二次电池充放电控制电路和传感无线终端的制作方法

文档序号:7306675阅读:269来源:国知局
专利名称:二次电池充放电控制电路和传感无线终端的制作方法
技术领域
本发明涉及控制在小型的传感无线终端(以下称为传感器节点)等中使用的二次电池的充放电的充放电控制电路和传感器节点,特别是涉及能抑制并降低充放电控制中的电力消耗的充放电控制电路。
背景技术
根据本发明的传感器网络是指在周围环境中配置多个传感器节点、分别形成无线网络、以取得各种各样的信息的系统。传感器节点搭载有用来获取温度和湿度、压力等信息的传感器,将取得的信息通过无线通信传送至其它传感器节点或基地站。基地站通过LAN等通信网,与将取得的信息储存起来的服务器和监视信息的管理中心等连接起来。例如办公室或工厂内,通过配置搭载了温度传感器的传感器节点,能进行获得室温的分布的空调控制等。另外,通过在传感器网络中搭载脉搏传感器,能测量人的脉搏,从而即使相隔很远也能管理健康状况等。
这样,由于在空间上设置多个传感器节点的情况很多,需要在该电源供应设备中使用电池。为了获得运用传感器网络系统的便利,希望电池寿命长并且电池的更换以及充电的频率低。为了延长电池寿命,考虑使传感器节点以一定间隔启动,并在此以外的时间进行切断电路元件的电源并使处于备用状态的间歇性动作。
在电池中使用一次电池时,必须进行电池更换,从而使传感器网络系统的运用成本变高。而另一方面,在使用二次电池时,当电池容量降低时,必须进行充电,由于能反复使用,比起使用一次电池时能降低运用成本。在传感器节点中使用二次电池时,必须将电路中所消耗的电力限制到最低,从而延长电池的寿命,并能使用户很容易地获知电池更换的时间。
二次电池的种类有在便携式AV设备等中使用的镍氢二次电池、无线电话等中使用的碱性二次电池、便携式电话和个人笔记本电脑等中使用的锂离子二次电池、汽车中使用的铅蓄电池等。以往,在便携式电话和个人笔记本电脑中主要使用镍氢二次电池,近年来,由于设备电力消耗的增加以及大容量化的要求,在便携式设备中主要采用锂离子二次电池。锂离子二次电池与镍氢二次电池相比较,存在以下等优点单元电池的额定电压高,重量能量密度高,由于反复的浅放电不会引起放电容量的暂时降低(记忆效应),自放电少,充电时几乎不产生热量等。另外,在二次电池的充电中,锂离子二次电池由于在满充电的附近没有电压峰,伴随着充电电池电压持续上升,一旦电池电压超过一定电压,将导致电池特性的劣化和安全性的降低。因此,锂离子二次电池采用恒流—恒压充电(以下称为CCCV充电),通过设定充电的电压上限,电池电压达到上限电压值之前进行恒流充电,在到达上限电压后开始切换为恒压充电的方式进行充电。(参照非专利文献1)如上述那样,作为使用二次电池的无线信息终端的代表,便携式电话已公知。便携式电话的二次电池组中搭载充放电控制专用的微型计算机,通过使用计时器以一定时间间隔使用放电控制专用的微型计算机启动,将电池电压通过A/D转换器进行数字转换,通过充放电控制专用的微型计算机进行与设定电压比较的充放电控制。另外,充放电控制用的微型计算机和无线通信以及声音处理用的本体侧微型计算机串行总线连接,将电池剩余量等数据通知本体侧微型计算机并显示出来。此时本体侧微型计算机若为待机状态,则通过中断信号转换成工作模式,并进行电池剩余量的显示和电池更换的通知等。(参照专利文献1)此外,便携式设备特别是个人笔记本电脑中以二次电池的充放电管理系统的标准化为目的,被称为智能化电池系统的标准。该标准是将交换二次电池的充放电管理系统和二次电池侧以及本体侧的数据的通讯协议、数据的种类等标准化的标准,通过含有电池组的充放电管理系统的开发时间的缩短和电路构成部件的批量生产效果,降低成本。
日本专利申请特开平11-234919号公报[非专利文献1]“晶体管技术”,2002年7月号,“锂离子电池组的实用知识”,CQ出版社

发明内容
上述现有技术的充放电控制电路,电压监视中使用消耗电力比较大的A/D转换器,将数字变换后的二次电池的电压值与设定值进行比较,进行微型计算机充放电控制。此外,在终端搭载充电电路与放电电路这二者的控制电路,在电池单独动作时,终端存在非必需的充电控制电路,消耗剩余的电力或缩短电池寿命。
在电压监视中使用A/D转换器的现有技术中,即使在二次电池的电压由于在大于等于放电停止电压到小于等于充电停止电压之间而不必进行充放电控制时,为了使A/D转换器、充放电控制电路以及微型计算机动作,消耗的电力仍然很大。这样,现有技术中的充放电控制电路,不适用于必须延长电池寿命的传感器节点。
因此,本发明的目的是提供一种充放电控制电路以低消耗电力动作、使传感器节点的实装面积小,并且容易对用户进行充电通知的充放电控制电路和传感器节点。
下面示出本发明代表性的手段。即,根据本发明的充放电控制电路和传感器节点的特征在于具有监视电池电压的比较器、将上述比较器的输出变换为中断信号的控制电路、以及在检测到了上述中断信号时进行充放电控制的微型计算机、根据上述微型计算机的控制而进行通断的开关;且在上述电池电压大于等于第一规定电压时,可通过切断上述开关而停止充电,在上述电池电压小于等于第二规定电压时,可通过切断上述开关停止放电。
在这种情况下,在上述充放电控制电路中,在只有未连接充电器的电池工作时,由于检测上述第一规定电压的比较器和停止上述充电的开关成为非必需的电路,优选地,安装在充电器一侧。另外,在小于等于上述第二规定电压时,优选地,通过无线通信通知基地站必须充电。
根据本发明,可使充放电控制电路低消耗电力工作,能延长电池寿命。另外,在只有电池工作时不需要的充电控制电路和充电停止开关安装在充电器一侧,能提供减少安装面积的充放电控制电路和传感器节点。而且,能通过无线通信通知基地站必须充电,用户能容易地实施维护。


图1是表示根据本发明的充放电控制电路和传感器节点的实施例1的结构的方框图。
图2是表示实施例1的放电停止开关以及充电停止开关的结构的电路图,图2A是表示放电停止开关的结构的电路图,图2B是表示充电停止开关的结构的电路图。
图3是表示实施例1的电压监视中断电路结构的电路图。
图4是表示实施例1的充电控制电路的结构的方框图。
图5是表示实施实施例1的恒流恒压充电时的电路动作的波形图。
图6是表示在实施例1的过放电中的电路动作的波形图。
图7是说明实施例1的CPU动作状态的表。
图8是说明实施例1的处理流程的流程图。
图9是表示在实施例1的放电控制以及过放电待机状态中的消耗的电流的波形图。
图10是表示根据本发明的充放电控制电路和传感器节点的实施例2的结构的方框图。
图11是表示实施例2的电压监视中断电路的结构的电路图。
图12是表示根据本发明的充放电控制电路和传感器节点的实施例3的结构的方框图。
图13是表示实施例3的放电停止开关、充电停止开关、调节器REG、二次电池的结构的电路图,图13A是说明没有整流二极管时的电路图,图13B是说明存在整流二极管时的电路图。
图14是表示实施例3的电压监视中断电路的结构的电路图。
图15是表示根据本发明的微型计算机控制电路基板、充放电控制基板、二次电池以层叠结构形成时的结构图。
图16是表示根据本发明的非接触充电的结构图。
图17是表示根据本发明的传感器节点和充电器的结构的图。
符号说明BS无线基地站;WAN通信网;SV服务器、CT管理中心;MCU2无线基地站控制部;HAZ显示器;STR存储器;NI网络接口电路;ANT1、ANT2天线;AC100插座;ADPAC适配器;CHS充电器;SD逆流防止器;DC、VIN直流电压;U2充电控制电路(CHG);Q2充电停止开关;Q2S充电停止开关输入信号;Q2G充电停止开关控制信号;DET充电器连接检测信号;CINT、CINT1、CINT2充电停止电压检测信号;SN、SN1~SN3传感器节点;BPK、BPK1、BKP2二次电池;BP、BP11、BP12二次电池正极;BN二次电池负极;POW充放电控制电路;REG、REG1、REG2调节器;DEC开关控制电路;REF1~REF3基准电位生成电路;SHO过电流检测电路;Q1、Q11、Q12放电停止开关;Q1D、Q11D、Q12D放电停止开关输出信号;U1、U11电压监视中断电路(DCH);FCT过电流检测信号;IVCC微型计算机控制部消耗电流;MCU1微型计算机控制电路;CPU微型计算机;RF无线电路;RTC计时器;X1系统时钟;X2子时钟、SEN1、SEN2传感器;P1~P6端口端子;SIO串行接口;INT1、INT2、INT(1)、INT(2)中断输入端子;CLK1、CLK2时钟信号;CND接地;ADA/D转换器输入端子;VCC、VCC1、VCC2驱动电压;CNT开关控制信号;INT中断信号;FAC中断要因信号;SW1、SW2、SW3电源开关;SDAT1、SDAT2传感数据;FET1、FET2、FET11、FET12场效应晶体管;QD1、QD2、QD11、QD12寄生二极管;IDR1、IDR2、IDR11、IDR12逆漏电流;INT OR、INT OR(1)、INT OR(2)逻辑和;CMP1~CMP3比较器;DINT放电停止电压检测信号;ENC中断要因生成电路;CCS恒流源;PREC预充电电路;IDET恒流充电判定电路;ICHG充电电流;RS充电电流检测阻抗;PREF预充电基准电压;CREF充电停止电压;CCSP充电停止电压比较结果;PRCHG预充电控制信号;CVSP充电停止检测信号;FUCHG预充电判定信号;CONT充电控制电路;TC1~TC3充电状态;VMIN稳定动作下限电压;TS1~TS5CPU动作状态;P110~P330处理状态;C110~C220转移经路;I1、I2、I3、I4、I5、I6消耗电流;T1~T7时间;LED、LED1、LED2显示器;U100放电电路部;SD11、SD12放电电流整流器;I11、I12放电电流;THRO贯通销;BP1、BP2正极端子;BN1、BN2负极端子;PP1~PP4端子;C1、C2连接器;TP充电用端子;CRA、CHP充电器台;OSC磁场发生电路;COIL1一次线圈;COIL2二次线圈;RC整流电路;LCD液晶显示器;LCDC液晶显示器控制器;ADCA/D转换器。
具体实施例方式
下面,参照

根据本发明的充放电控制电路和传感器节点的优选的几个实施例。
(实施例1)图1是表示构成根据本发明的二次电池充放电控制电路和传感器节点的实施例1的方框图。传感器网络系统包括传感器节点SN、充电器CHS、AC适配器ADP、通信网WAN、通过该通信网WAN连接的无线基地站BS和服务器SV和管理中心CT。传感器节点SN通过无线通信将传感数据SDAT1、SDAT2通知无线基地站BS,传感结果在显示器HAZ上显示的同时保存在存储器STR中,用网络接口电路N1通过通信网WAN保存在服务器SV中。另外,具有与通信网WAN连接的管理中心CT,进行传感器节点SN的集中管理。而且,必须对传感器节点SN上安装的二次电池BPK充电时,AC适配器ADP和充电器CHS与传感器节点SN连接,进行充电。
传感器节点SN包括二次电池BPK、充放电控制电路POW、微型计算机控制电路MCU1、传感器SEN2和天线ANT1。通过微型计算机CPU处理由第一传感器SEN1和第二传感器SEN2传感得到的数据SDAT1、SDAT2,然后通过无线电路RF和天线ANT1通知无线基地站BS。这些数据SDAT1、SDAT2,在显示器HAZ上显示的同时保存在存储器STR中。
微型计算机控制电路MCU1,通过使用在子时钟X2动作的计时器RTC测量间歇启动的时间,到达设定的时间时使系统时钟X1动作。微型计算机CPU间歇启动时,首先,通过使用端口端子P3、P4使开关SW2、SW3处于导通状态,将驱动电压VCC供给传感器SEN1、SEN2。之后,微型计算机CPU读取传感器SEN1、SEN2的数据SDAT1、SDAT2。此时,第一传感器SEN1安装在传感器节点SN内,通过输出模拟数据SDAT1的传感器,向微型计算机CPU的A/D转换器输入端子AD输入。另一方面,第二传感器SEN2,设置在传感器节点SN外,通过输出数字数据SDAT2的传感器,向微型计算机CPU的端口端子P5输入。之后,通过使用端口端子P6使SW1处于导通状态,将驱动电压VCC供给无线电路RF。之后,微型计算机CPU通过串行接口SIO将数据传送至无线电路RF,获得数据的该无线电路RF,将数据向无线基地站BS传送。之后,微型计算机CPU,将开关SW1、SW2再次切断,停止系统时钟X1,测量下一次的间歇启动时间。
此外,微型计算机控制电路MCU1进行二次电池BPK的充放电控制。微型计算机CPU的第一中断输入端子INT1与来自充放电控制电路POW的中断信号INT连接,二次电池BPK在过充电和过放电时设定中断信号INT。微型计算机CPU检测到中断信号INT后,读取与微型计算机CPU的端口端子P2连接的中断要因信号FAC,判断二次电池BPK是过充电还是过放电,过充电时,输出与端口端子P1连接的开关控制信号CNT并切断充电开关Q2,同样地,过放电时,切断放电停止开关Q1。此外,微型计算机CPU的第二中断输入端子INT2与来自充电器CHS的充电器连接检测信号DET连接,AC适配器ADP和充电器CHS设定与传感器节点SN连接时的充电器连接检测信号DET。微型计算机CPU在检测到了充电器连接检测信号DET时,为了进行二次电池BPK的恒流充电,停止微型计算机CPU的动作。微型计算机CPU在恒流充电结束后,再开始动作。
这样,在设定中断信号INT和充电器连接检测信号DET时,微型计算机CPU能很好地进行二次电池BPK的充放电控制,除此之外时可处于消耗电力很小的待机状态,能延长二次电池BPK的寿命。
使无线电路RF的电源供给开关SW1只在无线通信进行时导通,使第一传感器SEN1和第二传感器SEN2的电源供给开关SW2、SW3只在必须传感时导通。传感器SEN1、SEN2例如是温度传感器、湿度传感器、脉搏传感器、声音传感器等,可以内置在微型计算机控制电路MCU1中,也可以外带。利用所述间歇性启动,减少各个电路不动作时的电力消耗。同样地,只在微型计算机控制电路MCU1中必须进行传感动作以及无线通信动作和充放电控制动作时使微型计算机控制电路MCU1的系统时钟X1工作,无需进行上述动作时,仅使向计时器RTC提供计算间歇性启动时间的子时钟X2工作,从而使待机时的电力消耗减小。而且,尽管本实施例使用的计算间歇性启动时间的计时器为微型计算机CPU内置的计时器RTC,也可以使用外带的计时器。
充放电控制电路POW包括放电停止开关Q1、调节器REG、电压监视中断电路DCH、放电停止基准电位生成电路REF1、开关控制电路DEC和过电流检测电路SHO。二次电池BPK的正极BP通过放电停止开关Q1与生成微型计算机控制电路MCU1的驱动电压VCC的调节器REG连接。一旦二次电池BPK发生过放电,根据上述装置切断放电停止开关Q1,使调节器REG的输出电压VCC为0V。这里,根据放电停止基准电位生成电路REF1,通过使用二次电池BPK的电压BP和接地电位BN,生成放电停止电压DREF,用电压监视中断电路DCH与二次电池BPK的电压BP比较,当二次电池的电压BP小于等于放电停止电压DREF时,将中断信号INT和中断要因信号FAC向微型计算机控制电路MCU1输出。一般地,在使用锂离子二次电池时,放电停止电压DREF的电压值优选为约2.3V。此外,在设定来自充电器CHS的充电停止电压检测信号CINT的同时,通过电压监视中断电路DCH生成中断输出信号INT和中断要因信号FAC并输出。中断信号INT是在二次电池BPK过放电以及过充电时设定,中断要因信号FAC则表示由于任一个要因发生了中断。
通过中断输入管脚INT1接收了中断信号INT的微型计算机CPU,使系统时钟X1动作的微型计算机CPU转移至可动作的状态,相应于中断要因信号FAC将开关控制信号CNT向开关控制电路DEC输出。接收了开关控制信号CNT的开关控制电路DEC,在充电停止时使充电停止开关Q2的控制信号Q2G处于高电平,切断充电停止开关Q2,将二次电池BPK控制成不进行上述充电。同样地,放电停止时使放电停止开关Q1的控制信号Q1G处于高电平,切断放电停止开关Q1,将二次电池BPK控制成不进行上述放电。
一般地,二次电池由于过充电而存在发热和起火的危险性,且由于过充电导致电池过早劣化。为了防止这些问题,通过控制充电停止开关Q2和放电停止开关Q1,进行二次电池的保护。
微型计算机CPU在切断放电停止开关Q1之前,将电池状态通过无线电路RF和天线ANT1通知无线基地站BS。之后,切断放电停止开关Q1,从而防止二次电池BPK由于过放电而导致的劣化。此时,在无线基地站接收的电池状态为放电停止时,用户能将充电器CHS和AC适配器ADP连接至传感器节点SN并进行充电。另一方面,也可以通过使具有终端的LED亮灯或响起蜂鸣声等方法通知电池的状态。
另外,与二次电池BPK连接的电路中产生过电流时,通过过电流检测电路SHO将检测过电流的过电流检测信号FCT输出,通过开关控制电路DEC,切断放电停止开关Q1。在这种情况下,为了防止二次电池BPK的发热、起火和电路的烧损,不用通知微型计算机控制电路MCU1,通过过电流检测信号FCT即可切断放电停止开关Q1。为了将过电流对电路的损伤抑制到最小限度,要尽可能早地阻止电流。过电流产生的原因可能是微型计算机控制电路MCU1的误动作,在这种情况下,由于向开关控制电路DEC直接进行开关切断指示,具有更确定地进行开关的切断的效果。
充电器CHS包括充电控制电路CHG、逆流防止器SD和充电停止开关Q2。充电器CHS是对在传感器节点SN中搭载的二次电池BPK进行充电的元件,将AC适配器ADP连接至充电器CHS,与传感器节点SN连接时输出充电器连接检测信号DET。此外,充电控制电路CHG中检测到了二次电池BPK的过充电时,设定充电停止电压检测信号CINT,中断时微型计算机CPU的输出。微型计算机CPU为了停止过充电,将输出开关控制信号CNT的充电停止开关Q2切断,停止充电。此外,为了监视在充电时的二次电池BPK的电压,将二次电池BPK的正极BP和负极BN连接起来。
在图1的实施例中,充电器CHS和传感器节点SN通过导线连接。图16中,说明非接触型的充电方式。非接触型的充电方式是指在充电器CHS侧为磁场发生电路OSC和一次线圈COIL1,在传感器节点SN侧为二次线圈COIL2和整流电路RC。由充电器CHS的磁场发生电路OSC产生数十kHz的交流电压,施加在一次线圈COIL1上产生磁场。在传感器节点SN侧安装的二次线圈COIL2上接收一次线圈COIL1产生的磁场,得到交流电压。将该交流电压通过整流电路RC转换为直流电压VIN,输入到充电控制电路CHG中。这样,通过使用非接触型的充电方式,可以不需要用于连接传感器节点SN和充电器CHS的连接器,可以将传感器节点SN密封在塑料外壳等中。
图2是构成放电停止开关Q1和充电停止开关Q2的一个例子。图2A中表示构成放电停止开关Q1的一个例子。放电停止开关Q1由P沟道场效应晶体管FET1构成,放电停止开关控制信号Q1G为高电平时将场效应晶体管FET1的源BP-漏Q1D之间切断。另一方面,放电停止开关控制信号Q1G为低电平时使场效应晶体管FET1的源BP-漏Q1D之间成为导通。
此外,P沟道场效应晶体管FET1由于寄生二极管QD1的存在,即使放电停止开关控制信号Q1G为高电平时,也会有逆漏电流IDR1流动。在图1所示的实施例中,是在充电时的电流为从充电器CHS直接流向二次电池BPK的结构,但也可以通过放电停止开关Q1连接。在这种情况下,充电电流,由于通过上述寄生二极管QD1流动的逆漏电流IDR1而在二次电池BPK中流动,由于发生放电停止开关Q1中的电压降,必须把对充电时的二次电池施加的电压设定为高出该电压降部分的大小。
其次,图2B中表示充电停止开关Q2的结构的一个例子。充电停止开关Q2由P沟道场效应晶体管FET2构成,充电停止开关控制信号Q2G为高电平时,将场效应晶体管FET2的源Q2S-漏BP之间切断。另一方面,充电停止开关控制信号Q2G为低电平时,使场效应晶体管FET2的源Q2S-漏BP之间成为导通。
此外,P沟道场效应晶体管FET2中由于寄生二极管QD2的存在,即使充电停止开关控制信号Q2G为高电平时,也会有逆漏电流IDR2流动。在图1所示的实施例中,放电时的电流从放电停止开关的漏Q1D向调节器REG直接流动,但也可以通过充电停止开关Q2连接至调节器REG。在这种情况下,放电电流通过上述寄生二极管QD2而流动的逆漏电流IDR2流至调节器REG。但是,由于将图1所示的充电停止开关Q2安装在充电器CHS侧,能获得将传感器节点SN更小型化的优点。
图3是电压监视中断电路DCH结构的一个例子。电压监视中断电路DCH包括比较器CMP1、生成中断信号的逻辑和INT OR、和中断要因生成电路ENC。这里,用比较器CMP1比较二次电池BPK的电压BP和放电停止电压DREF,二次电池BPK的电压BP小于等于放电停止电压DREF时,将放电停止电压检测信号DINT设定为高电平。根据逻辑和INT OR运算,在设定充电停止电压检测信号CINT和放电停止电压检测信号DINT的任一方后,将中断信号INT设定为低电平。微型计算机控制电路MCU1的CPU的中断输入管脚INT1,初期设定为将低电平信号作为中断信号进行检测。利用中断要因生成电路ENC使中断要因信号FAC,在根据放电停止电压检测信号DINT中断时为低电平,在根据充电停止电压检测信号CINT中断时为高电平。
而且,本实施例中,将充电停止电压检测信号CINT和放电停止电压检测信号DINT作为逻辑和INT OR的一个中断信号INT输出,但也可以将充电停止电压检测信号CINT和放电停止电压检测信号DINT保持各自独立的中断信号向微型计算机CPU输出。但是,一般地,微型计算机中准备的中断输入管脚有限,因此优选地,在输出部只用逻辑和作成一个中断信号。
通过使用图3所示的比较器进行电压监视,与使用A/D比较器进行电压监视的现有技术相比,能实现省电化以及传感器节点的小型化。使用A/D比较器的现有的方法,长期或每次检测电压时必须启动用来分析A/D比较器以及A/D比较器的输出的微型计算机,根据图3的电压监视中断电路DCH的结构,长期必要的只有使比较器动作所需要的电力消耗(约5微安),而只在比较器输出中断信号时启动微型计算机就够了。通过利用比A/D比较器消耗电力更小的比较器,以及减少微型计算机的启动频率,可实现省电化。另外,与内部含有多个比较器的A/D比较器相比,用比较器单体和逻辑电路和中断要因生成电路实现的图3的电压监视中断电路能使必要的电路面积更小。
图4是充电控制电路CHG的结构的一个例子。充电控制电路CHG具有如下功能在二次电池BPK的电压BP达到充电停止电压CREF时,通过充电停止电压检测信号CINT将此通知充放电控制电路POW的电压监视中断电路DCH;通过充电器连接检测信号DET将充电器CHS是否连接通知微型计算机控制电路MCU1;以及切换恒流充电和恒压充电。充电控制部CHG包括恒流源CCS、预充电回路PREC、电流检测电路IDET、充电停止基准电位生成电路REF2、预充电基准电位生成电路REF3、比较器CMP2、CMP3、以及充电控制电路CONT。充电停止基准电位生成电路REF2和预充电基准电位生成电路REF3,与放电停止基准电位生成电路REF1作为同一组动作。一般地,在使用锂离子二次电池时,充电停止电压CREF为4.3V,预充电基准电压PREF优选为大约2.5V~3.0V。这里,用比较器CMP2比较二次电池BPK的电压BP和充电停止电压CREF,在二次电池BPK的电压BP大于等于充电停止电压CREF时,使比较器CMP2的输出(充电停止电压比较结果)CCSP为高电平。同样地,用比较器CMP3比较二次电池BPK的电压BP和预充电基准电压PREF,在二次电池BPK的电压BP大于等于预充电基准电压PREF时,使向充电控制电路CONT输出的预充电判定信号FUCHG为高电平。此外,电流检测电路IDET通过与AC适配器ADP连接时检测充电电流ICHG来检测,设定充电器连接检测信号DET为低电平,使充电电流为0.1C,在充电结束时设定充电停止检测信号CVSP为高电平。控制电路CONT,在预充电判定信号FUCHG变为高电平之前,设定预充电控制信号PRCHG,控制成通过预充电电路PREC被充电。此外,在比较器2的输出(充电停止电压比较结果)CCSP设定为高电平时,使充电停止电压检测信号CINT为低电平,在充电停止检测信号CVSP设定为高电平时使充电停止电压检测信号CINT为高电平。通过使用图4所示的比较器进行电压监视,与用A/D比较器的现有技术相比较,能使电压监视电路部分消耗的电力变小,与使用A/D比较器的现有方法相比能缩短充电时间。
之后,采用图5说明对二次电池进行CCCV充电时的充电状态TC1~TC3、充电器连接检测信号DET、电池电压BP、充电电流ICHG、充电停止电压检测信号CINT、充电停止信号G2、和CPU动作状态TS1~TS3。进行充电时,首先,通过连接AC适配器ADP将充电器连接检测信号DET设定为低电平,微型计算机CPU将充电停止开关控制信号G2G设定为低电平并使充电停止开关Q2处于导通状态,将CPU动作状态转移至充电待机TS1。这里,对二次电池BPK进行充电时,若对比二次电池BPK的电压BP过低的电池流入常规的充电电流IC,恐怕有异常发热的危险,图4所示的预充电判定信号FUCHG为低电平时,即二次电池BPK的电池电压BP小于等于预充电基准电压PREF时,通过采用预充电电路PREC,在二次电池BPK的电压BP上升至大于等于预充电基准电压PREF之前,以约0.1C的电流进行充电(TC1)。此时的预充电基准电压PREF为大约2.5V~3.0V。之后,使用图4所示的恒流源CCS以约1C的电流进行充电(TC2),到达充电停止电压CREF时将充电停止电压检测信号CINT设定为高电平,CPU动作状态转移至准通常的待机TS2。此时的充电停止电压CREF大约为4.3V。之后,恒压充电至充电电流ICHG达到约0.1C(TC3),当充电电流ICHG达到0.1C时将充电停止电压检测信号CINT清除为低电平,CPU动作状态转移至通常待机TS3。而且,从设定充电器连接检测信号DET到恒流充电结束之间(TC1~TC2间),如果进行图1所示的微型计算机CPU的动作,由于电流IVCC通过调节器REG流向微型计算机,对于二次电池BPK的充电效果降低。因而,微型计算机CPU在获取充电器连接检测信号DET和设定充电停止电压检测信号CINT之前处于不能进行其它动作的待机状态,且控制成图4所示的充电电流ICHG完全流入二次电池BPK。
图6说明由二次电池BPK驱动的传感器节点SN放电时的二次电池BPK的电池电压BP、放电停止电压检测信号DINT、放电停止开关控制信号G1G、CPU动作状态TS1~TS5。二次电池BPK的电压BP小于等于放电停止电压DREF时,将放电停止检测信号DINT设定为高电平,CPU动作状态成为电力减弱(power down)TS4的状态。此时,放电停止电压DREF大约为23V。之后,在未与充电器CHS连接的二次电池BPK不充电时,使二次电池BPK的电压BP为降低到稳定动作下限电压VMIN以下,使传感器节点SN的充放电控制电路POW处于不稳定状态TS5。之后,回复至再次充电的充电待机TS1,进行正常的动作。
图7说明上述CPU的动作状态。充电待机状态TS1中,为二次电池BPK的预充电和恒流充电,由于恒流充电停止间歇动作,使放电停止开关Q1和充电停止开关Q2同时处于导通。准通常状态TS2处于二次电池BPK的恒压充电中,可以间歇性动作。通常状态TS3是指在二次电池BPK的充电结束后切断充电停止开关Q2,可以由二次电池BPK单独驱动传感器节点SN,并进行间歇性动作。电力减弱状态TS4为传感器节点不进行以上间歇性动作的状态,并切断放电停止开关Q1,使微型计算机控制电路MCU1的驱动电压VCC为0V。不稳定状态TS5为二次电池BPK的电压BP降低至上述稳定动作下限电压VMIN以下的状态,充放电控制电路POW变得不能正常地动作,放电停止开关Q1以及充电停止开关Q2的状态也变得不稳定。之后,回复到再次充电的充电待机TS1,进行正常的动作。
图8说明上述传感器SN的处理流程。
P110进行在计时器中设定传感器节点的间歇性启动时间等的初期设定。
P120传感器节点为通常待机模式,等候计时器启动和中断,产生计时器启动时转移至C100,产生图1所示的充放电控制中断INT或充电器连接检测信号DET的中断时,转移至C110。
P130使图1所示的系统时钟X1动作,使微型计算机CPU成为可动作的状态。
P140使图1所示的第一传感器SEN1以及第二传感器SEN2的电源供给开关SW2、SW3导通,进行传感,微型计算机CPU读取传感数据SDAT1、SDAT2。
P150使图1所示的无线电路RF的电源供给开关SW1导通,通过传感P140,将传感到的数据向图1所示的无线基地站BS进行无线传送。
P160传感器节点SN,在图1所示的无线基地站BS中接收表示准确地获取数据的ACK信号。而且,本实施例中,将ACK接收处理流程设置在传感器节点SN侧,传感器节点SN侧也可以仅实施传送,而省略ACK接收处理流程。但是,为了使从传感器节点SN侧传送的数据被用户正确识别,优选地,设置ACK接收流程。
P170使图1所示的系统时钟X1停止,使微型计算机CPU处于待机状态。
而且,处于通常待机P120、CPU启动P130、传感P140、数据传送P150、ACK接收P160和CPU停止P170状态时,产生充放电控制中断INT或充电器连接检测信号DET的中断时,通过各个C110、C111、C112、C113、C114、C115转移至充放电控制处理P200。另外,如果充放电控制流程P200的处理结束,通过各个C120、C121、C122、C123、C124、C125回复至产生中断的那个状态。
P200表示检测图1所示的充放电控制中断INT或充电器连接检测信号DET中断时的充放电控制处理流程。
P210检测到了图1所示的充放电控制中断INT时,启动中断处理流程。
P220使图1所示的系统时钟X1动作,CPU处于可动作状态。
P230读取图1所示的中断要因信号FAC,判断中断要因。通过将中断输出端子INT1的检测电平设定为低电平,根据低电平输出的充放电控制中断信号INT进行中断,中断要因信号FAC为低电平输出时,判断为放电停止电压的检测(过放电)为中断要因,决定停止放电。中断输出端子INT1的检测电平设定为高电平,根据高电平输出的充放电控制中断信号INT进行中断时,与中断要因信号FAC的电平没有关系,判断为充电停止电压的检测为中断要因,决定结束充电。
P240在中断要因判断状态P230中,检测到了充电结束时通知充电结束、检测过放电时通知过放电,将其作为电池状态信息通过使用无线通信向图1所示的无线基地站BS传送。
P250在电池状态传送状态中接收表示传送的数据能正确地在无线基地站BS侧接收的ACK信号。而且,本实施例中,在传感器节点SN侧没置ACK接收处理流程,传感器节点SN侧也可以仅实施传送而省略ACK接收处理流程。但是,为了使从传感器节点SN侧传送的数据被用户正确识别,优选地,设置ACK接收流程。
P260中断要因判断状态P230中,通过已判断的中断要因,充电停止电压检测信号CINT进行清除和判断时,通过切断表示充电结束的充电停止开关C210,转移至过充电控制P330。此外,设定放电停止电压检测信号DINT并判断时,通过切断表示过放电的放电停止开关C220,转移至电力减弱状态P270。
P270在P260中,通过切断放电停止开关Q1,切断微型计算机控制电路MCU1的驱动电压VCC,使微型计算机CPU成为电力减弱状态。之后,连接充电器CHS并通过设定开启电源进行启动。
P300在检测到了图1所示的充电器连接检测信号DET中断时,启动中断处理流程。
P310为将充电电流流入图1所示的二次电池BPK中,使充电停止开关Q2和放电停止开关Q1导通。
P320如图5所说明的预充电充电TC1以及恒流充电TC2期间,如果微型计算机CPU进行动作,由于通过预充电REG而流入电流IVCC,对二次电池BPK的恒流充电变得困难,在设定充电停止电压检测信号CINT之前,微型计算机CPU保持不动作的充电待机状态。中断输入端子INT1的检测电平设定为低电平输出,根据低电平输出的充放电控制中断信号INT进行中断。中断要因信号FAC为高电平输出时,能判断为已设定了充电停止电压检测信号CINT。
P330如果在P320中设定了充电停止电压检测信号CINT,则向本状态转移,在清除了充电停止电压检测信号CINT时,即,在充电结束时,通过产生再次充放电控制中断INT,使中断输入端子INT1的检测电平从低电平向高电平转换。此外,从上述P260状态向本状态转移时,使中断输入端子INT的检测电平从高电平再次转换到低电平。
图9是说明在传感器节点SN以间歇启动进行动作时,图1所示的二次电池BPK的电压BP变为小于等于放电停止电压DREF,进行放电控制时的微型计算机控制电路MCU1引起的消耗电流IVCC。在通常的待机状态T1中检测的消耗电流I1是图1所示微型计算机CPU的待机电流,仅消耗约40微安的电流。在通常待机状态T1中,二次电池BPK的电压BP变为小于等于放电停止电压DREF,在必须进行过放电控制时,通过图8中说明的处理流程进行过放电控制。首先,由于图1所示的微型计算机CPU处于控制过放电的动作状态(T2)而消耗电流I2,之后,在实施读取图1所示的中断要因信号FAC的要因判断(T3)时消耗电流I3,之后,在向图1所示的无线基地站BS通知过放电通知(T4)时消耗电流I4,之后,在无线基地站BS中接收表示正确获取数据的ACK信号(T5)时消耗电流I5,之后,切断图1所示的放电停止开关Q1(T6)时消耗电流I6,转移至电力减弱状态T7。I2~I7的消耗电流大概为I2=2微安,I3=3微安,I4=7微安,I5=15微安,I6=2.5微安。电力减弱状态T7中,切断微型计算机控制电路MCU1的驱动电压VCC,不消耗电流。
传感器节点SN以数分钟到数小时的间隔进行间歇启动,由于将检测的数据进行无线通信,几乎所有时间为待机状态。因此,待机状态中的电力消耗对电池寿命影响很大。若为现有的方法,经常或周期性地每次确认电池电压时,为了分析A/D比较器的输出必须启动微型计算机,并必须经常或周期性地使之处于图9中的T2状态。为了确认电池的余量必须存在I2电流。但是,根据本实施例,由于实际中必须停止充放电时(即来自比较器的中断信号时)使之处于T2的状态,所以在不需要停止充放电时仅有I1的电力消耗就很充足了,能获得电力消耗的节约、以及电池寿命的延长的效果。
下面,对本实施例中的比较器消耗的电力与现有方法中使用的A/D比较器消耗的电力进行比较说明。在本发明中,二次电池BPK的电压BP和放电停止电压DREF的比较中使用比较器,一般地,比较器的电流消耗为约5微安。使用现有技术说明中所述的A/D比较器时,假如为8位分辨率的A/D比较器的话,由于其内部至少必须安装8个比较器,与使用比较器时相比消耗8倍的电流。而且,在使用A/D比较器时,由于用A/D比较器将数字变换的电压值与设定电压进行比较,微型计算机必须经常为工作模式,与本实施例中的待机状态相比消耗10倍的电流。而且,即使在待机状态也要经常消耗上述电流I2。因此,根据本发明,在通常待机时间中,能实现在电压值检测部分为1/8、比较部分为1/10的低消耗电力。另外,与含有多个比较器的A/D比较器相比,根据本发明的电压监视中断电路DCH能大幅度地小型化。
而且,本实施例中,将ACK接收处理流程设置在传感器节点SN侧,传感器节点SN侧也可以仅实施传送而省略ACK接收处理流程。特别是,在抑制ACK接收处理流程中的消耗电流I5时有效。
(实施例2)图10表示最节省充电器CHS和传感器节点SN连接的信号线的数目的结构。最节省充电器CHS和传感器节点SN连接信号线的数目的结构能使在传感器节点SN安装的连接器小,从而使传感器节点SN的尺寸小。与图1所示的实施例1比较,省略充电停止电压检测信号CINT和充电停止开关Q2的充电停止控制信号Q2。
在图1所示的实施例1中,微型计算机CPU为实施在设定充电停止电压检测信号CINT后的充电控制,存在充电停止电压检测信号CINT和充电停止控制信号Q2G的信号线,但在实施例2中,到充电结束为止的处理全部在充电器CHS侧实施。因此,由于在图5中说明的恒流充电结束之前没有使微型计算机CPU动作,基准电位生成电路REF1中还产生充电停止电压CREF,且必须将比较充电停止电压CREF和二次电池BPK的电压BP的比较器安装在传感器节点SN的充放电控制电路POW的电压监视中断电路DCH上。另外,由于通过微型计算机CPU不能判断充电结束,必须在充电器CHS上设置表示充电结束的显示器LED。
图11表示极力节省了将上述充电器CHS和传感器节点SN连接的信号线的数目的结构中的电压监视中断电路DCH的结构。电压监视中断电路DCH包括比较器CMP1、CMP2、产生中断信号INT的逻辑和INT_OR和中断要因生成电路ENC。这里,用比较器CMP1比较二次电池BPK的电压BP和放电停止电压DREF,二次电池BPK的电压BP小于等于放电停止电压DREF时,将放电停止电压检测信号DINT设定为高电平。同样地,用比较器CMP2比较二次电池BPK的电压BP和充电停止电压CREF,二次电池BPK的电压BP大于等于充电停止电压CREF时,将充电停止电压检测信号CINT设定为高电平。在充电停止电压检测信号CINT和放电停止电压检测信号DINT中的任一个设定为高电平时,设定中断信号INT为低电平。用中断要因生成电路ENC使中断要因信号FAC,在根据放电停止电压检测信号DINT中断时为低电平,在根据充电停止电压检测信号CINT中断时为高电平。
(实施例3)图12是说明将两个二次电池BPK1、BPK2并联连接时的结构的图。传感器节点SN由于无线电路RF、传感器SEN1、SEN2部分而有时必须有比较大的电流时,所以此时将二次电池并联安装使电流和容量增大。
将第一二次电池BPK1和第二二次电池BPK2的负极端子BN共同连接,将第一二次电池BPK1和第二二次电池BPK2的正极BP11、BP12分别与充放电控制电路POW连接。而且,由于与图1所示的微型计算机控制部MCU1、传感器SEN2、和天线ANT1的结构相同,图12中省略说明。充放电控制电路POW包括第一放电停止开关Q11、第二放电停止开关Q12、调节器REG、电压监视中断电路DCH、放电停止基准电位生成电路REF1、开关控制电路DEC、和过电流检测电路SHO。这里,根据放电停止基准电位生成电路REF1,通过使用二次电池BPK1的电压BP11和接地电位BN,生成放电停止电压DREF,通过电压监视中断电路DCH,与第一二次电池BPK1的电压BP11比较,当第一二次电池BPK1的电压BP11小于等于放电停止电压DREF时,将中断信号INT(1)和中断要因信号FAC由电压监视中断电路DCH生成并输出。同样地,将第二二次电池BPK2的电压BP12与放电停止电压DREF进行比较,当第二二次电池BPK2的电压BP12小于等于放电停止电压DREF时,将中断信号INT(2)和中断要因信号FAC由电压监视电路DCH生成并输出。
实施例3的电压监视中断电路DCH为图14的结构。具有并列的用来进行两个二次电池BPK1、BPK2的电压监视的比较器CMP(1)、CMP(2),输入两个二次电池BPK1、BPK2的充电停止电压检测信号CINT1、CINT2。第一二次电池BPK1的充电停止电压检测信号CIN1和放电停止电压检测信号DINT1,生成逻辑和INT OR(1)运算的第一中断信号INT(1)并输出。同样地,第二二次电池BPK2的充电停止电压检测信号CINT2和放电停止电压检测信号DINT2,也生成逻辑和INT OR(2)运算的第二中断信号INT(2)并输出。编码电路ENC监视两个充电停止电压检测信号CINT1、CINT2以及两个放电停止电压检测信号DINT(1)、DINT(2),在任一二次电池中,根据任一个检测信号,判断中断要因的产生,生成表示它的2位中断要因信号FAC并输出。本实施例中,微型计算机CPU具有代替中断输入端子INT1的两个端子即中断输入端子INT1(1)以及INT(2)。本实施例的微型计算机CPU处理流程,与图8中说明过的处理流程大致相同,利用两个中断信号INT(1)、INT(2)实行充放电控制处理,将开关控制信号CNT向充放电控制电路POW输出。随着开关控制信号CNT停止第一二次电池BPK1的放电时,开关控制电路DEC切断第一放电停止开关Q11,第二二次电池BPK2的放电停止时,切断第二放电停止开关Q12。将电池状态通过无线电路RF和天线ANT1通知无线基地站BS时,也可以将表示任一二次电池的电池状态信息的信息一起传送。
另外,在二次电池BPK1、BPK2连接的电路发生过电流时,通过过电流检测电路SHO,将检测过电流的过电流检测信号FCT输出,通过开关控制电路DEC,切断放电停止开关Q11、Q12。
其次,将两个二次电池BPK1、BPK2并联连接时的充电器CHS包括第一二次电池BPK1的充电停止开关Q21、第二二次电池BPK2的充电停止开关Q22、充电控制部CHG和逆流防止器SD。第一二次电池BPK1的电压BP11大于等于充电停止电压时,切断第一充电停止开关Q21,并设定第一充电停止电压检测信号CINT1,同样地,第二二次电池BPK2的电压BP12大于等于充电停止电压时,切断第二充电停止开关Q21,并设定第二充电停止电压检测信号CINT2。
图13是由图12中说明过的二次电池BPK1、BPK2和放电停止开关Q11、Q12和调节器REG构成的放电电路部U100的一个例子。图13A中,第一放电停止开关Q11以及第二放电停止开关Q12由P沟道场效应晶体管FET11和FET12构成,第一放电停止开关控制信号Q11G为高电平时将场效应晶体管FET11的源BP11-漏Q11D之间切断,第一放电停止开关控制信号Q11G为低电平时使场效应晶体管FET11的源BP11-漏Q11D之间成为导通。同样地,第二放电停止开关控制信号Q12G为高电平时将场效应晶体管FET12的源BP12-漏Q12D之间切断,第二放电停止开关控制信号Q12G为低电平时使场效应晶体管FET12的源BP12-漏Q12D之间成为导通。此外,由于寄生二极管QD11、QD12的存在,即使放电停止开关控制信号Q11G、Q12G为高电平时,P沟道场效应晶体管FET11、FET12中也会有逆漏电流IDR11、IDR12流动。
例如,通过图13A的结构,把满充电状态的第一二次电池BPK1和已消耗了的第二二次电池BPK2连接时,为了取得相互电池电压的平衡以及作用,从第一二次电池BPK1流向第二二次电池BPK2,流向调节器REG的电流变少,效率降低。另外,即使切断已消耗了的第二二次电池BPK2的放电停止开关Q11,也会通过场效应晶体管FET12的寄生二极管QD12,而有逆漏电流IDR12流动。因此,图13A的结构中,优选地,连接电池电压和电池容量相同的电池。
另一方面,在仅通过第一二次电池BPK11动作的传感器节点SN上连接未充电的第二二次电池BPK12时,根据图13B的结构,若向放电电流I11、I12方向插入整流的放电电流整流器SD11、SD12,能解决上述的问题。
而且,上述说明了二次电池为两个时,也可以是以同样的结构由三个或更多个二次电池构成。
图15是表示将两个二次电池BPK1、BPK2并联连接、充放电控制电路POW基板、微型计算机控制部MCU1基板连接成层叠结构时的结构。使二次电池BPK1、BPK2的封装尺寸为正方形L1×L1,使正极端子BP1、BP2和负极端子BN1、BN2对角安装,在剩下的对角上安装贯通销THRO。将第一二次电池BPK1和第二二次电池BPK2分别以90度旋转的状态与层叠结构连接,充放电控制电路POW的第一端子PP1与第一二次电池BPK1的正极端子BP1连接,第二端子PP2通过第一二次电池的贯通销与第一二次电池的正极端子BP2连接,第三端子PP3与第一二次电池的负极端子BN1连接,第四端子PP4通过第一二次电池的贯通销与第二二次电池的负极端子BN2连接。充放电控制电路POW基板和微型计算机控制部MCU1基板通过连接器C1连接,图1所示的充电器CHS连接到连接器C2上。
通过使二次电池为这样的形状,能使传感器节点的整体形状近似为立方体的形状,所以与把基板和二次电池呈平面状地连接相比,能实现对于弯曲和扭转更结实小型的装置。另外,如上所述,由于设计了二次电池的正极、负极的端子和管脚的位置,能使全部的二次电池为相同的形状,适于批量生产。
而且,尽管这里对二次电池以及各基板为正方形、并且二次电池为两个的情况进行了说明,但并不限于此。层叠的各要素在略微旋转的同时能进行重合,也可以为例如正方形以外的正多角形和圆形。此外,即使在二次电池为三个或更多个时,将各个二次电池的正极端子和负极端子对角安装,在剩下的外缘上设置与其它的二次电池的各个两个端子连接的管脚,把正极、负极的端子和管脚等间隔排列就可以。
图17是表示充电器台CRA、CHP和传感器节点SN1、SN2、SN3的结构。图17A中,传感器节点SN1是将图1中说明了的二次电池BPK、充放电控制电路POW、微型计算机控制部MCU1安装在内部、通过塑料外壳等进行封装、并具有显示器LED1和充电用端子TP的铭牌型结构。传感器节点SN1在必须充电时通过使用显示器LED1等进行必须充电的通知。用户进行充电以及不使用传感器节点SN1时,将图1中说明了的充电器CHS预置在内置的充电器台CRA中,在满充电时通过使用显示器LED2等用户能够予以得知。而且,对于传感器节点的电池剩余量,由于在图1所示的无线基地站中进行管理,即使在传感器节点自身中不设置显示器,用户也能获知电池的状态,特别是,在制约传感器节点SN的尺寸和消耗电流时,能省略显示器LED1。
图17B的结构中,传感器节点SN2、SN3和充电器台CHP不具有充电用的端子,通过使用图16中说明了的电磁感应对传感器节点SN2、SN3进行充电。充电器台CHP安装有磁场生成电路OSC和一次线圈COIL1,来产生磁场。另一方面,传感器节点SN2、SN3具有二次线圈COIL2、整流电路RC、充电控制电路CHG、图1中说明了的二次电池BPK、充放电控制电路POW、和微型计算机控制部MCU1,且还具有液晶显示器LCD和液晶显示器控制器LCDC。传感器节点SN2为画有饮食的菜单等手册型的传感器节点,传感器节点SN3是为计量脉搏等手镯型传感器节点,希望在实际的利用环境中具有耐防水性。因此,传感器节点中不具有充电用的端子并完全的密封,通过使用电磁感应进行充电。
产业上利用的可能性根据本发明,在由二次电池驱动的小型无线终端中,在间歇启动动作时能实现低消耗电力的放电控制电路,并且,由二次电池驱动时通过将不需要的充电控制电路安装在充电器侧,也可以在必需小型化的用途中使用。
权利要求
1.一种二次电池控制装置,是与二次电池连接的二次电池控制装置,其特征在于具有切断上述二次电池的放电电流的放电停止开关;产生作为上述二次电池的放电停止电压的第一规定电压的第一规定电压产生电路;输出上述第一规定电压与上述二次电池的电压的比较结果的电压监视电路;以及基于来自上述电压监视电路的输出控制上述放电停止开关的中央处理装置,上述电压监视电路具有在上述二次电池的电压小于等于上述第一规定电压时,作为上述比较结果向上述中央处理装置输出表示上述放电停止开关的控制要求的中断信号的中断产生电路。
2.如权利要求1所述的二次电池控制装置,其特征在于在上述二次电池与充电器连接时,在上述二次电池的电压大于等于作为上述二次电池的充电停止电压的第二规定电压时,上述电压监视电路从上述中断产生电路向上述中央处理装置输出表示上述放电停止开关的控制要求的中断信号,上述中央处理装置进行将流向二次电池的充电电流切断的控制。
3.如权利要求2所述的二次电池控制装置,其特征在于上述二次电池的电压变为大于等于作为上述二次电池的充电停止电压的第二规定电压这一情况由充电控制部检测,该充电控制部包括产生作为上述二次电池的充电停止电压的第二规定电压的第二规定电压产生电路、以及将上述第二规定电压和上述二次电池的电压的比较结果输出的充电停止电压监视电路。
4.如权利要求3所述的二次电池控制装置,其特征在于在充电器侧具有切断流向上述二次电池的充电电流的充电停止开关和上述充电控制部。
5.如权利要求1所述的二次电池控制装置,其特征在于还具有检测上述二次电池的过电流的过电流检测装置,且在检测到上述过电流时切断上述放电停止开关。
6.如权利要求1所述的二次电池控制装置,其特征在于上述中央处理装置进行传感控制、无线通信控制和充放电控制。
7.如权利要求6所述的二次电池控制装置,其特征在于在上述传感控制是使上述中央处理装置、进行传感的传感器部和用于无线通信的无线通信部进行间歇性动作的控制时,如果上述中央处理装置为休止状态,则在产生上述放电停止的控制要求时转移到动作状态,然后进行充放电控制。
8.如权利要求6所述的二次电池控制装置,其特征在于在切断放电停止开关之前,上述中央处理装置将从上述电压监视电路输入的上述二次电池的状态,通过无线通信通知给基地站。
9.如权利要求2所述的二次电池控制装置,其特征在于上述中央处理装置进行传感控制、无线通信控制和充放电控制,在上述传感控制是使上述中央处理装置、进行传感的传感器部和用于无线通信的无线通信部进行间歇性动作的控制时,如果上述中央处理装置为休止状态,则在产生上述充电停止的控制要求时转移到动作状态,然后进行充放电控制。
10.如权利要求1所述的二次电池控制装置,其特征在于进行并联连接的多个二次电池的控制,上述多个二次电池分别具有对应的放电停止开关,上述电压监视电路将上述多个二次电池的电压分别与上述第一规定电压进行比较,当任一个二次电池的电压小于等于上述第一规定电压时,通过指定任一个二次电池,从上述中断产生电路向上述中央处理装置输出表示上述放电停止开关的控制要求的中断信号。
11.如权要求10所述的二次电池控制装置,其特征在于该二次电池控制装置和上述多个二次电池的最宽的平面具有大致相同的形状,该二次电池控制装置和上述多个二次电池以层叠结构连接,该二次电池控制装置和上述各个二次电池,通过在沿着上述各个二次电池的上述平面的外缘的相对的位置上具有的正极和负极端子、以及夹在其间的在沿着其它的二次电池的上述平面的外缘的相对的位置上具有的贯通销被连接。
12.如权利要求2所述的二次电池控制装置,其特征在于上述充电器和该二次电池控制装置,通过上述充电器具有的一次线圈和该二次电池控制装置具有的二次线圈被磁连接,进行充电。
全文摘要
一种二次电池充放电控制电路和传感无线终端,能在由二次电池驱动的传感器节点中实现低消耗电力,且通过省略安装在传感器节点中的非必需的电路,使小型化成为可能。充放电控制电路和传感器节点的特征在于具有监视电池电压的比较器、把上述比较器输出变换成中断信号的控制电路、仅在检测到上述中断信号时进行充放电控制的微型计算机、根据上述微型计算机的控制进行通断的开关;在上述电池电压大于等于第一规定电压时,通过切断上述开关可停止充电,在上述电池电压小于等于第二规定电压时,通过切断上述开关可停止放电;且充电时必需的电路安装在充电器侧。
文档编号H02J7/10GK1756024SQ20051006768
公开日2006年4月5日 申请日期2005年3月7日 优先权日2004年9月29日
发明者绪方祐次, 山下春造, 志村隆则, 爱木清 申请人:株式会社日立制作所
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