JP2013021815A - Charging circuit and electronic apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2次電池を充電する充電回路に関する。 The present invention relates to a charging circuit for charging a secondary battery.
携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant)、ノート型パーソナルコンピュータ、ポータブルオーディオプレイヤをはじめとする電池駆動デバイスは、充電可能な2次電池とともに、それを充電するための充電回路を内蔵する。充電回路は、外部のACアダプタやUSBバスから直流電圧を受け、それにもとづいて2次電池を充電する。 Battery-powered devices such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), notebook personal computers, and portable audio players incorporate a rechargeable battery and a charging circuit for charging it. The charging circuit receives a DC voltage from an external AC adapter or USB bus, and charges the secondary battery based on the DC voltage.
図1は、本発明者らが検討した充電回路を備える電子機器の構成を示す回路図である。電子機器1は、2次電池2およびそれを充電する充電回路100rを備える。充電回路100rには、ACアダプタやUSBバスをはじめとする外部電源4からの直流電圧VINが入力される。
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of an electronic device including a charging circuit studied by the present inventors. The
充電回路100rは、主としてOVP(Over Voltage Protection)回路50、DC/DCコンバータ60、リニアチャージャー70を備える。
The
外部電源4からの直流電圧VINのレベルは、電子機器1の仕様もしくは規格によって定められている。しかしながら、サードパーティ製の粗悪な外部電源4は、仕様で定められた範囲外の高い直流電圧VINを発生する場合がある。OVP回路50は、このような過電圧から充電回路100rの内部回路を保護するために設けられる。
The level of the DC voltage VIN from the external power supply 4 is determined by the specification or standard of the
OVP回路50は、高耐圧トランジスタ52、比較器54、チャージポンプ回路56を備える。高耐圧トランジスタ52はNPN型のパワートランジスタであり、その耐圧は想定される入力電圧VINの過電圧レベルに応じて定められる。たとえば24V程度の高耐圧素子で構成される。比較器54は、入力電圧VINを過電圧しきい値電圧VTHと比較し、VIN>VTHを検出すると、過電圧保護信号SOVPをアサートする。チャージポンプ回路56は、過電圧保護信号SOVPがネゲートされる間、つまり入力電圧VINが正常な範囲である場合には、昇圧動作を行い、高耐圧トランジスタ52にハイレベルのゲート電圧を供給し、高耐圧トランジスタ52をフルオンする。これにより入力電圧VINが、次段のDC/DCコンバータ60に供給される。
The
過電圧保護信号SOVPがアサートされると、つまり入力電圧VINの過電圧状態が検出されると、チャージポンプ回路56は昇圧動作を停止し、高耐圧トランジスタ52のゲート電圧を低下させて高耐圧トランジスタ52をオフする。これにより、過電圧がDC/DCコンバータ60に供給されるのを防止できる。
When the overvoltage protection signal S OVP is asserted, that is, when an overvoltage state of the input voltage VIN is detected, the
DC/DCコンバータ60は、OVP回路50を経由した入力電圧VINを降圧し、直流電圧VDCを生成する。リニアチャージャー70は、直流電圧VDCを受け、2次電池2を充電する。リニアチャージャー70は、出力トランジスタ72および制御回路74を備える。出力トランジスタ72は、DC/DCコンバータ60の出力から2次電池2に至る充電経路上に設けられる。制御回路74は、2次電池2に対する充電電流ICHGに応じた電流検出信号CSと、電池電圧VBATに応じた電圧検出信号VSとにもとづき、出力トランジスタ72のチャンネルの抵抗成分(ドレインソース間電圧)を調節する。制御回路74は、(1)充電電流ICHGが一定となるように(CV:定電流モード)、もしくは(2)電池電圧VBATが一定となるように(CV:定電圧モード)、出力トランジスタ72のゲート電圧を制御する。
The DC /
図1の充電回路100では、少なくとも4個のパワートランジスタ、具体的には、OVP回路50の高耐圧トランジスタ52、リニアチャージャー70の出力トランジスタ72、DC/DCコンバータ60の内部に図示しないスイッチングトランジスタおよび同期整流トランジスタが必要となる。
In the
パワートランジスタは、半導体基板で非常に大きな面積を占める。したがって図1の充電回路100rを半導体基板に集積化する場合、充電回路100rのチップサイズは大きくなる。また、図1の充電回路100rでは、高耐圧トランジスタ52および出力トランジスタ72のオン抵抗によって電力損失が発生するところ、電力損失を低減するためにはトランジスタサイズをさらに大きくしなければならず、充電回路100rのチップサイズはますます大きくなる。
The power transistor occupies a very large area on the semiconductor substrate. Therefore, when the
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、過電圧入力に対する耐性を有しつつも、回路面積を縮小した充電回路の提供にある。 The present invention has been made in view of such a problem, and one of exemplary purposes of an embodiment thereof is to provide a charging circuit having a reduced circuit area while having resistance to an overvoltage input.
本発明のある態様は、直流の入力電圧を受け電池を充電する充電回路に関する。充電回路は、入力電圧を受ける入力端子と、インダクタの一端を接続するためのスイッチング端子と、入力端子とスイッチング端子の間に設けられ、高耐圧素子で構成されたスイッチングトランジスタと、スイッチング端子と接地端子の間に設けられた同期整流トランジスタと、入力端子からスイッチングトランジスタに流れる入力電流に応じた第1検出電圧と所定の第1基準電圧の誤差に応じた第1誤差電圧を生成する第1誤差増幅器と、電池の電圧に応じた第2検出電圧と所定の第2基準電圧の誤差に応じた第2誤差電圧を生成する第2誤差増幅器と、電池に流れる充電電流に応じた第3検出電圧と所定の第3基準電圧の誤差に応じた第3誤差電圧を生成する第3誤差増幅器と、第1誤差電圧から第3誤差電圧を合成した電圧に応じたデューティ比を有するパルス信号を生成するパルス変調器と、該パルス信号にもとづき、スイッチングトランジスタおよび同期整流トランジスタを相補的にスイッチングするドライバと、スイッチングトランジスタのバックゲートとソースの間に設けられた第1スイッチと、スイッチングトランジスタのバックゲートとドレインの間に設けられた第2スイッチと、入力電圧と電池の電圧を比較し、(1)入力電圧の方が高いとき、第1スイッチおよび第2スイッチのうち、アノードが入力端子側の向きで設けられたボディダイオードと並列な一方をオン、他方をオフし、(2)電池の電圧の方が高いとき、第1スイッチおよび第2スイッチのうち、カソードが入力端子側の向きで設けられたボディダイオードと並列な一方をオンし、他方をオフする逆流防止回路と、を備える。 One embodiment of the present invention relates to a charging circuit that receives a DC input voltage and charges a battery. The charging circuit includes an input terminal that receives an input voltage, a switching terminal for connecting one end of the inductor, a switching transistor that is provided between the input terminal and the switching terminal, is configured with a high-voltage element, the switching terminal and the ground A synchronous rectification transistor provided between the terminals, and a first error for generating a first error voltage corresponding to an error between a first detection voltage corresponding to an input current flowing from the input terminal to the switching transistor and a predetermined first reference voltage An amplifier, a second error amplifier that generates a second error voltage corresponding to an error between a second detection voltage corresponding to the voltage of the battery and a predetermined second reference voltage, and a third detection voltage corresponding to a charging current flowing through the battery And a third error amplifier that generates a third error voltage corresponding to an error of a predetermined third reference voltage, and a delay corresponding to a voltage obtained by synthesizing the third error voltage from the first error voltage. A pulse modulator that generates a pulse signal having a duty ratio; a driver that complementarily switches the switching transistor and the synchronous rectification transistor based on the pulse signal; and a first that is provided between the back gate and the source of the switching transistor. The switch, the second switch provided between the back gate and the drain of the switching transistor, and the input voltage and the battery voltage are compared. (1) When the input voltage is higher, the first switch and the second switch Among them, one of the anodes in parallel with the body diode provided in the direction of the input terminal is turned on and the other is turned off. (2) When the voltage of the battery is higher, the cathode of the first switch and the second switch Turns on one side in parallel with the body diode provided on the input terminal side and turns off the other Comprising a backflow prevention circuit that, the.
この態様によると、パワートランジスタは、スイッチングトランジスタおよび同期整流トランジスタの2つで足りるため、回路面積を縮小できる。また過電圧入力に対する耐性は、スイッチングトランジスタを高耐圧素子で構成することにより実現される。さらに、逆流防止回路によって、入力端子の地絡を検出でき、地絡時にはスイッチングトランジスタのボディダイオードの向きを切りかえることにより、電池から接地に大電流が流出するのを防止できる。 According to this aspect, two power transistors, ie, a switching transistor and a synchronous rectification transistor are sufficient, so that the circuit area can be reduced. In addition, resistance to overvoltage input is realized by configuring the switching transistor with a high voltage element. Further, the ground fault of the input terminal can be detected by the backflow prevention circuit, and when the ground fault occurs, the direction of the body diode of the switching transistor can be switched to prevent a large current from flowing from the battery to the ground.
ある態様の充電回路は、入力電圧を所定のしきい値電圧と比較し、入力電圧がしきい値電圧より高いときにアサートされる過電圧検出信号を生成する過電圧検出コンパレータをさらに備えてもよい。ドライバは、過電圧検出信号がアサートされると、スイッチングトランジスタをオフに固定してもよい。
この場合、過電圧が同期整流トランジスタに印加されるのを防止でき、より信頼性を高めることができる。
The charging circuit of an aspect may further include an overvoltage detection comparator that compares the input voltage with a predetermined threshold voltage and generates an overvoltage detection signal that is asserted when the input voltage is higher than the threshold voltage. The driver may fix the switching transistor off when the overvoltage detection signal is asserted.
In this case, it is possible to prevent an overvoltage from being applied to the synchronous rectification transistor, and the reliability can be further improved.
本発明の別の態様は電子機器に関する。電子機器は、電池と、外部電源からの入力電圧を受け、電池を充電する充電回路と、を備える。 Another embodiment of the present invention relates to an electronic device. The electronic device includes a battery and a charging circuit that receives an input voltage from an external power source and charges the battery.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、過電圧入力に対する耐性を有しつつも、回路面積を縮小できる。 According to the present invention, it is possible to reduce the circuit area while having resistance to overvoltage input.
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.
本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合や、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are physically directly connected, or the member A and the member B are electrically connected to each other. Including the case of being indirectly connected through other members that do not substantially affect the state of connection, or do not impair the functions and effects achieved by the combination thereof.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as their electric It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.
図2は、実施の形態に係る充電回路100を備える電子機器1の構成を示す回路図である。電子機器1は、たとえば携帯電話端末や、PDA、ノート型PCなどの電池駆動型の情報端末機器である。電子機器1は、充電回路100および電池2、を備える。
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of the
電池2は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの2次電池であり電池電圧VBATを出力する。電子機器1には、ACアダプタやUSB(Universal Serial Bus)などの外部電源4が着脱可能なアダプタ端子3が設けられており、外部電源4からの電圧(以下、外部電圧という)VEXTを受ける。
The
充電回路100の入力端子P1には、外部電圧VEXT(入力電圧VINともいう)が入力される。充電回路100は、入力電圧VINを降圧し、電池2を充電する。
An external voltage V EXT (also referred to as an input voltage VIN ) is input to the input terminal P1 of the
充電回路100は、スイッチングトランジスタM1、同期整流トランジスタM2、第1誤差増幅器EA1〜第3誤差増幅器EA3、パルス変調器10、ドライバ11、逆流防止回路12、過電圧検出コンパレータ14、を備える。
The charging
充電回路100は、ひとつの半導体基板上に集積化された機能IC(Integrated Circuit)であり、外付けされるインダクタL1およびキャパシタC1とともに、降圧型DC/DCコンバータを構成する。キャパシタC1の第1端子は接地され、その第2端子は電池2と接続される。インダクタL1は、キャパシタC1の第1端子と充電回路100のスイッチング端子P2の間に設けられる。
The charging
スイッチングトランジスタM1は、入力端子P1とスイッチング端子P2の間に設けられ、高耐圧素子で構成される。本実施の形態においてスイッチングトランジスタM1はPチャンネルMOSFETである。同期整流トランジスタM2は、スイッチング端子P2と接地端子P3の間に設けられる。同期整流トランジスタM2はNチャンネルMOSFETである。 The switching transistor M1 is provided between the input terminal P1 and the switching terminal P2, and is composed of a high voltage device. In the present embodiment, the switching transistor M1 is a P-channel MOSFET. The synchronous rectification transistor M2 is provided between the switching terminal P2 and the ground terminal P3. The synchronous rectification transistor M2 is an N-channel MOSFET.
第1誤差増幅器EA1は、入力端子P1からスイッチングトランジスタM1に流れる入力電流IINに応じた第1検出電圧V1と所定の第1基準電圧VREF1の誤差に応じた第1誤差電圧VERR1を生成する。第2誤差増幅器EA2は、電池2の電圧(電池電圧VBAT)に応じた第2検出電圧V2と所定の第2基準電圧VREF2の誤差に応じた第2誤差電圧VERR2を生成する。第3誤差増幅器EA3は、電池2に流れる充電電流ICHGに応じた第3検出電圧V3と所定の第3基準電圧VREF3の誤差に応じた第3誤差電圧VERR3を生成する。
The first error amplifier EA1 is generating a first error voltage V ERR1 according to the error of the first detection voltage V1 and a predetermined first reference voltage V REF1 in response to the input current I IN flows from the input terminal P1 to the switching transistor M1 To do. The second error amplifier EA2 generates a second error voltage V ERR2 corresponding to an error between the second detection voltage V2 corresponding to the voltage of the battery 2 (battery voltage V BAT ) and a predetermined second reference voltage V REF2 . The third error amplifier EA3 generates a third error voltage V ERR3 corresponding to an error between the third detection voltage V3 corresponding to the charging current I CHG flowing through the
パルス変調器10は、第1誤差電圧VERR1から第3誤差電圧VERR3を合成した電圧VERRを受け、電圧VERRに応じたデューティ比を有するパルス信号S1を生成する。たとえば誤差増幅器EA1〜EA3は、いずれもオープンコレクタ形式(オープンドレイン)の出力段を備え、各ドレインが共通に接続されることにより、3つの誤差増幅器EA1〜EA3の出力電圧VERR1〜VERR3が合成される。パルス変調器10は、電圧モード、あるいはピーク電流モード、平均電流モードのパルス幅変調器を備える。パルス幅変調器は公知の技術を用いて構成できるため、ここでは説明を省略する。ドライバ11は、パルス信号S1にもとづき、スイッチングトランジスタM1および同期整流トランジスタM2を相補的にスイッチングする。
第1スイッチSW1は、スイッチングトランジスタM1のバックゲートとソースの間に設けられる。第2スイッチSW2は、スイッチングトランジスタM1のバックゲートとドレインの間に設けられる。 The first switch SW1 is provided between the back gate and the source of the switching transistor M1. The second switch SW2 is provided between the back gate and the drain of the switching transistor M1.
逆流防止回路12は、入力電圧VINと電池電圧VBATを比較し、比較結果に応じて第1スイッチSW1および第2スイッチSW2を制御する。具体的には(1)入力電圧VINの方が高いとき、第1スイッチSW1および第2スイッチSW2のうち、アノードが入力端子P1側の向きで設けられたボディダイオードD1と並列な一方(第1スイッチSW1)をオン、他方(第2スイッチSW2)をオフする。逆流防止回路12は、(2)電池電圧VBATの方が高いとき、第1スイッチSW1および第2スイッチSW2のうち、カソードが入力端子P1側の向きで設けられたボディダイオードD2と並列な一方(SW2)をオンし、他方(SW1)をオフする。
The
過電圧検出コンパレータ14は、入力電圧VINを所定のしきい値電圧VOVPと比較し、入力電圧VINがしきい値電圧VOVPより高いときにアサート(たとえばハイレベル)される過電圧検出信号S2を生成する。ドライバ11は、過電圧検出信号S2がアサートされると、スイッチングトランジスタM1をオフに固定する。
The
以上が充電回路100の構成である。続いてその動作を説明する。
The above is the configuration of the charging
アダプタ端子3に外部電源4が接続されると、充電回路100に入力電圧VINが供給される。入力電圧VINが5V程度の正常なレベルであるとき、VBAT<VIN<VOVPが成り立ち、第1スイッチSW1がオンされる。
When the external power supply 4 is connected to the
電池電圧VBATが低い状態においては、第3誤差増幅器EA3を介したフィードバックが支配的となり、パルス信号S1のデューティ比は、充電電流ICHGが基準電圧VREF3に応じた一定値となるように調節される。電池電圧VBATがある程度高くなると、第2誤差増幅器EA2を介したフィードバックが支配的となり、パルス信号S1のデューティ比は、電池電圧VBATが基準電圧VREF2に応じたレベルとなるように調節される。また、入力電流IINが大きくなると第1誤差増幅器EA1を介したフィードバックが支配的となり、入力電流IINが基準電圧VREF1に応じた上限値以下となるように調節される。 In a state where the battery voltage V BAT is low, feedback via the third error amplifier EA3 is dominant, and the duty ratio of the pulse signal S1 is such that the charging current I CHG becomes a constant value corresponding to the reference voltage V REF3. Adjusted. When the battery voltage V BAT increases to some extent, feedback via the second error amplifier EA2 becomes dominant, and the duty ratio of the pulse signal S1 is adjusted so that the battery voltage V BAT becomes a level corresponding to the reference voltage V REF2. The Further, when the input current I IN increases, the feedback via the first error amplifier EA1 becomes dominant, and the input current I IN is adjusted to be equal to or lower than the upper limit value corresponding to the reference voltage V REF1 .
このようにして、入力電流を制限しつつ、定電流制御、定電圧制御が行われ、電池2が充電される。
In this way, constant current control and constant voltage control are performed while the input current is limited, and the
外部電源4が粗悪品である場合、入力電圧VINが30V近くまで上昇することがある。この場合にも、スイッチングトランジスタM1が高耐圧素子で構成されるため、充電回路100の信頼性は保たれる。このとき、過電圧検出コンパレータ14によってスイッチングトランジスタM1をオフすることにより、同期整流トランジスタM2には過電圧が印加されないため、同期整流トランジスタM2の耐圧は低くてよい。
When the external power supply 4 is a poor product, the input voltage VIN may rise to nearly 30V. Also in this case, since the switching transistor M1 is composed of a high breakdown voltage element, the reliability of the charging
アダプタ端子3が地絡したり、入力電圧VINが極端に低い状況を考える。この場合、スイッチングトランジスタM1がオフ状態であっても、ダイオードD2、第1スイッチSW1、入力端子P1を介して、電池2からアダプタ端子3に向かって大電流が流れるおそれがある。
Consider a situation where the
そこで、逆流防止回路12は、2つの電圧VINとVBATを比較することにより、入力電圧VINが低い状態を検出する。そして、VIN<VBATを検出すると、第1スイッチSW1をオフ、第2スイッチSW2をオンに切りかえる。これにより、ダイオードD1によって、電池2からアダプタ端子3に向かって流れる電流を阻止することができる。
Therefore, the
以上が充電回路100の動作である。
充電回路100は、2個のパワートランジスタ(M1、M2)を用いて構成され、図1の4個に比べてその個数は半減されている。したがって、充電回路100の回路面積を大幅に縮小することができる。
The above is the operation of the charging
The charging
また、図1のOVP回路50を省略する代わりに、スイッチングトランジスタM1を高耐圧素子で構成することにより、スイッチングトランジスタM1を、図1の高耐圧トランジスタ52としても機能させることができる。その結果、粗悪な外部電源4が接続されて過電圧が印加された場合であっても、充電回路100の信頼性が低下するのを防止できる。
Further, instead of omitting the
また、図1の充電回路100rでは、DC/DCコンバータ60により直流電圧VDCを生成した上で、リニアチャージャー70によって電池2を充電していたため、リニアチャージャー70の制御回路74と、DC/DCコンバータ60の制御回路(不図示)が別々に存在するためシステムが複雑であったが、図2の充電回路100では、DC/DCコンバータによって充電制御を行うため、システムを簡素化できる。
Further, in the
さらに、図1では、充電経路上に存在する高耐圧トランジスタ52および出力トランジスタ72により無駄な電力損失が発生していたが、図2の充電回路100では、これらのトランジスタは不要であるため、消費電力を低減し、効率を高めることができる。
Further, in FIG. 1, useless power loss occurs due to the high
上記実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 Those skilled in the art will understand that the above-described embodiment is an exemplification, and that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. is there.
実施の形態では、過電圧が入力されたときには、スイッチングトランジスタM1をオフに固定し、充電を停止する場合を説明したが、過電圧が入力された状態であっても、充電動作を行ってもよい。この場合、同期整流トランジスタM2も、高耐圧素子で構成すればよい。 In the embodiment, the case where the switching transistor M1 is fixed to be off and charging is stopped when an overvoltage is input has been described. However, the charging operation may be performed even when the overvoltage is input. In this case, the synchronous rectification transistor M2 may also be composed of a high breakdown voltage element.
また、実施の形態では、スイッチングトランジスタM1がPチャンネルMOSFETである場合を説明したが、NチャンネルMOSFETで構成してもよい。この場合、PチャンネルMOSFETとはボディダイオードの向きが逆となるため、逆流防止回路12によるスイッチの制御は実施の形態とは逆となる。
In the embodiment, the switching transistor M1 is a P-channel MOSFET. However, the switching transistor M1 may be an N-channel MOSFET. In this case, since the direction of the body diode is opposite to that of the P-channel MOSFET, the switch control by the
実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.
1…電子機器、2…電池、4…外部電源、100…充電回路、M1…スイッチングトランジスタ、M2…同期整流トランジスタ、SW1…第1スイッチ、SW2…第2スイッチ、P1…入力端子、P2…スイッチング端子、P3…接地端子、EA1…第1誤差増幅器、EA2…第2誤差増幅器、EA3…第3誤差増幅器、10…パルス変調器、11…ドライバ、12…逆流防止回路、14…過電圧検出コンパレータ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記入力電圧を受ける入力端子と、
インダクタの一端を接続するためのスイッチング端子と、
前記入力端子と前記スイッチング端子の間に設けられ、高耐圧素子で構成されたスイッチングトランジスタと、
前記スイッチング端子と接地端子の間に設けられた同期整流トランジスタと、
前記入力端子から前記スイッチングトランジスタに流れる入力電流に応じた第1検出電圧と所定の第1基準電圧の誤差に応じた第1誤差電圧を生成する第1誤差増幅器と、
前記電池の電圧に応じた第2検出電圧と所定の第2基準電圧の誤差に応じた第2誤差電圧を生成する第2誤差増幅器と、
前記電池に流れる充電電流に応じた第3検出電圧と所定の第3基準電圧の誤差に応じた第3誤差電圧を生成する第3誤差増幅器と、
前記第1誤差電圧から前記第3誤差電圧を合成した電圧に応じたデューティ比を有するパルス信号を生成するパルス変調器と、
前記パルス信号にもとづき、前記スイッチングトランジスタおよび前記同期整流トランジスタを相補的にスイッチングするドライバと、
前記スイッチングトランジスタのバックゲートとソースの間に設けられた第1スイッチと、
前記スイッチングトランジスタのバックゲートとドレインの間に設けられた第2スイッチと、
前記入力電圧と前記電池の電圧を比較し、(1)前記入力電圧の方が高いとき、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのうち、アノードが前記入力端子側の向きで設けられたボディダイオードと並列な一方をオン、他方をオフし、(2)前記電池の電圧の方が高いとき、前記第1スイッチおよび前記第2スイッチのうち、カソードが前記入力端子側の向きで設けられたボディダイオードと並列な一方をオンし、他方をオフする逆流防止回路と、
を備えることを特徴とする充電回路。 A charging circuit that charges a battery in response to a DC input voltage,
An input terminal for receiving the input voltage;
A switching terminal for connecting one end of the inductor;
A switching transistor provided between the input terminal and the switching terminal and configured by a high withstand voltage element;
A synchronous rectification transistor provided between the switching terminal and a ground terminal;
A first error amplifier that generates a first error voltage corresponding to an error between a first detection voltage corresponding to an input current flowing from the input terminal to the switching transistor and a predetermined first reference voltage;
A second error amplifier that generates a second error voltage corresponding to an error between the second detection voltage corresponding to the voltage of the battery and a predetermined second reference voltage;
A third error amplifier that generates a third error voltage corresponding to an error between a third detection voltage corresponding to a charging current flowing through the battery and a predetermined third reference voltage;
A pulse modulator that generates a pulse signal having a duty ratio corresponding to a voltage obtained by synthesizing the third error voltage from the first error voltage;
A driver that complementarily switches the switching transistor and the synchronous rectification transistor based on the pulse signal;
A first switch provided between a back gate and a source of the switching transistor;
A second switch provided between a back gate and a drain of the switching transistor;
The input voltage and the voltage of the battery are compared. (1) When the input voltage is higher, the body diode in which the anode is provided in the direction toward the input terminal of the first switch and the second switch One in parallel with the other and off the other, (2) when the voltage of the battery is higher, of the first switch and the second switch, the cathode is provided in the direction toward the input terminal A backflow prevention circuit that turns on one side in parallel with the diode and turns off the other;
A charging circuit comprising:
前記ドライバは、前記過電圧検出信号がアサートされると、前記スイッチングトランジスタをオフに固定することを特徴とする請求項1に記載の充電回路。 An overvoltage detection comparator that compares the input voltage with a predetermined threshold voltage and generates an overvoltage detection signal that is asserted when the input voltage is higher than the threshold voltage;
The charging circuit according to claim 1, wherein the driver fixes the switching transistor off when the overvoltage detection signal is asserted.
外部電源からの入力電圧を受け、前記電池を充電する請求項1または2に記載の充電回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。 Battery,
The charging circuit according to claim 1 or 2, wherein the battery is charged by receiving an input voltage from an external power source;
An electronic device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011153241A JP2013021815A (en) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | Charging circuit and electronic apparatus using the same |
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ID=47692710
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015211541A (en) * | 2014-04-25 | 2015-11-24 | ローム株式会社 | Charging circuit, power management circuit, and electronic apparatus employing the same |
CN105186598A (en) * | 2015-08-04 | 2015-12-23 | 深圳英集芯科技有限公司 | USB insertion automatic identification and power supply system and chip integrated with the same |
JP2019180122A (en) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 株式会社デンソー | Dc/dc converter |
-
2011
- 2011-07-11 JP JP2011153241A patent/JP2013021815A/en not_active Withdrawn
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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