CN102570538A - 充电电路和利用它的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能高效地对二次电池充电的充电电路。充电电路(100)接受来自太阳能电池(4)的电力，对二次电池(6)进行充电。充电电流检测部(12)生成与从DC/DC变换器(10)提供给二次电池(6)的充电电流(Iout)相应的检测信号(Vs)。控制电路(20)生成与检测信号(Vs)相应的基准电压(Vref)。(30)生成其占空比被调节的脉冲信号(SPWM)，以使太阳能电池(4)的电压(Vin)与基准电压(Vref)一致，并基于脉冲信号(SPWM)，使开关晶体管(M1)进行开关转换。控制电路(20)调节基准电压(VREF)，使得充电电流(Iout)变大。

Description

充电电路和利用它的电子设备
技术领域
本发明涉及使用来自太阳能电池的电力对二次电池进行充电的充电电路。
背景技术
近年来，在以便携式电话、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)、笔记本型个人计算机为首的电子设备中搭载有二次电池。当前对二次电池的充电利用了来自将商用交流电压变换变换成直流电压的适配器或者USB总线的电力。近年来开始尝试在电子设备中搭载太阳能电池，使用来自太阳能电池的电力对二次电池充电。
作为太阳能电池，在利用叠加有多个电池单元(cell)的多单元型、例如0.5V×10节型的太阳能电池的情况下，当其一部分被覆盖时，输出电压随之下降，从而担心充电电路不能工作。此外，由于需要在单元彼此之间的边界处布线，因此开口率下降，并且设计性也受到影响。
发明内容
发明所要解决的问题
为了解决这样的问题，最好利用单元数量为1个或2个左右的太阳能电池来对二次电池充电。该情况下，在是1个单元时，提供给充电电路的电压为0.5V，在是2个单元时为1V左右，因此，为了对作为二次电池而广泛利用的锂离子电池(3～4.2V)进行充电，就必须要利用DC/DC变换器，将来自太阳能电池的电压升压后提供给二次电池。
图1是示出1个单元的太阳能电池的电流-电压(I-V)特性的图。横轴示出太阳能电池的电压，左纵轴示出太阳能电池的输出电流，右纵轴示出太阳能电池的输出功率。太阳能电池在无负载、即输出电流零的状态下，输出电压最大为0.6V(开放电压)，随着输出电流变大而输出电压减少。以太阳能电池的输出功率为着眼点，输出电压在0.5V附近取最大值。已经提出了一种反馈控制DC/DC变换器的方式(MPP：Maximum Power Point，最大功率点)，该方式利用这样的太阳能电池特性，将太阳能电池的电压、换言之DC/DC变换器的输入电压稳定在0.5V。
但是，在照度是1000W/cm2时，照度为500W/cm2的情况下最大功率点发生变化。从而，当在DC/DC变换器中不管照度如何都施加反馈以使输入电压接近0.5V时，未必能得到最大功率。
此外，太阳能电池的电流-电压特性具有温度依赖性。具体而言，低温中电压变高，高温中电压变低。从而，在常温25℃与高温75℃中，假设温度系数为-2mV/℃，则最大功率点有50×2mV/℃＝100mV的变化。从而，为了在全温度范围中实现最大功率点，就必须要使DC/DC变换器的输入电压按照温度来变化，但是这使得电路结构复杂。
另外，在MPP方式中，即使太阳能电池的输出功率、换言之DC/DC变换器的输入功率是最大，提供给DC/DC变换器的负载即二次电池中的功率也不见得为最大。这是因为DC/DC变换器自身消耗电力。
本发明鉴于上述问题而完成，其某一方式例示的目的之一在于提供一种能高效地对二次电池充电的充电电路。
用于解决问题的手段
本发明的某一方式涉及充电电路，该充电电路接受来自太阳能电池的电力，对二次电池进行充电。充电电路包括：DC/DC变换器，包含开关晶体管、电感元件、整流元件、输出电容器；充电电流检测部，生成与从DC/DC变换器提供给二次电池中的充电电流相应的检测信号；控制电路，生成与检测信号相应的基准电压；和驱动部，生成其占空比被调节的脉冲信号，以使太阳能电池电压与基准电压一致，并基于脉冲信号，使开关晶体管进行开关转换。
根据该方式，能够控制充电电流、即对二次电池的供应电力，因此能够高效地对二次电池充电。
控制电路也可以调节基准电压，使得充电电流变大。该情况下，由于对二次电池的供应电力变大，因此能够缩短充电时间。
控制电路也可以扫描基准电压，检测充电电流成为最大的基准电压。
控制电路也可以交替地重复检索期间和固定期间，所述检索期间扫描基准电压，所述固定期间固定地输出使检索期间检测到的充电电流最大的基准电压。
充电电流检测部也可以包含检测电阻，所述控测电阻设置在输出电容器和二次电池之间，充电电流检测部输出该检测电阻中产生的电压降作为检测信号。
控制电路也可以调节基准电压和脉冲信号的频率，使得充电电流变大。
通过调节脉冲信号的频率，能够使DC/DC变换器的效率最优化。
控制电路也可以扫描基准电压和脉冲信号的频率，检测充电电流成为最大的基准电压和脉冲信号的频率。
开关晶体管的尺寸也可以可变地构成。控制电路也可以至少调节基准电压和开关晶体管的尺寸，使得充电电流变大。
在太阳能电池的输出电流小时，开关晶体管尺寸小的DC/DC变换器的效率变高。反之，在太阳能电池的输出电流大时，开关晶体管尺寸大的DC/DC变换器的效率变高。根据该方式，可以调节开关晶体管的尺寸，使得充电电流变大，能够使DC/DC变换器高效率地工作。
控制电路也可以至少扫描基准电压和开关晶体管的尺寸，检测充电电流成为最大的基准电压和开关晶体管的尺寸。
电感元件的电感值也可以可变地构成。控制电路也可以至少调节基准电压和电感值，使得充电电流变大。
通过调节电感元件的电感值，能够使DC/DC变换器高效率地工作。
控制电路也可以包括：A/D变换器，对检测信号进行模拟/数字变换；逻辑部，生成与A/D变换器的输出值相应的数字的指令值；和D/A变换器，对指令值进行数字/模拟变换，生成基准电压。
控制电路也可以交替地重复检索期间和固定期间，所述检索期间扫描基准电压，所述固定期间固定地输出使检索期间检测到的充电电流最大的基准电压，在固定期间停止逻辑部和A/D变换器。
该情况下能够降低电路的功率消耗。
某一方式的充电电路也可以进一步包括：第一晶体管，与开关晶体管并联地设置；振荡器，输出规定频率的时钟信号；驱动器，基于时钟信号驱动第一晶体管；二极管，其阳极与第一晶体管连接；和第二输出电容器，与二极管的阴极连接。也可以将第二输出电容器上产生的电压利用作为充电电路的电源电压。
该情况下，整个充电电路能够只利用来自太阳能电池的电力进行工作。
驱动器也可以包含：依次串联地设置在太阳能电池电压与接地电压之间的P沟道的第二晶体管、其栅设被输入时钟信号的P沟道的第三晶体管和其栅极被输入时钟信号的N沟道的第四晶体管；第一反相器，将时钟信号反转后输出到第二晶体管的栅极；第一电容器，其第一端子与第二晶体管和第三晶体管的连接点连接；和第二反相器，将时钟信号反转后输出到第一电容器的第二端子。
根据该结构，由于将时钟信号的振幅提高(boost)为原来的2倍后提供给第一晶体管的栅极，因此能够拉低第一晶体管的导通电阻，能够提高DC/DC变换器的效率。
某一方式的充电电路也可以进一步包括：第五晶体管，与第一晶体管并联地设置；和第三反相器，向其电源端子输入第二输出电容器中产生的电压，按照时钟信号使第五晶体管进行开关转换。
该情况下，能够在太阳能电池电压的2倍电压高于充电电路的输出电压时，利用第一晶体管的开关来进行升压工作，在太阳能电池电压的2倍电压低于充电电路的输出电压时，利用第五晶体管的开关来进行升压工作。
某一方式的充电电路也可以进一步包括电压检测部，该电压检测部将太阳能电池电压与规定的阈值电压进行比较。也可以在太阳能电池电压高于阈值电压时使振荡器工作，在太阳能电池电压低于阈值电压时停止振荡器。
某一方式的充电电路也可以进一步包括：第一电压检测部，将太阳能电池电压与规定的第一阈值电压进行比较，在太阳能电池电压高于第一阈值电压时，输出被肯定(assert)的置位信号；第二电压检测部，将太阳能电池电压与规定的第二阈值电压进行比较，在太阳能电池电压低于第二阈值电压时，输出被肯定的复位信号；和SR锁存器，其输出信号按照置位信号和复位信号进行变化。也可以按照SR锁存器的输出信号来切换振荡器的工作、不工作。
该情况下，可以将太阳能电池电压与具有滞后作用(hysteresis)的阈值电压进行比较。
电压检测部也可以包含：依次串联地设置在太阳能电池电压与接地电压之间的P沟道的第六晶体管和P沟道的第七晶体管，所述第六晶体管是栅极接地的软增强型的晶体管，所述第七晶体管是栅极与其源极相连接的耗尽型的晶体管；依次串联地设置在太阳能电池电压与接地电压之间的P沟道的第八晶体管和第九晶体管，所述第八晶体管是栅极与其源极相连接的耗尽型的晶体管，所述第九晶体管是栅设接地的软增强型的晶体管；和比较器，对第六晶体管与第七晶体管的连接点电压、和第八晶体管与第九晶体管的连接点电压进行比较。
根据该方式，通过调节第六～第九晶体管的W/L尺寸，能进进低电压工作，并且能够使阈值电压具有与太阳能电池的开放电压同样的温度依赖性。
振荡器也可以包含：依次串联地设置在太阳能电池电压与接地端子之间的电阻和第十晶体管；与第十晶体管并联设置的第二电容器；和串联地设置在电阻和第二电容器的连接点与第十晶体管的控制端子之间的多个反相器。
根据该振荡器，即使在太阳能电池电压低的情况下，也能够准确地进行振荡。
本发明的其他方式是一种电子设备。该电子设备包括：太阳能电池；二次电池；和接受太阳能电池的电压，对二次电池进行充电的上述任一方式的充电电路。
再有，将以上的结构要素的任意组合和本发明的结构要素或表现，在方法、装置、系统等间相互置换所得的发明，都作为本发明的方式而有效。
发明效果
根据本发明，能够高效地对二次电池进行充电。
附图说明
图1是示出1个单元的太阳能电池的电流-电压(I-V)特性的图。
图2是示出包括实施方式涉及的充电电路的电子设备的结构框图。
图3是示出实施方式涉及的充电电路的结构的电路图。
图4(a)、(b)是示出图3的充电电路的工作的时间图。
图5是示出DC/DC变换器的拓扑结构的变形例的电路图。
图6是示出驱动器的结构的电路图。
图7是示出图6的第二DC/DC变换器的变形例的电路图。
图8(a)、(c)是示出图3的电压检测部的结构的电路图，图8(b)是示出图8(a)的工作的图。
图9是示出图3的振荡器的结构的电路图。
具体实施方式
以下，以最佳实施方式为基础，参照附图说明本发明。在各附图中示出的同一或同等的结构要素、部件、处理上标记同一符号，适当省略重复的说明。此外，实施方式只是例示，不限定发明，实施方式中记述的全部特征及其组合未必是本发明的本质性内容。
在本说明书中，所述“部件A与部件B连接的状态”包括部件A和部件B物理性直接连接的情况、或部件A和部件B通过不影响电气性连接状态的其他部件间接地连接的情况。
同样地，所述“部件C设置在部件A和部件B之间的状态”，除了部件A和部件C或者部件B和部件C直接连接的状态以外，还包括通过不影响电气性连接状态的其他部件间接地连接的情况。
此外，在本说明书中，标记在电压信号、电流信号或电阻上的符号，根据需要表示各自的电压值、电流值或电阻值。
图2是示出包括实施方式涉及的充电电路100的电子设备2的结构框图。电子设备2是例如便携式电话终端或PDA、笔记本型PC等电池驱动型的信息终端设备。电子设备2包括太阳能电池4、二次电池6、电源电路8、LSI9、外部充电IC7、充电电路100。
二次电池6是锂离子电池或镍氢电池等，输出电池电压Vbat。LSI9包含存储器、CPU、模拟LSI等。电源电路8对电池电压Vbat升压或降压，向LSI9提供电源电压Vdd。
在电子设备2中设置有可装卸AC适配器或USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)等外部电源(未图示)的适配器端子3，接受来自外部电源的电压(以下称为外部电压)VEXT。外部充电IC7利用外部电压VEXT对二次电池6充电。外部充电IC7可以是线性调节器(Linear Regulator)型的充电电路，也可以是开关调节器(DC/DC变换器)型的充电电路。
太阳能电池4产生与受光量相应的电压(称为输入电压)Vin。在太阳能电池4是1个单元的情况下，输入电压Vin是0.3～0.8V左右，在2个单元的情况下为0.6～1.6V左右。充电电路100接受来自太阳能电池4的电力，对二次电池6进行充电。以下说明实施方式涉及的充电电路100的结构。
图3是示出实施方式涉及的充电电路100的结构的电路图。充电电路100对输入到输入端子P1的太阳能电池4升压，向与输出端子P2连接的二次电池6提供充电电流Iout。
充电电路100包括DC/DC变换器10、充电电流检测部12、控制电路20、驱动部30。
DC/DC变换器10包含开关晶体管M1、电感元件L1、同步整流晶体管M2、输出电容器Co1、Co2。DC/DC变换器10的拓扑结构是普通的结构，因此省略其说明。
充电电流检测部12生成与从DC/DC变换器10提供给二次电池6的充电电流Iout相应的检测信号Vs。例如，充电电流检测部12包含设置在充电电流Iout路径上的检测电阻Rs。在检测电阻Rs中产生与充电电流Iout成比例的电压降。充电电流检测部12输出检测电阻Rs的电压降作为检测电压Vs。
控制电路20生成与检测信号Vs相应的基准电压VREF。控制电路20调节基准电压VREF，使得充电电流Iout变大。控制电路20扫描(sweep)基准电压VREF，检测出充电电流Iout、即检测电压Vs成为最大时的基准电压VREFMAX。具体而言，控制电路20分时地交替重复检索期间τ1和固定期间τ2。在检索期间τ1中，控制电路20扫描基准电压VREF，采样各基准电压VREF的检测电压Vs，检测出充电电流Iout成为最大的基准电压VREFMAX。接着，在固定期间τ2中，控制电路20固定地输出基准电压VREFMAX。
控制电路20包含A/D变换器22、逻辑部24、D/A变换器26。A/D变换器22将检测电压Vs变换成数字值D1。逻辑部24生成与A/D变换器22的输出值D1相应的数字指令值D2。D/A变换器26对指令值D2进行数字/模拟变换，生成基准电压VREF。
在检索期间τ1中，控制电路20扫描指令值D2。然后对表示充电电流Iout的数字值D1进行采样，保持该值成为最大时的指令值D2。在接下来的固定期间τ2中固定地输出所保持的指令值D2。
驱动部30生成其占空比被调节的脉冲信号SPWM，以使太阳能电池4的电压Vin与基准电压VREF一致，并基于脉冲信号SPWM互补地使开关晶体管M1和同步整流晶体管M2进行开关转换(switching)。
具体而言，驱动部30是脉宽调制器，包括误差放大器32、振荡器34、比较器36、驱动器38。误差放大器32将太阳能电池4的电压Vin与基准电压VREF的误差放大，输出反馈电压VFB。振荡器34输出三角波或者锯齿波的周期信号VOSC。比较器36对反馈电压VFB和周期信号VOSC进行比较，生成脉冲信号SPWM。
再有，驱动部30的结构不限定于图3的结构，也可以是其他结构。此外，驱动部30也可以取代脉宽调制器而是脉冲频率调制器。
通过使开关晶体管M1和同步整流晶体管M2进行开关转换来向二次电池6提供充电电流Iout。此外，电感元件L1、开关晶体管M1、二极管Di、输出电容器Co3形成第二DC/DC变换器11。该第二DC/DC变换器11的输出电压VDD被利用作为控制IC102的电源。
以上是充电电路100的基本结构。接着说明其工作。图4(a)是示出图3的充电电路100的工作的时间图。
在检索期间τ1中扫描指令值D1，对各指令值采样表示输出电流Iout的数字值D1。然后选择输出电流Iout成为最大(65mA)时的数字值D1(0.55V)的值，在下一个固定期间τ2中输出。在该固定期间τ2中，逻辑部24和A/D变换器22停止。这样来实现功率消耗的降低。
以上是充电电路100的基本工作。根据该充电电路100，即使温度和负载、即二次电池6的电压Vbat变化了，也都能够时时使充电电流Iout接近于最大，能够高效地对二次电池6充电。
返回到图3。为了达到更高效率化，充电电路100具备以下特征。
(1)脉冲信号SPWM的频率的最优化
控制电路20加之对基准电压VREF的调节，还对脉冲信号SPWM的频率进行调节。可以通过切换振荡器34的振荡频率来实现脉冲信号SPWM的频率变更。控制电路20扫描基准电压VREF和脉冲信号SPWM的频率fosc，检测出充电电流Iout成为最大的基准电压VREF和脉冲信号SPWM的频率fosc。控制电路20根据控制信号S1切换振荡器34的振荡频率。
(2)开关晶体管M1的尺寸的最优化
开关晶体管M1的晶体管尺寸(W/L)构成为至少能以二值变更。控制电路20至少对基准电压VREF和开关晶体管M1的尺寸进行调节，使得充电电流Iout变大。控制电路20根据控制信号S2变换开关晶体管M1的尺寸。
(3)电感元件L1的电感值的最优化
电感元件L1的电感值可变地构成。例如也可以多个并联地配置多个电感元件通过由开关切换来使电感值可变更。控制电路20至少对基准电压VREF和电感值进行调节，使得充电电流Iout变大。
图4(b)是对基准电压VREF、频率fosc和晶体管尺寸W/L最优化时的时间图的一例。图4(b)中示出通过循环变更全部参数来检索充电电流Iout的最大值时的状况。
再有，在短时间发生输入电压Vin的变动的情况下，并不能够将检索期间τ1增长到那么大。因此，在使多个参数变化来检索充电电流Iout的最大值时，也可以不是如图4(b)所示地那样循环变更参数，而遵照其他算法来检索最优值。
通过切换振荡频率、晶体管尺寸、电感值，能够按照太阳能电池4和二次电池6的电气性状态使DC/DC变换器的效率最优化。
图5是示出DC/DC变换器10的拓扑结构的变形例的电路图。图5的结构在电感元件L1的电感值和开关晶体管M1的尺寸这两者可变的情况下有效。设置一个电感元件L11与开关晶体管M11的对和一个电感元件L12与开关晶体管M12的对。元件L11和L12的电感值不同，开关晶体管M11和M12的尺寸也不同。驱动器38可以切换驱动哪一个对。
返回到图3。充电电路100还包括起动用电路40。若输入电压Vin低，驱动部30中所含的运算放大器和比较器、或者控制电路20就不能工作。因此，在起动时，使起动用电路40工作，利用第二DC/DC变换器11对输入电压Vin升压，并生成电源电压VDD。当生成了足够高的电源电压VDD时，驱动部30和控制电路20就启动。
起动用电路40包括第一晶体管M11、电压检测部42、振荡器44、驱动器46。电压检测部42、振荡器44、驱动器46构成为都能将输入电压Vin作为电源来工作。
电压检测部42对输入电压Vin和阈值电压VTH进行比较，在Vin＞VTH时接通振荡器44。振荡器44以规定的频率进行振荡，生成时钟信号CLK。驱动器46基于时钟信号CLK使第一晶体管M11进行开关转换。
图6是示出驱动器46的结构的电路图。驱动器46包括第二晶体管M12～第四晶体管M14、第一反相器43、第二反相器45、第一电容器C1。
第二晶体管M12～第四晶体管M14依次串联地设置在输入电压Vin和接地电压之间。第二晶体管M12、第三晶体管M13是P沟道MOSFET，第四晶体管M14是N沟道MOSFET。向第二晶体管M12～第四晶体管M14各自的栅极输入时钟信号CLK。
第一反相器43将时钟信号CLK反转后输入到第二晶体管M12的栅极。第一电容器C1的第一端子E1连接于第二晶体管M12和第三晶体管M13的连接点N1。第二反相器45将时钟信号CLK反转后输出到第一电容器C1的第二端子E2。
在时钟信号CLK是高电平时，向第二晶体管M12的栅极施加低电平，第二晶体管M12导通，向第一电容器C1的第一端子E1施加输入电压Vin。此外，由于第二反相器45的输出变为低电平，因此向第一电容器C1的第二端子E2施加接地电压。即，第一电容器C1被用输入电压Vin充电。
接着，当时钟信号CLK变为低电平时，向第一电容器C1的第二端子E2施加输入电压Vin。这时，在第一电容器C1的第一端子E1上产生2倍于输入电压Vin的电压2×Vin。
即，第一反相器43、第二反相器45、第二晶体管M12、第一电容器C1作为电荷泵电路进行工作。第三晶体管M13和第四晶体管M14是反相器，在时钟信号CLK是高电平时，向第一晶体管M11的栅极施加接地电压0V，断开第一晶体管M11。在时钟信号CLK是低电平时，向第一晶体管M11的栅极施加已升压的电压2×Vin，导通第一晶体管M11。
通过第一晶体管M11进行开关转换，输入电压Vin被升压，生成电源电压VDD。如果不设置电荷泵电路，就向第一晶体管M11的栅极施加0.3～0.5V左右的输入电压Vin，第一晶体管M11的导通电阻显著增高。对此，通过设置电荷泵电路，向第一晶体管M11的栅极施加已升压的输入电压2Vin，就能够降低第一晶体管M11的的导通电阻，提高第二DC/DC变换器11的效率。
图7是示出图6的DC/DC变换器的变形例的电路图。图7的第二DC/DC变换器11a，除了图6的结构之外还包括第五晶体管M15和第三反相器47。
与第一晶体管M11并联地设置第五晶体管M15。在第三反相器47的电源端子上施加第二DC/DC变换器11a的输出电压VDD。在该结构中，第一晶体管M11的栅极上被施加2Vin，第五晶体管M15的栅极上被施加电源电压VDD。
由于在第二DC/DC变换器11a的工作开始之后就是2Vin＞VDD，因此，第一晶体管M11的导通电阻很低，主要是利用第一晶体管M11进行升压工作。随着升压工作的进行而变为VDD＞2Vin，主要利用第五晶体管M15进行升压工作。
即，根据图7的第二DC/DC变换器11a，由于第一晶体管M11和第五晶体管M15的合成电阻变低，因此能够进一步改善效率。
图8(a)、(c)是示出图3的电压检测部42的结构的电路图，图8(b)是示出图8(a)的工作的图。电压检测部42包括第六晶体管M16～第九晶体管M19、比较器48。
第六晶体管M16、第七晶体管M17依次串联地设置在输入电压Vin和接地电压之间。第六晶体管M16是软增强(soft enhancement)型的P沟道MOSFET，其栅极接地。第七晶体管M17是耗尽(depletion)型的P沟道MOSFET，其栅源极间相连接。
第八晶体管M18、第九晶体管M19依次设置在输入电压Vin和接地端子之间。第八晶体管M18是耗尽型的P沟道MOSFET，其栅源极间相连接。第九晶体管M19是软增强型的P沟道MOSFET，其栅极接地。
在第六晶体管M16和第七晶体管M17的连接点N2上产生电压VA。此外，在第八晶体管M18和第九晶体管M19的连接点N3上产生电压VB。比较器48比较电压VA和VB。即，电压VA和VB相交的点成为阈值电压VTH。
该电压检测部42具有以下优点。
第一，与取代第六晶体管M16和第七晶体管M17而使用了分压电阻的情况相比，能够降低阈值电压VTH的偏差的影响
Figure BSA00000623050500101
能够低电压进行工作。
此外，通过将各晶体管的尺寸W/L最优化，能够使阈值电压VTH的温度特性与太阳能电池4的电压Vin的温度特性一致。
电压检测部42最好具有滞后作用。图8(c)示出具有滞后作用的电压检测部42c的结构。电压检测部42c包括2个电压检测部42a、42b和SR锁存器41。
电压检测部42a、42b同样地构成。将电压检测部42a的阈值电压VTH设定为0.35V，将电压检测部42b的阈值电压VTH设定为0.3V。将电压检测部42a、42b的输出输入到SR锁存器41的置位端子和复位端子上。
利用电压检测部42c，能够在输入电压Vin达到0.35V时接通振荡器44，当输入电压Vin下降到0.3V时断开振荡器44。
图9是示出图3的振荡器44的结构的电路图。振荡器44使用低阈值电压Vth的MOSFET构成。振荡器44包括第十晶体管M10、电阻R2、第二电容器C2。电阻R2和第十晶体管M10依次串联地设置在输入电压Vin和接地电压之间。第二电容器C2与第十晶体管M10并联地设置。多个反相器43串联，接受电阻R2和第二电容器C2的连接点N4的电位，输出到第十晶体管M10的栅极。
利用图9的振荡器44，即使在输入电压Vin低的情况下，也能够准确地进行振荡。
以上基于实施方式，使用特定语句说明了本发明，但实施方式只不过示出了本发明的原理与应用，还可以在不脱离权利要求规定的本发明主旨的范围内，对实施方式进行更多的变形例和配置的变更。
符号说明
2...电子设备、4...太阳能电池、6...二次电池、7...外部充电IC、8...电源电路、9...LSI、100...充电电路、102...控制IC、10...DC/DC变换器、11...第二DC/DC变换器、12...充电电流检测部、20...控制电路、22...A/D变换器、24...逻辑部、26...D/A变换器、30...驱动部、32...误差放大器、34...振荡器、36...比较器、38...驱动器、40...起动用电路、42...电压检测部、44...振荡器、46...驱动器、47...第三反相器、48...比较器、Rs...检测电阻、M1...开关晶体管、M2...同步整流晶体管、L1...电感元件、Co...输出电容器、M11...第一晶体管、M12...第二晶体管、M13...第三晶体管、M14...第四晶体管、M15...第五晶体管、43...第一反相器、45...第二反相器、C1...第一电容器、M16...第六晶体管、M17...第七晶体管、M18...第八晶体管、M19...第九晶体管。

Claims (20)

1.一种充电电路，接受来自太阳能电池的电力，对二次电池进行充电，其特征在于，包括：
DC/DC变换器，包含开关晶体管、电感元件、整流元件、输出电容器；
充电电流检测部，生成与从所述DC/DC变换器提供给所述二次电池的充电电流相应的检测信号；
控制电路，生成与所述检测信号相应的基准电压；和
驱动部，生成其占空比被调节的脉冲信号，以使所述太阳能电池电压与所述基准电压一致，并基于所述脉冲信号，使所述开关晶体管进行开关转换。
2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，
所述控制电路调节所述基准电压，使得所述充电电流变大。
3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，
所述控制电路扫描所述基准电压，检测所述充电电流成为最大的所述基准电压。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的充电电路，其特征在于，
所述控制电路交替地重复检索期间和固定期间，所述检索期间扫描所述基准电压，所述固定期间固定地输出使所述检索期间检测到的所述充电电流最大的所述基准电压。
5.根据权利要求1至4的任一项所述的充电电路，其特征在于，
所述充电电流检测部包含检测电阻，所述检测电阻设置在所述输出电容器和所述二次电池之间，所述充电电流检测部输出该检测电阻中产生的电压降作为所述检测信号。
6.根据权利要求1至5的任一项所述的充电电路，其特征在于，
所述控制电路调节所述基准电压和所述脉冲信号的频率，使得所述充电电流变大。
7.根据权利要求6所述的充电电路，其特征在于，
所述控制电路扫描所述基准电压和所述脉冲信号的频率，检测所述充电电流成为最大的所述基准电压和所述脉冲信号的频率。
8.根据权利要求1至7的任一项所述的充电电路，其特征在于，
所述开关晶体管的尺寸可变地构成，
所述控制电路至少调节所述基准电压和所述开关晶体管的尺寸，使得所述充电电流变大。
9.根据权利要求8所述的充电电路，其特征在于，
所述控制电路至少扫描所述基准电压和所述开关晶体管的尺寸，检测所述充电电流成为最大的所述基准电压和所述开关晶体管的尺寸。
10.根据权利要求1至9的任一项所述的充电电路，其特征在于，
所述电感元件的电感值可变地构成，
所述控制电路至少调节所述基准电压和所述电感值，使得所述充电电流变大。
11.根据权利要求1至9的任一项所述的充电电路，其特征在于，所述控制电路包括：
A/D变换器，对所述检测信号进行模拟/数字变换；
逻辑部，生成与所述A/D变换器的输出值相应的数字的指令值；和
D/A变换器，对所述指令值进行数字/模拟变换，生成所述基准电压。
12.根据权利要求11所述的充电电路，其特征在于，
所述控制电路交替地重复检索期间和固定期间，所述检索期间扫描所述基准电压，所述固定期间固定地输出使所述检索期间检测到的所述充电电流最大的所述基准电压，
在所述固定期间停止所述逻辑部和所述A/D变换器。
13.根据权利要求1至12的任一项所述的充电电路，其特征在于，进一步包括：
第一晶体管，与所述开关晶体管并联地设置；
振荡器，输出规定频率的时钟信号；
驱动器，基于所述时钟信号驱动所述第一晶体管；
二极管，其阳极与所述第一晶体管连接；和
第二输出电容器，与所述二极管的阴极连接，
所述充电电路将所述第二输出电容器上产生的电压利用作为所述充电电路的电源电压。
14.根据权利要求13所述的充电电路，其特征在于，所述驱动器包含：
依次串联地设置在所述太阳能电池电压与接地电压之间的P沟道的第二晶体管、其栅极被输入了所述时钟信号的P沟道的第三晶体管和其栅极彼输入了所述时钟信号的N沟道的第四晶体管；
第一反相器，将所述时钟信号反转后输出到所述第二晶体管的栅极；
第一电容器，其第一端子与所述第二晶体管和所述第三晶体管的连接点连接；和
第二反相器，将所述时钟信号反转后输出到所述第一电容器的第二端子。
15.根据权利要求13所述的充电电路，其特征在于，进一步包括：
第五晶体管，与所述第一晶体管并联地设置；和
第三反相器，向其电源端子输入所述第二输出电容器中产生的电压，按照所述时钟信号使所述第五晶体管进行开关转换。
16.根据权利要求13所述的充电电路，其特征在于，
进一步包括电压检测部，该电压检测部将所述太阳能电池电压与规定的阈值电压进行比较，
在所述太阳能电池电压高于所述阈值电压时，使所述振荡器工作，在所述太阳能电池电压低于所述阈值电压时，停止所述振荡器。
17.根据权利要求13所述的充电电路，其特征在于，进一步包括：
第一电压检测部，将所述太阳能电池电压与规定的第一阈值电压进行比较，在所述太阳能电池电压高于所述第一阈值电压时，输出被肯定的置位信号；
第二电压检测部，将所述太阳能电池电压与规定的第二阈值电压进行比较，在所述太阳能电池电压低于所述第二阈值电压时，输出被肯定的复位信号；和
SR锁存器，其输出信号按照所述置位信号和所述复位信号进行变化，
所述充电电路按照所述SR锁存器的输出信号来切换所述振荡器的工作、不工作。
18.根据权利要求16或17所述的充电电路，其特征在于，所述电压检测部包含：
依次串联地设置在所述太阳能电池电压与接地电压之间的P沟道的第六晶体管和P沟道的第七晶体管，所述第六晶体管是栅极接地的软增强型的晶体管，所述第七晶体管是栅极与其源极相连接的耗尽型的晶体管；
依次串联地设置在所述太阳能电池电压与接地电压之间的P沟道的第八晶体管和第九晶体管，所述第八晶体管是栅极与其源极相连接的耗尽型的晶体管，所述第九晶体管是栅极接地的软增强型的晶体管；和
比较器，对所述第六晶体管与所述第七晶体管的连接点电压、和所述第八晶体管与所述第九晶体管的连接点电压进行比较。
19.根据权利要求13所述的充电电路，其特征在于，所述振荡器包含：
依次串联地设置在所述太阳能电池电压与接地端子之间的电阻和第十晶体管；
与所述第十晶体管并联设置的第二电容器；和
串联地设置在所述电阻和所述第二电容器的连接点与所述第十晶体管的控制端子之间的多个反相器。
20.一种电子设备，其特征在于，包括：
太阳能电池；
二次电池；和
接受所述太阳能电池的电压，对所述二次电池进行充电的权利要求1至19任一项中记载的充电电路。
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