電池電壓監視電路的製作方法
2023-07-15 10:47:31 1
專利名稱：電池電壓監視電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及監視串聯連接的多個二次電池的電池電壓的電池電壓監視電路。
背景技術：
近年來，作為二次電池而將鋰離子電池安裝在數位照相機等便攜設備中。鋰離子電池抗過充電以及過放電的能力差，因此必須具備過充電以及過放電的保護電路。將多個鋰離子電池串聯連接作為一個電池組來使用的情況下，為了在保護電路中恰當地實施各個鋰離子電池的過充電電壓檢測、過放電電壓檢測，電池和保護電路之間的連接不能有斷線，當存在斷線時需要禁止充放電等控制。另外，當電池電壓由於某種原因而降低時，此後的充電伴隨危險，因此需要禁止充電。已知以下技術作為用於串聯連接兩個以上電池而得的二次電池的充放電控制電路，在各個電池上連接電壓劃分電路，通過電壓檢測電路檢測其劃分電壓，當各個電池成為過放電或過充電狀態時，電壓檢測電路的電壓變化，將信號輸出到在電源裝置中設置的開關電路，以便將該信號輸入控制電路來停止過放電或過充電，為了檢測電池的連接點和充放電控制電路的連接點斷開，附加了恆流電路(例如參照專利文獻1)。另外，已知以下技術在檢測從串聯連接多個單電池的組電池中引出的配線有無斷線的組電池監視裝置中，與各個單電池並聯連接具有設定電阻值的輔助電流路徑，根據將輔助電流路徑用的開關裝置設為關閉狀態時的檢測電壓，檢測配線有無斷線(例如參照專利文獻2)。在現有的電池電壓監視電路中，無法進行電池組的正極端子和電池電壓監視電路的電源端子VDD的連接部的斷線檢測、電池組的負極端子和電池電壓監視電路的電源端子 VSS的連接部的斷線檢測。因此，存在當有上述電源端子的連接部的斷線時無法進行禁止充放電等控制的問題。專利文獻1 日本特開平8-308115號公報專利文獻2 日本特開2009-288034號公報
發明內容
鑑於上述情況而提出本發明，其目的在於提供一種電池電壓監視電路，其能夠檢測電池組的電極端子和電池電壓監視電路的電源端子的連接部的斷線。本發明的一種方式的電池電壓監視電路，是與串聯連接多個二次電池(Bi B5) 而得的電池組連接，監視所述多個二次電池的電池電壓的半導體集成電路的電池電壓監視電路，其中，除了連接所述電池組的正極端子的第1電源端子(VDD)以外，設置連接所述電池組的正極端子的第1電源電壓檢測用端子(V5)，具有在所述第1電源端子(VDD)和所述第1電源電壓檢測用端子(V5)之間連接的第1電阻(R03)；在第2電源電壓檢測用端子 (V4)和所述第1電源端子(VDD)之間連接的第2電阻(ROO)，所述第2電源電壓檢測用端子(V4)與在所述電池組的正極端子上連接的正極側二次電池(BQ的負極端子連接；以及
3比較所述第1電源端子(VDD)和所述第1電源電壓檢測用端子(％)的電壓的第1比較器 (COM2)。理想的是，除了連接所述電池組的負極端子的第3電源端子(VSS)以外，設置連接所述電池組的負極端子的第3電源電壓檢測用端子(VO)，具有在所述第3電源端子(VSS) 和所述第3電源電壓檢測用端子(VO)之間連接的第3電阻(R04)；在第4電源電壓檢測用端子(Vl)和所述第3電源端子(VSS)之間連接的第4電阻(ROO)，所述第4電源電壓檢測用端子(Vl)與在所述電池組的負極端子上連接的負極側二次電池(Bi)的正極端子連接； 以及比較所述第3電源端子(VSS)和所述第3電源電壓檢測用端子(VO)的電壓的第2比較器(COMl)。理想的是，具有將所述第2電阻(ROO)的連接位置變更為所述第4電阻(ROO)的連接位置的開關(SS2、S02、S12、S22、S32、S42、S52、SD2)，將所述第2電阻作為所述第4電阻來使用。上述括號內的參考符號是為了容易理解而附加的，只不過是一例，並不限定為圖示的形態。根據本發明，能夠檢測出電池組的電極端子和電池電壓監視電路的電源端子的連接部的斷線。
圖1是電池電壓監視電路的第1實施方式的電路結構圖。圖2是電池電壓監視電路的第1實施方式的電路結構圖。圖3是電池電壓監視電路的第1實施方式的電路結構圖。圖4是信號時序圖。圖5是檢測出連接部xDD的斷線時的等價電路圖。圖6是檢測出連接部xSS的斷線時的等價電路圖。圖7是檢測出連接部x03的斷線時的等價電路圖。圖8是邏輯電路模塊的電源電路的電路結構圖。圖9是邏輯電路模塊的電源電路的電路結構圖。符號說明11 15電壓檢測模塊16恆流電路17、44、45 與電路18、81 87 或電路19、20、31 38 觸發器30反相器39、40、41、43 或非電路42、71 78 緩衝器51 58與非電路61 68、88、89-1、89-2 或非電路90邏輯電路模塊
Bl B5鋰離子電池COMl、COM2 比較器R00、R03、R04 電阻SOO S54、SSO SS4、SDl SD5、Sx 模擬開關VDD、VSS、VO V5 端子
具體實施例方式以下，根據
本發明的實施方式。圖1至圖3表示本發明的電池電壓監視電路的第1實施方式的電路結構圖。對電池電壓監視電路全體進行了半導體集成化。在圖1中，作為二次電池的鋰離子電池Bl B5 串聯連接而構成電池組。電池組的負極端子、即鋰離子電池Bl的負極端子與電池電壓監視電路的電源端子VSS以及電源電壓檢測用端子VO連接，鋰離子電池Bl的正極端子與鋰離子電池B2的負極端子以及電池電壓監視電路的電源電壓檢測用端子Vl連接。鋰離子電池 B2的正極端子與鋰離子電池B3的負極端子以及電池電壓監視電路的電源電壓檢測用端子 V2連接，鋰離子電池B3的正極端子與鋰離子電池B4的負極端子以及電池電壓監視電路的電源電壓檢測用端子V3連接。鋰離子電池B4的正極端子與鋰離子電池B5的負極端予以及電池電壓監視電路的電源電壓檢測用端子V4連接，電池組的正極端子、即鋰離子電池B5 的正極端子與電池電壓監視電路的電源電壓檢測用的端子V5以及電源端子VDD連接。端子VDD經由模擬開關SD3連接在比較器C0M1、COM2的反相輸入端子(VM)上。 端子V5經由模擬開關S53連接在比較器C0M1、COM2的反相輸入端子(VM)上，並且經由模擬開關SM連接在比較器C0M1、C0M2的同相輸入端子(VP)上。端子VDD和端子V5間通過模擬開關SD5和電阻R03的串聯連接電路連接，另外，通過模擬開關SDl和模擬開關S51的串聯連接電路連接，而且，通過模擬開關SD2和模擬開關S52的串聯連接電路連接。此外， 在模擬開關S52和模擬開關S53的連接點上連接了模擬開關S54的一端。端子V4經由模擬開關S43連接在比較器C0M1、C0M2的反相輸入端子(VM)上。另夕卜，在端子V5、V4間連接了作為保護電路的電壓檢測模塊15。端子V3經由模擬開關S33連接在比較器C0M1、C0M2的反相輸入端子(VM)上。另夕卜，在端子V4、V3間連接了作為保護電路的電壓檢測模塊14。端子V2經由模擬開關S23連接在比較器C0M1、C0M2的反相輸入端子(VM)上。另夕卜，在端子V3、V2間連接了作為保護電路的電壓檢測模塊13。端子Vl經由模擬開關S13連接在比較器C0M1、C0M2的反相輸入端子(VM)上。另夕卜，在端子V2、V1間連接了作為保護電路的電壓檢測模塊12。端子VO經由模擬開關S03連接在比較器C0M1、COM2的反相輸入端子(VM)上，並且經由模擬開關S04連接在比較器C0M1、C0M2的同相輸入端子(VP)上。另外，在端子VI、 VO間連接了作為保護電路的電壓檢測模塊11。端子VSS經由模擬開關SS3連接在比較器C0M1、COM2的同相輸入端子(VP)上。 端子VO和端子VSS間通過電阻R04和模擬開關SSO的串聯連接電路連接，另外，通過模擬開關SOO和模擬開關SSl的串聯連接電路連接，而且通過模擬開關S02和模擬開關SS2的串聯連接電路連接。此外，在模擬開關S02和模擬開關S03的連接點上連接了模擬開關S04
的一端。在模擬開關SDl和模擬開關S51的連接點上連接恆流電路16的一端，恆流電路16 的另一端連接在η溝道MOS電晶體MNO的漏極以及柵極上，並且經由模擬開關SX連接在比較器C0M1、COM2的同相輸入端子(VP)上。MOS電晶體MNO的源極經由模擬開關S41連接在端子V4上，經由模擬開關S31連接在端子V3上，經由模擬開關S21連接在端子V2上，經由模擬開關Sll連接在端子Vl上，並且連接在模擬開關SOO與SSl的連接點上。在模擬開關SD2和模擬開關S52的連接點上連接電阻ROO的一端，電阻ROO的另一端經由模擬開關S42連接在端子V4上，經由模擬開關S32連接在端子V3上，經由模擬開關S22連接在端子V2上，經由模擬開關S12連接在端子Vl上，並且連接在模擬開關S02與 SS2的連接點上。此夕卜，圖1中的xDD、x05、x04、x03、x02、x01、x00、xSS分別表示鋰離子電池B5 Bl 與端子 VDD、V5、V4、V3、V2、V1、V0、VSS 的連接部。比較器COMl是當反相輸入端子(VM)=同相輸入端子(VP)時輸出變為值0那樣設置了偏移的P頭(head)型(在差動級使用P溝道MOS電晶體)的比較器，比較器COM2是當反相輸入端子(VM)=同相輸入端子(VP)時輸出變為值0那樣設置了偏移的N頭型(在差動級使用η溝道MOS電晶體)的比較器。比較器C0M1、C0M2的輸出信號VOUT(在異常時成為值1)經由與電路17和或電路18被提供給D型觸發器19。D型觸發器19被提供在與電路21中根據信號INH_DET1和信號INH_DET2所生成的信號RESET而復位，從反相器22被提供了信號CLlN的反轉信號，取入或電路18輸出。觸發器19的Q端子輸出被反饋給或電路18，觸發器19構成了鎖存電路。觸發器19的Q輸出、即信號Ql被提供給D型觸發器20，通過信號CL2N被取入觸發器20。觸發器20的Q端子輸出作為信號RESULT被輸出。在圖2中，例如頻率IkHz的時鐘CLN經由反相器30被提供給D型觸發器31的時鐘輸入端子。D型觸發器31 37被級聯連接，D型觸發器31 36分別將QN端子輸出⑴ 端子的反轉輸出)反饋到D輸入端子，由此進行輸入信號的1/2分頻。觸發器37輸出的信號INH_DET1通過D型觸發器38被移相1時鐘的量後作為信號INH_DET2被輸出。或非電路39、40、41根據觸發器31 33各自的輸出信號和信號INH_DET1分別生成信號TA、TB、TC。緩衝器42將信號TC作為信號SHDN來輸出。或非電路43根據信號TC 和信號INH_DET1生成信號SHDP。此外，與電路44根據信號INH_DET1的反轉信號和時鐘 CLN生成信號CL1N，與電路45根據信號INH_DET1和時鐘CLN和反轉後的信號INH_DET2生成信號CL2N。圖 4 表示上述各信號 CLN、INH_DET1、INH_DET2、CL1N、TA、TB、TC、SHDP、SHDN、CL2N、 RESET、Ql、RESULT 等的時序圖。在圖3中，信號ΤΑ、TB、TC分別被提供給與非電路51 58，與非電路51 58各自的輸出在或非電路61 68中與信號INH_DET1運算，生成信號TO T7。信號TO T7 經由緩衝器71 78作為信號OG 7G被輸出，同時被提供給或電路81 87以及或非電路88、89-1、89-2，生成信號8G 13G、15G 18G。該信號OG 18G被提供給圖1的模擬開關SOO S54、SSO SS4、SDl SD5、各自的控制端子。模擬開關SOO S54、SSO SS4、SD1 SD5、&c分別在控制端子上被提供值1的信號時導通，在被提供值0的信號時成為非導通。在本實施方式中，為了檢測各個電池電壓，在電池電壓監視電路中，在電池組上連接了中間端子，但是當該連接發生斷線時，各電池的電壓檢測模塊11 15內的電壓劃分電阻被串聯連接在電池電壓監視電路的電源VDD和VSS間，因此通過分壓而在發生斷線的端子(V5、V4、V3、V2、V1、V0)上產生電壓，難以檢測出異常。為了把存在斷線的端子間電壓作為異常電壓，在端子間連接電阻來發生電壓降低，當成為比基準電壓VREF低的電壓時判定為存在斷線。在沒有斷線時，從鋰離子電池供給電流，維持電壓，因此不發生電壓降低。另外，即使不是由斷線導致的端子間電壓的降低，在電池電壓降低到基準電壓 VREF以下時也檢測出異常狀態，雖然無法判別是由斷線導致還是由電池導致，但是作為異常狀態，能夠禁止此後的充放電。在本實施方式中，第一，為了檢測電源端子VDD、VSS的連接部的斷線，設置電源端子VDD、VSS和電源電壓檢測用的端子V5、VO。第二，在發生連接部的斷線時，在電池電壓監視電路的半導體集成電路內部，為了不產生在電源電壓檢測用的端子V5、V0和電源端子VDD、VSS間存在的寄生二極體中流過正向電流的電壓，在半導體集成電路內部，在電源端子VDD和電源電壓檢測用的端子V5間設置電阻R03和模擬開關SD5，同樣地，在電源端子VSS和電源電壓檢測用的端子VO之間設置電阻R04和模擬開關SS0。通常，這些模擬開關SD5、SSO接通，由於斷線，在電源端子和電源電壓檢測用的端子之間不產生在寄生二極體中流過正向電流的電壓。並且，在檢測電源端子VDD的連接部xDD的斷線的時刻，將模擬開關SD5斷開，在檢測電源端子VSS的連接部 xSS的斷線的時刻，將模擬開關SSO斷開，檢測各個斷線。第三，為了檢測斷線，共用在各端子VO V5間連接的電阻R00，通過模擬開關來切換連接，順次在各端子VO V5間連接。第四，當存在斷線時，利用MOS電晶體MNO的閾值Vth產生通過電阻連接而降低的端子間電壓的判定用的基準電壓VREF，與斷線檢測同樣地通過模擬開關SD2、S52、SS2、 S02、S12、S22、S32、S42順次切換來選擇供給基準電壓VREF的端子，並通過比較器C0M1、 COM2比較電壓。第五，基準電壓VREF也作為電池電壓的降低檢測的比較電壓來使用。第六，為了與相當於從電池電壓監視電路的電源VDD到VSS的寬範圍的比較輸入相對應，準備差動級ρ溝道MOS電晶體結構的比較器COMl和差動級η溝道MOS電晶體結構的比較器COM2，對應於各自的輸入來切換要使用的比較器。將圖1中的電阻R03、R04的電阻值設為例如50k Ω，將電阻ROO的電阻值設為例如1ΜΩ。另外，電壓檢測模塊11 15各個中的電壓檢測用的電壓劃分電阻設為5ΜΩ。另夕卜，鋰離子電池Bl Β5各自的最大充電電壓設為4. 2V，電壓降低的檢出電壓設為2. 6V。〈斷線檢出時的等價電路〉圖5表示連接部xDD的斷線檢出時的等價電路圖。連接部xDD的斷線時，通過式 (1)求出比較器COMl中的差電壓(VP-VM)。此外，將端子V4、V5的電壓設為V4、V5。(VP-VM) = [ (V5-V4) / (R03+R00) ] X R03
= (V5-V4)/21 . . . (1)差電壓(VP-VM)取決於鋰離子電池B5的電池電壓，但是電池電壓為4. 2V到2. 6V 的範圍，差電壓(VP-VM)為約200mV 124mV，VOUT = 1，能夠通過比較器COM2進行判定。 端子VDD和端子V5間的寄生二極體Dp導通的正向電壓為200mV以上，由於寄生二極體Dp 不導通，因此對其它電路的影響極小。此外，連接部xDD未斷線時，差電壓(VP-VM)約為0， VOUT = 0。圖6表示連接部xSS的斷線檢出時的等價電路圖。在連接部xSS的斷線時，通過式⑵求出比較器COMl中的差電壓(VP-VM)。此外，將端子V0、V1的電壓設為V0、V1。(VP-VM) = [ (Vl-VO) / (R04+R00) ] X R04= (Vl-VO)/21 . . . (2)差電壓(VP-VM)取決於鋰離子電池Bl的電池電壓，但是電池電壓為4. 2V到2. 6V 的範圍，差電壓(VP-VM)約為200mV 124mV，VOUT = 1，能夠通過比較器COMl進行判定。 端子VSS和端子VO間的寄生二極體Dp導通的正向電壓為200mV以上，寄生二極體Dp不導通，因此對其它電路的影響極小。此外，連接部xSS未斷線時，差電壓(VP-VM)約為0，V0UT=0。圖7(A) (B)表示連接部x03的斷線檢出時的等價電路圖。連接部x03的斷線時， 通過式(3)求出比較器COM2中的差電壓(VP-VM)。此外，將端子V2的電壓設為V2，將鋰離子電池Bl B5各自的電池電壓(4. 2V 2. 6V)設為VB，將電壓檢測模塊13、14、15各自的電阻設為5Μ[Ω]。VP-V2 = VREF VM-V2 = {5 X VB/ [5Μ X 4+R00 X 5Μ/ (R00+5M) ]}X ROO X 5Μ/ (R00+5M)VP-VM = VREF-(5XVB/26) ... (3)連接部x03 存在斷線，當設 VB = 4. 2V, VREF = 1. OV 時，VP-V2 = 1. 0V, VM-V2 =
0.8IV, VOUT = 1。當設 VB = 2. 6V, VREF = 1. OV 時，VP-V2 = 1. 0V,VM-V2 = 0. 5V, VOUT =
1。S卩，在VB為2.6V 4. 2V的範圍內能夠檢測出連接部X03的斷線。在連接部x03沒有斷線，鋰離子電池B3的電池電壓不到VREF時，也為VOUT = 1，檢測出異常。無法判別是斷線或電池電壓降低的哪種異常，但是能夠檢測出異常，此後的充電禁止的處理，在斷線或電池電壓降低的情況下都相同。此外，當連接部x03未斷線時，VP ( VM, VOUT = 0。圖4所示的時鐘CLN的周期為τ (例如Ims)。期間TO是進行連接部xSS的斷線檢測的期間，將模擬開關SS2、S12、SS3、S03、SD1、 S51接通，將SSO接通(除此以外的模擬開關斷開)，SHDP= 1，將比較器COMl設為有效。 當連接部 xSS 的斷線時，200mV > (VSS-VO) > 124mV, VP > VM, VOUT = 1。期間Tl是進行連接部χΟΟ的斷線檢測的期間，將模擬開關SD1、S51、S04、S12接通，將S02、S22接通(除此以外的模擬開關斷開)，將比較器COMl設為有效。在連接部χΟΟ 的斷線時，200mV > (VSS-VO) > 124mV 並且 VP > VM, VOUT = 1。期間T2是進行連接部xOl的斷線檢測和鋰離子電池Bl的降低檢測的期間，將模擬開關SOO、SSI、SD1、S51、S13、SX接通，將SS2、S12接通(除此以外的模擬開關斷開)，將比較器COMl設為有效。在連接部xOl的斷線或Bl的電壓降低時VP > VM, VOUT = 1。
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期間T3是進行連接部x02的斷線檢測和鋰離子電池B2的降低檢測的期間，將模擬開關SSO、Sll、SD1、S51、S23、SX接通，將S12、S22接通(除此以外的模擬開關斷開)，將比較器COMl設為有效。在連接部x02的斷線或B2的電壓降低時，VP > VM, VOUT = 1。期間T4是進行連接部x03的斷線檢測和鋰離子電池B3的降低檢測的期間，將模擬開關350、521、501、551、533、5父接通，將S22、S32接通(除此以外的模擬開關斷開)，將比較器COM2設為有效。在連接部x03的斷線或B3的電壓降低時，VP > VM, VOUT = 1。期間T5是進行連接部x04的斷線檢測和鋰離子電池B4的降低檢測的期間，將模擬開關SSO、S31、SD1、S51、S43、SX接通，將S32、S42接通(除此以外的模擬開關斷開)，將比較器COM2設為有效。在連接部x03的斷線或B3的電壓降低時，VP > VM, VOUT = 1。期間T6是進行連接部x05的斷線檢測和鋰離子電池B5的降低檢測的期間，將模擬開關SSO、SS41、SDK S53、SX接通，將S42、S52接通(除此以外的模擬開關斷開)，將比較器COM2設為有效。在連接部x04的斷線或B4的電壓降低時，VP > VM, VOUT = 1。期間T7是進行連接部xDD的斷線檢測的期間，將模擬開關SS0、S42、SD2、SD3、S54 接通，將SD5接通(除此以外的模擬開關斷開)，將比較器COM2設為有效。在連接部xDD的斷線時，200mV > (VDD-V5) > 124mV 並且 VP > VM, VOUT = 1。在上述期間TO T7各自中執行各連接點的斷線以及各電池的電壓降低的檢測， 在期間TO T7的任意一個期間中當VOUT = 1時，觸發器19的Q輸出、即信號Ql = 1。信號Ql = 1的狀態通過或電路18的循環被保持，在信號CLN2的上升沿讀入到觸發器20中， 保持到圖4中以T表示的1周期後的檢測時刻。在期間T0、T1、T2中，在鋰離子電池Bl上連接電阻R00，在期間Τ3中，在鋰離子電池Β2上連接電阻R00，在期間Τ4中，在鋰離子電池Β3上連接電阻R00，在期間Τ5中，在鋰離子電池Β4上連接電阻ROO，在期間Τ6、Τ7中，在鋰離子電池Β5上連接電阻ROO，但是在時間的比例中，對鋰離子電池Bl為3/8，對鋰離子電池Β2 Β4分別為1/8，對鋰離子電池Β5 為2/8的比例。這成為鋰離子電池的洩漏電流的一部分，對是否會成為電池容量變得不平衡的原因進行驗證。在將電池電壓設為4. 2V，將電阻ROO設為1ΜΩ，將檢測的周期設為1秒時，鋰離子電池Bl的用於檢測的平均洩漏電流為0.2ν/1ΜΩ) X (3/1000) = 12.6ηΑ，鋰離子電池 Β2 Β4各自的用於檢測的平均洩漏電流為(4. 2ν/1ΜΩ) X (1/1000) = 4. 2ηΑ，鋰離子電池 Β5的用於檢測的平均洩漏電池為(4. 2ν/1ΜΩ) X (2/1000) = 8. 4ηΑ。這與實際的鋰離子電池的洩漏電流相比非常微小，因此不成為破壞電池平衡的原因。對圖1至圖3所示的電池電壓監視電路的、由模擬開關SSO SS3、SDl SD5、 SOO S54、Sx以及恆流電路16 或非電路89-2構成的邏輯電路模塊90提供的電源，為了縮小半導體集成電路的佔有面積而以低電壓驅動，但是當把電池組內的特定的鋰離子電池作為供給源時，成為破壞電池組內的鋰離子電池Bl Β5的電壓平衡的原因。因此，把電池組的電壓作為供給源，產生驅動邏輯電路模塊的低電壓。此時，當低電壓發生源與電池組的連接端子僅為端子VDD和端子VSS時，由於一方斷線而不能實現向邏輯電路模塊的電壓供給，無法發揮邏輯電路模塊的功能。因此，如圖8所示，在電源端子VDD、VSS、電源電壓檢測用的端子V5、VO各自與作為低電壓發生源的齊納二極體Dz和邏輯電路模塊90之間配置ρ溝道MOS電晶體MPl、MP2、 MP3和η溝道MOS電晶體麗1、麗2，構成能夠提高成為邏輯電路模塊90的電源的齊納二極體Dz的安全性，並且能夠檢測斷線的結構。在圖8中，表示了低電壓源(齊納二極體Dz)以VDD作為基準的情況，端子91是低電壓的供給端子。向MOS電晶體ΜΡ1、ΜΡ2、麗1、麗2各自的柵極供給在圖3中生成的信號6G、7G以及信號1GN(1G的反轉信號)、0GN(0G的反轉信號)。圖8(A)表示電源端子VDD、VSS的連接線導通的通常時(MP1、MP2、MN1、MN2導通) 的低電壓電源的供給路徑。圖8(B)表示電源端子VDD的連接線的斷線檢出時(MP1、麗1、 麗2導通，MP2截止)的低電壓電源的供給路徑。圖8(C)表示電源電壓檢測用的端子V5的連接線的斷線檢出時(MP2、麗1、麗2導通，MPl截止)的低電壓電源的供給路徑。圖8(D) 表示電源端子VSS的連接線的斷線檢出時(MP1、MP2、麗1導通，麗2截止)的低電壓電源的供給路徑。圖8(E)表示電源電壓檢測用的端子VO的連接線的斷線檢出時(MP1、MP2、麗2 導通，麗1截止)的低電壓電源的供給路徑。另外，如圖9所示，在電源端子VDD、VSS、電源電壓檢測用的端子V5、VO各自和作為低電壓發生源的齊納二極體Dz和邏輯電路模塊90之間配置ρ溝道MOS電晶體MP1、MP2 和η溝道MOS電晶體麗1、麗2、麗3，構成能夠提高成為邏輯電路模塊90的電源的齊納二極體Dz的安全性，並且檢測出斷線的結構。在圖9中表示了低電壓源(齊納二極體Dz)以VSS作為基準的情況，端子92是低電壓的供給端子。向MOS電晶體ΜΡ1、ΜΡ2、麗1、麗2各自的柵極供給在圖3中生成的信號 6G、7G以及信號1GN(1G的反轉信號)、0GN(0G的反轉信號)。圖9(A)表示電源端子VDD、VSS的連接線導通的通常時(MP1、MP2、MN1、MN2導通) 的低電壓電源的供給路徑。圖9(B)表示電源端子VDD的連接線的斷線檢出時(MP1、麗1、 麗2導通，MP2截止)的低電壓電源的供給路徑。圖9(C)表示電源電壓檢測用的端子V5的連接線的斷線檢出時(MP2、麗1、麗2導通，MPl截止)的低電壓電源的供給路徑。圖9(D) 表示電源端子VSS的連接線的斷線檢出時(MP1、MP2、麗1導通，麗2截止)的低電壓電源的供給路徑。圖9(E)表示電源電壓檢測用的端子VO的連接線的斷線檢出時(MP1、MP2、麗2 導通，麗1截止)的低電壓電源的供給路徑。根據上述實施方式，通過針對電源端子VDD、VSS設置電源電壓檢測用的端子V5、 V0,能夠檢測端子VDD、VSS、V5、VO各自的連接部的斷線。另外，將端子VDD、VSS、V5 VO 各自的連接部的斷線檢測劃分為期間TO T7，使各機構所需要的模擬開關接通來進行檢測，由此能夠可靠地檢測出各個連接部的斷線。在端子VDD、V5間連接模擬開關SD5和電阻R03、模擬開關SDl和S51，在端子VSS、 VO間連接模擬開關SSO和電阻R04、模擬開關S00、SSl。通常，端子VDD、V5間通過接通模擬開關SD5、或接通SDl和S51來連接，端子VSS、V0間通過接通模擬開關SSO或者接通SOO 和SSl來連接。在端子VDD、VSS的連接部存在斷線時，從端子V5、V0進行電流供給，同時使電源端子VDD、VSS和電源電壓檢測用的端子V5、VO之間的電位差停留在不流過寄生二極體的正向電流的電壓範圍內，使得不向半導體基板流過基極電流，由此能夠避免對其它電路的不良影響。另外，在檢測出各鋰離子電池和各電池電壓監視電路的端子間的斷線時，在相鄰的鋰離子電池的端子間連接成為負載的電阻R00，在存在斷線時產生異常電壓，但通過把此時的斷線檢測用的基準電壓和電池電壓降低時的判定用的基準電壓設為相同的值VREFjg 夠同時執行斷線檢測和電池電壓降低的判定。另外，斷線檢測的比較器COMl、COM2的輸入從電壓VSS到VDD跨越寬範圍，因此， 準備在差動級使用P溝道MOS電晶體的比較器COMl、在差動級使用η溝道MOS電晶體的比較器COM2，當信號TC為值0時切換為比較器COMl來使用，當信號TC為值1時切換為比較器COM2來使用。另外，將電池組的鋰離子電池Bl Β5作為供給源，產生了邏輯電路模塊90所需要的低電壓，但是在電源端子VDD、VSS和電源電壓檢測用的端子V5、VO和低電壓源(齊納二極體Dz)以及邏輯電路模塊90之間設置MOS電晶體ΜΡ1、ΜΡ2、麗1、麗2，能夠不在向低電壓源(齊納二極體Dz)的電流供給中發生故障地檢測斷線。
權利要求
1.一種電池電壓監視電路，其是與串聯連接了多個二次電池的電池組連接，監視所述多個二次電池的電池電壓的半導體集成電路的電池電壓監視電路，其特徵在於，除了連接所述電池組的正極端子的第1電源端子以外，設置連接所述電池組的正極端子的第1電源電壓檢測用端子，具有在所述第1電源端子和所述第1電源電壓檢測用端子之間連接的第1電阻；在第2電源電壓檢測用端子和所述第1電源端子之間連接的第2電阻，所述第2電源電壓檢測用端子與在所述電池組的正極端子上連接的正極側二次電池的負極端子連接；以及比較所述第1電源端子和所述第1電源電壓檢測用端子的電壓的第1比較器。
2.根據權利要求1所述的電池電壓監視電路，其特徵在於，除了連接所述電池組的負極端子的第3電源端子以外，設置連接所述電池組的負極端子的第3電源電壓檢測用端子，具有在所述第3電源端子和所述第3電源電壓檢測用端子之間連接的第3電阻；在第4電源電壓檢測用端子和所述第3電源端子之間連接的第4電阻，所述第4電源電壓檢測用端子與在所述電池組的負極端子上連接的負極側二次電池的正極端子連接；以及比較所述第3電源端子和所述第3電源電壓檢測用端子的電壓的第2比較器。
3.根據權利要求2所述的電池電壓監視電路，其特徵在於，具有將所述第2電阻的連接位置變更為所述第4電阻的連接位置的開關，將所述第2電阻作為所述第4電阻來使用。
全文摘要
本發明目的在於提供可以檢測出電池組的電極端子與電池電壓監視電路的電源端子的連接部的斷線的電池電壓監視電路。除了連接電池組的正極端子的第1電源端子(VDD)以外，設置連接電池組的正極端子的第1電源電壓檢測用端子(V5)，具有在第1電源端子(VDD)和第1電源電壓檢測用端子(V5)之間連接的第1電阻(R03)；在第2電源電壓檢測用端子(V4)和第1電源端子(VDD)之間連接的第2電阻(R00)，所述第2電源電壓檢測用端子(V4)與在電池組的正極端子上連接的正極側二次電池(B5)的負極端子連接；比較第1電源端子(VDD)和第1電源電壓檢測用端子(V5)的電壓的第1比較器(COM2)。
文檔編號H02J7/00GK102468676SQ20111035127
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月4日 優先權日2010年11月5日
發明者武田貴志, 西澤昭宏 申請人:三美電機株式會社