JP4976745B2

JP4976745B2 - バッテリ充電制御回路及び携帯用電子機器

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Publication number: JP4976745B2
Application number: JP2006147351A
Authority: JP
Inventors: 哲郎橋本; 勲山本; 義和佐々木
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2026-05-26
Also published as: US20080001574A1; US7843172B2; CN101079551A; JP2007318946A

Description

本発明は、ＣＰＵから送信された充電制御信号に応じてバッテリの充電制御を行うように構成されているバッテリ充電制御回路及び携帯用電子機器に関する。

従来、ＣＰＵから送信された充電制御信号に応じてバッテリの充電制御を行うように構成されているバッテリ充電制御ＬＳＩ（バッテリ充電制御回路）が知られている。図４及び図５を参照して、かかるバッテリ充電制御ＬＳＩの一例について説明する。

図４に示すように、かかるバッテリ充電制御ＬＳＩ４には、充電回路１１及びレギュレータ１２が設けられている。

充電回路１１は、ＡＣアダプタの挿入（バッテリ電圧Ｖ_ＡＣの印加）の検出によって起動した後、ＣＰＵ１に対して、ＡＣアダプタの挿入を検出したことを通知するためのアダプタ検出信号（割り込み信号）を送信するように構成されている。

また、充電回路１１は、ＣＰＵ１から送信された充電制御信号に応じて、ｐＭＯＳ型トランジスタスイッチのＯＮ/ＯＦＦ制御によって、ＡＣアダプタ電圧Ｖ_ＡＣをバッテリ２に対して印加するか否かを切り替えるように構成されている。

レギュレータ１２は、バッテリ２の挿入（バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴの印加）の検出によって起動した後、起動信号を用いてＣＰＵ１を起動するように構成されている。

ＣＰＵ１は、レギュレータ１２から送信された起動信号（レギュレータ電圧Ｖ_ＲＥＧの印加）の検出によって起動するように構成されている。

また、ＣＰＵ１は、上述の起動信号の検出によって起動した後、充電回路１１から送信されたアダプタ検出信号に応じて、上述の充電制御信号を生成して送信するように構成されている。

図５を参照して、かかるバッテリ充電制御ＬＳＩ４を備えた携帯用電子機器においてバッテリの充電制御を行う動作について説明する。

図５に示すように、レギュレータ１２は、ステップＳ２０１において、バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴの印加を検出した場合、すなわち、バッテリ２の挿入を検出した場合に、ステップＳ２０２において、起動する。

ステップＳ２０３において、レギュレータ１２は、起動信号を用いてＣＰＵ１を起動する。

その後、ステップＳ２０４において、充電回路１１は、ＡＣアダプタ電圧Ｖ_ＡＣの印加を検出した場合、すなわち、ＡＣアダプタの挿入を検出した場合に、起動し、割り込み信号として、その旨を通知するためのアダプタ検出信号をＣＰＵ１に送信する。

ＣＰＵ１は、ステップＳ２０５において、充電回路１１から送信されたアダプタ検出信号を検出すると、ステップＳ２０６において、当該アダプタ検出信号に応じて、上述の充電制御信号を生成して充電回路１１に送信する。

その後、充電回路１１は、ＣＰＵ１から受信した充電制御信号に応じて、ｐＭＯＳ型トランジスタスイッチのＯＮ/ＯＦＦ制御することによって、バッテリ２の充電制御を行う。
特開平６-１３３４７１号公報

しかしながら、従来のバッテリ充電制御ＬＳＩ４では、バッテリ２が挿入された後は、電源がＯＦＦになっており、かつ、ＡＣアダプタが挿入されていない場合であっても、常時、バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴによりレギュレータ１２が動作し、かつ、レギュレータ電圧によりＣＰＵ１が動作している状態となっているため、バッテリ２の消費電力が増大してバッテリの持続時間が短くなってしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、ＣＰＵから送信された充電制御信号に応じてバッテリの充電制御を行う際に、バッテリの消費電力を抑制して持続時間を長くすることを可能とするバッテリ充電制御回路及び携帯用電子機器を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、ＣＰＵから送信された充電制御信号に応じてバッテリの充電制御を行うように構成されているバッテリ充電制御回路であって、充電回路と、ＯＮ要因検出回路と、発振回路と、起動制御回路とを備え、前記充電回路は、印加されたＡＣアダプタ電圧が正常電圧範囲であるか否かを判定し、正常電圧範囲である場合に、前記ＣＰＵと前記ＯＮ要因検出回路と前記起動制御回路とに対して、ＡＣアダプタの挿入を検出したことを通知するためのアダプタ検出信号を送信し、前記ＣＰＵから送信された充電制御信号に応じて、前記ＡＣアダプタ電圧を前記バッテリに対して印加するか否かを切り替えるように構成されており、前記ＯＮ要因検出回路は、前記アダプタ検出信号の検出により起動し、前記充電回路から送信された前記アダプタ検出信号を検出すると、ＯＮ要因検出信号を前記発振回路に送信するように構成されており、前記発振回路は、前記ＯＮ要因検出信号の検出によって起動し、タイミング信号を前記起動制御回路に送信するように構成されており、前記起動制御回路は、前記アダプタ検出信号の検出によって起動した後、レギュレータ制御信号を用いてレギュレータを前記タイミング信号に基づく所定のタイミングで起動するように構成されており、前記レギュレータは、前記レギュレータ制御信号の検出によって起動した後、起動信号を用いて前記ＣＰＵを起動するように構成されており、前記ＣＰＵは、前記起動信号の検出によって起動するように構成されていることを要旨とする。

かかる発明によれば、レギュレータは、バッテリの挿入が検出された場合に起動することなく、ＡＣアダプタの挿入が検出された後に順次起動するように構成されているため、バッテリの消費電力を抑制して持続時間を長くすることができる。

本発明の第１の特徴において、前記起動制御回路は、前記レギュレータを起動してから所定時間経過後に、前記ＣＰＵに対してリセット信号を送信するように構成されており、前記ＣＰＵは、前記リセット信号及び前記アダプタ検出信号に応じて、前記充電制御信号を生成して送信するように構成されていてもよい。

かかる発明によれば、起動制御回路が、レギュレータを起動してから所定時間経過後にＣＰＵに対してリセット信号を送信するように構成されているため、ＣＰＵの起動が正常に完了する前に、ＣＰＵに対してリセット信号を送信してしまうという事態を回避することができる。

本発明の第２の特徴は、上述のバッテリ充電制御回路を用いてバッテリを充電するように構成されている携帯用電子機器であることを要旨とする。

以上説明したように、本発明によれば、ＣＰＵから送信された充電制御信号に応じてバッテリの充電制御を行う際に、バッテリの消費電力を抑制して持続時間を長くすることを可能とするバッテリ充電制御回路及び携帯用電子機器を提供することができる。

（本発明の第１の実施形態に係る携帯用電子機器の構成）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るバッテリ充電制御回路を備えた携帯用電子機器の構成について説明する。図１の例では、バッテリ充電制御回路として、バッテリ充電制御ＬＳＩ４が設けられている場合の構成について説明する。

本実施形態にかかる携帯用電子機器は、ＣＰＵ１から送信された充電制御信号に応じてバッテリ２の充電制御を行うように構成されているバッテリ充電制御ＬＳＩ４を用いて、バッテリ２を充電するように構成されている。

かかる携帯用電子機器としては、携帯通信端末やノート型パソコンや携帯型ミュージックプレーヤや携帯型ゲーム機器等が想定される。

図１に示すように、かかるバッテリ充電制御ＬＳＩ４には、充電回路１１と、複数のレギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎと、ＯＮ要因検出回路１３と、発振回路１４と、起動制御回路１５とが設けられている。

充電回路１１は、ＣＰＵ１とＯＮ要因検出回路１３と起動制御回路１５とに対して、ＡＣアダプタの挿入（ＡＣアダプタ電圧Ｖ_ＡＣの印加）を検出したことを通知するためのアダプタ検出信号を送信するように構成されている。図２（ａ）に、かかるアダプタ検出信号の発生タイミングを示す。

具体的には、充電回路１１は、印加されたＡＣアダプタ電圧Ｖ_ＡＣが正常電圧範囲であるか否かについて判定し、判定結果が肯定的である場合に、上述のアダプタ検出信号を送信するように構成されている。

また、充電回路１１は、ＣＰＵ１から送信された充電制御信号に応じて、ＡＣアダプタ電圧Ｖ_ＡＣをバッテリ２に対して印加するか否かを切り替えるように構成されている。

ＯＮ要因検出回路１３は、アダプタ検出信号の検出によって起動し、レギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎを起動するための要因を検出するように構成されている。

具体的には、ＯＮ要因検出回路１３は、充電回路１１から送信されたアダプタ検出信号を検出することによって、上述の要因の一つである「ＡＣアダプタが挿入されたこと」を検出するように構成されている。

ＯＮ要因検出回路１３は、上述の要因を検出すると、その旨を示すＯＮ要因検出信号を発振回路１４に送信するように構成されている。図２（ｂ）に、かかるＯＮ要因検出信号の発生タイミングを示す。

発振回路１４は、ＯＮ要因検出回路１３から送信されたＯＮ要因検出信号の検出によって起動し、携帯用電子機器の基準タイミングとなるべきタイミング信号を起動制御回路１５に送信するように構成されている。図２（ｃ）に、かかるタイミング信号（クロック信号）の発生タイミングを示す。

起動制御回路１５は、ＡＣアダプタの挿入の検出によって起動した後、レギュレータ制御信号を用いてレギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎを所定のタイミングで起動するように構成されている。

具体的には、起動制御回路１５は、アダプタ検出信号の検出によって起動した後、所定の起動シーケンスに基づく所定のタイミングで、レギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎのそれぞれに対して、レギュレータ制御信号＃１乃至＃ｎを送信するように構成されている。図２（ｄ）乃至（ｆ）に、かかるレギュレータ制御信号＃１乃至＃ｎの発生タイミングを示す。

また、起動制御回路１５は、レギュレータ１２＃１を起動してから所定時間経過後に、ＣＰＵ１に対してリセット信号を送信するように構成されている。ここで、図１の例では、レギュレータ１２＃１が、起動信号を用いてＣＰＵ１を起動するように構成されている。

図２（ｇ）に、かかるリセット信号の発生タイミングを示す。図２（ｇ）の例では、起動制御回路１５は、レギュレータ１２＃１を起動するためのレギュレータ制御信号＃１を送信してからｔ_ｒ秒後に、ＣＰＵ１に対するリセット信号を送信するように構成されている。

レギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎは、上述のレギュレータ制御信号＃１乃至＃ｎの検出によって起動するように構成されている。

ＣＰＵ１は、上述の起動信号の検出によって起動し、上述のリセット信号及びアダプタ検出信号に応じて、充電制御信号を生成して送信するように構成されている。

ここで、ＣＰＵ１は、レギュレータ１２＃１の出力電圧であるレギュレータ電圧Ｖ_ＲＥＧにより動作するように構成されている。

具体的には、ＣＰＵ１は、起動制御回路１５からのリセット信号に応じて、リセット解除を行った後、起動し、その後、後述のような充電制御を行うように構成されている。以下、ＣＰＵ１による充電制御について簡単に説明する。

バッテリ充電制御ＬＳＩに設けられているコンパレータＡが、抵抗Ｒの両端の電位差を読み取り、かかる電位差をバッテリ２に対して流れる充電電流を示す充電電流値に変換して、ＣＰＵ１に通知する。

かかる充電電流値は、ＣＰＵ１のＡ/Ｄ変換器２２によってデジタル値に変換されてＣＰＵ１のソフトウエア処理部２１に入力される。

一方、バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴは、ＣＰＵ１の動作電圧と比較して高いため、バッテリ充電制御ＬＳＩに設けられているバッファＢは、かかるバッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴをゲイン倍して、ＣＰＵ１の動作電圧まで落として、ＣＰＵ１に通知する。

このようにＣＰＵ１の動作電圧まで落とされたバッテリ電圧値は、ＣＰＵ１のＡ/Ｄ変換器２３によってデジタル値に変換されてＣＰＵ１のソフトウエア処理部２１に入力される。

ＣＰＵ１のソフトウエア処理部２１は、上述のように入力された充電電流値及びバッテリ電圧値に基づいて、充電制御信号（コマンド）を生成して充電回路１１に送信することによって、充電制御を行う。

例えば、ＣＰＵ１のソフトウエア処理部２１は、バッテリ電圧が所定閾値よりも低い場合は、充電電流を増やし、満充電付近でバッテリ電圧が所定閾値よりも高く、充電電流が所定閾値よりも低い場合は、充電制御を停止する。

ＣＰＵ１による充電制御の方法は、上述の方法に限定されることなく、他の方法であってもよい。なお、充電回路１１は、ＡＣアダプタ電圧Ｖ_ＡＣにより動作するように構成されており、レギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎやＯＮ要因検出回路１３や発振回路１４や起動制御回路１５は、バッテリ電圧Ｖ_ＢＡＴにより動作するように構成されている。

ただし、レギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎやＯＮ要因検出回路１３や発振回路１４や起動制御回路１５は、バッテリ２が挿入された場合であっても、ＡＣアダプタが挿入されない限り、動作しないように構成されている。

また、充電回路１１は、上述のように、バッテリ充電制御ＬＳＩの内部に設けられるように構成されていてもよいし、バッテリ充電制御ＬＳＩの外部に設けられるように構成されていてもよい。

（本発明の第１の実施形態に係る携帯用電子機器の動作）
以下、図３を参照して、本実施形態に係る携帯用電子機器においてバッテリの充電制御を行う動作について説明する。ここで、バッテリ２は、携帯用電子機器に挿入されているものとするが、ＣＰＵ１及びレギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎは、従来のバッテリ充電制御ＬＳＩの場合と異なり、未だ起動していない。

図３に示すように、ステップＳ１０１において、充電回路１１は、ＡＣアダプタ電圧Ｖ_ＡＣの印加を検出する、すなわち、ＡＣアダプタの挿入を検出する。

ステップＳ１０２において、充電回路１１は、印加されたＡＣアダプタ電圧Ｖ_ＡＣが正常電圧範囲であるか否かについて判定する。

判定結果が肯定的である場合に、本動作は、ステップＳ１０３に進み、判定結果が否定的である場合に、本動作は、終了する。

ステップＳ１０３において、充電回路１１は、ＣＰＵ１とＯＮ要因検出回路１３と起動制御回路１５とに対して、アダプタ検出信号を送信する。なお、この段階では、ＣＰＵ１は、未だ起動していない。

そして、ＯＮ要因検出回路１３は、受信したアダプタ検出信号に応じて、ＯＮ要因検出信号を発振回路１４に送信し、発振回路１４は、受信したＯＮ要因検出信号に応じて、タイミング信号を起動制御回路１５に対して送信する。

ステップＳ１０４において、起動制御回路１５は、受信したアダプタ検出信号及びタイミング信号に応じて、レギュレータ制御信号＃１乃至＃ｎを送信することによって、レギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎを順次起動する。

ステップＳ１０５において、レギュレータ１２＃１は、起動信号を用いてＣＰＵ１を起動する。

ＣＰＵ１は、ステップＳ１０６において、レギュレータ１２＃１〜送信された起動信号の検出によって起動し、充電回路１１から送信されたアダプタ検出信号及び起動制御回路１５から送信されたリセット信号に応じて、上述の充電制御信号を生成して充電回路１１に送信する。

その後、充電回路１１は、ＣＰＵ１から受信した充電制御信号に応じて、ｐＭＯＳ型トランジスタスイッチのＯＮ/ＯＦＦ制御することによって、バッテリ２の充電制御を行う。

（本発明の第１の実施形態に係る携帯用電子機器の作用・効果）
本実施形態に係る携帯用電子機器によれば、レギュレータ１２＃１乃至１２＃ｎは、バッテリ２の挿入が検出された場合に起動することなく、ＡＣアダプタの挿入が検出された後に順次起動するように構成されているため、バッテリ２の消費電力を抑制して持続時間を長くすることができる。

本実施形態に係る携帯用電子機器によれば、起動制御回路１５が、レギュレータ１２＃１を起動してから所定時間経過（ｔ_ｒ）後にＣＰＵ１に対してリセット信号を送信するように構成されているため、ＣＰＵ１の起動が正常に完了する前に、ＣＰＵ１に対してリセット信号を送信してしまうという事態を回避することができる。

以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

本発明の一実施形態に係るバッテリ充電制御ＬＳＩを備えた携帯用電子機器内の構成を示す図である。本発明の一実施形態に係るバッテリ充電制御ＬＳＩを備えた携帯用電子機器における信号の発生タイミングを示すシーケンス図である。本発明の一実施形態に係るバッテリ充電制御ＬＳＩを備えた携帯用電子機器においてバッテリの充電制御を行う動作を示すフローチャートである。従来技術に係るバッテリ充電制御ＬＳＩを備えた携帯用電子機器内の構成を示す図である。従来技術に係るバッテリ充電制御ＬＳＩを備えた携帯用電子機器においてバッテリの充電制御を行う動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１…ＣＰＵ
２…バッテリ
３…スイッチ
４…バッテリ充電制御ＬＳＩ
１１…充電回路
１２…レギュレータ
１３…ＯＮ要因検出回路
１４…発振回路
１５…起動制御回路

Claims

ＣＰＵから送信された充電制御信号に応じてバッテリの充電制御を行うように構成されているバッテリ充電制御回路であって、
充電回路と、
ＯＮ要因検出回路と、
発振回路と、
起動制御回路と
を備え、
前記充電回路は、印加されたＡＣアダプタ電圧が正常電圧範囲であるか否かを判定し、正常電圧範囲である場合に、前記ＣＰＵと前記ＯＮ要因検出回路と前記起動制御回路とに対して、ＡＣアダプタの挿入を検出したことを通知するためのアダプタ検出信号を送信し、前記ＣＰＵから送信された前記充電制御信号に応じて、前記ＡＣアダプタ電圧を前記バッテリに対して印加するか否かを切り替えるように構成されており、
前記ＯＮ要因検出回路は、前記アダプタ検出信号の検出により起動し、前記充電回路から送信された前記アダプタ検出信号を検出すると、ＯＮ要因検出信号を前記発振回路に送信するように構成されており、
前記発振回路は、前記ＯＮ要因検出信号の検出によって起動し、タイミング信号を前記起動制御回路に送信するように構成されており、
前記起動制御回路は、前記アダプタ検出信号の検出によって起動した後、レギュレータ制御信号を用いてレギュレータを前記タイミング信号に基づく所定のタイミングで起動するように構成されており、
前記レギュレータは、前記レギュレータ制御信号の検出によって起動した後、起動信号を用いて前記ＣＰＵを起動するように構成されており、
前記ＣＰＵは、前記起動信号の検出によって起動するように構成されていることを特徴とするバッテリ充電制御回路。
前記起動制御回路は、前記レギュレータを起動してから所定時間経過後に、前記ＣＰＵに対してリセット信号を送信するように構成されており、
前記ＣＰＵは、前記リセット信号及び前記アダプタ検出信号に応じて、前記充電制御信号を生成して送信するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ充電制御回路。
前記レギュレータは、複数のレギュレータから構成され、
前記起動制御回路は、前記アダプタ検出信号及び前記タイミング信号に応じて、前記レギュレータ制御信号を前記複数のレギュレータごとに送信することによって、前記複数のレギュレータの各々を順次起動していくことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバッテリ充電制御回路。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバッテリ充電制御回路を用いてバッテリを充電するように構成されている携帯用電子機器。