JP6659968B2 - 電池パック、二次電池保護集積回路、電池監視モジュール及びデータ読み出し方法 - Google Patents

電池パック、二次電池保護集積回路、電池監視モジュール及びデータ読み出し方法 Download PDF

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Description

本発明は、電池パック、二次電池保護集積回路、電池監視モジュール及びデータ読み出し方法に関する。
従来、電池を収納するケースがユーザにより分解されたことを検知する技術が知られている。例えば、電池を収納しているケースが分解されると、分解を検出する分解検出スイッチから出力される分解検出信号をメモリに記憶させる技術が存在する（例えば、特許文献１を参照）。また、電池パックが分解されたとき、光センサが外光を感知することにより、分解信号を不揮発性メモリに記憶させる技術が存在する（例えば、特許文献２を参照）。
特開２００７−２７３３１５号公報 特開２０１０−２１８７０４号公報
しかしながら、従来の技術では、異常検出の履歴を不揮発性メモリに記憶させるため、回路規模が増大しやすい。
そこで、本開示では、異常検出の履歴を記憶する回路規模の増大を抑制できる電池パック、二次電池保護集積回路及び電池監視モジュールが提供される。
本開示の一態様では、
二次電池と、前記二次電池から常時供給される電圧で動作し、前記二次電池を過充電、過放電及び過電流から保護する二次電池保護集積回路とを備え、筐体とカバーとを有する電子機器に収容される電池パックであって、
前記電池パック又は前記電池パックを覆う前記カバーが開封されることにより入射する外光を感知することによって、前記電池パック又は前記カバーの開封を検知したことを表す異常信号を出力する少なくとも一つの受光センサを備え、
前記二次電池保護集積回路は、
前記異常信号を検出したことを表す異常検出信号を出力する検出回路と、
前記異常検出信号が所定時間以上継続して入力されたときに１ショットパルスを出力する遅延回路と、
前記１ショットパルスが生成された回数をカウントするＮビット（Ｎは１よりも大きな整数）以上のカウンタとを備え、
前記カウンタは、２（Ｎ−１）のカウントまでに動作を停止し、前記回数を記録し、
前記回数は、前記二次電池からの常時給電により記録され、履歴として保持されるものである、電池パックが提供される。
また、本開示の一態様では、
筐体とカバーとを有する電子機器に収容され、二次電池から常時供給される電圧で動作し、前記二次電池を過充電、過放電及び過電流から保護する二次電池保護集積回路であって、
前記二次電池を内蔵する電池パック又は前記電池パックを覆う前記カバーが開封されることにより入射する外光を感知することによって、前記電池パック又は前記カバーの開封を受光センサが検知したことを表す異常信号を検出し、前記異常信号を検出したことを表す異常検出信号を出力する検出回路と、
前記異常検出信号が所定時間以上継続して入力されたときに１ショットパルスを出力する遅延回路と、
前記１ショットパルスが生成された回数をカウントするＮビット（Ｎは１よりも大きな整数）以上のカウンタとを備え、
前記カウンタは、２（Ｎ−１）のカウントまでに動作を停止し、前記回数を記録し、
前記回数は、前記二次電池からの常時給電により記録され、履歴として保持されるものである、二次電池保護集積回路が提供される。
また、本開示の一態様では、
二次電池に接続されるスイッチ回路と、前記二次電池から常時供給される電圧で動作し、前記スイッチ回路を制御することによって前記二次電池を過充電、過放電及び過電流から保護する二次電池保護集積回路とを備え、筐体とカバーとを有する電子機器に収容される電池監視モジュールであって、
前記二次電池保護集積回路は、
前記二次電池を内蔵する電池パック又は前記電池パックを覆う前記カバーが開封されることにより入射する外光を感知することによって、前記電池パック又は前記カバーの開封を受光センサが検知したことを表す異常信号を検出し、前記異常信号を検出したことを表す異常検出信号を出力する検出回路と、
前記異常検出信号が所定時間以上継続して入力されたときに１ショットパルスを出力する遅延回路と、
前記１ショットパルスが生成された回数をカウントするＮビット（Ｎは１よりも大きな整数）以上のカウンタとを備え、
前記カウンタは、２（Ｎ−１）のカウントまでに動作を停止し、前記回数を記録し、
前記回数は、前記二次電池からの常時給電により記録され、履歴として保持されるものである、電池監視モジュールが提供される。
また、本開示の一態様では、
筐体とカバーとを有する電子機器に収容され、二次電池から常時供給される電圧で動作し、前記二次電池を過充電、過放電及び過電流から保護する二次電池保護集積回路からデータを読み出すデータ読み出し方法であって、
前記二次電池保護集積回路は、
前記二次電池を内蔵する電池パック又は前記電池パックを覆う前記カバーが開封されることにより入射する外光を感知することによって、前記電池パック又は前記カバーの開封を受光センサが検知したことを表す異常信号が入力される入力端子と、
前記入力端子に入力された前記異常信号を検出したことを表す異常検出信号を出力する検出回路と、
前記異常検出信号が所定時間以上継続して入力されたときに１ショットパルスを出力する遅延回路と、
前記１ショットパルスが生成された回数をカウントするＮビット（Ｎは１よりも大きな整数）以上のカウンタとを備え、
前記カウンタは、２（Ｎ−１）のカウントまでに動作を停止し、前記回数を記録し、
前記回数は、前記二次電池からの常時給電により記録され、履歴として保持されるものであり、
前記入力端子にチェックパルスを入力し、前記カウンタからキャリーが出力されるまでの前記チェックパルスをカウントする、データ読み出し方法が提供される。
本開示に係る二次電池保護集積回路、二次電池保護装置又は電池監視モジュールによれば、異常検出の履歴を記憶する回路規模の増大を抑制することができる。
電池パックの構成の一例を示す図である。 電池パック内の回路構成の一例を示す図である。 電池パックを覆うパッケージが開封された状態の一例を示す図である。 二次電池保護集積回路の一部の第１の構成例を示す図である。 二次電池保護集積回路の一部の第２の構成例を示す図である。 二次電池保護集積回路の一部の第３の構成例を示す図である。 電気的特性の一つである検出特性の設定変更の一例を示す図である。 電気的特性の一つである遅延時間の設定変更の一例を示す図である。 二次電池保護集積回路の一部の一具体例を示す図である。 二次電池保護集積回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。
以下、本開示の実施形態を図面に従って説明する。
図１は、電池パックの構成の一例を示す図である。電池パック１は、例えば、携帯用電子機器の電源として用いられる。電池パック１を搭載する携帯用電子機器の具体例として、携帯電話、スマートフォンなどが挙げられる。電池パック１は、二次電池２と、電池監視モジュール３とを備える。なお、電池パックの外観形状は、図示の形態に限られない。
二次電池２は、正極２ａと負極２ｂとを有する二次電池の一例である。二次電池２の具体例として、リチウムイオン電池などが挙げられる。
電池監視モジュール３は、二次電池２の状態を監視する。電池監視モジュール３は、スイッチ回路１４と、保護ＩＣ（Integrated Circuit）５と、スイッチ回路１４及び保護ＩＣ５が実装される基板４とを備える。基板４は、例えば、プリント基板である。
基板４の裏面には、二次電池２の側面に設けられた正極２ａに接続される正側電極部と、二次電池２の側面に設けられた負極２ｂに接続される負側電極部とが設けられている。基板４の主面の一方の側（図上、右側）には、携帯電話などの携帯用電子機器や二次電池２を充電する充電器などが接続される負荷接続端子４ａ，４ｂが設けられている。
負荷接続端子４ａは、基板４の配線を介して正極２ａに接続され、負荷接続端子４ｂは、基板４の配線を介して負極２ｂに接続される。基板４の主面の中央部には、二次電池２を保護する保護ＩＣ５が実装されている。
保護ＩＣ５は、二次電池２に接続されるスイッチ回路１４を制御することによって二次電池２を保護する二次電池保護集積回路の一例である。保護ＩＣ５は、例えば、二次電池２における過充電、過放電及び過電流などの監視を行い、その監視結果に基づいて二次電池２を過充電等から保護する動作を行う半導体チップである。基板４の主面の他方の側（図上、左側）には、スイッチ部６，７を含むスイッチ回路１４が実装されている。
図２は、電池パック内の回路構成の一例を示す図である。
保護ＩＣ５には、電源端子ＶＤＤ、グランド端子ＶＳＳ、放電制御端子ＤＯＵＴ、充電制御端子ＣＯＵＴ、電流検出端子ＶＭ及びセンサ入力端子ＳＴが設けられている。二次電池２の正極２ａには抵抗素子９を介して電源端子ＶＤＤが接続されている。二次電池２の負極２ｂ（基準グランド電位）には、グランド端子ＶＳＳが接続されている。電源端子ＶＤＤとグランド端子ＶＳＳとの間にはキャパシタ１０が接続されている。
保護ＩＣ５は、二次電池２を常時保護する。そのため、保護ＩＣ５には、電源電圧ＶＢが二次電池２の電池電圧に応じて常時供給されている。
二次電池２の負極２ｂには、スイッチ部６の一方の接続部が接続されており、スイッチ部６の他方の接続部には、スイッチ部７の一方の接続部が接続されている。
スイッチ部７の他方の接続部には、抵抗素子１１を介して電流検出端子ＶＭが接続されている。スイッチ部７の他方の接続部と二次電池２の正極２ａとの間には、負荷８（例えば、携帯電話などの携帯用電子機器、二次電池２を充電する充電器など）が接続される。
スイッチ部６の制御端子には、放電制御端子ＤＯＵＴが接続されており、スイッチ部７の制御端子には、充電制御端子ＣＯＵＴが接続されている。スイッチ部６は、放電制御端子ＤＯＵＴから出力される放電制御信号に基づいて、オン（導通）又はオフ（非導通）となる。スイッチ部７は、充電制御端子ＣＯＵＴから出力される充電制御信号に基づいて、オン（導通）又はオフ（非導通）となる。スイッチ部６，７は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等のトランジスタである。
保護ＩＣ５は、検出部１５と、制御回路１８とを備える。制御回路１８は、検出部１５による検出結果に応じて、少なくとも一つの制御端子から制御信号を出力する。検出部１５は、アナログ回路によって形成されている。制御回路１８は、ロジック回路によって形成されている。
検出部１５は、例えば、二次電池２を過充電から保護するため、電源端子ＶＤＤとグランド端子ＶＳＳとの間の電源電圧ＶＢを監視する過充電検出回路を備える。電源電圧ＶＢが所定の過充電検出閾値Ｖｄｅｔ１以上になることが過充電検出回路により検出された場合、制御回路１８は、スイッチ部７をオフさせる充電制御信号を充電制御端子ＣＯＵＴから出力する（過充電保護動作）。スイッチ部７がオフされることにより、二次電池２の充電方向の電流が遮断されるため、二次電池２が過充電されることを防止することができる。
制御回路１８は、電源電圧ＶＢが所定の過充電検出閾値Ｖｄｅｔ１以上になることが過充電検出回路により検出されてから所定の過充電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ１の経過後に、スイッチ部７をオフさせる充電制御信号を出力してもよい。過充電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ１の経過を待つことにより、過充電の誤検出によるスイッチ部７のオフを防止することができる。
検出部１５は、例えば、二次電池２を過放電から保護するため、電源端子ＶＤＤとグランド端子ＶＳＳとの間の電源電圧ＶＢを監視する過放電検出回路を備える。電源電圧ＶＢが所定の過放電検出閾値Ｖｄｅｔ２以下になることが過放電検出回路により検出された場合、制御回路１８は、スイッチ部６をオフさせる放電制御信号を放電制御端子ＤＯＵＴから出力する（過放電保護動作）。スイッチ部６がオフされることにより、二次電池２の放電方向の電流が遮断されるため、二次電池２が過放電されることを防止することができる。
制御回路１８は、電源電圧ＶＢが所定の過放電検出閾値Ｖｄｅｔ２以下になることが過放電検出回路により検出されてから所定の過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２の経過後に、スイッチ部６をオフさせる放電制御信号を出力してもよい。過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２の経過を待つことにより、過放電の誤検出によるスイッチ部６のオフを防止することができる。
検出部１５は、例えば、二次電池２を放電過電流から保護するため、電流検出端子ＶＭとグランド端子ＶＳＳとの間の電流検出電圧ＶＩを監視する放電過電流検出回路を備える。電流検出電圧ＶＩが所定の放電過電流検出閾値Ｖｄｅｔ３以上になることが放電過電流検出回路により検出された場合、制御回路１８は、スイッチ部６をオフさせる放電制御信号を放電制御端子ＤＯＵＴから出力する（放電過電流保護動作）。スイッチ部６がオフされることにより、二次電池２の放電方向の電流が遮断されるため、二次電池２を放電する方向に過電流が流れることを防止することができる。
制御回路１８は、電流検出電圧ＶＩが所定の放電過電流検出閾値Ｖｄｅｔ３以上になることが放電過電流検出回路により検出されてから所定の放電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ３の経過後に、スイッチ部６をオフさせる放電制御信号を出力してもよい。放電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ３の経過を待つことにより、放電過電流の誤検出によるスイッチ部６のオフを防止することができる。
検出部１５は、例えば、二次電池２を充電過電流から保護するため、電流検出端子ＶＭとグランド端子ＶＳＳとの間の電流検出電圧ＶＩを監視する充電過電流検出回路を備える。電流検出電圧ＶＩが所定の充電過電流検出閾値Ｖｄｅｔ４以下になることが充電過電流検出回路により検出された場合、制御回路１８は、スイッチ部７をオフさせる充電制御信号を充電制御端子ＣＯＵＴから出力する（充電過電流保護動作）。スイッチ部７がオフされることにより、二次電池２の充電方向の電流が遮断されるため、二次電池２を充電する方向に過電流が流れることを防止することができる。
制御回路１８は、電流検出電圧ＶＩが所定の充電過電流検出閾値Ｖｄｅｔ４以下になることが充電過電流検出回路により検出されてから所定の充電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ４の経過後に、スイッチ部７をオフさせる充電制御信号を出力してもよい。充電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ４の経過を待つことにより、充電過電流の誤検出によるスイッチ部７のオフを防止することができる。
センサ入力端子ＳＴは、入力端子の一例である。センサ入力端子ＳＴには、チェック端子１３及びセンサ１２が接続されている。チェック端子１３は、上述の基板４に設けられている。チェック端子１３には、検査装置又は電子機器等の外部装置２３（図４等参照）が接続される。チェック端子１３が設けられていることにより、外部装置２３が、保護ＩＣ５が基板４に実装されている状態でセンサ入力端子ＳＴにアクセスすることが容易になる。チェック端子１３の具体例として、電極、ランド、コネクタなどが挙げられる。
図２において、センサ１２は、電池パック１又は電池パック１を搭載する電子機器の異常を検知し、その異常を検知したことを表す異常信号を出力する。センサ１２から出力された異常信号は、センサ入力端子ＳＴに入力される。センサ１２は、二次電池２の正極２ａに接続されており、二次電池２から常時給電されている。センサ１２は、例えば、電池パック１又は電池パック１を覆うカバーの開封を検知し、その開封を検知したことを表す異常信号を出力する。
なお、「電池パックを覆うカバーの開封」には、ケースが電池パックを覆う形態の場合、そのケースが開封されることの意味が含まれる。
図３は、電池パックを覆うカバーが開封された状態の一例を示す図である。電池パック１は、電子機器２０の電源として使用されている。電子機器２０は、例えば、スマートフォン等の携帯用電子機器である。
電子機器２０は、電池パック１を収容する筐体２１と、筐体２１に収容された電池パック１を覆うカバー２２とを有する。カバー２２は、電子機器２０の通常の使用形態では、筐体２１に収容された電池パック１を覆うように筐体２１に組み合わされている。
カバー２２が開封されることにより、センサ１２は、その開封を検知したことを表す異常信号を出力する。センサ１２の搭載場所は、電池パック１でもよいし、筐体２１でもよい。センサ１２が電池パック１に搭載される形態では、センサ１２は電池パック１の外表面に設置されても、電池パック１の内部（例えば、上述の基板４）に設置されてもよい。
センサ１２は、例えば、カバー２２の開封を検知する受光センサである。受光センサは、カバー２２が開封されることにより入射する外光を感知することによって、カバー２２が開封されたことを検知する。受光センサが電池パック１の内部に設置された形態では、受光センサは、例えば、電池パック１の外表面に形成された窓を介して入射する外光を感知する。
なお、図３は、電子機器２０の一部品であるカバー２２の開封をセンサ１２が検知する形態の一例を示す。しかしながら、センサ１２は、電池パック１自体の開封を検知して、その開封を検知したことを表す異常信号を出力するデバイスでもよい。この場合、センサ１２は、電池パック１に内蔵される。
図４は、二次電池保護集積回路の一部の第１の構成例を示す図である。図４に示した二次電池保護集積回路の一例である保護ＩＣ５は、検出回路５０、遅延回路６０、カウンタ７０及び停止回路８０を備える。
検出回路５０は、センサ１２からセンサ入力端子ＳＴを介して入力された異常信号を検出し、当該異常信号を検出したことを表す異常検出信号（以下、「異常検出信号Ｓｄ」と称する）を出力する。
遅延回路６０は、異常検出信号Ｓｄに対して遅延したパルスＣＫを出力する。遅延回路６０は、異常検出信号Ｓｄが遅延回路６０に入力されたタイミングから所定の遅延時間の経過時に１ショットのパルスＣＫを出力する。遅延回路６０は、異常検出信号Ｓｄが遅延回路６０に入力されたタイミングから所定の遅延時間の経過するまでにその異常検出信号Ｓｄの入力が無くなった場合には、１ショットのパルスＣＫを出力しない。遅延回路６０は、例えば、遅延時間をタイマにより生成する。
カウンタ７０は、パルスＣＫが遅延回路６０により生成された回数をカウントし、２（Ｎ−１）のカウントまでに動作を停止するカウンタの一例である（Ｎは１よりも大きな整数）。カウンタ７０は、パルスＣＫをカウントした値（カウント値）を表す値（例えば、２進数、あるいは２進化１０進数（ＢＣＤ（Binary Coded Decimal）など）を出力する。カウンタ７０は、例えば、縦続接続された複数のフリップフロップを含んで構成されている。これらのフリップフロップは、Ｔフリップフロップ（トグルフリップフロップ）でもよいし、計数回路を有する他の方式のフリップフロップでもよい。カウンタ７０の形式は、同期式でも非同期式でもよい。カウンタ７０は、ロジック回路によって形成されている。
したがって、本実施形態によれば、検出回路５０が異常信号を検出した回数（異常検出回数）をカウンタ７０にカウント値として記録することができる。カウンタ７０は汎用のロジック回路によって構成することが可能であるため、異常検出回数を不揮発性メモリに記憶する形態に比べて、異常検出回数を記憶する回路規模の増大を抑制することができる。このように、本実施形態によれば、異常検出の履歴を記憶する回路規模の増大を抑制することができる。回路規模の増大が抑えられるので、例えば、保護ＩＣ５のコストダウンや小型化が可能となる。
また、保護ＩＣ５は、二次電池２から常時給電されている。そのため、不揮発性メモリを使用しなくても、カウンタ７０に異常検出の履歴を残すことが可能である。
また、センサ１２による異常信号又は検出回路５０による異常検出信号Ｓｄがノイズ等によって誤って発生しても、パルスＣＫが遅延回路６０から出力されないため、異常検出回数がカウンタ７０に誤って記録されることを防止することができる。
また、保護ＩＣ５は、カウンタ７０から出力されるキャリーに基づいて、カウンタ７０によるパルスＣＫのカウントを停止させる停止回路８０を備えてもよい。カウンタ７０内のフリップフロップの縦続接続数をｎとする。カウンタ７０にカウント値として記憶される異常検出回数が２（ｎ−１）回（ｎ＝４のとき８回）に達すると、カウンタ７０の（ｎ−１）段目のフリップフロップのオーバーフローを示すキャリーが出力される。しかしながら、パルスＣＫのカウント数が２ｎ回（ｎ＝４のとき１６回）以上になると、カウンタ７０に記憶されるカウント値は零に戻ってしまう。そこで、停止回路８０を備えることによって、カウンタ７０にカウント値として記憶される異常検出回数が２（ｎ−１）回に達すると、パルスＣＫのカウントを止めることができる。その結果、カウンタ７０がパルスＣＫを必要以上にカウントすることにより異常検出回数が零になってしまうことを防ぐことができる。
図５は、二次電池保護集積回路の一部の第２の構成例の一例である。図５に示した二次電池保護集積回路の一例である保護ＩＣ５は、設定回路９０と、バッファ９１，９２と、スイッチ９３とを有する。設定回路９０は、カウンタ７０に保持されたカウント値に応じて、保護ＩＣ５の電気的特性を設定する。設定回路９０は、ロジック回路によって形成されている。設定回路９０は、例えば、カウンタ７０に保持されたカウント値に応じて、スイッチ９３をオンさせるか否かのスイッチ信号を出力するデコード回路を含む。
図示の形態では、設定回路９０は、カウンタ７０のカウント値に応じて、保護ＩＣ５の充電制御端子ＣＯＵＴの出力インピーダンスを変更する。出力インピーダンスは、保護ＩＣ５の電気的特性の一例である。設定回路９０は、例えば、カウント値が０のとき、スイッチ９３をオフとし、カウント値が１以上のとき、スイッチ９３をオンとする。スイッチ９３のオンにより、抵抗分を有するバッファ９１，９２が並列に接続されるので、充電制御端子ＣＯＵＴの出力インピーダンスが低下する。
したがって、検査装置等の外部装置２３は、充電制御端子ＣＯＵＴの出力インピーダンスの違いに応じて、カウンタ７０に記憶された異常検出回数を読み出すことができる。例えば、外部装置２３は、充電制御端子ＣＯＵＴの出力インピーダンスのモニタ値が第１の抵抗値である場合、異常検出回数は０回と認識でき、当該モニタ値が第１の抵抗値よりも低い第２の抵抗値である場合、異常検出回数は１回以上と認識できる。ただし、出力インピーダンスが変化しても、充電制御端子ＣＯＵＴから出力される電圧レベルは変化しないので、充電制御端子ＣＯＵＴの外部に接続されるスイッチ部７の動作に影響を及ぼさない。
なお、設定回路９０は、カウンタ７０のカウント値に応じて、保護ＩＣ５の放電制御端子ＤＯＵＴの出力インピーダンスを変更してもよい。この場合でも、外部装置２３は、放電制御端子ＤＯＵＴの出力インピーダンスのモニタ値の違いによって、カウンタ７０に記憶された異常検出回数を取得できる。
本開示に係るデータ読み出し方法によれば、異常検出の履歴を簡単に読み出すことができる。
図６は、二次電池保護集積回路の一部の第３の構成例の一例である。図６に示した設定回路９０は、カウンタ７０のカウント値に応じて、検出部１５の電気的特性と制御回路１８の電気的特性の少なくとも一方を変更する。検出部１５の電気的特性と制御回路１８の電気的特性は、いずれも、保護ＩＣ５の電気的特性の一例である。
検出部１５は、電源端子ＶＤＤとグランド端子ＶＳＳとの間の電源電圧ＶＢを監視する。検出部１５は、例えば、上述の過充電検出回路又は過放電検出回路である。検出部１５は、電源電圧ＶＢを検出抵抗１６により分圧することによって電源電圧ＶＢを監視する。検出部１５は、電源電圧ＶＢを検出抵抗１６により分圧した電圧（分圧電圧ｂ）と基準電圧ＶＲＥＦとを比較する比較器１７を有し、比較器１７による比較結果信号ｃを制御回路１８に出力する。つまり、基準電圧ＶＲＥＦは、上述の過充電検出閾値Ｖｄｅｔ１に対応する電圧である。
なお、検出部１５において、比較器１７が電流検出端子ＶＭとグランド端子ＶＳＳとの間の電流検出電圧ＶＩを監視する構成であれば、上述の放電過電流検出回路又は充電過電流検出回路を実現することができる。
制御回路１８は、比較器１７の比較結果信号ｃに基づいて、スイッチ部６又はスイッチ部７をオフさせることによって、過充電、過放電、放電過電流、充電過電流の少なくとも一つから二次電池２を保護する。
設定回路９０は、カウンタ７０に保持されたカウント値を用いてトリミングを行うことによって、検出部１５の電気的特性の一つである検出特性を設定する。設定回路９０は、例えば、カウンタ７０に保持されたカウント値をデコードして出力するデコード回路を有する。設定回路９０は、このデコード回路の出力信号に応じて検出抵抗１６の抵抗値を選択することによって、電源端子ＶＤＤとグランド端子ＶＳＳとの間の電源電圧ＶＢの分圧比をトリミングする。これにより、検出部１５の過充電等の検出特性が設定変更される。
図７は、電気的特性の一つである検出特性の設定変更の一例を示す図である。設定回路９０は、カウント値が例えば１以上の所定値を超えた場合、過充電検出閾値Ｖｄｅｔ１の設定値を低下させ、過放電検出閾値Ｖｄｅｔ２の設定値を上昇させる。これにより、異常検出回数が当該所定値を超えた場合、電池パックの使用範囲を狭めることができる。その結果、ユーザの継続使用を制限することができる。なお、設定回路９０は、カウンタ７０に保持されたカウント値に応じて、放電過電流検出閾値Ｖｄｅｔ３と充電過電流検出閾値Ｖｄｅｔ４の少なくとも一方を変更してもよい。
図６において、設定回路９０は、カウンタ７０に保持されたカウント値に応じて、制御回路１８が信号を遅延させる遅延時間を設定してもよい。制御回路１８が信号を遅延させる遅延時間の具体例として、上述の、過充電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ１、過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２、放電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ３、充電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ４などが挙げられる。
図８は、電気的特性の一つである遅延時間の設定変更の一例を示す図である。設定回路９０は、カウント値が所定値を超えた場合、過充電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ１の設定値を減少させる。これにより、電池パックの使用範囲を狭めることができる。これにより、異常検出回数が当該所定値を超えた場合、電池パックの使用範囲を狭めることができる。その結果、ユーザの継続使用を制限することができる。なお、設定回路９０は、カウンタ７０に保持されたカウント値に応じて、過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２、放電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ３、充電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ４の少なくとも一方を変更してもよい。
図９は、二次電池保護集積回路の一部の一具体例を示す図である。図１０は、図９が示す二次電池保護集積回路の動作の一例を示すタイミングチャートである。図９は、センサ１２が受光センサの場合の一例を示す。
図９が示すセンサ１２は、フォトトランジスタ１２ａと抵抗素子１２ｂとが直列に接続された直列回路を有する。フォトトランジスタ１２ａは、外光を感知していない状態ではオフとなり、外光を感知している状態でオンとなる。
検出回路５０は、抵抗素子５３，５９と、センサ１２からの異常信号を検出する異常検出部５１と、外部装置２３からの初期化信号を検出する初期化検出部５２とを有する。
抵抗素子５３，５９は、電源端子ＶＤＤとグランド端子ＶＳＳとの間の中間電圧（例えば、電源電圧ＶＢを０．５倍した電圧）を生成する分圧回路の一例である。
異常検出部５１は、異常信号を検出したことを表す異常検出信号Ｓｄを出力する。異常検出部５１は、ＰＭＯＳ５６と、定電流源５７と、インバータ５８とを有する。ＰＭＯＳは、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴの略語を表す。
異常検出部５１は、センサ１２が開封を検知すると、フォトトランジスタ１２ａがオフからオンに切り替わることにより、センサ入力端子ＳＴの論理レベルは、中間電圧レベルからハイレベルとなる。その結果、ＰＭＯＳ５６はオンからオフに切り替わるので、インバータ５８から出力される信号のレベルはローレベルからハイレベルに切り替わる。つまり、ハイレベルの異常検出信号Ｓｄがインバータ５８から出力される。
一方、初期化検出部５２は、初期化信号が検出されたことを表す初期化検出信号を出力する。初期化検出部５２は、ＮＭＯＳ５５と、定電流源５４とを有する。ＮＭＯＳは、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴの略語を表す。ＮＭＯＳ５５は、電源端子ＶＤＤとグランド端子ＶＳＳとの間の中間電圧が入力されることにより、オンしている。
初期化検出部５２は、外部装置２３の入出力ポートからチェック端子１３にローレベルの初期化信号が入力されると、センサ入力端子ＳＴの論理レベルは、中間電圧レベルからローレベルとなる。その結果、ＮＭＯＳ５５はオンからオフに切り替わるので、ＮＭＯＳ５５から出力される信号のレベルはローレベルからハイレベルに切り替わる。つまり、ハイレベルの初期化検出信号がＮＭＯＳ５５から出力される。
遅延回路６０は、異常検出信号Ｓｄに対して遅延したパルスＣＫを出力するタイマ６１を有する。タイマ６１は、異常検出信号Ｓｄを遅延時間ｔ１以上検出した場合、１ショットのパルスＣＫを出力する。
遅延回路６０は、初期化検出信号に対して遅延したパルスＣＫを出力するタイマ６２を有する。タイマ６２は、初期化検出信号を遅延時間ｔＲ以上検出した場合、ハイレベルのリセット信号ＲＳを出力する（図１０参照）。
カウンタ７０は、複数（図示の場合、４つ）の縦続接続されたＴフリップフロップ７１，７２，７３，７４を有する。Ｔフリップフロップ７１，７２，７３，７４は、それぞれ、入力端子Ｔ、出力端子Ｑ及びクリア端子Ｃを有し、入力端子Ｔに与えられる論理が１周期変化するたびに出力端子Ｑのレベルが反転するように動作する。カウンタ７０は、異常検出回数が８（＝２（４−１））回に達すると、最後段のフリップフロップ７４からキャリー（ハイレベルのキャリオーバー信号）を出力する。
図９には、カウント禁止回路８７が示されている。カウント禁止回路８７は、カウンタ７０から出力されるキャリーに基づいて、カウンタ７０によるパルスＣＫのカウントを停止させる上述の停止回路８０（図４等参照）の一つである。カウント禁止回路８７は、カウンタ７０から出力されるキャリーに基づいて、カウンタ７０がパルスＣＫをカウントすることを禁止する。これにより、キャリーの出力後にパルスＣＫがノイズ等により入力されても、カウンタ７０がそのパルスＣＫをカウントすることを防止することができる。
カウント禁止回路８７は、例えば、カウンタ７０がパルスＣＫをカウントすることを禁止するため、カウンタ７０にパルスＣＫが入力される経路（具体的には、初段のフリップフロップ７１の入力部）の電位を固定する。図９の形態では、カウント禁止回路８７は、論理和回路７９を有する。論理和回路７９は、パルスＣＫとカウンタ７０の最後段のフリップフロップ７４からの出力信号との論理和を演算する。これにより、キャリーの出力後、カウンタ７０の入力レベルはハイレベルに固定される。
図９には、検出禁止回路８６が示されている。検出禁止回路８６は、カウンタ７０から出力されるキャリーに基づいて、検出回路５０が異常信号を検出することを禁止する。これにより、キャリーの出力後にセンサ１２から異常信号が新たに入力されても、異常検出信号Ｓｄが検出回路５０から新たに出力されることを防止することができる。
検出禁止回路８６は、例えば、検出回路５０が異常信号を検出することを禁止するため、検出回路５０に異常信号が入力される経路（具体的には、センサ入力端子ＳＴ）の電位を固定する。図９の形態では、検出禁止回路８６は、インバータ８５と、ＰＭＯＳ８４とを有する。インバータ８５は、カウンタ７０の出力信号を反転させる。検出禁止回路８６は、キャリーが検出されると（ハイレベルのキャリーオーバー信号がインバータ８５に入力されると）、ＰＭＯＳ８４をオンさせる。これにより、センサ入力端子ＳＴがハイレベルにプルアップされる。よって、キャリーの出力後、検出回路５０の入力レベルはハイレベルに固定される。
次に、カウンタ７０に記録されている異常検出回数のデータ読み出し方法について説明する。
カウンタ７０は、桁上がり時にキャリーを出力する。外部装置２３は、チェック端子１３に入力するチェックパルスｅの数を、カウンタ７０からキャリーが出力されるまでカウントする。外部装置２３は、センサ入力端子ＳＴがハイレベルに固定されたことを入出力ポートによって検知することによって、カウンタ７０からキャリーが出力されたことを検出できる。
ここで、カウンタ７０のキャリーが検出されるまでにカウンタ７０に入力するチェックパルスｅの数をＸとする。また、カウンタ７０に保持されているカウント値をＹとする。また、カウンタ７０のフリップフロップの縦続接続数をｎとする。この場合、『Ｙ＝２（ｎ−１）−Ｘ』という関係が成立する。外部装置２３は、関係式『Ｙ＝２（ｎ−１）−Ｘ』に従って、チェックパルスｅを入力される前の状態でカウンタ７０に保持されているカウント値Ｙを算出できる。つまり、外部装置２３は、カウント値Ｙを外部から読み出すことができる。
例えば図１０は、チェックパルスｅを入力される前の状態Ｔａでカウンタ７０に保持されているカウント値Ｙが３の場合を示す。外部装置２３は、５個のチェックパルスｅを入力した段階でセンサ入力端子ＳＴがハイレベルに固定された場合、異常検出回数を表すカウント値Ｙが３であると検出できる。
本開示に係るデータ読み出し方法によれば、異常検出の履歴を簡単に読み出すことができる。
以上、電池パック、二次電池保護集積回路、二次電池保護装置及びデータ読み出し方法を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
例えば、カバーの開封を検知するセンサは、受光センサに限られない。センサは、例えば、ケースの開封によって接点が物理的に切り替わる機械的スイッチでもよい。例えば、リミットスイッチ、マイクロスイッチなどが挙げられる。
センサ１２の個数は、一つでも複数でもよい。複数のセンサ１２が、一つのセンサ入力端子ＳＴに共通に接続されてもよいし、複数のセンサ１２が、それぞれ、異なる複数のセンサ入力端子ＳＴに接続されてもよい。
また、例えば、充電制御トランジスタと放電制御トランジスタの配置位置は、図示の位置に対して互いに置換されてもよい。また、スイッチ回路は、保護ＩＣに内蔵されてもよい。
１ 電池パック
２ 二次電池
３ 電池監視モジュール
４ 基板
５ 保護ＩＣ
６，７ スイッチ部
８ 負荷
１２ センサ
１３ チェック端子
１４ スイッチ回路
１５ 検出部
１８ 制御回路
２０ 電子機器
２１ 筐体
２２ カバー
２３ 外部装置
５０ 検出回路
６０ 遅延回路
７０ カウンタ
８０ 停止回路
８６ 検出禁止回路
８７ カウント禁止回路

Claims (9)

  1. 二次電池と、前記二次電池から常時供給される電圧で動作し、前記二次電池を過充電、過放電及び過電流から保護する二次電池保護集積回路とを備え、筐体とカバーとを有する電子機器に収容される電池パックであって、
    前記電池パック又は前記電池パックを覆う前記カバーが開封されることにより入射する外光を感知することによって、前記電池パック又は前記カバーの開封を検知したことを表す異常信号を出力する少なくとも一つの受光センサを備え、
    前記二次電池保護集積回路は、
    前記異常信号を検出したことを表す異常検出信号を出力する検出回路と、
    前記異常検出信号が所定時間以上継続して入力されたときに１ショットパルスを出力する遅延回路と、
    前記１ショットパルスが生成された回数をカウントするＮビット（Ｎは１よりも大きな整数）以上のカウンタとを備え、
    前記カウンタは、２（Ｎ−１）のカウントまでに動作を停止し、前記回数を記録し、
    前記回数は、前記二次電池からの常時給電により記録され、履歴として保持されるものである、電池パック。
  2. 前記カウンタから出力されるキャリーに基づいて、前記カウンタによる前記１ショットパルスのカウントを停止させる停止回路を備える、請求項１に記載の電池パック。
  3. 前記停止回路は、前記検出回路に前記異常信号を入力する経路と前記カウンタに前記１ショットパルスを入力する経路の少なくとも一方の電位を固定する、請求項２に記載の電池パック。
  4. 前記カウンタに保持されたカウント値に応じて、前記二次電池保護集積回路の電気的特性を設定する設定回路を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の電池パック。
  5. 前記二次電池保護集積回路は、前記二次電池の過充電、過放電、放電過電流、充電過電流の少なくとも一つを検出する検出部と、前記検出部による検出結果に応じて、少なくとも一つの制御端子から制御信号を出力する制御回路とを有し、
    前記電気的特性は、前記検出部の電気的特性、前記制御回路の電気的特性、前記制御端子の出力インピーダンスの少なくとも一つである、請求項４に記載の電池パック。
  6. 前記カウンタは、縦続接続された複数のフリップフロップを含んで構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載の電池パック。
  7. 筐体とカバーとを有する電子機器に収容され、二次電池から常時供給される電圧で動作し、前記二次電池を過充電、過放電及び過電流から保護する二次電池保護集積回路であって、
    前記二次電池を内蔵する電池パック又は前記電池パックを覆う前記カバーが開封されることにより入射する外光を感知することによって、前記電池パック又は前記カバーの開封を受光センサが検知したことを表す異常信号を検出し、前記異常信号を検出したことを表す異常検出信号を出力する検出回路と、
    前記異常検出信号が所定時間以上継続して入力されたときに１ショットパルスを出力する遅延回路と、
    前記１ショットパルスが生成された回数をカウントするＮビット（Ｎは１よりも大きな整数）以上のカウンタとを備え、
    前記カウンタは、２（Ｎ−１）のカウントまでに動作を停止し、前記回数を記録し、
    前記回数は、前記二次電池からの常時給電により記録され、履歴として保持されるものである、二次電池保護集積回路。
  8. 二次電池に接続されるスイッチ回路と、前記二次電池から常時供給される電圧で動作し、前記スイッチ回路を制御することによって前記二次電池を過充電、過放電及び過電流から保護する二次電池保護集積回路とを備え、筐体とカバーとを有する電子機器に収容される電池監視モジュールであって、
    前記二次電池保護集積回路は、
    前記二次電池を内蔵する電池パック又は前記電池パックを覆う前記カバーが開封されることにより入射する外光を感知することによって、前記電池パック又は前記カバーの開封を受光センサが検知したことを表す異常信号を検出し、前記異常信号を検出したことを表す異常検出信号を出力する検出回路と、
    前記異常検出信号が所定時間以上継続して入力されたときに１ショットパルスを出力する遅延回路と、
    前記１ショットパルスが生成された回数をカウントするＮビット（Ｎは１よりも大きな整数）以上のカウンタとを備え、
    前記カウンタは、２（Ｎ−１）のカウントまでに動作を停止し、前記回数を記録し、
    前記回数は、前記二次電池からの常時給電により記録され、履歴として保持されるものである、電池監視モジュール。
  9. 筐体とカバーとを有する電子機器に収容され、二次電池から常時供給される電圧で動作し、前記二次電池を過充電、過放電及び過電流から保護する二次電池保護集積回路からデータを読み出すデータ読み出し方法であって、
    前記二次電池保護集積回路は、
    前記二次電池を内蔵する電池パック又は前記電池パックを覆う前記カバーが開封されることにより入射する外光を感知することによって、前記電池パック又は前記カバーの開封を受光センサが検知したことを表す異常信号が入力される入力端子と、
    前記入力端子に入力された前記異常信号を検出したことを表す異常検出信号を出力する検出回路と、
    前記異常検出信号が所定時間以上継続して入力されたときに１ショットパルスを出力する遅延回路と、
    前記１ショットパルスが生成された回数をカウントするＮビット（Ｎは１よりも大きな整数）以上のカウンタとを備え、
    前記カウンタは、２（Ｎ−１）のカウントまでに動作を停止し、前記回数を記録し、
    前記回数は、前記二次電池からの常時給電により記録され、履歴として保持されるものであり、
    前記入力端子にチェックパルスを入力し、前記カウンタからキャリーが出力されるまでの前記チェックパルスをカウントする、データ読み出し方法。
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