JP2013055873A

JP2013055873A - バックアップ電池の充電回路

Info

Publication number: JP2013055873A
Application number: JP2011279857A
Authority: JP
Inventors: Yung-Ta Chen; 陳永達; Ching-Feng Hsieh; 謝青峰
Original assignee: Askey Technology Jiangsu Ltd; Askey Computer Corp
Current assignee: Askey Technology Jiangsu Ltd; Askey Computer Corp
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-03-21
Also published as: US20130057217A1; TW201312896A; EP2566006A2; CN103166251B; TWI473386B; US8860375B2; CN103166251A

Abstract

【課題】バックアップ電池の充電回路を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明では、ポータブル電子デバイスのバックアップ電池へ充電するために用いるバックアップ電池の充電回路を開示する。該ポータブル電子デバイスは電源供給ユニットと電子素子とを備え、該電源供給ユニットは電源を該電子素子に供給するためのものである。該バックアップ電池の充電回路は該電子素子に接続して該電子素子と該電源を共用すると共に該電源を充電電源とし、従って制御モジュールを通じて該充電電源が該バックアップ電池に給電することを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、バックアップ電池の充電回路に関し、特に、ポータブル電子デバイスのバックアップ電池の充電回路に関する。

スマートフォン、タブレットＰＣ等のポータブル電子デバイスの流行に伴い、電源の供給が非常に重要になってきた。従来のポータブル電子デバイスは、主電池以外にバックアップ電池も搭載でき、利用者にシャットダウン処理或いはデータ保存等の操作を行わせると共にデータを保護することで主電池の交換時に生じるデータ損失を防止するためのバックアップ電力を提供する。

しかしながら、現在バックアップ電池への充電方法は、例えば充電ＩＣで、通常主電池と同じ充電回路を１組別途用意し、バックアップ電池へ同じ充電を行う。こうすると回路面積が増えるだけでなくコストも増えてしまう。

そこで本発明は、回路の占用面積を大幅に増やすことなく且つコストもある程度安くなるバックアップ電池の充電回路を提供することを目的とする。

上記目的及びその他の目的を達成するため、本発明ではポータブル電子デバイスのバックアップ電池へ充電するために用いるバックアップ電池の充電回路を提供する。該ポータブル電子デバイスは電源供給ユニットと電子素子とを備え、該電源供給ユニットは電源を該電子素子に供給するためのものである。該バックアップ電池の充電回路には該電源を受けて充電電源となるため、該電子素子に接続する充電電源入力側と、外部中断制御信号を受信する第１の信号受信側を備え、該充電電源を該バックアップ電池に伝送するため、該充電電源入力側と該バックアップ電池の間に接続し、また該外部中断制御信号に基づき該充電電源から該バックアップ電池への伝送を中断する制御モジュールと、を含む。

本発明の一実施例において、該制御モジュールには過電流保護制御回路を含み、該第１の信号受信側を通じて受信した外部の過電流検出回路で生じた過電流検出信号が該中断制御信号となることで、該過電流保護制御回路を通過する該充電電源を遮断する。次に、該制御モジュールにはプログラム制御保護回路を更に含み、また外部プログラム制御信号を受信する第２の信号受信側を備える。該プログラム制御保護回路は該過電流保護制御回路と該バックアップ電池の間に接続し、該外部プログラム制御信号によって該プログラム制御保護回路を通過する該充電電源を選択的に導通或いは遮断する。

本発明の一実施例において、該過電流保護制御回路には、該充電電源入力側に接続する第１の入力側と該第１の信号受信側に接続する第１の制御側と第１の出力側とを備える第１のトランジスタと、該第１の出力側に接続する第２の入力側と該第１の信号受信側に接続する第２の制御側と該充電電源を出力するための第２の出力側とを備える第２のトランジスタと、その一端が該第２の入力側及び該第１の出力側に接続し、他端が該第２の制御側及び該第１の制御側に接続し、該過電流検出信号が該第１のトランジスタ及び該第２のトランジスタをオフにすることで該過電流保護制御回路を通過する該充電電源を遮断させることができる第１の電気抵抗と、を含む。

本発明の一実施例において、該プログラム制御保護回路には、該第２の信号受信側に接続する第３の制御側と該充電電源を出力するための第３の出力側と第３の入力側とを備える第３のトランジスタと、該第３の入力側と該第２の出力側の間に接続し、該プログラム制御信号が該第３のトランジスタのオン或いはオフを制御することで、該プログラム制御保護回路を通過する該充電電源に対応して導通又は遮断させることができる第２の電気抵抗と、を含む。

本発明の一実施例において、該第２の信号受信側に受信したプログラム制御信号は、該ポータブル電子デバイスの主電源が低電力状態になった時、該プログラム制御保護回路が該プログラム制御保護回路を通過する該充電電源を遮断することを示す。

本発明の一実施例において、該充電電源入力側が接続する電源は、該ポータブル電子デバイスのＵＳＢポートを供給電源とする。

本発明の一実施例において、該充電電源入力側が接続する電源の電圧は、４ボルト〜６ボルトとする。

これにより、本発明のバックアップ電池の充電回路は一般的な充電ＩＣを使用する必要がないため大幅にコストを削減でき、且つポータブル電子デバイスによって変換された電源を直接使用することで、更に単独で充電ＩＣを使用した時、電源に対して再度行う変換により生じる電力消費を避けることができ、変換後電源の小電流、低消費電力を利用してバックアップ電池への安定した充電を実現できる。

本発明の第１の実施例におけるバックアップ電池の充電回路を示す図である。本発明の第２の実施例におけるバックアップ電池の充電回路を示す図である。

以下、本発明の目的、特徴及び効果を更に明確に分かりやすくするため、具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。

（第１の実施例）
まず本発明の第１の実施例におけるバックアップ電池の充電回路を図１を参照しながら説明する。実施例におけるバックアップ電池の充電回路には、充電電源入力側１００と制御モジュール２００とを含む。ポータブル電子デバイスは一般的に電源供給ユニットと電子素子とを備える。該電源供給ユニットは電源を該電子素子に供給し、該充電電源入力側１００がポータブル電子デバイス内のいずれか電子素子の電力ソースに接続し、接続した電子素子と該電子素子に供給する電力を共用し、つまり該電源供給ユニットが該電子素子に供給する電源を共用する。

ポータブル電子デバイスは、内蔵されていた各電子素子の消費電力の規格に基づいて例えば主電池或いは外部電源等の主電源を複数の電源（以下、「補助電源」という）に変換して個別にこれら電子素子に供給できる。本発明の第１の実施例におけるバックアップ電池の充電回路は、該補助電源を直接使用すると共に該補助電源をバックアップ電池の充電電源となる。例を挙げると、該充電電源入力側が接続する補助電源は、該ポータブル電子デバイスのＵＳＢポートの供給電源、若しくはその他の４ボルト〜６ボルトの補助電源を使用できる。ＵＳＢポートの供給電源を使用することは、ポータブル電子デバイスのシステム全体の動作にとってより一層良い安定性がある。

次に図１を参照しながら説明する。該制御モジュール２００は第１の信号受信側ＳＳ１を備える。該制御モジュール２００が該充電電源入力側１００と該バックアップ電池３００の間に接続することで、充電電源を該バックアップ電池３００に伝送し、また該第１の信号受信側ＳＳ１が中断制御信号を受信した時、該充電電源の該バックアップ電池３００への伝送を中断する。該制御モジュール２００は図１の実施例において、過電流保護制御回路２１０を含む。過電流保護制御回路２１０が該充電電源入力側１００と該バックアップ電池３００の間に接続し、該第１の信号受信側ＳＳ１を通じて受信した外部の過電流検出回路（図示略）で生じた過電流検出信号ＯＶＰ＿ＣＳが該中断制御信号となることで、該過電流保護制御回路２１０を通過する充電電源を遮断する。通常ポータブル電子デバイスの電池は、全て過充電又は過放電の保護回路を備え、本発明の実施例は直接従来の保護回路の検出信号を利用して制御する。

実施例において、該過電流保護制御回路２１０には、第１のトランジスタ２１２と第２のトランジスタ２１４と第１の電気抵抗２１６とを含むことができる。第１のトランジスタ２１２は第１の入力側Ｓ１と第１の制御側Ｇ１と第１の出力側Ｄ１とを備える。該第１の入力側Ｓ１が該充電電源入力側１００に接続する。該第１の制御側Ｇ１が該第１の信号受信側ＳＳ１に接続する。第２のトランジスタ２１４が第２の入力側Ｓ２と第２の制御側Ｇ２と第２の出力側Ｄ２とを備える。該第２の入力側Ｓ２が該第１の出力側Ｄ１に接続する。該第２の制御側Ｇ２が該第１の信号受信側ＳＳ１に接続する。第２の出力側Ｄ２は充電電源の出力に用いる。第１の電気抵抗２１６は一端が該第２の入力側Ｓ２及び該第１の出力側Ｄ１に接続し、他端が該第２の制御側Ｇ２及び該第１の制御側Ｇ１に接続することで、該過電流検出信号ＯＶＰ＿ＣＳで該第１のトランジスタ２１２及び該第２のトランジスタ２１４をオフにし、従って該過電流保護制御回路２１０を通過する充電電源を遮断でき、つまりこれらトランジスタにおいてトランジスタをオフにするために要するバイアスを形成できる。該第１のトランジスタ２１２及び該第２のトランジスタ２１４がＰＮＰ型或いはＮＰＮ型のトランジスタとすることができる。該第１の電気抵抗２１６はトランジスタの選定によって組み合わせることができ、これは当業者が容易にその中の制御を理解できるため、ここに記述を省略する。

（第２の実施例）
次に本発明の第２の実施例におけるバックアップ電池充電回路を図２を参照しながら説明する。実施例における制御モジュール２００は、プログラム制御保護回路２２０を更に含むことができ、第２の信号受信側ＳＳ２を備える。プログラム制御保護回路２２０は、過電流保護制御回路２１０とバックアップ電池３００の間に接続し、該第２の信号受信側ＳＳ２を通じて外部のプログラム制御信号ＥＮ＿ＣＳに基づき該プログラム制御保護回路２２０を通過する充電電源を選択的に導通或いは遮断することに用いる。この保護メカニズムは、ポータブル電子デバイスに外部電源がない状態下で、且つ主電源が低電力状態になった時、主電池の負荷を軽減するため、バックアップ電池３００への充電を停止するよう該プログラム制御保護回路２２０に命令する。好ましい状況において、つまり該ポータブル電子デバイスの主電源が低電力状態になった時、該プログラム制御信号ＥＮ＿ＣＳが該プログラム制御保護回路２２０で該プログラム制御保護回路２２０を通過する充電電源を遮断させる。該ポータブル電子デバイスの主電源箇所に外部電源があった時、該プログラム制御信号ＥＮ＿ＣＳが該プログラム制御保護回路２２０で該プログラム制御保護回路２２０を通過する充電電源を投入させることも設定できる。該プログラム制御信号ＥＮ＿ＣＳがポータブル電子デバイス内のプログラム設定によって制御される。

実施例において、該プログラム制御保護回路２２０には、第３のトランジスタ２２２と第２の電気抵抗２２４とを含むことができる。第３のトランジスタ２２２は、第３の制御側Ｇ３と第３の出力側Ｓ３と第３の入力側Ｄ３とを備える。第３の制御側Ｇ３が該第２の信号受信側ＳＳ２に接続する。第３の出力側Ｄ３は該充電電源を出力するために用いる。第２の電気抵抗２２４は該第３の入力側Ｄ３と該第２の出力側Ｄ２の間に接続することで、該プログラム制御信号ＥＮ＿ＣＳが該第３のトランジスタ２２２のオン或いはオフを制御でき、従って該プログラム制御保護回路２２０を通過する該充電電源に対応して導通或いは遮断できる。

上述を取りまとめると、本発明の実施例において、簡単なトランジスタ等の素子を利用することで直接ポータブル電子デバイス内の電子素子と補助電源を共用でき、また各種保護回路と接続するため、充電ＩＣの追加設置を減少でき、コストを削減し、且つ更に一般的な充電ＩＣの電源変換時における電力損失を避け、バックアップ電池に対し安定した充電電源を供給できる。

１００充電電源入力側
２００制御モジュール
２１０過電流保護制御回路
２１２第１のトランジスタ
２１４第２のトランジスタ
２１６第１の電気抵抗
２２０プログラム制御保護回路
２２２第３のトランジスタ
２２４第２の電気抵抗
３００バックアップ電池
Ｄ１第１の出力側
Ｄ２第２の出力側
Ｄ３第３の出力側
Ｓ１第１の入力側
Ｓ２第２の入力側
Ｓ３第３の入力側
Ｇ１第１の制御側
Ｇ２第２の制御側
Ｇ３第３の制御側
ＳＳ１第１の信号受信側
ＳＳ２第２の信号受信側
ＯＶＰ＿ＣＳ過電流検出信号
ＥＮ＿ＣＳプログラム制御信号

Claims

電源を前記電子素子に供給するための電源供給ユニットと電子素子とを備えるポータブル電子デバイスのバックアップ電池へ充電するために用いられ、
前記電源を受けて充電電源となるため、前記電子素子に接続する充電電源入力側と、
外部中断制御信号を受信する第１の信号受信側を備え、前記充電電源を前記バックアップ電池に伝送するため、前記充電電源入力側と前記バックアップ電池の間に接続し、また、前記外部中断制御信号に基づき前記充電電源から該バックアップ電池への伝送を中断する制御モジュールと、
を含むことを特徴とするバックアップ電池の充電回路。
該制御モジュールには、過電流保護制御回路を含み、前記第１の信号受信側を通じて受信した外部の過電流検出回路で生じた過電流検出信号が該中断制御信号となることで、前記過電流保護制御回路を通過する前記充電電源を遮断することを特徴とする請求項１に記載のバックアップ電池の充電回路。
前記過電流保護制御回路には、
前記充電電源入力側に接続する第１の入力側と前記第１の信号受信側に接続する第１の制御側と第１の出力側とを備える第１のトランジスタと、
前記第１の出力側に接続する第２の入力側と前記第１の信号受信側に接続する第２の制御側と前記充電電源を出力するための第２の出力側とを備える第２のトランジスタと、
その一端が前記第２の入力側、及び、前記第１の出力側に接続し、他端が前記第２の制御側、及び、前記第１の制御側に接続し、前記過電流検出信号が前記第１のトランジスタ、及び、前記第２のトランジスタをオフにすることで前記過電流保護制御回路を通過する前記充電電源を遮断させることができる第１の電気抵抗と、を含むことを特徴とする請求項２に記載のバックアップ電池の充電回路。
前記制御モジュールには、プログラム制御保護回路を更に含み、また、外部プログラム制御信号を受信する第２の信号受信側を備え、前記プログラム制御保護回路は前記過電流保護制御回路と前記バックアップ電池の間に接続し、前記外部プログラム制御信号によって前記プログラム制御保護回路を通過する前記充電電源を選択的に導通、或いは、遮断することを特徴とする請求項２に記載のバックアップ電池の充電回路。
前記第２の信号受信側に受信したプログラム制御信号は、前記ポータブル電子デバイスの主電源が低電力状態になった時、前記プログラム制御保護回路が前記プログラム制御保護回路を通過する前記充電電源を遮断することを示すことを特徴とする請求項４に記載のバックアップ電池の充電回路。
前記プログラム制御保護回路には、前記第２の信号受信側に接続する第３の制御側と前記充電電源を出力するための第３の出力側と第３の入力側とを備える第３のトランジスタと、
前記第３の入力側と前記第２の出力側の間に接続し、前記プログラム制御信号が前記第３のトランジスタのオン、或いは、オフを制御することで、前記プログラム制御保護回路を通過する該充電電源に対応して導通、又は、遮断させることができる第２の電気抵抗と、を含むことを特徴とする請求項４に記載のバックアップ電池の充電回路。
前記充電電源入力側が接続する電源は、前記ポータブル電子デバイスのＵＳＢポートの供給電源、及び、電圧が４ボルト〜６ボルトとする供給電源の両者のいずれかとすることを特徴とする請求項１に記載のバックアップ電池の充電回路。