充放電控制電路以及電池裝置制造方法
【專利摘要】提供不需要復(fù)雜的測(cè)試裝置、具備自測(cè)試功能的充放電控制電路以及電池裝置。電池裝置由充放電控制電路構(gòu)成，該充放電控制電路的特征是在連接二次電池的端子處設(shè)置上拉/下拉電路，當(dāng)輸入自測(cè)試開始信號(hào)而成為自測(cè)試狀態(tài)后，自測(cè)試控制電路控制上拉/下拉電路，實(shí)施設(shè)置在連接二次電池的端子處的電壓檢測(cè)電路的測(cè)試，當(dāng)自測(cè)試結(jié)束后，通過(guò)向下一級(jí)的充放電控制電路輸出自測(cè)試開始信號(hào)，依次實(shí)施級(jí)聯(lián)連接的充放電控制電路的電壓檢測(cè)電路的測(cè)試。
【專利說(shuō)明】充放電控制電路以及電池裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制二次電池的充放電的充放電控制電路以及電池裝置，更詳細(xì)地說(shuō)涉及具備對(duì)二次電池的電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓檢測(cè)電路的自測(cè)試功能的充放電控制電路以及電池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電池裝置已被用作各種電子設(shè)備的電路的電壓供給源。近年來(lái)，要求其輸出高電壓來(lái)用作汽車或電動(dòng)工具的電源。因此，需要這樣的電池裝置，其將多個(gè)二次電池串聯(lián)連接，由控制其充放電的多個(gè)級(jí)聯(lián)連接的充放電控制電路構(gòu)成(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]圖4示出現(xiàn)有的由串聯(lián)連接的二次電池和控制該二次電池的級(jí)聯(lián)連接的充放電控制電路構(gòu)成的電池裝置的框圖。
[0004]現(xiàn)有的電池裝置具備:多個(gè)級(jí)聯(lián)連接的充放電控制電路401a~401η、串聯(lián)連接的多個(gè)二次電池402a~402η、充電控制FET403、放電控制FET404、使充電控制端子CO與充電控制信號(hào)輸入端子CTLC連接的電阻405a~405η、使放電控制端子DO與放電控制信號(hào)輸入端子CTLD連接的電阻406a~406η。
[0005]在現(xiàn)有的電池裝置中，充放電控制電路401a~η利用充電控制端子CO和充電控制信號(hào)輸入端子CTLC進(jìn)行連接，利用放電控制端子DO和放電控制信號(hào)輸入端子CTLD進(jìn)行連接，能夠分別進(jìn)行通 信。這樣，可串聯(lián)連接多個(gè)充放電控制電路，所以能夠控制輸出高電壓所需數(shù)量的串聯(lián)連接的二次電池。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-17732號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0010]但是，在上述電池裝置中，電壓檢測(cè)電路的數(shù)量也與二次電池的數(shù)量相應(yīng)地增加。因此，具有這樣的缺點(diǎn):在作為電池裝置進(jìn)行組裝的狀態(tài)下，測(cè)試各個(gè)電壓檢測(cè)電路的裝置也變得復(fù)雜。
[0011]本發(fā)明是為了解決以上這樣的問(wèn)題而考慮的，提供不需要復(fù)雜的測(cè)試裝置、具備自測(cè)試功能的充放電控制電路以及電池裝置。
[0012]解決問(wèn)題的手段
[0013]為了解決現(xiàn)有的問(wèn)題，本發(fā)明的充放電控制電路以及電池裝置采用以下這樣的結(jié)構(gòu)。
[0014]充放電控制電路構(gòu)成為，設(shè)置自測(cè)試電路，該自測(cè)試電路對(duì)檢測(cè)串聯(lián)連接的多個(gè)二次電池的電壓的檢測(cè)電路的功能進(jìn)行測(cè)試，該自測(cè)試電路具備在連接二次電池的端子處設(shè)置的上拉/下拉電路、控制上拉/下拉電路的自測(cè)試控制電路，在測(cè)試結(jié)束后，向下一級(jí)的充放電控制電路輸出自測(cè)試開始信號(hào)。
[0015]另外，電池裝置的特征是具備多個(gè)級(jí)聯(lián)連接的充放電控制電路、以及與該充放電控制電路連接的多個(gè)二次電池。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明的充放電控制電路以及電池裝置，可提供不需要復(fù)雜的測(cè)試裝置的充放電控制電路以及電池裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)施方式的充放電控制電路的電路圖。
[0019]圖2是本實(shí)施方式的電池裝置的框圖。
[0020]圖3是本實(shí)施方式的充放電控制電路以及電池裝置的時(shí)序圖。
[0021]圖4是現(xiàn)有的電池裝置的框圖。 【具體實(shí)施方式】
[0022]以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本實(shí)施方式。
[0023]圖1是本實(shí)施方式的充放電控制電路的電路圖。
[0024]本實(shí)施方式的充放電控制電路10具備包含電流源和開關(guān)電路的上拉/下拉電路Ila~lie、分壓電路12a~12e、基準(zhǔn)電壓電路13a~13e、比較電路14a~14e、延遲電路15、CO控制電路16以及自測(cè)試控制電路17。另外，具備電源端子VDD、連接二次電池的端子VCl~VC5以及VSS、時(shí)鐘信號(hào)輸入端子CLK1、時(shí)鐘信號(hào)輸出端子CLK0、充電控制信號(hào)輸出端子CO、充電控制信號(hào)輸入端子CTLC、復(fù)位信號(hào)輸入端子RST1、復(fù)位信號(hào)輸出端子RST0、自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸入端子CAI和自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子CA0。另外，雖未圖示，但還具備過(guò)充電檢測(cè)電路等。
[0025]分壓電路12a~12e和基準(zhǔn)電壓電路13a~13e連接到端子VCl~VC5以及VSS。比較電路14a~14e對(duì)分壓電路12a~12e輸出的分壓電壓與基準(zhǔn)電壓電路13a~13e輸出的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。延遲電路15使比較電路14a~14e的輸出信號(hào)延遲規(guī)定的時(shí)間，向CO控制電路16輸出。CO控制電路16輸入向充電控制信號(hào)輸入端子CTLC輸入的下一級(jí)的充電控制信號(hào)，與延遲電路15的輸出信號(hào)一起輸出至充電控制信號(hào)輸出端子CO。即，CO控制電路16具有作為自測(cè)試結(jié)果通信電路的功能。
[0026]自測(cè)試控制電路17輸入向時(shí)鐘信號(hào)輸入端子CLKI輸入的時(shí)鐘信號(hào)和向復(fù)位信號(hào)輸入端子RSTI輸入的復(fù)位信號(hào)，開始自測(cè)試，控制上拉/下拉電路Ila~lie而執(zhí)行自測(cè)試。另外，自測(cè)試控制電路17從自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸入端子CAI輸入下一級(jí)的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)，向自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子CAO輸出自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)，向復(fù)位信號(hào)輸出端子RSTO輸出復(fù)位信號(hào)，向時(shí)鐘信號(hào)輸出端子CLKO輸出時(shí)鐘信號(hào)，由此控制自測(cè)試。另外，自測(cè)試控制電路17在開始自測(cè)試后，向延遲電路15輸出信號(hào)，縮短其延遲時(shí)間。
[0027]圖2是本實(shí)施方式的電池裝置的框圖。本實(shí)施方式的電池裝置具備圖1所示的充放電控制電路10a、IOb (…IOn)、串聯(lián)連接的二次電池20a、20b (-20η)、放電控制FET21、充電控制FET22和外部端子EB+以及ΕΒ-。
[0028]二次電池20a以及20b分別經(jīng)由電阻與充放電控制電路IOa以及IOb的端子VDD、VCl?VC5、VSS連接。充電控制信號(hào)輸入端子CTLC與下一級(jí)的充放電控制電路IOx的充電控制信號(hào)輸出端子CO連接。自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸入端子CAI與下一級(jí)的充放電控制電路IOx的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子CAO連接。時(shí)鐘信號(hào)輸出端子CLKO與下一級(jí)的充放電控制電路IOx的時(shí)鐘信號(hào)輸入端子CLKI連接。復(fù)位信號(hào)輸出端子RSTO與下一級(jí)的充放電控制電路IOx的復(fù)位信號(hào)輸入端子RSTI連接。向第一級(jí)的充放電控制電路IOa的復(fù)位信號(hào)輸入端子RSTI輸入用于開始自測(cè)試的復(fù)位信號(hào)，向時(shí)鐘信號(hào)輸入端子CLKI輸入時(shí)鐘信號(hào)。另外，第一級(jí)的充放電控制電路IOa的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子CAO輸出自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)，充電控制信號(hào)輸出端子CO輸出對(duì)充電控制FET22進(jìn)行控制的信號(hào)和表示自測(cè)試結(jié)果的信號(hào)。即，充電控制信號(hào)輸出端子CO具有過(guò)充電檢測(cè)信號(hào)的通信端子和自測(cè)試結(jié)果信號(hào)的通信端子的功能。
[0029]這里，也可以利用來(lái)自外部的信號(hào)在電池裝置的內(nèi)部生成復(fù)位信號(hào)以及時(shí)鐘信號(hào)，還可以從與電池裝置連接的外部設(shè)備供給該復(fù)位信號(hào)以及時(shí)鐘信號(hào)。另外，也可以利用在電池裝置的內(nèi)部設(shè)置的電路來(lái)檢測(cè)所輸出的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)以及自測(cè)試結(jié)果信號(hào)，或者可以直接輸出到與電池裝置連接的外部設(shè)備。
[0030]具備多個(gè)上述這樣的充放電控制電路10的電池裝置具有以如下方式進(jìn)行動(dòng)作來(lái)實(shí)施自測(cè)試的功能。
[0031]圖3是本實(shí)施方式的充放電控制電路以及電池裝置的時(shí)序圖。
[0032]首先，向充放電控制電路IOa的復(fù)位輸入端子RSTI輸入復(fù)位信號(hào)，向時(shí)鐘信號(hào)輸入端子CLKI輸入時(shí)鐘信號(hào)。
[0033]在向復(fù)位輸入端子RSTI輸入了復(fù)位信號(hào)時(shí)，在復(fù)位解除后，充放電控制電路10與時(shí)鐘信號(hào)同步地實(shí)施自測(cè)試。即，時(shí)鐘信號(hào)作為自測(cè)試開始信號(hào)發(fā)揮功能。向復(fù)位輸入端子RSTI輸入的復(fù)位信號(hào)從復(fù)位輸出端子RSTO輸出，向下一級(jí)的充放電控制電路10的復(fù)位輸入端子RSTI輸入。向時(shí)鐘信號(hào)輸入端子CLKI輸入的時(shí)鐘信號(hào)在自測(cè)試結(jié)束之前不從時(shí)鐘信號(hào)輸出端子CLKO輸出。因此，即使輸入復(fù)位信號(hào),下一級(jí)的充放電控制電路10也不實(shí)施自測(cè)試。這樣，充放電控制電路10依次實(shí)施自測(cè)試。
[0034]在復(fù)位信號(hào)解除后，充放電控制電路IOa與時(shí)鐘信號(hào)同步地從自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子CAO輸出自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)。
[0035]該自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)由自測(cè)試控制電路17控制，以能夠根據(jù)波形來(lái)表示哪個(gè)充放電控制電路10處于自測(cè)試狀態(tài)。當(dāng)下一級(jí)的充放電控制電路10成為自測(cè)試狀態(tài)時(shí)，向自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸入端子CAI輸入的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)同樣與時(shí)鐘信號(hào)同步地從自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子CAO輸出自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)。即，波形的變化延遲I個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，由此可根據(jù)第一級(jí)的充放電控制電路IOa輸出的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)，來(lái)檢測(cè)第幾級(jí)的充放電控制電路10正在實(shí)施自測(cè)試。
[0036]成為自測(cè)試狀態(tài)的充放電控制電路IOa利用自測(cè)試控制電路17依次控制上拉/下拉電路Ila?lie。
[0037]本實(shí)施方式的充放電控制電路10例如使上拉/下拉電路Ila與端子VC2連接，使上拉/下拉電路Ilb和Ilc與端子VC3連接，使上拉/下拉電路Ild與端子VC4連接，使上拉/下拉電路Ile與端子VC5連接。如果測(cè)試全部的比較電路14a?14e，則上拉/下拉電路能夠以任意的方式進(jìn)行配置，而不限于此實(shí)施方式。[0038]開始自測(cè)試后，與最初的時(shí)鐘信號(hào)同步地從自測(cè)試控制電路17輸出電壓Vila，上拉/下拉電路Ila對(duì)端子VC2的電壓進(jìn)行下拉。這里，以使端子VCl與端子VC2之間的電壓大于比較電路14a的檢測(cè)電壓的方式設(shè)計(jì)電流源的電流值。因此，比較電路14a在正常時(shí)輸出檢測(cè)電壓H，在異常時(shí)不輸出檢測(cè)電壓H。另外，與下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)同步地從自測(cè)試控制電路17輸出電壓Vllb，上拉/下拉電路Ilb對(duì)端子VC3的電壓進(jìn)行下拉。
[0039]這樣，與時(shí)鐘信號(hào)同步地測(cè)試全部比較電路14a?14e，從充電控制信號(hào)輸出端子CO輸出其結(jié)果。
[0040]自測(cè)試結(jié)束后，與最后的時(shí)鐘信號(hào)同步地從復(fù)位輸出端子RSTO輸出復(fù)位信號(hào)，向充放電控制電路IOb的復(fù)位輸入端子RSTI輸入。然后，從下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)開始，經(jīng)由時(shí)鐘信號(hào)輸出端子CLKO向充放電控制電路IOb的時(shí)鐘信號(hào)輸入端子CLKI輸入。被輸入了復(fù)位信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的充放電控制電路IOb與時(shí)鐘信號(hào)同步地開始自測(cè)試。這里，雖然再次向充放電控制電路IOb輸入了復(fù)位信號(hào)，但已通過(guò)最初的復(fù)位信號(hào)而成為自測(cè)試狀態(tài)，所以只要不是特別需要，則可以刪除此功能。
[0041]充放電控制電路IOb與最初的時(shí)鐘信號(hào)同步地從自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子CAO向充放電控制電路IOa的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸入端子CAI輸出自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)。充放電控制電路IOa利用下一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)使從充放電控制電路IOb輸入的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)變化，從自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子CAO輸出波形變化延遲了 I個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)。
[0042]如以上這樣，充放電控制電路IOa?IOn依次實(shí)施自測(cè)試，輸出自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)和檢測(cè)結(jié)果。因此，可在電池裝置內(nèi)或利用外部連接的電子設(shè)備檢測(cè)這些信號(hào)，由此能夠測(cè)試充放電控制電路IOa?IOn的全部電壓檢測(cè)電路。
[0043]關(guān)于在本實(shí)施方式的電池裝置中設(shè)置的充放電保護(hù)電路，如所記載的充放電控制電路IOa?IOn那樣，通過(guò)適當(dāng)設(shè)定圖3的時(shí)序圖所示的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)的位數(shù)，而沒(méi)有限制。
[0044]如上所述，如果采用本實(shí)施方式的充放電保護(hù)電路，則能夠提供不需要復(fù)雜的測(cè)試裝置、具備自測(cè)試功能的電池裝置。
[0045]此外，雖未圖示，但在沒(méi)有進(jìn)行自測(cè)試時(shí)，可使上拉/下拉電路Ila?lie或自測(cè)試控制電路17等與自測(cè)試的通信相關(guān)的電路降低功率，從而使通常動(dòng)作時(shí)的功耗不增加。
[0046]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0047]10、10a、10b充放電控制電路
[0048]20a、20b 二次電池
[0049]I Ia?e上拉/下拉電路
[0050]12a?e分壓電路
[0051]13a?e基準(zhǔn)電壓電路
[0052]14a?e比較電路
[0053]15延遲電路
[0054]16C0控制電路
[0055]17自測(cè)試控制電路
【權(quán)利要求】
1.一種充放電控制電路，其控制串聯(lián)連接的多個(gè)二次電池的充放電，其特征在于，該充放電控制電路具備: 電壓檢測(cè)電路，其分別設(shè)置在連接所述二次電池的端子處； 檢測(cè)信號(hào)輸出端子，其輸出所述電壓檢測(cè)電路的檢測(cè)信號(hào)；以及 自測(cè)試電路，其在接收到自測(cè)試開始信號(hào)之后，對(duì)所述電壓檢測(cè)電路的功能進(jìn)行自測(cè)試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的充放電控制電路，其特征在于， 所述自測(cè)試電路具備: 上拉/下拉電路，其設(shè)置在連接所述二次電池的端子處；以及 自測(cè)試控制電路，其控制所述上拉/下拉電路而進(jìn)行所述電壓檢測(cè)電路的測(cè)試。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的充放電控制電路，其特征在于， 所述充放電控制電路具備自測(cè)試開始信號(hào)輸入端子和自測(cè)試開始信號(hào)輸出端子，在從所述自測(cè)試開始信號(hào)輸入端子輸入所述自測(cè)試開始信號(hào)后，所述自測(cè)試控制電路開始自測(cè)試， 在自測(cè)試結(jié)束后，向所述自測(cè)試開始信號(hào)輸出端子輸出所述自測(cè)試開始信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的充放電控制電路，其特征在于， 所述充放電控制電路具備自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸入端子和自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子，所述自測(cè)試控制電路向所述自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子輸出表示自測(cè)試的狀態(tài)的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)和輸入到所述自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸入端子的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的充放電控制電路，其特征在于， 所述自測(cè)試控制電路使所述自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸入端子接收到的自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)延遲規(guī)定時(shí)間，然后，輸出至所述自測(cè)試狀態(tài)信號(hào)輸出端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中的任意一項(xiàng)所述的充放電控制電路,其特征在于， 所述充放電控制電路具備自測(cè)試結(jié)果信號(hào)輸入端子、自測(cè)試結(jié)果信號(hào)輸出端子和自測(cè)試結(jié)果通信電路， 所述自測(cè)試結(jié)果通信電路從所述自測(cè)試結(jié)果信號(hào)輸出端子輸出從所述電壓檢測(cè)電路輸出的表示自測(cè)試的結(jié)果的自測(cè)試結(jié)果信號(hào)和由所述自測(cè)試結(jié)果信號(hào)輸入端子接收到的自測(cè)試結(jié)果信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的充放電控制電路，其特征在于， 在所述充放電控制電路中，所述檢測(cè)信號(hào)輸出端子兼作所述自測(cè)試結(jié)果信號(hào)輸出端子，在所述電壓檢測(cè)電路與所述檢測(cè)信號(hào)輸出端子之間具有延遲電路， 所述自測(cè)試控制電路在自測(cè)試的期間縮短所述延遲電路的延遲時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求2~7中的任意一項(xiàng)所述的充放電控制電路，其特征在于， 所述充放電控制電路在沒(méi)有實(shí)施自測(cè)試的通常動(dòng)作時(shí)，至少使所述上拉/下拉電路停止動(dòng)作以不消耗電流。
9.一種電池裝置，其特征在于，該電池裝置具備: 多個(gè)級(jí)聯(lián)連接的權(quán)利要求1~8中的任意一項(xiàng)所述的充放電控制電路；以及 與所述充放電控制電路連接的多個(gè)二次電池。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104025417SQ201280058077
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月29日
【發(fā)明者】櫻井敦司, 佐野和亮 申請(qǐng)人:精工電子有限公司