專利名稱：電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能夠控制二次電池充/放電操作的電池狀態(tài)監(jiān)視電路以及一種采用該電路的電池裝置。
背景技術：
如圖2的電路框圖中示出的電源裝置是一個公知的包括一個二次電池的傳統(tǒng)的電池裝置。即，一個二次電池201通過一個開關電路203連接于一個外部端子-V0205或+V0204，其中該開關電路是電流限制單元。此外，一個電池狀態(tài)監(jiān)視電路202并聯(lián)于該二次電池201。電池狀態(tài)監(jiān)視電路202具有檢測二次電池201的電壓和電流的功能。在以下任何一個狀態(tài)中二次電池201的電壓值高于預定電壓值的過充電狀態(tài)，二次電池201的電壓值低于預定電壓值的過放電狀態(tài)；以及開關電路203中的電流超過一個預定的電流值使得外部端子-V0205達到某一個電壓的過流狀態(tài)，一個充/放電禁止信號從電池狀態(tài)監(jiān)視電路202輸出，使得可以關閉開關電路203以中止一個充電電流或一個放電電流。這里，充/放電禁止信號是通過一個必要的延遲時間輸出的，因此防止了由暫時噪音而引起的故障(例如，參見JP04-075430A(圖1和圖2))。
在傳統(tǒng)的電源裝置中，能夠防止由暫時噪音引起的故障。然而，當連續(xù)的噪音進入該裝置時，上述狀態(tài)變得難以檢測，因此改變檢測電壓。
如果過充電檢測很難實現(xiàn)而要將檢測電壓變到一個更高的電壓，那么二次電池將過充，這樣安全裕度降低。此外，如果過放電檢測很難實現(xiàn)而要將檢測電壓變到一個更低的電壓，那么二次電池將過放，這樣電池壽命縮短。此外，如果過流檢測難以實現(xiàn)而要將檢測電流變到一個更高的電流，那么大量的過度電流流過開關電路203，使得開關電路203的壽命縮短。因此，為了避免上述的不便，對傳統(tǒng)的電源裝置來說需要將相應的檢測電壓設置在安全裕度范圍內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是解決上述的傳統(tǒng)問題，且即使有連續(xù)噪音進入的情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)電池狀態(tài)監(jiān)視電路的可靠檢測，因此提供一種壽命長且安全的電池裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路具有一個新穎的結(jié)構(gòu)，包括一個過充電檢測電路，一個過放電檢測電路和一個過流檢測電路，每一個檢測電路具有高于釋放率的檢測率。因此，當每一個檢測電路在連續(xù)噪音進入的狀態(tài)下重復檢測和釋放時，在噪音的平均電壓達到一個檢測電壓前可以實現(xiàn)檢測。
根據(jù)本發(fā)明提供了一個電池狀態(tài)檢測電路，特征在于包括一個開關電路，用于調(diào)節(jié)可充電和可放電的二次電池的電流；和一個檢測電路，用于監(jiān)視二次電池的電壓和電流中的至少一個，且輸出一個用于控制開關電路的信號，其中該檢測電路根據(jù)二次電池的狀態(tài)相對于規(guī)定的電壓值和規(guī)定的電流值之一輸出所述的用于控制開關電路的信號。
所述信號是下述信號之一用于啟動二次電池充電保護和放電保護之一的檢測信號；和用于釋放二次電池充電保護和放電保護之一的釋放信號；以及從釋放信號到檢測信號的開關率高于從檢測信號到釋放信號的開關率。
此外，根據(jù)本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其特征在于檢測電路是一個過充電檢測電路，其能夠檢測對二次電池充電充到的上限電壓；和過充電檢測電路輸出如下信號檢測信號，其用于當二次電池的電壓大于二次電池充電充到的上限電壓時利利用開關電路進行二次電池的充電保護；和釋放信號，其用于當二次電池的電壓等于或小于二次電池充電充到的上限電壓時，利用開關電路釋放二次電池的充電保護。
此外，根據(jù)本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其特征在于檢測電路是一個過放電檢測電路，其能夠檢測對二次電池放電放到的下限電壓；和該過放電檢測電路輸出如下信號檢測信號，其用于當二次電池的電壓等于或小于二次電池放電放到的下限電壓時，利用開關電路進行二次電池的放電保護；和釋放信號，其用于當二次電池的電壓大于二次電池放電放到的下限電壓時，利用開關電路釋放二次電池的放電保護。
此外，根據(jù)本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其特征在于檢測電路是一個過流檢測電路，其能夠檢測對二次電池放電放到的上限電流；和過流檢測電路輸出如下信號檢測信號，其用于當二次電池的電流大于對二次電池放電放到的上限電壓時，利用開關電路進行二次電池的放電保護；和釋放信號，其用于當二次電池的電流等于或小于二次電池放電放到的上限電流時，利用開關電路釋放二次電池的放電保護。
此外，根據(jù)本發(fā)明的電池裝置的特征在于包括該電池狀態(tài)監(jiān)視電路。


在附圖中圖1是表示包括一個根據(jù)本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置實施例的電路框圖；圖2是表示包括一個電池狀態(tài)監(jiān)視電路的傳統(tǒng)電池裝置的實施例的電路框圖；圖3是表示本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路的過充電檢測操作的實施例的時間流程圖。
優(yōu)選實施例的詳細說明以下，將參考附圖描述本發(fā)明的一個實施例，圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的包括一個電池狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置實施例的電路框圖。如圖1所示，電池狀態(tài)監(jiān)視電路102包括一個過充電檢測電路106，一個過放電檢測電路107，一個過流檢測電路108，以及一個邏輯電路305。
充電器301連接于外部端子+V204和外部端子-V205之間，且充電操作被啟動。當二次電池的電壓變得大于二次電池充電充到的上限電壓時，一個檢測信號從過充電檢測電路106輸出。響應于該檢測信號，邏輯電路305輸出一個Lo信號給開關電路203中的FET-B 304以關閉FET-B 304。另一方面，當二次電池的電壓變得等于或小于對二次電池充電充到的上限電壓時，一個釋放信號從過充電檢測電路106輸出。響應于該釋放信號，邏輯電路305輸出一個Hi信號給開關電路203中的FET-B 304以開啟FET-B304。
圖3是表示本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路的過充電檢測操作的實施例的時間流程圖。在一個連續(xù)噪音成分疊加到二次電池的情況下的操作將參考附圖3進行描述。在本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路102中，當疊加了連續(xù)噪音成分的二次電池的電壓增加到接近對二次電池充電充到的上限電壓時，過充電檢測電路106根據(jù)該噪音成分交替的重復過充電檢測和過充保護的釋放。因為在過充電檢測電路106中檢測率tr高于釋放率tf，所以檢測總是在二次電池電壓達到二次電池充電充到的上限電壓之前完成。因此，解決了過充電檢測難以實現(xiàn)的將一個變化電壓變化到更高的電壓的傳統(tǒng)問題，因而能夠提供完全確保安全裕度的電池裝置。
而且，在本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路102中，一個負載302連接在外部端子+V0204和-V0205之間，且放電操作被啟動。當二次電池的電壓等于或小于二次電池放電放到的下限電壓時，一個檢測信號從過放電檢測電路107輸出。響應于該檢測信號，邏輯電路305輸出一個Lo信號給開關電路203中的FET-A 303以使關閉FET-A 303。另一方面，當二次電池的電壓大于二次電池放電放到的下限電壓時，一個釋放信號從過放電檢測電路107輸出。響應于該釋放信號，邏輯電路305輸出一個Hi信號給開關電路203中的FET-A 303以開啟FET-A 303。
這里，例如，考慮了連續(xù)噪音成分疊加到二次電池的情況。在本發(fā)明的電池狀態(tài)檢測電路102中，當疊加了連續(xù)噪音成分的二次電池的電壓減小到接近二次電池放電放到下限電壓時，過放電檢測電路107根據(jù)該噪音成分交替的重復過放電檢測和過放保護的釋放。因為在過放電檢測電路107中檢測率高于釋放率，所以檢測總是在二次電池電壓達到對二次電池放電放到的上限電壓之前完成。因此，解決了過放電檢測難以實現(xiàn)的將檢測電壓變化到更低電壓的傳統(tǒng)問題，因而能夠提供具有長的電池壽命的電池裝置。
而且，在本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路102中，負載302連接在外部端子+V0204和-V0205之間且放電操作被啟動。當流入開關電路203中的放電電流增加且外部端子-V0205的電位變得等于或大于一個預定值時(即流入開關電路203的放電電流等于或大于一個上限值)，一個檢測信號從過流檢測電路108輸出。響應于該檢測信號，邏輯電路305輸出一個Lo信號給開關電路203中的FET-A 303以關閉FET-A 303。另一方面，當流入開關電路203中的放電電流減小且外部端子-V0205的電位小于一個預定值時(即，流入開關電路203的放電電流小于一個上限值)，一個釋放信號從過流檢測電路108輸出。響應于該釋放信號，邏輯電路305輸出一個Hi信號給開關電路203中的FET-A 303以開啟FET-A 303。
這里，例如，考慮了連續(xù)噪音成分疊加到二次電池放電電流上的情況。在本發(fā)明的電池狀態(tài)檢測電路102中，當疊加了連續(xù)噪音成分的二次電池放電電流增加到接近二次電池放電放到的上限電流時，過流檢測電路108根據(jù)該噪音成分交替地重復過流檢測和過流保護的釋放。因為在過流檢測電路108中檢測率高于釋放率，所以檢測總是在二次電池放電電流達到二次電池放電放到的上限電流之前完成。因此，過流檢測難以實現(xiàn)將檢測電流變化到更高電流的傳統(tǒng)問題得到解決，因而能夠提供具有長的開關壽命的電池裝置。
還有，當邏輯電路305使相應的檢測信號和相應的釋放信號從過充電檢測電路106、過放電檢測電路107和過流檢測電路108中以必要的延遲時間輸出時，可以防止來自由暫時噪音引起的故障。此外，當一個必要的滯后電壓(或滯后電流)分別設置在過充電檢測電路106、過放電檢測電路107和過流檢測電路108中的檢測電壓(或檢測電流)和釋放電壓(釋放電流)之間時，可以防止涉及檢測和釋放的故障。
本發(fā)明的要點是在電池狀態(tài)監(jiān)視裝置中提供過充電檢測電路、過放電檢測電路和過流檢測電路，每一個檢測電路具有高于釋放率的檢測率。因此，只要可以實現(xiàn)本發(fā)明的要點，本發(fā)明并不局限于上述的實施例，各種其它的變化結(jié)構(gòu)也可以使用。此外，雖然描述的是單個二次電池的實施例，但是本發(fā)明也可以應用于監(jiān)視多個二次電池的電池狀態(tài)監(jiān)視電路。而且，本發(fā)明可以應用于控制一個PMOS-FET的電池狀態(tài)監(jiān)視電路。這樣，不管電池裝置的結(jié)構(gòu)如何，可以得到相同的效果。
根據(jù)本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路和電池裝置，過充電檢測電路、過放電檢測電路和過流檢測電路設置在電池狀態(tài)監(jiān)視電路中，其中每一個檢測電路具有高于釋放率的檢測率。因此，即使有連續(xù)噪音進入，也具有實現(xiàn)可靠檢測的作用。
這樣，具有二次電池不過充電的效果，進而具有可靠的保持安全裕度的作用。此外，具有二次電池不過放電的效果，因此具有增加電池壽命的作用。而且，沒有大量的過電流流過開關電路，從而能延長開關電路的壽命。因此，提供長壽命的且安全的電池裝置。
權(quán)利要求
1.一種電池狀態(tài)檢測電路，包括一個開關電路，用于調(diào)節(jié)可充電和可放電的二次電池的電流；和一個檢測電路，用于監(jiān)視二次電池的電壓和電流中的至少一個，且輸出一個用于控制開關電路的信號，其中該檢測電路根據(jù)二次電池相對于規(guī)定的電壓值和規(guī)定的電流值之一的狀態(tài)輸出所述的用于控制開關電路的信號，所述信號是下述信號之一用于啟動二次電池充電保護和放電保護之一的檢測信號；和用于釋放二次電池的充電保護和放電保護之一的釋放信號；以及從釋放信號到檢測信號的開關率高于從檢測信號到釋放信號的開關率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其中檢測電路是一個過充電檢測電路，其能夠檢測對二次電池充電充到的上限電壓；和過充電檢測電路輸出如下信號檢測信號，其用于當二次電池的電壓大于對二次電池充電充到的上限電壓時，利用開關電路進行二次電池的充電保護；和釋放信號，其用于當二次電池的電壓小于或等于對二次電池充電充到的上限電壓時，利用開關電路釋放二次電池的充電保護。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其中檢測電路是一個過放電檢測電路，其能夠檢測對二次電池放電放到的下限電壓；和過放電檢測電路輸出如下信號檢測信號，其用于當二次電池的電壓等于或小于對二次電池放電放到的下限電壓時，利用開關電路進行對二次電池的放電保護；和釋放信號，其用于當二次電池的電壓大于對二次電池放電放到的下限電壓時，利用開關電路釋放二次電池的放電保護。
4.根據(jù)權(quán)利要求1電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其中檢測電路是一個過流檢測電路，其能夠檢測對二次電池放電放到的上限電流；和所述過流檢測電路輸出如下信號檢測信號，其用于當二次電池的電流大于對二次電池放電放到的上限電流時，利用開關電路進行二次電池的放電保護；和釋放信號，其用于當二次電池的電流等于或小于對二次電池放電放到的上限電流時通過開關電路釋放二次電池的放電保護。
5.一種電池裝置，包括一個開關電路，用于調(diào)節(jié)可充電和可放電的二次電池的電流；和一個檢測電路，用于監(jiān)視二次電池的電壓和電流中的至少一個，且輸出一個用于控制開關電路的信號，其中該檢測電路根據(jù)二次電池的狀態(tài)相對于規(guī)定的電壓值和規(guī)定的電流值之一的狀態(tài)輸出用于控制開關電路的所述信號，所述信號是下述信號之一用于啟動二次電池的充電保護和放電保護之一的檢測信號；和用于釋放二次電池的充電保護和放電保護之一的釋放信號；以及從釋放信號到檢測信號的開關率高于從檢測信號到釋放信號的開關率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電池裝置，其中檢測電路是一個過充電檢測電路，其能夠檢測對二次電池充電充到的上限電壓；和過充電檢測電路輸出如下信號檢測信號，其用于當二次電池的電壓大于對二次電池充電充到的上限電壓時，利用開關電路進行二次電池的充電保護；和釋放信號，其用于當二次電池的電壓等于或小于對二次電池充電充到的上限電壓時，利用開關電路釋放二次電池的充電保護。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的電池裝置，其中檢測電路是一個過放電檢測電路，其能夠檢測對二次電池放電放到的下限電壓；和過放測電路輸出如下信號檢測信號，其用于當二次電池的電壓等于或小于對二次電池放電放到的下限電壓時，利用開關電路進行二次電池的放電保護；和釋放信號，其用于當二次電池的電壓大于對二次電池放電放到的下限電壓時，利用開關電路釋放二次電池的放電保護。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的電池裝置，其中檢測電路是一個過流檢測電路，其能夠檢測對二次電池放電放到的上限電流；和過流檢測電路輸出如下信號檢測信號，其用于當二次電池的電流大于對二次電池放電放到的上限電流時，利用開關電路對二次電池進行放電保護；和釋放信號，其用于當二次電池的電流等于或小于對二次電池放電放到的上限電流時通過開關電路釋放二次電池的放電保護。
全文摘要
實現(xiàn)一種即使在連續(xù)噪音進入的情況下也可以可靠地實現(xiàn)檢測的電池狀態(tài)監(jiān)視電路以及提供一種具有長壽命且安全的電池裝置。在該電池狀態(tài)監(jiān)視電路中，監(jiān)視電路輸出一個信號，該信號用于根據(jù)二次電池相對于規(guī)定的電壓值和規(guī)定的電流值之一的狀態(tài)來控制開關電路。該信號包括下述信號中的一個一個用于起動二次電池的充電保護和放電保護之一的檢測信號，以及一個用于釋放二次電池充電保護和放電保護之一的釋放信號。從釋放信號到檢測信號的開關率高于從檢測信號到釋放信號的開關率。
文檔編號H02J7/10GK1497260SQ03164838
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者櫻井敦司 申請人:精工電子有限公司