JP2012090472A - Portable device, power supply circuit, and charge control method - Google Patents
Portable device, power supply circuit, and charge control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012090472A JP2012090472A JP2010236444A JP2010236444A JP2012090472A JP 2012090472 A JP2012090472 A JP 2012090472A JP 2010236444 A JP2010236444 A JP 2010236444A JP 2010236444 A JP2010236444 A JP 2010236444A JP 2012090472 A JP2012090472 A JP 2012090472A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- current value
- power supply
- unit
- charger
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
本発明は、二次電池を電源とする携帯機器、電源回路、および充電制御方法に関する。 The present invention relates to a portable device using a secondary battery as a power source, a power supply circuit, and a charge control method.
特許文献1(特開2008−104351号公報)には、リチウムイオン電池などの二次電池を電源とする携帯機器が開示されている。二次電池は、外部から供給された電力を充電して携帯機器に供給することができる。そのため、特許文献1に開示の携帯機器によれば、二次電池の電池電圧が低下した場合にも、充電を行うことで、電源として繰り返し用いることができる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-104351 discloses a portable device that uses a secondary battery such as a lithium ion battery as a power source. The secondary battery can charge the power supplied from the outside and supply it to the portable device. Therefore, according to the portable device disclosed in
二次電池を電源とする携帯機器の一般的な構成を図12に示す。 FIG. 12 shows a general configuration of a portable device using a secondary battery as a power source.
図12に示す携帯機器20は、電源部200と、動作部300と、を備える。なお、図12において、太実線は電力供給のための電源ラインを示し、点線は制御信号の伝送などのための信号ラインを示す。
A mobile device 20 illustrated in FIG. 12 includes a power supply unit 200 and an
電源部200は、動作部300に電力を供給して、動作部300を動作させる。なお、動作部300は、例えば、携帯機器20が携帯電話機である場合には、電波を送受信する通信部や、画像などの表示する表示部などである。
The power supply unit 200 supplies power to the
次に、電源部200の構成について説明する。 Next, the configuration of the power supply unit 200 will be described.
電源部200は、ダイオード210と、FET(Field effect transistor)220,250と、抵抗230,260と、電池パック240と、充電制御部270と、過電流保護部280と、を有する。
The power supply unit 200 includes a
ダイオード210は、商用電源より供給される電力を携帯機器20に合わせた形式の電力に変換して出力する充電器30と接続可能であり、充電器30から入力された電流を整流して出力する。
The
FET220は、充電制御部270の制御に従い、オンまたはオフとなり、ダイオード210から出力された電流の通過または遮断を行う。
The FET 220 is turned on or off under the control of the charge control unit 270, and passes or blocks the current output from the
抵抗230の一端には、電池パック240が接続されている。抵抗230の他端には、ダイオード210およびFET220を介して充電器30が接続され、さらに、FET250および抵抗260を介して動作部300が接続されている。
A battery pack 240 is connected to one end of the
電池パック240は、1または複数の二次電池をパッケージに収納したものであり、充電器30からダイオード210、FET220および抵抗230を介して電流が入力されて充電される。また、電池パック240は、抵抗230、FET250および抵抗260を介して動作部300に電流を出力する。
The battery pack 240 is one in which one or a plurality of secondary batteries are housed in a package, and is charged by inputting a current from the
FET250は、過電流保護部280の制御に従い、オンまたはオフとなり、動作部300に入力される電流の通過または遮断を行う。
The FET 250 is turned on or off in accordance with the control of the overcurrent protection unit 280, and passes or blocks the current input to the
抵抗260の一端には、FET250が接続され、抵抗260の他端には、動作部300が接続される。
The FET 250 is connected to one end of the
充電制御部270は、電池パック240の電池電圧、ダイオード210からの電流の出力の有無、および、抵抗230に流れる電流の電流値を検出する。なお、充電制御部270は、抵抗230に流れる電流の電流値を検出する電流検出部271を具備している。
The charging control unit 270 detects the battery voltage of the battery pack 240, the presence / absence of output of current from the
また、充電制御部270は、ダイオード210に充電器30が接続され、ダイオード210から電流が出力されると、FET220をオンにし、電流検出部271により検出された電流値に応じてFET220を制御して、FET220から出力される電流の電流値を制御する。
In addition, when the
なお、電池パック240の電池電圧が所定の上限電圧を超える充電(以下、過充電と称する)が行われると二次電池の特性が劣化する。そのため、充電制御部270により、電池電圧が上限電圧を超えないように、FET220から出力される電流の電流値が制御されることで、過充電が行われることを防ぐことができる。
Note that when the battery pack 240 is charged so that the battery voltage exceeds a predetermined upper limit voltage (hereinafter referred to as overcharge), the characteristics of the secondary battery deteriorate. Therefore, the charge control unit 270 can prevent overcharging by controlling the current value of the current output from the
また、動作部300内の配線ショート等の異常により、通常動作時には流れない大電流(以下、過電流と称する)が動作部300に流れることがある。過電流が流れると、動作部300内の回路などに悪影響を及ぼす可能性がある。
Further, a large current (hereinafter referred to as overcurrent) that does not flow during normal operation may flow to the
過電流保護部280は、抵抗260に流れる電流の電流値を検出する電流検出部281を有しており、電流検出部281により検出された電流値により、過電流が流れているか否かを判定し、過電流が流れていると判定した場合には、FET250をオフにする。FET250をオフにすることで、電源ラインが遮断され、動作部300に過電流が流れるのを防ぐことができる。
The overcurrent protection unit 280 includes a
ところで、一般に、携帯機器の小型化、低コスト化のために、部品点数の削減が要求されるが、携帯機器20においては、抵抗および電流検出部が2つずつ設けられているため、部品点数が増加するという課題がある。 By the way, in general, a reduction in the number of parts is required in order to reduce the size and cost of the portable device. However, since the portable device 20 includes two resistors and two current detection units, the number of components is reduced. There is a problem that increases.
本発明の目的は、上述した課題を解決することができる携帯機器、電源回路、および、充電制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a portable device, a power supply circuit, and a charge control method that can solve the above-described problems.
上記目的を達成するために本発明の携帯機器は、
電力が供給されて動作する動作部と、前記動作部に電力を供給する電源部と、を備える携帯機器であって、
前記電源部は、
外部の充電器から供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池と、
一端が前記二次電池と接続され、他端が前記充電器および前記動作部と接続される抵抗と、
前記抵抗に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを出力する電流検出部と、
前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御する充電制御部と、
前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる過電流保護部と、を有する。
In order to achieve the above object, the portable device of the present invention
A portable device including an operation unit that operates by being supplied with power, and a power supply unit that supplies power to the operation unit,
The power supply unit is
A secondary battery that charges the power supplied from an external charger and supplies the power to the operating unit;
One end is connected to the secondary battery and the other end is connected to the charger and the operating unit,
A current detector that detects a current value of a current flowing through the resistor and outputs current value data indicating the detected current value;
A charge control unit that controls a current value of a current input from the charger when power is supplied from the charger according to a current value indicated by the current value data;
It is determined whether or not the current value indicated by the current value data is equal to or greater than a predetermined threshold value. When the current value is equal to or greater than the threshold value, power supply from the secondary battery to the operation unit via the resistor is stopped. An overcurrent protection unit.
上記目的を達成するために本発明の電源回路は、
動作部と、供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池とを有する携帯機器の電源回路であって、
一端が前記二次電池と接続され、他端が充電器および前記動作部と接続される抵抗と、
前記抵抗に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを出力する電流検出部と、
前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御する充電制御部と、
前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる過電流保護部と、を有する。
In order to achieve the above object, the power supply circuit of the present invention comprises:
A power supply circuit of a portable device having an operation unit and a secondary battery that charges and supplies the supplied power to the operation unit,
One end is connected to the secondary battery, the other end is connected to a charger and the operating unit, a resistor,
A current detector that detects a current value of a current flowing through the resistor and outputs current value data indicating the detected current value;
A charge control unit that controls a current value of a current input from the charger when power is supplied from the charger according to a current value indicated by the current value data;
It is determined whether or not the current value indicated by the current value data is equal to or greater than a predetermined threshold value. When the current value is equal to or greater than the threshold value, power supply from the secondary battery to the operation unit via the resistor is stopped. An overcurrent protection unit.
上記目的を達成するために本発明の充電制御方法は、
電力が供給されて動作する動作部と、外部の充電器から供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池と、を有する携帯機器に適用される充電制御方法であって、
電流検出部が、一端が前記二次電池と接続され、他端が前記充電器および前記動作部と接続される抵抗に流れる電流の電流値を検出し、
充電制御部が、前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御し、
過電流保護部が、前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる。
In order to achieve the above object, the charge control method of the present invention comprises:
A charge control method applied to a portable device having an operation unit that operates by being supplied with power, and a secondary battery that supplies power supplied from an external charger to the operation unit,
The current detection unit detects a current value of a current flowing through a resistor having one end connected to the secondary battery and the other end connected to the charger and the operation unit,
The charge control unit controls the current value of the current input from the charger when power is supplied from the charger according to the current value indicated by the current value data,
The overcurrent protection unit determines whether or not the current value indicated by the current value data is equal to or greater than a predetermined threshold value, and if the current value is equal to or greater than the threshold value, the operation unit via the resistor from the secondary battery. Stop power supply to.
本発明によれば、より少ない部品点数で過充電・過電流の発生を防ぐことができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of overcharge / overcurrent with a smaller number of parts.
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings.
図1は、本発明の一実施形態の携帯機器10の構成を示すブロック図である。なお、図1において、太実線は電源ラインを示し、点線は信号ラインを示し、また、図12と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a
本実施形態の携帯機器10は、携帯機器20と比較して、電源部200を電源部100に変更した点のみが異なる。
The
電源部100は、動作部300に電力を供給する。
The power supply unit 100 supplies power to the
次に、電源部100の構成について説明する。 Next, the configuration of the power supply unit 100 will be described.
電源部100は、ダイオード110と、FET120,150と、抵抗130と、電池パック140と、電流検出部160と、充電制御部170と、過電流保護部180と、を有する。
The power supply unit 100 includes a
ダイオード110は、充電器30と接続可能であり、充電器30から入力された電流を整流して出力する。
The
FET120は、充電制御部170の制御に従い、オンまたはオフとなり、ダイオード110から出力された電流の通過または遮断を行う。
The
抵抗130の一端(以下、ノードAと称する)には、電池パック140が接続されている。抵抗130の他端(以下、ノードBと称する)には、ダイオード110およびFET120を介して充電器30が接続され、さらに、FET150を介して動作部300が接続されている。
A battery pack 140 is connected to one end of the resistor 130 (hereinafter referred to as node A). The other end of the resistor 130 (hereinafter referred to as node B) is connected to the
電池パック140は、1または複数の二次電池をパッケージに収納したものであり、充電器30からダイオード110、FET120および抵抗130を介して電流が入力されて充電される。また、電池パック140は、抵抗130およびFET150を介して動作部300に電流を出力する。
The battery pack 140 is one in which one or a plurality of secondary batteries are housed in a package, and is charged by inputting a current from the
FET150は、過電流保護部180の制御に従い、オンまたはオフとなり、動作部300に入力される電流の通過または遮断を行う。
The
電流検出部160は、抵抗130に流れる電流(以下、抵抗電流と称する)の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを充電制御部170および過電流保護部180に出力する。
充電制御部170は、電池パック140の電池電圧、および、外部の充電器30からの電力供給の有無を検出する。なお、充電制御部170は、ダイオード110からの電流の出力の有無により、外部電力供給の有無を検出する。外部電力供給を検出すると、充電制御部170は、FET120をオンにし、電流検出部160から出力された電流値データが示す電流値に応じてFET120を制御する。具体的には、充電制御部170は、FET120を制御して、電池パック140に、電池電圧が上限電圧に達するまでは定電流を入力して充電(定電流充電)を行い、電池電圧が上限電圧に達した後は、上限電圧が維持されるような電流を入力して充電(定電圧充電)を行う。
The
また、充電制御部170は、外部電力供給の有無を過電流保護部180に通知する。
In addition, the charging
なお、充電制御部170の構成および動作は当業者にとってよく知られており、また、本発明と直接関係しないため、詳細な説明を省略する。
Note that the configuration and operation of the charging
過電流保護部180は、電流検出部160から出力された電流値データが示す電流値に応じて、過電流が流れているか否かを判定し、過電流が流れていると判定した場合には、FET150をオフにする。FET150をオフにすることで、電源ラインが遮断され、動作部300に過電流が流れるのを防ぐことができる。
The
次に、電流検出部160および過電流保護部180の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図2は、電流検出部160および過電流保護部180の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the
まず、電流検出部160の構成について説明する。
First, the configuration of the
図2に示す電流検出部160は、アンプ161と、オフセット電圧源162と、A/Dコンバータ163と、平均化部164と、を有する。
The
アンプ161は、ノードAの電位IN_AとノードBの電位IN_Bとの電位差を周期的にモニタし、モニタした電位差に応じた電圧(以下、モニタ電圧と称する)をA/Dコンバータ163に出力する。なお、アンプ161の電源電圧はVccとする。
The
オフセット電圧源162は、電位IN_Aと電位IN_Bとの電位差に対してオフセットをかけるために、オフセット電圧をアンプ161に入力する。なお、オフセット電圧の電圧値は、アンプ161の電源電圧の半分(Vcc/2)である。
The offset
ここで、抵抗電流の流れる方向は、電池パック140の充電時と放電時とで反対になる。すなわち、ノードAからノードBに向かう方向を正方向とすると、抵抗電流は、充電時には負方向に流れ、放電時には正方向に流れる。したがって、充電時には、電位IN_A<電位IN_Bとなるので、モニタ電圧が負電圧となる。モニタ電圧が負電圧となると、A/Dコンバータ163によるAD変換が困難となるので、オフセット電圧源162は、アンプ161にオフセット電圧を入力して、モニタ電圧が負電圧となるのを防ぐ。
Here, the direction in which the resistance current flows is opposite between when the battery pack 140 is charged and when it is discharged. That is, when the direction from node A to node B is a positive direction, the resistance current flows in the negative direction during charging and flows in the positive direction during discharging. Therefore, at the time of charging, the potential IN_A <the potential IN_B, so the monitor voltage becomes a negative voltage. When the monitor voltage becomes negative, AD conversion by the A /
電池パック140の充放電時にアンプ161から出力されるモニタ電圧を図3に示す。
FIG. 3 shows the monitor voltage output from the
充放電が行われていない場合、抵抗電流が流れず、電位IN_A=電位IN_Bとなる。この場合、モニタ電圧の電圧値はVcc/2となる。 When charging / discharging is not performed, a resistance current does not flow, and potential IN_A = potential IN_B. In this case, the voltage value of the monitor voltage is Vcc / 2.
充電時には、負方向の抵抗電流が流れ、電位IN_A<電位IN_Bとなる。この場合、モニタ電圧の電圧値は、0以上Vcc/2未満となり、また、抵抗電流の電流値が大きいほど、0に近づき、抵抗電流の電流値が小さいほど、Vcc/2に近づく。 During charging, a resistance current in the negative direction flows, and potential IN_A <potential IN_B. In this case, the voltage value of the monitor voltage is not less than 0 and less than Vcc / 2. Further, the larger the resistance current value, the closer to 0, and the smaller the resistance current value, the closer to Vcc / 2.
放電時には、正方向の抵抗電流が流れ、電位IN_A>電位IN_Bとなる。この場合、モニタ電圧の電圧値は、Vcc/2より大きくVcc以下となり、また、抵抗電流の電流値が大きいほど、Vccに近づき、抵抗電流の電流値が小さいほど、Vcc/2に近づく。 At the time of discharge, a resistance current in the positive direction flows, and potential IN_A> potential IN_B. In this case, the voltage value of the monitor voltage is greater than Vcc / 2 and less than or equal to Vcc. Further, the larger the resistance current value, the closer to Vcc, and the smaller the resistance current value, the closer to Vcc / 2.
したがって、モニタ電圧の電圧値は、抵抗電流の電流値と一対一で対応する。 Therefore, the voltage value of the monitor voltage has a one-to-one correspondence with the current value of the resistance current.
再び、図2を参照すると、A/Dコンバータ163は、モニタ電圧の電圧値のAD変換を行い、平均化部164に出力する。
Referring to FIG. 2 again, the A /
平均化部164は、所定期間内にA/Dコンバータ163から出力されたAD変換後のモニタ電圧の電圧値を平均化し、充電制御部170および過電流保護部180に出力する。ここで、上述したように、モニタ電圧の電圧値と抵抗電流の電流値とは一対一で対応するので、平均化部164から出力されるモニタ電圧の電圧値は、抵抗電流の電流値を示しており、上述した電流値データに対応するものとなる。なお、平均化を行うことにより、瞬時的なモニタ電圧の電圧値をサンプルして誤動作することを防ぐことができる。
The averaging
次に、過電流保護部180の構成について説明する。
Next, the configuration of the
図2に示す過電流保護部180は、閾値設定部181と、コンパレータ182と、判定部183と、を有する。
The
閾値設定部181は、過電流が流れているか否かを判定するための閾値(以下、過電流閾値と称する)をコンパレータ182に設定する。
The
コンパレータ182は、平均化部164から出力されたモニタ電圧の電圧値と閾値設定部181により設定された過電流閾値とを比較し、結果を判定部183に通知する。
The
判定部183は、モニタ電圧の電圧値が過電流閾値よりも大きい旨がコンパレータ182から通知されると、過電流が流れていると判定し、FET150をオフにする。
When the
ここで、閾値設定部181は、外部電力供給の有無に応じて、異なる過電流閾値をコンパレータ182に設定する。
Here, the
図4は、閾値設定部181により設定される過電流閾値を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the overcurrent threshold set by the
図4に示すように、閾値設定部181は、外部電力供給がない場合には、過電流閾値1を設定し、外部電力供給がある場合には、過電流閾値1よりも、FET120から出力される最大電流(以下、リミッタ電流と称する)の電流値(以下、リミッタ値と称する)分だけ低い過電流閾値2を設定する。なお、リミッタ値は、充電器30またはFET120が出力可能な最大の電流の電流値のうち、小さい方の電流値である。
As illustrated in FIG. 4, the
充電器30が接続されている場合、充電器30から優先的に動作部300への電力供給が行われる。ここで、例えば、動作部300内の配線ショートなどにより、動作部300の負荷電流が増加し、過電流が流れたとする。この場合、負荷電流がリミッタ電流よりも大きいと、電池パック140からも電流が出力される。
When the
図12に示す携帯機器20においては、抵抗260に流れる電流、すなわち、充電器30および電池パック240から出力された電流を合わせた電流の電流値に応じて、過電流が流れているか否かを判定するため、外部電力供給の有無に関わらず、同程度の過電流しか流れない。
In the portable device 20 shown in FIG. 12, whether or not an overcurrent flows according to the current value of the current flowing through the
一方、本実施形態によれば、判定部183が過電流閾値と比較するモニタ電圧の電圧値は、電池パック140から出力された電流の電流値に対応するものであり、充電器30から出力される電流分は反映されていない。したがって、外部電力供給の有無に関わらず、同じ過電流閾値をコンパレータ182に設定すると、外部電力供給がある場合には、外部電力供給がない場合と比べて、リミッタ値分だけ大きい過電流が流れてしまう。
On the other hand, according to the present embodiment, the voltage value of the monitor voltage that the
そこで、過電流閾値2を過電流閾値1よりリミッタ値分低くすることで、外部電力供給がある場合に流れる過電流を、外部電力供給がない場合と同程度にすることができる。
Therefore, by making the
次に、本実施形態の携帯機器10の動作について説明する。
Next, the operation of the
なお、以下では、充電器30が接続されておらず、電池パック140からのみ電力供給が行われる状態を状態Aと称する。また、充電器30が接続され、充電器30により動作部300への電力供給と電池パック140への充電とが行われている状態を状態Bと称する。また、充電器30が接続され、充電器30および電池パック140から動作部300に電力供給が行われている状態を状態Cと称する。また、状態Cにおいて、動作部300に過電流が流れた状態を状態Dと称する。
Hereinafter, a state where the
図5は、状態Aから状態Dにおける、アンプ161、充電制御部170、および、過電流保護部180の動作を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating operations of the
状態Aにおいては、ノードAからノードBの方向に抵抗電流が流れ、電位IN_A>電位IN_Bであるので、モニタ電圧は、Vcc/2より大きくなる。また、充電制御部170は、外部電力供給がないので、FET120をオフにし、動作を停止する。また、過電流保護部180は、FET150をオンにする。FET150がオンになると、電池パック140から動作部300への電力供給が行われ、過電流保護部180は、電流検出部160から出力された電流値データに応じて、過電流の監視を行う。
In the state A, a resistance current flows from the node A to the node B, and the potential IN_A> the potential IN_B, so that the monitor voltage becomes higher than Vcc / 2. Further, since there is no external power supply, the charging
状態Bにおいては、ノードBからノードAの方向に抵抗電流が流れ、電位IN_A<電位IN_Bであるので、モニタ電圧は、Vcc/2未満となる。また、充電制御部170は、外部電力供給を検出すると、FET120をオンにし、FET120から出力される電流の電流値を制御する。また、過電流保護部180は、FET150をオンにし、過電流の監視を行う。
In the state B, a resistance current flows from the node B to the node A, and the potential IN_A <the potential IN_B. Therefore, the monitor voltage is less than Vcc / 2. In addition, when the external power supply is detected, the charging
状態Cにおいては、電池パック140からも電流が出力されるので、ノードAからノードBの方向に抵抗電流が流れ、電位IN_A>電位IN_Bとなり、モニタ電圧は、Vcc/2より大きくなる。また、充電制御部170は、FET120をオンにし、FET120から出力される電流の電流値を制御する。また、過電流保護部180は、FET150をオンにし、過電流の監視を行う。
In the state C, current is also output from the battery pack 140, so that a resistance current flows in the direction from the node A to the node B, the potential IN_A> the potential IN_B, and the monitor voltage becomes larger than Vcc / 2. In addition, the charging
状態Dにおいては、過電流が流れていることから、ノードAからノードBの方向に流れる抵抗電流は、状態Cよりも大きくなる。この場合、電位IN_Aと電位IN_Bとの電位差は、状態Cにおける電位差よりも大きくなる。したがって、モニタ電圧は、Vccに近く(>>Vcc/2)なる。また、過電流保護部180は、過電流が流れていることを検出すると、FET150をオフにし、過電流が流れている旨を充電制御部170に通知する。充電制御部170は、過電流が流れている旨が通知されると、FET120をオフにし、動作を停止する。
In the state D, since an overcurrent flows, the resistance current flowing from the node A to the node B becomes larger than that in the state C. In this case, the potential difference between the potential IN_A and the potential IN_B is larger than the potential difference in the state C. Therefore, the monitor voltage is close to Vcc (>> Vcc / 2). When the
図6は、携帯機器10の動作を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
電池パック140が装着されると、過電流保護部180は、FET150をオンにする(ステップS1)。FET150がオンになると、動作部300への電力供給が行われる。
When the battery pack 140 is attached, the
アンプ161は、モニタ電圧をA/Dコンバータ163に出力する。A/Dコンバータ163は、モニタ電圧の電圧値のAD変換を行い、平均化部164に出力する。平均化部164は、A/Dコンバータ163から出力されたモニタ電圧の電圧値の平均化し(ステップS2)、平均値を充電制御部170および過電流保護部180に出力する。
The
コンパレータ182は、平均化部164から出力されたモニタ電圧の電圧値と所定の過電流閾値とを比較し(ステップS3)、結果を判定部183に通知する。
The
モニタ電圧の電圧値が過電流閾値よりも大きい旨が通知された場合(ステップS3:Yes)、判定部183は、FET150をオフにする。また、過電流保護部180は、過電流が流れている旨を充電制御部170に通知する。充電制御部170は、過電流保護部180からの通知を受けて、FET120をオフにする(ステップS4)。
When it is notified that the voltage value of the monitor voltage is larger than the overcurrent threshold (step S3: Yes), the
一方、モニタ電圧の電圧値が過電流閾値よりも小さい旨が通知された場合(ステップS3:No)、判定部183は、過電流が流れていないと判定し、充電制御部170は、外部電力供給の有無を検出する(ステップS5)。
On the other hand, when it is notified that the voltage value of the monitor voltage is smaller than the overcurrent threshold (step S3: No), the
外部電力供給がない場合(ステップS5:No)、充電制御部170は、その旨を過電流保護部180に通知し、FET120をオフにする。閾値設定部181は、充電制御部170からの通知を受けて、コンパレータ182に過電流閾値1を設定する(ステップS6)。
When there is no external power supply (step S5: No), the charging
一方、外部電力供給がある場合(ステップS5:Yes)、充電制御部170は、その旨を過電流保護部180に通知し、FET120をオンにする。閾値設定部181は、充電制御部170からの通知を受けて、コンパレータ182に過電流閾値2を設定する(ステップS7)。
On the other hand, when there is an external power supply (step S5: Yes), the charging
ステップS6またはステップS7の処理の後、ステップS2の処理に戻る。 After step S6 or step S7, the process returns to step S2.
次に、閾値設定部181およびFET120,150の動作について図7から図10を参照して説明する。
Next, operations of the
まず、状態Aにおいて、過電流が流れた場合の動作について図7を参照して説明する。 First, an operation when an overcurrent flows in the state A will be described with reference to FIG.
図7(a)は、負荷電流のタイミングチャートであり、図7(b)は、モニタ電圧および過電流閾値のタイミングチャートであり、図7(c)は、FET120,150のオンオフのタイミングチャートである。なお、図7(b)において、一点鎖線は、コンパレータ182に設定される過電流閾値を示す。
7A is a load current timing chart, FIG. 7B is a monitor voltage and overcurrent threshold timing chart, and FIG. 7C is an ON / OFF timing chart of the
状態Aにおいては、電池パック140からのみ電流が出力されるので、抵抗電流と負荷電流とは等しい。また、負荷電流の電流値の時間的な変化とモニタ電圧の電圧値の時間的な変化とは、相似の関係にある。 In the state A, since the current is output only from the battery pack 140, the resistance current and the load current are equal. Further, the temporal change in the current value of the load current and the temporal change in the voltage value of the monitor voltage have a similar relationship.
過電流保護部180は、動作部300への電力供給を行うために、FET150をオンにする。
The
充電制御部170は、外部電力供給がないので、その旨を過電流保護部180に通知し、FET120をオフにする。閾値設定部181は、充電制御部170からの通知を受けて、コンパレータ182に過電流閾値1を設定する。
Since there is no external power supply, the charging
コンパレータ182は、モニタ電圧の電圧値と過電流閾値1とを比較する。
The
ここで、時刻t11において、モニタ電圧の電圧値が過電流閾値1を超えたとすると、判定部183は、過電流が流れたと判定し、FET150をオフにする。FET150がオフになることで、電源ラインが遮断され、図7(a)に示すように、負荷電流がゼロになり、負荷電流がゼロになると抵抗電流もゼロになるので、図7(b)に示すように、モニタ電圧の電圧値は、Vcc/2となる。
Here, when the voltage value of the monitor voltage exceeds the
次に、状態Bの場合の動作について説明する。 Next, the operation in the state B will be described.
図8(a)は、負荷電流のタイミングチャートであり、図8(b)は、抵抗電流のタイミングチャートであり、図8(c)は、モニタ電圧および過電流閾値のタイミングチャートであり、図8(d)は、FET120,150のオンオフのタイミングチャートである。なお、図8(c)において、一点鎖線は、コンパレータ182に設定される過電流閾値を示す。
8A is a load current timing chart, FIG. 8B is a resistance current timing chart, and FIG. 8C is a monitor voltage and overcurrent threshold timing chart. 8 (d) is an on / off timing chart of the
時刻t0からt21までの間、充電器30は接続されていないとする。
It is assumed that the
過電流検出部180は、動作部300への電力供給を行うために、FET150をオンにする。
The
充電制御部170は、外部電力供給がないので、その旨を過電流保護部180に通知し、FET120をオフにする。閾値設定部181は、充電制御部170からの通知を受けて、コンパレータ182に過電流閾値1を設定する。
Since there is no external power supply, the charging
時刻t21において、充電器30が接続されたとすると、充電制御部170は、外部電力供給を検出し、FET120をオンにし、FET120から出力される電流の電流値を制御し、定電流・定電圧充電を行う。すなわち、充電制御部170は、電池パック140に、時刻t21から電池パック140の電池電圧が上限電圧に達するまでは、定電流を入力し、時刻t22において、上限電圧に達すると、上限電圧が維持されるような電流を入力する。
Assuming that the
また、充電制御部170は、外部電力供給を検出した旨を過電流保護部180に通知する。閾値設定部181は、充電制御部170からの通知を受けて、コンパレータ182に設定される過電流閾値を過電流閾値1から過電流閾値2に更新する。
In addition, the charging
状態t21において、負方向の抵抗電流が流れ、電池パック140が充電状態となると、図8(c)に示すように、モニタ電圧は、0以上Vcc/2未満となる。 When a resistance current in the negative direction flows in the state t21 and the battery pack 140 is charged, the monitor voltage becomes 0 or more and less than Vcc / 2 as shown in FIG. 8C.
時刻t23において、電池パック140の充電が完了すると、充電制御部170は、FET120をオフにする。FET120がオフになると、外部電力供給がなくなるので、充電制御部170は、外部電力供給がない旨を過電流保護部180に通知する。閾値設定部181は、充電制御部170からの通知を受けて、コンパレータ182に設定される過電流閾値を過電流閾値2から過電流閾値1に更新する。
When the charging of the battery pack 140 is completed at time t23, the charging
次に、定電流充電または定電圧充電が行われている際に、過電流が流れた場合の動作について説明する。 Next, an operation when an overcurrent flows during constant current charging or constant voltage charging will be described.
まず、定電流充電が行われている場合について図9を参照して説明する。 First, the case where constant current charging is performed will be described with reference to FIG.
図9(a)は、負荷電流のタイミングチャートであり、図9(b)は、抵抗電流のタイミングチャートであり、図9(c)は、モニタ電圧および過電流閾値のタイミングチャートであり、図9(d)は、FET120,150のオンオフのタイミングチャートである。なお、図9(c)において、一点鎖線は、コンパレータ182に設定される過電流閾値を示す。
9A is a load current timing chart, FIG. 9B is a resistance current timing chart, and FIG. 9C is a monitor voltage and overcurrent threshold timing chart. 9 (d) is an on / off timing chart of the
時刻t0からt31までの間、充電器30は接続されていないとする。この場合、各部の動作は、上述した時刻t0からt21までの動作と同じであるので説明を省略する。
It is assumed that the
時刻t31において、充電器30が接続されたとすると、充電制御部170は、外部電力供給を検出し、FET120をオンにし、FET120から出力される電流の電流値を制御する。ここで、充電制御部170は、FET120からリミッタ電流が出力されるように制御し、定電流充電を行う。
If the
また、充電制御部170は、外部電力供給を検出した旨を過電流保護部180に通知する。閾値設定部181は、充電制御部170からの通知を受けて、コンパレータ182に設定される過電流閾値を過電流閾値1から過電流閾値2に更新する。
In addition, the charging
抵抗電流の電流値は、図9(b)に示すように、リミッタ値から負荷電流の電流値分を差し引いた値となる。ここで、負荷電流の電流値がリミッタ値を超える場合には、電池パック140から動作部300に電流が出力されるため、正方向の抵抗電流が流れる。
As shown in FIG. 9B, the resistance current value is a value obtained by subtracting the current value of the load current from the limiter value. Here, when the current value of the load current exceeds the limiter value, a current is output from the battery pack 140 to the
時刻t32において、モニタ電圧が過電流閾値2を超えたとすると、判定部183は、過電流が流れたと判定し、FET150をオフにする。また、過電流保護部180は、過電流が流れている旨を充電制御部170に通知する。充電制御部170は、過電流保護部180からの通知を受けて、FET120をオフにし、外部電力供給がない旨を過電流保護部180に通知する。
If the monitor voltage exceeds the
FET120,150がオフになることで、図9(a),(b)に示すように、負荷電流および抵抗電流がゼロになる。
By turning off the
充電制御部170から外部電力供給がない旨が通知されると、閾値設定部181は、時刻t33において、コンパレータ182に設定される過電流閾値を過電流閾値2から過電流閾値1に更新する。
When the
次に、定電圧充電が行われている場合の動作について図10を参照して説明する。 Next, the operation when constant voltage charging is performed will be described with reference to FIG.
図10(a)は、負荷電流のタイミングチャートであり、図10(b)は、抵抗電流のタイミングチャートであり、図10(c)は、モニタ電圧および過電流閾値のタイミングチャートであり、図10(d)は、FET120,150のオンオフを示すタイミングチャートである。なお、図10(c)において、一点鎖線は、コンパレータ182に設定される過電流閾値を示す。
10A is a load current timing chart, FIG. 10B is a resistance current timing chart, and FIG. 10C is a monitor voltage and overcurrent threshold timing chart. 10 (d) is a timing chart showing ON / OFF of the
時刻t0からt41までの間、充電器30は接続されていないとする。この場合、各部の動作は、上述した時刻t0からt21までの動作と同じであるので説明を省略する。
It is assumed that the
時刻t41において、充電器30が接続されたとすると、充電制御部170は、外部電力供給を検出し、FET120をオンにし、FET120から出力される電流の電流値を制御する。ここで、充電制御部170は、FET120から出力される電流(充電電流)の電流値をリミッタ値未満で制御して、定電圧充電を行う。
If the
この場合、負荷電流が増加しても、負荷電流および充電電流の電流値の和がリミッタ値を超えなければ、図10(b)に示すように、抵抗電流は一定になる。負荷電流が大きくなり、負荷電流および充電電流の電流値の和がリミッタ値を超えると、充電電流の電流値が減少する。負荷電流がさらに大きくなり、負荷電流の電流値がリミッタ値を超えると、電池パック140から動作部300への電力供給が行われるため、正方向の抵抗電流が流れる。
In this case, even if the load current increases, the resistance current becomes constant as shown in FIG. 10B if the sum of the current values of the load current and the charging current does not exceed the limiter value. When the load current increases and the sum of the load current and the charging current exceeds the limiter value, the charging current decreases. When the load current further increases and the current value of the load current exceeds the limiter value, power is supplied from the battery pack 140 to the
以下、時刻t42において、判定部183により過電流が流れていることが検出され、時刻t43において、閾値設定部181によりコンパレータ182の過電流閾値の更新が行われる。時刻t42,t43における処理は、上述した時刻t32,t33における処理と同様なので、説明を省略する。
Hereinafter, at time t42, the
このように、本実施形態によれば、携帯機器10は、抵抗130に流れる電流の電流値に応じて、電池パック140への充電制御および過電流の検出を行うので、過充電・過電流の発生を防ぐために、抵抗および電流検出部を2つずつ設ける必要がなくなり、部品点数を削減することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、携帯機器10が電源部100を有する構成を例として説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図11に示すように、電池パック140および動作部300を有する携帯機器10と充電器30との間に、過充電、電流の発生を防止する電源回路40を設けるようにしてもよい。なお、電源回路40の構成は、図1に示した電源部100から電池パック140を削除した点のみが異なり、各部の構成および動作は同様であるので、説明を省略する。
In the present embodiment, the configuration in which the
10 携帯機器
30 充電器
40 電源回路
100 電源部
110 ダイオード
120,150 FET
130 抵抗
140 電池パック
160 電流検出部
161 アンプ
162 オフセット電圧源
163 A/Dコンバータ
164 平均化部
170 充電制御部
180 過電流保護部
181 閾値設定部
182 コンパレータ
183 判定部
300 動作部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記電源部は、
外部の充電器から供給された電力を充電して前記動作部に供給する二次電池と、
一端が前記二次電池と接続され、他端が前記充電器および前記動作部と接続される抵抗と、
前記抵抗に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを出力する電流検出部と、
前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御する充電制御部と、
前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる過電流保護部と、を有することを特徴とする携帯機器。 A portable device including an operation unit that operates by being supplied with power, and a power supply unit that supplies power to the operation unit,
The power supply unit is
A secondary battery that charges the power supplied from an external charger and supplies the power to the operating unit;
One end is connected to the secondary battery and the other end is connected to the charger and the operating unit,
A current detector that detects a current value of a current flowing through the resistor and outputs current value data indicating the detected current value;
A charge control unit that controls a current value of a current input from the charger when power is supplied from the charger according to a current value indicated by the current value data;
It is determined whether or not the current value indicated by the current value data is equal to or greater than a predetermined threshold value. When the current value is equal to or greater than the threshold value, power supply from the secondary battery to the operation unit via the resistor is stopped. A portable device comprising: an overcurrent protection unit that causes
前記充電制御部は、前記充電器からの電力供給の有無を検出して、前記過電流保護部に通知し、
前記過電流保護部は、前記充電器からの電力供給がある旨が通知されている場合、電力供給がない旨が通知されている場合よりも、前記閾値を低下させることを特徴とする携帯機器。 The portable device according to claim 1, wherein
The charge control unit detects the presence or absence of power supply from the charger, and notifies the overcurrent protection unit,
The overcurrent protection unit lowers the threshold value when it is notified that there is power supply from the charger than when it is notified that there is no power supply. .
前記電流検出部は、所定期間内に検出された前記電流値の平均値を前記電流値データとして出力することを特徴とする携帯機器。 The portable device according to claim 1, wherein the current detection unit outputs an average value of the current values detected within a predetermined period as the current value data.
一端が前記二次電池と接続され、他端が充電器および前記動作部と接続される抵抗と、
前記抵抗に流れる電流の電流値を検出し、検出した電流値を示す電流値データを出力する電流検出部と、
前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御する充電制御部と、
前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させる過電流保護部と、を有することを特徴とする電源回路。 A power supply circuit of a portable device having an operation unit and a secondary battery that charges and supplies the supplied power to the operation unit,
One end is connected to the secondary battery, the other end is connected to a charger and the operating unit, a resistor,
A current detector that detects a current value of a current flowing through the resistor and outputs current value data indicating the detected current value;
A charge control unit that controls a current value of a current input from the charger when power is supplied from the charger according to a current value indicated by the current value data;
It is determined whether or not the current value indicated by the current value data is equal to or greater than a predetermined threshold value. When the current value is equal to or greater than the threshold value, power supply from the secondary battery to the operation unit via the resistor is stopped. And a power supply circuit comprising: an overcurrent protection unit that allows
前記充電制御部は、前記充電器からの電力供給の有無を検出して、前記過電流保護部に通知し、
前記過電流保護部は、前記充電器からの電力供給がある旨が通知されている場合、電力供給がない旨が通知されている場合よりも、前記閾値を低下させることを特徴とする電源回路。 The power supply circuit according to claim 4, wherein
The charge control unit detects the presence or absence of power supply from the charger, and notifies the overcurrent protection unit,
The overcurrent protection unit lowers the threshold value when it is notified that power is supplied from the charger than when it is notified that there is no power supply. .
前記電流検出部は、所定期間内に検出された前記電流値の平均値を前記電流値データとして出力することを特徴とする電源回路。 6. The power supply circuit according to claim 4, wherein the current detection unit outputs an average value of the current values detected within a predetermined period as the current value data.
電流検出部が、一端が前記二次電池と接続され、他端が前記充電器および前記動作部と接続される抵抗に流れる電流の電流値を検出し、
充電制御部が、前記電流値データが示す電流値に応じて、前記充電器からの電力供給時に前記充電器から入力される電流の電流値を制御し、
過電流保護部が、前記電流値データが示す電流値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記閾値以上である場合には、前記二次電池から前記抵抗を介した前記動作部への電力供給を停止させることを特徴とする充電制御方法。 A charge control method applied to a portable device having an operation unit that operates by being supplied with power, and a secondary battery that supplies power supplied from an external charger to the operation unit,
The current detection unit detects a current value of a current flowing through a resistor having one end connected to the secondary battery and the other end connected to the charger and the operation unit,
The charge control unit controls the current value of the current input from the charger when power is supplied from the charger according to the current value indicated by the current value data,
The overcurrent protection unit determines whether or not the current value indicated by the current value data is equal to or greater than a predetermined threshold value, and if the current value is equal to or greater than the threshold value, the operation unit via the resistor from the secondary battery. The charge control method characterized by stopping the power supply to the battery.
前記充電制御部が、前記充電器からの電力供給の有無を検出して、前記過電流保護部に通知し、
前記過電流保護部が、前記充電器からの電力供給がある旨が通知されている場合、電力供給がない旨が通知されている場合よりも、前記閾値を低下させることを特徴とする充電制御方法。 The charging control method according to claim 7,
The charge control unit detects the presence or absence of power supply from the charger, and notifies the overcurrent protection unit,
The overcurrent protection unit lowers the threshold value when it is notified that there is power supply from the charger than when it is notified that there is no power supply. Method.
前記電流検出部が、所定期間内に検出された前記電流値の平均値を前記電流値データとして出力することを特徴とする充電制御方法。 The charge control method according to claim 7 or 8, wherein the current detection unit outputs an average value of the current values detected within a predetermined period as the current value data.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010236444A JP2012090472A (en) | 2010-10-21 | 2010-10-21 | Portable device, power supply circuit, and charge control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010236444A JP2012090472A (en) | 2010-10-21 | 2010-10-21 | Portable device, power supply circuit, and charge control method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012090472A true JP2012090472A (en) | 2012-05-10 |
Family
ID=46261459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010236444A Pending JP2012090472A (en) | 2010-10-21 | 2010-10-21 | Portable device, power supply circuit, and charge control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012090472A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012135190A (en) * | 2010-10-29 | 2012-07-12 | O2 Micro Inc | Power topology with battery charging and discharge current protection capability |
EP3190422A1 (en) * | 2016-01-07 | 2017-07-12 | Braun GmbH | Electronic circuit for measuring currents during charging and discharging of a secondary battery |
-
2010
- 2010-10-21 JP JP2010236444A patent/JP2012090472A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012135190A (en) * | 2010-10-29 | 2012-07-12 | O2 Micro Inc | Power topology with battery charging and discharge current protection capability |
EP3190422A1 (en) * | 2016-01-07 | 2017-07-12 | Braun GmbH | Electronic circuit for measuring currents during charging and discharging of a secondary battery |
WO2017118925A1 (en) * | 2016-01-07 | 2017-07-13 | Braun Gmbh | Electronic circuit for measuring currents during charging and discharging of a secondary battery |
US10215811B2 (en) | 2016-01-07 | 2019-02-26 | Braun Gmbh | Electronic circuit for measuring currents during charging and discharging of a secondary battery |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9484763B2 (en) | Battery pack and method of controlling the same | |
JP4598815B2 (en) | Secondary battery charging circuit | |
KR101440888B1 (en) | Battery protection circuit | |
US10199679B2 (en) | Battery protection integrated circuit, battery protection apparatus and battery pack | |
KR101975395B1 (en) | Battery pack, and controlling method of the same | |
JP7130907B2 (en) | Apparatus, battery system and method for controlling main battery and sub-battery | |
JP6370137B2 (en) | Charge / discharge control circuit and battery device | |
US20120212871A1 (en) | Overcurrent detecting circuit and battery pack | |
JP4616222B2 (en) | Charge / discharge control circuit and rechargeable power supply | |
JP5122214B2 (en) | Battery pack, charging device, and charging system | |
JP2009183105A (en) | Charge control circuit, battery pack, and charging system | |
US11101672B2 (en) | Secondary battery protection apparatus | |
JP2011205863A (en) | Battery state monitoring circuit, and battery device | |
JP5437770B2 (en) | Battery state monitoring circuit and battery device | |
JP5502335B2 (en) | Battery state monitoring circuit and battery device | |
JP2012090472A (en) | Portable device, power supply circuit, and charge control method | |
US8786258B2 (en) | Battery pack and method of controlling the battery pack | |
US20130093238A1 (en) | Power management for electric vehicles | |
US20120236453A1 (en) | Transmitter/receiver circuit for protection circuit | |
JP5265934B2 (en) | Charge / discharge control circuit | |
JP2012065392A (en) | Secondary battery protection circuit, semiconductor device, and electronic appliance | |
JP2020524476A (en) | Battery pack with communication terminal insulation function | |
JP2006109618A (en) | Charge control circuit | |
JP2013126331A (en) | Electronic apparatus and battery unit | |
JP2008054412A (en) | Charge/discharge control circuit and charging-type power supply device |