JP3442333B2 - 電源回路装置 - Google Patents

電源回路装置

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JP3442333B2 JP2000044060A JP2000044060A JP3442333B2 JP 3442333 B2 JP3442333 B2 JP 3442333B2 JP 2000044060 A JP2000044060 A JP 2000044060A JP 2000044060 A JP2000044060 A JP 2000044060A JP 3442333 B2 JP3442333 B2 JP 3442333B2
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博一 石田
弘敏 森下
富恵 田中
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Mitsubishi Electric Engineering Co Ltd
Mitsubishi Electric Corp
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  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電池を充電する
ための電源回路装置に関し、特に、携帯情報端末の本体
回路内に設置される電源回路装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電話機、ノート型パソコンお
よびビデオカメラなどの携帯情報端末が普及している。
これらの携帯情報端末には、電力を供給するための電池
が用いられている。この電池としては、一般に、充電が
可能な2次電池が用いられている。
【0003】他方、携帯情報端末の本体回路には、電池
の充電のための電源回路が設置される。図3に、従来の
携帯情報端末の本体内における電源回路の一例を示す。
【0004】図3に示すように、電源回路は、携帯情報
端末の本体回路1内に設置され、保護回路8を介して電
池2と接続される。保護回路8は、過充電等から電池を
保護するために設けられ、一般に、別途設けられた保護
回路基板上に形成される。
【0005】電源回路は、端子5〜7を介して外部と接
続され、電子回路3およびIC(Integrated circuit)回
路4と接続され、ダイオードD1,D2,D3と、抵抗
R1,R2と、MOS(Metal Oxide Semiconductor)ト
ランジスタQ1とを有する。
【0006】ダイオードD1,D2は、電子回路3また
は電池2に電流を供給する。ダイオードD3は、電池2
からの電流が抵抗R2およびMOSトランジスタQ1を
通して電子回路3に流れる(逆流)ことを防止する。抵
抗R1は、IC回路4に電流が流れ込まない場合に、ノ
ードN2に所定の電圧を印加する。
【0007】IC回路4は、抵抗R2の両側のノードN
3,N4間の電圧または一方の電圧をマイコン等の電子
回路で検出し、ノードN2を介してMOSトランジスタ
Q1のゲートに所定電圧を印加する。それにより、MO
SトランジスタQ1のゲート電圧を変化させ、端子7へ
の電流・電圧を制御する。
【0008】端子5は、たとえば卓上アダプタ出力用端
子であり、端子6は、たとえばACアダプタ出力用端子
であり、端子7は、電池2との接続用端子である。
【0009】電池2を充電する場合には、端子6に、た
とえば5.5Vの電圧を加える。このとき、IC回路4
が、ノードN3,N4間の電圧を検出するとともに抵抗
R2に流れる電流をも検出する。この検出結果に基づ
き、IC回路4は、ノードN3の電圧がたとえば4.2
VとなるようにノードN2の電圧を制御する。それによ
り、電池2に、規定電圧である4.3V以上の電圧が加
わるのを阻止することができる。
【0010】しかしながら、IC回路4が何らかの要因
で故障し、ノードN2がロウ(Low)レベルとなり、
MOSトランジスタQ1がpチャネルMOSトランジス
タである場合、MOSトランジスタQ1がオンする。
【0011】このとき、たとえば端子6の出力が5.5
Vであるとすると、ダイオードD1により0.6Vの電
圧降下があり、MOSトランジスタQ1により0.1V
の電圧降下があり、ダイオードD3により0.1V以下
の電圧降下がある(IC回路4が故障しかつ電池2への
電流が少ない場合、ダイオードD3による電圧降下量は
0.1V以下となる場合がある)。したがって、約4.
8Vの電圧が電池2に加わることとなる。
【0012】つまり、限界電圧以上の電圧が電池2に加
わることとなる。それにより、電池2が破壊することが
懸念される。かかる問題を解消すべく、上述の保護回路
8を別途設けている。この保護回路8を設けることによ
り、IC回路4が故障した場合でも、電池2を保護する
ことができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の電
源回路では、IC回路4の故障時の補償用回路部が携帯
情報端末本体の電源回路側に設けられていなかったた
め、保護回路8を別途電池2側に設ける必要があった。
そのため、電池2の小型化および軽量化が困難となり、
また製造コストも増大するという問題があった。
【0014】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものである。本発明の目的は、従来の保護
回路を省略可能な電源回路の構成とすることにより、電
池を小型化および軽量化するとともに電池を低コストで
製造可能とすることにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電源回路装
置は、電池を充電するためのものあり、電池からの逆電
流を防止する逆電流防止用素子と、この逆電流防止用素
子による電圧降下量を制御して電池を保護するための電
圧降下量制御手段とを備える。
【0016】このように電圧降下量制御手段を備えるこ
とにより、逆電流防止用素子における電圧降下量を増大
させることができる。それにより、電池に過電圧が加わ
るのを阻止することができる。
【0017】上記電源回路装置は、電池への電流の供給
を制御するスイッチ素子を有し、逆電流防止用素子は、
スイッチ素子と電池との間に設けられる。このとき、上
記電圧降下量制御手段は、逆電流防止用素子と電池との
間に接続される。
【0018】このようにスイッチ素子と電池との間に設
けられる逆電流防止用素子における電圧降下量を増大さ
せることにより、電池に過電圧が加わるのを確実に阻止
することができる。
【0019】上記電圧降下量制御手段としては、たとえ
ばバイポーラトランジスタを挙げることができる。そし
て、スイッチ素子にはMOS(Metal Oxide Semiconduct
or)トランジスタが含まれ、バイポーラトランジスタが
pnp型バイポーラトランジスタである場合には、MO
SトランジスタはpチャネルMOSトランジスタである
ことが好ましく、バイポーラトランジスタがnpn型バ
イポーラトランジスタである場合には、MOSトランジ
スタは、nチャネルMOSトランジスタであることが好
ましい。
【0020】それにより、上記のようにバイポーラトラ
ンジスタを設置することにより、逆電流防止用素子と電
池との間から所望量の電流を必要に応じて引き抜くこと
ができ、逆電流防止用素子を流れる電流量を増大させる
ことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図1および図2を用いて説明する。
【0022】(実施の形態1)図1は、この発明の実施
の形態1における電源回路を示す回路図である。この電
源回路は、電池を充電するためのものあり、携帯電話機
等の携帯情報端端末の本体回路1内に設けられる。
【0023】図1に示すように、電源回路は、端子5〜
7を介して外部と接続され、電子回路3およびIC回路
4と接続され、ダイオードD1,D2,D3と、抵抗R
1,R2,R3と、MOSトランジスタQ1と、pnp
型バイポーラトランジスタQ2とを有する。なお、図3
に示す従来例と同一の構成には、同一番号を付し、重複
説明は省略する。
【0024】本発明に係る電源回路では、リチウムイオ
ン電池等の電池2からの逆電流を防止する逆電流防止用
素子による電圧降下量を制御して電池2を保護するため
の電圧降下量制御手段を設けることを重要な特徴とす
る。
【0025】このように電圧降下量制御手段を備えるこ
とにより、逆電流防止用素子における電圧降下量を増大
させることができ、電池2に限界電圧以上の過大電圧が
加わるのを阻止することができる。
【0026】図1に示す態様では、逆電流防止用素子と
してダイオードD3を設け、電圧降下量制御手段として
pnp型バイポーラトランジスタQ2を設けている。ダ
イオードD3は、スイッチ素子としてのpチャネルMO
SトランジスタQ1と電池2との間に設けられる。pn
p型バイポーラトランジスタQ2は、ダイオードD3と
電池2との間に接続される。
【0027】IC回路4が故障してノードN2がロウ
(Low)レベルとなった場合、MOSトランジスタQ
1がオンする。このとき、ノードN2はpnp型バイポ
ーラトランジスタQ2のベースに接続されているので、
該ベースに上記ロウ(Low)レベルの電位が印加さ
れ、バイポーラトランジスタQ2のエミッタはノードN
5に接続されているので、ベースに加わる電位よりも高
い電位が印加される。
【0028】それにより、pnp型バイポーラトランジ
スタQ2がオン状態となり、pnp型バイポーラトラン
ジスタQ2に電流が流れ、ノードN5から所望量の電流
を引き抜くことができる。このとき、抵抗R3を設ける
ことにより、pnp型バイポーラトランジスタQ2に一
定の電流を流すことができる。
【0029】その結果、ダイオードD3を流れる電流量
を増加させることができ、ダイオードD3における電圧
降下量を増大することができる。具体的には、端子6の
出力が5.5Vである場合に、ダイオードD3における
電圧降下量を0.6V程度にまで増大することができ
る。
【0030】ここで、従来例の場合と同様に、ダイオー
ドD1では0.6Vの電圧降下があり、MOSトランジ
スタQ1では0.1Vの電圧降下があるので、結果とし
て4.2Vの電圧が電池2に加わることとなる。それに
より、電池2に規定電圧以上の電圧が加わることを阻止
することができ、電池2を過電圧から保護することがで
きる。その結果、従来設けていた保護回路を省略するこ
とができる。
【0031】上記のようにpnp型バイポーラトランジ
スタQ2を採用した場合には、上述のようにMOSトラ
ンジスタQ1はpチャネルMOSトランジスタであるこ
とが好ましい。それにより、IC回路4が故障した場合
に、pnp型バイポーラトランジスタQ2をオン状態と
することができ、ノードN5から所望の電流を引き抜く
ことができる。
【0032】(実施の形態2)次に、図2を用いて、本
発明の実施の形態2について説明する。図2は、この発
明の実施の形態2における電源回路を示す回路図であ
る。
【0033】図2に示すように、本実施の形態2では、
pnp型バイポーラトランジスタQ2に代えてnpn型
バイポーラトランジスタQ3を採用している。この場
合、MOSトランジスタQ1は、nチャネルMOSトラ
ンジスタとする。
【0034】MOSトランジスタQ1がnチャネルMO
Sトランジスタの場合、IC回路4の異常時の出力がハ
イ(High)レベルとなる。よって、npn型バイポ
ーラトランジスタQ3を設置することにより、このnp
n型バイポーラトランジスタQ3をオン状態とすること
ができる。
【0035】それにより、前述の実施の形態1の場合と
同様に、ノードN5から所望の電流量を引き抜くことが
でき、ダイオードD3における電圧降下量を増大するこ
とができる。その結果、電池2に過電圧が印加されるの
を阻止することができ、電池2を保護することができ
る。
【0036】なお、npn型バイポーラトランジスタQ
3を使用する場合には、図2に示すように、ダイオード
D4,D5や、抵抗R4を設置することが好ましい。
【0037】以上のように本発明の実施の形態について
説明したが、上述の実施の形態はあくまでも例示であ
り、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではな
い。
【0038】たとえば、電池2からの逆電流を防止でき
るものであれば、ダイオードD3以外の素子や回路を使
用することができる。また、電圧降下量制御手段の一例
としてバイポーラトランジスタを挙げたが、それ以外の
素子や回路を用いて逆電流防止用素子の電圧降下量を制
御してもよい。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電源回路装
置によれば、電源回路における中間段階の回路が壊れた
場合でも電池に限界電圧が加わるのを阻止することがで
きるので、電池側に別途設けていた従来のような保護回
路を省略することができる。それにより、電池の小型化
および軽量化が可能となるばかりでなく製造コストをも
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1における電源回路の
回路図である。
【図2】 この発明の実施の形態2における電源回路の
回路図である。
【図3】 従来の電源回路の回路図である。
【符号の説明】
1 本体回路、2 電池、3 電子回路、4 IC回
路、5〜7 端子、D1〜D5 ダイオード、N1〜N
5 ノード、Q1 MOSトランジスタ、Q2pnp型
バイポーラトランジスタ、Q3 npn型バイポーラト
ランジスタ、R1〜R4 抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森下 弘敏 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 田中 富恵 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−227045(JP,A) 特開 平9−107075(JP,A) 特開 平8−251818(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電池を充電するための電源回路装置であ
    って、 記電池からの逆電流を防止する逆電流防止用素子と、 前記逆電流防止用素子による電圧降下量を制御して前記
    電池を保護するための電圧降下量制御手段と、前記電池への電流の供給を制御するスイッチ素子と、
    備え 前記逆電流防止用素子は、前記スイッチ素子と前記電池
    との間に設けられ、 前記電圧降下量制御手段は、前記逆電流防止用素子と前
    記電池との間に接続される、 電源回路装置。
  2. 【請求項2】 前記電圧降下量制御手段は、バイポーラ
    トランジスタを含む、請求項に記載の電源回路装置。
  3. 【請求項3】 前記バイポーラトランジスタは、pnp
    型バイポーラトランジスタであり、前記スイッチ素子はMOS(Metal Oxide Semiconducto
    r)トランジスタを含み、 前記MOSトランジスタは、pチャネルMOSトランジ
    スタである、請求項に記載の電源回路装置。
  4. 【請求項4】 前記バイポーラトランジスタは、npn
    型バイポーラトランジスタであり、前記スイッチ素子はMOS(Metal Oxide Semiconducto
    r)トランジスタを含み、 前記MOSトランジスタは、nチャネルMOSトランジ
    スタである、請求項に記載の電源回路装置。
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