專(zhuān)利名稱(chēng)：電池保護(hù)電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于防止電池的過(guò)充電及過(guò)放電的電池保護(hù)電路裝置。
背景技術(shù)：
如鋰離子二次電池那樣的二次電池需要電池保護(hù)電路裝置，以防止過(guò)放電狀態(tài)、 過(guò)充電狀態(tài)。在串聯(lián)多個(gè)二次電池的電池中，僅檢測(cè)全體電壓時(shí)，由于每個(gè)二次電池的特性 偏差，會(huì)發(fā)生某個(gè)二次電池達(dá)到過(guò)充電狀態(tài)、過(guò)放電狀態(tài)的危險(xiǎn)。因此，檢測(cè)每個(gè)二次電池 的電壓，以達(dá)到構(gòu)成電池的二次電池沒(méi)有一個(gè)是過(guò)放電狀態(tài)、過(guò)充電狀態(tài)。(例如，參照專(zhuān)利 文獻(xiàn)1的圖3)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 日本特許3291530號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
串聯(lián)多個(gè)如鋰離子二次電池那樣的二次電池的電池，電壓隨二次電池的個(gè)數(shù)上升。因此，需要提高構(gòu)成電池保護(hù)電路裝置的元件的耐壓，以使元件在被施加上述電壓時(shí)不 會(huì)損壞。通常，半導(dǎo)體元件若提高耐壓，則元件、元件分離區(qū)域的尺寸會(huì)變大。因而，串聯(lián)多個(gè)二次電池的電池保護(hù)電路裝置，不僅因電池個(gè)數(shù)的增多而電路增 大，而且構(gòu)成該電路的每個(gè)半導(dǎo)體元件的尺寸也變大，從而使保護(hù)電路裝置的整體尺寸變 大。至今，雖有許多有關(guān)串聯(lián)多個(gè)二次電池的電池保護(hù)電路的專(zhuān)利申請(qǐng)，但對(duì)于構(gòu)成 該電路的半導(dǎo)體元件的耐壓做明確敘述的幾乎沒(méi)有。例如，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的圖3中所示電 路中，沒(méi)有記述阱的電位設(shè)在哪里，該元件的耐壓是什么程度。由附圖可以推斷的是，G2、G3 的“或非”門(mén)一樣，由此COMPl 4的比較電路設(shè)在整個(gè)保護(hù)電路的接地和電源之間。艮口， 有可能被施加串聯(lián)的全體電壓，元件的耐壓需要成為串聯(lián)的全體電壓份量。如此例，與所述 的二次電池為1個(gè)的場(chǎng)合相比，需要2倍的耐壓，因此為了滿足該耐壓，元件尺寸會(huì)變大。此例中，二次電池為2個(gè)，因此止于2倍，若串聯(lián)10個(gè)則需要10倍的耐壓。S卩，串 聯(lián)的二次電池的個(gè)數(shù)越多，所需的耐壓就越大，元件尺寸變得更大。因而，電池的保護(hù)電路 裝置變得更大。此外，半導(dǎo)體元件通常因制造時(shí)的工藝偏差，其特性有偏差。因此，通常配有修正 (trimming)電路。此偏差一般隨耐壓升高而增大，因此耐壓越高，需修正的范圍越廣，修正 電路增大，電池保護(hù)電路裝置的面積變大。而且，若元件特性的偏差大，則溫度變化時(shí)的檢測(cè)電壓會(huì)有更大的偏置。這導(dǎo)致檢 測(cè)電壓的精度降低。如此，元件特性的偏差大，各種特性的精度就降低。若配備校正這些的 電路，保護(hù)電路裝置的面積就變大。如以上，串聯(lián)多個(gè)二次電池的電池保護(hù)電路裝置的面積變大。對(duì)于半導(dǎo)體裝置而 言，面積的增大直接與成本增大相連。因而，存在不能低價(jià)提供電池保護(hù)電路裝置的課題。為了解決上述課題，本發(fā)明的電池保護(hù)電路裝置采用以下手段。
一種電池保護(hù)電路裝置，串聯(lián)了多個(gè)可作充電和放電的二次電池，其特征在于，用基準(zhǔn)電壓檢測(cè)各二次電池的電壓，發(fā)生此基準(zhǔn)電壓的各基準(zhǔn)電壓電路中，電源端子與各被 檢測(cè)二次電池的正極連接，而接地端子與各被檢測(cè)二次電池的負(fù)極連接，構(gòu)成所述基準(zhǔn)電 壓電路的元件的耐壓高于1個(gè)二次電池的電壓，且低于全體電池的電壓。一種電池保護(hù)電路裝置，檢測(cè)出各二次電池的電壓，且與基準(zhǔn)電壓作比較，其特征在于，探測(cè)所述二次電池的過(guò)充電狀態(tài)、過(guò)放電狀態(tài)，此各電壓檢測(cè)電路的電源端子與各被 檢測(cè)二次電池的正極連接，而接地端子與各被檢測(cè)二次電池的負(fù)極連接，構(gòu)成所述電壓檢 測(cè)電路的元件的耐壓高于1個(gè)二次電池的電壓，且低于全體電池的電壓。一種電池保護(hù)電路裝置，其特征在于，檢測(cè)出各二次電池的電壓，且與基準(zhǔn)電壓作比較，從而電壓檢測(cè)電路探測(cè)所述二次電池的過(guò)充電狀態(tài)、過(guò)放電狀態(tài)，向電平移位電路輸 入來(lái)自該電壓檢測(cè)電路的輸出，并將來(lái)自電平移位電路的輸出輸入到控制電路，該控制電 路以降低電源電壓或調(diào)高接地電平，使動(dòng)作電壓帶變窄，在這樣的電路構(gòu)成中，所述基準(zhǔn)電 壓電路、電壓檢測(cè)電路的電源端子與各被檢測(cè)二次電池的正極，而接地端子與各被檢測(cè)二 次電池的負(fù)極連接，構(gòu)成所述基準(zhǔn)電壓電路、電壓檢測(cè)電路的元件的耐壓高于1個(gè)二次電 池的電壓，且低于全體電池的電壓。一種電池保護(hù)電路裝置，其特征在于，至少在連接各二次電池的電壓檢測(cè)用端子 的各端子之間，及串聯(lián)連接的二次電池的最高電位的端子和最低電位的端子之間具有ESD 保護(hù)元件，前者的各電壓檢測(cè)用端子間的ESD保護(hù)元件的耐壓高于1個(gè)二次電池的電壓，且 低于全體電池的電壓，后者的ESD保護(hù)元件的耐壓高于全體電池的電壓。一種電池保護(hù)電路裝置，其特征在于，基準(zhǔn)電壓電路、電壓檢測(cè)電路的電源端子、 接地端子連接在包含被檢測(cè)二次電池的多個(gè)串聯(lián)連接的二次電池的兩端，構(gòu)成所述電路的 元件的耐壓低于全體電池的電壓。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，在串聯(lián)連接許多二次電池的電池保護(hù)電路中，構(gòu)成基準(zhǔn)電壓電路、電 壓檢測(cè)電路、控制電路的元件的必要耐壓可以是1個(gè)二次電池份量的電壓。此外，串聯(lián)許多 二次電池的電池保護(hù)電路中，與用于檢測(cè)二次電池的電壓的端子連接的ESD保護(hù)元件的必 要耐壓也可以為1個(gè)二次電池份量的電壓。如此，即使二次電池的個(gè)數(shù)增多，必要的耐壓也 不會(huì)增大，與傳統(tǒng)技術(shù)相比能夠減小上述元件的尺寸。此外，若元件的耐壓降低，可以比耐壓高的場(chǎng)合減小元件的偏差。這與修正電路的
縮小有關(guān)。此外，元件的偏差變小，能得到隨溫度變化的檢測(cè)電壓的偏置也變小等精度改善 的效果，因此就不需這類(lèi)用于校正的電路。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在串聯(lián)連接許多二次電池的電池保護(hù)電路中，也可以使構(gòu) 成上述電路的元件的耐壓與1個(gè)二次電池份量時(shí)相同，因此與傳統(tǒng)技術(shù)相比可減小電池保 護(hù)電路裝置。即，可以解決所述課題。


圖1是串聯(lián)連接4個(gè)二次電池的電池中，實(shí)施本發(fā)明的最佳方式的電池保護(hù)電路 裝置的示意圖。
圖2是基準(zhǔn)電壓電路的示意圖。圖3是二次電池A2的電壓檢測(cè)電路的示意圖。圖4是二次電池A2的電壓檢測(cè)電路的傳統(tǒng)例的示意圖。圖5是修正電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1，說(shuō)明串聯(lián)連接4個(gè)二次電池的電池保護(hù)電路裝置的場(chǎng)合。將與二次電池 Al A4的各個(gè)二次電池連接的電池保護(hù)電路裝置的電壓檢測(cè)用端子定為VO V4。VO為 最下級(jí)且設(shè)為Vss，V4為最上級(jí)且設(shè)為Vdd。此外，Vdd與電池的正極端子108同電位，Vss 與負(fù)極端子109同電位。VO VI、Vl V2、V2 V3、V3 V4的各端子間，配置電壓檢測(cè)用端子間ESD保 護(hù)元件102、基準(zhǔn)電壓電路103及電壓檢測(cè)電路104。此外，Vdd Vss間配置Vdd Vss間 ESD保護(hù)元件101。降壓電路107以Vdd為基準(zhǔn)，做新的接地線Vss2?；诨鶞?zhǔn)電壓，用電 壓檢測(cè)電路104檢測(cè)各二次電池的電壓，將其結(jié)果送到電平移位電路105，電平移位電路將 信號(hào)變換為Vdd Vss2的電壓振幅，送到控制電路106?？刂齐娐?06在Vdd Vss2的電 壓范圍動(dòng)作。圖2示出基準(zhǔn)電壓電路103的一例。如此，通過(guò)串聯(lián)連接恒流用耗盡型N溝道晶 體管111和N溝道晶體管112，可以得到以接地端子為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓。該電路的電源端子連接到被檢測(cè)二次電池的正極，而接地端子連接到被檢測(cè)二次 電池的負(fù)極。如圖1所示，基準(zhǔn)電壓電路103并到二次電池串聯(lián)連接，因此用于檢測(cè)二次電 池Al的基準(zhǔn)電壓電路的電源端子與上一級(jí)的用于檢測(cè)二次電池A2的基準(zhǔn)電壓電路的接地 端子共同。如此，下級(jí)的電源端子與上一級(jí)的接地端子共同。接下來(lái)，圖3示出二次電池A2的電壓檢測(cè)電路的一例。在此選擇A2無(wú)特殊意義， 僅僅為了使說(shuō)明易懂。此電路為比較Vl V2間配置的電阻R1、R2、R3分割的電壓與所述 基準(zhǔn)電壓，根據(jù)Vl V2間的電位差，即電池A2的電壓比某值大還是小，來(lái)使輸出反相的電 路，一般稱(chēng)之為比較電路。在此，因其作用稱(chēng)之為電壓檢測(cè)電路。該電路包括用于使電流折回的P溝道晶體管113、為了控制比較電路中所流的電 流而使Ibias成為Gate電位的N溝道晶體管114、以及接受做比較的2個(gè)輸入信號(hào)的N溝 道晶體管115。該電路的電源端子連接到被檢測(cè)二次電池A2的正極即V2，接地端子連接到被檢 測(cè)二次電池A2的負(fù)極即VI。如圖1所示，電壓檢測(cè)電路104并到二次電池串聯(lián)連接，用于 檢測(cè)二次電池A2的電壓檢測(cè)電路的電源端子，與檢測(cè)上一級(jí)的二次電池A3的電壓檢測(cè)電 路的接地端子共同。如此，下級(jí)的電源端子與上一級(jí)的接地端子共同。以上，在此說(shuō)明的是Vl V2間的基準(zhǔn)電壓電路及電壓檢測(cè)電路，但圖2的電路為 產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓的電路的一例，圖3的電路為與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較而檢測(cè)二次電池的電壓的 電路的一例，并不局限于此電路。接著說(shuō)明降壓電路。圖1中示出使用N型晶片(Wafer)，以N阱為共同電位，使N 阱成為Vdd電位的場(chǎng)合。此時(shí)，降壓電路輸出以Vdd為基準(zhǔn)，例如Vss2 = Vdd-3V的Vss2 電平?？刂齐娐吩谟稍摻祲弘娐房s窄的Vss2 Vdd的電壓范圍動(dòng)作。雖然此處以Vdd為基準(zhǔn)，但以Vss為基準(zhǔn)也可以。來(lái)自各電壓檢測(cè)電路的輸出信號(hào)，因上述的電路結(jié)構(gòu)而成為各自不同的振幅電壓，如VO Vl間為L(zhǎng)o = VO,Hi = Vl ；Vl V2間為L(zhǎng)o = VUHi = V2。因此，用電平移位 電路整形為具有Vss2 Vdd間的振幅電壓的信號(hào)后輸入到控制電路106。在上述結(jié)構(gòu)的情況下，各電壓檢測(cè)用端子間的ESD保護(hù)元件102、基準(zhǔn)電壓電路 103、電壓檢測(cè)電路104、控制電路106可由具有1個(gè)二次電池份量的耐壓的元件形成。以往 串聯(lián)4個(gè)二次電池的場(chǎng)合，需要具有4個(gè)二次電池份量，即，4倍耐壓的元件。在傳統(tǒng)技術(shù)的 場(chǎng)合，若串聯(lián)連接的二次電池的個(gè)數(shù)增多，相應(yīng)地元件所需的耐壓上升。與之相比，本發(fā)明 的場(chǎng)合，構(gòu)成上述電路的元件的所需耐壓，不管串聯(lián)連接多少二次電池，都是1個(gè)二次電池 份量的電壓。因而，根據(jù)本發(fā)明，由于可將構(gòu)成上述電路的元件的耐壓抑制得較低，可以減小元 件尺寸。減小元件尺寸，等效于電池保護(hù)電路裝置整體尺寸小，因此可減低成本。即，可以 解決上述課題。在此說(shuō)明電池電壓不變，但元件的所需耐壓可以下降的原因。在以往的電路結(jié)構(gòu) 的場(chǎng)合，半導(dǎo)體襯底上所設(shè)的阱和各元件的漏極間施加的電壓最大為電池電壓。在本發(fā)明 的場(chǎng)合，由于使構(gòu)成各端子間的電路的元件的阱電位成為各端子間的電位，阱和各元件的 漏極間施加的電壓最大也是1個(gè)二次電池份量，取而代之，電壓會(huì)施加到阱與襯底之間。這 種場(chǎng)合，在1個(gè)阱中裝入多個(gè)元件，只要每個(gè)阱確保電源電壓份量的耐壓即可，因此與傳統(tǒng) 的按每個(gè)元件確保電源電壓份量的耐壓的場(chǎng)合相比，可以縮小面積。鋰離子二次電池的場(chǎng)合，往往使用N型襯底，關(guān)于這種情況根據(jù)圖4進(jìn)行說(shuō)明。圖 4是二次電池A2的電壓檢測(cè)電路的傳統(tǒng)例。在傳統(tǒng)技術(shù)的場(chǎng)合，由于形成P溝道晶體管的 N阱與襯底極性相同，一般使P溝道晶體管的N阱的電位成為Vdd。因此，例如施加到Al的 電池的電壓檢測(cè)電路的電壓最大的情況下與電源電壓相等，元件的耐壓只需要為電源電壓 份量。圖4中示出將形成N溝道的P阱的電位取為Vss的場(chǎng)合，但P阱可以從N型襯底 電性分離，因此如圖3那樣取Vl也可。取Vl的場(chǎng)合，該電壓檢測(cè)電路的2個(gè)電源端子成為 Vdd，接地端子成為VI，來(lái)自電壓檢測(cè)電路的輸出電壓在Vdd Vl的范圍，因此需要電平移 位電路。另一方面，在圖4的場(chǎng)合，電壓檢測(cè)電路的電源端子成為Vdd，接地端子成為Vss， 來(lái)自電壓檢測(cè)電路的輸出電壓在Vdd Vss的范圍，因此不需要電平移位電路。此外，利用P型埋入層或者絕緣層等，使形成P溝道晶體管的N阱與襯底分離，從 而也能實(shí)現(xiàn)所述的電路結(jié)構(gòu)。在這種情況下，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，需要新的用于使N阱 N型 襯底電性分離的區(qū)域，這點(diǎn)會(huì)使面積增大，卻能得到面積縮小的更佳效果。圖3的電阻Rl R3，在功能上如圖3就可以，但實(shí)際上由于工藝差異導(dǎo)致元件特 性有偏差，成為如圖5那樣的包含修正電路。這由電阻117和與之并聯(lián)配置的保險(xiǎn)絲116 構(gòu)成。若元件特性有偏差，則或者基準(zhǔn)電壓上出現(xiàn)偏差，或者在比較電路的2輸入間產(chǎn)生偏 置電壓。修正電路具有這樣的功能即使有這樣的偏差，也能通過(guò)切斷或不切斷保險(xiǎn)絲116 來(lái)調(diào)整電阻Rl R3所產(chǎn)生的電壓的分割比，使電池保護(hù)電路裝置的過(guò)充電電壓、過(guò)放電電 壓保持一定。一般低耐壓的元件具有伴隨工藝變動(dòng)的元件特性的偏差小于高耐壓的元件傾向。元件特性的偏差越小，需對(duì)應(yīng)的電阻的分割比的范圍就越窄，因此所需的電阻和保險(xiǎn)絲變 少。因而，根據(jù)本發(fā)明，修正電路也能做小。在此敘述的修正電路由電阻和保險(xiǎn)絲組成，但并不受此限定。修正電路有多種方 式，如用存儲(chǔ)元件代替保險(xiǎn)絲等，不管是哪種，只要需對(duì)應(yīng)的電阻的分割比變窄，就能減小 修正電路，因此可以得到同樣的效果。此外，因著元件特性的偏差變小，得到不僅不需要上述修正電路，而且也不需要各種校正電路，或者提高電壓檢測(cè)精度等的效果。接著說(shuō)明ESD保護(hù)元件。如圖1所示，在Vdd Vss間加入Vdd Vss間ESD保 護(hù)元件101。此外，VO V4各個(gè)之間加入電壓檢測(cè)用端子間ESD保護(hù)元件102。這類(lèi)ESD 保護(hù)元件一般使用二極管或常閉(normally off)的N型晶體管。Vdd Vss間ESD保護(hù)元件101的耐壓必須是全體電池的電壓以上，但電壓檢測(cè)用 端子間ESD保護(hù)元件102的耐壓只要在1個(gè)二次電池份量以上即可。此外，因必須保護(hù)內(nèi) 部電路，有必要比內(nèi)部電路早擊穿。此處說(shuō)明的保護(hù)元件的耐壓是指，用二極管形成保護(hù)元 件的情況下為其反方向擊穿耐壓。例如，當(dāng)1個(gè)二次電池的電壓為4V時(shí)，構(gòu)成基準(zhǔn)電壓電路、電壓檢測(cè)電路的元件的 耐壓必需在4V以上，將元件的耐壓設(shè)為6V的場(chǎng)合，電壓檢測(cè)用端子間ESD保護(hù)元件的耐壓 必須在4V和6V之間。在傳統(tǒng)技術(shù)的場(chǎng)合，如上所述恒壓電路、電壓檢測(cè)電路的2個(gè)電源線沒(méi)有連接在 被檢測(cè)二次電池的兩端，而一個(gè)或兩個(gè)連接在Vdd或者Vss，因此為了保護(hù)內(nèi)部電路，有必 要將ESD保護(hù)元件配置在用于電壓檢測(cè)的各端子 Vdd和各端子 Vss之間?；蛘?，有必 要配置在各端子和Vdd或Vss的一方之間，及Vdd Vss之間。此時(shí)，ESD保護(hù)元件的耐壓 需要在它們之間的二次電池的電壓以上。因而，根據(jù)本發(fā)明，可將ESD保護(hù)元件的耐壓抑制 得較低，從而可以減小ESD保護(hù)元件的尺寸。 電池保護(hù)電路裝置，一般除了所述電路外，還有對(duì)充電或放電進(jìn)行導(dǎo)通/截止、或 者檢測(cè)過(guò)電流的電路或輸入/輸出端子。此外，這些以外也有用于實(shí)現(xiàn)各種功能的電路，但 本發(fā)明對(duì)這些無(wú)任何特征，故省略說(shuō)明。此外，雖然圖1中串聯(lián)連接了 4個(gè)二次電池，但不 局限于這個(gè)數(shù)。無(wú)論串聯(lián)連接多少個(gè)，本發(fā)明也都能適用。實(shí)施例1串聯(lián)連接多個(gè)二次電池的電池保護(hù)電路裝置中，如圖1所示，將基準(zhǔn)電壓電路分 別配置在串聯(lián)連接的各二次電池間，此基準(zhǔn)電壓電路產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓，用以檢測(cè)各二次電池 各自的電壓。根據(jù)圖2，就這種基準(zhǔn)電壓電路的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。圖2為用于檢測(cè)電池A2的 電壓的基準(zhǔn)電壓電路。其它的用于檢測(cè)電池的基準(zhǔn)電壓電路也相同，因此在這里A2無(wú)特殊 含義，是單純的一個(gè)例子。如圖2那樣，通過(guò)串聯(lián)連接恒流用耗盡型N溝道晶體管111和N 溝道晶體管112，能得到以Vl為基準(zhǔn)的基準(zhǔn)電壓。將該電路的2個(gè)電源線的高電壓側(cè)連接到被檢測(cè)二次電池A2的正極即V2，低電壓 側(cè)連接到被檢測(cè)二次電池A2的負(fù)極即Vl。在此，被稱(chēng)為電路的電源線的，采用上述結(jié)構(gòu)，從 而能夠由具有1個(gè)二次電池份量的耐壓的元件形成基準(zhǔn)電壓電路。如此，可以抑制構(gòu)成基 準(zhǔn)電壓電路的元件的所需耐壓，使之比傳統(tǒng)技術(shù)更低，從而可以減小面積。
本發(fā)明的重點(diǎn)是將基準(zhǔn)電壓電路的2個(gè)電源線連接在被檢測(cè)二次電池的兩端，基準(zhǔn)電壓電路的方式除圖2以外有多種，但對(duì)于該方式?jīng)]有用意。因而，本發(fā)明并不局限于 圖2的基準(zhǔn)電壓電路。此外，圖1中示出了串聯(lián)4個(gè)電池的情況，而對(duì)此數(shù)量也無(wú)用意。就 是串聯(lián)連接幾個(gè)二次電池，構(gòu)成所述基準(zhǔn)電壓電路的元件所需的耐壓也是1個(gè)二次電池份量。實(shí)施例2串聯(lián)連接多個(gè)二次電池的電池保護(hù)電路裝置中，如圖1所示，將電壓檢測(cè)電路分 別配置在串聯(lián)連接的各二次電池間。該電壓檢測(cè)電路檢測(cè)各二次電池各自的電壓，并與基 準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較而探測(cè)所述二次電池的過(guò)充電狀態(tài)、過(guò)放電狀態(tài)。根據(jù)圖3，說(shuō)明這種電壓檢測(cè)電路的一例。圖3為用于檢測(cè)電池A2的電壓的電壓 檢測(cè)電路。其它的檢測(cè)電池的電壓檢測(cè)電路也同樣，因此在這里對(duì)A2沒(méi)有特殊用意，是單 純的一個(gè)例子。圖3的電壓檢測(cè)電路是比較Vl V2間配置的電阻Rl、R2、R3分割的電壓與所述 基準(zhǔn)電壓，根據(jù)Vl V2間的電位差，即電池A2的電壓比某值大還是小，使輸出反相的電 路。與一般被稱(chēng)為比較電路的電路是相同的。但在這里隨其作用稱(chēng)之為電壓檢測(cè)電路。該 電路包括用于使電流折回的P溝道晶體管113、為了控制比較電路中所流的電流而使Ibias 成為Gate電位的N溝道晶體管114、以及接受兩個(gè)比較用輸入信號(hào)的N溝道晶體管115。將 此電路的2個(gè)電源線的高電壓側(cè)連接到被檢測(cè)二次電池A2的正極即V2，低電壓側(cè)連接到被 檢測(cè)二次電池A2的負(fù)極即VI。比較電路如圖3那樣搭載2個(gè)，且做比較的電壓也是由Rl R3分割的不同電壓。 這是因?yàn)橛糜谶^(guò)充電探測(cè)的檢測(cè)電壓和用于過(guò)放電探測(cè)的檢測(cè)電壓不同所致。因采用以上結(jié)構(gòu)，電壓檢測(cè)電路可以由1個(gè)二次電池份量的耐壓的元件形成。如 此，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，可以抑制構(gòu)成這種電壓檢測(cè)電路的元件的必要耐壓更低，從而能減小 面積。本發(fā)明的重點(diǎn)是將電壓檢測(cè)電路的2個(gè)電源線接在被檢測(cè)二次電池的兩端，電壓 檢測(cè)電路的方式除圖3以外有多種，但對(duì)其方式?jīng)]有用意。因而，本發(fā)明并不局限于圖3的 電壓檢測(cè)電路。而且，圖1中示出串聯(lián)4個(gè)電池的情況，而對(duì)該數(shù)量也沒(méi)有用意。就是串聯(lián) 連接幾個(gè)二次電池，構(gòu)成所述電壓檢測(cè)電路的元件所需耐壓也是1個(gè)二次電池份量。實(shí)施例3串聯(lián)連接多個(gè)二次電池的電池保護(hù)電路裝置中，如圖1所示，將ESD保護(hù)元件配置 在連接了各二次電池的電壓檢測(cè)用端子的各端子之間，及串聯(lián)連接的二次電池的最高電位 Vdd和最低電位Vss之間。前者的各端子間ESD保護(hù)元件102的耐壓在一個(gè)二次電池份量的電壓以上即可， 后者的Vdd Vss間ESD保護(hù)元件101的耐壓需高于全體電池的電壓。此外，由于必須保 護(hù)內(nèi)部電路，需要比內(nèi)部電路早擊穿。這種ESD保護(hù)元件一般使用二極管或常閉的N型晶 體管。此處說(shuō)明的保護(hù)元件的耐壓為用二極管形成保護(hù)元件時(shí)的反向擊穿耐壓。在傳統(tǒng)技術(shù)的場(chǎng)合，如上所述恒壓電路、電壓檢測(cè)電路的2個(gè)電源線沒(méi)有接在被 檢測(cè)二次電池的兩端，而一方或兩方接在Vdd或者Vss，因此為了從ESD中保護(hù)該電路，有必 要將ESD保護(hù)元件配置在用于電壓檢測(cè)的各端子 Vdd和各端子 Vss之間?；蛘?，有必要配置在各端子和Vdd或Vss的一方之間，及Vdd Vss之間。此時(shí)，ESD保護(hù)元件的耐壓需在它們之間的二次電池的電壓以上。因而，根據(jù)本發(fā)明，可以抑制ESD保護(hù)元件的耐壓， 使之低于傳統(tǒng)技術(shù)，從而可以減小元件的尺寸。在此，就有關(guān)本發(fā)明的端子的ESD保護(hù)元件做了敘述。實(shí)際的電池保護(hù)電路裝置還有其它端子，故也有上述以外的ESD保護(hù)元件，但與本發(fā)明無(wú)關(guān)，所以省略說(shuō)明。實(shí)施例4現(xiàn)在為止的例中，1個(gè)被檢測(cè)二次電池的兩端連接了各電路的電源端子和接地端 子，然而這種方式的場(chǎng)合，至少需要僅相離串聯(lián)的二次電池的個(gè)數(shù)份量的阱。根據(jù)二次電池 的電壓和數(shù)量，匯集包含了被檢測(cè)二次電池的幾個(gè)電池，在其兩端連接各電路的電源端子 和接地端子的方式，在面積方面有利。此時(shí)，構(gòu)成電路的元件的必要耐壓成為匯集的被檢測(cè) 二次電池的個(gè)數(shù)份量的電壓，因此高于只有1個(gè)的場(chǎng)合，但如上所述電位不同的阱的數(shù)量 減少，因此有時(shí)可以減小整體面積。(符號(hào)說(shuō)明)101 Vdd Vss間ESD保護(hù)元件102 電壓檢測(cè)用端子間ESD保護(hù)元件103 基準(zhǔn)電壓電路104 電壓檢測(cè)電路105 電平移位電路106 控制電路107 降壓電路108 電池的正極端子109 電池的負(fù)極端子
111 耗盡型N溝道晶體管112N N溝道晶體管113P P溝道晶體管114N N溝道晶體管115N N溝道晶體管116 保險(xiǎn)絲117 電阻A1、A2、A3、A4 二次電池V0、V1、V2、V3、V4 電壓檢測(cè)用端子R1、R2、R3 電阻
權(quán)利要求
一種電池保護(hù)電路裝置，串聯(lián)連接了多個(gè)可作充電和放電的二次電池，其特征在于基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路發(fā)生用于檢測(cè)各所述二次電池的電壓的基準(zhǔn)電壓，各基準(zhǔn)電壓電路的電源端子分別與所述二次電池的各正極連接，接地端子分別與所述二次電池的各負(fù)極連接，構(gòu)成所述基準(zhǔn)電壓電路的元件的耐壓高于1個(gè)所述二次電池的電壓，且低于全體所述電池的電壓。
2.—種電池保護(hù)電路裝置，串聯(lián)連接了多個(gè)可作充電和放電的二次電池，其特征在于 電壓檢測(cè)電路檢測(cè)各所述二次電池的電壓，并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，從而探測(cè)所述二次電 池的過(guò)充電狀態(tài)、過(guò)放電狀態(tài)，各電壓檢測(cè)電路的電源端子分別與所述二次電池的各正極 連接，接地端子接分別與所述二次電池的各負(fù)極連接，構(gòu)成所述電壓檢測(cè)電路的元件的耐 壓高于1個(gè)所述二次電池的電壓，且低于全體所述電池的電壓。
3.—種電池保護(hù)電路裝置，串聯(lián)連接了多個(gè)可作充電和放電的二次電池，其特征在于， 電壓檢測(cè)電路檢測(cè)各所述二次電池的電壓，并與基準(zhǔn)電壓電路所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比 較，從而探測(cè)所述二次電池的過(guò)充電狀態(tài)、過(guò)放電狀態(tài)，向電平移位電路輸入來(lái)自各電壓檢 測(cè)電路輸出，并將來(lái)自所述電平移位電路的輸出輸入到控制電路，該控制電路通過(guò)降低電 源電壓或使接地電平升壓來(lái)使動(dòng)作電壓帶變窄，在具有這種電路結(jié)構(gòu)的電池保護(hù)電路裝置 中，所述基準(zhǔn)電壓電路和所述電壓檢測(cè)電路的各電源端子連接在所述二次電池的各正極， 各接地端子分別連接在所述二次電池的各負(fù)極，構(gòu)成所述基準(zhǔn)電壓電路和所述電壓檢測(cè)電 路的元件的耐壓高于1個(gè)二次電池的電壓，且低于全體電池的電壓。
4.一種電池保護(hù)電路裝置，串聯(lián)連接了多個(gè)可作充電和放電的二次電池，其特征在于 至少在連接所述二次電池的電壓檢測(cè)用端子的端子之間有第一 ESD保護(hù)元件，串聯(lián)連接的 所述二次電池的最高電位的端子和最低電位的端子之間有第二 ESD保護(hù)元件，所述第一 ESD保護(hù)元件的耐壓高于1個(gè)所述二次電池的電壓，且低于全體電池的電壓，所述第二 ESD 保護(hù)元件的耐壓高于全體電池的電壓。
全文摘要
為了在串聯(lián)多個(gè)二次電池的電池保護(hù)電路裝置中通過(guò)縮小面積達(dá)成低成本化，在串聯(lián)多個(gè)二次電池的電池保護(hù)電路裝置中，將基準(zhǔn)電壓電路、電壓檢測(cè)電路的電源端子連接到被檢測(cè)二次電池的正極，并將接地端子連接到被檢測(cè)二次電池的負(fù)極，使構(gòu)成所述電路的元件的耐壓低于全體電池的電壓。
文檔編號(hào)H02H7/18GK101807790SQ201010120470
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者津村和宏 申請(qǐng)人:精工電子有限公司