[go: up one dir, main page]

CN102005788B - 电池状态监视电路以及电池装置 - Google Patents

电池状态监视电路以及电池装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102005788B
CN102005788B CN201010274130.6A CN201010274130A CN102005788B CN 102005788 B CN102005788 B CN 102005788B CN 201010274130 A CN201010274130 A CN 201010274130A CN 102005788 B CN102005788 B CN 102005788B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
voltage
secondary battery
battery
charging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201010274130.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102005788A (zh
Inventor
小池智幸
樱井敦司
佐野和亮
坂本涉
前谷文彦
塚本尚平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ablic Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Publication of CN102005788A publication Critical patent/CN102005788A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102005788B publication Critical patent/CN102005788B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3835—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC involving only voltage measurements
    • H02J7/663—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H02J7/80—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • 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

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

本发明提供电池状态监视电路以及电池装置，即使在二次电池的电压降低到0V附近时也能够可靠地控制充电器的充电。作为解决手段，采用下述结构：通过与二次电池的两端连接的分压电阻电路(23)来提供构成电压检测电路的PMOS晶体管(16)与NMOS晶体管(17)的栅极电压，其中，该电压检测电路检测二次电池的0V附近电压。

Description

电池状态监视电路以及电池装置
技术领域
本发明涉及检测二次电池的电压及异常的电池状态监视电路以及电池装置，尤其涉及能够在二次电池的电压降低到0V附近时控制充电器的充电的电池状态监视电路以及电池装置。
背景技术
电池装置具有如下这样的功能：在二次电池的电压极端地下降而到达0V附近时，如果连上充电器，则允许或者禁止对二次电池充电(例如，参照专利文献1)。下面，将此功能称为0V充电。
图3示出了现有的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。现有的具有电池状态监视电路的电池装置具有：二次电池1；监视二次电池1的电压的充放电控制电路2；控制二次电池1的充电和放电的开关电路3；与充电器8或负载9连接的外部端子4和5；以及向充电开关11输出控制信号的充电开关驱动电路7。充电开关驱动电路7具有：与充放电控制电路2的输出端子连接的电平转换电路15；构成检测二次电池1的负极电压的电压检测电路的PMOS晶体管16、NMOS晶体管17、电阻18；INV电路26；NOR电路25；以及构成充电开关驱动电路7的输出电路的PMOS晶体管20和NMOS晶体管21。图3的电池装置具有允许0V充电的功能。
上述电池装置以如下方式工作来发挥允许0V充电的功能。
充放电控制电路2在二次电池1的电压下工作，监视二次电池1的电压。当二次电池1的电压增加到过充电电压以上时，充放电控制电路2向充电开关驱动电路7输出低电平信号。而在二次电池1的电压小于过充电电压时，充放电控制电路2向充电开关驱动电路7输出高电平信号。充电开关驱动电路7在外部端子4与5之间的外部端子间电压下工作。电平转换电路15将充放电控制电路2的信号转换为外部端子间电压。PMOS晶体管16和NMOS晶体管17的栅极与二次电池1的负极连接。在二次电池1的电压充足时，PMOS晶体管16导通，向NOR电路25输出低电平信号。而在二次电池1的电压接近0V时，NMOS晶体管17导通，向NOR电路25输出高电平信号。
NOR电路25在输入信号中的任一方为高电平时，输出低电平信号。因此，输出端子13的电压成为高电平，充电开关11接通，可进行充电。另外，NOR电路25在输入信号均为低电平时，输出高电平信号。因此，输出端子13的电压成为低电平，充电开关11断开，禁止充电。这样，当二次电池1的电压接近0V时，充电开关驱动电路7允许充电。即，电池装置发挥允许0V充电的功能。
【专利文献1】日本特开2000-308266号公报
但是，在上述充电开关驱动电路7中，构成电压检测电路的PMOS晶体管16和NMOS晶体管17的栅极与电池的负极连接，所以具有下述缺点。
电压检测电路解除充电许可时的二次电池1的电压是由PMOS晶体管16的阈值电压决定的。并且，PMOS晶体管16的阈值电压具有偏差。在二次电池1的电压变为可使充放电控制电路2工作的电压之前，充放电控制电路2的输出信号不稳定。因此，在电压检测电路解除了充电许可时，充放电控制电路2的输出信号有可能不稳定。当该输出信号是充电禁止信号时，二次电池的充电会被禁止。因此，将产生这样的不良状况：二次电池的充电被禁止，且充电禁止一直得不到解除。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而设计出的，其目的在于，提供即使在二次电池的电压降低到0V附近时也能够可靠地控制充电器的充电的电池状态监视电路以及电池装置。
为了解决现有课题，具有本发明的电池状态监视电路的电池装置采用了下述结构。
采用了下述电池状态监视电路以及电池装置：通过与二次电池的两端连接的分压电阻电路23来提供构成电压检测电路的PMOS晶体管16与NMOS晶体管17的栅极电压，其中，该电压检测电路检测二次电池的0V附近电压。
根据本发明的具有电池状态监视电路的电池装置，通过与二次电池的两端连接的分压电阻电路23来向电压检测电路提供电压，因此，能够将电压检测电路所检测的电压设定为可使充放电控制电路工作的电压以上，从而能够可靠地对二次电池进行充电。
因此，具有这样的效果：即使在二次电池的电压降低到0V附近时，也能够可靠地控制充电器的充电。
附图说明
图1是本实施方式的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。
图2是另一实施方式的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。
图3是现有的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。
标号说明
2充放电控制电路
3开关电路
7充电开关驱动电路
8充电器
15电平转换电路
23分压电阻电路
具体实施方式
图1是本实施方式的电池装置的电路图。
本实施方式的电池装置具有：二次电池1；监视二次电池1的电压的充放电控制电路2；控制二次电池1的充电和放电的开关电路3(放电开关10、充电开关11)；与充电器8或负载9连接的外部端子4和5；以及向充电开关11输出控制信号的充电开关驱动电路7。充电开关驱动电路7具有：与充放电控制电路2的输出端子连接的电平转换电路15；构成检测二次电池1的负极电压的电压检测电路的PMOS晶体管16、NMOS晶体管17、电阻18；INV电路26；分压电阻电路23；NOR电路25；以及构成充电开关驱动电路7的输出电路的PMOS晶体管20和NMOS晶体管21。图1的电池装置具有允许0V充电的功能。
在电压检测电路中，PMOS晶体管16、NMOS晶体管17以及电阻18串联连接在二次电池1的正极与外部端子5之间。另外，连接在电池的正极与负极之间的分压电阻电路23将分压电压输出至PMOS晶体管16与NMOS晶体管17的栅极。并且，为了使NMOS晶体管17进一步导通，也可以不输入分压电压，而是输入二次电池1的正极电压。
NOR电路25输入电平转换电路15的输出信号和经过INV电路26后的电压检测电路的输出信号，向输出电路输出控制信号。构成输出电路的PMOS晶体管20和NMOS晶体管21连接在二次电池1的正极与外部端子5之间。
上述电池装置以如下方式工作来发挥允许0V充电的功能。
充放电控制电路2在二次电池1的电压下工作，监视二次电池1的电压。
当二次电池1的电压增加到过充电电压以上时，充放电控制电路2向充电开关驱动电路7输出低电平信号。而在二次电池1的电压小于过充电电压时，充放电控制电路2向充电开关驱动电路7输出高电平信号。充电开关驱动电路7在外部端子4与5之间的外部端子间电压下工作。电平转换电路15将充放电控制电路2的信号转换为外部端子间电压。
在二次电池1的电压充足时，PMOS晶体管16导通，经由INV电路26向NOR电路25输出低电平信号。另外，在二次电池1的电压接近0V时，NMOS晶体管17导通，向NOR电路25输出高电平信号。
NOR电路25在输入信号中的任意一方为高电平时，输出低电平信号。因此，输出端子13的电压为高电平，充电开关11接通，可进行充电。另外，NOR电路25在输入信号均为低电平时，输出高电平信号。因此，输出端子13的电压为低电平，充电开关11断开，禁止充电。
分压电阻电路23的输出端子与PMOS晶体管16和NMOS晶体管17的栅极连接。因此，使PMOS晶体管16截止的电压由分压电压和PMOS晶体管16的阈值电压决定。即，通过调节分压电阻电路23的电阻值，能够将使PMOS晶体管16截止的电压设定为可使充放电控制电路2工作的电压以上。
这里，对二次电池1的电压接近0V时的动作进行说明。
当二次电池1的电压接近0V时，处于充放电控制电路2可工作的电压以下，向电平转换电路15输出的输出信号不稳定。分压电阻电路23的输出为与二次电池1的正极电压接近的值。因此，PMOS晶体管16的栅/源间电压Vgs变小，PMOS晶体管16截止。由此，当二次电池1的电压接近0V时，充电开关驱动电路7允许充电。即，电池装置发挥允许0V充电的功能。
另外，由于二次电池1的电流流过分压电阻电路23，因此也可以采用以下结构：在分压电阻电路23与二次电池1的正极之间设置开关电路22，在不需要0V充电的检测功能时，使电流不流过。
图2示出另一实施方式的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。图2的电池装置是以禁止0V充电的方式构成电路的例子。电压检测电路的输出信号经由NAND电路19输入至输出电路。
通过在这样构成的电池状态监视电路中设置本发明的电压检测电路，从而能够通过设定分压电阻电路23的电阻值，来提高PMOS晶体管16及NMOS晶体管17的导通截止电压的精度。
另外，本实施方式以在二次电池1的负极侧设置开关电路3的结构进行了说明。但对于在二次电池1的正极侧设置开关电路3的结构，只要将基准电压设在二次电池1的负极侧，则也能够获得同样的效果。

Claims (2)

1.一种电池状态监视电路，其具有：充放电控制电路，该充放电控制电路与二次电池的两端连接，监视所述二次电池的电压；以及充电开关控制电路，该充电开关控制电路向充电开关输出所述充放电控制电路的输出信号，该电池状态监视电路控制所述二次电池的充放电，该电池状态监视电路的特征在于，
所述充电开关控制电路在所述电池状态监视电路的外部端子的电压下工作，
所述充电开关控制电路具有：
电平转换电路，其将所述充放电控制电路的输出信号转换为所述外部端子的电压；
分压电阻电路，其与所述二次电池的两端连接，产生分压电压；
电压检测电路，其由PMOS晶体管和NMOS晶体管构成，检测0V充电的电压，所述PMOS晶体管和所述NMOS晶体管串联地连接在所述电池状态监视电路的外部端子之间，栅极被输入所述分压电压；以及
输出电路，其被输入所述电平转换电路与所述电压检测电路的输出电压，控制所述充电开关。
2.一种电池装置，其特征在于，该电池装置具有：
能够充放电的二次电池；
开关电路，其设置在所述二次电池与外部端子之间，控制所述二次电池的充放电；以及
权利要求1所述的电池状态监视电路，其监视所述二次电池的两端的电压。
CN201010274130.6A 2009-09-02 2010-09-01 电池状态监视电路以及电池装置 Active CN102005788B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009203137A JP5379612B2 (ja) 2009-09-02 2009-09-02 バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置
JP2009-203137 2009-09-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102005788A CN102005788A (zh) 2011-04-06
CN102005788B true CN102005788B (zh) 2014-10-29

Family

ID=43623871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010274130.6A Active CN102005788B (zh) 2009-09-02 2010-09-01 电池状态监视电路以及电池装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8384355B2 (zh)
JP (1) JP5379612B2 (zh)
KR (1) KR101457251B1 (zh)
CN (1) CN102005788B (zh)
TW (1) TWI463761B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101182890B1 (ko) * 2010-12-01 2012-09-13 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩 충전 제어 시스템
JP6084056B2 (ja) * 2013-02-06 2017-02-22 エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 充放電制御回路及びバッテリ装置
CN108562826A (zh) * 2018-02-23 2018-09-21 香港达谊集团有限公司 电池充电器检测电路
CN113892221A (zh) * 2019-06-27 2022-01-04 三洋电机株式会社 电池组以及其异常监视方法
CN114814408B (zh) * 2022-03-23 2024-09-03 国网北京市电力公司 充电模块的运行状态监测方法、装置、设备及存储介质

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1270432A (zh) * 1999-04-14 2000-10-18 精工电子有限公司 充电开关控制电路
US6479962B2 (en) * 2001-03-16 2002-11-12 Hewlett-Packard Company In-device charging system and method for multi-chemistry battery systems
JP3581428B2 (ja) * 1995-04-28 2004-10-27 セイコーインスツルメンツ株式会社 充電式電源装置
CN2694587Y (zh) * 2003-09-09 2005-04-20 李知非 电池控制保护集成电路

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3383607B2 (ja) * 1999-04-08 2003-03-04 セイコーインスツルメンツ株式会社 バッテリー状態監視回路、バッテリー装置、及び電子機器
JP2001224138A (ja) * 2000-02-07 2001-08-17 Hitachi Ltd 蓄電装置及び蓄電器の電圧検出方法
JP4555502B2 (ja) * 2001-04-24 2010-10-06 セイコーインスツル株式会社 バッテリー状態監視回路およびバッテリー装置
JP2003035732A (ja) * 2001-07-19 2003-02-07 Shibasoku:Kk 微少容量測定方法及び微少容量測定回路
JP2003174720A (ja) * 2001-09-28 2003-06-20 Mitsumi Electric Co Ltd 二次電池の保護回路及び保護回路用ｉｃ
JP4965855B2 (ja) * 2005-12-19 2012-07-04 セイコーインスツル株式会社 バッテリー状態監視回路及びバッテリー装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3581428B2 (ja) * 1995-04-28 2004-10-27 セイコーインスツルメンツ株式会社 充電式電源装置
CN1270432A (zh) * 1999-04-14 2000-10-18 精工电子有限公司 充电开关控制电路
US6479962B2 (en) * 2001-03-16 2002-11-12 Hewlett-Packard Company In-device charging system and method for multi-chemistry battery systems
CN2694587Y (zh) * 2003-09-09 2005-04-20 李知非 电池控制保护集成电路

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2003-174720A 2003.06.20
JP特许第3581428B2 2004.10.27

Also Published As

Publication number Publication date
US20110050176A1 (en) 2011-03-03
KR101457251B1 (ko) 2014-10-31
TWI463761B (zh) 2014-12-01
US8384355B2 (en) 2013-02-26
TW201131933A (en) 2011-09-16
JP5379612B2 (ja) 2013-12-25
KR20110025090A (ko) 2011-03-09
CN102005788A (zh) 2011-04-06
JP2011055658A (ja) 2011-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102820684B (zh) 充放电控制电路以及电池装置
CN102684250B (zh) 充放电控制电路以及电池装置
TWI493207B (zh) Battery status monitoring circuit and battery device
CN102201688B (zh) 电池状态监视电路及电池装置
TWI491899B (zh) The battery state monitoring circuit and a battery device
KR102130290B1 (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
CN109672234B (zh) 充放电控制电路以及具有该充放电控制电路的电池装置
CN102005788B (zh) 电池状态监视电路以及电池装置
KR20160008115A (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
CN106067684A (zh) 电池装置
US20170005490A1 (en) Charging/discharging control circuit, charging/discharging control device, and battery apparatus
KR101211981B1 (ko) 배터리 장치
KR101422887B1 (ko) 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
KR101632447B1 (ko) 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
JP2011055658A5 (zh)
JP2021158752A (ja) 充放電制御装置及びバッテリ装置
CN120527492A (zh) 电池装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160322

Address after: Chiba County, Japan

Patentee after: DynaFine Semiconductor Co.,Ltd.

Address before: Chiba County, Japan

Patentee before: Seiko Instruments Inc.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Chiba County, Japan

Patentee after: ABLIC Inc.

Address before: Chiba County, Japan

Patentee before: DynaFine Semiconductor Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: Nagano

Patentee after: ABLIC Inc.

Address before: Chiba County, Japan

Patentee before: ABLIC Inc.

CP02 Change in the address of a patent holder