JP2013229969A - 充電制御回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
入力電源から電池の充電に用いる出力電圧を、電池が接続される端子に生成する充電回路を制御する充電制御回路であって、入力電源からの入力電流が第1電流より小さい場合、コンデンサを充電し、入力電流が第1電流より大きい場合、コンデンサを放電する充放電回路と、入力電流が第1電流と比べて大きい第2電流より大きくなると、コンデンサを放電する放電回路と、コンデンサの充電電圧及び出力電圧の最大値に応じた基準電圧のうち低い方の電圧と、出力電圧に応じた帰還電圧との誤差を増幅する誤差増幅回路と、入力電流が供給されるインダクタと、オンされるとインダクタに流れるインダクタ電流を増加させるトランジスタとを含み、トランジスタがオフの際にインダクタ電流を端子に供給して出力電圧を上昇させる昇圧回路のトランジスタを、誤差が小さくなるようにスイッチングする駆動回路と、を備える。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明を適用した充電回路10の構成を示す図である。充電回路10は、2セルのリチウムイオン電池(以下、単に電池と称する)15,16を、定電流または定電圧で充電する回路である。なお、1セルのリチウムイオン電池の電圧は、例えば、2.4Vから4.2Vまで変化するため、2セルの電池15,16に発生する電圧は、4.8V〜8.4Vとなる。また、充電回路10は、例えばUSB(Universal Serial Bus)バスから供給される電源17に基づいて、電池15,16を充電する。
==定電流充電==
まず、電圧Vcapが基準電圧Vrefよりも低く、充電回路10が定電流で電池15,16を充電する際の動作を説明する。
前述のように、電池15,16を定電流で充電し続けると、電池電圧Vbatが上昇する。そして、電池電圧Vbatが最大値である8.4Vに近づくと、トランスコンダクタンスアンプ62は、出力電圧Voutが8.4Vより高くなるよう、コンデンサ23を充電する。この結果、電圧Vcapは、出力電圧Voutが8.4Vの際の基準電圧Vrefよりも高くなる。このため、本実施形態では、電池電圧Vbatが最大値である8.4Vに近づくと、スイッチング回路53は、帰還電圧Vfbのレベルが、基準電圧Vrefのレベルに一致するよう、NMOSトランジスタ31,32をスイッチングすることになる。つまり、充電回路10は、充電電圧Vbatが高くなると、入力電流Iinを電流I1に一致させて電池15,16を定電流で充電する定電流モードから、8.4Vの出力電圧Voutで電池15,16を充電する定電圧モードで動作する。
つぎに、図3を参照しつつ、充電余地が十分ある電池15,16が端子Gに接続された際の充電回路10の動作について説明する。なお、図3は、電池15,16が端子Gに接続される前後における充電回路10の主要な波形を示す図である。また、本実施形態では、端子Gに接続されているマイコン等の負荷(不図示)の消費電流は、電流I1より十分小さいこととする。
15,16 電池
17 電源
20 充電制御IC
21〜24,95 コンデンサ
25 インダクタ
26,46,90〜92 抵抗
30〜32 NMOSトランジスタ
33 入力電流検出回路
34 出力電流検出回路
35 スイッチング制御回路
50 充放電回路
51 放電回路
52 判定回路
53 スイッチング回路
60 レジスタ
61,70 バイアス電圧生成回路
62 トランスコンダクタンスアンプ
71 コンパレータ
72,SW スイッチ
73 定電流回路
93 基準電圧回路
94 オペアンプ
96 駆動回路
Claims (5)
- 入力電源から電池の充電に用いる出力電圧を、前記電池が接続される端子に生成する充電回路を制御する充電制御回路であって、
前記入力電源からの入力電流が第1電流より小さい場合、コンデンサを充電し、前記入力電流が前記第1電流より大きい場合、前記コンデンサを放電する充放電回路と、
前記入力電流が前記第1電流と比べて大きい第2電流より大きくなると、前記コンデンサを放電する放電回路と、
前記コンデンサの充電電圧及び前記出力電圧の最大値に応じた基準電圧のうち低い方の電圧と、前記出力電圧に応じた帰還電圧との誤差を増幅する誤差増幅回路と、
前記入力電流が供給されるインダクタと、オンされると前記インダクタに流れるインダクタ電流を増加させるトランジスタとを含み、前記トランジスタがオフの際に前記インダクタ電流を前記端子に供給して前記出力電圧を上昇させる昇圧回路の前記トランジスタを、前記誤差が小さくなるようにスイッチングする駆動回路と、
を備えることを特徴とする充電制御回路。 - 請求項1に記載の充電制御回路であって、
前記放電回路は、
オンされると前記コンデンサを放電するよう、前記コンデンサに接続されたスイッチと、
前記入力電流が前記第2電流より大きくなると、前記スイッチをオンし、前記入力電流が前記第2電流より小さくなると、前記スイッチをオフする制御回路と、
を含むことを特徴とする充電制御回路。 - 請求項2に記載の充電制御回路であって、
前記放電回路は、
前記スイッチがオンとなると前記コンデンサを定電流で放電する定電流回路を更に含むこと、
を特徴とする充電制御回路。 - 請求項1〜3の何れか一項に記載の充電制御回路であって、
前記第1電流の大きさを示すデータを記憶する記憶回路と、
前記記憶回路に記憶された前記データに応じた第1電圧を生成する電圧生成回路と、
を更に備え、
前記充放電回路は、
前記第1電圧及び前記入力電流に応じた第2電圧に基づいて、前記入力電流が前記第1電流より小さい場合、前記コンデンサを充電し、前記入力電流が前記第1電流より大きい場合、前記コンデンサを放電すること、
を特徴とする充電制御回路。 - 請求項1〜4の何れか一項に記載の充電制御回路であって、
前記第2電流と比べて大きい第3電流より、前記トランジスタに流れる電流が大きいか否かを判定する判定回路を更に備え、
前記駆動回路は、
前記第1トランジスタに流れる電流が前記第3電流より小さい場合、前記誤差が小さくなるように前記トランジスタをスイッチングし、前記トランジスタに流れる電流が前記第3電流より大きい場合、前記トランジスタをオフすること、
を特徴とする充電制御回路。
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