JP2008054412A - 充放電制御回路及び充電式電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一つの充放電制御回路で、スイッチ回路が二次電池の正極側に直列に接続されたものと、スイッチ回路が二次電池の負極側に直列に接続されたものと、両方に対応できる充放電制御回路を提供する。
【解決手段】 入力端子を設けて、端子に入力される信号の電圧によって、充電禁止信号および放電禁止信号の論理と過電流検出回路の回路を切り替える構成とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二次電池の充放電をコントロールできる充放電制御回路と、その回路を利用した充電式電源装置に関する。

従来の充電式電源装置は、図２や図３に示すように、外部端子２０５又は２０４にスイッチ回路２０３を介して二次電池２０１が接続されている。さらに、二次電池２０１に並列に充放電制御回路２０２が接続されている。充放電制御回路２０２は、二次電池２０１の電圧および電流を検出する機能を備えている。二次電池２０１が所定の電圧値より高い過充電状態、または所定の電圧値より低い過放電状態、またはスイッチ回路２０３に所定の電流値より大きい電流が流れる過電流状態のいずれかの場合は、充放電制御回路２０２はスイッチ回路２０３をＯＦＦして充電電流または放電電流を停止する（例えば、特許文献１参照）。以後、二次電池２０１が過充電状態または過放電状態または過電流状態になって充電または放電が停止した状態をそれぞれ、過充電保護状態、過放電保護状態、過電流保護状態と呼ぶ。

図４に、従来の充電式電源装置のブロック図を示す。スイッチ回路２０３は、一般的に２個のＦＥＴが使用される。充放電制御回路２０２は、過充電検出回路３０３と過放電検出回路３０４と過電流検出回路３０５と遅延回路３０６とロジック回路３０７で構成している（例えば、特許文献２参照）。

外部端子２０４と２０５の間に接続された充電器５０１よって二次電池２０１が充電され、二次電池２０１の電圧が上限値以上になると、過充電検出回路３０３より過充電検出信号が遅延回路３０６に出力される。過充電検出信号が所定の時間以上続くと、遅延回路３０６より過充電検出信号がロジック回路３０７に出力される。また、外部端子２０４と２０５の間に接続された負荷５０２によって二次電池２０１が放電し、二次電池２０１の電圧が下限値以下になると、過放電検出回路３０４より過放電検出信号が遅延回路３０６に出力される。過放電検出信号が所定の時間以上続くと、遅延回路３０６より過放電検出信号がロジック回路３０７に出力される。また、スイッチ回路２０３に流れる放電電流が上限値以上になって、スイッチ回路２０３のオン抵抗により外部端子２０５の電位が二次電池の負極の電位より所定値以上になると、過電流検出回路３０５より過電流検出信号が遅延回路３０６に出力される。過電流検出信号が所定の時間以上続くと、遅延回路３０６より過電流検出信号がロジック回路３０７に出力される。ロジック回路３０７は、過充電検出信号が入力されれば充電禁止信号をＦＥＴ−A３０１に出力して充電電流を停止し、また過放電検出信号または過電流検出信号が入力されれば放電禁止信号をＦＥＴ−B３０２に出力して放電電流を停止する。
特開平４−７５４３０号 特開２００２−２０４５３２号

しかしながら、図４に示されるような従来の充放電制御回路は、図３に示すようなスイッチ回路２０３が二次電池の負極側に直列に接続されたもののみに対応している。従って、図２に示すような充電式電源装置では、充放電制御回路２０２がスイッチ回路２０３に出力する信号の論理を反転させる必要がある。さらに、過電流状態を検出するために、過電流検出回路の構成を変える必要がある。すなわち、従来の充放電制御回路では、スイッチ回路の接続位置が違う充電式電源装置に対応すること出来なかった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、スイッチ回路の接続位置が違う充電式電源装置に対応した充放電制御回路を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の充放電制御回路では、入力端子を設けて、端子に入力される信号の電圧によって、充電禁止信号および放電禁止信号の論理と過電流検出回路の回路を切り替える構成とした。

本発明の充放電制御回路は上述したような構成としたので、スイッチ回路が二次電池の正極側に直列に接続された充電式電源装置と負極側に直列に接続された充電式電源装置の両方に対応できる便利性の高い充放電制御回路を提供できるという効果を有する。

図１は、本発明の充放電制御回路の実施例を示す回路ブロック図である。充放電制御回路１００は、二次電池の電圧を監視する端子１０１および１０２に接続された過充電検出回路３０３および過放電検出回路３０４と、二次電池の放電電流を監視する端子１０３の電圧と端子１０１もしくは端子１０２の電圧とを比較して過電流を検出する過電流検出回路１１０と、各検出回路の検出信号を入力する遅延回路３０６と、遅延回路３０６の出力を入力し充電禁止信号および放電禁止信号を出力するロジック回路３０７と、ロジック回路３０７の出力信号の論理を切り替える切替回路１１１と、切替回路１１１の信号を出力する出力端子１０４および１０５と、切替回路１１１の出力信号の論理と過電流検出回路１１０の回路を切り替えるための電圧を入力する入力端子１０６から構成されている。過電流検出回路１１０は、入力端子１０６から入力される電圧によって、端子１０３と比較する端子を、端子１０１か端子１０２かを選択可能な構成としている。

図５は、本実施例の充放電制御回路１００を二次電池の負極側制御として構成した充電式電源装置のブロック図である。図５の充電式電源装置５００は、スイッチ回路２０３が二次電池の負極側に直列に接続されたＮ−ｃｈＦＥＴで構成されている。この場合は、充放電制御回路１００の入力端子１０６を二次電池の負極に接続する。切替回路１１１は、“ＬＯＷ”が入力されることでスイッチ回路２０３がＮ−ｃｈＦＥＴで構成されていると判断して、充電禁止信号と放電禁止信号をアクティブ“ＬＯＷ”として出力する。さらに、過電流検出回路１１０は、“ＬＯＷ”が入力されることでスイッチ回路２０３が二次電池の負極側に接続されたと判断して、二次電池の放電電流を監視する端子１０３の電圧を二次電池の負極に接続される端子１０２の電圧と比べる構成に切り替える。

図６は、本実施例の充放電制御回路１００を二次電池の正極側制御として構成した充電式電源装置のブロック図である。図６の充電式電源装置６００は、スイッチ回路６０３が二次電池の正極側に直列に接続されたＰ−ｃｈＦＥＴで構成されている。この場合は、充放電制御回路１００の入力端子１０６を二次電池の正極に接続する。切替回路１１１は、“ＨＩＧＨ”が入力されることでスイッチ回路６０３がＰ−ｃｈＦＥＴで構成されていると判断して、充電禁止信号と放電禁止信号をアクティブ“ＨＩＧＨ”として出力する。さらに、過電流検出回路１１０は、“ＨＩＧＨ”が入力されることでスイッチ回路６０３が二次電池の正極側に接続されたと判断して、二次電池の放電電流を監視する端子１０３の電圧を二次電池の正極に接続される端子１０１の電圧と比べる構成に切り替える。

以上説明したように、本実施例の充放電制御回路１００は、入力端子１０６の電圧によって出力端子１０４および１０５の出力の論理を切り替える切替回路１１１と、端子１０３と比較する端子を端子１０１か端子１０２かを選択可能な過電流検出回路１１０とを設けることによって、充電式電源装置のスイッチ回路の接続位置に寄らず、どちらにも対応することが可能であり、便利性の高い充放電制御回路を提供できる。

また、図７に示すような、過電流状態を保持するための端子１０７と、センス抵抗を用いて過電流状態を検出する過電流検出回路７１０を備えた充放電制御回路７００においても、過電流検出回路７１０に過電流検出回路１１０と同様の機能を持たせること、充放電制御回路１００と同様の効果を得ることが出来る。

図８は、充放電制御回路７００を二次電池の負極側制御として構成した充電式電源装置のブロック図である。

また、複数の二次電池を対応する充放電制御回路においても本実施例の構成を適用して同様の効果を得ることが出来る。

本発明の充放電制御回路の実施例を示す回路ブロック図である。 スイッチ回路が二次電池の正極側に接続された従来の充電式電源装置を示すブロック図である。 スイッチ回路が二次電池の負極側に接続された従来の充電式電源装置を示すブロック図である。 従来の充放電制御回路を示すブロック図である。 本実施例の充放電制御回路を二次電池の負極側制御として構成した充電式電源装置のブロック図である。 本実施例の充放電制御回路を二次電池の正極側制御として構成した充電式電源装置のブロック図である。 本発明の充放電制御回路の他の実施例を示す回路ブロック図である。 他の実施例の充放電制御回路を二次電池の負極側制御として構成した充電式電源装置のブロック図である。

符号の説明

１００、２０２、７００ 充放電制御回路
１１０、３０５、７１０ 過電流検出回路
１１１ 切替回路
２０３、６０３ スイッチ回路
３０３ 過充電検出回路
３０４ 過放電検出回路
３０６ 遅延回路
３０７ ロジック回路
５０１ 充電器
５０２ 負荷

Claims (7)

1. 二次電池の電圧を監視し、前記二次電池の充放電を制御する充放電制御回路であって、
   前記二次電池の充放電を制御する制御信号をスイッチ手段に出力する出力端子と、
   入力端子と、
   前記入力端子の入力信号によって、前記制御信号の論理を切り替えて前記出力端子に出力する切替回路とを具備する充放電制御回路。
2. 前記充放電制御回路はさらに過電流検出回路を具備し、
   前記過電流検出回路は、前記充放電制御回路の過電流検出端子の電圧と基準電圧を比較して過電流を検出する機能を備え、前記入力端子の入力信号によって前記基準電圧を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の充放電制御回路。
3. 前記充放電制御回路は、前記入力端子の入力信号によって、
   前記切替回路が前記二次電池の負極側に接続した前記スイッチ手段を制御する制御信号に切り替えて出力端子に出力し、
   前記過電流検出回路が前記二次電池の負極側に接続した前記スイッチ手段の両端の電圧を監視する回路の構成に切り替えられることを特徴とする請求項２に記載されている充放電制御回路。
4. 前記充放電制御回路は、前記入力端子の入力信号によって、
   前記切替回路が前記二次電池の正極側に接続した前記スイッチ手段を制御する制御信号に切り替えて出力端子に出力し、
   前記過電流検出回路が前記二次電池の正極側に接続した前記スイッチ手段の両端の電圧を監視する回路の構成に切り替えられることを特徴とする請求項２に記載されている充放電制御回路。
5. 前記充放電制御回路は、前記入力端子の入力信号によって、
   前記切替回路が前記二次電池の負極側に接続した前記スイッチ手段を制御する制御信号に切り替えて出力端子に出力し、
   前記過電流検出回路が前記二次電池の正極側に接続した抵抗手段の両端の電圧を監視する回路の構成に切り替えられることを特徴とする請求項２に記載されている充放電制御回路。
6. 前記充放電制御回路は、前記入力端子の入力信号によって、
   前記切替回路が前記二次電池の正極側に接続した前記スイッチ手段を制御する制御信号に切り替えて出力端子に出力し、
   前記過電流検出回路が前記二次電池の負極側に接続した抵抗手段の両端の電圧を監視する回路の構成に切り替えられることを特徴とする請求項２に記載されている充放電制御回路。
7. 充電器または負荷が接続される外部端子と、
   前記外部端子に直列接続されたスイッチ回路および二次電池と、
   前記二次電池に並列接続された、前記スイッチ回路によって前記二次電池の充放電を制御する請求項１から６のいずれかに記載の充放電制御回路とからなる充電式電源装置。

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