電池裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供提高過電流檢測(cè)的精度并且安全性高的電池裝置。該電池裝置構(gòu)成為經(jīng)由電阻使電池狀態(tài)監(jiān)視電路的過電流檢測(cè)端子連接到放電控制開關(guān)與充電控制開關(guān)的連接點(diǎn)。
【專利說明】電池裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及探測(cè)二次電池的電壓、異常的電池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]圖3示出現(xiàn)有的電池裝置的電路圖?，F(xiàn)有的電池裝置包括二次電池11、Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12、Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13、電池狀態(tài)監(jiān)視電路14、電阻22、31、電容32、和外部端子20、21。電池狀態(tài)監(jiān)視電路14包括控制電路15、放電過電流檢測(cè)電路16、充電過電流檢測(cè)電路116、過電流檢測(cè)端子19、充電控制信號(hào)輸出端子41、放電控制信號(hào)輸出端子42、正極電源端子44、和負(fù)極電源端子43。放電過電流檢測(cè)電路16包括比較電路18和基準(zhǔn)電壓電路17。充電過電流檢測(cè)電路116包括比較電路118和基準(zhǔn)電壓電路117。
[0003]控制電路15包括:電阻504、505、506、507、518 ;基準(zhǔn)電壓電路509、516 ;比較電路501,508,514 ;振蕩電路502 ;計(jì)數(shù)器電路503 ;邏輯電路510、520 ;電平移位電路511 ;延遲電路512 ;和NMOS晶體管517、519。
[0004]接著，對(duì)現(xiàn)有的電池裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。在外部端子20、21之間連接有負(fù)載，若有放電電流流過則外部端子21的電壓上升。因?yàn)榉烹婋娏鞫贜ch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12和Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13各自的漏極端子和源極端子間產(chǎn)生電壓，其合計(jì)的電壓輸入到放電過電流檢測(cè)電路16。若將放電電流設(shè)為IpNch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的導(dǎo)通電阻值設(shè)為R12、Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的導(dǎo)通電阻值設(shè)為R13，則在負(fù)極電源端子43和外部端子21 之間產(chǎn)生的電壓表示為I1X (R12 + R13)o若I1X (R12 + R13)大于基準(zhǔn)電壓電路17的輸出，則使比較電路18的輸出反相，將放電過電流檢測(cè)信號(hào)向控制電路15輸出。
[0005]由于過電流檢測(cè)端子19的電壓與外部端子21的電壓相等，若有放電過電流流過而外部端子21的電壓上升，則過電流檢測(cè)端子19的電壓I1X (R12 + R13)會(huì)上升至基準(zhǔn)電壓電路516的輸出電壓或基準(zhǔn)電壓電路17的輸出電壓以上。然后，比較電路514、或比較電路514、18這兩者反相，檢測(cè)出放電過電流或短路，向放電控制信號(hào)輸出端子42輸出使Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12截止的信號(hào)。這樣，檢測(cè)放電過電流或短路而保護(hù)電池裝置免受放電過電流的影響?；鶞?zhǔn)電壓電路17的輸出電壓成為放電過電流檢測(cè)電壓，基準(zhǔn)電壓電路516的電壓成為短路檢測(cè)電壓(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2004 - 104956號(hào)公報(bào)。
[0007]但是在現(xiàn)有技術(shù)中，放電過電流檢測(cè)時(shí)因?yàn)殡姵氐膬?nèi)部電阻而電池電壓降低，因此存在電池電壓小于放電過電流檢測(cè)電路16的最低工作電壓，比較電路18不能正常工作，降低電池裝置的安全性的課題。此外，若在外部端子20、21之間流過電流，則Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的柵極源極間電壓變動(dòng)、導(dǎo)通電阻也變動(dòng)，因此還存在過電流檢測(cè)的精度降低的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為了解決以上課題而構(gòu)思，其目的在于提供提高電池狀態(tài)監(jiān)視電路的過電流檢測(cè)精度并且安全性高的電池裝置。
[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的課題，本發(fā)明的電池裝置采用以下結(jié)構(gòu):
一種電池裝置，構(gòu)成為:電池狀態(tài)監(jiān)視電路的過電流檢測(cè)端子經(jīng)由電阻連接到放電控制開關(guān)與充電控制開關(guān)的連接點(diǎn)。
[0010]依據(jù)本發(fā)明，由于能夠降低過電流檢測(cè)電壓，所以能夠降低過電流檢測(cè)電路的最低工作電壓，并且防止過電流檢測(cè)電路的誤動(dòng)作而能夠提高電池裝置的安全性。此外，由于能夠忽略過電流造成的Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通電阻的變動(dòng)，所以能夠提高過電流檢測(cè)的精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是第一實(shí)施方式的電池裝置的電路圖；
圖2是第二實(shí)施方式的電池裝置的電路圖；
圖3是現(xiàn)有的電池裝置的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下，參照附圖，對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0013]<實(shí)施方式1>
圖1是第一實(shí)施方式的電池裝置的電路圖。
[0014]第一實(shí)施方式的電池裝置包括:二次電池11 ；Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12 ；Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13 ;電池狀態(tài)監(jiān)視電路14 ;電阻23、31 ;電容32 ;和外部端子20、21。電池狀態(tài)監(jiān)視電路14包括:控制電路15 ;放電過電流檢測(cè)電路16 ;充電過電流檢測(cè)電路116 ;過電流檢測(cè)端子19 ;充電控制信號(hào)輸出端子41 ;放電控制信號(hào)輸出端子42 ;正極電源端子44 ;和負(fù)極電源端子43。放電過電流檢測(cè)電路16包括比較電路18和基準(zhǔn)電壓電路
17。充電過電流檢測(cè)電路116包括比較電路118和基準(zhǔn)電壓電路117。
[0015]二次電池11正極與外部端子20和電阻31連接，負(fù)極與電容32、負(fù)極電源端子43、Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的源極及背柵極連接。正極電源端子44與電阻31和電容32的連接點(diǎn)連接。Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12柵極與放電控制信號(hào)輸出端子42連接，漏極與Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的漏極和電阻23的連接點(diǎn)連接。電阻23的另一個(gè)端子與過電流檢測(cè)端子19連接。Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13柵極與充電控制信號(hào)輸出端子41連接，源極及背柵極與外部端子21連接。比較電路18反相輸入端子與基準(zhǔn)電壓電路17連接，非反相輸入端子與過電流檢測(cè)端子19連接，輸出端子與控制電路15連接?；鶞?zhǔn)電壓電路17的另一個(gè)端子與負(fù)極電源端子43連接。比較電路118非反相輸入端子與基準(zhǔn)電壓電路117連接，反相輸入端子與過電流檢測(cè)端子19連接，輸出端子與控制電路15連接。基準(zhǔn)電壓電路117的另一個(gè)端子與負(fù)極電源端子43連接。控制電路15第一輸入端子與正極電源端子44連接，第二輸入端子與負(fù)極電源端子43連接，第一輸出與充電控制信號(hào)輸出端子41連接，第二輸出與放電控制信號(hào)輸出端子42連接。
[0016]接著，對(duì)第一實(shí)施方式的電池裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0017]當(dāng)二次電池11處于過充電檢測(cè)電壓以下且過放電檢測(cè)電壓以上時(shí)，Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12和Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13被控制為導(dǎo)通。
[0018]在該狀態(tài)下若負(fù)載連接在外部端子20、21之間，并且有放電電流流過，則在二次電池11的負(fù)極與Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的漏極端子間產(chǎn)生電壓，向過電流檢測(cè)端子19輸入。該電壓由放電電流的電流量Ip Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的導(dǎo)通電阻值R12決定，表示為I1XR12t5若輸入到過電流檢測(cè)端子19的電壓I1XR12大于基準(zhǔn)電壓電路17的輸出電壓，則放電過電流檢測(cè)電路16使輸出反相并將放電過電流檢測(cè)信號(hào)向控制電路15輸出?？刂齐娐?5向放電控制信號(hào)輸出端子42輸出使Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12截止的信號(hào)，以保護(hù)電池裝置免受放電過電流的影響。
[0019]當(dāng)充電器連接到外部端子20、21時(shí)，電流量I2的充電電流以與放電電流相反的方向流過，向過電流檢測(cè)端子19輸入表示為I2XR12的電壓。若I2XR12小于基準(zhǔn)電壓電路117的輸出電壓，則充電過電流檢測(cè)電路116使輸出反相并將充電過電流檢測(cè)信號(hào)向控制電路15輸出?？刂齐娐?5向充電控制信號(hào)輸出端子41輸出使Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13截止的信號(hào)，以保護(hù)電池裝置免受充電過電流的影響。
[0020]在連接負(fù)載的情況下，輸入到過電流檢測(cè)端子19的電壓，僅由放電電流的電流量I1Ach放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的導(dǎo)通電阻值R12決定。因而，即便負(fù)極電源端子43和過電流檢測(cè)端子19的電位差較小也能檢測(cè)出放電過電流。即，放電過電流檢測(cè)電路16成為能夠?qū)⒆畹凸ぷ麟妷涸O(shè)計(jì)為較低。這樣，在放電過電流檢測(cè)時(shí)即便因電池的內(nèi)部電阻而電池電壓降低，也能使放電過電流檢測(cè)電路16正常工作，并能提高電池裝置的安全性。
[0021]此外，放電過電流檢測(cè)、充電過電流檢測(cè)都不用Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的導(dǎo)通電阻，因此消除Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的導(dǎo)通電阻因過電流流動(dòng)而變動(dòng)的影響，能夠精度良好地檢測(cè)過電流。
[0022]再者，利用在Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13和Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的漏極連接電阻而檢測(cè)過電流的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但不限于該構(gòu)成，只要為能從Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的漏極檢測(cè)到過電流的構(gòu)成，就可為任何構(gòu)成。
[0023]通過以上構(gòu)成，僅用Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12的導(dǎo)通電阻檢測(cè)過電流，從而能夠?qū)⒈容^電路18的最低工作電壓設(shè)定為較低，即便在放電過電流檢測(cè)時(shí)因電池的內(nèi)部電阻而電池電壓降低，也能防止放電過電流檢測(cè)電路16的誤動(dòng)作而提高電池裝置的安全性。此外，由于不用Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的導(dǎo)通電阻，所以消除因過電流流動(dòng)而Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13的導(dǎo)通電阻變動(dòng)的影響，能夠精度良好地檢測(cè)過電流。
[0024]〈實(shí)施方式2>
圖2是第二實(shí)施方式的電池裝置的電路圖。與圖1不同的點(diǎn)是將Nch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管12和Nch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管13變更為Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212和Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213。
[0025]對(duì)于連接進(jìn)行說明。二次電池11負(fù)極與外部端子21和電阻31連接，正極與電容32和正極電源端子44和Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212的源極及背柵極連接。負(fù)極電源端子43與電阻31和電容32的連接點(diǎn)連接。Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212柵極與放電控制信號(hào)輸出端子42連接，漏極與Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213的漏極和電阻23的連接點(diǎn)連接。電阻23的另一個(gè)端子與過電流檢測(cè)端子19連接。Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213柵極與充電控制信號(hào)輸出端子41連接，源極及背柵極與外部端子20連接。比較電路18反相輸入端子與基準(zhǔn)電壓電路17連接，非反相輸入端子與過電流檢測(cè)端子19連接，輸出端子與控制電路15連接。基準(zhǔn)電壓電路17的另一個(gè)端子與正極電源端子44連接。比較電路118非反相輸入端子與基準(zhǔn)電壓電路117連接，反相輸入端子與過電流檢測(cè)端子19連接，輸出端子與控制電路15連接?；鶞?zhǔn)電壓電路117的另一個(gè)端子與正極電源端子44連接?？刂齐娐?5第一輸入端子與正極電源端子44連接，第二輸入端子與負(fù)極電源端子43連接，第一輸出與充電控制信號(hào)輸出端子41連接，第二輸出與放電控制信號(hào)輸出端子42連接。
[0026]接著，對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說明。當(dāng)二次電池11處于過充電檢測(cè)電壓以下且過放電檢測(cè)電壓以上時(shí)，Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212、Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213被控制為導(dǎo)通。在該狀態(tài)下，若在外部端子20、21之間連接有負(fù)載，且有放電電流流動(dòng)，則在二次電池11的正極與Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212的漏極端子間產(chǎn)生電壓，并向過電流檢測(cè)端子19輸入。該電壓由在外部端子20、21間流動(dòng)的電流量Ip Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212的導(dǎo)通電阻值R212決定，表示為I1XR21P若輸入到過電流檢測(cè)端子19的電壓I1XR212小于基準(zhǔn)電壓電路17的輸出電壓，則使放電過電流檢測(cè)電路16的輸出反相并將放電過電流檢測(cè)信號(hào)向控制電路15輸出?？刂齐娐?5向放電控制信號(hào)輸出端子42輸出使Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212截止的信號(hào)，以保護(hù)電池裝置免受放電過電流的影響。
[0027]在外部端子20、21連接有充電器的情況下，充電電流I2以與連接負(fù)載時(shí)相反的方向流動(dòng)，向過電流檢測(cè)端子19輸入表示為I2XR212的電壓。若I2XR212大于基準(zhǔn)電壓電路117的輸出電壓，則充電過電流檢測(cè)電路116使輸出反相并將充電過電流檢測(cè)信號(hào)向控制電路15輸出。控制電路15向充電控制信號(hào)輸出端子41輸出使Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213截止的信號(hào)，以保護(hù)電池裝置免受充電過電流的影響。
[0028]在連接有負(fù)載的情況下，輸入到過電流檢測(cè)端子19的電壓僅由在外部端子20、21間流動(dòng)的電流量Ir Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212的導(dǎo)通電阻值R212決定，因此，即便正極電源端子44與過電流檢測(cè)端子19的電位差較小也能檢測(cè)過電流。由于檢測(cè)放電過電流所需的電位差較小，所以放電過電流檢測(cè)電路16成為能夠?qū)⒆畹凸ぷ麟妷涸O(shè)計(jì)為較低。這樣，即便在放電過電流檢測(cè)時(shí)因電池的內(nèi)部電阻而電池電壓降低，也能使放電過電流檢測(cè)電路16正常工作，并能提高電池裝置的安全性。
[0029]此外，由于放電過電流檢測(cè)、充電過電流檢測(cè)都不用Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213的導(dǎo)通電阻，所以消除因過電流流動(dòng)而Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213的導(dǎo)通電阻變動(dòng)的影響，能夠精度良好地檢測(cè)過電流。
[0030]再者，采用在Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213與Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212的漏極連接電阻而檢測(cè)過電流的構(gòu)成進(jìn)行了說明，但并不限于該構(gòu)成，只要為能從Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212的漏極檢測(cè)到過電流的構(gòu)成，就可為任何構(gòu)成。
[0031]通過以上構(gòu)成，僅用Pch放電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管212的導(dǎo)通電阻檢測(cè)過電流，從而放電過電流檢測(cè)電路16能夠降低最低工作電壓，即便在放電過電流檢測(cè)時(shí)因電池的內(nèi)部電阻而電池電壓降低，也能防止放電過電流檢測(cè)電路16的誤動(dòng)作而提高電池裝置的安全性。此外，由于不用Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213的導(dǎo)通電阻，所以消除因過電流流動(dòng)而 Pch充電控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管213的導(dǎo)通電阻變動(dòng)的影響，能夠精度良好地檢測(cè)過電流。 [0032] 符號(hào)說明 11 二次電池 14電池狀態(tài)監(jiān)視電路 15控制電路 16放電過電流檢測(cè)電路 116充電過電流檢測(cè)電路
17、117基準(zhǔn)電壓電路
18、118比較電路 19過電流檢測(cè)端子 20,21外部端子
41充電控制信號(hào)輸出端子 42放電控制信號(hào)輸出端子 43負(fù)極電源端子 44正極電源端子。
【權(quán)利要求】
1.一種電池裝置，其特征在于，包括: 第一外部端子及第二外部端子； 連接在所述第一外部端子與所述第二外部端子之間的二次電池；設(shè)在所述二次電池與所述第二外部端子之間的放電控制開關(guān)及充電控制開關(guān)；以及電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其具有第一及第二電源端子、放電控制端子及充電控制端子、和過電流檢測(cè)端子，所述二次電池的兩端與所述第一及第二電源端子連接，所述放電控制開關(guān)與所述放電控制端子連接，所述充電控制開關(guān)與所述充電控制端子連接，所述過電流檢測(cè)端子經(jīng)由電阻與所述放電控制開關(guān)和所述充電控制開關(guān)的連接點(diǎn)連接。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104037466SQ201410076058
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月4日
【發(fā)明者】小野貴士, 小池智幸, 阿部諭 申請(qǐng)人:精工電子有限公司