專利名稱：電池狀態(tài)監(jiān)視電路以及電池裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)二次電池的電壓及異常的電池狀態(tài)監(jiān)視電路以及電池裝置，尤其 涉及能夠在二次電池的電壓降低到0V附近時(shí)控制充電器的充電的電池狀態(tài)監(jiān)視電路以及 電池裝置。
背景技術(shù)：
電池裝置具有如下這樣的功能在二次電池的電壓極端地下降而到達(dá)0V附近時(shí)， 如果連上充電器，則允許或者禁止對(duì)二次電池充電(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。下面，將此功 能稱為0V充電。圖3示出了現(xiàn)有的具有電池狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置的電路圖。現(xiàn)有的具有電池 狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置具有二次電池1 ；監(jiān)視二次電池1的電壓的充放電控制電路2 ； 控制二次電池1的充電和放電的開(kāi)關(guān)電路3 ；與充電器8或負(fù)載9連接的外部端子4和5 ； 以及向充電開(kāi)關(guān)11輸出控制信號(hào)的充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7。充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7具有與充 放電控制電路2的輸出端子連接的電平轉(zhuǎn)換電路15 ；構(gòu)成檢測(cè)二次電池1的負(fù)極電壓的電 壓檢測(cè)電路的PM0S晶體管16、匪OS晶體管17、電阻18 ； INV電路26 ；NOR電路25 ；以及構(gòu) 成充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7的輸出電路的PM0S晶體管20和NM0S晶體管21。圖3的電池裝置 具有允許0V充電的功能。上述電池裝置以如下方式工作來(lái)發(fā)揮允許0V充電的功能。充放電控制電路2在二次電池1的電壓下工作，監(jiān)視二次電池1的電壓。當(dāng)二次 電池1的電壓增加到過(guò)充電電壓以上時(shí)，充放電控制電路2向充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7輸出低 電平信號(hào)。而在二次電池1的電壓小于過(guò)充電電壓時(shí)，充放電控制電路2向充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng) 電路7輸出高電平信號(hào)。充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7在外部端子4與5之間的外部端子間電壓下 工作。電平轉(zhuǎn)換電路15將充放電控制電路2的信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部端子間電壓。PM0S晶體管 16和NM0S晶體管17的柵極與二次電池1的負(fù)極連接。在二次電池1的電壓充足時(shí)，PM0S 晶體管16導(dǎo)通，向NOR電路25輸出低電平信號(hào)。而在二次電池1的電壓接近0V時(shí)，NM0S 晶體管17導(dǎo)通，向NOR電路25輸出高電平信號(hào)。NOR電路25在輸入信號(hào)中的任一方為高電平時(shí)，輸出低電平信號(hào)。因此，輸出端子 13的電壓成為高電平，充電開(kāi)關(guān)11接通，可進(jìn)行充電。另外，N0R電路25在輸入信號(hào)均為 低電平時(shí)，輸出高電平信號(hào)。因此，輸出端子13的電壓成為低電平，充電開(kāi)關(guān)11斷開(kāi)，禁止 充電。這樣，當(dāng)二次電池1的電壓接近0V時(shí)，充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7允許充電。S卩，電池裝置 發(fā)揮允許0V充電的功能。專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)2000-308266號(hào)公報(bào)但是，在上述充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7中，構(gòu)成電壓檢測(cè)電路的PM0S晶體管16和NM0S 晶體管17的柵極與電池的負(fù)極連接，所以具有下述缺點(diǎn)。電壓檢測(cè)電路解除充電許可時(shí)的二次電池1的電壓是由PM0S晶體管16的閾值電 壓決定的。并且，PM0S晶體管16的閾值電壓具有偏差。在二次電池1的電壓變?yōu)榭墒钩?br> 3放電控制電路2工作的電壓之前，充放電控制電路2的輸出信號(hào)不穩(wěn)定。因此，在電壓檢測(cè) 電路解除了充電許可時(shí)，充放電控制電路2的輸出信號(hào)有可能不穩(wěn)定。當(dāng)該輸出信號(hào)是充 電禁止信號(hào)時(shí)，二次電池的充電會(huì)被禁止。因此，將產(chǎn)生這樣的不良狀況二次電池的充電 被禁止，且充電禁止一直得不到解除。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述課題而設(shè)計(jì)出的，其目的在于，提供即使在二次電池的電 壓降低到0V附近時(shí)也能夠可靠地控制充電器的充電的電池狀態(tài)監(jiān)視電路以及電池裝置。為了解決現(xiàn)有課題，具有本發(fā)明的電池狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置采用了下述結(jié) 構(gòu)。采用了下述電池狀態(tài)監(jiān)視電路以及電池裝置通過(guò)與二次電池的兩端連接的分壓 電阻電路23來(lái)提供構(gòu)成電壓檢測(cè)電路的PM0S晶體管16與NM0S晶體管17的柵極電壓，其 中，該電壓檢測(cè)電路檢測(cè)二次電池的0V附近電壓。根據(jù)本發(fā)明的具有電池狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置，通過(guò)與二次電池的兩端連接的 分壓電阻電路23來(lái)向電壓檢測(cè)電路提供電壓，因此，能夠?qū)㈦妷簷z測(cè)電路所檢測(cè)的電壓設(shè) 定為可使充放電控制電路工作的電壓以上，從而能夠可靠地對(duì)二次電池進(jìn)行充電。因此，具有這樣的效果即使在二次電池的電壓降低到0V附近時(shí)，也能夠可靠地 控制充電器的充電。


圖1是本實(shí)施方式的具有電池狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置的電路圖。圖2是另一實(shí)施方式的具有電池狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置的電路圖。圖3是現(xiàn)有的具有電池狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置的電路圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明2充放電控制電路3開(kāi)關(guān)電路7充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路8充電器15電平轉(zhuǎn)換電路23分壓電阻電路
具體實(shí)施例方式圖1是本實(shí)施方式的電池裝置的電路圖。本實(shí)施方式的電池裝置具有二次電池1 ；監(jiān)視二次電池1的電壓的充放電控制電 路2 ；控制二次電池1的充電和放電的開(kāi)關(guān)電路3 (放電開(kāi)關(guān)10、充電開(kāi)關(guān)11)；與充電器8 或負(fù)載9連接的外部端子4和5 ；以及向充電開(kāi)關(guān)11輸出控制信號(hào)的充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7。 充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7具有與充放電控制電路2的輸出端子連接的電平轉(zhuǎn)換電路15 ；構(gòu)成 檢測(cè)二次電池1的負(fù)極電壓的電壓檢測(cè)電路的PM0S晶體管16、NM0S晶體管17、電阻18 ；INV 電路26 ；分壓電阻電路23 ；NOR電路25 ；以及構(gòu)成充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7的輸出電路的PM0S
4晶體管20和NM0S晶體管21。圖1的電池裝置具有允許0V充電的功能。在電壓檢測(cè)電路中，PM0S晶體管16、NM0S晶體管17以及電阻18串聯(lián)連接在二次 電池1的正極與外部端子5之間。另外，連接在電池的正極與負(fù)極之間的分壓電阻電路23 將分壓電壓輸出至PM0S晶體管16與NM0S晶體管17的柵極。并且，為了使NM0S晶體管17 進(jìn)一步導(dǎo)通，也可以不輸入分壓電壓，而是輸入二次電池1的正極電壓。NOR電路25輸入電平轉(zhuǎn)換電路15的輸出信號(hào)和經(jīng)過(guò)INV電路26后的電壓檢測(cè)電 路的輸出信號(hào)，向輸出電路輸出控制信號(hào)。構(gòu)成輸出電路的PM0S晶體管20和NM0S晶體管 21連接在二次電池1的正極與外部端子5之間。上述電池裝置以如下方式工作來(lái)發(fā)揮允許0V充電的功能。充放電控制電路2在二次電池1的電壓下工作，監(jiān)視二次電池1的電壓。當(dāng)二次電池1的電壓增加到過(guò)充電電壓以上時(shí)，充放電控制電路2向充電開(kāi)關(guān)驅(qū) 動(dòng)電路7輸出低電平信號(hào)。而在二次電池1的電壓小于過(guò)充電電壓時(shí)，充放電控制電路2 向充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7輸出高電平信號(hào)。充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7在外部端子4與5之間的外 部端子間電壓下工作。電平轉(zhuǎn)換電路15將充放電控制電路2的信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部端子間電 壓。在二次電池1的電壓充足時(shí)，PM0S晶體管16導(dǎo)通，經(jīng)由INV電路26向NOR電路 25輸出低電平信號(hào)。另外，在二次電池1的電壓接近0V時(shí)，NM0S晶體管17導(dǎo)通，向NOR電 路25輸出高電平信號(hào)。NOR電路25在輸入信號(hào)中的任意一方為高電平時(shí)，輸出低電平信號(hào)。因此，輸出端 子13的電壓為高電平，充電開(kāi)關(guān)11接通，可進(jìn)行充電。另外，NOR電路25在輸入信號(hào)均為 低電平時(shí)，輸出高電平信號(hào)。因此，輸出端子13的電壓為低電平，充電開(kāi)關(guān)11斷開(kāi)，禁止充
^^ o分壓電阻電路23的輸出端子與PM0S晶體管16和NM0S晶體管17的柵極連接。因 此，使PM0S晶體管16截止的電壓由分壓電壓和PM0S晶體管16的閾值電壓決定。即，通過(guò) 調(diào)節(jié)分壓電阻電路23的電阻值，能夠?qū)⑹筆M0S晶體管16截止的電壓設(shè)定為可使充放電控 制電路2工作的電壓以上。這里，對(duì)二次電池1的電壓接近0V時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)二次電池1的電壓接近0V時(shí)，處于充放電控制電路2可工作的電壓以下，向電 平轉(zhuǎn)換電路15輸出的輸出信號(hào)不穩(wěn)定。分壓電阻電路23的輸出為與二次電池1的正極電 壓接近的值。因此，PM0S晶體管16的柵/源間電壓Vgs變小，PM0S晶體管16截止。由此， 當(dāng)二次電池1的電壓接近0V時(shí)，充電開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路7允許充電。即，電池裝置發(fā)揮允許0V 充電的功能。另夕卜，由于二次電池1的電流流過(guò)分壓電阻電路23，因此也可以采用以下結(jié)構(gòu)在 分壓電阻電路23與二次電池1的正極之間設(shè)置開(kāi)關(guān)電路22，在不需要0V充電的檢測(cè)功能 時(shí)，使電流不流過(guò)。圖2示出另一實(shí)施方式的具有電池狀態(tài)監(jiān)視電路的電池裝置的電路圖。圖2的電 池裝置是以禁止0V充電的方式構(gòu)成電路的例子。電壓檢測(cè)電路的輸出信號(hào)經(jīng)由NAND電路 19輸入至輸出電路。通過(guò)在這樣構(gòu)成的電池狀態(tài)監(jiān)視電路中設(shè)置本發(fā)明的電壓檢測(cè)電路，從而能夠通
5過(guò)設(shè)定分壓電阻電路23的電阻值，來(lái)提高PM0S晶體管16及匪OS晶體管17的導(dǎo)通截止電 壓的精度。 另外，本實(shí)施方式以在二次電池1的負(fù)極側(cè)設(shè)置開(kāi)關(guān)電路3的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。但 對(duì)于在二次電池1的正極側(cè)設(shè)置開(kāi)關(guān)電路3的結(jié)構(gòu)，只要將基準(zhǔn)電壓設(shè)在二次電池1的負(fù) 極側(cè)，則也能夠獲得同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其具有充放電控制電路，該充放電控制電路與二次電池 的兩端連接，監(jiān)視所述二次電池的電壓；以及充電開(kāi)關(guān)控制電路，該充電開(kāi)關(guān)控制電路向充 電開(kāi)關(guān)輸出所述充放電控制電路的輸出信號(hào)，該電池狀態(tài)監(jiān)視電路控制所述二次電池的充 放電，該電池狀態(tài)監(jiān)視電路的特征在于，所述充電開(kāi)關(guān)控制電路在所述電池狀態(tài)監(jiān)視電路的外部端子的電壓下工作， 所述充電開(kāi)關(guān)控制電路具有電平轉(zhuǎn)換電路，其將所述充放電控制電路的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述外部端子的電壓； 分壓電阻電路，其與所述二次電池的兩端連接，產(chǎn)生分壓電壓； 電壓檢測(cè)電路，其被輸入所述分壓電壓，檢測(cè)0V充電的電壓；以及 輸出電路，其被輸入所述電平轉(zhuǎn)換電路與所述電壓檢測(cè)電路的輸出電壓，控制所述充 電開(kāi)關(guān)。
2.—種電池裝置，其特征在于，該電池裝置具有 能夠充放電的二次電池；開(kāi)關(guān)電路，其設(shè)置在所述二次電池與外部端子之間，控制所述二次電池的充放電；以及 權(quán)利要求1所述的電池狀態(tài)監(jiān)視電路，其監(jiān)視所述二次電池的兩端的電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供電池狀態(tài)監(jiān)視電路以及電池裝置，即使在二次電池的電壓降低到0V附近時(shí)也能夠可靠地控制充電器的充電。作為解決手段，采用下述結(jié)構(gòu)通過(guò)與二次電池的兩端連接的分壓電阻電路(23)來(lái)提供構(gòu)成電壓檢測(cè)電路的PMOS晶體管(16)與NMOS晶體管(17)的柵極電壓，其中，該電壓檢測(cè)電路檢測(cè)二次電池的0V附近電壓。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102005788SQ201010274130
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者佐野和亮, 前谷文彥, 坂本涉, 塚本尚平, 小池智幸, 櫻井敦司 申請(qǐng)人:精工電子有限公司