JPH11136873A - 過充電防止回路 - Google Patents

過充電防止回路

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JPH11136873A
JPH11136873A JP9300520A JP30052097A JPH11136873A JP H11136873 A JPH11136873 A JP H11136873A JP 9300520 A JP9300520 A JP 9300520A JP 30052097 A JP30052097 A JP 30052097A JP H11136873 A JPH11136873 A JP H11136873A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
overcharge
battery
transistor
voltage
batteries
Prior art date
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Pending
Application number
JP9300520A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsufusa Narita
光房 成田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsumi Electric Co Ltd filed Critical Mitsumi Electric Co Ltd
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲温度によって過充電の未検出が発生する
ことを防止し、かつ、直列接続された複数の電池のうち
単一の電池が過充電となった場合も充電を停止できる過
充電防止回路を提供することを目的とする。 【解決手段】 複数の電池24,26夫々毎に設けら
れ、各電池の両端電圧を分圧した分圧電圧を基準電圧と
比較して、各電池の過充電を検出する複数の検出部と、
複数の検出部夫々毎に設けられ、過充電の検出時にのみ
電流を流す複数のスイッチSW1,SW2と、複数のス
イッチのうちいずれかから電流を供給されたとき作動し
て充電を停止させる停止部とを有する。このため、複数
の電池夫々の過充電を電池毎に検出でき、また、スイッ
チは各電池の過充電の検出時にのみ電流を流すため、充
電途中における電流消費がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は過充電防止回路に関
し、電池の過充電を防止する回路に関する。
【0002】
【従来の技術】リチウム・イオン電池を充電する場合、
リチウム・イオン電池の過充電を検出したときヒューズ
を切断して充電を停止させる過充電防止回路が従来から
用いられている。図2は従来の過充電防止回路の一例の
回路図を示す。この回路は半導体集積回路化されてい
る。同図中、電源ライン10と接地ライン12との間に
リチウム・イオン電池14,16が外付けで直列接続さ
れて充電される。
【0003】電源ライン10にアノードを接続されたダ
イオードD1のカソードにはダイオードD2のアノード
が接続され、ダイオードD2のカソードには抵抗R1,
R2の直列接続回路が接続されている。抵抗R2の他端
にはダイオードD3のアノードが接続され、そのカソー
ドにはダイオードD4のアノードが接続され、ダイオー
ドD4のカソードは接地ライン12に接続されている。
【0004】抵抗R1,R2の接続点にはnpnトラン
ジスタQ1のベースが接続されている。トランジスタQ
1のエミッタはnpnトランジスタQ2のコレクタに接
続され、トランジスタQ2のエミッタは接地されてい
る。トランジスタQ2はコレクタ・エミッタ間耐圧を確
保するために設けられたもので、通常、ベースにハイレ
ベルを供給されている。トランジスタQ1のコレクタは
pnpトランジスタQ3のコレクタに接続されている。
トランジスタQ3はベース・コレクタ間を接続されると
共にpnpトランジスタQ4とベースを共通接続され、
夫々のエミッタを電源ライン10に接続されてカレント
ミラー回路を構成している。トランジスタQ4のコレク
タは出力用のnpnトランジスタQ5のベースに接続さ
れると共に抵抗R3を介して接地されている。トランジ
スタQ5のエミッタは接地され、コレクタは出力端子1
8に接続されている。なお、出力端子18は半導体集積
回路外部で一端を電源に接続されたヒューズの他端に接
続されている。
【0005】ここで、リチウム・イオン電池14,16
が過充電され電源ライン10の電圧が所定値以上に上昇
すると、抵抗R1,R2間電圧がトランジスタQ1の閾
値を越え、トランジスタQ1がオンする。これによりト
ランジスタQ5がオンして外付けのヒューズに電流が流
れヒューズが切断して充電が停止する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来回路では、充電時
に抵抗R1,R2を電流が流れるので、その消費電流を
小さくするためには抵抗R1,R2の抵抗値を大きくし
なければならない。しかし、抵抗R1,R2は半導体集
積回路内で拡散抵抗で構成するため抵抗値を大きくする
とチップ面積が大きくなる。このチップ面積の増大を抑
えるためにダイオードD1〜D4で電圧シフトを行って
いるが、ダイオード数を増やして消費電流を抑えると、
ダイオードの温度特性によって低温の充電時にダイオー
ドの順方向電圧降下が大きくなって過充電時にトランジ
スタQ1がオンしない。また、リチウム・イオン電池1
4,16の一方が過充電となったときにトランジスタQ
1がオンしないという問題があった。
【0007】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
周囲温度によって過充電の未検出が発生することを防止
し、かつ、直列接続された複数の電池のうち単一の電池
が過充電となった場合も充電を停止できる過充電防止回
路を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、複数の電池を直列接続して充電する回路の過充電防
止回路において、前記複数の電池夫々毎に設けられ、各
電池の両端電圧を分圧した分圧電圧を基準電圧と比較し
て、各電池の過充電を検出する複数の検出部と、前記複
数の検出部夫々毎に設けられ、過充電の検出時にのみ電
流を流す複数のスイッチと、前記複数のスイッチのうち
いずれかから電流を供給されたとき作動して充電を停止
させる停止部とを有する。
【0009】このように、各電池の両端電圧を分圧して
基準電圧と比較して各電池の過充電を検出するため、複
数の電池夫々の過充電を電池毎に検出でき、また、スイ
ッチは各電池の過充電の検出時にのみ電流を流すため、
充電途中における電流消費がなくなり、単一の電池でも
過充電されると充電を停止することができる。請求項2
に記載の発明は、請求項1記載の過充電防止回路におい
て、前記電池はリチウム・イオン電池である。
【0010】これにより、リチウム・イオン電池の過充
電を防止して過充電によるリチウム・イオン電池の発火
を防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明回路の一実施例の回
路図を示す。この回路は半導体集積回路化されている。
同図中、電源ライン20と接地ライン22との間にリチ
ウム・イオン電池24,26が外付けで直列接続されて
いる。リチウム・イオン電池24の両端間には抵抗R1
1,R12,R20が並列接続されると共に、定電流源
28,ツェナーダイオードDZ1が並列接続されてい
る。この抵抗R11,R12,R20はリチウム・イオ
ン電池24の両端電圧を分圧しており、抵抗R11,R
12の接続点の分圧電圧はコンパレータ30の正極性入
力端子に供給され、抵抗R12,R202の接続点の分
圧電圧はコンパレータ50の正極性入力端子に供給され
る。定電流源28はツェナーダイオードDZ1に定電流
を流して所定の基準電圧を発生させ、この基準電圧がコ
ンパレータ30,50の負極性入力端子に供給される。
【0012】コンパレータ30,50は分圧電圧が基準
電圧以下のときローレベルで基準電圧を越えるとハイレ
ベルとなる信号を出力する。コンパレータ30の出力は
スイッチSW1に制御信号として供給される。常開のス
イッチSW1の一端は電源ライン20に接続された定電
流源32に接続され、他端はnpnトランジスタQ10
のコレクタに接続されており、ハイレベルの制御信号を
供給されたときに閉成してトランジスタQ10のコレク
タに定電流源32から電流を供給する。上記の抵抗R1
1,R12,定電流源28,ツェナーダイオードDZ
1,コンパレータ30が検出部に対応している。
【0013】リチウム・イオン電池26の両端間には抵
抗R13,R14,R21が並列接続されると共に、定
電流源34,ツェナーダイオードDZ2が並列接続され
ている。この抵抗R13,R14はリチウム・イオン電
池26の両端電圧を分圧しており、抵抗R13,R14
の接続点の分圧電圧はコンパレータ36の正極性入力端
子に供給され、抵抗R14,R21の接続点の分圧電圧
はコンパレータ36の正極性入力端子に供給される。定
電流源34はツェナーダイオードDZ2に定電流を流し
て所定の基準電圧を発生させ、この基準電圧がコンパレ
ータ36,60の負極性入力端子に供給される。
【0014】コンパレータ36,60は分圧電圧が基準
電圧以下のときローレベルで基準電圧を越えるとハイレ
ベルとなる信号を出力する。コンパレータ36の出力は
スイッチSW2に制御信号として供給される。常開のス
イッチSW2の一端はリチウム・イオン電池26の正極
性端子に接続された定電流源38に接続され、他端はn
pnトランジスタQ10のコレクタに接続されており、
ハイレベルの制御信号を供給されたときに閉成してトラ
ンジスタQ10のコレクタに定電流源38から電流を供
給する。上記の抵抗R13,R14,定電流源34,ツ
ェナーダイオードDZ2,コンパレータ36が検出部に
対応している。
【0015】トランジスタQ10のベースはコレクタに
接続されると共にnpnトランジスタQ11のベースと
共通接続され、トランジスタQ10,Q11のエミッタ
は接地されてカレントミラー回路を構成している。トラ
ンジスタQ11のコレクタは抵抗R16,R15を介し
て電源VCCに接続されている。抵抗R15,R16の接
続点にはnpnトランジスタQ12のベースが接続され
ている。トランジスタQ12のエミッタはnpnトラン
ジスタQ13のコレクタに接続され、トランジスタQ1
3のエミッタは接地されている。トランジスタQ13は
コレクタ・エミッタ間耐圧を確保するために設けられた
もので、コンパレータ50,60出力をワイヤードオア
されて、ベースに供給されている。トランジスタQ12
のコレクタはpnpトランジスタQ14のコレクタに接
続されている。トランジスタQ14はベース・コレクタ
間を接続されると共にpnpトランジスタQ15とベー
スを共通接続され、夫々のエミッタを電源VCCに接続さ
れてカレントミラー回路を構成している。トランジスタ
Q15のコレクタは出力用のnpnトランジスタQ16
のベースに接続されると共に抵抗R17を介して接地さ
れている。トランジスタQ16のエミッタは接地され、
コレクタは出力端子40に接地されている。なお、出力
端子20は半導体集積回路外部で一端を電源に接続され
たヒューズの他端に接続されている。上記のトランジス
タQ10〜Q16,抵抗R15〜R17が停止部に対応
している。
【0016】ここで、リチウム・イオン電池24が過充
電され、その両端電圧が所定値以上に上昇すると、抵抗
R11,R12の分圧電圧が基準電圧を越え、コンパレ
ータ30出力がハイレベルとなってスイッチSW1がオ
ンする。これによって、定電流源32の出力電流がトラ
ンジスタQ10を流れ、カレントミラーによってトラン
ジスタQ11に電流が流れる。この時、コンパレータ5
0の出力もハイレベルとなり、トランジスタQ13,ト
ランジスタQ12がオンし、トランジスタQ16がオン
して出力端子40に外付けのヒューズに電流が流れ、ヒ
ューズが切断しリチウム・イオン電池24,26の充電
が停止する。
【0017】また、リチウム・イオン電池26が過充電
され、その両端電圧が所定値以上に上昇すると、抵抗R
13,R14の分圧電圧が基準電圧を越え、コンパレー
タ36出力がハイレベルとなってスイッチSW2がオン
する。これによって、定電流源38の出力電流がトラン
ジスタQ10を流れ、カレントミラーによってトランジ
スタQ11に電流が流れる。この時、コンパレータ60
の出力もハイレベルとなり、トランジスタQ13,トラ
ンジスタQ12がオンし、トランジスタQ16がオンし
て出力端子40に外付けのヒューズに電流が流れ、ヒュ
ーズが切断しリチウム・イオン電池24,26の充電が
停止する。
【0018】また、リチウム・イオン電池24,26の
正常な充電時にはスイッチSW1,SW2が開成して電
源ライン20と接地ライン22間に電流が流れないた
め、充電時の消費電流を低く抑えることができる。
【0019】
【発明の効果】上述の如く、請求項1に記載の発明は、
複数の電池を直列接続して充電する回路の過充電防止回
路において、前記複数の電池夫々毎に設けられ、各電池
の両端電圧を分圧した分圧電圧を基準電圧と比較して、
各電池の過充電を検出する複数の検出部と、前記複数の
検出部夫々毎に設けられ、過充電の検出時にのみ電流を
流す複数のスイッチと、前記複数のスイッチのうちいず
れかから電流を供給されたとき作動して充電を停止させ
る停止部とを有する。
【0020】このように、各電池の両端電圧を分圧して
基準電圧と比較して各電池の過充電を検出するため、複
数の電池夫々の過充電を電池毎に検出でき、また、スイ
ッチは各電池の過充電の検出時にのみ電流を流すため、
充電途中における電流消費がなくなり、単一の電池でも
過充電されると充電を停止することができる。請求項2
に記載の発明は、請求項1記載の過充電防止回路におい
て、前記電池はリチウム・イオン電池である。
【0021】これにより、リチウム・イオン電池の過充
電を防止して過充電によるリチウム・イオン電池の発火
を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】従来回路の一例の回路図である。
【符号の説明】
20 電源ライン 22 接地ライン 24,26 リチウム・イオン電池 28,32,34,38 定電流源 30,36 コンパレータ Q10〜Q16 トランジスタ R11〜R17 抵抗 SW1,SW2 スイッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の電池を直列接続して充電する回路
    の過充電防止回路において、 前記複数の電池夫々毎に設けられ、各電池の両端電圧を
    分圧した分圧電圧を基準電圧と比較して、各電池の過充
    電を検出する複数の検出部と、 前記複数の検出部夫々毎に設けられ、過充電の検出時に
    のみ電流を流す複数のスイッチと、 前記複数のスイッチのうちいずれかから電流を供給され
    たとき作動して充電を停止させる停止部とを有すること
    を特徴とする過充電防止回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の過充電防止回路におい
    て、 前記電池はリチウム・イオン電池であることを特徴とす
    る過充電防止回路。
JP9300520A 1997-10-31 1997-10-31 過充電防止回路 Pending JPH11136873A (ja)

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