带保护功能的充电控制装置和电池组制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种带保护功能的充电控制装置和电池组。充电控制装置具有：充电控制电路，其控制成在检测到连接有充电用电源时使充电用晶体管流过充电电流；第一和第二控制用开关元件，其以串联形态连接在二次电池的一个端子与外部端子之间；保护电路，在二次电池成为过放电状态时，使第一控制用开关元件截止从而不流过放电电流，在成为深放电状态时，使第二控制用开关元件截止，保护电路在二次电池成为了深放电状态时将充电禁止信号发送到充电控制电路，充电控制电路在收到了充电禁止信号的期间内即使检测到连接有充电用电源也使充电用晶体管处于截止状态从而不流过充电电流。

【技术实现步骤摘要】
带保护功能的充电控制装置和电池组
本专利技术涉及具有针对过充电和过放电等的保护功能的二次电池的充电控制装置，涉及例如用于内置于锂离子电池组的充电控制装置和充电控制用半导体集成电路的有效技术。
技术介绍
对于锂离子电池等二次电池，若发生过充电或过放电，则电池寿命缩短，因此，以往在便携电话等的二次电池中，将电池单体和具有针对过充电和过放电等的保护功能的保护用半导体集成电路（以下称为保护IC）内置于一个容器的电池组。并且，在使用这样的电池组的情况下，在主体设备侧设置有充电控制用半导体集成电路（以下称为充电控制IC），该充电控制IC用于利用来自AC适配器等直流电源（充电用电源）的电压对二次电池进行充电。这样，作为与由保护IC和充电控制IC构成的充电控制装置相关的专利技术，有例如专利文献1所公开的专利技术。另外，对于电池组还提出了内置有保护IC和充电控制IC的专利技术（专利文献2）。专利文献1：日本特开2000-92735号公报（专利第4003311号）专利文献2：日本特开2004-296165号公报图5表示了充电控制装置的构成示例，该充电控制装置具备：内置有保护IC的以往的电池组；以及对该电池组进行充电的充电控制IC。在图5的电池组100中，除了具备针对过充电和过放电等的保护功能的保护IC11’之外，在连接有充电用电源（AC适配器）的端子P-与二次电池20的负极侧端子B-之间，以串联形态设置有充电控制用FET（场效应晶体管）13和放电控制用FET14，保护IC11’在充电开始后电池电压处于预定的电压（在锂离子电池的情况下，为大约4.275V）以上时，使充电控制用FET13处于截止状态。另外，保护IC11’在检测到过放电状态（在锂离子电池的情况下，为大约2.3V以下）时使放电控制用FET14成为截止状态，由此，保护二次电池避免过放电。另外，此时为了能够充电，使充电控制用FET13处于导通状态。另一方面，充电控制IC30具备：充电用晶体管31；以及用于监视电压输入端子V+的电压来检测是否连接有AC适配器的比较器32，在检测到连接有AC适配器时使充电用晶体管31导通，开始对电池组20的充电。另外，在充电控制中使外接的LED点亮来报知处于充电中。另外，如专利文献1所记载，在充电开始后，在电池电压达到了预定的电压（锂离子电池的情况下，为大约4.2V）时，从保护IC11’向充电控制IC30发送信号，充电控制IC30将控制从恒流充电切换到恒压充电。另外，以往一般是在保护IC11’检测到电池的过放电而使放电控制用FET14截止的状态下，在充电装置与充电用电源（AC适配器）连接的情况下使放电控制用FET14截止直到通过预备充电而使得二次电池的电压恢复（在锂离子电池的情况下直到返回至大约2.3V），在此期间，通过在放电控制用FET14的源极-漏极之间寄生的基体二极管14d而流过电流进行了充电。然而，在这样的控制的情况下，放电控制用FET14的基体二极管14d的导通电阻大于FET的沟道的导通电阻，因此，具有在充电开始初期产生电力损失（发热）的问题。另外，对于锂离子电池，当电池电压达到深放电区域（例如，大约1.0V以下）时，有时由于金属锂的析出而引起内部短路，因此当在这样的状态下（深放电状态）对二次电池进行充电时，二次电池有可能受损。因此，充电控制IC要求具有对于深放电状态的二次电池不进行充电这样的功能。但是，放电控制用FET14成为了截止状态的电池组无法从外部看到单电池（unitcell）的电压。因此，充电控制IC无法直接知道二次电池是处于深放电状态还是处于深放电状态之前的过放电状态。因此，大多在充电控制IC30中排入了一边判定电池是正常还是异常一边渐渐进行充电的称为电池唤醒、救济充电以及强制充电等的功能（正式充电前的充电流程）。但是，基于该充电流程的充电即使在二次电池处于放电状态时在充电开始初期也只流过很小的电流，因此非常耗费时间，并且流程复杂，因此，存在IC的规模增大导致成本升高的问题。
技术实现思路
本专利技术是在上述这样的背景下完成的，其目的在于提供一种充电控制装置和充电控制用半导体集成电路，其无需在充电流程中排入正式充电前的充电流程，具有对处于深放电状态的二次电池不进行充电的功能，能够在比较短的时间内开始快速充电。另外，本专利技术的另一目的在于提供一种充电控制装置和充电控制用半导体集成电路，其能够避免在对放电状态的二次电池开始充电的初期发生电力损失（发热）。为了达成上述目的，本专利技术提供一种带保护功能的充电控制装置，其特征在于，具有：充电用晶体管，其用于使充电电流流向二次电池；充电控制电路，其控制成在检测到连接有充电用电源的情况下使所述充电用晶体管流过充电电流；第一控制用开关元件和第二控制用开关元件，其以串联形态连接在所述二次电池的一个端子与外部端子之间；以及保护电路，在所述二次电池成为了过放电状态的时候，该保护电路使所述第一控制用开关元件截止从而不流过放电电流，在所述二次电池成为了深放电状态的时候，该保护电路使所述第二控制用开关元件截止从而不流入充电电流，所述保护电路在所述二次电池成为了深放电状态时将充电禁止信号发送到所述充电控制电路，所述充电控制电路在收到了所述充电禁止信号的期间内即使检测到连接有充电用电源也使所述充电用晶体管处于截止状态从而不流过充电电流。通过上述结构，充电控制电路如果没有收到来自保护电路的充电禁止信号，则当检测到连接有充电用电源时能够使充电用晶体管处于导通状态来使充电电流流过，因此在具有禁止对处于深放电状态的二次电池充电的功能的保护电路的情况下，也无需在充电控制装置中排入一边判定电池是正常还是异常一边渐渐进行充电的正式充电前的充电流程就能够开始充电。另外，优选的是，所述充电控制电路能够进行基于恒流的充电控制和基于恒压的充电控制，所述充电控制电路在没有收到所述充电禁止信号的状态下，在检测到连接有充电用电源时开始基于恒流的充电控制，当所述二次电池的电压达到预定电位以上时，切换到基于恒压的充电控制。由此，如果二次电池不是深放电状态，充电控制电路能够直接开始充电，能够缩短总的充电所需时间，并且，如果二次电池处于深放电状态则充电控制电路不开始充电，因此，能够避免深放电状态的二次电池的劣化。进一步优选的是，所述充电控制电路在检测到连接有充电用电源的情况下向所述保护电路发送连接检测信号，所述保护电路在所述二次电池成为了过放电状态仍接收到了所述连接检测信号时，使所述第一控制用开关元件处于导通状态。由此，在第一控制用开关元件导通的状态下，能够消除通过寄生于该元件的基体二极管流过充电电流的期间，能够避免在充电刚开始后产生电力损失。另外，优选的是，所述充电控制电路和所述保护电路作为半导体集成电路而形成在一个半导体芯片上。由此，能够容易地将充电控制装置和电池单体收纳到一个容器中而构成为电池组。并且，在充电控制电路和保护电路之间收发充电禁止信号或连接检测信号的情况下，不需要设置专用的外部端子，因此，能够避免伴随着充电控制装置的高性能化的外部端子数的增加。另外，优选的是构成一种电池组，该电池组通过将具有上述结构的充电控制装置、以及与该充电控制装置连接的电池单体容纳在一个容器中而构成。根据该电池组，无需排入一边判定电池是正常还是异常一边渐渐充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带保护功能的充电控制装置，其特征在于，具有：充电用晶体管，其用于使充电电流流向二次电池；充电控制电路，其控制成在检测到连接有充电用电源的情况下使所述充电用晶体管流过充电电流；第一控制用开关元件和第二控制用开关元件，其以串联形态连接在所述二次电池的一个端子与外部端子之间；以及保护电路，在所述二次电池成为了过放电状态的时候，该保护电路使所述第一控制用开关元件截止从而不流过放电电流，在所述二次电池成为了深放电状态的时候，该保护电路使所述第二控制用开关元件截止从而不流入充电电流，所述保护电路在所述二次电池成为了深放电状态时将充电禁止信号发送到所述充电控制电路，所述充电控制电路在收到了所述充电禁止信号的期间内即使检测到连接有充电用电源也使所述充电用晶体管处于截止状态从而不流过充电电流。

【技术特征摘要】
2012.01.25 JP 2012-0133931.一种带保护功能的充电控制装置，其特征在于，具有：充电用晶体管，其用于使充电电流流向二次电池；充电控制电路，其控制成在检测到连接有充电用电源的情况下使所述充电用晶体管流过充电电流；第一控制用开关元件和第二控制用开关元件，其以串联形态连接在所述二次电池的一个端子与外部端子之间；以及保护电路，在所述二次电池成为了过放电状态的时候，该保护电路使所述第一控制用开关元件截止从而不流过放电电流，在所述二次电池成为了深放电状态的时候，该保护电路使所述第二控制用开关元件截止从而不流入充电电流，所述保护电路在所述二次电池成为了深放电状态时将充电禁止信号发送到所述充电控制电路，所述充电控制电路在收到了所述充电禁止信号的期间内即使检测到连接有充电用电源也使所述充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑川源太郎，铃木大介，竹下顺司，
申请(专利权)人：三美电机株式会社，
类型：发明
国别省市：