JP4597162B2 - Charge control circuit and equipment - Google Patents
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Description
本発明は、携帯電話等の機器に内蔵された二次電池の充電を行う充電制御技術に関する。 The present invention relates to a charge control technique for charging a secondary battery built in a device such as a mobile phone.
従来から、携帯電話等の携帯機器には、内蔵された二次電池の充電を外部から供給された電力で行う充電制御回路が備えられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a mobile device such as a mobile phone has been provided with a charge control circuit that charges a built-in secondary battery with power supplied from the outside.
図5は、従来の充電制御回路の概略構成を示すブロック図である。充電制御回路1は、二次電池3に充電電流I3を供給する回路である。図5に於いて、充電制御回路1は、外部電源2〜二次電池3間に挿入された充電スイッチ4と、充電電圧を検出し充電スイッチ4を制御する定電圧定電流制御回路5と、逆流防止素子6と、充電電流検出用抵抗7と、その端子間電圧によって充電電流I3を検出する充電電流検出回路8とから構成されている。そして、充電制御回路1は、二次電池3と充電電流検出用抵抗7との間の節点より電力を取り出して、取り出した電力を装置各部へ供給している。又、装置本体と二次電池3とは、コネクタを介して接続されている。
FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional charge control circuit. The
上記構成において、外部電源2から電力が供給されると、定電圧定電流制御回路5により充電スイッチ4がオンされ、充電電流I3が流れる。その充電電流I3により生じた充電電流検出用抵抗7の端子間電圧を充電電流検出回路8で検出し、定電圧定電流制御回路5により、充電スイッチ4が制御され定電流充電制御を行う。次に、電池電圧が規定値に達すると、定電圧定電流制御回路5により充電スイッチ4が制御されて定電圧充電制御に切換る。その後、徐々に充電電流I3が減少し規定値以下になると、定電圧定電流制御回路5により充電スイッチ4がオフされ、充電が完了する。充電中及び非充電中に関係なく、装置各部への電力供給は、二次電池3と充電電流検出用抵抗7との間より取り出されている(例えば、特許文献1参照。)。
In the above configuration, when power is supplied from the
図6は、図5の充電制御回路に加えて、装置各部〜二次電池3間に挿入された装置電流検出用抵抗9と、その端子間電圧によって装置電流I2を検出する装置電流検出回路10とで構成されている。
6 shows, in addition to the charging control circuit of FIG. 5, a device current detection resistor 9 inserted between each part of the device and the
上記構成において、充電電流I3と装置各部で消費される装置電流I2とを検出し、(充電電流I3−装置電流I2)より、二次電池3へ流れる充電電流I1を算出している(例えば、特許文献2参照)。
In the above configuration, the charging current I3 and the device current I2 consumed by each part of the device are detected, and the charging current I1 flowing to the
図5の従来の充電制御回路では、上記の様に装置各部への電力を二次電池と充電電流検出用抵抗との間より取り出しているため、充電電流検出回路で検出される充電電流は、装置各部で消費される装置電流を含んでおり、二次電池へ流れる電流を正確に検出することが出来ない。そのため、装置電流が大きい場合には、充電電流が規定値以下にならず、充電が完了しないという問題点があった。 In the conventional charge control circuit of FIG. 5, since the power to each part of the apparatus is taken out between the secondary battery and the charge current detection resistor as described above, the charge current detected by the charge current detection circuit is The device current consumed by each part of the device is included, and the current flowing to the secondary battery cannot be accurately detected. For this reason, when the apparatus current is large, the charging current does not fall below a specified value, and charging is not completed.
又、図6に示す従来の充電制御回路では、上記の通り装置各部〜二次電池間に装置電流検出用抵抗が挿入されているため、二次電池へ流れる充電電流を正確に検出することが出来るが、非充電時には、装置電流検出用抵抗により電圧ロスが発生してしまう。そのため、二次電池の消耗が早くなってしまうという問題点があった。 In the conventional charge control circuit shown in FIG. 6, since the device current detection resistor is inserted between each part of the device and the secondary battery as described above, the charging current flowing to the secondary battery can be accurately detected. However, a voltage loss occurs due to the device current detection resistor during non-charging. For this reason, there is a problem that the secondary battery is consumed quickly.
そこで、本発明は、斯かる技術状況に鑑みて、装置各部で電流が消費されている場合でも、二次電池へ流れる充電電流を正確に検出することが出来、且つ、非充電時には、二次電池から電圧ロス無く電力を装置各部へ供給することが可能な充電制御回路を提供することを、その目的としている。 Therefore, in view of such a technical situation, the present invention can accurately detect the charging current flowing to the secondary battery even when current is consumed in each part of the device, and at the time of non-charging, An object of the present invention is to provide a charge control circuit capable of supplying power from a battery to each part of the apparatus without voltage loss.
この発明の主題は、機器に内蔵された二次電池に充電電流を供給するための充電制御回路であって、前記機器の外部電源にその一端が接続された充電スイッチと、前記充電スイッチの他端に接続された第1端子、及び、コネクタを介して前記二次電池に接続されると共に前記機器の装置各部に装置電流を供給するための信号線の一端が接続された前記充電制御回路用基板上の第1節点に接続された第2端子を有する逆流防止素子と、前記装置各部で消費される装置電流I2に加えて定電流I4を発生させる定電流負荷回路と、前記第1節点に接続された第1入力端子及び前記コネクタを介して前記第1節点に接続される前記二次電池側の第2節点に接続される第2入力端子を有しており、前記装置電流I2のみを流したときの前記第1接点と前記第2接点との間の電位差ΔV2と、前記装置電流I2と前記定電流I4とを流したときの前記第1接点と前記第2接点との間の電位差ΔV24とを検出し、前記電位差ΔV2、前記電位差ΔV24及び前記定電流I4の値に基づいて前記第1節点と前記第2節点間のロスを充電電流検出用抵抗として検出するロス検出回路と、前記第1節点に接続された第1入力端子、前記第2節点に接続される第2入力端子及び前記ロス検出回路の出力端子に接続された第3入力端子を有しており、前記ロス検出回路が検出した前記第1節点と前記第2節点間の前記ロスを使用して前記第1節点と前記第2節点間に流れる前記二次電池の前記充電電流を検出する充電電流検出回路と、前記第1節点に接続された第1入力端子、前記充電電流検出回路の出力端子に接続された第2入力端子及び前記充電スイッチの制御端子に接続された出力端子を有しており、前記ロス検出回路による前記第1節点と前記第2節点間の前記ロスの検出後に、前記充電スイッチをオン状態に制御して前記逆流防止素子を介して前記第1節点と前記第2節点間に前記二次電池の前記充電電流を流し、前記充電電流検出回路で検出された前記充電電流の値に基づき前記充電スイッチを制御して定電流充電制御を行うと共に、前記第1節点の充電電圧が第1規定値以上となったか否かを判定して前記第1節点の前記充電電圧が前記第1規定値に達したときには前記充電スイッチを制御して定電圧充電制御を行い、定電圧充電制御後に前記充電電流検出回路で検出された前記充電電流の値が第2規定値以下になったときには前記充電スイッチをオフ状態に制御する定電圧定電流制御回路とを備えたことを特徴とする。
The subject of the present invention is a charge control circuit for supplying a charging current to a secondary battery incorporated in a device , the charge switch having one end connected to an external power source of the device , and other than the charge switch the first terminal is connected to the end, and, for the charge control circuit to which one end of the signal line is connected for supplying the device current to each part of the device the device is connected to the secondary battery via a connector A backflow prevention element having a second terminal connected to the first node on the substrate; a constant current load circuit for generating a constant current I4 in addition to the device current I2 consumed by each part of the device; and the first node A second input terminal connected to the second node on the secondary battery side connected to the first node through the connector and the first input terminal connected ; The first contact when flowing The potential difference ΔV2 between the second contact and the potential difference ΔV24 between the first contact and the second contact when the device current I2 and the constant current I4 are supplied are detected, and the potential difference ΔV2 is detected. A loss detection circuit for detecting a loss between the first node and the second node as a charging current detection resistor based on the potential difference ΔV24 and the value of the constant current I4; and a first node connected to the first node. An input terminal; a second input terminal connected to the second node; and a third input terminal connected to the output terminal of the loss detection circuit; the first node detected by the loss detection circuit; A charging current detection circuit for detecting the charging current of the secondary battery flowing between the first node and the second node using the loss between the second nodes; a first connected to the first node; Input terminal, output terminal of the charging current detection circuit A second input terminal connected to a child and an output terminal connected to the control terminal of the charging switch, and after the loss detection between the first node and the second node by the loss detection circuit, The charging current of the secondary battery is caused to flow between the first node and the second node through the backflow prevention element by controlling the charging switch to an on state, and the charging detected by the charging current detection circuit Based on the current value, the charging switch is controlled to perform a constant current charging control, and it is determined whether the charging voltage at the first node is equal to or higher than a first specified value, and the charging voltage at the first node is determined. When the battery reaches the first specified value, the charging switch is controlled to perform constant voltage charging control, and the value of the charging current detected by the charging current detection circuit after the constant voltage charging control is less than or equal to the second specified value. When it becomes Characterized in that a constant-voltage constant-current control circuit for controlling turns off the electric switch.
以下、この発明の主題の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。 Hereinafter, various embodiments of the subject of the present invention will be described in detail along with the effects and advantages thereof with reference to the accompanying drawings.
本発明の主題によれば、充電時には、二次電池へ流れる充電電流のみを検出することが出来るため、装置各部で消費される装置電流が如何なる場合であっても、充電を完了することが可能となる。しかも、非充電時には、二次電池から電圧ロス無く電力を装置各部へ供給することが出来る。 According to the subject of the present invention, only the charging current flowing to the secondary battery can be detected during charging, so that charging can be completed regardless of the device current consumed by each part of the device. It becomes. In addition, at the time of non-charging, power can be supplied from the secondary battery to each part of the device without voltage loss.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る充電制御回路を備えた携帯電話の構成を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a mobile phone including a charge control circuit according to
図1に示す通り、携帯電話は、主に各構成部の制御を行う制御部13と、基地局との間で無線信号の通信を行う無線部14と、変復調処理を行うベースバンド部15と、音声信号のA/D変換又はD/A変換を行う音声信号処理部16と、アドレス帳やメロディなどの各種データを記憶する記憶部17と、日時やユーザ操作情報等を表示する表示部18と、ダイヤルなどのユーザ操作を入力する操作部19と、各構成部に電力を供給する電源部20と、リチウムイオン等から成る二次電池3と、二次電池3の充電制御を行う充電部(充電制御回路)21と、二次電池3を充電するために電力を供給する外部電源2とで構成される。
As shown in FIG. 1, the mobile phone mainly includes a
次に、本実施の形態に係る充電制御回路の動作を、図2及び図3を参照しながら、説明する。 Next, the operation of the charge control circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図2は、充電制御回路1の概略構成を示すブロック図である。充電制御回路1は、二次電池3に充電電流I1を供給する回路である。同回路1は、外部電源2〜二次電池3間に挿入された充電スイッチ4と、充電電圧を検出して充電スイッチ4を制御する定電圧定電流制御回路5と、逆流防止素子6と、二次電池3へ流れる充電電流I1を検出する充電電流検出回路8と、その間に接続用コネクタ等を介した第1節点A−第2節点B間のロスを検出するロス検出回路11と、ロス検出のための定電流負荷回路12とから構成されており、A点と逆流防止素子6との間より取り出した電力を装置各部へ供給している。又、装置本体と二次電池3とは、コネクタを介して接続されている。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
図2の充電制御回路1では、既述の通り、図5の従来例回路とは違い、装置各部へ供給すべき電力をA点と逆流防止素子6との間より取り出しているため、二次電池3へ流れる充電電流I1を正確に検出することが可能となる。
In the
図3は、図2の充電制御回路1に於ける充電の制御を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing charge control in the
先ず、充電制御回路1に外部電源2が接続される前、若しくは、外部電源2が接続された後に、装置本体〜二次電池3間(A点〜B点間)のロス測定を行う(ステップS1)。ロス測定に関しては、装置各部で消費される装置電流I2のみで、装置本体〜二次電池3間(A点〜B点間)の電位差ΔV2を、ロス検出回路11で検出する(ステップS11)。その後に、定電流負荷回路12より定電流I4を発生させ、(装置電流I2+定電流I4)での動作時の装置本体〜二次電池3間(A点〜B点間)の電位差ΔV24を、ロス検出回路11で検出する(ステップS12)。更に、ロス検出回路11は、上記検出結果を基に、装置本体〜二次電池3間(A点〜B点間)のロスを、(ΔV24−ΔV2)÷I4の式より算出する(ステップS13)。この算出されたロスを「充電電流検出用抵抗」として使用する。
First, before the
次に、定電圧定電流制御回路5により充電スイッチ4がオンされ、二次電池3へ流れる充電電流I1が流れる。そして、上記ロスを使用して、二次電池3へ流れる充電電流I1を充電電流検出回路8で検出し、その検出結果に基づき定電圧定電流制御回路5は充電スイッチ4を制御して定電流充電制御を行う(ステップS2)。
Next, the
次に、A点に接続されている定電圧定電流制御回路5は二次電池3の充電電圧の判定を行い、電池電圧が規定値(第1規定値)に達すると(ステップS3)、定電圧定電流制御回路5は充電スイッチ4を制御して、定電流充電制御から定電圧充電制御に切換る(ステップS4)。
Next, the constant voltage constant current control circuit 5 connected to the point A determines the charging voltage of the
その後、徐々に充電電流I1が減少し、充電電流I1が規定値(第2規定値)以下になるのを充電電流検出回路8が検出すると(ステップS5)、充電電流検出回路8はその判定結果を定電圧定電流制御回路5に送信し、当該判定結果を受信した定電圧定電流制御回路5は充電スイッチ4をオフに制御し、充電が完了する(ステップS6)。
Thereafter, when the charging current detection circuit 8 detects that the charging current I1 gradually decreases and the charging current I1 becomes equal to or less than the specified value (second specified value) (step S5), the charging current detection circuit 8 determines the result of the determination. Is transmitted to the constant voltage / constant current control circuit 5, and the constant voltage / constant current control circuit 5 having received the determination result controls the
以上の様に、図5の回路とは異なり、逆流防止素子6に一端が接続された充電電流検出用抵抗7を用いておらず、その代わりに必ず発生する装置本体〜二次電池3間(A点〜B点間)の基板パターン及びコネクタ接触の抵抗を充電電流検出用抵抗として使用するため、充電時に於いては、二次電池3へ流れる充電電流I1を正確に検出することが可能となり、装置各部に流れる装置電流I2の如何に拘らず、確実に二次電池3の充電動作を完了させることが出来る。しかも、図2の充電制御回路は、図6の回路とは異なり、装置電流検出用抵抗9を用いることなく、単にA点と逆流防止素子6の一端との間から信号線によって装置各部へ供給すべき電力を取り出しているため、非充電時に於いては、二次電池3から電圧ロス無く電力を装置各部へ供給することが出来る。
As described above, unlike the circuit of FIG. 5, the charging current detection resistor 7 having one end connected to the
(実施の形態2)
実施の形態1では、充電時には、装置各部で消費される装置電流I2に影響を受けることなく、二次電池3へ流れる充電電流I1を正確に検出し、且つ、非充電時には、二次電池3から電圧ロスなく電力を装置各部へ供給出来る充電制御回路について説明した。
(Embodiment 2)
In
更に、本実施の形態では、図2の回路を援用した上で(但し、ロス検出回路11の他の出力端は、定電圧定電流制御回路5に接続される。)、図4の充電の制御を示すフローチャートに示す様に、A点〜B点間のロスの測定(ステップS1)と定電流充電(ステップS3)との間に、(1)ロス検出回路11がA点〜B点間のロスが規定値(第3規定値)を越えているか否かを判定するロス判定(ステップS7)と、(2)A点〜B点間のロスが上記規定値を越えているときには、ロス検出回路11の判定結果を受けて定電圧定電流制御回路5が充電スイッチ4をオフに制御して充電を停止してしまい、その充電停止を受けて携帯電話の表示部18に充電停止の警告を表示する「充電停止及び警告」(ステップS8)とを追加する。
Further, in the present embodiment, the circuit of FIG. 2 is used (however, the other output terminal of the
この場合には、ロス検出回路11が予め設定しておいたロス値と比較することで、装置本体〜二次電池3間(A点〜B点間)に異物やコネクタの腐食などで生じるロスを検出することが出来る。この接続チェック機能を有することで、ロス増大による二次電池3の不要な消耗を防ぐことが可能となる。
In this case, the
(付記)
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
(Appendix)
While the embodiments of the present invention have been disclosed and described in detail above, the above description exemplifies aspects to which the present invention can be applied, and the present invention is not limited thereto. In other words, various modifications and variations to the described aspects can be considered without departing from the scope of the present invention.
本発明に係る充電制御回路は、携帯電話等の携帯機器に内蔵された二次電池の充電制御に適用して好適である。 The charge control circuit according to the present invention is suitable for application to charge control of a secondary battery built in a portable device such as a mobile phone.
1 充電制御回路、2 外部電源、3 二次電池、4 充電スイッチ、5 定電圧定電流制御回路、6 逆流防止素子、7 充電電流検出用抵抗、8 充電電流検出回路、9 装置電流検出用抵抗、10 装置電流検出回路、11 ロス検出回路、12 定電流負荷回路、13 制御部、14 無線部、15 ベースバンド部、16 音声信号処理部、17 記憶部、18 表示部、19 操作部、20 電源部、21 充電部(充電制御回路)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記機器の外部電源にその一端が接続された充電スイッチと、
前記充電スイッチの他端に接続された第1端子、及び、コネクタを介して前記二次電池に接続されると共に前記機器の装置各部に装置電流を供給するための信号線の一端が接続された前記充電制御回路用基板上の第1節点に接続された第2端子を有する逆流防止素子と、
前記装置各部で消費される装置電流I2に加えて定電流I4を発生させる定電流負荷回路と、
前記第1節点に接続された第1入力端子及び前記コネクタを介して前記第1節点に接続される前記二次電池側の第2節点に接続される第2入力端子を有しており、前記装置電流I2のみを流したときの前記第1接点と前記第2接点との間の電位差ΔV2と、前記装置電流I2と前記定電流I4とを流したときの前記第1接点と前記第2接点との間の電位差ΔV24とを検出し、前記電位差ΔV2、前記電位差ΔV24及び前記定電流I4の値に基づいて前記第1節点と前記第2節点間のロスを充電電流検出用抵抗として検出するロス検出回路と、
前記第1節点に接続された第1入力端子、前記第2節点に接続される第2入力端子及び前記ロス検出回路の出力端子に接続された第3入力端子を有しており、前記ロス検出回路が検出した前記第1節点と前記第2節点間の前記ロスを使用して前記第1節点と前記第2節点間に流れる前記二次電池の前記充電電流を検出する充電電流検出回路と、
前記第1節点に接続された第1入力端子、前記充電電流検出回路の出力端子に接続された第2入力端子及び前記充電スイッチの制御端子に接続された出力端子を有しており、前記ロス検出回路による前記第1節点と前記第2節点間の前記ロスの検出後に、前記充電スイッチをオン状態に制御して前記逆流防止素子を介して前記第1節点と前記第2節点間に前記二次電池の前記充電電流を流し、前記充電電流検出回路で検出された前記充電電流の値に基づき前記充電スイッチを制御して定電流充電制御を行うと共に、前記第1節点の充電電圧が第1規定値以上となったか否かを判定して前記第1節点の前記充電電圧が前記第1規定値に達したときには前記充電スイッチを制御して定電圧充電制御を行い、定電圧充電制御後に前記充電電流検出回路で検出された前記充電電流の値が第2規定値以下になったときには前記充電スイッチをオフ状態に制御する定電圧定電流制御回路とを備えたことを特徴とする、
充電制御回路。 A charge control circuit for supplying a charging current to a secondary battery built in the device ,
A charging switch having one end connected to an external power source of the apparatus,
The first terminal connected to the other end of the charging switch, and one end of the signal line for supplying the device current to each part of the device the device is connected to the secondary battery through the connector is connected A backflow prevention element having a second terminal connected to a first node on the charge control circuit board;
A constant current load circuit for generating a constant current I4 in addition to a device current I2 consumed in each part of the device;
A first input terminal connected to the first node and a second input terminal connected to the second node on the secondary battery side connected to the first node via the connector ; A potential difference ΔV2 between the first contact and the second contact when only the device current I2 flows, and the first contact and the second contact when the device current I2 and the constant current I4 flow. A potential difference ΔV24 between the first node and the second node is detected as a charging current detection resistor based on the potential difference ΔV2, the potential difference ΔV24, and the constant current I4. A detection circuit;
A first input terminal connected to the first node; a second input terminal connected to the second node; and a third input terminal connected to an output terminal of the loss detection circuit; A charging current detection circuit for detecting the charging current of the secondary battery flowing between the first node and the second node using the loss between the first node and the second node detected by a circuit;
A first input terminal connected to the first node; a second input terminal connected to the output terminal of the charging current detection circuit; and an output terminal connected to a control terminal of the charge switch; After detecting the loss between the first node and the second node by a detection circuit, the charging switch is controlled to be in an on state, and the second node is connected between the first node and the second node via the backflow prevention element. The charging current of the secondary battery is allowed to flow, the charging switch is controlled based on the value of the charging current detected by the charging current detection circuit to perform constant current charging control, and the charging voltage at the first node is first. When the charging voltage at the first node reaches the first specified value by determining whether or not it is equal to or higher than a specified value, the charging switch is controlled to perform constant voltage charging control, and after the constant voltage charging control, Charge current detection times Characterized in that a constant-voltage constant-current control circuit for controlling the charging switch in an OFF state when the value of the charging current in detected is equal to or less than a second predetermined value,
Charge control circuit.
前記ロス検出回路は、前記第1節点と前記第2節点間の前記ロスが第3規定値以上であるか否かを判定し、前記ロスが前記第3規定値以上であるときには、前記定電圧定電流制御回路に対して充電停止を指示することを特徴とする、
充電制御回路。 The charge control circuit according to claim 1,
The loss detection circuit determines whether or not the loss between the first node and the second node is equal to or greater than a third specified value, and when the loss is equal to or greater than the third specified value, the constant voltage Instructing the constant current control circuit to stop charging,
Charge control circuit.
前記二次電池に充電電流を供給するための請求項1又は2に記載の前記充電制御回路とを具備することを特徴とする、
機器。 A secondary battery,
The charging control circuit according to claim 1 or 2 for supplying a charging current to the secondary battery.
Equipment .
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