JP5525791B2 - Battery charging system - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリチャージシステムに関する。 The present invention relates to a battery charging system.
本出願は、本明細書に全体が引用により組み込まれている2008年10月9日出願の米国仮出願第61/195,778号“Battery Charging Systems”の優先権を主張する。 This application claims priority to US Provisional Application No. 61 / 195,778 “Battery Charging Systems”, filed Oct. 9, 2008, which is incorporated herein by reference in its entirety.
一般に、Li−Ionバッテリチャージシステムといった従来のバッテリチャージシステムは、プリチャージ期間、定電流(CC)チャージ期間、および定電圧(CV)チャージ期間の3つのチャージ期間を有する。図1に、3つの期間における従来のバッテリチャージシステムのチャージプロファイル100を図示する。
In general, a conventional battery charge system such as a Li-Ion battery charge system has three charge periods: a precharge period, a constant current (CC) charge period, and a constant voltage (CV) charge period. FIG. 1 illustrates a
図1に示すように、前記チャージプロファイル100は、バッテリセルのチャージ電流プロファイル102と、バッテリセルの電圧プロファイル104を有する。前記チャージ電流プロファイル102は、上述した3つのチャージ期間中、電圧プロファイル104とともに変化する。前記プリチャージ期間中では、バッテリセルは、前記チャージ電流プロファイル102に示されるように小さいプリチャージ電流によりチャージされ、バッテリセル電圧は、前記電圧プロファイル104において示されるようにゆっくり増加しうる。前記バッテリセル電圧が、電圧プロファイル104において示されたCCモード電圧しきい値に達すると、バッテリチャージシステムは、CCチャージ期間に移行する。CCチャージ期間中では、前記バッテリセルは、前記チャージ電流プロファイル102に示されるように定電流でチャージされ、バッテリセル電圧は、前記電圧プロファイル104に示されるように急速に増加しうる。前記バッテリセル電圧が、前記電圧プロファイル104において示されたCVモード電圧しきい値まで増加すると、バッテリチャージシステムは、CVチャージ期間に移行する。CVチャージ期間中では、前記バッテリセルは、前記バッテリセルの電圧をCVモードの電圧しきい値と等しい値に一定に保ちつつ、前記チャージ電流プロファイル102に示されるように徐々に減少する電流によりチャージされうる。
As shown in FIG. 1, the
バッテリチャージシステムにおけるチャージスイッチの電力損は、式ICC*(VIN−VBATT)により表すことができる。ここで、ICCは、定電流、そして(VIN−VBATT)は、交流(AC)電圧アダプターやユニバーサル・シリアル・バス(USB)ポートなどの電源電圧とバッテリセル電圧との電圧差を示している。リニアチャージャによるバッテリチャージシステムにおいては、バッテリセル電圧が相対的に低い場合には、ICC*(VIN−VBATT)の値は相対的に高いため、CCチャージ期間中に熱問題(thermal issue)が発生しうる。この熱問題は、バッテリチャージシステムの温度が十分に冷えるまでチャージを停止するバッテリチャージシステムの熱保護機能(thermal protection mechanism)を起動しうる。いくつかの環境下では、バッテリチャージシステムは、相対的に短期間の後にチャージを停止する。このことがひいては、バッテリチャージシステムがチャージする/チャージしない間での急速な振動をもたらす原因となり、バッテリチャージシステムの効率を低下させる。 The power loss of the charge switch in the battery charge system can be expressed by the formula I CC * (V IN −V BATT ). Here, I CC is a constant current, and (V IN −V BATT ) is a voltage difference between a power supply voltage such as an alternating current (AC) voltage adapter or a universal serial bus (USB) port and a battery cell voltage. ing. In a battery charging system using a linear charger, when the battery cell voltage is relatively low, the value of I CC * (V IN −V BATT ) is relatively high, and therefore, a thermal issue occurs during the CC charging period. ) May occur. This thermal problem may trigger a thermal protection mechanism of the battery charge system that stops charging until the temperature of the battery charge system has cooled sufficiently. Under some circumstances, the battery charge system stops charging after a relatively short period of time. This in turn causes the battery charge system to cause rapid vibrations between charging and not charging, reducing the efficiency of the battery charging system.
本発明の一構成において、バッテリをチャージするための回路は、スイッチを介して流れる電流を管理可能なスイッチと、前記スイッチと結合されている第1増幅器と、を具備し、前記第1増幅器は、前記スイッチに関係する電力損の量に従って前記電流を調整可能である。 In one configuration of the present invention, a circuit for charging a battery includes a switch capable of managing a current flowing through the switch, and a first amplifier coupled to the switch, wherein the first amplifier includes: The current can be adjusted according to the amount of power loss associated with the switch.
主張される発明の主題の実施形態の特徴および利点が、以下の発明を実施するための形態が進むにつれ、また図面を参照することにより明らかとなる。同一の参照番号は同一の部分を示す。 The features and advantages of embodiments of the claimed subject matter will become apparent as the following detailed description proceeds, and by reference to the drawings. The same reference numbers indicate the same parts.
次に、本発明の実施形態について説明する。これらの実施形態とともに本発明が説明されるが、本発明をこれらの実施形態に限定する意図ではない。むしろ、添付の特許請求の範囲により定義された本発明の精神および範囲内における、代替物、修正および均等をカバーする。 Next, an embodiment of the present invention will be described. While the invention will be described in conjunction with these embodiments, it is not intended that the invention be limited to these embodiments. Rather, it covers alternatives, modifications and equivalents within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
さらに、以下の本発明の詳細な説明にしたがって本発明の理解を提供するために、多数の具体的な詳細が説明される。しかし、本発明は、これら具体的な詳細がなくても実施しうることは、通常の当業者により理解されうる。本発明の特徴を無駄にあいまいにしないように、他の例では、既知の方法、プロシージャ、コンポーネンツ、および回路は、詳しく説明していない。 Furthermore, numerous specific details are set forth in order to provide an understanding of the present invention in accordance with the following detailed description of the invention. However, it will be understood by those of ordinary skill in the art that the present invention may be practiced without these specific details. In other instances, well-known methods, procedures, components, and circuits have not been described in detail as not to unnecessarily obscure features of the present invention.
図2は、本発明の一実施形態における電力損制御のバッテリチャージシステム200ブロック図を例示している。
FIG. 2 illustrates a block diagram of a
この実施形態において、第1基準電圧VSETは、例えば演算増幅器(OPA)である増幅器202の非反転入力端子に提供されている。さらに、OPA202の反転入力端子と出力端子は、例えばNMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor)トランジスタであるトランジスタ206のソース端子とゲート端子にそれぞれ結合されている。加えて、抵抗器210が、NMOSトランジスタ206のソース端子とグランド間に結合されている。
In this embodiment, the first reference voltage V SET is provided to a non-inverting input terminal of an
前記OPA202の反転入力電圧は、非反転入力電圧と等しいことから、前記NMOSトランジスタ206のソース電圧は、前記基準電圧VSETと等しい。前記NMOSトランジスタ206のゲート電流および前記OPA202の反転入力電流を無視すると、第1基準電流IREF1は、式(1)にしたがって生成される。
Since the inverting input voltage of the
ここで、R210は、抵抗器210の抵抗を表している。
Here, R 210 represents the resistance of the
さらに、第2基準電圧VSET’は、例えば演算増幅器(OPA)である増幅器204の非反転入力端子に提供されている。一実施形態において、前記第2基準電圧VSET’は、前記第1基準電圧VSETと等しくてよい。さらに、反転入力端子とOPA204の出力端子は、例えばNMOSトランジスタであるトランジスタ208のソース端子とゲート端子にそれぞれ結合されている。加えて、抵抗器212が、NMOSトランジスタ208のソース端子とグランド間に結合されている。
Further, the second reference voltage V SET ′ is provided to the non-inverting input terminal of the
同様に、前記OPA204の反転入力電圧は、OPA204の非反転入力電圧と等しく、従って、NMOSトランジスタ208のソース電圧は、前記基準電圧VSETと等しくできる。前記NMOSトランジスタ208のゲート電流および前記OPA204の反転入力電流を無視すると、第2基準電流IREF2は、式(2)にしたがって生成される。
Similarly, the inverting input voltage of the
ここで、R212は、抵抗器212の抵抗を表している。
Here, R 212 represents the resistance of the
一実施形態において、バッテリチャージシステム200は、例えばPMOS(P-Metal-Oxide-Semiconductor)トランジスタであるトランジスタ214および216により構成されている第1電流ミラーを具備する。一実施形態において、PMOSトランジスタ214および216は、マッチされたまたは同一である。前記第1電流ミラーは、NMOSトランジスタ206と、例えばPNPトランジスタであるトランジスタ218との間に結合されている。PNPトランジスタ218のベース端子とコレクタ端子は、グランドと結合されている。バッテリチャージシステム200は、例えばPMOSトランジスタであるトランジスタ220および222により構成された第2電流ミラーを具備する。一実施形態において、PMOSトランジスタ220および220は、マッチされたまたは同一である。前記第2電流ミラーは、NMOSトランジスタ208と、例えばPNPトランジスタであるトランジスタ224との間に結合されている。PNPトランジスタ224は、PNPトランジスタ218とカスケードされており、PNPトランジスタ224のベース端子は、PNPトランジスタ218のエミッタ端子に結合されている。PNPトランジスタ224のコレクタ端子は、グランドと結合されている。
In one embodiment, the
PNPトランジスタ218および224のベース電流を無視すると、PNPトランジスタ218を介して流れる電流IREF1’は、第1基準電流IREF1と等しい。従って、PNPトランジスタ218のエミッタ−ベース間電圧VEB1は、式(3)にしたがって与えられる。
If the base current of the
ここで、VTは、例えば、PNPトランジスタ218および224それぞれのPNPトランジスタの所与の温度における熱電圧を表している。ISは、例えば、PNPトランジスタ218および224それぞれのPNPトランジスタにおけるベース−エミッタダイオードの逆飽和電流を表している。
Here, V T represents, for example, the thermal voltage at a given temperature of each of the
同様に、PNPトランジスタ224の前記ベース電流を無視すると、PNPトランジスタ224を介して流れる電流IREF2’は、第2基準電流IREF2と等しい。したがって、PNPトランジスタ224のエミッタ−ベース間電圧VEB2は、式(4)にしたがって与えられる。
Similarly, if the base current of the
PNPトランジスタ218のベース端子は、グランドに結合され、PNPトランジスタ224のベース端子は、PNPトランジスタ218のエミッタ端子と結合されているため、PNPトランジスタ224のエミッタ電圧VAは、式(5)にしたがって与えられる。
Since the base terminal of the
一実施形態において、バッテリチャージシステム200は、例えばチャージFET(field effect transistor)であるチャージスイッチ252に結合されている、例えばPMOSトランジスタであるチャージ電流センサ230をさらに具備する。一実施形態において、チャージFET252は、PMOSトランジスタであってよい。チャージFET252のゲート端子とソース端子は、それぞれPMOSトランジスタ230のゲート端子とソース端子に結合されている。したがって、チャージFET252およびPMOSトランジスタ230は、同じゲート−ソース駆動電圧を有する。一実施形態において、PMOSトランジスタ230は、チャージFET252よりもK倍小さい。したがって、ショートチャネル変調効果が無視できる場合には、電流ISENは、チャージ電流ICHGよりもK倍小さくてよい。電流ISENは、式(6)にしたがって与えられる。
In one embodiment, the
バッテリチャージシステム200は、例えばトランスコンダクタンスゲインを有する演算トランスコンダクタンス増幅器(OTA)である増幅器234をさらに具備する。一実施形態において、OTA234の前記トランスコンダクタンスゲインは、
The
に設定される。入力電圧は、OTA234の非反転入力端子に提供され、前記バッテリセル258の電圧は、OTA234の反転入力端子に提供される。前記入力電圧と前記バッテリセル258の電圧との電圧差は、OTA234によりバイアス電流IDCに変換されうる。前記バイアス電流IDCは、式(7)にしたがって与えられる。
Set to The input voltage is provided to the non-inverting input terminal of the
ここで、VINは、入力電圧を表している。VBATTは、前記バッテリセル258の電圧(言い換えればバッテリセル電圧)を表している。 Here, VIN represents an input voltage. V BATT represents the voltage of the battery cell 258 (in other words, the battery cell voltage).
一実施形態において、例えばPNPトランジスタであるトランジスタ232は、センシング電流ISENを受け取る(receiving)ために、PMOSトランジスタ230と結合されている。PNPトランジスタ232のベース端子とコレクタ端子は、グランドに結合されている。さらに、例えばPNPトランジスタであるトランジスタ236は、バイアス電流IDCを受け取るために、OTA234に結合されている。前記PNPトランジスタ236は、前記PNPトランジスタ232とカスケードされており、PNPトランジスタ236のベース端子は、PNPトランジスタ232のエミッタ端子と結合され、PNPトランジスタ232のベース端子は、グランドに結合されている。
In one embodiment,
PNPトランジスタ232および236のベース電流を無視すると、PNPトランジスタ232を介して流れる電流は、センシング電流ISENと等しい。したがって、PNPトランジスタ232のエミッタ−ベース間電圧VEB3は、式(8)にしたがって与えられる。
Neglecting the base current of
ここで、VTは、例えば、PNPトランジスタ218,224,232,および236のそれぞれのPNPトランジスタにおける所与の温度における熱電圧を表している。ISは、例えば、PNPトランジスタ218,224,232,および236それぞれのPNPトランジスタにおけるベース−エミッタダイオードの逆飽和電流を表している。 Here, V T, for example, represents the thermal voltage at a given temperature in each of the PNP transistor of the PNP transistors 218,224,232, and 236. I S, for example, the base of the PNP transistor 218,224,232, and 236 respectively of the PNP transistor - represents the reverse saturation current of the emitter diode.
同様に、PNPトランジスタ236の前記ベース電流を無視すると、PNPトランジスタ236を介して流れる電流は、バイアス電流IDCと等しい。したがって、PNPトランジスタ236のエミッタ−ベース間電圧VEB4は、式(9)にしたがって与えられる。
Similarly, ignoring the base current of the
PNPトランジスタ232のベース端子は、グランドと結合されており、PNPトランジスタ236のベース端子は、PNPトランジスタ232のエミッタ端子と結合されているので、PNPトランジスタ236のエミッタ電圧VBは、式(10)にしたがって与えられる。
Since the base terminal of the
ここで、PCHGは、 Where P CHG is
であり、チャージFET252の電力損を表している。
And represents the power loss of the
一実施形態において、バッテリチャージシステム200は、チャージFET252の電力損PCHGを所定の電力損しきい値PSETに保つために、例えばOPAである誤差増幅器240を具備する。OPA240の非反転入力端子は、PNPトランジスタ236のエミッタ端子と結合されており、OPA240の反転入力端子は、PNPトランジスタ224のエミッタ端子と結合されている。非反転入力電圧VBと反転入力電圧VA間の電圧差VDEF1は、式(11)にしたがって与えられる。
In one embodiment, the
ここで、PSETは、 Where P SET is
であり、バッテリチャージシステム200の所定の電力損しきい値を表している。一実施形態において、所定の電力損しきい値PSETは、抵抗器R210の抵抗を調整することによりプログラムしてもよい。電圧差VDEF1にしたがってOPA240は、ダイオード242を介してチャージFET252への第1駆動電流IDRV1を生成する。
And represents a predetermined power loss threshold of the
一実施形態において、バッテリチャージシステム200は、バッテリセル電圧VBATTを所定の電圧しきい値に保つために、例えばOPAである誤差増幅器244も具備する。加えて、直列に結合された抵抗器248と抵抗器250は、前記バッテリセル258の正極と負極間に接続されている。OPA244の非反転入力端子は、抵抗器248と抵抗器250の間のノードと結合されている。それ故、OPA244の非反転入力電圧VCは、式(12)にしたがって与えられる。
In one embodiment, the
ここでR248は、抵抗器248の抵抗を表している。R250は、抵抗器250の抵抗を表している。加えて、基準電圧VREFは、OPA244の反転入力端子に提供される。一実施形態において、前記基準電圧VREFは、式(13)により設定される。
Here, R 248 represents the resistance of the resistor 248. R 250 represents the resistance of the
ここで、VPREは、所定の電圧しきい値を表している。 Here, V PRE represents a predetermined voltage threshold value.
従って、非反転入力電圧VCと反転入力電圧VREF間の電圧差VDEF2は、式(14)に従って与えられる。 Therefore, the voltage difference V DEF2 between the non-inverting input voltage V C and the inverting input voltage V REF is given according to the equation (14).
電圧差VDEF2に従って、ダイオード246を介して、OPA244は、チャージFET252への第2駆動電流IDRV2を生成可能である。
According to a voltage difference V DEF2, via a
さらに、抵抗器254は、チャージFET252のゲート端子とソース端子との間に結合されている。チャージFET252のソース−ゲート間電圧は、抵抗器254における電圧とほぼ等しい。定電流源256は、抵抗器254に定電流ICCを提供するために、抵抗器254と直列に結合されている。
In addition,
チャージャ(図示せず)が、バッテリチャージシステム200に差し込まれた(plugged)場合には、前記バッテリセル258の電圧VBATTが所定の電圧しきい値より低ければ、電圧差VDEF2は、式(14)に従って負値となる。したがって、OPA244により生成されるチャージFET252への第2駆動電流IDRV2は、かなり小さい。したがって、第2駆動電流IDRV2は、無視しうる。さらに、ダイオード246は、OPA244の出力端子へ流れる逆電流を防止できる。したがって、チャージFET252の駆動電流は、OPA244により影響されない。チャージFET252は、OPA240から出力される第1駆動電流IDRV1により主に制御される。したがって、前記バッテリセル258は、チャージFET252の定電力損制御によりチャージされる。
When a charger (not shown) is plugged into the
定電力損チャージ期間中において、チャージFET252の電力損PCHGが所定の電力損しきい値PSETより大きい場合には、電圧差VDEF1は、式(11)にしたがって正値となる。したがって、OPA240から出力される第1駆動電流IDRV1は、増加される。電流ICCが一定のため、抵抗器254での電圧降下V254は、式(15)にしたがって、減少する。
When the power loss P CHG of the
ここで、R254は、抵抗器254の抵抗を表している。チャージFET252のソース−ゲート間電圧が減少するので、したがって、チャージ電流ICHGおよび電力損PCHGも減少する。
Here, R 254 represents the resistance of the
チャージFET252の電力損PCHGが所定の電力損しきい値PSETより低い場合には、電圧差VDEF1は、式(11)にしたがって負値となる。したがって、OPA240から出力される第1駆動電流IDRV1は、減少する。電流ICCが一定のため、抵抗器254での電圧降下V254は、式(15)にしたがって増加する。チャージFET252のソース−ゲート間電圧が増加するので、したがって、チャージ電流ICHGおよび電力損PCHGも、増加する。
When the power loss P CHG of the
その結果として、電力損PCHGは、ほぼ一定値に保たれる。したがって、定電力損チャージ期間中のバッテリチャージシステム200において、熱問題は発生しない。
As a result, the power loss PCHG is kept at a substantially constant value. Therefore, no thermal problem occurs in the
バッテリセル電圧VBATTが、所定の電圧しきい値に近づく場合には、電圧差VDEF2は、式(14)に従って0に近づく。したがって、OPA244から出力される第2駆動電流IDRV2は、徐々に増加し、無視することはできなくなる。したがって、抵抗器254での電圧降下V254は、式(16)により与えられる。
When the battery cell voltage V BATT approaches the predetermined voltage threshold, the voltage difference V DEF2 approaches 0 according to the equation (14). Thus, the second drive current I DRV2 output from OPA244 is gradually increased, it will not be able to ignore. Therefore, the
第2駆動電流IDRV2が依然として増加している場合には、電圧降下V254は、減少する。チャージ電流ICHGもまた減少する。OPA240の非反転入力電圧VBの減少の結果、電力損PCHGは、減少する。したがって、OPA240により生成された第1駆動電流IDRV1は、減少する。第1駆動電流IDRV1が減少する間は、第2駆動電流IDRV2が増加するので、電圧降下V254は、第1駆動電流IDRV1の減少の割には増加しない。したがって、バッテリセル電圧VBATT所定の電圧しきい値に近づく場合には、第1駆動電流IDRV1は、徐々に減少する。 If the second drive current I DRV2 is still increasing, the voltage drop V 254 decreases. The charge current I CHG also decreases. The non-inverting input voltage reduced results of V B of OPA240, power dissipation P CHG is reduced. Accordingly, the first drive current I DRV1 produced by OPA240 is decreased. While the first driving current I DRV1 is reduced, since the second drive current I DRV2 is increased, the voltage drop V 254 does not increase in spite of the reduction of the first drive current I DRV1. Therefore, when the battery cell voltage V BATT approaches a predetermined voltage threshold, the first drive current I DRV1 gradually decreases.
バッテリセル電圧VBATTが所定の電圧しきい値と等しいかそれより大きい場合には、OPA240から出力される第1駆動電流IDRV1は、かなり小さい。したがって、第1駆動電流IDRV1は、無視しうる。さらに、ダイオード242は、OPA240へ流れる逆電流を防止することができる。その後、チャージFET252は、OPA244から出力された第2駆動電流IDRV2により主に制御される。したがって、前記バッテリセル258は、定電圧制御下においてチャージされる。よって、定電力損制御から定電圧制御への滑らかな遷移が達成される。
When the battery cell voltage V BATT is greater than or equal to a predetermined voltage threshold, the first drive current I DRV1 output from OPA240 it is considerably smaller. Therefore, the first drive current I DRV1 can be ignored. Furthermore, the
定電圧チャージ期間中において、バッテリセル電圧VBATTが所定の電圧しきい値以上に増加する場合には、電圧差VDEF2は、式(14)に従って負値となる。したがって、OPA244により生成された第2駆動電流IDRV2は、増加する。電流ICCは、一定なので、式(17)により計算される抵抗器254における電圧降下V254は、減少する。
When the battery cell voltage V BATT increases to a predetermined voltage threshold value or more during the constant voltage charging period, the voltage difference V DEF2 becomes a negative value according to the equation (14). Thus, the second drive current I DRV2 produced by OPA244 increases. Since the current I CC is constant, the voltage drop V 254 in the
したがって、チャージFET252のソース−ゲート間電圧は減少し、それゆえ、チャージ電流ICHGは、減少する。チャージ電流ICHGは減少するが、バッテリセル電圧VBATTは、ますますゆっくりと増加する。したがって、バッテリセル電圧VBATTは、所定の電圧しきい値VPREとほぼ等しく保たれる。
Therefore, the source-gate voltage of the
加えて、OPA240とOPA244によりそれぞれ生成される第1駆動電流IDRV1と第2駆動電流IDRV2がほぼゼロの場合には、抵抗器254における電圧降下V254は、
In addition, a first drive current I DRV1 generated respectively by OPA240 and OPA244 when the second driving current I DRV2 almost zero, the voltage drop V 254 across
となる。 It becomes.
それぞれのチャージャの入力電圧は、例えば4.5vから5.5vである電圧範囲内で一定値であり、 The input voltage of each charger is a constant value within a voltage range of, for example, 4.5 v to 5.5 v,
の値は、前記範囲の最大値、例えば5.5vと等しく設定される。それ故に、チャージFET252は、対応する範囲内で制御(regulated)される。
Is set equal to the maximum value of the range, for example 5.5 v. Therefore, the
有利には、バッテリセル電圧VBATTが、所定の電圧しきい値より低い場合には、バッテリチャージシステム200は、チャージFET252の定電力損制御が実行可能である。バッテリセル電圧VBATTが所定の電圧しきい値と等しいかそれより大きい場合には、バッテリチャージシステム200は、前記バッテリセル258の定電圧制御が実行可能である。例えばUSBポートのACアダプターである電源の入力電圧と、バッテリセル電圧との電圧差が相対的に大きい場合には、従来のバッテリチャージシステムでは、図1に図示するように、定電流チャージ期間中に熱問題が発生しうる。従来のバッテリチャージシステムと比べて、バッテリチャージシステム200においては、たとえ電源の入力電圧とバッテリセル電圧VBATTとの電圧差が相対的に大きくても、すべてのチャージ期間中で熱問題が発生しない。さらには、バッテリチャージシステム200は、過剰にドレインした(over-drained)バッテリセルのチャージのために使用しうる。バッテリセル電圧VBATTが相対的に低い場合には、前記バッテリセル258のプリチャージのためにチャージ電流も相対的に低い。加えて、バッテリセル電圧VBATTが上昇すると、チャージ電流もチャージFET252の電力損PCHGが所定の電力損しきい値PSETに到達するまで増加する。したがって、全体のチャージスピードは、相対的に速い。
Advantageously, the
図3は、本発明の一実施形態に従って電力損制御されたバッテリチャージシステム300の一例のブロックダイヤグラムを示している。図2と同じ符号の要素は、同様の機能を有し、ここでは繰り返し説明しない。図3は、図2と組み合わせて説明される。
FIG. 3 shows a block diagram of an example of a
図3において、例えばNPNトランジスタであるトランジスタ318は、基準電流IREF1を受け取るために、NMOSトランジスタ206と結合されている。さらに、例えばNPNトランジスタであるトランジスタ324は、基準電流IREF2を受け取るために、NMOSトランジスタ208と結合されている。NPNトランジスタ318のベース端子およびコレクタ端子は、入力電圧VINと接続されている。NPNトランジスタ324のベース端子は、NPNトランジスタ318のエミッタ端子と接続されている。したがって、NPNトランジスタ324は、NPNトランジスタ318とカスケードされている。NPNトランジスタ324のコレクタ端子は、入力電圧VINと接続されている。
In FIG. 3,
NPNトランジスタ318および324のベース電流は、無視しうる。それゆえ、NPNトランジスタ318を介して流れる電流は、第1基準電流IREF1と等しい。したがって、NPNトランジスタ318のベース−エミッタ電圧VBE1は、式(18)にしたがって与えられる。
The base current of
ここで、VTは、バッテリチャージシステム300における所与の温度における、例えばNPNトランジスタ318および324であるそれぞれのNPNトランジスタの熱電圧を表している。ISは、例えば、NPNトランジスタ318および324であるそれぞれのNPNトランジスタにおけるベース−エミッタダイオードの逆飽和電流を表している。
Here, V T represents the thermal voltage of each NPN transistor, eg,
同様に、NPNトランジスタ324の前記ベース電流は、無視できる。それゆえ、NPNトランジスタ324を介して流れる電流は、第2基準電流IREF2と等しい。したがって、NPNトランジスタ324のベース−エミッタ電圧VBE2は、式(19)にしたがって与えられる。
Similarly, the base current of
NPNトランジスタ318のベース端子は、入力電圧VINと接続され、NPNトランジスタ324のベース端子は、NPNトランジスタ318のエミッタ端子と接続されているから、NPNトランジスタ324のエミッタ電圧VAは、式(20)にしたがって与えられる。
Since the base terminal of the
ここで、PSETは、 Where P SET is
であり、バッテリチャージシステム300の所定の電力損しきい値を表している。一実施形態において、所定の電力損しきい値PSETは、抵抗器R210の抵抗を調整することによりプログラム可能である。
And represents a predetermined power loss threshold of the
一実施形態において、バッテリチャージシステム300は、例えばNMOSトランジスタであるトランジスタ314および316により構成された第1電流ミラーを具備する。一実施形態において、トランジスタ314および316は、マッチされたまたは同一である。第1電流ミラーは、例えば、PMOSトランジスタ230とNPNトランジスタであるトランジスタ332との間に結合されている。NPNトランジスタ332のベース端子およびコレクタ端子は、入力電圧VINに接続されている。バッテリチャージシステム300は、例えばNMOSトランジスタであるトランジスタ320および322により構成された第2電流ミラーをさらに具備する。一実施形態において、トランジスタ320および322は、マッチされたまたは同一である。第2電流ミラーは、OTA234の出力端子と、例えばNPNトランジスタであるトランジスタ336との間に結合されている。NPNトランジスタ336は、NPNトランジスタ332とカスケードされ、NPNトランジスタ336のベース端子は、NPNトランジスタ332のエミッタ端子と接続されている。NPNトランジスタ336のコレクタ端子は、入力電圧VINと接続されている。
In one embodiment, the
NPNトランジスタ332を介して流れる電流ISEN’がNMOSトランジスタ314を介して流れるセンシング電流ISENと等しい場合において、NPNトランジスタ332およびNPNトランジスタ336のベース電流は、無視できる。したがって、NPNトランジスタ332のベース−エミッタ電圧VBE3は、式(21)にしたがって与えられる。
In the case where the current I SEN ′ flowing through the
ここで、VTは、バッテリチャージシステム300における所与の温度での、例えば、NPNトランジスタ318,324,332、および336それぞれのトランジスタの熱電圧を表している。ISは、例えば、NPNトランジスタ318,324,332、および336それぞれのトランジスタにおけるベース−エミッタダイオードの逆飽和電流を表している。
Here, V T represents the thermal voltage of each of the
同様に、NPNトランジスタ336の前記ベース電流は無視できる。NPNトランジスタ336を介して流れる電流IDC’がNMOSトランジスタ320を介して流れるバイアス電流IDCと等しい場合においては、NPNトランジスタ336のベース−エミッタ電圧VBE4は、式(22)にしたがって与えられる。
Similarly, the base current of
NPNトランジスタ332のベース端子は入力電圧VINと接続され、NPNトランジスタ336のベース端子は、NPNトランジスタ332のエミッタ端子と接続されているので、NPNトランジスタ326のエミッタ電圧VBは、式(23)にしたがって与えられる。
Since the base terminal of the
ここで、PCHGは、 Where P CHG is
であり、チャージFET252の電力損を表している。
And represents the power loss of the
一実施形態において、OPA240の非反転入力端子は、NPNトランジスタ324のエミッタ端子と結合されている。OPA240の反転入力端子は、NPNトランジスタ336のエミッタ端子と結合されている。したがって、非反転入力電圧VBと反転入力電圧VAとの間の電圧差VDEF1は、式(24)にしたがって与えられる。
In one embodiment, the non-inverting input terminal of
電圧差VDEF1にしたがって、OPA240は、ダイオード242を介してチャージFET252への第1駆動電流IDRV1を生成する。
According to a voltage difference V DEF1, OPA240, via the
したがって、バッテリチャージシステム300は、図2のバッテリチャージシステム200おける、チャージFET252の定電力損制御を実行する、および/または前記バッテリセル258の定電圧制御を実行する同じプロセスを利用可能である。
Accordingly, the
図4は、本発明の一実施形態に従う、例えば図2のバッテリチャージシステム200であるバッテリチャージシステムでの、全てのチャージプロセス中のチャージプロファイル400を図示している。図4は、図2と組み合わせて説明される。チャージプロファイル400は、チャージFET252の電力損プロファイル402と、前記バッテリセル258のチャージ電流プロファイル404と、前記バッテリセル258の電圧プロファイル406と、を含む。電力損プロファイル402は、チャージ電流プロファイル404および電圧プロファイル406とともに変化する。
FIG. 4 illustrates a
チャージャがバッテリチャージシステム200に差し込まれた場合には、前記バッテリセル258の電圧VBATTが所定の電圧しきい値VPREより低ければ、電圧差VDEF2は、式(14)にしたがって負値となる。したがって、OPA244からチャージFET252へ出力された第2駆動電流IDRV2は小さく、したがって第2駆動電流IDRV2は無視できる。したがって、チャージFET252は、OPA240により出力される第1駆動電流IDRV1により主に制御される。それ故、前記バッテリセル258は、チャージFET252の定電力損制御によりチャージされる。
When the charger is plugged into the
定電力損チャージ期間中において、バッテリセル電圧VBATTが相対的に低い場合には、チャージFET252の電力損PCHGを所定の電力損しきい値PSETにほぼ等しく保つように、チャージ電流ICHGも小さい。電力損PCHGを所定の電力損しきい値PSETにほぼ等しく保つように、バッテリセル電圧VBATTの増加とともに、チャージ電流も増加する。
If the battery cell voltage V BATT is relatively low during the constant power loss charging period, the charge current I CHG is also set so as to keep the power loss P CHG of the
バッテリセル電圧VBATTが図4に示す所定の電圧しきい値VPREに近い場合、電圧差VDEF2は、式(14)にしたがってゼロに近づく。その結果、第2駆動電流IDRV2は、徐々に増加し、もはや無視できなくなる。同時に、OPA240により生成された第1駆動電流IDRV1は、徐々に減少する。前記バッテリセル258の電圧VBATTが所定の電圧しきい値VPREに近づく場合には、第1駆動電流IDRV1は、相対的に小さくなるまで減少し、無視できる。それ故、チャージFET252は、OPA244から出力される第2駆動電流IDRV2により主に制御され、前記バッテリセル258は、定電圧制御下においてチャージされる。
When the battery cell voltage V BATT is close to the predetermined voltage threshold value V PRE shown in FIG. 4, the voltage difference V DEF2 approaches zero according to the equation (14). As a result, the second drive current I DRV2 gradually increases and can no longer be ignored. At the same time, the first drive current I DRV1 produced by OPA240 gradually decreases. When the voltage V BATT of the
定電圧チャージ期間中において、チャージ電流ICHGは、徐々にゼロに減少する。したがって、バッテリセル電圧VBATTは、ますますゆっくりと増加する。したがって、バッテリセル電圧VBATTは、所定の電圧しきい値VPREとほぼ等しく保たれる。バッテリセル電圧VBATTがほぼ一定であるので、同時に、電力損PCHGもチャージ電流ICHGとともに減少する。 During the constant voltage charging period, the charging current I CHG gradually decreases to zero. Therefore, the battery cell voltage V BATT increases more and more slowly. Therefore, battery cell voltage V BATT is kept approximately equal to predetermined voltage threshold value V PRE . Since the battery cell voltage V BATT is substantially constant, at the same time, the power loss P CHG decreases with the charge current I CHG .
図5は、本発明の一実施形態にしたがう、例えば図2のバッテリチャージシステム200であるバッテリチャージシステムにより遂行されるオペレーションのフローチャートを図示している。図5は、図2と組み合わせて説明される。
FIG. 5 illustrates a flowchart of operations performed by a battery charging system, eg, the
ブロック502において、バッテリチャージシステムは、チャージスイッチ252を経由した、例えば前記バッテリセル258であるバッテリへのチャージ電流の生成を開始する。バッテリの電圧VBATTが所定の電圧しきい値VPREより少ない場合には(ブロック504)、チャージスイッチ252の電力損PCHGは、ブロック506で所定の電力損しきい値PSETと比較される。ブロック508では、チャージスイッチ252を介して流れるチャージ電流ICHGが、チャージスイッチ252の電力損PCHGを一定に保つように比較結果にしたがって調整される。
In
一実施形態において、チャージスイッチ252への駆動電流は、比較結果にしたがって生成される。チャージスイッチ252の電力損PCHGが所定の電力損しきい値PSETより大きい場合には、チャージ電流ICHGは、駆動電流により減少する。チャージスイッチ252の電力損PCHGが所定の電力損しきい値より小さい場合には、チャージ電流ICHGは、駆動電流により増加する。
In one embodiment, the drive current to charge
バッテリの電圧VBATTが所定の電圧しきい値VPREと等しいかそれより大きい場合には、ブロック510において、バッテリの電圧VBATTは、所定の電圧しきい値VPREと比較される。ブロック512において、チャージスイッチ252を介して流れるチャージ電流ICHGは、バッテリの電圧VBATTを制御する(例えば、一定に保つ、またはほぼ一定にする)ように比較結果にしたがって調整される。
If the battery voltage V BATT is equal to or greater than the predetermined voltage threshold V PRE , the battery voltage V BATT is compared to the predetermined voltage threshold V PRE at block 510. At
一実施形態において、駆動電流は、比較結果にしたがって、チャージスイッチ252へ生成される。バッテリの電圧VBATTが所定の電圧しきい値VPREより大きい場合には、チャージ電流ICHGは、駆動電流により減少する。
In one embodiment, the drive current is generated to the
図6は、本発明の一実施形態に従う、例えば、図2におけるバッテリチャージシステム200であるバッテリチャージシステムにおいて、所定の電力損しきい値とチャージスイッチの電力損とを比較する方法のフローチャート600を図示している。図6は、図5および図2と組み合わせて説明される。
FIG. 6 illustrates a
ブロック602において、チャージスイッチ252を介して流れるチャージ電流とともに変化する第1電流I1が生成される。前記第1電流I1は、式(25)により与えられる。
In
ここで、ICHGは、チャージスイッチ252を介して流れるチャージ電流を表している。Kは、チャージスイッチ252および電流センサ230の相対サイズを基にしたスケーリングパラメータを表している。一実施形態において、第1電流I1は、ソース端子とゲート端子が、それぞれチャージスイッチ252のソース端子とゲート端子に接続されている電流センサ230(例えば、PMOSトランジスタ)により生成される。PMOSトランジスタ230のサイズは、チャージスイッチ252のサイズよりK倍小さいので、ショートチャネル変調効果(short-channel modulation effect)が無視できる場合には、第1電流I1は、チャージ電流ICHGよりK倍小さい。
Here, I CHG represents a charge current flowing through the
ブロック604において、チャージスイッチ252における電圧は、式(26)により第2電流I2に変換される。
At
ここで、Gmは、変換パラメータを表している。一実施形態において、第2電流I2は、チャージスイッチ252のソース端子とドレイン端子間に結合された、例えばOTA234の増幅器により生成される。OTA234のトランスコンダクタンスゲインは、変換パラメータGmの値に設定される。
Here, G m represents a conversion parameter. In one embodiment, the second current I 2 is generated by an amplifier, such as an
ブロック606において、例えば、PNPトランジスタ232のトランジスタのエミッタとベース間の第1電圧VEB1は、第1電流I1にしたがって式(27)により生成される。
In
ここで、VT1は、所与の温度におけるPNPトランジスタ232の熱電圧を表している。IS1は、PNPトランジスタ232のベース−エミッタダイオードの逆飽和電流を表している。
Here, V T1 represents the thermal voltage of the
ブロック608において、例えばPNPトランジスタ236のトランジスタのエミッタとベース間の第2電圧VEB2は、第2電流I2にしたがって式(28)により生成される。
In
ここで、VT2は、所与の温度におけるPNPトランジスタ236の熱電圧を表している。IS2は、PNPトランジスタ236のベース−エミッタダイオードの逆飽和電流を表している。IS2は、IS1と等しい。
Here, V T2 represents the thermal voltage of the
ブロック610において、例えばPNPトランジスタ218のトランジスタのエミッタとベース間の第3電圧VEB3は、第1基準電流IREF1にしたがって式(29)により生成される。
In
ここで、VT3は、所与の温度におけるPNPトランジスタ218の熱電圧を表している。IS3は、PNPトランジスタ218のベース−エミッタダイオードの逆飽和電流を表している。VT3は、VT1と等しい。IS3は、IS1と等しい。
Here, V T3 represents the thermal voltage of the
ブロック612において、例えばPNPトランジスタ224のトランジスタのエミッタとベース間における第4電圧VEB4は、第2基準電流IREF2にしたがって式(30)により生成される。
In
ここで、VT4は、所与の温度におけるPNPトランジスタ224の熱電圧を表している。IS4は、PNPトランジスタ224のベース−エミッタダイオードの逆飽和電流を表している。VT4は、VT1と等しい。IS4は、IS1と等しい。
Here, V T4 represents the thermal voltage of the
その後、ブロック614において、電圧差VDIFが、式(31)により計算される。 Thereafter, in block 614, the voltage difference V DIF is calculated according to equation (31).
ここで、PCHGは、 Where P CHG is
であり、チャージFET252の電力損を表している。PSETは、
And represents the power loss of the
であり、所定の電力損しきい値を表している。 And represents a predetermined power loss threshold.
ブロック616において、チャージスイッチ252の電力損PCHGは、電圧差VDIFにしたがって所定の電力損しきい値PSETと比較される。電圧差VDIFが正値の場合には、チャージスイッチ252の電力損PCHGは、所定の電力損しきい値PSETより大きい。電圧差VDIFが負値の場合には、チャージスイッチ252の電力損PCHGは、所定の電力損しきい値PSETより小さい。
At
したがって、例えば図2および図3のバッテリチャージシステム200,300であるバッテリチャージシステムがここで説明される。一実施形態において、バッテリチャージシステムは、チャージスイッチ252を介して流れるチャージ電流を制御するチャージスイッチ252と、チャージスイッチ252と結合された第1誤差増幅器240と、を具備する。第1誤差増幅器240は、バッテリの電圧が所定の電圧しきい値より低い場合に、チャージスイッチ252の電力損を相対的に一定に保つようにチャージ電流を調整するために使用される。バッテリチャージシステムは、チャージスイッチ252と結合された第2誤差増幅器244も具備する。第2誤差増幅器244は、バッテリの電圧が所定の電圧しきい値と等しいかそれよりも大きい場合に、バッテリの電圧を相対的に一定に保つようにチャージ電流を調整するために使用される。さらに、バッテリチャージシステムは、複数のバッテリをチャージするために使用してもよい。
Thus, for example, a battery charge system, such as the
バッテリの電圧が、所定の電圧しきい値より低い場合には、前記バッテリセル258は、チャージスイッチ252の定電力損制御によりチャージされる。第1誤差増幅器240は、チャージスイッチ252の電力損と所定の電力損しきい値を比較し、電力損の比較結果にしたがってチャージスイッチ252への駆動電流を生成する。チャージスイッチ252の電力損PCHGが所定の電力損しきい値より大きい場合には、チャージスイッチ252を介して流れるチャージ電流ICHGは、駆動電流により減少する。チャージスイッチ252の電力損PCHGが所定の電力損しきい値より小さい場合には、チャージスイッチ252を介して流れるチャージ電流ICHGは、駆動電流により増加する。
When the battery voltage is lower than a predetermined voltage threshold, the
バッテリセル電圧が、所定の電圧しきい値より等しいかそれより大きい場合には、前記バッテリセル258は、定電圧制御下でチャージされる。第2誤差増幅器244は、バッテリの電圧を所定の電圧しきい値と比較し、電圧の比較結果にしたがってチャージスイッチ252への駆動電流を生成する。バッテリセル電圧VBATTが所定の電圧しきい値VPREより大きい場合には、チャージ電流ICHGは、駆動電流により減少する。
If the battery cell voltage is greater than or equal to a predetermined voltage threshold, the
有利には、電源とバッテリセル電圧VBATTとの電圧差が大きい場合には、全チャージ期間中においてバッテリチャージシステム200または300において熱問題はない。さらに、バッテリチャージシステムは、過剰にドレインしたバッテリセルのチャージのために使用しうる。バッテリの電圧がかなり低い場合には、チャージ電流は、バッテリのプリチャージのために小さい。加えて、バッテリの電圧が上昇した場合には、チャージスイッチの電力損が所定の電力損しきい値に達するまでチャージ電流も上昇する。したがって、全体のチャージスピードは速い。
Advantageously, if the voltage difference between the power supply and the battery cell voltage V BATT is large, there is no thermal problem in the
本明細書で、実施形態につき説明しているが、あくまで例示であり、ここで説明される本発明を利用するそれらに限定する趣旨ではない。当業者にとって、添付の特許請求の範囲で定められる本発明の精神と範囲を大きく離れることなく、多くの他の実施形態が可能であることは明白である。さらに、発明の要素は、単数で説明され、または特許請求の範囲に定められているが、単数であると明確に提示されていない限り、複数も予定しているものである。 In the present specification, the embodiments are described. However, the embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention described here. It will be apparent to those skilled in the art that many other embodiments are possible without departing significantly from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. Further, although elements of the invention have been described in the singular or defined in the claims, the plural is contemplated unless expressly stated to be singular.
VBATT バッテリセル電圧
VREF 基準電圧
VSET 第1基準電圧
VSET’ 第2基準電圧
ICC 定電流
IREF1 第1基準電流
IREF2 第2基準電流
IDRV1 第1駆動電流
IDRV2 第2駆動電流
ICHG チャージ電流
ISEN センシング電流
PCHG チャージスイッチの電力損
PSET 所定の電力損しきい値
VPRE 所定の電圧しきい値
200 バッテリチャージシステム
202,204,240,244 OPA(増幅器)
234 演算トランスコンダクタンス増幅器(OTA)
252 チャージスイッチ
V BATT battery cell voltage V REF reference voltage V SET first reference voltage V SET 'second reference voltage I CC constant current I REF1 first reference current I REF2 second reference current I DRV1 first drive current I DRV2 second drive current I CHG charge current I SEN sensing current P CHG charge switch power loss P SET predetermined power loss threshold V PRE
234 Operational transconductance amplifier (OTA)
252 Charge switch
Claims (18)
前記スイッチに結合されている第1増幅器と、
を具備し、
前記第1増幅器は、前記スイッチに関連する電力損の量に従って、前記電流を調整可能であり、
前記第1増幅器に結合された回路構成要素をさらに具備し、
前記回路構成要素は、前記第1増幅器への第1電圧を生成可能であり、
前記第1電圧は、前記スイッチを介して流れる前記電流とともに変化する第1電流、および前記スイッチ間の電圧とともに変化する第2電流、に基づく前記電力損の量とともに変化し、
前記第1増幅器は、前記第1電圧と所定の値との比較を遂行し、前記比較の結果に従って、前記スイッチへの駆動電流を生成し、
前記回路構成要素は、
第1トランジスタと、
第2トランジスタと、
を具備し、
前記第1電流は、前記第1トランジスタを介して流れ、
前記第2電流は、前記第2トランジスタを介して流れ、
前記第1トランジスタと第2トランジスタは、前記第1トランジスタのエミッタ-ベース電圧と、前記第2トランジスタのエミッタ-ベース電圧との和により決定される前記第1電圧を生成するとともに、前記第1電圧を前記第1増幅器に入力するように、お互いに接続されていることを特徴とする回路。 A switch that can manage the current flowing through the switch;
A first amplifier coupled to the switch;
Comprising
Said first amplifier in accordance with the amount of power loss associated with the switch, Ri adjustable der the current,
A circuit component coupled to the first amplifier;
The circuit component is capable of generating a first voltage to the first amplifier;
The first voltage varies with the amount of power loss based on a first current that varies with the current flowing through the switch and a second current that varies with the voltage between the switches,
The first amplifier performs a comparison between the first voltage and a predetermined value, and generates a driving current to the switch according to a result of the comparison;
The circuit components are:
A first transistor;
A second transistor;
Comprising
The first current flows through the first transistor;
The second current flows through the second transistor;
The first transistor and the second transistor generate the first voltage determined by a sum of an emitter-base voltage of the first transistor and an emitter-base voltage of the second transistor, and the first voltage the to enter into the first amplifier, the circuit characterized by that it is connected to each other.
前記ダイオードは、前記スイッチから前記第1増幅器への逆電流を防止可能であることを特徴とする請求項1に記載の回路。 Further comprising a diode coupled between the first amplifier and the switch;
The circuit of claim 1, wherein the diode is capable of preventing a reverse current from the switch to the first amplifier.
前記電流源は、前記スイッチを介した電流を管理するための駆動電流を前記スイッチに提供可能であることを特徴とする請求項1に記載の回路。 Further comprising a current source coupled to the switch;
The circuit of claim 1, wherein the current source is capable of providing the switch with a drive current for managing the current through the switch.
前記トランジスタは、前記第1電流を生成可能であり、
前記トランジスタの駆動電圧は、前記スイッチの駆動電圧に一致することを特徴とする請求項1に記載の回路。 Further comprising a transistor coupled to the switch;
The transistor is capable of generating the first current;
Driving voltage of the transistor circuit according to claim 1, characterized in that matching to the driving voltage of the switch.
前記第2増幅器は、前記スイッチ間の前記電圧を前記第2電流に変換可能であることを特徴とする請求項1に記載の回路。 A second amplifier coupled to the switch;
The circuit according to claim 1 , wherein the second amplifier is capable of converting the voltage between the switches into the second current.
前記スイッチを介して流れる電流を制御するステップと、
増幅器を使用し、前記スイッチに関連する電力損の量に従って前記スイッチを介して流れる前記電流を調整するステップと、
前記増幅器への第1電圧を生成するステップであって、前記第1電圧は、前記スイッチを介して流れる前記電流とともに変化する第1電流、および前記スイッチ間の電圧とともに変化する第2電流、に基づく前記電力損の量とともに変化する、ステップと、
前記増幅器は、前記第1電圧と所定の値との比較を遂行するステップと、
前記比較の結果に従って、前記スイッチへの駆動電流を生成するステップと、
第1トランジスタを介する前記第1電流を制御すること、および第2トランジスタを介する前記第2電流を制御すること、により前記第1電圧を生成するステップと、
を具備し、
前記第1トランジスタと第2トランジスタは、前記第1トランジスタのエミッタ-ベース電圧と、前記第2トランジスタのエミッタ-ベース電圧との和により決定される前記第1電圧を生成するとともに、前記第1電圧を前記増幅器に入力するように、お互いに接続されていることを特徴とするスイッチを制御する方法。 A method of controlling a switch,
Controlling the current flowing through the switch;
Using an amplifier to regulate the current flowing through the switch according to the amount of power loss associated with the switch;
Generating a first voltage to the amplifier, the first voltage being a first current that varies with the current flowing through the switch and a second current that varies with the voltage between the switches; Varying with the amount of power loss based on, and
The amplifier performs a comparison between the first voltage and a predetermined value;
Generating a drive current to the switch according to the result of the comparison;
Generating the first voltage by controlling the first current through a first transistor and controlling the second current through a second transistor;
Equipped with,
The first transistor and the second transistor generate the first voltage determined by a sum of an emitter-base voltage of the first transistor and an emitter-base voltage of the second transistor, and the first voltage the to enter into the amplifier, the method of controlling the switch, characterized in that it is connected to each other.
前記比較の結果に従って、前記スイッチへの駆動電流を生成するステップと、
をさらに具備することを特徴とする請求項7に記載のスイッチを制御する方法。 Performing a comparison between the amount of power loss and a predetermined value;
Generating a drive current to the switch according to the result of the comparison;
The method of controlling a switch according to claim 7 , further comprising:
前記トランジスタの駆動電圧は、前記スイッチの駆動電圧に一致することを特徴とする請求項7に記載のスイッチを制御する方法。 Generating a first current using a transistor;
The method of claim 7 , wherein a driving voltage of the transistor matches a driving voltage of the switch.
バッテリへのチャージ電流を管理するためのチャージスイッチと、
前記チャージスイッチと結合されている第1増幅器と、
前記チャージスイッチと結合されている第2増幅器と、
を具備し、
第1増幅器は、前記バッテリの電圧が所定の電圧しきい値よりも低い場合には、前記チャージスイッチに関係する電力損の量に従って前記チャージ電流を調整可能であり、
第2増幅器は、前記バッテリの前記電圧が、前記所定の電圧しきい値に達した場合には、前記バッテリの前記電圧に従って前記チャージ電流を調整可能であり、
前記第1増幅器に結合された回路構成要素をさらに具備し、
前記回路構成要素は、前記第1増幅器への第1電圧を生成可能であり、
前記第1電圧は、前記チャージスイッチを介して流れる前記チャージ電流とともに変化する第1電流、および前記チャージスイッチ間の電圧とともに変化する第2電流、に基づく前記電力損の量とともに変化し、
前記第1増幅器は、前記第1電圧と所定の値との比較を遂行し、前記比較の結果に従って、前記チャージスイッチへの駆動電流を生成し、
前記回路構成要素は、
第1トランジスタと、
第2トランジスタと、
を具備し、
前記第1電流は、前記第1トランジスタを介して流れ、
前記第2電流は、前記第2トランジスタを介して流れ、
前記第1トランジスタと第2トランジスタは、前記第1トランジスタのエミッタ-ベース電圧と、前記第2トランジスタのエミッタ-ベース電圧との和により決定される前記第1電圧を生成するとともに、前記第1電圧を前記第1増幅器に入力するように、お互いに接続されていることを特徴とするバッテリチャージシステム。 A battery charging system,
A charge switch for managing the charge current to the battery;
A first amplifier coupled to the charge switch;
A second amplifier coupled to the charge switch;
Comprising
The first amplifier can adjust the charge current according to the amount of power loss associated with the charge switch when the battery voltage is lower than a predetermined voltage threshold;
Second amplifier, the voltage of the battery, when it reaches the predetermined voltage threshold, Ri adjustable der the charge current in accordance with said voltage of said battery,
A circuit component coupled to the first amplifier;
The circuit component is capable of generating a first voltage to the first amplifier;
The first voltage varies with the amount of power loss based on a first current that varies with the charge current flowing through the charge switch and a second current that varies with the voltage between the charge switches,
The first amplifier performs a comparison between the first voltage and a predetermined value, and generates a drive current to the charge switch according to a result of the comparison;
The circuit components are:
A first transistor;
A second transistor;
Comprising
The first current flows through the first transistor;
The second current flows through the second transistor;
The first transistor and the second transistor generate the first voltage determined by a sum of an emitter-base voltage of the first transistor and an emitter-base voltage of the second transistor, and the first voltage the to enter into the first amplifier, a battery charging system characterized that it is connected to each other.
前記ダイオードは、前記チャージスイッチから前記第1増幅器への逆電流を防止可能であることを特徴とする請求項12に記載のバッテリチャージシステム。 A diode coupled between the first amplifier and the charge switch;
The battery charge system according to claim 12 , wherein the diode is capable of preventing a reverse current from the charge switch to the first amplifier.
前記ダイオードは、前記チャージスイッチから前記第2増幅器への逆電流を防止可能であることを特徴とする請求項12に記載のバッテリチャージシステム。 A diode coupled between the second amplifier and the charge switch;
The battery charging system according to claim 12 , wherein the diode is capable of preventing a reverse current from the charge switch to the second amplifier.
前記トランジスタは、前記第1電流を生成可能であり、
前記トランジスタの駆動電圧は、前記チャージスイッチの駆動電圧と一致することを特徴とする請求項12に記載のバッテリチャージシステム。 Further comprising a transistor coupled to the charge switch;
The transistor is capable of generating the first current;
The battery charge system according to claim 12 , wherein a drive voltage of the transistor matches a drive voltage of the charge switch.
前記第3増幅器は、前記チャージスイッチ間の前記電圧を前記第2電流に変換可能であることを特徴とする請求項12に記載のバッテリチャージシステム。 A third amplifier coupled to the charge switch;
The battery charging system according to claim 12 , wherein the third amplifier is capable of converting the voltage between the charge switches into the second current.
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