶體管161的柵極連接。PMOS晶體管110的源極經(jīng)由端子IM 與正極電源端子122及外部端子120連接，漏極與NMOS晶體管111的漏極連接。NMOS晶體管111的源極及背柵極經(jīng)由端子125與NMOS晶體管161的源極及背柵極、NMOS晶體管162 的源極及背柵極連接，NMOS晶體管111的漏極與N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極連接。NMOS晶體管161的漏極與負(fù)極電源端子123連接，NMOS晶體管162的漏極與外部端子121連接。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的漏極與負(fù)極電源端子123連接，源極與外部端子121連接，背柵極與端子125連接。接著，說明具備本實(shí)施方式的充放電控制電路151的電池裝置的工作。
當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測到二次電池101為可充放電狀態(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126輸出低電平，輸出端子127、128輸出高電平。 從而使PMOS晶體管110導(dǎo)通，使NMOS晶體管111截止，使NMOS晶體管161導(dǎo)通，使NMOS 晶體管162導(dǎo)通。于是，N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電極與正極電源端子 122連接，成為導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，進(jìn)行充放電。這里，控制電路102的輸出也可以是輸出端子126、128為低電平、輸出端子127為高電平，或者輸出端子126、127為低電平、輸出端子 128為高電平，或者輸出端子126、127、128為低電平?？刂齐娐?02的負(fù)極電源與端子125 連接，因此，能夠?qū)⒇?fù)極電源端子123和外部端子121中較低一方的電壓作為低電平輸出。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126、127輸出高電平，輸出端子128輸出低電平。 從而使PMOS晶體管110截止，使NMOS晶體管111導(dǎo)通，使NMOS晶體管161截止，使NMOS 晶體管162導(dǎo)通。于是，N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極經(jīng)由NMOS晶體管162、 端子125、NM0S晶體管111與外部端子121連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，充電電流被阻斷，防止二次電池101過充電。這里，寄生二極管171為反向偏置，防止從負(fù)極電源端子123向外部端子121流過電流。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電壓與外部端子121連接，下降到N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的源極電壓，因此能夠使漏電流降低。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的背柵極端子經(jīng)由端子125、NMOS晶體管162與外部端子 121連接，因此不會(huì)浮置，能夠使充放電控制電路151穩(wěn)定地工作。控制電路102的負(fù)極電源與端子125連接，因此，能夠?qū)⑼獠慷俗?21的電壓作為低電平輸出。當(dāng)外部端子120、121與負(fù)載131連接、控制電路102檢測出二次電池101為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子1沈、1觀輸出高電平，輸出端子127輸出低電平。從而使PMOS晶體管110截止，使NMOS晶體管111導(dǎo)通，使NMOS晶體管161導(dǎo)通，使NMOS晶體管162截止。于是，N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極經(jīng)由NMOS晶體管161、端子125、NM0S晶體管111與負(fù)極電源端子123連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，放電電流被阻斷， 防止二次電池101過放電。這里，寄生二極管172為反向偏置，防止從外部端子121向負(fù)極電源端子123流過電流。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電壓與負(fù)極電源端子 123連接，下降到N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的漏極電壓，因此能夠使漏電流降低。 N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的背柵極端子經(jīng)由端子125、NMOS晶體管161與負(fù)極電源端子123連接，因此不會(huì)浮置，能夠使充放電控制電路151穩(wěn)定地工作?？刂齐娐?02 的負(fù)極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⒇?fù)極電源端子123的電壓作為低電平輸出。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114也可以外置而與充放電控制電路151連接。如上所述，根據(jù)具備本實(shí)施方式的充放電控制電路151的電池裝置，在二次電池 101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)、為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，都能降低流過N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管 114的漏電流。并且，通過將N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的背柵極與外部端子121 或負(fù)極電源端子123連接，能夠使充放電控制電路151穩(wěn)定地工作。實(shí)施例2圖2是具備第二實(shí)施方式的充放電控制電路251的電池裝置的電路圖。具備第二實(shí)施方式的充放電控制電路251的電池裝置包括二次電池101、控制電路102、P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214、連接充電器132或負(fù)載131的外部端子120和12UPM0S 晶體管 210,261,262,NMOS 晶體管 211。由 PMOS 晶體管 210,NMOS 晶體管 211、端子1 (第二端子)、端子125 (第一端子)構(gòu)成開關(guān)電路252。二次電池101的兩端與正極電源端子122及負(fù)極電源端子123連接?？刂齐娐?102的正極電源與端子125連接，負(fù)極電源與負(fù)極電源端子123連接，輸出端子1 與PMOS 晶體管210的柵極及NMOS晶體管211的柵極連接，輸出端子127與PMOS晶體管沈2的柵極連接，輸出端子1 與PMOS晶體管的柵極連接。PMOS晶體管210的源極及背柵極經(jīng)由端子125與PMOS晶體管的源極及背柵極、PMOS晶體管沈2的源極及背柵極連接， PMOS晶體管210的漏極與NMOS晶體管211的漏極連接。NMOS晶體管211的源極經(jīng)由端子 124與負(fù)極電源端子123及外部端子121連接，NMOS晶體管211的漏極與P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極連接。PMOS晶體管261的漏極與正極電源端子122連接，PMOS 晶體管沈2的漏極與外部端子120連接。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的漏極與正極電源端子122連接，源極與外部端子120連接，背柵極與端子125連接。接著，說明具備第二實(shí)施方式的充放電控制電路251的電池裝置的工作。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測到二次電池101為可充放電狀態(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126輸出高電平，輸出端子127、128輸出低電平。 從而使PMOS晶體管210截止，使NMOS晶體管211導(dǎo)通，使PMOS晶體管261導(dǎo)通，使PMOS 晶體管沈2導(dǎo)通。于是，P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電極與負(fù)極電源端子 123連接，成為導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，進(jìn)行充放電。這里，控制電路102的輸出也可以是輸出端子126、128為高電平、輸出端子127為低電平，或者輸出端子126、127為高電平、輸出端子 128為低電平，或者輸出端子126、127、128為高電平。控制電路102的正極電源與端子125 連接，因此能夠?qū)⒄龢O電源端子122和外部端子120中較高一方的電壓作為高電平輸出。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126、127輸出低電平，輸出端子128輸出高電平。 從而使PMOS晶體管210導(dǎo)通，使NMOS晶體管211截止，使PMOS晶體管261截止，使PMOS 晶體管沈2導(dǎo)通。于是，P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電極經(jīng)由PMOS晶體管 262、端子125、PMOS晶體管210與外部端子120連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，充電電流被阻斷，防止二次電池101過充電。這里，寄生二極管271為反向偏置，防止從外部端子120向正極電源端子122流過電流。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電壓與外部端子 120連接，上升到P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的源極電壓，因此能夠降低漏電流。P 溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的背柵極端子經(jīng)由端子125、PMOS晶體管262與外部端子120連接，因此不會(huì)浮置，能夠使充放電控制電路251穩(wěn)定地工作。控制電路102的正極電源與端子125連接，因此，能夠?qū)⑼獠慷俗?20的電壓作為高電平輸出。當(dāng)外部端子120、121與負(fù)載131連接、控制電路102檢測出二次電池101為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子1沈、1觀輸出低電平，輸出端子127輸出高電平。從而使PMOS晶體管210導(dǎo)通，使NMOS晶體管211截止，使PMOS晶體管261導(dǎo)通，使PMOS晶體管262截止。于是，P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電極經(jīng)由PMOS晶體管
、端子125、PMOS晶體管210與正極電源端子122連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，放電電流被阻斷，防止二次電池101過放電。這里，寄生二極管272為反向偏置，防止從正極電源端子122向外部端子120流過電流。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電壓與正極電源端子122連接，上升到P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的源極電壓，因此能夠降低漏電流。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的背柵極端子經(jīng)由端子125、PM0S晶體管261 與正極電源端子122連接，因此不會(huì)浮置，能夠使充放電控制電路251穩(wěn)定地工作。控制電路102的正極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⒄龢O電源端子122的電壓作為高電平輸出。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214也可以外置而與充放電控制電路251連接。如上所述，根據(jù)具備第二實(shí)施方式的充放電控制電路251的電池裝置，在二次電池101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)、為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，都能夠降低流過P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的漏電流。并且，通過將P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的背柵極與外部端子120或正極電源端子122連接，能夠使充放電控制電路251穩(wěn)定地工作。實(shí)施例3圖3是具備第三實(shí)施方式的充放電控制電路351的電池裝置的電路圖。與圖1的不同之處在于除去了端子125與N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的背柵極間的連接。接著，說明具備第三實(shí)施方式的充放電控制電路351的電池裝置的工作。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為可充放電狀態(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126輸出低電平，輸出端子127、128輸出高電平。從而使PMOS晶體管110導(dǎo)通，使NMOS晶體管111截止，使NMOS晶體管161導(dǎo)通，使NMOS晶體管162導(dǎo)通。于是，N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電極與正極電源端子122 連接，成為導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，進(jìn)行充放電?？刂齐娐?02的負(fù)極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⒇?fù)極電源端子123和外部端子121中較低一方的電壓作為低電平輸出。這里，控制電路102的輸出也可以是輸出端子126、128為低電平、輸出端子127為高電平，或者輸出端子126、127為低電平、輸出端子128為高電平。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126、127輸出高電平，輸出端子128輸出低電平。 從而使PMOS晶體管110截止，使NMOS晶體管111導(dǎo)通，使NMOS晶體管161截止，使NMOS 晶體管162導(dǎo)通。于是，N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電極經(jīng)由NMOS晶體管 162、端子125、NMOS晶體管111與外部端子121連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，充電電流被阻斷，防止二次電池101過充電。這里，寄生二極管171為反向偏置，防止從負(fù)極電源端子123 向外部端子121流過電流。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電壓與外部端子121 連接，下降到N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的源極電壓，因此能夠降低漏電流。控制電路102的負(fù)極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⑼獠慷俗?21的電壓作為低電平輸出。當(dāng)外部端子120、121與負(fù)載131連接、控制電路102檢測出二次電池101為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子U6、1 輸出高電平，輸出端子127輸出低電平。從而使PMOS晶體管110截止，使NMOS晶體管111導(dǎo)通，使NMOS晶體管161導(dǎo)通，使NMOS晶體管162截止。于是，N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電極經(jīng)由NMOS晶體管161、 端子125、NMOS晶體管111與負(fù)極電源端子123連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，放電電流被阻斷，防止二次電池101過放電。這里，寄生二極管172為反向偏置，防止從外部端子121向負(fù)極電源端子123流過電流。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電壓與負(fù)極電源端子123連接，下降到N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的漏極電壓，因此能夠降低漏電
9流?？刂齐娐?02的負(fù)極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⒇?fù)極電源端子123的電壓作為低電平輸出。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114也可以外置而與充放電控制電路351。如上所述，根據(jù)具備第三實(shí)施方式的充放電控制電路351的電池裝置，在二次電池101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)、為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，都能降低流過N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的漏電流。實(shí)施例4圖4是具備第四實(shí)施方式的充放電控制電路451的電池裝置的電路圖。與圖2的不同之處在于除去了端子125與P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的背柵極間的連接。接著，說明具備第四實(shí)施方式的充放電控制電路451的電池裝置的工作。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為可充放電狀態(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126輸出高電平，輸出端子127、128輸出低電平。從而使PMOS晶體管210截止，使NMOS晶體管211導(dǎo)通，使PMOS晶體管261導(dǎo)通，使PMOS晶體管262導(dǎo)通。于是，P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電極與負(fù)極電源端子123 連接，成為導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，進(jìn)行充放電。控制電路102的正極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⒄龢O電源端子122和外部端子120中較高一方的電壓作為高電平輸出。這里，控制電路102的輸出也可以是輸出端子126、128為高電平、輸出端子127為低電平，或者輸出端子126、127為高電平、輸出端子128為低電平。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126、127輸出低電平，輸出端子128輸出高電平。 從而使PMOS晶體管210導(dǎo)通，使匪OS晶體管211截止，使PMOS晶體管261截止，使PMOS 晶體管262導(dǎo)通。于是，P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電極經(jīng)由PMOS晶體管沈2、端子125、PMOS晶體管210與外部端子120連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，充電電流被阻斷，防止二次電池101過充電。這里，寄生二極管271為反向偏置，防止從外部端子120向正極電源端子122流過電流。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電壓與外部端子 120連接，上升到P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的源極電壓，因此能夠降低漏電流。 控制電路102的正極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⑼獠慷俗?20的電壓作為高電平輸出ο當(dāng)外部端子120、121與負(fù)載131連接、控制電路102檢測出二次電池101為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子U6、1 輸出低電平，輸出端子127輸出高電平。從而使PMOS晶體管210導(dǎo)通，使NMOS晶體管211截止，使PMOS晶體管261導(dǎo)通，使PMOS晶體管 262截止。于是，P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電極經(jīng)由PMOS晶體管261、端子125、PM0S晶體管210與正極電源端子連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，放電電流被阻斷，防止二次電池101過放電。這里，寄生二極管272為反向偏置，防止從正極電源端子122向外部端子120流過電流。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電壓與正極電源端子122 連接，上升到P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的源極電壓，因此能夠降低漏電流?？刂齐娐?02的正極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⒄龢O電源端子122的電壓作為高電平輸出ο
P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214也可以外置而與充放電控制電路451連接。如上所述，根據(jù)具備第四實(shí)施方式充放電控制電路451的電池裝置，在二次電池 101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)、為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，都能降低流過P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管 214的漏電流。實(shí)施例5圖6是具備第五實(shí)施方式的充放電控制電路651的電池裝置的電路圖。與圖1的不同之處在于追加了肖特基勢壘二極管601和602。肖特基勢壘二極管 601的陽極與NMOS晶體管161的源極連接，陰極與NMOS晶體管161的漏極連接。肖特基勢壘二極管602的陽極與NMOS晶體管162的源極連接，陰極與NMOS晶體管162的漏極連接。接著，說明具備第五實(shí)施方式的充放電控制電路651的電池裝置的工作。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為可充放電狀態(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126輸出低電平，輸出端子127、128輸出高電平。 并且，使PMOS晶體管110導(dǎo)通，使NMOS晶體管111截止，使NMOS晶體管161導(dǎo)通，使NMOS 晶體管162導(dǎo)通。于是，N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電極與正極電源端子 122連接，成為導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，進(jìn)行充放電。這里，控制電路102的輸出也可以是輸出端子126、128為低電平、輸出端子127為高電平，或者輸出端子126、127為低電平、輸出端子 128為高電平，或者輸出端子126、127、128為低電平。控制電路102的負(fù)極電源與端子125 連接，因此能夠?qū)⒇?fù)極電源端子123和外部端子121中較低一方的電壓作為低電平輸出。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子1沈、127輸出高電平，輸出端子1 輸出低電平。 從而使PMOS晶體管110截止，使NMOS晶體管111導(dǎo)通，使NMOS晶體管161截止，使NMOS 晶體管162導(dǎo)通。于是，N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極經(jīng)由NMOS晶體管162、 端子125、NMOS晶體管111與外部端子121連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，充電電流被阻斷， 防止二次電池101過充電。這里，寄生二極管171為反向偏置，防止從負(fù)極電源端子123向外部端子121流過電流。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電壓與外部端子121 連接，下降到N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的源極電壓，因此能夠降低漏電流。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的背柵極端子經(jīng)由端子125、NMOS晶體管162與外部端子 121連接，因此不會(huì)浮置，能夠使充放電控制電路651穩(wěn)定地工作。控制電路102的負(fù)極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⑼獠慷俗?21的電壓作為低電平輸出。當(dāng)NMOS晶體管162 從截止變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)，即使瞬間地NMOS晶體管161截止且NMOS晶體管162截止，肖特基勢壘二極管602也能夠防止端子125浮置。當(dāng)外部端子120、121與負(fù)載131連接、控制電路102檢測出二次電池101為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子1沈、1觀輸出高電平，輸出端子127輸出低電平。并且，使PMOS晶體管110截止，使NMOS晶體管111導(dǎo)通，使NMOS晶體管161導(dǎo)通，使NMOS晶體管162截止。于是，N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極經(jīng)由NMOS晶體管161、端子125、NM0S晶體管111與負(fù)極電源端子123連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，放電電流被阻斷， 防止二次電池101過放電。這里，寄生二極管172為反向偏置，防止從外部端子121向負(fù)極電源端子123流過電流。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的柵極電壓與負(fù)極電源端子 123連接，下降到N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的漏極電壓，因此能夠降低漏電流。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的背柵極端子經(jīng)由端子125、NMOS晶體管161與負(fù)極電源端子123連接，因此不會(huì)浮置，能夠使充放電控制電路651穩(wěn)定地工作?？刂齐娐?02的負(fù)極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⒇?fù)極電源端子123的電壓作為低電平輸出。當(dāng)NMOS 晶體管161從截止變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)，即使瞬間地NMOS晶體管161截止且NMOS晶體管162截止， 肖特基勢壘二極管601也能防止端子125浮置。如上所述，根據(jù)具備第五實(shí)施方式的充放電控制電路651的電池裝置，二次電池 101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)、為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，都能降低流過N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管 114的漏電流。并且，通過將N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的背柵極與外部端子121 或負(fù)極電源端子123連接，能夠使充放電控制電路651穩(wěn)定地工作。N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114也可以外置而與充放電控制電路651連接。 另外，即使不將N溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管114的背柵極與端子125連接，也能降低漏電流。實(shí)施例6圖7是具備第六實(shí)施方式的充放電控制電路751的電池裝置的電路圖。與圖2的不同之處在于追加了肖特基勢壘二極管701和702。肖特基勢壘二極管 701的陽極與PMOS晶體管的源極連接，陰極與PMOS晶體管261的漏極連接。肖特基勢壘二極管702的陽極與PMOS晶體管262的源極連接，陰極與PMOS晶體管262的漏極連接。接著，說明具備第六實(shí)施方式的充放電控制電路751的電池裝置的工作。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為可充放電狀態(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126輸出高電平，輸出端子127、128輸出低電平。 從而使PMOS晶體管210截止，使NMOS晶體管211導(dǎo)通，使PMOS晶體管261導(dǎo)通，使PMOS 晶體管沈2導(dǎo)通。于是，P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電極與負(fù)極電源端子 123連接，成為導(dǎo)通狀態(tài)。這樣，進(jìn)行充放電。這里，控制電路102的輸出可以是輸出端子 126,128為高電平，輸出端子127為低電平，或者輸出端子126、127為高電平，輸出端子1 為低電平，或者輸出端子126、127、128為高電平。控制電路102的正極電源與端子125連接，因此，能夠?qū)⒄龢O電源端子122和外部端子120中較高一方的電壓作為高電平輸出。當(dāng)外部端子120、121與充電器132連接、控制電路102檢測出二次電池101為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子126、127輸出低電平，輸出端子128輸出高電平。 從而使PMOS晶體管210導(dǎo)通，使NMOS晶體管211截止，使PMOS晶體管261截止，使PMOS 晶體管沈2導(dǎo)通。于是，P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電極經(jīng)由PMOS晶體管 262、端子125、PMOS晶體管210與外部端子120連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，充電電流被阻斷，防止二次電池101過充電。這里，寄生二極管271為反向偏置，防止從外部端子120向正極電源端子122流過電流。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電壓與外部端子 120連接，上升到P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的源極電壓，因此能夠降低漏電流。 P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的背柵極端子經(jīng)由端子125、PMOS晶體管262與外部端子120連接，因此不會(huì)浮置，能夠使充放電控制電路751穩(wěn)定地工作?？刂齐娐?02的正極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⑼獠慷俗?20的電壓作為高電平輸出。當(dāng)PMOS晶體管 262從截止變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)，即使瞬間地PMOS晶體管261截止且PMOS晶體管262截止，肖特基勢壘二極管702也能防止端子125浮置。
當(dāng)外部端子120、121與負(fù)載131連接、控制電路102檢測出二次電池101為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，控制電路102的輸出端子U6、1 輸出低電平，輸出端子127輸出高電平。從而使PMOS晶體管210導(dǎo)通，使NMOS晶體管211截止，使PMOS晶體管261導(dǎo)通，使PMOS晶體管262截止。于是，P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電極經(jīng)由PMOS晶體管沈1、 端子125、PM0S晶體管210與正極電源端子連接，成為截止?fàn)顟B(tài)。這樣，放電電流被阻斷，防止二次電池101過放電。這里，寄生二極管272為反向偏置，防止從正極電源端子122向外部端子120流過電流。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的柵極電壓與正極電源端子連接，上升到P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的源極電壓，因此能夠降低漏電流。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的背柵極端子經(jīng)由端子125、PMOS晶體管261與正極電源端子122連接，因此不會(huì)浮置，能夠使充放電控制電路751穩(wěn)定地工作?？刂齐娐?02的正極電源與端子125連接，因此能夠?qū)⒄龢O電源端子122的電壓作為高電平輸出。當(dāng)PMOS晶體管261從截止變?yōu)閷?dǎo)通時(shí)，即使瞬間地PMOS晶體管261截止且PMOS晶體管262截止，肖特基勢壘二極管701也能夠防止端子125浮置。如上所述，根據(jù)具備第六實(shí)施方式充放電控制電路751的電池裝置，二次電池101 為充電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)、為放電禁止?fàn)顟B(tài)時(shí)，都能降低流過P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214 的漏電流。并且，通過將P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的背柵極與外部端子120或正極電源端子122連接，能夠使充放電控制電路751穩(wěn)定地工作。P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214也可以外置而與充放電控制電路751連接。 另外，即使不將P溝道雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管214的背柵極與端子125連接，也能降低漏電流。
權(quán)利要求
1.一種充放電控制電路，其通過一個(gè)雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管來控制二次電池的充放電，其特征在于，該充放電控制電路具有控制電路，其與所述二次電池的兩端連接，監(jiān)視所述二次電池的電壓； 開關(guān)電路，其具有第一端子和第二端子，通過所述控制電路的輸出來控制所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的柵極；第一晶體管，該第一晶體管的漏極與所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的漏極連接，該第一晶體管的源極以及背柵極與所述開關(guān)電路的第一端子連接；以及第二晶體管，該第二晶體管的漏極與所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的源極連接，該第二晶體管的源極以及背柵極與所述開關(guān)電路的第一端子連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電控制電路，其特征在于，所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的背柵極與所述開關(guān)電路的第一端子連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電控制電路，其特征在于， 所述第一晶體管的漏極源極間連接有第一 PN結(jié)元件， 所述第二晶體管的漏極源極間連接有第二 PN結(jié)元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電控制電路，其特征在于，所述開關(guān)電路由P溝道MOS晶體管和N溝道MOS晶體管構(gòu)成， 所述P溝道MOS晶體管的柵極與所述控制電路的第一輸出端子連接，所述P溝道MOS 晶體管的漏極與所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的柵極連接，所述P溝道MOS晶體管的源極與所述第二端子連接，所述N溝道MOS晶體管的柵極與所述控制電路的第一輸出端子連接，所述N溝道MOS 晶體管的漏極與所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的柵極連接，所述N溝道MOS晶體管的源極與所述第一端子連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充放電控制電路，其特征在于，所述第一晶體管由柵極與所述控制電路的第二輸出端子連接的N溝道MOS晶體管構(gòu)成，所述第二晶體管由柵極與所述控制電路的第三輸出端子連接的N溝道MOS晶體管構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充放電控制電路，其特征在于，所述控制電路的負(fù)極電源端子與所述開關(guān)電路的第一端子連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電控制電路，其特征在于，所述開關(guān)電路由P溝道MOS晶體管和N溝道MOS晶體管構(gòu)成， 所述P溝道MOS晶體管的柵極與所述控制電路的第一輸出端子連接，所述P溝道MOS 晶體管的漏極與所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的柵極連接，所述P溝道MOS晶體管的源極與所述開關(guān)電路的第一端子連接，所述N溝道MOS晶體管的柵極與所述控制電路的所述第一輸出端子連接，所述N溝道 MOS晶體管的漏極與所述雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的柵極連接，所述N溝道MOS晶體管的源極與所述開關(guān)電路的第二端子連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充放電控制電路，其特征在于，所述第一晶體管由柵極與所述控制電路的第二輸出端子連接的P溝道MOS晶體管構(gòu)成，所述第二晶體管由柵極與所述控制電路的第三輸出端子連接的P溝道MOS晶體管構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的充放電控制電路，其特征在于，所述控制電路的正極電源端子與所述開關(guān)電路的第一端子連接。
10.一種電池裝置，其具有 能夠進(jìn)行充放電的二次電池；一個(gè)雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管，其設(shè)置在所述二次電池的充放電路徑上，作為充放電控制開關(guān)；以及權(quán)利要求1至9的任意一項(xiàng)所述的充放電控制電路，其監(jiān)視所述二次電池的電壓，對所述充放電控制開關(guān)進(jìn)行開閉，由此控制所述二次電池的充放電。
全文摘要
本發(fā)明提供充放電控制電路和電池裝置，在用1個(gè)雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管來控制二次電池充放電的充放電保護(hù)電路中，降低雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的漏電流，使其穩(wěn)定地工作。該充放電控制電路具有開關(guān)電路，其利用控制二次電池充放電的控制電路的輸出來控制雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的柵極；以及防止充電電流和放電電流的逆流的2個(gè)MOS晶體管。并且，第1MOS晶體管的漏極與背柵極連接，源極與雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的漏極連接。第2MOS晶體管的漏極與背柵極連接，源極與雙向?qū)ㄐ蛨鲂?yīng)晶體管的源極連接。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102403757SQ20111026373
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者佐野和亮, 前谷文彥, 小池智幸, 櫻井敦司 申請人:精工電子有限公司