二次電池保護(hù)電路及電池裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用在基板上設(shè)置發(fā)熱電阻器和熔絲元件的保護(hù)元件或控制開關(guān)來防止電池組的過充電和過電流的二次電池保護(hù)電路及電池裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著便攜電話、筆記本電腦等移動(dòng)電子設(shè)備的普及，鋰離子二次電池的市場同時(shí)得到擴(kuò)大。在這些移動(dòng)電子設(shè)備中，作為電源，通常使用串聯(lián)連接一個(gè)至復(fù)數(shù)個(gè)鋰離子二次電池的電池組。在這樣的電池組中，如果鋰離子二次電池在充電時(shí)處于過充電，就有可能出現(xiàn)起火、冒煙，為了防止此情況而設(shè)置二次電池保護(hù)電路。
[0003]該二次電池保護(hù)電路保護(hù)鋰離子二次電池免受過電流和過充電兩者的破壞。二次電池保護(hù)電路由在基板上設(shè)置發(fā)熱電阻器和熔絲元件的保護(hù)元件、檢測過充電的過充電檢測裝置、和使電流流過保護(hù)元件的控制開關(guān)構(gòu)成。該二次電池保護(hù)電路在過電流時(shí)熔斷熔絲元件，保護(hù)二次電池免受過電流破壞。在過充電時(shí)過充電檢測裝置檢測二次電池的過充電，使控制開關(guān)導(dǎo)通。而且，使電流流過發(fā)熱電阻器，以產(chǎn)生的熱熔斷熔絲元件，從而保護(hù)二次電池免受過充電破壞。
[0004]另外，也有以多個(gè)控制開關(guān)構(gòu)成二次電池保護(hù)電路的充放電控制的情況。除了二次電池保護(hù)電路和充電控制開關(guān)、放電控制開關(guān)之外，還用過充電檢測裝置和充電控制開關(guān)來進(jìn)行鋰離子二次電池的保護(hù)。
[0005]過充電檢測裝置監(jiān)視鋰離子二次電池的電壓并僅在過充電檢測時(shí)動(dòng)作即可。因此，在過充電檢測裝置內(nèi)設(shè)置備用電路，在其他二次電池保護(hù)電路成為過放電狀態(tài)或放電過電流狀態(tài)的情況下使得消耗電流減小，從而以低功耗實(shí)現(xiàn)鋰離子二次電池的過充電保護(hù)(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2012 — 65392號公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，在過充電檢測裝置內(nèi)設(shè)置備用電路，在成為過放電狀態(tài)或放電過電流狀態(tài)的情況下使得消耗電流減小。因此，當(dāng)其他二次電池保護(hù)電路未處于過放電狀態(tài)或放電過電流狀態(tài)時(shí)，過充電檢測電路進(jìn)行動(dòng)作，消耗電力。過充電檢測電路只要在鋰離子二次電池成為過充電時(shí)動(dòng)作即可，但是存在除此以外的通常動(dòng)作時(shí)消耗電力這一課題。
[0008]本發(fā)明為解決以上那樣的課題而設(shè)計(jì)，目的在于實(shí)現(xiàn)除了鋰離子二次電池處于過充電時(shí)以外，能夠處于減小過充電檢測裝置的消耗電流的狀態(tài)的過充電檢測裝置，從而提供低功耗且安全的二次電池保護(hù)電路及電池裝置。
[0009]為了解決現(xiàn)有的課題，在本發(fā)明中設(shè)置具有與過充電檢測電路的檢測電壓閾值相同或在其附近比該檢測電壓閾值低的檢測電壓閾值的第2檢測電路，在二次電池的電壓不足第2檢測電路的檢測電壓閾值的情況下，使過充電檢測電路及其他的電路處于不消耗電力的狀態(tài)。
[0010]依據(jù)本發(fā)明的二次電池保護(hù)電路，除了鋰離子二次電池處于過充電時(shí)以外，能夠減小過充電檢測裝置的消耗電流，因此能夠提供低功耗且安全的二次電池保護(hù)電路及電池
目.0
【附圖說明】
[0011]圖1是第一實(shí)施方式的電池裝置的電路圖。
[0012]圖2是第二實(shí)施方式的電池裝置的電路圖。
[0013]圖3是第三實(shí)施方式的電池裝置的電路圖。
[0014]圖4是第四實(shí)施方式的電池裝置的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下，參照附圖，對本實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0016]<第一實(shí)施方式>
圖1是第一實(shí)施方式的電池裝置的電路圖。
[0017]第一實(shí)施方式的電池裝置由二次電池11和二次電池保護(hù)電路12構(gòu)成。二次電池保護(hù)電路12由電阻13、電容14、過充電檢測裝置15、Nch控制開關(guān)16、保護(hù)元件17、外部端子18、19構(gòu)成。保護(hù)元件17在基板上設(shè)有發(fā)熱電阻器和熔絲元件，熔絲元件因發(fā)熱電阻器通電發(fā)熱而熔斷。
[0018]過充電檢測裝置15由正極電源端子20、負(fù)極電源端子21、輸出端子22、過充電檢測電路24、第2檢測電路23、控制電路25、振蕩電路26、輸出電路27、開關(guān)28、29、30構(gòu)成。
[0019]二次電池11的正極與保護(hù)元件17的熔絲元件、電阻13的一個(gè)端子連接，負(fù)極與電容14的一個(gè)端子、負(fù)極電源端子21、Nch控制開關(guān)16的源極及背柵極、外部端子19連接。保護(hù)元件17的熔絲元件的另一個(gè)端子與外部端子18連接。正極電源端子20與電阻13和電容14的另一個(gè)端子連接。輸出端子22與Nch控制開關(guān)16的柵極連接，Nch控制開關(guān)16的漏極與保護(hù)元件17的發(fā)熱電阻器連接。另外，過充電檢測裝置15的內(nèi)部，在正極電源端子20與負(fù)極電源端子21之間有過充電檢測電路24、第2檢測電路23、控制電路25、振蕩電路26、輸出電路27，但是過充電檢測電路24、振蕩電路26、輸出電路27分別經(jīng)由開關(guān)與正極電源端子20連接。此外，開關(guān)也可以設(shè)在負(fù)極電源端子21偵U。
[0020]接著，對第一實(shí)施方式的電池裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0021]當(dāng)二次電池11的電壓為由過充電檢測電路24設(shè)定的過充電檢測電壓以下時(shí)，輸出電路27輸出負(fù)極電源端子電位，使Nch控制開關(guān)16截止。在該情況下，如果在外部端子18、19連接負(fù)載或充電器，就能使電流流過，處于能夠充放電的狀態(tài)。
[0022]第2檢測電路23的檢測電壓為過充電檢測電壓以下，盡量設(shè)定為較高的電壓。
[0023]在二次電池11的電壓較高且為第2檢測電路23的檢測電壓以上的情況下，使開關(guān)28、29、30導(dǎo)通，啟動(dòng)過充電檢測電路24、振蕩電路29、輸出電路27。進(jìn)而二次電池11的電壓上升，且大于過充電檢測電壓時(shí)，過充電檢測電路24輸出檢測信號，從過充電檢測裝置15的輸出端子22輸出正極電源端子電位，使Nch控制開關(guān)16導(dǎo)通。而且，使電流流過保護(hù)元件17的發(fā)熱電阻器，以產(chǎn)生的熱熔斷保護(hù)元件17的熔絲元件，從而保護(hù)二次電池11免受過充電破壞。
[0024]在第2檢測電路23未檢測到設(shè)定電壓的情況下，控制電路25使開關(guān)28、29、30截止。在該狀態(tài)的情況下，使得從輸出端子22輸出負(fù)極電源端子電位。通過這樣能夠在使用二次電池11的大多狀況下，減小過充電檢測裝置15的功耗。
[0025]如以上那樣，實(shí)現(xiàn)除了在鋰離子二次電池成為過充電時(shí)以外，能夠處于減小過充電檢測裝置的消耗電流的狀態(tài)的過充電檢測裝置，從而能夠提供低功耗且安全的二次電池保護(hù)電路及電池裝置。
[0026]<第二實(shí)施方式>
圖2是第二實(shí)施方式的電池裝置的電路圖。
[0027]第二實(shí)施方式的電池裝置由二次電池11和二次電池保護(hù)電路12構(gòu)成。二次電池保護(hù)電路12由電阻13、電容14、過充電檢測裝置31、Pch控制開關(guān)32、保護(hù)元件17、外部端子18、19構(gòu)成。保護(hù)元件17在基板上設(shè)有發(fā)熱電阻器和熔絲元件，熔絲元件因發(fā)熱電阻器通電發(fā)熱而熔斷。
[0028]過充電檢測裝置31由正極電源端子20、負(fù)極電源端子21、輸出端子22、過充電檢測電路24、第2檢測電路23、控制電路25、振蕩電路26、輸出電路33、開關(guān)28、29、30構(gòu)成。
[0029]二次電池11的負(fù)極與保護(hù)元件17的熔絲元件和電阻13的一個(gè)端子連接，正極與電容14的一個(gè)端子、正極電源端子20、Pch控制開關(guān)32的源極及背柵極、外部端子18連接。保護(hù)元件17的熔絲元件的另一個(gè)端子與外部端子19連接。負(fù)極電源端子21與電阻13和電容14的另一個(gè)端子連接。輸出端子22與Pch控制開關(guān)32的柵極連接，Pch控制開關(guān)32的漏極向保護(hù)元件17的發(fā)熱電阻器連接。另外，過充電檢測裝置31的內(nèi)部，在正極電源端子20與負(fù)極電源端子21之間有過充電檢測電路24、第2檢測電路23、控制電路25、振蕩電路26、輸出電路33，但是過充電檢測電路24、振蕩電路26、輸出電路33分別經(jīng)由開關(guān)與正極電源端子20連接。此外，開關(guān)也可以設(shè)在負(fù)極電源端子21偵U。
[0030]接著，對第二實(shí)施方式的電池裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。
[0031]當(dāng)二次電池11的電壓為由過充電檢測電路24設(shè)定的過充電檢測電壓以下時(shí)，輸出電路33輸出正極電源端子電位，使Pch控制開關(guān)32截止。在該情況下，如果在外部端子18、19連接負(fù)載或充電器，就能使電流流過，處于能夠充放電的狀態(tài)。
[0032]第2檢測電路23的檢測電壓為過充電檢測電壓以下，盡量設(shè)定為較高的電壓。
[0033]在二次電池11的電壓較高且為第2檢測電路23的檢測電壓以上的情況下，使開關(guān)28、29、30導(dǎo)通，啟動(dòng)過充電檢測電路24、振蕩電路29、輸出電路33。進(jìn)而二次電池11的電壓上升，并大于過充電檢測電壓時(shí)，過充電檢測電路24輸出檢測信號，從過充電檢測裝置31的輸出端子22輸出負(fù)極電源端子電位，使Pch控制開關(guān)32導(dǎo)通。而且，使電流流過保護(hù)元件17的發(fā)熱電阻器，以產(chǎn)生的熱熔斷保護(hù)元件17的熔絲元件，從而保護(hù)二次電池1