JPH09289735A - 電池監視回路 - Google Patents

電池監視回路

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JPH09289735A
JPH09289735A JP8099955A JP9995596A JPH09289735A JP H09289735 A JPH09289735 A JP H09289735A JP 8099955 A JP8099955 A JP 8099955A JP 9995596 A JP9995596 A JP 9995596A JP H09289735 A JPH09289735 A JP H09289735A
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JP
Japan
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battery
effect transistor
voltage
circuit
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JP8099955A
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English (en)
Inventor
Noboru Abe
昇 安倍
Kohei Ito
康平 伊藤
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯機器の小型化と省電力の要求に対応可能
な電池監視回路を提供する。 【解決手段】 電池と充電回路または負荷との間に電界
効果トランジスタを接続するとともに、前記トランジス
タのゲート端子と制御回路の出力とを接続し、さらにD
C/DCコンバータで昇圧した電圧を前記制御回路に印
加して、前記トランジスタのソース端子より高い電圧を
ゲート端子に印加できるように構成したことを特徴とす
る電池監視回路。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラやノ
ートパソコンなどの携帯機器に組込まれる電池監視回路
に関するものであり、例えば、過充電が危険なリチウム
イオン電池用などに非常に有用な電池監視回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の監視監視回路は、図3に示す通り
で、負荷端子4がPチャンネルMOS電界効果トランジ
スタ73を介して電池1に接続されている。電池1と電
界効果トランジスタ73との接続点が電池端子6であ
り、電池1と負荷2との接続点が共通端子5である。ま
た、制御回路8の出力が抵抗29を介して電界効果トラ
ンジスタ73のゲートに接続されている。抵抗28は電
界効果トランジスタ73のゲートとソースとの間に接続
されている。
【0003】従来の電池監視回路の図3について動作を
説明する。制御回路8で電池1の電圧を監視して、その
電圧が正常であるとき、制御回路8の出力は低レベルで
あり、抵抗29を介して電界効果トランジスタ73のゲ
ートに電圧が印加されて、電界効果トランジスタ73は
オンしている。制御回路8で監視している電池1の電圧
が高くて過充電の電圧値(例えば、リチウムイオン電池
の場合で4.2Vを越える場合等。)であるときは、制
御回路8の出力が高レベルになり、抵抗28により電界
効果トランジスタ73のゲートに印加されていた電圧が
放電されて、電界効果トランジスタ73がオフすること
により過充電を防止している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電池監視回
路の構成では、電界効果トランジスタ73として、負ゲ
ートで動作するPチャンネルMOS電界効果トランジス
タが必要であった。このPチャンネルMOS電界効果ト
ランジスタは、NチャンネルMOS電界効果トランジス
タに比較してオン抵抗が高いため、寸法の大きいPチャ
ンネルMOS電界効果トランジスタを使用せざるを得な
かった。NチャンネルMOS電界効果トランジスタと同
じ寸法のPチャンネルMOS電界効果トランジスタを電
池監視回路に使用すると、オン抵抗が高くなり電力損失
が増えることになる。このオン抵抗増加分がそのまま電
力損失分になるため、オン抵抗はできる限り低い値すな
わち寸法が大きい方が望ましい。しかし、電池監視回路
が使用される携帯機器の小型化と省電力の要求が根強く
ある。また、これらの携帯機器の無人運転中や充電中
に、これらの機器からの発火による火災事故等の発生が
懸念されて安全性の問題について問われている。このた
め、これらの携帯機器に使用される電池の監視回路が必
要となってきているが、これらの携帯機器の省エネルギ
ー化のため負荷の省電力化が進んでいる中で、この電池
監視回路の設置による消費電力増は特に問題である。し
たがって、本発明の課題は携帯機器の小型化と省電力の
要求に対応可能な電池監視回路を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記従来の
問題を解決するために、電池と充電回路または負荷との
間に電界効果トランジスタを接続するとともに、前記ト
ランジスタのゲート端子と制御回路の出力とを接続し、
さらに、DC/DCコンバータで昇圧した電圧を前記制
御回路に印加して、前記トランジスタのソース端子より
高い電圧をゲート端子に印加できるように電池監視回路
を構成した。上記本発明では、電池と充電回路または負
荷との間に接続した電界効果トランジスタを逆直列に接
続することで、充電時および放電時における優れた電池
保護作用を備えた電池監視回路を構成することができ
る。また、上記本発明では、電池と充電回路または負荷
との間に接続した電界効果トランジスタにNチャンネル
MOS電界効果トランジスタを用いることによって、す
なわち電池電圧よりも高電圧に昇圧するDC/DCコン
バータを用いて電界効果トランジスタのゲート端子にそ
の高い電圧を印加するとともにオン抵抗の低いNチャン
ネルMOS電界効果トランジスタを用いることで小型化
および省電力が強く要求される携帯機器のニーズに適合
した電池監視回路を構成できるのである。
【0006】上記の通り、本発明によれば、電池の電圧
を、例えばチャージポンプ方式などのDC/DCコンバ
ータで例えば2倍の電圧に昇圧して、制御回路に電池の
電圧より高いその昇圧された電圧を供給して、Nチャン
ネルMOS電界効果トランジスタを駆動させるようにし
て小型化および省電力に適合可能な電池監視回路を構成
することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の電池監視回路の一態様で
ある図1について説明する。図1において、電池1はN
チャンネルMOS電界効果トランジスタ71を介して負
荷2または充電回路3に接続されている。電池1と電界
効果トランジスタ71との接続点が電池端子6であり、
電界効果トランジスタ71と負荷2または充電回路3と
の接続点が負荷端子4であり、電池1と負荷2または充
電回路3との接続点が共通端子5である。充電回路3は
負荷2と並列に接続されている。充電回路3と負荷2と
は、それぞれ、単独に接続される場合もある。電池1の
電圧が3.8V(例えば、リチウムイオン電池の場合。)
を、チャージポンプ方式などのDC/DCコンバータ9
で例えば2倍の7.6Vに昇圧して、制御回路8に電圧
を供給する。この昇圧型DC/DCコンバータ9とし
て、上記のチャージポンプ方式以外にも、昇圧型チョッ
パコンバータや、フライバックコンバータ、フォアード
コンバータ、ブリッジコンバータなどの公知の構成のも
のを使用できる。そして、そのDC/DCコンバータ9
で昇圧された電圧が制御回路8に印加され、制御回路8
で電池1の電圧を監視するように接続されている。
【0008】次に、図1の動作について説明する。図1
では、制御回路8で電池1の電圧を監視して、電池1の
電圧が正常なときは、制御回路8の出力電圧が高レベル
であるため、電界効果トランジスタ71のゲート電圧は
そのソース電圧3.8Vより、さらに高い電圧7.6V
が印加されるため、電界効果トランジスタ71をオンさ
せることができる。電池1の電圧が、過充電の高い値で
あるときは、制御回路8の出力電圧が低レベル(解放状
態)であるため、電界効果トランジスタ71のゲート電
圧は、ソース電圧まで下がり電界効果トランジスタ71
がオフして電池1の過充電を防止できる。
【0009】本発明の他の態様の回路図である図2につ
いて説明する。Nチャンネル電界効果トランジスタ71
に対して、逆直列にそのソースが接続される方向にNチ
ャンネル電界効果トランジスタ72を接続する。電界効
果トランジスタ71と72とのゲートを接続すると、上
記ゲートは並列接続になり、電界効果トランジスタ71
と72とは同時にオン、オフできる。図2では、電池1
の電圧が過充電値のときは、上記図1の場合と同様で電
界効果トランジスタ71がオフして保護しているが、さ
らに電池1の電圧が下がり過ぎて過放電値の場合では、
制御回路8の出力電圧が低レベルになるため、上記図1
の過充電のときと同様に電界効果トランジスタ71と7
2とがオフする。この電界効果トランジスタ72のオフ
により、電池1の過放電を防止することができる。
【0010】電界効果トランジスタ71と72とが同時
にオン、オフする図2の構成では、電池1が過充電値で
あって、その保護のために電界効果トランジスタ71を
オフさせていると、電界効果トランジスタ72もオフし
ているために、充電状態から放電状態に変化しても負荷
2が電池1に接続されない。同様に過放電保護のときに
充電状態に変化しても、電界効果トランジスタ71がオ
フしているために、電池1を充電できない。この不具合
を処理するためには、充電状態であるか放電状態である
かを判別してその判別結果に基づいて上記の電界効果ト
ランジスタをオン、オフさせればよい。この構成による
充放電判別ブロック回路の一態様として、過充電保護の
一例である図4の回路図を説明する。図4において、電
池1の電圧が4.2V以下で正常値のときには、比較回
路86は正常状態の信号であり、誤差増幅回路87の出
力に関係なく、電界効果トランジスタ7をオンさせてい
る。電池1の電圧が4.2Vを越えて過充電値のときに
は、比較回路86は過充電状態の信号で、かつ誤差増幅
回路87の出力信号でもって電界効果トランジスタ7が
制御される。基準電圧85からの50mVの電圧と、電
界効果トランジスタ7の端子間電圧とを、誤差増幅回路
87で比較制御することで、電界効果トランジスタ7は
図5の電圧電流特性で動作する。図5において、V1は
前記基準電圧50mVの値であり、I1からI2の電流
値範囲の特性は、電界効果トランジスタ7のオン抵抗に
よるものである。I1以下の範囲では、誤差増幅回路8
7の働きで電界効果トランジスタ7の端子間は、50m
Vに制御されているが、電界効果トランジスタ7の端子
間電圧が50mV未満(負の電圧も含む。)では、電界効
果トランジスタ7は50mVになろうとしているため、
オフしている。よって、充電電流は阻止しているが、放
電電流は負荷2に流すことができる。
【0011】
【発明の効果】本発明によれば、 PチャンネルMOS
電界効果トランジスタよりオン抵抗が低いNチャンネル
MOS電界効果トランジスタを、電池監視回路の正電位
側に配置できるため、PチャンネルMOS電界効果トラ
ンジスタよりも小さい寸法でかつそのPチャンネルMO
S電界効果トランジスタと同等の電力損失であるNチャ
ンネルMOS電界効果トランジスタを用いることがで
き、携帯機器の小型化と省電力に適合する電池監視回路
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一態様を示す回路図である。
【図2】本発明の他の態様を示す回路図である。
【図3】従来方式の回路図である。
【図4】本発明のさらに他の態様を示す充放電判別ブロ
ック回路図である。
【図5】図4のトランジスタの電圧電流特性図である。
【符号の説明】
1 電池、2 負荷、3 充電回路、4 負荷端子、5
共通端子、6 電池端子、7,71,72,73 ト
ランジスタ、8 制御回路、9 DC/DCコンバー
タ、21,28,29 抵抗、85 基準電圧、86
比較回路、87誤差増幅回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池と充電回路または負荷との間に電界
    効果トランジスタを接続するとともに、前記トランジス
    タのゲート端子と制御回路の出力とを接続し、さらにD
    C/DCコンバータで昇圧した電圧を前記制御回路に印
    加して、前記トランジスタのソース端子より高い電圧を
    ゲート端子に印加できるように構成したことを特徴とす
    る電池監視回路。
  2. 【請求項2】 電池と充電回路または負荷との間に接続
    した電界効果トランジスタを逆直列に接続したことを特
    徴とする請求項1に記載の電池監視回路。
  3. 【請求項3】 電池と充電回路または負荷との間に接続
    した電界効果トランジスタが、NチャンネルMOS電界
    効果トランジスタであることを特徴とする請求項1に記
    載の電池監視回路。
JP8099955A 1996-04-22 1996-04-22 電池監視回路 Withdrawn JPH09289735A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009012946A (ja) * 2007-07-05 2009-01-22 Mitsubishi Electric Corp ブレーキコイルの駆動回路
JP2017112829A (ja) * 2011-04-28 2017-06-22 ゾール サーキュレイション インコーポレイテッドZOLL Circulation,Inc. バッテリー挿入を自動検知するためのシステムおよび方法

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