过电流检测电路及其延迟电路制造技术

本发明专利技术涉及保护锂离子电池等的可充电电池保护电路，尤其涉及该充电电池保护电路的延迟电路。本发明专利技术要解决的问题是，在具有延迟电路的过电流检测电路中，在延迟电路的延迟时间内，一旦因短路而流过大的电流时，大的电流流过放电控制开关会损坏放电控制开关。本发明专利技术的技术方案是，在具有延迟电路（２５）、控制放电控制开关（１１３）的接通时间的过电流检测电路（２０ａ）中，延迟电路（２５）具有通过使延迟时间连续模拟地变化，对放电控制开关（１１３）的急剧的状态变化予以响应，能够迅速地使该放电控制开关（１１３）处于断开状态的结构。这样可防止大电流长时间流过放电控制开关（１１３），从而可防止该放电控制开关（１１３）的损坏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及保护锂离子电池等能够充电的充电电池的充电电池保护电路，尤其是涉及用于该充电电池保护电路的延迟电路。
技术介绍
一般，这种充电电池的保护电路是与充电电池一起被收放在具有正极端子和负极端子的电池单元(电池组)内。在使用之际，在电池单元的正极端子和负极端子之间连接有作为负载的照相机等装置。这样，负载被连接到电池单元时，电池单元内的充电电池就处于放电状态，驱动负载使之工作。另一方面，在对电池单元内的充电电池进行充电之际，充电器被连接在电池单元的正极端子和负极端子之间，充电电池处于充电的状态。在这里，在被收放在电池单元内的充电电池上根据各种装置而连接有镍镉电池、镍汞电池、锂离子电池等各种电池。其中，当镍镉电池和镍汞电池在电池容量未使用到为0就充电的话，即，当重复浅的放电·充电时，具有电池能力会降低这样的特性。这样，将由于重复浅的放电·充电导致电池能力下降的效应称之为记忆效应。另一方面，锂离子电池没有上述的记忆效应，虽然作为充电电池很理想，但一旦因过放电使电池电压比规定电压更低时，电池的构成物质变质，变成过放电状态而使电池寿命就变短。另外，在锂离子电池中，利用充电器充电的过程中，即使达到充满电的状态、电池电压还持续上升，往往成为过充电状态。这样，一旦成为过充电状态，在锂离子电池中，因锂金属的析出电极间就有可能发生短路。还有，当锂离子电池的正极端子和负极端子之间处于短路状态时，则往往流过很大的放电电流，成为过电流状态。在电池单元里和充电电池一起装入的充电电池保护电路，特别是锂离子电池用的充电电池保护电路具有保护充电电池的功能，它检测上述的过充电状态、过放电状态、及过电流状态，一旦分别检测出这些状态时，则通过断开充电电流及放电电流来进行保护。因此，充电电池保护电路具有过充电检测电路、过放电检测电路、及过电流检测电路。另一方面，在充电中或放电中，在短时间内，电流或电压有时因某种原因而有很大的变动。即使发生上述短时间内的瞬时变动，实际上，由于不会成为过充电、过放电、或过电流状态，因而`，有必要预先将过充电检测电路、过放电检测电路、及过电流检测电路置于不因这样的短时间的电流、电压的变动而动作的状态。为此，在这些过充电检测电路、过放电检测电路、及过电流检测电路中分别设置了处于不感应状态的不感应时间设定电路，即、为了实现不因电流、电压的短时间变动而进行保护动作，使各检测电路仅在一定时间处于不动作状态。具体地说，作为这些不感应时间设定电路而设置了延迟电路，上述的一定时间被设定为延迟电路的延迟时间。在这些充电电池保护电路的过充电检测电路、过放电检测电路、及过电流检测电路中，作为用于过电流检测电路的延迟电路有专利文献1-日本专利申请2002-309470说明书中所记载的延迟电路。所提出的延迟电路具有以下结构，当检测过电流时，来自时钟振荡器的时钟信号就开始计数，对时钟信号计数到规定的值，即使计数到规定的值还检测到过电流的话，就输出有效检测信号。这时，过电流检测电路通过被连接到检测流过作为负载被连接到电池单元的装置的负载电流的电阻，利用过电流检测电路检测出该电阻的两端电压，来控制延迟时间。在该结构中，即使过电流的检测信号有瞬时的变动，也能够正确地计数直到规定的值。参照图6，所示的是现有的被设置在含有锂离子电池等充电电池的电池单元内的过电流检测电路10的其它的例子。图示的电池单元11具有作为输出端口的正极端子101和负极端子102，在该正极端子101和负极端子102之间放电时连接有照相机等负载，充电时连接有充电器。图示的电池单元11的特征仅在于过电流检测电路10、锂离子电池等充电电池11、电流检测电阻112、及放电控制开关113，然而，实际上，在过电流检测电路10之外，在电池单元11内还设置有未图示的过放电检测电路及过充电检测电路。为了简化说明，这些过放电检测电路及过充电检测电路在图6中省略了。在电池单元11的正极端子101上连接有构成放电控制开关113的P通道FET的漏极，在其源极连接有充电电池111的阴极。另一方面，在充电电池111的阳极和负极端子102之间连接有电流检测电阻112，在该电流检测电阻112的两端连接有过电流检测电路10。具体地说，过电流检测电路10是由过电流检测部20和设定了规定的延迟时间的延迟电路21所构成，过电流检测部20被连接在电流检测电阻112的两端，由过电流检测部20检测因流过该电流检测电阻112的电流所产生的电压降。过电流检测部20具有将阈值电压设定为基准电压的电压比较器，在该电压比较器中，将电流检测电阻112两端的电压降与基准电压进行比较。在本例中，电流检测电阻112两端的电压降比基准电压更小时，电压比较器就向延迟电路21输出逻辑“0”的电平的输出信号，另一方面，电流检测电阻112两端的电压降比基准电压更大时，判定为过电流，就向延迟电路21输出逻辑“1”的电平的输出信号。在这里，在电池单元的正极端子101和负极端子102之间连接有负载，充电电池111处于放电的状态。在该状态，过电流检测部20向延迟电路21输出逻辑“0”的电平的输出信号，来自延迟电路21的低电平信号被供给构成放电开关113的P通道FET。结果，在没有检测到过电流的状态下，放电控制开关113处于接通的状态。另一方面，当流过负载的电流变大，电流检测电阻112两端的电压降超过阈值时，过电流检测部20就以高电平信号为输出信号输出到延迟电路。延迟电路21，即使在经过了规定的延迟时间的时刻还得到来自过电流检测部20的高电平信号时，就通过将高电平信号输出到放电控制开关113，使放电控制开关113处于断开状态，结果放电就停止。这样，延迟电路21进行监视过电流状态在规定的延迟时间内延续的动作。通过设置该延迟电路21，只要在未达到规定延迟时间的时间内，即使产生暂时的过电流状态，延迟电路21也不将高电平信号输出到放电控制开关113。换句话说，只要是过电流状态在规定的延迟时间时内延续的情况下，放电控制开关113处于断开的状态。在该结构中，即使过电流状态持续短时间，由于放电控制开关113不处于接通的状态，因而能够防止误检测出暂时产生的过电流。这种作为负载连接在电池单元上的装置负载，在装置工作时和不工作时之间变动很大，结果，具有在放电状态流过负载的电流的变动也很大的倾向，在极端的情况下，在正极端子和负极端子之间还会有短路。图6所示的电流检测电阻112的电阻值，可以预测到因放电控制开关113产生的损失问题，以便于抑制因电流检测电阻112引起的损失。另一方面，图6所示的延迟电路的延迟时间与负载电流的大小无关是一定的。这样，在使用具有一定的延迟时间的延迟电路时，在一定的延迟时间内，大的负载电流瞬间地流过构成电池单元的放电控制开关113的FET。结果，对构成该放电控制开关113的FET产生坏的影响，根据情况的不同，有时还会导致FET的损坏。参照图7具体说明上述之点。图7表示图6所示的过电流检测电路10的特性，图7中，横轴表示流过电流检测电阻112的电流I，纵轴表示延迟电路21的延迟时间T。从图中可以清楚看出，当流过电流检测电阻112的电流I超过设定电流水准Id时，延迟电路21具有仅使过电流检测部20的输出延迟一定的延迟时间Td的特性。还有，流过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种过电流检测电路，其特征在于，在设置了具有一对输入输出端口、充电电池、连接在上述一对输入输出端口的一个端口和上述充电电池的一个电极之间的放电控制开关、连接在上述一对输入输出端口的另一个端口和上述充电电池的另一个电极之间的电流检测电阻的电池单元的过电流检测电路中，具有：连接在上述电流检测电阻的两端、将该电流检测电阻的两端电压与规定的基准电压进行比较并输出比较结果的过电流检测部；当上述电流检测电阻的两端电压显示超过上述基准电压的信号作为上述比较结果被给出时，就使该比较结果仅延迟规定的延迟时间，当超过该规定延迟时间、上述两端电压超过上述基准电压时，就使上述放电开关断开的延迟电路；上述延迟电路具有监视在上述放电控制开关的接通电阻的两端所产生的电压降的监视装置；和具有因上述接通电阻中流过的电流所产生的上述接通电阻间的电压降超过规定的电压时，延迟时间具有随着流过上述接通电阻中的电流变大而从上述规定的延迟时间模拟地减少的特性的模拟延迟部。

【技术特征摘要】
JP 2003-1-22 2003-0130851.一种过电流检测电路，其特征在于，在设置了具有一对输入输出端口、充电电池、连接在上述一对输入输出端口的一个端口和上述充电电池的一个电极之间的放电控制开关、连接在上述一对输入输出端口的另一个端口和上述充电电池的另一个电极之间的电流检测电阻的电池单元的过电流检测电路中，具有连接在上述电流检测电阻的两端、将该电流检测电阻的两端电压与规定的基准电压进行比较并输出比较结果的过电流检测部；当上述电流检测电阻的两端电压显示超过上述基准电压的信号作为上述比较结果被给出时，就使该比较结果仅延迟规定的延迟时间，当超过该规定延迟时间、上述两端电压超过上述基准电压时，就使上述放电开关断开的延迟电路；上述延迟电路具有监视在上述放电控制开关的接通电阻的两端所产生的电压降的监视装置；和具有因上述接通电阻中流过的电流所产生的上述接通电阻间的电压降超过规定的电压时，延迟时间具有随着流过上述接通电阻中的电流变大而从上述规定的延迟时间模拟地减少的特性的模拟延迟部。2.如权利要求1所述的过电流检测电路，其特征在于，上述监视装置由连接在上述放电控制开关两端的、输出与上述接通电阻的电压降相应的电流的差动电路所构成；另一方面，上述模拟延迟部具有，由来自上述差动电路的电流进行电流控制的电流源，与该电流源串连的电容，及将该电流源和电容的共同连接点的电压与预定的电压进行比较的比较电路。3.如权利要求1或2所述的过电流检测电路，其特征在于，上述放电开关由FET构成。4.一种电池单元，其特征在于，具有一对输入输出端口、充电电池、连接在上述一对输入输出端口的一个端口和上述充电电池的一个电极之间的放电控制开关、连接在上述一对输入输出端口的另一个端口和上述充电电池的另一个电极之间的电流检测电阻；连接在上述电流检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：川越治，德丸泰博，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]