JPH10150721A - 二次電池の保護回路 - Google Patents
二次電池の保護回路Info
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- JPH10150721A JPH10150721A JP8304839A JP30483996A JPH10150721A JP H10150721 A JPH10150721 A JP H10150721A JP 8304839 A JP8304839 A JP 8304839A JP 30483996 A JP30483996 A JP 30483996A JP H10150721 A JPH10150721 A JP H10150721A
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】二次電池の中間接続点の接続が外れた場合でも
過充電や過放電から確実に保護することができる二次電
池の保護回路を提供する。 【解決手段】二次電池１、２の充放電回路に直列に挿入
されたスイッチ素子３、４と、二次電池１、２の端子電
圧を電池電圧検出端子ａ，ｂ，ｃを介して検出し、端子
電圧が放電禁止電圧まで低下したときと充電禁止電圧ま
で上昇したときスイッチ素子３、４をそれぞれ非導通状
態にする過充放電防止回路５と、電池電圧検出端子ｂと
これより高い電位点との間に接続され、二次電池１、２
の中間接続点と電池電圧検出端子ｂとの接続が外れたと
き電池電圧検出端子ｂを端子電圧が充電禁止電圧まで上
昇したときと同じ電位状態とするためのプルアップ抵抗
６とを有する。
過充電や過放電から確実に保護することができる二次電
池の保護回路を提供する。 【解決手段】二次電池１、２の充放電回路に直列に挿入
されたスイッチ素子３、４と、二次電池１、２の端子電
圧を電池電圧検出端子ａ，ｂ，ｃを介して検出し、端子
電圧が放電禁止電圧まで低下したときと充電禁止電圧ま
で上昇したときスイッチ素子３、４をそれぞれ非導通状
態にする過充放電防止回路５と、電池電圧検出端子ｂと
これより高い電位点との間に接続され、二次電池１、２
の中間接続点と電池電圧検出端子ｂとの接続が外れたと
き電池電圧検出端子ｂを端子電圧が充電禁止電圧まで上
昇したときと同じ電位状態とするためのプルアップ抵抗
６とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池を過充電
や過放電から保護するための保護回路に係り、特に二次
電池の接続外れに対しても二次電池を過充電や過放電か
ら保護できる保護回路に関する。関する。
や過放電から保護するための保護回路に係り、特に二次
電池の接続外れに対しても二次電池を過充電や過放電か
ら保護できる保護回路に関する。関する。
【０００２】
【従来技術】一般に、リチウム二次電池などの非水溶媒
系二次電池や鉛蓄電池では、充電中に電池電圧が高くな
り過ぎると、電池性能が劣化したり、安全性が損なわれ
るため、充電器側で所定値以上の電圧が発生しないよう
にしている。しかしながら、充電器が壊れた場合、充電
時に二次電池の端子に所定値以上の電圧が加わることを
考慮して、二次電池の電圧を監視し、電池電圧が所定範
囲内となるように充電を制御する必要があった。特に、
リチウム二次電池の場合には、例えば電池電圧が４．５
Ｖ以上になると電解液の分解によりガスが発生し、その
結果電池内部の圧力が上昇して安全弁が作動し、漏液す
ることもあった。そのため、リチウム二次電池を使用す
る場合、電池電圧が上昇して充電禁止電圧に達すると充
電を遮断する機能を有する保護回路を介して充電するこ
とが一般的である。充電禁止電圧は、電解液の分解が始
まる電圧より若干低い電圧（例えば４．３５Ｖ）に設定
される。
系二次電池や鉛蓄電池では、充電中に電池電圧が高くな
り過ぎると、電池性能が劣化したり、安全性が損なわれ
るため、充電器側で所定値以上の電圧が発生しないよう
にしている。しかしながら、充電器が壊れた場合、充電
時に二次電池の端子に所定値以上の電圧が加わることを
考慮して、二次電池の電圧を監視し、電池電圧が所定範
囲内となるように充電を制御する必要があった。特に、
リチウム二次電池の場合には、例えば電池電圧が４．５
Ｖ以上になると電解液の分解によりガスが発生し、その
結果電池内部の圧力が上昇して安全弁が作動し、漏液す
ることもあった。そのため、リチウム二次電池を使用す
る場合、電池電圧が上昇して充電禁止電圧に達すると充
電を遮断する機能を有する保護回路を介して充電するこ
とが一般的である。充電禁止電圧は、電解液の分解が始
まる電圧より若干低い電圧（例えば４．３５Ｖ）に設定
される。
【０００３】また、リチウム二次電池などの非水溶媒系
二次電池や鉛蓄電池は、放電中に電池電圧が低くなり過
ぎた場合でも、電池性能が劣化したり、安全性が損なわ
れるため、負荷である使用機器側で所定値以下の電圧が
発生しないようにしている。しかしながら、使用機器が
壊れた場合、放電時に二次電池が所定値以下の電圧にな
ることを考慮して、二次電池の電圧を監視して電池電圧
が所定範囲内となるように放電を制御する必要があっ
た。特に、リチウム二次電池の場合には、電池電圧が非
回復電圧（例えば１Ｖ）まで放電すると、その後充電し
ても場合によっては全く使用できないことがあった。そ
のため、リチウム二次電池を使用する場合、電池電圧が
低下して放電禁止電圧に達すると放電を遮断する機能を
有する保護回路を介して放電させることが一般的であ
る。放電禁止電圧は、負極の銅が溶解し始める電圧２Ｖ
より若干高い電圧（例えば２．３Ｖ）に設定される。
二次電池や鉛蓄電池は、放電中に電池電圧が低くなり過
ぎた場合でも、電池性能が劣化したり、安全性が損なわ
れるため、負荷である使用機器側で所定値以下の電圧が
発生しないようにしている。しかしながら、使用機器が
壊れた場合、放電時に二次電池が所定値以下の電圧にな
ることを考慮して、二次電池の電圧を監視して電池電圧
が所定範囲内となるように放電を制御する必要があっ
た。特に、リチウム二次電池の場合には、電池電圧が非
回復電圧（例えば１Ｖ）まで放電すると、その後充電し
ても場合によっては全く使用できないことがあった。そ
のため、リチウム二次電池を使用する場合、電池電圧が
低下して放電禁止電圧に達すると放電を遮断する機能を
有する保護回路を介して放電させることが一般的であ
る。放電禁止電圧は、負極の銅が溶解し始める電圧２Ｖ
より若干高い電圧（例えば２．３Ｖ）に設定される。
【０００４】このような機能を有する従来の保護回路
は、例えば電池電圧を検知する電圧検出回路と、この電
圧検出回路の出力に基づいて充電電流や放電電流の遮断
を行うためのＦＥＴなどの第１および第２のスイッチ素
子からなり、電池電圧が充電禁止電圧に達すると、第１
のスイッチ素子を非導通状態として充電電流を遮断し、
電池電圧が放電禁止電圧に達すると、第２のスイッチ素
子を非導通状態として放電電流を遮断する構成となって
いる。
は、例えば電池電圧を検知する電圧検出回路と、この電
圧検出回路の出力に基づいて充電電流や放電電流の遮断
を行うためのＦＥＴなどの第１および第２のスイッチ素
子からなり、電池電圧が充電禁止電圧に達すると、第１
のスイッチ素子を非導通状態として充電電流を遮断し、
電池電圧が放電禁止電圧に達すると、第２のスイッチ素
子を非導通状態として放電電流を遮断する構成となって
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の二次電
池の保護回路では、電池電圧が充電禁止電圧に達すると
第１のスイッチ素子を遮断して充電を停止しているが、
何らかの原因で二次電池の中間接続点と保護回路との接
続が外れた場合、電圧検出回路は電池電圧を検知できな
いため、電池電圧が充電禁止電圧に達しても、充電禁止
信号を発生せずに第１のスイッチ素子を遮断することが
できず、充電状態を維持して過充電となってしまうた
め、漏液が生じる場合があった。
池の保護回路では、電池電圧が充電禁止電圧に達すると
第１のスイッチ素子を遮断して充電を停止しているが、
何らかの原因で二次電池の中間接続点と保護回路との接
続が外れた場合、電圧検出回路は電池電圧を検知できな
いため、電池電圧が充電禁止電圧に達しても、充電禁止
信号を発生せずに第１のスイッチ素子を遮断することが
できず、充電状態を維持して過充電となってしまうた
め、漏液が生じる場合があった。
【０００６】また、従来の二次電池の保護回路では、電
池電圧が放電禁止電圧に達すると第２のスイッチ素子を
遮断して放電を停止しているが、何らかの原因で二次電
池の中間接続点と保護回路との接続が外れた場合、電圧
検出回路は電池電圧を検知できないため、電池電圧が放
電禁止電圧に達しても、放電禁止信号を発生せずに第２
のスイッチ素子を遮断できず放電状態を維持して過放電
となってしまうため、その後充電しても場合によっては
全く使用できないことがあった。
池電圧が放電禁止電圧に達すると第２のスイッチ素子を
遮断して放電を停止しているが、何らかの原因で二次電
池の中間接続点と保護回路との接続が外れた場合、電圧
検出回路は電池電圧を検知できないため、電池電圧が放
電禁止電圧に達しても、放電禁止信号を発生せずに第２
のスイッチ素子を遮断できず放電状態を維持して過放電
となってしまうため、その後充電しても場合によっては
全く使用できないことがあった。
【０００７】本発明は、二次電池の中間接続点の接続が
外れた場合、その異常発生を検出して過充電や過放電か
ら確実に保護することができる二次電池の保護回路を提
供することを目的とする。
外れた場合、その異常発生を検出して過充電や過放電か
ら確実に保護することができる二次電池の保護回路を提
供することを目的とする。
【０００８】
【発明を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る二次電池の保護回路は、二次電池の充
放電回路に直列に挿入されたスイッチ素子と、二次電池
の端子電圧を該二次電池に接続された電池電圧検出端子
を介して検出し、該端子電圧が所定の電圧範囲を外れた
とき前記スイッチ素子を非導通状態にする制御手段と、
二次電池と電池電圧検出端子との接続が外れたことを検
出して、該電池電圧検出端子を二次電池の端子電圧が所
定の電圧範囲を外れたときと同じ電位状態とする異常発
生検出手段とを備えたことを特徴とする。
め、本発明に係る二次電池の保護回路は、二次電池の充
放電回路に直列に挿入されたスイッチ素子と、二次電池
の端子電圧を該二次電池に接続された電池電圧検出端子
を介して検出し、該端子電圧が所定の電圧範囲を外れた
とき前記スイッチ素子を非導通状態にする制御手段と、
二次電池と電池電圧検出端子との接続が外れたことを検
出して、該電池電圧検出端子を二次電池の端子電圧が所
定の電圧範囲を外れたときと同じ電位状態とする異常発
生検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】ここで、異常発生検出手段は、具体的には
電池電圧検出端子と電池電圧検出端子の電位より高い電
位点との間に接続されたプルアップ抵抗、あるいは電池
電圧検出端子と電池電圧検出端子の電位より低い電位点
との間に接続されたプルダウン抵抗によって構成され
る。
電池電圧検出端子と電池電圧検出端子の電位より高い電
位点との間に接続されたプルアップ抵抗、あるいは電池
電圧検出端子と電池電圧検出端子の電位より低い電位点
との間に接続されたプルダウン抵抗によって構成され
る。
【００１０】また、プルアップ抵抗を用いる場合には、
二次電池の端子電圧が放電禁止電圧まで低下したとき電
池電圧検出端子とプルアップ抵抗とを切り離すプルアッ
プ抵抗遮断手段を備えることが望ましい。
二次電池の端子電圧が放電禁止電圧まで低下したとき電
池電圧検出端子とプルアップ抵抗とを切り離すプルアッ
プ抵抗遮断手段を備えることが望ましい。
【００１１】さらに、プルダウン抵抗を用いる場合にお
いても、二次電池の端子電圧が放電禁止電圧まで低下し
たとき電池電圧検出端子とプルダウン抵抗とを切り離す
プルダウン抵抗遮断手段を備えることが望ましい。
いても、二次電池の端子電圧が放電禁止電圧まで低下し
たとき電池電圧検出端子とプルダウン抵抗とを切り離す
プルダウン抵抗遮断手段を備えることが望ましい。
【００１２】このように、二次電池と電池電圧検出端子
との接続が外れたときには、電池電圧検出端子を二次電
池の端子電圧が所定の電圧範囲を外れたときと同じ電位
状態とすることにより、保護回路の機能によって二次電
池の充放電回路に直列に挿入されたスイッチ素子が遮断
されて充放電が停止されるため、二次電池が過充電や過
放電から確実に保護される。
との接続が外れたときには、電池電圧検出端子を二次電
池の端子電圧が所定の電圧範囲を外れたときと同じ電位
状態とすることにより、保護回路の機能によって二次電
池の充放電回路に直列に挿入されたスイッチ素子が遮断
されて充放電が停止されるため、二次電池が過充電や過
放電から確実に保護される。
【００１３】また、プルアップ抵抗やプルダウン抵抗を
用いて二次電池と電池電圧検出端子との接続が外れたと
きに電池電圧検出端子を二次電池の端子電圧が所定の電
圧範囲を外れたときと同じ電位状態とする場合、二次電
池の端子電圧が放電禁止電圧まで低下したときには、プ
ルアップ抵抗やプルダウン抵抗を電池電圧検出端子から
切り離すことにより、これらの抵抗での電流消費による
過放電を防止することが可能となる。
用いて二次電池と電池電圧検出端子との接続が外れたと
きに電池電圧検出端子を二次電池の端子電圧が所定の電
圧範囲を外れたときと同じ電位状態とする場合、二次電
池の端子電圧が放電禁止電圧まで低下したときには、プ
ルアップ抵抗やプルダウン抵抗を電池電圧検出端子から
切り離すことにより、これらの抵抗での電流消費による
過放電を防止することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の一実施形態に係る
二次電池の保護回路を示す図である。保護対象となる二
次電池（以下、単に電池という）１、２は、例えばリチ
ウム電池等の非水溶媒系二次電池や鉛蓄電池など定電圧
で充電する電池であり、以下では電池１、２がリチウム
二次電池の場合を例にとって説明する。
参照して説明する。 （第１の実施形態）図１は、本発明の一実施形態に係る
二次電池の保護回路を示す図である。保護対象となる二
次電池（以下、単に電池という）１、２は、例えばリチ
ウム電池等の非水溶媒系二次電池や鉛蓄電池など定電圧
で充電する電池であり、以下では電池１、２がリチウム
二次電池の場合を例にとって説明する。
【００１５】電池１、２は直列に接続されており、その
充放電回路には直列にスイッチ素子を構成するＮＰＮ型
の第１および第２の電界効果型トランジスタ（以下、Ｆ
ＥＴという）３、４が接続されている。具体的には、第
１のＦＥＴ３のソース端子は電池２のマイナス端子に接
続され、第１のＦＥＴ３のドレイン端子は第２のＦＥＴ
４のドレイン端子に接続されている。
充放電回路には直列にスイッチ素子を構成するＮＰＮ型
の第１および第２の電界効果型トランジスタ（以下、Ｆ
ＥＴという）３、４が接続されている。具体的には、第
１のＦＥＴ３のソース端子は電池２のマイナス端子に接
続され、第１のＦＥＴ３のドレイン端子は第２のＦＥＴ
４のドレイン端子に接続されている。
【００１６】第１のＦＥＴ３には、寄生ダイオードＤ３
が図１に示すように充電時に順方向になるように並列に
接続されており、第２のＦＥＴ４には寄生ダイオードＤ
４が図１に示すように放電時に順方向になるように並列
に接続されている。
が図１に示すように充電時に順方向になるように並列に
接続されており、第２のＦＥＴ４には寄生ダイオードＤ
４が図１に示すように放電時に順方向になるように並列
に接続されている。
【００１７】電池１のプラス端子は外部接続端子である
プラス端子（＋）に、第２のＦＥＴ４のソース端子は外
部接続端子であるマイナス端子（一）にそれぞれ接続さ
れている。外部接続端子（＋）、（−）間には、充電時
には充電器が接続され、放電時には負荷が接続される。
プラス端子（＋）に、第２のＦＥＴ４のソース端子は外
部接続端子であるマイナス端子（一）にそれぞれ接続さ
れている。外部接続端子（＋）、（−）間には、充電時
には充電器が接続され、放電時には負荷が接続される。
【００１８】過充放電防止回路５は、電池電圧検出端子
ａ、ｂを介して電池１の端子電圧、電池電圧検出端子
ｂ、ｃを介して電池２の端子電圧をそれぞれ監視し、い
ずれかの端子電圧が充電時に所定の充電禁止電圧を下回
ると充電禁止出力を発生する過充電防止回路と、放電時
に所定の放電禁止電圧を越えると放電禁止出力を発生す
る過放電防止回路とからなる。
ａ、ｂを介して電池１の端子電圧、電池電圧検出端子
ｂ、ｃを介して電池２の端子電圧をそれぞれ監視し、い
ずれかの端子電圧が充電時に所定の充電禁止電圧を下回
ると充電禁止出力を発生する過充電防止回路と、放電時
に所定の放電禁止電圧を越えると放電禁止出力を発生す
る過放電防止回路とからなる。
【００１９】すなわち、過充放電防止回路５の電池電圧
検出端子ａは電池１のプラス端子に、電池電圧検出端子
ｂは電池１のマイナス端子と電池２のプラス端子に、電
池電圧検出端子ｃは電池２のマイナス端子にそれぞれ接
続され、電池１、２のいずれかの端子電圧が所定の充電
禁止電圧に達すると、過充放電防止回路５が充電禁止出
力を発生し、過充放電防止回路５の出力端子ｅを高レベ
ルから低レベルにする。また、電池１、２のいずれかの
端子電圧が所定の放電禁止電圧に達すると、過充放電防
止回路５が放電禁止出力を発生し、過充放電防止回路５
の出力端子ｄを高レベルから低レベルにする。
検出端子ａは電池１のプラス端子に、電池電圧検出端子
ｂは電池１のマイナス端子と電池２のプラス端子に、電
池電圧検出端子ｃは電池２のマイナス端子にそれぞれ接
続され、電池１、２のいずれかの端子電圧が所定の充電
禁止電圧に達すると、過充放電防止回路５が充電禁止出
力を発生し、過充放電防止回路５の出力端子ｅを高レベ
ルから低レベルにする。また、電池１、２のいずれかの
端子電圧が所定の放電禁止電圧に達すると、過充放電防
止回路５が放電禁止出力を発生し、過充放電防止回路５
の出力端子ｄを高レベルから低レベルにする。
【００２０】電池１のプラス端子と電池電圧検出端子で
ある電池電圧検出端子ｂの間には、異常発生検出手段で
あるプルアップ抵抗６が接続されている。従って、何ら
かの原因で電池１、２の中間接続点と電池電圧検出端子
ｂとの接続が外れると、電池電圧検出端子ｂはプルアッ
プ抵抗６により電池１のプラス端子とほぼ同電位とな
る。
ある電池電圧検出端子ｂの間には、異常発生検出手段で
あるプルアップ抵抗６が接続されている。従って、何ら
かの原因で電池１、２の中間接続点と電池電圧検出端子
ｂとの接続が外れると、電池電圧検出端子ｂはプルアッ
プ抵抗６により電池１のプラス端子とほぼ同電位とな
る。
【００２１】次に、図１の電池の保護回路の動作を説明
する。まず、電池１、２の端子電圧がいずれも充電禁止
電圧と放電禁止電圧との間にあるときは、過充放電防止
回路５の出力端子ｄ、ｅはいずれも高レベルとなるの
で、第１、第２のＦＥＴ３、４はいずれも導通状態とな
り、充放電は正常に行われる。
する。まず、電池１、２の端子電圧がいずれも充電禁止
電圧と放電禁止電圧との間にあるときは、過充放電防止
回路５の出力端子ｄ、ｅはいずれも高レベルとなるの
で、第１、第２のＦＥＴ３、４はいずれも導通状態とな
り、充放電は正常に行われる。
【００２２】外部接続端子（＋），（−）に接続される
充電器は、電池１個当たりの充電電圧が過充放電防止回
路５に設定された所定の充電禁止電圧より低い電圧とな
るように充電を行うため、通常は電池１、２の端子電圧
はいずれも所定の充電禁止電圧より低く、過充放電防止
回路５の出力端子ｅは高レベルとなり、第２のＦＥＴ４
は導通状態を維持する。
充電器は、電池１個当たりの充電電圧が過充放電防止回
路５に設定された所定の充電禁止電圧より低い電圧とな
るように充電を行うため、通常は電池１、２の端子電圧
はいずれも所定の充電禁止電圧より低く、過充放電防止
回路５の出力端子ｅは高レベルとなり、第２のＦＥＴ４
は導通状態を維持する。
【００２３】これに対して、充電器の故障などにより充
電電圧が高くなって、電池１、２のいずれか一方または
両方が所定の充電禁止電圧を越えると、過充放電防止回
路５の出力端子ｅは低レベルとなり、第２のＦＥＴ４は
非導通状態となるために、充電が停止され、電池の過充
電が防止される。
電電圧が高くなって、電池１、２のいずれか一方または
両方が所定の充電禁止電圧を越えると、過充放電防止回
路５の出力端子ｅは低レベルとなり、第２のＦＥＴ４は
非導通状態となるために、充電が停止され、電池の過充
電が防止される。
【００２４】一方、放電時に電池１、２のいずれか一方
または両方の端子電圧が低下し、放電禁止電圧より低く
なると、過充放電防止回路５の出力端子ｄは低レベルと
なり、第１のＦＥＴ３は非導通状態となるために、放電
が停止され、電池の過放電が防止される。
または両方の端子電圧が低下し、放電禁止電圧より低く
なると、過充放電防止回路５の出力端子ｄは低レベルと
なり、第１のＦＥＴ３は非導通状態となるために、放電
が停止され、電池の過放電が防止される。
【００２５】ここで、何らかの原因によって電池１、２
の中間接続点と過充放電防止回路５の電池電圧検出端子
ｂとの接続が外れた場合、電池電圧検出端子ｂはプルア
ップ抵抗６によって電池１のプラス端子とほぼ同電位と
なり、電池１、２の端子電圧の和が電池電圧検出端子ｂ
と電池電圧検出端子ｃとの間に印加される。電池１、２
の端子電圧の和は通常、充電禁止電圧を越えるため、過
充放電防止回路５の出力端子ｅは低レベルとなり、第２
のＦＥＴ４は非導通状態となるために、充電が停止さ
れ、電池の過充電が防止される。
の中間接続点と過充放電防止回路５の電池電圧検出端子
ｂとの接続が外れた場合、電池電圧検出端子ｂはプルア
ップ抵抗６によって電池１のプラス端子とほぼ同電位と
なり、電池１、２の端子電圧の和が電池電圧検出端子ｂ
と電池電圧検出端子ｃとの間に印加される。電池１、２
の端子電圧の和は通常、充電禁止電圧を越えるため、過
充放電防止回路５の出力端子ｅは低レベルとなり、第２
のＦＥＴ４は非導通状態となるために、充電が停止さ
れ、電池の過充電が防止される。
【００２６】（第２の実施形態）図２に、本発明の第２
の実施形態に係る二次電池の保護回路を示す。本実施形
態は、図１の保護回路におけるプルアップ抵抗６に直列
にプルアップ抵抗遮断スイッチであるトランジスタ７を
接続した構成となっている。すなわち、プルアップ抵抗
６は電池１のプラス端子とスイッチ素子であるトランジ
スタ７のコレクタとの間に接続され、トランジスタ７の
エミッタは電池電圧検出端子ｂに、トランジスタ７のベ
ースは出力端子ｄに接続されている。
の実施形態に係る二次電池の保護回路を示す。本実施形
態は、図１の保護回路におけるプルアップ抵抗６に直列
にプルアップ抵抗遮断スイッチであるトランジスタ７を
接続した構成となっている。すなわち、プルアップ抵抗
６は電池１のプラス端子とスイッチ素子であるトランジ
スタ７のコレクタとの間に接続され、トランジスタ７の
エミッタは電池電圧検出端子ｂに、トランジスタ７のベ
ースは出力端子ｄに接続されている。
【００２７】電池１、２の端子電圧がいずれも充電禁止
電圧と放電禁止電圧の間にあるときは、過充放電防止回
路５の出力端子ｄ、ｅはいずれも高レベルとなり、第
１、第２のＦＥＴ３、４はいずれも導通状態となるた
め、充放電は正常に行われる。このとき、過充放電防止
回路５の出力端子ｄが高レベルなので、トランジスタ７
は導通状態となっている。
電圧と放電禁止電圧の間にあるときは、過充放電防止回
路５の出力端子ｄ、ｅはいずれも高レベルとなり、第
１、第２のＦＥＴ３、４はいずれも導通状態となるた
め、充放電は正常に行われる。このとき、過充放電防止
回路５の出力端子ｄが高レベルなので、トランジスタ７
は導通状態となっている。
【００２８】ここで、何らかの原因によって電池１、２
の中間接続点と過充放電防止回路５の電池電圧検出端子
ｂとの接続が外れた場合、電池電圧検出端子ｂはプルア
ップ抵抗６によって電池１のプラス端子とほぼ同電位と
なり、電池１、２の端子電圧の和が電池電圧検出端子ｂ
と電池電圧検出端子ｃとの間に印加される。電池１、２
の端子電圧の和は通常、充電禁止電圧を越えるため、過
充放電防止回路５の出力端子ｅは低レベルとなり、第２
のＦＥＴ４は非導通状態となるために、充電が停止さ
れ、電池の過充電が防止される。
の中間接続点と過充放電防止回路５の電池電圧検出端子
ｂとの接続が外れた場合、電池電圧検出端子ｂはプルア
ップ抵抗６によって電池１のプラス端子とほぼ同電位と
なり、電池１、２の端子電圧の和が電池電圧検出端子ｂ
と電池電圧検出端子ｃとの間に印加される。電池１、２
の端子電圧の和は通常、充電禁止電圧を越えるため、過
充放電防止回路５の出力端子ｅは低レベルとなり、第２
のＦＥＴ４は非導通状態となるために、充電が停止さ
れ、電池の過充電が防止される。
【００２９】そして、電池１、２のいずれか一方または
両方の端子電圧が放電禁止電圧より低くなると、過充電
放電防止回路５の出力端子ｄは低レベルとなり、トラン
ジスタ７は非導通状態となるため、プルアップ抵抗６に
は電流が流れなくなる。
両方の端子電圧が放電禁止電圧より低くなると、過充電
放電防止回路５の出力端子ｄは低レベルとなり、トラン
ジスタ７は非導通状態となるため、プルアップ抵抗６に
は電流が流れなくなる。
【００３０】このように本実施形態によれば、先の実施
形態に加えて、電池１、２のいずれか一方または両方の
端子電圧が放電禁止電圧以下のときは、プルアップ抵抗
６での電池１の電流の消費が防止され、電池の過放電を
防止することができるという効果が得られる。
形態に加えて、電池１、２のいずれか一方または両方の
端子電圧が放電禁止電圧以下のときは、プルアップ抵抗
６での電池１の電流の消費が防止され、電池の過放電を
防止することができるという効果が得られる。
【００３１】（第３の実施形態）図３は、本発明の他の
実施形態に係る二次電池の保護回路を示す図であり、プ
ルアップ遮断スイッチとして、先の実施形態におけるト
ランジスタ７に代えてスイッチ回路１１を用いている。
このスイッチ回路１１は、プルアップ抵抗６に直列に接
続された第１のトランジスタ７と、コレクタが抵抗９を
介してトランジスタ７のベースに接続され、エミッタが
電圧検出端子ｃに接続され、ベースが抵抗１０を介して
出力端子ｄに接続された第２のトランジスタ８により構
成される。
実施形態に係る二次電池の保護回路を示す図であり、プ
ルアップ遮断スイッチとして、先の実施形態におけるト
ランジスタ７に代えてスイッチ回路１１を用いている。
このスイッチ回路１１は、プルアップ抵抗６に直列に接
続された第１のトランジスタ７と、コレクタが抵抗９を
介してトランジスタ７のベースに接続され、エミッタが
電圧検出端子ｃに接続され、ベースが抵抗１０を介して
出力端子ｄに接続された第２のトランジスタ８により構
成される。
【００３２】本実施形態によると、出力端子ｄの高レベ
ル時の電位が比較的低い場合でも、トランジスタ９が確
実にオンとなり、従ってトランジスタ７も確実にオンと
なるため、確実な動作を得ることができる。
ル時の電位が比較的低い場合でも、トランジスタ９が確
実にオンとなり、従ってトランジスタ７も確実にオンと
なるため、確実な動作を得ることができる。
【００３３】以上本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、次
のように種々変形して実施することができる。 （１）上記実施形態では、異常発生検出手段として電圧
検出端子ｂと電圧検出端子ｂの電位より高い電位点（上
記実施形態では電池１のプラス端子）との間に接続した
プルアップ抵抗６を用いた例について説明したが、例え
ば電圧検出端子ｂと電圧検出端子ｂの電位より低い電位
点との間に接続したプルダウン抵抗を用いてもよい。こ
の場合には、例えば電池１、２の中間接続点と電圧検出
端子ｂとの接続が外れると、電池電圧検出端子ｂ、ｃ間
の電圧が放電禁止電圧以下となって、出力端子ｄが低レ
ベルとなり、第１のＦＥＴ３が非導通状態となることに
よって放電が禁止されため、電池の過放電が防止される
ことになる。
が、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、次
のように種々変形して実施することができる。 （１）上記実施形態では、異常発生検出手段として電圧
検出端子ｂと電圧検出端子ｂの電位より高い電位点（上
記実施形態では電池１のプラス端子）との間に接続した
プルアップ抵抗６を用いた例について説明したが、例え
ば電圧検出端子ｂと電圧検出端子ｂの電位より低い電位
点との間に接続したプルダウン抵抗を用いてもよい。こ
の場合には、例えば電池１、２の中間接続点と電圧検出
端子ｂとの接続が外れると、電池電圧検出端子ｂ、ｃ間
の電圧が放電禁止電圧以下となって、出力端子ｄが低レ
ベルとなり、第１のＦＥＴ３が非導通状態となることに
よって放電が禁止されため、電池の過放電が防止される
ことになる。
【００３４】（２）また、このようにプルダウン抵抗を
用いる場合においても、第２および第３の実施形態にお
けるプルアップ抵抗遮断スイッチを用いたと同様に、電
池の端子電圧が放電禁止電圧まで低下したときに電池電
圧検出端子ｂとプルダウン抵抗とを切り離すプルダウン
抵抗遮断スイッチを設け、電池の端子電圧が放電禁止電
圧以下のときのプルダウン抵抗での電流の消費による電
池の過放電を防止するようにすることができる。
用いる場合においても、第２および第３の実施形態にお
けるプルアップ抵抗遮断スイッチを用いたと同様に、電
池の端子電圧が放電禁止電圧まで低下したときに電池電
圧検出端子ｂとプルダウン抵抗とを切り離すプルダウン
抵抗遮断スイッチを設け、電池の端子電圧が放電禁止電
圧以下のときのプルダウン抵抗での電流の消費による電
池の過放電を防止するようにすることができる。
【００３５】（３）上記実施形態では、定電圧で充電す
る電池として非水溶媒系電池を例にとり説明したが、鉛
蓄電池でもよく他の電池でも良い。 （４）上記実施形態では、電池を２個直列接続した場合
について説明したが、さらに多数直列接続した場合にも
適用でき、また電池を複数個並列接続したセルブロック
を複数個直列接続した場合にも適用できる。
る電池として非水溶媒系電池を例にとり説明したが、鉛
蓄電池でもよく他の電池でも良い。 （４）上記実施形態では、電池を２個直列接続した場合
について説明したが、さらに多数直列接続した場合にも
適用でき、また電池を複数個並列接続したセルブロック
を複数個直列接続した場合にも適用できる。
【００３６】（５）上記実施形態では、第１、第２のス
イッチ素子であるＦＥＴ３、４を電池２のマイナス端子
側に接続した例で説明したが、電池１のプラス端子側に
接続してもよい。 （６）上記実施形態で説明した保護以外に、ＰＴＣやサ
ーモスタットあるいは温度ヒューズなどの保護素子を充
放電回路に挿入してもよい。
イッチ素子であるＦＥＴ３、４を電池２のマイナス端子
側に接続した例で説明したが、電池１のプラス端子側に
接続してもよい。 （６）上記実施形態で説明した保護以外に、ＰＴＣやサ
ーモスタットあるいは温度ヒューズなどの保護素子を充
放電回路に挿入してもよい。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の二次電池
の保護回路によれば、何らかの原因により電池と電池電
圧検出端子との接続が外れた場合においても、異常発生
検出手段により充電または放電を遮断することができ、
従来の保護回路よりさらに安全性を向上させることが可
能となる。
の保護回路によれば、何らかの原因により電池と電池電
圧検出端子との接続が外れた場合においても、異常発生
検出手段により充電または放電を遮断することができ、
従来の保護回路よりさらに安全性を向上させることが可
能となる。
【００３８】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二次電池の保護
回路の構成を示すブロック図
回路の構成を示すブロック図
【００４０】
【図２】本発明の第２の実施形態に係る二次電池の保護
回路の構成を示すブロック図
回路の構成を示すブロック図
【００４１】
【図３】本発明の第３の実施形態に係る二次電池の保護
回路の構成を示すブロック図
回路の構成を示すブロック図
【００４２】
１、２…二次電池 ３、４…第１、第２のＦＥＴ（スイッチ素子） ５…過充放電防止回路 ６…プルアップ抵抗 ７…第１のトランジスタ ８…第２のトランジスタ ９、１０…抵抗 １１…スイッチ回路
Claims (5)
- 【請求項１】二次電池の充放電回路に直列に挿入された
スイッチ素子と、 前記二次電池の端子電圧を該二次電池に接続された電池
電圧検出端子を介して検出し、該端子電圧が所定の電圧
範囲を外れたとき前記スイッチ素子を非導通状態にする
制御手段と、 前記二次電池と前記電池電圧検出端子との接続が外れた
ことを検出して、該電池電圧検出端子を前記端子電圧が
前記所定の電圧範囲を外れたときと同じ電位状態とする
異常発生検出手段とを備えたことを特徴とする二次電池
の保護回路。 - 【請求項２】前記異常発生検出手段は、前記電池電圧検
出端子と該電池電圧検出端子の電位より高い電位点との
間に接続されたプルアップ抵抗からなることを特徴とす
る請求項１に記載の二次電池の保護回路。 - 【請求項３】前記異常発生検出手段は、前記電池電圧検
出端子と該電池電圧検出端子の電位より低い電位点との
間に接続されたプルダウン抵抗からなることを特徴とす
る請求項１に記載の二次電池の保護回路。 - 【請求項４】二次電池の充放電回路に直列に挿入された
スイッチ素子と、 前記二次電池の端子電圧を該二次電池に接続された電池
電圧検出端子を介して検出し、該端子電圧が所定の充電
禁止電圧まで上昇したとき前記スイッチ素子を非導通状
態にする制御手段と、 前記電池電圧検出端子と該電池電圧検出端子の電位より
高い電位点との間に接続され、前記二次電池と該電池電
圧検出端子との接続が外れたとき該電池電圧検出端子を
前記端子電圧が前記充電禁止電圧まで上昇したときと同
じ電位状態とするためのプルアップ抵抗と、 前記端子電圧が前記放電禁止電圧まで低下したとき前記
電池電圧検出端子と前記プルアップ抵抗とを切り離すプ
ルアップ抵抗遮断手段とを備えたことを特徴とする二次
電池の保護回路。 - 【請求項５】二次電池の充放電回路に直列に挿入された
スイッチ素子と、 前記二次電池の端子電圧を該二次電池に接続された電池
電圧検出端子を介して検出し、該端子電圧が所定の放電
禁止電圧まで低下したとき前記スイッチ素子を非導通状
態にする制御手段と、 前記電池電圧検出端子と該電池電圧検出端子の電位より
低い電位点との間に接続され、前記二次電池と該電池電
圧検出端子との接続が外れたとき該電池電圧検出端子を
前記端子電圧が放電禁止電圧まで低下したときと同じ電
位状態とするためのプルダウン抵抗と、 前記端子電圧が前記放電禁止電圧まで低下したとき前記
電池電圧検出端子と前記プルダウン抵抗とを切り離すプ
ルダウン抵抗遮断手段とを備えたことを特徴とする二次
電池の保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30483996A JP3420672B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 二次電池の保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30483996A JP3420672B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 二次電池の保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150721A true JPH10150721A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3420672B2 JP3420672B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=17937893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30483996A Expired - Fee Related JP3420672B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 二次電池の保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3420672B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6075344A (en) * | 1998-03-02 | 2000-06-13 | Nec Corporation | Secondary-battery protection control |
| KR100750295B1 (ko) | 2006-03-30 | 2007-08-21 | 주식회사 비츠로셀 | 전지보호회로 |
| US20110148425A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-23 | Black & Decker Inc. | Systems and methods for detecting an open cell tap in a battery pack |
| US8030893B2 (en) | 2006-04-13 | 2011-10-04 | Panasonic Corporation | Battery pack and method for detecting disconnection of same |
| KR101093888B1 (ko) | 2009-12-28 | 2011-12-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법 |
| JP2015156793A (ja) * | 2013-03-18 | 2015-08-27 | 株式会社日立製作所 | 電池システムおよび電池監視装置 |
| US9333874B2 (en) | 2008-01-29 | 2016-05-10 | Hitachi, Ltd. | Battery system for vehicle, on-vehicle battery module, and cell controller |
Citations (6)
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| JPH06105457A (ja) * | 1992-09-17 | 1994-04-15 | Sony Corp | バッテリー保護回路 |
| JPH0723532A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-24 | Taiyo Yuden Co Ltd | バッテリーパック |
| JPH07105986A (ja) * | 1993-09-30 | 1995-04-21 | Sanyo Electric Co Ltd | パック電池 |
| JPH08103027A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Sony Corp | バッテリパックの状態検出装置 |
| JPH08265985A (ja) * | 1995-03-23 | 1996-10-11 | Sanyo Electric Co Ltd | パック電池の充電方法 |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP30483996A patent/JP3420672B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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| KR101093888B1 (ko) | 2009-12-28 | 2011-12-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 및 이의 단선 검출 방법 |
| US8872477B2 (en) | 2009-12-28 | 2014-10-28 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack and line open detecting method thereof |
| JP2015156793A (ja) * | 2013-03-18 | 2015-08-27 | 株式会社日立製作所 | 電池システムおよび電池監視装置 |
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