专利名称：过充电/过放电检测装置、过充电/过放电检测电路以及半导体装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及过充电/过放电检测装置、过充电/过放电检测电路以及半导体装置，特别是涉及用于控制二次电池充放电的过充电/过放电检测装置、过充电/过放电检测电路以及半导体装置。
背景技术：
作为手机等便携式终端装置的电源，搭载有使用锂离子电池的电池组。但是，锂离子电池由于过充电和过放电等，寿命会被极端地缩短。因此需要搭载用于在过充电、过放电、过电流和短路等时保护电池的保护电路(参照专利文献1)。
特开2003-59467号公报发明内容但是，现有的电池组没有搭载电池漏液检测功能。因此，在发生了电池漏液等情况下，没有注意到该情况而继续使用，漏液会继续进行，电解液甚至会对装置本体产生恶劣影响。
本发明是针对上述问题而形成的，其目的是提供一种可以通过简单的结构确实地检测出电池漏液的过充电/过放电检测装置、过充电/过放电检测电路以及半导体装置。
本发明的过充电/过放电检测装置114，具有将二次电池113与外部电路连接或者将二次电池113从外部电路切断的开关单元M11、M12，以及检测出二次电池113的状态并控制开关单元M11、M12的控制单元141、142、143、144、146、147、148、149，其特征在于，具有通常被置成了开放状态的检测端子T14和检测检测端子T14上施加了电压的检测单元145，控制单元141、142、143、144、146、147、148、149，在由检测单元145检测出检测端子T14上所施加电压时，使开关单元M11、M12断开，将二次电池113从外部电路切断。
其特征在于，控制单元141、142、143、144、146、147、148、149具有检测出二次电池113的异常状态并输出异常状态检测信号的异常状态检测单元141、142、143、144，以及在由异常状态检测单元141、142、143、144供给异常状态检测信号时使开关单元M11、M12断开的二次电池保护逻辑电路146、147、148、149，检测单元145，通过控制异常状态检测信号使开关单元M11、M12断开。
其特征在于，还具有与控制单元141、142、143、144、146、147、148、149连接并根据来自外部的信号测试控制单元141、142、143、144、146、147、148、149的动作的测试端子T17，检测端子T14与测试端子T17共用。
另外，上述参照符号，说到底是参考，并不因此限制权利要求的保护范围。
依据本发明，具有可以通过简单的结构确实地检测出电池漏液等优点。
图1所示为本发明第1实施例的结构框图；图2所示为本发明第1实施例的分解斜视图；图3所示为电路基板114的斜视图；图4所示为漏液检测部145的变形例的框图；图5所示为漏液检测部145的变形例的动作说明图；图6所示为本发明第2实施例的结构框图；图7所示为本发明第3实施例的结构框图。
图中100、200、300电池组113二次电池 114电路基板131过充电/过放电检测IC、132、133、134布线图141过充电检测部 142过放电检测部 143过电流检测部144短路检测部 145漏液检测部 146振荡电路 147计数器148过充电控制逻辑电路 149过放电控制逻辑电路T1～T6、T11～T18端子
具体实施例方式
图1所示为本发明第1实施例的结构框图，图2所示为本发明第1实施例的分解斜视图。
本实施例的电池组100是例如用作手机等便携式终端装置的电源的蓄电池，由电池盒111、电池盖112、二次电池113和电路基板114构成。
电池盒111和电池盖112由树脂材料制成。由电池盒111和电池盖112构成的收容部120中收容有二次电池113和电路基板114。
二次电池113例如由锂离子电池构成。二次电池113的正极上钎焊有焊接在电路基板114的端子T1上的金属板121，二次电池113的负极上钎焊有焊接在电路基板114的端子T2上的电极板122。
图3所示为电路基板114的斜视图。
电路基板114在印刷电路板130上搭载过充电/过放电检测IC131、晶体管M11、M12和电阻R11。晶体管M11由n沟道MOS场效应管构成，其栅极与过充电/过放电检测IC131的端子T15连接，在截止时限制放电。晶体管M12由n沟道MOS场效应管构成，其栅极与过充电/过放电检测IC131的端子T16连接，在截止时限制放电。
过充电/过放电检测IC131，由过充电检测部141、过放电检测部142、过电流检测部143、短路检测部144、漏液检测部145、振荡电路146、计数器147、过充电控制逻辑电路148和过放电控制逻辑电路149构成。
过充电检测部141，连接在端子T11和端子T12之间，并施加有二次电池113两端的电压。过充电检测部141，在二次电池113两端的电压比规定的过充电电压小时输出高电平，在二次电池113的电压比规定的过充电电压大时，即二次电池113处于过充电状态时输出低电平。另外，规定的过充电电压，是预先设定的规定电压，根据二次电池113的特性进行设定。过充电检测部141的输出供给振荡电路146和过充电控制逻辑电路148。
过放电检测部142连接在端子T11和端子T12之间，并施加有二次电池113两端的电压。过放电检测部142在二次电池113两端的电压比规定的过放电电压大时输出高电平，在二次电池113的电压比规定的过放电电压小时，即二次电池113处于过放电状态时输出低电平。规定的过放电电压是预先设定的规定电压，根据二次电池113的特性进行设定。过放电检测部142的输出供给振荡电路146和过放电控制逻辑电路149。
过电流检测部143与端子T13连接。端子T13通过电阻R11与端子T4连接。端子T4上连接有负载的负侧电极。过电流检测部143在端子T13的电压比规定的过电流电压小时输出高电平，在端子T13的电压比规定的过电流电压大时，即二次电池113供给负载的电流处于过电流状态时输出低电平。规定的过电流电压是预先设定的规定电压，根据二次电池113的特性进行设定。过电流检测部143的输出供给振荡电路146和过放电控制逻辑电路149。
短路检测部144与端子T13连接。短路检测部144，在端子T13的电压比规定的短路电压小时输出高电平，在端子T13的电压比规定的短路电压大时，即二次电池113处于被短路状态时输出低电平。规定的短路电压是预先设定的规定电压，根据二次电池113的特性进行设定。短路检测部144的输出供给过放电控制逻辑电路149。
漏液检测部145与端子T14连接。端子T14被连接到在印刷电路板130上所形成的布线图132。布线图132，在印刷电路板130上从端子T14绕到端子T1附近。布线图132将端子T14一侧的端部钎焊在端子T14上，将端子T1近旁一侧的端部置成开放状态。
漏液检测部145由反相放大器等构成，输入端子T14的电位，检测出由于二次电池113泄漏的液体使端子T14和端子T1短路从而端子T14的电位上升到VDD的情况并输出低电平。漏液检测部145的输出供给过充电控制逻辑电路148、过放电控制逻辑电路149和振荡电路146。
振荡电路146，在过充电检测部141、过放电检测部142和过电流检测部143当中任意一个的输出为低电平时，开始产生振荡，并输出脉冲。另外，振荡电路146与测试端子T17连接。测试端子T17是在组装后或出厂时用于进行内部电路动作测试时的控制的端子，通过电路基板114上的布线图132将其与测试端子T5连接。通过电路基板114上的测试端子T5，进行用于过充电/过放电检测IC131测试的控制。
振荡电路146的输出脉冲供给计数器147。计数器147对振荡电路146的输出脉冲进行计数。计数器147的计数值供给过充电控制逻辑电路148和过放电控制逻辑电路149。另外，在过放电控制逻辑电路149的输出从低电平翻转为高电平时，计数器147复位。
过充电检测部141和漏液检测部145的输出以及计数器147的计数值供给过充电控制逻辑电路148。过充电控制逻辑电路148在过充电检测部141和/或漏液检测部145的输出为低电平并且计数器147的计数值达到规定的计数值时，输出低电平，其它状态下输出高电平。过充电控制逻辑电路148的输出供给端子T16。端子T16与晶体管M12的栅极连接。
过放电检测部142、过电流检测部143、短路检测部144和漏液检测部145的输出以及计数器147的计数值供给过放电控制逻辑电路149。过放电控制逻辑电路149在短路检测部144和/或漏液检测部145的输出为低电平并且计数器147的计数值达到规定的计数值时，输出低电平，其它状态下输出高电平。过放电控制逻辑电路149的输出供给端子T15。端子T15与晶体管M11的栅极连接。
晶体管M11的栅极与端子T15连接，源极与端子T2连接，漏极与晶体管M12的源极连接。晶体管M12的栅极与端子T16连接，源极与晶体管M11的漏极连接，漏极与端子T4连接。
晶体管M11由n沟道MOS场效应管构成，在端子T15的输出为低电平时截止，在端子T15的输出为高电平时导通。晶体管M12由n沟道MOS场效应管构成，在端子T16的输出为低电平时截止，在端子T16的输出为高电平时导通。
在过放电、过电流、短路、漏液时，端子T15为低电平，晶体管M11截止。在过充电和漏液时，端子T16为低电平，晶体管M12截止。
通过晶体管M11和/或晶体管M12截止，二次电池113和端子T4之间的通路被切断。这样，二次电池113和负载之间的通路被切断，可以防止在过充电、过放电、过电流、短路和漏液时负载中有电流，从而可以保护二次电池。
动作以下说明二次电池113发生漏液情况下的动作。
二次电池113中发生漏液时，在二次电池113的正侧电极周围发生电解液泄漏。二次电池113的正侧电极上发生的漏液的电解液，沿着电极板121到达电路基板114的端子T1。
在端子T1近旁配置有布线图132。到达端子T1的漏液，在电路基板114上扩散。电解液在电路基板114上扩散并且夹杂在端子T1和布线图132之间时，端子T1，即二次电池113的正侧电极与布线图132处于短路状态。
端子T1与布线图132短路后，过充电/过放电检测IC131的端子T14为高电平。过充电/过放电检测IC131的端子T14为高电平时，漏液检测部145的输出为低电平。漏液检测部145的输出为低电平时，振荡电路146、过充电控制逻辑电路148和过放电控制逻辑电路149的输入为低电平。振荡电路146在漏液检测部145的输出为低电平时输出脉冲。计数器147对振荡电路146的输出脉冲进行计数。过充电控制逻辑电路148和过放电控制逻辑电路149在计数器147的计数值达到规定的计数值时，输出低电平。过充电控制逻辑电路148的输出为低电平时，晶体管M12截止，过放电控制逻辑电路149的输出为低电平时，晶体管M11截止。晶体管M11、M12截止时，二次电池113从端子T4切断，即从负载等外部电路切断。
依据本实施例，检测出端子T1和与连接端子T14连接的布线图132、由二次电池113的漏液的电解液而被连接所导致的端子T14的电位上升，并切断二次电池113与外部电路，从而，可以防止漏液的继续进行、减小对外部电路的负面影响。此时，在本实施例中，通过控制过充电控制逻辑电路148输入过充电检测部141输出信号的输入端，同时，控制过放电控制逻辑电路149输入过放电检测部142输出信号的输入端，开关晶体管M11、M12，从而，可通过仅追加端子T14和漏液检测部145，就可以进行漏液检测，这样可以使电路的改变保持在最小限度。
变形例图4所示为漏液检测部145的变形例的框图，图5所示为漏液检测部145的变形例的动作说明图。图5(A)表示反相器151的输入，图5(B)表示反相器151的输出，图5(C)表示延迟电路152的输出。
本变形例的漏液检测部150，由反相器151和延迟电路152构成。反相器151将图5(A)所示的端子T14的输入如图5(B)所示反相后输出。反相器151的输出，供给延迟电路152。延迟电路152，如图5(C)所示，将反相器151的输出延迟规定的延迟时间Δt0后输出。延迟电路152的输出，供给过充电控制逻辑电路148和过放电控制逻辑电路149。
依据本变形例，通过将反相器151的输出延迟后供给过充电控制逻辑电路148和过放电控制逻辑电路149，可以抑制噪声等的影响，从而可以稳定动作。
图6所示为本发明第2实施例的结构框图。该图与图1相同的结构使用相同的附图标记并省略对其的说明。
本实施例的电池组200的电路基板214的结构与第1实施例不同。本实施例的电路基板214，采用将过充电/过放电检测IC231的测试端子T17兼用作第1实施例的漏液检测端子T14的结构。
采用过充电/过放电检测IC231的测试端子T17上，连接有用于与外部进行连接的测试端子T5，并且连接有布线图132的一端的结构。另外，测试端子T17，在过充电/过放电检测IC231内部，与振荡电路146和漏液检测部145连接。
图7所示为本发明第3实施例的结构框图。该图与图1相同的结构使用相同的附图标记，并省略对其的说明。
本实施例的电池组300，电路基板314的结构与第1实施例不同。在本实施例的电路基板314上，设有漏液通知端子T6。漏液通知端子T6，在电池组300安装在装置上时，与上位装置连接。
另外，漏液通知端子T6，在电路基板314上通过布线图132与过充电/过放电检测IC331的漏液通知端子T18连接。在过充电/过放电检测IC331内，漏液检测部145的输出通过缓冲器350被供给漏液通知端子T18。
依据本实施例，可以将从漏液检测部145得到的漏液检测信号输出给外部电路，通知电池组300发生了漏液，从而，可以识别电源的停止理由。
另外，也可以在电池组中设置LED等来进行发生了漏液的显示，告知使用者。
权利要求
1.一种过充电/过放电检测装置，具有将二次电池与外部电路连接或者将该二次电池从该外部电路切断的开关单元，以及检测出所述二次电池的状态并控制所述开关单元的控制单元，其特征在于，具有通常，被置成了放状态的检测端子；和检测出所述检测端子上施加了电压的检测单元；所述控制单元，在由所述检测单元检测出所述检测端子上施加了电压时，使所述开关单元断开，将所述二次电池从所述外部电路切断。
2.如权利要求1所述的过充电/过放电检测装置，其特征在于，所述控制单元，具有异常状态检测单元，其检测出所述二次电池的异常状态，并输出异常状态检测信号；和二次电池保护逻辑电路，其在由所述异常状态检测单元供给所述异常状态检测信号时，使所述开关单元断开；所述检测单元，通过控制所述异常状态检测信号，使所述开关单元断开。
3.如权利要求1或2所述的过充电/过放电检测装置，其特征在于，具有与所述控制单元连接并根据来自外部信号测试所述控制单元的动作的测试端子；所述检测端子，与所述测试端子共用。
4.一种过充电/过放电检测电路，其搭载有检测出二次电池的状态、并控制将二次电池与外部电路连接或者将该二次电池从该外部电路切断的开关单元的控制电路，其特征在于，具有通常，被置成了开放状态的检测端子；和检测出所述检测端子上施加了电压的检测电路；所述控制电路，在由所述检测单元检测出所述检测端子上施加了电压时，使所述开关单元断开，将所述二次电池从所述外部电路切断。
5.如权利要求4所述的过充电/过放电检测电路，其特征在于，所述控制电路，具有异常状态检测电路，其检测出所述二次电池的异常状态，并输出异常状态检测信号；和二次电池保护逻辑电路，其在由所述异常状态检测单元供给所述异常状态检测信号时，使所述开关单元断开；所述检测电路，通过控制所述异常状态检测信号，使所述开关单元断开。
6.如权利要求4或5所述的过充电/过放电检测装置，其特征在于，具有与所述控制电路连接并根据外部信号测试所述控制电路的动作的测试端子；所述检测端子，与所述测试端子共用。
7.一种半导体装置，其搭载有检测二次电池的状态并控制将该二次电池与外部电路连接或者将该二次电池从该外部电路切断的开关单元的控制电路，其特征在于，具有通常，被置成了开放状态的检测端子；和检测所述检测端子上施加了电压的检测电路；所述控制电路，在由所述检测单元检测出所述检测端子上施加了电压时，使所述开关单元断开，将所述二次电池从所述外部电路切断。
8.如权利要求7所述的半导体装置，其特征在于，所述控制电路，具有异常状态检测电路，其检测所述二次电池的电压并输出异常状态检测信号；和保护逻辑电路，其在由所述异常状态检测电路供给所述异常状态检测信号时使所述开关单元断开；所述检测单元，通过控制所述异常状态检测信号，使所述开关单元断开。
9.如权利要求7或8所述的过充电/过放电检测装置，其特征在于，具有与所述控制电路连接并根据外部信号测试所述控制电路的动作的测试端子；所述检测端子，与所述测试端子共用。
全文摘要
本发明，提供一种过充电/过放电检测装置(114)，其具有将二次电池(113)与外部电路连接或者将二次电池(113)从外部电路切断的开关单元(M11、M12)，以及检测出二次电池(113)的状态并控制开关单元(M11、M12)的控制单元(141、142、143、144、146、147、148、149)，其特征在于，具有通常被置成了开放状态的检测端子(T14)和检测出检测端子(T14)上施加了电压的检测单元(145)；控制单元(141、142、143、144、146、147、148、149)，在由检测单元(145)检测出检测端子(T14)上施加了电压时，使开关单元(M11、M12)断开，将二次电池(113)从外部电路切断。
文档编号G01R31/36GK1755385SQ20051005102
公开日2006年4月5日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年9月29日
发明者大下和洋, 池内亮 申请人:三美电机株式会社