TWI527340B - Charge and discharge control circuit and battery device - Google Patents

Description

充放電控制電路及電池裝置

本發明係關於感測二次電池的電壓或異常的充放電控制電路及電池裝置，尤其係關於在來自外部端子的訊號輸入時使充放電控制電路作電源切斷的充放電控制電路及電池裝置。

在第3圖中顯示具備有習知的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。具備有習知的充放電控制電路的電池裝置係具備有：二次電池1~4(例如鋰離子二次電池的單元)；以FET等所構成的充電控制電晶體14及放電控制電晶體16；充放電控制電路22；微電腦21；及外部端子EB+及EB-。

二次電池1~4係二次電池1的正極被連接於放電控制電晶體16，二次電池4的負極被連接於外部端子EB-。放電控制電晶體16與充電控制電晶體14係作串聯連接，充電控制電晶體14係連接於外部端子EB+。

充電控制電晶體14係用以控制由充電器20對二次電池1~4的充電的開關元件。放電控制電晶體16係用以控制由二次電池1~4對負荷19的放電的開關元件。充放電控制電路22係在禁止對二次電池1~4充電時，使充電控制電晶體14為OFF，在禁止來自二次電池1~4的放電時，使放電控制電晶體16為OFF。

在此，充放電控制電路22係若對CTL端子13被輸入充電禁止訊號時，使充電控制電晶體14為OFF，使放電控制電晶體16為ON。接著，即使在CTL端子13被輸入充電禁止訊號，亦在VMP端子12成為過電流檢測電壓時，取消CTL端子13的充電禁止訊號。

基於以上，若在外部端子EB+與外部端子EB-之間連接有負荷19時，即使由CTL端子13被輸入充電禁止訊號，充電控制電晶體14與放電控制電晶體16雙方並不會形成為OFF，因此可防止無法對負荷19供給電壓的鎖定模式(參照例如專利文獻1)。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

〔專利文獻1〕日本特開2002-320324號公報(第1圖)

但是在習知技術中，在電池裝置出貨時，為了防止二次電池的電力消耗，若由CTL端子13輸入充電禁止訊號時，在外部端子EB+與外部端子EB-之間連接有負荷時，會有透過寄生二極體15流通放電電流，而消耗二次電池的電力的課題。此外，會有充放電控制電路22亦消耗電力的課題。

本發明係為了解決如以上所示之課題所研創者，提供 一種在電池裝置出貨時，防止二次電池的電力消耗，使充放電控制電路的消耗電流減低的充放電控制電路及電池裝置。

為了解決習知技術的課題，本發明之充放電控制電路係形成為如以下所示之構成。

一種控制二次電池之充放電的充放電控制電路，其形成為以下構成：具備有：控制流至充放電控制電路的電流的開關電路；控制開關電路的動作的控制電路；及由外部被輸入控制前述充放電控制電路的動作的訊號的輸入端子。

藉由本發明之充放電控制電路，由輸入端子輸入訊號後，使放電控制電晶體OFF而遮斷對外部負荷的放電電流，使充放電控制電路作電源切斷而使消耗電流減低，因此具有可在電池裝置出貨時防止二次電池的電力消耗的效果。

第1圖係具備有第一實施形態之充放電控制電路的電池裝置的電路圖。

具備有第一實施形態之充放電控制電路的電池裝置係 具備有：二次電池101、電阻102及104、電容103、連接充電器106或負荷105的外部端子157及158、Nch放電FET107、Nch充電FET108、及充放電控制電路121。充放電控制電路121係具備有：充放電監視電路111、控制電路113、外部訊號檢測電路115、開關電路112及114、及端子151、152、153、154、156、159。

二次電池101係正極連接於電阻102的一方端子及外部端子157，負極連接於電容103的一方端子與充放電控制電路121的端子152與Nch放電FET107的源極。電阻102的另一方端子係連接於電容103的另一方端子及充放電控制電路121的端子151。充放電控制電路121的端子151係連接於開關電路112的一方端子、控制電路113、及開關電路114的一方端子。充放電控制電路121的端子152係連接於充放電監視電路111與控制電路113與外部訊號檢測電路115。開關電路112的另一方端子係連接於充放電監視電路111，開關電路114的另一方端子係連接於外部訊號檢測電路115。充放電監視電路111係連接於控制電路113及端子156，外部訊號檢測電路115係連接於控制電路113及端子159。控制電路113係連接於端子153及端子154，對開關電路112及114輸出控制訊號。Nch放電FET107係汲極連接於Nch充電FET108的汲極，閘極連接於端子153。Nch充電FET108係源極連接於外部端子158，閘極連接於端子154。電阻104係一方端子連接於端子156，另一方端子連接於外部端子158。

接著說明具備有第一實施形態之充放電控制電路之電池裝置的動作。

若連接二次電池101時，控制電路113係輸出訊號，使開關電路112與開關電路114為ON而使充放電監視電路111及外部訊號檢測電路115進行動作。若在外部端子157、158間連接充電器106而二次電池101成為過充電狀態時，充放電監視電路111係檢測過充電而對控制電路113輸出過充電禁止訊號。控制電路113係接受過充電禁止訊號而對端子154輸出Lo而使Nch充電FET108為OFF來施加保護。若在外部端子157、158間連接負荷105而二次電池101成為過放電狀態時，充放電監視電路111係檢測過放電而對控制電路113輸出過放電禁止訊號。控制電路113係接受過放電禁止訊號而對端子153輸出Lo而使Nch放電FET107為OFF來施加保護。若外部端子157、158短路而二次電池101成為過電流狀態時，充放電監視電路111係檢測端子156的電壓上升的情形而對控制電路113輸出過電流禁止訊號。控制電路113係接受過電流禁止訊號而對端子154輸出Lo而使Nch充電FET108為OFF來施加保護。

若在端子159被輸入訊號時，外部訊號檢測電路115檢測訊號，對控制電路113輸出外部訊號檢測訊號。控制電路113係接受外部訊號檢測訊號，而對端子153輸出Lo、對端子154輸出Hi，且輸出使開關電路112、114為OFF的訊號。如此一來，使Nch放電FET107為OFF、 Nch充電FET108為ON，將充放電控制電路121形成為停止充放電監視電路111與外部訊號檢測電路115的動作的電源切斷狀態，而可進行低消耗電力化。在解除電源切斷狀態時，係必須在外部端子157、158間連接充電器106。因此，在將電池裝置出貨時，利用由端子159輸入訊號，可加長二次電池101的保存期間。

其中，開關電路112及114係停止充放電監視電路111及外部訊號檢測電路115的動作者，因此亦可以其他方法來停止該等動作。

如以上說明所示，藉由具備有第一實施形態之充放電控制電路的電池裝置，藉由對端子159輸入訊號，使Nch放電FET107為OFF、Nch充電FET108為ON，將充放電控制電路121形成為電源切斷狀態，可進行低消耗電力化。接著，在將電池裝置出貨時，利用由端子159輸入訊號，可加長二次電池101的保存期間。

第2圖係具備有具有第二實施形態之過電流保護電路的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。與第1圖不同之處在於：將Nch放電FET107變更為Pch放電FET207、Nch充電FET108變更為Pch充電FET208。接著，充放電控制電路221係為了控制各自的FET，由充放電控制電路121變更邏輯。

以下關於連接進行說明。Pch放電FET207係源極連接於二次電池101的正極，汲極係連接於Pch充電FET208的汲極，閘極係連接於端子153。Pch充電 FET208係源極連接於外部端子157，閘極係連接於端子154。其他連接係與第一實施形態相同。

接著說明具備有第二實施形態之充放電控制電路之電池裝置的動作。

若連接二次電池101，控制電路113係輸出訊號，使開關電路112與開關電路114為ON而使充放電監視電路111及外部訊號檢測電路115進行動作。若在外部端子157、158間連接充電器106而二次電池101成為過充電狀態時，充放電監視電路111係檢測過充電而對控制電路113輸出過充電禁止訊號。控制電路113係接受過充電禁止訊號而對端子154輸出Hi而使Pch充電FET208為OFF來施加保護。若在外部端子157、158間連接負荷105而二次電池101成為過放電狀態時，充放電監視電路111係檢測過放電而對控制電路113輸出過放電禁止訊號。控制電路113係接受過放電禁止訊號而對端子153輸出Hi而使Pch放電FET207為OFF來施加保護。若外部端子157、158短路而二次電池101成為過電流狀態時，充放電監視電路111係檢測端子156的電壓上升的情形而對控制電路113輸出過電流禁止訊號。控制電路113係接受過電流禁止訊號而對端子154輸出Hi而使Pch充電FET208為OFF來施加保護。

若在端子159被輸入訊號時，外部訊號檢測電路115檢測訊號，對控制電路113輸出外部訊號檢測訊號。控制電路113係接收外部訊號檢測訊號而對端子153輸出Hi、 對端子154輸出Lo，且輸出使開關電路112、114為OFF的訊號。如此一來，使Pch放電FET207為OFF、Pch充電FET208為ON，將充放電控制電路221形成為停止充放電監視電路111與外部訊號檢測電路115的動作的電源切斷狀態，而可進行低消耗電力化。在解除電源切斷狀態時，必須在外部端子157、158間連接充電器106。因此，在將電池裝置出貨時，利用由端子159輸入訊號，可加長二次電池101的保存期間。

其中，開關電路112、114係停止充放電監視電路111、外部訊號檢測電路115的動作者，因此亦可以其他方法來停止該等動作。

如以上說明所示，藉由具備有具有第二實施形態之過電流保護電路的充放電控制電路的電池裝置，對端子159輸入訊號，藉此使Pch放電FET207為OFF、Pch充電FET208為ON，將充放電控制電路221形成為電源切斷狀態，可進行低消耗電力化。接著，在將電池裝置出貨時，利用由端子159輸入訊號，可加長二次電池101的保存期間。

1~4、101‧‧‧二次電池

12‧‧‧VMP端子

13‧‧‧CTL端子

14‧‧‧充電控制電晶體

15‧‧‧寄生二極體

16‧‧‧放電控制電晶體

19、105‧‧‧負荷

20、106‧‧‧充電器

21‧‧‧微電腦

22、121、221‧‧‧充放電控制電路

102、104‧‧‧電阻

103‧‧‧電容

107‧‧‧Nch放電FET

108‧‧‧Nch充電FET

111‧‧‧充放電監視電路

112、114‧‧‧開關電路

113‧‧‧控制電路

115‧‧‧外部訊號檢測電路

151、152、153、154、156、159‧‧‧端子

157、158‧‧‧外部端子

207‧‧‧Pch放電FET

208‧‧‧Pch充電FET

EB+、EB-‧‧‧外部端子

第1圖係具備有第一實施形態之充放電控制電路的電池裝置的電路圖。

第2圖係具備有第二實施形態之充放電控制電路的電池裝置的電路圖。

第3圖係具備有習知的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。

101‧‧‧二次電池

102、104‧‧‧電阻

103‧‧‧電容

105‧‧‧負荷

106‧‧‧充電器

107‧‧‧Nch放電FET

108‧‧‧Nch充電FET

111‧‧‧充放電監視電路

112、114‧‧‧開關電路

113‧‧‧控制電路

115‧‧‧外部訊號檢測電路

121‧‧‧充放電控制電路

151、152、153、154、156、159‧‧‧端子

157、158‧‧‧外部端子

Claims (2)

1. 一種充放電控制電路，其係監視二次電池的電壓，將充放電控制開關作開閉，藉此控制前述二次電池之充放電的充放電控制電路，其特徵為具備有：充放電監視電路，其係監視前述二次電池的電壓；外部訊號檢測電路，其係由外部被輸入控制前述充放電控制電路之動作的訊號；開關電路，其係具備有：與前述外部訊號檢測電路的電源端子相連接的第一開關電路、及與前述充放電監視電路的電源端子相連接的第二開關電路，且控制流至前述充放電控制電路的電流；及控制電路，其係被輸入前述充放電監視電路與前述外部訊號檢測電路的訊號，且控制前述充放電控制開關與前述開關電路，前述控制電路係若被輸入前述外部訊號檢測電路的訊號，使前述充放電控制開關與前述開關電路為OFF。
2. 一種電池裝置，其具備有：可充放電的二次電池；設在前述二次電池之充放電路徑的充放電控制開關；及監視前述二次電池的電壓，將前述充放電控制開關作開閉，藉此控制前述二次電池之充放電之如申請專利範圍第1項之充放電控制電路。