[发明专利]充电/放电保护电路、包括充电/放电保护电路的电池组、及其电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种充电/放电保护电路、包括充电/放电保护电路的电池组 (battery pack)、及包括该电池组的电子设备。

背景技术

存在许多种用于锂离子二次电池(secondary battery)的充电/放电保护电 路。图3为描述半导体装置和设置在采用该半导体装置的电池组内部的保护 电路的框图。

如图3所示，作为电池组1010的主要部分的半导体装置(充电/放电保 护电路)1005包括过充电保护电路1011(专用于电池单元1001)、另一过充 电保护电路1013(专用于电池单元1002)、过放电检测电路1012(专用于电 池单元1001)、另一过放电检测电路1014(专用于电池单元1002)、放电过 电流检测电路1015、充电过电流检测电路1016、振荡电路1017、计数器电 路1018、逻辑电路1019、另一逻辑电路1023、电平偏移(level shift)电路 1020、短路检测电路1021、延迟电路1022、延迟时间缩减电路1024、和备 用电路1026。另外，在图3中，附图标记1003表示充电器，附图标记1000 表示充电控制FET，而附图标记1200表示放电控制FET。

备用电路1026连接至V-端子。为节省功率，备用电路1026被配置为， 通过在检测到备用状态的情况下切断提供在向各个内部电路供电的路径上的 开关，来断开电源。

接下来，描述在检测到过充电、过放电、放电过电流、充电过电流、或 者短路的情况下半导体装置(充电/放电保护电路)所执行的基本操作。

当过充电检测电路1011、1013、过放电检测电路1012、1014、放电过电 流检测电路1015、充电过电流检测电路1016、或者短路检测电路1021分别 检测到过充电、过放电、放电过电流、充电过电流、或者短路时，振荡电路 1017开始振荡并且计数器电路1018开始计数。

在计数器电路1018当检测到过充电或者充电过电流时计数了预定延迟 时间的情况下，Cout(充电输出)经逻辑电路(例如锁存器)1019和电平偏 移电路1020变为低(L)电平，从而切断充电控制FET 1000。在计数器电路 1018当检测到过放电、放电过电流、或者短路时计数了预定延迟时间的情况 下，Dout(放电输出)经逻辑电路1023变为低(L)电平，从而切断放电控 制FET 1200。

充电器1003连接至电池组1010。因此，当向电池组1010供应充电电流 时，充电控制FET 1100的源极电压变得比放电控制FET 1200的源极电压低。 放电控制FET 1200的源极电压与半导体装置1005的Vss端子的电压相对应。 尽管电阻器连接至半导体装置1005的V-端子，但是因为V-端子具有高阻 抗，所以充电控制FET 1100的源极电压基本上等于V-端子的电压。

因此，当充电电流供应至电池组1010时，V-端子的电压低于Vss端子 的电压。当V-端子电压比Vss端子的电压低预定量(充电过电流检测电压) 时，检测到充电过电流并且Cout变为低电平。从而，切断充电控制FET 1100。 充电过电流“I”、充电过电流检测电压“Vchgdet”、放电控制FET 1200和充电 控制FET 1100的ON(导通)电阻“Ron1”、“Ron2”之间的关系表示如下。

I＝Vchgdet/(Ron1+Ron2)

接下来，描述延迟时间缩减电路1024的功能和电路。因为当过充电检测 电路1011、1013检测到过充电时，延迟时间通常为1秒或者更多，所以延迟 时间造成增加测试例如半导体装置或者保护电路(未示出)的时间的问题。

为缩短测试时间，在测试例如半导体装置或者保护电路的测试模式期间， 向延迟时间缩减电路1024施加通常不施加至V-端子的预定信号(例如- 3V)。可选择地，测试信号可被提供在延迟时间缩减电路1024中，从而测试 信号能够直接施加至延迟时间缩减电路1024。通过向延迟时间缩减电路24 施加预定信号，振荡电路1017输出较高频率，从而缩短延迟时间。因此，能 够缩短延迟时间。尽管当检测到过充电、过放电、放电过电流、或者充电过 电流时，延迟时间缩减电路的该配置有效，但是对于延迟时间长的过充电检 测的情况，其特别有效。