JP2002204532A - バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置 - Google Patents
バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置Info
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-
- 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
-
- 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
- G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 過充電保護状態および過放電保護状態および
過電流保護状態を確実に維持できるバッテリー状態監視
回路を実現し、長寿命かつ安全なバッテリー装置を提供
する。 【解決手段】 バッテリー装置におけるバッテリー状態
監視回路において、過充電および過放電および過電流そ
れぞれの保護状態に入る時の検出遅延と、保護状態から
抜け出す時の解除遅延との双方を確保できる構成とし
た。
過電流保護状態を確実に維持できるバッテリー状態監視
回路を実現し、長寿命かつ安全なバッテリー装置を提供
する。 【解決手段】 バッテリー装置におけるバッテリー状態
監視回路において、過充電および過放電および過電流そ
れぞれの保護状態に入る時の検出遅延と、保護状態から
抜け出す時の解除遅延との双方を確保できる構成とし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は二次電池の充放電
をコントロールできるバッテリー状態監視回路とその回
路を利用したバッテリー装置に関する。
をコントロールできるバッテリー状態監視回路とその回
路を利用したバッテリー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の二次電池からなるバッテリー装置
としては、図２に回路ブロック図を示すような電源装置
が知られていた。例えば、特開平４−７５４３０号「充
電式の電源装置」にこのような構造が開示されている。
即ち外部端子−Ｖ０ ２０５又は ＋Ｖ０ ２０４に電
流制限手段であるスイッチ回路２０３を介して二次電池
２０１が接続されている。さらに、二次電池２０１に並
列にバッテリー状態監視回路２０２が接続されている。
バッテリー状態監視回路２０２は、二次電池２０１の電
圧および電流を検出する機能を備えている。二次電池２
０１が所定の電圧値より高い過充電状態、または所定の
電圧値より低い過放電状態、またはスイッチ回路２０３
に所定の電流値より大きい電流が流れて外部端子 −Ｖ
０ ２０５がある電圧に達した過電流状態のいずれかの
場合は、スイッチ回路２０３がＯＦＦして充電電流また
は放電電流を停止できるようにバッテリー状態監視回路
２０２から充放電禁止信号が出力される。以後、二次電
池２０１が過充電状態または過放電状態または過電流状
態になって充電または放電が停止した状態をそれぞれ、
過充電保護状態、過放電保護状態、過電流保護状態と呼
ぶ。
としては、図２に回路ブロック図を示すような電源装置
が知られていた。例えば、特開平４−７５４３０号「充
電式の電源装置」にこのような構造が開示されている。
即ち外部端子−Ｖ０ ２０５又は ＋Ｖ０ ２０４に電
流制限手段であるスイッチ回路２０３を介して二次電池
２０１が接続されている。さらに、二次電池２０１に並
列にバッテリー状態監視回路２０２が接続されている。
バッテリー状態監視回路２０２は、二次電池２０１の電
圧および電流を検出する機能を備えている。二次電池２
０１が所定の電圧値より高い過充電状態、または所定の
電圧値より低い過放電状態、またはスイッチ回路２０３
に所定の電流値より大きい電流が流れて外部端子 −Ｖ
０ ２０５がある電圧に達した過電流状態のいずれかの
場合は、スイッチ回路２０３がＯＦＦして充電電流また
は放電電流を停止できるようにバッテリー状態監視回路
２０２から充放電禁止信号が出力される。以後、二次電
池２０１が過充電状態または過放電状態または過電流状
態になって充電または放電が停止した状態をそれぞれ、
過充電保護状態、過放電保護状態、過電流保護状態と呼
ぶ。
【０００３】さらにバッテリー状態監視回路に実用的な
機能を持たせたバッテリー装置の従来例として、図３の
回路ブロック図に示されるようなバッテリー装置も知ら
れている。図３においては、過充電検出回路３０６と過
放電検出回路３０７と過電流検出回路３０８と遅延回路
３０９，３１０，３１１とロジック回路３０５を合わせ
て、バッテリー状態監視回路２０２を形成している。図
３では、充電器３０１が外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−
Ｖ０ ２０５の間に接続されて、二次電池２０１が充電
電圧の上限値以上になると過充電検出回路３０６より過
充電検出信号が遅延回路３０９に出力され、過充電検出
信号が所定の時間以上続くと遅延回路３０９より過充電
検出信号がロジック回路３０５に出力される。また負荷
３０２が外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−Ｖ０ ２０５の
間に接続されて、二次電池２０１が放電電圧の下限値以
下になると過放電検出回路３０７より過放電検出信号が
遅延回路３１０に出力され、過放電検出信号が所定の時
間以上続くと遅延回路３１０より過放電検出信号がロジ
ック回路３０５に出力される。またスイッチ回路２０３
に流れる放電電流が上限値以上になって、スイッチ回路
２０３のオン抵抗により外部端子 −Ｖ０ ２０５の電
位が所定値以上になると過電流検出回路３０８より過電
流検出信号が遅延回路３１１に出力され、過電流検出信
号が所定の時間以上続くと遅延回路３１１より過電流検
出信号がロジック回路３０５に出力される。ロジック回
路３０５は過充電検出信号が入力されれば充電禁止信号
をＦＥＴ−Ｂ３０４に出力して充電電流を停止すること
ができ、また過放電検出信号または過電流検出信号が入
力されれば放電禁止信号をＦＥＴ−Ａ３０３に出力して
放電電流を停止することができる。図３のように構成さ
れた従来の電源装置では、充電電流または放電電流を止
めるまでの遅延時間、すなわち過充電検出遅延時間、過
放電検出遅延時間、過電流検出遅延時間が確保できる。
これらの遅延時間はは一時的なノイズなどによる誤動作
を防止するために必要である。
機能を持たせたバッテリー装置の従来例として、図３の
回路ブロック図に示されるようなバッテリー装置も知ら
れている。図３においては、過充電検出回路３０６と過
放電検出回路３０７と過電流検出回路３０８と遅延回路
３０９，３１０，３１１とロジック回路３０５を合わせ
て、バッテリー状態監視回路２０２を形成している。図
３では、充電器３０１が外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−
Ｖ０ ２０５の間に接続されて、二次電池２０１が充電
電圧の上限値以上になると過充電検出回路３０６より過
充電検出信号が遅延回路３０９に出力され、過充電検出
信号が所定の時間以上続くと遅延回路３０９より過充電
検出信号がロジック回路３０５に出力される。また負荷
３０２が外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−Ｖ０ ２０５の
間に接続されて、二次電池２０１が放電電圧の下限値以
下になると過放電検出回路３０７より過放電検出信号が
遅延回路３１０に出力され、過放電検出信号が所定の時
間以上続くと遅延回路３１０より過放電検出信号がロジ
ック回路３０５に出力される。またスイッチ回路２０３
に流れる放電電流が上限値以上になって、スイッチ回路
２０３のオン抵抗により外部端子 −Ｖ０ ２０５の電
位が所定値以上になると過電流検出回路３０８より過電
流検出信号が遅延回路３１１に出力され、過電流検出信
号が所定の時間以上続くと遅延回路３１１より過電流検
出信号がロジック回路３０５に出力される。ロジック回
路３０５は過充電検出信号が入力されれば充電禁止信号
をＦＥＴ−Ｂ３０４に出力して充電電流を停止すること
ができ、また過放電検出信号または過電流検出信号が入
力されれば放電禁止信号をＦＥＴ−Ａ３０３に出力して
放電電流を停止することができる。図３のように構成さ
れた従来の電源装置では、充電電流または放電電流を止
めるまでの遅延時間、すなわち過充電検出遅延時間、過
放電検出遅延時間、過電流検出遅延時間が確保できる。
これらの遅延時間はは一時的なノイズなどによる誤動作
を防止するために必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
ように構成された従来の電源装置では止めていた充電電
流または放電電流を復帰させる遅延時間、すなわち過充
電解除遅延時間、過放電解除遅延時間、過電流解除遅延
時間は確保できていなかった。このため、以下の課題が
発生していた。例えば従来のバッテリー装置では図９の
タイムチャートのように充電しながらパルス的な放電が
起きている場合に不具合が生じる。まずパルス状の放電
電流が流れる。すると二次電池２０１の内部インピーダ
ンスで電圧降下が起こり、電源電圧が一時的に過充電電
圧を下回る。すると過充電保護状態が瞬時に解除されて
しまう。その結果過充電検出遅延時間だけ充電電流が流
れてしまう。以上の動作がパルスに応じて繰り返され
る。したがって二次電池２０１の電圧が過充電電圧以上
に上昇しても、バッテリー状態監視回路が所定電圧で過
充電保護状態を維持することができず、パルス的に充電
が続けられてしまうという課題があった。
ように構成された従来の電源装置では止めていた充電電
流または放電電流を復帰させる遅延時間、すなわち過充
電解除遅延時間、過放電解除遅延時間、過電流解除遅延
時間は確保できていなかった。このため、以下の課題が
発生していた。例えば従来のバッテリー装置では図９の
タイムチャートのように充電しながらパルス的な放電が
起きている場合に不具合が生じる。まずパルス状の放電
電流が流れる。すると二次電池２０１の内部インピーダ
ンスで電圧降下が起こり、電源電圧が一時的に過充電電
圧を下回る。すると過充電保護状態が瞬時に解除されて
しまう。その結果過充電検出遅延時間だけ充電電流が流
れてしまう。以上の動作がパルスに応じて繰り返され
る。したがって二次電池２０１の電圧が過充電電圧以上
に上昇しても、バッテリー状態監視回路が所定電圧で過
充電保護状態を維持することができず、パルス的に充電
が続けられてしまうという課題があった。
【０００５】また、従来のバッテリー装置では図１１の
タイムチャートのように過放電保護状態に入った瞬間に
不具合が生じる。まず過放電保護状態に入った瞬間に放
電電流が止まる。すると二次電池２０１の寄生コイル成
分などで電池電圧が一時的に上昇し、過放電電圧を上回
る。すると過放電保護状態が瞬時に解除されてしまう。
その結果過放電検出遅延時間だけ放電電流が流れてしま
う。以上の動作が過放電検出遅延時間に応じて繰り返さ
れ、発振が起こる。したがって二次電池２０１の電圧が
下降してもバッテリー状態監視回路が所定電圧で過放電
保護状態を維持することができず、放電が続けられてし
まうという課題があった。過放電保護状態を維持できな
いことは電池寿命に悪影響を与えるため、従来のバッテ
リー状態監視回路を用いたバッテリー装置には寿命が短
いという課題があった。
タイムチャートのように過放電保護状態に入った瞬間に
不具合が生じる。まず過放電保護状態に入った瞬間に放
電電流が止まる。すると二次電池２０１の寄生コイル成
分などで電池電圧が一時的に上昇し、過放電電圧を上回
る。すると過放電保護状態が瞬時に解除されてしまう。
その結果過放電検出遅延時間だけ放電電流が流れてしま
う。以上の動作が過放電検出遅延時間に応じて繰り返さ
れ、発振が起こる。したがって二次電池２０１の電圧が
下降してもバッテリー状態監視回路が所定電圧で過放電
保護状態を維持することができず、放電が続けられてし
まうという課題があった。過放電保護状態を維持できな
いことは電池寿命に悪影響を与えるため、従来のバッテ
リー状態監視回路を用いたバッテリー装置には寿命が短
いという課題があった。
【０００６】また従来のバッテリー装置では過電流保護
状態に入った瞬間に放電電流が止まると外部負荷のコイ
ル成分などで−Ｖ０ ２０５の電圧が一時的に下降する
ため、この瞬間に過電流保護状態が解除されてしまっ
た。動作原理は過放電状態の不具合と同様である。した
がってスイッチ回路２０３に大きな電流が流れてもバッ
テリー状態監視回路が所定電流で過電流保護状態を維持
することができず、放電が続けられてしまうという課題
があった。過電流保護状態を維持できないことはスイッ
チ回路寿命に悪影響を与えるため、従来のバッテリー状
態監視回路を用いたバッテリー装置には寿命が短いとい
う課題があった。
状態に入った瞬間に放電電流が止まると外部負荷のコイ
ル成分などで−Ｖ０ ２０５の電圧が一時的に下降する
ため、この瞬間に過電流保護状態が解除されてしまっ
た。動作原理は過放電状態の不具合と同様である。した
がってスイッチ回路２０３に大きな電流が流れてもバッ
テリー状態監視回路が所定電流で過電流保護状態を維持
することができず、放電が続けられてしまうという課題
があった。過電流保護状態を維持できないことはスイッ
チ回路寿命に悪影響を与えるため、従来のバッテリー状
態監視回路を用いたバッテリー装置には寿命が短いとい
う課題があった。
【０００７】そこで本発明の目的は、従来のこのような
課題を解決するため、過充電保護状態および過放電保護
状態および過電流保護状態を確実に維持できるバッテリ
ー状態監視回路を実現することであり、長寿命かつ安全
なバッテリー装置を提供することである。
課題を解決するため、過充電保護状態および過放電保護
状態および過電流保護状態を確実に維持できるバッテリ
ー状態監視回路を実現することであり、長寿命かつ安全
なバッテリー装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のバッテリー状態監視回路では新たに過充電
解除遅延時間、過放電解除遅延時間、過電流解除遅延時
間を確保できる回路を加えた構成とした。
に、本発明のバッテリー状態監視回路では新たに過充電
解除遅延時間、過放電解除遅延時間、過電流解除遅延時
間を確保できる回路を加えた構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を用いて説明する。図１は本発明のバッテリー状態
監視回路およびバッテリー装置の実施例を示す回路ブロ
ック図である。図１では図３のバッテリー状態監視回路
に新たに解除遅延回路１０９，１１０，１１１を追加し
てバッテリー状態監視回路１０２を構成となっている。
図面を用いて説明する。図１は本発明のバッテリー状態
監視回路およびバッテリー装置の実施例を示す回路ブロ
ック図である。図１では図３のバッテリー状態監視回路
に新たに解除遅延回路１０９，１１０，１１１を追加し
てバッテリー状態監視回路１０２を構成となっている。
【００１０】図１のバッテリー状態監視回路およびバッ
テリー装置においては、過充電保護状態であるバッテリ
ー装置の外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−Ｖ０ ２０５の
間に負荷３０２が接続されて二次電池２０１が充電電圧
の上限値以下になると、過充電検出回路３０６より過充
電解除信号が遅延回路３０９に出力される。遅延回路３
０９は従来例のとおり過充電検出信号の遅延回路である
ため、遅延無しで過充電解除信号を遅延回路１０９に出
力する。遅延回路１０９は過充電解除信号が所定の時間
以上続くと過充電解除信号をロジック回路３０５に出力
する。ロジック回路３０５は過充電解除信号が入力され
れば充電可能信号をＦＥＴ−Ｂ３０４に出力して充電が
可能となる。
テリー装置においては、過充電保護状態であるバッテリ
ー装置の外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−Ｖ０ ２０５の
間に負荷３０２が接続されて二次電池２０１が充電電圧
の上限値以下になると、過充電検出回路３０６より過充
電解除信号が遅延回路３０９に出力される。遅延回路３
０９は従来例のとおり過充電検出信号の遅延回路である
ため、遅延無しで過充電解除信号を遅延回路１０９に出
力する。遅延回路１０９は過充電解除信号が所定の時間
以上続くと過充電解除信号をロジック回路３０５に出力
する。ロジック回路３０５は過充電解除信号が入力され
れば充電可能信号をＦＥＴ−Ｂ３０４に出力して充電が
可能となる。
【００１１】本発明において図１０のタイムチャートの
ように充電しながらパルス的な放電が起きている場合、
放電の瞬間に二次電池２０１の内部インピーダンスで電
圧降下が起こるが、たとえ前記電圧降下によって過充電
保護したい所定電圧を下回ったとしても、上記パルス時
間以上に遅延回路１０９の遅延時間を設定しておけばバ
ッテリー状態監視回路１０２が過充電保護状態を維持す
ることができる。このため充電により二次電池２０１の
電圧が上昇すれば、所定電圧で過充電保護状態に入るこ
とができ、電池の加熱や破裂などの危険がない安全なバ
ッテリー装置を提供できるようになった。
ように充電しながらパルス的な放電が起きている場合、
放電の瞬間に二次電池２０１の内部インピーダンスで電
圧降下が起こるが、たとえ前記電圧降下によって過充電
保護したい所定電圧を下回ったとしても、上記パルス時
間以上に遅延回路１０９の遅延時間を設定しておけばバ
ッテリー状態監視回路１０２が過充電保護状態を維持す
ることができる。このため充電により二次電池２０１の
電圧が上昇すれば、所定電圧で過充電保護状態に入るこ
とができ、電池の加熱や破裂などの危険がない安全なバ
ッテリー装置を提供できるようになった。
【００１２】図１のバッテリー状態監視回路およびバッ
テリー装置においてはまた、過放電保護状態であるバッ
テリー装置の外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−Ｖ０ ２０
５の間に充電器３０１が接続されて二次電池２０１が放
電電圧の下限値以上になると、過放電検出回路３０７よ
り過放電解除信号が遅延回路３１０に出力される。遅延
回路３１０は従来例のとおり過放電検出信号の遅延回路
であるため、遅延無しで過放電解除信号を遅延回路１１
０に出力する。遅延回路１１０は過放電解除信号が所定
の時間以上続くと過放電解除信号をロジック回路３０５
に出力する。ロジック回路３０５は過放電解除信号が入
力されれば放電可能信号をＦＥＴ−A３０４に出力して
放電が可能となる。
テリー装置においてはまた、過放電保護状態であるバッ
テリー装置の外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−Ｖ０ ２０
５の間に充電器３０１が接続されて二次電池２０１が放
電電圧の下限値以上になると、過放電検出回路３０７よ
り過放電解除信号が遅延回路３１０に出力される。遅延
回路３１０は従来例のとおり過放電検出信号の遅延回路
であるため、遅延無しで過放電解除信号を遅延回路１１
０に出力する。遅延回路１１０は過放電解除信号が所定
の時間以上続くと過放電解除信号をロジック回路３０５
に出力する。ロジック回路３０５は過放電解除信号が入
力されれば放電可能信号をＦＥＴ−A３０４に出力して
放電が可能となる。
【００１３】本発明において図１２のタイムチャートの
ように過放電保護状態に入った瞬間に放電電流が止まる
と二次電池２０１の寄生コイル成分などで電池電圧が一
時的に上昇するが、たとえ一時的な電圧上昇によって過
放電保護したい所定電圧を上回ったとしても、上記一時
的な電圧上昇が収まる時間以上に遅延回路１１０の遅延
時間を設定しておけばバッテリー状態監視回路１０２が
過放電保護状態を維持することができる。このため放電
により二次電池２０１の電圧が下降すれば、所定電圧で
過放電保護状態に入ることができ、電池寿命を損なわな
いバッテリー装置を提供できるようになった。
ように過放電保護状態に入った瞬間に放電電流が止まる
と二次電池２０１の寄生コイル成分などで電池電圧が一
時的に上昇するが、たとえ一時的な電圧上昇によって過
放電保護したい所定電圧を上回ったとしても、上記一時
的な電圧上昇が収まる時間以上に遅延回路１１０の遅延
時間を設定しておけばバッテリー状態監視回路１０２が
過放電保護状態を維持することができる。このため放電
により二次電池２０１の電圧が下降すれば、所定電圧で
過放電保護状態に入ることができ、電池寿命を損なわな
いバッテリー装置を提供できるようになった。
【００１４】図１のバッテリー状態監視回路およびバッ
テリー装置においてはまた、過電流保護状態であるバッ
テリー装置の外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−Ｖ０ ２０
５の間に接続されていた負荷３０２が切り離されて放電
電流が止まり、外部端子 −Ｖ０ ２０５の電位が所定
値以下になると、過電流検出回路３０８より過電流解除
信号が遅延回路３１１に出力される。遅延回路３１１は
従来例のとおり過電流検出信号の遅延回路であるため、
遅延無しで過電流解除信号を遅延回路１１１に出力す
る。遅延回路１１１は過電流解除信号が所定の時間以上
続くと過電流解除信号をロジック回路３０５に出力す
る。ロジック回路３０５は過電流解除信号が入力されれ
ば放電可能信号をＦＥＴ−A３０４に出力して放電が可
能となる。
テリー装置においてはまた、過電流保護状態であるバッ
テリー装置の外部端子 ＋Ｖ０ ２０４と−Ｖ０ ２０
５の間に接続されていた負荷３０２が切り離されて放電
電流が止まり、外部端子 −Ｖ０ ２０５の電位が所定
値以下になると、過電流検出回路３０８より過電流解除
信号が遅延回路３１１に出力される。遅延回路３１１は
従来例のとおり過電流検出信号の遅延回路であるため、
遅延無しで過電流解除信号を遅延回路１１１に出力す
る。遅延回路１１１は過電流解除信号が所定の時間以上
続くと過電流解除信号をロジック回路３０５に出力す
る。ロジック回路３０５は過電流解除信号が入力されれ
ば放電可能信号をＦＥＴ−A３０４に出力して放電が可
能となる。
【００１５】本発明において過電流保護状態に入った瞬
間に放電電流が止まると外部負荷のコイル成分などで−
Ｖ０ ２０５の電圧が一時的に下降するが、たとえ一時
的に過電流保護したい所定電圧を下回ったとしても、上
記一時的な電圧下降が収まる時間以上に遅延回路１１１
の遅延時間を設定しておけばバッテリー状態監視回路１
０２が過電流保護状態を維持することができる。動作原
理は過放電状態の場合と同様である。このため所定電流
で過電流保護状態に入ることができ、スイッチ回路２０
３の寿命を損なわないバッテリー装置を提供できるよう
になった。
間に放電電流が止まると外部負荷のコイル成分などで−
Ｖ０ ２０５の電圧が一時的に下降するが、たとえ一時
的に過電流保護したい所定電圧を下回ったとしても、上
記一時的な電圧下降が収まる時間以上に遅延回路１１１
の遅延時間を設定しておけばバッテリー状態監視回路１
０２が過電流保護状態を維持することができる。動作原
理は過放電状態の場合と同様である。このため所定電流
で過電流保護状態に入ることができ、スイッチ回路２０
３の寿命を損なわないバッテリー装置を提供できるよう
になった。
【００１６】図４は本発明に使用されている遅延回路１
０９の実施例を示す回路ブロック図である。図4はコン
パレータ４０１と容量４０２と抵抗４０３，４０４，４
０７とスイッチ４０５，４０６とで構成されている。ス
イッチ４０５と４０６はどちらか片方だけがオンするよ
うな構成となっている。ここで過充電検出信号をＶＤ
Ｄ、過充電解除信号をＶＳＳとする。スイッチ４０５は
過充電検出信号でオンし、容量４０２を充電するととも
に容量４０２のプラス端子の電圧をＶＤＤまで上昇させ
る。前記容量４０２のプラス端子の電圧が抵抗４０３と
４０４で分圧された電圧より高くなるとコンパレータ４
０１の出力がＶＳＳからＶＤＤに反転して過充電検出信
号を出力する。この時、過充電検出信号に遅延は発生し
ない。逆にスイッチ４０６は過充電解除信号でオンし、
容量４０２を抵抗４０７を介して放電するとともに容量
４０２のプラス端子の電圧をＶＳＳまで下降させる。前
記容量４０２のプラス端子の電圧が抵抗４０３と４０４
で分圧された電圧より低くなるとコンパレータ４０１の
出力がＶＤＤからＶＳＳに反転して過充電解除信号を出
力する。この時、過充電解除信号に容量４０２と抵抗４
０７に応じた遅延が発生する。このように遅延回路１０
９は簡単な回路で構成することができる。
０９の実施例を示す回路ブロック図である。図4はコン
パレータ４０１と容量４０２と抵抗４０３，４０４，４
０７とスイッチ４０５，４０６とで構成されている。ス
イッチ４０５と４０６はどちらか片方だけがオンするよ
うな構成となっている。ここで過充電検出信号をＶＤ
Ｄ、過充電解除信号をＶＳＳとする。スイッチ４０５は
過充電検出信号でオンし、容量４０２を充電するととも
に容量４０２のプラス端子の電圧をＶＤＤまで上昇させ
る。前記容量４０２のプラス端子の電圧が抵抗４０３と
４０４で分圧された電圧より高くなるとコンパレータ４
０１の出力がＶＳＳからＶＤＤに反転して過充電検出信
号を出力する。この時、過充電検出信号に遅延は発生し
ない。逆にスイッチ４０６は過充電解除信号でオンし、
容量４０２を抵抗４０７を介して放電するとともに容量
４０２のプラス端子の電圧をＶＳＳまで下降させる。前
記容量４０２のプラス端子の電圧が抵抗４０３と４０４
で分圧された電圧より低くなるとコンパレータ４０１の
出力がＶＤＤからＶＳＳに反転して過充電解除信号を出
力する。この時、過充電解除信号に容量４０２と抵抗４
０７に応じた遅延が発生する。このように遅延回路１０
９は簡単な回路で構成することができる。
【００１７】図７は本発明に使用されている遅延回路１
０９の他の実施例を示す回路ブロック図である。図７は
一定電流を出力する定電流７０１で容量４０２を放電し
て遅延をつくり、一定電圧を出力する基準電圧７０２と
比較して出力を反転させ、図４と同様の遅延動作を実現
している。ここで、容量４０２、抵抗４０７、定電流７
０１を調節できるようにしておけば遅延回路１０９は任
意の遅延時間を実現することができる。
０９の他の実施例を示す回路ブロック図である。図７は
一定電流を出力する定電流７０１で容量４０２を放電し
て遅延をつくり、一定電圧を出力する基準電圧７０２と
比較して出力を反転させ、図４と同様の遅延動作を実現
している。ここで、容量４０２、抵抗４０７、定電流７
０１を調節できるようにしておけば遅延回路１０９は任
意の遅延時間を実現することができる。
【００１８】また、遅延回路１０９の構成要素である容
量などをバッテリー状態監視回路外に外付け部品として
形成することも可能である。また、遅延回路１１０，１
１１も遅延回路１０９と同様の回路で構成できるととも
に、信号の遅延を実現できれば遅延回路１０９，１１
０，１１１は実施例に限定されずさまざまな構成をとる
ことが可能である。
量などをバッテリー状態監視回路外に外付け部品として
形成することも可能である。また、遅延回路１１０，１
１１も遅延回路１０９と同様の回路で構成できるととも
に、信号の遅延を実現できれば遅延回路１０９，１１
０，１１１は実施例に限定されずさまざまな構成をとる
ことが可能である。
【００１９】図８は本発明のバッテリー状態監視回路お
よびバッテリー装置の他の実施例を示す回路ブロック図
である。図８では図１のバッテリー状態監視回路の検出
遅延回路３０９，３１０，３１１と解除遅延回路１０
９，１１０，１１１のかわりに検出解除遅延回路８０
９，８１０，８１１を設けた構成となっている。バッテ
リー状態監視回路１０２の動作および発明の効果は図1
と同様である。
よびバッテリー装置の他の実施例を示す回路ブロック図
である。図８では図１のバッテリー状態監視回路の検出
遅延回路３０９，３１０，３１１と解除遅延回路１０
９，１１０，１１１のかわりに検出解除遅延回路８０
９，８１０，８１１を設けた構成となっている。バッテ
リー状態監視回路１０２の動作および発明の効果は図1
と同様である。
【００２０】図５は本発明に使用されている遅延回路８
０９の実施例を示す回路ブロック図である。図5は図4に
抵抗５０１を追加したものである。これにより過充電解
除信号と過充電検出信号との双方に遅延を設けることが
可能となっている。
０９の実施例を示す回路ブロック図である。図5は図4に
抵抗５０１を追加したものである。これにより過充電解
除信号と過充電検出信号との双方に遅延を設けることが
可能となっている。
【００２１】図６は本発明に使用されている遅延回路８
０９の他の実施例を示す回路ブロック図である。図６は
図５にスイッチ６０１，６０２を追加したものである。
スイッチ６０１と６０２はどちらか片方だけがオンする
ような構成となっている。スイッチ６０１はスイッチ４
０５がオンしかつコンパレータ４０１から過充電検出信
号が出力されるとオンし、容量４０２のプラス端子電圧
をＶＤＤに引き上げる。スイッチ６０２はスイッチ４０
６がオンしかつコンパレータ４０１から過充電解除信号
が出力されるとオンし、容量４０２のプラス端子電圧を
ＶＳＳに引き下げる。図6ではＣＲ遅延のスタート電圧
がＶＤＤまたはＶＳＳに固定されるため、より正確な遅
延時間を得ることができる。例えば検出と解除が短時間
で交互に発生するような場合には非常に有効である。
０９の他の実施例を示す回路ブロック図である。図６は
図５にスイッチ６０１，６０２を追加したものである。
スイッチ６０１と６０２はどちらか片方だけがオンする
ような構成となっている。スイッチ６０１はスイッチ４
０５がオンしかつコンパレータ４０１から過充電検出信
号が出力されるとオンし、容量４０２のプラス端子電圧
をＶＤＤに引き上げる。スイッチ６０２はスイッチ４０
６がオンしかつコンパレータ４０１から過充電解除信号
が出力されるとオンし、容量４０２のプラス端子電圧を
ＶＳＳに引き下げる。図6ではＣＲ遅延のスタート電圧
がＶＤＤまたはＶＳＳに固定されるため、より正確な遅
延時間を得ることができる。例えば検出と解除が短時間
で交互に発生するような場合には非常に有効である。
【００２２】また本発明では図５，６のような回路構成
をとることで、容量４０２のプラス端子電圧がＶＤＤで
あれば過充電検出状態であり、逆にＶＳＳであれば過充
電解除状態であり、その中間であれば遅延時間中である
といったように、容量４０２のプラス端子電圧をモニタ
ーすることでバッテリー状態監視回路１０２の状態を簡
単に把握することができるようになった。
をとることで、容量４０２のプラス端子電圧がＶＤＤで
あれば過充電検出状態であり、逆にＶＳＳであれば過充
電解除状態であり、その中間であれば遅延時間中である
といったように、容量４０２のプラス端子電圧をモニタ
ーすることでバッテリー状態監視回路１０２の状態を簡
単に把握することができるようになった。
【００２３】また、遅延回路８１０，８１１も遅延回路
８０９と同様の回路で構成でき、同様の効果を有する。
また、信号の遅延を実現できれば遅延回路８０９，８１
０，８１１は実施例に限定されずさまざまな構成をとる
ことが可能である。
８０９と同様の回路で構成でき、同様の効果を有する。
また、信号の遅延を実現できれば遅延回路８０９，８１
０，８１１は実施例に限定されずさまざまな構成をとる
ことが可能である。
【００２４】
【発明の効果】本発明のバッテリー状態監視回路および
バッテリー装置では、以上説明したように過充電および
過放電および過電流それぞれの保護状態に入る時の検出
遅延と、保護状態から抜け出す時の解除遅延との双方を
確保できる構成としたことで、充電しながらパルス的な
放電が起きてもバッテリー状態監視回路が過充電保護状
態を維持でき、安全性の高いバッテリー装置を提供でき
るというできるという効果を有する。
バッテリー装置では、以上説明したように過充電および
過放電および過電流それぞれの保護状態に入る時の検出
遅延と、保護状態から抜け出す時の解除遅延との双方を
確保できる構成としたことで、充電しながらパルス的な
放電が起きてもバッテリー状態監視回路が過充電保護状
態を維持でき、安全性の高いバッテリー装置を提供でき
るというできるという効果を有する。
【００２５】また、過放電保護状態に入った瞬間に放電
電流が止まってもバッテリー状態監視回路が過放電保護
状態を維持でき、電池寿命の長いバッテリー装置を提供
できるというできるという効果を有する。
電流が止まってもバッテリー状態監視回路が過放電保護
状態を維持でき、電池寿命の長いバッテリー装置を提供
できるというできるという効果を有する。
【００２６】また、過電流保護状態に入った瞬間に放電
電流が止まってもバッテリー状態監視回路が過電流保護
状態を維持でき、スイッチ回路寿命の長いバッテリー装
置を提供できるというできるという効果を有する。
電流が止まってもバッテリー状態監視回路が過電流保護
状態を維持でき、スイッチ回路寿命の長いバッテリー装
置を提供できるというできるという効果を有する。
【００２７】また、遅延回路の容量端子の電圧をモニタ
ーすることでバッテリー状態監視回路およびバッテリー
装置の状態を把握することができるできるという効果を
有する。
ーすることでバッテリー状態監視回路およびバッテリー
装置の状態を把握することができるできるという効果を
有する。
【図１】本発明のバッテリー状態監視回路およびバッテ
リー装置の実施例を示す回路ブロック図である。
リー装置の実施例を示す回路ブロック図である。
【図２】従来のバッテリー状態監視回路およびバッテリ
ー装置の実施例をす回路ブロック図である。
ー装置の実施例をす回路ブロック図である。
【図３】従来のバッテリー状態監視回路およびバッテリ
ー装置の他の実施例を示す回路ブロック図である。
ー装置の他の実施例を示す回路ブロック図である。
【図４】発明に使用されている遅延回路１０９の実施例
を示す回路ブロック図である。
を示す回路ブロック図である。
【図５】本発明に使用されている遅延回路８０９の実施
例を示す回路ブロック図である。
例を示す回路ブロック図である。
【図６】本発明に使用されている遅延回路８０９の他の
実施例を示す回路ブロック図である。
実施例を示す回路ブロック図である。
【図７】本発明に使用されている遅延回路１０９の他の
実施例を示す回路ブロック図である。
実施例を示す回路ブロック図である。
【図８】本発明のバッテリー状態監視回路およびバッテ
リー装置の他の実施例を示す回路ブロック図である。
リー装置の他の実施例を示す回路ブロック図である。
【図９】従来のバッテリー状態監視回路およびバッテリ
ー装置において充電しながらパルス的な放電が起きてい
る場合のタイムチャートである。
ー装置において充電しながらパルス的な放電が起きてい
る場合のタイムチャートである。
【図１０】本発明のバッテリー状態監視回路およびバッ
テリー装置において充電しながらパルス的な放電が起き
ている場合のタイムチャートである。
テリー装置において充電しながらパルス的な放電が起き
ている場合のタイムチャートである。
【図１１】従来のバッテリー状態監視回路およびバッテ
リー装置において過放電保護状態に入った瞬間のタイム
チャートである。
リー装置において過放電保護状態に入った瞬間のタイム
チャートである。
【図１２】本発明のバッテリー状態監視回路およびバッ
テリー装置において過放電保護状態に入った瞬間のタイ
ムチャートである。
テリー装置において過放電保護状態に入った瞬間のタイ
ムチャートである。
１０９、１１０、１１１ 解除遅延回路 ２０１ 二次電池 ２０２ バッテリー状態監視回路 ２０３ スイッチ回路 ２０４ 外部端子 ＋Ｖ０ ２０５ 外部端子 −Ｖ０ ３０１ 充電器 ３０２ 負荷 ３０３ ＦＥＴ−Ａ ３０４ ＦＥＴ−Ｂ ３０５ ロジック回路 ３０６ 過充電検出回路 ３０７ 過放電検出回路 ３０８ 過電流検出回路 ３０９、３１０、３１１ 検出遅延回路 ４０１ コンパレータ ４０２ 容量 ４０３、４０４、４０７、５０１ 抵抗 ４０５、４０６、６０１、６０２ スイッチ ７０１ 定電流 ７０２ 基準電圧 ８０９、８１０、８１１ 検出解除遅延回路
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CA00 CB12 CB13 CB21 CB23 CB31 CB33 CC01 CC04 CC07 CC12 CC23 CC27 CD06 CD10 CD14 5G003 AA01 BA01 CA01 CA11 CC02 DA07 DA13 FA04 GA01 GC06 5H030 AA03 AA04 AS20 BB01 FF42 FF43 FF44
Claims (12)
- 【請求項１】 充電と放電が可能である二次電池の電流
を調節する電流制限手段を制御できるとともに前記二次
電池の電圧または電流またはその双方を監視できるバッ
テリー状態監視回路において、 前記バッテリー状態監視回路内には少なくとも、前記二
次電池の充電可能な上限電圧を検出できる検出回路と、 前記二次電池が前記上限電圧を上回った場合前記検出回
路が出力する検出信号と前記二次電池が前記上限電圧を
下回った場合前記検出回路が出力する解除信号との双方
を任意の時間遅れさせる信号遅延回路とが具備されてい
ることを特徴とするバッテリー状態監視回路。 - 【請求項２】 充電と放電が可能である二次電池の電流
を調節する電流制限手段を制御できるとともに前記二次
電池の電圧または電流またはその双方を監視できるバッ
テリー状態監視回路において、前記バッテリー状態監視
回路内には少なくとも、 前記二次電池の放電可能な下限電圧を検出できる検出回
路と、 前記二次電池が前記下限電圧を下回った場合前記検出回
路が出力する検出信号と、 前記二次電池が前記下限電圧を上回った場合前記検出回
路が出力する解除信号との双方を任意の時間遅れさせる
信号遅延回路とが具備されていることを特徴とするバッ
テリー状態監視回路。 - 【請求項３】 充電と放電が可能である二次電池の電流
を調節する電流制限手段を制御できるとともに前記二次
電池の電圧または電流またはその双方を監視できるバッ
テリー状態監視回路において、前記バッテリー状態監視
回路内には少なくとも、 前記電流制限手段に流れる上限電流を検出できる検出回
路と、 前記上限電流を上回ったときに前記検出回路が出力する
検出信号と前記上限電流を下回ったときに前記検出回路
が出力する解除信号との双方を任意の時間遅れさせる信
号遅延回路とが具備されていることを特徴とするバッテ
リー状態監視回路。 - 【請求項４】 充電と放電が可能である二次電池の電流
を調節する電流制限手段を制御できるとともに前記二次
電池の電圧または電流またはその双方を監視できるバッ
テリー状態監視回路において、前記バッテリー状態監視
回路内には少なくとも、 前記二次電池の充電可能な上限電圧を検出できる検出回
路と、 前記二次電池が前記上限電圧を上回った場合前記検出回
路が出力する検出信号と、 前記二次電池が前記上限電圧を下回った場合前記検出回
路が出力する解除信号との双方を任意の時間遅れさせる
信号遅延回路と、 前記二次電池の放電可能な下限電圧を検出できる検出回
路と、 前記二次電池が前記下限電圧を下回った場合前記検出回
路が出力する検出信号と、 前記二次電池が前記下限電圧を上回った場合前記検出回
路が出力する解除信号との双方を任意の時間遅れさせる
信号遅延回路と、 前記電流制限手段に流れる上限電流を検出できる検出回
路と、 前記上限電流を上回った場合前記検出回路が出力する検
出信号と前記上限電流を下回った場合前記検出回路が出
力する解除信号との双方を任意の時間遅れさせる信号遅
延回路とが具備されていることを特徴とするバッテリー
状態監視回路。 - 【請求項５】 前記信号遅延回路において、 前記検出信号の遅延時間と前記解除信号の遅延時間との
いずれかまたは双方が調節できることを特徴とした請求
項１ないし４いづれか１項記載のバッテリー状態監視回
路。 - 【請求項６】 前記信号遅延回路の一部を監視すること
でその時のバッテリー状態が確認できることを特徴とし
た請求項１ないし５いづれか１項記載のバッテリー状態
監視回路。 - 【請求項７】 外部端子である＋端子と−端子との間
に、充電と放電が可能である二次電池と、前記二次電池
の電流を調節する電流制限手段と、 前記電流制限手段を制御できるとともに前記二次電池の
電圧または電流またはその双方を監視できるバッテリー
状態監視回路とが具備されているバッテリー装置におい
て、 前記バッテリー状態監視回路が請求項１記載のバッテリ
ー状態監視回路であることを特徴とするバッテリー装
置。 - 【請求項８】 外部端子である＋端子と−端子との間
に、充電と放電が可能である二次電池と、前記二次電池
の電流を調節する電流制限手段と、 前記電流制限手段を制御できるとともに前記二次電池の
電圧または電流またはその双方を監視できるバッテリー
状態監視回路とが具備されているバッテリー装置におい
て、前記バッテリー状態監視回路が請求項２記載のバッ
テリー状態監視回路であることを特徴とするバッテリー
装置。 - 【請求項９】 外部端子である＋端子と−端子との間
に、充電と放電が可能である二次電池と、前記二次電池
の電流を調節する電流制限手段と、 前記電流制限手段を制御できるとともに前記二次電池の
電圧または電流またはその双方を監視できるバッテリー
状態監視回路とが具備されているバッテリー装置におい
て、前記バッテリー状態監視回路が請求項３記載のバッ
テリー状態監視回路であることを特徴とするバッテリー
装置。 - 【請求項１０】 外部端子である＋端子と−端子との間
に、充電と放電が可能である二次電池と、前記二次電池
の電流を調節する電流制限手段と、 前記電流制限手段を制御できるとともに前記二次電池の
電圧または電流またはその双方を監視できるバッテリー
状態監視回路とが具備されているバッテリー装置におい
て、 前記バッテリー状態監視回路が請求項４記載のバッテリ
ー状態監視回路であることを特徴とするバッテリー装
置。 - 【請求項１１】 外部端子である＋端子と−端子との間
に、充電と放電が可能である二次電池と、前記二次電池
の電流を調節する電流制限手段と、 前記電流制限手段を制御できるとともに前記二次電池の
電圧または電流またはその双方を監視できるバッテリー
状態監視回路とが具備されているバッテリー装置におい
て、 前記バッテリー状態監視回路が請求項５記載のバッテリ
ー状態監視回路であることを特徴とするバッテリー装
置。 - 【請求項１２】 外部端子である＋端子と−端子との間
に、充電と放電が可能である二次電池と、前記二次電池
の電流を調節する電流制限手段と、 前記電流制限手段を制御できるとともに前記二次電池の
電圧または電流またはその双方を監視できるバッテリー
状態監視回路とが具備されているバッテリー装置におい
て、 前記バッテリー状態監視回路が請求項６記載のバッテリ
ー状態監視回路であることを特徴とするバッテリー装
置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000496A JP2002204532A (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置 |
| TW090130230A TW529191B (en) | 2001-01-05 | 2001-12-06 | Battery state monitoring circuit and battery device |
| KR1020010085930A KR100907360B1 (ko) | 2001-01-05 | 2001-12-27 | 배터리 상태 감시회로 및 배터리 장치 |
| US10/037,645 US6437541B1 (en) | 2001-01-05 | 2002-01-03 | Battery state monitoring circuit and battery device |
| CNB021018197A CN1194456C (zh) | 2001-01-05 | 2002-01-04 | 电池状态监测电路以及电池装置 |
| HK03100989.0A HK1048848B (zh) | 2001-01-05 | 2003-02-11 | 電池狀態監測電路以及電池裝置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000496A JP2002204532A (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002204532A true JP2002204532A (ja) | 2002-07-19 |
Family
ID=18869270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001000496A Pending JP2002204532A (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6437541B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002204532A (ja) |
| KR (1) | KR100907360B1 (ja) |
| CN (1) | CN1194456C (ja) |
| HK (1) | HK1048848B (ja) |
| TW (1) | TW529191B (ja) |
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