专利名称：充放电控制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或异常的充放电控制电路以及电池装置，尤其涉及其过电流保护电路。
背景技术：
图9示出现有的具备充放电控制电路的电池装置的框图。现有的具备充放电控制电路的电池装置由二次电池101、NchFET 901、902、恒流电路903、比较器904、过放电检测电路905、过充电检测电路906、放电控制电路907、充电控制电路908、放电控制FET 910、充电控制FET 911和与负载909连接的外部端子155以及156构成。NchFET 901、902、恒流电路903和比较器904构成放电过电流保护电路。以下，说明现有电池装置的放电过电流保护电路的动作。将过电流检测电流设为Ioc，将NchFET901、902的导通电阻设为Ron901、Ron902，将放电控制FET910和充电控制FET911的导通电阻设为Ron910、Ron911。此时，如以下这样地设定从恒流电路903产生的恒流Iref0Iref = Ioc X (Ron911+Ron910) + (Ron902+Ron901)这里，如果NchFET901、902具有与放电控制FET910、充电控制FET911分别相同的温度特性以及源极栅极电压特性，则下式成立(Ron902+Ron901) + (Ron911+Ron910) = K (常数)。并且，如果从恒流电路903提供固定的基准电流Iref，则也能够将过电流检测电流Ioc设定为固定的大小。此外，如上所述，当在同一半导体集成电路内构成这些NchFET901、902、放电控制FET910和充电控制FET911，而且充电控制FET911与NchFET902以及放电控制FET910与NchFET901的(栅极宽度/栅极长度)以外的参数相同时，满足上述条件。考虑到过电流保护电路中的消耗电流与尺寸而设常数K为I以上(K彡1)，所以基准电流Iref的大小变小，并且NchFET901、902的尺寸与各个充电控制FET911、放电控制FET910相比非常小。这样，基准电流Iref为Iref = Ioc + K。充电控制FET911以及放电控制FET910为了流过大电流而具有较大的栅极宽度。
因此，只要NchFET901、902的栅极宽度为各个充电控制FET911、放电控制FET910的栅极宽度的100万分之1，就能够实现100万倍的导通电阻。此外，还可以使NchFET901、902的尺寸与充电控制FET911、放电控制FET910相比非常小。以上，在充电控制FET911、放电控制FET910、NchFET901、902中采用各个导通电阻Ron911、Ron910以及Ron902、Ron901的温度特性以及栅极驱动电压特性等效的部件，由此能够可靠地补偿由于温度变化以及电池电压变化而引起的特性变动。并且，可利用过电流检测用比较器904来高精度地检测过电流状态(例如，参照专利文献I)。专利文献I日本特开2009-131020号公报但是，在现有技术中，因为电流始终流过NchFET901、902，所以具有充放电控制电路的消耗电流变大的课题。
发明内容
本发明是为了解决以上这样的课题而完成的，提供具备消耗电流较低且精度较高的过电流保护电路的充放电控制电路以及电池装置。为了解决现有课题，本发明的充放电控制电路采用以下这样的结构。该充放电控制电路对在二次电池与负载或者充电器间的电流路径上设置的控制晶体管进行控制，对所述二次电池的充放电进行控制，该充放电控制电路的特征在于，该充放电控制电路具备过电流保护电路，该过电流保护电路具有第一比较电路，其对流过所述控制晶体管的电流所产生的电压和第一基准电压进行比较；第二基准电压电路，其输出第二基准电压，并具备基准晶体管和使电流流过所述基准晶体管的恒流电路，该基准晶体管 的导通截止由所述第一比较电路的输出来控制，特性与所述控制晶体管相同；以及第二比较电路，其对流过所述控制晶体管的电流所产生的电压和所述第二基准电压进行比较，所述第一基准电压是低于所述第二基准电压的电压，在过电流流过所述控制晶体管时，首先所述基准晶体管导通，在电流进一步增加时所述控制晶体管截止。另外，电池装置具备该充放电控制电路。根据本发明的具备过电流保护电路的充放电控制电路，能够提供具有消耗电流较低且精度较高的过电流保护电路的充放电控制电路以及电池装置。
图I是第一实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图2是第二实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图3是第三实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图4是第四实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图5是第五实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图6是第六实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图7是第七实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图8是第八实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图9是现有的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图10是第九实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。图11是第十实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。标号说明101 二次电池；104、622、622b 基准电压电路;lll、116、604、604b、621、621b、904 比较器;114、601、601b、903恒流电路；123负载；124充电器；155、156外部端子;605、905过放电检测电路；606、906过充电检测电路；607、907放电控制电路；608、908充电控制电路。
具体实施例方式[第I实施方式]图I是第一实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。
第一实施方式的电池装置具有二次电池101、电阻102、电容103、与充电器124或负载123连接的外部端子155以及156、充放电控制电路161。充放电控制电路161具有放电过电流保护电路，该放电过电流保护电路由基准电压电路104、比较器111、116、NchFET113、115、118、PchFET112、117、恒流电路 114,Nch 放电控制 FET105 和端子 151、152、154构成。其它的过放电检测电路、过充电检测电路等都未图示。二次电池101的正极与电阻102以及外部端子155连接，负极与电容103以及充放电控制电路161的端子152连接。电阻102的另一个端子与电容103的另一个端子以及充放电控制电路161的端子151连接，外部端子156与充放电控制电路161的端子154连接。比较器111的同相输入端子与基准电压电路104连接，反相输入端子与端子154连接，输出端子与PchFET 112的栅极以及NchFET 113的栅极连接。基准电压电路104的另一个 端子与端子152连接。PchFET112的源极与端子151连接，漏极与NchFET 115的栅极连接。NchFET 113的源极与端子152连接，漏极与NchFET 115的栅极连接。NchFET 115的源极与端子152连接，漏极与恒流电路114连接。恒流电路114的另一个端子与端子151连接。比较器116的反相输入端子与NchFET 115的漏极连接，同相输入端子与端子154连接，输出端子与PchFET 117的栅极以及NchFET 118的栅极连接。PchFET 117的源极与端子151连接，漏极与Nch放电控制FET 105的栅极连接。NchFET 118的源极与端子152连接，漏极与Nch放电控制FET105的栅极连接。Nch放电控制FET 105的源极以及背栅与端子152连接，漏极与端子154连接。接着，对第一实施方式的电池装置的动作进行说明。当外部端子155、156短路时，电流流过Nch放电控制FET 105的源极漏极之间，由于Nch放电控制FET 105的导通电阻，比较器111的反相输入端子电压上升。当比较器111的反相输入端子电压超过基准电压电路104的电压时，比较器111输出低电平信号。这样，PchFET 112导通，NchFET 113截止，向NchFET 115的栅极输出高电平信号，使NchFET 115导通。当NchFET 115导通后，电流从恒流电路114流出，由于NchFET115的导通电阻，比较器116的反相输入端子电压下降，并保持一定的电压。电流继续流过Nch放电控制FET 105的源极漏极之间，当比较器116的同相输入端子电压超过反相输入端子电压时，比较器116输出高电平信号。这样，PchFETl 17截止，NchFET 118导通，并向Nch放电控制FET 105的栅极输出低电平信号，使Nch放电控制FET 105截止。这样，在外部端子155、156之间短路时能够实施过电流保护。基准电压电路104的电压被设定为低于在达到实施过电流保护的设定电流时产生的比较器116的反相输入端子电压。当这样构成时，在达到实施过电流保护的设定电流之前NchFET 115导通，所以在超过设定电流时能够实施过电流保护。并且，在通常状态下NchFET 115截止，所以能够减小过电流保护电路的消耗电流。Nch放电控制FET 105的导通电阻Ronl05与NchFETl 15的导通电阻Ronl 15被设定为Ronl05 + Ronll5 = N(常数)。当将过电流检测电流设为Ioc、将恒流电路114的电流设为Iref时，设定成满足Iref = IocXRonl05 + Ronll5。可通过调整Iref的电流值与温度特性以及NchFETl 15的导通电阻与温度特性、栅极源极间电压特性来设定loc。例如，NchFET 115只要采用具有与Nch放电控制FET 105类似的温度特性以及栅极源极电压特性的FET即可。
此外，虽未图示，但也可以将比较器111的输出直接与NchFET 115的栅极连接来进行控制。如上所述，根据第一实施方式的具备过电流保护电路的电池装置，可通过在未实施过电流保护时使NchFET 115截止来降低消耗电流。[第2实施方式]图2是第二实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。关于第二实施方式，相对于图I的电池装置，将放电控制FET变更为Pch放电控制FET202。与此相伴，变更了放电过电流保护电路的逻辑。二次电池101的负极与电阻102以及外部端子156连接，正极与电容103以及充放电控制电路261的端子151连接。电阻102的另一个端子与电容103的另一个端子以及充放电控制电路261的端子152连接，外部端子155与充放电控制电路261的端子153连 接。比较器111的同相输入端子与基准电压电路104连接，反相输入端子与端子153连接，输出端子与PchFET 112的栅极以及NchFET 113的栅极连接。基准电压电路104的另一个端子与端子152连接。PchFET 112的源极与端子151连接，漏极与PchFET 201的栅极连接。NchFET 113的源极与端子152连接，漏极与PchFET 201的栅极连接。PchFET 201的源极与端子151连接，漏极与恒流电路114连接。恒流电路114的另一个端子与端子152连接。比较器116的反相输入端子与PchFET 201的漏极连接，同相输入端子与端子153连接，输出端子与PchFET 117的栅极以及NchFET 118的栅极连接。PchFET 117的源极与端子151连接，漏极与Pch放电控制FET202的栅极连接。NchFET 118的源极与端子152连接，漏极与Pch放电控制FET202的栅极连接。Pch放电控制FET 202的源极以及背栅与端子151连接，漏极与端子153连接。接着，说明第二实施方式的电池装置的动作。当外部端子155、156短路时，电流流过Pch放电控制FET202的源极漏极之间，由于Pch放电控制FET 202的导通电阻，比较器111的反相输入端子电压下降。当比较器111的反相输入端子电压低于基准电压电路104的电压时，比较器111输出高电平信号。这样，PchFET 112截止，NchFET 113导通，并向PchFET 201的栅极输出低电平信号，使PchFET201导通。当PchFET 201导通后，从恒流电路114流出电流，由于PchFET 201的导通电阻，比较器116的反相输入端子电压上升，并保持一定的电压。电流继续流过Pch放电控制FET202的源极漏极之间，当比较器116的同相输入端子电压低于反相输入端子电压时，比较器116输出低电平信号。这样，PchFET 117导通，NchFET 118截止，并向Pch放电控制FET 202的栅极输出高电平信号，使Pch放电控制FET202截止。这样，在外部端子155、156之间短路时能够实施过电流保护。基准电压电路104的电压被设定为高于在达到实施过电流保护的设定电流时产生的比较器116的反相输入端子电压。这样，在达到实施过电流保护的设定电流之前PchFET 201导通，能够实施过电流保护。另外，因为在达到设定电流之前使PchFET201截止，所以能够减小未实施过电流保护时的消耗电流。Pch放电控制FET 202的导通电阻Ron202与PchFET 201的导通电阻Ron201被设定成Ron202 + Ron201 = N(常数)。当将过电流检测电流设为Ioc、将恒流电路114的电流设为Iref时，设定成满足Iref = Ioc X Ron202 + Ron201。可通过调整Iref的电流值与温度特性以及PchFET 201的导通电阻、温度特性和栅极源极间电压特性来设定Ioc。例如，只要PchFET 201使用具有与Pch放电控制FET 202类似的温度特性以及栅极源极电压特性的FET即可。此外，虽未图示，但也可 以将比较器111的输出直接与PchFET201的栅极连接来进行控制。如上所述，根据第二实施方式的具备过电流保护电路的电池装置，可通过在未实施过电流保护时使PchFET 201截止来降低消耗电流。[第3实施方式]图3是第三实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。与图I的不同点是追加了 NchFET 301、Nch耗尽型FET 302并变更了 NchFET 115以及过电流保护电路361的连接。NchFET 301的栅极与PchFET 112的漏极以及NchFET 113的漏极连接，漏极与端子151连接，源极与恒流电路114连接。NchFET 115的栅极与端子151连接，漏极与比较器116的反相输入端子以及恒流电路114的另一个端子连接，源极与端子152连接。Nch耗尽型FET 302的漏极与比较器116的输出连接，栅极以及源极与端子152连接。接着，对第三实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的动作进行说明。当外部端子155、156短路时，电流流过Nch放电控制FET105的源极漏极之间，由于Nch放电控制FET105的导通电阻，比较器111的反相输入端子电压上升。当比较器111的反相输入端子电压超过基准电压电路104的电压时，比较器111输出低电平信号。这样，PchFETl 12导通，NchFET113截止，并向NchFET301的栅极输出高电平信号，使NchFET301导通。NchFETl 15始终导通。当NchFET301导通后，电流从恒流电路114流出，由于NchFET115的导通电阻，比较器116的反相输入端子电压上升，并保持一定的电压。电流继续流过Nch放电控制FET105的源极漏极之间，当比较器116的同相输入端子电压超过反相输入端子电压时，比较器116输出高电平信号。这样，PchFETl 17截止，NchFETl 18导通，并向Nch放电控制FET105的栅极输出低电平信号，使Nch放电控制FET105截止。这样，在外部端子155、156之间短路时能够实施过电流保护。基准电压电路104的电压被设定成低于在达到实施过电流保护的设定电流时产生的比较器116的反相输入端子电压。这样，在达到实施过电流保护的设定电流之前NchFET301导通并能够实施过电流保护。另外，在达到设定电流之前使NchFET301截止，所以能够减小未实施过电流保护时的消耗电流。Nch放电控制FET105的导通电阻Ronl05与NchFET 115的导通电阻Ronl 15被设定成Ronl05 + Ronll5 = N(常数)。当将过电流检测电流设为Ioc、将恒流电路114的电流设为Iref时，设定成满足Iref = IocXRonl05 + Ronll5。可通过调整Iref的电流值与温度特性以及NchFET 115的导通电阻与温度特性、栅极源极间电压特性来设定Ioc。例如，NchFET 115只要采用具有与Nch放电控制FET 105类似的温度特性以及栅极源极电压特性的FET即可。因为利用NchFET 301来进行流过NchFET 115的电流的导通断开，所以能够容易地进行NchFET 115的调整。当外部端子155、156之间未短路且NchFET 301截止时，Nch耗尽型FET 302下拉(pull down)比较器116的输出，防止出现不稳定的情况。此外，虽未图示，但也可以将比较器111的输出直接与NchFET301的栅极连接来进行控制。如上所述，根据第三实施方式的具备过电流保护电路的电池装置，可通过在未实施过电流保护时使NchFET 301截止来降低消耗电流。此外，还可以利用NchFET 301来进行流过NchFET 115电流的导通断开，由此能够容易地进行NchFET 115的调整。[第4实施方式]图4是第四实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。与图2的不同点是追加PchFET 401,402并变更了 PchFET 201以及过电流保护电路461的连接。PchFET 401的栅极与PchFET 112的漏极以及NchFEH13的漏极连接，漏极与端子152连接，源极与恒流电路114连接。PchFET 201的栅极与端子152连接，漏极与比较器116的反相输入端子以及恒流电路114的另一个端子连接，源极与端子151连接。PchFET402的栅极与端子152连接，漏极与比较器116的输出连接，源极与端子151连接。接着，对第四实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的动作进行说明。当外部端子155、156短路时，电流流过Pch放电控制FET202的源极漏极之间，由于Pch放电控制FET202的导通电阻，比较器111的反相输入端子电压下降。当比较器111的反相输入端子电压低于基准电压电路104的电压时，比较器111输出高电平信号。这样，PchFET 112截止，NchFET 113导通，并向PchFET 401的栅极输出低电平信号，使PchFET401导通。当PchFET 401导通后，电流从恒流电路114流出，由于PchFET201的导通电阻，比较器116的反相输入端子电压下降，并保持一定的电压。电流继续流过Pch放电控制FET202的源极漏极之间，当比较器116的同相输入端子电压低于反相输入端子电压时，比较器116输出低电平信号。这样，PchFETl 17导通，NchFETl 18截止，并向Pch放电控制FET202的栅极输出高电平信号，使Pch放电控制FET202截止。这样，在外部端子155、156之间短路时能够实施过电流保护。基准电压电路104的电压被设定为高于在达到实施过电流保护的设定电流时产生的比较器116的反相输入端子电压。这样，在达到实施过电流保护的设定电流之前PchFET 401导通，并能够实施过电流保护。另外，因为在达到设定电流之前使PchFET401截止，所以能够减小未实施过电流保护时的消耗电流。Pch放电控制FET202的导通电阻Ron202和PchFET201的导通电阻Ron201被设定成Ron202 + Ron201 =叭常数)。当将过电流检测电流设为Ioc、将恒流电路114的电流设为Iref时，设定成满足Iref = Ioc X Ron202 + Ron201。可通过调整Iref的电流值与温度特性以及PchFET201的导通电阻与温度特性、栅极源极间电压特性来设定Ioc。例如，PchFET201只要采用具有与Pch放电控制FET202类似的温度特性以及栅极源极电压特性的FET即可。因为利用PchFET401来进行流过PchFET201的电流的导通断开，所以能够容易地进行PchFET201的调整。、
在外部端子155、156之间未短路且PchFET401截止时，PchFET402上拉比较器116的输出(pull up),防止出现不稳定的情况。此外，虽未图示，但也可以将比较器111的输出直接与PchFET401的栅极连接来进行控制。如上所述，根据第四实施方式的具备过电流保护电路的电池装置，可通过在未实施过电流保护时使PchFET401截止来降低消耗电流。此外，利用PchFET401进行流过PchFET201的电流的导通断开，由此能够容易地进行PchFET201的调整。[第5实施方式]图5是第五实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。与图3的不同点是变更了过电流保护电路561的连接，以利用NchFET113的漏极与PchFET112的漏极的输出信号来控制比较器116的导通断开。接着，对第五实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的动作进行说明。当外部端子155、156短路时，电流流过Nch放电控制FET105的源极漏极之间，由于Nch放电控制FET105的导通电阻，比较器111的反相输入端子电压上升。当比较器111的反相输入端子 电压超过基准电压电路104的电压时，比较器111输出低电平信号。这样，PchFETl 12导通，NchFETl 13截止，并向NchFET301的栅极输出高电平信号，使NchFET301以及比较器116导通。NchFETl 15始终导通。当NchFET301导通后，电流从恒流电路114流出，由于NchFET115的导通电阻，比较器116的反相输入端子电压上升，并保持一定的电压。电流继续流过Nch放电控制FET105的源极漏极之间，当比较器116的同相输入端子电压超过反相输入端子电压时，比较器116输出高电平信号。这样，PchFET 117截止，NchFET 118导通，并向Nch放电控制FET105的栅极输出低电平信号，使Nch放电控制FET105截止。这样，在外部端子
155、156之间短路时可实施过电流保护。基准电压电路104的电压被设定成低于在达到实施过电流保护的设定电流时产生的比较器116的反相输入端子电压。这样，在达到实施过电流保护的设定电流之前NchFET301以及比较器116导通，能够实施过电流保护。另外，因为在达到设定电流之前使NchFET301以及比较器116断开，所以能够进一步减小未实施过电流保护时的消耗电流。Nch放电控制FET105的导通电阻Ronl05与NchFET115的导通电阻Ronll5被设定成Ronl05 + Ronll5 = N(常数)。当将过电流检测电流设为Ioc、将恒流电路114的电流设为Iref时，设定成满足Iref = IocXRonl05 + Ronll5。可通过调整Iref的电流值与温度特性以及NchFETl 15的导通电阻与温度特性、栅极源极间电压特性来设定Ioc。例如，NchFET115只要采用具有与Nch放电控制FET105类似的温度特性以及栅极源极电压特性的FET即可。因为利用NchFET301来进行流过NchFET115的电流的导通断开，所以能够容易地进行NchFETl 15的调整。此外，优选比较器116构成为在断开时使输出下拉而防止比较器116的输出不稳定。另外，虽未图示，但也可以将比较器111的输出直接与NchFET301的栅极连接来进行控制。如上所述，根据第五实施方式的具备过电流保护电路的电池装置，可通过在未实施过电流保护时使NchFET301以及比较器116截止来进一步降低消耗电流。此外，还利用NchFET301进行流过NchFET115的电流的导通断开，由此能够容易地进行NchFET115的调
難
iF. O[第6实施方式]
图6是第六实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。与图4的不同点是变更了过电流保护电路661的连接，以利用NchFET113的漏极与PchFET112的漏极的输出信号来控制比较器116的导通断开。接着，对第六实施方式的具备过电流保护电路的充放电控制电路的动作进行说明。当外部端子155、156短路时，电流流过Pch放电控制FET202的源极漏极之间，由于Pch放电控制FET202的导通电阻，比较器111的反相输入端子电压下降。当比较器111的反相输入端子电压低于基准电压电路104的电压时，比较器111输出高电平信号。这样，PchFET112截止，NchFET113导通，并向PchFET4 01的栅极输出低电平信号，使PchFET401以及比较器116导通。当PchFET401导通后，电流从恒流电路114流出，由于PchFET201的导通电阻，比较器116的反相输入端子电压下降，并保持一定的电压。电流继续流过Pch放电控制FET202的源极漏极之间，当比较器116的同相输入端子电压低于反相输入端子电压时，比较器116输出低电平信号。这样，PchFET117导通，NchFETl 18截止，并向Pch放电控制FET202的栅极输出高电平信号，使Pch放电控制FET202截止。这样，在外部端子155、156之间短路时能够实施过电流保护。基准电压电路104的电压被设定成高于在达到实施过电流保护的设定电流时产生的比较器116的反相输入端子电压。这样，在达到实施过电流保护的设定电流之前PchFET401以及比较器116导通，能够实施过电流保护。另外，在达到设定电流之前，使PchFET401以及比较器116截止，所以能够进一步减小未实施过电流保护时的消耗电流。Pch放电控制FET202的导通电阻Ron202与PchFET201的导通电阻Ron201被设定成Ron202 + Ron201 = N(常数)。当将过电流检测电流设为Ioc、将恒流电路114的电流设为Iref时，设定成满足Iref = Ioc X Ron202 + Ron201。可通过调整Iref的电流值与温度特性以及PchFET201的导通电阻与温度特性、栅极源极间电压特性来设定Ioc。例如，PchFET201只要采用具有与Pch放电控制FET202类似的温度特性以及栅极源极电压特性的FET即可。因为利用PchFET401进行流过PchFET201电流的导通断开，所以能够容易地进行PchFETl 15 的调整。此外，优选比较器116构成为在断开时使输出上拉而防止比较器116的输出不稳定。另外，虽未图示，也可以将比较器111的输出直接与PchFET401的栅极连接来进行控制。如上所述，根据第六实施方式的具备过电流保护电路的电池装置，可通过在未实施过电流保护时使PchFET401以及比较器116断开来降低消耗电流。此外，可利用PchFET401来进行流过PchFET201的电流的导通断开，由此能够容易地进行PchFET201的调難
iF. O[第I实施方式]图7是第七实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。第七实施方式的电池装置具备二次电池101、恒流电路601、NchFET602、603、比较器604、621、过放电检测电路605、过充电检测电路606、放电控制电路607、充电控制电路608、Nch放电控制FET609、Nch充电控制FET610、基准电压电路622和外部端子155、156。二次电池101的正极与恒流电路601、过放电检测电路605、过充电检测电路606以及外部端子155连接，负极与NchFET603的源极以及背栅、Nch放电控制FET609的源极以及背栅连接。恒流电路601的另一个端子与NchFET602的源极连接，过放电检测电路605的另一个端子与放电控制电路607连接，过充电检测电路606的另一个端子与充电控制电路608连接。比较器604的反相输入端子与NchFET602的源极以及背栅连接，同相输入端子与外部端子156连接，输出端子与放电控制电路607连接。NchFET602的栅极与充电控制电路608以及Nch充电控制FET610的栅极连接，漏极与NchFET603的漏极连接。比较器621的反相输入端子与基准电压电路622连接，同相输入端子与外部端子156以及Nch充电控制FET610的源极连接，输出端子与NchFET603的栅极连接。Nch放电控制FET609的栅极与放电控制电路607连接，漏极与Nch充电控制FET610的漏极连接，源极与基准电压电路622的另一个端子连接。接着，对第七实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的动作进行说明。当外部端子155、156短路时，电流流过Nch放电控制FET609的源极漏极之间以及Nch充电控制 FET610的源极漏极之间，由于Nch放电控制FET609以及Nch充电控制FET610的导通电阻，比较器621的同相输入端子电压上升。当比较器621的同相输入端子电压超过基准电压电路622的电压时，比较器621输出高电平信号。这样，NchFET603导通，并从恒流电路601流出电流，将由于NchFET602、603的导通电阻而产生的电压向比较器604的反相输入端子输出。电流继续流过Nch放电控制FET609的源极漏极之间以及Nch充电控制FET610的源极漏极之间，当比较器604的同相输入端子电压超过反相输入端子电压时，比较器604输出高电平信号。这样，经由放电控制电路607向Nch放电控制FET609的栅极输出低电平信号，使Nch放电控制FET609截止。这样，在外部端子155、156之间短路时能够实施过电流保护。基准电压电路622的电压被设定成低于在达到实施过电流保护的设定电流时产生的比较器604的反相输入端子电压。这样，在达到实施过电流保护的设定电流之前NchFET603导通，在达到设定电流时能够实施过电流保护。另外，因为在达到设定电流之前使NchFET603截止，所以能够减小未实施过电流保护时的消耗电流。Nch充电控制FET610的导通电阻Ron610、Nch放电控制FET609的导通电阻Ron609和NchFET602、603的导通电阻Ron602、Ron603被设定为(Ron609+Ron610) + (Ron602+Ron603) = M(常数)。当将过电流检测电流设为Ioc、将恒流电路 601 的电流设为 Iref 时，设定成满足 Iref = IocX (Ron609+Ron610) + (Ron602+Ron603)。可通过调整Iref的电流值与温度特性以及NchFET602、603的导通电阻与温度特性、栅极源极间电压特性来设定Ioc。例如，NchFET602、603只要采用具有与Nch放电控制FET609以及Nch充电控制FET610类似的温度特性以及栅极源极电压特性的FET即可。此外，虽未图示，但也可以利用比较器621的输出信号来开始或停止比较器604的动作，使消耗电流进一步降低。此外，可将比较器621的输出经由反相器等与NchFET603的栅极连接来进行控制。另外，即使在NchFET602的源极漏极之间接线并去除NchFET，也能够同样地进行动作。如上所述，根据第七实施方式的具备过电流保护电路的电池装置，可通过在未实施过电流保护时使NchFET603截止来降低消耗电流。[第8实施方式]图8是第八实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。与图7的不同点是将NchFET602、603变更为PchFEHOI、702，将Nch放电控制FET609以及Nch充电控制FET610变更为Pch放电控制FEI703以及Pch充电控制FEI704。二次电池101的负极与恒流电路601、过放电检测电路605、过充电检测电路606以及外部端子156连接，正极与PchFEHOl的源极以及背栅、Pch放电控制FEI703的源极以及背栅连接。恒流电路601的另一个端子与PchFEI702的源极以及背栅连接，过放电检测电路605的另一个端子与放电控制电路607连接，过充电检测电路606的另一个端子与充电控制电路608连接。比较器604的同相输入端子与PchFEI702的源极以及背栅连接，反相输入端子与外部端子155连接，输出端子与放电控制电路607连接。PchFET702的栅极与充电控制电路608以及Pch充电控制FEI704的栅极连接，漏极与PchFEHOl的漏极连接。比较器621的反相输入端子与基准电压电路622连接，同相输入端子与外部端子155以及Pch充电控制FEI704的源极以及背栅连接，输出端子与PchFEHOl的栅极连接。基准电压电路622的另一个端子与二次电池101的负极连接。Pch放电控制FEI703的栅极与放电控制电路607连接，漏极与Pch充电控制FEI704的漏极连接。
接着，对第八实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的动作进行说明。当外部端子155、156短路时，电流流过Pch放电控制FEI703的源极漏极之间以及Pch充电控制FET704的源极漏极之间，由于Pch放电控制FEI703以及Pch充电控制FEI704的导通电阻，比较器621的同相输入端子电压下降。当比较器621的同相输入端子电压低于基准电压电路622的电压时，比较器621输出低电平信号。这样，PchFEHOl导通，电流流过恒流电路601，将由于PchFEI702、701的导通电阻而产生的电压向比较器604的同相输入端子输出。电流继续流过Pch放电控制FEI703的源极漏极之间以及Pch充电控制FEI704的源极漏极之间，当比较器604的反相输入端子电压低于同相输入端子电压时，比较器604输出高电平信号。这样，经由放电控制电路607向Pch放电控制FEI703的栅极输出高电平信号，使Pch放电控制FEI703截止。这样，在外部端子155、156之间短路时能够实施过电流保护。基准电压电路622的电压被设定成高于在达到实施过电流保护的设定电流时产生的比较器604的同相输入端子电压。这样，在达到实施过电流保护的设定电流之前PchFEHOl导通，能够实施过电流保护。另外，因为在达到设定电流之前使PchFEHOl截止，所以能够减小在未实施过电流保护时的消耗电流。Pch充电控制FEI704的导通电阻Ron704、Pch放电控制FEI703的导通电阻Ron703和PchFEHOI、702的导通电阻Ron701、Ron702被设定为(Ron703+Ron704) + (Ron701+Ron702) = M(常数)。当将过电流检测电流设为Ioc、将恒流电路 601 的电流设为 Iref 时，设定成满足 Iref = IocX (Ron703+Ron704) + (Ron701+Ron702)。可通过调整Iref的电流值与温度特性以及PchFEI702、701的导通电阻与温度特性、栅极源极间电压特性来设定Ioc。例如，PchFEI702、701只要采用具有与Pch放电控制FEI703以及Pch充电控制FEI704类似的温度特性以及栅极源极电压特性的FET即可。此外，虽未图示，但还可以利用比较器621的输出信号来开始或者停止比较器604的动作，并能够进一步降低消耗电流。此外，将比较器621的输出经由反相器等与PchFEHOl的栅极连接来进行控制。另外，即使在PchFET702的源极漏极之间接线并去除PchFET，也能够同样地进行动作。
如上所述，根据第八实施方式的具备过电流保护电路的电池装置，可通过在未实施过电流保护时使PchFEHOl截止来降低消耗电流。[第9实施方式]图10是第九实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。示出了第九实施方式的电池装置相对于第七实施方式的放电过电流保护电路、具备充电过电流保护电路的例子。第九实施方式的电池装置具备二次电池101、恒流电路601b、NchFET602b、603b、比较器604b、62 Ib、过放电检测电路605、过充电检测电路606、放电控制电路607、充电控制电路608、Nch放电控制FET609、Nch充电控制FET610、基准电压电路622b和外部端子155、156。二次电池101的正极与恒流电路601b、过放电检测电路605、过充电检测电路606以及外部端子155连接，负极与Nch放电控制FET609的源极以及背栅连接。Nch充电控制FET610的漏极与Nch放电控制FET609的漏极连接，源极以及背栅与外部端子156连接。恒流电路601b的另一个端子与NchFET602b的源极以及背栅连接。过放电检测电路605的另一个端子与放电控制电路607连接。过充电检测电路606的另一个端子与充电控制电路608连接。NchFET603b的漏极与NchFET602b的漏极连接，源极以及背栅与外部端子156连接。放电控制电路607的另一个端子与Nch放电控制FET609的栅极以及NchFET602b的栅极连接。充电控制电路608的另一个端子与Nch充电控制FET610的栅极连接。比较器604b的反相输入端子与NchFET602b的源极以及背栅连接，同相输入端子与Nch放电控制FET609的源极以及背栅连接，输出端子与充电控制电路608连接。比较器621b的反相输入端子与外部端子156连接，同相输入端子与基准电压电路622b连接，输出端子与NchFET603b的栅极连接。基准电压电路622b的另一个端子与Nch放电控制FET609的源极以及背栅连接。通过以上这样构成，第九实施方式的电池装置可与第七实施方式的放电过电流保护电路同样地具备低消耗电流的充电过电流保护电路。[第10实施方式]图11是第十实施方式的具备过电流保护电路的电池装置的框图。示出了第十实施方式的电池装置相对于第八实施方式的放电过电流保护电路、具备充电过电流保护电路的例子。第十实施方式的电池装置具备二次电池101、恒流电路60lb、PchFEHOlb、702b、比较器604b、62 Ib、过放电检测电路605、过充电检测电路606、放电控制电路607、充电控制电路608、Pch放电控制FEI703、Pch充电控制FEI704、基准电压电路622b和外部端子155、
156。二次电池101的正极与Pch放电控制FEI703的源极以及背栅连接，负极与恒流电路601b以及过放电检测电路605、过充电检测电路606以及外部端子156连接。Pch充电控制FEI704的漏极与Pch放电控制FEI703的漏极连接，源极以及背栅与外部端子155连接。恒流电路601b的另一个端子与PchFEI702b的源极以及背栅连接。过放电检测电路605的另一个端子与放电控制电路607连接。过充电检测电路606的另一个端子与充电控制电路 608连接。PchFEHOlb的漏极与PchFEI702b的漏极连接，源极以及背栅与外部端子155连接。放电控制电路607的另一个端子与Pch放电控制FEI703的栅极以及PchFEI702b的栅极连接。充电控制电路608的另一个端子与Pch充电控制FEI704的栅极连接。比较器604b的同相输入端子与PchFEI702b的源极以及背栅连接，反相输入端子与Pch放电控制FEI703的源极以及背栅连接，输出端子与充电控制电路608连接。比较器621b的反相输入端子与外部端子155连接，同相输入端子与基准电压电路622b连接，输出端子与PchFEHOlb的栅极连接。基准电压电路622b的另一个端子与二次电池101的负极连接。通过以上这样构成，第十实施方式的电池装置可与第八实施方式的放电过电流保护电路同样地具备低消耗电流的充电过电流保护电路。如上所述，根据本发明，可提供具有消耗电流较低且精度较高的过电流保护电路的充放电控制电路以及电池装置。另外，第一至第八实施方式示出针对放电过电流的过电流保护电路的实施例，第 九至第十实施方式示出针对充电过电流的过电流保护电路的实施例，但还可以是具有这两个保护电路的结构。
权利要求
1.一种充放电控制电路，其对在二次电池与负载或者充电器间的电流路径上设置的控制晶体管进行控制，对所述二次电池的充放电进行控制，该充放电控制电路的特征在于，该充放电控制电路具备过电流保护电路， 该过电流保护电路具有 第一比较电路，其对流过所述控制晶体管的电流所产生的电压和第一基准电压进行比较； 第二基准电压电路，其输出第二基准电压，并具备基准晶体管和使电流流过所述基准晶体管的恒流电路，该基准晶体管的导通截止由所述第一比较电路的输出来控制，特性与所述控制晶体管相同；以及 第二比较电路，其对流过所述控制晶体管的电流所产生的电压和所述第二基准电压进行比较， 所述第一基准电压是低于所述第二基准电压的电压，在过电流流过所述控制晶体管时，首先所述基准晶体管导通，在电流进一步增加时所述控制晶体管截止。
2.根据权利要求I所述的充放电控制电路，其特征在于， 所述过电流保护电路是检测流过所述控制晶体管的放电过电流的放电过电流保护电路或者检测流过所述控制晶体管的充电过电流的充电过电流保护电路，或者是它们双方。
3.—种电池装置，其具备 能够进行充放电的二次电池； 控制晶体管，其设置在所述二次电池的充放电路径上，并控制所述二次电池的充放电；以及 权利要求I或2所述的充放电控制电路，其通过对控制晶体管进行控制来控制所述二次电池的充放电。
全文摘要
本发明提供充放电控制电路以及电池装置，具有消耗电流较低且精度较高的过电流保护电路。该充放电控制电路具备电流保护电路，该电流保护电路具有基准电压电路，其具备检测流过控制晶体管的过电流而导通的基准晶体管以及恒流电路；以及比较电路，其比较该基准电压电路的电压和流过控制晶体管的过电流所产生的电压，在过电流未流过时，通过切断流过基准电压电路的电流来降低功耗。
文档编号H02J7/00GK102684250SQ20121006552
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月13日 优先权日2011年3月13日
发明者小池智幸, 樱井敦司, 阿部谕 申请人:精工电子有限公司