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公開番号2025097522
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-01
出願番号2023213751
出願日2023-12-19
発明の名称電圧検出回路、充放電制御装置及びバッテリ装置
出願人エイブリック株式会社
代理人
主分類H02J 7/02 20160101AFI20250624BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】セルバランス崩れが発生しても検出精度が低下しない電圧検出回路の提供。
【解決手段】電池セル21～24を一括で制御するために各電池電圧を検出する電圧検出回路101は、電池電圧を分圧電圧VD1、VD2に分圧するブリーダ抵抗回路BRと、分圧電圧VD1及び基準電圧VREFが入力され、通常又は過充電を示す信号を出力するコンパレータC2と、抵抗部R2と並列接続され、過充電でオンになるスイッチM3と、分圧電圧VD2及び基準電圧VREFが入力され、通常又は低電圧を示す信号を出力するコンパレータC1と、抵抗部R3の高電圧側-コンパレータC1の入力部間に接続され、低電圧でオンになるスイッチM1と、抵抗部R3の低電圧側-コンパレータC1の入力部間に接続され、低電圧でオフになるスイッチM2とを有し、電池セル21～24にそれぞれ並列接続され、それぞれのブリーダ抵抗回路BRが直列接続されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数の電池セルを一括で充放電制御するためにそれぞれの電池電圧を検出する電圧検出回路であって、
複数の抵抗部が直列に接続され、前記電池電圧を第１の分圧電圧及び第２の分圧電圧に分圧するブリーダ抵抗回路と、
前記ブリーダ抵抗回路の前記第１の分圧電圧及び基準電圧が入力され、通常状態又は過充電状態を示す出力信号を出力する過充電検出用コンパレータと、
前記ブリーダ抵抗回路における第１の抵抗部と並列に接続され、前記通常状態でオフになり、前記過充電状態でオンになる過充電スイッチと、
前記ブリーダ抵抗回路の前記第２の分圧電圧及び前記基準電圧が入力され、前記通常状態又は低電圧状態を示す出力信号を出力する低電圧検出用コンパレータと、
前記ブリーダ抵抗回路における第２の抵抗部の高電圧側と前記低電圧検出用コンパレータの前記第１の分圧電圧が入力される入力部との間に接続され、前記通常状態でオフになり、前記低電圧状態でオンになる第１の低電圧スイッチと、
前記ブリーダ抵抗回路における前記第２の抵抗部の低電圧側と前記低電圧検出用コンパレータの前記入力部との間に接続され、前記通常状態でオンになり、前記低電圧状態でオフになる第２の低電圧スイッチと、
を有し、
前記電池セルごとにそれぞれ並列に接続され、複数の前記ブリーダ抵抗回路が直列に接続されていることを特徴とする電圧検出回路。
続きを表示（約 340 文字）【請求項２】
前記複数の電池セルにそれぞれ並列に接続される、請求項１に記載の電圧検出回路と、
複数の前記電圧検出回路を一括で制御する制御部と、
を有し、
前記制御部は、前記過充電検出用コンパレータの出力信号及び前記低電圧検出用コンパレータの出力信号に基づき、前記過充電スイッチ、前記第１の低電圧スイッチ及び前記第２の低電圧スイッチをそれぞれ制御することを特徴とする充放電制御回路。
【請求項３】
請求項２に記載の充放電制御回路と、
直列に接続されている前記複数の電池セルを搭載したバッテリパックと、
外部端子対の間に前記バッテリパックと並列に接続されている充電制御ＦＥＴと、
を有することを特徴とするバッテリ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧検出回路、充放電制御装置及びバッテリ装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池などの二次電池は、例えば、携帯機器、電動工具、輸送機器などの電源として幅広い分野で利用されている。必要な電圧が高い機器には、複数の電池セルを直列に接続したバッテリパックが利用されている。このバッテリパックを安全に使用するために、各電池セルの過充電及び過放電（低電圧）を監視する保護回路がバッテリパックに接続され、電池セルの個体差でバランスが崩れないようにしている。
【０００３】
この保護回路は、過充電などを検出するために、分圧した電池電圧を基準電圧と比較するコンパレータを有する場合が多い。このような場合には、電池電圧が揺らいだときに動作が不安定にならないように、検出電圧が解除電圧と異なる「ヒステリシス」を持たせている。
たとえば、過充電検出及び過放電検出にヒステリシスを持たせて、過充放電時に個々の電池セルのバランスをとることができる過充電及び過放電防止回路が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平５－４９１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一つの側面では、小型化が実現でき、かつ過充電検出及び過放電検出にヒステリシスを持たせることができるとともにセルバランス崩れが発生しても過充電検出精度が低下しない電圧検出回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態における電圧検出回路は、
複数の電池セルを一括で充放電制御するためにそれぞれの電池電圧を検出する電圧検出回路であって、
複数の抵抗部が直列に接続され、前記電池電圧を第１の分圧電圧及び第２の分圧電圧に分圧するブリーダ抵抗回路と、
前記ブリーダ抵抗回路の前記第１の分圧電圧及び基準電圧が入力され、通常状態又は過充電状態を示す出力信号を出力する過充電検出用コンパレータと、
前記ブリーダ抵抗回路における第１の抵抗部と並列に接続され、前記通常状態でオフになり、前記過充電状態でオンになる過充電スイッチと、
前記ブリーダ抵抗回路の前記第２の分圧電圧及び前記基準電圧が入力され、前記通常状態又は低電圧状態を示す出力信号を出力する低電圧検出用コンパレータと、
前記ブリーダ抵抗回路における第２の抵抗部の高電圧側と前記低電圧検出用コンパレータの前記第１の分圧電圧が入力される入力部との間に接続され、前記通常状態でオフになり、前記低電圧状態でオンになる第１の低電圧スイッチと、
前記ブリーダ抵抗回路における前記第２の抵抗部の低電圧側と前記低電圧検出用コンパレータの前記入力部との間に接続され、前記通常状態でオンになり、前記低電圧状態でオフになる第２の低電圧スイッチと、
を有し、
前記電池セルごとにそれぞれ並列に接続され、複数の前記ブリーダ抵抗回路が直列に接続されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一つの側面によれば、小型化が実現でき、かつ過充電検出及び過放電検出にヒステリシスを持たせることができるとともにセルバランス崩れが発生しても過充電検出精度が低下しない電圧検出回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態におけるバッテリ装置及び充放電制御回路を示す回路図である。
図２は、本発明の一実施形態における電圧検出回路を示す回路図である。
図３は、従来の電圧検出回路を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、特許文献１に記載の回路構成では、過充電及び過放電の検出にヒステリシスを持たせようとすると、それぞれスイッチが２つずつ必要になるため、そのスイッチとしてのトランジスタ数が増え、その配線が複雑になり小型化が難しい、という知見に基づく。
小型化のため、図３に示すような、過充電及び過放電の検出にスイッチを１つずつとした簡易な回路構成にすると、詳細は後述するが、セルバランス崩れによって過充電検出電圧が変化してしまい過充電の検出精度が低下してしまう場合があった。特に「セカンドプロテクト」と称する保護回路では、過充電で回路を遮断することが重要であり、ほかの各部で検出精度を高めてもセルバランス崩れで過充電検出精度が低下してしまうのは万全ではない。
そこで、本発明の一実施形態では、小型化が実現でき、かつ過充電検出及び過放電検出にヒステリシスを持たせることができるとともにセルバランス崩れが発生しても過充電検出精度が低下しない回路構成とした。
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について詳細に説明する。
なお、図面においては、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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