[發(fā)明專利]延遲時(shí)間產(chǎn)生電路、半導(dǎo)體器件、電池組和電子設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710154230.3
• 申請(qǐng)日: 2007-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101145687A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 后藤智幸
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社理光
• 主分類號(hào): H02H7/18
• 分類號(hào): H02H7/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 邵亞麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于延遲電子電路信號(hào)的延遲時(shí)間產(chǎn)生電路技術(shù)，具體地說(shuō)，涉及在測(cè)試電子電路時(shí)能夠減少延遲時(shí)間的延遲時(shí)間產(chǎn)生電路、使用延遲時(shí)間產(chǎn)生電路、用于保護(hù)二次電池的半導(dǎo)體器件、電池組和電子設(shè)備。

背景技術(shù)

易用(easy-to-use)電池組已經(jīng)被廣泛用作各種便攜電子設(shè)備的電源。電池組被形成為存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)二次電池的包裝(package)，并且諸如鋰電池(lithium-ion?batteries)、鋰聚合物電池(lithium?polymer?batteries)和鎳氫電池(nickel?hydride?batteries)的高容量電池被用作二次電池。因?yàn)楦呷萘慷坞姵負(fù)碛袠O大的能量，它們產(chǎn)生很高溫度的熱量，并且有時(shí)在過(guò)充電、過(guò)放電或過(guò)電流的情況下會(huì)導(dǎo)致著火。

因此，在電池組中安裝用于保護(hù)二次電池免于過(guò)充電、過(guò)放電、充電過(guò)電流、放電過(guò)電流和短路電流的半導(dǎo)體器件。當(dāng)需要保護(hù)二次電池，用于保護(hù)二次電池的半導(dǎo)體器件就切斷二次電池與充電器之間或者二次電池和負(fù)載設(shè)備之間的連接來(lái)防止熱量的產(chǎn)生以及著火。

用于保護(hù)二次電池的半導(dǎo)體器件具有專用檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)過(guò)充電、過(guò)放電、充電過(guò)電流、放電過(guò)電流和短路電流中的每一個(gè)。在檢測(cè)到需要保護(hù)操作的異常狀況時(shí)，檢測(cè)電路輸出異常檢測(cè)信號(hào)，并關(guān)斷提供在二次電池和充電器之間(在充電時(shí))或者二次電池和負(fù)載設(shè)備之間(在放電時(shí))的開(kāi)關(guān)以切斷連接。

如果在異常檢測(cè)信號(hào)輸出后，所述開(kāi)關(guān)立即被關(guān)斷，則使得負(fù)載設(shè)備的電源停止，即使例如由于噪音導(dǎo)致的故障而只在很短的一段時(shí)間輸出了所述檢測(cè)信號(hào)，這導(dǎo)致了比如負(fù)載設(shè)備的不適當(dāng)操作的問(wèn)題。為了避免這樣的不適當(dāng)操作，用于保護(hù)二次電池的半導(dǎo)體器件被以這樣一種方式設(shè)計(jì)，僅當(dāng)從異常檢測(cè)信號(hào)輸出后已經(jīng)經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間之后該異常仍然繼續(xù)，才確定為真正的異常，然后關(guān)斷開(kāi)關(guān)。

該預(yù)定時(shí)間稱為延遲時(shí)間。延遲時(shí)間依據(jù)檢測(cè)到的異常而不同(從幾十毫秒到幾秒）。換句話說(shuō)，對(duì)于異常度大或者緊急情況，延遲時(shí)間設(shè)定得較短，反之，對(duì)于異常度小或者非緊急情況，延遲時(shí)間設(shè)定得較長(zhǎng)。

例如，檢測(cè)到過(guò)放電、過(guò)電流、短路時(shí)的延遲時(shí)間分別是大約16毫秒、10毫秒、1毫秒。然而，以過(guò)充電檢測(cè)電路檢測(cè)到過(guò)充電時(shí)的延遲時(shí)間是1秒或更多，有時(shí)最大可以是大約5秒。

如果在為用于保護(hù)二次電池的半導(dǎo)體器件進(jìn)行特性檢驗(yàn)、裝運(yùn)檢驗(yàn)等時(shí)等待所述延遲時(shí)間，則會(huì)花費(fèi)太多的時(shí)間，從而導(dǎo)致生產(chǎn)力降低以及成本的增加。

在JP-A-2005-12852(專利文檔1)中公開(kāi)的發(fā)明已經(jīng)由本申請(qǐng)人提出來(lái)解決上述問(wèn)題。根據(jù)這個(gè)發(fā)明，在測(cè)試半導(dǎo)體器件時(shí)，增加提供給使用頻率計(jì)數(shù)器的延遲時(shí)間產(chǎn)生電路的時(shí)鐘信號(hào)的，由此來(lái)減少延遲時(shí)間。

圖1是官方公報(bào)(Official?Gazette)中公開(kāi)的時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路的框圖。該電路是使用反相器41至45的環(huán)形振蕩器電路。環(huán)形振蕩器電路的振蕩頻率的設(shè)置利用了以恒定電流反相器41和44的輸出充電和放電電容器C1和C2所要求的時(shí)間。通過(guò)實(shí)質(zhì)(substantially)增加構(gòu)成恒定電流反相器41和44的恒定電流源的恒定電流值，可以增加環(huán)形振蕩器電路的振蕩頻率。參照?qǐng)D1，具體描述如下。

在正常操作中，測(cè)試信號(hào)TEST2被設(shè)定為高電平(high?level)，并且PMOS晶體管M1和M2被關(guān)斷。因此，由于電流源13和14的電流沒(méi)有分別提供給恒定電流反相器41和44，電容器C1和C2的充電和放電僅分別由恒定電流源I1和I2來(lái)執(zhí)行，因此導(dǎo)致了較長(zhǎng)的充電和放電時(shí)間以及較低的振蕩頻率。

在測(cè)試中，測(cè)試信號(hào)TEST2設(shè)定為低電平(low?level)，并且全部PMOS晶體管M1和M2兩者被導(dǎo)通。因此，由于電流源I3和I4的電流分別提供給恒定電流反相器41和44，電容器C1的充電和放電以及電容器C2的充電和放電分別由電流源I1和I3的總電流以及電流源I2和I4的總電流來(lái)執(zhí)行，由此導(dǎo)致了較短的充電和放電時(shí)間以及較高的振蕩頻率。

專利文檔1：JP-A-2005-12852

然而，傳統(tǒng)的振蕩電路不能精確設(shè)定時(shí)鐘信號(hào)的頻率。因?yàn)橛捎谥圃旃睿娏髟碔1到I4的電流值以及電容器C1和C2的靜電電容上下波動(dòng)。

另外，也在電流源I1與電流源I3的電流比以及在電流源I2與電流源I4的電流比中發(fā)現(xiàn)了制造公差。電流比增加越多，電流比中的誤差就變得越大。結(jié)果就不能精確設(shè)定在正常操作中的低速時(shí)鐘頻率與在測(cè)試中的高速時(shí)鐘頻率的比率，對(duì)于在使用高速時(shí)鐘測(cè)試中的半導(dǎo)體器件，使得測(cè)試時(shí)間大幅波動(dòng)。