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Patent Searching and Data


Title:
POWER MANAGEMENT CIRCUIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/072281
Kind Code:
A1
Abstract:
An external power source (210) is connected to an adapter input terminal (first terminal) (PVIN). A battery (110) is connected to a path input terminal (second terminal) (BAT1). A selection circuit (a first switch (SW1), a second switch (SW2), a logic circuit (14)) compares an input voltage VIN from the external power source (210) and a battery voltage VBAT and selects either one. The voltage selected by the selection circuit is outputted from a system power supply terminal (SYS) to an external load circuit. A charge circuit charges the battery (110) by using the input voltage VIN from the external power source (210).

Inventors:
MIYANAGA KOICHI (JP)
SHIBATA YUTAKA (JP)
ITO AKIHITO (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/003578
Publication Date:
June 11, 2009
Filing Date:
December 03, 2008
Export Citation:
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Assignee:
ROHM CO LTD (JP)
MIYANAGA KOICHI (JP)
SHIBATA YUTAKA (JP)
ITO AKIHITO (JP)
International Classes:
H02J7/00; H01M10/44; H02J1/00; H02J7/02
Foreign References:
JP2007306647A2007-11-22
JPH03190539A1991-08-20
JPH08182221A1996-07-12
JP2005188936A2005-07-14
Attorney, Agent or Firm:
MORISHITA, Sakaki (Ebisu-Nishi Shibuya-ku, Tokyo 21, JP)
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Claims:
 外部電源が接続される第1端子と、
 電池が接続される第2端子と、
 前記第1端子に印加された前記外部電源からの電圧と、前記第2端子に印加された前記電池からの電池電圧を比較し、前記外部電源からの電圧と前記電池からの電池電圧のいずれかを選択する選択回路と、
 前記選択回路により選択された電圧を、外部の負荷回路へと出力する出力端子と、
 前記外部電源からの電圧を利用して前記電池を充電するDC/DCコンバータ型の充電回路と、
 を備えることを特徴とする電源管理回路。
 前記選択回路は、
 前記第1端子と前記出力端子の間に設けられた第1スイッチと、
 前記第2端子と前記出力端子の間に設けられた第2スイッチと、
 を含むことを特徴とする請求項1に記載の電源管理回路。
 前記第1端子に入力された前記外部電源からの電圧に応じた検出電圧を、所定の第1しきい値電圧と比較する入力電圧検出コンパレータをさらに備え、前記検出電圧が前記第1しきい値電圧より低いとき、前記第1スイッチをオフ、前記第2スイッチをオンに設定することを特徴とする請求項2に記載の電源管理回路。
 前記第1端子に入力された電圧が前記第1しきい値電圧より高い場合、前記第1端子の電圧と前記第2端子の電圧を比較し、前記第1端子の電圧の方が低いとき、第2スイッチをオン、第1スイッチをオフに設定し、前記第1端子の電圧の方が高いとき、第1スイッチをオン、第2スイッチをオフに設定することを特徴とする請求項3に記載の電源管理回路。
 前記第1端子に入力された前記外部電源からの電圧に応じた検出電圧を、所定の第2しきい値電圧と比較する入力電圧検出コンパレータをさらに備え、前記検出電圧が前記第2しきい値電圧より高いとき、前記第1スイッチをオフ、前記第2スイッチをオンに設定することを特徴とする請求項2に記載の電源管理回路。
 前記DC/DCコンバータ型の充電回路は、前記第1端子と固定電圧端子の間に設けられた第1トランジスタを含むスイッチング電源であり、
 前記電源管理回路は、前記第1トランジスタに流れる電流を検出する入力電流検出部をさらに備え、
 前記入力電流検出部は、
 一端が前記第1端子に接続され、前記第1トランジスタと直列に設けられた第1抵抗と、
 前記第1端子と前記固定電圧端子の間に直列に設けられた第2抵抗、第3トランジスタ、第3抵抗と、
 非反転入力端子に、前記第1抵抗の他端の電位が入力され、反転入力端子に前記第2抵抗と前記第3トランジスタの接続点の電位が入力された演算増幅器と、
 を含み、前記第3抵抗の電圧降下を、前記第1トランジスタに流れる電流に応じた信号として出力し、
 前記第1トランジスタのスイッチング動作は、前記入力電流検出部から出力される信号に応じて制御されることを特徴とする請求項1に記載の電源管理回路。
 前記DC/DCコンバータ型の充電回路は、前記第1端子と固定電圧端子の間に設けられた第1トランジスタを含むスイッチング電源であり、
 前記電源管理回路は、前記充電回路から前記電池へと供給される充電電流を検出する充電電流検出回路をさらに備え、
 前記充電電流検出回路は、
 前記充電電流の経路上に設けられ、一端が前記電池と接続された検出抵抗と、
 前記検出抵抗の他端と前記固定電圧端子の間に直列に設けられた第4抵抗、第4トランジスタ、第5抵抗と、
 非反転入力端子に、前記検出抵抗の一端の電位が入力され、反転入力端子に前記第4抵抗と前記第4トランジスタの接続点の電位が入力された演算増幅器と、
 を含み、前記第5抵抗の電圧降下を、前記充電電流に応じた信号として出力し、
 前記第1トランジスタのスイッチング動作は、前記充電電流検出回路から出力される信号が、所定の目標値に近づくように制御されることを特徴とする請求項1に記載の電源管理回路。
 前記DC/DCコンバータ型の充電回路は、前記第1端子と固定電圧端子の間に設けられた第1トランジスタを含むスイッチング電源であり、
 前記電源管理回路は、前記電池の電圧を所定の基準電圧と比較する電池電圧検出回路をさらに備え、
 前記第1トランジスタのスイッチング動作は、前記電池の電圧が前記基準電圧が近づくように制御されることを特徴とする請求項1に記載の電源管理回路。 
Description:
電源管理回路

 本発明は、アダプタからの外部電圧およ 電池電圧を管理する電源管理回路に関する

 近年の携帯電話、PDA(Personal Digital Assistan t)、ノート型パーソナルコンピュータなどの まざまな電子機器には、デジタル信号処理 行うCPU(Central Processing Unit)や、DSP(Digital Sig nal Processor)、あるいは、液晶パネル、その他 のアナログ、デジタル回路など、多くの電子 回路が搭載される。電源として電池が搭載さ れる電池駆動型の電子機器においては、機器 内部の各電子回路は、電池からの電池電圧に よって動作する。

 電子機器には、ACアダプタやUSB(Universal Seria l Bus)ポートなどの外部電源からの電源供給 受け、電池の残量が少なくても、あるいは 池が装着されていなくても動作可能なもの ある。この場合、外部電源からの電圧と、 池からの電圧のいずれによって電子機器を 作させるかを制御するための電源管理回路( ワーマネージメントIC)が設けられる。電池 リチウムイオン電池などの二次電池の場合 電源管理回路には、外部電源からの電圧に って電池を充電する機能が設けられる。

特開平9-219935号公報

特開平3-49418号公報

特開昭61-8677号公報

 本発明は係る状況においてなされたもの あり、その目的は、様々な電源を統合的に 理可能な電源管理回路の提供にある。

 本発明のある態様は、電源管理回路に関 る。この電源管理回路は、外部電源が接続 れる第1端子と、電池が接続される第2端子 、第1端子に印加された外部電源からの電圧 、第2端子に印加された電池からの電池電圧 を比較し、外部電源からの電圧と電池からの 電池電圧のいずれかを選択する選択回路と、 選択回路により選択された電圧を、外部の負 荷回路へと出力する出力端子と、外部電源か らの電圧を利用して電池を充電するDC/DCコン ータ型の充電回路と、を備える。

 なお、以上の構成要素の任意の組合せや 発明の構成要素や表現を、方法、装置、シ テムなどの間で相互に置換したものもまた 本発明の態様として有効である。

 本発明によれば、さまざまな電源を統合 に管理できる。

実施の形態に係る電源管理回路を備え 電子機器の構成を示す回路図である。 第1スイッチ、第2スイッチの状態を示 図である。 入力電流検出部の構成例を示す回路図 ある。 充電電流検出回路の構成を示す回路図 ある。 図5(a)、(b)は、温度検出および電池検出 に関連する周辺回路を示す図である。 入力端子の値と、各モードの対応関係 示す図である。 充電回路の状態遷移図である。 各ステートごとのステート信号の値を す図である。 電源管理回路の入出力端子の一覧を示 図である。 電源管理回路を裏面から見たときの電 極の配置図を示す図である。 電源管理回路の定格動作条件を示す図 である。

符号の説明

100…電源管理回路、110…電池、114…アダプ ター入力端子、210…外部電源、C1…平滑キャ シタ、C2…出力キャパシタ、L2…出力インダ クタ、C10…入力キャパシタ、R11…抵抗、SW1… 第1スイッチ、SW2…第2スイッチ、SW2e…外部第 2スイッチ、10…入力電流検出部、12…入力電 検出コンパレータ、14…ロジック回路、16… サーマルシャットダウン回路、18…オシレー 、20…充電電流検出回路、22…出力電圧検出 回路、24…電池電圧検出回路、26…基準電圧 、28…温度検出回路、30…電池セル検出回路 PVIN…アダプター入力端子、BAT1…パス入力 子、BAT2…電池電圧検出入力端子、SYS…シス ム電源供給端子、TS…温度検出端子、M1…第 1トランジスタ、M2…第2トランジスタ、RSNS… 出抵抗、S100…サスペンド状態、S102…プリ ャージ状態、S104…急速充電状態、S106…終止 電流検出状態、S108…充電完了状態、S110…電 エラー停止状態、S112…温度停止状態。

 以下、本発明を好適な実施の形態をもと 図面を参照しながら説明する。各図面に示 れる同一または同等の構成要素、部材、処 には、同一の符号を付するものとし、適宜 複した説明は省略する。また、実施の形態 、発明を限定するものではなく例示であっ 、実施の形態に記述されるすべての特徴や の組み合わせは、必ずしも発明の本質的な のであるとは限らない。

 本明細書において、「部材Aが部材Bに接続 れた状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直 接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、 気的な接続状態に影響を及ぼさない他の部 を介して間接的に接続される場合も含む。
 同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設 られた状態」とは、部材Aと部材C、あるい 部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほ か、電気的な接続状態に影響を及ぼさない他 の部材を介して間接的に接続される場合も含 む。

 図1は、実施の形態に係る電源管理回路100 を備える電子機器200の構成を示す回路図であ る。電子機器200は、たとえば携帯電話端末や 、PDA、ノート型PCをはじめとする電池駆動型 情報端末機器である。電子機器200は、電源 理回路100に加えて、電池110、アダプター入 端子114および負荷(システム)を備える。

 電池110は、リチウムイオン電池やニッケル 素電池などの2次電池であり電池電圧VBATを 力する。
 アダプター入力端子114は、外部電源210が着 可能な端子であり、外部電源210からの電圧( 以下、外部電圧という)VINを受ける。外部電 210は、ACアダプタ210a、あるいはUSB電源210bで る。

 電源管理回路100は、外部電圧VINおよび電 電圧VBATを受け、いずれかを選択して負荷( 下、システムという)に供給するとともに、 部電圧VINを利用して電池110を充電する。シ テムは、図示しない電源回路や、DSP、液晶 ネルをはじめ、その他のアナログ回路、デ タル回路を含む。

 電源管理回路100は、半導体基板上に機能I Cとして集積化される。電源管理回路100はア プター入力端子PVINに外部電圧VINを受ける。 ダプター入力端子PVINには入力キャパシタC10 が接続され、外部電圧VINが安定化される。

 また、パス入力端子BAT1には電池110が接続さ れ、電池電圧VBATが入力される。
 システム電源供給端子SYSには、電圧供給先 システムが接続される。

 電源管理回路100は、インテリジェントパ 回路と、充電回路を備えて構成される。以 、これらについて順に説明する。

1. インテリジェントパス回路
 インテリジェントパス回路は、パス入力端 BAT1の電池電圧VBATと、アダプター入力端子PV INの外部電圧VINの電圧の大小関係に応じて、 ずれか一方を選択して、システム電源供給 子SYSに接続されるシステムに供給する。

 インテリジェントパス回路は、第1スイッ チSW1、第2スイッチSW2、SW2eを備える。第1スイ ッチSW1および内部第2スイッチSW2は電源管理 路100に集積化され、外付け第2スイッチSW2eは 電源管理回路100の外部にディスクリート素子 で構成される。

 第1スイッチSW1は、アダプター入力端子PVI Nとシステム電源供給端子SYSの間に設けられ 。第1スイッチSW1のオン、オフは、制御信号S 1によって制御される。内部第2スイッチSW2は ス入力端子BAT1とシステム電源供給端子SYSの 間に設けられる。外部第2スイッチSW2eは、内 第2スイッチSW2と並列に、電源管理回路100の 外部に設けられる。外部第2スイッチSW2eはPチ ャンネルMOSFETであり、そのゲートは外付PMOS ート制御出力端子GATEに接続される。内部第2 スイッチSW2および外部第2スイッチSW2eのペア オン、オフは、制御信号S2によって同期し 制御される。以下、内部第2スイッチSW2、外 第2スイッチSW2eを総称し、単に第2スイッチS W2という。ドライバ2は、制御信号S2にもとづ て外部第2スイッチSW2eのゲート電圧を生成 る。

 ロジック回路14は、制御信号S1、S2を生成し 第1スイッチSW1、第2スイッチSW2を制御する
 第1スイッチSW1がオン、第2スイッチSW2がオ すると、アダプター入力端子PVINの外部電圧V INがシステム電源供給端子SYSに出力される。 対に第2スイッチSW2がオン、第1スイッチSW1 オフすると、電池電圧VBATがシステム電源供 端子SYSに出力される。

 図2は、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2の状 を示す図である。
 アダプタからの入力電圧VINが減電圧状態の き、第2スイッチSW2がオン、第1スイッチSW1 オフに設定され、電池110からシステムへの 力供給が行われる(S10、S11)。減電圧状態は、 後述する入力電圧検出コンパレータ12により 出される。

 アダプタ(外部電源210)からの入力電圧VINが 常動作状態の場合、電池電圧VBATと入力電圧V INが比較される。比較の結果、入力電圧VINの が低い(たとえばVIN<VBAT+100mV)とき、第2ス ッチSW2がオン、第1スイッチSW1がオフとなり 電池110からシステムへの電力供給が行われ (S12)。
 比較の結果、入力電圧VINの方が高い(たとえ ばVIN>VBAT+200mV)とき、第2スイッチSW2がオフ 第1スイッチSW1がオンとなり、外部電源210か システムへの電力供給が行われる(S13)。入 電圧VINと電池電圧VBATは、図示しないコンパ ータによって比較される。

 アダプタからの入力電圧VINが過電圧状態 とき、第2スイッチSW2がオン、第1スイッチSW 1がオフに設定され、電池110からシステムへ 電力供給が行われる(S14、S15)。過電圧状態は 、後述する入力電圧検出コンパレータ12によ 検出される。

 このように、ロジック回路14は、入力電 VINと電池電圧VBATの大小関係にもとづいて、 1スイッチSW1、第2スイッチSW2の状態を切り える。

2. 充電回路
 充電回路は、外部電圧VINを利用して電池110 充電する回路である。充電回路は、同期整 型の降圧DC/DCコンバータ(スイッチングレギ レータ)を含んで構成される。DC/DCコンバー は、第1トランジスタM1、第2トランジスタM2 出力インダクタL2、出力キャパシタC2を含む 。

 第1トランジスタM1および第2トランジスタ M2は、アダプター入力端子PVINと固定電圧端子 (接地端子)の間に直列に接続される。第1トラ ンジスタM1はPチャンネルMOSFETであり、スイッ チングトランジスタと呼ばれる。第2トラン スタM2はNチャンネルMOSFETであり、同期整流 ランジスタと呼ばれる。

 第1トランジスタM1と第2トランジスタM2の 続点は、スイッチドライバ出力端子SWと接 される。出力インダクタL2の一端は端子SWに 続される。出力インダクタL2の他端と固定 圧端子(接地端子)の間には出力キャパシタC2 設けられる。また、出力インダクタL2の他 は、検出抵抗RSNSを介して電池110と接続され 。

 ロジック回路14は、第1トランジスタM1、 2トランジスタM2のオン、オフを制御する。 1トランジスタM1、第2トランジスタM2が相補 にスイッチングすると、出力インダクタL2を 介して充電電流が電池110へと流れ込み、電池 110が充電される。

 ロジック回路14は、ステートマシンを含 、電源管理回路100および電池110の状態に応 て、充電状態を制御する。

 ステートマシンは、入力電流検出部10、 力電圧検出コンパレータ12、サーマルシャッ トダウン回路16、充電電流検出回路20、満充 検出回路22、電池電圧検出回路24、温度検出 路28、電池セル検出回路30からの情報をもと に状態遷移する。

 入力電流検出部10は、アダプター入力端 PVINから第1トランジスタM1を介して出力イン クタL2に流れる入力電流を検出する。この 力電流はパルス状に間欠的に流れるため、 圧に変換された後、キャパシタ接続端子C1に 接続される平滑キャパシタC1によって平滑化 れる。

 図3は、入力電流検出部10の構成例を示す 路図である。入力電流検出部10は、抵抗R10 R11、R12、演算増幅器40および平滑キャパシタ C1を含む。抵抗R10は、検出対象の電流I1の経 上に設けられる。演算増幅器40の一方の入力 には、抵抗R10の一端が接続される。抵抗R10、 トランジスタM10、抵抗R12はアダプター入力端 子PVINと接地端子の間に直列に設けられる。 ランジスタM10と抵抗R12の接続点の電位が、 算増幅器40の別の入力に帰還される。トラン ジスタM10のゲートには演算増幅器40の出力電 が印加される。抵抗R12には、抵抗R10の電圧 下に比例した電圧Vxが発生する。抵抗R12に ずる電圧Vxは、平滑キャパシタC1によって平 化され、直流電圧となる。電圧Vxが所定の きい値電圧と比較され、つまり入力電流が きい値と比較される。比較結果は、ロジッ 回路14へと入力される。

 図1に戻る。アダプター入力端子114と接地 端子の間には、抵抗R20、キャパシタC20が直列 に設けられる。接続点の電位は、入力電圧検 出端子VINSNSへと入力される。入力電圧検出コ ンパレータ12は、端子VINSNSの電位を所定のし い値電圧と比較する。比較結果はロジック 路14へと出力される。

 サーマルシャットダウン回路16は、電源 理回路100の温度を所定のしきい値と比較し 比較結果をロジック回路14に出力する。

 オシレータ18は、第1トランジスタM1、第2 ランジスタM2を一定の周波数でスイッチン させるために必要な周期信号を生成する。

 充電電流検出回路20は、電池110に流れる 電電流を検出する。検出抵抗RSNSは充電電流 経路上に設けられているため、充電電流に 例した電圧降下が発生する。検出抵抗RSNSの 一端は、充電電流センス入力+側端子IS1に接 され、他端は充電電流センス入力-側端子IS2 接続される。充電電流検出回路20は、2つの 子IS1、IS2の電位を受け、充電電流に比例し 検出電圧を生成する。ロジック回路14は、 出電圧を参照し、充電電流が所定の目標値 近づくように第1トランジスタM1、第2トラン スタM2のオン時間、オフ時間のデューティ を帰還制御する(定電流充電)。

 図4は、充電電流検出回路20の構成を示す 路図である。充電電流検出回路20は、抵抗R2 1、R22、トランジスタM20、演算増幅器50、コン パレータ54を含む。抵抗R21、トランジスタM20 抵抗R22は、端子IS1と接地端子の間に直列に 続される。演算増幅器50の非反転入力端子 は端子IS2が接続される。トランジスタM20の ートは、演算増幅器50の出力端子と接続され る。抵抗R21とトランジスタM20の接続点は、演 算増幅器50の反転入力端子と接続される。抵 R22は端子ISET1を介して外付け可能に構成さ る。

 端子ISET1の電位Vyは、
 Ichg×RSNS×R22/R21
で与えられる。コンパレータ54は、電位Vyを きい値電圧Vthと比較する。つまり、充電電 Ichgと、きい値電圧Vthに対応する終止電流Iter mとの大小関係を比較する。終止電流Itermは、
 Iterm=Vth/RSNS×R21/R22
で与えられる。したがって、セットの設計者 は、端子ISET1に接続される抵抗R22によって終 電流Itermを調節できる。

 端子ISET2には、急速充電を行う際の急速 電電流を調節するための抵抗が外付けされ 。

 電池電圧検出入力端子BAT2は電池110と接続 され、電池電圧VBATが印加される。抵抗R30、31 は、電池電圧検出入力端子BAT2と接地端子の に直列に接続され、電池電圧VBATを分圧する 満充電検出回路22は分圧された電池電圧VBAT 所定の満充電検出しきい値と比較する。比 結果は、ロジック回路14へと出力される。

 電池電圧検出回路24は、電池電圧検出入 端子BAT2の電池電圧VBATを所定の基準電圧と比 較する。ロジック回路14は、電池電圧VBATが基 準電圧に近づくように、第1トランジスタM1、 第2トランジスタM2のオン時間、オフ時間のデ ューティ比を帰還制御する(定電圧充電)。

 図5(a)、(b)は、温度検出および電池検出に 関連する周辺回路を示す図である。図5(a)は 電池110のサーミスタRTを利用して温度検出を 行う場合の接続態様を示す。基準電圧源26は 準電圧VREFを生成する。生成された基準電圧 VREFは、基準電圧端子REFから出力される。基 電圧端子REFと接地端子の間にはキャパシタC4 0が接続され、基準電圧VREFが安定化される。 池110は、サーミスタRTを含む。抵抗R40は、 準電圧端子REFと接地端子の間に、サーミス RTと直列に接続される。抵抗R40とサーミスタ RTの接続点の電位は電池110の温度に依存した 圧であり、温度検出端子TSに入力される。

 温度検出回路28は、温度検出端子TSの電位 を所定のしきい値電圧と比較し、電池110の温 度をしきい値と比較する。比較結果はロジッ ク回路14へと出力される。なお、図5(a)におい て、温度検出イネーブル端子TSENは基準電圧VR EFにプルアップされる。

 温度検出端子TSには、電池110が装着され いないとき基準電圧VREFが入力され、電池110 装着されるとき抵抗R40とサーミスタRTによ て分圧された基準電圧VREFが入力される。そ で電池セル検出回路30は、温度検出端子TSの 電位を、所定のしきい値電圧と比較し、電池 110の装着の有無を判定する。ロジック回路14 は判定結果が通知される。

 図5(b)は、サーミスタRTを利用しない場合 接続態様を示す。この場合、温度検出端子T Sは接地され、温度検出回路28、電池セル検出 回路30は無効化される。セットの設計者が、 池110の温度および装着の有無の検出につい 独自の手法を用いたい場合、図5(b)の回路に 設定される。なお図5(b)において、温度検出 ネーブル端子TSENは接地電位にプルダウンさ る。

 温度検出イネーブル端子TSENの電位は、ロ ジック回路14へと入力される。ロジック回路1 4は、端子TSENの状態に応じて、図5(a)、(b)のい ずれの状態で回路が構成されるかを判定する 。なお、ロジック回路14は、温度検出イネー ル端子TSENの電位に応じて、後述するステー トマシンが温度停止状態S112へ遷移するのを 止する。

 図1に戻る。電源管理回路100は、サスペン ドモード、1/5倍モード、1倍モード、2倍モー のいずれかに設定される。電源管理回路100 、モードを設定するための端子として、モ ド選択入力端子SET0、SET1を備える。各入力 子SET0、SET1には、ハイレベル(1)またローレベ ル(0)が入力され、2つの値の組み合わせに応 て、電源管理回路100の動作モードが設定さ る。図6は、入力端子SET0、SET1の値と、各モ ドの対応関係を示す。

 サスペンドモードに設定されると、電池110 対する充電動作が停止する。
 1倍モードのとき、入力電流検出部10によっ 検出される入力電流の制限値(上限値)が所 値(500mA)に設定される。1/5倍モードのとき、 力電流の制限値は、1倍モードの1/5倍に相当 する100mAに設定される。2倍モードのとき、入 力電流の制限値は、1倍モードの2倍に相当す 1Aに設定される。サスペンドモードのとき サスペンド信号は1にセットされる。

 図1に戻る。接地端子PGNDおよび接地端子GN DREFは接地される。テスト端子TEST1~TEST4は、電 源管理回路100の動作確認用に設けられる。

 充電回路は、サスペンド状態S100、プリチ ャージ状態S102、急速充電状態S104、終止電流 出状態S106、充電完了状態S108、電池エラー 止状態S110、温度停止状態S112を遷移し、各状 態間の遷移は、ロジック回路14の内部のステ トマシンによって管理される。

S100 サスペンド状態(SUSPEND)
 入力電圧異常(過電圧ロックアウト、低電圧 ロックアウト)あるいは温度異常が発生した 態である。サスペンド状態では、充電が停 する。

S102 プリチャージ状態(PRE_CHG)
 電池電圧が低い状態(VBAT<2.85V)において、 備充電を行う状態である。

S104 急速充電状態(TURBO_CHG)
 充電電流Ichgをフィードバックし、充電電流 Ichgが一定となるように充電を行う(定電流充 )。その後、電池電圧VBATが満充電状態に近 くと電池電圧VBATをフィードバックし、電池 圧VBATが所定の基準電圧(満充電電圧VFULL)と 致するように充電を行う(定電圧充電)。

S106 終止電流検出状態(Iterm_detect)
 充電電流Ichgが終止電流Itermより低い状態で 満充電状態(VBAT≧VFULL)となった状態である ある一定期間、この状態を保持し、その後 のステートに遷移する。

S108 充電完了状態(CHG_complete)
 電池電圧VBATが、満充電電圧VFULLに達した状 である。

S110 電池エラー停止状態(Batt_err_Stop)
 電池に異常が発生した状態である。

S112 温度停止状態(TEMP_STOP)
 温度異常が発生した状態である。温度停止 態S112は、図5(a)に示すサーミスタRTによる温 度検出を行う場合のみ有効である。

 図7は、充電回路の状態遷移図である。あ る状態S120において、入力電圧VINがしきい値 圧VINOVLOより高いとき(過電圧ロックアウト) 入力電圧VINがしきい値電圧VINUVLOより低いと (低電圧ロックアウト)、温度検出端子TSの電 位がしきい値電圧VTS1より高いとき(高温状態) 、あるいはサスペンド信号が1に設定される き、ステートマシンはサスペンド状態S100に 移する(TRN1)。

 サスペンド状態S100において、入力電圧VIN が正常電圧範囲に含まれ(VINUVLO<VIN<VINOVLO) 、かつ温度が正常範囲となり、さらにサスペ ンド信号が0の状態を所定の期間持続すると プリチャージ状態S102に遷移する(TRN2)。

 プリチャージ状態S102において、サーミスタ RTを利用した温度検出の結果、周囲温度Taが 所定の範囲から逸脱すると(たとえば、2℃以 下、あるいは50℃以上)、温度停止状態S112の 1停止状態(CHG_STOP1)に遷移する(TRN3)。
 温度停止状態S112の第1停止状態(CHG_STOP1)にお いて、周囲温度Taが所定範囲(たとえば3℃~40 )に含まれるとプリチャージ状態S102に遷移す る(TRN4)。

 プリチャージ状態S102における予備充電の 結果、電池電圧VBATがある値以上になると(VBAT ≧2.85V)、急速充電状態S104に遷移する(TRN5)。 対に、急速充電状態S104において電池電圧VBAT がある値を下回ると(VBAT<2.85V)、プリチャー ジ状態S102に遷移し(TRN6)、再び予備充電が行 れる。

 プリチャージ状態S102において、電池電圧 VBATが過電圧状態(VBAT>VOVLO)となり、あるい 所定時間(たとえば2時間)にわたり継続的に 電圧状態(VBAT<2.85V)を持続すると、電池エ ー停止状態S110に遷移する(TRN7)。

 急速充電状態S104において、サーミスタRTを 用した温度検出の結果、周囲温度Taが、所 の範囲から逸脱すると(たとえば、2℃以下、 あるいは50℃以上)、温度停止状態S112の第2停 状態(CHG_STOP2)に遷移する(TRN8)。
 温度停止状態S112の第2停止状態(CHG_STOP2)にお いて、周囲温度Taが所定範囲(たとえば3℃~40 )に含まれると急速充電状態S104に遷移する(TR N9)。

 急速充電状態S104において、充電電流Ichg 終止電流Itermを超過した状態が所定時間(た えば4時間)継続するか、あるいは、過電圧ロ ックアウト状態(VBAT>VOVLO)となると、電池エ ラー停止状態S110に遷移する(TRN10)。

 急速充電状態S104において、充電電流Ichg 終止電流Itermより小さく、電池電圧VBATが満 電電圧VFULL(たとえば4V)以上になると、終止 流検出状態S106の第1状態(CHG_complete1)に遷移す る(TRN11)。その後、所定時間(たとえば4320ms)経 過すると、第2状態(CHG_complete2)に遷移する(TRN1 2)。このとき、電池電圧VBATが満充電電圧VFULL り高ければ(VBAT>4.0V)、充電完了状態S108に 移し(TRN13)、満充電電圧VFULLより低ければ(VBA T<4.0V)、急速充電状態S104に遷移する(TRN14)。

 充電完了状態S108において、電池電圧VBAT 満充電電圧VFULLを下回ると(VBAT<4.0V)、急速 電状態S104に遷移する。なお、あらゆる状態 において、過電圧ロックアウト(VBAT>VOVLO)が 発生すると、電池エラー停止状態S110に遷移 る。

 図1に戻る。電源管理回路100は、現在のス テートマシンの状態を示す信号を、ステート 出力端子STAT0~STAT2から出力する。図8は、各ス テートごとのステート信号STAT0~STAT2の値を示 図である。ステート信号STAT0~STAT2を外部に 力することにより、セット側で電源管理回 100の状態を把握することができる。

 図9は、電源管理回路100の入出力端子の一 覧を示す図である。図10は、電源管理回路100 裏面から見たときの電極の配置図を示す。

 図11は、電源管理回路100の定格動作条件 示す図である。

 上記実施の形態は例示であり、それらの 構成要素や各処理プロセスの組合せにいろ ろな変形例が可能なこと、またそうした変 例も本発明の範囲にあることは当業者に理 されるところである。

 実施の形態にもとづき、特定の語句を用 て本発明を説明したが、実施の形態は、本 明の原理、応用を示しているにすぎず、実 の形態には、請求の範囲に規定された本発 の思想を離脱しない範囲において、多くの 形例や配置の変更が可能である。

 本発明は、電子機器の電源供給に利用で る。