本发明专利技术的目的是提供一种在软件控制下稳定地执行二次电池的保护功能并减少电路安装面积和部件成本的电池组。该电池组具有用于选择性地切断二次电池的放电电流和充电电流的放电电流切断装置和充电电流切断装置。该电池组具有保护处理装置，其用于根据二次电池的正和负电极之间的电极间电压控制放电电流切断装置和充电电流切断装置的运行。在提供给保护处理装置的电源电压达到启动保护处理装置的最低电压Ｖｐｏｒ的时刻（Ｔ４２），所述电池组为保护处理装置执行初始化处理。此外，在电源电压达到高于最低电压Ｖｐｏｒ且小于或等于稳定驱动电压的时刻（Ｔ４３），该电池组配置运行控制放电电流切断装置和充电电流切断装置所需的阈值电压以启动保护处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种集成有处理电路的二次电池的电池组，一种用于进行保护处理的保护处理装置以及一种电池保护处理装置的启动控制方法，所述处理电路进行包括防止在二次电池中发生异常的处理。
技术介绍
近年来，市场上的便携式的电子装置例如数码摄相机的数量有了提高。安装在这些电子装置上的二次电池的性能非常重要。这种二次电池包括锂离子电池。特别，如果锂-离子二次电池过充电，锂离子在负极上析出为金属锂。已知在最坏情况下，电池冒烟、点燃、或者爆炸。如果电池过量放电，电极间会受到少量短路或容量降低。当正负电极短路时，还已知过电流的流动会引起非正常发热。为了防止过充电、过放电、短路(过电流)，锂离子二次电池通常带有监控这些异常状态的保护功能和防止异常状态的开关。图1A和1B是示出在锂离子二次电池中发生放电和过电流时电压和电流变化的图表。图1A和1B示出用于家用数码摄相机和数码相机的锂离子电池单元的例子。满充电的电压假定为4.2V，过放电检测电压假定为3.0V。图1A示出在2W功耗的放电期间电池单元电压的变化。如图1A所示，所述电池单元电压从满充电状态开始在大约90分钟以后降到过放电检测电压。如果释放了放电负载，所述电池单元电压暂时升高，但是其后由于自放电而逐渐地下降。如果所述电池长时间不用，所述电池单元电压会降低到0V。当正负电极短路时，所述电池单元电压立即会降低到大约1V，如图1B所示。这时，流过大约15A的过电流。另一方面，日益为使用二次电池作为电源的上述便携式电子装置提供剩余电池容量显示功能。如图1A所示，特别是在锂离子二次电池中，除了紧接在放电前后之外，电池单元电压逐渐地并线性地降低。因此，仅使用电池单元电压不能精确地检测剩余电池组容量。通过使用充电和放电电流、电池单元温度等等的累加值可以精确地计算有用的剩余使用寿命。为了实现这种剩余电池容量显示功能，具有市售的在相同组件中包括二次电池和诸如微控制器的电路的电池组。图2示出传统电池组的内部结构例子。在图2中的传统电池组包括含锂离子二次电池的电池单元1；用于充放电控制的保护开关SW11和SW12，每个保护开关包括根据所述结构在源极和漏极之间等效地包含二极管的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)；用于电流检测的电阻器Rs；电池保护电路110；微控制器120；用于微控制器运行的时钟振荡器130；用于检测电池单元1的温度的热敏电阻140；和用于与带有所述电池组的电子装置建立通信的通信I/F(接口)150。在所述电池组中，每个保护开关SW11和SW12包含FET和二极管。保护开关SW11可以切断放电电流。保护开关SW12可以切断充电电流。因此，当电池单元1充电时，充电器连接到正极端子Eb1和负极端子Eb2。而且，保护开关SW12接通。正极端子Eb1和负极端子Eb2可以连接到用作放电负载的装置。这样的话，接通保护开关SW11可以给所述装置提供电源。电池保护电路110还与各种电路集成在一起用于给微控制器提供电源。微控制器120是用于计算显示电池单元1的剩余容量所需的信息并根据从电池保护电路110提供的电源运行的电路。为了稳定的运行，所述电池保护电路110控制启动定时。微控制器120根据等效于充放电电流和电池保护电路110提供的电池单元电压的数字化值以及热敏电阻140检测的温度值、在软件控制下计算必要的信息。微控制器通过通信I/F 150和控制端子4将信息传输给安装有所述电池组的电子装置。因而可以显示所述电子设备体内电池的剩余容量。然而，如上所述，所述二次电池的电池单元电压随情况而急剧变化。另一方面，微控制器系统是在电源电压稳定地提供给微控制器的前提下设计的。为此，如图2所示，传统的电池组使用独立于微控制器的另一电路来提供保护功能，其监控二次电池的异常例如过充电、过放电和过电流。有这种电路的例子，主要包括专门的电压比较器作为主要部件来完成所述电池单元的保护功能(例如，参看日本专利No.3136677(第 段到 段，图1))。图3简略地描绘出传统电池组的电池单元状态。如图3所示，例如，当电池单元1的电压从3.0变到4.25V时，传统的电池组保持正常状态。在这种状态下，如果连接了，保护开关SW11和SW12两者都接通，从而使能对放电负载提供电源和充电器的充电操作。当电池单元1的电压超过4.25V时，出现过充电状态。保护开关SW12切断，从而截断充电。当电池单元1的电压低于3.0V并高于或等于2.50V时，发生过放电状态。保护开关SW11切断，从而截断放电。然而，在这种状态下，继续给微控制器120提供电源，保持微控制器120运行。当电池单元1的电压变得低于2.50V时，停止所有放电，以防电池单元1的容量降低。因此，微控制器120停止运行。其后，从充电器端子施加的电压开始对电池单元1充电。当电压超出特定值时，微控制器120开始运行。电流检测电阻器Rs用来检测放电电流。当放电电流超过3.0A时，发生过电流状态。保护开关SW11切断，以便阻止放电。这些状态同样停止微控制器120等的运行。释放放电负载自动地恢复正常状态。如上所述，传统电池组是与用于锂离子二次电池的保护电路和用于计算剩余电池组容量的显示的微控制器独立地安装的。最近，相形之下，从小型化、减少元件数目和减少零件费的观点来看，希望主要使用微控制器来完成上述保护电路的功能并将大部分电路集成在单个半导体电路板上。然而，如上所述，二次电池电压随着状况变化而不稳定。不稳定地给微控制器本身提供电源电压。主要在微控制器的软件控制下已经难以监控二次电池的异常状态。如果微控制器实现部分保护功能，主要通过专用硬件例如电压比较器来完成。微控制器被用作那个硬件的补充功能。当微控制器主要执行对二次电池的保护功能时，重要的是尽量节省微控制器本身的功耗并给微控制器稳定地提供电源。电池组可以根据施加给所连接设备的负载大小使用多个串联连接的电池单元。这样的话，必须为每个电池单元分别地确定过充电和过放电状态。然而，当如上所述仅仅用电压比较器用来检测电池单元电压时，必须提供包含与串联连接的电池单元同样多的电压比较器的保护电路，从而引起增加设计成本和扩大安装空间的问题。
技术实现思路
在考虑上述内容的情况下进行本专利技术。因此，本专利技术的目的是提供一种电池组，主要使用软件控制来稳定地执行二次电池保护功能并减少电路安装空间以及部件花费。本专利技术的另一个目的是提供一种电池保护处理装置，主要使用软件控制来稳定地执行二次电池保护功能并减少电路安装空间以及部件花费。本专利技术还有另一个目的就是提供一种控制方法，该方法能够使得电池保护处理装置主要使用软件控制以稳定地完成二次电池保护功能和减少电路安装空间和部件花费。为了解决上述问题，本专利技术提供一种电池组，所述电池组由与执行包括防止二次电池中发生故障的处理的处理电路集成的二次电池组成，该电池组包括放电电流切断装置，其用于选择性地切断二次电池中的放电电流；充电电流切断装置，其用于选择性地切断二次电池中的充电电流；保护处理装置，其用于至少根据二次电池的正极和负极之间的电极间电压控制放电电流切断装置和充电电流切断装置的操作；以及启动使能电压检测装置，其用于当提供给保护处理装置的电源电压达到启动保护处理装置的最小值时产生检测信号，其中保护本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池组，所述电池组由与执行包括防止二次电池中发生故障的处理的处理电路集成的二次电池组成，所述电池组包括：放电电流切断装置，其用于选择性地切断二次电池中的放电电流；充电电流切断装置，其用于选择性地切断二次电池中的充电电流；保护处理装置，其用于至少根据二次电池的正极和负极之间的电极间电压控制放电电流切断装置和充电电流切断装置的操作；以及启动使能电压检测装置，其用于当提供给保护处理装置的电源电压达到启动保护处理装置的最小值时产生检测信号，其中保护处理装置根据来自启动使能电压检测装置的检测信号的检测执行初始化处理。
【技术特征摘要】
JP 2003-11-14 385373/031.一种电池组，所述电池组由与执行包括防止二次电池中发生故障的处理的处理电路集成的二次电池组成，所述电池组包括放电电流切断装置，其用于选择性地切断二次电池中的放电电流；充电电流切断装置，其用于选择性地切断二次电池中的充电电流；保护处理装置，其用于至少根据二次电池的正极和负极之间的电极间电压控制放电电流切断装置和充电电流切断装置的操作；以及启动使能电压检测装置，其用于当提供给保护处理装置的电源电压达到启动保护处理装置的最小值时产生检测信号，其中保护处理装置根据来自启动使能电压检测装置的检测信号的检测执行初始化处理。2.根据权利要求1的电池组，进一步包括稳定驱动电压检测装置，其当电源电压达到高于最小电压以及低于或等于稳定驱动保护处理装置的电压的特定电压时，用于产生检测信号，其中在执行初始化处理之后，根据来自稳定驱动电压检测装置的检测信号的检测，保护处理装置配置运行控制放电电流切断装置和充电电流切断装置所需的阈值电压。3.根据权利要求2所述的电池组，进一步包括不稳定运行避免装置，其用于监控保护处理装置的运行，以及当检测到不稳定状态时，允许保护处理装置执行初始化处理，其中保护处理装置根据来自稳定驱动电压检测装置的检测信号的检测为不稳定运行避免装置初始化配置值。4.根据权利要求1的电池组，进一步包括稳定驱动电压检测装置，其用于当电源电压达到高于最小电压且小于或等于稳定驱动保护处理装置的电压的特定电压时产生检测信号，其中在执行初始化处理之后，保护处理装置从稳定驱动电压检测装置接收检测信号，以及比保护处理装置的指令时钟循环长足够的时间过去之后，保护处理装置开始执行正常处理以控制放电电流切断装置和充电电流切断装置的运行。5.根据权利要求1的电池组，进一步包括只读存储装置，其用于为保护处理装置的运...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤秀幸，中道龙二，土谷之雄，绳和泰，
申请(专利权)人：索尼株式会社，美信日本有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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