CN104426208A - 充电控制电路以及充电控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供充电控制电路以及充电控制系统。充电控制系统具备与供给电源连接且被供给电源电压的输入端子、与系统负载连接的输出端子、与负极与地线连接的电池的正极连接的电池端子以及开关端子。充电控制系统具备线圈，该线圈的一端与上述开关端子连接，另一端与上述电池端子连接。充电控制系统具备电阻，该电阻在上述开关端子和上述电池端子之间与上述线圈串联连接。充电控制系统具备二极管，该二极管的阴极与上述开关端子连接，阳极与上述地线连接。充电控制系统具备对上述电池的充电进行控制的充电控制电路。

Description

充电控制电路以及充电控制系统

本申请以于2013年9月6日提交的日本专利申请2013-185627为基础，享受该申请的优先权，本申请通过参照该申请而包含该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及充电控制电路以及充电控制系统。

背景技术

以往，在电子设备的充电控制系统中，例如有的将AC适配器、USB等作为供给电源，具有分成对电池进行充电的路径以及对系统负载供给电力的路径这2个系统的电源总线。

发明内容

本发明要解决的课题在于提供能够实现充电效率的提高的充电控制电路以及充电控制系统。

实施方式的充电控制系统的特征在于，具备：

输入端子，与供给电源连接，被供给电源电压；输出端子，与系统负载连接且输出输出电压；电池端子，与负极与地线连接的电池的正极连接；开关端子；

线圈，一端与上述开关端子连接；

电阻，一端与上述线圈的另一端连接，另一端与上述电池端子连接；

电容器，连接在上述线圈的另一端与地线之间；

二极管，阴极与上述开关端子连接，阳极与上述地线连接；以及

充电控制电路，对向上述系统负载的电流供给进行控制且对上述电池的充电进行控制，

上述充电控制电路具备：

第一输入晶体管，电流路径的一端与上述输入端子连接；

第二输入晶体管，电流路径的一端与上述第一输入晶体管的电流路径的另一端连接，电流路径的另一端与上述输出端子连接；

第一电流检测电路，对在上述第一输入晶体管流动的第一输入电流进行检测，输出与上述第一输入电流的值与第一电流阈值之差相应的电流检测信号；

第二电流检测电路，对在上述第二输入晶体管流动的第二输入电流进行检测，以上述第二输入电流的值成为第二电流阈值以下的方式对上述第二输入晶体管进行控制；

输出晶体管，电流路径的一端与上述第一输入晶体管的上述另一端连接，电流路径的另一端与上述开关端子连接；以及

控制部，对上述第一输入晶体管、上述第二输入晶体管以及上述输出晶体管进行控制，

上述控制部为，

在使上述第一输入晶体管导通的状态下，

根据上述电流检测信号，在上述第一输入电流不足上述第一电流阈值的情况下，以在上述电阻流动的充电电流成为所设定的目标电流值的方式对上述输出晶体管进行PWM控制，

另一方面，在上述第一输入电流达到上述第一电流阈值的情况下，以上述第一输入电流的值成为上述第一电流阈值以下的方式对上述输出晶体管进行PWM控制。

另一个实施方式的充电控制电路的特征在于，应用于充电控制系统，对向系统负载的电流供给进行控制且对电池的充电进行控制，该充电控制系统具备：输入端子，与供给电源连接，被供给电源电压；输出端子，与上述系统负载连接且输出输出电压；电池端子，与负极与地线连接的上述电池的正极连接；开关端子；线圈，一端与上述开关端子连接；电阻，一端与上述线圈的另一端连接，另一端与上述电池端子连接；电容器，连接在上述线圈的另一端与地线之间；以及二极管，阴极与上述开关端子连接，阳极与上述地线连接，

在上述充电控制电路中，具备：

第一输入晶体管，电流路径的一端与上述输入端子连接；

第二输入晶体管，电流路径的一端与上述第一输入晶体管的电流路径的另一端连接，电流路径的另一端与上述输出端子连接；

第一电流检测电路，对在上述第一输入晶体管流动的第一输入电流进行检测，输出与上述第一输入电流的值与第一电流阈值之差相应的电流检测信号；

第二电流检测电路，对在上述第二输入晶体管流动的第二输入电流进行检测，以上述第二输入电流的值成为第二电流阈值以下的方式对上述第二输入晶体管进行控制；

输出晶体管，电流路径的一端与上述第一输入晶体管的上述另一端连接，电流路径的另一端与上述开关端子连接；以及

控制部，对上述第一输入晶体管、上述第二输入晶体管以及上述输出晶体管进行控制，

上述控制部为，

在使上述第一输入晶体管导通的状态下，

根据上述电流检测信号，在上述第一输入电流不足上述第一电流阈值的情况下，以在上述电阻流动的充电电流成为所设定的目标电流值的方式对上述输出晶体管进行PWM控制，

另一方面，在上述第一输入电流达到上述第一电流阈值的情况下，以上述第一输入电流的值成为上述第一电流阈值以下的方式对上述输出晶体管进行PWM控制。

根据上述构成的充电控制电路以及充电控制系统，能够实现充电效率的提高。

附图说明

图1是表示实施例1的充电控制系统1000的构成的一例的电路图。

图2是表示供给电源Ad的电力供给能力较高的情况下的图1所示的充电控制电路100动作时的各信号的一例的波形图。

图3是表示供给电源Ad的电力供给能力较低的情况下的图1所示的充电控制电路100动作时的各信号的一例的波形图。

具体实施方式

本发明一个方式的充电控制系统具备：输入端子，与供给电源连接，被供给电源电压；输出端子，与系统负载连接；电池端子，与负极与地线连接的电池的正极连接；以及开关端子。充电控制系统具备线圈，该线圈的一端与上述开关端子连接，另一端与上述电池端子连接。充电控制系统具备电阻，该电阻在上述开关端子和上述电池端子之间与上述线圈串联连接。充电控制系统具备电容器，该电容器连接在上述线圈的另一端和地线之间。充电控制系统具备二极管，该二极管的阴极与上述开关端子连接，阳极与上述地线连接。充电控制系统具备充电控制电路，该充电控制电路对向上述系统负载的电流供给进行控制且对上述电池的充电进行控制。

上述充电控制电路具备第一输入晶体管，该第一输入晶体管的一端与上述输入端子连接。充电控制电路具备第一输入二极管，该第一输入二极管的阳极与上述第一输入晶体管的一端连接，阴极与上述第一输入晶体管的另一端连接。充电控制电路具备第二输入晶体管，该第二输入晶体管的一端与上述第一输入晶体管的另一端连接，另一端与上述输出端子连接。充电控制电路具备第二输入二极管，该第二输入二极管的阴极与上述第二输入晶体管的一端连接，阳极与上述第二输入晶体管的另一端连接。充电控制电路具备第一电流检测电路，该第一电流检测电路对在上述第一输入晶体管流动的第一输入电流进行检测，输出与上述第一输入电流的值和第一电流阈值之差相应的电流检测信号。充电控制电路具备第二电流检测电路，该第二电流检测电路对在上述第二输入晶体管流动的第二输入电流进行检测，以上述第二输入电流的值成为第二电流阈值的方式对上述第二输入晶体管进行控制。充电控制电路具备输出晶体管，该输出晶体管的一端与上述第一输入晶体管的另一端连接，另一端与上述开关端子连接。充电控制电路具备辅助晶体管，该辅助晶体管的一端与上述输出端子连接，另一端与上述电池端子连接。充电控制电路具备控制部，该控制部对上述第一输入晶体管、上述第二输入晶体管、上述辅助晶体管以及上述输出晶体管进行控制。

上述控制部为，在使上述第一输入晶体管导通的状态下，根据上述电流检测信号，在上述第一输入电流不足上述第一电流阈值的情况下，以在上述电阻流动的充电电流成为所设定的目标电流值的方式对上述输出晶体管进行PWM控制，另一方面，在上述第一输入电流达到上述第一电流阈值的情况下，以上述第一输入电流的值成为上述第一电流阈值以下的方式对上述输出晶体管进行PWM控制。

以下，根据附图对实施例进行说明。

【实施例1】

图1是表示实施例1的充电控制系统1000的构成的一例的电路图。

如图1所示，充电控制系统1000具备输入端子TIN、输出端子TOUT、电池端子TBatt、开关端子TSW、线圈L、电阻R、电容器CB、二极管D、输出电容器COUT、平滑电容器CX以及充电控制电路100。

在输入端子TIN与地线之间连接有供给电源Ad，从该供给电源Ad向该输入端子TIN供给电源电压VIN。另外，供给电源Ad例如是AC适配器、USB电源等。

输出端子TOUT与系统负载Load连接且输出输出电压VOUT。

电池端子TBatt与电池B的正极连接，该电池B的负极与地线连接。

线圈L的一端与开关端子TSW连接。

电阻R的一端与线圈L的另一端连接，另一端与电池端子TBatt连接。

电容器CB连接在线圈L的另一端与地线之间。

二极管D的阴极与开关端子TSW连接，阳极与地线连接。另外，该二极管D也可以包含于充电控制电路100。

输出电容器COUT连接在输出端子TOUT与地线之间。

平滑电容器CX连接在电池端子TBatt与地线之间。

充电控制电路100对向系统负载Load的电流供给进行控制且对电池B的充电进行控制。

如图1所示，该充电控制电路100例如具备第一输入晶体管(pMOS晶体管)Q1、第一输入二极管D1、第二输入晶体管(pMOS晶体管)Q2、第二输入二极管D2、第一电流检测电路Idet1、第二电流检测电路Idet2、输出晶体管(pMOS晶体管)Q4、输出二极管D4、辅助晶体管(pMOS晶体管)Q3、电源检测电路SD、第一放大器Amp1、第二放大器Amp2、比较器Comp1以及控制部PC。

第一输入晶体管Q1的电流路径的一端(漏极)与输入端子TIN连接。

第一输入二极管D1的阳极与第一输入晶体管Q1的一端(漏极)连接，阴极与第一输入晶体管Q1的电流路径的另一端(源极)连接。

第二输入晶体管Q2的电流路径的一端(源极)与第一输入晶体管Q1的另一端(源极)连接，电流路径的另一端(漏极)与输出端子TOUT连接。

第二输入二极管D2的阴极与第二输入晶体管Q2的一端(源极)连接，阳极与第二输入晶体管Q2的另一端(漏极)连接。

第一电流检测电路Idet1对在第一输入晶体管Q1流动的第一输入电流IQ1进行检测，并输出与该第一输入电流IQ1的值和第一电流阈值th1之差相应的电流检测信号SI。

第一电流检测电路Idet1对成为第二输入电流(系统电流)IQ2和充电电流ICHG的合计的第一输入电流IQ1(即、供给电源Ad的电流IIN)进行检测。

如图1所示，该第一电流检测电路Idet1例如具备第一密勒晶体管(pMOS晶体管)Q1a、第一密勒二极管D1a、第一电流控制晶体管(pMOS晶体管)Q1b、第一电流控制放大器A1b、第一检测电阻R1以及第一电流检测放大器A1x。

第一密勒晶体管Q1a的电流路径的一端(漏极)与第一输入晶体管Q1的一端(漏极)连接，栅极与第一输入晶体管Q1的栅极连接。该第一密勒晶体管Q1a具有第一输入晶体管Q1的1/N(N＞1)的尺寸。

第一密勒二极管D1a的阳极与第一密勒晶体管Q1a的一端(漏极)连接，阴极与第一密勒晶体管Q1a的电流路径的另一端(源极)连接。

第一电流控制晶体管Q1b的电流路径的一端(源极)与第一密勒晶体管Q1a的另一端(源极)连接。

第一电流控制放大器A1b以第一输入晶体管Q1的另一端(源极)的电压与第一密勒晶体管Q1a的另一端(源极)的电压变得相等的方式对第一电流控制晶体管Q1b进行控制。

由此，控制成第一输入晶体管Q1以及第一密勒晶体管Q1a的源极电压、漏极电压以及栅极电压变得相等。因而，在第一密勒晶体管Q1a流动在第一输出晶体管Q1流动的第一输入电流IQ1的1/N的电流。

此外，第一检测电阻R1的一端与第一电流控制晶体管Q1b的电流路径的另一端(漏极)连接，另一端与地线连接。

第一电流检测放大器A1x为，被输入第一基准电压V1和第一检测电阻R1的一端的第一检测电压Vd1，并输出与第一基准电压V1和第一检测电压Vd1的电位差相应的电流检测信号SI。

此外，第二电流检测电路Idet2对在第二输入晶体管Q2流动的第二输入电流(系统电流)IQ2进行检测，以第二输入电流IQ2的值成为第二电流阈值th2以下的方式对第二输入晶体管Q2进行控制。

即，第二电流检测电路Idet2为，当第二输入电流IQ2成为第二电流阈值th2时，对第二输入晶体管Q2的栅极电压进行控制来限制第二输入电流IQ2。

由此，即便使充电电流ICHG减少至0，在还存在系统负载Load的增加的情况下，也限制第二输入电流IQ2，从而输出电压VOUT降低。

如图1所示，该第二电流检测电路Idet2例如具备第二密勒晶体管(pMOS晶体管)Q2a、第二密勒二极管D2a、第二电流控制晶体管(pMOS晶体管)Q2b、第二电流控制放大器A2b、第二检测电阻R2以及第二电流检测放大器A2x。

第二密勒晶体管Q2a的电流路径的一端(源极)与第二输入晶体管Q2的一端(源极)连接，栅极与第二输入晶体管Q2的栅极连接。该第二密勒晶体管Q2a具有第二输入晶体管Q2的1/N(N＞1)的尺寸。

第二密勒二极管D2a的阴极与第二密勒晶体管Q2a的一端(源极)连接，阳极与第二密勒晶体管Q2a的电流路径的另一端(漏极)连接。

第二电流控制晶体管Q2b的电流路径的一端(源极)与第二密勒晶体管Q2a的另一端(漏极)连接。

第二电流控制放大器A2b以第二输入晶体管Q2的另一端(漏极)的电压与第二密勒晶体管Q2a的另一端(漏极)的电压变得相等的方式对第二电流控制晶体管Q2b进行控制。

由此，控制成第二输入晶体管Q2以及第二密勒晶体管Q2a的源极电压、漏极电压以及栅极电压变得相等。因而，在第二密勒晶体管Q2a流动在第二输出晶体管Q2流动的第二输入电流IQ2的1/N的电流。

第二检测电阻R2的一端与第二电流控制晶体管Q2b的电流路径的另一端连接，另一端与地线连接。

第二电流检测放大器A2x以第二检测电阻R2的一端的第二检测电压Vd2成为第二基准电压V2以下的方式对第二密勒晶体管Q2a的栅极电压进行控制。

即，第二电流检测放大器A2x以第二检测电阻R2的一端的第二检测电压Vd2成为第二基准电压V2以下的方式对第二密勒晶体管Q2a以及第二输出晶体管Q2进行控制。

由此，在第二输出晶体管Q2流动的第二输入电流IQ2的上限值由第二基准电压V2决定。

此外，输出晶体管Q4的电流路径的一端(源极)与第一输入晶体管Q1的另一端(源极)连接，电流路径的另一端(漏极)与开关端子TSW连接。

输出二极管D4的阴极与输出晶体管Q4的一端(源极)连接，阳极与输出晶体管Q4的另一端(漏极)连接。

此外，辅助晶体管Q3的电流路径的一端(源极)与输出端子TOUT连接，电流路径的另一端(漏极)与电池端子TBatt连接。

电源检测电路SD为，当与供给电源Ad连接时，例如对USB规格等信息进行检测，并根据该检测结果来取得供给电源Ad的电力供给能力。

在供给电源Ad的电力供给能力为预先设定的判定阈值以上的情况下，该电源检测电路SD进行控制以增大第一电流阈值th1以及第二电流阈值th2。

换言之，在供给电源Ad的电力供给能力为判定阈值以上的情况下，电源检测电路SD将第一电流检测电路Idet1的第一基准电压V1设定为第一电压值，并且将第二电流检测电路Idet2的第二基准电压V2设定为第三电压值。

另一方面，在供给电源Ad的电力供给能力不足该判定阈值的情况下，电流检测电路SD降低第一电流阈值th1以及第二电流阈值th2。

换言之，在供给电源Ad的电力供给能力不足上述判定阈值的情况下，电源检测电路SD将第一电流检测电路Idet1的第一基准电压V1设定为比第一电压值低的第二电压值，并且将第二电流检测电路Idet2的第二基准电压V2设定为比第三电压值低的第四电压值。

此外，如图1所示，第一放大器Amp1为，被输入输出电压VOUT和输出基准电压Vx，并输出与输出电压VOUT和输出基准电压Vx的电位差相应的第一放大信号SA1。

第二放大器Amp2为，经由端子T1、T2被输入电阻R的一端的电压和电阻R的另一端的电压，并输出与电阻R的一端的电压和电阻R的另一端的电压的电位差相应的第二放大信号SA2。

比较器Comp1为，被输入输出电压VOUT和上述电池电压VBatt，并根据对输出电压VOUT和电池电压VBatt进行了比较的结果，输出比较结果信号SC。

此外，控制部PC基于第一放大信号SA1、第二放大信号SA2、比较结果信号SC以及电流检测信号SI，对第一输入晶体管Q1、第二输入晶体管Q2、辅助晶体管Q3以及输出晶体管Q4进行控制。

另外，由该控制部PC、输出晶体管Q4、第二放大器Amp2、线圈L、电阻R、电容器CB以及二极管D构成DC-DC转换器Z。

此处，例如，该控制部PC为，在被从供给电源Ad供给电源电压VIN的情况下，使第一输入晶体管Q1导通。

然后，控制部PC在使第一输入晶体管Q1导通的状态下，根据电流检测信号SI，在第一输入电流IQ1不足第一电流阈值th1的情况下，以在电阻R流动的充电电流ICHG成为预先设定的目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。尤其是，在本实施例中，控制部PC基于第二放大信号SA2以充电电流ICHG成为预先设定的目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

另一方面，控制部PC在使第一输入晶体管Q1导通的状态下，根据电流检测信号SI，在第一输入电流IQ1达到第一电流阈值th1的情况下，以第一输入电流IQ1的值成为第一电流阈值th1以下的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

在该情况下，控制部PC根据电流检测信号SI，在第一电流检测电路Idet1中，以第一检测电压Vd1成为第一基准电压V1以下的方式对输出晶体管Q4进行控制。

如此，当由于系统负载Load的增加而第一输入电流IQ1成为第一电流阈值th1时，对输出晶体管Q4的PWM控制的占空比进行控制而使充电电流ICHG减少。该充电电流ICHG的减少量由系统负载Load填补。

此外，控制部PC在输出电压VOUT超过电池B的电池电压VBatt的情况下，使辅助晶体管Q3截止。尤其是，在本实施例中，控制部PC在比较结果信号SC规定输出电压VOUT超过电池B的电池电压VBatt的情况下，使辅助晶体管Q3截止。

另一方面，控制部PC在输出电压VOUT为电池B的电池电压VBatt以下的情况下，使辅助晶体管Q3导通。尤其是，在本实施例中，控制部PC在比较结果信号SC规定输出电压VOUT为电池B的电池电压VBatt以下的情况下，使辅助晶体管Q3导通。

由此，在由于系统负载Load的增加而输出电压VOUT降低、或者由于供给电源Ad从充电控制电路100断开而输出电压VOUT成为电池电压VBatt以下的情况下，能够瞬间使辅助晶体管Q3导通，而从电池B供给电源来确保系统电压。

例如，通常根据电源检测电路SD的检测结果，施加供给电源Ad的输出电流限制以下的上述第一电流阈值th1(第二电流阈值th2)的输入电流限制来防止供给电源的电压降。但是，在为假定以下的供给能力的情况下，使辅助晶体管Q3导通，而从电池B供给电源来确保系统电压。

此外，控制部PC在输出电压VOUT超过预先设定的输出基准电压Vx的情况下，以充电电流ICHG成为目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。尤其是，在本实施例中，控制部PC在第一放大信号SA1规定输出电压VOUT超过预先设定的输出基准电压Vx的情况下，以充电电流ICHG成为目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

另一方面，控制部PC在输出电压VOUT不足输出基准电压Vx的情况下，以充电电流ICHG减少的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。尤其是，在本实施例中，控制部PC在第一放大信号SA1规定输出电压VOUT不足输出基准电压Vx的情况下，以充电电流ICHG减少的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

此外，控制部PC在使辅助晶体管Q3截止的情况下，以第一电流阈值th1和第二电流阈值th2变得相等的方式进行控制。

另一方面，控制部PC在使辅助晶体管Q3导通的情况下，以降低第二电流阈值th2的方式进行控制。

此处，在使辅助晶体管Q3导通的情况下，对第二输入晶体管Q2的源极-漏极间施加过大电力(输入电压VIN-电池电压VBAT)×第二输入电流IQ2。因此，在使辅助晶体管Q3导通的情况下，降低第二电流阈值th2而使第二输入电流IQ2减少，而抑制第二输入晶体管Q2的发热。

另外，在图1的例子中，各晶体管是pMOS晶体管，但也可以是nMOS晶体管。此外，各晶体管也可以是双极晶体管。

其次，对具有以上那种构成的充电控制电路100的动作的一例进行说明。

首先，对供给电源Ad的电力供给能力较高的情况下的充电控制电路100的动作的一例进行说明。图2是表示供给电源Ad的电力供给能力较高的情况下的图1所示的充电控制电路100动作时的各信号的一例的波形图。

如图2所示，在时刻t1以前，从供给电源Ad供给电源电压VIN，因此第一输入晶体管Q1导通。进而，通过第二电流检测电路Idet2，第二输出晶体管Q2也被控制成导通。进而，与电池电压相比输出电压VOUT更高，因此辅助晶体管Q3被控制成截止。此外，电流IIN(第一输入电流IQ1)不足第一电流阈值th1，因此以在电阻R流动的充电电流ICHG成为预先设定的目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

然后，在时刻t1，由于系统负载Load的增加而输出端子TOUT的输出电流IOUT上升。此时，由于电流IIN(第一输入电流IQ1)不足第一电流阈值th1，因此以在电阻R流动的充电电流ICHG成为预先设定的目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

然后，在时刻t2，当第一输入电流IQ1达到第一电流阈值th1时，以第一输入电流IQ1的值成为第一电流阈值th1以下的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。然后，对电池B进行充电直到充电电流IBatt成为零为止(到时刻t3为止)。

然后，在时刻t3，当输出电压VOUT成为电池B的电池电压VBatt以下时，辅助晶体管Q3被控制成导通。由此，电池B放电。

由此，在由于系统负载Load的增加而输出电压VOUT降低、或者由于供给电源Ad从充电控制电路100断开而输出电压VOUT成为电池电压VBatt以下的情况下，能够瞬间使辅助晶体管Q3导通，而从电池B供给电源来确保系统电压。

此时，如上所述，由于使辅助晶体管Q3导通，因此以第二电流阈值th2降低的方式进行控制。由此，使第二输入电流IQ2减少，第二输入晶体管Q2的发热得以抑制(时刻t3～时刻t4)。

然后，在时刻t4，当输出电压VOUT超过电池电压VBatt时，辅助晶体管Q3被控制成截止。此时，由于使辅助晶体管Q3截止，因此以第二电流阈值th2变得与第一电流阈值th1相等的方式(以返回原样的方式)进行控制。

此时，电流IIN(第一输入电流IQ1)不足第一电流阈值th1，因此以在电阻R流动的充电电流ICHG成为预先设定的目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

以后，反复进行相同的动作。

其次，对供给电源Ad的电力供给能力较低的情况下的充电控制电路100的动作的一例进行说明。图3是表示供给电源Ad的电力供给能力较低的情况下的图1所示的充电控制电路100动作时的各信号的一例的波形图。

如图3所示，与图2的情况相同，在时刻t1以前，从供给电源Ad供给电源电压VIN，因此第一输入晶体管Q1导通。进而，通过第二电流检测电路Idet2，第二输出晶体管Q2也被控制成导通。进而，与电池电压相比输出电压VOUT更高，因此辅助晶体管Q3被控制成截止。此外，由于电流IIN(第一输入电流IQ1)不足第一电流阈值th1，因此以在电阻R流动的充电电流ICHG成为预先设定的目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

然后，在时刻t1，由于系统负载Load的增加而输出端子TOUT的输出电流IOUT上升。此时，电流IIN(第一输入电流IQ1)不足第一电流阈值th1，因此以在电阻R流动的充电电流ICHG成为预先设定的目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

然后，在时刻t2，当输出电压VOUT成为不足输出基准电压Vx时，以充电电流ICHG减少的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。然后，对电池B进行充电直到充电电流IBatt成为零为止(到时刻t3为止)。

然后，在时刻t3，当输出电压VOUT成为电池B的电池电压VBatt以下时，辅助晶体管Q3被控制成导通。由此，电池B放电。

由此，与图2的情况相同，在由于系统负载Load的增加而输出电压VOUT降低、或者由于供给电源Ad从充电控制电路100断开而输出电压VOUT成为电池电压VBatt以下的情况下，能够瞬间使辅助晶体管Q3导通，而从电池B供给电源来确保系统电压。

此时，如上所述，由于使辅助晶体管Q3导通，因此以降低第二电流阈值th2的方式进行控制。由此，使第二输入电流IQ2减少，第二输入晶体管Q2的发热得以抑制(时刻t3～时刻t4)。

然后，在时刻t4，当输出电压VOUT超过电池电压VBatt时，辅助晶体管Q3被控制成截止。此时，由于使辅助晶体管Q3截止，因此以第二电流阈值th2变得与第一电流阈值th1相等的方式(以返回原样的方式)进行控制。

此时，由于电流IIN(第一输入电流IQ1)不足第一电流阈值th1，因此以在电阻R流动的充电电流ICHG成为预先设定的目标电流值的方式对输出晶体管Q4进行PWM控制。

以后，反复进行相同的动作。

如上所述，根据本实施例1的充电控制电路，能够实现充电效率的提高。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并同样包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。

Claims (20)

1.一种充电控制系统，其特征在于，具备：

输入端子，与供给电源连接，被供给电源电压；

输出端子，与系统负载连接且输出输出电压；

电池端子，与负极与地线连接的电池的正极连接；

开关端子；

线圈，一端与所述开关端子连接；

电阻，一端与所述线圈的另一端连接，另一端与所述电池端子连接；

电容器，连接在所述线圈的另一端与地线之间；

二极管，阴极与所述开关端子连接，阳极与所述地线连接；以及

充电控制电路，对向所述系统负载的电流供给进行控制且对所述电池的充电进行控制，

所述充电控制电路具备：

第一输入晶体管，电流路径的一端与所述输入端子连接；

第二输入晶体管，电流路径的一端与所述第一输入晶体管的电流路径的另一端连接，电流路径的另一端与所述输出端子连接；

第一电流检测电路，对在所述第一输入晶体管流动的第一输入电流进行检测，输出与所述第一输入电流的值和第一电流阈值之差相应的电流检测信号；

第二电流检测电路，对在所述第二输入晶体管流动的第二输入电流进行检测，以所述第二输入电流的值成为第二电流阈值以下的方式对所述第二输入晶体管进行控制；

输出晶体管，电流路径的一端与所述第一输入晶体管的所述另一端连接，电流路径的另一端与所述开关端子连接；以及

控制部，对所述第一输入晶体管、所述第二输入晶体管以及所述输出晶体管进行控制，

所述控制部为，

在使所述第一输入晶体管导通的状态下，

根据所述电流检测信号，在所述第一输入电流不足所述第一电流阈值的情况下，以在所述电阻流动的充电电流成为所设定的目标电流值的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

另一方面，在所述第一输入电流达到所述第一电流阈值的情况下，以所述第一输入电流的值成为所述第一电流阈值以下的方式对所述输出晶体管进行PWM控制。

2.如权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，

所述充电控制电路还具备辅助晶体管，该辅助晶体管的电流路径的一端与所述输出端子连接，电流路径的另一端与所述电池端子连接，

所述控制部为，

在所述输出电压超过所述电池的电池电压的情况下，使所述辅助晶体管截止，

另一方面，在所述输出电压为所述电池的电池电压以下的情况下，使所述辅助晶体管导通。

3.如权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，

所述控制部为，

在所述输出电压超过所设定的输出基准电压的情况下，以所述充电电流成为所述目标电流值的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

另一方面，在所述输出电压不足所述输出基准电压的情况下，以所述充电电流减少的方式对所述输出晶体管进行PWM控制。

4.如权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，

所述充电控制电路还具备电源检测电路，该电源检测电路为，在所述供给电源的电力供给能力为所设定的判定阈值以上的情况下，增大所述第一电流阈值以及所述第二电流阈值，另一方面，在所述供给电源的电力供给能力不足所述判定阈值的情况下，降低所述第一电流阈值以及所述第二电流阈值。

5.如权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，

所述第一电流检测电路具备：

第一密勒晶体管，具有所述第一输入晶体管的1/N的尺寸，电流路径的一端与所述第一输入晶体管的所述一端连接，栅极与所述第一输入晶体管的栅极连接，其中N＞1；

第一电流控制晶体管，电流路径的一端与所述第一密勒晶体管的电流路径的另一端连接；

第一电流控制放大器，以所述第一输入晶体管的所述另一端的电压和所述第一密勒晶体管的所述另一端的电压变得相等的方式，对所述第一电流控制晶体管进行控制；

第一检测电阻，一端与所述第一电流控制晶体管的所述另一端连接，另一端与地线连接；以及

第一电流检测放大器，被输入第一基准电压和所述第一检测电阻的一端的第一检测电压，并输出与所述第一基准电压和所述第一检测电压的电位差相应的所述电流检测信号，

所述控制部为，根据所述电流检测信号，以所述第一检测电压成为所述第一基准电压以下的方式对所述输出晶体管进行控制。

6.如权利要求5所述的充电控制系统，其特征在于，

在所述供给电源的电力供给能力为判定阈值以上的情况下，将所述第一基准电压设定为第一电压值，

另一方面，在所述供给电源的电力供给能力不足所述判定阈值的情况下，将所述第一基准电压设定为比所述第一电压值低的第二电压值。

7.如权利要求1所述的充电控制系统，其特征在于，

所述第二电流检测电路具备：

第二密勒晶体管，具有所述第二输入晶体管的1/N的尺寸，电流路径的一端与所述第二输入晶体管的所述一端连接，栅极与所述第二输入晶体管的栅极连接，其中N＞1；

第二电流控制晶体管，电流路径的一端与所述第二密勒晶体管的所述另一端连接；

第二电流控制放大器，以所述第二输入晶体管的电流路径的另一端的电压和所述第二密勒晶体管的电流路径的另一端的电压变得相等的方式，对所述第二电流控制晶体管进行控制；

第二检测电阻，一端与所述第二电流控制晶体管的所述另一端连接，另一端与地线连接；以及

第二电流检测放大器，以所述第二检测电阻的一端的第二检测电压成为第二基准电压以下的方式，对所述第二密勒晶体管的栅极电压进行控制。

8.如权利要求7所述的充电控制系统，其特征在于，

在所述供给电源的电力供给能力为所设定的判定阈值以上的情况下，将所述第二基准电压设定为第三电压值，

另一方面，在所述供给电源的电力供给能力不足所述判定阈值的情况下，将所述第二基准电压设定为比所述第三电压值低的第四电压值。

9.如权利要求2所述的充电控制系统，其特征在于，

所述控制部为，

在使所述辅助晶体管截止的情况下，以所述第一电流阈值和所述第二电流阈值变得相等的方式进行控制，

在使所述辅助晶体管导通的情况下，以降低所述第二电流阈值的方式进行控制。

10.如权利要求3所述的充电控制系统，其特征在于，

所述充电控制电路还具备第一放大器，该第一放大器被输入所述输出电压和所述输出基准电压，并输出与所述输出电压和所述输出基准电压的电位差相应的第一放大信号，

所述控制部为，

在所述第一放大信号规定所述输出电压超过所设定的输出基准电压的情况下，以所述充电电流成为所述目标电流值的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

另一方面，在所述第一放大信号规定所述输出电压不足所述输出基准电压的情况下，以所述充电电流减少的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

所述充电控制电路还具备第二放大器，该第二放大器被输入所述电阻的一端的电压和所述电阻的另一端的电压，并输出与所述电阻的一端的电压和所述电阻的另一端的电压的电位差相应的第二放大信号，

所述控制部为，基于所述第二放大信号，以所述充电电流成为所设定的目标电流值的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

所述充电控制电路还具备比较器，该比较器为，被输入所述输出电压和所述电池电压，根据对所述输出电压和所述电池电压进行比较的结果，输出比较结果信号，

所述控制部为，

在所述比较结果信号规定所述输出电压超过所述电池电压的情况下，使所述辅助晶体管截止，

另一方面，在所述比较结果信号规定所述输出电压为所述电池电压以下的情况下，使所述辅助晶体管导通。

11.一种充电控制电路，其特征在于，应用于充电控制系统，对向系统负载的电流供给进行控制且对电池的充电进行控制，该充电控制系统具备：输入端子，与供给电源连接，被供给电源电压；输出端子，与所述系统负载连接且输出输出电压；电池端子，与所述电池的正极连接，所述电池的负极与地线连接；开关端子；线圈，一端与所述开关端子连接；电阻，一端与所述线圈的另一端连接，另一端与所述电池端子连接；电容器，连接在所述线圈的另一端与地线之间；以及二极管，阴极与所述开关端子连接，阳极与所述地线连接，

在所述充电控制电路中，具备：

第一输入晶体管，电流路径的一端与所述输入端子连接；

第二输入晶体管，电流路径的一端与所述第一输入晶体管的电流路径的另一端连接，电流路径的另一端与所述输出端子连接；

第一电流检测电路，对在所述第一输入晶体管流动的第一输入电流进行检测，并输出与所述第一输入电流的值和第一电流阈值之差相应的电流检测信号；

第二电流检测电路，对在所述第二输入晶体管流动的第二输入电流进行检测，以所述第二输入电流的值成为第二电流阈值以下的方式对所述第二输入晶体管进行控制；

输出晶体管，电流路径的一端与所述第一输入晶体管的所述另一端连接，电流路径的另一端与所述开关端子连接；以及

控制部，对所述第一输入晶体管、所述第二输入晶体管以及所述输出晶体管进行控制，

所述控制部为，

在使所述第一输入晶体管导通的状态下，

根据所述电流检测信号，在所述第一输入电流不足所述第一电流阈值的情况下，以在所述电阻流动的充电电流成为所设定的目标电流值的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

另一方面，在所述第一输入电流达到所述第一电流阈值的情况下，以所述第一输入电流的值成为所述第一电流阈值以下的方式，对所述输出晶体管进行PWM控制。

12.如权利要求11所述的充电控制电路，其特征在于，

所述充电控制电路还具备辅助晶体管，该辅助晶体管的电流路径的一端与所述输出端子连接，电流路径的另一端与所述电池端子连接，

所述控制部为，

在所述输出电压超过所述电池的电池电压的情况下，使所述辅助晶体管截止，

另一方面，在所述输出电压为所述电池的电池电压以下的情况下，使所述辅助晶体管导通。

13.如权利要求11所述的充电控制电路，其特征在于，

所述控制部为，

在所述输出电压超过所设定的输出基准电压的情况下，以所述充电电流成为所述目标电流值的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

另一方面，在所述输出电压不足所述输出基准电压的情况下，以所述充电电流减少的方式对所述输出晶体管进行PWM控制。

14.如权利要求11所述的充电控制电路，其特征在于，

所述充电控制电路还具备电源检测电路，该电源检测电路为，在所述供给电源的电力供给能力为所设定的判定阈值以上的情况下，增大所述第一电流阈值以及所述第二电流阈值，另一方面，在所述供给电源的电力供给能力不足所述判定阈值的情况下，降低所述第一电流阈值以及所述第二电流阈值。

15.如权利要求11所述的充电控制电路，其特征在于，

所述第一电流检测电路具备：

第一密勒晶体管，具有所述第一输入晶体管的1/N的尺寸，电流路径的一端与所述第一输入晶体管的所述一端连接，栅极与所述第一输入晶体管的栅极连接，其中N＞1；

第一电流控制晶体管，电流路径的一端与所述第一密勒晶体管的电流路径的另一端连接；

第一电流控制放大器，以所述第一输入晶体管的所述另一端的电压和所述第一密勒晶体管的所述另一端的电压变得相等的方式，对所述第一电流控制晶体管进行控制；

第一检测电阻，一端与所述第一电流控制晶体管的所述另一端连接，另一端与地线连接；以及

第一电流检测放大器，被输入第一基准电压和所述第一检测电阻的一端的第一检测电压，并输出与所述第一基准电压和所述第一检测电压的电位差相应的所述电流检测信号，

所述控制部为，根据所述电流检测信号，以所述第一检测电压成为所述第一基准电压以下的方式对所述输出晶体管进行控制。

16.如权利要求15所述的充电控制电路，其特征在于，

在所述供给电源的电力供给能力为判定阈值以上的情况下，将所述第一基准电压设定为第一电压值，

另一方面，在所述供给电源的电力供给能力不足所述判定阈值的情况下，将所述第一基准电压设定为比所述第一电压值低的第二电压值。

17.如权利要求11所述的充电控制电路，其特征在于，

所述第二电流检测电路具备：

第二密勒晶体管，具有所述第二输入晶体管的1/N的尺寸，电流路径的一端与所述第二输入晶体管的所述一端连接，栅极与所述第二输入晶体管的栅极连接，其中N＞1；

第二电流控制晶体管，电流路径的一端与所述第二密勒晶体管的所述另一端连接；

第二电流控制放大器，以所述第二输入晶体管的电流路径的另一端的电压和所述第二密勒晶体管的电流路径的另一端的电压变得相等的方式，对所述第二电流控制晶体管进行控制；

第二检测电阻，一端与所述第二电流控制晶体管的所述另一端连接，另一端与地线连接；以及

第二电流检测放大器，以所述第二检测电阻的一端的第二检测电压成为第二基准电压以下的方式，对所述第二密勒晶体管的栅极电压进行控制。

18.如权利要求17所述的充电控制电路，其特征在于，

在所述供给电源的电力供给能力为所设定的判定阈值以上的情况下，将所述第二基准电压设定为第三电压值，

另一方面，在所述供给电源的电力供给能力不足所述判定阈值的情况下，将所述第二基准电压设定为比所述第三电压值低的第四电压值。

19.如权利要求12所述的充电控制电路，其特征在于，

所述控制部为，

在使所述辅助晶体管截止的情况下，以所述第一电流阈值和所述第二电流阈值变得相等的方式进行控制，

在使所述辅助晶体管导通的情况下，以降低所述第二电流阈值的方式进行控制。

20.如权利要求13所述的充电控制电路，其特征在于，

所述充电控制电路还具备第一放大器，该第一放大器被输入所述输出电压和所述输出基准电压，并输出与所述输出电压和所述输出基准电压的电位差相应的第一放大信号，

所述控制部为，

在所述第一放大信号规定所述输出电压超过所设定的输出基准电压的情况下，以所述充电电流成为所述目标电流值的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

另一方面，在所述第一放大信号规定所述输出电压不足所述输出基准电压的情况下，以所述充电电流减少的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

所述充电控制电路还具备第二放大器，该第二放大器被输入所述电阻的一端的电压和所述电阻的另一端的电压，并输出与所述电阻的一端的电压和所述电阻的另一端的电压的电位差相应的第二放大信号，

所述控制部为，基于所述第二放大信号，以所述充电电流成为所设定的目标电流值的方式对所述输出晶体管进行PWM控制，

所述充电控制电路还具备比较器，该比较器为，被输入所述输出电压和所述电池电压，根据对所述输出电压和所述电池电压进行比较的结果，输出比较结果信号，

所述控制部为，

在所述比较结果信号规定所述输出电压超过所述电池电压的情况下，使所述辅助晶体管截止，

另一方面，在所述比较结果信号规定所述输出电压为所述电池电压以下的情况下，使所述辅助晶体管导通。