專利名稱：保護(hù)監(jiān)視電路以及電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保護(hù)監(jiān)視電路以及具備保護(hù)監(jiān)視電路的電池組。
背景技術(shù)：
近年來，作為二次電池，鋰離子電池被安裝在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)或便攜電話等便攜設(shè)備中。鋰離子電池一般抗過充電、過電流以及過放電等的性能弱，以具備檢測過充電、過電流以及過放電等來保護(hù)鋰離子電池的保護(hù)電路的電池組的形態(tài)被提供。另外，有時(shí)在電池組內(nèi)設(shè)置溫度傳感器等，安裝有檢測與電池組內(nèi)的溫度變化相對應(yīng)的電壓變化等來檢測鋰離子電池的電池余量等狀態(tài)的二次電池監(jiān)視電路等。在這種情況下，在電池組內(nèi)另外設(shè)置有用于把來自二次電池監(jiān)視電路的輸出信號(hào)發(fā)送到便攜設(shè)備的通信端子，取得從該通信端子輸出的電池組的狀態(tài)信息來進(jìn)行電池組的狀態(tài)管理。目前，記載有從設(shè)置在電池組中的通信端子接收用于控制電池組的充電的控制信號(hào)的充電裝置(例如參照專利文獻(xiàn)1)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-209788號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，現(xiàn)有的電池組內(nèi)的保護(hù)電路和二次電池監(jiān)視電路雙方不具有通信單元，各自獨(dú)立動(dòng)作，因此，二次電池監(jiān)視電路不具備檢測有無保護(hù)電路的保護(hù)動(dòng)作的手段。因此， 在二次電池監(jiān)視電路中，為了判斷保護(hù)電路是否已動(dòng)作，需要監(jiān)視二次電池監(jiān)視電路內(nèi)的電壓傳感器以及電流傳感器的輸出。為了判斷是否符合保護(hù)電路動(dòng)作的條件，二次電池監(jiān)視電路需要時(shí)常持續(xù)運(yùn)算。另一方面，在通過二次電池監(jiān)視電路執(zhí)行的運(yùn)算來判斷有無保護(hù)電路的保護(hù)動(dòng)作的情況下存在以下問題。關(guān)于過充電保護(hù)動(dòng)作的有無，可以通過監(jiān)視電源電壓來沒有問題地進(jìn)行判斷。但是，關(guān)于過放電保護(hù)動(dòng)作的有無，通常通過檢測上電復(fù)位動(dòng)作的有無來判斷。即，需要檢測出對二次電池監(jiān)視電路的電源電壓的供給在非常接近過放電檢出電壓的電壓被切斷，重新啟動(dòng)了對二次電池監(jiān)視電路的電源電壓的供給。在這種情況下，有誤檢測的可能性，難以周密地判斷保護(hù)電路是否已動(dòng)作。另外，關(guān)于過電流保護(hù)以及短路保護(hù)動(dòng)作的有無，判斷保護(hù)電路已動(dòng)作也非常困難。其理由是因?yàn)楸Ｗo(hù)電路的過電流檢出電流值在二次電池監(jiān)視電路的電流可測定范圍之外，保護(hù)電路的過電流檢出前的延遲時(shí)間非常短，在二次電池監(jiān)視電路結(jié)束電流測定前保護(hù)電路進(jìn)行動(dòng)作，所以電流值的測定困難。因此，在想要正確地將保護(hù)電路的動(dòng)作狀態(tài)記錄在二次電池監(jiān)視電路中的情況下，需要某種通知機(jī)制。另外，在保護(hù)電路中檢測出過放電的情況下，以防止二次電池過度放電、降低過放電時(shí)的消耗電流為目的，切斷對二次電池監(jiān)視電路的電源電壓的供給。因此，還考慮到即使被通知了過放電狀態(tài)，在電源電壓的供給已被切斷的二次電池監(jiān)視電路中也無法取得該通知。鑒于上述問題而提出本發(fā)明，其目的在于提供即使保護(hù)電路檢測出二次電池的過放電并切斷對二次電池監(jiān)視電路的電源電壓的供給時(shí)，二次電池監(jiān)視電路也能夠正確地記錄表示已檢測出二次電池的過放電的信息的保護(hù)監(jiān)視電路、以及具備保護(hù)監(jiān)視電路的電池組。用于解決課題的手段為了解決上述問題，本發(fā)明的保護(hù)監(jiān)視電路具備檢測可充放電的二次電池的過充電、過放電以及過電流中的至少一種，對控制晶體管進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制來保護(hù)所述二次電池的保護(hù)電路；和檢測所述二次電池的狀態(tài)的二次電池監(jiān)視電路，所述保護(hù)監(jiān)視電路的特征在于，所述保護(hù)電路對所述二次電池監(jiān)視電路供給電源電壓，當(dāng)檢測出所述二次電池的過放電時(shí)，在經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時(shí)間后或者從所述二次電池監(jiān)視電路接收到用于切斷所述電源電壓的供給的控制信號(hào)后，切斷對所述二次電池監(jiān)視電路的所述電源電壓的供給。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)監(jiān)視電路以及電池組，即使在保護(hù)電路檢測出二次電池的過放電并切斷對二次電池監(jiān)視電路的電源電壓的供給時(shí)，二次電池監(jiān)視電路也能夠正確地記錄表示已檢測出二次電池的過放電的信息。


圖1是表示具備本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)監(jiān)視電路的電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示二次電池監(jiān)視IC的硬件結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示保護(hù)IC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。圖4是用于說明檢測出過放電以外的情況下的從保護(hù)IC向二次電池監(jiān)視IC通信時(shí)的動(dòng)作的圖。圖5是用于說明檢測出過放電的情況下的從保護(hù)IC向二次電池監(jiān)視IC通信時(shí)的動(dòng)作的圖。圖6是表示在二次電池監(jiān)視IC中識(shí)別的命令的一覽的圖。圖7是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)IC的過放電檢出時(shí)的保護(hù)IC和二次電池監(jiān)視IC的動(dòng)作處理的流程圖。圖8是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)IC的過放電檢出時(shí)的保護(hù)IC和二次電池監(jiān)視IC的動(dòng)作處理的變形例的流程圖。圖9是用于說明通過本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)IC檢測出過放電后，開始二次電池的充電時(shí)的保護(hù)IC和二次電池監(jiān)視IC的動(dòng)作處理的流程圖。圖10是表示具備本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)監(jiān)視電路的電池組、以及安裝了電池組的便攜設(shè)備的一例的圖。
具體實(shí)施方式
接著，參照

用于實(shí)施本發(fā)明的方式?！措姵亟M的電路圖〉圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖1所示，電池組100 具有保護(hù)監(jiān)視電路101和電池單元111。保護(hù)監(jiān)視電路101和電池單元111通過二次電池連接正極端子112以及二次電池負(fù)極端子113連接。保護(hù)監(jiān)視電路101在同一基板上配置二次電池監(jiān)視IC120、保護(hù)IC130、電阻Rl R5、電容器 Cl C3、具有寄生二極管 Dl 的 MOS (Metal Oxide Semiconductor)晶體管 Mil、 具有寄生二極管D2的MOS晶體管M12、正極端子114、負(fù)極端子115和外部端子116，構(gòu)成為保護(hù)模塊或C0B(Chip on Board:板上芯片)。此外，二次電池監(jiān)視電路以及保護(hù)電路通過 ICdntegrated Circuit 集成電路)實(shí)現(xiàn)，例如也可以以IC封裝或COB的形態(tài)來提供。電池組100通過正極端子114以及負(fù)極端子115與便攜設(shè)備或充電裝置等連接來使用。電池組100通過二次電池監(jiān)視IC120監(jiān)視具有多個(gè)二次電池110的電池單元111的狀態(tài)，通過保護(hù)IC130保護(hù)電池單元111免于過充電、過電流以及過放電等。< 二次電池監(jiān)視電路>接著，說明圖1中的二次電池監(jiān)視IC120。二次電池監(jiān)視IC120監(jiān)視電池單元111 的狀態(tài)，取得電池單元111的狀態(tài)信息，檢測電池的余量等。另外，二次電池監(jiān)視IC120，例如當(dāng)從便攜設(shè)備等取得狀態(tài)信息的參照請求時(shí)，向便攜設(shè)備等提供所取得的狀態(tài)信息。此外，二次電池監(jiān)視IC120例如使用產(chǎn)品名MM8002等。二次電池監(jiān)視IC120具有作為電源端子的VDDl端子、作為基準(zhǔn)電位端子的VSS端子、作為電池單元111的電壓檢測端子的VBATl端子、作為檢測電阻R3兩端的電壓的一組電壓檢測端子的VRSP端子以及VRSM端子、作為與便攜設(shè)備等的通信端子的SIO端子、作為與保護(hù)IC130的通信端子的P0RT0端子、P0RT1端子以及P0RT2端子。經(jīng)由作為電源端子的VDDl端子，從保護(hù)IC130對二次電池監(jiān)視IC120提供調(diào)節(jié) (穩(wěn)定化)后的電源電壓。另外，將從保護(hù)IC130供給的電源電壓的值設(shè)定得低于預(yù)先作為過放電而檢測出的電池單元111的電源電壓的值。另外，對二次電池監(jiān)視IC120進(jìn)行控制， 使其在如此設(shè)定的電源電壓的值之下恰當(dāng)?shù)貏?dòng)作。二次電池監(jiān)視IC120經(jīng)由與電源單元111的正極連接的電壓檢測端子即VBATl端子檢測電池單元111的電源電壓。另外，作為電壓檢測端子的VRSM端子、VRSP端子，通過在二次電池監(jiān)視IC120的外部檢測電阻R3兩端的電壓，檢測流過電阻R3的電流。由此，檢測電池單元111的充放電電流。二次電池監(jiān)視IC120的SIO端子經(jīng)由保護(hù)IC130連接在用于與便攜設(shè)備通信的外部端子116上。二次電池監(jiān)視IC120經(jīng)由作為通信端子的SIO端子以及保護(hù)IC130與便攜設(shè)備進(jìn)行通信。二次電池監(jiān)視IC120經(jīng)由與保護(hù)IC130連接的通信端子、即P0RT0端子、P0RT1端子和P0RT2端子與保護(hù)IC130進(jìn)行通信。具體來說，二次電池監(jiān)視IC120，在保護(hù)IC130中檢測出電池單元111的過充電、過電流以及過放電等中的至少一種時(shí)，從保護(hù)IC130接收表示已檢測出過充電、過電流以及過放電等的通知信號(hào)。二次電池監(jiān)視IC120在從保護(hù)IC130接收到表示已檢測出過充電、過電流以及過放電等的通知信號(hào)后，將表示已檢測出過充電、過電流以及過放電等的信息記錄在非易失性存儲(chǔ)器中。此外，二次電池監(jiān)視IC120在接收到表示已檢測出過放電的通知信號(hào)時(shí)，在通過中斷處理將表示已檢測出過放電的信息記錄在非易失性存儲(chǔ)器中后，停止二次電池監(jiān)視 IC120的全部動(dòng)作(功能)，將后述的保護(hù)IC130的穩(wěn)壓器(LDO)關(guān)閉(切斷)。另外，二次電池監(jiān)視IC120，在停止上述全部動(dòng)作前不久，可以對保護(hù)IC130輸出用于使穩(wěn)壓器131關(guān)閉的控制信號(hào)。〈保護(hù)電路〉接著，說明圖1中的保護(hù)IC130。保護(hù)IC130內(nèi)置有過充電檢測電路、過電流檢測電路以及過放電檢測電路等，檢測過充電、過電流、過放電等，保護(hù)電池單元111免于過充電、過電流、過放電等。此外，保護(hù)IC130例如使用產(chǎn)品名MM3289等。保護(hù)IC130具有作為電源端子的VDD2端子以及作為基準(zhǔn)電位端子的VSS端子、 作為電壓檢測端子的VSENSE端子、作為向二次電池監(jiān)視IC120輸出穩(wěn)壓后的電壓的端子的 VREG0UT 端子。保護(hù)IC130具有在切斷電池組100的充放電的MOS晶體管M11、M12的柵極上分別連接的DOUT端子和COUT端子、作為與二次電池監(jiān)視IC120的通信端子的CCNT端子、DCNT 端子以及INT端子。保護(hù)IC130經(jīng)由與電池單元111的正極連接的電源端子即VDD2端子被供給電源電壓。作為基準(zhǔn)電位端子的VSS端子與電池單元111的負(fù)極連接。保護(hù)IC130具有進(jìn)行低飽和穩(wěn)壓的穩(wěn)壓器(LDO) 131，通過穩(wěn)壓器131調(diào)節(jié)由作為電源端子的VDD2端子提供的電源電壓，將調(diào)節(jié)后的電源電壓經(jīng)由VREG0UT端子提供給二次電池監(jiān)視ICl20。如上所述，通過穩(wěn)壓器131穩(wěn)壓并提供給二次電池監(jiān)視IC120的電源電壓的值 (穩(wěn)壓器131的輸出電壓)，設(shè)定得低于預(yù)先作為過放電而檢測出(判定)的電池單元111 的電源電壓的值。另外，對二次電池監(jiān)視IC120 —側(cè)進(jìn)行控制，使其在如此設(shè)定的電源電壓的值之下恰當(dāng)?shù)貏?dòng)作。電池單元111的電源電壓的值如果如檢測出過放電時(shí)那樣降低，則提供給二次電池監(jiān)視IC120的電源電壓的值也會(huì)同樣地降低。因此，在將二次電池監(jiān)視IC120用于動(dòng)作的電源電壓的值設(shè)定得高于作為過放電而檢測出的電壓值時(shí)，在檢測出過放電時(shí)無法提供用于正常動(dòng)作的電源，產(chǎn)生二次電池監(jiān)視IC120的動(dòng)作變得不穩(wěn)定的情況。當(dāng)成為這種不穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，即使二次電池監(jiān)視IC120具有監(jiān)視電池單元111的電源電壓的狀態(tài)的功能， 有時(shí)也無法正確地判別電池單元111的狀態(tài)。但是，根據(jù)本實(shí)施方式，與作為過放電而檢測出的電池單元111的電源電壓的值相比，將二次電池監(jiān)視120動(dòng)作的電源電壓的值設(shè)定得更低，將二次電池監(jiān)視IC120控制成能夠以該設(shè)定的值動(dòng)作。 因此，通過電池單元111的電源電壓的降低，在提供給二次電池監(jiān)視IC120的電源電壓的值降低時(shí)，首先作為過放電而被檢測出，如上所述，切斷對二次電池監(jiān)視IC120的電源電壓的供給。由此，即使電池單元111的電源電壓降低到保護(hù)IC130的過放電檢出電壓附近，提供給二次電池監(jiān)視IC120的電源電壓也不降低。因此，二次電池監(jiān)視IC120直到檢測出過放電前不久，可以正常地記錄電池單元111的狀態(tài)。
在本實(shí)施方式中，穩(wěn)壓器131成為與保護(hù)IC130—體化集成的結(jié)構(gòu)，但是也可以是分體結(jié)構(gòu)，不限定于此。保護(hù)IC130經(jīng)由與電池單元111的正極連接的電壓檢測端子即VSENSE端子檢測電池單元111的電源電壓。此外，VSENSE端子作為過充電檢測、過放電檢測電路的電壓輸入而被使用。另外，保護(hù)IC130當(dāng)檢測出過放電以及過電流等時(shí)，將DOUT端子的輸出設(shè)為低電平來切斷MOS晶體管Mil。另外，保護(hù)IC130當(dāng)檢測出過充電以及充電過電流時(shí)，將COUT 端子的輸出設(shè)為低電平來切斷MOS晶體管M12。保護(hù)IC130經(jīng)由與二次電池監(jiān)視IC120連接的通信端子、即CCNT端子、DCNT端子以及INT端子，與二次電池監(jiān)視IC120進(jìn)行通信。具體來說，保護(hù)IC130在檢測出過充電、 過電流以及過放電時(shí)，對二次電池監(jiān)視IC120輸出表示已檢測出過充電、過電流以及過放電的通知信號(hào)。在此，保護(hù)IC130在檢測出過放電后，在經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時(shí)間后或者從二次電池監(jiān)視IC120接收到用于使穩(wěn)壓器131關(guān)閉(切斷)的控制信號(hào)、即穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)后，使穩(wěn)壓器131關(guān)閉(shutdown)，切斷對二次電池監(jiān)視IC120的電源電壓的供給，并且將保護(hù) IC130轉(zhuǎn)移到關(guān)閉模式。保護(hù)IC130在檢測出過放電并關(guān)閉保護(hù)IC130后，開始二次電池的充電，當(dāng)充電到預(yù)先設(shè)定的電壓時(shí)判定為從過放電恢復(fù)，啟動(dòng)穩(wěn)壓器131。< 二次電池監(jiān)視電路的硬件結(jié)構(gòu)>接著，參照圖2說明二次電池監(jiān)視IC120的結(jié)構(gòu)。圖2表示二次電池監(jiān)視IC的硬件結(jié)構(gòu)。在圖2中，二次電池監(jiān)視IC120具有CPU(Central Processing Unit) 121、傳感器部 122、R0M(Read Only Memory) 123、EEPROM(Erasable Programmable ROM) 124、串行接口 (I/F) 125、輸入輸出端口 (1/0 PORT) 126οCPU121控制二次電池監(jiān)視IC120的各部。傳感器部122檢測電池單元111的電壓、電流以及溫度。R0M123存儲(chǔ)CPU121為了控制二次電池監(jiān)視IC120的各部而執(zhí)行的程序。另外，CPU121生成針對保護(hù)IC130的控制信號(hào)，并將生成的控制信號(hào)經(jīng)由輸入輸出端口 1 從與保護(hù)IC130連接的P0RT0端子、P0RT1端子以及P0RT2端子輸出到保護(hù) IC130。具體來說，CPU121當(dāng)從P0RT0端子、P0RT1端子以及P0RT2端子接收例如表示已在保護(hù)IC130中檢測出過放電的通知信號(hào)時(shí)，通過中斷處理對后述的EEPR0M1M等非易失性存儲(chǔ)器記錄表示已在保護(hù)IC130中檢測出過放電的信息等。此時(shí)，CPU121可以在記錄表示已檢測出過放電的信息并停止全部動(dòng)作(功能)前不久，生成用于使保護(hù)IC130的穩(wěn)壓器131關(guān)閉的控制信號(hào)、即穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)，經(jīng)由P0RT0 端子、P0RT1端子以及P0RT2端子輸出給保護(hù)IC130。此外，CPU121例如在EEPR0M1M等中記錄表示已檢測出過放電的信息時(shí)，可以使用例如寄存器等通過對檢出次數(shù)進(jìn)行增量來計(jì)數(shù)，并記錄計(jì)數(shù)而得的檢出次數(shù)。EEPR0M124存儲(chǔ)通過傳感器部122檢測出的電池單元111的電壓、電流以及溫度的
各參數(shù)等信息。EEPR0M124存儲(chǔ)從輸入輸出端口 1 經(jīng)由3個(gè)通信端子、即P0RT0端子、P0RT1端子以及P0RT2端子接收到的、表示已檢測出電源單元111的過充電、過電流以及過放電等的
fn息等。輸入輸出端口 1 經(jīng)由3個(gè)通信端子、即PORTO端子、PORTl端子以及P0RT2端子進(jìn)行用于與保護(hù)IC130通信的信號(hào)的輸入輸出。CPU121、傳感器部122、R0M123、EEra0M124、串行I/F125和輸入輸出端口 1 通過總線127連接，可以在各自之間交換數(shù)據(jù)以及程序等。傳感器部122具有溫度傳感器電路122a、電壓傳感器電路122b、電流傳感器電路 122c、多工器122d和模擬-數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換電路122e0溫度傳感器電路12 檢測電池單元111的溫度。電壓傳感器電路122b經(jīng)由與電池單元111連接的電壓檢測端子VBATl檢測電池單元111的輸出電壓。電流傳感器電路 122c經(jīng)由在外部電阻R3兩端連接的電壓檢測端子VRSP以及VRSM，檢測流過電阻R3的電流、即電池單元111的充放電電流。溫度傳感器電路122a、電壓傳感器電路12 以及電流傳感器電路122c的各輸出與多工器122d連接，通過多工器122d作為一個(gè)信號(hào)被輸出。A/D轉(zhuǎn)換電路12 將通過多工器122d輸出的信號(hào)從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)?！幢Ｗo(hù)電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)〉接著，參照圖3說明保護(hù)IC130的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖3表示保護(hù)IC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如圖3所示，保護(hù)IC130具有穩(wěn)壓器(LDO) 131、過充電檢測電路132、過放電檢測電路133、過電流檢測電路134和短路檢測電路135。保護(hù)IC130具有根據(jù)來自上述各檢測電路的檢測信號(hào)生成作為控制信號(hào)的輸出信號(hào)的邏輯電路136 ；作為失效時(shí)間設(shè)定電路的延遲電路137 ；控制與二次電池監(jiān)視IC120 的雙向通信的通信控制電路138。圖3中的保護(hù)IC130具有=VSS端子142、VDD端子143、DOUT端子144、COUT端子 145、V-(負(fù))輸入端子 146、VREG0UT 端子 147、VSENSE 端子 148、CCNT 端子 149、DCNT 端子 150、INT 端子 151。穩(wěn)壓器131與作為電源端子的VDD端子143(圖1中的VDD2端子)連接，對提供給保護(hù)IC130內(nèi)的電源電壓進(jìn)行穩(wěn)壓。另外，穩(wěn)壓器131與VREG0UT端子147連接，將穩(wěn)壓后的電源電壓從VREG0UT端子147輸出到二次電池監(jiān)視IC120。過充電檢測電路132包含比較器，其同相輸入端子與在VSS端子142和VSENSE端子148之間串聯(lián)連接的電阻Rll和R12間的連接點(diǎn)連接，反相輸入端子與基準(zhǔn)電壓源Vrefl 的正極側(cè)連接。過放電檢測電路133與過充電檢測電路132同樣地包含比較器，其同相輸入端子與在VSS端子142和VSENSE端子148之間串聯(lián)連接的電阻R13和R14間的連接點(diǎn)連接。另外，過放電檢測電路133的反相輸入端子與基準(zhǔn)電壓源Vrefl的正極側(cè)連接。過電流檢測電路134與上述過充電檢測電路132或過放電檢測電路133同樣地包含比較器，其同相輸入端子經(jīng)由電阻R15與V-輸入端子146連接。過電流檢測電路134的反相輸入端子與基準(zhǔn)電壓源Vref2的正極側(cè)連接?；鶞?zhǔn)電壓源Vrefl、Vref2的負(fù)極側(cè)與 VSS端子142連接。短路檢測電路135由帶有滯后功能的放大器構(gòu)成，經(jīng)由電阻R15與V-輸入端子146連接。過充電檢測電路132當(dāng)檢測出過充電狀態(tài)時(shí)輸出過充電檢出信號(hào)。過放電檢測電路133當(dāng)檢測出過放電狀態(tài)時(shí)輸出過放電檢出信號(hào)，當(dāng)檢測出過放電恢復(fù)狀態(tài)時(shí)輸出過放電恢復(fù)信號(hào)。過電流檢測電路134當(dāng)檢測出過電流時(shí)輸出過電流檢出信號(hào)。在此，所輸出的過充電檢出信號(hào)、過放電檢出信號(hào)、過電流檢出信號(hào)分別維持過充電狀態(tài)、過放電狀態(tài)、過電流狀態(tài)所持續(xù)的期間，并被輸入邏輯電路136。邏輯電路136當(dāng)存在過充電檢出信號(hào)、過放電檢出信號(hào)、過電流檢出信號(hào)的輸入時(shí)，將與各個(gè)情況對應(yīng)的信號(hào)輸出到延遲電路137。延遲電路137，當(dāng)從邏輯電路136接收到與過放電檢出相對應(yīng)的信號(hào)時(shí)，在經(jīng)過了對應(yīng)于過放電檢出而設(shè)定的第一階段的失效時(shí)間時(shí)，將過放電指示信號(hào)輸出到邏輯電路 136。另外，邏輯電路136在經(jīng)過了第二階段的失效時(shí)間時(shí)，將第二過放電指示信號(hào)輸出到邏輯電路136。在此，邏輯電路136當(dāng)接收到上述第一過放電指示信號(hào)時(shí)，將用于切斷放電電流的放電控制信號(hào)經(jīng)由反相器(inverter) 140、電阻R16從DOUT端子144輸出。另外，邏輯電路136當(dāng)接收到上述第二過放電指示信號(hào)時(shí)，對穩(wěn)壓器131輸出使穩(wěn)壓器131關(guān)閉(shut down)的穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)。延遲電路137當(dāng)從邏輯電路136接收到與過電流檢出相對應(yīng)的信號(hào)時(shí)，在經(jīng)過了對應(yīng)于過電流檢出而設(shè)定的失效時(shí)間時(shí)，將過電流指示信號(hào)輸出到邏輯電路136。此時(shí)，邏輯電路136當(dāng)接收到過電流指示信號(hào)時(shí)，從DOUT端子144輸出用于切斷放電電流的放電控制信號(hào)。邏輯電路136當(dāng)從短路檢測電路135接收到短路檢出信號(hào)時(shí)，沒有失效時(shí)間地從 DOUT端子144輸出用于切斷放電電流的放電控制信號(hào)。邏輯電路136當(dāng)從過放電檢測電路133接收到過放電恢復(fù)信號(hào)時(shí)，沒有失效時(shí)間地對穩(wěn)壓器131輸出使穩(wěn)壓器131啟動(dòng)的穩(wěn)壓器啟動(dòng)信號(hào)。延遲電路137當(dāng)從邏輯電路136接收到與過充電檢出相對應(yīng)的信號(hào)時(shí)，在經(jīng)過了對應(yīng)于過充電檢出而設(shè)定的失效時(shí)間時(shí)，將過充電指示信號(hào)輸出到邏輯電路136。此時(shí)，邏輯電路136當(dāng)接收到過充電指示信號(hào)時(shí)，經(jīng)由反相器(inverter) 141、電阻R17從COUT端子 145輸出用于切斷充電電流的充電控制信號(hào)。通信控制電路138當(dāng)經(jīng)由CCNT端子149、DCNT端子150以及INT端子151從二次電池監(jiān)視IC120接收到使穩(wěn)壓器131關(guān)閉的穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)時(shí)，對邏輯電路136輸出通知穩(wěn)壓器131的關(guān)閉的通知信號(hào)。邏輯電路136根據(jù)從通信控制電路138接收到的穩(wěn)壓器 131的關(guān)閉通知信號(hào)，對穩(wěn)壓器131輸出穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)。當(dāng)如上所述由邏輯電路136接收到過放電檢出、過電流檢出、以及過充電檢出等檢出信號(hào)時(shí)，通信控制電路138從CCNT端子149、DCNT端子150以及INT端子151對二次電池監(jiān)視IC120輸出過放電檢出、過電流檢出、以及過充電檢出等檢出信號(hào)。此外，保護(hù)IC130具有與二次電池監(jiān)視IC120連接的SIOI端子152、進(jìn)行從SIOI 端子152輸出的通信脈沖信號(hào)的電平移位的電平移位電路139、與進(jìn)行與便攜設(shè)備等的通信的外部端子116連接的SIOE端子153。電平移位電路139對從SIOI端子152輸出的表示狀態(tài)信息的通信脈沖信號(hào)的電平進(jìn)行移位后輸出。
由此，SIOI端子152、SIOE端子153使二次電池監(jiān)視IC120和便攜設(shè)備等的通信通過(穿過)。即，當(dāng)一個(gè)端子的電壓變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，對另一個(gè)端子輸出低電平，雙方向一起進(jìn)行相同的動(dòng)作。二次電池監(jiān)視IC120是內(nèi)置微型計(jì)算機(jī)的微細(xì)的(抗靜電性能弱)IC制造工藝， 另一方面，保護(hù)IC130是耐高壓、抗靜電性能強(qiáng)的IC制造工藝。與便攜設(shè)備等的通信端子作為電池組的端子而被使用，因此需要滿足電池組的安全性的標(biāo)準(zhǔn)值、與靜電和高電壓相對應(yīng)。但是，當(dāng)直接使用二次電池監(jiān)視IC120的通信端子時(shí)難以滿足靜電等的標(biāo)準(zhǔn)。因此， 臨時(shí)把來自便攜設(shè)備等的通信信號(hào)取入保護(hù)IC130，從保護(hù)IC130輸出，由此實(shí)現(xiàn)抗靜電或高電壓的性能強(qiáng)的通信端子。接著，參照圖4、圖5以及圖6，說明從保護(hù)IC130對二次電池監(jiān)視IC120的通信協(xié)議的例子。圖4是用于說明檢測出過放電以外的情況下的從保護(hù)IC向二次電池監(jiān)視IC通信時(shí)的動(dòng)作的圖。在圖4的情況下，CCNT(PORTO)、DCNT(PORTl)的邏輯表示檢測出充電過電流的狀態(tài)。另外，圖5是用于說明檢測出過放電的情況下的從保護(hù)IC向二次電池監(jiān)視IC 通信時(shí)的動(dòng)作的圖。另外，圖6表示在二次電池監(jiān)視IC中識(shí)別的命令的一覽。保護(hù)IC130在檢測出過放電的情況下和檢測出過放電以外的情況下進(jìn)行不同的動(dòng)作。具體來說，在檢測出過放電以外的過充電、放電過電流、充電過電流的情況下，在按照圖6所示的一覽表設(shè)定了 CCNT端子和DCNT端子后，對INT端子輸出脈沖。如圖4所示，保護(hù)IC130在檢測出過放電以外的例如過充電的情況下，將 CCNT(PORTO)端子設(shè)定為低電平(O)JfDCNT(PORTl)端子設(shè)定為高電平(1)，此后，在一定期間對INT(PORTl)端子輸出低電平的脈沖。接著，開放CCNT (PORTl)端子(設(shè)為高電平)。在此，二次電池監(jiān)視IC120以INT端子的電壓下降作為中斷觸發(fā)器，將CCNT端子和DCNT端子閂鎖。另外，INT端子的脈沖寬度設(shè)為MIN = 100 μ s，以便例如可以通過 38. 4kHz可靠地閂鎖。如圖5所示，保護(hù)IC130在檢測出過放電時(shí)，將CCNT(PORTO)端子設(shè)定為低電平， 將DCNT(PORTl)端子設(shè)定為低電平，將INT(PORTl)端子下拉(設(shè)定為低電平后保持)。如圖6所示，保護(hù)IC130在DCNT = 0以及CCNT = 0時(shí)，將過放電檢出的命令通知給二次電池監(jiān)視IC120。保護(hù)IC130在DCNT = 0以及CCNT = 1時(shí)，將放電過電流檢出的命令通知給二次電池監(jiān)視IC120。保護(hù)IC130在DCNT = I以及CCNT = 0時(shí)，將充電過電流檢出的命令通知給二次電池監(jiān)視IC120。保護(hù)IC130在DCNT = 1以及CCNT = 1時(shí)，將過充電檢出的命令通知給二次電池監(jiān)視IC120。此外，保護(hù)IC130在檢測出過放電并將DOUT端子設(shè)為低電平后，也將INT(P0RT2) 端子維持為低電平，在將向二次電池監(jiān)視IC120供給電壓的穩(wěn)壓器131關(guān)閉后，設(shè)為 HiZ(高阻抗?fàn)顟B(tài))。由于穩(wěn)壓器131被關(guān)閉，因此看起來持續(xù)輸出低電平。如上所述，保護(hù)IC130對二次電池監(jiān)視IC120發(fā)生中斷，能夠通知檢測出過充電、 過放電、充電過電流、放電過電流等。接著，參照圖7說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)IC130的過放電檢出時(shí)的保護(hù) IC130和二次電池監(jiān)視IC120的動(dòng)作處理。圖7是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù) IC的過放電檢出時(shí)的保護(hù)IC和二次電池監(jiān)視IC的動(dòng)作處理的流程圖。
如圖7所示，保護(hù)IC130判定在保護(hù)IC130中是否檢測出了過放電(SlO)。在檢測出過放電時(shí)(S10中，是)，保護(hù)IC130通過圖5所示的動(dòng)作對二次電池監(jiān)視 IC120通知已檢測出過放電(Sll)。保護(hù)IC130為了控制放電，在通過SlO的處理檢測出過放電后進(jìn)行計(jì)數(shù)，在經(jīng)過上述第一階段的失效時(shí)間(例如約Mms)后，將DOUT端子從高電平切換到低電平(S12)。在此時(shí)刻，保護(hù)IC130將相當(dāng)于保護(hù)IC130的穩(wěn)壓器131以外的部分的保護(hù)功能部分轉(zhuǎn)移到低消耗功率狀態(tài)。此外，保護(hù)IC130在未檢測出過放電時(shí)(S10中，否)，持續(xù)進(jìn)行判定處理，直到檢測出過放電為止。二次電池監(jiān)視IC120通過Sll的處理從保護(hù)IC130的INT端子接收中斷，當(dāng)接收到過放電檢出通知時(shí)(S13)，為了進(jìn)行下面的S14的處理，通過中斷處理，例如在副時(shí)鐘模式的情況下啟動(dòng)PLL (Phase Locked Loop)。二次電池監(jiān)視IC120，例如在EEPR0M1M等非易失性存儲(chǔ)器中記錄表示在保護(hù) IC130中已檢測出過放電的信息(S14)。接著，二次電池監(jiān)視IC120停止全部動(dòng)作(S15)，關(guān)閉穩(wěn)壓器131。此外，二次電池監(jiān)視IC120中從S13到S15中的處理，最好在保護(hù)IC130的SlO的處理中檢測出過放電后、例如關(guān)閉穩(wěn)壓器131前的約40ms期間處理。保護(hù)IC130設(shè)定在通過SlO的處理檢測出過放電后直到關(guān)閉穩(wěn)壓器之前的延遲時(shí)間(上述第二階段的失效時(shí)間，例如約Mms)，確認(rèn)是否經(jīng)過了設(shè)定的延遲時(shí)間(S16)。保護(hù)IC130在經(jīng)過了設(shè)定時(shí)間時(shí)(S16中，是)關(guān)閉穩(wěn)壓器131 (S17)。由此，抑制二次電池監(jiān)視IC120中的電流消耗。此外，保護(hù)IC130在未經(jīng)過設(shè)定時(shí)間時(shí)(S16中，否) 繼續(xù)計(jì)數(shù)，直到設(shè)定時(shí)間。這樣，在保護(hù)ICl30中，在檢測出過放電后，可以設(shè)定對應(yīng)于將DOUT端子從高電平切換為低電平的計(jì)數(shù)值以及關(guān)閉穩(wěn)壓器之前的計(jì)數(shù)值的兩階段的計(jì)時(shí)器功能。保護(hù)IC130利用關(guān)閉穩(wěn)壓器131的信號(hào)，向保護(hù)IC130內(nèi)的待機(jī)模式轉(zhuǎn)移，為了抑制保護(hù)IC130內(nèi)的電流消耗，轉(zhuǎn)移到保護(hù)IC130的消耗電流無限制地變?yōu)?的關(guān)閉模式 (S18)。如上所述，為了與保護(hù)IC130關(guān)聯(lián)動(dòng)作，對于二次電池監(jiān)視IC120用的穩(wěn)壓器131 的關(guān)閉設(shè)置延遲時(shí)間，由此能夠?qū)⒈硎疽褭z測出過放電的信息可靠地記錄在二次電池監(jiān)視 IC120 中。接著，參照圖8說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)IC130的過放電檢出時(shí)的保護(hù) IC130和二次電池監(jiān)視IC120的動(dòng)作處理的變形例。圖8是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)IC的過放電檢出時(shí)的保護(hù)IC和二次電池監(jiān)視IC的動(dòng)作處理的變形例的流程圖。此外，在圖8所示的各處理中，對于進(jìn)行與上述圖7所示的處理相同的處理的部分賦予相同的步驟編號(hào)，并省略重復(fù)的說明。在此，在圖8所示的動(dòng)作處理的變形例中，與上述圖7的動(dòng)作處理相比，代替S16 的處理而進(jìn)行S19的處理。具體來說，在S15的處理后，二次電池監(jiān)視IC120生成關(guān)閉穩(wěn)壓器131的穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)，對保護(hù)IC130輸出。此后，保護(hù)IC130確認(rèn)是否從二次電池監(jiān)視 IC120接收到穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)(S19)。
保護(hù)IC130在確認(rèn)已接收到穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)時(shí)(S19中，是)，在S17的處理中將穩(wěn)壓器131關(guān)閉。此外，在未確認(rèn)接收到穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)時(shí)(S19，否)，繼續(xù)確認(rèn)處理。如上所述，在變形例中，保護(hù)IC130對是否經(jīng)過設(shè)定時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，不爭取在二次電池監(jiān)視IC120中的過放電檢出時(shí)的記錄時(shí)間而確認(rèn)是否接收到在二次電池監(jiān)視IC120的記錄后生成的穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)。保護(hù)IC130在確認(rèn)從二次電池監(jiān)視IC120接收到穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)后關(guān)閉穩(wěn)壓器 131。由此，二次電池監(jiān)視IC120在可靠地記錄了表示在保護(hù)IC130中已檢測出過放電的信息后，能夠高效率地將供給二次電池監(jiān)視IC120的電源電壓的穩(wěn)壓器131關(guān)閉。接著，參照圖9說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)IC130的過放電檢出后，開始二次電池的充電時(shí)的保護(hù)IC130和二次電池監(jiān)視IC120的動(dòng)作處理。圖9是用于說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)IC的過放電檢出后，開始二次電池的充電時(shí)的保護(hù)IC和二次電池監(jiān)視IC的動(dòng)作處理的流程圖。如圖9所示，在保護(hù)IC130中檢測出過放電，將保護(hù)IC130和二次電池監(jiān)視IC120 關(guān)閉后，例如由用戶等將電池組20與充電器連接，開始充電(S20)。保護(hù)IC130判定是否充電到充電開始后的、過放電恢復(fù)時(shí)的預(yù)定電壓(S21)。保護(hù)IC130在判定為充電到預(yù)定電壓時(shí)(S21中，是)，保護(hù)IC130使對二次電池監(jiān)視IC120供給電源電壓的穩(wěn)壓器131啟動(dòng)(S22)。此外，保護(hù)IC130在未判定為充電到預(yù)定電壓時(shí)(S21中，否)，繼續(xù)判定處理。二次電池監(jiān)視IC120，伴隨在保護(hù)IC130中將穩(wěn)壓器131啟動(dòng)，進(jìn)行上電復(fù)位 (S23)。此外，在上述情況下，例如若在充電器連接時(shí)使穩(wěn)壓器啟動(dòng)，則在電池(電源)電壓低時(shí)(例如2V以下程度)，二次電池監(jiān)視IC120的上電復(fù)位有可能不正常工作。因此， 當(dāng)電源電壓達(dá)到過放電檢出電壓以上、或者過放電恢復(fù)電壓以上時(shí)，使穩(wěn)壓器131啟動(dòng)。由此，保護(hù)IC130能夠可靠地執(zhí)行過放電恢復(fù)時(shí)的二次電池監(jiān)視IC120的上電復(fù)位。接著，參照圖10說明具備本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)監(jiān)視電路101的電池組 100、以及安裝了電池組100的便攜設(shè)備160。圖10表示具備本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的保護(hù)監(jiān)視電路的電池組、以及安裝了電池組的便攜設(shè)備的一例。如圖10所示，本實(shí)施方式的保護(hù)監(jiān)視電路101被配備在電池組100內(nèi)。另外，具備保護(hù)監(jiān)視電路101的電池組100被安裝在例如便攜設(shè)備160等中來使用。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，即使在檢測出過放電，在保護(hù)電路中切斷對二次電池監(jiān)視電路的電源電壓的供給時(shí)，也能夠在電池監(jiān)視電路中正確地記錄表示已檢測出過放電的信息。根據(jù)本發(fā)明，在保護(hù)電路進(jìn)行了動(dòng)作時(shí)對二次電池監(jiān)視電路產(chǎn)生中斷，通知保護(hù)電路已動(dòng)作，由此能夠在二次電池監(jiān)視電路中記錄保護(hù)動(dòng)作的履歷。 根據(jù)本發(fā)明，在保護(hù)電路中具備在與保護(hù)電路聯(lián)動(dòng)的二次電池監(jiān)視電路用的穩(wěn)壓器的關(guān)閉前，設(shè)置延遲時(shí)間或者確認(rèn)來自二次電池監(jiān)視電路的穩(wěn)壓器關(guān)閉信號(hào)的接收的處理，由此，在二次電池監(jiān)視電路中可以可靠地保留過放電檢出的記錄。
如上所述，二次電池監(jiān)視電路能夠可靠地檢測出保護(hù)電路中的保護(hù)動(dòng)作的履歷， 可以保留電池組的保護(hù)動(dòng)作的履歷等。另外，根據(jù)電池組的保護(hù)動(dòng)作的履歷等，在便攜設(shè)備主體中能夠停止該電池組的使用、禁止向電池組的充電、或者促進(jìn)電池組的更換。因此，萬一電池組發(fā)生膨脹、發(fā)熱等異常時(shí)，通過在零售店讀出電池組的保護(hù)動(dòng)作的履歷，可以判斷是正常使用的狀態(tài)下的異常還是用戶的錯(cuò)誤使用所導(dǎo)致的異常。即，在對成為異常狀態(tài)的電池組的分析時(shí)，也能夠作為有效信息來利用。以上，詳細(xì)說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下，可以對上述實(shí)施例進(jìn)行各種變形以及置換。本國際申請主張2009年1月14日申請的日本專利申請2009-006157號(hào)、以及2010 年1月14日申請的日本專利申請2010-005980號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在本國際申請中引用日本專利申請2009-006157號(hào)和日本專利申請2010-005980號(hào)的全部內(nèi)容。符號(hào)說明
100電池組
101保護(hù)監(jiān)視電路
111電池單元
120二次電池監(jiān)視IC
121CPU
130保護(hù)IC
131穩(wěn)壓器(LDO)
132過充電檢測電路
133過放電檢測電路
134過電流檢測電路
135短路檢測電路
136邏輯電路
137延遲電路
138通信控制電路
139電平移位電路
160便攜設(shè)備
權(quán)利要求
1.一種保護(hù)監(jiān)視電路，具備檢測可充放電的二次電池的過充電、過放電以及過電流中的至少一種，對控制晶體管進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制來保護(hù)所述二次電池的保護(hù)電路；和檢測所述二次電池的狀態(tài)的二次電池監(jiān)視電路，所述保護(hù)監(jiān)視電路的特征在于，所述保護(hù)電路對所述二次電池監(jiān)視電路供給電源電壓，當(dāng)檢測出所述二次電池的過放電時(shí)，在經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時(shí)間后或者從所述二次電池監(jiān)視電路接收到用于切斷所述電源電壓的供給的控制信號(hào)后，切斷對于所述二次電池監(jiān)視電路的所述電源電壓的供給。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)監(jiān)視電路，其特征在于，所述保護(hù)電路，當(dāng)檢測出所述二次電池的過放電時(shí)，對所述二次電池監(jiān)視電路輸出表示已檢測出所述過放電的通知信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保護(hù)監(jiān)視電路，其特征在于，所述二次電池監(jiān)視電路具有非易失性存儲(chǔ)器，當(dāng)接收所述通知信號(hào)時(shí)，將表示已檢測出所述過放電的信息記錄在所述非易失性存儲(chǔ)器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)監(jiān)視電路，其特征在于，所述二次電池監(jiān)視電路，當(dāng)接收所述通知信號(hào)時(shí)，通過中斷處理將表示已檢測出所述過放電的信息記錄在所述非易失性存儲(chǔ)器中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)監(jiān)視電路，其特征在于，所述二次電池監(jiān)視電路，在將表示已檢測出所述過放電的信息記錄在所述非易失性存儲(chǔ)器中之后，停止全部動(dòng)作。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保護(hù)監(jiān)視電路，其特征在于，所述二次電池監(jiān)視電路，在將表示已檢測出所述過放電的信息記錄在所述非易失性存儲(chǔ)器中然后停止全部動(dòng)作時(shí)，對所述保護(hù)電路輸出所述控制信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)監(jiān)視電路，其特征在于，在通過所述保護(hù)電路檢測出過放電后開始所述二次電池的充電的情況下，所述保護(hù)電路當(dāng)所述電源電壓達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的電壓時(shí)供給所述電源電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)監(jiān)視電路，其特征在于，將所述電源電壓的值設(shè)定得低于作為所述過放電而檢測出的所述二次電池的電源電壓值。
9.一種電池組，其特征在于，所述電池組具備權(quán)利要求1所述的保護(hù)監(jiān)視電路和所述二次電池。
全文摘要
一種保護(hù)監(jiān)視電路(101)，具備檢測可充放電的二次電池(110)的過充電、過放電以及過電流中的至少一種，對控制晶體管(M11、M12)進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制來保護(hù)所述二次電池(110)的保護(hù)電路(130)；和檢測所述二次電池(110)的狀態(tài)的二次電池監(jiān)視電路(120)，所述保護(hù)監(jiān)視電路(101)的特征在于，所述保護(hù)電路(130)對所述二次電池監(jiān)視電路(120)供給電源電壓，當(dāng)檢測出所述二次電池的過放電時(shí)，在經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時(shí)間后或者從所述二次電池監(jiān)視電路(120)接收到用于切斷所述電源電壓的供給的控制信號(hào)后，切斷對于所述二次電池監(jiān)視電路(120)的所述電源電壓的供給。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102282740SQ201080004625
公開日2011年12月14日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者中野一樹, 池內(nèi)亮, 馬島吉英 申請人:三美電機(jī)株式會(huì)社