专利名称：电池状态监视电路以及电池装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测二次电池的电压及异常的电池状态监视电路以及电池装置，尤其 涉及能够在二次电池的电压降低到0V附近时控制充电器的充电的电池状态监视电路以及 电池装置。
背景技术：
电池装置具有如下这样的功能在二次电池的电压极端地下降而到达0V附近时， 如果连上充电器，则允许或者禁止对二次电池充电(例如，参照专利文献1)。下面，将此功 能称为0V充电。图3示出了现有的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。现有的具有电池 状态监视电路的电池装置具有二次电池1 ；监视二次电池1的电压的充放电控制电路2 ； 控制二次电池1的充电和放电的开关电路3 ；与充电器8或负载9连接的外部端子4和5 ； 以及向充电开关11输出控制信号的充电开关驱动电路7。充电开关驱动电路7具有与充 放电控制电路2的输出端子连接的电平转换电路15 ；构成检测二次电池1的负极电压的电 压检测电路的PM0S晶体管16、匪OS晶体管17、电阻18 ； INV电路26 ；NOR电路25 ；以及构 成充电开关驱动电路7的输出电路的PM0S晶体管20和NM0S晶体管21。图3的电池装置 具有允许0V充电的功能。上述电池装置以如下方式工作来发挥允许0V充电的功能。充放电控制电路2在二次电池1的电压下工作，监视二次电池1的电压。当二次 电池1的电压增加到过充电电压以上时，充放电控制电路2向充电开关驱动电路7输出低 电平信号。而在二次电池1的电压小于过充电电压时，充放电控制电路2向充电开关驱动 电路7输出高电平信号。充电开关驱动电路7在外部端子4与5之间的外部端子间电压下 工作。电平转换电路15将充放电控制电路2的信号转换为外部端子间电压。PM0S晶体管 16和NM0S晶体管17的栅极与二次电池1的负极连接。在二次电池1的电压充足时，PM0S 晶体管16导通，向NOR电路25输出低电平信号。而在二次电池1的电压接近0V时，NM0S 晶体管17导通，向NOR电路25输出高电平信号。NOR电路25在输入信号中的任一方为高电平时，输出低电平信号。因此，输出端子 13的电压成为高电平，充电开关11接通，可进行充电。另外，N0R电路25在输入信号均为 低电平时，输出高电平信号。因此，输出端子13的电压成为低电平，充电开关11断开，禁止 充电。这样，当二次电池1的电压接近0V时，充电开关驱动电路7允许充电。S卩，电池装置 发挥允许0V充电的功能。专利文献1日本特开2000-308266号公报但是，在上述充电开关驱动电路7中，构成电压检测电路的PM0S晶体管16和NM0S 晶体管17的栅极与电池的负极连接，所以具有下述缺点。电压检测电路解除充电许可时的二次电池1的电压是由PM0S晶体管16的阈值电 压决定的。并且，PM0S晶体管16的阈值电压具有偏差。在二次电池1的电压变为可使充
3放电控制电路2工作的电压之前，充放电控制电路2的输出信号不稳定。因此，在电压检测 电路解除了充电许可时，充放电控制电路2的输出信号有可能不稳定。当该输出信号是充 电禁止信号时，二次电池的充电会被禁止。因此，将产生这样的不良状况二次电池的充电 被禁止，且充电禁止一直得不到解除。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而设计出的，其目的在于，提供即使在二次电池的电 压降低到0V附近时也能够可靠地控制充电器的充电的电池状态监视电路以及电池装置。为了解决现有课题，具有本发明的电池状态监视电路的电池装置采用了下述结 构。采用了下述电池状态监视电路以及电池装置通过与二次电池的两端连接的分压 电阻电路23来提供构成电压检测电路的PM0S晶体管16与NM0S晶体管17的栅极电压，其 中，该电压检测电路检测二次电池的0V附近电压。根据本发明的具有电池状态监视电路的电池装置，通过与二次电池的两端连接的 分压电阻电路23来向电压检测电路提供电压，因此，能够将电压检测电路所检测的电压设 定为可使充放电控制电路工作的电压以上，从而能够可靠地对二次电池进行充电。因此，具有这样的效果即使在二次电池的电压降低到0V附近时，也能够可靠地 控制充电器的充电。
图1是本实施方式的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。图2是另一实施方式的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。图3是现有的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。标号说明2充放电控制电路3开关电路7充电开关驱动电路8充电器15电平转换电路23分压电阻电路
具体实施例方式图1是本实施方式的电池装置的电路图。本实施方式的电池装置具有二次电池1 ；监视二次电池1的电压的充放电控制电 路2 ；控制二次电池1的充电和放电的开关电路3 (放电开关10、充电开关11)；与充电器8 或负载9连接的外部端子4和5 ；以及向充电开关11输出控制信号的充电开关驱动电路7。 充电开关驱动电路7具有与充放电控制电路2的输出端子连接的电平转换电路15 ；构成 检测二次电池1的负极电压的电压检测电路的PM0S晶体管16、NM0S晶体管17、电阻18 ；INV 电路26 ；分压电阻电路23 ；NOR电路25 ；以及构成充电开关驱动电路7的输出电路的PM0S
4晶体管20和NM0S晶体管21。图1的电池装置具有允许0V充电的功能。在电压检测电路中，PM0S晶体管16、NM0S晶体管17以及电阻18串联连接在二次 电池1的正极与外部端子5之间。另外，连接在电池的正极与负极之间的分压电阻电路23 将分压电压输出至PM0S晶体管16与NM0S晶体管17的栅极。并且，为了使NM0S晶体管17 进一步导通，也可以不输入分压电压，而是输入二次电池1的正极电压。NOR电路25输入电平转换电路15的输出信号和经过INV电路26后的电压检测电 路的输出信号，向输出电路输出控制信号。构成输出电路的PM0S晶体管20和NM0S晶体管 21连接在二次电池1的正极与外部端子5之间。上述电池装置以如下方式工作来发挥允许0V充电的功能。充放电控制电路2在二次电池1的电压下工作，监视二次电池1的电压。当二次电池1的电压增加到过充电电压以上时，充放电控制电路2向充电开关驱 动电路7输出低电平信号。而在二次电池1的电压小于过充电电压时，充放电控制电路2 向充电开关驱动电路7输出高电平信号。充电开关驱动电路7在外部端子4与5之间的外 部端子间电压下工作。电平转换电路15将充放电控制电路2的信号转换为外部端子间电 压。在二次电池1的电压充足时，PM0S晶体管16导通，经由INV电路26向NOR电路 25输出低电平信号。另外，在二次电池1的电压接近0V时，NM0S晶体管17导通，向NOR电 路25输出高电平信号。NOR电路25在输入信号中的任意一方为高电平时，输出低电平信号。因此，输出端 子13的电压为高电平，充电开关11接通，可进行充电。另外，NOR电路25在输入信号均为 低电平时，输出高电平信号。因此，输出端子13的电压为低电平，充电开关11断开，禁止充
^^ o分压电阻电路23的输出端子与PM0S晶体管16和NM0S晶体管17的栅极连接。因 此，使PM0S晶体管16截止的电压由分压电压和PM0S晶体管16的阈值电压决定。即，通过 调节分压电阻电路23的电阻值，能够将使PM0S晶体管16截止的电压设定为可使充放电控 制电路2工作的电压以上。这里，对二次电池1的电压接近0V时的动作进行说明。当二次电池1的电压接近0V时，处于充放电控制电路2可工作的电压以下，向电 平转换电路15输出的输出信号不稳定。分压电阻电路23的输出为与二次电池1的正极电 压接近的值。因此，PM0S晶体管16的栅/源间电压Vgs变小，PM0S晶体管16截止。由此， 当二次电池1的电压接近0V时，充电开关驱动电路7允许充电。即，电池装置发挥允许0V 充电的功能。另夕卜，由于二次电池1的电流流过分压电阻电路23，因此也可以采用以下结构在 分压电阻电路23与二次电池1的正极之间设置开关电路22，在不需要0V充电的检测功能 时，使电流不流过。图2示出另一实施方式的具有电池状态监视电路的电池装置的电路图。图2的电 池装置是以禁止0V充电的方式构成电路的例子。电压检测电路的输出信号经由NAND电路 19输入至输出电路。通过在这样构成的电池状态监视电路中设置本发明的电压检测电路，从而能够通
5过设定分压电阻电路23的电阻值，来提高PM0S晶体管16及匪OS晶体管17的导通截止电 压的精度。 另外，本实施方式以在二次电池1的负极侧设置开关电路3的结构进行了说明。但 对于在二次电池1的正极侧设置开关电路3的结构，只要将基准电压设在二次电池1的负 极侧，则也能够获得同样的效果。
权利要求
1.一种电池状态监视电路，其具有充放电控制电路，该充放电控制电路与二次电池 的两端连接，监视所述二次电池的电压；以及充电开关控制电路，该充电开关控制电路向充 电开关输出所述充放电控制电路的输出信号，该电池状态监视电路控制所述二次电池的充 放电，该电池状态监视电路的特征在于，所述充电开关控制电路在所述电池状态监视电路的外部端子的电压下工作， 所述充电开关控制电路具有电平转换电路，其将所述充放电控制电路的输出信号转换为所述外部端子的电压； 分压电阻电路，其与所述二次电池的两端连接，产生分压电压； 电压检测电路，其被输入所述分压电压，检测0V充电的电压；以及 输出电路，其被输入所述电平转换电路与所述电压检测电路的输出电压，控制所述充 电开关。
2.—种电池装置，其特征在于，该电池装置具有 能够充放电的二次电池；开关电路，其设置在所述二次电池与外部端子之间，控制所述二次电池的充放电；以及 权利要求1所述的电池状态监视电路，其监视所述二次电池的两端的电压。
全文摘要
本发明提供电池状态监视电路以及电池装置，即使在二次电池的电压降低到0V附近时也能够可靠地控制充电器的充电。作为解决手段，采用下述结构通过与二次电池的两端连接的分压电阻电路(23)来提供构成电压检测电路的PMOS晶体管(16)与NMOS晶体管(17)的栅极电压，其中，该电压检测电路检测二次电池的0V附近电压。
文档编号H02J7/00GK102005788SQ201010274130
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月1日 优先权日2009年9月2日
发明者佐野和亮, 前谷文彦, 坂本涉, 塚本尚平, 小池智幸, 樱井敦司 申请人:精工电子有限公司