JP6557567B2 - Charge / discharge control device - Google Patents

Charge / discharge control device Download PDF

Info

Publication number
JP6557567B2
JP6557567B2 JP2015185321A JP2015185321A JP6557567B2 JP 6557567 B2 JP6557567 B2 JP 6557567B2 JP 2015185321 A JP2015185321 A JP 2015185321A JP 2015185321 A JP2015185321 A JP 2015185321A JP 6557567 B2 JP6557567 B2 JP 6557567B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
voltage
current
charge
output stage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015185321A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017060354A (en
Inventor
友樹 寺前
友樹 寺前
直史 赤穂
直史 赤穂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2015185321A priority Critical patent/JP6557567B2/en
Publication of JP2017060354A publication Critical patent/JP2017060354A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6557567B2 publication Critical patent/JP6557567B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

本発明は、充放電制御装置に関する。   The present invention relates to a charge / discharge control device.

従来より、電源から負荷への電流供給が足りているときには、スイッチ出力段を降圧動作させて電源からバッテリへの充電を行い、電源から負荷への電流供給が足りなくなったときには、スイッチ出力段を昇圧動作させてバッテリから負荷への放電(電流補填)を行う充放電制御装置が提案されている。   Conventionally, when the current supply from the power supply to the load is sufficient, the switch output stage is stepped down to charge the battery from the power supply, and when the current supply from the power supply to the load is insufficient, the switch output stage is There has been proposed a charge / discharge control device that performs a boosting operation to discharge (current compensation) from a battery to a load.

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献1を挙げることができる。   As an example of the related art related to the above, Patent Document 1 can be cited.

特開2015−149801号公報JP2015-149801A

しかしながら、従来の充放電制御装置では、充放電切替動作について更なる改善(例えば、負荷急変時における過渡応答性の改善)の余地があった。   However, the conventional charge / discharge control device has room for further improvement (for example, improvement of transient response at the time of sudden load change) in the charge / discharge switching operation.

本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者らにより見出された上記の課題に鑑み、バッテリの充電動作と放電動作を適切に切り替えることのできる充放電制御装置を提供することを目的とする。   In view of the above-mentioned problems found by the inventors of the present application, the invention disclosed in the present specification provides a charge / discharge control device capable of appropriately switching between a battery charging operation and a discharging operation. With the goal.

そこで、本明細書中に開示されている充放電制御装置は、電源及び負荷とバッテリとの間に接続されたスイッチ出力段と;前記電源から前記負荷への電流供給が足りているときには、前記スイッチ出力段を降圧動作させて前記電源から前記バッテリへの充電を行い、前記電源から前記負荷への電流供給が足りなくなったときには、前記スイッチ出力段を昇圧動作させて前記バッテリから前記負荷への放電を行うスイッチ駆動装置と;を有し、前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの放電時において、前記バッテリから前記負荷にバッテリ電流が流れ始めるとその増大を促すように前記スイッチ出力段を駆動する構成(第1の構成)とされている。   Therefore, the charge / discharge control device disclosed in this specification includes a switch output stage connected between a power source and a load and a battery; and when the current supply from the power source to the load is sufficient, The switch output stage is stepped down to charge the battery from the power source, and when the current supply from the power source to the load is insufficient, the switch output stage is boosted to supply the load from the battery to the load. A switch driving device that performs discharging, and the switch driving device drives the switch output stage so as to promote an increase when battery current starts to flow from the battery to the load during discharging of the battery. The configuration is the first configuration.

第1の構成から成る充放電制御装置において、前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの充電時と放電時のいずれにおいても、前記電源から供給される入力電流が上限値を上回らないように前記スイッチ出力段を駆動する構成(第2の構成)にするとよい。   In the charge / discharge control device having the first configuration, the switch driving device is configured so that the input current supplied from the power source does not exceed an upper limit value when charging or discharging the battery. A configuration for driving the stage (second configuration) may be used.

第1または第2の構成から成る充放電制御装置において、前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの放電時において、前記バッテリから前記負荷に流れるバッテリ電流が上限値を上回らないように前記スイッチ出力段を駆動する構成(第3の構成)にするとよい。   In the charging / discharging control device having the first or second configuration, the switch driving device causes the switch output stage to prevent a battery current flowing from the battery to the load from exceeding an upper limit value when the battery is discharged. A configuration for driving (third configuration) is preferable.

上記第1〜第3いずれかの構成から成る充放電制御装置において、前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの充電時において、前記電源から前記バッテリに流れるバッテリ電流が上限値を上回らないように前記スイッチ出力段を駆動する構成(第4の構成)にするとよい。   In the charge / discharge control device having any one of the first to third configurations, the switch driving device is configured such that the battery current flowing from the power source to the battery does not exceed an upper limit value when the battery is charged. A configuration for driving the output stage (fourth configuration) is preferable.

上記第1〜第4いずれかの構成から成る充放電制御装置において、前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの充電時において、バッテリ電圧が上限値を上回らないように前記スイッチ出力段を駆動する構成(第5の構成)にするとよい。   In the charge / discharge control device having any one of the first to fourth configurations, the switch drive device drives the switch output stage so that the battery voltage does not exceed an upper limit value when the battery is charged ( The fifth configuration is preferable.

上記第1〜第5いずれかの構成から成る充放電制御装置において、前記スイッチ駆動装置は、前記電源から供給される入力電流の実測値、ないしは、前記バッテリから前記負荷に流れるバッテリ電流の実測値を装置外部に出力する構成(第6の構成)にするとよい。   In the charging / discharging control device having any one of the first to fifth configurations, the switch driving device is a measured value of an input current supplied from the power supply or a measured value of a battery current flowing from the battery to the load. May be configured to output to the outside of the apparatus (sixth configuration).

上記第1〜第6いずれかの構成から成る充放電制御装置において、前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの充放電状態に応じた第1電圧を生成する第1電圧生成回路と、スロープ波形の第2電圧を生成する第2電圧生成回路と、前記第1電圧と前記第2電圧とを比較してパルス幅変調信号を生成する比較回路と、前記パルス幅変調信号に応じて前記スイッチ出力段を駆動する駆動回路と、を含む構成(第7の構成)にするとよい。   In the charging / discharging control device having any one of the first to sixth configurations, the switch driving device includes a first voltage generating circuit that generates a first voltage corresponding to a charging / discharging state of the battery, and a first waveform of a slope waveform. A second voltage generation circuit for generating two voltages, a comparison circuit for comparing the first voltage and the second voltage to generate a pulse width modulation signal, and the switch output stage according to the pulse width modulation signal. And a driving circuit to be driven (seventh configuration).

上記第7の構成から成る充放電制御装置において、前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリ電流がゼロ値となったことを検出して前記スイッチ出力段を強制的に停止させるゼロクロス検出回路をさらに含む構成(第8の構成)にするとよい。   In the charge / discharge control device according to the seventh configuration, the switch driving device further includes a zero-cross detection circuit that detects that the battery current has reached zero and forcibly stops the switch output stage. (Eighth configuration) is preferable.

上記第1〜第8いずれかの構成から成る充放電制御装置において、前記スイッチ出力段は、前記電源と接地端との間に直列接続された上下一対のスイッチ素子から成るハーフブリッジ出力回路と、前記ハーフブリッジ出力回路と前記バッテリとの間に接続されたLCフィルタ回路と、を含む構成(第9の構成)にするとよい。   In the charge / discharge control device having any one of the first to eighth configurations, the switch output stage includes a half-bridge output circuit including a pair of upper and lower switch elements connected in series between the power source and a ground terminal, A configuration including a LC filter circuit connected between the half-bridge output circuit and the battery (a ninth configuration) may be employed.

また、本明細書中に開示されている電子機器は、上記第1〜第9いずれかの構成から成る充放電制御装置と、前記充放電制御装置によって充放電されるバッテリと、を有する構成(第10の構成)とされている。   An electronic device disclosed in the present specification includes a charge / discharge control device having any one of the first to ninth configurations, and a battery charged / discharged by the charge / discharge control device ( Tenth configuration).

本明細書中に開示されている発明によれば、バッテリの充電動作と放電動作を適切に切り替えることのできる充放電制御装置を提供することが可能となる。   According to the invention disclosed in the present specification, it is possible to provide a charge / discharge control device capable of appropriately switching between a battery charging operation and a discharging operation.

電子機器の全体構成例を示すアプリケーション図Application diagram showing an example of the overall configuration of an electronic device バッテリの充電時における電流経路図Current path diagram when charging the battery バッテリの放電時における電流経路図Current path diagram during battery discharge 半導体装置の要部構成例を示すブロック図Block diagram showing an example of a main part configuration of a semiconductor device 駆動回路の一構成例を示すブロック図Block diagram showing one configuration example of a drive circuit 第1電圧生成回路の第1実施形態を示す回路図1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a first voltage generation circuit; 充放電切替動作の一例を示すタイミングチャートTiming chart showing an example of charge / discharge switching operation 充電動作の第1例(高デューティ)を示すタイミングチャートTiming chart showing first example (high duty) of charging operation 充電動作の第2例(低デューティ)を示すタイミングチャートTiming chart showing second example (low duty) of charging operation 放電動作の第1例(低デューティ)を示すタイミングチャートTiming chart showing first example (low duty) of discharge operation 放電動作の第2例(高デューティ)を示すタイミングチャートTiming chart showing second example of discharge operation (high duty) 第1電圧生成回路の第2実施形態を示す回路図Circuit diagram showing a second embodiment of the first voltage generation circuit 過渡応答性の向上効果を示すタイミングチャートTiming chart showing the effect of improving transient response ノートパソコンの外観図External view of laptop

<電子機器>
図1は、電子機器の全体構成例を示すアプリケーション図である。本構成例の電子機器Xは、充放電制御装置10と、バッテリ20と、ホスト30と、を有する。
<Electronic equipment>
FIG. 1 is an application diagram illustrating an example of the overall configuration of an electronic device. The electronic device X of this configuration example includes a charge / discharge control device 10, a battery 20, and a host 30.

充放電制御装置10は、アダプタADPからバッテリ20への充電動作や、バッテリ20からシステムSYSへの放電動作を制御する主体である。アダプタADPは、電子機器Xの電源であり、例えば、交流電圧から直流電圧を生成するACアダプタなどがこれに相当する。システムSYSは、アダプタADPやバッテリ20から電力供給を受けて動作する負荷であり、例えば、CPU[central processing unit]に種々の駆動電圧を供給するパワーマネジメントICなどがこれに相当する。   The charge / discharge control device 10 is a main body that controls the charging operation from the adapter ADP to the battery 20 and the discharging operation from the battery 20 to the system SYS. The adapter ADP is a power source for the electronic device X, and corresponds to, for example, an AC adapter that generates a DC voltage from an AC voltage. The system SYS is a load that operates upon receiving power supply from the adapter ADP or the battery 20, and corresponds to, for example, a power management IC that supplies various drive voltages to a CPU [central processing unit].

バッテリ20は、充放電制御装置10によって充放電される二次電池である。バッテリ20としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ないしは、ニッケルカドミウム電池などを用いることができる。   The battery 20 is a secondary battery that is charged and discharged by the charge / discharge control device 10. As the battery 20, a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, a nickel cadmium battery, or the like can be used.

ホスト30は、充放電制御装置10との間で相互に情報のやり取りを行い、バッテリ20の充放電動作を統括制御する。充放電制御装置10からホスト30への伝達情報としては、アダプタ電流I1の実測値やバッテリ電流I2(例えば放電電流)の実測値などを挙げることができる。一方、ホスト30から充放電制御装置10への伝達情報としては、アダプタ電流I1の上限値、バッテリ電流I2の上限値、バッテリ電圧V20の上限値、ないしは、スイッチング周波数の設定値などを挙げることができる。例えば、バッテリ電圧V20の上限値を適宜変更することにより、バッテリ20のセル数が変化した場合にも柔軟に対応することができる。なお、充放電制御装置10とホスト30との通信手段としては、各種の通信信号毎に設けられた専用の通信端子を用いてもよいしは、或いは、汎用的な通信インタフェイス(例えばSMB[system management bus])を用いてもよい。   The host 30 exchanges information with the charge / discharge control device 10 and controls the charge / discharge operation of the battery 20 in an integrated manner. Examples of information transmitted from the charge / discharge control device 10 to the host 30 include an actual measured value of the adapter current I1 and an actual measured value of the battery current I2 (for example, a discharge current). On the other hand, the transmission information from the host 30 to the charge / discharge control device 10 includes an upper limit value of the adapter current I1, an upper limit value of the battery current I2, an upper limit value of the battery voltage V20, or a setting value of the switching frequency. it can. For example, by appropriately changing the upper limit value of the battery voltage V20, it is possible to flexibly cope with a change in the number of cells of the battery 20. In addition, as a communication means between the charge / discharge control device 10 and the host 30, a dedicated communication terminal provided for each of various communication signals may be used, or a general-purpose communication interface (for example, SMB [ system management bus]) may be used.

<充放電制御装置>
引き続き、図1を参照しながら、充放電制御装置10の構成と動作について説明する。本構成例の充放電制御装置10は、半導体装置11と、これに外付けされた種々のディスクリート部品(Nチャネル型MOS[metal oxide semiconductor]電界効果トランジスタN1〜N3、コイルL1、キャパシタC1及びC2、並びに、抵抗R1及びR2)と、を有する。
<Charge / discharge control device>
Next, the configuration and operation of the charge / discharge control device 10 will be described with reference to FIG. The charge / discharge control apparatus 10 of this configuration example includes a semiconductor device 11 and various discrete components (N-channel MOS [metal oxide semiconductor] field effect transistors N1 to N3, a coil L1, capacitors C1 and C2 attached to the semiconductor device 11). And resistors R1 and R2).

半導体装置11は、バッテリ20の充放電を行うためにスイッチ出力段(N1、N2、L1、C1)の駆動制御を行うスイッチ駆動装置である。なお、半導体装置11は、装置外部との電気的な接続を確立するための手段として、複数の外部端子(ACP、ACN、BGATE、BOOT、HDRV、PHASE、LDRV、SRP、SRN)を有する。   The semiconductor device 11 is a switch drive device that performs drive control of the switch output stage (N1, N2, L1, C1) in order to charge and discharge the battery 20. The semiconductor device 11 has a plurality of external terminals (ACP, ACN, BGATE, BOOT, HDRV, PHASE, LDRV, SRP, SRN) as means for establishing electrical connection with the outside of the device.

ACPピンは、アダプタADPとセンス抵抗R1の第1端に接続されている。ACNピンは、センス抵抗R1の第2端と、システムSYSと、トランジスタN1のドレインと、トランジスタN3のドレインに接続されている。センス抵抗R1は、アダプタADPから供給されるアダプタ電流I1(=入力電流に相当)を電圧信号(=センス電圧VI1)として検出するための電流/電圧変換素子である。   The ACP pin is connected to the adapter ADP and the first end of the sense resistor R1. The ACN pin is connected to the second end of the sense resistor R1, the system SYS, the drain of the transistor N1, and the drain of the transistor N3. The sense resistor R1 is a current / voltage conversion element for detecting an adapter current I1 (= corresponding to an input current) supplied from the adapter ADP as a voltage signal (= sense voltage VI1).

BGATEピンは、トランジスタN3のゲートに接続されている。BOOTピンは、キャパシタC2の第1端に接続されている。HDRVピンは、トランジスタN1のゲートに接続されている。PHASEピンは、キャパシタC2の第2端と、トランジスタN1のソースと、トランジスタN2のドレインと、コイルL1の第1端に接続されている。LDRVピンは、トランジスタN2のゲートに接続されている。トランジスタN2のソースは、接地端に接続されている。   The BGATE pin is connected to the gate of transistor N3. The BOOT pin is connected to the first end of the capacitor C2. The HDRV pin is connected to the gate of the transistor N1. The PHASE pin is connected to the second end of the capacitor C2, the source of the transistor N1, the drain of the transistor N2, and the first end of the coil L1. The LDRV pin is connected to the gate of transistor N2. The source of the transistor N2 is connected to the ground terminal.

SRPピンは、トランジスタN3のソースと、コイルL1の第2端と、センス抵抗R2の第1端に接続されている。SRNピンは、センス抵抗R2の第2端と、キャパシタC1の第1端と、バッテリ20の正極端に接続されている。キャパシタC1の第2端とバッテリ20の負極端は、接地端に接続されている。センス抵抗R2は、バッテリ20に流れるバッテリ電流I2(充電電流ないしは放電電流)を電圧信号(=センス電圧VI2)として検出するための電流/電圧変換素子である。センス電圧VI2は、バッテリ20の充電時に正となり、バッテリ20の放電時に負となる。   The SRP pin is connected to the source of the transistor N3, the second end of the coil L1, and the first end of the sense resistor R2. The SRN pin is connected to the second end of the sense resistor R2, the first end of the capacitor C1, and the positive end of the battery 20. The second terminal of the capacitor C1 and the negative terminal of the battery 20 are connected to the ground terminal. The sense resistor R2 is a current / voltage conversion element for detecting the battery current I2 (charging current or discharging current) flowing through the battery 20 as a voltage signal (= sense voltage VI2). The sense voltage VI2 becomes positive when the battery 20 is charged and becomes negative when the battery 20 is discharged.

上記ディスクリート部品のうち、トランジスタN1及びN2、コイルL1、並びに、キャパシタC1は、電源端(=電源電圧Vxの印加端)とバッテリ20との間に接続されたスイッチ出力段として機能する。より具体的に述べると、トランジスタN1及びN2は、電源端と接地端との間に直列接続された上下一対のスイッチ素子であり、その相補的なオン/オフ動作により矩形波状のスイッチ電圧Vswを生成するハーフブリッジ出力回路を形成している。また、コイルL1とキャパシタC1は、ハーフブリッジ出力回路(N1及びN2)とバッテリ20との間に接続されたLCフィルタ回路を形成している。   Among the discrete components, the transistors N1 and N2, the coil L1, and the capacitor C1 function as a switch output stage connected between the power supply terminal (= application terminal of the power supply voltage Vx) and the battery 20. More specifically, the transistors N1 and N2 are a pair of upper and lower switch elements connected in series between a power supply terminal and a ground terminal, and a rectangular wave-shaped switch voltage Vsw is generated by a complementary on / off operation. A half-bridge output circuit to be generated is formed. The coil L1 and the capacitor C1 form an LC filter circuit connected between the half-bridge output circuit (N1 and N2) and the battery 20.

なお、トランジスタN1及びN2の役割について機能的に述べると、バッテリ20の充電時(=スイッチ出力段の降圧動作時)には、トランジスタN1が出力トランジスタとして機能し、トランジスタN2が同期整流トランジスタとして機能する。一方、バッテリ20の放電時(=スイッチ出力段の昇圧動作時)には、トランジスタN2が出力トランジスタとして機能し、トランジスタN1が同期整流トランジスタとして機能する。   When the role of the transistors N1 and N2 is described functionally, the transistor N1 functions as an output transistor and the transistor N2 functions as a synchronous rectification transistor when the battery 20 is charged (= step-down operation of the switch output stage) To do. On the other hand, when the battery 20 is discharged (= when boosting the switch output stage), the transistor N2 functions as an output transistor, and the transistor N1 functions as a synchronous rectification transistor.

また、上記ディスクリート部品のうち、キャパシタC2は、半導体装置11に内蔵されたダイオードD1(図4を参照)とともにブートストラップ回路を形成している。   Among the discrete components, the capacitor C2 forms a bootstrap circuit together with the diode D1 (see FIG. 4) built in the semiconductor device 11.

また、上記ディスクリート部品のうち、トランジスタN3は、システムSYSとバッテリ20との間を直結するためのショートスイッチとして機能する。   Of the discrete components, the transistor N3 functions as a short switch for directly connecting the system SYS and the battery 20.

なお、本構成例の充放電制御装置10において、半導体装置11は、アダプタADPからシステムSYSへの電流供給が足りているときには、スイッチ出力段を降圧動作させてアダプタADPからバッテリ20への充電を行う一方、アダプタADPからシステムSYSへの電流供給が足りなくなったときには、スイッチ出力段を昇圧動作させてバッテリ20からシステムSYSへの放電(電流補填)を行う機能を備えている。   In the charge / discharge control device 10 of this configuration example, when the current supply from the adapter ADP to the system SYS is sufficient, the semiconductor device 11 performs step-down operation of the switch output stage to charge the battery 20 from the adapter ADP. On the other hand, when the current supply from the adapter ADP to the system SYS is insufficient, the switch output stage is boosted to discharge the battery 20 from the system SYS (current compensation).

図2は、バッテリ20の充電時(=スイッチ出力段の降圧動作時)における電流経路図である。この場合には、アダプタADPからシステムSYSへの電流供給とともに、アダプタADPからバッテリ20への充電が並行して行われる。   FIG. 2 is a current path diagram during charging of the battery 20 (= during step-down operation of the switch output stage). In this case, charging from the adapter ADP to the battery 20 is performed in parallel with current supply from the adapter ADP to the system SYS.

図3は、バッテリ20の放電時(=スイッチ出力段の昇圧動作時)における電流経路図である。この場合には、アダプタADPからシステムSYSへの電流供給とともに、バッテリ20からシステムSYSへの放電が並行して行われる。   FIG. 3 is a current path diagram when the battery 20 is discharged (= when the switch output stage is boosted). In this case, current is supplied from the adapter ADP to the system SYS, and discharge from the battery 20 to the system SYS is performed in parallel.

<半導体装置>
図4は、半導体装置11の要部構成例を示すブロック図である。本構成例の半導体装置11は、主要な回路ブロックとして、第1電圧生成回路100と、第2電圧生成回路200と、比較回路300と、駆動回路400と、内部電源回路500と、ゼロクロス検出回路600と、を集積化して成る。
<Semiconductor device>
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a main part of the semiconductor device 11. The semiconductor device 11 of this configuration example includes, as main circuit blocks, a first voltage generation circuit 100, a second voltage generation circuit 200, a comparison circuit 300, a drive circuit 400, an internal power supply circuit 500, and a zero cross detection circuit. 600 is integrated.

第1電圧生成回路100は、ACPピンとACNピンとの間に現れるセンス電圧VI1と、SRPピンとSRNピンとの間に現れるセンス電圧VI2とをそれぞれ監視し、バッテリ20の充放電状態に応じた第1電圧Vaを生成する。また、第1電圧生成回路100は、センス電圧VI1の監視結果に応じたターボ信号Stを生成してゼロクロス検出回路600に出力する。ターボ信号Stは、充電モード時(降圧モード時)にハイレベルとなり、放電モード時(昇圧モード時)にローレベルとなる2値信号である。   The first voltage generation circuit 100 monitors the sense voltage VI1 appearing between the ACP pin and the ACN pin and the sense voltage VI2 appearing between the SRP pin and the SRN pin, respectively, and the first voltage according to the charge / discharge state of the battery 20 Va is generated. In addition, the first voltage generation circuit 100 generates a turbo signal St corresponding to the monitoring result of the sense voltage VI1 and outputs the turbo signal St to the zero cross detection circuit 600. The turbo signal St is a binary signal that is at a high level during the charging mode (step-down mode) and is at a low level during the discharge mode (step-up mode).

第2電圧生成回路200は、所定のスイッチング周波数fswでスロープ波形(ランプ波形、三角波形、または、RC波形など)の第2電圧Vbを生成する。   The second voltage generation circuit 200 generates a second voltage Vb having a slope waveform (such as a ramp waveform, a triangular waveform, or an RC waveform) at a predetermined switching frequency fsw.

比較回路300は、非反転入力端(+)に入力される第1電圧Vaと反転入力端(−)に入力される第2電圧Vbとを比較してパルス幅変調信号PWMを生成する。パルス幅変調信号PWMは、第1電圧Vaが第2電圧Vbよりも低いときにローレベルとなり、第1電圧Vaが第2電圧Vbよりも高いときにハイレベルとなる。   The comparison circuit 300 compares the first voltage Va input to the non-inverting input terminal (+) and the second voltage Vb input to the inverting input terminal (−) to generate the pulse width modulation signal PWM. The pulse width modulation signal PWM is at a low level when the first voltage Va is lower than the second voltage Vb, and is at a high level when the first voltage Va is higher than the second voltage Vb.

駆動回路400は、内部電源電圧Vregとブースト電圧VBの供給を受けて動作し、パルス幅変調信号PWMに応じてゲート信号GH及びGLを生成する。   The drive circuit 400 operates by receiving the internal power supply voltage Vreg and the boost voltage VB, and generates the gate signals GH and GL according to the pulse width modulation signal PWM.

内部電源回路500は、所定の内部電源電圧Vregを生成して駆動回路400に供給する。内部電源電圧Vregは、ダイオードD1(順方向降下電圧:Vf)のアノードにも印加されている。ダイオードD1のカソードは、BOOTピンに接続されており、外付けのキャパシタC2(図1〜図3を参照)と共にブートストラップ回路を形成している。従って、BOOTピンでは、PHASEピンに現れるスイッチ電圧VswよりもキャパシタC2の充電電圧(≒Vreg−Vf)だけ高いブースト電圧VBを得ることができる。   The internal power supply circuit 500 generates a predetermined internal power supply voltage Vreg and supplies it to the drive circuit 400. The internal power supply voltage Vreg is also applied to the anode of the diode D1 (forward voltage drop: Vf). The cathode of the diode D1 is connected to the BOOT pin and forms a bootstrap circuit together with the external capacitor C2 (see FIGS. 1 to 3). Therefore, at the BOOT pin, it is possible to obtain a boost voltage VB that is higher than the switch voltage Vsw appearing at the PHASE pin by the charging voltage (≈Vreg−Vf) of the capacitor C2.

ゼロクロス検出回路600は、センス電圧VI2の監視結果に応じたゼロクロス信号Szを生成して駆動回路400に出力する。ゼロクロス信号Szには、バッテリ電流I2が流れているときにローレベルとなり、バッテリ電流I2が流れていないとき(=バッテリ電流I2がゼロ値となったとき)にハイレベルとなる。駆動回路400は、ゼロクロス信号Szがハイレベルである間、スイッチ出力段を強制的に停止させる機能を備えている。   The zero-cross detection circuit 600 generates a zero-cross signal Sz corresponding to the monitoring result of the sense voltage VI2 and outputs it to the drive circuit 400. The zero cross signal Sz is at a low level when the battery current I2 is flowing, and is at a high level when the battery current I2 is not flowing (= when the battery current I2 becomes zero). The drive circuit 400 has a function of forcibly stopping the switch output stage while the zero-cross signal Sz is at a high level.

なお、ゼロクロス検出回路600の検出極性は、ターボ信号Stに応じて切り替わる。例えば、充電モード時(降圧モード時)には、バッテリ電流I2がアダプタADPからバッテリ20に向けて流れ込むので、センス電圧VI2が正領域で変動する。そこで、ゼロクロス検出回路600は、ターボ信号Stがハイレベル(=充電モード時の論理レベル)である場合、センス電圧VI2が正値からゼロ値に至った時点で、ゼロクロス信号Szをハイレベルに立ち上げる。   Note that the detection polarity of the zero cross detection circuit 600 is switched according to the turbo signal St. For example, since the battery current I2 flows from the adapter ADP toward the battery 20 during the charging mode (step-down mode), the sense voltage VI2 varies in the positive region. Therefore, when the turbo signal St is at the high level (= the logic level in the charging mode), the zero cross detection circuit 600 sets the zero cross signal Sz to the high level when the sense voltage VI2 reaches the zero value from the positive value. increase.

一方、放電モード時(昇圧モード時)には、バッテリ20からシステムSYSに向けてバッテリ電流I2が流れ出るので、センス電圧VI2が負領域で変動する。そこで、ゼロクロス検出回路600は、ターボ信号Stがローレベル(=放電モード時の論理レベル)である場合、センス電圧VI2が負値からゼロ値に至った時点で、ゼロクロス信号Szをハイレベルに立ち上げる。   On the other hand, in the discharge mode (in the boost mode), since the battery current I2 flows out from the battery 20 toward the system SYS, the sense voltage VI2 varies in the negative region. Therefore, when the turbo signal St is at the low level (= the logic level in the discharge mode), the zero cross detection circuit 600 sets the zero cross signal Sz to the high level when the sense voltage VI2 reaches the zero value from the negative value. increase.

<駆動回路>
図5は、駆動回路400の一構成例を示すブロック図である。本構成例の駆動回路400は、駆動部410及び420と、制御部430と、を含む。
<Drive circuit>
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the drive circuit 400. The drive circuit 400 of this configuration example includes drive units 410 and 420 and a control unit 430.

駆動部410は、制御信号SHの電流能力を高めてゲート信号GHを生成する。ゲート信号GHは、制御信号SHがハイレベルであるときにハイレベルとなり、制御信号SHがローレベルであるときにローレベルとなる。なお、駆動部410の上側電源端は、ブースト電圧VBの印加端に接続されており、駆動部410の下側電源端は、スイッチ電圧Vswの印加端に接続されている。従って、ゲート信号GHは、ブースト電圧VBとスイッチ電圧Vswとの間でパルス駆動される2値信号となる。   The driver 410 generates the gate signal GH by increasing the current capability of the control signal SH. The gate signal GH is at a high level when the control signal SH is at a high level, and is at a low level when the control signal SH is at a low level. The upper power supply terminal of the drive unit 410 is connected to the application terminal of the boost voltage VB, and the lower power supply terminal of the drive part 410 is connected to the application terminal of the switch voltage Vsw. Therefore, the gate signal GH is a binary signal that is pulse-driven between the boost voltage VB and the switch voltage Vsw.

駆動部420は、制御信号SLの電流能力を高めてゲート信号GLを生成する。ゲート信号GLは、制御信号SLがハイレベルであるときにハイレベルとなり、制御信号SHがローレベルであるときにローレベルとなる。なお、駆動部420の上側電源端は、内部電源電圧Vregの印加端に接続されており、駆動部420の下側電源端は、接地電圧GNDの印加端に接続されている。従って、ゲート信号GLは、内部電源電圧Vregと接地電圧GNDとの間でパルス駆動される2値信号となる。   The driver 420 generates the gate signal GL by increasing the current capability of the control signal SL. The gate signal GL is at a high level when the control signal SL is at a high level, and is at a low level when the control signal SH is at a low level. The upper power supply terminal of the drive unit 420 is connected to the application terminal for the internal power supply voltage Vreg, and the lower power supply terminal of the drive unit 420 is connected to the application terminal for the ground voltage GND. Therefore, the gate signal GL is a binary signal that is pulse-driven between the internal power supply voltage Vreg and the ground voltage GND.

制御部430は、内部電源電圧Vregの供給を受けて動作し、パルス幅変調信号PWMに応じて制御信号SH及びSLを生成する。より具体的に述べると、パルス幅変調信号PWMがハイレベルであるときには、基本的に制御信号SHがハイレベルとされて制御信号SLがローレベルとされる。一方、パルス幅変調信号PWMがローレベルであるときには、基本的に制御信号SHがローレベルとされて制御信号SLがハイレベルとされる。   The controller 430 operates in response to the supply of the internal power supply voltage Vreg, and generates control signals SH and SL according to the pulse width modulation signal PWM. More specifically, when the pulse width modulation signal PWM is at a high level, the control signal SH is basically at a high level and the control signal SL is at a low level. On the other hand, when the pulse width modulation signal PWM is at a low level, the control signal SH is basically at a low level and the control signal SL is at a high level.

すなわち、パルス幅変調信号PWMがハイレベルであるときには、基本的にトランジスタN1がオンされてトランジスタN2がオフされる。一方、パルス幅変調信号PWMがローレベルであるときには、基本的にトランジスタN1がオフされてトランジスタN2がオンされる。このように、スイッチ出力段を形成するトランジスタN1及びN2は、相補的にオン/オフされる。   That is, when the pulse width modulation signal PWM is at a high level, the transistor N1 is basically turned on and the transistor N2 is turned off. On the other hand, when the pulse width modulation signal PWM is at a low level, the transistor N1 is basically turned off and the transistor N2 is turned on. Thus, the transistors N1 and N2 forming the switch output stage are turned on / off in a complementary manner.

ただし、トランジスタN1及びN2のオン/オフ切替タイミングが完全に逆転していると、トランジスタN1及びN2が意図に反して同時にオンしてしまい、過大な貫通電流を生じるおそれがある。そこで、制御部430は、トランジスタN1及びN2のオン/オフ切替タイミングにおいて、双方の同時オフ期間(いわゆるデッドタイム)を設ける機能を備えている。   However, if the on / off switching timings of the transistors N1 and N2 are completely reversed, the transistors N1 and N2 are turned on simultaneously unintentionally, which may cause an excessive through current. Therefore, the control unit 430 has a function of providing both simultaneous off periods (so-called dead time) at the on / off switching timing of the transistors N1 and N2.

より具体的に述べると、制御部430は、パルス幅変調信号PWMがローレベルからハイレベルに立ち上がる際には、トランジスタN2をオフしてからトランジスタN1をオンするように、逆に、パルス幅変調信号PWMがハイレベルからローレベルに立ち下がる際には、トランジスタN1をオフしてからトランジスタN2をオンするように、それぞれのオン/オフ切替タイミングを適切に制御する。   More specifically, when the pulse width modulation signal PWM rises from a low level to a high level, the control unit 430 conversely performs the pulse width modulation such that the transistor N2 is turned off and then the transistor N1 is turned on. When the signal PWM falls from the high level to the low level, each on / off switching timing is appropriately controlled so that the transistor N1 is turned on after the transistor N1 is turned off.

また、制御部430は、ゼロクロス信号Szがハイレベルである間、スイッチ出力段を強制的に停止させる機能も備えている。なお、スイッチ出力段の強制停止中、制御信号SH及びSLはいずれもローレベルとされる。   The control unit 430 also has a function of forcibly stopping the switch output stage while the zero cross signal Sz is at a high level. During the forced stop of the switch output stage, the control signals SH and SL are both at a low level.

<第1電圧生成回路(第1実施形態)>
図6は、第1電圧生成回路100の第1実施形態を示す回路図である。本実施形態の第1電圧生成回路100は、差動アンプ111〜113と、誤差アンプ121〜124と、分圧部130と、第1電圧生成部140と、充放電切替部150と、を含む。
<First Voltage Generation Circuit (First Embodiment)>
FIG. 6 is a circuit diagram showing a first embodiment of the first voltage generation circuit 100. The first voltage generation circuit 100 of the present embodiment includes differential amplifiers 111 to 113, error amplifiers 121 to 124, a voltage dividing unit 130, a first voltage generation unit 140, and a charge / discharge switching unit 150. .

差動アンプ111は、ACPピンに接続された非反転入力端(+)と、ACNピンに接続された反転入力端(−)との間に入力されるセンス電圧VI1を増幅して、増幅電圧V111及びV111x(=V111/α、ただしα>1)を生成する。従って、増幅電圧V111及びV111xは、ACPピンからACNピンに流れるアダプタ電流I1が大きいほど高くなる。つまり、差動アンプ111は、アダプタ電流監視手段として機能する。   The differential amplifier 111 amplifies the sense voltage VI1 input between the non-inverting input terminal (+) connected to the ACP pin and the inverting input terminal (−) connected to the ACN pin, and the amplified voltage V111 and V111x (= V111 / α, where α> 1) are generated. Accordingly, the amplified voltages V111 and V111x increase as the adapter current I1 flowing from the ACP pin to the ACN pin increases. That is, the differential amplifier 111 functions as adapter current monitoring means.

差動アンプ112は、SRNピンに接続された非反転入力端(+)と、SRPピンに接続された反転入力端(−)との間に入力されるセンス電圧VI2を増幅して、増幅電圧V112を生成する。従って、増幅電圧V112は、SRNピンからSRPピンに流れるバッテリ電流I2(便宜上、以下では、バッテリ放電電流I2dと呼んで区別する)が大きいほど高くなる。すなわち、差動アンプ112は、放電電流監視手段として機能する。   The differential amplifier 112 amplifies the sense voltage VI2 input between the non-inverting input terminal (+) connected to the SRN pin and the inverting input terminal (−) connected to the SRP pin, and the amplified voltage V112 is generated. Therefore, the amplified voltage V112 becomes higher as the battery current I2 flowing from the SRN pin to the SRP pin (for the sake of convenience, hereinafter referred to as battery discharge current I2d) is increased. That is, the differential amplifier 112 functions as a discharge current monitoring unit.

差動アンプ113は、SRPピンに接続された非反転入力端(+)と、SRNピンに接続された反転入力端(−)との間に入力されるセンス電圧VI2を増幅して、増幅電圧V113を生成する。従って、増幅電圧V113は、SRPピンからSRNピンに流れるバッテリ電流I2(便宜上、以下では、バッテリ充電電流I2cと呼んで区別する)が大きいほど高くなる。すなわち、差動アンプ113は、充電電流監視手段として機能する。   The differential amplifier 113 amplifies the sense voltage VI2 input between the non-inverting input terminal (+) connected to the SRP pin and the inverting input terminal (−) connected to the SRN pin, and the amplified voltage V113 is generated. Accordingly, the amplified voltage V113 becomes higher as the battery current I2 flowing from the SRP pin to the SRN pin (for convenience sake, hereinafter referred to as battery charging current I2c) is increased. That is, the differential amplifier 113 functions as a charging current monitoring unit.

誤差アンプ121は、非反転入力端(+)に入力される所定の基準電圧V1と、反転入力端(−)に入力される増幅電圧V111との差分に応じて、誤差電流I121を生成する電流出力アンプ(いわゆるgmアンプまたはトランスコンダクタンスアンプ)である。増幅電圧V111が基準電圧V1よりも低いときには、その差分に応じた大きさの誤差電流I121が正方向(=誤差アンプ121から流れ出る方向)に流れる。一方、増幅電圧V111が基準電圧V1よりも高いときには、その差分に応じた誤差電流I121が負方向(=誤差アンプ121に流れ込む方向)に流れる。なお、基準電圧V1は、アダプタ電流I1の上限値に相当する。すなわち、誤差アンプ121は、アダプタ電流I1を上限値以下に制限するための帰還ループを形成している。   The error amplifier 121 generates a current I121 according to a difference between a predetermined reference voltage V1 input to the non-inverting input terminal (+) and an amplified voltage V111 input to the inverting input terminal (−). An output amplifier (a so-called gm amplifier or transconductance amplifier). When the amplified voltage V111 is lower than the reference voltage V1, an error current I121 having a magnitude corresponding to the difference flows in the positive direction (= direction of flowing out from the error amplifier 121). On the other hand, when the amplified voltage V111 is higher than the reference voltage V1, an error current I121 corresponding to the difference flows in the negative direction (= direction flowing into the error amplifier 121). The reference voltage V1 corresponds to the upper limit value of the adapter current I1. That is, the error amplifier 121 forms a feedback loop for limiting the adapter current I1 to the upper limit value or less.

誤差アンプ122は、反転入力端(−)に入力される所定の基準電圧V2と、非反転入力端(+)に入力される増幅電圧V112との差分に応じて、誤差電流I122を生成する電流出力アンプである。増幅電圧V112が基準電圧V2よりも高いときには、その差分に応じた大きさの誤差電流I122が正方向(=誤差アンプ122から流れ出る方向)に流れる。一方、増幅電圧V112が基準電圧V2よりも低いときには、その差分に応じた誤差電流I122が負方向(=誤差アンプ122に流れ込む方向)に流れる。なお、基準電圧V2は、放電電流の上限値に相当する。すなわち、誤差アンプ122は、バッテリ放電電流I2dを上限値以下に制限するための帰還ループを形成している。   The error amplifier 122 generates a current I122 according to the difference between a predetermined reference voltage V2 input to the inverting input terminal (−) and the amplified voltage V112 input to the non-inverting input terminal (+). Output amplifier. When the amplified voltage V112 is higher than the reference voltage V2, an error current I122 having a magnitude corresponding to the difference flows in the positive direction (= direction of flowing out from the error amplifier 122). On the other hand, when the amplified voltage V112 is lower than the reference voltage V2, an error current I122 corresponding to the difference flows in the negative direction (= direction flowing into the error amplifier 122). The reference voltage V2 corresponds to the upper limit value of the discharge current. That is, error amplifier 122 forms a feedback loop for limiting battery discharge current I2d to an upper limit value or less.

誤差アンプ123は、非反転入力端(+)に入力される所定の基準電圧V3と、反転入力端(−)に入力される増幅電圧V113との差分に応じて、誤差電流I123を生成する電流出力アンプである。増幅電圧V113が基準電圧V3よりも低いときには、その差分に応じた大きさの誤差電流I123が正方向(=誤差アンプ123から流れ出る方向)に流れる。一方、増幅電圧V113が基準電圧V3よりも高いときには、その差分に応じた誤差電流I123が負方向(=誤差アンプ123に流れ込む方向)に流れる。なお、基準電圧V3は、充電電流の上限値に相当する。すなわち、誤差アンプ123は、バッテリ充電電流I2cを上限値以下に制限するための帰還ループを形成している。   The error amplifier 123 generates a current I123 according to the difference between the predetermined reference voltage V3 input to the non-inverting input terminal (+) and the amplified voltage V113 input to the inverting input terminal (−). Output amplifier. When the amplified voltage V113 is lower than the reference voltage V3, an error current I123 having a magnitude corresponding to the difference flows in the positive direction (= direction of flowing out from the error amplifier 123). On the other hand, when the amplified voltage V113 is higher than the reference voltage V3, an error current I123 corresponding to the difference flows in the negative direction (= direction into the error amplifier 123). The reference voltage V3 corresponds to the upper limit value of the charging current. That is, error amplifier 123 forms a feedback loop for limiting battery charging current I2c to an upper limit value or less.

誤差アンプ124は、非反転入力端(+)に入力される所定の基準電圧V4と、反転入力端(−)に入力される分圧電圧V130との差分に応じて、誤差電流I124を生成する電流出力アンプである。分圧電圧V130が基準電圧V4よりも低いときには、その差分に応じた大きさの誤差電流I124が正方向(=誤差アンプ124から流れ出る方向)に流れる。一方、分圧電圧V130が基準電圧V4よりも高いときには、その差分に応じた誤差電流I124が負方向(=誤差アンプ124に流れ込む方向)に流れる。なお、基準電圧V4は、バッテリ電圧V20の上限値に相当する。つまり、誤差アンプ124は、バッテリ電圧V20を上限値以下に制限するための帰還ループを形成している。   The error amplifier 124 generates an error current I124 according to a difference between a predetermined reference voltage V4 input to the non-inverting input terminal (+) and the divided voltage V130 input to the inverting input terminal (−). Current output amplifier. When the divided voltage V130 is lower than the reference voltage V4, an error current I124 having a magnitude corresponding to the difference flows in the positive direction (= direction of flowing out from the error amplifier 124). On the other hand, when the divided voltage V130 is higher than the reference voltage V4, an error current I124 corresponding to the difference flows in the negative direction (= direction flowing into the error amplifier 124). Reference voltage V4 corresponds to the upper limit value of battery voltage V20. That is, the error amplifier 124 forms a feedback loop for limiting the battery voltage V20 to the upper limit value or less.

分圧部130は、SRNピン(=バッテリ電圧V20の印加端)と接地端との間に直列接続された抵抗131及び132を含み、バッテリ電圧V20を分圧することにより、分圧電圧V130を生成する。   The voltage divider 130 includes resistors 131 and 132 connected in series between the SRN pin (= the application terminal of the battery voltage V20) and the ground terminal, and generates the divided voltage V130 by dividing the battery voltage V20. To do.

第1電圧生成部140は、誤差電流I121〜I124の入力を受け付けて第1電圧Vaを生成する。   The first voltage generator 140 receives the error currents I121 to I124 and generates the first voltage Va.

充放電切替部150は、増幅電圧V111x(延いてはアダプタ電流I1)を監視して充電モード(降圧モード)から放電モード(昇圧モード)への切替制御を行う。   The charge / discharge switching unit 150 controls the switching from the charge mode (step-down mode) to the discharge mode (step-up mode) by monitoring the amplified voltage V111x (and thus the adapter current I1).

<第1電圧生成部>
引き続き、図6を参照しながら、第1電圧生成部140の構成及び動作について説明する。本構成例の第1電圧生成部140は、npn型バイポーラトランジスタn1及びn2と、pnp型バイポーラトランジスタp1〜p3と、電流源CS0〜CS2とを含む。
<First voltage generator>
Next, the configuration and operation of the first voltage generation unit 140 will be described with reference to FIG. The first voltage generation unit 140 of this configuration example includes npn-type bipolar transistors n1 and n2, pnp-type bipolar transistors p1 to p3, and current sources CS0 to CS2.

トランジスタn1のコレクタは、内部電源端に接続されている。トランジスタn1のエミッタは、誤差アンプ121の出力端に接続されている。トランジスタn1のベースは、誤差アンプ122の出力端に接続されている。トランジスタp1のベースは、誤差アンプ121の出力端に接続されている。トランジスタp2のベースは、誤差アンプ124の出力端に接続されている。トランジスタp1のコレクタとトランジスタp2のコレクタは、いずれも接地端に接続されている。トランジスタp3のベースは、誤差アンプ123の出力端に接続されるとともに、トランジスタp1のエミッタとトランジスタp2のエミッタにも接続されている。トランジスタp3のコレクタは、接地端に接続されている。トランジスタp3のエミッタは、トランジスタn2のベースに接続されている。トランジスタn2のコレクタは、内部電源端に接続されている。トランジスタn2のエミッタは、第1電圧Vaの出力端に接続されている。電流源CS0は、内部電源端とトランジスタp3のベースとの間に接続されている。電流源CS1は、内部電源端とトランジスタp3のエミッタとの間に接続されている。電流源CS2は、トランジスタn2のエミッタと接地端との間に接続されている。   The collector of the transistor n1 is connected to the internal power supply terminal. The emitter of the transistor n1 is connected to the output terminal of the error amplifier 121. The base of the transistor n1 is connected to the output terminal of the error amplifier 122. The base of the transistor p1 is connected to the output terminal of the error amplifier 121. The base of the transistor p2 is connected to the output terminal of the error amplifier 124. Both the collector of the transistor p1 and the collector of the transistor p2 are connected to the ground terminal. The base of the transistor p3 is connected to the output terminal of the error amplifier 123, and is also connected to the emitter of the transistor p1 and the emitter of the transistor p2. The collector of the transistor p3 is connected to the ground terminal. The emitter of the transistor p3 is connected to the base of the transistor n2. The collector of the transistor n2 is connected to the internal power supply terminal. The emitter of the transistor n2 is connected to the output terminal of the first voltage Va. The current source CS0 is connected between the internal power supply terminal and the base of the transistor p3. The current source CS1 is connected between the internal power supply terminal and the emitter of the transistor p3. The current source CS2 is connected between the emitter of the transistor n2 and the ground terminal.

まず、誤差電流I121に基づく帰還制御(=アダプタ電流I1の上限制御)について説明する。例えば、システム電流I0(=システムSYSに流れる負荷電流に相当)の増大に伴ってアダプタ電流I1が増大すると、増幅電圧V111が上昇していく。ここで、増幅電圧V111が基準電圧V1よりも低い間は、アダプタ電流I1の増大に伴い、正方向の誤差電流I121が減少していく。さらに、増幅電圧V111が基準電圧V1よりも高くなると、負方向の誤差電流I121が流れ始める。当該挙動により、トランジスタp1の導通度が大きくなり、トランジスタp3のベース電圧が引き下げられるので、第1電圧Vaが低下する。   First, feedback control based on the error current I121 (= upper limit control of the adapter current I1) will be described. For example, when the adapter current I1 increases as the system current I0 (= corresponding to the load current flowing through the system SYS) increases, the amplified voltage V111 increases. Here, while the amplified voltage V111 is lower than the reference voltage V1, the error current I121 in the positive direction decreases as the adapter current I1 increases. Further, when the amplified voltage V111 becomes higher than the reference voltage V1, a negative error current I121 starts to flow. Due to this behavior, the conductivity of the transistor p1 is increased and the base voltage of the transistor p3 is lowered, so that the first voltage Va is lowered.

すなわち、誤差電流I121に基づく帰還制御では、アダプタ電流I1が大きいほど第1電圧Vaが引き下げられて、パルス幅変調信号PWMのデューティ(=スイッチング周期に占めるハイレベル期間の割合)が引き下げられる。その結果、充電モード(降圧モード)では、スイッチ出力段のデューティが低下するので、バッテリ充電電流I2cが減少し、アダプタ電流I1が減少する。一方、放電モード(昇圧モード)では、スイッチ出力段のデューティが高くなるので、バッテリ放電電流I2dが増大し、アダプタ電流I1が減少する。   That is, in the feedback control based on the error current I121, the first voltage Va is decreased as the adapter current I1 is increased, and the duty of the pulse width modulation signal PWM (= the ratio of the high level period in the switching period) is decreased. As a result, in the charging mode (step-down mode), the duty of the switch output stage decreases, so that the battery charging current I2c decreases and the adapter current I1 decreases. On the other hand, in the discharge mode (boost mode), the duty of the switch output stage increases, so that the battery discharge current I2d increases and the adapter current I1 decreases.

このように、半導体装置11は、バッテリ20の充電時と放電時のいずれにおいても、アダプタ電流I1が所定の上限値を上回らないように、スイッチ出力段(N1、N2、L1、C1)を駆動する機能を備えている。   As described above, the semiconductor device 11 drives the switch output stage (N1, N2, L1, C1) so that the adapter current I1 does not exceed the predetermined upper limit value when the battery 20 is charged or discharged. It has a function to do.

次に、誤差電流I122に基づく帰還制御(=バッテリ放電電流I2dの上限制御)について説明する。バッテリ放電電流I2dが増大すると、増幅電圧V112が上昇する。ここで、増幅電圧V112が基準電圧V2よりも低い間は、バッテリ放電電流I2dの増大に伴い、負方向の誤差電流I122が減少していく。さらに、増幅電圧V112が基準電圧V2よりも高くなると、正方向の誤差電流I122が流れ始める。当該挙動により、トランジスタn1の導通度が大きくなり、トランジスタp1のベース電圧が引き上げられる。従って、トランジスタp1の導通度が小さくなり、トランジスタp3のベース電圧が引き上げられるので、第1電圧Vaが上昇する。   Next, feedback control based on error current I122 (= upper limit control of battery discharge current I2d) will be described. When the battery discharge current I2d increases, the amplified voltage V112 increases. Here, while the amplified voltage V112 is lower than the reference voltage V2, the error current I122 in the negative direction decreases as the battery discharge current I2d increases. Further, when the amplified voltage V112 becomes higher than the reference voltage V2, the error current I122 in the positive direction starts to flow. This behavior increases the conductivity of the transistor n1 and raises the base voltage of the transistor p1. Accordingly, the conductivity of the transistor p1 is reduced and the base voltage of the transistor p3 is raised, so that the first voltage Va increases.

すなわち、誤差電流I122に基づく帰還制御では、バッテリ放電電流I2dが大きいほど第1電圧Vaが引き上げられて、パルス幅変調信号PWMのデューティが引き上げられる。その結果、スイッチ出力段のデューティが低下して、バッテリ放電電流I2dが減少する。   That is, in the feedback control based on the error current I122, the first voltage Va is increased as the battery discharge current I2d is increased, and the duty of the pulse width modulation signal PWM is increased. As a result, the duty of the switch output stage decreases, and the battery discharge current I2d decreases.

このように、半導体装置11は、バッテリ20の放電時において、バッテリ放電電流I2dが所定の上限値を上回らないように、スイッチ出力段(N1、N2、L1、C1)を駆動する機能を備えている。   As described above, the semiconductor device 11 has a function of driving the switch output stages (N1, N2, L1, C1) so that the battery discharge current I2d does not exceed a predetermined upper limit value when the battery 20 is discharged. Yes.

次に、誤差電流I123に基づく帰還制御(=バッテリ充電電流I2cの上限制御)について説明する。バッテリ充電電流I2cが増大すると、増幅電圧V113が上昇していく。ここで、増幅電圧V113が基準電圧V3よりも低い間は、バッテリ充電電流I2cの増大に伴い、正方向の誤差電流I123が減少していく。さらに、増幅電圧V113が基準電圧V3よりも高くなると、負方向の誤差電流I123が流れ始める。当該挙動により、トランジスタp3のベース電圧が引き下げられるので、第1電圧Vaが低下する。   Next, feedback control (= upper limit control of battery charging current I2c) based on error current I123 will be described. As the battery charging current I2c increases, the amplified voltage V113 increases. Here, while the amplified voltage V113 is lower than the reference voltage V3, the error current I123 in the positive direction decreases as the battery charging current I2c increases. Furthermore, when the amplified voltage V113 becomes higher than the reference voltage V3, a negative error current I123 starts to flow. Due to this behavior, the base voltage of the transistor p3 is lowered, so that the first voltage Va is lowered.

すなわち、誤差電流I123に基づく帰還制御では、バッテリ充電電流I2cが大きいほど第1電圧Vaが引き下げられて、パルス幅変調信号PWMのデューティが引き下げられる。その結果、スイッチ出力段のデューティが低下して、バッテリ充電電流I2cが減少する。   That is, in the feedback control based on the error current I123, the first voltage Va is decreased as the battery charging current I2c is increased, and the duty of the pulse width modulation signal PWM is decreased. As a result, the duty of the switch output stage decreases, and the battery charging current I2c decreases.

このように、半導体装置11は、バッテリ20の充電時において、バッテリ充電電流I2cが所定の上限値を上回らないように、スイッチ出力段(N1、N2、L1、C1)を駆動する機能を備えている。   Thus, the semiconductor device 11 has a function of driving the switch output stages (N1, N2, L1, C1) so that the battery charging current I2c does not exceed a predetermined upper limit value when the battery 20 is charged. Yes.

なお、誤差アンプ123を用いた帰還ループが有効となる状況としては、例えば、アダプタ電流I1が所定の上限値よりも小さく、かつ、バッテリ電圧V20が所定の上限値に達していない状況を挙げることができる。   As a situation where the feedback loop using the error amplifier 123 is effective, for example, a situation where the adapter current I1 is smaller than a predetermined upper limit value and the battery voltage V20 does not reach the predetermined upper limit value is cited. Can do.

次に、誤差電流I124に基づく帰還制御(=バッテリ電圧V20の上限制御)について説明する。バッテリ20の充電に伴いバッテリ電圧V20が上昇すると、分圧電圧V130が上昇していく。ここで、分圧電圧V130が基準電圧V4よりも低い間は、バッテリ電圧V20の上昇に伴い、正方向の誤差電流I124が減少していく。さらに、分圧電圧V130が基準電圧V4よりも高くなると、負方向の誤差電流I124が流れ始める。当該挙動により、トランジスタn1の導通度が大きくなり、トランジスタp1のベース電圧が引き上げられる。従って、トランジスタp1の導通度が小さくなり、トランジスタp3のベース電圧が引き上げられるので、第1電圧Vaが上昇する。   Next, feedback control (= upper limit control of battery voltage V20) based on error current I124 will be described. When the battery voltage V20 increases as the battery 20 is charged, the divided voltage V130 increases. Here, while the divided voltage V130 is lower than the reference voltage V4, the positive error current I124 decreases as the battery voltage V20 increases. Further, when the divided voltage V130 becomes higher than the reference voltage V4, the error current I124 in the negative direction starts to flow. This behavior increases the conductivity of the transistor n1 and raises the base voltage of the transistor p1. Accordingly, the conductivity of the transistor p1 is reduced and the base voltage of the transistor p3 is raised, so that the first voltage Va increases.

すなわち、誤差電流I124に基づく帰還制御では、バッテリ電圧V20が高いほど第1電圧Vaが引き下げられ、パルス幅変調信号PWMのデューティが引き下げられる。その結果、スイッチ出力段のデューティが低下して、バッテリ電圧V20が低下する。   That is, in the feedback control based on the error current I124, the higher the battery voltage V20, the lower the first voltage Va and the lower the duty of the pulse width modulation signal PWM. As a result, the duty of the switch output stage decreases, and the battery voltage V20 decreases.

このように、半導体装置11は、バッテリ20の充電時において、バッテリ電圧V20が所定の上限値を上回らないように、スイッチ出力段(N1、N2、L1、C1)を駆動する機能を備えている。   Thus, the semiconductor device 11 has a function of driving the switch output stages (N1, N2, L1, C1) so that the battery voltage V20 does not exceed a predetermined upper limit value when the battery 20 is charged. .

なお、誤差アンプ124を用いた帰還ループが有効となる状況としては、例えば、アダプタ電流I1が所定の上限値よりも小さく、かつ、バッテリ20の充電が進んでバッテリ電圧V20が所定の上限値近傍に達した状況を挙げることができる。   As a situation in which the feedback loop using the error amplifier 124 is effective, for example, the adapter current I1 is smaller than a predetermined upper limit value, and the battery 20 is charged and the battery voltage V20 is near the predetermined upper limit value. Can be mentioned.

<充放電切替部>
引き続き、図6を参照しながら、充放電切替部150の構成と動作について説明する。本構成例の充放電切替部150は、コンパレータ151と、ロジック部152と、インバータ153と、Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ154と、を含む。
<Charge / discharge switching unit>
Next, the configuration and operation of the charge / discharge switching unit 150 will be described with reference to FIG. The charge / discharge switching unit 150 of this configuration example includes a comparator 151, a logic unit 152, an inverter 153, and a P-channel MOS field effect transistor 154.

コンパレータ151は、非反転入力端(+)に入力される増幅電圧V111xと、反転入力端(−)に入力される基準電圧V1とを比較して、比較信号S151を生成する。比較信号S151は、増幅電圧V111xが基準電圧V1よりも低いときにローレベルとなり、増幅電圧V111xが基準電圧V1よりも高いときにハイレベルとなる。なお、先述のように、増幅電圧V111xは、増幅電圧V111を所定の係数α(>1)で除した電圧値(=V111/α)を持つ。従って、コンパレータ151は、アダプタ電流I1が所定の上限値(=V1相当)よりもさらに高い閾値(=α×V1相当)を上回っているか否かを検出するアダプタ電流監視手段として機能する。   The comparator 151 compares the amplified voltage V111x input to the non-inverting input terminal (+) with the reference voltage V1 input to the inverting input terminal (−), and generates a comparison signal S151. The comparison signal S151 is at a low level when the amplified voltage V111x is lower than the reference voltage V1, and is at a high level when the amplified voltage V111x is higher than the reference voltage V1. As described above, the amplified voltage V111x has a voltage value (= V111 / α) obtained by dividing the amplified voltage V111 by a predetermined coefficient α (> 1). Accordingly, the comparator 151 functions as an adapter current monitoring unit that detects whether or not the adapter current I1 exceeds a threshold value (= α × V1) that is higher than a predetermined upper limit (= V1).

ロジック部152は、比較信号S151の立上りエッジをトリガとして、充放電切替信号S152にハイレベルのワンショットパルスを生成すると共に、ターボ信号Stをハイレベル(=充電モード時の論理レベル)からローレベル(=放電モード時の論理レベル)に立ち下げる。   The logic unit 152 generates a high-level one-shot pulse for the charge / discharge switching signal S152 using the rising edge of the comparison signal S151 as a trigger, and also changes the turbo signal St from the high level (= the logic level in the charge mode) to the low level. (= Logic level in discharge mode)

インバータ153は、充放電切替信号S152を論理反転することにより、ゲート信号S153を生成する。   The inverter 153 generates the gate signal S153 by logically inverting the charge / discharge switching signal S152.

トランジスタ154は、内部電源端とトランジスタp1のベースとの間に接続されており、ゲート信号S153に応じてオン/オフされる。より具体的に述べると、トランジスタ154は、ゲート信号S153がハイレベルであるときにオフし、ゲート信号S153がローレベルであるときにオンする。   The transistor 154 is connected between the internal power supply terminal and the base of the transistor p1, and is turned on / off according to the gate signal S153. More specifically, the transistor 154 is turned off when the gate signal S153 is at a high level, and turned on when the gate signal S153 is at a low level.

比較信号S151がハイレベルに立ち上がり、充放電切替信号S152にワンショットパルスが生成されると、ゲート信号S153がハイレベルからローレベルに立ち下がるので、トランジスタ154がオンする。その結果、トランジスタp1のベースが内部電源端にプルアップされるので、第1電圧Vaが急峻に引き上げられる。以下では、このような充放電切替動作について詳細に説明する。   When the comparison signal S151 rises to a high level and a one-shot pulse is generated in the charge / discharge switching signal S152, the gate signal S153 falls from a high level to a low level, so that the transistor 154 is turned on. As a result, since the base of the transistor p1 is pulled up to the internal power supply terminal, the first voltage Va is sharply raised. Hereinafter, such charge / discharge switching operation will be described in detail.

<充放電切替動作>
図7は、充放電切替動作の一例を示すタイミングチャートであり、上から順に、ゲート信号GH及びGL、システム電流I0(実線)、アダプタ電流I1(大破線)、バッテリ電流I2(小破線)、第1電圧Va(小破線)、第2電圧Vb(実線)、並びに、ターボ信号Stの挙動が描写されている。なお、本図では、バッテリ充電電流I2cを正値(>0)のバッテリ電流I2とし、バッテリ放電電流I2dを負値(<0)のバッテリ電流I2としている。
<Charge / discharge switching operation>
FIG. 7 is a timing chart showing an example of the charge / discharge switching operation. From the top, the gate signals GH and GL, the system current I0 (solid line), the adapter current I1 (large broken line), the battery current I2 (small broken line), The behavior of the first voltage Va (small broken line), the second voltage Vb (solid line), and the turbo signal St is depicted. In this figure, the battery charging current I2c is a positive (> 0) battery current I2, and the battery discharging current I2d is a negative (<0) battery current I2.

時刻t1以前には、システム電流I0がほとんど要求されておらず、アダプタ電流I1は、その上限値よりも十分に小さい電流値に維持されている。このような状況下では、先に述べたバッテリ充電電流I2cの上限制御(=定電流制御)、ないしは、バッテリ電圧V20の上限制御(=定電圧制御)により、適切なデューティでゲート信号GH及びGLが生成され、バッテリ20の充電動作が行われる。   Prior to time t1, system current I0 is hardly required, and adapter current I1 is maintained at a current value sufficiently smaller than the upper limit value. Under such circumstances, the gate signals GH and GL at an appropriate duty by the upper limit control (= constant current control) of the battery charging current I2c described above or the upper limit control (= constant voltage control) of the battery voltage V20. Is generated, and the battery 20 is charged.

時刻t1において、システム電流I0が急増すると、これに伴いアダプタ電流I1も増大する。このような状況下では、先に述べたアダプタ電流I1の上限制御により、第1電圧Vaが引き下げられて、スイッチ出力段のデューティが低下するので、バッテリ充電電流I2cが減少し始める。   When the system current I0 increases rapidly at time t1, the adapter current I1 also increases accordingly. Under such circumstances, the first voltage Va is lowered by the upper limit control of the adapter current I1 described above, and the duty of the switch output stage is reduced, so that the battery charging current I2c starts to decrease.

時刻t1以降も、アダプタ電流I1の増大が続き、第1電圧Vaが第2電圧Vbの下端値を下回る電圧値まで低下すると、スイッチ出力段のデューティがゼロとなり、アダプタADPからバッテリ20への充電動作が停止される。従って、アダプタADPからシステムSYSへの電力供給が優先される。   After the time t1, the adapter current I1 continues to increase, and when the first voltage Va decreases to a voltage value lower than the lower end value of the second voltage Vb, the duty of the switch output stage becomes zero, and the battery 20 is charged from the adapter ADP. The operation is stopped. Therefore, priority is given to power supply from the adapter ADP to the system SYS.

それでもなお、アダプタ電流I1の増大が続き、時刻t2において、アダプタ電流I1が所定の上限値(=V1相当)よりもさらに高い閾値(=α×V1相当)を上回ると、先述した充放電切替部150の働きにより、第1電圧Vaが第2電圧V2の上端値を上回る電圧値まで一気に引き上げられるとともに、ターボ信号Stがハイレベル(=充電モード時の論理レベル)からローレベル(=放電モード時の論理レベル)に立ち下げられる。このように、アダプタ電流I1が所定の閾値を上回るような状況下では、バッテリ20からシステムSYSへの給電(=システム電流I0の補填)が必要であると考えられるので、充放電制御装置10の動作モードが降圧モードから昇圧モードへ切り替えられる。   Nevertheless, if the adapter current I1 continues to increase and the adapter current I1 exceeds a predetermined upper limit value (corresponding to V1) at time t2, the charge / discharge switching unit described above Due to the action of 150, the first voltage Va is pulled up to a voltage value exceeding the upper end value of the second voltage V2, and the turbo signal St is changed from a high level (= logic level in the charge mode) to a low level (= in the discharge mode). To the logic level). As described above, in a situation where the adapter current I1 exceeds the predetermined threshold value, it is considered that power supply from the battery 20 to the system SYS (= compensation of the system current I0) is necessary. The operation mode is switched from the step-down mode to the step-up mode.

なお、時刻t2の時点では、それ以前におけるバッテリ充電電流I2cのゼロクロス検出(詳細は後述)により、スイッチ出力段が強制的にオフされた状態(=トランジスタN1及びN2がいずれもオフされた状態)となっている。   At time t2, the switch output stage is forcibly turned off (= transistors N1 and N2 are both turned off) due to zero-crossing detection (details will be described later) of the battery charging current I2c before that time t2. It has become.

時刻t3において、第1電圧Vaが第2電圧Vbを下回ると、スイッチ出力段の強制オフ状態が解除されて昇圧動作が開始される。その結果、バッテリ20からシステムSYSに向けてバッテリ放電電流I2dが流れ始めるので、アダプタ電流I1が減少に転じる。その後、アダプタ電流I1とバッテリ放電電流I2dは、それぞれの上限値に合わせ込まれ、昇圧モードが定常状態に至る。   When the first voltage Va falls below the second voltage Vb at time t3, the forced output state of the switch output stage is released and the boosting operation is started. As a result, since the battery discharge current I2d starts to flow from the battery 20 toward the system SYS, the adapter current I1 starts to decrease. Thereafter, the adapter current I1 and the battery discharge current I2d are adjusted to the respective upper limit values, and the boosting mode reaches a steady state.

次に、本図中の動作状態(a)〜(d)について、図8〜図11を参照しながら、それぞれ詳細に説明する。   Next, the operation states (a) to (d) in the drawing will be described in detail with reference to FIGS.

図8は、充電動作の第1例(高デューティ)を示すタイミングチャートであり、上から順に、ゲート信号GH及びGL、バッテリ電流I2(=バッテリ充電電流I2c)、ゼロクロス信号Sz、第1電圧Va(小破線)、並びに、第2電圧Vb(実線)の挙動が描写されている。なお、本図は、図7の動作状態(a)(=時刻t1以前)に相当する。   FIG. 8 is a timing chart showing a first example (high duty) of the charging operation. In order from the top, the gate signals GH and GL, the battery current I2 (= battery charging current I2c), the zero cross signal Sz, and the first voltage Va. (Small broken line) and the behavior of the second voltage Vb (solid line) are depicted. This figure corresponds to the operation state (a) in FIG. 7 (= before time t1).

時刻t10〜t11では、第2電圧Vbが第2電圧Vaよりも低いので、ゲート信号GHがハイレベルとなり、ゲート信号GLがローレベルとなる。従って、トランジスタN1がオンし、トランジスタN2がオフするので、バッテリ電流I2が増大していく。   At times t10 to t11, since the second voltage Vb is lower than the second voltage Va, the gate signal GH becomes high level and the gate signal GL becomes low level. Therefore, since the transistor N1 is turned on and the transistor N2 is turned off, the battery current I2 increases.

時刻t11において、第2電圧Vbが第1電圧Vaよりも高くなると、ゲート信号GHがローレベルとなり、ゲート信号GLがハイレベルとなる。従って、トランジスタN1がオフし、トランジスタN2がオンするので、バッテリ電流I2が減少に転じる。   When the second voltage Vb becomes higher than the first voltage Va at time t11, the gate signal GH becomes low level and the gate signal GL becomes high level. Therefore, the transistor N1 is turned off and the transistor N2 is turned on, so that the battery current I2 starts to decrease.

時刻t12において、第2電圧Vbが下端値にリセットされると、再び第2電圧Vbが第1電圧Vaよりも低くなるので、ゲート信号GHがハイレベルとなり、ゲート信号GLがローレベルとなる。従って、トランジスタN1がオンし、トランジスタN2がオフするので、バッテリ電流I2が再び増大に転じる。   When the second voltage Vb is reset to the lower end value at time t12, the second voltage Vb becomes lower than the first voltage Va again, so that the gate signal GH becomes high level and the gate signal GL becomes low level. Therefore, since the transistor N1 is turned on and the transistor N2 is turned off, the battery current I2 starts to increase again.

時刻t12以降も、上記と同様に、トランジスタN1及びN2のオン/オフが繰り返されることにより、バッテリ20の充電動作(=スイッチ出力段の降圧動作)が行われる。   Also after time t12, the charging operation of the battery 20 (= step-down operation of the switch output stage) is performed by repeatedly turning on / off the transistors N1 and N2 as described above.

なお、本図の例では、スイッチ出力段のデューティが高く、トランジスタN1のオン期間(時刻t10〜t11、時刻t12〜t13、時刻t14〜t15)において、コイルL1に十分なエネルギが蓄えられている。そのため、トランジスタN2のオン期間(時刻t11〜t12、時刻t13〜t14、時刻t15〜t16)の途中で、コイルL1に励起されるバッテリ電流I2がゼロ値を下回ることはない。その結果、ゼロクロス信号Szは、ローレベルに維持されたままとなる。   In the example of this figure, the duty of the switch output stage is high, and sufficient energy is stored in the coil L1 during the ON period (time t10 to t11, time t12 to t13, time t14 to t15) of the transistor N1. . Therefore, the battery current I2 excited by the coil L1 does not fall below the zero value during the ON period (time t11 to t12, time t13 to t14, time t15 to t16) of the transistor N2. As a result, the zero cross signal Sz remains maintained at a low level.

図9は、充電動作の第2例(低デューティ)を示すタイミングチャートであり、上から順に、ゲート信号GH及びGL、バッテリ電流I2(=バッテリ充電電流I2c)、ゼロクロス信号Sz、第1電圧Va(小破線)、並びに、第2電圧Vb(実線)の挙動が描写されている。なお、本図は、図7の動作状態(b)(=時刻t2直前)に相当する。   FIG. 9 is a timing chart showing a second example (low duty) of the charging operation. In order from the top, the gate signals GH and GL, the battery current I2 (= battery charging current I2c), the zero cross signal Sz, and the first voltage Va. (Small broken line) and the behavior of the second voltage Vb (solid line) are depicted. This figure corresponds to the operating state (b) in FIG. 7 (= immediately before time t2).

時刻t20〜t21では、第2電圧Vbが第2電圧Vaよりも低く、バッテリ電流I2が増大していく。時刻t21において、第2電圧Vbが第1電圧Vaよりも高くなると、バッテリ電流I2が減少に転じる。ここまでは図8の時刻t10〜t11と同様である。   From time t20 to t21, the second voltage Vb is lower than the second voltage Va, and the battery current I2 increases. When the second voltage Vb becomes higher than the first voltage Va at time t21, the battery current I2 starts to decrease. The steps so far are the same as the times t10 to t11 in FIG.

ただし、本図の例では、スイッチ出力段のデューティが低いので、トランジスタN1のオン期間(時刻t20〜t21)において、コイルL1に十分なエネルギが蓄えられていない。そのため、トランジスタN2のオン期間(時刻t21〜t23)の途中で、コイルL1に励起されるバッテリ電流I2がゼロ値を下回る(時刻t22を参照)。その結果、ゼロクロス信号Szがハイレベルとなるので、ゲート信号GLがローレベルに立ち下げられて、トランジスタN2が強制的にオフされる。   However, in the example of this figure, since the duty of the switch output stage is low, sufficient energy is not stored in the coil L1 during the ON period (time t20 to t21) of the transistor N1. Therefore, the battery current I2 excited by the coil L1 falls below the zero value during the ON period (time t21 to t23) of the transistor N2 (see time t22). As a result, since the zero cross signal Sz becomes high level, the gate signal GL falls to low level, and the transistor N2 is forcibly turned off.

時刻t23において、第2電圧Vbが下端値にリセットされると、再び第2電圧Vbが第1電圧Vaよりも低くなるので、ゲート信号GHがハイレベルとなり、ゲート信号GLがローレベルとなる。従って、トランジスタN1がオンし、トランジスタN2がオフするので、バッテリ電流I2が再び増大に転じる。この時点で、ゼロクロス信号Szがローレベルに立ち下がる。   When the second voltage Vb is reset to the lower end value at time t23, the second voltage Vb becomes lower than the first voltage Va again, so that the gate signal GH becomes high level and the gate signal GL becomes low level. Therefore, since the transistor N1 is turned on and the transistor N2 is turned off, the battery current I2 starts to increase again. At this time, the zero cross signal Sz falls to the low level.

なお、時刻t23以降も、上記と同様に、トランジスタN2のオン期間(時刻t24〜t26や時刻t27〜t29)の途中で、コイルL1に励起されるバッテリ電流I2がゼロ値を下回る(時刻t25や時刻t28を参照)。そして、その度にゼロクロス信号Szがハイレベルに立ち上がり、スイッチ出力段の強制停止が繰り返される。   After time t23, similarly to the above, the battery current I2 excited in the coil L1 falls below the zero value during the ON period of the transistor N2 (time t24 to t26 and time t27 to t29) (time t25 and time t25). (See time t28). Each time the zero cross signal Sz rises to a high level, the forced stop of the switch output stage is repeated.

また、アダプタ電流I1の増大が続き、第1電圧Vaが第2電圧Vbの下端値を下回る電圧値まで低下すると、スイッチ出力段のデューティがゼロとなり、アダプタADPからバッテリ20への充電動作が停止される(時刻t29以降を参照)。   Further, when the adapter current I1 continues to increase and the first voltage Va decreases to a voltage value lower than the lower end value of the second voltage Vb, the duty of the switch output stage becomes zero, and the charging operation from the adapter ADP to the battery 20 is stopped. (See after time t29).

図10は、放電動作の第1例(低デューティ)を示すタイミングチャートであり、上から順に、ゲート信号GH及びGL、バッテリ電流I2(=バッテリ放電電流I2d)、ゼロクロス信号Sz、第1電圧Va(小破線)、並びに、第2電圧Vb(実線)の挙動が描写されている。なお、本図は、図7の動作状態(c)(=時刻t3前後)に相当する。   FIG. 10 is a timing chart showing a first example (low duty) of the discharge operation. In order from the top, the gate signals GH and GL, the battery current I2 (= battery discharge current I2d), the zero cross signal Sz, and the first voltage Va. (Small broken line) and the behavior of the second voltage Vb (solid line) are depicted. This figure corresponds to the operating state (c) in FIG. 7 (= around time t3).

時刻t30〜t31では、第1電圧Vaが第2電圧Vbの上端値を上回っている。従って、スイッチ出力段のデューティはゼロであり、バッテリ20からシステムSYSへの放電動作が停止されている。なお、この時点では、ゼロクロス信号Szがハイレベルに維持されているので、トランジスタN1及びN2はいずれもオフとなっている。   From time t30 to t31, the first voltage Va exceeds the upper end value of the second voltage Vb. Therefore, the duty of the switch output stage is zero, and the discharging operation from the battery 20 to the system SYS is stopped. At this time, since the zero cross signal Sz is maintained at the high level, the transistors N1 and N2 are both off.

第1電圧Vaが低下し、時刻t32において、第2電圧Vbが第1電圧Vaよりも高くなると、ゲート信号GHがローレベルとなり、ゲート信号GLがハイレベルとなる。従って、トランジスタN1がオフし、トランジスタN2がオンするので、バッテリ電流I2が増大していく。この時点で、ゼロクロス信号Szがローレベルに立ち下がる。   When the first voltage Va decreases and the second voltage Vb becomes higher than the first voltage Va at time t32, the gate signal GH becomes low level and the gate signal GL becomes high level. Accordingly, since the transistor N1 is turned off and the transistor N2 is turned on, the battery current I2 increases. At this time, the zero cross signal Sz falls to the low level.

時刻t33において、第2電圧Vbが下端値にリセットされると、再び第2電圧Vbが第1電圧Vaよりも低くなるので、ゲート信号GHがハイレベルとなり、ゲート信号GLがローレベルとなる。従って、トランジスタN1がオンし、トランジスタN2がオフするので、バッテリ電流I2が再び減少に転じる。   When the second voltage Vb is reset to the lower end value at time t33, the second voltage Vb becomes lower than the first voltage Va again, so that the gate signal GH becomes high level and the gate signal GL becomes low level. Therefore, since the transistor N1 is turned on and the transistor N2 is turned off, the battery current I2 starts to decrease again.

ここで、本図の例では、スイッチ出力段のデューティが低いので、トランジスタN2のオン期間(時刻t32〜t33)において、コイルL1に十分なエネルギが蓄えられていない。そのため、トランジスタN1のオン期間(時刻t33〜t35)の途中で、コイルL1に励起されるバッテリ電流I2がゼロ値を下回る(時刻t34を参照)。その結果、ゼロクロス信号Szがハイレベルとなるので、ゲート信号GHがローレベルに立ち下げられて、トランジスタN1が強制的にオフされる。   Here, in the example of this figure, since the duty of the switch output stage is low, sufficient energy is not stored in the coil L1 during the ON period (time t32 to t33) of the transistor N2. Therefore, the battery current I2 excited by the coil L1 falls below the zero value during the ON period (time t33 to t35) of the transistor N1 (see time t34). As a result, since the zero cross signal Sz becomes high level, the gate signal GH falls to low level, and the transistor N1 is forcibly turned off.

なお、時刻t35以降も、上記と同様に、トランジスタN1のオン期間の途中で、コイルL1に励起されるバッテリ電流I2がゼロ値を下回る(時刻t37を参照)。そして、その度にゼロクロス信号Szがハイレベルに立ち上がり、スイッチ出力段の強制停止が繰り返される。   In addition, after time t35, the battery current I2 excited by the coil L1 falls below the zero value during the ON period of the transistor N1 as described above (see time t37). Each time the zero cross signal Sz rises to a high level, the forced stop of the switch output stage is repeated.

図11は、放電動作の第2例(高デューティ)を示すタイミングチャートであり、上から順に、ゲート信号GH及びGL、バッテリ電流I2(=バッテリ放電電流I2d)、ゼロクロス信号Sz、第1電圧Va(小破線)、並びに、第2電圧Vb(実線)の挙動が描写されている。なお、本図は、図7の動作状態(d)(=時刻t3以降)に相当する。   FIG. 11 is a timing chart showing a second example (high duty) of the discharge operation. In order from the top, the gate signals GH and GL, the battery current I2 (= battery discharge current I2d), the zero cross signal Sz, and the first voltage Va. (Small broken line) and the behavior of the second voltage Vb (solid line) are depicted. This figure corresponds to the operating state (d) in FIG. 7 (= after time t3).

時刻t40〜t41では、第2電圧Vbが第2電圧Vaよりも低いので、ゲート信号GHがハイレベルとなり、ゲート信号GLがローレベルとなる。従って、トランジスタN1がオンし、トランジスタN2がオフするので、バッテリ電流I1が減少していく。   From time t40 to t41, since the second voltage Vb is lower than the second voltage Va, the gate signal GH becomes high level and the gate signal GL becomes low level. Accordingly, since the transistor N1 is turned on and the transistor N2 is turned off, the battery current I1 is decreased.

時刻t41において、第2電圧Vbが第1電圧Vaよりも高くなると、ゲート信号GHがローレベルとなり、ゲート信号GLがハイレベルとなる。従って、トランジスタN1がオフし、トランジスタN2がオンするので、バッテリ電流I2が増大に転じる。   When the second voltage Vb becomes higher than the first voltage Va at time t41, the gate signal GH becomes low level and the gate signal GL becomes high level. Accordingly, the transistor N1 is turned off and the transistor N2 is turned on, so that the battery current I2 starts to increase.

時刻t42において、第2電圧Vbが下端値にリセットされると、再び第2電圧Vbが第1電圧Vaよりも低くなるので、ゲート信号GHがハイレベルとなり、ゲート信号GLがローレベルとなる。従って、トランジスタN1がオンし、トランジスタN2がオフするので、バッテリ電流I2が再び減少に転じる。   When the second voltage Vb is reset to the lower end value at time t42, the second voltage Vb becomes lower than the first voltage Va again, so that the gate signal GH becomes high level and the gate signal GL becomes low level. Therefore, since the transistor N1 is turned on and the transistor N2 is turned off, the battery current I2 starts to decrease again.

時刻t42以降も、上記と同様に、トランジスタN1及びN2のオン/オフが繰り返されることにより、バッテリ20の放電動作(=スイッチ出力段の昇圧動作)が行われる。   Also after time t42, in the same manner as described above, the transistors N1 and N2 are repeatedly turned on and off, whereby the discharging operation of the battery 20 (= step-up operation of the switch output stage) is performed.

なお、本図の例では、スイッチ出力段のデューティが高く、トランジスタN2のオン期間(時刻t41〜t42、時刻t43〜t44、時刻t45〜t46)において、コイルL1に十分なエネルギが蓄えられている。そのため、トランジスタN1のオン期間(時刻t40〜t41、時刻t42〜t43、時刻t44〜t45)の途中で、コイルL1に励起されるバッテリ電流I2がゼロ値を下回ることはない。その結果、ゼロクロス信号Szは、ローレベルに維持されたままとなる。   In the example of this figure, the duty of the switch output stage is high, and sufficient energy is stored in the coil L1 during the ON period (time t41 to t42, time t43 to t44, time t45 to t46) of the transistor N2. . Therefore, the battery current I2 excited by the coil L1 does not fall below the zero value during the ON period (time t40 to t41, time t42 to t43, time t44 to t45) of the transistor N1. As a result, the zero cross signal Sz remains maintained at a low level.

<第1電圧生成回路(第2実施形態)>
図12は、第1電圧生成回路100の第2実施形態を示す回路図である。本実施形態の第1電圧生成回路100は、先の第1実施形態(図6)をベースとしつつ、さらに、第1電圧調整部160を追加した点に特徴を有する。そこで、第1実施形態と同様の構成要素については、図6と同一の符号を付すことで重複した説明を割愛し、以下では、第2実施形態の特徴部分について重点的な説明を行う。
<First Voltage Generation Circuit (Second Embodiment)>
FIG. 12 is a circuit diagram showing a second embodiment of the first voltage generation circuit 100. The first voltage generation circuit 100 of the present embodiment is characterized in that the first voltage adjustment unit 160 is further added while being based on the first embodiment (FIG. 6). Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 6, and redundant descriptions are omitted. In the following, the characteristic portions of the second embodiment are mainly described.

第1電圧調整部160は、npn型バイポーラトランジスタn3〜n5と、pnp型バイポーラトランジスタp4〜p7と、電流源CS3と、抵抗Rx及びRyと、を含む。   The first voltage adjustment unit 160 includes npn-type bipolar transistors n3 to n5, pnp-type bipolar transistors p4 to p7, a current source CS3, and resistors Rx and Ry.

トランジスタp4のベースは、差動アンプ112の出力端に接続されている。トランジスタp4のエミッタは、トランジスタn3のベースに接続されている。トランジスタp4のコレクタは、接地端に接続されている。トランジスタn3のエミッタは、抵抗Rxの第1端に接続されている。抵抗Rxの第2端は、接地端に接続されている。トランジスタn3のコレクタは、トランジスタp5のコレクタに接続されている。トランジスタp5〜p7の各エミッタは、いずれも内部電源端に接続されている。トランジスタp5〜p7の各ベースは、いずれもトランジスタp5のコレクタに接続されている。トランジスタp6のコレクタは、トランジスタn2のベースに接続されている。トランジスタp7のコレクタは、トランジスタn4のコレクタに接続されている。トランジスタn4及びn5の各ベースは、いずれもトランジスタn4のコレクタに接続されている。トランジスタn4及びn5の各エミッタは、いずれも接地端に接続されている。トランジスタn5のコレクタは、第1電圧Vaの出力端に接続されている。電流源CS3は、内部電源端とトランジスタp4のエミッタとの間に接続されている。抵抗Ryは、トランジスタn2のエミッタと第1電圧Vaの出力端との間に接続されている。   The base of the transistor p4 is connected to the output terminal of the differential amplifier 112. The emitter of the transistor p4 is connected to the base of the transistor n3. The collector of the transistor p4 is connected to the ground terminal. The emitter of the transistor n3 is connected to the first end of the resistor Rx. A second end of the resistor Rx is connected to the ground end. The collector of the transistor n3 is connected to the collector of the transistor p5. Each emitter of the transistors p5 to p7 is connected to the internal power supply terminal. Each base of the transistors p5 to p7 is connected to the collector of the transistor p5. The collector of the transistor p6 is connected to the base of the transistor n2. The collector of the transistor p7 is connected to the collector of the transistor n4. Each base of the transistors n4 and n5 is connected to the collector of the transistor n4. Each emitter of the transistors n4 and n5 is connected to the ground terminal. The collector of the transistor n5 is connected to the output terminal of the first voltage Va. The current source CS3 is connected between the internal power supply terminal and the emitter of the transistor p4. The resistor Ry is connected between the emitter of the transistor n2 and the output terminal of the first voltage Va.

SRNピンからSRPピンに向けてバッテリ放電電流I2dが流れているときには、その電流値に応じた増幅電圧V112が出力される。ここで、抵抗Rxには、トランジスタp4及びn3を介して、増幅電圧V112と同等の電圧が印加される。従って、抵抗Rxには、増幅電圧V112に応じた調整電流Ix(=V112/Rx)が流れる。   When the battery discharge current I2d flows from the SRN pin to the SRP pin, the amplified voltage V112 corresponding to the current value is output. Here, a voltage equivalent to the amplified voltage V112 is applied to the resistor Rx via the transistors p4 and n3. Therefore, the adjustment current Ix (= V112 / Rx) corresponding to the amplified voltage V112 flows through the resistor Rx.

調整電流Ixは、トランジスタp5とトランジスタp6から成る第1カレントミラーにより、トランジスタn2のベースを介して抵抗Ryの高電位側から流し込まれる。また、調整電流Ixは、トランジスタp5とトランジスタp7から成る第2カレントミラーと、トランジスタn4及びn5から成る第3カレントミラーにより、抵抗Ryの定電位側へ引き込まれる。   The adjustment current Ix is caused to flow from the high potential side of the resistor Ry via the base of the transistor n2 by the first current mirror including the transistors p5 and p6. The adjustment current Ix is drawn to the constant potential side of the resistor Ry by the second current mirror composed of the transistors p5 and p7 and the third current mirror composed of the transistors n4 and n5.

従って、抵抗Ryの両端間には、調整電流Ixに応じた降下電圧ΔV(=Ix×Ry)が発生する。すなわち、本実施形態の第1電圧生成回路100から出力される第1電圧Vaは、先の第1実施形態(図6)と比べて、上記の降下電圧ΔVだけ引き下げられる。   Therefore, a voltage drop ΔV (= Ix × Ry) corresponding to the adjustment current Ix is generated between both ends of the resistor Ry. That is, the first voltage Va output from the first voltage generation circuit 100 of the present embodiment is reduced by the above-described drop voltage ΔV compared to the first embodiment (FIG. 6).

なお、バッテリ放電電流I2dが流れていないときには、増幅電圧V112がゼロ値となる。上記の調整電流Ixもゼロ値となるので、第1電圧Vaの引き下げは行われない。   When battery discharge current I2d is not flowing, amplified voltage V112 has a zero value. Since the adjustment current Ix is also zero, the first voltage Va is not reduced.

図13は、第2実施形態における過渡応答性の向上効果を示すタイミングチャートであり、上から順に、ゲート信号GH及びGL、バッテリ電流I2(=バッテリ放電電流I2d)、ゼロクロス信号Sz、第1電圧Va(小破線)、並びに、第2電圧Vb(実線)の挙動が描写されている。なお、本図では、先の図10と同じく、放電動作(昇圧動作)の開始時における低デューティ状態が描写されている。また、本図中の細破線は、第1実施形態の挙動(=第1電圧調整部160を具備しないときの挙動)を示している。   FIG. 13 is a timing chart showing the effect of improving the transient response in the second embodiment. In order from the top, the gate signals GH and GL, the battery current I2 (= battery discharge current I2d), the zero cross signal Sz, the first voltage. The behavior of Va (small broken line) and the second voltage Vb (solid line) is depicted. In this figure, as in the previous FIG. 10, the low duty state at the start of the discharge operation (boost operation) is depicted. Moreover, the thin broken line in this figure has shown the behavior (= behavior when not equipped with the 1st voltage adjustment part 160) of 1st Embodiment.

本図の例では、先の図10と同じく、スイッチ出力段のデューティが低いので、バッテリ放電電流I2dの電流不連続モードが生じており、ゼロクロス検出によるスイッチ出力段の強制停止が繰り返されている。   In the example of this figure, since the duty of the switch output stage is low as in FIG. 10, the current discontinuous mode of the battery discharge current I2d occurs, and the forced stop of the switch output stage by the zero cross detection is repeated. .

ただし、本実施形態では、第1電圧調整部160の働きにより、バッテリ放電電流I2dが流れ始めると、その電流値に応じて第1電圧Vaが引き下げられる。その結果、第1実施形態の挙動と比べて、第1電圧Vaと第2電圧Vbとをより早いタイミングで交差させることができるので、トランジスタN2のオン期間を延長することが可能となる。   However, in the present embodiment, when the battery discharge current I2d starts to flow due to the function of the first voltage adjustment unit 160, the first voltage Va is reduced according to the current value. As a result, compared with the behavior of the first embodiment, the first voltage Va and the second voltage Vb can be crossed at an earlier timing, so that the ON period of the transistor N2 can be extended.

すなわち、半導体装置11は、バッテリ20の放電時において、バッテリ放電電流I2dが流れ始めると、その増大を促すようにスイッチ出力段を駆動する機能を備えている。このような構成を採用すれば、アダプタ電流I1の減少速度を引き上げて、スイッチ出力段のデューティを迅速に高めることが可能となる。従って、バッテリ放電電流I2dの電流不連続モードをいち早く解消し、システム電流I0の急増時における過渡応答性を高めることが可能となる。   That is, the semiconductor device 11 has a function of driving the switch output stage so as to promote the increase of the battery discharge current I2d when the battery 20 is discharged. If such a configuration is adopted, it is possible to increase the duty of the switch output stage quickly by increasing the decrease rate of the adapter current I1. Therefore, the current discontinuous mode of the battery discharge current I2d can be quickly eliminated, and the transient response when the system current I0 rapidly increases can be improved.

<ノートパソコンへの適用>
図14は、ノートパソコンX1の外観図である。ノートパソコンX1は、充放電制御装置10を搭載する電子機器Xの一例である。ただし、充放電制御装置10は、これ以外の電子機器にも好適に搭載することが可能である。
<Application to notebook computers>
FIG. 14 is an external view of the notebook computer X1. The notebook personal computer X1 is an example of an electronic device X on which the charge / discharge control device 10 is mounted. However, the charge / discharge control device 10 can be suitably mounted on other electronic devices.

<その他の変形例>
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、バイポーラトランジスタとMOS電界効果トランジスタとの相互置換や、各種信号の論理レベル反転は任意である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
<Other variations>
The various technical features disclosed in the present specification can be variously modified within the scope of the technical creation in addition to the above-described embodiment. For example, mutual replacement of a bipolar transistor and a MOS field effect transistor and logic level inversion of various signals are arbitrary. That is, the above-described embodiment is an example in all respects and should not be considered as limiting, and the technical scope of the present invention is not the description of the above-described embodiment, but the claims. It should be understood that all modifications that come within the meaning and range of equivalents of the claims are included.

本明細書中に開示されている充放電制御装置は、携帯パソコン(ウルトラブックPC、ノートブックPC、ウルトラモバイルPC、タブレットPCなど)、携帯電話(スマートフォンを含む)、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、及び、携帯ゲーム機など、充電式のバッテリを有する電子機器全般に利用することが可能である。   The charge / discharge control device disclosed in the present specification includes a mobile personal computer (Ultrabook PC, notebook PC, ultramobile PC, tablet PC, etc.), a mobile phone (including a smartphone), a digital still camera, and a digital video camera. It can be used for all electronic devices having a rechargeable battery, such as portable game machines.

10 充放電制御装置
11 半導体装置(スイッチ駆動装置)
20 バッテリ
30 ホスト
100 第1電圧生成回路
111〜113 差動アンプ
121〜124 誤差アンプ
130 分圧部
131、132 抵抗
140 第1電圧生成部
150 充放電切替部
151 コンパレータ
152 ロジック部
153 インバータ
154 Pチャネル型MOS電界効果トランジスタ
160 第1電圧調整部
200 第2電圧生成回路
300 比較回路
400 駆動回路
410、420 駆動部
430 制御部
500 内部電源回路
600 ゼロクロス検出回路
N1〜N3 Nチャネル型MOS電界効果トランジスタ
L1 コイル
C1、C2 キャパシタ
R1、R2 センス抵抗
Rx、Ry 抵抗
D1 ダイオード
n1〜n5 npn型バイポーラトランジスタ
p1〜p7 pnp型バイポーラトランジスタ
CS0〜CS3 電流源
ADP アダプタ(電源)
SYS システム(負荷)
X 電子機器
X1 ノートパソコン
10 Charge / Discharge Control Device 11 Semiconductor Device (Switch Drive Device)
20 battery 30 host 100 first voltage generation circuit 111-113 differential amplifier 121-124 error amplifier 130 voltage dividing unit 131, 132 resistor 140 first voltage generation unit 150 charge / discharge switching unit 151 comparator 152 logic unit 153 inverter 154 P channel Type MOS field effect transistor 160 first voltage adjustment unit 200 second voltage generation circuit 300 comparison circuit 400 drive circuit 410, 420 drive unit 430 control unit 500 internal power supply circuit 600 zero cross detection circuit N1 to N3 N channel type MOS field effect transistor L1 Coil C1, C2 Capacitor R1, R2 Sense resistor Rx, Ry Resistor D1 Diode n1-n5 npn-type bipolar transistor p1-p7 pnp-type bipolar transistor CS0-CS3 Current source A P adapter (power supply)
SYS system (load)
X Electronic device X1 Laptop

Claims (8)

電源及び負荷とバッテリとの間に接続されたスイッチ出力段と;
前記電源から前記負荷への電流供給が足りているときには、前記スイッチ出力段を降圧動作させて前記電源から前記バッテリへの充電を行い、前記電源から前記負荷への電流供給が足りなくなったときには、前記スイッチ出力段を昇圧動作させて前記バッテリから前記負荷への放電を行うスイッチ駆動装置と;
を有し、
前記スイッチ駆動装置は、
前記バッテリの充放電状態に応じた第1電圧を生成する第1電圧生成回路と、
スロープ波形の第2電圧を生成する第2電圧生成回路と、
前記第1電圧と前記第2電圧とを比較してパルス幅変調信号を生成する比較回路と、
前記パルス幅変調信号に応じて前記スイッチ出力段を駆動する駆動回路と、
前記バッテリに流れるバッテリ電流がゼロ値となったことを検出して前記スイッチ出力段を強制的に停止させるゼロクロス検出回路と、
を含み、
前記第1電圧生成回路は、前記バッテリの放電時において、前記バッテリから前記負荷にバッテリ電流が流れ始めると、その電流値に応じて前記第1電圧を調整して、前記第1電圧と前記第2電圧とをより早いタイミングで交差させることにより、前記スイッチ出力段のデューティを迅速に高めることを特徴とする充放電制御装置。
A switch output stage connected between the power source and load and the battery;
When the current supply from the power source to the load is insufficient, the switch output stage is stepped down to charge the battery from the power source, and when the current supply from the power source to the load is insufficient, A switch driving device for boosting the switch output stage to discharge from the battery to the load;
Have
The switch driving device includes:
A first voltage generation circuit for generating a first voltage according to a charge / discharge state of the battery;
A second voltage generation circuit for generating a second voltage having a slope waveform;
A comparison circuit that compares the first voltage with the second voltage to generate a pulse width modulation signal;
A drive circuit for driving the switch output stage according to the pulse width modulation signal;
A zero-crossing detection circuit for forcibly stopping the switch output stage by detecting that the battery current flowing through the battery has reached zero value;
Including
The first voltage generation circuit adjusts the first voltage according to a current value when the battery current starts to flow from the battery to the load when the battery is discharged, and the first voltage and the first voltage A charge / discharge control apparatus characterized by rapidly increasing the duty of the switch output stage by crossing two voltages at an earlier timing .
前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの充電時と放電時のいずれにおいても、前記電源から供給される入力電流が上限値を上回らないように前記スイッチ出力段を駆動することを特徴とする請求項1に記載の充放電制御装置。   The switch drive device drives the switch output stage so that an input current supplied from the power source does not exceed an upper limit value when the battery is charged or discharged. Charge-discharge control apparatus as described in. 前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの放電時において、前記バッテリから前記負荷に流れるバッテリ電流が上限値を上回らないように前記スイッチ出力段を駆動することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の充放電制御装置。   3. The switch output device according to claim 1, wherein the switch driving device drives the switch output stage so that a battery current flowing from the battery to the load does not exceed an upper limit value when the battery is discharged. The charging / discharging control apparatus of description. 前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの充電時において、前記電源から前記バッテリに流れるバッテリ電流が上限値を上回らないように前記スイッチ出力段を駆動することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の充放電制御装置。   The switch drive device drives the switch output stage so that a battery current flowing from the power source to the battery does not exceed an upper limit value when the battery is charged. The charge / discharge control apparatus as described in any one of Claims. 前記スイッチ駆動装置は、前記バッテリの充電時において、バッテリ電圧が上限値を上回らないように前記スイッチ出力段を駆動することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の充放電制御装置。   The said switch drive device drives the said switch output stage so that a battery voltage may not exceed an upper limit at the time of charge of the said battery, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Charge / discharge control device. 前記スイッチ駆動装置は、前記電源から供給される入力電流の実測値、ないしは、前記バッテリから前記負荷に流れるバッテリ電流の実測値を装置外部に出力することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の充放電制御装置。   6. The switch driving device outputs an actual measured value of an input current supplied from the power source or an actual measured value of a battery current flowing from the battery to the load to the outside of the device. The charge / discharge control apparatus according to any one of the above. 前記スイッチ出力段は、
前記電源と接地端との間に直列接続された上下一対のスイッチ素子から成るハーフブリッジ出力回路と、
前記ハーフブリッジ出力回路と前記バッテリとの間に接続されたLCフィルタ回路と、
を含むことを特徴とする請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の充放電制御装置。
The switch output stage is
A half-bridge output circuit comprising a pair of upper and lower switch elements connected in series between the power source and the ground terminal;
An LC filter circuit connected between the half-bridge output circuit and the battery;
The charge / discharge control apparatus according to any one of claims 1 to 6 , further comprising:
請求項1〜請求項のいずれか一項に記載の充放電制御装置と、
前記充放電制御装置によって充放電されるバッテリと、
を有することを特徴とする電子機器。
The charge / discharge control apparatus according to any one of claims 1 to 7 ,
A battery charged and discharged by the charge / discharge control device;
An electronic device comprising:
JP2015185321A 2015-09-18 2015-09-18 Charge / discharge control device Active JP6557567B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015185321A JP6557567B2 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Charge / discharge control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015185321A JP6557567B2 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Charge / discharge control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017060354A JP2017060354A (en) 2017-03-23
JP6557567B2 true JP6557567B2 (en) 2019-08-07

Family

ID=58390912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015185321A Active JP6557567B2 (en) 2015-09-18 2015-09-18 Charge / discharge control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6557567B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107086793B (en) * 2017-06-19 2023-06-06 浙江大学 Dynamic compensation control circuit for synchronous rectification power converter
CN108233486A (en) * 2018-02-13 2018-06-29 深圳市猎户者创新科技有限公司 A kind of system and method for intelligent control power supply electric discharge
JP7288240B2 (en) * 2019-03-28 2023-06-07 東芝ライテック株式会社 Power supply and emergency lights

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002369407A (en) * 2001-06-06 2002-12-20 Hitachi Ltd Backup power source with peak-cutting function
JP4958052B2 (en) * 2010-02-24 2012-06-20 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー System power leveling apparatus and diagnostic imaging system
JP2015149801A (en) * 2014-02-05 2015-08-20 日産自動車株式会社 Battery control apparatus and control method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017060354A (en) 2017-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI769160B (en) Method, circuitry, and electronic system to soft start high power charge pumps
TWI732815B (en) Voltage regulator, electronic device, and method of converting input voltage to output voltage
TWI676877B (en) System and method for determining adapter current limit
TWI586087B (en) Voltage regulator, apparatus for a switching voltage regulator and system with the same
US9301278B2 (en) Power supply control circuit, power supply device, electronic apparatus, and power supply control method
US9327321B2 (en) Method and apparatus for performing system power management
US8427113B2 (en) Voltage converter with combined buck converter and capacitive voltage divider
JP5676961B2 (en) Power supply control circuit, electronic device, and power supply control method
US8508196B2 (en) Switching regulator
US20210067033A1 (en) Differential sensing and maintenance of flying capacitor voltage in a switched-mode power supply circuit
US20150372526A1 (en) Battery charging with reused inductor for boost
US11114881B2 (en) Load switch circuit and method of controlling battery power using the same
US9831762B2 (en) Apparatus for starting up switching voltage regulator
US20130176008A1 (en) Soft Start Circuit and Power Supply Device Using the Same
US11342852B2 (en) Apparatus, system, and method for reducing voltage overshoot in voltage regulators
US20230120432A1 (en) Blocking and Startup Transistor Control in Voltage Converters
JP6557567B2 (en) Charge / discharge control device
US20220255435A1 (en) Bidirectional switching converter and operating method thereof
US9906053B2 (en) Energy storage device and control method thereof
CN112688383A (en) Power supply control circuit, power supply control method and device and electronic equipment
US20220286043A1 (en) Dead time controller and dc-dc converter including the same
CN112467968B (en) Starting circuit and operation method thereof
TW200427193A (en) Multi-output DC converter
US20220094293A1 (en) Driving Circuit and Controlled Charging Method
KR20220114463A (en) Bidirectional switching convereter and operating method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180808

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190528

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190617

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190709

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190712

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6557567

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250