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CN102055218A - 电池状态监视电路及电池装置 - Google Patents

电池状态监视电路及电池装置 Download PDF

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CN102055218A CN2010105256533A CN201010525653A CN102055218A CN 102055218 A CN102055218 A CN 102055218A CN 2010105256533 A CN2010105256533 A CN 2010105256533A CN 201010525653 A CN201010525653 A CN 201010525653A CN 102055218 A CN102055218 A CN 102055218A
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China
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terminal
battery
batteries
circuit
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CN2010105256533A
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塚本尚平
樱井敦司
佐野和亮
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Abstract

本发明提供一种电池状态监视电路及电池装置，能够检测电池与电源端子或者接地端子的连接脱离的情况。本发明构成为在电源端子与中间端子之间或中间端子与中间端子之间设置电压检测电路，例如在电池(21)与电源端子(11)的连接脱离时，通过恒流电路(15)将电源端子(11)下拉至第二中间端子(13)的电压，通过电压检测电路(34)进行检测。

Description

电池状态监视电路及电池装置
技术领域
本发明涉及监视电池的状态的电池状态监视电路及电池装置。
背景技术
针对以往的电池状态监视电路及电池装置进行说明。图3是表示以往的电池状态监视电路及电池装置的图。
电池状态监视电路10监视位于电池装置内部的电池21～23的电压。在连接了两个以上的电池的情况下，设置恒流电路15、16来检测电池已脱离连接端子的情况。例如，在端子12的连接脱离时，通过恒流电路16，端子12的电压达到端子14的电压。因此，电源端子11与中间端子12的电压差超过电池12的过充电电压，因而过充电检测电路24检测到过充电，输出检测信号。控制电路20接收检测信号，使充电控制晶体管27截止而停止充电(例如参照专利文献1)。
【专利文献1】日本专利第3581428号公报
但是，在专利文献1公开的技术中，在电源端子11或者接地端子14的连接脱离的情况下，将无法停止充电。在电源端子11的连接脱离的情况下，通过恒流电路15成为中间端子13的电压。因此，过充电检测电路24检测不到过充电，因而无法停止充电。在接地端子14的连接脱离的情况下，通过恒流电路16成为中间端子12的电压。因此，过充电检测电路26检测不到过充电，因而无法停止充电。
另外，在电池21～23的电压的合计未达到过充电电压的情况下，即使中间端子12或者13的连接脱离，过充电检测电路24或者26也检测不到过充电，因而无法停止充电。
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而提出的，提供一种电池状态监视电路及电池装置，与电池电压无关，不管哪个端子的连接脱离都能够使充电或者放电或者充电放电双方停止。
为了解决上述问题，本发明提供一种监视串联连接的多个电池的状态，控制多个电池的充电放电的电池状态监视电路，其特征在于，所述电池状态监视电路具有：多个连接端子，其与多个电池对应地设置；过充电检测电路，其与多个电池对应地设置，监视连接有对应的电池的连接端子之间的电压，检测过充电状态；电流电路，其连接在多个连接端子中的一个连接端子、和与一个连接端子邻接的连接端子之外的其他连接端子之间，在电池与一个连接端子脱离时，使一个连接端子的电压成为其他连接端子的电压；电压检测电路，其与多个电池对应地设置，监视连接有对应的电池的连接端子之间的电压，检测电池与连接端子脱离的情况；以及控制电路，其接收过充电检测电路和电压检测电路的信号，输出控制多个电池的充电放电的信号。
在本发明中，通过在电源端子与中间端子之间或中间端子与中间端子之间设置电压检测电路，在电池状态监视电路的电源端子或接地端子与电池脱离时、以及电池电压的合计是未达到过充电电压的电压时，能够进行充电控制或者放电控制，能够提高电池的安全性。
附图说明
图1是表示本发明的电池状态监视电路及电池装置的图。
图2是表示电压检测电路的一例的电路图。
图3是表示以往的电池状态监视电路及电池装置的图。
标号说明
5磁滞比较器；10电池状态监视电路；11电源端子；12第一中间端子；13第二中间端子；14接地端子；15第一恒流电路；16第二恒流电路；17～19电压分割电路；20控制电路；21～23电池；24～26过充电检测电路；27充电控制晶体管；28放电控制晶体管；29充电器；30外部接地端子；31外部电源端子；32充电控制端子；33放电控制端子；34～36电压检测电路。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式。
首先，说明电池状态监视电路及电池装置的结构。图1是表示本发明的电池状态监视电路及电池装置的图。
电池装置具有电池21～23、电池状态监视电路10、充电控制晶体管27、放电控制晶体管28、电阻37、38。电池状态监视电路10具有电源端子11、第一中间端子12、第二中间端子13、接地端子14、第一恒流电路15、第二恒流电路16、电压检测电路34～36、电压分割电路17～19、过充电检测电路24～26、控制电路20、充电控制端子32、放电控制端子33。
电池21设于电源端子11和第一中间端子12之间。电池22设于第一中间端子12和第二中间端子13之间。并且，电池23设于第二中间端子13和接地端子14之间。充电控制晶体管27的栅极与充电控制端子32连接，源极及背栅与外部接地端子30连接，漏极与放电控制晶体管28的漏极连接。电阻37设于充电控制晶体管27的栅极与源极及背栅之间。放电控制晶体管28的栅极与放电控制端子33连接，源极及背栅与电池23的接地端子连接，漏极与充电控制晶体管27的漏极连接。电阻38设于放电控制晶体管28的栅极与源极及背栅之间。充电器29连接在外部电源端子31和外部接地端子30之间。
电压检测电路34～36例如按照图2所示，利用磁滞比较器5构成。磁滞比较器5将电源端子Vdd与电源端子11连接，将接地端子Vss与接地端子14连接。电压检测电路34的磁滞比较器5将反转输入端子1与电源端子11连接，将非反转输入端子2与第一中间端子12连接，将输出端子3与VO1端子连接。电压检测电路35的磁滞比较器5将反转输入端子1与第一中间端子12连接，将非反转输入端子2与第二中间端子13连接，将输出端子3与VO2端子连接。电压检测电路36的磁滞比较器5将反转输入端子1与第二中间端子13连接，将非反转输入端子2与接地端子14连接，将输出端子3与VO3端子连接。
充电控制晶体管27控制电池21～23的充电。放电控制晶体管28控制电池21～23的放电。电压分割电路17分割电池21的电压。电压分割电路18分割电池22的电压。电压分割电路19分割电池23的电压。过充电检测电路24监视从电压分割电路17输出的电压，检测电池21的过充电状态。过充电检测电路25监视从电压分割电路18输出的电压，检测电池22的过充电状态。过充电检测电路26监视从电压分割电路19输出的电压，检测电池23的过充电状态。第一恒流电路15在电源端子11脱离时被下拉至第二中间端子13的电压，在第二中间端子13脱离时被上推至电源端子11的电压。第二恒流电路16在第一中间端子12脱离时被下拉至接地端子14的电压，在接地端子14脱离时被上推至第一中间端子12的电压。控制电路20接收过充电检测电路24～26的检测信号，向充电控制端子32输出用于使充电控制晶体管27截止的信号。并且，控制电路20接收电压检测电路34～36的检测信号，向放电控制端子33输出用于使放电控制晶体管28截止的信号，向充电控制端子32输出用于使充电控制晶体管27截止的信号。
下面，说明电池状态监视电路及电池装置的动作。
充电器29与电池装置连接，对电池21～23进行充电。过充电检测电路24通过电压分割电路17来监视电池21的电压。在电池21的电压比过充电电压低的期间，过充电检测电路24向控制电路20输出用于使充电控制晶体管27导通的信号。同样，过充电检测电路25通过电压分割电路18来监视电池22的电压，过充电检测电路26通过电压分割电路19来监视电池23的电压。在过充电检测电路24～26检测到正常状态时，控制电路20向充电控制端子32输出高电平的电压，使充电控制晶体管导通。因此，电池21～23持续通过充电器29进行充电。
下面，说明在如上所述的充电状态下连接端子与电池脱离时的检测动作。
在电源端子11与电池的连接脱离的情况下，电源端子11通过第一恒流电路15被下拉至第二中间端子13的电压。此时，电池状态监视电路10内部的电压检测电路34～36、过充电检测电路24～26以及控制电路20根据电池23的电压进行动作。由于电压分割电路17输出的电源端子11与第一中间端子12之间的电压的分割电压未达到过充电电压，因而过充电检测电路24不输出检测信号。此时，电压检测电路34的磁滞比较器5的反转输入端子1的电压成为第二中间端子13的电压，在从第一中间端子12的电压下降磁滞电压的量时，电压检测电路34进行检测，并向控制电路20输出检测信号。控制电路20向充电控制端子32输出高阻抗的信号。充电控制端子32的电压借助电阻37的下拉作用而接近充电控制晶体管27的源极及背栅的电压，在低于充电控制晶体管27的阈值电压时截止。因此，电池21～23停止通过充电器29进行充电。此时，也可以同时使放电控制晶体管28截止，停止放电。
在第一中间端子12与电池的连接脱离的情况下，第一中间端子12通过第二恒流电路16被下拉至接地端子14的电压。此时，电池状态监视电路10内部的电压检测电路34～36、过充电检测电路24～26以及控制电路20根据电池21～23的电压进行动作。如果电压分割电路17输出的电源端子11与第一中间端子12之间的电压的分割电压在过充电电压以上，则过充电检测电路24输出检测信号，如果小于过充电电压，则过充电检测电路24不输出检测信号。此时，电压检测电路35的磁滞比较器5的反转输入端子1的电压成为接地端子14的电压，在从第二中间端子13的电压下降磁滞电压的量时，电压检测电路35进行检测，并向控制电路20输出检测信号。控制电路20向充电控制端子32输出高阻抗的信号。同样，电池21～23停止通过充电器29进行充电。此时，也可以同时使放电控制晶体管28截止，停止放电。
在第二中间端子13与电池的连接脱离的情况下，第二中间端子13通过第一恒流电路15被上推至电源端子11的电压。此时，电池状态监视电路10内部的电压检测电路34～36、过充电检测电路24～26以及控制电路20根据电池21～23的电压进行动作。如果电压分割电路19输出的第二中间端子13与接地端子14之间的电压的分割电压在过充电电压以上，则过充电检测电路26输出检测信号，如果小于过充电电压，则过充电检测电路26不输出检测信号。此时，电压检测电路35的磁滞比较器5的非反转输入端子2的电压成为电源端子11的电压，在从第一中间端子12的电压上升磁滞电压的量时，电压检测电路35进行检测，并向控制电路20输出检测信号。控制电路20向充电控制端子32输出高阻抗的信号。同样，电池21～23停止通过充电器29进行充电。此时，也可以同时使放电控制晶体管28截止，停止放电。
在接地端子14与电池的连接脱离的情况下，接地端子14通过第二恒流电路16被上推至第一中间端子12的电压。此时，电池状态监视电路10内部的电压检测电路34～36、过充电检测电路24～26以及控制电路20根据电池21的电压进行动作。由于电压分割电路19输出的第二中间端子13与接地端子14之间的电压的分割电压未达到过充电电压，因而过充电检测电路26不输出检测信号。此时，电压检测电路36的磁滞比较器5的非反转输入端子2的电压成为第一中间端子12的电压，在从第二中间端子13的电压下降磁滞比较器5的磁滞电压的量时，电压检测电路36进行检测，并向控制电路20输出检测信号。控制电路20向充电控制端子32输出高阻抗的信号。充电控制端子32的电压借助电阻37的下拉作用而接近充电控制晶体管27的源极及背栅的电压，在低于充电控制晶体管27的阈值电压时截止。因此，停止通过充电器29进行充电。通过进行以上所述的处理，电池状态监视电路10根据电池21的电压进行动作，能够使充电控制晶体管27截止。
如以上说明的那样，在电池状态监视电路10中，由于在电池与连接端子之间设置有电压检测电路34～36，因而在电池21与电源端子11、电池23与接地端子14脱离的情况下、以及电池21～23的电压的合计是未达到过充电电压的电压的情况下，能够进行充电停止或者放电停止，能够提高电池的安全性。
另外，在本实施方式中，将电池设为3个进行了说明，但只要是具有两个以上电池的电池装置，就能够获得相同的效果。
另外，第一恒流电路15及第二恒流电路16也可以是电阻电路。

Claims (4)

1.一种电池状态监视电路，其监视串联连接的多个电池的状态，控制所述多个电池的充电放电，其特征在于，所述电池状态监视电路具有：
多个连接端子，其与所述多个电池对应地设置；
过充电检测电路，其与所述多个电池对应地设置，监视连接有对应的电池的连接端子之间的电压，检测过充电状态；
电流电路，其连接在所述多个连接端子中的一个连接端子、和与所述一个连接端子邻接的连接端子之外的其他连接端子之间，在所述电池与所述一个连接端子脱离时，使所述一个连接端子的电压成为所述其他连接端子的电压；
电压检测电路，其与所述多个电池对应地设置，监视连接有对应的电池的连接端子之间的电压，检测所述电池与所述连接端子脱离的情况；以及
控制电路，其接收所述过充电检测电路和所述电压检测电路的信号，输出控制所述多个电池的充电放电的信号。
2.根据权利要求1所述的电池状态监视电路，其特征在于，所述电流电路是电阻电路。
3.一种电池装置，其特征在于，所述电池装置具有：
串联连接在外部电源端子与外部接地端子之间的多个电池、充电控制晶体管以及放电控制晶体管；以及
权利要求1所述的电池状态监视电路，其监视所述多个电池的电压，控制所述多个电池的充电放电。
4.一种电池装置，其特征在于，所述电池装置具有：
串联连接在外部电源端子与外部接地端子之间的多个电池、充电控制晶体管以及放电控制晶体管；以及
权利要求2所述的电池状态监视电路，其监视所述多个电池的电压，控制所述多个电池的充电放电。
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