JP2000312439A - 二次電池保護回路 - Google Patents
二次電池保護回路Info
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な構成で、しかも安定的に高い精度で動
作する二次電池保護回路を提供する。 【解決手段】 複数個の二次電池を直列接続して、上記
複数個の二次電池に対応した高い電池電圧を形成する二
次電池の保護回路であって、電流電圧変換回路において
複数個のＭＯＳＦＥＴを直列接続してそれぞれのゲート
絶縁膜に印加される電圧を相互に分担し、かつ、上記電
池電圧に対応した電流信号を形成し、電圧緩和回路にお
いて上記直列接続された複数のＭＯＳＦＥＴの相互接続
点における電圧がゲートに印加された複数のＭＯＳＦＥ
Ｔを用い、それぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を
相互に分担しつつ、上記電圧電流変換回路で形成された
電流を伝え、電流電圧変換回路において上記電流信号を
ＭＯＳＦＥＴのゲート耐圧電圧以下の低電圧の電圧信号
に変換し、上記電流電圧変換回路を通した電圧を測定し
て上記二次電池の過電圧状態又は過放状態のいずれか少
なくとも１つを検出する。
作する二次電池保護回路を提供する。 【解決手段】 複数個の二次電池を直列接続して、上記
複数個の二次電池に対応した高い電池電圧を形成する二
次電池の保護回路であって、電流電圧変換回路において
複数個のＭＯＳＦＥＴを直列接続してそれぞれのゲート
絶縁膜に印加される電圧を相互に分担し、かつ、上記電
池電圧に対応した電流信号を形成し、電圧緩和回路にお
いて上記直列接続された複数のＭＯＳＦＥＴの相互接続
点における電圧がゲートに印加された複数のＭＯＳＦＥ
Ｔを用い、それぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を
相互に分担しつつ、上記電圧電流変換回路で形成された
電流を伝え、電流電圧変換回路において上記電流信号を
ＭＯＳＦＥＴのゲート耐圧電圧以下の低電圧の電圧信号
に変換し、上記電流電圧変換回路を通した電圧を測定し
て上記二次電池の過電圧状態又は過放状態のいずれか少
なくとも１つを検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、二次電池保護回
路に関し、過充電と過放電の保護回路としてリチュウム
（Ｌｉ）イオン電池とともに電池パックに搭載されるも
のに利用して有効な技術に関するものである。
路に関し、過充電と過放電の保護回路としてリチュウム
（Ｌｉ）イオン電池とともに電池パックに搭載されるも
のに利用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】携帯型の電子機器に用いられる二次電池
としてＬｉイオン二次電池がある。このＬｉイオン二次
電池は、充電電圧を４．１Ｖもしくは４．２Ｖ以上にし
てはならないとされており、これ以上の過充電を行うと
金属Ｌｉが析出して事故につながる。また、過放電を行
うと繰り返し充放電使用回数が極端に悪くなる。このた
め、過充電や過放電を検出すると、電池と機器本体とを
切り離すパワーＭＯＳＦＥＴ等からなる保護用のスイッ
チが設けられる。このようなＬｉイオン二次電池に関し
ては、日経マグロウヒル社、１９９５年１１月２０日付
「日経エレクトロニクス」第１００頁〜第１１７頁があ
る。
としてＬｉイオン二次電池がある。このＬｉイオン二次
電池は、充電電圧を４．１Ｖもしくは４．２Ｖ以上にし
てはならないとされており、これ以上の過充電を行うと
金属Ｌｉが析出して事故につながる。また、過放電を行
うと繰り返し充放電使用回数が極端に悪くなる。このた
め、過充電や過放電を検出すると、電池と機器本体とを
切り離すパワーＭＯＳＦＥＴ等からなる保護用のスイッ
チが設けられる。このようなＬｉイオン二次電池に関し
ては、日経マグロウヒル社、１９９５年１１月２０日付
「日経エレクトロニクス」第１００頁〜第１１７頁があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｌｉイオン二次電池の
技術進展に伴い、上限の充電電圧は４．５Ｖ程度まで高
くすることが可能になってきている。更に、５Ｖ程度ま
で高くすることも可能になるものと推測される。例え
ば、上記二次電池（セル）を４個直列形態に接続する
と、充電時には２０Ｖ程度までも高くなる。このような
電池電圧を高くした場合、５Ｖ系の電源電圧で動作する
ＭＯＳＦＥＴに比べて高耐圧化したＭＯＳＦＥＴを用い
ることが必要になる。このような高耐圧のＭＯＳＦＥＴ
を用いた場合には、素子自体のサイズが大きくなって半
導体集積回路のレイアウト面積が増大してしまう。この
ようにサイズの増大に加えて、高耐圧ＭＯＳＦＥＴで電
圧比較動作のためのオペアンプを構成すると、高耐圧Ｍ
ＯＳＦＥＴのペア性を確保するのが難しく、オペアンプ
自体のオフセットが大きくなりって測定精度が悪くなる
という問題が生じる。
技術進展に伴い、上限の充電電圧は４．５Ｖ程度まで高
くすることが可能になってきている。更に、５Ｖ程度ま
で高くすることも可能になるものと推測される。例え
ば、上記二次電池（セル）を４個直列形態に接続する
と、充電時には２０Ｖ程度までも高くなる。このような
電池電圧を高くした場合、５Ｖ系の電源電圧で動作する
ＭＯＳＦＥＴに比べて高耐圧化したＭＯＳＦＥＴを用い
ることが必要になる。このような高耐圧のＭＯＳＦＥＴ
を用いた場合には、素子自体のサイズが大きくなって半
導体集積回路のレイアウト面積が増大してしまう。この
ようにサイズの増大に加えて、高耐圧ＭＯＳＦＥＴで電
圧比較動作のためのオペアンプを構成すると、高耐圧Ｍ
ＯＳＦＥＴのペア性を確保するのが難しく、オペアンプ
自体のオフセットが大きくなりって測定精度が悪くなる
という問題が生じる。
【０００４】この発明の目的は、簡単な構成で、しかも
安定的に高い精度で動作する二次電池保護回路を提供す
ることにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的
と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明
らかになるであろう。
安定的に高い精度で動作する二次電池保護回路を提供す
ることにある。この発明の前記ならびにそのほかの目的
と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明
らかになるであろう。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、複数個の二次電池を直列接
続して、上記複数個の二次電池に対応した高い電池電圧
を形成する二次電池の保護回路であって、電流電圧変換
回路において複数個のＭＯＳＦＥＴを直列接続してそれ
ぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を相互に分担し、
かつ、上記電池電圧に対応した電流信号を形成し、電圧
緩和回路において上記直列接続された複数のＭＯＳＦＥ
Ｔの相互接続点における電圧がゲートに印加された複数
のＭＯＳＦＥＴを用い、それぞれのゲート絶縁膜に印加
される電圧を相互に分担しつつ、上記電圧電流変換回路
で形成された電流を伝え、電流電圧変換回路において上
記電流信号をＭＯＳＦＥＴのゲート耐圧電圧以下の低電
圧の電圧信号に変換し、上記電流電圧変換回路を通した
電圧を測定して上記二次電池の過電圧状態又は過放状態
のいずれか少なくとも１つを検出する。
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、複数個の二次電池を直列接
続して、上記複数個の二次電池に対応した高い電池電圧
を形成する二次電池の保護回路であって、電流電圧変換
回路において複数個のＭＯＳＦＥＴを直列接続してそれ
ぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を相互に分担し、
かつ、上記電池電圧に対応した電流信号を形成し、電圧
緩和回路において上記直列接続された複数のＭＯＳＦＥ
Ｔの相互接続点における電圧がゲートに印加された複数
のＭＯＳＦＥＴを用い、それぞれのゲート絶縁膜に印加
される電圧を相互に分担しつつ、上記電圧電流変換回路
で形成された電流を伝え、電流電圧変換回路において上
記電流信号をＭＯＳＦＥＴのゲート耐圧電圧以下の低電
圧の電圧信号に変換し、上記電流電圧変換回路を通した
電圧を測定して上記二次電池の過電圧状態又は過放状態
のいずれか少なくとも１つを検出する。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１には、この発明に係る二次電
池保護回路に設けられる電池電圧検出回路の一実施例の
基本的回路図が示されている。同図の各回路素子は、公
知のＭＯＳ集積回路の製造技術によって、二次電圧保護
回路を構成する図示しない他の回路素子とともに単結晶
シリコンのような１個の半導体基板上において形成され
る。本願添付の図面において、Ｐチャンネル型ＭＯＳＦ
ＥＴは、そのチャンネル部分に矢印を付することによっ
てＮチャンネル型ＭＯＳＦＥＴと区別されている。
池保護回路に設けられる電池電圧検出回路の一実施例の
基本的回路図が示されている。同図の各回路素子は、公
知のＭＯＳ集積回路の製造技術によって、二次電圧保護
回路を構成する図示しない他の回路素子とともに単結晶
シリコンのような１個の半導体基板上において形成され
る。本願添付の図面において、Ｐチャンネル型ＭＯＳＦ
ＥＴは、そのチャンネル部分に矢印を付することによっ
てＮチャンネル型ＭＯＳＦＥＴと区別されている。
【０００７】この実施例における二次電池は、Ｌｉイオ
ン電池のセルを４個直列に接続して、１つのセル当たり
の端子電圧の４倍の高い電圧を得るようにするものであ
る。上記直列形態にされるセルの端子電圧Ｖ１〜Ｖ４の
それぞれは、電池容量を増加させるために２個以上の複
数のセルをそれぞれ並列に接続するようにしてもよい。
この実施例では５Ｖ系の電源電圧で動作する、いわゆる
通常のＭＯＳＦＥＴを用いつつ、前記充電時を含んだ上
記高い電池電圧ＢＡＴ（＋）〜ＢＡＴ（−）の高電圧を
検出するできるよう次のような工夫が行われるものであ
る。
ン電池のセルを４個直列に接続して、１つのセル当たり
の端子電圧の４倍の高い電圧を得るようにするものであ
る。上記直列形態にされるセルの端子電圧Ｖ１〜Ｖ４の
それぞれは、電池容量を増加させるために２個以上の複
数のセルをそれぞれ並列に接続するようにしてもよい。
この実施例では５Ｖ系の電源電圧で動作する、いわゆる
通常のＭＯＳＦＥＴを用いつつ、前記充電時を含んだ上
記高い電池電圧ＢＡＴ（＋）〜ＢＡＴ（−）の高電圧を
検出するできるよう次のような工夫が行われるものであ
る。
【０００８】上記各セルの端子電圧Ｖ１〜Ｖ４は、それ
ぞれ外部端子Ｐ１〜Ｐ５を通して二次電池保護回路を構
成する半導体集積回路に供給される。つまり、端子Ｐ１
は、二次電池のマスナス電圧ＢＡＴ（−）を供給するも
のであり、保護回路の基準電圧ＶＳＳとして入力され
る。また、端子Ｐ５は、二次電池のプラス電圧ＢＡＴ
（＋）を供給するものであり、かかる端子Ｐ１とＰ５間
には、上記４個のセルを直列接続して加算された電圧Ｖ
１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４のような高い電圧が印加される。
ぞれ外部端子Ｐ１〜Ｐ５を通して二次電池保護回路を構
成する半導体集積回路に供給される。つまり、端子Ｐ１
は、二次電池のマスナス電圧ＢＡＴ（−）を供給するも
のであり、保護回路の基準電圧ＶＳＳとして入力され
る。また、端子Ｐ５は、二次電池のプラス電圧ＢＡＴ
（＋）を供給するものであり、かかる端子Ｐ１とＰ５間
には、上記４個のセルを直列接続して加算された電圧Ｖ
１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４のような高い電圧が印加される。
【０００９】この実施例では、上記のような高電圧の他
に、各セル電圧が端子Ｐ２〜Ｐ４を通して入力されるも
のであり、各セルの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及びＶ４のそ
れぞれは、充電時でも５Ｖまでしかならない。つまり、
個々のセルでみた場合には、前記５Ｖ系の電源電圧で動
作するＭＯＳＦＥＴを用いて電圧検出を行うようにする
ことができる。そこで、この実施例では、個々のセル毎
に電圧検出を行うようにするものである。
に、各セル電圧が端子Ｐ２〜Ｐ４を通して入力されるも
のであり、各セルの電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及びＶ４のそ
れぞれは、充電時でも５Ｖまでしかならない。つまり、
個々のセルでみた場合には、前記５Ｖ系の電源電圧で動
作するＭＯＳＦＥＴを用いて電圧検出を行うようにする
ことができる。そこで、この実施例では、個々のセル毎
に電圧検出を行うようにするものである。
【００１０】端子Ｐ５とＰ４では、電圧Ｖ４に対応した
セルの電圧電流変換回路が設けられる。この電圧電流変
換回路は、ゲートとドレインとが接続されたダイオード
形態のＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２の直列回
路と、上記２つのＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２のうち、正電
圧側のＭＯＳＦＥＴＱ１とソース及びゲートが接続され
たＰチャンネル型の電流出力用ＭＯＳＦＥＴＱ３から構
成される。上記各ＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ３は、それぞれ
電気的に独立したウェル領域に形成されるものであり、
それぞれのウェル領域（基板ゲート）はソースと接続さ
れることによって、基板効果の影響を受けないようにさ
れる。。
セルの電圧電流変換回路が設けられる。この電圧電流変
換回路は、ゲートとドレインとが接続されたダイオード
形態のＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２の直列回
路と、上記２つのＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２のうち、正電
圧側のＭＯＳＦＥＴＱ１とソース及びゲートが接続され
たＰチャンネル型の電流出力用ＭＯＳＦＥＴＱ３から構
成される。上記各ＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ３は、それぞれ
電気的に独立したウェル領域に形成されるものであり、
それぞれのウェル領域（基板ゲート）はソースと接続さ
れることによって、基板効果の影響を受けないようにさ
れる。。
【００１１】上記の２つのＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２は、
同じサイズのＭＯＳＦＥＴにより構成される。それ故、
上記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２の直列回路では、上記電圧
Ｖ４を１／２ずつに分圧した電圧を形成して同じ電流が
流れる。ＭＯＳＦＥＴＱ３も上記ＭＯＳＦＥＴＱ１及び
Ｑ２と同じサイズのＭＯＳＦＥＴで構成される。このＭ
ＯＳＦＥＴＱ３のソースとゲートは、上記ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ１とソースとゲートにそれぞれ接続されて、ＭＯＳＦ
ＥＴＱ１と電流ミラー形態にされるものであるので上記
ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流と同じ電流をドレインか
ら出力させる。
同じサイズのＭＯＳＦＥＴにより構成される。それ故、
上記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２の直列回路では、上記電圧
Ｖ４を１／２ずつに分圧した電圧を形成して同じ電流が
流れる。ＭＯＳＦＥＴＱ３も上記ＭＯＳＦＥＴＱ１及び
Ｑ２と同じサイズのＭＯＳＦＥＴで構成される。このＭ
ＯＳＦＥＴＱ３のソースとゲートは、上記ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ１とソースとゲートにそれぞれ接続されて、ＭＯＳＦ
ＥＴＱ１と電流ミラー形態にされるものであるので上記
ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流と同じ電流をドレインか
ら出力させる。
【００１２】このＭＯＳＦＥＴＱ３のドレイン電圧は、
上記端子Ｐ４からみると前記のようにＶ４／２のような
小さな電圧になるが、かかるドレイン電流を受ける回路
の基準電圧として、二次電池のマイナス電圧ＢＡＴ
（−）とすると、電圧Ｖ１〜Ｖ３が加算された高い電圧
に変わりは無い。そこで、上記ＭＯＳＦＥＴＱ３もＭＯ
ＳＦＥＴＱ１、Ｑ２と同等の標準的なＭＯＳＦＥＴで構
成しつつ、そのゲート絶縁破壊を防止するために、次の
ような電圧緩和回路が設けられる。
上記端子Ｐ４からみると前記のようにＶ４／２のような
小さな電圧になるが、かかるドレイン電流を受ける回路
の基準電圧として、二次電池のマイナス電圧ＢＡＴ
（−）とすると、電圧Ｖ１〜Ｖ３が加算された高い電圧
に変わりは無い。そこで、上記ＭＯＳＦＥＴＱ３もＭＯ
ＳＦＥＴＱ１、Ｑ２と同等の標準的なＭＯＳＦＥＴで構
成しつつ、そのゲート絶縁破壊を防止するために、次の
ような電圧緩和回路が設けられる。
【００１３】電圧緩和回路は、上記各端子Ｐ４〜Ｐ２か
ら供給されるセル電圧Ｖ３〜Ｖ１を利用するものであ
る。つまり、端子Ｐ４、Ｐ３及びＰ２の電圧がそれぞれ
ゲート供給されたＭＯＳＦＥＴＱ４、Ｑ５及びＱ６を設
け、これらのＭＯＳＦＥＴＱ４〜Ｑ６を上記出力ＭＯＳ
ＦＥＴＱ３に直列接続する。これにより、ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３のドレイン電圧は、ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン電
圧とほぼ等しくなるとともに、個々のＭＯＳＦＥＴＱ
４、Ｑ５、Ｑ６のゲート絶縁膜には上記セル電圧Ｖ３、
Ｖ２及びＶ１からそれぞれのしきい値電圧を差し引いた
電圧しか印加されず、上記のような通常のＭＯＳＦＥＴ
を用いてもゲート絶縁膜が破壊されてしまうことはな
い。
ら供給されるセル電圧Ｖ３〜Ｖ１を利用するものであ
る。つまり、端子Ｐ４、Ｐ３及びＰ２の電圧がそれぞれ
ゲート供給されたＭＯＳＦＥＴＱ４、Ｑ５及びＱ６を設
け、これらのＭＯＳＦＥＴＱ４〜Ｑ６を上記出力ＭＯＳ
ＦＥＴＱ３に直列接続する。これにより、ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ３のドレイン電圧は、ＭＯＳＦＥＴＱ１のドレイン電
圧とほぼ等しくなるとともに、個々のＭＯＳＦＥＴＱ
４、Ｑ５、Ｑ６のゲート絶縁膜には上記セル電圧Ｖ３、
Ｖ２及びＶ１からそれぞれのしきい値電圧を差し引いた
電圧しか印加されず、上記のような通常のＭＯＳＦＥＴ
を用いてもゲート絶縁膜が破壊されてしまうことはな
い。
【００１４】上記動作を定量的に説明すると次の通りと
なる。上記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２のＭＯＳサイズ（Ｗ
／Ｌ）を同じくし、それぞれのソース−ドレイン電流Ｉ
ＤＳは同じであるから、それぞれのゲート，ソース間電
圧ＶＧＳも等しくなる。したがって、ＭＯＳＦＥＴＱ３
のゲート電圧は、Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４／２となり、
そのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ（ＶgsQ3）は、Ｖ４／
２となる。
なる。上記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２のＭＯＳサイズ（Ｗ
／Ｌ）を同じくし、それぞれのソース−ドレイン電流Ｉ
ＤＳは同じであるから、それぞれのゲート，ソース間電
圧ＶＧＳも等しくなる。したがって、ＭＯＳＦＥＴＱ３
のゲート電圧は、Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４／２となり、
そのゲート−ソース間電圧ＶＧＳ（ＶgsQ3）は、Ｖ４／
２となる。
【００１５】上記電圧Ｖ４／２の電圧がＭＯＳＦＥＴＱ
１、Ｑ２のしきい値電圧よりも大きいとき、ＭＯＳＦＥ
ＴＱ３のドレイン電流は、ＭＯＳＦＥＴＱ３のソース−
ドレイン電流ＩＤＳ（ＩdsQ3) で決まり、飽和領域で動
作すると、次式（１）により求められる。 ＩdsQ3＝１／２・μＣox（Ｗ／Ｌ）（ＶgsQ3−ＶthQ3）2 ・・・・・（１）
１、Ｑ２のしきい値電圧よりも大きいとき、ＭＯＳＦＥ
ＴＱ３のドレイン電流は、ＭＯＳＦＥＴＱ３のソース−
ドレイン電流ＩＤＳ（ＩdsQ3) で決まり、飽和領域で動
作すると、次式（１）により求められる。 ＩdsQ3＝１／２・μＣox（Ｗ／Ｌ）（ＶgsQ3−ＶthQ3）2 ・・・・・（１）
【００１６】電圧緩和回路のＭＯＳＦＥＴＱ４につい
は、飽和領域で動作するとすると、それに流れる電流Ｉ
dsQ4は、次式（２）により求められる。同様に、ＭＯＳ
ＦＥＴＱ５、Ｑ６も次式（３）（４）により求められ
る。 ＩdsQ4＝ＩdsQ3＝１／２・μＣox（Ｗ／Ｌ）（ＶgsQ4−ＶthQ4）2 ・（２） ＩdsQ5＝ＩdsQ3＝１／２・μＣox（Ｗ／Ｌ）（ＶgsQ5−ＶthQ5）2 ・（３） ＩdsQ6＝ＩdsQ3＝１／２・μＣox（Ｗ／Ｌ）（ＶgsQ6−ＶthQ6）2 ・（４）
は、飽和領域で動作するとすると、それに流れる電流Ｉ
dsQ4は、次式（２）により求められる。同様に、ＭＯＳ
ＦＥＴＱ５、Ｑ６も次式（３）（４）により求められ
る。 ＩdsQ4＝ＩdsQ3＝１／２・μＣox（Ｗ／Ｌ）（ＶgsQ4−ＶthQ4）2 ・（２） ＩdsQ5＝ＩdsQ3＝１／２・μＣox（Ｗ／Ｌ）（ＶgsQ5−ＶthQ5）2 ・（３） ＩdsQ6＝ＩdsQ3＝１／２・μＣox（Ｗ／Ｌ）（ＶgsQ6−ＶthQ6）2 ・（４）
【００１７】上記式（２）より、ＭＯＳＦＥＴ４のＶgs
Q4は、次式（５）となる。この式（５）から、Ｗ／Ｌを
大きくすることで、ＶgsQ4≒ＶthQ4となる。このこと
は、ＶgsQ5とＶthQ5、ＶgsQ6とＶthQ6についても同様で
ある。 ＶgsQ4＝√〔（２・ＩdsQ3）／（μＣox（Ｗ／Ｌ））〕＋ＶthQ4 ・・（５）
Q4は、次式（５）となる。この式（５）から、Ｗ／Ｌを
大きくすることで、ＶgsQ4≒ＶthQ4となる。このこと
は、ＶgsQ5とＶthQ5、ＶgsQ6とＶthQ6についても同様で
ある。 ＶgsQ4＝√〔（２・ＩdsQ3）／（μＣox（Ｗ／Ｌ））〕＋ＶthQ4 ・・（５）
【００１８】したがって、電圧緩和回路では、ＭＯＳＦ
ＥＴＱ４〜Ｑ６のドレイン電圧は、セル電圧Ｖ３、Ｖ
２、Ｖ１に対応した電圧となって、それぞれが電圧分担
を行うようになるので、前記のようにゲート絶縁破壊を
防止することができる。
ＥＴＱ４〜Ｑ６のドレイン電圧は、セル電圧Ｖ３、Ｖ
２、Ｖ１に対応した電圧となって、それぞれが電圧分担
を行うようになるので、前記のようにゲート絶縁破壊を
防止することができる。
【００１９】上記終端のＭＯＳＦＥＴＱ６のドレインは
電圧電流変換回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ７のソース
に接続される。このＭＯＳＦＥＴＱ７のゲート及びドレ
インは、二次電池のマイナス電圧ＢＡＴ（−）が接続さ
れる端子Ｐ１からの基準電圧が供給される。上記ＭＯＳ
ＦＥＴＱ７は、上記ＭＯＳＦＥＴＱ１と同じサイズのＭ
ＯＳＦＥＴから構成され、かつゲートとドレインとが上
記基準電圧に接続される。したがって、上記出力ＭＯＳ
ＦＥＴＱ３で形成された電流が電圧緩和用のＭＯＳＦＥ
ＴＱ４〜Ｑ６を通してＭＯＳＦＥＴＱ７に供給される。
電圧電流変換回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ７のソース
に接続される。このＭＯＳＦＥＴＱ７のゲート及びドレ
インは、二次電池のマイナス電圧ＢＡＴ（−）が接続さ
れる端子Ｐ１からの基準電圧が供給される。上記ＭＯＳ
ＦＥＴＱ７は、上記ＭＯＳＦＥＴＱ１と同じサイズのＭ
ＯＳＦＥＴから構成され、かつゲートとドレインとが上
記基準電圧に接続される。したがって、上記出力ＭＯＳ
ＦＥＴＱ３で形成された電流が電圧緩和用のＭＯＳＦＥ
ＴＱ４〜Ｑ６を通してＭＯＳＦＥＴＱ７に供給される。
【００２０】上記のようにＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ３に流
れる電流は等しいから、上記ＭＯＳＦＥＴＱ７には、上
記ＭＯＳＦＥＴＱ１と同じ電流が流れてその両端には上
記ＭＯＳＦＥＴＱ１と同じＶ４／2 の電圧が形成され
る。つまり、上記端子Ｐ５とＰ４の電圧Ｖ４は、基準電
圧に対してＶ４／２のような低電圧に変換される。
れる電流は等しいから、上記ＭＯＳＦＥＴＱ７には、上
記ＭＯＳＦＥＴＱ１と同じ電流が流れてその両端には上
記ＭＯＳＦＥＴＱ１と同じＶ４／2 の電圧が形成され
る。つまり、上記端子Ｐ５とＰ４の電圧Ｖ４は、基準電
圧に対してＶ４／２のような低電圧に変換される。
【００２１】端子Ｐ４とＰ３の間のセル電圧Ｖ３、端子
Ｐ３とＰ２の間のセル電圧Ｖ２、及び端子Ｐ２とＰ１の
間のセル電圧Ｖ１に対しても上記ＭＯＳＦＥＴＱ〜Ｑ３
と同様な電圧電流変換回路が設けられる。そして、上記
電圧Ｖ１は上記二次電池のマイナス電圧ＢＡＴ（−）を
基準電圧とするものであるので、その電流出力を行うＭ
ＯＳＦＥＴは、直接に電流電圧変換回路を構成する前記
ＭＯＳＦＥＴＱ７と同様なＭＯＳＦＥＴに接続される。
他の電圧電流変換回路の出力ＭＯＳＦＥＴには、それぞ
れの電圧に対応して前記同様な２ないし１個の電圧緩和
用ＭＯＳＦＥＴを介して、電流電圧変換回路を構成する
前記ＭＯＳＦＥＴＱ７と同様なＭＯＳＦＥＴにそれぞれ
接続される。
Ｐ３とＰ２の間のセル電圧Ｖ２、及び端子Ｐ２とＰ１の
間のセル電圧Ｖ１に対しても上記ＭＯＳＦＥＴＱ〜Ｑ３
と同様な電圧電流変換回路が設けられる。そして、上記
電圧Ｖ１は上記二次電池のマイナス電圧ＢＡＴ（−）を
基準電圧とするものであるので、その電流出力を行うＭ
ＯＳＦＥＴは、直接に電流電圧変換回路を構成する前記
ＭＯＳＦＥＴＱ７と同様なＭＯＳＦＥＴに接続される。
他の電圧電流変換回路の出力ＭＯＳＦＥＴには、それぞ
れの電圧に対応して前記同様な２ないし１個の電圧緩和
用ＭＯＳＦＥＴを介して、電流電圧変換回路を構成する
前記ＭＯＳＦＥＴＱ７と同様なＭＯＳＦＥＴにそれぞれ
接続される。
【００２２】上記電流電圧変換回路では、各セル電圧Ｖ
１〜Ｖ４の１／２の電圧Ｖ１／２〜Ｖ４／２が形成さ
れ、それが電池選択回路により１つが選ばれて電圧２倍
化回路に供給され、上記電圧Ｖ１〜Ｖ４に対応したアナ
ログ電圧として出力される。上記電池選択回路は、各電
圧Ｖ１／２〜Ｖ４／２を順次に切り替えて出力させるも
のであり、電圧２倍化回路では順次切り替えられる電圧
を２倍して出力させる。上記出力されたアナログ電圧
は、後述するような電圧比較回路で所定の電圧と比較さ
て、過充電状態又は過放電状態にならないように保護回
路の制御信号を形成するものである。
１〜Ｖ４の１／２の電圧Ｖ１／２〜Ｖ４／２が形成さ
れ、それが電池選択回路により１つが選ばれて電圧２倍
化回路に供給され、上記電圧Ｖ１〜Ｖ４に対応したアナ
ログ電圧として出力される。上記電池選択回路は、各電
圧Ｖ１／２〜Ｖ４／２を順次に切り替えて出力させるも
のであり、電圧２倍化回路では順次切り替えられる電圧
を２倍して出力させる。上記出力されたアナログ電圧
は、後述するような電圧比較回路で所定の電圧と比較さ
て、過充電状態又は過放電状態にならないように保護回
路の制御信号を形成するものである。
【００２３】上記電圧２倍化回路は、それぞれの電圧を
上記セル電圧Ｖ１〜Ｖ４に対応させるものであり、使い
勝手を良くすることを考慮したものであり、必須のもの
ではない。上記電圧２倍化回路を含む保護回路は、特に
制限されないが、オペアンプを用いた増幅回路で電圧利
得を２倍に設定したもので構成できる。このような電池
選択回路や電圧２倍化回路の動作電圧は、約５Ｖのよう
な低電圧とされる。上記プラス電圧ＢＡＴ（＋）の電圧
を内部降圧回路に供給され、かかる降圧回路において、
上記約５Ｖのように内部降圧された低電圧が形成され
る。
上記セル電圧Ｖ１〜Ｖ４に対応させるものであり、使い
勝手を良くすることを考慮したものであり、必須のもの
ではない。上記電圧２倍化回路を含む保護回路は、特に
制限されないが、オペアンプを用いた増幅回路で電圧利
得を２倍に設定したもので構成できる。このような電池
選択回路や電圧２倍化回路の動作電圧は、約５Ｖのよう
な低電圧とされる。上記プラス電圧ＢＡＴ（＋）の電圧
を内部降圧回路に供給され、かかる降圧回路において、
上記約５Ｖのように内部降圧された低電圧が形成され
る。
【００２４】この実施例では直列形態の個々のセル毎
に、過充電状態又は過放電状態を検出するものであるの
で、信頼性の高い保護動作を実現できるものである。つ
まり、複数の二次電池セルを直列接続した場合には、充
電や放電が個々のセルに均一して行われるものではな
く、例えば放電動作では二次電池のマイナス電圧ＢＡＴ
（−）に近いセルＶ１〜Ｖ４の順に減り方が大きいこと
が知られている。このような個々のセルの電圧を検出す
ることにより、信頼性の高い保護動作を実現することが
できる。
に、過充電状態又は過放電状態を検出するものであるの
で、信頼性の高い保護動作を実現できるものである。つ
まり、複数の二次電池セルを直列接続した場合には、充
電や放電が個々のセルに均一して行われるものではな
く、例えば放電動作では二次電池のマイナス電圧ＢＡＴ
（−）に近いセルＶ１〜Ｖ４の順に減り方が大きいこと
が知られている。このような個々のセルの電圧を検出す
ることにより、信頼性の高い保護動作を実現することが
できる。
【００２５】この実施例では、上記のような電池片減り
対策回路として電圧Ｖ４を形成するセルに対応した端子
Ｐ５とＰ４間には、ダミー負荷として３個の並列接続の
ＭＯＳＦＥＴＱ１０〜Ｑ１２を接続し、電圧Ｖ３を形成
するセル対応した端子Ｐ４とＰ３間にはダミー負荷とし
て２個の並列接続のＭＯＳＦＥＴＱ２０とＱ２１を接続
し、電圧Ｖ２を形成するセル対応した端子Ｐ３とＰ２間
にはダミー負荷として１個のＭＯＳＦＥＴＱ３０を接続
し、電圧Ｖ１〜Ｖ４を形成するセルの放電に合わせるよ
うにするものである。
対策回路として電圧Ｖ４を形成するセルに対応した端子
Ｐ５とＰ４間には、ダミー負荷として３個の並列接続の
ＭＯＳＦＥＴＱ１０〜Ｑ１２を接続し、電圧Ｖ３を形成
するセル対応した端子Ｐ４とＰ３間にはダミー負荷とし
て２個の並列接続のＭＯＳＦＥＴＱ２０とＱ２１を接続
し、電圧Ｖ２を形成するセル対応した端子Ｐ３とＰ２間
にはダミー負荷として１個のＭＯＳＦＥＴＱ３０を接続
し、電圧Ｖ１〜Ｖ４を形成するセルの放電に合わせるよ
うにするものである。
【００２６】図２には、この発明に係る二次電池保護回
路に設けられる電池電圧検出回路の一実施例の具体的回
路図が示されている。この実施例では、実際の半導体集
積回路での電池電圧検出動作を考慮して、各端子Ｐ１〜
Ｐ５にはそれに接続されるＭＯＳＦＥＴの静電破壊を防
止するための抵抗Ｒ５〜Ｒ１が接続される。また、上記
電池電圧検出回路の動作の有効／無効を制御する活性化
回路が設けられる。そして、各セル電圧Ｖ１〜Ｖ４が低
下した場合でも安定的に動作するようなリーク電流を流
す抵抗Ｒ６〜Ｒ９が設けられる。他の構成は、前記図１
に示した回路と同様であるのでその説明は省略する。
路に設けられる電池電圧検出回路の一実施例の具体的回
路図が示されている。この実施例では、実際の半導体集
積回路での電池電圧検出動作を考慮して、各端子Ｐ１〜
Ｐ５にはそれに接続されるＭＯＳＦＥＴの静電破壊を防
止するための抵抗Ｒ５〜Ｒ１が接続される。また、上記
電池電圧検出回路の動作の有効／無効を制御する活性化
回路が設けられる。そして、各セル電圧Ｖ１〜Ｖ４が低
下した場合でも安定的に動作するようなリーク電流を流
す抵抗Ｒ６〜Ｒ９が設けられる。他の構成は、前記図１
に示した回路と同様であるのでその説明は省略する。
【００２７】上記保護抵抗Ｒ１〜Ｒ５は、拡散抵抗又は
ポリシリコン抵抗により構成されて約１ＫΩ程度の抵抗
値にされて、その寄生ダイオードとともに上記二次電池
保護回路が形成される半導体集積回路装置の実装基板上
への組み立てや、運搬時等におけるハンドリングによる
静電気の放電経路を形成するものである。
ポリシリコン抵抗により構成されて約１ＫΩ程度の抵抗
値にされて、その寄生ダイオードとともに上記二次電池
保護回路が形成される半導体集積回路装置の実装基板上
への組み立てや、運搬時等におけるハンドリングによる
静電気の放電経路を形成するものである。
【００２８】上記活性化回路は、高耐圧のＭＯＳＦＥＴ
Ｑ８とＱ９より構成され、分圧回路を構成するＭＯＳＦ
ＥＴＱ２のゲートに供給される電圧を切り替える。つま
り、信号／Ｃ１のロウレベル（ＢＡＴ（−））によりＭ
ＯＳＦＥＴＱ８をオン状態にさせると、ＭＯＳＦＥＴＱ
２のゲートはドレイン側電圧が与えられて、前記のよう
なダイオード形態とされて分圧回路としての動作を行
う。これに対して、上記信号／Ｃのハイレベル（ＢＡＴ
（＋））によりＭＯＳＦＥＴＱ８をオフ状態にして、信
号Ｃの上記ロウレベルによりＭＯＳＦＥＴＱ９をオン状
態にさせると、ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート電圧がＭＯＳ
ＦＥＴＱ１のソース電圧と等しくなって、かかるＭＯＳ
ＦＥＴＱ２をオフ状態にする。
Ｑ８とＱ９より構成され、分圧回路を構成するＭＯＳＦ
ＥＴＱ２のゲートに供給される電圧を切り替える。つま
り、信号／Ｃ１のロウレベル（ＢＡＴ（−））によりＭ
ＯＳＦＥＴＱ８をオン状態にさせると、ＭＯＳＦＥＴＱ
２のゲートはドレイン側電圧が与えられて、前記のよう
なダイオード形態とされて分圧回路としての動作を行
う。これに対して、上記信号／Ｃのハイレベル（ＢＡＴ
（＋））によりＭＯＳＦＥＴＱ８をオフ状態にして、信
号Ｃの上記ロウレベルによりＭＯＳＦＥＴＱ９をオン状
態にさせると、ＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート電圧がＭＯＳ
ＦＥＴＱ１のソース電圧と等しくなって、かかるＭＯＳ
ＦＥＴＱ２をオフ状態にする。
【００２９】この結果、上記のようなセル電圧Ｖ４を１
／２ずつに分圧するという分圧動作が停止されて、出力
ＭＯＳＦＥＴＱ３を含めて端子Ｐ５からの電流消費が停
止される。同様に、前記片減り対策回路でのリーク電流
も停止されるものである。この活性化回路は、上記のよ
うにＢＡＴ（＋）〜ＢＡＴ（−）の制御信号／ＣとＣで
動作する高耐圧ＭＯＳＦＥＴであるが、単なるスイッチ
として用いているので、前記のようなペア性にバラツキ
があっても問題ない。
／２ずつに分圧するという分圧動作が停止されて、出力
ＭＯＳＦＥＴＱ３を含めて端子Ｐ５からの電流消費が停
止される。同様に、前記片減り対策回路でのリーク電流
も停止されるものである。この活性化回路は、上記のよ
うにＢＡＴ（＋）〜ＢＡＴ（−）の制御信号／ＣとＣで
動作する高耐圧ＭＯＳＦＥＴであるが、単なるスイッチ
として用いているので、前記のようなペア性にバラツキ
があっても問題ない。
【００３０】抵抗Ｒ６〜Ｒ９は、各セルの電圧Ｖ４〜Ｖ
１が低下し、ＭＯＳＦＥＴＱ７等のゲート，ソース間に
印加される電圧が減少して、回路の動作が不安定になる
のを防止するものであり、これらの抵抗Ｒ６に発生する
リーク電流によって、上記電圧緩和回路、電流電圧変換
回路等の動作の安定化を図るものであり、精度に影響を
与えない程度の高い抵抗値にされる。上記二次電池のマ
イナス電圧ＢＡＴ（−）には、約２０ｍΩ程度の小さい
抵抗値の検出抵抗が挿入され、放電電流又は充電電流の
検知に用いられる。この検知抵抗に流れる電流によっ
て、ＢＡＴ（−）から見たＶ１〜Ｖ４の電圧が変動して
見えるが、変動幅がＰＮ接合のしきい値電圧（Ｖｆ）以
内であれば、測定精度に影響を与えず問題ない。
１が低下し、ＭＯＳＦＥＴＱ７等のゲート，ソース間に
印加される電圧が減少して、回路の動作が不安定になる
のを防止するものであり、これらの抵抗Ｒ６に発生する
リーク電流によって、上記電圧緩和回路、電流電圧変換
回路等の動作の安定化を図るものであり、精度に影響を
与えない程度の高い抵抗値にされる。上記二次電池のマ
イナス電圧ＢＡＴ（−）には、約２０ｍΩ程度の小さい
抵抗値の検出抵抗が挿入され、放電電流又は充電電流の
検知に用いられる。この検知抵抗に流れる電流によっ
て、ＢＡＴ（−）から見たＶ１〜Ｖ４の電圧が変動して
見えるが、変動幅がＰＮ接合のしきい値電圧（Ｖｆ）以
内であれば、測定精度に影響を与えず問題ない。
【００３１】図３には、この発明に係る二次電池保護回
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図２の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回
路、電流緩和回路、電流電圧変換回路及び電池片減り回
路を構成すＭＯＳＦＥＴのそれぞれが、低しきい値電圧
のものが用いられる。回路そのものは、前記図２の実施
例と同様であるので、その説明を省略する。この実施例
では、使用するＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧が低くさせ
るものであるので、電池電圧Ｖ１〜Ｖ４が低い電圧まで
精度の高い測定を可能にすることができるものとなる。
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図２の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回
路、電流緩和回路、電流電圧変換回路及び電池片減り回
路を構成すＭＯＳＦＥＴのそれぞれが、低しきい値電圧
のものが用いられる。回路そのものは、前記図２の実施
例と同様であるので、その説明を省略する。この実施例
では、使用するＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧が低くさせ
るものであるので、電池電圧Ｖ１〜Ｖ４が低い電圧まで
精度の高い測定を可能にすることができるものとなる。
【００３２】図４には、この発明に係る二次電池保護回
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図２の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回
路、電流緩和回路、電流電圧変換回路がそれぞれ異なる
ものである。
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図２の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回
路、電流緩和回路、電流電圧変換回路がそれぞれ異なる
ものである。
【００３３】この実施例の電圧電流変換回路は、２つの
ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２により構成される。つまり、前
記図２の実施例のＭＯＳＦＥＴＱ３が省略される。上記
ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２に流れる電流を直接検出電流と
して取り出すように工夫されたものである。このように
分圧回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２に流れる電
流を取り出すために、電圧緩和回路のＭＯＳＦＥＴがＱ
４が組み合わされる。上記ＭＯＳＦＥＴＱ４は、低しき
い値電圧のＭＯＳＦＥＴとされて、そのゲートに上記端
子Ｐ４に対応した電圧が印加され、そのソースが上記Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ２のドレインに接続される。
ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２により構成される。つまり、前
記図２の実施例のＭＯＳＦＥＴＱ３が省略される。上記
ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２に流れる電流を直接検出電流と
して取り出すように工夫されたものである。このように
分圧回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２に流れる電
流を取り出すために、電圧緩和回路のＭＯＳＦＥＴがＱ
４が組み合わされる。上記ＭＯＳＦＥＴＱ４は、低しき
い値電圧のＭＯＳＦＥＴとされて、そのゲートに上記端
子Ｐ４に対応した電圧が印加され、そのソースが上記Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ２のドレインに接続される。
【００３４】前記図２の実施例では、活性化回路により
電圧電流変換回路が動作状態にされるときには、ＭＯＳ
ＦＥＴＱ２のゲートとドレインとは共に端子Ｐ４からの
電圧が供給されるが、この実施例ではＭＯＳＦＥＴＱ２
のゲートには端子Ｐ４からの電圧が供給され、ドレイン
には端子Ｐ４の電圧が電圧緩和回路を構成するＭＯＳＦ
ＥＴＱ４のゲート，ソース間の低しきい値電圧分だけレ
ベルシフトされて供給される。上記ＭＯＳＦＥＴＱ４を
低しきい値電圧とすることにより、ＭＯＳＦＥＴのソー
ス−ドレイン間電圧の減少を小さく抑えることができ、
その結果前記図２のＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２と同等の動
作を行わせることができる。これにより、ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ１、Ｑ２の直列回路で形成された電流は、ＭＯＳＦＥ
ＴＱ４を通して、他の電圧緩和用のＭＯＳＦＥＴＱ５、
Ｑ６を通して次に説明する電流電圧変換回路に伝えられ
る。
電圧電流変換回路が動作状態にされるときには、ＭＯＳ
ＦＥＴＱ２のゲートとドレインとは共に端子Ｐ４からの
電圧が供給されるが、この実施例ではＭＯＳＦＥＴＱ２
のゲートには端子Ｐ４からの電圧が供給され、ドレイン
には端子Ｐ４の電圧が電圧緩和回路を構成するＭＯＳＦ
ＥＴＱ４のゲート，ソース間の低しきい値電圧分だけレ
ベルシフトされて供給される。上記ＭＯＳＦＥＴＱ４を
低しきい値電圧とすることにより、ＭＯＳＦＥＴのソー
ス−ドレイン間電圧の減少を小さく抑えることができ、
その結果前記図２のＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２と同等の動
作を行わせることができる。これにより、ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ１、Ｑ２の直列回路で形成された電流は、ＭＯＳＦＥ
ＴＱ４を通して、他の電圧緩和用のＭＯＳＦＥＴＱ５、
Ｑ６を通して次に説明する電流電圧変換回路に伝えられ
る。
【００３５】他のセル電圧Ｖ３、Ｖ２等に対応して設け
らる電圧電流変換回路も前記セル電圧Ｖ４に設けられた
ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２及び電圧緩和用ＭＯＳＦＥＴＱ
４と同様な構成の回路が用いられる。セル電圧Ｖ１に
は、前記のように電圧緩和ＭＯＳＦＥＴは必要ないの
で、直接に次の電流電圧変換回路に伝えられる。
らる電圧電流変換回路も前記セル電圧Ｖ４に設けられた
ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２及び電圧緩和用ＭＯＳＦＥＴＱ
４と同様な構成の回路が用いられる。セル電圧Ｖ１に
は、前記のように電圧緩和ＭＯＳＦＥＴは必要ないの
で、直接に次の電流電圧変換回路に伝えられる。
【００３６】この実施例の電流電圧変換回路は、上記電
圧Ｖ４に対応した電圧を形成する回路として、ＭＯＳＦ
ＥＴＱ４０〜Ｑ４５から構成される。ＭＯＳＦＥＴＱ４
０とＱ４１は、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴであり、電
流ミラー回路を構成する。前記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２
とで形成された電流ｉは、上記電流ミラー回路を通して
前記内部降圧回路で形成された電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）
にソースが印加されたＰチャンネル型の電流ミラー回路
のＭＯＳＦＥＴＱ４２とＱ４３に供給され、かかる電流
ミラーＭＯＳＦＥＴＱ４２とＱ４３を介してＰチャンネ
ル型ＭＯＳＦＥＴＱ４４とＱ４５に上記電流ｉと同じ電
流ｉが流れるようにされる。これらのＭＯＳＦＥＴＱ４
４とＱ４５は上記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２と同じサイズ
とされ、同じくゲートとドレインとはそれぞれ接続され
ている。この結果、ＭＯＳＦＥＴＱ４４とＱ４５によ
り、上記セル電圧Ｖ４と同じ電圧Ｖ４を得るようにする
ことができる。
圧Ｖ４に対応した電圧を形成する回路として、ＭＯＳＦ
ＥＴＱ４０〜Ｑ４５から構成される。ＭＯＳＦＥＴＱ４
０とＱ４１は、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴであり、電
流ミラー回路を構成する。前記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２
とで形成された電流ｉは、上記電流ミラー回路を通して
前記内部降圧回路で形成された電源電圧ＶＣＣ（５Ｖ）
にソースが印加されたＰチャンネル型の電流ミラー回路
のＭＯＳＦＥＴＱ４２とＱ４３に供給され、かかる電流
ミラーＭＯＳＦＥＴＱ４２とＱ４３を介してＰチャンネ
ル型ＭＯＳＦＥＴＱ４４とＱ４５に上記電流ｉと同じ電
流ｉが流れるようにされる。これらのＭＯＳＦＥＴＱ４
４とＱ４５は上記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２と同じサイズ
とされ、同じくゲートとドレインとはそれぞれ接続され
ている。この結果、ＭＯＳＦＥＴＱ４４とＱ４５によ
り、上記セル電圧Ｖ４と同じ電圧Ｖ４を得るようにする
ことができる。
【００３７】他のセル電圧Ｖ３、Ｖ２及びＶ１に対応し
た電流も、前記ＭＯＳＦＥＴＱ４０〜Ｑ４５と同様な電
流電圧変換回路により、上記と同様な電圧Ｖ３、Ｖ２及
びＶ１を形成することができる。これらの変換電圧Ｖ１
〜Ｖ４は、電池選択回路を通してアナログ出力とされ
る。この実施例では、図２又は図３のような電圧２倍化
回路は省略できる。
た電流も、前記ＭＯＳＦＥＴＱ４０〜Ｑ４５と同様な電
流電圧変換回路により、上記と同様な電圧Ｖ３、Ｖ２及
びＶ１を形成することができる。これらの変換電圧Ｖ１
〜Ｖ４は、電池選択回路を通してアナログ出力とされ
る。この実施例では、図２又は図３のような電圧２倍化
回路は省略できる。
【００３８】図５には、この発明に係る二次電池保護回
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図４の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回路
が異なるものである。
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図４の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回路
が異なるものである。
【００３９】この実施例の電圧電流変換回路は、１つの
ＭＯＳＦＥＴＱ２により構成される。つまり、前記図４
の実施例のＭＯＳＦＥＴＱ１が省略される。上記ＭＯＳ
ＦＥＴＱ１を省略してＭＯＳＦＥＴＱ２のソースを端子
Ｐ５に対応した電圧を印加し、前記同様に電圧緩和回路
のＭＯＳＦＥＴがＱ４が組み合わされてセル電圧Ｖ１に
対応した電圧がＭＯＳＦＥＴＱ２のソース−ドレインに
印加されて電流信号が形成される。上記ＭＯＳＦＥＴＱ
４は、前記同様に低しきい値電圧のＭＯＳＦＥＴとされ
て、そのゲートに上記端子Ｐ４に対応した電圧が印加さ
れ、そのソースが上記ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに接
続される。
ＭＯＳＦＥＴＱ２により構成される。つまり、前記図４
の実施例のＭＯＳＦＥＴＱ１が省略される。上記ＭＯＳ
ＦＥＴＱ１を省略してＭＯＳＦＥＴＱ２のソースを端子
Ｐ５に対応した電圧を印加し、前記同様に電圧緩和回路
のＭＯＳＦＥＴがＱ４が組み合わされてセル電圧Ｖ１に
対応した電圧がＭＯＳＦＥＴＱ２のソース−ドレインに
印加されて電流信号が形成される。上記ＭＯＳＦＥＴＱ
４は、前記同様に低しきい値電圧のＭＯＳＦＥＴとされ
て、そのゲートに上記端子Ｐ４に対応した電圧が印加さ
れ、そのソースが上記ＭＯＳＦＥＴＱ２のドレインに接
続される。
【００４０】この実施例ではＭＯＳＦＥＴＱ２のゲート
とソース間には端子Ｐ５とＰ４間のセル電圧Ｖ４が電圧
緩和回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ４のゲート，ソース
間の低しきい値電圧分だけ差し引いた電圧が供給され、
上記ＭＯＳＦＥＴＱ４の低しきい値電圧は定電圧と見做
せるから、ＭＯＳＦＥＴＱ２にはセル電圧Ｖ４に対応し
た電流が流れるものとなる。これにより、ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ２で形成された電流は、ＭＯＳＦＥＴＱ４を通して、
他の電圧緩和用のＭＯＳＦＥＴＱ５、Ｑ６を通して電流
電圧変換回路に伝えられる。
とソース間には端子Ｐ５とＰ４間のセル電圧Ｖ４が電圧
緩和回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ４のゲート，ソース
間の低しきい値電圧分だけ差し引いた電圧が供給され、
上記ＭＯＳＦＥＴＱ４の低しきい値電圧は定電圧と見做
せるから、ＭＯＳＦＥＴＱ２にはセル電圧Ｖ４に対応し
た電流が流れるものとなる。これにより、ＭＯＳＦＥＴ
Ｑ２で形成された電流は、ＭＯＳＦＥＴＱ４を通して、
他の電圧緩和用のＭＯＳＦＥＴＱ５、Ｑ６を通して電流
電圧変換回路に伝えられる。
【００４１】他のセル電圧Ｖ３、Ｖ２等に対応して設け
らる電圧電流変換回路も前記セル電圧Ｖ４に設けられた
ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２及び電圧緩和用ＭＯＳＦＥＴＱ
４と同様な構成の回路が用いられる。セル電圧Ｖ１に
は、前記のように電圧緩和ＭＯＳＦＥＴは必要ないの
で、直接に次の電流電圧変換回路に伝えられる。
らる電圧電流変換回路も前記セル電圧Ｖ４に設けられた
ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２及び電圧緩和用ＭＯＳＦＥＴＱ
４と同様な構成の回路が用いられる。セル電圧Ｖ１に
は、前記のように電圧緩和ＭＯＳＦＥＴは必要ないの
で、直接に次の電流電圧変換回路に伝えられる。
【００４２】この実施例の電流電圧変換回路も、基本的
には前記図４の回路と同様であるが、電流ミラー回路を
介した電流ｉが流れるＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴＱ４
５は、前記電圧電流変換回路のＭＯＳＦＥＴＱ２に対応
して１つが設けられる。このＭＯＳＦＥＴＱ４５は上記
ＭＯＳＦＥＴＱ２と同じサイズとされているので、上記
セル電圧Ｖ４とほぼ同じ電圧を得ることができる。厳密
には上記ＭＯＳＦＥＴＱ２には、セル電圧Ｖ４から電圧
緩和回路のＭＯＳＦＥＴＱ４の低しきい値電圧Ｖth分だ
け差し引いた電圧ｖ４（Ｖ４−Ｖth）が供給されるの
で、出力される電圧もそれに対応した電圧となる。
には前記図４の回路と同様であるが、電流ミラー回路を
介した電流ｉが流れるＰチャンネル型ＭＯＳＦＥＴＱ４
５は、前記電圧電流変換回路のＭＯＳＦＥＴＱ２に対応
して１つが設けられる。このＭＯＳＦＥＴＱ４５は上記
ＭＯＳＦＥＴＱ２と同じサイズとされているので、上記
セル電圧Ｖ４とほぼ同じ電圧を得ることができる。厳密
には上記ＭＯＳＦＥＴＱ２には、セル電圧Ｖ４から電圧
緩和回路のＭＯＳＦＥＴＱ４の低しきい値電圧Ｖth分だ
け差し引いた電圧ｖ４（Ｖ４−Ｖth）が供給されるの
で、出力される電圧もそれに対応した電圧となる。
【００４３】他のセル電圧Ｖ３、Ｖ２及びＶ１に対応し
た電流も、前記ＭＯＳＦＥＴＱ４０〜Ｑ４５と同様な回
路構成の電流電圧変換回路により、上記と同様なセル電
圧Ｖ３、Ｖ２及びＶ１と同様な電圧ｖ３、ｖ２及びｖ１
を形成することができる。これらの変換された電圧は、
電池選択回路を通してアナログ出力とされる。
た電流も、前記ＭＯＳＦＥＴＱ４０〜Ｑ４５と同様な回
路構成の電流電圧変換回路により、上記と同様なセル電
圧Ｖ３、Ｖ２及びＶ１と同様な電圧ｖ３、ｖ２及びｖ１
を形成することができる。これらの変換された電圧は、
電池選択回路を通してアナログ出力とされる。
【００４４】図６には、この発明に係る二次電池保護回
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図５の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回
路、電流緩和回路、電流電圧変換回路及び電池片減り回
路を構成すＭＯＳＦＥＴのそれぞれが、低しきい値電圧
のものが用いられる。ただし、電流電圧変換回路を構成
するＮチャンネル型の電流ミラー回路とＰチャンネル型
の電流ミラー回路は、降圧された５Ｖで安定的に動作す
るものであるので、通常のしきい値電圧のＭＯＳＦＥＴ
が用いられる。回路そのものは、前記図５の実施例と同
様であるので、その説明を省略する。この実施例では、
使用するＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧が低くさせるもの
であるので、電池電圧Ｖ１〜Ｖ４が低い電圧まで精度の
高い測定を可能にすることができるものとなる。
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図５の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回
路、電流緩和回路、電流電圧変換回路及び電池片減り回
路を構成すＭＯＳＦＥＴのそれぞれが、低しきい値電圧
のものが用いられる。ただし、電流電圧変換回路を構成
するＮチャンネル型の電流ミラー回路とＰチャンネル型
の電流ミラー回路は、降圧された５Ｖで安定的に動作す
るものであるので、通常のしきい値電圧のＭＯＳＦＥＴ
が用いられる。回路そのものは、前記図５の実施例と同
様であるので、その説明を省略する。この実施例では、
使用するＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧が低くさせるもの
であるので、電池電圧Ｖ１〜Ｖ４が低い電圧まで精度の
高い測定を可能にすることができるものとなる。
【００４５】図７には、この発明に係る二次電池保護回
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記のような
各セル毎の電圧を入力するものに代え、二次電池のマス
ナス電圧ＢＡＴ（−）を供給する端子Ｐ１と、二次電池
のプラス電圧ＢＡＴ（＋）を供給する端子Ｐ５が設けら
れ、かかる端子Ｐ１とＰ５間の前記４個のセルを直列接
続して加算された電圧Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４のような
高い電圧を直接的に判定する。この実施例では、図面が
複雑になるのを防ぐためにＭＯＳＦＥＴに付され回路記
号を前記実施例で用いたものと重複して用いていること
に注意されたい。同図の各ＭＯＳＦＥＴは、それと同じ
回路記号が付された前記実施例のＭＯＳＦＥＴとは別個
の回路機能を持つものである。
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記のような
各セル毎の電圧を入力するものに代え、二次電池のマス
ナス電圧ＢＡＴ（−）を供給する端子Ｐ１と、二次電池
のプラス電圧ＢＡＴ（＋）を供給する端子Ｐ５が設けら
れ、かかる端子Ｐ１とＰ５間の前記４個のセルを直列接
続して加算された電圧Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４のような
高い電圧を直接的に判定する。この実施例では、図面が
複雑になるのを防ぐためにＭＯＳＦＥＴに付され回路記
号を前記実施例で用いたものと重複して用いていること
に注意されたい。同図の各ＭＯＳＦＥＴは、それと同じ
回路記号が付された前記実施例のＭＯＳＦＥＴとは別個
の回路機能を持つものである。
【００４６】上記端子Ｐ１とＰ５に、それぞれ保護抵抗
Ｒ５、Ｒ１が設けられると共に、端子Ｐ５からの電圧は
活性化回路を構成するスイッチＭＯＳＦＥＴを介して電
圧電流変換回路に伝えられる。電圧電流変換回路は、上
記のような高電圧による各ＭＯＳＦＥＴのゲート絶縁膜
破壊を防止するために、それぞれのゲートとドレインと
が接続されたＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ１０が直列形態に接
続される。これにより、上記端子電圧Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３
＋Ｖ４は、８個のＭＯＳＦＥＴにより分担され、前記の
ように充電時での電圧が上限の２０Ｖまで上昇しても、
１つのＭＯＳＦＥＴには１／８のせいぜい２．５Ｖ程度
しか印加されない。
Ｒ５、Ｒ１が設けられると共に、端子Ｐ５からの電圧は
活性化回路を構成するスイッチＭＯＳＦＥＴを介して電
圧電流変換回路に伝えられる。電圧電流変換回路は、上
記のような高電圧による各ＭＯＳＦＥＴのゲート絶縁膜
破壊を防止するために、それぞれのゲートとドレインと
が接続されたＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ１０が直列形態に接
続される。これにより、上記端子電圧Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３
＋Ｖ４は、８個のＭＯＳＦＥＴにより分担され、前記の
ように充電時での電圧が上限の２０Ｖまで上昇しても、
１つのＭＯＳＦＥＴには１／８のせいぜい２．５Ｖ程度
しか印加されない。
【００４７】この実施例では、上記ＭＯＳＦＥＴＱ１と
ゲート及びソースが接続されたＭＯＳＦＥＴＱ３で電流
ミラー構成として、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流と同
じ電流をＭＯＳＦＥＴＱ３に流すようにする。同様に、
ＭＯＳＦＥＴＱ２とＱ４を接続して上記ＭＯＳＦＥＴＱ
１とＱ２の２個分の分圧電圧、言い換えるならば、上記
Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４（＝Ｖ）を１／４にした各セル
電圧に相当する電圧に対応した電流を上記２つのＭＯＳ
ＦＥＴＱ３とＱ４で形成する。
ゲート及びソースが接続されたＭＯＳＦＥＴＱ３で電流
ミラー構成として、ＭＯＳＦＥＴＱ１に流れる電流と同
じ電流をＭＯＳＦＥＴＱ３に流すようにする。同様に、
ＭＯＳＦＥＴＱ２とＱ４を接続して上記ＭＯＳＦＥＴＱ
１とＱ２の２個分の分圧電圧、言い換えるならば、上記
Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４（＝Ｖ）を１／４にした各セル
電圧に相当する電圧に対応した電流を上記２つのＭＯＳ
ＦＥＴＱ３とＱ４で形成する。
【００４８】上記ＭＯＳＦＥＴＱ４で形成された電流信
号は、上記ゲート絶縁破壊を防止するために設けられた
ＭＯＳＦＥＴＱ５〜Ｑ１０の相互接続点の電圧がゲート
に印加された電圧緩和回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ１
１〜Ｑ１４を通して電流電圧変変換回路に伝えられる。
電流電圧変換回路は、前記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２に対
応した２つのＭＯＳＦＥＴＱ１５とＱ１６が設けられ、
上記のようにそれと同じ電流が電圧緩和回路を通して供
給されることにより、上記電圧Ｖ／４を形成するもので
ある。
号は、上記ゲート絶縁破壊を防止するために設けられた
ＭＯＳＦＥＴＱ５〜Ｑ１０の相互接続点の電圧がゲート
に印加された電圧緩和回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ１
１〜Ｑ１４を通して電流電圧変変換回路に伝えられる。
電流電圧変換回路は、前記ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２に対
応した２つのＭＯＳＦＥＴＱ１５とＱ１６が設けられ、
上記のようにそれと同じ電流が電圧緩和回路を通して供
給されることにより、上記電圧Ｖ／４を形成するもので
ある。
【００４９】回路形式的には、上記電圧緩和回路のＭＯ
ＳＦＥＴＱ１１〜Ｑ１４も上記電圧電流変換回路のＭＯ
ＳＦＥＴＱ３やＱ４と同様に、上記分圧回路を構成する
ＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２及びＱ５〜Ｑ１０と接続されて
いるが、上記電圧電流変換回路を構成するＭＯＳＦＥＴ
Ｑ１〜Ｑ１０と、上記電流電圧変換回路を構成するＭＯ
ＳＦＥＴＱ１５とＱ１６は、消費電流を小さくするため
に、例えばチャンネル長が長くされてそのコンダクタン
スを小さして小さな電流しか流さないようにされる。こ
れに対して、電圧緩和回路のＭＯＳＦＥＴＱ１１〜Ｑ１
４は、上記ＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４で形成された電流を
損失なく伝えるよう、例えばチャンネル長が短くされて
無視できる程度のオン抵抗値しか持たない。原理的には
ＭＯＳＦＥＴＱ４を電圧緩和回路のＭＯＳＦＥＴに置き
換えることも可能である。
ＳＦＥＴＱ１１〜Ｑ１４も上記電圧電流変換回路のＭＯ
ＳＦＥＴＱ３やＱ４と同様に、上記分圧回路を構成する
ＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２及びＱ５〜Ｑ１０と接続されて
いるが、上記電圧電流変換回路を構成するＭＯＳＦＥＴ
Ｑ１〜Ｑ１０と、上記電流電圧変換回路を構成するＭＯ
ＳＦＥＴＱ１５とＱ１６は、消費電流を小さくするため
に、例えばチャンネル長が長くされてそのコンダクタン
スを小さして小さな電流しか流さないようにされる。こ
れに対して、電圧緩和回路のＭＯＳＦＥＴＱ１１〜Ｑ１
４は、上記ＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４で形成された電流を
損失なく伝えるよう、例えばチャンネル長が短くされて
無視できる程度のオン抵抗値しか持たない。原理的には
ＭＯＳＦＥＴＱ４を電圧緩和回路のＭＯＳＦＥＴに置き
換えることも可能である。
【００５０】図８には、この発明に係る二次電池保護回
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図７の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回
路、電流緩和回路、電流電圧変換回路のみが示されてい
る。
路に設けられる電池電圧検出回路の他の一実施例の具体
的回路図が示されている。この実施例は、前記図７の実
施例回路の変形例を示すものであり、電圧電流変換回
路、電流緩和回路、電流電圧変換回路のみが示されてい
る。
【００５１】この実施例では、ＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２
がペアとされ、そのうちＭＯＳＦＥＴＱ１が低しきい値
電圧又はディプレッション型ＭＯＳＦＥＴとされる。同
様に、電圧電流変換回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ５と
Ｑ６、Ｑ７とＱ８、Ｑ９とＱ１０、ＭＯＳＦＥＴＱ３と
Ｑ４、Ｑ５’とＱ６’と電流電圧変換回路を構成するＭ
ＯＳＦＥＴＱ１５とＱ１６も同様である。また、電圧電
流変換回路において、電流信号を形成する回路は、ＭＯ
ＳＦＥＴＱ３とＱ４に加えて、同様な関係にあるＭＯＳ
ＦＥＴＱ５’とＱ６’とが追加される。電池電圧Ｖの１
／２の電圧を上記ＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４、Ｑ５’、Ｑ
６’とで電流信号に変換する。
がペアとされ、そのうちＭＯＳＦＥＴＱ１が低しきい値
電圧又はディプレッション型ＭＯＳＦＥＴとされる。同
様に、電圧電流変換回路を構成するＭＯＳＦＥＴＱ５と
Ｑ６、Ｑ７とＱ８、Ｑ９とＱ１０、ＭＯＳＦＥＴＱ３と
Ｑ４、Ｑ５’とＱ６’と電流電圧変換回路を構成するＭ
ＯＳＦＥＴＱ１５とＱ１６も同様である。また、電圧電
流変換回路において、電流信号を形成する回路は、ＭＯ
ＳＦＥＴＱ３とＱ４に加えて、同様な関係にあるＭＯＳ
ＦＥＴＱ５’とＱ６’とが追加される。電池電圧Ｖの１
／２の電圧を上記ＭＯＳＦＥＴＱ３、Ｑ４、Ｑ５’、Ｑ
６’とで電流信号に変換する。
【００５２】この実施例では、使用するＭＯＳＦＥＴの
しきい値電圧が低くさせるもの、あるいはディプレッシ
ョンＭＯＳＦＥＴであるので、電池電圧Ｖ１〜Ｖ４が低
い電圧まで精度の高い測定を可能にすることができるも
のとなる。上記ディプレッションＭＯＳＦＥＴは抵抗と
見做せるので、これらのＭＯＳＦＥＴを抵抗素子に置き
換えることも可能である。上記のように電池電圧Ｖの１
／２に対応した電圧を電流信号に変換するので、電圧緩
和回路は１つのＭＯＳＦＥＴＱ１１により構成すること
ができる。
しきい値電圧が低くさせるもの、あるいはディプレッシ
ョンＭＯＳＦＥＴであるので、電池電圧Ｖ１〜Ｖ４が低
い電圧まで精度の高い測定を可能にすることができるも
のとなる。上記ディプレッションＭＯＳＦＥＴは抵抗と
見做せるので、これらのＭＯＳＦＥＴを抵抗素子に置き
換えることも可能である。上記のように電池電圧Ｖの１
／２に対応した電圧を電流信号に変換するので、電圧緩
和回路は１つのＭＯＳＦＥＴＱ１１により構成すること
ができる。
【００５３】図９には、この発明に係る二次電池保護回
路に設けられる電池電圧検出回路の更に他の一実施例の
具体的回路図が示されている。この実施例は、Ｐチャン
ネル型ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに端子Ｐ４の電圧を印
加し、ソースには約１００ＭΩのような高抵抗を介して
端子Ｐ５の電圧を印加する。これにより、Ｐチャンネル
型ＭＯＳＦＥＴＱ１のしきい値電圧が参照電圧とされ
て、セル電圧Ｖ４がそれ以下になるとＭＯＳＦＥＴＱ１
がオフ状態となって電流が流れなくなる。
路に設けられる電池電圧検出回路の更に他の一実施例の
具体的回路図が示されている。この実施例は、Ｐチャン
ネル型ＭＯＳＦＥＴＱ１のゲートに端子Ｐ４の電圧を印
加し、ソースには約１００ＭΩのような高抵抗を介して
端子Ｐ５の電圧を印加する。これにより、Ｐチャンネル
型ＭＯＳＦＥＴＱ１のしきい値電圧が参照電圧とされ
て、セル電圧Ｖ４がそれ以下になるとＭＯＳＦＥＴＱ１
がオフ状態となって電流が流れなくなる。
【００５４】上記のようなＭＯＳＦＥＴＱ１の検出電流
は、上記ゲートに印加される電圧より低い各セル電圧が
ゲートに印加されたＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３からなる電
圧緩和回路を介して電流電圧変換回路に供給される。電
流電圧変換回路では、上記ＭＯＳＦＥＴＱ１の検出電流
がＭＯＳＦＥＴＱ４、Ｑ５からなる電流ミラー回路で形
成した電流をディプレョン型のＮチャンネル型ＭＯＳＦ
ＥＴＱ６に流して、それでの電圧降下をＰチャンネル型
ＭＯＳＦＥＴＱ７のゲート，ソース間に印加して電流値
を小さくして定電流源としてのＭＯＳＦＥＴＱ８に供給
する。
は、上記ゲートに印加される電圧より低い各セル電圧が
ゲートに印加されたＭＯＳＦＥＴＱ２、Ｑ３からなる電
圧緩和回路を介して電流電圧変換回路に供給される。電
流電圧変換回路では、上記ＭＯＳＦＥＴＱ１の検出電流
がＭＯＳＦＥＴＱ４、Ｑ５からなる電流ミラー回路で形
成した電流をディプレョン型のＮチャンネル型ＭＯＳＦ
ＥＴＱ６に流して、それでの電圧降下をＰチャンネル型
ＭＯＳＦＥＴＱ７のゲート，ソース間に印加して電流値
を小さくして定電流源としてのＭＯＳＦＥＴＱ８に供給
する。
【００５５】ＭＯＳＦＥＴＱ８は、ゲートに定電圧ＶＢ
が印加されることにより上記のように定電流を流すもの
であり、ＭＯＳＦＥＴＱ６とＱ７は、ＭＯＳＦＥＴＱ６
がディプレッション型ＭＯＳＦＥＴ、言い換えるなら
ば、抵抗として作用することにより検出電流を低減させ
る。つまり、低消費電流とするために、ＭＯＳＦＥＴＱ
１に流れる電流を高抵抗Ｒ６より低減せさた上で、上記
ＭＯＳＦＥＴＱ６とＱ７で更に低減させてＭＯＳＦＥＴ
Ｑ８との間で流れる電流を極く小さな電流にする。
が印加されることにより上記のように定電流を流すもの
であり、ＭＯＳＦＥＴＱ６とＱ７は、ＭＯＳＦＥＴＱ６
がディプレッション型ＭＯＳＦＥＴ、言い換えるなら
ば、抵抗として作用することにより検出電流を低減させ
る。つまり、低消費電流とするために、ＭＯＳＦＥＴＱ
１に流れる電流を高抵抗Ｒ６より低減せさた上で、上記
ＭＯＳＦＥＴＱ６とＱ７で更に低減させてＭＯＳＦＥＴ
Ｑ８との間で流れる電流を極く小さな電流にする。
【００５６】上記セル電圧Ｖ４の低下によって、ＭＯＳ
ＦＥＴＱ１の電流が低減し、上記ＭＯＳＦＥＴＱ７とＱ
８の電流差が逆転するとロウレベルの出力電圧が形成さ
れてナンドゲート回路Ｇに伝えられる。上記他のセル電
圧も、上記同様な電圧電流変換回路、電圧緩和回路及び
電流電圧変換回路により上記のような電圧信号に変換さ
れてゲート回路Ｇに入力される。したがって、上記４つ
のセル電圧Ｖ１〜Ｖ４のうち、いずれか１つでもＰチャ
ンネル型ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧に対応した参照電
圧以下になると、ゲート回路Ｇからハイレベルの検出信
号ＯＵＴが形成される。
ＦＥＴＱ１の電流が低減し、上記ＭＯＳＦＥＴＱ７とＱ
８の電流差が逆転するとロウレベルの出力電圧が形成さ
れてナンドゲート回路Ｇに伝えられる。上記他のセル電
圧も、上記同様な電圧電流変換回路、電圧緩和回路及び
電流電圧変換回路により上記のような電圧信号に変換さ
れてゲート回路Ｇに入力される。したがって、上記４つ
のセル電圧Ｖ１〜Ｖ４のうち、いずれか１つでもＰチャ
ンネル型ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧に対応した参照電
圧以下になると、ゲート回路Ｇからハイレベルの検出信
号ＯＵＴが形成される。
【００５７】電池片減り対策回路も、上記電圧電流変換
回路に対応してＭＯＳＦＥＴＱ７とソースに設けられ高
抵抗Ｒ７からなるダミー負荷回路が、セルの直列接続位
置に対応して高い電圧側から順に３個、２個及び１個の
順で設けられる。
回路に対応してＭＯＳＦＥＴＱ７とソースに設けられ高
抵抗Ｒ７からなるダミー負荷回路が、セルの直列接続位
置に対応して高い電圧側から順に３個、２個及び１個の
順で設けられる。
【００５８】図１０には、この発明に係る二次電池保護
回路の一実施例の全体回路図が示されている。同図にお
いて、点線で囲まれた部分に形成された各回路は、公知
の半導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンの
ような１つの半導体基板上において形成される。
回路の一実施例の全体回路図が示されている。同図にお
いて、点線で囲まれた部分に形成された各回路は、公知
の半導体集積回路の製造技術により、単結晶シリコンの
ような１つの半導体基板上において形成される。
【００５９】特に制限されないが、電池はＬｉイオン二
次電池である。かかる電池を構成するセル毎の電圧Ｖ１
〜Ｖ４が、端子Ｐ１〜Ｐ５を介して保護回路を構成する
半導体集積回路装置ＩＣに供給され、そのうち端子Ｐ１
とＰ５から供給される電池電圧を降圧した電圧が動作電
圧として利用される。上記セル電圧Ｖ４に対応した二次
電池の正極側の電極は、そのまま正側の電池パック端子
＋に接続される。
次電池である。かかる電池を構成するセル毎の電圧Ｖ１
〜Ｖ４が、端子Ｐ１〜Ｐ５を介して保護回路を構成する
半導体集積回路装置ＩＣに供給され、そのうち端子Ｐ１
とＰ５から供給される電池電圧を降圧した電圧が動作電
圧として利用される。上記セル電圧Ｖ４に対応した二次
電池の正極側の電極は、そのまま正側の電池パック端子
＋に接続される。
【００６０】上記セル電圧Ｖ１に対応した負極側の電極
と負側の電池パック端子−との間には、保護用のスイッ
チＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２とが直列形態に接続される。
スイッチＭＯＳＦＥＴＱ１は放電保護のスイッチであ
り、スイッチＭＯＳＦＥＴＱ２は充電保護用のスイッチ
である。かかるスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２のソー
スは基板（チャンネル）に接続される。それ故、ドレイ
ンとチャンネル間のＰＮ接合が寄生ダイオードＤ１とＤ
２として、上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２にそれ
ぞれ並列形態に設けられる。これらのＭＯＳＦＥＴは、
それぞれが単体の素子により構成される。
と負側の電池パック端子−との間には、保護用のスイッ
チＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２とが直列形態に接続される。
スイッチＭＯＳＦＥＴＱ１は放電保護のスイッチであ
り、スイッチＭＯＳＦＥＴＱ２は充電保護用のスイッチ
である。かかるスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２のソー
スは基板（チャンネル）に接続される。それ故、ドレイ
ンとチャンネル間のＰＮ接合が寄生ダイオードＤ１とＤ
２として、上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ１とＱ２にそれ
ぞれ並列形態に設けられる。これらのＭＯＳＦＥＴは、
それぞれが単体の素子により構成される。
【００６１】上記半導体集積回路装置ＩＣにおいて、端
子Ｐ１〜Ｐ５を介して供給される各セル電圧Ｖ１〜Ｖ４
は、前記実施例のような電池電圧検出回路に供給されて
前記のような電圧変換が行われる。この電圧変換された
電圧は、アナログ出力とされて、電圧比較回路ＣＯＭＰ
１の一方の入力端子＋に供給される。かかる電圧比較回
路ＣＯＭＰ１の他方の入力端子−には、図示しない基準
電圧発生回路で形成された基準電圧Ｖ１が供給される。
この電圧検出回路ＣＯＭＰ１の検出信号は、ラッチ回路
ＬＴ１のリセット端子Ｒに供給される。上記ラッチ回路
ＬＴ１の出力信号Ｑは、セット状態のときにハイレベル
にされ、リセット状態のときにロウレベルにされる。こ
の出力信号Ｑは、端子Ｐ７介して上記充電保護のスイッ
チであるＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに供給される。
子Ｐ１〜Ｐ５を介して供給される各セル電圧Ｖ１〜Ｖ４
は、前記実施例のような電池電圧検出回路に供給されて
前記のような電圧変換が行われる。この電圧変換された
電圧は、アナログ出力とされて、電圧比較回路ＣＯＭＰ
１の一方の入力端子＋に供給される。かかる電圧比較回
路ＣＯＭＰ１の他方の入力端子−には、図示しない基準
電圧発生回路で形成された基準電圧Ｖ１が供給される。
この電圧検出回路ＣＯＭＰ１の検出信号は、ラッチ回路
ＬＴ１のリセット端子Ｒに供給される。上記ラッチ回路
ＬＴ１の出力信号Ｑは、セット状態のときにハイレベル
にされ、リセット状態のときにロウレベルにされる。こ
の出力信号Ｑは、端子Ｐ７介して上記充電保護のスイッ
チであるＭＯＳＦＥＴＱ２のゲートに供給される。
【００６２】特に制限されないが、上記電池電圧検出回
路で形成されたアナログ出力は、電圧比較回路ＣＯＭＰ
２の一方の入力端子−に供給される。かかる電圧比較回
路ＣＯＭＰ２の他方の入力端子＋には、図示しない基準
電圧発生回路で形成された基準電圧Ｖ２が供給される。
この電圧比較回路ＣＯＭＰ２の出力信号は、オア（論理
和）ゲート回路Ｇ１を通して上記ラッチ回路ＬＴ１のセ
ット端子Ｓに供給される。上記基準電圧Ｖ２は、電池の
充電動作を指示する規定の電圧に対応したものとされ
る。つまり、セル電圧が上記規定の基準電圧Ｖ２より低
下すると、電圧比較回路ＣＯＭＰ２の出力信号がハイレ
ベルに変化し、上記ラッチ回路ＬＴ１をセットし、かか
るラッチ回路ＬＴ１の出力信号Ｑにより上記過充電保護
のスイッチＭＯＳＦＥＴＱ２をオン状態にさせる。
路で形成されたアナログ出力は、電圧比較回路ＣＯＭＰ
２の一方の入力端子−に供給される。かかる電圧比較回
路ＣＯＭＰ２の他方の入力端子＋には、図示しない基準
電圧発生回路で形成された基準電圧Ｖ２が供給される。
この電圧比較回路ＣＯＭＰ２の出力信号は、オア（論理
和）ゲート回路Ｇ１を通して上記ラッチ回路ＬＴ１のセ
ット端子Ｓに供給される。上記基準電圧Ｖ２は、電池の
充電動作を指示する規定の電圧に対応したものとされ
る。つまり、セル電圧が上記規定の基準電圧Ｖ２より低
下すると、電圧比較回路ＣＯＭＰ２の出力信号がハイレ
ベルに変化し、上記ラッチ回路ＬＴ１をセットし、かか
るラッチ回路ＬＴ１の出力信号Ｑにより上記過充電保護
のスイッチＭＯＳＦＥＴＱ２をオン状態にさせる。
【００６３】この実施例では、誤って過電圧されたと
き、上記電圧比較回路ＣＯＭＰ１がこれを検出し、上記
ラッチ回路ＬＴ１をリセットして上記過充電保護のスイ
ッチＭＯＳＦＥＴＱ２をオフ状態にさせる。本願発明に
おいては、上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ２は過充電によ
って、上記Ｌｉが析出されてしまうことによる発熱等に
より事故を防ぐためであり、それに負荷をつなげて放電
させることには何ら問題ないし、むしろ放電させて正常
状態に戻すことが望ましいことに着目し、次のような負
荷接続を検出する機能が付加される。
き、上記電圧比較回路ＣＯＭＰ１がこれを検出し、上記
ラッチ回路ＬＴ１をリセットして上記過充電保護のスイ
ッチＭＯＳＦＥＴＱ２をオフ状態にさせる。本願発明に
おいては、上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ２は過充電によ
って、上記Ｌｉが析出されてしまうことによる発熱等に
より事故を防ぐためであり、それに負荷をつなげて放電
させることには何ら問題ないし、むしろ放電させて正常
状態に戻すことが望ましいことに着目し、次のような負
荷接続を検出する機能が付加される。
【００６４】上記スイッチＭＯＳＦＥＴＱ２の出力側、
言い換えるならば、電池パック端子−の電位がＶＭが端
子Ｐ８を介して半導体集積回路ＩＣの内部に取り込ま
れ、電圧比較回路ＣＯＭＰ３の入力端子＋に供給され
る。この電圧比較回路ＣＯＭＰ３の他方の入力端子−に
は、基準電圧Ｖ３が供給される。この基準電圧Ｖ３は、
上記寄生ダイオードＤ２の順方向電圧Ｖｆを検出するた
めの比較的低い電位にされる。
言い換えるならば、電池パック端子−の電位がＶＭが端
子Ｐ８を介して半導体集積回路ＩＣの内部に取り込ま
れ、電圧比較回路ＣＯＭＰ３の入力端子＋に供給され
る。この電圧比較回路ＣＯＭＰ３の他方の入力端子−に
は、基準電圧Ｖ３が供給される。この基準電圧Ｖ３は、
上記寄生ダイオードＤ２の順方向電圧Ｖｆを検出するた
めの比較的低い電位にされる。
【００６５】上記過充電によりラッチ回路ＬＴ１がリセ
ットされてしまい、その結果ＭＯＳＦＥＴＱ２がオフ状
態にされた状態で、電池パック端子＋と−との間に負荷
（電気機器）を接続させると、上記のような過電圧状態
では上記ＭＯＳＦＥＴＱ２と直列形態に接続された過放
電保護用はスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１がオン状態である
ために、端子Ｔ２を基準にした回路の接地電位に対して
寄生ダイオードＤ２を介して電池の負極側に電流が流れ
込んで、上記電池パック端子−の電位が上記寄生ダイオ
ードＤ２の順方向電圧Ｖｆだけ浮き上がる。
ットされてしまい、その結果ＭＯＳＦＥＴＱ２がオフ状
態にされた状態で、電池パック端子＋と−との間に負荷
（電気機器）を接続させると、上記のような過電圧状態
では上記ＭＯＳＦＥＴＱ２と直列形態に接続された過放
電保護用はスイッチＭＯＳＦＥＴＱ１がオン状態である
ために、端子Ｔ２を基準にした回路の接地電位に対して
寄生ダイオードＤ２を介して電池の負極側に電流が流れ
込んで、上記電池パック端子−の電位が上記寄生ダイオ
ードＤ２の順方向電圧Ｖｆだけ浮き上がる。
【００６６】上記電圧比較回路ＣＯＭＰ３は、上記のよ
うな放電経路が形成されたこと、言い換えるならば、電
池パック端子＋と−の間に負荷としての電子機器が接続
されて、上記電池パック端子−の電位の浮き上がりを端
子Ｐ８からの電圧ＶＭにより検出し、その出力信号をロ
ウレベルからハイレベルに変化させる。これにより、オ
アゲート回路Ｇ１を介して上記リセット状態のラッチ回
路ＬＴ１がセット状態に反転させられるために、その出
力信号Ｑがロウレベルからハイレベルに変化して上記Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ２が再びオン状態になり、上記負荷に対し
て電流供給を行うようにすることができる。このような
負荷の接続による放電動作によって、自動的に過充電状
態も開放されて電圧比較回路ＣＯＭＰ１の出力もロウレ
ベルに復帰する。上記抵抗Ｒ７は、端子Ｐ５での静電破
壊防止等のために付加されているが、省略してもよい。
うな放電経路が形成されたこと、言い換えるならば、電
池パック端子＋と−の間に負荷としての電子機器が接続
されて、上記電池パック端子−の電位の浮き上がりを端
子Ｐ８からの電圧ＶＭにより検出し、その出力信号をロ
ウレベルからハイレベルに変化させる。これにより、オ
アゲート回路Ｇ１を介して上記リセット状態のラッチ回
路ＬＴ１がセット状態に反転させられるために、その出
力信号Ｑがロウレベルからハイレベルに変化して上記Ｍ
ＯＳＦＥＴＱ２が再びオン状態になり、上記負荷に対し
て電流供給を行うようにすることができる。このような
負荷の接続による放電動作によって、自動的に過充電状
態も開放されて電圧比較回路ＣＯＭＰ１の出力もロウレ
ベルに復帰する。上記抵抗Ｒ７は、端子Ｐ５での静電破
壊防止等のために付加されているが、省略してもよい。
【００６７】上記の実施例から得られる作用効果は、下
記の通りである。すなわち、 （１） 複数個の二次電池を直列接続して、上記複数個
の二次電池に対応した高い電池電圧を形成する二次電池
の保護回路であって、電流電圧変換回路において複数個
のＭＯＳＦＥＴを直列接続してそれぞれのゲート絶縁膜
に印加される電圧を相互に分担し、かつ、上記電池電圧
に対応した電流信号を形成し、電圧緩和回路において上
記直列接続された複数のＭＯＳＦＥＴの相互接続点にお
ける電圧がゲートに印加された複数のＭＯＳＦＥＴを用
い、それぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を相互に
分担することにより格別な高耐圧化を施すことなくその
ゲート絶縁破壊を防止し、上記電流を受ける電流電圧変
換回路において上記電流信号をＭＯＳＦＥＴのゲート耐
圧電圧以下の低電圧の電圧信号に変換し、上記電流電圧
変換回路を通した電圧を測定して上記二次電池の過電圧
状態又は過放状態のいずれか少なくとも１つを簡単な回
路で検出することができるという効果が得られる。
記の通りである。すなわち、 （１） 複数個の二次電池を直列接続して、上記複数個
の二次電池に対応した高い電池電圧を形成する二次電池
の保護回路であって、電流電圧変換回路において複数個
のＭＯＳＦＥＴを直列接続してそれぞれのゲート絶縁膜
に印加される電圧を相互に分担し、かつ、上記電池電圧
に対応した電流信号を形成し、電圧緩和回路において上
記直列接続された複数のＭＯＳＦＥＴの相互接続点にお
ける電圧がゲートに印加された複数のＭＯＳＦＥＴを用
い、それぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を相互に
分担することにより格別な高耐圧化を施すことなくその
ゲート絶縁破壊を防止し、上記電流を受ける電流電圧変
換回路において上記電流信号をＭＯＳＦＥＴのゲート耐
圧電圧以下の低電圧の電圧信号に変換し、上記電流電圧
変換回路を通した電圧を測定して上記二次電池の過電圧
状態又は過放状態のいずれか少なくとも１つを簡単な回
路で検出することができるという効果が得られる。
【００６８】（２） 上記電圧電流変換回路として、複
数の二次電池の各電池電圧が両端に印加され、ゲートと
ドレインが接続されて上記電池電圧に対応した電流を流
すようにされた２つのＭＯＳＦＥＴと、上記２つのＭＯ
ＳＦＥＴのうちのいずれか１つのＭＯＳＦＥＴとゲート
及びソースが共通接続された電流出力用ＭＯＳＦＥＴと
を用いることにより、格別な高耐圧化を施したＭＯＳＦ
ＥＴを用いることなく各電池電圧に対応した電流信号を
形成することができるという効果が得られる。
数の二次電池の各電池電圧が両端に印加され、ゲートと
ドレインが接続されて上記電池電圧に対応した電流を流
すようにされた２つのＭＯＳＦＥＴと、上記２つのＭＯ
ＳＦＥＴのうちのいずれか１つのＭＯＳＦＥＴとゲート
及びソースが共通接続された電流出力用ＭＯＳＦＥＴと
を用いることにより、格別な高耐圧化を施したＭＯＳＦ
ＥＴを用いることなく各電池電圧に対応した電流信号を
形成することができるという効果が得られる。
【００６９】（３） 上記電圧緩和回路として、上記各
二次電池の相互接続点の電位がゲートに印加され、上記
電流出力用ＭＯＳＦＥＴと直列形態に接続されるＭＯＳ
ＦＥＴを用いることにより、上記形成された電流信号を
格別な高耐圧化を施したＭＯＳＦＥＴを用いることない
電簡単な回路により取り出すことができるという効果が
得られる。
二次電池の相互接続点の電位がゲートに印加され、上記
電流出力用ＭＯＳＦＥＴと直列形態に接続されるＭＯＳ
ＦＥＴを用いることにより、上記形成された電流信号を
格別な高耐圧化を施したＭＯＳＦＥＴを用いることない
電簡単な回路により取り出すことができるという効果が
得られる。
【００７０】（４） 上記電圧電流変換回路を上記直列
形態に接続された各電池電圧に対応した複数の電流出力
用ＭＯＳＦＥＴを設け、上記電圧緩和回路を複数の電池
電圧のうち２個以上の電池電圧が加算されるものに設
け、上記電流電圧変換回路を上記各電池電圧に対応した
複数の電流出力用ＭＯＳＦＥＴに対応した複数個を設け
ることにより、格別な高耐圧化を施したＭＯＳＦＥＴを
用いることなく簡単な回路で各電池電圧（セル）に対応
した電圧検出が可能になるという効果が得られる。
形態に接続された各電池電圧に対応した複数の電流出力
用ＭＯＳＦＥＴを設け、上記電圧緩和回路を複数の電池
電圧のうち２個以上の電池電圧が加算されるものに設
け、上記電流電圧変換回路を上記各電池電圧に対応した
複数の電流出力用ＭＯＳＦＥＴに対応した複数個を設け
ることにより、格別な高耐圧化を施したＭＯＳＦＥＴを
用いることなく簡単な回路で各電池電圧（セル）に対応
した電圧検出が可能になるという効果が得られる。
【００７１】（５） 上記複数個の電流電圧変換回路の
出力電圧を、電池選択回路を通して１つを選択して出力
させることにより、判定回路の簡素化を図ることができ
るという効果が得られる。
出力電圧を、電池選択回路を通して１つを選択して出力
させることにより、判定回路の簡素化を図ることができ
るという効果が得られる。
【００７２】（６） 上記電圧電流変換回路として、複
数の二次電池の各電池電圧の一方の電圧がソース側に印
加され、ゲートとドレインが接続された第１ＭＯＳＦＥ
Ｔと、上記各電池電圧の他方の電圧がゲートに印加さ
れ、そのソースが上記ＭＯＳＦＥＴのドレインに接続さ
れた第２ＭＯＳＦＥＴを用い、上記第２のＭＯＳＦＥＴ
を上記電圧緩和回路も兼ねるようにすることにより、回
路の簡素化を図ることができるという効果が得られる。
数の二次電池の各電池電圧の一方の電圧がソース側に印
加され、ゲートとドレインが接続された第１ＭＯＳＦＥ
Ｔと、上記各電池電圧の他方の電圧がゲートに印加さ
れ、そのソースが上記ＭＯＳＦＥＴのドレインに接続さ
れた第２ＭＯＳＦＥＴを用い、上記第２のＭＯＳＦＥＴ
を上記電圧緩和回路も兼ねるようにすることにより、回
路の簡素化を図ることができるという効果が得られる。
【００７３】（７） 上記第１ＭＯＳＦＥＴには、同じ
サイズでゲートとドレインが接続されたＭＯＳＦＥＴを
更に直列に接続することにより、各ＭＯＳＦＥＴに印加
される電圧をセル電圧の１／２ずつ分担させることがで
きるという効果が得られるから、素子破壊に対する信頼
性を高くすることができるという効果が得られる。
サイズでゲートとドレインが接続されたＭＯＳＦＥＴを
更に直列に接続することにより、各ＭＯＳＦＥＴに印加
される電圧をセル電圧の１／２ずつ分担させることがで
きるという効果が得られるから、素子破壊に対する信頼
性を高くすることができるという効果が得られる。
【００７４】（８） 上記電圧電流変換回路を構成する
ＭＯＳＦＥＴのうち、各電池電圧の一方の電圧にゲート
とドレインが供給されるＭＯＳＦＥＴは、活性化信号に
よりスイッチ制御されるＭＯＳＦＥＴにより、上記各電
池電圧の一方の電圧と他方の電圧とを選択的に印加し、
上記電圧電流変換回路の動作が上記活性化信号に対応し
て動作状態と非動作状態に切り替え可能にすることによ
り、保護動作が必要なときにのみ回路を動作させること
ができるので消費電流を低減させることができるという
効果が得られる。
ＭＯＳＦＥＴのうち、各電池電圧の一方の電圧にゲート
とドレインが供給されるＭＯＳＦＥＴは、活性化信号に
よりスイッチ制御されるＭＯＳＦＥＴにより、上記各電
池電圧の一方の電圧と他方の電圧とを選択的に印加し、
上記電圧電流変換回路の動作が上記活性化信号に対応し
て動作状態と非動作状態に切り替え可能にすることによ
り、保護動作が必要なときにのみ回路を動作させること
ができるので消費電流を低減させることができるという
効果が得られる。
【００７５】（９） 上記各電池電圧は、複数の二次電
池が均等に消耗するよう電流を流すダミー負荷回路を設
けて電池片減り対策回路が設けることにより、二次電池
セル単位での電圧保護動作を効果的に行うようにするこ
とができるという効果が得られる。
池が均等に消耗するよう電流を流すダミー負荷回路を設
けて電池片減り対策回路が設けることにより、二次電池
セル単位での電圧保護動作を効果的に行うようにするこ
とができるという効果が得られる。
【００７６】（１０） 上記分圧回路は、第１のしきい
値電圧を持つＭＯＳＦＥＴと、上記第１のしきい値電圧
よりも低い第２のしきい値電圧を持つＭＯＳＦＥＴとが
一対として分圧電圧を形成し、上記電流出力用ＭＯＳＦ
ＥＴも上記分圧回路に対応して上記第１と第２のしきい
値電圧を持つＭＯＳＦＥＴが対として構成することによ
り、各セル電圧の低電圧領域までの動作を可能にするこ
とができるという効果が得られる。
値電圧を持つＭＯＳＦＥＴと、上記第１のしきい値電圧
よりも低い第２のしきい値電圧を持つＭＯＳＦＥＴとが
一対として分圧電圧を形成し、上記電流出力用ＭＯＳＦ
ＥＴも上記分圧回路に対応して上記第１と第２のしきい
値電圧を持つＭＯＳＦＥＴが対として構成することによ
り、各セル電圧の低電圧領域までの動作を可能にするこ
とができるという効果が得られる。
【００７７】（１１） 上記電圧電流変換回路として、
複数個の二次電池に対応した高い電池電圧が両端に印加
され、ゲートとドレインとが接続されることによってダ
イオード接続された複数のＭＯＳＦＥＴからなる分圧回
路と、上記分圧電圧がゲートとソース間に印加されて電
流信号に変換して出力する電流出力用ＭＯＳＦＥＴを用
い、上記電圧緩和回路として上記分圧回路で形成された
分圧電圧がゲートに印加された直列形態のＭＯＳＦＥＴ
を用いることにより、外部端子数を削減しつつ格別な高
耐圧化を施したＭＯＳＦＥＴを用いることなく電池電圧
に対応した電流信号を形成することができるという効果
が得られる。
複数個の二次電池に対応した高い電池電圧が両端に印加
され、ゲートとドレインとが接続されることによってダ
イオード接続された複数のＭＯＳＦＥＴからなる分圧回
路と、上記分圧電圧がゲートとソース間に印加されて電
流信号に変換して出力する電流出力用ＭＯＳＦＥＴを用
い、上記電圧緩和回路として上記分圧回路で形成された
分圧電圧がゲートに印加された直列形態のＭＯＳＦＥＴ
を用いることにより、外部端子数を削減しつつ格別な高
耐圧化を施したＭＯＳＦＥＴを用いることなく電池電圧
に対応した電流信号を形成することができるという効果
が得られる。
【００７８】（１２） 上記電圧電流変換回路として、
複数の二次電池の各電池電圧の一方の電圧が抵抗を介し
てソースに印加され、ゲートに上記各電池電圧の他方の
電圧が印加されて各電池電圧に対応した電流を流すよう
にされたＭＯＳＦＥＴを用い、上記電圧緩和回路とし
て、上記ゲートが接続された電圧よりも低い各二次電池
の相互接続点の電位がゲートに印加され、上記電流出力
用ＭＯＳＦＥＴと直列形態に接続されるＭＯＳＦＥＴを
用いることにより、回路の簡素化が図られるとともに上
記ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧を検出電圧として利用で
きるから電圧比較回路が不要にできるという効果が得ら
れる。
複数の二次電池の各電池電圧の一方の電圧が抵抗を介し
てソースに印加され、ゲートに上記各電池電圧の他方の
電圧が印加されて各電池電圧に対応した電流を流すよう
にされたＭＯＳＦＥＴを用い、上記電圧緩和回路とし
て、上記ゲートが接続された電圧よりも低い各二次電池
の相互接続点の電位がゲートに印加され、上記電流出力
用ＭＯＳＦＥＴと直列形態に接続されるＭＯＳＦＥＴを
用いることにより、回路の簡素化が図られるとともに上
記ＭＯＳＦＥＴのしきい値電圧を検出電圧として利用で
きるから電圧比較回路が不要にできるという効果が得ら
れる。
【００７９】（１３） 上記電流電圧変換回路を通した
電圧に基づき、上記過電圧状態を検出する第１の電圧検
出回路と、上記二次電池の負荷側の負極端子側の電位を
受け、その浮き上がりを検出する第２の電圧検出回路
と、上記第１の電圧検出回路の検出信号により一方のレ
ベルに安定し、上記第２の電圧検出回路の検出信号によ
り他方のレベルに反転させられるラッチ回路と、上記ラ
ッチ回路の一方のレベルでの安定状態における出力信号
によりオフ状態にされ、上記他方のレベルでの安定状態
における出力信号によりオン状態にされ、かつ上記二次
電池の負極側の電流経路に直列に挿入された過充電保護
スイッチと、上記過充電保護スイッチの両端に設けら
れ、充電動作時の電流方向とは逆方向に電流を流すよう
にされた一方向性素子とを更に設けることにより、高耐
圧化を施したＭＯＳＦＥＴを用いることなく、かつ使い
勝手のよい保護回路を構成することができるという効果
が得られる。
電圧に基づき、上記過電圧状態を検出する第１の電圧検
出回路と、上記二次電池の負荷側の負極端子側の電位を
受け、その浮き上がりを検出する第２の電圧検出回路
と、上記第１の電圧検出回路の検出信号により一方のレ
ベルに安定し、上記第２の電圧検出回路の検出信号によ
り他方のレベルに反転させられるラッチ回路と、上記ラ
ッチ回路の一方のレベルでの安定状態における出力信号
によりオフ状態にされ、上記他方のレベルでの安定状態
における出力信号によりオン状態にされ、かつ上記二次
電池の負極側の電流経路に直列に挿入された過充電保護
スイッチと、上記過充電保護スイッチの両端に設けら
れ、充電動作時の電流方向とは逆方向に電流を流すよう
にされた一方向性素子とを更に設けることにより、高耐
圧化を施したＭＯＳＦＥＴを用いることなく、かつ使い
勝手のよい保護回路を構成することができるという効果
が得られる。
【００８０】（１４） 上記二次電池保護回路を、電池
パックとしてリチュウムイオン電池と一体的に組み込む
ことにより、高い信頼性で使い勝手のよい二次電池を得
ることができるという効果が得られる。
パックとしてリチュウムイオン電池と一体的に組み込む
ことにより、高い信頼性で使い勝手のよい二次電池を得
ることができるという効果が得られる。
【００８１】以上本発明者よりなされた発明を実施例に
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、電池
セルを直列接続する数は、それが用いられる携帯用電子
機器等の負荷回路に対応して設定されればよい。過充電
状態を防止するための各セル電圧は、４．３Ｖ程度に制
限するというように安全性を高めるためのマージンを持
たせたものであってもよい。前記電池電流経路に設けら
れた保護回路を構成するスイッチ素子は、ＭＯＳＦＥＴ
の他にバイポーラ型トランジスタや他のスイッチ素子を
用いるようにしてもよい。上記ＭＯＳＦＥＴの場合に
は、ドレインとソース間の寄生ダイオードを利用するこ
とができるが、このような寄生ダイオードが無いときに
は、それと同等な電流を流すようなダイオードを各スイ
ッチに並列的に設けるようにすればよい。
基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種
々変更可能であることはいうまでもない。例えば、電池
セルを直列接続する数は、それが用いられる携帯用電子
機器等の負荷回路に対応して設定されればよい。過充電
状態を防止するための各セル電圧は、４．３Ｖ程度に制
限するというように安全性を高めるためのマージンを持
たせたものであってもよい。前記電池電流経路に設けら
れた保護回路を構成するスイッチ素子は、ＭＯＳＦＥＴ
の他にバイポーラ型トランジスタや他のスイッチ素子を
用いるようにしてもよい。上記ＭＯＳＦＥＴの場合に
は、ドレインとソース間の寄生ダイオードを利用するこ
とができるが、このような寄生ダイオードが無いときに
は、それと同等な電流を流すようなダイオードを各スイ
ッチに並列的に設けるようにすればよい。
【００８２】前記電圧変換回路で形成された電圧が充電
すべき電圧まで低下したことを検出し、それを携帯電子
装置等に警告信号として伝える等の端子を設けるように
するものであってもよい。この発明は、二次電池保護回
路として広く利用することができる。
すべき電圧まで低下したことを検出し、それを携帯電子
装置等に警告信号として伝える等の端子を設けるように
するものであってもよい。この発明は、二次電池保護回
路として広く利用することができる。
【００８３】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、複数個の二次電池を直列接
続して、上記複数個の二次電池に対応した高い電池電圧
を形成する二次電池の保護回路であって、電流電圧変換
回路において複数個のＭＯＳＦＥＴを直列接続してそれ
ぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を相互に分担し、
かつ、上記電池電圧に対応した電流信号を形成し、電圧
緩和回路において上記直列接続された複数のＭＯＳＦＥ
Ｔの相互接続点における電圧がゲートに印加された複数
のＭＯＳＦＥＴを用い、それぞれのゲート絶縁膜に印加
される電圧を相互に分担することにより格別な高耐圧化
を施すことなくそのゲート絶縁破壊を防止し、上記電流
を受ける電流電圧変換回路において上記電流信号をＭＯ
ＳＦＥＴのゲート耐圧電圧以下の低電圧の電圧信号に変
換し、上記電流電圧変換回路を通した電圧を測定して上
記二次電池の過電圧状態又は過放状態のいずれか少なく
とも１つを簡単な回路で検出することができる。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。すなわち、複数個の二次電池を直列接
続して、上記複数個の二次電池に対応した高い電池電圧
を形成する二次電池の保護回路であって、電流電圧変換
回路において複数個のＭＯＳＦＥＴを直列接続してそれ
ぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を相互に分担し、
かつ、上記電池電圧に対応した電流信号を形成し、電圧
緩和回路において上記直列接続された複数のＭＯＳＦＥ
Ｔの相互接続点における電圧がゲートに印加された複数
のＭＯＳＦＥＴを用い、それぞれのゲート絶縁膜に印加
される電圧を相互に分担することにより格別な高耐圧化
を施すことなくそのゲート絶縁破壊を防止し、上記電流
を受ける電流電圧変換回路において上記電流信号をＭＯ
ＳＦＥＴのゲート耐圧電圧以下の低電圧の電圧信号に変
換し、上記電流電圧変換回路を通した電圧を測定して上
記二次電池の過電圧状態又は過放状態のいずれか少なく
とも１つを簡単な回路で検出することができる。
【図１】この発明に係るこの発明に係る二次電池保護回
路に設けられる電池電圧検出回路の一実施例を示す基本
的回路図である。
路に設けられる電池電圧検出回路の一実施例を示す基本
的回路図である。
【図２】この発明に係る二次電池保護回路に設けられる
電池電圧検出回路の一実施例を示す具体的回路図であ
る。
電池電圧検出回路の一実施例を示す具体的回路図であ
る。
【図３】この発明に係る二次電池保護回路に設けられる
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
【図４】この発明に係る二次電池保護回路に設けられる
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
【図５】この発明に係る二次電池保護回路に設けられる
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
【図６】この発明に係る二次電池保護回路に設けられる
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
【図７】この発明に係る二次電池保護回路に設けられる
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
【図８】この発明に係る二次電池保護回路に設けられる
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
電池電圧検出回路の他の一実施例を示す具体的回路図で
ある。
【図９】この発明に係る二次電池保護回路に設けられる
電池電圧検出回路の更に他の一実施例を示す具体的回路
図である。
電池電圧検出回路の更に他の一実施例を示す具体的回路
図である。
【図１０】図１０には、この発明に係る二次電池保護回
路の一実施例を示す全体回路図である。
路の一実施例を示す全体回路図である。
Ｑ１〜Ｑ３０…ＭＯＳＦＥＴ、Ｒ１〜Ｒ７…抵抗、ＬＴ
１，ＬＴ２…ラッチ回路、Ｇ１〜Ｇ３…論理ゲート回
路、ＩＶ１…インバータ回路、ＣＯＭＰ１〜ＣＰＭＰ４
…電圧比較回路、Ｄ１，Ｄ２…ダイオード。
１，ＬＴ２…ラッチ回路、Ｇ１〜Ｇ３…論理ゲート回
路、ＩＶ１…インバータ回路、ＣＯＭＰ１〜ＣＰＭＰ４
…電圧比較回路、Ｄ１，Ｄ２…ダイオード。
Claims (14)
- 【請求項１】 複数個の二次電池を直列接続して、上記
複数個の二次電池に対応した高い電池電圧を形成する二
次電池に設けられる二次電池保護回路であって、 複数個のＭＯＳＦＥＴが直列接続されることによって、
それぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を相互に分担
し、かつ、上記電池電圧に対応した電流信号を形成する
電圧電流変換回路と、 上記直列接続された複数のＭＯＳＦＥＴの相互接続点に
おける電圧がゲートに印加される複数のＭＯＳＦＥＴを
用い、それぞれのゲート絶縁膜に印加される電圧を相互
に分担しつつ、上記電圧電流変換回路で形成された電流
を伝える電圧緩和回路と、 上記電圧緩和回路を通した電流を受け、ＭＯＳＦＥＴの
ゲート耐圧電圧以下の低電圧の電圧信号に変換する電流
電圧変換回路と、 上記電流電圧変換回路を通した電圧を測定して上記二次
電池の過電圧状態又は過放状態のいずれか少なくとも１
つを検出する電圧測定回路を備えてなることを特徴とす
る二次電池保護回路。 - 【請求項２】 請求項１において、 上記電圧電流変換回路は、 複数の二次電池の各電池電圧が両端に印加され、ゲート
とドレインが接続されて上記電池電圧に対応した電流を
流すようにされた２つのＭＯＳＦＥＴと、 上記２つのＭＯＳＦＥＴのうちのいずれか１つのＭＯＳ
ＦＥＴとゲート及びソースが共通接続された電流出力用
ＭＯＳＦＥＴからなることを特徴とする二次電池保護回
路。 - 【請求項３】 請求項１において、 上記電圧緩和回路は、 上記各二次電池の相互接続点の電位がゲートに印加さ
れ、上記電流出力用ＭＯＳＦＥＴと直列形態に接続され
るＭＯＳＦＥＴからなることを特徴とする二次電池保護
回路。 - 【請求項４】 請求項３において、 上記電圧電流変換回路は、 上記直列形態に接続された各電池電圧に対応した複数の
電流出力用ＭＯＳＦＥＴを備え、 上記電圧緩和回路は、複数の電池電圧のうち、２個以上
の電池電圧が加算されるものに設けられるものであり、 上記電流電圧変換回路は、上記各電池電圧に対応した複
数の電流出力用ＭＯＳＦＥＴに対応した複数個が設けら
れるものであることを特徴とする二次電池保護回路。 - 【請求項５】 請求項４において、 上記複数個の電流電圧変換回路の出力電圧は、電池選択
回路を通して１つが選ばれて出力されるものであること
を特徴とする二次電池保護回路。 - 【請求項６】 請求項２において、 上記電圧電流変換回路は、 複数の二次電池の各電池電圧の一方の電圧がソース側に
印加され、ゲートとドレインが接続された第１ＭＯＳＦ
ＥＴと、 上記各電池電圧の他方の電圧がゲートに印加され、その
ソースが上記ＭＯＳＦＥＴのドレインに接続された第２
ＭＯＳＦＥＴからなり、 上記第２のＭＯＳＦＥＴは上記電圧緩和回路も兼ねるも
のであることを特徴とする二次電池保護回路。 - 【請求項７】 請求項６において、 上記第１ＭＯＳＦＥＴには、同じサイズでゲートとドレ
インが接続されたＭＯＳＦＥＴが更に直列に接続される
ものであることを特徴とする二次電池保護回路。 - 【請求項８】 請求項２ないし請求項７のいずれかにお
いて、 上記電圧電流変換回路を構成するＭＯＳＦＥＴのうち、
各電池電圧の一方の電圧にゲートとドレインが供給され
るＭＯＳＦＥＴは、活性化信号によりスイッチ制御され
るＭＯＳＦＥＴにより、上記各電池電圧の一方の電圧と
他方の電圧とが選択的に印加されて、上記電圧電流変換
回路の動作が上記活性化信号に対応して動作状態と非動
作状態に切り替え可能にされるものであることを特徴と
する二次電池保護回路。 - 【請求項９】 請求項８において、 上記各電池電圧は、複数の二次電池が均等に消耗するよ
う電流を流すダミー負荷回路からなる電池片減り対策回
路が設けられるものであることを特徴とする二次電池保
護回路。 - 【請求項１０】 請求項２において、 上記分圧回路は、第１のしきい値電圧を持つＭＯＳＦＥ
Ｔと、上記第１のしきい値電圧よりも低い第２のしきい
値電圧を持つＭＯＳＦＥＴとが一対とされて分圧電圧を
形成するものであり、 上記電流出力用ＭＯＳＦＥＴも上記分圧回路に対応して
上記第１と第２のしきい値電圧を持つＭＯＳＦＥＴが対
とされて構成されることを特徴とする二次電池保護回
路。 - 【請求項１１】 請求項１において、 上記電圧電流変換回路は、 複数個の二次電池に対応した高い電池電圧が両端に印加
され、ゲートとドレインとが接続されることによってダ
イオード接続された複数のＭＯＳＦＥＴからなる分圧回
路と、上記分圧電圧がゲートとソース間に印加されて電
流信号に変換して出力する電流出力用ＭＯＳＦＥＴから
なり、 上記電圧緩和回路は、上記分圧回路で形成された分圧電
圧がゲートに印加された直列形態のＭＯＳＦＥＴからな
ることを特徴とする二次電池保護回路。 - 【請求項１２】 請求項１において、 上記電圧電流変換回路は、 複数の二次電池の各電池電圧の一方の電圧が抵抗を介し
てソースに印加され、ゲートに上記各電池電圧の他方の
電圧が印加されて各電池電圧に対応した電流を流すよう
にされたＭＯＳＦＥＴからなり、 上記電圧緩和回路は、 上記ゲートが接続された電圧よりも低い各二次電池の相
互接続点の電位がゲートに印加され、上記電流出力用Ｍ
ＯＳＦＥＴと直列形態に接続されるＭＯＳＦＥＴからな
ることを特徴とする二次電池保護回路。 - 【請求項１３】 請求項１ないし請求項１２のいずれか
において、 上記電流電圧変換回路を通した電圧に基づき、上記過電
圧状態を検出する第１の電圧検出回路と、 上記二次電池の負荷側の負極端子側の電位を受け、その
浮き上がりを検出する第２の電圧検出回路と、 上記第１の電圧検出回路の検出信号により一方のレベル
に安定し、上記第２の電圧検出回路の検出信号により他
方のレベルに反転させられるラッチ回路と、 上記ラッチ回路の一方のレベルでの安定状態における出
力信号によりオフ状態にされ、上記他方のレベルでの安
定状態における出力信号によりオン状態にされ、かつ上
記二次電池の負極側の電流経路に直列に挿入された過充
電保護スイッチと、 上記過充電保護スイッチの両端に設けられ、充電動作時
の電流方向とは逆方向に電流を流すようにされた一方向
性素子とを更に備えてなることを特徴とする二次電池保
護回路。 - 【請求項１４】 請求項１３において、 上記二次電池保護回路は、電池パックとしてリチュウム
イオン電池と一体的に組み込まれるものであることを特
徴とする二次電池保護回路。
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