充放電控制電路和電池裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電池裝置，該電池裝置具有二次電池以及充放電控制電路，該充放電控制電路對二次電池的電壓或異常進行檢測，并對二次電池的充放電進行控制，本發(fā)明尤其涉及一種充放電控制電路和電池裝置，該充放電控制電路防止電池成為異常狀態(tài)、或者防止在電池或與電池連接的設(shè)備中流動過多的電流。
【背景技術(shù)】
[0002]圖4示出具有以往的充放電控制電路的電池裝置的電路圖。具有以往的充放電控制電路的電池裝置由二次電池ll、Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12、Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13、充放電控制電路14、電阻22、31、電容32以及外部端子20、21構(gòu)成。充放電控制電路14由控制電路15、過電流檢測電路530、短路檢測電路540、過電流檢測端子19、充電控制信號輸出端子41、放電控制信號輸出端子42、DS端子45、正極電源端子44以及負極電源端子43構(gòu)成。過電流檢測電路530由比較電路101和基準電壓電路531構(gòu)成。短路檢測電路540由比較電路102和基準電壓電路541構(gòu)成。
[0003]控制電路15由電阻504、505、506、507、518、528、基準電壓電路509、515、比較電路501、508、513、振蕩電路502、計數(shù)器電路503、邏輯電路510、電平轉(zhuǎn)換電路511、延遲電路512、邏輯電路520以及NMOS晶體管517、519構(gòu)成。
[0004]接著，對動作進行說明。外部端子20、21之間連接有負載，當(dāng)電流流過時，在二次電池11的負極與外部端子21之間產(chǎn)生電位差。該電位差由在外部端子20、21之間流動的電流量1:、Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12的電阻值R12以及Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13的電阻值R13決定，用I iX (R12+R13)表示。過電流檢測端子19的電壓與外部端子21的電壓相等。比較電路101對基準電壓電路531的電壓與過電流檢測端子19的電壓進行比較，如果過電流檢測端子19的電壓高，則斷開Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12，開啟過電流保護。設(shè)過電流檢測電流值的設(shè)定值為Imp、基準電壓電路531的電壓為V531、Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12的電阻值為R12、Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13的電阻值為R13。比較電路101達到輸出檢測信號的閾值電壓時的外部端子21的電壓是^31。此時，在外部端子20、21之間流動的電流為外部端子21的電壓除以Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12與Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13的電阻值的和所得到的值，用Imp= V531/(R12+R13)表示。
[0005]將比較電路101達到輸出檢測信號的閾值電壓時的充放電控制電路的過電流檢測端子的電壓稱為過電流檢測電壓。將比較電路102達到輸出檢測信號的閾值電壓時的充放電控制電路的過電流檢測端子的電壓稱為短路檢測電壓。
[0006]專利文獻1:日本特開2004-104956號公報
[0007]但是，在以往的技術(shù)中，即使二次電池電壓或溫度發(fā)生變化，充放電控制電路的過電流檢測電壓與短路檢測電壓也為恒定的值，與此相對，Nch充放電控制場效應(yīng)晶體管的電阻值卻隨著二次電池電壓或溫度的變化而變化，所以過電流檢測電流值或短路檢測電流值發(fā)生變動。因此，存在過電流檢測電流值或短路檢測電流值的精度差、電池裝置的安全性低的課題。此外，因為在過電流檢測電路與短路檢測電路中使用2個基準電壓電路，所以還存在消耗電流高的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明就是為了解決上述課題而完成的，其目的在于使充放電控制電路的過電流檢測電壓和短路檢測電壓以與Nch充放電控制場效應(yīng)晶體管的電阻值因二次電池電壓或溫度而產(chǎn)生的變化一致的方式發(fā)生變化，不使過電流檢測電流值因二次電池電壓或溫度的變化而產(chǎn)生變動。由此，提供一種電池裝置，其消耗電流低并且使過電流檢測電流值和短路檢測電流值的精度提尚，從而安全性尚。
[0009]為了解決以往的課題，本發(fā)明的充放電控制電路采用如下的結(jié)構(gòu)。
[0010]短路過電流檢測電路具有:基準電壓電路，其具有串聯(lián)連接的恒流電路、第一阻抗元件、電阻值根據(jù)二次電池的電壓而變化的第一晶體管、第二阻抗元件以及電阻值根據(jù)二次電池的電壓而變化的第二晶體管，從恒流電路與第一阻抗元件的連接點輸出第一基準電壓，從第一晶體管與第二阻抗元件的連接點輸出第二基準電壓；第一比較電路，其對過電流檢測端子的電壓與第一基準電壓進行比較；以及第二比較電路，其對過電流檢測端子的電壓與第二基準電壓進行比較。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，能夠使充放電控制電路的過電流檢測電壓與短路檢測電壓的二次電池電壓依賴性和溫度依賴性與充放電控制開關(guān)的電阻值的二次電池電壓依賴性和溫度依賴性一致，即使二次電池電壓或溫度發(fā)生變化也使電池裝置的過電流檢測電流值與短路檢測電流值為恒定的值。由此，能夠提供一種電池裝置，其消耗電流低并且使過電流檢測電流值與短路檢測電流值的精度提高，從而安全性高。
【附圖說明】
[0012]圖1是第一實施方式的充放電控制電路和電池裝置的電路圖。
[0013]圖2是第二實施方式的充放電控制電路和電池裝置的電路圖。
[0014]圖3是第三實施方式的充放電控制電路和電池裝置的電路圖。
[0015]圖4是以往的充放電控制電路和電池裝置的電路圖。
[0016]標號說明
[0017]11:二次電池；14:充放電控制電路；15:控制電路;101、102:比較電路；19:過電流檢測端子；20、21:外部端子；103:恒流電路；110:短路過電流檢測電路；41:充電控制信號輸出端子；42:放電控制信號輸出端子；43:負極電源端子；44:正極電源端子。
【具體實施方式】
[0018]〈第I實施方式〉
[0019]圖1是第一實施方式的充放電控制電路和電池裝置的電路圖。
[0020]第一實施方式的充放電控制電路和電池裝置由二次電池11、Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12、Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13、充放電控制電路14、電阻22、31、電容32以及外部端子20、21構(gòu)成。充放電控制電路14由控制電路15、短路過電流檢測電路110、過電流檢測端子19、充電控制信號輸出端子41、放電控制信號輸出端子42、正極電源端子44、以及負極電源端子43構(gòu)成。短路過電流檢測電路110由比較電路101、102、恒流電路103、電阻
104、106以及NMOS晶體管105、107構(gòu)成。由恒流電路103、電阻104、106以及NMOS晶體管
105、107構(gòu)成基準電壓電路。
[0021]二次電池11的正極與外部端子20和電阻31連接，負極與電容32、負極電源端子43、Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12的源極以及背柵極連接。正極電源端子44連接于電阻31與電容32的連接點。Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12的柵極與放電控制信號輸出端子42連接，漏極與Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13的漏極連接。Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13的柵極與充電控制信號輸出端子41連接，源極和背柵極與外部端子21和電阻22的一個端子連接。電阻22的另一個端子與過電流檢測端子19連接。
[0022]比較電路101的反轉(zhuǎn)輸入端子與過電流檢測端子19連接，非反轉(zhuǎn)輸入端子連接于恒流電路103的一個端子與電阻104的一個端子的連接點，輸出端子與控制電路15連接。恒流電路103的另一個端子與正極電源端子44連接。NMOS晶體管105的柵極與正極電源端子44連接，漏極與電阻104的另一個端子連接，源極與電阻106的一個端子連接。NMOS晶體管107的柵極與正極電源端子44連接，漏極與電阻106的另一個端子連接，源極與負極電源端子43連接。比較電路102的反轉(zhuǎn)輸入端子與過電流檢測端子19連接，非反轉(zhuǎn)輸入端子與NMOS晶體管105的源極連接，輸出端子與控制電路15連接?？刂齐娐?5的電源端子與正極電源端子44連接，接地端子與負極電源端子43連接，第一輸出端子與放電控制信號輸出端子42連接，第二輸出端子與充電控制信號輸出端子41連接。
[0023]接著，對動作進行說明。當(dāng)二次電池11是過充電檢測電壓以下且過放電檢測電壓以上時，Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12、Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13被控制為接通。在該狀態(tài)下，外部端子20、21之間連接有負載，當(dāng)放電電流流過時，在二次電池11的負極與外部端子21之間產(chǎn)生電位差。該電位差由在外部端子20、21之間流動的電流量IpNch放電控制場效應(yīng)晶體管12的電阻值R12以及Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13的電阻值R 13決定，用 I1X (r12+r13)表不。
[0024]恒流電路103向電阻104、106與NMOS晶體管105、107流動電流而產(chǎn)生電壓，并將該電壓作為基準電壓電路的基準電壓輸出。比較電路102對基準電壓電路的基準電壓與過電流檢測端子19的電壓進行比較，如果過電流檢測端子19的電壓高，則向控制電路15輸出檢測信號，從而使Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12斷開并開啟過電流保護。
[0025]設(shè)過電流檢測電流值的設(shè)定值為Imp、在NMOS晶體管105的源極與基準電壓電路的電阻106的連接點上產(chǎn)生的電壓為Vraf、Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12的電阻值為R12、Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13的電阻值為R13。比較電路102達到輸出檢測信號的閾值電壓時的外部端子21的電壓是V?f。此時，在外部端子20、21之間流動的電流為外部端子21的電壓除以Nch放電控制場效應(yīng)晶體管12與Nch充電控制場效應(yīng)晶體管13的電阻值的和所得到的值，用I DOP V ref / (Rl2+Rl3)表不。
[0026]這里，因為Nch場效應(yīng)晶體管的電阻值具有柵極與源極間電壓依賴性以及溫度依賴性，并且Nch充放電控制場效應(yīng)晶體管的源極電位是二次電池的負極電位、柵極電位是二次電池的正極電位，所以Nch充放電控制場效應(yīng)晶體管的電阻值(R12+R13)具有二次電池電壓依賴性以及溫度依