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発明の名称 保護回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−28802(P2007−28802A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−207557(P2005−207557)
出願日 平成17年7月15日(2005.7.15)
代理人 【識別番号】100067828
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 悦司
発明者 森 猪一郎
要約 課題
充電装置の故障を速やかに報知し、ユーザの安全を確保することができる保護回路を提供する。

解決手段
二次電池3の充電路上に直列接続されたトランジスタQ2と、電池電圧Vaが所定の過充電保護電圧Ref1に到達したか否かを検出するコンパレータA1と、電池電圧Vaが所定の充電再開電圧Ref2まで低下したかを検出するコンパレータA2と、電池電圧Vaが所定の過充電保護電圧Ref1まで上昇したことが検出された時、トランジスタQ2をオフし、電池電圧Vaが充電再開電圧Ref2まで低下した時、トランジスタQ2をオンする充電制御部13とを備える。
特許請求の範囲
【請求項1】
二次電池の充電路上に直列接続されたスイッチング手段と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段により前記二次電池の電圧が過充電保護電圧まで上昇したことが検出された時、前記スイッチング手段をオフし、前記電圧検出手段により前記二次電池の電圧が前記過充電保護電圧よりも低い充電再開電圧まで低下したことが検出された時、前記スイッチング手段をオンする制御手段とを備えることを特徴とする保護回路。
【請求項2】
前記制御手段は、
前記スイッチング手段をオフした時に計時動作を開始し、前記二次電池の満充電を検出するためのタイムアウト時間が経過するまで計時動作を行う計時手段と、
前記タイムアウト時間が経過するまでの間に、前記二次電池の電圧が前記充電再開電圧まで低下した場合、前記タイムアウト時間が経過した時に前記スイッチング手段をオンする充電制御手段とを備えることを特徴とする請求項1記載の保護回路。
【請求項3】
前記電圧検出手段は、前記二次電池の電圧と前記過充電保護電圧とを比較する第1のコンパレータと、前記二次電池の電圧と前記充電再開電圧とを比較する第2のコンパレータとを備えることを特徴とする請求項2記載の保護回路。
【請求項4】
前記第1のコンパレータは、プラス端子が前記二次電池の正極に接続され、マイナス端子に前記過充電保護電圧が印加され、出力端子が前記計時手段に接続され、
前記第2のコンパレータは、プラス端子が前記二次電池の正極に接続され、マイナス端子に前記充電再開電圧が印加され、出力端子が前記充電制御手段に接続され、
前記計時手段は、前記第1のコンパレータからローレベルの信号を受けたとき、計時動作を開始すると共に、前記充電制御手段に計時動作開始信号を通知し、計時動作を開始してから前記タイムアウト時間が経過した時に前記充電制御手段に計時動作終了信号を通知し、
前記充電制御手段は、前記計時手段から前記計時動作開始信号を受けたとき前記スイッチング手段をオフし、前記計時手段から前記計時動作終了信号を受けたとき前記スイッチング手段をオンすることを特徴とする請求項3記載の保護回路。
【請求項5】
無接点充電装置からの電気エネルギーを前記二次電池に伝達する伝達手段を更に備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の保護回路。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、二次電池を保護する保護回路に関する。
【背景技術】
【0002】
図4は、従来の保護回路が適用された充電システムの回路図を示している。この充電システムは、保護回路100、充電装置200、及び二次電池300を備えている。保護回路100は、コンパレータ101〜103、論理回路104、FET105,106、抵抗107、及び基準電圧源108〜110を備えている。なお、保護回路100と二次電池300とで電池パックが構成されている。
【0003】
コンパレータ101は二次電池300の電池電圧Vaと過充電保護電圧Vref1(=4.3V)とを比較し、二次電池300が過充電されているか否かを検出する。コンパレータ102は電池電圧Vaと過放電保護電圧Vref2とを比較し、二次電池300が過放電されているか否かを検出する。コンパレータ103は、過電流保護電圧Vref3を用いて、過大な放電電流(過電流)が流れているか否かを検出する。
【0004】
論理回路104は、コンパレータ101により過充電が検出されたとき、FET106をオフし、二次電池300を過充電から保護する。また、論理回路104は、コンパレータ102により過放電が検出されたと、FET105をオフし、二次電池300を過放電から保護する。更に、論理回路104は、コンパレータ103により、過電流が検出されたとき、FET105をオフし、二次電池300を過電流から保護する。
【0005】
充電装置200は、コイル207、トランジスタ209等を備えるDC/DCコンバータである。充電制御部205は、コンパレータ201による、接続端子111,112間の電圧(充電電圧Vb)と基準電圧Vref21との比較結果に従って、充電電圧Vbが基準電圧Vref21となるように定電圧制御を行う。
【0006】
また、充電制御部205は、コンパレータ202による、基準電圧Vref22と抵抗210での充電電流による電圧降下Vcとの比較結果に従って、充電電流が一定の値となるように、トランジスタ209をオン・オフさせて定電流制御を行う。なお、充電制御部205は、充電電圧Vbが基準電圧Vref21に到達するまで定電流制御を行い、二次電池300が基準電圧Vref21に到達した以降は定電圧制御を行う。
【0007】
図5は、図4に示す充電システムのタイミングチャートを示し、(a)は電池電圧Vaを示し、(b)は充電電流を示している。充電制御部205は、電池電圧Vaが基準電圧Vref21(=4.2V)に到達するまでの期間、定電流制御を行っているため、(b)に示すように充電電流が一定の値を維持していることが分かる。一方、充電制御部205は、電池電圧Vaが基準電圧Vref21に到達してからは、定電圧制御を行うため、(a)に示すように、電池電圧Vaが一定の値を維持していることが分かる。
【0008】
図6は、基準電圧源203,204が不安定であるような粗悪な充電装置200、或いは故障した充電装置200が適用された充電システムのタイミングチャートを示し、(a)は電池電圧Vaを示し、(b)は充電電流を示している。粗悪な充電装置200、或いは故障した充電装置200を用いて二次電池300を充電した場合、充電装置200による定電圧制御がうまく機能しないため、二次電池300は満充電電圧である4.2Vを超えて充電されてしまう。そして、電池電圧Vaが過充電保護電圧Vref1(=4.3V)に到達すると、FET106がオフされ、(b)に示すように充電電流が0とされ、二次電池300の充電が停止され、(a)に示すように電池電圧Vaが低下していく。なお、二次電池を過充電、過放電から保護する技術として特許文献1が知られている。
【特許文献1】特開平11−262270号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、従来の保護回路では、充電装置200の故障、或いは粗悪品であることをユーザに報知する手段を備えていないため、この充電装置200が継続して使用されてしまうという問題がある。そして、このような充電装置200が継続して使用されると、保護回路の破損を促進させ、この破損により、保護回路の過充電保護機能が機能しなくなり、二次電池300を発熱させる虞がある。そして、この発熱によって、ユーザはようやく充電装置200の故障、或いは粗悪品であることを認識することができるが、これではユーザの安全を確保することができない。
【0010】
本発明の目的は、充電装置の故障等を速やかに報知し、ユーザの安全を確保することができる保護回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明による保護回路は、二次電池の充電路上に直列接続されたスイッチング手段と、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前記電圧検出手段により前記二次電池の電圧が過充電保護電圧まで上昇したことが検出された時、前記スイッチング手段をオフし、前記電圧検出手段により前記二次電池の電圧が前記過充電保護電圧よりも低い充電再開電圧まで低下したことが検出された時、前記スイッチング手段をオンする制御手段とを備えることを特徴とする(請求項1)。
【0012】
また、上記構成において、前記制御手段は、前記スイッチング手段をオフした時に計時動作を開始し、前記二次電池の満充電を検出するためのタイムアウト時間が経過するまで計時動作を行う計時手段と、前記タイムアウト時間が経過するまでの間に、前記二次電池の電圧が前記充電再開電圧まで低下した場合、前記タイムアウト時間が経過した時に前記スイッチング手段をオンする充電制御手段とを備えることが好ましい(請求項2)。
【0013】
また、上記構成において、前記電圧検出手段は、前記二次電池の電圧と前記過充電保護電圧とを比較する第1のコンパレータと、前記二次電池の電圧と前記充電再開電圧とを比較する第2のコンパレータとを備えることが好ましい(請求項3)。
【0014】
また、上記構成において、前記第1のコンパレータは、プラス端子が前記二次電池の正極に接続され、マイナス端子に前記過充電保護電圧が印加され、出力端子が前記計時手段に接続され、前記第2のコンパレータは、プラス端子が前記二次電池の正極に接続され、マイナス端子に前記充電再開電圧が印加され、出力端子が前記充電制御手段に接続され、前記計時手段は、前記第1のコンパレータからローレベルの信号を受けたとき、計時動作を開始すると共に、前記充電制御手段に計時動作開始信号を通知し、計時動作を開始してから前記タイムアウト時間が経過した時に前記充電制御手段に計時動作終了信号を通知し、前記充電制御手段は、前記計時手段から前記計時動作開始信号を受けたとき前記スイッチング手段をオフし、前記計時手段から前記計時動作終了信号を受けたとき前記スイッチング手段をオンすることが好ましい。
【0015】
また、上記構成において、無接点充電装置からの電気エネルギーを前記二次電池に伝達する伝達手段を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【0016】
請求項1記載の発明によれば、定電圧制御がうまく機能しないような充電装置を用いて二次電池を充電したために、二次電池の電圧が過充電保護電圧を超えた場合であっても、制御手段によりスイッチング手段がオフされるため、充電が停止され、二次電池は過充電から保護される。そして、二次電池の電池電圧が充電再開電圧まで低下すると、スイッチング手段が再びオンされ、充電が再開される。その後、電池電圧が過充電保護電圧まで上昇すると、スイッチング手段は再びオフされ、二次電池は過充電から保護される。これにより、充電電流が断続的に流れるため、充電装置が備える充電点灯ランプを点滅させることができる。その結果、保護回路が破損して二次電池が発熱する以前にユーザに対して充電装置の異常を報知することができ、充電装置の異常を速やかに報知することができ、ユーザの安全を確保することができる。
【0017】
請求項2記載の発明によれば、二次電池の満充電を検出するためのタイムアウト時間を設け、このタイムアウト時間内に、二次電池の電圧が充電再開電圧まで低下した場合、二次電池は満充電状態にないと判定してスイッチング手段がオンされるため、満充電状態となるまで、スイッチング手段が断続的にオン・オフされ、過充電保護電圧以下の電圧を維持させて、二次電池を充電することができる。これにより保護回路の破損を防止することができる。
【0018】
請求項3記載の発明によれば、二次電池の電圧が過充電保護電圧まで上昇したか或いは二次電池の電圧が充電再開電圧まで低下したかを精度よく検出することができる。
【0019】
請求項4記載の発明によれば、計時手段は、第1のコンパレータから二次電池の電圧が過充電保護電圧に到達したことを示すローレベルの信号を受けたとき、充電制御手段に計時動作開始信号を通知し、この信号を受けた充電制御手段はスイッチング手段をオンするため、二次電池の電圧が過充電保護電圧に到達したとき、速やかにスイッチング手段をオンすることができる。
【0020】
また、第2のコンパレータは二次電池の電圧が充電再開電圧まで低下したとき、そのことを示すローレベルの信号を充電制御手段に出力し、一方、計時手段は計時動作が終了したとき、計時動作終了信号を充電制御手段に出力するため、タイムアウト時間が経過するまでに二次電池の電圧が充電再開電圧まで低下したか否かを正確に検出することができる。
【0021】
請求項5記載の発明によれば、二次電池を無接点式の充電装置により充電させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1による保護回路が適用された充電システムを示す回路図である。図1に示す充電システムは、保護回路1、充電装置2、及び二次電池3を備えている。なお、保護回路1及び充電装置2により電池パックが構成されている。二次電池3は、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル水素二次電池、或いはニッケルカドミウム二次電池等の充電可能な二次電池が採用されている。
【0023】
保護回路1は、コンパレータA1〜A5、基準電圧源E1〜E4、トランジスタQ1,Q2、抵抗R1、制御部10、及び接続端子T1,T2を備えている。コンパレータA1は、−端子が二次電池3の正極に接続され、+端子が基準電圧源E1の正極に接続されている。コンパレータA2は、−端子が基準電圧源E2の正極に接続され、+端子が二次電池3の正極に接続されている。コンパレータA3は、−端子が基準電圧源E3の正極に接続され、+端子が二次電池3の正極に接続されている。コンパレータA4は、−端子がコンパレータA5の+端子に接続され、+端子が基準電圧源E4の正極に接続されている。
【0024】
基準電圧源E1〜E4は、それぞれ負極が二次電池3の負極に接続されている。二次電池3の負極はトランジスタQ1のソースに接続されている。トランジスタQ1,Q2はドレイン同士が接続されている。トランジスタQ2のソースは接続端子T2に接続されている。抵抗R1は一端がトランジスタQ2のソースと接続端子T2とに接続され、他端がコンパレータA4の−端子とコンパレータA5の+端子とに接続されている。
【0025】
コンパレータA1は、二次電池3の電池電圧Vaが所定の過充電保護電圧Ref1を超えた場合、タイマー11にローレベルの信号を出力し、電池電圧Vaが過充電保護電圧Ref1以下の場合、タイマー11にハイレベルの信号を出力する。本実施の形態では、過充電保護電圧として、Ref1=4.3Vが採用されている。
【0026】
コンパレータA2は、電池電圧Vaが所定の充電再開電圧Ref2(<Ref1)以下になった場合、ローレベルの信号を充電制御部13に出力し、電池電圧Vaが充電再開電圧Ref2を超えた場合、ハイレベルの信号を充電制御部13に出力する。本実施の形態では、充電再開電圧として、Ref2=4.2Vが採用されている。
【0027】
トランジスタQ1,Q2はnチャネル電界効果型トランジスタであり、トランジスタQ1は過放電及び過電流保護用のトランジスタであり、トランジスタQ2は過充電保護用のトランジスタである。
【0028】
コンパレータA3は、電池電圧Vaが所定の過放電保護電圧Ref3(<Ref2)以下になった場合、放電制御部12にローレベルの信号を出力し、電池電圧Vaが過放電保護電圧Ref3を超えた場合、制御部10にハイレベルの信号を出力する。コンパレータA4は、接続端子T1、T2が短絡される、或いは低抵抗が接続される等して二次電池3に過電流が流れたことを検出し、放電制御部12に通知する。コンパレータA5は、電流方向(充電又は放電)を検出し、制御部10に通知する。
【0029】
接続端子T1,T2は、充電装置2又は携帯電話、PDA、電動工具、ノートパソコン等の負荷装置を接続するための端子である。
【0030】
制御部10は、タイマー11、放電制御部12、及び充電制御部13を備えている。タイマー11は、コンパレータA1から電池電圧Vaが過充電保護電圧Ref1を超えていることを示すローレベルの信号を受けた時、計時動作を開始し、計時動作の開始を示す計時開始信号を充電制御部13に出力する。また、タイマー11は、計時動作を開始してから、所定のタイムアウト時間になったとき、計時動作を終了し、計時動作の終了を通知する計時動作終了信号を充電制御部13に出力する。
【0031】
なお、タイムアウト時間は、二次電池が満充電になったか否かを検出するために予め設定された時間であり、例えば10msである。
【0032】
充電制御部13は、タイマー11による計時動作開始信号を受けてから、計時動作終了信号を受けるまでの間に、コンパレータA2から電池電圧Vaが充電再開電圧Ref2以下になったことを示すローレベルの信号を受けたとき、二次電池3が満充電にないと判定し、トランジスタQ2にハイレベルの信号を出力し、トランジスタQ2をオンさせ、充電を再開させる。一方、充電制御部13は、タイマー11による計時動作開始信号を受けてから、計時動作終了信号を受けるまでの間に、コンパレータA2から電池電圧Vaが充電再開電圧Ref2以下になったことを示すローレベルの信号を受けたとき、二次電池3が満充電であると判定し、トランジスタQ2を継続してオフさせ、充電を停止する。
【0033】
放電制御部12は、コンパレータA3からローレベルの信号を受けたとき、二次電池3を過放電から保護するために、トランジスタQ1にローレベルの信号を出力し、トランジスタQ1をオフさせる。また、放電制御部12は、コンパレータA4から過電流検出の通知を受けたとき、トランジスタQ1にローレベルの信号を出力し、トランジスタQ1をオフさせる。これら以外の場合は、トランジスタQ1にハイレベルの信号を出力し、トランジスタQ1をオンさせる。
【0034】
本実施の形態では、コンパレータA1、基準電圧源E1、コンパレータA2、及び基準電圧源E2が電圧検出手段の一例に相当し、制御部10が制御手段の一例に相当し、トランジスタQ2がスイッチング手段の一例に相当し、タイマー11が計時手段の一例に相当する。
【0035】
次に、充電装置2について説明する。充電装置2は、DC/DCコンバータであり、充電制御部21、直流電源22、コンパレータA21,A22、基準電圧源E21,E22、コイルL1、コンデンサC21、ダイオードD21、及びトランジスタQ21を備えている。
【0036】
コンパレータA21は、接続端子T1,T2間の充電電圧Vbと所定の基準電圧Ref21(=4.2V)とを比較し、充電電圧Vbが基準電圧Ref21を超える場合、ローレベルの信号を充電制御部21に出力し、充電電圧Vbが基準電圧Ref21以下の場合、ハイレベルの信号を充電制御部21に出力する。
【0037】
コンパレータA22は、充電電流による抵抗R2の電圧降下Vcを所定の基準電圧Ref22と比較し、電圧降下Vcが基準電圧Ref22を超える場合、ローレベルの信号を充電制御部21に出力し、電圧降下Vcが基準電圧Ref22以下の場合、ハイレベルの信号を充電制御部21に出力する。また、充電装置2は、充電電流が流れている場合に点灯し、充電電流が流れていない場合に消灯することでユーザに充電中であるか否かを報知する発光ダイオードLED1を備えている。
【0038】
充電制御部21は、充電電圧Vbが基準電圧Ref21に到達するまでの間、コンパレータA22による基準電圧Ref22と抵抗R2での充電電流による電圧降下Vcとの比較結果に従って、充電電流が一定の値を維持するようなPWM信号を生成し、定電流制御を行う。一方、充電制御部13は、充電電圧Vbが基準電圧Ref21に到達した後は、充電電圧Vbが基準電圧Ref21を維持するようなPWM信号を生成し、定電圧制御を行う。更に、充電制御部13は、充電電流が流れている場合、充電中であるとしてLEDL1を点灯させると共に、充電電流が流れていない場合、充電中でないとしてLED1を消灯させる。
【0039】
トランジスタQ21は、Pチャネル電界効果型トランジスタから構成されるコンバータドライブトランジスタである。ダイオードD21は還流ダイオードであり、コンデンサC21は平滑コンデンサである。
【0040】
次に、保護回路1の動作について説明する。図2は保護回路1のタイミングチャートを示し、(a)は電池電圧Vaを示し、(b)は充電電流を示し、(c)は発光ダイオードLED1の点灯状態を示している。まず、接続端子T1,T2に充電装置2が接続され、(b)に示すように、充電装置2から充電電流が流れ、充電が開始されると、(a)に示すように電池電圧Vaは滑らかなカーブを描いて上昇し、(c)に示すように発光ダイオードLED1が点灯する。
【0041】
コンパレータA1は、電池電圧Vaが過充電保護電圧Ref1(=4.3V)に到達したとき(時刻T1)、タイマー11にローレベルの信号を出力し、この信号を受けたタイマー11は計時動作を開始すると共に、充電制御部13に計時動作開始信号を出力する。この信号を受けた充電制御部13はローレベルの信号を出力し、トランジスタQ2をオフさせる。これにより、二次電池3への充電が停止され、(a)に示すように電池電圧Vaが低下し、(b)に示すように充電電流が0となり、(c)に示すように発光ダイオードLED1が消灯する。
【0042】
次いで、充電制御部13は、タイマー11から計時動作終了信号を受けた時刻T3よりも以前の時刻T2において、コンパレータA2からローレベルの信号を受けているため、時刻T3において、トランジスタQ2にハイレベルの信号を出力する。すなわち、充電制御部13は、電池電圧Vaが過充電保護電圧Ref1まで上昇してから、タイムアウト時間が経過するまでの間に、電池電圧Vaが充電再開電圧Ref2以下となった場合、タイムアウト時間経過時にトランジスタQ2をオンさせ、充電を再開させる。これにより、(c)に示すように発光ダイオードLED1が再度点灯する。
【0043】
電池電圧Vaが過充電保護電圧Ref1に到達すると(時刻T4)、トランジスタQ2はオフするため、(a)に示すように電池電圧Vaは低下していく。そして、タイムアウト時間経過時を示す時刻T6以前の時刻T5において、電池電圧Vaは充電再開電圧Ref2まで低下しているため、充電制御部13は時刻T6において、トランジスタQ2をオンさせ、充電を再開させる。これにより(c)に示すように発光ダイオードLED1が再び点灯する。
【0044】
以後、時刻T7まで、タイムアウト時間が経過する間に電池電圧Vaが充電再開電圧Ref2まで低下しているため、トランジスタQ2が断続的にオン・オフされ、(c)に示すように、発光ダイオードLED1が点滅する。これにより、ユーザに対して充電装置の異常を報知することができる。
【0045】
時刻T7において、トランジスタQ2がオフされ、時刻T9において、電池電圧Vaが充電再開電圧まで低下しているが、時刻T9は、タイムアウト時間経過時である時刻T8以降の時刻であるため、充電制御部13は、二次電池3は満充電になっていると判定し、トランジスタQ2を継続してオフさせ、充電を終了する。この場合、(c)に示すように、電池電圧Vaが4.2Vを維持しており、二次電池3が満充電になっていることが分かる。
【0046】
以上説明したように、実施の形態1による保護回路1によれば、定電圧制御がうまく機能しないような充電装置2を用いて二次電池3を充電したために、電池電圧Vaが過充電保護電圧Ref1を超えた場合であっても、充電制御部13によりトランジスタQ2がオフされるため、充電が停止され、二次電池は過充電から保護される。そして、タイムアウト時間が経過するまでの間に電池電圧Vaが充電再開電圧Ref2まで低下すると、トランジスタQ2が再びオンされ、二次電池3の充電が再開される。その後、電池電圧Vaが過充電保護電圧まで上昇すると、トランジスタQ2は再びオフされ、二次電池3は過充電から保護される。これにより、充電電流が断続的に流れる結果、充電装置が備える発光ダイオードLED1を点滅させることができる。その結果、保護回路1が破損して二次電池が発熱する以前にユーザに対して充電装置2の異常を報知することができ、充電装置2の異常を速やかに報知することができ、ユーザの安全を確保することができる。
【0047】
(実施の形態2)
次に、実施の形態2による保護回路1aについて説明する。図3は、保護回路1aが適用された充電システムを示す回路図である。なお、本実施の形態において、実施の形態1と同一のものは同一の符号を付し説明を省略する。図3に示すように、この充電システムは、保護回路1a、充電装置2a、及び二次電池3を備えている。
【0048】
充電装置2aは、無接点式の充電装置であり、コイルL2a、トランジスタQ21a、発光ダイオードLED1、直流電源22a、充電制御部21a、及び磁性体Mを備えている。なお、充電装置2aは、充電装置2aの筐体に設けられた電池パックを載置するための載置部を備え、磁性体M及びコイルL2aはこの載置部の内部に配設されている。
【0049】
保護回路1aは、実施の形態1の保護回路1に対して更に、コイルL1a、ダイオードD2a、及びコンデンサC1aを備えている。なお、保護回路1a及び二次電池3からなる電池パックの筐体は、充電装置2aの載置部と接触する接触部を備え、コイルL1aはこの接触部の内部に配設されている。
【0050】
従って、電池パックの接触部が充電装置2aの載置部と接触すると、コイルL2aとコイルL1aとは磁性体Mを介して磁気結合される。
【0051】
充電制御部21aは、電池パックが載置部に載置されたときにコイルL2aでの電磁誘導による電圧の変化を検出して、二次電池3が充電中であるか否かを検出する。そして、二次電池3が充電中であることを検出した場合、発光ダイオードLED1を点灯させる。一方、二次電池3が充電中でないことを検出した場合、発光ダイオードLED1を消灯する。
【0052】
コンデンサC1aは平滑コンデンサであり、ダイオードD2aは整流ダイオードであり、コイルL2aは一次側コイルであり、コイルL1aは二次側コイルであり、トランジスタQ21aは充電装置2aのドライブスイッチ素子であり、充電制御部21aはトランジスタQ21aをオン・オフするPWM信号を生成するドライブパルス信号発生装置である。
【0053】
トランジスタQ21aが充電制御部21aによりドライブされると、コイルL2aに蓄えられたエネルギーが磁性体Mを介してコイルL1aに伝達され、ダイオードD2aで整流され、コンデンサC1aで平滑され、二次電池3へと供給され、二次電池3が充電される。
【0054】
以上説明したように実施の形態2による保護回路1aによれば、実施の形態1による保護回路と同様の効果を奏することができることに加え、コイルL1a、ダイオードD2a、及びコンデンサC1aを備えているため、無接点式の充電装置により供給される電気エネルギーを二次電池3に供給して二次電池3を充電することができる。
【産業上の利用可能性】
【0055】
本発明の保護回路は、充電装置の異常をユーザに対して速やかに報知することができるため、モバイル機器や電動工具の駆動源として有用である。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】本発明の実施の形態による保護回路が適用された充電システムを示す回路図である。
【図2】保護回路のタイミングチャートを示し、(a)は電池電圧を示し、(b)は充電電流を示し、(c)は発光ダイオードの点灯状態を示している。
【図3】無接点式の充電装置を採用したときの充電システムの回路図を示している。
【図4】従来の保護回路が適用された充電システムの回路図を示している。
【図5】図4に示す充電システムのタイミングチャートを示し、(a)は電池電圧Vaを示し、(b)は充電電流を示している。
【図6】基準電圧源203,204が不安定であるような粗悪な充電装置、或いは故障した充電装置が適用された充電システムのタイミングチャートを示し、(a)は電池電圧Vaを示し、(b)は充電電流を示している。
【符号の説明】
【0057】
1,1a 保護回路
2,2a 充電装置
3 二次電池
10 制御部
11 タイマー
12 放電制御部
13 充電制御部
21 21a充電制御部
22 22a直流電源
A1〜A5 コンパレータ
A21,A22 コンパレータ
C21,C1a コンデンサ
D21,D2a ダイオード
LED1 発光ダイオード
E1〜E5 基準電圧源
E21,E22 基準電圧源
L1,L1a,L2a コイル
M 磁性体
Q1,Q2 Q21,Q21a トランジスタ
R1,R2 抵抗
Ref1 過充電保護電圧
Ref2 充電再開電圧
Ref21 Ref22 基準電圧
Ref3 過電流保護電圧
Va 電池電圧
Vb 充電電圧
Vc 電圧降下




 

 


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