[发明专利]电池状态监测电路以及电池装置

说明书

技术领域    本发明涉及一种能够控制蓄电池的充电/放电操作的电池状态监测电路以及采用该电路的电池装置。

技术背景    作为蓄电池构成的常规电池装置，已知的有图2的电路框图中示出的电源装置。例如，日本公开特许公报No.Hei4-75430公开了图2中所示电源装置的结构。在该结构中，蓄电池201通过作为限流装置的开关电路203连接到外部端子-V0 205或+V0 204上。同时，蓄电池201上并联了电池状态监测电路202。电池状态监测电路202具有检测蓄电池201的电压和电流的功能。出现蓄电池201的电压值高于给定值的过充电状态、或者蓄电池201的电压值低于给定值的过放电状态、或者流经开关电路203的电流大于给定电流值的过流状态中的任何一种都将导致外部端子-V0 205达到某电压值，从电池状态监测电路202会输出一个充电/放电禁止信号，使得开关电路203断开以便中断充电电流或放电电流。在下文中，蓄电池201变成过充电状态、过放电状态或者过流状态时令充电操作或放电操作终止的状态分别称为过充电保护状态、过放电保护状态或过流保护状态。

另外，作为其中电池状态检测电路具有实际用途功能的电池装置的常规实例，已知的还有图3的电路框图中所示的电池装置。参考图3，过充电检测电路306、过放电检测电路307、过流检测电路308、延迟电路309、310、311以及逻辑电路305共同组成电池状态检测电路202。在图3中，充电器301连接在外部端子+V0 204和-V0205之间，当蓄电池201变得等于或超过充电电压的上限时，从过充电检测电路306向延迟电路309输出过充电检测信号，而且当过充电检测信号持续了一段给定的时间或更长时，过充电检测信号又从延迟电路309输出到逻辑电路305。负载302也连接在外部端子+V0204和-V0 205之间。当蓄电池201变得等于或小于放电电压的下限时，过放电检测电路307向延迟电路310输出过放电检测信号，当过放电检测信号持续一段给定的时间或更长时，过放电检测信号从延迟电路310输出给逻辑电路305。同样，当流入开关电路203的放电电流变得等于或大于上限值而外部端子-V0 205的电位变得等于或大于给定值时，过流检测电路308向延迟电路311输出过流检测信号，当过流检测信号持续一段给定的时间或更长时，从延迟电路311输出过流检测信号到逻辑电路305。逻辑电路305中一旦输入过充电检测信号，它向FET(场效应晶体管)-B 304输出充电禁止信号，从而能够中断充电电流。同样，逻辑电路305中一旦输入过放电检测信号或过流检测信号，它向FET-A 303输出放电禁止信号，从而能够中断放电电流。

在结构如图3所示的常规电源装置中，有可能保证直至充电电流或放电电流停止的延迟时间，即过充电检测延迟时间、过放电检测延迟时间和过流检测延迟时间。需要这些延迟时间、以便防止瞬时噪声等所引起的故障。

但是，结构如图3所示的常规电源装置不能保证用于恢复已停顿的充电电流或放电电流的延迟时间，即过充电释放延迟时间、过放电释放延迟时间和过流释放延迟时间。由于这个原因，引起了以下问题。

比如，在常规电池装置中，在如图9的时序图所示、进行充电时出现脉冲放电的情况下产生这样的缺点。首先，有脉冲放电电流流动。当蓄电池201的内部阻抗上出现电压降时，供电电压暂时变得低于过充电电压。这种情况下，过充电保护状态被立即释放。结果，在过充电检测延迟时间内出现充电电流。上述操作随着脉冲而重复。所以，出现了这样的问题，即使蓄电池201的电压升高到或超过了过充电电压，电池状态监测电路却不能在给定电压下维持过充电保护状态。充电操作以脉冲方式一直持续。

另外，如图11所示的时序图中所示、电池装置一进入过放电保护状态，常规电池装置就有这样的缺点。首先，一进入过放电保护状态，放电电流就停止。然后，由于蓄电池201的寄生线圈元件等，电池电压暂时上升并且超过了过放电电压。于是，过放电保护状态被立即释放，结果，在过放电检测延迟时间上允许有放电电流流动。上述操作随着过放电检测延迟时间而重复并且出现振荡。所以，即使蓄电池的电压下降，电池状态监测电路在给定电压下也不能维持过放电保护状态，从而导致放电操作持续的这种问题。因为不能维持过放电保护状态反过来影响了电池寿命，出现了采用常规的电池状态监测电路的电池装置寿命短这样的问题。