充放电控制电路和电池装置的制造方法_2

文档序号:9379145阅读:来源:国知局
检测电压以上时,Nch放电控制场效应晶体管12、Nch充电控制场效应晶体管13被控制为接通。在该状态下,外部端子20、21之间连接有负载,当放电电流流过时,在二次电池11的负极与外部端子21之间产生电位差。该电位差由在外部端子20、21之间流动的电流量IpNch放电控制场效应晶体管12的电阻值R12以及Nch充电控制场效应晶体管13的电阻值R 13决定,用 I1X (r12+r13)表不。
[0024]恒流电路103向电阻104、NM0S晶体管105流动电流,使其产生电压。将该电压作为基准电压电路的基准电压输出。比较电路101对基准电压电路的基准电压与过电流检测端子19的电压进行比较,如果过电流检测端子19的电压高,则向控制电路15输出检测信号,从而使Nch放电控制场效应晶体管12断开并开启过电流保护。
[0025]设过电流检测电流值的设定值为IMP、基准电压电路的基准电压为Vraf、Nch放电控制场效应晶体管12的电阻值为R12、Nch充电控制场效应晶体管13的电阻值为R13。比较电路101达到输出检测信号的阈值电压时的外部端子21的电压是Vraf。此时,在外部端子20,21之间流动的电流为外部端子21的电压除以Nch放电控制场效应晶体管12与Nch充电控制场效应晶体管13的电阻值的和所得到的值,用Imp= Vraf/(R12+R13)表示。
[0026]这里,因为Nch场效应晶体管的电阻值具有栅极与源极间电压依赖性以及温度依赖性,并且Nch充放电控制场效应晶体管的源极电位是二次电池的负极电位、栅极电位是二次电池的正极电位,所以Nch充放电控制场效应晶体管的电阻值(R12+R13)具有二次电池电压依赖性以及温度依赖性。
[0027]通过使NMOS晶体管105的源极与负极电源端子43连接、栅极与正极电源端子44连接,使NMOS晶体管105产生与Nch充放电控制场效应晶体管相同的栅极与源极间电压的状态。如果通过恒流电路103使NMOS晶体管105的W长与L长、以及向NMOS晶体管105流入的电流量发生变化,则可以调节二次电池电压依赖性。此外,因为用Imp= Vraf/(R12+R13)进行表示以调节过电流检测电流值IMP,所以需要调节Vraf的绝对值。可以通过使电阻104的值根据恒流电路103的电流值达到最佳化进行调节。此外,当进行了 Vraf的绝对值的校准时,需要预先使电阻104的温度特性达到最佳化使得Vref的温度特性与Nch充放电控制晶体管的温度特性一致。电阻104的温度特性可以通过变更元件的制作结构来进行调节。
[0028]如果外部端子20、21短路,则短路电流流过并在二次电池11的负极与外部端子21之间产生电位差。该电位差由在外部端子20、21之间流动的电流量12、Nch放电控制场效应晶体管12的电阻值R12以及Nch充电控制场效应晶体管13的电阻值R 13决定,用I2X (R12+R13)表示。比较电路102对基准电压Vraf以及电阻106与107的连接点的电压进行比较,如果电阻106与107的连接点的电压高,则向控制电路15输出检测信号,从而使Nch放电控制场效应晶体管12断开并开启短路保护。
[0029]设短路检测电流值的设定值为ISH(]RT、电阻106的电阻值为札。6、电阻107的电阻值为札。7。如果设比较电路102达到输出检测信号的阈值电压时的外部端子21的电压SVraf2,则Vraf2= VrrfX (R106+R107)/R16O此时,在外部端子20、21之间流动的电流为外部端子21的电压除以Nch放电控制场效应晶体管12与Nch充电控制场效应晶体管13的电阻值的和所1%到的值,用 Ishort — V ref〗/ (Ri2+Ri3) — Vref X (R1e+R17) / (^106^ (R^+R^))表不。
[0030]与过电流检测时相同,电阻值(R12+R13)具有二次电池电压依赖性与温度依赖性,通过使NMOS晶体管105的W长与L长、以及恒流电路103的电流值发生改变而调节二次电池电压依赖性。此外,因为用 Ishort — V ref X (Ri06+Ri07 )/ (R16 X (R12+R13))进行表示以调节短路检测电流值IS_T,所以也需要校准基准电压Vraf的绝对值以及电阻106、107。通过使电阻104、106、107的值根据恒流电路103的电流值达到最佳化使得Vraf成为IshortX (R16X (Riz+Ri3) ) / (R10A7)来调节短路检测电流的目标值。此外,电阻104、106、107的温度特性可以根据元件的制作结构来进行调节。当进行了 Vraf的绝对值的校准时,需要预先使电阻104、106、107的温度特性达到最佳化使得Vraf的温度特性与Nch充放电控制晶体管的温度特性一致。
[0031]这样,能够调节基准电压电路的基准电压值的二次电池电压依赖性和温度依赖性,通过使其与Nch充放电控制场效应晶体管的电阻值的二次电池电压依赖性和温度依赖性一致,能够使过电流检测电流值的设定值Imp与短路检测电流值的设定值I SH(]R4P使在二次电池电压或温度发生变化的情况下也为恒定的值。此外,因为即使不使用短路检测用的基准电压电路也能够进行检测,所以能够削减消耗电流。
[0032]此外,虽然将NMOS晶体管105的栅极作为充放电控制电路14的正极电源端子42,但只要电阻值感知二次电池电压而发生变化即可,所以只要与具有二次电池电压依赖性的电路的输出连接并调节恒流值就能够发挥与第一实施方式相同的效果。
[0033]此外,虽然使用Nch放电控制场效应晶体管12、Nch充电控制场效应晶体管13以及NMOS晶体管105进行了说明,但并不限于该结构,当然,使用Pch场效应晶体管并将NMOS晶体管105换成PMOS晶体管、将恒流电路103的正极电源端子44的连接变成负极电源端子43也能够进行同样的动作。
[0034]此外,电阻104、电阻106以及电阻107并不限于该结构,只要是具有阻抗的元件则可以是任意的阻抗元件。并且,电阻106和电阻107只要能够对过电流检测端子19的电压进行分压即可,并不限于该结构。
[0035]如上述所述,第一实施方式的电池装置通过使充放电控制电路的过电流检测电压和短路检测电压与Nch充放电控制场效应晶体管的二次电池电压依赖性、温度依赖性一致,能够提高电池装置的过电流检测电流值和短路检测电流值的精度,并能够提高电池装置的安全性。此外,不使用短路检测用的基准电压电路能够削减消耗电流。
[0036]〈第2实施方式>
[0037]图2是第二实施方式的充放电控制电路和电池装置的电路图。与第一实施方式的不同点在于,删除电阻106、107,并追加了短路电流检测端子201与电阻202。
[0038]对连接进行说明。比较电路102的反转输入端子与短路电流检测端子201连接。电阻202的一个端子与短路电流检测端子201连接,另一个端子与Nch充电控制场效应晶体管12的漏极连接。其它与第一实施方式的连接相同。
[0039]接着,对动作进行说明。在外部端子20、21间连接有负载并对过电流进行检测的动作与实施方式I相同。当外部端子20、21短路时,短路电流流过并在二次电池11的负极与外部端子21之间产生电位差。该电位差由在外部端子20、21之间流动的电流量12、Nch放电控制场效应晶体管12的电阻值R12以及Nch充电控制场效应晶体管13的电阻值R 13决定,用I2X (R12+R13)表示。比较电路102对基准电压电路的基准电压与Nch充电控制场效应晶体管12的漏极的电压进行比较,如果Nch充电控制场效应晶体管12的漏极的电压高,则向控制电路15输出检测信号,从而使Nch放电控制场效应晶体管12断开并开启短路保护。
[0040]设短路检测电流值的设定值为ISH(]RT、Nch放电控制场效应晶体管12的电阻值为R12、Nch放电控制场效应晶体管13的电阻值为R13。设比较电路101输出检测信号的阈值电压为V
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