電池狀態監視電路及電池裝置的製作方法

2023-05-30 10:42:41

專利名稱：電池狀態監視電路及電池裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及監視電池的狀態的電池狀態監視電路及電池裝置。
背景技術：
針對以往的電池狀態監視電路及電池裝置進行說明。圖3是表示以往的電池狀態 監視電路及電池裝置的圖。電池狀態監視電路10監視位於電池裝置內部的電池21 23的電壓。在連接了 兩個以上的電池的情況下，設置恆流電路15、16來檢測電池已脫離連接端子的情況。例如， 在端子12的連接脫離時，通過恆流電路16，端子12的電壓達到端子14的電壓。因此，電源 端子11與中間端子12的電壓差超過電池12的過充電電壓，因而過充電檢測電路M檢測 到過充電，輸出檢測信號。控制電路20接收檢測信號，使充電控制電晶體27截止而停止充 電(例如參照專利文獻1)。專利文獻1日本專利第35814 號公報但是，在專利文獻1公開的技術中，在電源端子11或者接地端子14的連接脫離的 情況下，將無法停止充電。在電源端子11的連接脫離的情況下，通過恆流電路15成為中間 端子13的電壓。因此，過充電檢測電路對檢測不到過充電，因而無法停止充電。在接地端 子14的連接脫離的情況下，通過恆流電路16成為中間端子12的電壓。因此，過充電檢測 電路沈檢測不到過充電，因而無法停止充電。另外，在電池21 23的電壓的合計未達到過充電電壓的情況下，即使中間端子12 或者13的連接脫離，過充電檢測電路M或者沈也檢測不到過充電，因而無法停止充電。

發明內容
本發明正是鑑於上述問題而提出的，提供一種電池狀態監視電路及電池裝置，與 電池電壓無關，不管哪個端子的連接脫離都能夠使充電或者放電或者充電放電雙方停止。為了解決上述問題，本發明提供一種監視串聯連接的多個電池的狀態，控制多個 電池的充電放電的電池狀態監視電路，其特徵在於，所述電池狀態監視電路具有多個連接 端子，其與多個電池對應地設置；過充電檢測電路，其與多個電池對應地設置，監視連接有 對應的電池的連接端子之間的電壓，檢測過充電狀態；電流電路，其連接在多個連接端子中 的一個連接端子、和與一個連接端子鄰接的連接端子之外的其他連接端子之間，在電池與 一個連接端子脫離時，使一個連接端子的電壓成為其他連接端子的電壓；電壓檢測電路，其 與多個電池對應地設置，監視連接有對應的電池的連接端子之間的電壓，檢測電池與連接 端子脫離的情況；以及控制電路，其接收過充電檢測電路和電壓檢測電路的信號，輸出控制 多個電池的充電放電的信號。在本發明中，通過在電源端子與中間端子之間或中間端子與中間端子之間設置電 壓檢測電路，在電池狀態監視電路的電源端子或接地端子與電池脫離時、以及電池電壓的 合計是未達到過充電電壓的電壓時，能夠進行充電控制或者放電控制，能夠提高電池的安全性。


圖1是表示本發明的電池狀態監視電路及電池裝置的圖。圖2是表示電壓檢測電路的一例的電路圖。圖3是表示以往的電池狀態監視電路及電池裝置的圖。標號說明5磁滯比較器；10電池狀態監視電路；11電源端子；12第一中間端子；13第二中 間端子；14接地端子；15第一恆流電路；16第二恆流電路；17 19電壓分割電路；20控制 電路；21 23電池；24 沈過充電檢測電路；27充電控制電晶體；28放電控制電晶體；29 充電器；30外部接地端子；31外部電源端子；32充電控制端子；33放電控制端子；34 36 電壓檢測電路。
具體實施例方式下面，參照

本發明的實施方式。首先，說明電池狀態監視電路及電池裝置的結構。圖1是表示本發明的電池狀態 監視電路及電池裝置的圖。電池裝置具有電池21 23、電池狀態監視電路10、充電控制電晶體27、放電控制 電晶體28、電阻37、38。電池狀態監視電路10具有電源端子11、第一中間端子12、第二中 間端子13、接地端子14、第一恆流電路15、第二恆流電路16、電壓檢測電路34 36、電壓 分割電路17 19、過充電檢測電路M 沈、控制電路20、充電控制端子32、放電控制端子 33。電池21設於電源端子11和第一中間端子12之間。電池22設於第一中間端子12 和第二中間端子13之間。並且，電池23設於第二中間端子13和接地端子14之間。充電 控制電晶體27的柵極與充電控制端子32連接，源極及背柵與外部接地端子30連接，漏極 與放電控制電晶體觀的漏極連接。電阻37設於充電控制電晶體27的柵極與源極及背柵 之間。放電控制電晶體觀的柵極與放電控制端子33連接，源極及背柵與電池23的接地端 子連接，漏極與充電控制電晶體27的漏極連接。電阻38設於放電控制電晶體觀的柵極與 源極及背柵之間。充電器四連接在外部電源端子31和外部接地端子30之間。電壓檢測電路34 36例如按照圖2所示，利用磁滯比較器5構成。磁滯比較器 5將電源端子Vdd與電源端子11連接，將接地端子Vss與接地端子14連接。電壓檢測電 路34的磁滯比較器5將反轉輸入端子1與電源端子11連接，將非反轉輸入端子2與第一 中間端子12連接，將輸出端子3與VOl端子連接。電壓檢測電路35的磁滯比較器5將反 轉輸入端子1與第一中間端子12連接，將非反轉輸入端子2與第二中間端子13連接，將輸 出端子3與V02端子連接。電壓檢測電路36的磁滯比較器5將反轉輸入端子1與第二中 間端子13連接，將非反轉輸入端子2與接地端子14連接，將輸出端子3與V03端子連接。充電控制電晶體27控制電池21 23的充電。放電控制電晶體觀控制電池21 23的放電。電壓分割電路17分割電池21的電壓。電壓分割電路18分割電池22的電壓。 電壓分割電路19分割電池23的電壓。過充電檢測電路M監視從電壓分割電路17輸出的電壓，檢測電池21的過充電狀態。過充電檢測電路25監視從電壓分割電路18輸出的電壓， 檢測電池22的過充電狀態。過充電檢測電路沈監視從電壓分割電路19輸出的電壓，檢測 電池23的過充電狀態。第一恆流電路15在電源端子11脫離時被下拉至第二中間端子13 的電壓，在第二中間端子13脫離時被上推至電源端子11的電壓。第二恆流電路16在第一 中間端子12脫離時被下拉至接地端子14的電壓，在接地端子14脫離時被上推至第一中間 端子12的電壓。控制電路20接收過充電檢測電路M 沈的檢測信號，向充電控制端子 32輸出用於使充電控制電晶體27截止的信號。並且，控制電路20接收電壓檢測電路34 36的檢測信號，向放電控制端子33輸出用於使放電控制電晶體觀截止的信號，向充電控制 端子32輸出用於使充電控制電晶體27截止的信號。
下面，說明電池狀態監視電路及電池裝置的動作。充電器四與電池裝置連接，對電池21 23進行充電。過充電檢測電路M通過 電壓分割電路17來監視電池21的電壓。在電池21的電壓比過充電電壓低的期間，過充電 檢測電路M向控制電路20輸出用於使充電控制電晶體27導通的信號。同樣，過充電檢測 電路25通過電壓分割電路18來監視電池22的電壓，過充電檢測電路沈通過電壓分割電 路19來監視電池23的電壓。在過充電檢測電路M 沈檢測到正常狀態時，控制電路20 向充電控制端子32輸出高電平的電壓，使充電控制電晶體導通。因此，電池21 23持續 通過充電器四進行充電。下面，說明在如上所述的充電狀態下連接端子與電池脫離時的檢測動作。在電源端子11與電池的連接脫離的情況下，電源端子11通過第一恆流電路15被 下拉至第二中間端子13的電壓。此時，電池狀態監視電路10內部的電壓檢測電路34 36、過充電檢測電路24 沈以及控制電路20根據電池23的電壓進行動作。由於電壓分 割電路17輸出的電源端子11與第一中間端子12之間的電壓的分割電壓未達到過充電電 壓，因而過充電檢測電路M不輸出檢測信號。此時，電壓檢測電路34的磁滯比較器5的反 轉輸入端子1的電壓成為第二中間端子13的電壓，在從第一中間端子12的電壓下降磁滯 電壓的量時，電壓檢測電路34進行檢測，並向控制電路20輸出檢測信號。控制電路20向 充電控制端子32輸出高阻抗的信號。充電控制端子32的電壓藉助電阻37的下拉作用而 接近充電控制電晶體27的源極及背柵的電壓，在低於充電控制電晶體27的閾值電壓時截 止。因此，電池21 23停止通過充電器四進行充電。此時，也可以同時使放電控制晶體 管觀截止，停止放電。在第一中間端子12與電池的連接脫離的情況下，第一中間端子12通過第二恆流 電路16被下拉至接地端子14的電壓。此時，電池狀態監視電路10內部的電壓檢測電路 34 36、過充電檢測電路M 沈以及控制電路20根據電池21 23的電壓進行動作。如 果電壓分割電路17輸出的電源端子11與第一中間端子12之間的電壓的分割電壓在過充 電電壓以上，則過充電檢測電路M輸出檢測信號，如果小於過充電電壓，則過充電檢測電 路M不輸出檢測信號。此時，電壓檢測電路35的磁滯比較器5的反轉輸入端子1的電壓 成為接地端子14的電壓，在從第二中間端子13的電壓下降磁滯電壓的量時，電壓檢測電路 35進行檢測，並向控制電路20輸出檢測信號。控制電路20向充電控制端子32輸出高阻抗 的信號。同樣，電池21 23停止通過充電器四進行充電。此時，也可以同時使放電控制 電晶體28截止，停止放電。
在第二中間端子13與電池的連接脫離的情況下，第二中間端子13通過第一恆流 電路15被上推至電源端子11的電壓。此時，電池狀態監視電路10內部的電壓檢測電路 34 36、過充電檢測電路M 沈以及控制電路20根據電池21 23的電壓進行動作。如 果電壓分割電路19輸出的第二中間端子13與接地端子14之間的電壓的分割電壓在過充 電電壓以上，則過充電檢測電路沈輸出檢測信號，如果小於過充電電壓，則過充電檢測電 路26不輸出檢測信號。此時，電壓檢測電路35的磁滯比較器5的非反轉輸入端子2的電 壓成為電源端子11的電壓，在從第一中間端子12的電壓上升磁滯電壓的量時，電壓檢測電 路35進行檢測，並向控制電路20輸出檢測信號。控制電路20向充電控制端子32輸出高 阻抗的信號。同樣，電池21 23停止通過充電器四進行充電。此時，也可以同時使放電 控制電晶體觀截止，停止放電。在接地端子14與電池的連接脫離的情況下，接地端子14通過第二恆流電路16被 上推至第一中間端子12的電壓。此時，電池狀態監視電路10內部的電壓檢測電路34 36、 過充電檢測電路M 26以及控制電路20根據電池21的電壓進行動作。由於電壓分割電 路19輸出的第二中間端子13與接地端子14之間的電壓的分割電壓未達到過充電電壓，因 而過充電檢測電路沈不輸出檢測信號。此時，電壓檢測電路36的磁滯比較器5的非反轉 輸入端子2的電壓成為第一中間端子12的電壓，在從第二中間端子13的電壓下降磁滯比 較器5的磁滯電壓的量時，電壓檢測電路36進行檢測，並向控制電路20輸出檢測信號。控 制電路20向充電控制端子32輸出高阻抗的信號。充電控制端子32的電壓藉助電阻37的 下拉作用而接近充電控制電晶體27的源極及背柵的電壓，在低於充電控制電晶體27的閾 值電壓時截止。因此，停止通過充電器四進行充電。通過進行以上所述的處理，電池狀態 監視電路10根據電池21的電壓進行動作，能夠使充電控制電晶體27截止。如以上說明的那樣，在電池狀態監視電路10中，由於在電池與連接端子之間設置 有電壓檢測電路34 36，因而在電池21與電源端子11、電池23與接地端子14脫離的情 況下、以及電池21 23的電壓的合計是未達到過充電電壓的電壓的情況下，能夠進行充電 停止或者放電停止，能夠提高電池的安全性。另外，在本實施方式中，將電池設為3個進行了說明，但只要是具有兩個以上電池 的電池裝置，就能夠獲得相同的效果。另外，第一恆流電路15及第二恆流電路16也可以是電阻電路。
權利要求
1.一種電池狀態監視電路，其監視串聯連接的多個電池的狀態，控制所述多個電池的 充電放電，其特徵在於，所述電池狀態監視電路具有多個連接端子，其與所述多個電池對應地設置；過充電檢測電路，其與所述多個電池對應地設置，監視連接有對應的電池的連接端子 之間的電壓，檢測過充電狀態；電流電路，其連接在所述多個連接端子中的一個連接端子、和與所述一個連接端子鄰 接的連接端子之外的其他連接端子之間，在所述電池與所述一個連接端子脫離時，使所述 一個連接端子的電壓成為所述其他連接端子的電壓；電壓檢測電路，其與所述多個電池對應地設置，監視連接有對應的電池的連接端子之 間的電壓，檢測所述電池與所述連接端子脫離的情況；以及控制電路，其接收所述過充電檢測電路和所述電壓檢測電路的信號，輸出控制所述多 個電池的充電放電的信號。
2.根據權利要求1所述的電池狀態監視電路，其特徵在於，所述電流電路是電阻電路。
3.—種電池裝置，其特徵在於，所述電池裝置具有串聯連接在外部電源端子與外部接地端子之間的多個電池、充電控制電晶體以及放電 控制電晶體；以及權利要求1所述的電池狀態監視電路，其監視所述多個電池的電壓，控制所述多個電 池的充電放電。
4.一種電池裝置，其特徵在於，所述電池裝置具有串聯連接在外部電源端子與外部接地端子之間的多個電池、充電控制電晶體以及放電 控制電晶體；以及權利要求2所述的電池狀態監視電路，其監視所述多個電池的電壓，控制所述多個電 池的充電放電。
全文摘要
本發明提供一種電池狀態監視電路及電池裝置，能夠檢測電池與電源端子或者接地端子的連接脫離的情況。本發明構成為在電源端子與中間端子之間或中間端子與中間端子之間設置電壓檢測電路，例如在電池(21)與電源端子(11)的連接脫離時，通過恆流電路(15)將電源端子(11)下拉至第二中間端子(13)的電壓，通過電壓檢測電路(34)進行檢測。
文檔編號G01R31/36GK102055218SQ20101052565
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月27日 優先權日2009年10月30日
發明者佐野和亮, 塚本尚平, 櫻井敦司 申請人:精工電子有限公司