JP2010178591A

JP2010178591A - 充電回路、充電装置、電子機器及び充電方法

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Publication number: JP2010178591A
Application number: JP2009021574A
Authority: JP
Inventors: Masei Kitano; 麻世北野; Masatoshi Kokubu; 政利國分
Original assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Current assignee: Fujitsu Semiconductor Ltd
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2010-08-12
Anticipated expiration: 2029-02-02
Also published as: JP5451094B2; US20100194352A1; US8575898B2

Abstract

【課題】バッテリの劣化を低く抑えることができる充電回路を提供する。
【解決手段】システム電流Ｉ_SYSが急激に低下するなどシステム負荷が急変した際に発生するバッテリ電圧Ｖ_BATTのオーバーシュートをＯＶＰ２８で検出する。ＯＶＰ２８でオーバーシュートを検出した際、スイッチ制御回路２５が第３スイッチＳＷ３をオフし、バッテリ９をＡＣアダプタから切り離してバッテリ９を過電圧から保護する。また、このとき、スイッチＫs1をオンからオフに、一方でスイッチＫs2をオフからオンに切り換えて、電圧監視点をそれまでのバッテリ電圧入力端子Ｐｂからシステム電圧入力端子Ｐａに切り換える。これにより、電子機器２からＡＣアダプタに供給される制御電流Ｉ_ADFCの変化を少なく抑え、第３スイッチＳＷ３がオンに復帰する際に発生する可能性のある突入電流を小さく抑える。
【選択図】図４

Description

本願は、充電回路、充電装置、電子機器及び充電方法に関するものである。

従来、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の携帯型電子機器には、機器をアダプタ（ＡＣアダプタ）によって外部電力源（商用電源）のコンセントに接続しなくても機器が単体で動くことが可能となるように、機器専用の独立した電源としてバッテリ（二次電池や蓄電池ともいう）が搭載されている。また、このような携帯型電子機器は、自宅等において外部電力源が得られる環境下では、バッテリという電力容量が限られた電源で起動するのではなく、バッテリを電子機器に取り付けたままこの機器をアダプタによって外部電力源に繋ぎ、この外部電力源から取得した交流電圧をＡＣアダプタで直流電圧に変換して電力を得て起動するのが一般的である。

このため、この種の電子機器には、機器がアダプタにより外部電力源に繋がれているときに、機器がこの外部電力源で動く傍ら、バッテリを外部電力源の電力で充電する充電装置が設けられている。ところで、この種の充電装置では、もし仮にアダプタ側からバッテリ側に過電流が流れてしまうと、この過電流によってバッテリがダメージを受けて、バッテリが劣化する問題に繋がる。そこで、バッテリ側に流れる電流をアダプタ側にフィードバックして、バッテリに流れる電流を制御することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。このようにすると、アダプタからバッテリに過電流が流れ難くなり、バッテリの長寿命化を図ることが可能となる。

特開２００２−７８２２８号公報

ところで、この種の電子機器では、例えばディスクを回転するモータが停止するなどのようにそれまで使用していた機能を終了するなどシステム負荷が急変する場合がある。今現在のバッテリにおいては、バッテリ側の制御ループの応答性を高く（スピードアップ）しても、ＡＣアダプタ側の応答スピードが追従できない現状があるので、システム負荷が急変した際の充電電圧の応答特性は、充電電圧にオーバーシュートやアンダーシュートが発生する応答特性をとってしまう現状がある。よって、このような応答特性はバッテリに過電圧が供給される原因となるので、これがバッテリ劣化の問題に繋がっていた。そして、例えば、バッテリとして近年広く使用されているリチウムイオンバッテリでは、この種のオーバーシュートがバッテリ劣化に特に影響を受ける。

開示の装置は、バッテリに印加されるバッテリ電圧を監視して、前記バッテリが過電圧状況である場合に過電圧信号を出力する監視手段と、前記過電圧信号を受けた場合に、前記バッテリをアダプタから切り離す保護手段と、前記バッテリが前記アダプタから切り離された場合に、前記過電圧信号を基にして、前記アダプタから出力されるアダプタ電圧に対する監視点を、前記バッテリ電圧の供給点から、前記バッテリ及び前記アダプタと電気的に接続されたシステムに印加されるシステム電圧の供給点に切り換えて、前記アダプタ電圧を前記システム電圧に基づいて制御させる制御指令を出力させる切換手段とを備える。

開示の装置は、バッテリの劣化を低く抑えることができる。

一実施形態における電子機器の概略構成を示す回路図。電子機器の概略構成を示す回路図。（ａ）はＡＣアダプタの概略構成を示す回路図で、（ｂ）はアダプタ電圧と制御電流との関係性を示す波形図。充電制御回路の内部を具体的に示した電子機器の回路図。過電圧発生時の充電制御回路の動作状態を示す電子機器の回路図。過電圧発生時の電子機器の動作推移を示すタイミングチャート。別例における電子機器の概略構成を示す回路図。他の別例における電子機器の概略構成を示す回路図。他の別例における電子機器の概略構成を示す回路図。

以下、一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
図１に示すように、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の電子システム１には、同システム１の本体部分として電子機器２が設けられている。この電子機器２は、交流電圧を出力可能な商用電源等の外部電力源（交流電源）３に、接続ケーブルであるＡＣアダプタ４を介して接続可能となっている。ＡＣアダプタ４は、外部電力源３から取得した交流電圧を、電子機器２が動作の際に必要とする定格の直流電圧に変換し、この直流電圧をアダプタ電圧Ｖ_INとして自身の電圧出力端子５から電子機器２に向けて出力する。なお、ＡＣアダプタ４がアダプタに相当する。

電子機器２には、ＡＣアダプタ４から得た直流電圧を所定値に調整可能なシステムＤＣ／ＤＣコンバータ６と、電子機器２の各種機能を提供する回路として動作システム７とが設けられている。システムＤＣ／ＤＣコンバータ６は、直流電圧の取り込み口である電圧入力端子８に繋がるとともに、ＡＣアダプタ４の電圧出力端子５から出力されるアダプタ電圧Ｖ_INを、この電圧入力端子８を介して取得する。そして、システムＤＣ／ＤＣコンバータ６は、この入力電圧を動作システム７を作動させる所定値に調整しつつ動作システム７に供給して、動作システム７を動作させる。

また、電子機器２には、電子機器２が持つ独立した電源としてバッテリ（蓄電池）９が着脱可能に設けられている。このバッテリ９は、例えばリチウムイオンバッテリからなり、複数の電池セルを直列に繋ぎつつこれらを１つのケースに収納したパック形状をとっている。ＡＣアダプタ４は、自身が生成したアダプタ電圧（電力）Ｖ_INのうち、その一部をシステム電圧Ｖ_SYSとしてシステムＤＣ／ＤＣコンバータ６に供給する他に、残りをバッテリ電圧Ｖ_BATTとしてバッテリ９にも供給可能となっている。電子機器２がＡＣアダプタ４を介して外部電力源３に接続される際、ＡＣアダプタ４の電力はシステムＤＣ／ＤＣコンバータ６に送られて、この電力によって動作システム７が作動する。そして、このときはバッテリ９が例えば逆バイアスダイオード（図示略）によってシステムＤＣ／ＤＣコンバータ６から絶縁されつつ、ＡＣアダプタ４から得る電力によってバッテリ９が充電される。一方、電子機器２が外部電力源３に接続されない際、バッテリ９の電力がシステムＤＣ／ＤＣコンバータ６に送られ、この電力によって動作システム７が作動する。なお、バッテリ電圧Ｖ_BATTが内部電圧に相当する。

電子機器２には、バッテリ９の充電を制御する充電制御回路（チャージャＩＣ（Integrated Circuit））１０が設けられている。充電制御回路１０は、電子機器２がＡＣアダプタ４により外部電力源３に接続されると、動作システム７により要求される電力を、システムＤＣ／ＤＣコンバータ６を介して動作システム７に供給するとともに、同時にバッテリ９への充電を実行する。また、充電制御回路１０は、例えば１つ又は複数の半導体装置（半導体回路）からなる。更に、この半導体装置は、例えばチップと、このチップを内蔵するパッケージとを含んでいる。なお、充電制御回路１０が充電回路に相当する。

また、電子機器２の電圧入力端子８と、システムＤＣ／ＤＣコンバータ６及びバッテリ９の配線経路分岐点であるノード（以下、システム電圧入力端子と記す）Ｐｂとの間には、直列接続された２つの第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２が接続されている。また、システム電圧入力端子Ｐｂとバッテリ９との間にも、同様の接点として第３スイッチＳＷ３が接続されている。これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、電機配線を介して充電制御回路１０に接続され、オンオフ動作が充電制御回路１０によって管理されている。なお、第３スイッチＳＷ３がバッテリ用接点に相当し、システム電圧入力端子Ｐｂがシステム電圧の供給点に相当する。

例えば、電子機器２にＡＣアダプタ４が接続されていないとき、３つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のうち、第１スイッチＳＷ１はオフするものの、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３がオンを維持する。このため、バッテリ９の電力がシステム電圧Ｖ_SYSとして動作システム７に供給されるとともに、その一部が駆動電圧Ｖ_DCとして充電制御回路１０に供給されて、電子機器２の動作が許容される。そして、電子機器２にＡＣアダプタ４が接続されると、アダプタ電圧Ｖ_INの一部が電源電圧Ｖ_ACとして充電制御回路１０に供給され、これをトリガとして動く充電制御回路１０によって第１スイッチＳＷ１がオンに切り換わる。このため、アダプタ電圧Ｖ_INがシステムＤＣ／ＤＣコンバータ６、バッテリ９及び充電制御回路１０の全てに供給され、機器動作及び充電の両方が実行可能となる。

また、電子機器２には、ＡＣアダプタ４からシステムＤＣ／ＤＣコンバータ６及びバッテリ９に電力を供給するに際して、この供給電力を好適な値（安全な値）に調整して要求箇所に供給する電圧調整機能が設けられている。また、本例の電圧調整機能は、この機能をコントロールする制御回路群をＡＣアダプタ４に組み込むことにより、この機能制御をＡＣアダプタ４側で実行するアダプタ側制御式でもある。

この種の電圧調整機能を持つ充電制御回路１０の場合、第２スイッチＳＷ２とシステム電圧入力端子Ｐｂとの間には、第１検知レジスタＲ_INが接続され、この第１検知レジスタＲ_INの両端が充電制御回路１０に接続されている。この第１検知レジスタＲ_INは、ＡＣアダプタ４から電子機器２に流れ込む総入力電流Ｉ_INを検出するもので、例えば抵抗からなる。充電制御回路１０は、第１検知レジスタＲ_INを流れる総入力電流Ｉ_INを検出することにより、ＡＣアダプタ４から電子機器２にどの程度の値の電流が流れ込んでいるのかを把握する。

また、システム電圧入力端子Ｐｂと第３スイッチＳＷ３との間には、第２検知レジスタＲ_CHRが接続され、この第２検知レジスタＲ_CHRの両端が充電制御回路１０に接続されている。この第２検知レジスタＲ_CHRは、ＡＣアダプタ４から電子機器２に流れ込んだ総入力電流Ｉ_INのうち、バッテリ９に流れ込むバッテリ充電電流Ｉ_CHRを検出するもので、例えば抵抗からなる。充電制御回路１０は、第２検知レジスタＲ_CHRを流れるバッテリ充電電流Ｉ_CHRを検出することにより、バッテリ９にどの程度の値の電流が流れ込んでいるのかを把握する。なお、第２検知レジスタＲ_CHRが検出手段に相当する。

充電制御回路１０には、バッテリ９の＋端子側に位置するノード（以下、バッテリ電圧入力端子と記す）Ｐａが接続されている。充電制御回路１０は、このバッテリ電圧入力端子Ｐａの端子電圧を見ることにより、バッテリ９の端子間電圧であるバッテリ電圧Ｖ_BATT、即ちバッテリ９の充電量を監視する。なお、バッテリ電圧入力端子Ｐａがバッテリ電圧の供給点に相当する。

充電制御回路１０は、これら総入力電流Ｉ_IN、バッテリ充電電流Ｉ_CHR及びバッテリ電圧Ｖ_BATTを基に、電子機器２の電圧供給状態、即ち電子機器２に不適当な電圧が供給されていないかどうかを監視する。そして、充電制御回路１０は、その時々の電子機器２の状態に応じた好適なアダプタ電圧Ｖ_INがＡＣアダプタ４から出力されるように、その電圧制御指令として制御電流Ｉ_ADFCを、電圧供給経路の上流に位置するＡＣアダプタ４に出力する。この制御電流Ｉ_ADFCは、電子機器２に所望より高めの電圧が付与される傾向の場合にアダプタ電圧Ｖ_INを低く抑え、電子機器２に所望より低めの電圧が付与される傾向の場合にアダプタ電圧Ｖ_INを高くするように指示する指令である。電子機器２には、この制御電流Ｉ_ADFCの取り出し口として機器側制御端子１１が設けられ、この機器側制御端子１１がＡＣアダプタ４のアダプタ側制御端子１２に接続されている。充電制御回路１０は、制御電流Ｉ_ADFCを機器側制御端子１１からアダプタ側制御端子１２を経由させて、この制御電流Ｉ_ADFCをＡＣアダプタ４に供給する。なお、制御電流Ｉ_ADFCが制御指令に相当する。

図２に示すように、充電制御回路１０には、総入力電流Ｉ_IN用の第１電流増幅器１３と、バッテリ充電電流Ｉ_CHR用の第２電流増幅器１４とが設けられている。第１電流増幅器１３は、自身の入力端子が第１検知レジスタＲ_INの両端子に接続されている。第１電流増幅器１３は、この第１検知レジスタＲ_INを流れる総入力電流Ｉ_INを増幅し、この増幅値を第１電流検出信号Ｓ１として出力する。また、第２電流増幅器１４は、自身の入力端子が第２検知レジスタＲ_CHRの両端に接続されている。第２電流増幅器１４は、この第２検知レジスタＲ_CHRを流れるバッテリ充電電流Ｉ_CHRを増幅し、この増幅値を第２電流検出信号Ｓ２として出力する。

これら第１電流増幅器１３及び第２電流増幅器１４には、互いに共通して使用する電流エラー増幅器１５が接続されている。電流エラー増幅器１５は、１つの非反転入力端子と２つの反転入力端子とを持つ増幅器である。電流エラー増幅器１５の一方の反転入力端子には、第１電流増幅器１３が出す第１電流検出信号Ｓ１が入力され、他方の反転入力端子には、第２電流増幅器１４が出す第２電流検出信号Ｓ２が入力されている。また、電流エラー増幅器１５の非反転入力端子には、エラー有無監視時の比較値として、制限電流信号Ｉ_DAC及び電流基準信号Ｉ_OUTMAXに基づき生成される基準信号が入力されている。この制限電流信号Ｉ_DACは、バッテリ９へ安全に送ることが可能な最大電流、即ち安全な動作のためにバッテリ９によって許可されるスレッショルド値を示したプログラム信号であって、充電制御回路１０により生成される。また、電流基準信号Ｉ_MAXOUTも同様のスレッショルド値である。電流エラー増幅器１５は、第１電流検出信号Ｓ１及び第２電流検出信号Ｓ２のうちの値の高い方と基準信号とを比較し、その比較結果に応じた誤差電圧を出力する。

また、充電制御回路１０には、バッテリ電圧Ｖ_BATTを監視する電圧エラー増幅器１６が設けられている。電圧エラー増幅器１６は、非反転入力端子がバッテリ電圧入力端子Ｐａに接続され、この反転入力端子が充電制御回路１０の充電電圧入力端子１７を介してバッテリ電圧入力端子Ｐａに接続されている。よって、充電制御回路１０は、この充電電圧入力端子１７を介してバッテリ電圧Ｖ_BATTを取得する。また、電圧エラー増幅器１６の反転入力端子には、エラー有無監視時の比較値として電圧制限信号Ｖ_DACが入力されている。この電圧制限信号Ｖ_DACは、バッテリ９へ安全に送ることが可能な最大電圧、即ち安全な動作のためにバッテリ９によって許可されるスレッショルド値を示したプログラム信号である。電圧エラー増幅器１６は、バッテリ電圧Ｖ_BATTと電圧制限信号Ｖ_DACとを比較して電圧値を監視し、この差を増幅した誤差電圧を出力する。なお、電圧エラー増幅器１６が電圧監視回路を構成し、電圧制限信号Ｖ_DACが基準電圧に相当する。

充電制御回路１０には、電子機器２に供給される電力量を検出する乗算器１８が設けられている。乗算器１８は、一対の入力端子が第１検知レジスタＲ_INの端子間に接続されている。この乗算器１８は、第１検知レジスタＲ_INの端子間電圧から総入力電流Ｉ_INを検出するとともに、この第１検知レジスタＲ_INを通って動作システム７側に供給されるシステム電圧Ｖ_SYSを検出する。そして、乗算器１８は、総入力電流Ｉ_INとシステム電圧Ｖ_SYSとを乗算することにより、電子機器２に付与される総電力を算出し、これを電力検出信号PWROUTとして出力する。また、乗算器１８は、電力検出信号PWROUTの最大許容値（スレッショルド値）として、電力制限信号PWRMAXも同期出力する。なお、乗算器１８は、スレッショルド値をプログラム信号により表したこの電力制限信号PWRMAXを、機器側制御端子１１を介してＡＣアダプタ４から取得している。

また、乗算器１８には、電力検出信号PWROUTを監視する電力エラー増幅器１９が接続されている。電力エラー増幅器１９の反転入力端子には、電力検出信号PWROUTが入力され、非反転入力端子には、電力制限信号PWRMAXが入力されている。電力エラー増幅器１９は、電力検出信号PWROUTと電力制限信号PWRMAXとを比較して電力値を監視し、この差を増幅した誤差電圧を出力する。

３つのエラー増幅器１５，１６，１９の出力端子には、各々個別のダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３が接続されている。これらダイオードＤ１〜Ｄ３は、逆バイアスに接続され、３つのエラー増幅器１５，１６，１９から出力される誤差電圧のうち、最も大きな値のもの（誤差電流）を下流に流す働きを持つ。これは、３つのエラー増幅器１５，１６，１９においてそれぞれ誤差を監視しているが、これら３つのうちで最も大きなエラーを計測することに相当する。なお、ダイオードＤ２が電圧監視回路を構成する。

これら３つのダイオードＤ１〜Ｄ３のアノードには、これらダイオードＤ１〜Ｄ３から得た電流値を所定電圧に変換する電流電圧変換回路２０が接続されている。この電流電圧変換回路２０は、直列接続されたトランジスタＴa1、トランジスタＴa2及び抵抗Ｒ１の素子群からなる。なお、トランジスタＴa1はＰ型ＭＯＳ(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタからなり、そのソース端子には、アダプタ電圧Ｖ_INのうち充電制御回路１０に駆動用として供給される駆動電圧Ｖ_DCが供給されている。また、トランジスタＴa2はＮ型ＭＯＳトランジスタからなる。トランジスタＴa1は、ダイオードＤ１〜Ｄ３に流れる電流（誤差電流）に応じた抵抗値を持つ抵抗体として動作し、誤差電流に比例した電圧をトランジスタＴa1とトランジスタＴa2との間のノードに発生する。電流電圧変換回路２０は、トランジスタＴa1とトランジスタＴa2との間のノード電圧を、制御電流Ｉ_ADFCを生成するために必要な制御電圧Ｖssとして出力する。なお、電流電圧変換回路２０が指令出力回路に相当する。

電流電圧変換回路２０の出力端子、即ちトランジスタＴa1とトランジスタＴa2との間のノードには、制御電流Ｉ_ADFCの生成源としてトランジスタＴｂが接続されている。このトランジスタＴｂは、例えばＰ型ＭＯＳトランジスタからなり、ソース端子が駆動電圧Ｖ_DCに接続され、ドレイン端子が機器側制御端子１１に接続され、ゲート端子がトランジスタＴa1とトランジスタＴa2との間のノードに接続されている。トランジスタＴｂは、自身のゲート端子に入力される制御電圧Ｖss、即ちトランジスタＴa1とトランジスタＴa2との間のノード電圧に応じた抵抗値を持つ抵抗体として動作し、その抵抗値に応じた値で制御電流Ｉ_ADFCを生成する。

本例の場合、トランジスタＴｂは、Ｐ型ＭＯＳトランジスタであることから、高いゲート電圧のときには大きな抵抗値を示し、一方で低いゲート電圧のときには小さい抵抗値を示す動作特性を持つ。このため、トランジスタＴｂは、電流電圧変換回路２０からの制御電圧Ｖss、即ちその手前のエラー増幅器１５，１６，１９での検出結果において、エラー（誤差）が上昇するに連れて低い値の制御電流Ｉ_ADFCを生成し、一方でエラー（誤差）が低下するに連れて高い値の制御電流Ｉ_ADFCを生成するように働く。そして、この制御電流Ｉ_ADFCは、充電制御回路１０の指令入出力端子ADFCから充電制御回路１０の外に引き出され、制御端子１１，１２を経由してＡＣアダプタ４に出力される。

図１及び図３（ａ）に示すように、ＡＣアダプタ４には、外部電力源３から得た交流電圧を所定値の直流電圧に変換する電圧変換回路２１と、この直流変換後の電圧を電子機器２からの要求に合わせた電圧値に制御する電圧制御回路２２とが設けられている。電圧変換回路２１と電圧出力端子５の間には、直列接続のトランジスタＴc1及びチョークコイルＬが接続されている。トランジスタＴc1は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタからなる。また、トランジスタＴc1及びチョークコイルＬの中間端子とＧＮＤとの間には、並列状態でトランジスタＴc2及びダイオードＤ４が接続されている。また、電圧出力端子５及びチョークコイルＬの中間端子とＧＮＤとの間には、平滑用のコンデンサＣ１が接続されている。トランジスタＴc2は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタからなる。

また、これらトランジスタＴc1，Ｔc2には、トランジスタＴc1，Ｔc2のスイッチングを制御するパルス幅変調器(Pulse Width Modulation：ＰＷＭ回路)２３が接続されている。パルス幅変調器２３は、所定のデューティサイクルにてトランジスタＴc1とトランジスタＴc2とを相補的にオンオフ制御する。トランジスタＴc1のオン時には、電圧変換回路２１の出力電圧がチョークコイルＬ及びコンデンサＣ１からなるＬＣ回路（平滑回路）により平滑されて、これが電圧出力端子５に供給される。そして、トランジスタＴc1がオフに切り換わると、オン時にチョークコイルＬに蓄積されたエネルギーが電圧出力端子５側へ放出され、このオンオフ動作を繰り返すことによってアダプタ電圧Ｖ_INが生成される。なお、図３（ｂ）に示すように、アダプタ電圧Ｖ_INは、低い制御電流Ｉ_ADFCを受け付けると高い値で出力され、高い制御電流Ｉ_ADFCを受け付けると低い値で出力される。

パルス幅変調器２３には、電子機器２からＡＣアダプタ４に提供された制御電流Ｉ_ADFCがアダプタ側制御端子１２を介して入力されている。パルス幅変調器２３は、電子機器２から受け付けた制御電流Ｉ_ADFCの電流値を監視し、この電流値に基づき、デューティサイクルを変更、即ちトランジスタＴc1のオン期間を切り換えることにより、アダプタ電圧Ｖ_INの値を制御する。この場合、トランジスタＴc1のオン期間が長いと、チョークコイルＬに蓄積されるエネルギーが多くなって高いアダプタ電圧Ｖ_INが出力され、トランジスタＴc1のオン期間が短いと、チョークコイルＬに蓄積されるエネルギーが少なくなって低いアダプタ電圧Ｖ_INが出力される。

また、パルス幅変調器２３は、どの程度の値のアダプタ電圧Ｖ_IN、即ちどの程度の電力が電子機器２に供給されているのかを逐次認識するとともに、この電力情報として電力制限信号PWRMAXを生成しつつ、この電力制限信号PWRMAXを、制御電流Ｉ_ADFCの受け付けとともにこれをアダプタ側制御端子１２から電子機器２に出力する。この電力制限信号PWRMAXは、アダプタ電圧Ｖ_INの値に応じて増減する電圧信号からなるとともに、乗算器１８の演算や、他の各種機能において適宜使用される。パルス幅変調器２３は、電子機器２から制御電流Ｉ_ADFCを受け付けつつ、これに応答する形で電力制限信号PWRMAXを電子機器２に送り返している。

一方、図２に示すように、電子機器２において機器側制御端子１１と乗算器１８との間には、電力制限信号PWRMAXの値（電圧値）を認識してこれを乗算器１８に送り出す電力制限信号入力回路２４が設けられている。電力制限信号入力回路２４は、機器側制御端子１１の結線上に流れる各種信号の中から電圧値を見ることによって電力制限信号PWRMAXを取り込み、この信号値に応じた通知を乗算器１８に出力することで、ＡＣアダプタ４から受け付けた電力制限信号PWRMAXを乗算器１８に出力する。即ち、制御電流Ｉ_ADFCが電流値で取り込まれるのに対し、電力制限信号PWRMAXは電圧値で解釈されることにより、１つの配線での電子機器２からＡＣアダプタ４への制御電流Ｉ_ADFCの送り渡しと、ＡＣアダプタ４から電子機器２への電力制限信号PWRMAXの送り渡しとが可能とされている。

図２に示すように、充電制御回路１０には、第１スイッチＳＷ１〜第３スイッチＳＷ３のスイッチ状態を管理するスイッチ制御回路２５が設けられている。このスイッチ制御回路２５には、例えば電源電圧Ｖ_AC、駆動電圧Ｖ_DC、第１電流検出信号Ｓ１、第２電流検出信号、バッテリ電圧Ｖ_BATT、電力制限信号PWRMAX等が入力されている。また、スイッチ制御回路２５は、充電制御回路１０の第１スイッチ信号出力端子ACOK1を介して第１スイッチＳＷ１に接続され、充電制御回路１０の第２スイッチ信号出力端子ACOK2を介して第２スイッチＳＷ２に接続され、充電制御回路１０の第３スイッチ信号出力端子ACOK3を介して第３スイッチＳＷ３に接続されている。

また、図４及び図５に示すように、スイッチ制御回路２５には、スイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ３のスイッチング制御を実際に司るロジックとしてスイッチング制御ロジック２６が設けられている。このスイッチング制御ロジック２６には、第１スイッチ信号出力端子ACOK1に繋がるトランジスタＴd1と、第２スイッチ信号出力端子ACOK2に繋がるトランジスタＴd2と、第３スイッチ信号出力端子ACOK3に繋がるトランジスタＴd3とが接続されている。これらトランジスタＴd1〜Ｔd3は、例えばＮ型ＭＯＳトランジスタからなり、各々のゲート端子がスイッチング制御ロジック２６によって制御される。

更に、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、本例においてＰ型ＭＯＳトランジスタと数個の抵抗とからなる。これらスイッチＳＷ１〜Ｓ３は、第１スイッチＳＷのトランジスタのゲート端子が第１スイッチ信号出力端子ACOK1に接続され、第２スイッチＳＷ２のトランジスタのゲート端子が第２スイッチ信号出力端子ACOK2に接続され、第３スイッチＳＷ３のトランジスタのゲート端子が第３スイッチ信号出力端子ACOK3に接続されている。これらスイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、充電制御回路１０からLow信号を受け付けるときはオンし、一方でHigh信号を受け付けるとオフする。なお、スイッチング制御ロジック２６が保護手段及び制御回路を構成する。

スイッチング制御ロジック２６は、第１電流検出信号Ｓ１、第２電流検出信号、バッテリ電圧Ｖ_BATTや、更には前述した電源電圧Ｖ_ACや駆動電圧Ｖ_DC等も用いて、トランジスタＴd1〜Ｔd3の各々のゲート端子を制御することにより、スイッチ信号出力端子ACOK1〜ACOK3から出力される信号レベルをHi又はLowに切り換えて、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンオフ切り換えを行う。例えば、スイッチング制御ロジック２６は、電源電圧Ｖ_ACの入力を確認すると、３つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が全てオン状態をとるようにし、システム作動及び充電の両方を実行する。また、スイッチング制御ロジック２６は、システム起動中にバッテリ電圧Ｖ_BATTの値からバッテリ９が満充電になったことを確認すると、オン状態にある３つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３のうち第３スイッチＳＷ３をオフにして、バッテリ９の充電を終了する。

また、充電制御回路１０には、システムＤＣ／ＤＣコンバータ６に流れ込むシステム電流Ｉ_SYSが急激に低下するなどしてシステム負荷が急変した場合であっても、バッテリ９に過電圧がかからないようにしてバッテリ９を保護するバッテリ保護機能が設けられている。ところで、この種のバッテリ保護機能を持たない従来回路の場合、システム負荷が急変したときは、仮に充電制御回路１０側の制御ループの応答性が高くてもＡＣアダプタ４側の応答スピードは未だに遅くこれに追従できない現状があるので、図６に示すように、システム電圧Ｖ_SYSが一時的に上下に大きく振れる。このため、バッテリ電圧Ｖ_BATTにオーバーシュート及びアンダーシュートが発生し、これがバッテリ９の劣化の一要因となる問題が発生する。

そこで、図４及び図５に示すように、本例の充電制御回路１０には、システム負荷急変時においてバッテリ９をオーバーシュートから保護するオーバーシュート保護回路２７が設けられている。このオーバーシュート保護回路２７には、バッテリ電圧Ｖ_BATTのオーバーシュートを検出するＯＶＰ（Over Voltage Protection：過電圧保護回路）２８が設けられている。ＯＶＰ２８の反転入力端子は、充電電圧入力端子１７に繋がった分圧抵抗２９に接続されている。分圧抵抗２９は、本例において３つの抵抗Ｒａ〜Ｒｃからなり、並び順が充電電圧入力端子１７側から２番目と３番目の抵抗Ｒｂ，Ｒｃの間の中間端子がＯＶＰ２８の反転入力端子に接続されている。このため、ＯＶＰ２８の反転入力端子には、抵抗Ｒｂ，Ｒｃの間の分圧Ｖａが入力される。また、ＯＶＰ２８の非反転入力端子は、充電制御回路１０における電圧制限信号Ｖ_DACの入力端子である電圧制限信号入力端子３０に接続され、この電圧制限信号入力端子３０で取り込む電圧制限信号Ｖ_DACが入力されている。ＯＶＰ２８は、分圧抵抗２９の分圧Ｖａと電圧制限信号Ｖ_DACとを比較することによりシステム負荷の急変、即ち過電圧発生有無を監視する。そして、ＯＶＰ２８は、分圧Ｖａが電圧制限信号Ｖ_DACよりも低いとシステム急変無しと認識してLow信号を出力し、分圧Ｖａが電圧制限信号Ｖ_DAC以上となるとシステム急変有りと認識して、High信号を出力する。なお、ＯＶＰ２８が監視手段に相当し、ＯＶＰ２８から出力されるHigh信号が過電圧信号に相当する。

なお、電圧エラー増幅器１６の非反転入力端子は、並び順が充電電圧入力端子１７側から１番目と２番目の抵抗Ｒａ，Ｒｂの中間端子に接続され、この中間端子で発生する分圧Ｖｂ（＞Ｖａ）が入力されている。また、電圧エラー増幅器１６の反転入力端子は、電圧制限信号入力端子３０に接続され、この電圧制限信号入力端子３０から電圧制限信号Ｖ_DACが入力されている。電圧エラー増幅器１６は、分圧抵抗２９から得た分圧Ｖｂと、電圧制限信号入力端子３０から得た電圧制限信号Ｖ_DACとを比較することにより、前述の誤差電圧の算出を行っている。

また、ＯＶＰ２８の出力端子は、ＡＮＤ回路３１を介してトランジスタＴACOK3に接続されている。このＡＮＤ回路３１は、一方の入力端子がＯＶＰ２８の出力端子に出力され、他方の入力端子がスイッチング制御ロジック２６に接続され、出力端子がトランジスタＴd3のゲート端子に接続されている。ＡＮＤ回路３１は、スイッチング制御ロジック２６から動作指令（即ち、High信号）を受け付けていて、しかもＯＶＰ２８からオーバーシュート有りの通知（即ち、High信号）を受け付けると、出力端子からHigh信号を出してトランジスタＴd3をオンすることによって第３スイッチＳＷ３をオフし、バッテリ９をアダプタ電圧Ｖ_INから強制的に切り離すように働く。なお、ＡＮＤ回路３１が保護手段を構成する。

更に、充電制御回路１０には、バッテリ電圧入力端子Ｐａと分圧抵抗２９とを繋ぐ経路上に、ＯＶＰ２８の電圧監視点を切り換えるスイッチング素子としてスイッチＫs1が設けられている。このスイッチＫs1は、例えばトランジスタ等の素子群からなり、自身のスイッチ状態を切り換える際の指令の入力口である制御端子（図示略）がＮＯＴ回路３２を介してＯＶＰ２８の出力端子に接続されている。スイッチＫs1は、ＯＶＰ２８からの出力信号によってスイッチ状態が制御され、制御端子に電圧が付与されるとオン状態をとり、制御端子に電圧が付与されないとオフ状態をとる。なお、スイッチＫs1が切換手段及びバッテリ側切換接点を構成する。

また、充電制御回路１０には、システム電圧入力端子Ｐｂと分圧抵抗２９とを繋ぐ経路上にも、スイッチＫs1と同様の機能を果たすスイッチング素子としてスイッチＫs2が設けられている。このスイッチＫs2も、例えばトランジスタ等の素子群からなり、自身のスイッチ状態を切り換える際の指令の入力口である制御端子（図示省略）がＯＶＰ２８の出力端子に直に接続されている。スイッチＫs2も、ＯＶＰ２８からの出力信号によってスイッチ状態が制御され、制御端子に電圧が付与されるとオン状態をとり、制御端子に電圧が付与されないとオフ状態をとる。なお、スイッチＫs2が切換手段及びバッテリ側切換接点を構成する。

ここで、例えばＯＶＰ２８の反転入力端子に入力される分圧Ｖａが電圧制限信号Ｖ_DACよりも低く、ＯＶＰ２８からLow信号が出力された場合、このLow信号がスイッチＫs1にはＮＯＴ回路３２で反転されてHigh信号として供給され、スイッチＫs2にはそのままLow信号として供給される。このため、スイッチＫs1がオン状態をとり、スイッチＫs2がオフ状態をとることから、ＯＶＰ２８の反転入力端子がバッテリ電圧入力端子Ｐａと繋がる状態をとって、ＯＶＰ２８の電圧監視点がバッテリ電圧入力端子Ｐａとなる。一方、分圧Ｖａが電圧制限信号Ｖ_DAC以上となって、ＯＶＰ２８からHigh信号が出力された場合、このHigh信号がスイッチＫs1にはＮＯＴ回路３２で反転されてLow信号として供給されるものの、スイッチＫs2にはそのままHigh信号として供給される。このため、スイッチＫs1がオフ状態をとり、スイッチＫs2がオン状態をとることから、今度はＯＶＰ２８の反転入力端子がシステム電圧入力端子Ｐｂと繋がって、ＯＶＰ２８の電圧監視点がそれまでのバッテリ電圧入力端子Ｐａからシステム電圧入力端子Ｐｂに切り換わる。

また、スイッチング制御ロジック２６は、電流電圧変換回路２０に制御線３３を介して電気的に繋がり、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のスイッチ制御に合わせて電流電圧変換回路２０を制御する。例えば、スイッチング制御ロジック２６は、３つの全てのスイッチ信号出力端子ACOK1〜ACOK3からHigh信号を出力して３つのスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を全てオフにした際、ＡＣアダプタ４からアダプタ電圧Ｖ_INが出力されないようにするために、制御電流Ｉ_ADFCを「０」に落とさせる指令を電流電圧変換回路２０に送って、電子機器２からＡＣアダプタ４に制御電流Ｉ_ADFCが供給されないようにする。

更に、充電制御回路１０には、制御線３３上において例えばＰ型ＭＯＳトランジスタ等の素子群からなるスイッチＫs3が接続されている。このスイッチＫs3は、自身のスイッチ状態を切り換える際の指令の入力口である制御端子（図示略）がＯＶＰ２８の出力端子に接続され、ＯＶＰ２８からの出力信号によってオンオフの切り換えが制御される。スイッチＫs3は、ＯＶＰ２８からHigh信号が出力されて第３スイッチ信号出力端子ACOK3からHigh信号が出力された状況下において、全てのACOK1〜ACOK3からHigh信号が出力されたときに、制御電流Ｉ_ADFCを「０」に落とし込む指令がスイッチング制御ロジック２６から電流電圧変換回路２０に送られないようにするために、電流電圧変換回路２０とスイッチング制御ロジック２６とを遮断するために働く。なお、スイッチＫs3が遮断手段に相当する。

次に、本例のＡＣアダプタ４による電子機器２への電源供給動作を図６のタイミングチャートに従って説明する。
例えば、システム電圧Ｖ_SYSにオーバーシュート等の急激な電圧変化が発生せずにシステム負荷が安定している通常状態の場合は、スイッチＫs1がオン状態をとり、スイッチＫs2がオフ状態をとっている。このため、ＯＶＰ２８の反転入力端子がバッテリ電圧入力端子Ｐａと接続状態をとるので、電圧エラー増幅器１６の電圧監視点はこのバッテリ電圧入力端子Ｐａとなる。よって、電圧エラー増幅器１６は、このバッテリ電圧入力端子Ｐａから取得する電圧、即ちバッテリ電圧Ｖ_BATTをモニタすることにより、電子機器２への供給電圧に関してエラーを監視する。

ここで、例えば、総入力電流Ｉ_INのうち動作システム７に流れ込むシステム電流Ｉ_SYSが大きく低下するなどして、システム負荷が急変した場合を想定する。このとき、例えばこの電流変化に伴って、システム電圧Ｖ_SYSにオーバーシュートが発生して、それまでの電圧（例えば12．6Ｖ）から高電圧（例えば12．8Ｖ）に値が振れたとすると、この電圧変化に伴ってＯＶＰ２８の反転入力端子の分圧Ｖａが電圧制限信号Ｖ_DAC以上の値に変化する電圧増加の動きをとる。これにより、ＯＶＰ２８からは、それまでのLow信号からHigh信号が出力される。

ところで、電子機器２が起動状態の際には、スイッチング制御ロジック２６からＡＮＤ回路３１にHigh信号が供給されるので、ＯＶＰ２８の出力端子からHigh信号が出力された際には、ＡＮＤ回路３１の２入力がともにHighレベルをとり、ＡＮＤ回路３１の出力端子からはそれまでのLow信号からHigh信号が出力される。よって、このHigh信号がトランジスタＴd3に印加されてトランジスタＴd3がオンし、このオン動作に伴って第３スイッチＳＷ３がオフに切り換わる。これにより、バッテリ９がシステム電圧Ｖ_SYSから切り離され、システム電圧Ｖ_SYSがオーバーシュートをとっても、これがバッテリ９に印加されずに済み、バッテリ９が過電圧から保護される。

また、ＯＶＰ２８からHigh信号が出力された際、このHigh信号はスイッチＫs1及びスイッチＫs2にも出力される。このとき、このHigh信号はスイッチＫs1にはＮＯＴ回路３２で信号レベルが反転されて供給され、スイッチＫs2にはそのままの信号レベルで供給されるので、今度はスイッチＫs1がオンからオフに切り換わるとともに、スイッチＫs2がオフからオンに切り換わる。よって、ＯＶＰ２８の反転入力端子はそれまでのバッテリ電圧入力端子Ｐａからシステム電圧入力端子Ｐｂに繋がるので、電圧エラー増幅器１６の電圧監視点はこのシステム電圧入力端子Ｐｂとなる。このため、電圧エラー増幅器１６は、第３スイッチＳＷ３をオフした後、電圧エラー増幅器１６はシステム電圧Ｖ_SYSの電圧をモニタすることにより電圧監視を引き続き行い、機器側制御端子１１から出力される制御電流Ｉ_ADFCを、電子機器２に付加される電流に合わせた好適な値で出力させる。

ところで、図６に示すように、第３スイッチＳＷ３をオフしたときに、本例のような電圧監視点の切り換えを行わない場合を想定すると、このときの電圧エラー増幅器１６には、第３スイッチＳＷ３が切られることで電圧が徐々に低下していくバッテリ電圧Ｖ_BATTが供給されるので、電圧エラー増幅器１６はエラーを増大傾向の値で検出することになる。よって、電圧エラー増幅器１６は低い電圧を出力するように作用してトランジスタＴa2のゲート電圧が低くなり、電流電圧変換回路２０は制御電流Ｉ_ADFCを小さな値で出力するので、これによりＡＣアダプタ４はアダプタ電圧Ｖ_INを高い値（例えば14Ｖ）で出力してしまう。このため、分圧Ｖａが電圧制限信号Ｖ_DACを下回ってスイッチＫs1がオンにスイッチＫs2がオフに戻った際、即ち電圧監視点がシステム電圧入力端子Ｐｂからバッテリ電圧入力端子Ｐａに戻った際、過電圧（要は14Ｖ）がバッテリ９に付加されてしまい、これが突入電流としてバッテリ９に流れてバッテリ９の劣化の原因となってしまう。

しかし、本例の場合は、第３スイッチＳＷ３をオフにしてバッテリ９をシステム電圧Ｖ_SYSから切り離した際には、それまでのバッテリ電圧入力端子Ｐａに代えて、今度はシステム電圧入力端子Ｐｂに電圧監視点を切り換える。よって、システム電圧Ｖ_SYSをモニタすることによって電圧監視を引き続き行うので、制御電流Ｉ_ADFCの大きな変化を抑えることが可能となる。よって、第３スイッチＳＷ３がオフしている間も、ＡＣアダプタ４からは好適なアダプタ電圧Ｖ_INが電子機器２に供給される。このため、電圧監視点をシステム電圧入力端子Ｐｂからバッテリ電圧入力端子Ｐａに戻した際に、バッテリ９に突入電流が流れてしまう状況が生じ難くなるので、この点からもバッテリ９の保護を図ることが可能となる。

また、ＯＶＰ２８からHigh信号が出力された際には、このHigh信号がスイッチＫs3にも供給され、このHigh信号によってスイッチＫs3がそれまでのオン状態からオフ状態に切り換わる。これにより、スイッチング制御ロジック２６が電流電圧変換回路２０と切り離されて、電流電圧変換回路２０の制御にマスクがかけられる。このため、電圧監視点をシステム電圧入力端子Ｐｂとしている際に、もし仮にスイッチング制御ロジック２６が全てのスイッチ信号出力端子ACOK1〜ACO K3からHigh信号を出す制御を実行しても、このときは電流電圧変換回路２０に制御電流ＩADFCを「０」にする制御を実行させないようにすることが可能となる。よって、制御電流ＩADFCが「０」に落とされずに済み、アダプタ電圧ＶINが好適な値で保持される。

なお、上述の実施形態は、アダプタから取り込んだ直流電圧を電子機器内の動作システムに供給しつつ、この電圧を電子機器のバッテリにも送ってバッテリを充電する充電回路、充電装置、電子機器及び充電方法に適用してもよい。

上述する実施形態は、前記制御指令を生成する際の一パラメータであるバッテリ電圧を監視する監視手段と、前記バッテリが過電圧状況下である旨の過電圧信号を前記監視手段から受け付けた際、前記バッテリへの充電可否を決めるバッテリ用接点をオフすることにより、前記バッテリを前記アダプタから切り離して該バッテリを過電圧から保護する保護手段と、前記バッテリ用接点が前記アダプタから切り離された際、前記監視手段から出力される前記過電圧信号を基に、前記内部電圧の監視点を前記バッテリ電圧の供給点から前記システム電圧の供給点に切り換えて、前記制御指令を前記システム電圧に基づく値で生成させる切換手段とを備えたことを要旨とする。

上述の実施形態によれば、電子機器にアダプタからアダプタ電圧が供給される際、この電圧の一部がシステム電圧として動作システムに供給されて動作システムが作動し、残りの電圧がバッテリに供給されてバッテリの電力が蓄えられる。このとき、例えば電子機器内の内部電圧としてバッテリ電圧が監視され、このバッテリ電力に応じた制御指令をアダプタ側に送ってアダプタ電圧を調整する制御、即ちフィードバック制御が実行され、アダプタ電圧が制御指令の値に応じた好適な値で出力される。例えば、電子機器に印加されるアダプタ電圧が不足する際には、アダプタ電圧が大きめの値で出力され、アダプタ電圧が充分な値をとる際には、アダプタ電圧が小さめの値で出力される。

また、電子機器にアダプタ電圧を供給する際には、制御指令を生成するときの一パラメータであるバッテリ電圧が監視手段によって監視される。ところで、例えば動作システムに流れ込むシステム電流が急激に低下するなどしてシステム負荷が急変した際には、バッテリ電圧が上下に大きく振れて、バッテリ電圧に例えばオーバーシュート（アンダーシュート）が発生することもある。このとき、本例の場合は、この電圧変化が監視手段により検出され、監視手段から過電圧信号が保護手段に出力される。そして、保護手段がこの過電圧信号により作動してバッテリ用接点をオフするように動き、バッテリをアダプタから切り離す。このため、バッテリには過電圧が印加されずに済むので、バッテリを過電圧から保護することが可能となり、過電圧印加を原因とするバッテリ劣化を生じ難くすることが可能となる。

更に、バッテリ用接点がオフとされた際には、制御指令を生成するために見ている電圧監視点が、それまでのバッテリ電圧の供給点から、システム電圧の供給点に切り換えられる。このため、制御指令を接点オフ前の値に保持させることが可能となるので、制御指令の変化を少なく抑えることが可能となる。よって、アダプタ電圧を高い側に振れさせずに済むので、バッテリ電圧の過電圧状態が収まってバッテリ用接点が再度オンに戻る際に、バッテリに大きな突入電流が流れずに済む。よって、このように突入電流が低く抑えられれば、バッテリ用接点オン復帰時における突入電流の流れ込みを原因とするバッテリ劣化も生じ難くすることが可能となる。

以上説明した本実施形態による効果を以下にまとめる。
（１）システム負荷が急変してバッテリ９に過電圧が付加されてしまう状況下に陥った際には、この電圧変化をＯＶＰ２８で検出して第３スイッチＳＷ３をオフに切り換え、バッテリ９をＡＣアダプタ４から切り離す。これより、過電圧がバッテリ９に付加されずに済むので、過電圧印加を原因とするバッテリ劣化を生じ難くすることができる。また、過電圧発生時において第３スイッチＳＷ３をオフした際には、それまでオン状態をとっていたスイッチＫs1をオフとし、一方でそれまでオフ状態をとっていたスイッチＫs2をオンに切り換えて、制御電流Ｉ_ADFCの値を決めるときに見る必要のある電圧監視点を、それまでのバッテリ電圧入力端子Ｐａからシステム電圧入力端子Ｐｂに切り換える。これにより、制御電流Ｉ_ADFCはこの後、値が低下していくバッテリ電圧Ｖ_BATTに追従するのではなく、制御環境下にあるシステム電圧Ｖ_SYSに追従する値をとるので、制御電流Ｉ_ADFCが大きく変化しない。このため、制御電流Ｉ_ADFCの変動に伴ってシステム電圧Ｖ_SYSが高電圧（例えば、14Ｖ）に振れるという状況が生じないので、過電圧が収束して第３スイッチＳＷ３が再度オンに戻るときに、バッテリ電圧Ｖ_BATTが高電圧をとらずに済む。よって、バッテリ９に突入電流が流れずに済むので、突入電流の流れ込みを原因とするバッテリ劣化も生じ難くすることができる。

（２）電子機器２内の電力供給経路上に過電圧が発生して電圧監視点がバッテリ電圧入力端子Ｐａからシステム電圧入力端子Ｐｂに切り換えられた際には、スイッチング制御ロジック２６と電流電圧変換回路２０とを繋ぐスイッチＫs3をオフに切り換えて、電流電圧変換回路２０をスイッチング制御ロジック２６から切り離す。このため、スイッチング制御ロジック２６による電流電圧変換回路２０の制御にマスクがかけられるので、制御電流Ｉ_ADFCを好適な値に保持することができる。

（３）充電制御回路１０から出力される制御電流Ｉ_ADFCを基にアダプタ電圧Ｖ_INを増減させる調整機能、即ちアダプタ電圧Ｖ_INのフィードバック制御機能は、ＡＣアダプタ４に組み込まれている。このため、この種の電圧調整機能を電子機器２に組み込む必要がなくなるので、その分だけ電子機器２の構成を簡素化することができる。

（４）電圧監視点を切り換える構成部品は、バッテリ電圧入力端子Ｐａに繋がるスイッチＫs1と、システム電圧入力端子Ｐｂに繋がるスイッチＫs2という２つのスイッチからなるので、電圧監視点を切り換える部品を２つのスイッチという簡素な構成で済ますことができる。

（５）ＯＶＰ２８が過電圧の有無を判定する際、この判定において基準電圧として必要となる電圧制限信号Ｖ_DACを充電制御回路１０の外部から取得する。このため、この種の基準電圧を生成するのに必要な回路を充電制御回路１０に組み込まずに済むので、その分だけ充電制御回路１０の構成を簡素化することができる。

（６）本例の充電制御回路１０は、４つの検出対象に対する誤差電圧を、３つのエラー増幅器１５，１６，１９により生成する。ところで、通常は検出対象のそれぞれに対応してエラー増幅器を設けることが一般的であるが、本例は第１検知レジスタＲ_INに流れる総入力電流Ｉ_INに対する誤差電圧と、バッテリ９に流れ込むバッテリ充電電流Ｉ_CHRに対する誤差電圧とを、１つのエラー増幅器１５により生成すので、その分だけチップに対する外付け部品の数が少なくなる。このため、充電制御回路１０の接続ピン（接続端子）のピン数を少なく抑えることが可能となるので、チップやそのチップを封止したパッケージのサイズを小さくすることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・監視手段は、バッテリ電圧入力端子Ｐａに繋がるスイッチＫs1と、システム電圧入力端子Ｐｂに繋がるスイッチＫs2との部品群からなることに限定されない。例えば、図７に示すように、電圧エラー増幅器１６と電流電圧変換回路２０との間に接続されたスイッチＫs4と、電流電圧変換回路２０及びスイッチＫs4間のノードとＧＮＤとの間に接続された電荷（コンデンサ）Ｃｘとからなる部品群でもよい。このときは、ＯＶＰ２８が過電圧を検出した際、制御電流Ｉ_ADFCの値を制御している接続端子Ｐｃの電位の応答を遅くして、ＯＶＰ２８が過電圧を検出している間、制御電流Ｉ_ADFCをマスクする。この場合、監視手段をスイッチＫs4と電荷Ｃｘという簡素な構成で済ますことができる。なお、スイッチＫs4が切換手段及び接続接点を構成し、電荷Ｃｘが切換手段を構成する。

・電圧制限信号Ｖ_DACは、必ずしも充電制御回路１０の外部から充電制御回路１０に供給されることに限定されない。例えば、図８に示すように、充電制御回路１０の内部に分圧抵抗４２を組み込んで、この分圧抵抗４２によって電圧制限信号Ｖ_DACを充電制御回路１０の内部で生成するようにしてもよい。

・電圧制限信号Ｖ_DACは、図９に示すように、充電制御回路１０の内部にセレクタ４３を組み込んで、外部入力と内部設定とのどちらにも対応可能としてもよい。
・検出対象は、必ずしもバッテリ電圧Ｖ_BATTのオーバーシュートに限らず、アンダーシュートでもよい。

・アダプタ電圧Ｖ_INのフィードバック制御機能は、必ずしもＡＣアダプタ４側に組み込まれることに限らず、電子機器２側に設けてもよい。
・誤差エラーの監視は、必ずしも実施形態で述べた方式や監視点に限定されず、種々のものが採用可能であることは言うまでもない。

・バッテリ９の種類は、必ずしもリチウムイオン型に限らず、種々の種類ものが採用可能である。
・監視手段は、２値の大小を比較する比較器（コンパレータ）の場合、必ずしも本例のような過電圧保護回路（ＯＶＰ２８）に限らず、２値の大小を比較できるものであれば、その種類は特に限定されない。また、監視手段は、この種の比較器に限らず、過電圧の有無を判定できるものであれば、どのような種類のものを採用してもよい。

・オーバーシュート保護回路２７は、実施形態の構成に対して、各論理回路から出力される信号レベルがHighとLowが逆になる回路構成をとるものでもよい。
・ＡＮＤ回路３１は、必ずしも必要ではなく、ＯＶＰ２８の出力信号で直にトランジスタＴd3のオンオフを制御してもよい。

・過電圧発生時の電圧監視点の切り換え先は、必ずしもシステム電圧Ｖ_SYSの供給点に限定されず、例えば駆動電圧Ｖ_DCや電源電圧Ｖ_ACの供給点を採用してもよい。
・電圧監視点の切り換え時に電流電圧変換回路２０の制御をマスクする機能は、必ずしも必要ではなく、スイッチＫs3を無くしてこの機能を省略してもよい。

・制御指令は、必ずしも電流値に限定されず、例えば電圧値で出力してもよい。
・制御電流Ｉ_ADFCが供給されていないとき、ＡＣアダプタ４は最低電圧のアダプタ電圧Ｖ_INを出力するものでもよい。この場合、外部電力源３に接続したＡＣアダプタ４を電子機器２に接続した際、このときは制御電流Ｉ_ADFCが「０」であるので、電子機器２には電圧が供給されない。よって、バッテリ９に突入電流が流れてしまうことを防止することが可能となる。

・電子機器２は、必ずしもパーソナルコンピュータに限らず、ＡＣアダプタ４で駆動可能で、しかもバッテリ９を持つものであれば、その種類は特に限定されない。

２電子機器
４アダプタとしてのＡＣアダプタ
７動作システム
９バッテリ
１０充電回路としての充電制御回路
１６電圧監視回路を構成する電圧エラー増幅器
２０指令出力回路としての電流電圧変換回路
２６保護手段及び制御回路を構成するスイッチング制御ロジック
２８監視手段としてのＯＶＰ
３１保護手段を構成するＡＮＤ回路
Ｖ_IN アダプタ電圧
Ｖ_SYS システム電圧
Ｖ_BATT 内部電圧としてのバッテリ電圧
Ｉ_ADFC 制御指令としての制御電流
ＳＷ３バッテリ用接点としての第３スイッチ
Ｐａバッテリ電圧の供給点としてのバッテリ電圧入力端子
Ｐｂシステム電圧の供給点としてのシステム電圧入力端子
Ｋs1 切換手段及びバッテリ側切換接点を構成するスイッチ
Ｋs2 切換手段及びシステム側切換接点を構成するスイッチ
Ｋs3 遮断手段としてのスイッチ
Ｋs4 切換手段及び接続接点を構成するスイッチ
Ｄ２電圧監視回路を構成するダイオード
Ｃｘ切換手段を構成する電荷
Ｖ_DAC 基準電圧としての電圧制限信号
Ｒ_CHR 検出手段としての第２検知レジスタ

Claims

バッテリに印加されるバッテリ電圧を監視して、前記バッテリが過電圧状況である場合に過電圧信号を出力する監視手段と、
前記過電圧信号を受けた場合に、前記バッテリをアダプタから切り離す保護手段と、
前記バッテリが前記アダプタから切り離された場合に、前記過電圧信号を基にして、前記アダプタから出力されるアダプタ電圧に対する監視点を、前記バッテリ電圧の供給点から、前記バッテリ及び前記アダプタと電気的に接続されたシステムに印加されるシステム電圧の供給点に切り換えて、前記アダプタ電圧を前記システム電圧に基づいて制御させる制御指令を出力させる切換手段と
を備えたことを特徴とする充電回路。
前記アダプタ電圧の調整機能を持った前記アダプタに、配線を介して前記制御指令を出力することにより、前記アダプタに前記アダプタ電圧を調整させることを特徴とする請求項１に記載の充電回路。
前記切換手段により前記監視点が切り換わった場合に、前記監視手段から出される前記過電圧信号を基に、前記制御指令を出力する指令出力回路と当該指令出力回路の動作を管理する制御回路とを電気的に切り離す遮断手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の充電回路。
前記切換手段は、
前記アダプタ電圧の出力状態を監視する電圧監視回路と前記バッテリ電圧の供給点との間に接続されたバッテリ側切換接点と、
前記電圧監視回路と前記システム電圧の供給点との間に接続されたシステム側切換接点と含み、
前記バッテリと前記アダプタとが電気的に接続されている場合には、前記過電圧信号を基に前記バッテリ側切換接点をオンしつつ前記システム側切換接点をオフすることにより、前記監視点を前記バッテリ電圧の供給点とし、前記バッテリと前記アダプタとが電気的に切断されている場合には、前記過電圧信号を基に前記バッテリ側切換接点をオフしつつ前記システム側切換接点をオンすることにより、前記監視点を前記システム電圧の供給点とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の充電回路。
前記切換手段は、
前記アダプタ電圧の出力状態を監視する電圧監視回路と前記制御指令を出力する指令出力回路との間に接続された接続接点と、
前記指令出力回路及び当該接続接点の間に並列接続された電荷とからなり、
前記バッテリと前記アダプタとが電気的に接続されている場合には、前記過電圧信号を基に前記接続接点をオンすることにより、前記電圧監視回路の出力を前記指令出力回路に送って、当該指令出力回路により前記制御指令を生成させ、前記バッテリと前記アダプタとが電気的に切断されている場合には、前記過電圧信号を基に前記接続接点をオフするとともに、前記電荷により前記制御指令をクランプすることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の充電回路。
前記監視手段は、前記バッテリ電圧の供給点から取り込む前記バッテリ電圧と、ある一定の電圧値を持つ基準電圧とを比較して、前記バッテリに対する過電圧の有無を監視する比較器であり、
前記基準電圧は、当該充電回路のチップの外部から入力されることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の充電回路。
前記監視手段は、前記バッテリ電圧の供給点から取り込む前記バッテリ電圧と、ある一定の電圧値を持つ基準電圧とを比較して、前記バッテリに対する過電圧の有無を監視する比較器であり、
前記基準電圧は、当該充電回路の内部で生成されることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の充電回路。
直流電圧を生成するアダプタと、バッテリに電圧を充電する充電回路とを備えた充電装置において、
前記バッテリに印加されるバッテリ電圧を監視して、前記バッテリが過電圧状況である場合に過電圧信号を出力する監視手段と、
前記過電圧信号を受けた場合に、前記バッテリをアダプタから切り離す保護手段と、
前記バッテリが前記アダプタから切り離された場合に、前記過電圧信号を基にして、前記アダプタから出力されるアダプタ電圧に対する監視点を、前記バッテリ電圧の供給点から、前記バッテリ及び前記アダプタと電気的に接続されたシステムに印加されるシステム電圧の供給点に切り換えて、前記アダプタ電圧を前記システム電圧に基づいて制御させる制御指令を出力させる切換手段と
を備えたことを特徴とする充電装置。
バッテリに充電を行う充電回路を備えた電子機器において、
バッテリに印加されるバッテリ電圧を監視して、前記バッテリが過電圧状況である場合に過電圧信号を出力する監視手段と、
前記過電圧信号を受けた場合に、前記バッテリをアダプタから切り離す保護手段と、
前記バッテリが前記アダプタから切り離された場合に、前記過電圧信号を基にして、前記アダプタから出力されるアダプタ電圧に対する監視点を、前記バッテリ電圧の供給点から、前記バッテリ及び前記アダプタと電気的に接続されたシステムに印加されるシステム電圧の供給点に切り換えて、前記アダプタ電圧を前記システム電圧に基づいて制御させる制御指令を出力させる切換手段と
を備えたことを特徴とする電子機器。
バッテリに印加されるバッテリ電圧を監視手段で監視して、前記バッテリが過電圧状況である場合に前記監視手段が出力する過電圧信号を保護手段が受け付けると、当該保護手段が前記バッテリをアダプタから切り離し、前記バッテリが前記アダプタから切り離された場合に、前記過電圧信号を基に切換手段を動作させて、前記アダプタから出力されるアダプタ電圧に対する監視点を、前記バッテリ電圧の供給点から、前記バッテリ及び前記アダプタと電気的に接続されたシステムに印加されるシステム電圧の供給点に切り換えて、前記アダプタ電圧を前記システム電圧に基づいて制御させる制御指令を出力させることを特徴とする充電方法。