專利名稱：半導(dǎo)體集成電路、保護(hù)電路以及電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制放電控制用開關(guān)和充電控制用開關(guān)的接通和斷開來保護(hù)二次電池的半導(dǎo)體集成電路、保護(hù)電路以及電池組。
背景技術(shù)：
近年來，使用利用了二次電池的電池組進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備等已經(jīng)普及。二次電池通過將電池組裝配于充電器來進(jìn)行充電。并且二次電池也可以通過在電池組裝配于電子設(shè)備的狀態(tài)下將AC適配器等連接于電子設(shè)備來進(jìn)行充電。
二次電池的充放電的控制利用保護(hù)電路進(jìn)行，該保護(hù)電路具有保護(hù)二次電池避免過充電和過放電等的功能以及進(jìn)行電池剩余量的管理等的電池監(jiān)視功能等。
在這樣的保護(hù)電路中，作為例如從檢測(cè)到過放電的狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)(以下稱為過放電恢復(fù))的方法，公知有充電器連接恢復(fù)和電壓恢復(fù)兩種方法。所謂充電器連接恢復(fù)是檢測(cè)到充電器與電池組的連接而從過放電的狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)的方法。所謂電壓恢復(fù)是檢測(cè)到已充電至二次電池的電池電壓達(dá)到了過放電恢復(fù)電壓以上而從過放電的狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)的方法。
圖I是表示采用了充電器連接恢復(fù)的現(xiàn)有的保護(hù)電路的示例的圖。圖I所示的保護(hù)電路10具有充放電控制IC20、開關(guān)晶體管Ml、開關(guān)晶體管M2、電阻R1、電阻R2、B+端子、 B-端子、P+端子、以及P-端子。并且，充放電控制IC20具有比較器21、基準(zhǔn)電壓Vref、邏輯電路22、開關(guān)SWl、以及上拉電阻R3。
在B+端子與B-端子之間連接有二次電池BI，在P+端子與P-端子之間連接有充電器或者負(fù)載。充放電控制IC20從二次電池BI的電池電壓檢測(cè)到過充電時(shí)，邏輯電路22 從端子OV輸出使晶體管M2截止的控制信號(hào)來使充電停止。
充放電控制IC20，當(dāng)在P+端子與P-端子之間連接有負(fù)載、二次電池BI的電池電壓在過放電檢測(cè)電壓以下的時(shí)候,檢測(cè)到二次電池BI的過放電。當(dāng)檢測(cè)到過放電時(shí)，邏輯電路21從端子DCHG輸出使晶體管Ml截止的控制信號(hào)來使放電停止。
下面對(duì)充放電控制IC20中的過放電恢復(fù)的動(dòng)作進(jìn)行說明。當(dāng)在充放電控制IC20 中檢測(cè)到過放電時(shí)，通過邏輯電路22使開關(guān)SWl導(dǎo)通，V-端子的電位通過負(fù)載和上拉電阻 R3而被上拉到VDD電位。當(dāng)連接在P+端子與P-端子之間的負(fù)載斷開、在P+端子與P-端子之間連接有充電器時(shí)，V-端子的電位變成基準(zhǔn)電壓Vref以下的VSS電位。在充放電控制IC20中，檢測(cè)到V-端子的電位在基準(zhǔn)電壓Vref以下，從過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)。
例如在專利文獻(xiàn)I中對(duì)從過放電狀態(tài)的恢復(fù)進(jìn)行了記載。另外，在專利文獻(xiàn)2中對(duì)從過電流狀態(tài)的恢復(fù)進(jìn)行了記載。
專利文獻(xiàn)I :日本特開2010-124640號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本特開2002-034163號(hào)公報(bào)
在上述現(xiàn)有的保護(hù)電路10中，當(dāng)在P+端子與P-端子之間連接有負(fù)載的情況下， 關(guān)于輸入到保護(hù)電路10中的電池電壓，可以預(yù)計(jì)通過負(fù)載而流動(dòng)的放電電流與通過二次電池BI的阻抗所形成的電壓降部分的電壓比實(shí)際低。若在該狀態(tài)下進(jìn)行過放電檢測(cè)，則在不使用通過二次電池BI的阻抗所形成的電壓降部分的電池容量的狀態(tài)下檢測(cè)到過放電， 該電池容量無法使用直到充電器與保護(hù)電路10連接。放電電流越大，無法使用的電池容量越大。
另外，例如在現(xiàn)有的保護(hù)電路中，在從過放電狀態(tài)的恢復(fù)方法為電壓恢復(fù)方法的情況下，當(dāng)過放電檢測(cè)電壓以及過放電恢復(fù)電壓的滯后(hysteresis)小時(shí),可能引起重復(fù)過放電檢測(cè)和過放電恢復(fù)的振蕩。該振蕩容易在放電電流大的情況下產(chǎn)生。并且，若增大滯后，則產(chǎn)生與充電器連接恢復(fù)同樣的問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種即使在放電電流大的情況下也能夠高效率地用盡電池容量的半導(dǎo)體集成電路、保護(hù)電路以及電池組。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用了如下結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明為一種半導(dǎo)體集成電路(110)，其控制放電控制用開關(guān)(MlO)和充電控制用開關(guān)(M20)的接通和斷開來保護(hù)二次電池(B10)，該半導(dǎo)體集成電路具備
過放電檢測(cè)部(130、131 135)，其用于根據(jù)所述二次電池(BlO)的電池電壓來檢測(cè)過放電；
負(fù)載斷開檢測(cè)部(113)，其用于根據(jù)經(jīng)電阻與連接于所述二次電池(BlO)的負(fù)載和/或充電器的負(fù)極側(cè)連接的負(fù)載斷開檢測(cè)用端子(V-)的電壓，來檢測(cè)連接于所述二次電池(BlO)的所述負(fù)載是否已斷開；
過放電恢復(fù)部(112)，其用于使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)；以及
控制部(114)，當(dāng)在所述過放電狀態(tài)檢測(cè)到了所述負(fù)載的斷開的時(shí)候，該控制部 (114)向所述過放電恢復(fù)部(112)輸出使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)的控制信號(hào)。
另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體集成電路具有對(duì)所述二次電池(BlO)的電池電壓進(jìn)行分壓的分壓電路(111)，
所述負(fù)載斷開檢測(cè)部(113)是將所述負(fù)載斷開檢測(cè)用端子(V-)的電壓與被所述分壓電路(111)分壓后的所述電池電壓進(jìn)行比較的比較器(113 )。
另外，本發(fā)明的半導(dǎo)體集成電路具有與所述二次電池(BlO)的正極連接的第一端子(VDD)以及與所述二次電池(BlO)的負(fù)極連接的第二端子(VSS)，
所述過放電恢復(fù)部(112)連接在所述負(fù)載斷開檢測(cè)用端子(V-)與所述第二端子 (VSS)之間。
另外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體集成電路中，所述過放電恢復(fù)部(112)具有開關(guān)(SWlO) 和下拉電阻(R50)，
所述開關(guān)(SWlO)的一端與所述負(fù)載斷開檢測(cè)用端子(V-)連接，所述開關(guān)(SWlO) 的另一端與所述下拉電阻(R50)的一端連接，
所述下拉(R50)的另一端與所述第二端子(VSS)連接。
另外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體集成電路中，在自所述過放電檢測(cè)部(112)檢測(cè)到過放電起經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間而成為了過放電狀態(tài)的時(shí)候，所述控制部(114)使所述過放電恢復(fù)部(112)的所述(SWlO)接通，在自所述負(fù)載斷開檢測(cè)部(113)檢測(cè)到所述負(fù)載的斷開起經(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間而從過放電狀態(tài)進(jìn)行了恢復(fù)的時(shí)候，所述控制部(114)使所述開關(guān)(SWlO) 斷開。
本發(fā)明為一種保護(hù)電路(100)，其用于保護(hù)二次電池(B10)，該保護(hù)電路具備
與所述二次電池(B10)、負(fù)載和/或充電器連接的正極側(cè)端子(P+)以及負(fù)極側(cè)端子(P-);
放電控制用開關(guān)(MlO)和充電控制用開關(guān)(M20);以及
進(jìn)行放電控制用開關(guān)(MlO)和充電控制用開關(guān)(M20)的接通和斷開的控制的半導(dǎo)體集成電路(I 10)，
所述半導(dǎo)體集成電路(I 10)具備
過放電檢測(cè)部(130、131 135)，其用于根據(jù)二次電池(BlO)的電池電壓來檢測(cè)過放電；
負(fù)載斷開檢測(cè)部(113)，其用于根據(jù)經(jīng)電阻(RlO)與所述負(fù)極側(cè)端子(P-)連接的負(fù)載斷開檢測(cè)用端子(V-)的電壓，來檢測(cè)連接于所述二次電池(BlO)的所述負(fù)載是否已斷開；
過放電恢復(fù)部(112)，其用于使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)；以及
控制部(114)，當(dāng)在所述過放電狀態(tài)檢測(cè)到了所述負(fù)載的斷開的時(shí)候，該控制部 (114)向所述過放電恢復(fù)部(112)輸出使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)的控制信號(hào)。
本發(fā)明為一種電池組，其具備
二次電池(BlO);
與所述二次電池(B10)、負(fù)載和/或充電器連接的正極側(cè)端子(P+)以及負(fù)極側(cè)端子(P-);
放電控制用開關(guān)(MlO)和充電控制用開關(guān)(M20);以及
進(jìn)行放電控制用開關(guān)(MlO)和充電控制用開關(guān)(M20)的接通和斷開的控制來保護(hù)二次電池(BlO)的半導(dǎo)體集成電路(110)，
所述半導(dǎo)體集成電路(I 10)具備
過放電檢測(cè)部(130、131 135)，其用于根據(jù)二次電池(BlO)的電池電壓來檢測(cè)過放電；
負(fù)載斷開檢測(cè)部(113)，其用于根據(jù)經(jīng)電阻(RlO)與所述負(fù)極側(cè)端子(P-)連接的負(fù)載斷開檢測(cè)用端子(V-)的電壓，來檢測(cè)連接于所述二次電池(BlO)的所述負(fù)載是否已斷開；
過放電恢復(fù)部(112)，其用于使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)；以及
控制部(114)，當(dāng)在所述過放電狀態(tài)檢測(cè)到了所述負(fù)載的斷開的時(shí)候，該控制部 (114)向所述過放電恢復(fù)部(112)輸出使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)的控制信號(hào)。
另外，上述括號(hào)內(nèi)的參照符號(hào)是為了容易理解而附加的，其不過是一例而已，并不限定于圖示的方式。
根據(jù)本發(fā)明，即使在放電電流大的情況下也能夠高效率地用盡電池容量。


圖I是表示采用了充電器連接恢復(fù)的現(xiàn)有的保護(hù)電路的例子的圖。
圖2是說明本實(shí)施方式的保護(hù)電路的圖。
圖3是連接本實(shí)施方式的充放電控制IC的圖。
圖4是說明本實(shí)施方式的充放電控制IC進(jìn)行的過放電檢測(cè)和過放電恢復(fù)的動(dòng)作的時(shí)間圖。
符號(hào)說明
100保護(hù)電路
110充放電控制IC
111分壓電路
112過放電恢復(fù)用電路
113負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器具體實(shí)施方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。本實(shí)施方式的保護(hù)電路采用了在負(fù)載斷開的時(shí)候從過放電狀態(tài)恢復(fù)的負(fù)載斷開恢復(fù)。
圖2是說明本實(shí)施方式的保護(hù)電路的圖。
本實(shí)施方式的保護(hù)電路100具有充放電控制IC110、開關(guān)晶體管M10、開關(guān)晶體管 M20、電阻R10、電阻R20、B+端子、B-端子、P+端子以及P-端子。
在本實(shí)施方式的保護(hù)電路100的B+端子與B-端子之間連接二次電池BlO而構(gòu)成電池組200。在保護(hù)電路100的P+端子與P-端子之間連接有充電器和/或負(fù)載。
本實(shí)施方式的二次電池B10，當(dāng)在P+端子與P-端子連接充電器時(shí)被充電，當(dāng)在P+ 端子與P-端子之間連接負(fù)載時(shí)進(jìn)行放電。
本實(shí)施方式的充放電控制ICllO具有分壓電路111、過放電恢復(fù)用電路112、負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113、VDD端子、VSS端子、CS端子、DCHG端子、OV端子、以及V-端子。另外，本實(shí)施方式的充放電控制ICllO除了上述的構(gòu)成以外，還有用于保護(hù)二次電池BlO的各種電路。充放電控制ICllO的詳細(xì)情況將在后文敘述。
VDD端子與二次電池BlO的正極連接，VSS端子與二次電池BlO的負(fù)極連接。CS端子經(jīng)電阻R20與B-端子連接，用于檢測(cè)來自二次電池BlO的放電電流。DCHG端子與晶體管 MlO的柵極連接，OV端子與晶體管M20的柵極連接。V-端子與P-端子經(jīng)電阻RlO連接。
在本實(shí)施方式的充放電控制ICllO中，分壓電路111由串聯(lián)連接在VDD端子與VSS 端子之間的電阻R30和電阻R40構(gòu)成，對(duì)VDD端子-VSS端子之間的電壓進(jìn)行分壓。即，本實(shí)施方式的分壓電路111對(duì)連接在VDD端子與VSS端子之間的二次電池BlO的電池電壓進(jìn)行分壓。分壓電路111中的電阻R30和電阻R40的連接點(diǎn)A的電壓被供給到負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113的反相輸入端子。另外，在本實(shí)施方式中，電阻R30和電阻R40的值可以設(shè)定成使連接點(diǎn)A的電壓為二次電池BlO的電池電壓的一半左右。
過放電恢復(fù)用電路112由串聯(lián)連接在V-端子與VSS端子之間的下拉電阻R50和開關(guān)SWlO構(gòu)成。開關(guān)SWlO的一端與V-端子的連接點(diǎn)B的電壓被供給到負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113的非反相輸入端子。負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113的輸出被供給到后述的過放電延遲電路162。
本實(shí)施方式的充放電控制ICllO輸出使晶體管M10、晶體管M20導(dǎo)通和截止的信號(hào)。
以下對(duì)本實(shí)施方式的保護(hù)電路100檢測(cè)到了過放電時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式的保護(hù)電路100，當(dāng)在P+端子與P-端子端子之間連接負(fù)載、二次電池 BlO的電池電壓在過放電檢測(cè)電壓以下時(shí)，檢測(cè)出二次電池BlO的過放電。當(dāng)檢測(cè)到過放電時(shí)，充放電控制IClio從DCHG端子輸出使晶體管MlO截止的控制信號(hào)來使放電停止。另外，此時(shí)的開關(guān)SWlO接通。
當(dāng)檢測(cè)到過放電、開關(guān)SWlO接通時(shí)，V-端子的電位成為被負(fù)載和下拉電阻R50分壓后的電位。由于P+端子與負(fù)載連接，因此該電位成為比連接點(diǎn)A的電位要高的電位。
這里，當(dāng)連接在保護(hù)電路100的P+端子與P-端子之間的負(fù)載斷開時(shí)，V-端子的電位被下拉電阻R50下拉到VSS電位，比作為過放電檢測(cè)電壓的連接點(diǎn)A的電壓低。于是， 負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113的輸出翻轉(zhuǎn)。即，本實(shí)施方式的V-端子發(fā)揮負(fù)載斷開檢測(cè)用端子的功能。
本實(shí)施方式的充放電控制ICllO能夠過負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113的輸出的翻轉(zhuǎn)而檢測(cè)到負(fù)載已經(jīng)斷開，從DCHG端子輸出使晶體管MlO導(dǎo)通的控制信號(hào)。由此，保護(hù)電路 100從過放電狀態(tài)恢復(fù)。并且，開關(guān)SWlO在從過放電狀態(tài)恢復(fù)時(shí)斷開。
這樣，在本實(shí)施方式中，當(dāng)保護(hù)電路100因負(fù)載的連接而檢測(cè)到過放電的情況下， 當(dāng)負(fù)載斷開時(shí)，能夠使保護(hù)電路100和充放電控制ICllO從過放電狀態(tài)恢復(fù)。
另外，本實(shí)施方式的過放電狀態(tài)是表示來自二次電池BlO的放電停止的狀態(tài)，通常狀態(tài)是指能夠進(jìn)行二次電池BlO的放電和充電的狀態(tài)。
下面，參照?qǐng)D3詳細(xì)說明本實(shí)施方式的充放電控制IC110。圖3是連接本實(shí)施方式的充放電控制IC的圖。
本實(shí)施方式的充放電控制ICllO在圖2所說明的各電路的基礎(chǔ)上還具有邏輯電路 114、過充電檢測(cè)電路120、過放電檢測(cè)電路130、OR電路(或電路)140、150、選擇器160、過充電延遲電路161、過放電延遲電路162、過電流保護(hù)電路163、短路檢測(cè)電路164、基準(zhǔn)電壓生成電路165、過電流檢測(cè)用比較器171、過電流解除用比較器172、短路檢測(cè)用比較器173、 過電流恢復(fù)用電路174、以及外部通信控制電路180。
過充電檢測(cè)電路120例如考慮到二次電池BlO與保護(hù)電路100多個(gè)連接的情況而具有過充電檢測(cè)電路121 125。在過充電檢測(cè)電路121 125中，對(duì)與各過充電檢測(cè)電路連接的二次電池的電壓在預(yù)定電壓以上進(jìn)行檢測(cè)并輸出。過充電檢測(cè)電路121 125彼此具有同樣的結(jié)構(gòu)，因此，下面作為一例對(duì)過充電檢測(cè)電流121進(jìn)行說明，而省略過充電檢測(cè)電路122 125的說明。
過充電檢測(cè)電路121為具有V5端子、V4端子、電流源126、二極管127、以及比較器128的結(jié)構(gòu)。電流源126與二極管127連接在V5端子與V4端子之間，用于生成預(yù)定的電壓。比較器128比較對(duì)V5端子-V4端子之間的電壓進(jìn)行分壓而得到的電壓與預(yù)定的電壓(過充電檢測(cè)電壓)，在V5端子-V4端子間的分壓在預(yù)定的電壓以上的時(shí)候使輸出翻轉(zhuǎn)。 V5端子-V4端子間的電壓為連接在V5端子-V4端子間的二次電池的電池電壓。
過充電檢測(cè)電路121 125的輸出被供給到OR電路140，OR電路140的輸出被供給到過充電延遲電路161。過充電延遲電路161當(dāng)從OR電路140的輸出知道檢測(cè)到過充電時(shí)，在經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間后向邏輯電路114輸出檢測(cè)到過充電的信號(hào)。邏輯電路114收到該信號(hào)并從OV端子輸出使晶體管M20截止的信號(hào)。
過放電檢測(cè)電路130也與過充電檢測(cè)電路120 —樣具有過放電檢測(cè)用比較器 131 135。過放電檢測(cè)用比較器131 135彼此具有相同的結(jié)構(gòu)，因此對(duì)過放電檢測(cè)用比較器131進(jìn)行說明，而省略過放電檢測(cè)用比較器132 135的說明。
過放電檢測(cè)用比較器131比較對(duì)V5端子-V4端子間的電壓進(jìn)行分壓而得到的電壓與預(yù)定的電壓(過放電檢測(cè)電壓)，在V5端子-V4端子間的電壓的分壓在預(yù)定的電壓以下的時(shí)候，過放電檢測(cè)用比較器131使輸出翻轉(zhuǎn)。
過放電檢測(cè)用比較器131 135的輸出被供給到OR電路150。OR電路150的輸出被供給到過放電延遲電路162。過放電延遲電路162在從OR電路150的輸出知道檢測(cè)到過放電時(shí)，在經(jīng)過了預(yù)定的延遲時(shí)間后向邏輯電路114輸出檢測(cè)到過放電的信號(hào)。邏輯電路114收到該信號(hào)并從DCHG端子輸出使晶體管MlO截止的信號(hào)。另外，邏輯電路114收到該信號(hào)并使過放電恢復(fù)用電路112的開關(guān)SWlO接通。
過電流檢測(cè)用比較器171對(duì)在基準(zhǔn)電壓生成電路165中生成的基準(zhǔn)電壓與CS端子的電壓進(jìn)行檢測(cè)來檢測(cè)過電流。當(dāng)檢測(cè)到過電流時(shí)，過電流檢測(cè)用比較器171的輸出翻轉(zhuǎn)，過電流保護(hù)電路163根據(jù)該輸出的翻轉(zhuǎn)而檢測(cè)到過電流。過電流保護(hù)電路163檢測(cè)到過電流時(shí)在經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間后將過電流檢測(cè)輸出到邏輯電路114。
邏輯電路114收到該信號(hào)并從DCHG端子輸出使晶體管MlO截止的信號(hào)。另外，邏輯電路114收到該信號(hào)并使過電流恢復(fù)用電路174的開關(guān)SW20接通。
本實(shí)施方式的過電流恢復(fù)用電路174是在負(fù)載斷開時(shí)解除過電流狀態(tài)而使得恢復(fù)到通常狀態(tài)的電路。過電流狀態(tài)是放電電流在預(yù)定值以上、放電已經(jīng)停止的狀態(tài)。過電流恢復(fù)用電路174的下拉電阻R60和開關(guān)SW20串聯(lián)連接在V-端子與VSS端子之間。另外， 開關(guān)SW20也可以由晶體管構(gòu)成。
V-端子的電壓被供給到過電流解除用比較器172的非反相輸入端子，在基準(zhǔn)電壓生成電路165中生成的基準(zhǔn)電壓被供給到過電流解除用比較器172的反相輸入端子。另外， 基準(zhǔn)電壓生成電路165能夠通過電阻R11、R12、R13、R14中的某一個(gè)對(duì)VDD端子-VSS端子間的電壓進(jìn)行分壓來生成多個(gè)基準(zhǔn)電壓。
下面，對(duì)檢測(cè)到了過電流的情況與從過電流恢復(fù)的情況的動(dòng)作進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式中檢測(cè)到過電流時(shí)，邏輯電路114使開關(guān)SW20接通。于是，V-端子的電位成為被負(fù)載和下拉電阻R60分壓后的電位。該電位是比供給到過電流解除用比較器172的非反相輸入端子的基準(zhǔn)電壓高的電位。
這里，當(dāng)負(fù)載斷開時(shí)，V-端子的電位被下拉電阻R60下拉到VSS電位，比供給到過電流解除用比較器172的基準(zhǔn)電壓低。于是，過電流解除用比較器172的輸出翻轉(zhuǎn)。過電流保護(hù)電路163通過過電流解除用比較器172的輸出的翻轉(zhuǎn)而檢測(cè)到負(fù)載已經(jīng)斷開，經(jīng)邏輯電路114從DCHG端子輸出使晶體管MlO導(dǎo)通的控制信號(hào)。由此，保護(hù)電路100從過電流狀態(tài)恢復(fù)而返回到通常狀態(tài)。
短路檢測(cè)用比較器173根據(jù)CS端子的電壓來檢測(cè)P+端子-P-端子間是否產(chǎn)生了外部短路。在檢測(cè)到了外部短路的情況下，短路檢測(cè)用比較器173的輸出翻轉(zhuǎn)。短路檢測(cè)電路164通過該輸出的翻轉(zhuǎn)而檢測(cè)到外部短路，并向邏輯電路114輸出使晶體管M20截止的信號(hào)。
選擇器160輸出選擇在過放電檢測(cè)電路130中使用的過放電檢測(cè)用比較器的選擇信號(hào)。在圖3的例子中，來自選擇器160過放電檢測(cè)電路130的選擇信號(hào)被供給過放電檢測(cè)用比較器133、134、135。在該情況下，也可以在VSS端子-Vl端子間、Vl端子-V2端子間、 V2端子-V3端子間連接二次電池，以使過放電檢測(cè)用比較器133、134、135動(dòng)作的方式供給選擇信號(hào)。
除了圖3的例子以外，也可以是，當(dāng)在VSS端子-Vl端子間、Vl端子-V2端子間、 V2端子-V3端子間、V3端子-V4端子間、以及V4端子-V5端子間，分別連接有二次電池的情況下，選擇器160向過放電檢測(cè)用比較器133、134、135分別供給選擇信號(hào)，來使過放電檢測(cè)用比較器131 135動(dòng)作。
外部通信控制電路180在連接了多個(gè)與本實(shí)施方式的充放電控制ICllO同樣的充放電控制IC的情況下，具有用于與其它充放電控制IC進(jìn)行通信的SOC端子和SDC端子。
這里，參照?qǐng)D3和圖4對(duì)本實(shí)施方式的充放電控制ICllO進(jìn)行的過放電檢測(cè)和從過放電狀態(tài)向通常狀態(tài)的恢復(fù)的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖4為說明本實(shí)施方式的充放電控制IC 進(jìn)行的過放電檢測(cè)和過放電恢復(fù)的動(dòng)作的時(shí)間圖。
另外，在以下的說明中，對(duì)于利用過放電檢測(cè)用比較器131對(duì)連接在V4端子-V5 端子間的二次電池檢測(cè)過放電的情況進(jìn)行說明。
在圖4中，在時(shí)刻Tl，在保護(hù)電路100的P+端子與P-端子之間連接重負(fù)載，當(dāng)V4 端子-V5端子間連接的二次電池的電池電壓VCELL低于過放電檢測(cè)電壓VCELLS時(shí)，過放電檢測(cè)用比較器131的輸出從高電平(下面稱為H電平)翻轉(zhuǎn)為低電平(下面稱為L(zhǎng)電平)。過放電檢測(cè)用比較器131的輸出經(jīng)OR電路150被供給到過放電延遲電路162。過放電延遲電路162收到過放電檢測(cè)用比較器131的輸出的翻轉(zhuǎn)而開始與CDC端子連接的未圖示的電容器的放電，生成延遲時(shí)間tDVl。另外，延遲時(shí)間tDVl也可以是到⑶C端子的電壓變成過放電延遲電路162內(nèi)的未圖示的基準(zhǔn)電壓的1/2為止的時(shí)間。
過放電延遲電路162，在經(jīng)過了延遲時(shí)間tDVl的時(shí)刻T2，向邏輯電路114輸出檢測(cè)到過放電的信號(hào)。邏輯電路114收到該信號(hào)而使DCGH端子的輸出從H電平成為L(zhǎng)電平，使晶體管MlO截止來停止放電。于是，電池電壓VCELL的流過的電流和二次電池110B10的阻抗所形成的電壓降部分的電壓上升。在電池電壓VCELL高于作為過放電恢復(fù)電壓的VCELLD 的情況下，過放電檢測(cè)用比較器131的輸出從L電平翻轉(zhuǎn)為H電平。
另外，邏輯電路114在時(shí)刻T2使過放電恢復(fù)用電路112的開關(guān)SWlO接通。當(dāng)開關(guān)SWlO接通時(shí)，V-端子的電位成為被下拉電阻R50分壓后的電位。該電位為高于連接點(diǎn)A 的電位Vvm2的電位。因此，負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113的輸出在時(shí)刻T2從L電平翻轉(zhuǎn)為H 電平。
接著，當(dāng)在時(shí)刻T3在保護(hù)電路100的P+端子與P-端子之間連接的重負(fù)載斷開時(shí)， V-端子的電位被過放電恢復(fù)用電路112的下拉電阻R50下拉到VSS電位，而比連接點(diǎn)A的電位Vvm2低。因此，負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113的輸出在時(shí)刻T3從H電平翻轉(zhuǎn)為L(zhǎng)電平。
負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113的輸出被供給到過放電延遲電路162。當(dāng)負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器113的輸出在時(shí)刻T3翻轉(zhuǎn)時(shí)，過放電延遲電路162生成延遲時(shí)間tDV2。延遲時(shí)間tDV2是到例如CDC端子的電壓對(duì)與CDC端子連接的電容器進(jìn)行充電而下降到未圖示的基準(zhǔn)電壓的1/2為止的時(shí)間。
當(dāng)在時(shí)刻T4經(jīng)過了延遲時(shí)間tDV2時(shí)，過放電延遲電路162向邏輯電路114輸出恢復(fù)到通常狀態(tài)的通信信號(hào)。邏輯電路114收到該信號(hào)并使DCGH端子的輸出從L電平成為H電平，使晶體管MlO導(dǎo)通來再次開始放電，恢復(fù)到通常狀態(tài)。
這樣，在本實(shí)施方式中，在負(fù)載從保護(hù)電路100斷開時(shí)，在二次電池的電池電壓在電壓VCELLD以上的情況下，即使在P+端子與P-端子之間不連接充電器，也會(huì)從過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)。
接下來，對(duì)在負(fù)載從保護(hù)電路100斷開時(shí)二次電池的電壓在電壓VCELLD以下的情況進(jìn)行說明。
在圖4的時(shí)刻T5，即使在負(fù)載從保護(hù)電路100斷開的情況下，連接在V4端子-V5 端子間的二次電池的電池電壓VCELL低于電壓VCELLD。因此，過放電檢測(cè)用比較器131的輸出維持L電平。
這里，在時(shí)刻T6，在保護(hù)電路100的P+端子與P-端子之間連接有充電器，當(dāng)電池電壓VCELL在時(shí)刻T7超過電壓VCELLD時(shí)，過放電檢測(cè)用比較器131的輸出翻轉(zhuǎn)，過放電延遲電路162生成用于從過放電恢復(fù)的延遲時(shí)間tDV2。
S卩，本實(shí)施方式的過放電延遲電路162在負(fù)載斷開的時(shí)候，在二次電池的電池電壓在過放電恢復(fù)電壓以上的情況下，根據(jù)負(fù)載斷開檢測(cè)用比較器的輸出的翻轉(zhuǎn)而開始生成延遲時(shí)間。過放電延遲電路162在二次電池的電池電壓低于過放電恢復(fù)電壓的情況下，根據(jù)過放電檢測(cè)用比較器的輸出的翻轉(zhuǎn)而開始生成延遲時(shí)間。
另外，在本實(shí)施方式的充放電控制ICllO中，過放電恢復(fù)用電路112的下拉電阻 R50的電阻值優(yōu)選大于過電流恢復(fù)用電路174的下拉電阻R60的電阻值。
在過放電恢復(fù)用電路112中，下拉電阻R60的電阻值越大，越能夠減小開關(guān)SWlO 接通時(shí)在充放電控制IClio內(nèi)流過V-端子-VSS端子間的電流。如果能夠減小流經(jīng)充放電控制ICllO內(nèi)的電流，則能夠降低從檢測(cè)到過放電至過放電恢復(fù)為止的期間內(nèi)的電池電壓的消耗。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，即使在放電電流大的情況下也能高效率地用盡電池容量。
本實(shí)施方式中，例如在下拉電阻R50的電阻值為5ΜΩ的情況下，下拉電阻R60的電阻值可以為幾十ΚΩ的程度。
以上根據(jù)各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式所示的要件，關(guān)于這一點(diǎn)，可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進(jìn)行變更，可以根據(jù)其應(yīng)用形態(tài)來適當(dāng)設(shè)定。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體集成電路，其控制放電控制用開關(guān)和充電控制用開關(guān)的接通和斷開來保護(hù)二次電池，該半導(dǎo)體集成電路具備 過放電檢測(cè)部，其用于根據(jù)所述二次電池的電池電壓來檢測(cè)過放電； 負(fù)載斷開檢測(cè)部，其用于根據(jù)經(jīng)電阻與連接于所述二次電池的負(fù)載和/或充電器的負(fù)極側(cè)連接的負(fù)載斷開檢測(cè)用端子的電壓，來檢測(cè)連接于所述二次電池的所述負(fù)載是否已斷開； 過放電恢復(fù)部，其用于使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)；以及控制部，當(dāng)在所述過放電狀態(tài)檢測(cè)到了所述負(fù)載的斷開的時(shí)候，該控制部向所述過放電恢復(fù)部輸出使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)的控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體集成電路,其中， 所述半導(dǎo)體集成電路具有對(duì)所述二次電池的電池電壓進(jìn)行分壓的分壓電路， 所述負(fù)載斷開檢測(cè)部是將所述負(fù)載斷開檢測(cè)用端子的電壓與被所述分壓電路分壓后的所述電池電壓進(jìn)行比較的比較器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體集成電路，其中， 所述半導(dǎo)體集成電路具有與所述二次電池的正極連接的第一端子以及與所述二次電池的負(fù)極連接的第二端子， 所述過放電恢復(fù)部連接在所述負(fù)載斷開檢測(cè)用端子與所述第二端子之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體集成電路，其中， 所述過放電恢復(fù)部具有開關(guān)和下拉電阻， 所述開關(guān)的一端與所述負(fù)載斷開檢測(cè)用端子連接，所述開關(guān)的另一端與所述下拉電阻的一端連接， 所述下拉電阻的另一端與所述第二端子連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體集成電路，其中， 在自所述過放電檢測(cè)部檢測(cè)到所述過放電起經(jīng)過預(yù)定的延遲時(shí)間而成為了過放電狀態(tài)的時(shí)候，所述控制部使所述過放電恢復(fù)部的所述開關(guān)接通，在自所述負(fù)載斷開檢測(cè)部檢測(cè)到所述負(fù)載的斷開起經(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間而從過放電狀態(tài)進(jìn)行了恢復(fù)的時(shí)候，所述控制部使所述開關(guān)斷開。
6.一種保護(hù)電路，其用于保護(hù)二次電池，該保護(hù)電路具備 與所述二次電池、負(fù)載和/或充電器連接的正極側(cè)端子以及負(fù)極側(cè)端子； 放電控制用開關(guān)和充電控制用開關(guān)；以及 進(jìn)行放電控制用開關(guān)和充電控制用開關(guān)的接通和斷開的控制的半導(dǎo)體集成電路， 所述半導(dǎo)體集成電路具備 過放電檢測(cè)部，其用于根據(jù)所述二次電池的電池電壓來檢測(cè)過放電； 負(fù)載斷開檢測(cè)部，其用于根據(jù)經(jīng)電阻與所述負(fù)極側(cè)端子連接的負(fù)載斷開檢測(cè)用端子的電壓，來檢測(cè)連接于所述二次電池的所述負(fù)載是否已斷開； 過放電恢復(fù)部，其用于使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)；以及控制部，當(dāng)在所述過放電狀態(tài)檢測(cè)到了所述負(fù)載的斷開的時(shí)候，該控制部向所述過放電恢復(fù)部輸出使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)的控制信號(hào)。
7.—種電池組,其具備二次電池； 與所述二次電池、負(fù)載和/或充電器連接的正極側(cè)端子以及負(fù)極側(cè)端子； 放電控制用開關(guān)和充電控制用開關(guān)；以及 進(jìn)行放電控制用開關(guān)和充電控制用開關(guān)的接通和斷開的控制來保護(hù)二次電池的半導(dǎo)體集成電路， 所述半導(dǎo)體集成電路具備 過放電檢測(cè)部，其用于根據(jù)所述二次電池的電池電壓來檢測(cè)過放電； 負(fù)載斷開檢測(cè)部，其用于根據(jù)經(jīng)電阻與所述負(fù)極側(cè)端子連接的負(fù)載斷開檢測(cè)用端子的電壓，來檢測(cè)連接于所述二次電池的所述負(fù)載是否已斷開； 過放電恢復(fù)部，其用于使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)；以及控制部，當(dāng)在所述過放電狀態(tài)檢測(cè)到了所述負(fù)載的斷開的時(shí)候，該控制部向所述過放電恢復(fù)部輸出使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)的控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體集成電路、保護(hù)電路以及電池組，其即使在放電電流大的情況下也能夠高效率地用盡電池容量。所述半導(dǎo)體集成電路具備過放電檢測(cè)部，其用于根據(jù)二次電池的電池電壓來檢測(cè)過放電；負(fù)載斷開檢測(cè)部，其用于根據(jù)經(jīng)電阻與連接于所述二次電池的負(fù)載和/或充電器的負(fù)極側(cè)連接的負(fù)載斷開檢測(cè)用端子的電壓，來檢測(cè)連接于所述二次電池的所述負(fù)載是否已斷開；過放電恢復(fù)部，其用于使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)；以及控制部，當(dāng)在所述過放電狀態(tài)檢測(cè)到了所述負(fù)載的斷開的時(shí)候，該控制部向所述過放電恢復(fù)部輸出使所述過放電狀態(tài)恢復(fù)到通常狀態(tài)的控制信號(hào)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102983555SQ20121032064
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者柴田浩平 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社