JPH10270091A - 電源監視ｉｃ及び電池パック - Google Patents
電源監視ｉｃ及び電池パックInfo
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- JPH10270091A JPH10270091A JP9075875A JP7587597A JPH10270091A JP H10270091 A JPH10270091 A JP H10270091A JP 9075875 A JP9075875 A JP 9075875A JP 7587597 A JP7587597 A JP 7587597A JP H10270091 A JPH10270091 A JP H10270091A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Protection Of Static Devices (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の放電電流の監視を行い、過電流から電
池を保護する電源監視ＩＣ及び電池パックにおいて、過
電流保護のためにスイッチング素子をオフしたとき、負
荷の接続状態を検出するために電流を流し、この電流に
よって上記スイッチング素子が発振するのを防止する。 【解決手段】 電源監視ＩＣ１は、電池２の放電電流Ｉ
ａをＭＯＳＦＥＴ３での電圧降下を端子（ＭＯ）で検出
することにより監視する。電圧降下を基準電圧Ｖｓと比
較する比較器１４が設けられ、比較器１４からの制御信
号に基づいてＭＯＳＦＥＴ３のオン／オフ制御を行う。
端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔを第２の基準電圧Ｖｏｎと比較
する比較器１３が設けられ、電源監視ＩＣ１はＭＯＳＦ
ＥＴ３をオフした後にタイミングをずらして負荷の接続
状態を検出するための電流Ｉｓを端子（ＭＯ）に流す。
池を保護する電源監視ＩＣ及び電池パックにおいて、過
電流保護のためにスイッチング素子をオフしたとき、負
荷の接続状態を検出するために電流を流し、この電流に
よって上記スイッチング素子が発振するのを防止する。 【解決手段】 電源監視ＩＣ１は、電池２の放電電流Ｉ
ａをＭＯＳＦＥＴ３での電圧降下を端子（ＭＯ）で検出
することにより監視する。電圧降下を基準電圧Ｖｓと比
較する比較器１４が設けられ、比較器１４からの制御信
号に基づいてＭＯＳＦＥＴ３のオン／オフ制御を行う。
端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔを第２の基準電圧Ｖｏｎと比較
する比較器１３が設けられ、電源監視ＩＣ１はＭＯＳＦ
ＥＴ３をオフした後にタイミングをずらして負荷の接続
状態を検出するための電流Ｉｓを端子（ＭＯ）に流す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン電池
等の放電電流を監視することにより電池を保護する電源
監視ＩＣ（Integrated Circuit）及び電池パック（電源
装置）に関する。
等の放電電流を監視することにより電池を保護する電源
監視ＩＣ（Integrated Circuit）及び電池パック（電源
装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電源監視ＩＣ及び電池パックの回
路図を図４に示す。電池パックの（＋）端子５と（−）
端子６の間に情報機器等の負荷９が接続される。負荷９
は抵抗として表示されている。その抵抗値は例えば１Ω
程度である。電池パックはリチウムイオン電池２より負
荷９に放電電流Ｉａを送り込む。放電電流Ｉａが大きく
なり過ぎると、リチウムイオン電池２は特性劣化等の問
題が生じるため、電池パックは過電流防止用の電源監視
ＩＣ５０を用いて過電流を防止している。
路図を図４に示す。電池パックの（＋）端子５と（−）
端子６の間に情報機器等の負荷９が接続される。負荷９
は抵抗として表示されている。その抵抗値は例えば１Ω
程度である。電池パックはリチウムイオン電池２より負
荷９に放電電流Ｉａを送り込む。放電電流Ｉａが大きく
なり過ぎると、リチウムイオン電池２は特性劣化等の問
題が生じるため、電池パックは過電流防止用の電源監視
ＩＣ５０を用いて過電流を防止している。
【０００３】電池２の高電位側が（＋）端子５と電源監
視ＩＣ５０の端子（Ｖｃｃ）に接続される。電池２の低
電位側が（−）端子６に接続される。電池２と（−）端
子６の間に電池２の低電位側から順にＮチャネルＭＯＳ
ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tra
nsistor）３、４が挿入される。ＭＯＳＦＥＴ３、４は
オン、オフの動作を行う電界効果トランジスタ（スイッ
チング素子）である。ＭＯＳＦＥＴ３と４の接続中点は
静電破壊防止用の保護抵抗Ｒ１を介して端子（ＭＯ）に
接続される。ＭＯＳＦＥＴ３のゲートは端子（ＦＥ２）
に接続される。
視ＩＣ５０の端子（Ｖｃｃ）に接続される。電池２の低
電位側が（−）端子６に接続される。電池２と（−）端
子６の間に電池２の低電位側から順にＮチャネルＭＯＳ
ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tra
nsistor）３、４が挿入される。ＭＯＳＦＥＴ３、４は
オン、オフの動作を行う電界効果トランジスタ（スイッ
チング素子）である。ＭＯＳＦＥＴ３と４の接続中点は
静電破壊防止用の保護抵抗Ｒ１を介して端子（ＭＯ）に
接続される。ＭＯＳＦＥＴ３のゲートは端子（ＦＥ２）
に接続される。
【０００４】端子（ＦＥ１）は抵抗Ｒ３、Ｒ４を介して
ＭＯＳＦＥＴ４と（−）端子６の間に接続される。抵抗
Ｒ３とＲ４の接続中点がＮＰＮトランジスタ８のベース
に接続される。トランジスタ８のエミッタはＭＯＳＦＥ
Ｔ４と（−）端子６の間に接続される。トランジスタ８
のコレクタはＭＯＳＦＥＴ４のゲート及び抵抗Ｒ２を介
して電源電圧Ｖｃｃに接続される。
ＭＯＳＦＥＴ４と（−）端子６の間に接続される。抵抗
Ｒ３とＲ４の接続中点がＮＰＮトランジスタ８のベース
に接続される。トランジスタ８のエミッタはＭＯＳＦＥ
Ｔ４と（−）端子６の間に接続される。トランジスタ８
のコレクタはＭＯＳＦＥＴ４のゲート及び抵抗Ｒ２を介
して電源電圧Ｖｃｃに接続される。
【０００５】電源監視ＩＣ５０において、端子（Ｖｃ
ｃ）より電源監視ＩＣ５０に電源電圧Ｖｃｃが与えられ
る。端子（ＧＮＤ）は接地されてグランドレベルとな
る。端子（ＭＯ）はヒステリシス特性を有する比較器１
４の非反転入力端子（＋）及びトランジスタ１２のコレ
クタに接続される。比較器１４の反転入力端子（−）に
はスレッショルド電圧（基準電圧）Ｖｓが入力される。
比較器１４の出力は制御信号としてＦＥＴ制御回路１８
及び制御電流源１０に送られる。ＦＥＴ制御回路１８の
出力側は端子（ＦＥ２）に接続される。
ｃ）より電源監視ＩＣ５０に電源電圧Ｖｃｃが与えられ
る。端子（ＧＮＤ）は接地されてグランドレベルとな
る。端子（ＭＯ）はヒステリシス特性を有する比較器１
４の非反転入力端子（＋）及びトランジスタ１２のコレ
クタに接続される。比較器１４の反転入力端子（−）に
はスレッショルド電圧（基準電圧）Ｖｓが入力される。
比較器１４の出力は制御信号としてＦＥＴ制御回路１８
及び制御電流源１０に送られる。ＦＥＴ制御回路１８の
出力側は端子（ＦＥ２）に接続される。
【０００６】制御電流源１０の出力側はトランジスタ１
１のコレクタ及びベースに接続される。トランジスタ１
１のエミッタは接地される。トランジスタ１１のベース
はトランジスタ１２のベースと接続される。トランジス
タ１２のエミッタは接地される。トランジスタ１１、１
２によりカレントミラー回路が構成されている。尚、端
子（ＦＥ１）はＭＯＳＦＥＴ４をオン、オフ制御するこ
とにより電池２の過充電保護を行うものでこれらに関し
ては後述する。
１のコレクタ及びベースに接続される。トランジスタ１
１のエミッタは接地される。トランジスタ１１のベース
はトランジスタ１２のベースと接続される。トランジス
タ１２のエミッタは接地される。トランジスタ１１、１
２によりカレントミラー回路が構成されている。尚、端
子（ＦＥ１）はＭＯＳＦＥＴ４をオン、オフ制御するこ
とにより電池２の過充電保護を行うものでこれらに関し
ては後述する。
【０００７】電源監視ＩＣ５０はＭＯＳＦＥＴ３、４を
オン状態とすることにより電池２から負荷９に放電電流
Ｉａを送り込む。ＭＯＳＦＥＴ３ではドレインとソース
間に抵抗があるために放電電流Ｉａによって電圧降下が
生じる。ＭＯＳＦＥＴ３と電池２の接続線上はグランド
レベルとなっているので、この電圧降下を端子（ＭＯ）
で検出する。
オン状態とすることにより電池２から負荷９に放電電流
Ｉａを送り込む。ＭＯＳＦＥＴ３ではドレインとソース
間に抵抗があるために放電電流Ｉａによって電圧降下が
生じる。ＭＯＳＦＥＴ３と電池２の接続線上はグランド
レベルとなっているので、この電圧降下を端子（ＭＯ）
で検出する。
【０００８】放電電流Ｉａが小さい場合、ＭＯＳＦＥＴ
３での電圧降下は小さくなる。端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔ
がスレッショルド電圧Ｖｓより低ければ、比較器１４よ
りローレベルの制御信号が出力される。このローレベル
の制御信号によりＦＥＴ制御回路１８は端子（ＦＥ２）
に接続されるＭＯＳＦＥＴ３をオンする。また、このロ
ーレベルの制御信号により制御電流源１０はオフ状態と
なる。
３での電圧降下は小さくなる。端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔ
がスレッショルド電圧Ｖｓより低ければ、比較器１４よ
りローレベルの制御信号が出力される。このローレベル
の制御信号によりＦＥＴ制御回路１８は端子（ＦＥ２）
に接続されるＭＯＳＦＥＴ３をオンする。また、このロ
ーレベルの制御信号により制御電流源１０はオフ状態と
なる。
【０００９】一方、放電電流Ｉａが大きい場合、ＭＯＳ
ＦＥＴ３での電圧降下が大きくなり電圧Ｖｔが上昇す
る。電圧がＶｔが電圧Ｖｓよりも高くなれば、比較器１
４よりハイレベルの制御信号が出力される。これによ
り、ＦＥＴ制御回路１８はＭＯＳＦＥＴ３をオフする。
このように、放電電流Ｉａが過電流となって電池２に悪
影響を及ぼす前に電源監視ＩＣ５０は強制的にＭＯＳＦ
ＥＴ３をオフして電池２を保護する。
ＦＥＴ３での電圧降下が大きくなり電圧Ｖｔが上昇す
る。電圧がＶｔが電圧Ｖｓよりも高くなれば、比較器１
４よりハイレベルの制御信号が出力される。これによ
り、ＦＥＴ制御回路１８はＭＯＳＦＥＴ３をオフする。
このように、放電電流Ｉａが過電流となって電池２に悪
影響を及ぼす前に電源監視ＩＣ５０は強制的にＭＯＳＦ
ＥＴ３をオフして電池２を保護する。
【００１０】比較器１４からハイレベルの制御信号が出
力されると、制御電流源１０がオンし、定電流Ｉｅが出
力される。定電流Ｉｅはトランジスタ１１、１２から成
るカレントミラー回路に送られる。これにより、負荷９
の接続状態を検出するための電流Ｉｓが端子（ＭＯ）か
らトランジスタ１２を通過してグランドレベルに流れ込
む。これにより、電流Ｉｓは電池２から負荷９と保護抵
抗Ｒ１を通って端子（ＭＯ）に流入する。
力されると、制御電流源１０がオンし、定電流Ｉｅが出
力される。定電流Ｉｅはトランジスタ１１、１２から成
るカレントミラー回路に送られる。これにより、負荷９
の接続状態を検出するための電流Ｉｓが端子（ＭＯ）か
らトランジスタ１２を通過してグランドレベルに流れ込
む。これにより、電流Ｉｓは電池２から負荷９と保護抵
抗Ｒ１を通って端子（ＭＯ）に流入する。
【００１１】電流Ｉｓと保護抵抗Ｒ１等により端子（Ｍ
Ｏ）の電圧Ｖｔはあるレベルに設定される。電圧Ｖｔが
解除電圧Ｖｒ（ただし、Ｖｒ＜Ｖｓ）より高い場合には
比較器１４はハイレベルの制御信号を出力して、過電流
保護動作を継続する。このとき、負荷９を（＋）端子５
又は（−）端子６からはずすと、検出電流Ｉｓにより電
圧Ｖｔがグランドレベルに近づく。
Ｏ）の電圧Ｖｔはあるレベルに設定される。電圧Ｖｔが
解除電圧Ｖｒ（ただし、Ｖｒ＜Ｖｓ）より高い場合には
比較器１４はハイレベルの制御信号を出力して、過電流
保護動作を継続する。このとき、負荷９を（＋）端子５
又は（−）端子６からはずすと、検出電流Ｉｓにより電
圧Ｖｔがグランドレベルに近づく。
【００１２】そして、電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒより低く
なれば、比較器１４よりローレベルの制御信号が出力さ
れる。これにより、制御電流源１０がオフし、ＭＯＳＦ
ＥＴ３がオンする。電池パックは電池２の過電流監視動
作を再開し、放電を行うことができるようになる。
なれば、比較器１４よりローレベルの制御信号が出力さ
れる。これにより、制御電流源１０がオフし、ＭＯＳＦ
ＥＴ３がオンする。電池パックは電池２の過電流監視動
作を再開し、放電を行うことができるようになる。
【００１３】端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔの変化の一例を図
５に示す。まず期間Ｎ１では、負荷９に放電電流Ｉａが
流れ、電源監視ＩＣ５０では放電電流Ｉａが監視され
る。放電電流Ｉａが次第に大きくなると、端子（ＭＯ）
の電圧Ｖｔもそれに従って上昇する。
５に示す。まず期間Ｎ１では、負荷９に放電電流Ｉａが
流れ、電源監視ＩＣ５０では放電電流Ｉａが監視され
る。放電電流Ｉａが次第に大きくなると、端子（ＭＯ）
の電圧Ｖｔもそれに従って上昇する。
【００１４】時間ｔ１のときに電圧Ｖｔがスレッショル
ド電圧Ｖｓを超えると、すぐに過電流保護動作が開始さ
れるのではなく、電源監視ＩＣ５０に遅延時間Ｔｃを設
けて期間Ｔｃの間に継続して電圧Ｖｔが電圧Ｖｓより高
くなっていたか判断し、そのような場合に過電流保護動
作が開始されるようになっている。これにより、ノイズ
等により電圧Ｖｔがスレッショルド電圧Ｖｓを瞬間的に
超えた場合に過電流保護動作に誤動作するのを防止して
いる。
ド電圧Ｖｓを超えると、すぐに過電流保護動作が開始さ
れるのではなく、電源監視ＩＣ５０に遅延時間Ｔｃを設
けて期間Ｔｃの間に継続して電圧Ｖｔが電圧Ｖｓより高
くなっていたか判断し、そのような場合に過電流保護動
作が開始されるようになっている。これにより、ノイズ
等により電圧Ｖｔがスレッショルド電圧Ｖｓを瞬間的に
超えた場合に過電流保護動作に誤動作するのを防止して
いる。
【００１５】そのため、時間ｔ１から遅延時間Ｔｃ経過
後の時間ｔ２になってから過電流保護動作が開始され
る。このとき、設定により電圧Ｖｔはスレッショルド電
圧Ｖｓより高くなっている。そして、時間ｔ５で負荷９
を（＋）端子５又は（−）端子６からはずすと、検出電
流Ｉｓにより電圧Ｖｔが低下して、時間ｔ６で解除電圧
Ｖｒに達する。その後、ＭＯＳＦＥＴ３がオン状態とな
り過電流保護動作が解除される。負荷９が電池パックに
接続されていない状態では電圧Ｖｔはほぼグランドレベ
ルとなる。
後の時間ｔ２になってから過電流保護動作が開始され
る。このとき、設定により電圧Ｖｔはスレッショルド電
圧Ｖｓより高くなっている。そして、時間ｔ５で負荷９
を（＋）端子５又は（−）端子６からはずすと、検出電
流Ｉｓにより電圧Ｖｔが低下して、時間ｔ６で解除電圧
Ｖｒに達する。その後、ＭＯＳＦＥＴ３がオン状態とな
り過電流保護動作が解除される。負荷９が電池パックに
接続されていない状態では電圧Ｖｔはほぼグランドレベ
ルとなる。
【００１６】時間ｔ１までの期間Ｎ１では過電流監視動
作を行う。時間ｔ２からｔ６までの期間Ｎ２では過電流
保護動作を行う。時間ｔ６以後の期間Ｎ３では再び過電
流監視動作を行う。尚、図５で横軸の時間のスケールは
説明のために適当に伸縮されている。
作を行う。時間ｔ２からｔ６までの期間Ｎ２では過電流
保護動作を行う。時間ｔ６以後の期間Ｎ３では再び過電
流監視動作を行う。尚、図５で横軸の時間のスケールは
説明のために適当に伸縮されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
電源監視ＩＣ及び電池パックでは、過電流保護動作の開
始時にＭＯＳＦＥＴ３をオフする時と同時に制御電流源
１０をオンしていた。そのため、スレッショルド電圧Ｖ
ｓと解除電圧Ｖｒの差Ｖｙが小さかった。例えば、スレ
ッショルド電圧Ｖｓが１００ｍＶ、解除電圧Ｖｒが５０
ｍＶであれば、その差Ｖｙは５０ｍＶである。
電源監視ＩＣ及び電池パックでは、過電流保護動作の開
始時にＭＯＳＦＥＴ３をオフする時と同時に制御電流源
１０をオンしていた。そのため、スレッショルド電圧Ｖ
ｓと解除電圧Ｖｒの差Ｖｙが小さかった。例えば、スレ
ッショルド電圧Ｖｓが１００ｍＶ、解除電圧Ｖｒが５０
ｍＶであれば、その差Ｖｙは５０ｍＶである。
【００１８】そのため、過電流保護動作時に保護抵抗Ｒ
１の接続状況の変化等により電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒを
下回って過電流保護動作を解除することがある。そし
て、解除後に大きな放電電流Ｉａが流れれば、再び過電
流保護動作を開始し、以後同様の動作を繰り返すように
なる。これにより、放電制御用のＭＯＳＦＥＴ３が発振
し発熱する。そのため、ＭＯＳＦＥＴ３や電池２が故障
することもある。このように、上記従来の電池パック
（図４）では信頼性が低かった。
１の接続状況の変化等により電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒを
下回って過電流保護動作を解除することがある。そし
て、解除後に大きな放電電流Ｉａが流れれば、再び過電
流保護動作を開始し、以後同様の動作を繰り返すように
なる。これにより、放電制御用のＭＯＳＦＥＴ３が発振
し発熱する。そのため、ＭＯＳＦＥＴ３や電池２が故障
することもある。このように、上記従来の電池パック
（図４）では信頼性が低かった。
【００１９】また、保護抵抗Ｒ１の抵抗値は大きいほど
静電破壊防止等の効果が高いが、その抵抗値が大きくな
るほど過充電保護動作時に保護抵抗Ｒ１での電圧降下が
大きくなり、電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒを下回り易くなる
という問題もあった。検出電流Ｉｓもある程度の大きさ
がなければ負荷を検出する役割を担うことができなくな
るが、電流Ｉｓも大きくなるほど保護抵抗Ｒ１での電圧
降下により電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒを下回り易くなって
いた。
静電破壊防止等の効果が高いが、その抵抗値が大きくな
るほど過充電保護動作時に保護抵抗Ｒ１での電圧降下が
大きくなり、電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒを下回り易くなる
という問題もあった。検出電流Ｉｓもある程度の大きさ
がなければ負荷を検出する役割を担うことができなくな
るが、電流Ｉｓも大きくなるほど保護抵抗Ｒ１での電圧
降下により電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒを下回り易くなって
いた。
【００２０】本発明は上記課題を解決するもので、抵抗
値の大きな保護抵抗Ｒ１に検出電流Ｉａを流してもＭＯ
ＳＦＥＴ３の上記発振を防止することのできる電源監視
ＩＣ及び電池パックを提供することを目的とする。
値の大きな保護抵抗Ｒ１に検出電流Ｉａを流してもＭＯ
ＳＦＥＴ３の上記発振を防止することのできる電源監視
ＩＣ及び電池パックを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の構成では、電池と抵抗素子の直列回
路に負荷が接続される回路において前記電池の放電電流
と負荷の有無を監視するために使用される電源監視ＩＣ
であって、該電源監視ＩＣは、前記抵抗素子の一端と、
負荷接続用端子とに接続される検出端子と、前記検出端
子から所定点への電流経路を形成する電流経路形成手段
と、前記検出端子の電圧を第１の基準電圧と比較し、そ
の検出端子の電圧が第１の基準電圧を超えると前記直列
回路の両端間に電流が流れないように直列回路を遮断す
る信号を出力する第１比較器と、前記検出端子の電圧を
第２の基準電圧と比較し、その検出端子の電圧が第２の
基準電圧を超えると前記電流経路形成手段を動作させる
第２比較器とを備えている。
に、本発明の第１の構成では、電池と抵抗素子の直列回
路に負荷が接続される回路において前記電池の放電電流
と負荷の有無を監視するために使用される電源監視ＩＣ
であって、該電源監視ＩＣは、前記抵抗素子の一端と、
負荷接続用端子とに接続される検出端子と、前記検出端
子から所定点への電流経路を形成する電流経路形成手段
と、前記検出端子の電圧を第１の基準電圧と比較し、そ
の検出端子の電圧が第１の基準電圧を超えると前記直列
回路の両端間に電流が流れないように直列回路を遮断す
る信号を出力する第１比較器と、前記検出端子の電圧を
第２の基準電圧と比較し、その検出端子の電圧が第２の
基準電圧を超えると前記電流経路形成手段を動作させる
第２比較器とを備えている。
【００２２】このような構成によると、電源監視ＩＣは
負荷への放電電流を第１の比較器で監視する。検出端子
の電圧が第１の基準電圧を超えれば、第１比較器より出
力される信号を例えば電池と直列となるように接続され
たトランジスタに送ってこのトランジスタをオフする。
それで、上記直列回路には電流が流れなくなる。その
後、検出端子の電圧が電池の高電位側に推移し、第２の
基準電圧を超えると、第２比較器により電流経路形成手
段を動作させる。
負荷への放電電流を第１の比較器で監視する。検出端子
の電圧が第１の基準電圧を超えれば、第１比較器より出
力される信号を例えば電池と直列となるように接続され
たトランジスタに送ってこのトランジスタをオフする。
それで、上記直列回路には電流が流れなくなる。その
後、検出端子の電圧が電池の高電位側に推移し、第２の
基準電圧を超えると、第２比較器により電流経路形成手
段を動作させる。
【００２３】電流経路形成手段は、例えば第２比較器か
らの信号により動作が制御される制御電流源とカレント
ミラー回路を組み合わせたものである。この制御電流源
より定電流が流されると、カレントミラー回路の入力側
トランジスタでこの定電流を受けて、出力側トランジス
タにより負荷の有無を検出するための電流を検出端子か
らグランドレベル等に流し込む。
らの信号により動作が制御される制御電流源とカレント
ミラー回路を組み合わせたものである。この制御電流源
より定電流が流されると、カレントミラー回路の入力側
トランジスタでこの定電流を受けて、出力側トランジス
タにより負荷の有無を検出するための電流を検出端子か
らグランドレベル等に流し込む。
【００２４】負荷が負荷接続用の端子等に接続されてい
るときには、電流経路形成手段により検出端子の電圧は
ある値を維持する。負荷が接続されなくなると、検出端
子の電圧は例えばグランドレベルに落ち込む。これによ
り、第１及び第２比較器より出力される信号が切り換わ
って負荷検出用の電流を停止し、上記トランジスタをオ
ンする。これにより、再び負荷が接続されれば電池より
電流を負荷に与えることができる。尚、上記トランジス
タは上記抵抗素子にも兼用することができる。
るときには、電流経路形成手段により検出端子の電圧は
ある値を維持する。負荷が接続されなくなると、検出端
子の電圧は例えばグランドレベルに落ち込む。これによ
り、第１及び第２比較器より出力される信号が切り換わ
って負荷検出用の電流を停止し、上記トランジスタをオ
ンする。これにより、再び負荷が接続されれば電池より
電流を負荷に与えることができる。尚、上記トランジス
タは上記抵抗素子にも兼用することができる。
【００２５】また、本発明の第２の構成では、電池と抵
抗素子の直列回路に負荷が接続される回路において前記
電池の放電電流と負荷の有無を監視するために使用され
る電源監視ＩＣであって、該電源監視ＩＣは、前記抵抗
素子の一端と、負荷接続用端子とに接続される検出端子
と、前記検出端子から所定点への電流経路を形成する電
流経路形成手段と、前記検出端子の電圧を基準電圧と比
較し、その検出端子の電圧が基準電圧を超えると前記直
列回路の両端間に電流が流れないように直列回路を遮断
する信号を出力する比較器と、前記比較器の信号を遅延
して前記電流形成手段へ与え、その電流経路形成手段を
動作させる遅延回路とを備えている。
抗素子の直列回路に負荷が接続される回路において前記
電池の放電電流と負荷の有無を監視するために使用され
る電源監視ＩＣであって、該電源監視ＩＣは、前記抵抗
素子の一端と、負荷接続用端子とに接続される検出端子
と、前記検出端子から所定点への電流経路を形成する電
流経路形成手段と、前記検出端子の電圧を基準電圧と比
較し、その検出端子の電圧が基準電圧を超えると前記直
列回路の両端間に電流が流れないように直列回路を遮断
する信号を出力する比較器と、前記比較器の信号を遅延
して前記電流形成手段へ与え、その電流経路形成手段を
動作させる遅延回路とを備えている。
【００２６】このような構成によると、電源監視ＩＣは
比較器で負荷への放電電流を監視する。検出端子の電圧
が第１の基準電圧を超えれば、第１比較器より出力され
る信号によって直列回路を遮断する。電流経路形成手段
には遅延時間経過後に信号が送られるので、電流経路形
成手段は遅れて負荷の有無を検出するための電流を出力
する。
比較器で負荷への放電電流を監視する。検出端子の電圧
が第１の基準電圧を超えれば、第１比較器より出力され
る信号によって直列回路を遮断する。電流経路形成手段
には遅延時間経過後に信号が送られるので、電流経路形
成手段は遅れて負荷の有無を検出するための電流を出力
する。
【００２７】
＜第１の実施形態＞本発明の第１の実施形態について図
１及び図２を用いて説明する。図１は電源監視ＩＣ１を
用いた電池パックの回路図である。尚、図１において図
４と同一の部分については同一の符号を付してある。
１及び図２を用いて説明する。図１は電源監視ＩＣ１を
用いた電池パックの回路図である。尚、図１において図
４と同一の部分については同一の符号を付してある。
【００２８】リチウムイオン電池２の高電位側が（＋）
端子５と電源監視ＩＣ５０の端子（Ｖｃｃ）に接続され
る。電池２の低電位側が（−）端子６に接続される。電
池２と（−）端子６の間に電池２の低電位側から順にＮ
チャネルＭＯＳＦＥＴ３、４が挿入される。ＭＯＳＦＥ
Ｔ３、４はオン、オフの動作を行う電界効果トランジス
タ（スイッチング素子）である。ＭＯＳＦＥＴ３と４の
接続中点は静電破壊防止用の保護抵抗Ｒ１を介して検出
端子（ＭＯ）に接続される。ＭＯＳＦＥＴ３のゲートは
端子（ＦＥ２）に接続される。
端子５と電源監視ＩＣ５０の端子（Ｖｃｃ）に接続され
る。電池２の低電位側が（−）端子６に接続される。電
池２と（−）端子６の間に電池２の低電位側から順にＮ
チャネルＭＯＳＦＥＴ３、４が挿入される。ＭＯＳＦＥ
Ｔ３、４はオン、オフの動作を行う電界効果トランジス
タ（スイッチング素子）である。ＭＯＳＦＥＴ３と４の
接続中点は静電破壊防止用の保護抵抗Ｒ１を介して検出
端子（ＭＯ）に接続される。ＭＯＳＦＥＴ３のゲートは
端子（ＦＥ２）に接続される。
【００２９】端子（ＦＥ１）は抵抗Ｒ３、Ｒ４を介して
ＭＯＳＦＥＴ４と（−）端子６の間に接続される。抵抗
Ｒ３とＲ４の接続中点がＮＰＮトランジスタ８のベース
に接続される。トランジスタ８のエミッタはＭＯＳＦＥ
Ｔ４と（−）端子６の間に接続される。トランジスタ８
のコレクタはＭＯＳＦＥＴ４のゲート及び抵抗Ｒ２を介
して電源電圧Ｖｃｃに接続される。
ＭＯＳＦＥＴ４と（−）端子６の間に接続される。抵抗
Ｒ３とＲ４の接続中点がＮＰＮトランジスタ８のベース
に接続される。トランジスタ８のエミッタはＭＯＳＦＥ
Ｔ４と（−）端子６の間に接続される。トランジスタ８
のコレクタはＭＯＳＦＥＴ４のゲート及び抵抗Ｒ２を介
して電源電圧Ｖｃｃに接続される。
【００３０】電源監視ＩＣ５０において、端子（Ｖｃ
ｃ）より電源監視ＩＣ５０に電源電圧Ｖｃｃが与えられ
る。端子（ＧＮＤ）は接地されてグランドレベルとな
る。端子（ＭＯ）はヒステリシス特性を有する比較器１
４の非反転入力端子（＋）、比較器１３の非反転入力端
子（＋）及びトランジスタ１２のコレクタに接続され
る。比較器１４の反転入力端子（−）にはスレッショル
ド電圧Ｖｓが入力される。比較器１４の出力は制御信号
としてＦＥＴ制御回路１８に送られる。ＦＥＴ制御回路
１８の出力側は端子（ＦＥ２）に接続される。
ｃ）より電源監視ＩＣ５０に電源電圧Ｖｃｃが与えられ
る。端子（ＧＮＤ）は接地されてグランドレベルとな
る。端子（ＭＯ）はヒステリシス特性を有する比較器１
４の非反転入力端子（＋）、比較器１３の非反転入力端
子（＋）及びトランジスタ１２のコレクタに接続され
る。比較器１４の反転入力端子（−）にはスレッショル
ド電圧Ｖｓが入力される。比較器１４の出力は制御信号
としてＦＥＴ制御回路１８に送られる。ＦＥＴ制御回路
１８の出力側は端子（ＦＥ２）に接続される。
【００３１】比較器１３の反転入力端子（−）はダイオ
ード１６のカソードに接続される。ダイオード１６のア
ノードはダイオード１５のカソードに接続され、ダイオ
ード１５のアノードには電源電圧Ｖｃｃが与えられる。
ード１６のカソードに接続される。ダイオード１６のア
ノードはダイオード１５のカソードに接続され、ダイオ
ード１５のアノードには電源電圧Ｖｃｃが与えられる。
【００３２】尚、図示していないがダイオード１５、１
６には微小な電流が流れており、比較器１３の反転入力
端子（−）には基準電圧Ｖｏｎ＝Ｖｃｃ−２×ＶＦが入
力される。ただし、ＶＦはダイオード１５、１６の各順
方向電圧である。比較器１３の出力が制御信号として制
御電流源１０に送られる。例えば、電源電圧Ｖｃｃは約
３．５Ｖであり、ダイオード１５、１６での各順方向電
圧の合計２×ＶＦは約１．０Ｖである。
６には微小な電流が流れており、比較器１３の反転入力
端子（−）には基準電圧Ｖｏｎ＝Ｖｃｃ−２×ＶＦが入
力される。ただし、ＶＦはダイオード１５、１６の各順
方向電圧である。比較器１３の出力が制御信号として制
御電流源１０に送られる。例えば、電源電圧Ｖｃｃは約
３．５Ｖであり、ダイオード１５、１６での各順方向電
圧の合計２×ＶＦは約１．０Ｖである。
【００３３】制御電流源１０の出力側はトランジスタ１
１のコレクタ及びベースに接続される。トランジスタ１
１のエミッタは接地される。トランジスタ１１のベース
はトランジスタ１２のベースと接続される。トランジス
タ１２のエミッタは接地される。入力側トランジスタ１
１と出力側トランジスタ１２によりカレントミラー回路
が構成されている。尚、端子（ＦＥ１）はＭＯＳＦＥＴ
４をオン、オフさせることにより電池２の過充電保護を
行うものでこれらに関しては後述する。
１のコレクタ及びベースに接続される。トランジスタ１
１のエミッタは接地される。トランジスタ１１のベース
はトランジスタ１２のベースと接続される。トランジス
タ１２のエミッタは接地される。入力側トランジスタ１
１と出力側トランジスタ１２によりカレントミラー回路
が構成されている。尚、端子（ＦＥ１）はＭＯＳＦＥＴ
４をオン、オフさせることにより電池２の過充電保護を
行うものでこれらに関しては後述する。
【００３４】このような回路構成となっている電池パッ
クはＭＯＳＦＥＴ３、４をオン状態とすることにより電
池２から情報機器等の負荷９に放電電流Ｉａを送り込
む。ＭＯＳＦＥＴ３ではドレインとソース間に抵抗があ
るためにＭＯＳＦＥＴ３で電圧降下が生じる。この電圧
降下を端子（ＭＯ）で検出する。
クはＭＯＳＦＥＴ３、４をオン状態とすることにより電
池２から情報機器等の負荷９に放電電流Ｉａを送り込
む。ＭＯＳＦＥＴ３ではドレインとソース間に抵抗があ
るためにＭＯＳＦＥＴ３で電圧降下が生じる。この電圧
降下を端子（ＭＯ）で検出する。
【００３５】放電電流Ｉａが小さい場合、ＭＯＳＦＥＴ
３での電圧降下は小さくなる。比較器１３、１４では比
較器１４で比較されるスレッショルド電圧Ｖｓの方が低
く、端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔが電圧Ｖｓより低ければ、
比較器１３、１４よりともにローレベルの制御信号が出
力される。比較器１３からのローレベルの制御信号によ
り制御電流源１０はオフされる。また、比較器１４から
のローレベルの制御信号によりＦＥＴ制御回路１８は端
子（ＦＥ２）に接続されているＭＯＳＦＥＴ３をオンす
る。
３での電圧降下は小さくなる。比較器１３、１４では比
較器１４で比較されるスレッショルド電圧Ｖｓの方が低
く、端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔが電圧Ｖｓより低ければ、
比較器１３、１４よりともにローレベルの制御信号が出
力される。比較器１３からのローレベルの制御信号によ
り制御電流源１０はオフされる。また、比較器１４から
のローレベルの制御信号によりＦＥＴ制御回路１８は端
子（ＦＥ２）に接続されているＭＯＳＦＥＴ３をオンす
る。
【００３６】一方、放電電流Ｉａが大きい場合、ＭＯＳ
ＦＥＴ３での電圧降下が大きくなり端子（ＭＯ）の電圧
が上昇する。端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔがスレッショルド
電圧Ｖｓよりも高くなれば、比較器１４よりハイレベル
の制御信号が出力される。これにより、ＦＥＴ制御回路
１８はＭＯＳＦＥＴ３をオフする。
ＦＥＴ３での電圧降下が大きくなり端子（ＭＯ）の電圧
が上昇する。端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔがスレッショルド
電圧Ｖｓよりも高くなれば、比較器１４よりハイレベル
の制御信号が出力される。これにより、ＦＥＴ制御回路
１８はＭＯＳＦＥＴ３をオフする。
【００３７】制御電流源１０はオフのままなので、端子
（ＭＯ）の電圧が上昇する。電圧Ｖｔが基準電圧Ｖｏｎ
より高くなった時に比較器１３よりハイレベルの制御信
号が出力される。これにより、制御電流源１０がオン
し、定電流Ｉｅが出力される。定電流Ｉｅはトランジス
タ１１、１２から成るカレントミラー回路に送られる。
これにより、検出電流Ｉｓが端子（ＭＯ）からトランジ
スタ１２を通過してグランドレベルに流れ込む。これに
より、電池２から負荷９と保護抵抗Ｒ１を通って端子
（ＭＯ）に電流Ｉｓが流れ込む。
（ＭＯ）の電圧が上昇する。電圧Ｖｔが基準電圧Ｖｏｎ
より高くなった時に比較器１３よりハイレベルの制御信
号が出力される。これにより、制御電流源１０がオン
し、定電流Ｉｅが出力される。定電流Ｉｅはトランジス
タ１１、１２から成るカレントミラー回路に送られる。
これにより、検出電流Ｉｓが端子（ＭＯ）からトランジ
スタ１２を通過してグランドレベルに流れ込む。これに
より、電池２から負荷９と保護抵抗Ｒ１を通って端子
（ＭＯ）に電流Ｉｓが流れ込む。
【００３８】電流Ｉｓ及び保護抵抗Ｒ１等により端子
（ＭＯ）の電圧Ｖｔが設定によりある電圧値を継続す
る。トランジスタ１２のコレクタとエミッタ間にその電
圧が保持される。電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒ（ただし、Ｖ
ｒ＜Ｖｓ）より高い場合には比較器１４はハイレベルの
制御信号を出力して、過電流保護動作を継続する。この
とき、負荷９を（＋）端子５、（−）端子６からはずす
と、検出電流Ｉｓにより端子（ＭＯ）の電圧がグランド
レベルに近づく。電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒより低くなれ
ば、比較器１４よりローレベルの制御信号が出力され
る。これにより、制御電流源１０がオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ３がオンする。電源監視ＩＣ１は過電流監視動作を再
開し、電池２の放電を行うことができるようになる。
（ＭＯ）の電圧Ｖｔが設定によりある電圧値を継続す
る。トランジスタ１２のコレクタとエミッタ間にその電
圧が保持される。電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒ（ただし、Ｖ
ｒ＜Ｖｓ）より高い場合には比較器１４はハイレベルの
制御信号を出力して、過電流保護動作を継続する。この
とき、負荷９を（＋）端子５、（−）端子６からはずす
と、検出電流Ｉｓにより端子（ＭＯ）の電圧がグランド
レベルに近づく。電圧Ｖｔが解除電圧Ｖｒより低くなれ
ば、比較器１４よりローレベルの制御信号が出力され
る。これにより、制御電流源１０がオフし、ＭＯＳＦＥ
Ｔ３がオンする。電源監視ＩＣ１は過電流監視動作を再
開し、電池２の放電を行うことができるようになる。
【００３９】次に、電圧Ｖｔの変化の一例を図２に示
す。まず期間Ｋ１では監視ＩＣ１は電池２の放電電流Ｉ
ａを監視する。放電電流Ｉａが次第に大きくなると、端
子（ＭＯ）の電圧Ｖｔもそれに従って上昇する。遅延回
路等を用いて遅延時間Ｔｃの間、継続して電圧Ｖｔがス
レッショルド電圧Ｖｓより高くなっていたか判断する。
そして、遅延時間Ｔｃ経過後の時間ｔ２になってからＭ
ＯＳＦＥＴ３がオフされる。これにより電圧Ｖｔは上昇
する。
す。まず期間Ｋ１では監視ＩＣ１は電池２の放電電流Ｉ
ａを監視する。放電電流Ｉａが次第に大きくなると、端
子（ＭＯ）の電圧Ｖｔもそれに従って上昇する。遅延回
路等を用いて遅延時間Ｔｃの間、継続して電圧Ｖｔがス
レッショルド電圧Ｖｓより高くなっていたか判断する。
そして、遅延時間Ｔｃ経過後の時間ｔ２になってからＭ
ＯＳＦＥＴ３がオフされる。これにより電圧Ｖｔは上昇
する。
【００４０】そして、時間ｔ３で電圧Ｖｏｎに到達する
と、その後比較器１３よりハイレベルの制御信号が出力
される。しばらくしてから時間ｔ４で検出電流Ｉｓが流
れ始める。電圧Ｖｔは検出電流Ｉｓや保護抵抗Ｒ１等に
より設定された値となる。
と、その後比較器１３よりハイレベルの制御信号が出力
される。しばらくしてから時間ｔ４で検出電流Ｉｓが流
れ始める。電圧Ｖｔは検出電流Ｉｓや保護抵抗Ｒ１等に
より設定された値となる。
【００４１】その後、時間ｔ５で負荷９が（＋）端子５
又は（−）端子からはずされると、電圧Ｖｔは低下して
いき、電圧Ｖｔが電圧Ｖｏｎより低くなったときに制御
電流源１０はオフする。次に、電圧Ｖｔは時間ｔ６で解
除電圧Ｖｒに達し、その後、比較器１４よりローレベル
の制御信号が出力される。これにより、電源監視ＩＣ１
はＭＯＳＦＥＴ３をオンして過電流監視動作を再開す
る。
又は（−）端子からはずされると、電圧Ｖｔは低下して
いき、電圧Ｖｔが電圧Ｖｏｎより低くなったときに制御
電流源１０はオフする。次に、電圧Ｖｔは時間ｔ６で解
除電圧Ｖｒに達し、その後、比較器１４よりローレベル
の制御信号が出力される。これにより、電源監視ＩＣ１
はＭＯＳＦＥＴ３をオンして過電流監視動作を再開す
る。
【００４２】時間ｔ２までの期間Ｋ１では過電流監視動
作を行う。時間ｔ２からｔ４までの期間Ｋ２では過電流
保護動作を行っているが、検出電流Ｉｓは流れない。時
間ｔ４からｔ６までの期間Ｋ３では過電流保護動作で検
出電流Ｉｓが流れている。時間ｔ６以降の期間Ｋ４では
過電流監視動作を行う。尚、図２で横軸の時間のスケー
ルは説明のために適当に伸縮されている。
作を行う。時間ｔ２からｔ４までの期間Ｋ２では過電流
保護動作を行っているが、検出電流Ｉｓは流れない。時
間ｔ４からｔ６までの期間Ｋ３では過電流保護動作で検
出電流Ｉｓが流れている。時間ｔ６以降の期間Ｋ４では
過電流監視動作を行う。尚、図２で横軸の時間のスケー
ルは説明のために適当に伸縮されている。
【００４３】電圧Ｖｏｎと電圧Ｖｒの差ＶｘはＶｃｃ−
２×ＶＦ−Ｖｒとなる。例えば、電源電圧Ｖｃｃが３．
５Ｖ、ダイオード１５、１６の各順方向電圧の和２×Ｖ
Ｆが１．０Ｖ、そして解除電圧Ｖｒが５０ｍＶとする
と、その差Ｖｘは約２．４５Ｖとなるので、上記従来の
電池パック（図４）の場合の差Ｖｙ（約５０ｍＶ）より
も広がっている。従来では差Ｖｘが小さいために発振し
やすいのであった。期間Ｋ２では電圧Ｖｔが上昇してい
るので、ＭＯＳＦＥＴ３をオフした直後に電圧Ｖｔが解
除電圧Ｖｒを下回ることがない。
２×ＶＦ−Ｖｒとなる。例えば、電源電圧Ｖｃｃが３．
５Ｖ、ダイオード１５、１６の各順方向電圧の和２×Ｖ
Ｆが１．０Ｖ、そして解除電圧Ｖｒが５０ｍＶとする
と、その差Ｖｘは約２．４５Ｖとなるので、上記従来の
電池パック（図４）の場合の差Ｖｙ（約５０ｍＶ）より
も広がっている。従来では差Ｖｘが小さいために発振し
やすいのであった。期間Ｋ２では電圧Ｖｔが上昇してい
るので、ＭＯＳＦＥＴ３をオフした直後に電圧Ｖｔが解
除電圧Ｖｒを下回ることがない。
【００４４】これにより、ＭＯＳＦＥＴ３の発振動作が
防止される。また、発振によるＭＯＳＦＥＴ３の発熱も
防止される。そのため、保護抵抗Ｒ１の抵抗値を大きく
しても発振しにくくなる。そのため、抵抗値の大きな保
護抵抗Ｒ１を用いて端子（ＭＯ）の静電破壊防止等の保
護効果を強化することができる。保護抵抗Ｒ１は例えば
１０ｋΩ以上の抵抗を用いてもよい。
防止される。また、発振によるＭＯＳＦＥＴ３の発熱も
防止される。そのため、保護抵抗Ｒ１の抵抗値を大きく
しても発振しにくくなる。そのため、抵抗値の大きな保
護抵抗Ｒ１を用いて端子（ＭＯ）の静電破壊防止等の保
護効果を強化することができる。保護抵抗Ｒ１は例えば
１０ｋΩ以上の抵抗を用いてもよい。
【００４５】スレッショルド電圧Ｖｓにより動作が過電
流監視動作から過電流保護動作に切り換わるときの放電
電流Ｉａは数Ａ（アンペア）程度である。その電流値は
ＭＯＳＦＥＴ３での抵抗値やスレッショルド電圧Ｖｓに
よって変化する。また、検出電流Ｉｓは例えば２０μＡ
である。
流監視動作から過電流保護動作に切り換わるときの放電
電流Ｉａは数Ａ（アンペア）程度である。その電流値は
ＭＯＳＦＥＴ３での抵抗値やスレッショルド電圧Ｖｓに
よって変化する。また、検出電流Ｉｓは例えば２０μＡ
である。
【００４６】電池２が直列に複数接続されていても電源
監視ＩＣ１を電池数に合わせて変更を加えることにより
過電流の監視を行うことができる。端子（Ｖｃｃ）や
（ＧＮＤ）にも保護抵抗を挿入すると、静電破壊の防止
や半田付けの不良等により端子（Ｖｃｃ）と（ＧＮＤ）
が短絡するのを防止する効果がある。リチウムイオン電
池２だけでなくその他の種類の電池でも電圧Ｖｃｃ、ス
レッショルド電圧Ｖｓ等を適当に設定することで本実施
形態の電源監視ＩＣ１を活用することができる。トラン
ジスタ３には、スイッチング動作と抵抗素子としての役
割があり、抵抗素子を別の素子を利用して監視を行うよ
うに構成することもできる。
監視ＩＣ１を電池数に合わせて変更を加えることにより
過電流の監視を行うことができる。端子（Ｖｃｃ）や
（ＧＮＤ）にも保護抵抗を挿入すると、静電破壊の防止
や半田付けの不良等により端子（Ｖｃｃ）と（ＧＮＤ）
が短絡するのを防止する効果がある。リチウムイオン電
池２だけでなくその他の種類の電池でも電圧Ｖｃｃ、ス
レッショルド電圧Ｖｓ等を適当に設定することで本実施
形態の電源監視ＩＣ１を活用することができる。トラン
ジスタ３には、スイッチング動作と抵抗素子としての役
割があり、抵抗素子を別の素子を利用して監視を行うよ
うに構成することもできる。
【００４７】＜第２の実施形態＞本発明の第２の実施形
態の回路図を図３に示す。電源監視ＩＣ２０では、上記
第１の実施形態の電源監視ＩＣ１（図１参照）で用いら
れていた比較器１３とダイオード１５、１６の代わりに
遅延回路２２が設けられている点が異なるのみで、他の
部分については同一である。図３において図１と同一部
分については同一符号を付して説明を省略する。尚、端
子（ＦＥ１）等の過充電制御動作についても図３に回路
例を示して説明する。
態の回路図を図３に示す。電源監視ＩＣ２０では、上記
第１の実施形態の電源監視ＩＣ１（図１参照）で用いら
れていた比較器１３とダイオード１５、１６の代わりに
遅延回路２２が設けられている点が異なるのみで、他の
部分については同一である。図３において図１と同一部
分については同一符号を付して説明を省略する。尚、端
子（ＦＥ１）等の過充電制御動作についても図３に回路
例を示して説明する。
【００４８】比較器１４より出力される制御信号はＦＥ
Ｔ制御回路１８と遅延回路２２に送られる。放電電流Ｉ
ａが大きくなると、ある値で比較器１４より出力される
制御信号がローレベルからハイレベルに変化する。これ
により、ＦＥＴ制御回路１８はＭＯＳＦＥＴ３をオフ
し、放電電流Ｉａを流れないようにする。
Ｔ制御回路１８と遅延回路２２に送られる。放電電流Ｉ
ａが大きくなると、ある値で比較器１４より出力される
制御信号がローレベルからハイレベルに変化する。これ
により、ＦＥＴ制御回路１８はＭＯＳＦＥＴ３をオフ
し、放電電流Ｉａを流れないようにする。
【００４９】一方、制御電流源１０には遅延回路２２で
遅延時間が経過した後にハイレベルの制御信号が送られ
る。遅延時間経過により電圧Ｖｔが上昇した時に検出電
流Ｉｓが流されることになるので、遅延時間によりＭＯ
ＳＦＥＴ３の発振を防止することができる。
遅延時間が経過した後にハイレベルの制御信号が送られ
る。遅延時間経過により電圧Ｖｔが上昇した時に検出電
流Ｉｓが流されることになるので、遅延時間によりＭＯ
ＳＦＥＴ３の発振を防止することができる。
【００５０】電池パックの（＋）端子５と（−）端子６
の間に負荷９の代わりに直流電源が接続されると、ＭＯ
ＳＦＥＴ３、４をオンすることにより、充電電流が電池
パックに流れ込みリチウムイオン電池２を充電する。電
源監視ＩＣ２０では端子（Ｖｃｃ）と端子（ＧＮＤ）の
間に抵抗Ｒ５とＲ６が直列となるように接続され、その
接続中点が比較器１７の非反転入力端子（＋）に接続さ
れる。比較器１７の反転入力端子（−）には電圧Ｖｂが
入力される。比較器１７の出力側が端子ＦＥ１に接続さ
れる。
の間に負荷９の代わりに直流電源が接続されると、ＭＯ
ＳＦＥＴ３、４をオンすることにより、充電電流が電池
パックに流れ込みリチウムイオン電池２を充電する。電
源監視ＩＣ２０では端子（Ｖｃｃ）と端子（ＧＮＤ）の
間に抵抗Ｒ５とＲ６が直列となるように接続され、その
接続中点が比較器１７の非反転入力端子（＋）に接続さ
れる。比較器１７の反転入力端子（−）には電圧Ｖｂが
入力される。比較器１７の出力側が端子ＦＥ１に接続さ
れる。
【００５１】電池２が過充電状態となると発煙等の危険
が発生するため電池２の電圧Ｖｃｃを比較器１７で電圧
Ｖｂで設定される過充電電圧と比較することにより監視
を行う。過充電電圧は例えば４．３Ｖである。電圧Ｖｂ
を変更することにより過充電電圧を変更することができ
る。
が発生するため電池２の電圧Ｖｃｃを比較器１７で電圧
Ｖｂで設定される過充電電圧と比較することにより監視
を行う。過充電電圧は例えば４．３Ｖである。電圧Ｖｂ
を変更することにより過充電電圧を変更することができ
る。
【００５２】電池２の電圧Ｖｃｃが過充電電圧より低い
場合には、比較器１７よりローレベルの信号が出力され
る。これにより、端子（ＦＥ１）に接続されているトラ
ンジスタ８がオフされ、ＭＯＳＦＥＴ４のゲートにはハ
イレベルの信号が与えられる。ＭＯＳＦＥＴ４はオンす
るので、充電電流が電池２に流れ込むこととなる。
場合には、比較器１７よりローレベルの信号が出力され
る。これにより、端子（ＦＥ１）に接続されているトラ
ンジスタ８がオフされ、ＭＯＳＦＥＴ４のゲートにはハ
イレベルの信号が与えられる。ＭＯＳＦＥＴ４はオンす
るので、充電電流が電池２に流れ込むこととなる。
【００５３】充電が進み、電圧Ｖｃｃが上記過充電電圧
より高くなった場合、比較器１７の出力がハイレベルと
なり、端子（ＦＥ１）よりハイレベルの信号が出力され
る。これにより、トランジスタ８がオンするので、ＭＯ
ＳＦＥＴ４のゲートにはローレベルの信号が与えられ
る。ＭＯＳＦＥＴ４はオフするので、充電が停止する。
より高くなった場合、比較器１７の出力がハイレベルと
なり、端子（ＦＥ１）よりハイレベルの信号が出力され
る。これにより、トランジスタ８がオンするので、ＭＯ
ＳＦＥＴ４のゲートにはローレベルの信号が与えられ
る。ＭＯＳＦＥＴ４はオフするので、充電が停止する。
【００５４】電池２は過放電の状態となっていても、特
性劣化等の問題が生じる。そのため、前述のような過充
電保護の場合と同様の手段を用いて、放電時に電池２が
過放電電圧より低くなっていないかどうか監視し、電池
２が過放電電圧より低くなっている場合にはＭＯＳＦＥ
Ｔ３、４のように電池２に直列に挿入されているスイッ
チング素子をオフすることにより、電池２を過放電から
保護する。過放電電圧は例えば２．２Ｖである。
性劣化等の問題が生じる。そのため、前述のような過充
電保護の場合と同様の手段を用いて、放電時に電池２が
過放電電圧より低くなっていないかどうか監視し、電池
２が過放電電圧より低くなっている場合にはＭＯＳＦＥ
Ｔ３、４のように電池２に直列に挿入されているスイッ
チング素子をオフすることにより、電池２を過放電から
保護する。過放電電圧は例えば２．２Ｖである。
【００５５】本実施形態の電源監視ＩＣ２０によれば、
遅延回路２２を用いることによりＭＯＳＦＥＴ３の発振
を防止することができる。しかし、電圧Ｖｔに基づいて
直接制御を行っていないので、遅延時間の設定等の問題
があることを考慮すると、電源監視ＩＣ２０よりも上記
第１の実施形態の電源監視ＩＣ１（図１参照）の方が効
果的であると考えられる。
遅延回路２２を用いることによりＭＯＳＦＥＴ３の発振
を防止することができる。しかし、電圧Ｖｔに基づいて
直接制御を行っていないので、遅延時間の設定等の問題
があることを考慮すると、電源監視ＩＣ２０よりも上記
第１の実施形態の電源監視ＩＣ１（図１参照）の方が効
果的であると考えられる。
【００５６】
＜請求項１の効果＞上述のように本発明により、電流を
回路を遮断するためのトランジスタ等の発振が防止され
る。トランジスタ等では発振による発熱が防止されるの
で、電源監視ＩＣの信頼性が向上する。そのため、検出
端子に接続する保護抵抗を大きくすることができるの
で、端子の保護も強化される。
回路を遮断するためのトランジスタ等の発振が防止され
る。トランジスタ等では発振による発熱が防止されるの
で、電源監視ＩＣの信頼性が向上する。そのため、検出
端子に接続する保護抵抗を大きくすることができるの
で、端子の保護も強化される。
【００５７】＜請求項２の効果＞遅延回路を用いること
によっても上記発振を防止する効果がある。
によっても上記発振を防止する効果がある。
【００５８】＜請求項３の効果＞過電流保護動作におい
て、端子の電圧が第２の基準電圧に到達してから制御電
流源がオンし、カレントミラー回路により一定の電流が
流されるようになる。
て、端子の電圧が第２の基準電圧に到達してから制御電
流源がオンし、カレントミラー回路により一定の電流が
流されるようになる。
【００５９】＜請求項４の効果＞抵抗素子と、直列回路
を遮断する素子とは別々であってもよいが、本請求項の
ようにスイッチング動作を行うトランジスタで兼用する
こともできる。
を遮断する素子とは別々であってもよいが、本請求項の
ようにスイッチング動作を行うトランジスタで兼用する
こともできる。
【００６０】＜請求項５の効果＞上記理由により、電池
の放電電流を監視する電池パックでのトランジスタ等の
発振が防止される。そのため、電池や電界効果トランジ
スタ等では発振による故障がなくなるので電池パックの
信頼性が向上する。
の放電電流を監視する電池パックでのトランジスタ等の
発振が防止される。そのため、電池や電界効果トランジ
スタ等では発振による故障がなくなるので電池パックの
信頼性が向上する。
【図１】 本発明の第１の実施形態の電源監視ＩＣ及び
電池パックの回路図。
電池パックの回路図。
【図２】 その端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔの時間経過の例
を示す波形図。
を示す波形図。
【図３】 本発明の第２の実施形態の電源監視ＩＣ及び
電池パックの回路図。
電池パックの回路図。
【図４】 従来の電源監視ＩＣ及び電池パックの回路
図。
図。
【図５】 その端子（ＭＯ）の電圧Ｖｔの時間経過の例
を示す波形図。
を示す波形図。
１ 電源監視ＩＣ ２ リチウムイオン電池 ３、４ ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ ５ （＋）端子 ６ （−）端子 ９ 負荷 １０ 制御電流源 １１、１２ ＮＰＮトランジスタ １３ 比較器 １４ 比較器 １５、１６ ダイオード Ｒ１ 保護抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｈ 7/18 Ｈ０２Ｈ 7/18 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｙ Ｓ
Claims (5)
- 【請求項１】 電池と抵抗素子の直列回路に負荷が接続
される回路において前記電池の放電電流と負荷の有無を
監視するために使用される電源監視ＩＣであって、該電
源監視ＩＣは、 前記抵抗素子の一端と、負荷接続用端子とに接続される
検出端子と、 前記検出端子から所定点への電流経路を形成する電流経
路形成手段と、 前記検出端子の電圧を第１の基準電圧と比較し、その検
出端子の電圧が第１の基準電圧を超えると前記直列回路
の両端間に電流が流れないように直列回路を遮断する信
号を出力する第１比較器と、 前記検出端子の電圧を第２の基準電圧と比較し、その検
出端子の電圧が第２の基準電圧を超えると前記電流経路
形成手段を動作させる第２比較器と、 を備えていることを特徴とする。 - 【請求項２】 電池と抵抗素子の直列回路に負荷が接続
される回路において前記電池の放電電流と負荷の有無を
監視するために使用される電源監視ＩＣであって、該電
源監視ＩＣは、 前記抵抗素子の一端と、負荷接続用端子とに接続される
検出端子と、 前記検出端子から所定点への電流経路を形成する電流経
路形成手段と、 前記検出端子の電圧を基準電圧と比較し、その検出端子
の電圧が基準電圧を超えると前記直列回路の両端間に電
流が流れないように直列回路を遮断する信号を出力する
比較器と、 前記比較器の信号を遅延して前記電流形成手段へ与え、
その電流経路形成手段を動作させる遅延回路と、 を備えていることを特徴とする。 - 【請求項３】 前記電流経路形成手段は、制御電流源
と、前記制御電流源より出力される電流を入力するカレ
ントミラー回路から成り、前記カレントミラー回路の出
力側トランジスタのコレクタを前記検出端子に接続した
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電源監
視ＩＣ。 - 【請求項４】 前記抵抗素子はトランジスタであって、
前記第１比較器より出力される信号によりスイッチング
動作を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
ずれかに記載の電源監視ＩＣ。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の電源監視ＩＣを有することを特徴とする電池パック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07587597A JP3689798B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 電源監視ｉｃ及び電池パック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07587597A JP3689798B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 電源監視ｉｃ及び電池パック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270091A true JPH10270091A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3689798B2 JP3689798B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=13588898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07587597A Expired - Fee Related JP3689798B2 (ja) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 電源監視ｉｃ及び電池パック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3689798B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000195560A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池パック |
| JP2002176731A (ja) * | 2000-12-11 | 2002-06-21 | Mitsumi Electric Co Ltd | 二次電池の保護方法およびその回路 |
| JP2006038859A (ja) * | 2004-07-02 | 2006-02-09 | Kinhyakutatsu Kagi Yugenkoshi | バッテリー内部抵抗と設定警告抵抗の比較によりバッテリー電力をモニタリングする方法及びその装置 |
| KR20180016299A (ko) * | 2016-08-04 | 2018-02-14 | 에스아이아이 세미컨덕터 가부시키가이샤 | 충방전 제어 회로 및 이것을 구비한 배터리 장치 |
| JP2024008933A (ja) * | 2018-11-22 | 2024-01-19 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電池パック |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH08149701A (ja) * | 1994-11-25 | 1996-06-07 | Toshiba Battery Co Ltd | 二次電池の過電流保護装置 |
| JPH1069320A (ja) * | 1996-08-29 | 1998-03-10 | Rohm Co Ltd | リチウムイオン電源装置 |
-
1997
- 1997-03-27 JP JP07587597A patent/JP3689798B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US12132334B2 (en) | 2018-11-22 | 2024-10-29 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and battery pack |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3689798B2 (ja) | 2005-08-31 |
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