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，能延迟从恒流充电向恒压充电的切换定时，能缩短之后的恒压充电期间，缩短总的充电所需时间。充电控制装置具有：控制充电用晶体管的充电控制电路；保护电路，在二次电池成为了过放电状态的时候，使第一控制用开关元件截止从而不流过放电电流，在二次电池成为了过充电状态的时候，使第二控制用开关元件截止从而不流入充电电流，充电控制电路具有如下功能：在二次电池侧的电压达到预定值前控制成通过充电用晶体管控制成流过恒定的充电电流，在二次电池侧的电压达到了预定值后切换到在恒压下流过充电电流的控制，二次电池的正极侧的端子电压和负极侧的端子电压作为监视电压被供给到充电控制电路。
【技术实现步骤摘要】
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，例如涉及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中使用的有效技术。
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，构成为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1C)，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。如上所述，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，例如有专利文献I所公开的技术。另外，对于电池组，还提出了内置保护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9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1C。 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IClT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IClI’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，在专利文献I所记载的专利技术中，当充电开始后电池电压变成预定的电压(在锂离子电池的情况下，为大约4.2V)时，充电控制IC30将控制从恒流充电切换为恒压充电。另外，在具有内置了充电控制IC和保护IC的电池组的如图9所示的充电控制装置中，充电控制IC监视电池组100的端子P+，P-之间的电压来进行恒流充电或恒压充电的控制。但是，在该情况下，充电控制IC所监视的电池组的端子P+，P-之间的电压由于充电控制用FET13和放电控制用FET14等的阻抗而成为比电池单体20的端子B+，B-之间的电压大的电压。因此，若充电控制IC设计成，根据电池组100的端子P+，P-之间的电压，例如在该电压达到了 4.2V时从恒流充电切换到恒压充电，则如图10的(A)所示，在电池单体20的端子B+，B-之间的电压还在4.15V左右的时候(定时t4)就进行切换。并且，之后由于恒压充电电池单体20的端子B+，B-之间的电压逐渐升高，电池单体20的端子B+，B-之间的电压与电池组100的端子P+，P-之间的电压接近，并且，充电电流减少，如图10的(B)所示，在减少到预定电流值的时刻(定时t5)，充电控制IC30使充电用晶体管31截止，从而结束充电。另外，在图10的(A)所示的电压变化的特性线中，实线是电池单体的端子(B+，B_)的电压，虚线是电池组的端子(P+，P-)的电压。如上述那样，在充电控制IC根据电池组100的端子P+，P_之间的电压而进行从恒流充电向恒压充电的切换的情况下，如图10的(B)所示，从恒流充电(快速充电)到恒压充电的切换定时t4提早。其结果是，存在这样的问题:恒流充电期间Tl变短，之后的恒压充电期间T2变长，总的充电所需时间(tl_t5)变长。另外，在上述的专利文献I的专利技术中，保护IC监视电池单体20的端子B+，B-之间的电压，在单体电压达到了预定的电压的时候，从保护ICir向充电控制IC30发送信号，从恒流充电切换到恒压充电。但是，在这样的情况下，需要在保护IC设置用于检测从上述恒流充电切换到恒压充电的切换定时的比较器，并且在保护IC和充电控制IC分别设置用于发送信号的端子和用于接收信号的端子。另外，在具有保护IC和充电控制IC的以往的充电控制装置中，保护IC具有这样的功能:通过在预定的过充电检测电压(在锂离子电池的情况下，为大约4.275V)使充电控制用FET13截止，来保护二次电池避免成为过充电状态。另一方面，充电控制1C，如前所述，在预定的电压(在锂离子电池的情况下，为大约4.2V)进行从恒流充电向恒压充电的切换，这些控制的切换是这样进行的:由各IC利用比较器对基准电压与电池单体电压或者电池组的端子电压进行比较来检测出定时。但是，若保护电路和充电控制电路为不同的1C，则由于制造过程的偏差，有时由设置于各IC内的基准电压产生电路生成的基准电压会向反方向波动。在该情况下，各IC的基准电压设定成彼此接近的值，当保护IC的基准电压向低的方向偏移、充电控制IC的基准电压向高的方向偏移时，基于基准电压的偏移的检测电压的变动范围会重叠。另外，基准电压的波动分别为±0.025 V左右。并且，保护IC的过充电检测电压低于充电控制IC的向恒压充电的切换电压时，在充电控制IC检测到电池电压高于向恒压充电的切换电压之前，保护IC检测到电池电压高于过充电检测电压而使充电控制用FET截止。因此，充电控制IC无法知晓该情况，可能发生充电未完成的情况。因此，在以往的锂离子电池的充电控制装置中，例如如图6的(A)所示，将保护IC的过充电检测电压Vdet2设定为4.275V，将充电控制IC的向恒压充电的切换电压Vdetl设定为4.200V。通过这样的设定，能够设定大约0.02V的裕量，使得即使各基准电压波动，各自的基准电压的变动范围也不会重叠。此外，使保护IC的过充电检测电压Vdet2为4.275V是因为，锂离子电池在4.3V以上为充电禁止区域，因而确定为从该电压(4.3V)减去作为基准电压的单侧波动即0.025V而得到的值。但是，如上所述，若在保护IC的过充电检测电压Vdet2与充电控制IC的向恒压充电的切换电压Vdetl之间有0.075V这样的大的开口时，在电池实际成为满充电状态之前充电控制IC就结束了充电控制的情况增多，存在表观上的电池容量减少的问题。而且，公知的是二次电池由于充电而发热，但是当其发热量变多、电池单体的温度升高时，出于电池单体的保护等，根据温度来控制充电电流。例如，在设置于便携电话等的具有保护IC和充电控制IC的以往的电池充电装置中，在电池组侧设置热敏电阻，向处于主体侧的充电控制IC发送与热敏电阻的温度变化对应的信号，在电池单体温度变高或变低时进行减小充电电流或者减小充电电压等的控制。另外，在保护IC中，也有时在芯片内部设置电阻值等特性随着温度而变化的元件，进行根据该元件的特性变化而使过充电检测电压或过电流检测电压变化从而错开保护点的控制。但是，如上所述，在充电控制IC和保护IC构成为根据各个温度检测元件的状态来分别改变控制的情况下，各温度检测元件的温度特性不同，并且波动也不同。因此，如图7的(A)所示，保护IC的与过充电保护和过电流保护相关的检测值、与充电控制IC的与电流控制的切换电压CV和过电流保护相关的检测值会错开。并且，有时，例如当充电控制IC比保护IC先检测到过电流状态时，尽管还处于可充电的温度范围，却中止了充电，表观上的电池容量减少。而且，存在这样的问题:当保护IC比充电控制IC先检测到过充电状态而使充电控制用FET截止时，存在充电控制IC无法知晓该情况而判本文档来自技高网...
【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过充电状态的时候，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，所述充电控制电路具有如下的功能：在所述二次电池侧的电压达到预定值之前，控制成通过所述充电用晶体管流过恒定的充电电流，在所述二次电池侧的电压达到了预定值后，切换到在恒压下流过充电电流的控制，与所述二次电池的正极侧的端子电压和负极侧的端子电压相同的电位分别被供给到所述充电控制电路。
【技术特征摘要】
2012.01.25 JP 2012-0133951.一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过充电状态的时候，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， 所述充电控制电路具有如下的功能:在所述二次电池侧的电压达到预定值之前，控制成通过所述充电用晶体管流过恒定的充电电流，在所述二次电池侧的电压达到了预定值后，切换到在恒压下流过充电电流的控制， 与所述二次电池的正极侧的端子电压和负极侧的端子电压相同的电位分别被供给到所述充电控制电路。2.根据权利要...
【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：
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