本發明專利技術提供一種帶保護功能的充電控制裝置和電池組，能延遲從恒流充電向恒壓充電的切換定時，能縮短之后的恒壓充電期間，縮短總的充電所需時間。充電控制裝置具有：控制充電用晶體管的充電控制電路；保護電路，在二次電池成為了過放電狀態的時候，使第一控制用開關元件截止從而不流過放電電流，在二次電池成為了過充電狀態的時候，使第二控制用開關元件截止從而不流入充電電流，充電控制電路具有如下功能：在二次電池側的電壓達到預定值前控制成通過充電用晶體管控制成流過恒定的充電電流，在二次電池側的電壓達到了預定值后切換到在恒壓下流過充電電流的控制，二次電池的正極側的端子電壓和負極側的端子電壓作為監視電壓被供給到充電控制電路。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及具有針對過充電和過放電等的保護功能的二次電池的充電控制裝置，例如涉及內置于鋰離子電池組的充電控制裝置和充電控制用半導體集成電路中使用的有效技術。
技術介紹
對于鋰離子電池等二次電池，若發生過充電或過放電，則電池壽命縮短，因此，以往，在便攜電話等的二次電池中，構成為將電池單體和具有針對過充電和過放電等的保護功能的保護用半導體集成電路(以下稱為保護IC)內置于一個容器的電池組。并且，在使用這樣的電池組的情況下，在主體設備側設置有充電控制用半導體集成電路(以下稱為充電控制1C)，該充電控制IC用于利用來自AC適配器等直流電源(充電用電源)的電壓對二次電池進行充電。如上所述，作為與由保護IC和充電控制IC構成的充電控制裝置相關的專利技術，例如有專利文獻I所公開的技術。另外，對于電池組，還提出了內置保護IC和充電控制IC的專利技術(專利文獻2)。專利文獻1:日本特開2000-92735號公報(專利第4003311號)專利文獻2:日本特開2004-296165號公報圖9表示了充電控制裝置的構成示例，該充電控制裝置具備:內置有保護IC的以往的電池組；以及對該電池組進行充電的充電控制1C。 組100中，除了具備針對過充電和過放電等的保護功能的保護IClT之外，在連接有充電用電源(AC適配器)的端子P-與二次電池20的負極側端子B-之間，以串聯形態設置有充電控制用FET (場效應晶體管)13和放電控制用FET14，保護IClI’在充電開始后電池電壓處于預定的電壓(在鋰離子電池的情況下，為大約4.275V)以上時，使充電控制用FET13處于截止狀態。另外，在專利文獻I所記載的專利技術中，當充電開始后電池電壓變成預定的電壓(在鋰離子電池的情況下，為大約4.2V)時，充電控制IC30將控制從恒流充電切換為恒壓充電。另外，在具有內置了充電控制IC和保護IC的電池組的如圖9所示的充電控制裝置中，充電控制IC監視電池組100的端子P+，P-之間的電壓來進行恒流充電或恒壓充電的控制。但是，在該情況下，充電控制IC所監視的電池組的端子P+，P-之間的電壓由于充電控制用FET13和放電控制用FET14等的阻抗而成為比電池單體20的端子B+，B-之間的電壓大的電壓。因此，若充電控制IC設計成，根據電池組100的端子P+，P-之間的電壓，例如在該電壓達到了 4.2V時從恒流充電切換到恒壓充電，則如圖10的(A)所示，在電池單體20的端子B+，B-之間的電壓還在4.15V左右的時候(定時t4)就進行切換。并且，之后由于恒壓充電電池單體20的端子B+，B-之間的電壓逐漸升高，電池單體20的端子B+，B-之間的電壓與電池組100的端子P+，P-之間的電壓接近，并且，充電電流減少，如圖10的(B)所示，在減少到預定電流值的時刻(定時t5)，充電控制IC30使充電用晶體管31截止，從而結束充電。另外，在圖10的(A)所示的電壓變化的特性線中，實線是電池單體的端子(B+，B_)的電壓，虛線是電池組的端子(P+，P-)的電壓。如上述那樣，在充電控制IC根據電池組100的端子P+，P_之間的電壓而進行從恒流充電向恒壓充電的切換的情況下，如圖10的(B)所示，從恒流充電(快速充電)到恒壓充電的切換定時t4提早。其結果是，存在這樣的問題:恒流充電期間Tl變短，之后的恒壓充電期間T2變長，總的充電所需時間(tl_t5)變長。另外，在上述的專利文獻I的專利技術中，保護IC監視電池單體20的端子B+，B-之間的電壓，在單體電壓達到了預定的電壓的時候，從保護ICir向充電控制IC30發送信號，從恒流充電切換到恒壓充電。但是，在這樣的情況下，需要在保護IC設置用于檢測從上述恒流充電切換到恒壓充電的切換定時的比較器，并且在保護IC和充電控制IC分別設置用于發送信號的端子和用于接收信號的端子。另外，在具有保護IC和充電控制IC的以往的充電控制裝置中，保護IC具有這樣的功能:通過在預定的過充電檢測電壓(在鋰離子電池的情況下，為大約4.275V)使充電控制用FET13截止，來保護二次電池避免成為過充電狀態。另一方面，充電控制1C，如前所述，在預定的電壓(在鋰離子電池的情況下，為大約4.2V)進行從恒流充電向恒壓充電的切換，這些控制的切換是這樣進行的:由各IC利用比較器對基準電壓與電池單體電壓或者電池組的端子電壓進行比較來檢測出定時。但是，若保護電路和充電控制電路為不同的1C，則由于制造過程的偏差，有時由設置于各IC內的基準電壓產生電路生成的基準電壓會向反方向波動。在該情況下，各IC的基準電壓設定成彼此接近的值，當保護IC的基準電壓向低的方向偏移、充電控制IC的基準電壓向高的方向偏移時，基于基準電壓的偏移的檢測電壓的變動范圍會重疊。另外，基準電壓的波動分別為±0.025 V左右。并且，保護IC的過充電檢測電壓低于充電控制IC的向恒壓充電的切換電壓時，在充電控制IC檢測到電池電壓高于向恒壓充電的切換電壓之前，保護IC檢測到電池電壓高于過充電檢測電壓而使充電控制用FET截止。因此，充電控制IC無法知曉該情況，可能發生充電未完成的情況。因此，在以往的鋰離子電池的充電控制裝置中，例如如圖6的(A)所示，將保護IC的過充電檢測電壓Vdet2設定為4.275V，將充電控制IC的向恒壓充電的切換電壓Vdetl設定為4.200V。通過這樣的設定，能夠設定大約0.02V的裕量，使得即使各基準電壓波動，各自的基準電壓的變動范圍也不會重疊。此外，使保護IC的過充電檢測電壓Vdet2為4.275V是因為，鋰離子電池在4.3V以上為充電禁止區域，因而確定為從該電壓(4.3V)減去作為基準電壓的單側波動即0.025V而得到的值。但是，如上所述，若在保護IC的過充電檢測電壓Vdet2與充電控制IC的向恒壓充電的切換電壓Vdetl之間有0.075V這樣的大的開口時，在電池實際成為滿充電狀態之前充電控制IC就結束了充電控制的情況增多，存在表觀上的電池容量減少的問題。而且，公知的是二次電池由于充電而發熱，但是當其發熱量變多、電池單體的溫度升高時，出于電池單體的保護等，根據溫度來控制充電電流。例如，在設置于便攜電話等的具有保護IC和充電控制IC的以往的電池充電裝置中，在電池組側設置熱敏電阻，向處于主體側的充電控制IC發送與熱敏電阻的溫度變化對應的信號，在電池單體溫度變高或變低時進行減小充電電流或者減小充電電壓等的控制。另外，在保護IC中，也有時在芯片內部設置電阻值等特性隨著溫度而變化的元件，進行根據該元件的特性變化而使過充電檢測電壓或過電流檢測電壓變化從而錯開保護點的控制。但是，如上所述，在充電控制IC和保護IC構成為根據各個溫度檢測元件的狀態來分別改變控制的情況下，各溫度檢測元件的溫度特性不同，并且波動也不同。因此，如圖7的(A)所示，保護IC的與過充電保護和過電流保護相關的檢測值、與充電控制IC的與電流控制的切換電壓CV和過電流保護相關的檢測值會錯開。并且，有時，例如當充電控制IC比保護IC先檢測到過電流狀態時，盡管還處于可充電的溫度范圍，卻中止了充電，表觀上的電池容量減少。而且，存在這樣的問題:當保護IC比充電控制IC先檢測到過充電狀態而使充電控制用FET截止時，存在充電控制IC無法知曉該情況而判本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種帶保護功能的充電控制裝置，其特征在于，具有：充電用晶體管，其用于使充電電流流向二次電池；充電控制電路，其控制成在連接有充電用電源的情況下使所述充電用晶體管流過充電電流；第一控制用開關元件和第二控制用開關元件，其以串聯形態連接在所述二次電池的一個端子與外部端子之間；以及保護電路，在所述二次電池成為了過放電狀態的時候，該保護電路使所述第一控制用開關元件截止從而不流過放電電流，在所述二次電池成為了過充電狀態的時候，該保護電路使所述第二控制用開關元件截止從而不流入充電電流，所述充電控制電路具有如下的功能：在所述二次電池側的電壓達到預定值之前，控制成通過所述充電用晶體管流過恒定的充電電流，在所述二次電池側的電壓達到了預定值后，切換到在恒壓下流過充電電流的控制，與所述二次電池的正極側的端子電壓和負極側的端子電壓相同的電位分別被供給到所述充電控制電路。
【技術特征摘要】
2012.01.25 JP 2012-0133951.一種帶保護功能的充電控制裝置，其特征在于，具有: 充電用晶體管，其用于使充電電流流向二次電池； 充電控制電路，其控制成在連接有充電用電源的情況下使所述充電用晶體管流過充電電流； 第一控制用開關元件和第二控制用開關元件，其以串聯形態連接在所述二次電池的一個端子與外部端子之間；以及 保護電路，在所述二次電池成為了過放電狀態的時候，該保護電路使所述第一控制用開關元件截止從而不流過放電電流，在所述二次電池成為了過充電狀態的時候，該保護電路使所述第二控制用開關元件截止從而不流入充電電流， 所述充電控制電路具有如下的功能:在所述二次電池側的電壓達到預定值之前，控制成通過所述充電用晶體管流過恒定的充電電流，在所述二次電池側的電壓達到了預定值后，切換到在恒壓下流過充電電流的控制， 與所述二次電池的正極側的端子電壓和負極側的端子電壓相同的電位分別被供給到所述充電控制電路。2.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黑川源太郎，鈴木大介，竹下順司，
申請(專利權)人：三美電機株式會社，
類型：發明
國別省市：
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