特許 6372437 マルチチップ、電池保護装置及び電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6372437

(24)【登録日】2018年7月27日

(45)【発行日】2018年8月15日

(54)【発明の名称】マルチチップ、電池保護装置及び電池パック

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20180806BHJP

   H01L 21/822 20060101ALI20180806BHJP

   H01L 27/04 20060101ALI20180806BHJP

   H02H 7/18 20060101ALI20180806BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20180806BHJP

【ＦＩ】

   H02J7/00 S

   H01L27/04 T

   H02H7/18

   H01M10/48 P

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2015-150688(P2015-150688)

(22)【出願日】2015年7月30日

(65)【公開番号】特開2017-34792(P2017-34792A)

(43)【公開日】2017年2月9日

【審査請求日】2017年9月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006220

【氏名又は名称】ミツミ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】今泉 隆

(72)【発明者】

【氏名】梶 宏道

【審査官】 永井 啓司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６５５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２９７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１５６４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７２４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２０１０９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ３１／３６

Ｈ０１Ｌ２１／８２−２１／８２２

２７／０４

Ｈ０１Ｍ１０／４２−１０／４８

Ｈ０２Ｈ７／００

７／１０−７／２０

Ｈ０２Ｊ７／００−７／１２

７／３４−７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池の過充電、過放電又は過電流を検出して保護動作を行う保護ＩＣと、前記二次電池の電池状態を監視する監視ＩＣとを一つのパッケージ内に備えるマルチチップであって、
前記保護ＩＣと前記監視ＩＣとは、前記マルチチップに平面視で重ならずに配置され、
前記パッケージは、第１の側縁と、前記第１の側縁に対向する第２の側縁とを有し、
前記監視ＩＣ用のレギュレータ出力端子と、前記保護ＩＣと前記監視ＩＣとに共通のグランド端子と、前記保護ＩＣと前記監視ＩＣとに共通の電源端子と、前記保護ＩＣ用の電流検出端子とが前記第１の側縁側に外部接続端子として配置され、
前記監視ＩＣ用の通信端子と、前記保護ＩＣ用の放電制御端子と、前記保護ＩＣ用の充電制御端子と、前記保護ＩＣ用の過電流検出端子とが前記第２の側縁側に外部接続端子として配置され、
前記保護ＩＣは、
前記電源端子と前記グランド端子との間の電圧、又は前記電流検出端子と前記グランド端子との間の電圧に基づいて、前記二次電池の充電を禁止する充電制御信号を前記充電制御端子から出力する充電制御回路と、
前記電源端子と前記グランド端子との間の電圧、前記電流検出端子と前記グランド端子との間の電圧、又は前記過電流検出端子と前記グランド端子との間の電圧に基づいて、前記二次電池の放電を禁止する放電制御信号を前記放電制御端子から出力する放電制御回路とを有するものであり、
前記監視ＩＣは、
前記二次電池の電圧又は前記監視ＩＣの温度を測定する測定回路と、
前記測定回路で測定された結果を前記通信端子を介して外部に送信する通信回路と、
前記レギュレータ出力端子に電圧を出力するレギュレータとを有するものであり、
前記監視ＩＣの内部回路の複数のノードの接続先を前記電流検出端子に選択的に切り替える選択回路を備えることを特徴とする、マルチチップ。

【請求項2】

前記監視ＩＣは、前記電流検出端子に第１のボンディングワイヤを介して接続される第１のパッドを有し、
前記保護ＩＣは、前記電流検出端子に第２のボンディングワイヤを介して接続される第２のパッドを有し、
前記選択回路は、前記複数のノードの接続先を前記第１のパッドに選択的に切り替える、請求項１に記載のマルチチップ。

【請求項3】

前記監視ＩＣは、前記電流検出端子に第１のボンディングワイヤを介して接続される第１のパッドと、前記電流検出端子に第２のボンディングワイヤを介して接続される第２のパッドと、前記第２のパッドに所定の回路を介して接続される第３のパッドとを有し、
前記保護ＩＣは、前記第３のパッドに第３のボンディングワイヤを介して接続される第４のパッドを有し、
前記選択回路は、前記複数のノードの接続先を前記第１のパッドに選択的に切り替える、請求項１に記載のマルチチップ。

【請求項4】

前記監視ＩＣは、前記電流検出端子に第１のボンディングワイヤを介して接続される第１のパッドを有し、
前記選択回路は、第１の切り替え部と、第２の切り替え部とを有し、
前記第１の切り替え部は、前記複数のノードの接続先を前記第２の切り替え部に選択的に切り替え、
前記第２の切り替え部は、前記第１の切り替え部と前記保護ＩＣの接続先を前記第１のパッドに選択的に切り替える、請求項１に記載のマルチチップ。

【請求項5】

二次電池の過充電、過放電又は過電流を検出して保護動作を行う保護ＩＣと、前記二次電池の電池状態を監視する監視ＩＣとを一つのパッケージ内に備えるマルチチップであって、
前記保護ＩＣと前記監視ＩＣとは、前記マルチチップに平面視で重ならずに配置され、
前記パッケージは、第１の側縁と、前記第１の側縁に対向する第２の側縁とを有し、
前記監視ＩＣ用のレギュレータ出力端子と、前記保護ＩＣと前記監視ＩＣとに共通のグランド端子と、前記保護ＩＣと前記監視ＩＣとに共通の電源端子と、前記保護ＩＣ用の電流検出端子とが前記第１の側縁側に外部接続端子として配置され、
前記監視ＩＣ用の通信端子と、前記保護ＩＣ用の放電制御端子と、前記保護ＩＣ用の充電制御端子と、前記保護ＩＣ用の過電流検出端子とが前記第２の側縁側に外部接続端子として配置され、
前記保護ＩＣは、
前記電源端子と前記グランド端子との間の電圧、又は前記電流検出端子と前記グランド端子との間の電圧に基づいて、前記二次電池の充電を禁止する充電制御信号を前記充電制御端子から出力する充電制御回路と、
前記電源端子と前記グランド端子との間の電圧、前記電流検出端子と前記グランド端子との間の電圧、又は前記過電流検出端子と前記グランド端子との間の電圧に基づいて、前記二次電池の放電を禁止する放電制御信号を前記放電制御端子から出力する放電制御回路とを有するものであり、
前記監視ＩＣは、
前記二次電池の電圧又は前記監視ＩＣの温度を測定する測定回路と、
前記測定回路で測定された結果を前記通信端子を介して外部に送信する通信回路と、
前記レギュレータ出力端子に電圧を出力するレギュレータとを有するものであり、
前記監視ＩＣの内部回路の複数のノードの接続先を前記過電流検出端子に選択的に切り替える選択回路を備えることを特徴とする、マルチチップ。

【請求項6】

前記ノードは、信号を出力する出力ノードである、請求項１から５のいずれか一項に記載のマルチチップ。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載のマルチチップと、スイッチ回路とを備え、
前記スイッチ回路は、前記充電制御信号に従って前記二次電池の充電を禁止する充電制御トランジスタと、前記放電制御信号に従って前記二次電池の放電を禁止する放電制御トランジスタとを有する、電池保護装置。

【請求項8】

請求項７に記載の電池保護装置と、前記二次電池とを備える、電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マルチチップ、電池保護装置及び電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、二次電池の充電又は放電を禁止する保護動作を行う保護ＩＣと、前記二次電池の電池状態を監視する監視ＩＣとを備える保護監視回路が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許２０１１−１７２４５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

保護ＩＣと監視ＩＣとが一つのパッケージ内にパッケージされたマルチチップでは、パッケージ外部とパッケージ内部とを接続するための外部接続端子を設ける必要がある。例えば、保護ＩＣは、外部接続端子として設けられた検出端子を介して、パッケージ外部の状態（例えば、二次電池に流れる電流）を検出できる。また、監視ＩＣの内部ノードとパッケージ外部とを接続するための外部接続端子を設けることによって、検査等のために当該内部ノードにパッケージ外部からアクセスすることが可能になる。

【0005】

しかしながら、パッケージ外部から監視ＩＣの内部ノードにアクセスするための専用の外部接続端子を設けると、外部接続端子の総数が増えてしまう。

【0006】

そこで、パッケージ外部から監視ＩＣの内部ノードにアクセス可能な外部接続端子を設けても、外部接続端子の総数を抑制できる、マルチチップ、電池保護装置及び電池パックの提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一つの案では、
二次電池の過充電、過放電又は過電流を検出して保護動作を行う保護ＩＣと、前記二次電池の電池状態を監視する監視ＩＣとを一つのパッケージ内に備えるマルチチップであって、
前記保護ＩＣと前記監視ＩＣとは、前記マルチチップに平面視で重ならずに配置され、
前記パッケージは、第１の側縁と、前記第１の側縁に対向する第２の側縁とを有し、
前記監視ＩＣ用のレギュレータ出力端子と、前記保護ＩＣと前記監視ＩＣとに共通のグランド端子と、前記保護ＩＣと前記監視ＩＣとに共通の電源端子と、前記保護ＩＣ用の電流検出端子とが前記第１の側縁側に外部接続端子として配置され、
前記監視ＩＣ用の通信端子と、前記保護ＩＣ用の放電制御端子と、前記保護ＩＣ用の充電制御端子と、前記保護ＩＣ用の過電流検出端子とが前記第２の側縁側に外部接続端子として配置され、
前記保護ＩＣは、
前記電源端子と前記グランド端子との間の電圧、又は前記電流検出端子と前記グランド端子との間の電圧に基づいて、前記二次電池の充電を禁止する充電制御信号を前記充電制御端子から出力する充電制御回路と、
前記電源端子と前記グランド端子との間の電圧、前記電流検出端子と前記グランド端子との間の電圧、又は前記過電流検出端子と前記グランド端子との間の電圧に基づいて、前記二次電池の放電を禁止する放電制御信号を前記放電制御端子から出力する放電制御回路とを有するものであり、
前記監視ＩＣは、
前記二次電池の電圧又は前記監視ＩＣの温度を測定する測定回路と、
前記測定回路で測定された結果を前記通信端子を介して外部に送信する通信回路と、
前記レギュレータ出力端子に電圧を出力するレギュレータとを有するものであり、
前記監視ＩＣの内部回路の複数のノードの接続先を前記電流検出端子に選択的に切り替える選択回路を備えることを特徴とする、マルチチップが提供される。

【発明の効果】

【0008】

一態様によれば、パッケージ外部から監視ＩＣの内部ノードにアクセス可能な外部接続端子を設けても、外部接続端子の総数を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】マルチチップを備える電池パックの構成の一例を示す図である。

【図2】マルチチップの構成の一例を示す図である。

【図3】シーケンサの動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】マルチチップの端子配置の一例を平面視で示す図である。

【図5】マルチチップの構成の一例を示す図である。

【図6】監視ＩＣ内のアナログ回路のトリミング動作の一例を説明するための図である。

【図7】マルチチップのワイヤボンディング構成の一例を示す図である。

【図8】マルチチップの構成の一例を示す図である。

【図9】マルチチップのワイヤボンディング構成の一例を示す図である。

【図10】マルチチップの構成の一例を示す図である。

【図11】マルチチップのワイヤボンディング構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。

【0011】

図１は、マルチチップ１４０を備える電池パック１００の構成の一例を示す図である。電池パック１００は、プラス端子５とマイナス端子６に接続される電子機器１３０に電力を供給可能な二次電池２００と、二次電池２００を保護する電池保護装置１１０とを内蔵して備える。電池パック１００は、電子機器１３０に内蔵されてもよいし、外付けされてもよい。

【0012】

電子機器１３０は、電池パック１００の二次電池２００を電源とする負荷の一例である。電子機器１３０の具体例として、携帯可能な携帯端末装置などが挙げられる。携帯端末装置の具体例として、携帯電話、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、ゲーム機、テレビ、音楽や映像のプレーヤー、カメラなどの電子機器が挙げられる。

【0013】

二次電池２００の具体例として、リチウムイオン電池やリチウムポリマ電池などが挙げられる。

【0014】

電池保護装置１１０は、二次電池２００を電源として動作し、二次電池２００の充放電を制御することによって二次電池２００を過電流等から保護する電池用装置の一例である。電池保護装置１１０は、正極接続端子３と、負極接続端子４と、プラス端子５と、マイナス端子６と、通信端子１５と、抵抗１と、キャパシタ２と、キャパシタ１４と、抵抗９と、センス抵抗１０と、スイッチ回路１３と、マルチチップ１４０とを備える。

【0015】

正極接続端子３は、二次電池２００の正極２０１に接続される端子であり、負極接続端子４は、二次電池２００の負極２０２に接続される端子である。プラス端子５は、電子機器１３０の機器プラス端子１３１に接続される端子の一例であり、機器プラス端子１３１を介して、電子機器１３０の機器電源経路１３７に接続される。マイナス端子６は、電子機器１３０の機器マイナス端子１３３に接続される端子の一例であり、機器マイナス端子１３３を介して、電子機器１３０の機器グランド１３８に接続される。通信端子１５は、電子機器１３０の機器通信端子１３２に接続される端子の一例であり、機器通信端子１３２を介して、電子機器１３０の制御部１３４に接続される。

【0016】

電子機器１３０は、機器電源経路１３７に接続される充電プラス端子１３５と、機器グランド１３８に接続される充電マイナス端子１３６とを有する。二次電池２００を充電可能な充電器１８０は、充電プラス端子１３５と充電マイナス端子１３６に接続される。

【0017】

正極接続端子３とプラス端子５とは、プラス側電源経路８によって接続され、負極接続端子４とマイナス端子６とは、マイナス側電源経路７によって接続される。プラス側電源経路８は、正極接続端子３とプラス端子５との間の充放電経路の一例であり、マイナス側電源経路７は、負極接続端子４とマイナス端子６との間の充放電経路の一例である。

【0018】

スイッチ回路１３は、第１のマイナス側接続点７ａと第２のマイナス側接続点７ｂとの間のマイナス側電源経路７に直列に挿入される。スイッチ回路１３は、例えば、充電制御トランジスタ１１と放電制御トランジスタ１２とが直列に接続された直列回路である。充電制御トランジスタ１１のオフにより、二次電池２００の充電電流が流れるマイナス側電源経路７が遮断され、二次電池２００の充電電流の流れが禁止される。放電制御トランジスタ１２のオフにより、二次電池２００の放電電流が流れるマイナス側電源経路７が遮断され、二次電池２００の放電電流の流れが禁止される。

【0019】

充電制御トランジスタ１１と放電制御トランジスタ１２は、それぞれ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）である。充電制御トランジスタ１１は、充電制御トランジスタ１１の寄生ダイオードの順方向を二次電池２００の放電方向に一致させてマイナス側電源経路７に挿入される。放電制御トランジスタ１２は、放電制御トランジスタ１２の寄生ダイオードの順方向を二次電池２００の充電方向に一致させてマイナス側電源経路７に挿入される。

【0020】

スイッチ回路１３がマイナス側電源経路７に直列に挿入されることにより、スイッチ回路１３がプラス側電源経路８に直列に挿入される形態に比べて、スイッチ回路１３の放電制御トランジスタ１２及び充電制御トランジスタ１１の小型化ができる。

【0021】

マルチチップ１４０は、二次電池２００の充放電を制御することによって二次電池２００を過電流等から保護する電池用回路の一例である。マルチチップ１４０は、電源端子９３と、グランド端子９２と、レギュレータ出力端子９１と、電流検出端子９４と、放電制御出力端子９７と、充電制御出力端子９６と、過電流検出端子９５、通信端子９８とを備える。

【0022】

電源端子９３は、保護ＩＣ１２０と監視ＩＣ１５０とに共通の電源端子の一例であり、保護ＩＣ１２０と監視ＩＣ１５０とに共通の電源電位部である。電源端子９３は、プラス側接続点８ａ及び正極接続端子３を介して二次電池２００の正極２０１に接続される正極側電源端子であり、ＶＤＤ端子と呼ばれることがある。電源端子９３は、例えば、プラス側電源経路８に一端が接続される抵抗１の他端と、マイナス側電源経路７に一端が接続されるキャパシタ２の他端との接続点に接続される。キャパシタ２の一端は、負極接続端子４とセンス抵抗１０との間のマイナス側電源経路７に第１のマイナス側接続点７ａで接続される。

【0023】

グランド端子９２は、保護ＩＣ１２０と監視ＩＣ１５０とに共通のグランド端子の一例であり、保護ＩＣ１２０と監視ＩＣ１５０とに共通のグランド電位部である。グランド端子９２は、第１のマイナス側接続点７ａ及び負極接続端子４を介して二次電池２００の負極２０２に接続される負極側電源端子であり、ＶＳＳ端子と呼ばれることがある。グランド端子９２は、マイナス側電源経路７に第１のマイナス側接続点７ａで接続され、放電制御トランジスタ１２のソースにセンス抵抗１０を介して接続される。

【0024】

レギュレータ出力端子９１は、監視ＩＣ１５０が使用するレギュレータ出力端子の一例である。レギュレータ出力端子９１は、監視ＩＣ１５０に搭載されたレギュレータ１５８（図２参照）の出力電圧が出力される端子であり、ＶＲＥＧ端子と呼ばれることがある。レギュレータ出力端子９１は、キャパシタ１４の一端が接続され、キャパシタ１４の他端がグランド端子９２に接続される。キャパシタ１４は、レギュレータ１５８の出力電圧を安定させるための素子である。レギュレータ出力

【0025】

放電制御出力端子９７は、保護ＩＣ１２０が使用する放電制御出力端子の一例である。放電制御出力端子９７は、二次電池２００の放電の許否を制御する放電制御信号を出力する端子であり、ＤＯＵＴ端子と呼ばれることがある。放電制御出力端子９７は、放電制御トランジスタ１２の制御電極（例えば、ＭＯＳＦＥＴの場合、ゲート）に接続される。

【0026】

充電制御出力端子９６は、保護ＩＣ１２０が使用する充電制御出力端子の一例である。充電制御出力端子９６は、二次電池２００の充電の許否を制御する充電制御信号を出力する端子であり、ＣＯＵＴ端子と呼ばれることがある。充電制御出力端子９６は、充電制御トランジスタ１１の制御電極（例えばＭＯＳＦＥＴの場合、ゲート）に接続される。

【0027】

過電流検出端子９５は、保護ＩＣ１２０が使用する過電流検出端子の一例である。過電流検出端子９５は、電子機器１３０の機器グランド１３９に接続されるマイナス端子６に接続される端子であり、Ｖ−端子と呼ばれることがある。過電流検出端子９５は、マイナス端子６と充電制御トランジスタ１１との間のマイナス側電源経路７に抵抗９を介して第２のマイナス側接続点７ｂで接続される。過電流検出端子９５は、抵抗９を介して、充電制御トランジスタ１１のソースに接続される。

【0028】

電流検出端子９４は、保護ＩＣ１２０が使用する電流検出端子の一例である。電流検出端子９４は、センス抵抗１０に対して第１のマイナス側接続点７ａとは反対側の第３のマイナス側接続点７ｃでマイナス側電源経路７に接続される端子であり、ＣＳ端子と呼ばれることがある。センス抵抗１０は、マイナス側電源経路７に直列に挿入される電流検出抵抗である。センス抵抗１０の一端は、第１のマイナス側接続点７ａを介して二次電池２００の負極２０２及びグランド端子９２に接続され、センス抵抗１０の他端は、第３のマイナス側接続点７ｃを介してトランジスタ１２のソース及び電流検出端子９４に接続される。

【0029】

通信端子９８は、監視ＩＣ１５０が使用する通信端子の一例である。通信端子９８は、監視ＩＣ１５０に搭載された通信回路１６２（図２参照）に接続される端子であり、ＩＦ端子と呼ばれることがある。通信端子９８は、通信端子１５に接続される。

【0030】

マルチチップ１４０は、保護ＩＣ１２０と、監視ＩＣ１５０と、メモリＩＣ１７０とを備える。

【0031】

保護ＩＣ１２０は、二次電池２００を電源として動作し、二次電池２００の負極２０２に接続されるマイナス側電源経路７に直列に挿入されるスイッチ回路１３をオフさせることによって二次電池２００を過電流等から保護する保護ＩＣの一例である。保護ＩＣ１２０は、二次電池２００の充放電をスイッチ回路１３により制御することによって二次電池２００を過電流等から保護するＩＣチップである。保護ＩＣ１２０は、二次電池２００から給電されて二次電池２００を保護する。保護ＩＣ１２０は、スイッチ回路１３をオフさせることによって二次電池２００の充電又は放電を禁止する保護動作を行う。

【0032】

図２は、マルチチップ１４０の構成の一例を示す図である。保護ＩＣ１２０は、異常検出回路２１と、保護制御回路２２とを備える。異常検出回路２１は、二次電池２００の電流又は電圧の異常を検出する手段の一例である。保護制御回路２２は、異常検出回路２１による異常検出結果に基づいて、スイッチ回路１３のスイッチ動作を制御する制御信号を出力することによって、トランジスタ１１，１２のオン及びオフを制御する。

【0033】

保護制御回路２２は、例えば、トランジスタ１１を制御することで二次電池２００を過充電から保護する動作（過充電保護動作）を行う充電制御回路２３を有する。例えば、異常検出回路２１は、電源端子９３とグランド端子９２との間の電圧を検出することによって、二次電池２００の電池電圧（セル電圧）を監視する。異常検出回路２１は、所定の過充電検出電圧Ｖｄｅｔ１以上のセル電圧を検知することにより、二次電池２００の過充電が検出されたことを表す過充電検出信号を出力する。

【0034】

過充電検出信号を検知した保護制御回路２２の充電制御回路２３は、所定の過充電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ１の経過を待って、トランジスタ１１をオフさせるローレベルの充電制御信号ＣＯＵＴを充電制御出力端子９６から出力する過充電保護動作を実行する。トランジスタ１１がオフされることにより、トランジスタ１２のオン状態及びオフ状態にかかわらず、二次電池２００の充電が禁止され、二次電池２００が過充電されることを防止することができる。

【0035】

保護制御回路２２は、例えば、トランジスタ１２を制御することで二次電池２００を過放電から保護する動作（過放電保護動作）を行う放電制御回路２４を有する。例えば、異常検出回路２１は、電源端子９３とグランド端子９２との間の電圧を検出することによって、二次電池２００の電池電圧（セル電圧）を監視する。異常検出回路２１は、所定の過放電検出電圧Ｖｄｅｔ２以下のセル電圧を検知することにより、二次電池２００の過放電が検出されたことを表す過放電検出信号を出力する。

【0036】

過放電検出信号を検知した保護制御回路２２の放電制御回路２４は、所定の過放電検出遅延時間ｔＶｄｅｔ２の経過を待って、トランジスタ１２をオフさせるローレベルの放電制御信号ＤＯＵＴを放電制御出力端子９７から出力する過放電保護動作を実行する。トランジスタ１２がオフされることにより、トランジスタ１１のオン状態及びオフ状態にかかわらず、二次電池２００の放電が禁止され、二次電池２００が過放電されることを防止することができる。

【0037】

保護制御回路２２は、例えば、トランジスタ１２を制御することで二次電池２００を放電過電流から保護する動作（放電過電流保護動作）を行う放電制御回路２４を有する。例えば、異常検出回路２１は、センス抵抗１０に流れる電流によって電流検出端子９６とグランド端子９２との間に発生するセンス電圧を検出する。異常検出回路２１は、所定の放電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ３以上のセンス電圧を検知することにより、マイナス側電源経路７に二次電池２００の放電方向に流れる異常電流である放電過電流が検出されたことを表す放電過電流検出信号を出力する。

【0038】

放電過電流検出信号を検知した保護制御回路２２の放電制御回路２４は、所定の放電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ３の経過を待って、トランジスタ１２をオフさせるローレベルの放電制御信号ＤＯＵＴを放電制御出力端子９７から出力する放電過電流保護動作を実行する。トランジスタ１２がオフされることにより、トランジスタ１１のオン状態及びオフ状態にかかわらず、二次電池２００の放電が禁止され、二次電池２００を放電する方向に過電流が流れることを防止することができる。

【0039】

保護制御回路２２は、例えば、トランジスタ１１を制御することで二次電池２００を充電過電流から保護する動作（充電過電流保護動作）を行う充電制御回路２３を有する。例えば、異常検出回路２１は、センス抵抗１０に流れる電流によって電流検出端子９６とグランド端子９２との間に発生するセンス電圧を検出する。異常検出回路２１は、所定の充電過電流検出電圧Ｖｄｅｔ４以下のセンス電圧を検知することにより、マイナス側電源経路７に二次電池２００の充電方向に流れる異常電流である充電過電流が検出されたことを表す充電過電流検出信号を出力する。

【0040】

充電過電流検出信号を検知した保護制御回路２２の充電制御回路２３は、所定の充電過電流検出遅延時間ｔＶｄｅｔ４の経過を待って、トランジスタ１１をオフさせるローレベルの充電制御信号ＣＯＵＴを充電制御出力端子９６から出力する充電過電流保護動作を実行する。トランジスタ１１がオフされることにより、トランジスタ１２のオン状態及びオフ状態にかかわらず、二次電池２００の充電が禁止され、二次電池２００を充電する方向に過電流が流れることを防止することができる。

【0041】

保護制御回路２２は、例えば、トランジスタ１２を制御することで二次電池２００を短絡電流から保護する動作（短絡保護動作）を行う放電制御回路２４を有する。例えば、異常検出回路２１は、過電流検出端子９５とグランド端子９２との間の電圧を検出することによって、マイナス端子６と負極接続端子４との間の電圧Ｐ−を監視する。異常検出回路２１は、所定の短絡検出電圧Ｖｓｈｏｒｔ以上の電圧Ｐ−を検知することにより、プラス端子５とマイナス端子６との間の短絡異常（短絡過電流）が検出されたことを表す短絡検出信号を出力する。

【0042】

短絡検出信号を検知した保護制御回路２２の放電制御回路２４は、トランジスタ１２をオフさせるローレベルの放電制御信号ＤＯＵＴを放電制御出力端子９７から出力する短絡保護動作を実行する。トランジスタ１２がオフされることにより、トランジスタ１１のオン状態及びオフ状態にかかわらず、二次電池２００の放電が禁止され、二次電池２００を放電する方向に短絡電流が流れることを防止することができる。

【0043】

監視ＩＣ１５０は、二次電池２００を電源として動作し、二次電池２００の電池状態を監視する監視ＩＣの一例である。監視ＩＣ１５０は、例えば、二次電池２００の電圧と電流と温度と残容量の少なくとも一つの電池状態を検出するＩＣチップである。

【0044】

監視ＩＣ１５０は、測定回路１６７と、通信回路１６２とを有する。測定回路１６７は、マルチプレクサ１５２と、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ：Analog to Digital Converter）１５３と、デジタルフィルタ１５４とを有する。測定回路１６７は、温度センサ１５１を有してもよい。温度センサ１５１は、監視ＩＣ１５０の内部温度を測定する。

【0045】

測定回路１６７は、二次電池２００の電池電圧（セル電圧）を測定する回路の一例である。測定回路１６７は、例えば、電源端子９３とグランド端子９２との間の電源電圧を検出することによって、二次電池２００の電池電圧を測定する。グランド端子９２が負極２０２とスイッチ回路１３との間でマイナス側電源経路７に接続されることによって、スイッチ回路１３の寄生抵抗値による電圧降下分を、測定回路１６７によって測定される電池電圧に含ませないことができる。特に、グランド端子９２が負極２０２とセンス抵抗１０との間でマイナス側電源経路７に接続されることによって、センス抵抗１０の抵抗値による電圧降下分も、測定回路１６７によって測定される電池電圧に含ませないことができる。

【0046】

通信回路１６２は、測定回路１６７で測定された結果を通信端子９８を介してマルチチップ１４０の外部に送信する通信回路の一例である。通信端子９８は、外部通信端子１５に接続され、外部通信端子１５は、電子機器１３０に接続される。したがって、通信回路１６２は、測定回路１６７によって測定された結果を、電子機器１３０に送信できる。通信回路１６２は、保護ＩＣ１２０を経由して、電子機器１３０に送信してもよい。

【0047】

監視ＩＣ１５０は、温度センサ１５１と、マルチプレクサ１５２と、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１５３と、デジタルフィルタ１５４と、シーケンサ１５５と、パワーオンリセット回路１５６と、発振器１５７と、レギュレータ１５８と、ＯＴＰ１５９と、ＥＥＰＲＯＭ１６０と、レジスタ１６１と、通信回路１６２とを有する。

【0048】

マルチプレクサ１５２は、温度センサ１５１からのセンサ電圧と、電源端子９３からの電源電圧とを、シーケンサ１５５により選択的に切り替えてＡＤコンバータ１５３に出力する選択回路である。温度センサ１５１は、監視ＩＣ１５０の内部温度を測定し、内部温度の測定値に対応するセンサ電圧を出力する。シーケンサ１５５は、外部機器の指示を必要とせずに、電源端子９３からの電源電圧のＡＤ変換と、温度センサ１５１からのセンサ電圧のＡＤ変換とをＡＤコンバータ１５３により定期的に繰り返して実行する。ＡＤコンバータ１５３によって測定された電源電圧及びセンサ電圧は、デジタルフィルタ１５４によるフィルタ処理が施されて、シーケンサ１５５に入力される。

【0049】

シーケンサ１５５は、ＡＤコンバータ１５３によって測定された電源電圧（デジタルフィルタ１５４によるフィルタ処理後の電源電圧）から、二次電池２００の電池電圧を演算し、その電池電圧の演算値をレジスタ１６１に格納する。また、シーケンサ１５５は、ＡＤコンバータ１５３によって測定されたセンサ電圧（デジタルフィルタ１５４によるフィルタ処理後のセンサ電圧）から、監視ＩＣ１５０の内部温度を演算し、その内部温度の演算値をレジスタ１６１に格納する。

【0050】

シーケンサ１５５は、監視ＩＣ１５０の内部温度の演算値に応じて二次電池２００の電池電圧の演算値を補正し、その補正後の電池電圧の演算値をレジスタ１６１に格納してもよい。通信回路１６２は、その補正後の電池電圧の演算値が所定の異常値を示した場合、ホスト機器である電子機器１３０の制御部１３４に通信端子９８を介して異常を知らせるインターフェースである。

【0051】

図３は、シーケンサ１５５の動作の一例を示すフローチャートである。シーケンサ１５５は、パワーオンリセット回路１５６によるリセット解除によって、動作を開始する。シーケンサ１５５は、ＡＤコンバータ１５３の入力を、電圧入力から温度入力に切り替える（ステップＳ１０）。ＡＤコンバータ１５３は、監視ＩＣ１５０の温度値に応じたセンサ電圧を測定し（ステップＳ２０）、シーケンサ１５５は、センサ電圧の測定値から監視ＩＣ１５０の温度値を演算する（ステップＳ３０）。次に、シーケンサ１５５は、ＡＤコンバータ１５３の入力を、温度入力から電圧入力に切り替える（ステップＳ４０）。ＡＤコンバータ１５３は、電源電圧を測定し（ステップＳ５０）、シーケンサ１５５は、電源電圧の測定値から二次電池２００の電池電圧（セル電圧）を演算する（ステップＳ６０）。

【0052】

図４は、マルチチップ１４０の端子配置の一例を平面視で示す図である。マルチチップ１４０は、平面視で矩形状のパッケージ１４５と、複数の外部接続端子９１〜９８とを備える。パッケージ１４５は、保護ＩＣ１２０、監視ＩＣ１５０及びメモリＩＣ１７０を覆う被覆部材の一例である。複数の外部接続端子９１〜９８は、端子配置面１４６に露出して配置される。

【0053】

端子配置面１４６は、マルチチップ１４０が実装される配線基板の実装面に面する。また、パッケージ１４５は、第１の側縁１４１と、第１の側縁１４１に対向する第２の側縁１４２と、第３の側縁１４３と、第３の側縁１４３に対向する第４の側縁１４４とを有する。

【0054】

マルチチップ１４０は、端子配置面１４６の第１の側縁１４１側に端子９１〜９４がこの順で並んで配置され、端子配置面１４６の第２の側縁１４２側に端子９５〜９８がこの順で並んで配置された構成を有する。

【0055】

端子９１〜９４は、パッケージ１４５の第１の側縁１４１側の側面又は底面から延びるリード線でもよく、端子９５〜９８は、パッケージ１４５の第２の側縁１４２側の側面又は底面から延びるリード線でもよい。

【0056】

図５は、マルチチップ１４０Ａの構成の一例を示す図である。マルチチップ１４０Ａは、上述のマルチチップ１４０の一例である。監視ＩＣ１５０は、複数のアナログ回路１〜ｎと、選択回路１６３とを有する。アナログ回路１〜ｎの具体例として、発振器１５７、温度センサ１５１、ＡＤコンバータ１５３などが挙げられる。

【0057】

選択回路１６３は、アナログ回路１〜ｎの複数のノードの接続先をシーケンサ１５５の指令に従って電流検出端子９４に選択的に切り替える選択回路の一例である。アナログ回路１〜ｎは、監視ＩＣ１５０の内部回路の例である。各アナログ回路１〜ｎのノードの具体例として、発振器１５７の発振信号を出力する発振出力ノード、温度センサ１５１のセンサ電圧信号を出力するセンサ出力ノード、ＡＤコンバータ１５３のデジタル出力信号を出力する出力ノードなどが挙げられる。

【0058】

選択回路１６３が設けられることにより、テストモード時に、任意のアナログ回路からの信号を電流検出端子９４から出力することができる。一方、通常モード時、保護ＩＣ１２０は、電流検出端子９４を介して過電流を検出できる。したがって、パッケージ外部から監視ＩＣ１５０の内部ノードにアクセス可能な外部接続端子（この場合、電流検出端子９４）を設けても、外部接続端子の総数を抑制できる。

【0059】

監視ＩＣ１５０は、電流検出端子９４に第１のボンディングワイヤ４０４を介して接続される第１のパッド３０４を有し、保護ＩＣ１２０は、電流検出端子９４に第２のボンディングワイヤ４０５を介して接続される第２のパッド１２４を有する。選択回路１６３は、アナログ回路１〜ｎの複数のノードの接続先を第１のパッド３０４に選択的に切り替える。

【0060】

監視ＩＣ１５０は、保護ＩＣ１２０から監視ＩＣ１５０に入力される放電制御信号ＤＯＵＴを無効化するマスク回路１６４を有する。保護ＩＣ１２０は、テストモード時に監視ＩＣ１５０のアナログ回路から電流検出端子９４に出力される信号を誤検出して、ローレベルの放電制御信号ＤＯＵＴを出力してしまうおそれがある。マスク回路１６４は、保護ＩＣ１２０から監視ＩＣ１５０に入力されるローレベルの放電制御信号ＤＯＵＴに従って監視ＩＣ１５０のシーケンサ１５５が誤動作することを防止する。

【0061】

図６は、監視ＩＣ１５０内のアナログ回路のトリミング動作の一例を説明するための図である。
（１）外部検査装置１９０は、命令端子１９１から命令を送信し、補正対象のアナログ回路の出力信号が電流検出端子９４から出力されるようにレジスタ１６１を設定する。シーケンサ１５５は、レジスタ１６１の設定値に従って選択回路１６３の選択動作を制御し、補正対象のアナログ回路の出力信号を電流検出端子９４から出力させる。
（２）外部検査装置１９０は、電流検出端子９４から出力される補正対象のアナログ回路の出力信号をモニター端子１９２から取得し、補正対象のアナログ回路の出力信号の調整を実施するための補正値を算出する。
（３）外部検査装置１９０は、補正対象のアナログ回路の出力信号を調節するためのレジスタ１６１内の記憶素子に、（２）で算出された補正値を書き込み、補正対象のアナログ回路の出力信号の調整を実施する。
（４）外部検査装置１９０は、電流検出端子９４から出力される補正対象のアナログ回路の出力信号をモニター端子１９２から取得し、補正対象のアナログ回路の出力信号の調整結果を確認する。

【0062】

図７は、マルチチップ１４０Ａのワイヤボンディング構成の一例をパッケージ１４５を取り除いた状態で平面視で示す図である。保護ＩＣ１２０と監視ＩＣ１５０は、マルチチップ１４０Ａの平面視で重ならずに配置されている。マルチチップ１４０Ａは、監視ＩＣ１５０の上方にメモリＩＣ１７０を備えてもよい。

【0063】

保護ＩＣ１２０は、６個のパッド１２２〜１２７を有し、監視ＩＣ１５０は、１２個のパッド３０１〜３１２を有し、メモリＩＣ１７０は、５個のパッド１７１〜１７５を有する。各パッドは、図示の通り、ボンディングワイヤ４０１〜４１５で接続される。

【0064】

メモリＩＣ１７０のパッド１７３と監視ＩＣ１５０のパッド３０７は、シリアルクロックＳＣＬが通るボンディングワイヤ４０９で接続され、メモリＩＣ１７０のパッド１７５と監視ＩＣ１５０のパッド３１０は、シリアルデータＳＤＡが通るボンディングワイヤ４１０で接続される。メモリＩＣ１７０は、ライトプロテクト（ＷＰ）用のパッド１７２と、電源ＶＣＣ用のパッド１７１と、グランドＶＳＳ用のパッド１７４とを有する。

【0065】

監視ＩＣ１５０は、電流検出端子９４にボンディングワイヤ４０４を介して接続されるパッド３０４を有し、パッド３０４は、外部検査装置１９０が電流検出端子９４を介して監視ＩＣ１５０の内部回路をモニターするためのモニターパッドＭＯＮである。監視ＩＣ１５０は、監視ＩＣ１５０の動作モードを設定するためのモード設定パッドＭＯＤＥ１，ＭＯＤＥ２を有してもよい。

【0066】

図８は、マルチチップ１４０Ｂの構成の一例を示す図である。マルチチップ１４０Ｂは、上述のマルチチップ１４０の一例である。マルチチップ１４０Ｂの構成のうちマルチチップ１４０Ａと同様の構成については、マルチチップ１４０Ａについての上述の説明を援用する。

【0067】

選択回路１６３が設けられることにより、テストモード時に、任意のアナログ回路からの信号を電流検出端子９４から出力することができる。一方、通常モード時、保護ＩＣ１２０は、電流検出端子９４及びマスク回路１６５を介して入力されるセンス電圧に基づいて、過電流を検出できる。したがって、パッケージ外部から監視ＩＣ１５０の内部ノードにアクセス可能な外部接続端子（この場合、電流検出端子９４）を設けても、外部接続端子の総数を抑制できる。

【0068】

監視ＩＣ１５０は、電流検出端子９４に第１のボンディングワイヤ４０４を介して接続される第１のパッド３０４と、電流検出端子９４に第２のボンディングワイヤ４１７を介して接続される第２のパッド３１３と、第２のパッド３１３に所定の回路を介して接続される第３のパッド３１４とを有する。所定の回路は、図８の場合、マスク回路１６５である。保護ＩＣ１２０は、第３のパッド３１４に第３のボンディングワイヤ４１８を介して接続される第４のパッド１２４を有する。選択回路１６３は、アナログ回路１〜ｎの複数のノードの接続先を第１のパッド３０４に選択的に切り替える。

【0069】

監視ＩＣ１５０は、電流検出端子９４から保護ＩＣ１２０に入力される信号を無効化するマスク回路１６５を有する。保護ＩＣ１２０は、テストモード時に監視ＩＣ１５０のアナログ回路から電流検出端子９４に出力される信号を誤検出して、ローレベルの放電制御信号ＤＯＵＴを出力してしまうおそれがある。マスク回路１６５は、電流検出端子９４から保護ＩＣ１２０に入力される信号を無効化することによって、保護ＩＣ１２０から監視ＩＣ１５０に入力されるローレベルの放電制御信号ＤＯＵＴに従って監視ＩＣ１５０のシーケンサ１５５が誤動作することを防止する。

【0070】

このように、マスク回路１６５は、テストモード時、監視ＩＣ１５０のアナログ回路から電流検出端子９４に出力される信号を保護ＩＣ１２０がセンス電圧と誤って検出することを防止できる。一方、通常モード時、保護ＩＣ１２０は、電流検出端子９４に入力されるセンス電圧に基づいて、過電流を検出できる。

【0071】

図９は、マルチチップ１４０Ｂのワイヤボンディング構成の一例をパッケージ１４５を取り除いた状態で平面視で示す図である。保護ＩＣ１２０は、６個のパッド１２２〜１２７を有し、監視ＩＣ１５０は、１３個のパッド３０１〜３１３を有し、メモリＩＣ１７０は、５個のパッド１７１〜１７５を有する。各パッドは、図示の通り、ボンディングワイヤ４０１〜４１８で接続される。

【0072】

監視ＩＣ１５０のテストモニタパッド３０４と電流検出パッド３１３とが、電流検出端子９４に接続されている。また、監視ＩＣ１５０のパッド３１４と保護ＩＣ１２０のパッド１２４とが接続されている。パッド３１４は、電流検出端子９４から電流検出パッド３１３に入力された信号を保護ＩＣ１２０の電流検出パッド１２４に対して出力するパッドＣＳ＿ＯＵＴである。

【0073】

図１０は、マルチチップ１４０Ｃの構成の一例を示す図である。マルチチップ１４０Ｃは、上述のマルチチップ１４０の一例である。マルチチップ１４０Ｃの構成のうちマルチチップ１４０Ａ，１４０Ｂと同様の構成については、マルチチップ１４０Ａ，１４０Ｂについての上述の説明を援用する。

【0074】

監視ＩＣ１５０は、電流検出端子９４に第１のボンディングワイヤ４０４を介して接続される第１のパッド３０４を有する。選択回路１６３は、アナログ回路１〜ｎの複数のノードの接続先をシーケンサ１５５の指令に従って選択回路１６６に選択的に切り替える第１の切り替え部の一例である。選択回路１６６は、選択回路１６３の接続先と保護ＩＣ１２０のパッド１２４の接続先とをシーケンサ１５５の指令に従って第１のパッド３０４に選択的に切り替える第２の切り替え部の一例である。

【0075】

選択回路１６３，１６６が設けられることにより、テストモード時に、任意のアナログ回路からの信号を電流検出端子９４から出力することができる。一方、通常モード時、保護ＩＣ１２０は、電流検出端子９４及び選択回路１６６を介して入力されるセンス電圧に基づいて、過電流を検出できる。したがって、パッケージ外部から監視ＩＣ１５０の内部ノードにアクセス可能な外部接続端子（この場合、電流検出端子９４）を設けても、外部接続端子の総数を抑制できる。

【0076】

図１１は、マルチチップ１４０Ｃのワイヤボンディング構成の一例をパッケージ１４５を取り除いた状態で平面視で示す図である。保護ＩＣ１２０は、６個のパッド１２２〜１２７を有し、監視ＩＣ１５０は、１２個のパッド３０１〜３１２を有し、メモリＩＣ１７０は、５個のパッド１７１〜１７５を有する。各パッドは、図示の通り、ボンディングワイヤ４０１〜４１８で接続される。

【0077】

電流検出端子９４は、監視ＩＣ１５０のテストモニタパッド３０４に接続される。モニタ出力パッド３１４は、保護ＩＣ１２０の電流検出パッド１２４に接続される。

【0078】

以上、マルチチップ、電池保護装置及び電池パックを実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。

【0079】

例えば、パッケージ外部から監視ＩＣ１５０の内部ノードにアクセス可能な外部接続端子は、上述の実施形態のように電流検出端子９４に限られず、過電流検出端子９５でもよい。例えば図５において、選択回路１６３は、アナログ回路１〜ｎの複数のノードの接続先をシーケンサ１５５の指令に従って過電流検出端子９５に選択的に切り替えるものでもよい。

【符号の説明】

【0080】

１５ 通信端子
９１ レギュレータ出力端子
９８ 通信端子
１００ 電池パック
１１０ 電池保護装置
１３０ 電子機器
１４０ マルチチップ
１４５ パッケージ
１６７ 測定回路
１８０ 充電器
２００ 二次電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】