JPH11242966A - バッテリパックの保護方法及び装置 - Google Patents

バッテリパックの保護方法及び装置

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JPH11242966A
JPH11242966A JP25220397A JP25220397A JPH11242966A JP H11242966 A JPH11242966 A JP H11242966A JP 25220397 A JP25220397 A JP 25220397A JP 25220397 A JP25220397 A JP 25220397A JP H11242966 A JPH11242966 A JP H11242966A
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JP
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terminal
battery pack
battery cell
battery
voltage
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JP25220397A
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Kyeongyong Cheon
京勇 千
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッテリパックを電子機器から外した状態で
外部端子間がショートしても、バッテリパック内部の各
保護素子及びバッテリセルが損傷を受けないバッテリパ
ックを提供する。 【解決手段】 本発明の提供するバッテリパック保護装
置は、バッテリセル４０と、温度感知用のサーミスタ５
０と、保護素子８０、９０と、正端子１０、負端子２
０、温度感知端子３０と、を持つバッテリパックにおい
て、バッテリパックの着脱状態とバッテリセル４０の出
力電圧によりスイッチを制御するスイッチング制御部６
２と、バッテリセル４０と正端子１０又は負端子２０と
の間に接続されスイッチング制御部６２により制御され
るスイッチ部６１と、スイッチ部６１に並列接続され正
端子１０又は負端子２０に常に各素子の耐圧以下の電流
を流す電圧供給部７０と、を備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバッテリパックの保
護機能に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】バッテリパックは携帯型コンピュータ、
ビデオカメラ、携帯電話等の電子機器に広く利用されて
いる。
【０００３】一般に２次電池としては、密閉型（enclos
ure type）や開放型（open type ）のＮｉ−Ｃｄバッテ
リや、Ｎｉ−ＭＨバッテリ等が使用されており、最近
は、高エネルギー密度、温度特性が良く安定な蓄電力を
見せる有機電解槽流のＬｉ−ｉｏｎバッテリが携帯用電
子機器の電源として広く使われるようになった。
【０００４】図１に従来の着脱可能なＬｉ−ｉｏｎバッ
テリパックの外観図を示す。バッテリパック１００は一
側面に、電子機器本体に正電圧を印加する正端子１０、
接地電圧を印加する負端子２０、バッテリパック１００
の温度感知用の温度感知端子３０を備えている。
【０００５】図２は、図１に示すＬｉ−ｉｏｎバッテリ
パックを電子機器に装着した場合の電源供給回路図であ
る。バッテリパック１００は正端子１０、負端子２０、
温度感知端子３０、バッテリセル４０と、負端子２０と
温度感知端子３０の間に接続されるサーミスタ５０、バ
ッテリセル４０の陽極と正端子１０の間に直列に接続さ
れるヒューズ８０及びポリスイッチ（poly-switch ）９
０を備えている。電子機器側のバッテリ制御回路２００
は、バッテリパック１００の温度感知端子３０に接続さ
れるマイクロコントローラ２１０と、コントローラ２１
０に所定の電圧（５Ｖ）を供給する電圧レギュレーター
２２０と、温度感知端子とレギュレーター２２０の間に
接続される抵抗２３０から構成される。
【０００６】電子機器に装着時、ヒューズ８０やポリス
イッチ９０、サーミスタ５０は、バッテリセル４０に過
電圧又は過電流が印加されたり、バッテリパック１００
の温度が許容温度以上になると、これを感知してバッテ
リセル４０への電圧／電流印加を遮断してバッテリパッ
クの損傷を防止する保護素子の機能を持つ。特にポリス
イッチ９０は、自身を流れる電流量によって短絡された
り、断線される電気的特性を持つ材質として形成されて
いる。ポリスイッチ９０に過電流が流れると断線されて
スイッチは開き、正常な電流が流れると短絡されてスイ
ッチは閉じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】電子機器装着時には上
記機能を持つ保護素子であるが、外部端子１０、２０、
３０間がショートがすると、各保護素子の耐圧を超過す
る過電流が流れ、各保護素子及びバッテリセルが破壊さ
れる。これによってバッテリパック１００は損傷を受け
る。
【０００８】本発明はバッテリパックを電子機器から外
した状態で外部端子間がショートしても、バッテリパッ
ク内部の各保護素子及びバッテリセルが損傷を受けない
バッテリパックを提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】以上のような問題を解決
するための本発明のバッテリパック保護方法は、バッテ
リセルからバッテリパックの電源端子までの間に高抵抗
の電源供給ラインと断続制御可能な電源供給ラインとを
並列に設け、バッテリパック取り外し時に前記断続制御
可能な電源供給ラインを断線制御するようにしたことを
特徴とする。
【００１０】また、本発明の提供するバッテリパック保
護装置は、バッテリセルと、温度感知用のサーミスタ
と、保護素子と、正端子、負端子、温度感知端子と、を
持つバッテリパックにおいて、バッテリパックの着脱状
態とバッテリセルの出力電圧によりスイッチを制御する
スイッチング制御部と、バッテリセルと正端子又は負端
子との間に接続されスイッチング制御部により制御され
るスイッチ部と、スイッチ部に並列接続され正端子又は
負端子に常に各素子の耐圧以下の電流を流す電圧供給部
と、を備えることを特徴とする。
【００１１】スイッチング制御部は、温度感知端子の電
圧値によりバッテリパックの着脱状態を感知するバッテ
リパック着脱検出部と、バッテリセルの出力電圧を感知
しバッテリセルの充放電状態を検出する検出部と、バッ
テリパック着脱検出部と検出部の検出結果からスイッチ
部の制御信号を出力する制御部と、を備える。スイッチ
部は、ソース端子をそれぞれ正端子又は負端子とバッテ
リセルの陽極又は陰極に接続し、ドレイン端子をお互い
に接続し合い、ゲート端子に制御信号が入力される２個
のＭＯＳＦＥＴと、アノード端子をそれぞれ正端子又は
負端子とバッテリセルの陽極又は陰極に接続し、カソー
ド端子をそれぞれＭＯＳＦＥＴのドレイン端子に接続す
る２個のダイオードと、で構成される。電圧供給部は、
正端子にアノード端子を接続するダイオードと、ダイオ
ードのカソード端子とバッテリセルの陽極間に接続され
る抵抗と、で構成され、１ｍＡ以下の電流を流す。
【００１２】
【発明の実施の形態】図３は本発明の実施形態による保
護回路を持つバッテリパックを電子機器に装着した場合
の電源供給回路図である。
【００１３】バッテリパック１００はバッテリセル４０
と、バッテリセルの陽極に接続されたバッテリパックの
正端子１０と、バッテリセルの陰極に接続されたバッテ
リパックの負端子２０と、バッテリパックの温度を感知
するＮＴＣタイプのサーミスタ５０を通じて負端子に接
続される温度感知端子３０と、バッテリパック１００が
電子機器から外された時、バッテリパックの内部回路を
保護するためのバッテリ保護回路６０と、バッテリセル
４０から正端子１０へ常に電源供給系路を形成する低電
源供給器７０と、から構成される。温度感知端子３０は
電子機器に提供されたスマートバッテリ回路２００内の
マイクロコントローラ２１０の一つの入力ポートと接続
されている。
【００１４】マイクロコントローラ２１０の動作電圧
（＋５Ｖ）は電子機器の電源を受ける電圧レギュレータ
ー２２０から供給される。この動作電圧供給ラインは、
抵抗２３０を通じてサーミスタ５０の抵抗値を感知する
ための温度感知端子３０と接続される。
【００１５】バッテリ保護回路６０はスイッチング制御
回路６２とスイッチ回路６１で構成される。スイッチン
グ制御回路６２の一つの入力端子にはサーミスタ５０の
抵抗値に対応する電圧値が印加され、この電圧値からバ
ッテリパックの着脱状態を判断したり、また、他の二つ
入力端子から入力するバッテリセルの電圧値によりバッ
テリパックの充放電状態を検出してスイッチ制御信号を
発生する。スイッチ回路６１はスイッチング制御回路６
２からのスイッチ制御信号により、正端子１０とバッテ
リセル４０の陽極の間の電源供給ラインをＯＮ／ＯＦＦ
する。スイッチ回路６１は負端子２０とバッテリセル４
０の陰極の間の電源供給ライン上、或いは両極の電源供
給ライン上に置かれてもよい。
【００１６】図４はスイッチング制御回路６２のブロッ
ク図である。スイッチング制御回路６２は、サーミスタ
５０の電圧値を読んでバッテリパックの着脱状態を検出
するバッテリパック着脱検出回路６２ａと、バッテリセ
ル４０の両極の電圧を感知し、バッテリセルの過剰充放
電状態を検出する検出回路６２ｂと、バッテリパック着
脱検出回路６２ａと検出回路６２ｂの少なくとも一つの
回路からの検出信号に応答し、スイッチ回路６１のＯＮ
／ＯＦＦ制御を行う制御回路６２ｃから構成される。
【００１７】図５は、バッテリ保護回路６０と低電源供
給回路７０を詳細に表したバッテリパック１００の回路
図である。低電源供給回路７０はダイオードＤ３と抵抗
Ｒ２が直列接続され、バッテリセル４０から抵抗Ｒ２と
ダイオードＤ３を通じて正端子１０に電流が流れる。ス
イッチ回路６１はＭＯＳトランジスタＮＭ１、ＮＭ２と
ダイオードＤ１、Ｄ２から構成され、ＭＯＳトランジス
タＮＭ１、ＮＭ２のゲート端子は制御回路６２ｃに接続
され、ＭＯＳトランジスタＮＭ１のソース端子は正端子
１０と、ドレイン端子はＭＯＳトランジスタＮＭ２のド
レイン端子と接続され、ＭＯＳトランジスタＮＭ２のソ
ース端子はバッテリセル４０の陽極と接続される。ダイ
オードＤ１のカソード端子とアノード端子は、ＭＯＳト
ランジスタＮＭ１のドレイン端子とソース端子に接続さ
れ、ダイオードＤ２のカソード端子とアノード端子は、
ＭＯＳトランジスタＮＭ２のドレイン端子とソース端子
に接続される。ヒューズ８０とポリスイッチ９０は、正
端子１０とスイッチ回路６１との間に直列に接続され
る。サーミスタ５０は負端子２０と温度感知端子３０と
の間に接続される。
【００１８】以上のような構成のバッテリ保護回路の動
作を説明する。
【００１９】バッテリパック１００が電子機器に装着さ
れると、バッテリパックの正、負端子１０、２０と、温
度感知端子３０が各々の電源供給ラインとスマートバッ
テリ回路２００内にあるマイクロコントローラ２１０の
端子と接続される。そしてバッテリ電源が、低電源供給
回路７０を通じて電子機器内部のスマートバッテリ回路
２００内にあるマイクロコントローラ２１０に供給され
る。低電源供給回路２１０を通じて流れる電流は１ｍＡ
より少ない。
【００２０】一方、バッテリパック着脱検出回路６２ａ
は温度感知端子３０の電圧値を読んで、バッテリパック
１００が電子機器に装着されたことを認識し、検出信号
を発生する。温度感知端子３０からの電圧値は決まった
範囲内で動く。制御回路６２ｃはバッテリパック着脱検
出回路６２ａからのバッテリパック着脱検出信号によ
り、電子機器と電源供給ラインを形成するためにスイッ
チ回路６１を制御する。このようにしてバッテリセルの
充放電動作が遂行される。この時、バッテリセルが過剰
に充放電すると検出回路６２ｂがこれを感知し、制御回
路６２ｃにオフのための制御信号を入力する。これによ
り、電源供給ラインは切断され、低電源供給回路７０か
らの電流しか流れなくなる。
【００２１】バッテリパック１００が電子機器から外さ
れるとバッテリセル４０が充放電動作をしなくなるため
に、温度感知端子３０の電圧値がＯＶになる。これによ
り、バッテリパック着脱検出回路６２ａはバッテリパッ
ク１００が外されたと認識し、制御回路６２ｃにバッテ
リパック１００が外されたことを示す検出信号を印加す
る。これにより、制御回路６２ｃがスイッチ回路６１の
ＭＯＳトランジスタＮＭ１、ＮＭ２をオフさせてスイッ
チ回路６１をオフとし、正端子１０には低電源供給回路
７０からの１ｍＡ以下の電流しか流れず、従って外部端
子間がショートしたとしても、各素子が破壊される程の
電流は流れない。この後、バッテリパック１００内部の
回路はバッテリパック１００が電子機器に再び装着され
るまで、開放状態を維持するようになる。
【００２２】
【発明の効果】本発明のバッテリ保護回路により、バッ
テリパックを装置から外している場合にバッテリパック
の外部端子間がショートしても、端子間に流れる電流が
少ないためバッテリパックの損傷を防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のバッテリパックの外観図。
【図２】従来のバッテリパック装着時の電源供給回路
図。
【図３】本発明によるバッテリパック装着時の電源供給
回路図。
【図４】図３のスイッチング制御回路のブロック図。
【図５】図３のバッテリパックの保護回路部を詳細に表
したバッテリパックの回路図。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バッテリセルからバッテリパックの電源
    端子までの間に高抵抗の電源供給ラインと断続制御可能
    な電源供給ラインとを並列に設け、バッテリパック取り
    外し時に前記断続制御可能な電源供給ラインを断線制御
    するようにしたことを特徴とするバッテリパックの保護
    方法。
  2. 【請求項２】 バッテリセルと、温度感知用のサーミス
    タと、保護素子と、正端子、負端子、温度感知端子と、
    を持つバッテリパックにおいて、 バッテリパックの着脱状態とバッテリセルの出力電圧に
    よりスイッチを制御するスイッチング制御部と、バッテ
    リセルと正端子又は負端子との間に接続されスイッチン
    グ制御部により制御されるスイッチ部と、スイッチ部に
    並列接続され正端子又は負端子に常に各素子の耐圧以下
    の電流を流す電圧供給部と、を備えることを特徴とする
    バッテリパックの保護装置。
  3. 【請求項３】 スイッチング制御部は、温度感知端子の
    電圧値によりバッテリパックの着脱状態を感知するバッ
    テリパック着脱検出部と、バッテリセルの出力電圧を感
    知しバッテリセルの充放電状態を検出する検出部と、バ
    ッテリパック着脱検出部と検出部の検出結果からスイッ
    チ部の制御信号を出力する制御部と、を備える請求項２
    記載のバッテリパックの保護装置。
  4. 【請求項４】 スイッチ部は、ソース端子をそれぞれ正
    端子又は負端子とバッテリセルの陽極又は陰極に接続
    し、ドレイン端子をお互いに接続し合い、ゲート端子に
    制御信号が入力される２個のＭＯＳＦＥＴと、アノード
    端子をそれぞれ正端子又は負端子とバッテリセルの陽極
    又は陰極に接続し、カソード端子をそれぞれＭＯＳＦＥ
    Ｔのドレイン端子に接続する２個のダイオードと、で構
    成される請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載の
    バッテリパックの保護装置。
  5. 【請求項５】 電圧供給部は、正端子にアノード端子を
    接続するダイオードと、ダイオードのカソード端子とバ
    ッテリセルの陽極間に接続される抵抗と、で構成される
    請求項２〜４のいずれか１項に記載のバッテリパックの
    保護装置。
  6. 【請求項６】 電圧供給部を介し、１ｍＡ以下の電流を
    流す請求項２〜５のいずれか１項に記載のバッテリパッ
    クの保護装置。
JP25220397A 1996-09-17 1997-09-17 バッテリパックの保護方法及び装置 Pending JPH11242966A (ja)

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