[发明专利]充电控制电路和电池装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制对电池电路进行充电的充电控制电路以及包含该充电控制电路的电池装置，所述电池电路包含多个串联的电池单元（以下称为单元）。

背景技术

在用于多单元锂离子二次电池的保护IC中，多个单元的单元电压容易变得不平衡，需要一种平衡多个单元电压的功能。通常，已经使用的平衡方法是，当每个单元电压等于或高于某一电压时，打开与单元并联连接的晶体管。

另外，例如在日本专利申请公开No.2009-254008中，为了提供可以更好地防止对电池充电不足的充电/放电控制电路以及电池装置，在停止对每个电池的充电之前，执行对单元平衡（CB）期的检测，即在控制CB后，停止对每个电池的充电，即使由于充电/放电控制电路的批量生产期间的制造偏差而造成某个充电/放电控制电路的过充电检测电压低于CB期检测电压。这具有可以更好地防止对每个电池的充电不足的操作和效果。

图1为示出常规技术的充电控制电路及其外围电路的配置的电路图。在图1中，该电路被配置为包含保护IC电路100（其包含彼此串联连接的单元C1至C5）、用于旁路电流的电阻器R101至R105、用于减少充电电流的MOS晶体管M101至M105以及比较器COMP101至COMP105。

在图1中，充电器200在例如110mA下，对单元C1、单元C2、单元C3、单元C4以及单元C5充电。在这里，假定比较器COMP101、比较器COMP102、比较器COMP103、比较器COMP104以及比较器COMP105的翻转电压为4.15V。例如，当单元C1的电压增大并超过4.15V时，比较器COMP101发生翻转且电压CB1升至高电平。这打开MOS晶体管M101，并且4.15V/40Ω=104mA的电流流过电阻器R101。于是，流过单元C1的电流为110mA-104mA=6mA。借此，可以减少对单元C1的充电电流。

对于单元C2，在图1中，由于单元电压为4.2V，所以比较器COMP102被翻转且电压CB2升至高电平。这打开MOS晶体管M102，且4.2V/40Ω=105mA的电流流过电阻器R102。于是，流过单元C2的电流为110mA-105mA=5mA。借此，可以减少对单元C2的充电电流。

对于单元C3、单元C4以及单元C5，在图1中，由于单元电压为3.8V，所以比较器COMP103、比较器COMP104以及比较器COMP105不翻转，且电压CB3、CB4以及CB5处于低电平。因此，MOS晶体管M103、M104以及M105未被打开，110mA的充电电流流过单元C3、单元C4和单元C5，且该充电电流可以被供给至单元C3、单元C4和单元C5，而不是单元C1和单元C2。根据以上描述，对于任何超过比较器COMP101、比较器COMP102、比较器COMP103、比较器COMP104以及比较器COMP105的翻转电压（即，单元电压的平衡电压）的单元，可以减少充电电流并且可以降低由于充电而导致的单元电压的增加速度。因此，可以在减小与不超过比较器COMP101、比较器COMP102、比较器COMP103、比较器COMP104以及比较器COMP105的翻转电压（即，单元电压的平衡电压）的单元的电压差的同时，执行并完成充电。

然而，常规技术的单元电压平衡方法存在一个问题，当单元电压为低时，电池在未平衡单元电压的情况下被充电。具体地，问题如下：电池在单元电压不平衡的情况下被充电，当电池电压超过某个电压时，与单元并联连接的晶体管打开，以试图平衡单元电压。然而，当单元电压为低时，单元电压是不平衡的，因此不能被平衡。当一个单元电压超过过充电检测电压时，充电被禁止并且在电池电压保持不平衡的情况下结束充电。

另外，日本专利申请公开No.2009-254008中公开的充电控制装置具有上述常规技术的平衡方法，其中单元电压的平衡电压与过充电检测电压之间的关系通常如下：单元电压的平衡电压＜过充电检测电压。然而，由于芯片间的偏差，即使当单元电压的平衡电压和过充电检测电压之间的关系反转时，也对充电控制电路进行控制，使得优先进行单元电压的平衡。虽然这使平衡单元电压更容易，但是其不能完全克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题并提供能够平衡单元电压而不依赖于单元电压，并将电池充电直至全部单元的电压接近完全充电状态的充电控制电路，以及与之提供的电池装置。