KR20060059800A - 전력 공급 제어 회로, 전자 기기, 반도체 장치, 전력 공급제어 회로의 제어 방법 및 전자 기기의 제어 방법 - Google Patents

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세이코 엡슨 가부시키가이샤
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Abstract

발전 장치의 종류에 관계없이, 저충전 손실로, 저누설 전류의 전력 공급 제어 회로를 제공하고, 더 나아가서는, 발전 장치 혹은 축전 장치를 갖는 전자 기기에 있어서의 충전 효율의 향상, 구동 가능 시간의 장시간화를 도모한다.
전력 공급 장치(11)와, 전력 공급 장치(11)에 의해 축전 되는 축전 장치(12)의 사이에 삽입된 전력 공급 제어 회로(10)는, 전력 공급 장치(11)로부터 축전 장치(12)에 흐르는 충전 전류(IC)를 검출하는 충전 전류 검출부(13)와, 입력된 역류 방지 제어 신호(SH)에 기초하여, 축전 장치로부터 상기 발전 장치에 흐르는 역류 전류(IR)를 차단하는 역류 방지부(15)와, 충전 전류(IC)가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 충전 전류(IC)의 유무를 감시하고, 충전 전류(IC)가 검출된 후에는, 항상 충전 전류(IC)의 유무를 감시하며, 충전 전류(IC)가 흐르고 있지 않은 경우에, 역류 전류(IR)를 차단하기 위한 역류 방지 제어 신호(SH)를 출력하는 역류 감시부(14)를 구비한다.

Description

전력 공급 제어 회로, 전자 기기, 반도체 장치, 전력 공급 제어 회로의 제어 방법 및 전자 기기의 제어 방법{Power supply control circuit, electronic appliance, semiconductor apparatus, method for controlling power supply control circuit and method for controlling electronic appliance}
도 1은 본 발명의 원리 설명도,
도 2는 구체적인 실시 형태의 전자 기기의 개요 구성 블록도,
도 3은 전력 공급 제어부(26)의 개요 구성 블록도,
도 4는 충전 전류 검출 트랜지스터 및 동일한 기능을 갖는 소자의 순방향 전압-순방향 전류 특성의 설명도,
도 5는 발전 장치로부터 축전 장치에 대해서 충전 전류가 흐르는 경우의 동작 흐름도(그 1),
도 6은 발전 장치로부터 축전 장치에 대해서 충전 전류가 흐르는 경우의 동작 흐름도(그 2),
도 7은 발전이 종료하여, 축전 장치로부터 발전 장치를 향해서 역류 전류가 흐를 가능성이 있는 경우의 동작 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 전력 공급 제어 회로
11 : 전력 공급 장치(발전 장치, 전원 어댑터 등)
12 : 축전 장치 13 : 충전 전류 검출부
14 : 역류 감시부 15 : 역류 방지부
20 : 전자 시계 21 : 발전 장치
22 : 축전 장치 23 : 마이크로 컴퓨터
24 : 시각 표시부 25 : 보조 콘덴서
26 : 전력 공급 제어부(전력 공급 제어 회로)
27 : 컨트롤부 31 : 정전압 회로
32 : 발진 회로 33 : 분주 회로
34 : MPU 35 : 기능 로직부
41 : 충전 전류 검출 트랜지스터(제1 전계 효과형 트랜지스터)
42 : 다이오드(기생 다이오드) 43 : 풀업 저항
44 : 퀵 스타트부 45 : 과충전 방지 트랜지스터
46 : 콤퍼레이터부 47 : 동작 제어부
48 : 충전 제어용 트랜지스터(제2 전계 효과형 트랜지스터)
49 : 다이오드(기생 다이오드)
본 발명은 전력 공급 제어 회로, 전자 기기, 반도체 장치, 전력 공급 제어 회로의 제어 방법 및 전자 기기의 제어 방법에 관한 것으로, 특히 발전 장치에 의해 생성한 전력을 축전 장치에 축적하는 타입의 전력 공급 제어 회로, 전자 기기, 반도체 장치, 전력 공급 제어 회로의 제어 방법 및 전자 기기의 제어 방법에 관한 것이다.
종래로부터, 발전 장치가 부착된 전자 시계에 설치된 전력 공급 제어 회로에 있어서, 발전 장치에서 생성한 전기 에너지를 소위 역류 방지 다이오드를 통해서 축전 장치에 충전하고 있는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1∼3 참조).
(특허문헌 1) 일본국 특개평 9-264971호 공보
(특허문헌 2) 일본국 특개평 10-201128호 공보
(특허문헌 3) 일본국 특개평 10-210681호 공보
(특허문헌 4) 국제공개 WO98/21815호 공보
그런데, 발전 장치로서, 태양 전지를 이용한 경우, 태양 전지의 충전 전류 특성은, 축전 장치의 축전 전압이 소정의 전압(X)(V)에 도달할 때까지는, 일정한 충전 전류가 흐르고, 축전 전압이 소정의 전압(X)(V)에 도달하면 충전 전류가 흐르지 않게 되어 버린다는 특성이 있다.
이 경우에 있어서, 역류 방지 다이오드를 이용하지 않은 이상적인 전력 공급 제어 회로를 구성한 경우에는,
전압(X) = 축전 장치의 충전 전압
이 된다. 그러나, 역류 방지 다이오드를 이용한 실제의 전력 공급 제어 회 로에서는,
전압(X) = 축전 장치의 충전 전압 + 역류 방지 다이오드의 순방향 전압
이 되어, 축전 장치의 충전 전압이 이상 상태보다도 낮은 상태로 충전을 행할 수 없게 되어 버린다는 문제가 생긴다. 즉, 역류 방지 다이오드의 순방향 전압은, 실질적으로 충전 손실이 되어 나타나게 된다.
특히 태양 전지를 저조도로 충전하는 경우에는, 전압(X)이 고조도인 경우에 비교하여 저하하기 때문에, 충전 손실 비율은 보다 큰 것이 된다는 문제점이 있다.
또한, 이 역류 방지 다이오드를 반도체 장치(예를 들면, LSI)에 내장하고자 하는 경우에는, 일반적으로 실리콘 기판에 불순물을 확산시켜, P형 확산층 및 N형 확산층을 형성하고, 이들을 PN 접합에 의해 다이오드로서 구성한다. 그러나, 실리콘 기판으로 PN 접합에 의해 형성한 다이오드는 순방향 전압이 크기 때문에, 충전 손실이 커져서 충전 효율이 저하하게 된다.
상기 문제를 해소하기 위해서, 역류 방지 다이오드와 역류 방지 다이오드에 병렬로 전계 효과형 트랜지스터를 접속하여, 발전 장치로 생성한 전기 에너지를 처음에는 역류 방지 다이오드를 경유하여 축전 장치에 충전하고, 역류 방지 다이오드의 순방향 전압이 소정의 전압 이상이 되면, 전계 효과 트랜지스터를 온시켜 역류 방지 다이오드를 바이패스하여, 충전 손실이 적은 상태로 축전 장치를 충전하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 4 참조).
그러나, 발전 장치로서, 전자 유도 발전 장치 등과 같이, 발전 장치의 발전 전압과 축전 장치의 충전 전압의 전위차에 따른 충전 전류를 발생시키는 정전압형 의 발전 장치를 이용한 경우에는 문제가 없지만, 태양 전지와 같이 정전류형의 발전 장치를 이용한 경우에는, 역류 방지 다이오드의 순방향 전압을 검출하여 전계 효과형 트랜지스터를 온시킨 경우에는, 역류 방지 다이오드는 전계 효과 트랜지스터에 의해 쇼트 상태가 되어, 순방향 전압은 0이 되기 때문에, 전계 효과 트랜지스터는 다시 오프 상태가 된다.
따라서, 발전 장치에 정전류형의 발전 장치를 이용하는 경우에는, 전계 효과형 트랜지스터가 온/오프를 반복하면서 축전 장치를 충전하게 되기 때문에, 충전 손실이 작아지지 않는다는 문제점이 생기게 된다.
또한, 전계 효과형 트랜지스터의 온 시간을 소정 시간 유지하는 구성으로 하면, 그 기간 중에 발전 장치가 발전을 행하지 않게 되어 버린 경우에는, 축전 장치로부터 발전 장치로 전류가 역류해 버려, 쓸데없이 전력을 소비해 버린다는 새로운 문제점이 생기게 된다.
그래서, 본 발명의 목적은, 전력 공급 장치(발전 장치)의 종류에 관계없이, 저충전 손실로, 저누설 전류의 전력 공급 제어 회로를 제공하고, 더 나아가서는, 전력 공급 장치 혹은 축전 장치를 갖는 전자 기기에 있어서의 충전 효율의 향상, 구동 가능 시간의 장시간화를 도모하는 것이 가능한 전력 공급 제어 회로, 전자 기기, 반도체 장치, 전력 공급 제어 회로의 제어 방법 및 전자 기기의 제어 방법을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 전력 공급 장치와, 상기 전력 공급 장치에 의 해 공급되는 전력을 축전하는 축전 장치의 사이에 삽입되는 동시에, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로로서, 상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출부와, 입력된 역류 방지 제어 신호에 기초하여, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지부와, 상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하며, 상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 역류 전류를 차단하기 위한 상기 역류 방지 제어 신호를 출력하는 역류 감시부를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 충전 전류 검출부는, 전력 공급 장치로부터 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출한다.
충전 전류 검출부의 검출 결과에 기초하여, 역류 감시부는, 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 충전 전류의 유무를 감시하고, 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 충전 전류의 유무를 감시하며, 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 역류 전류를 차단하기 위한 역류 방지 제어 신호를 역류 방지부에 출력한다.
이 결과, 역류 방지부는, 입력된 역류 방지 제어 신호에 기초하여, 축전 장치로부터 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단한다.
이 경우에 있어서, 상기 충전 전류 검출부는, 드레인 단자 혹은 소스 단자 중 어느 한쪽이 게이트 단자에 접속되고, 또한, 상기 축전 장치의 한쪽의 단자에 직접적 혹은 간접적으로 접속되는 동시에, 드레인 단자 혹은 소스 단자 중 어느 다 른 쪽이 상기 전력 공급 장치의 한쪽의 단자에 접속된 제1 전계 효과형 트랜지스터를 구비하고, 상기 역류 방지부는, 드레인 단자 혹은 소스 단자 중 어느 한쪽이 상기 전력 공급 장치의 다른 쪽의 단자에 접속되며, 드레인 단자 혹은 소스 단자 중 어느 다른 쪽이 상기 축전 장치의 다른 쪽의 단자에 직접적 혹은 간접적으로 접속되는 제2 전계 효과형 트랜지스터를 구비하도록 해도 된다.
또, 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터는, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터의 임계값보다도 큰 임계값을 갖도록 구성해도 된다.
또한, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터는, 진성(眞性) 반도체에 의해 형성되고, 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터는, 기판의 불순물 농도를 제어함으로써 임계값을 설정하도록 구성해도 된다.
또한, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터 및 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터의 각각에 병렬로, 상기 충전 전류의 흐르는 방향을 순방향으로 하는 기생 다이오드를 구비한 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
또, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터 및 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터는, 인핸스먼트 형이도록 해도 된다.
또한, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터는, 공핍 형이고, 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터는, 인핸스먼트 형이도록 해도 된다.
또, 상기 역류 감시부는, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터의 드레인 단자-소스 단자 사이에 발생하는 전위차를 검출하는 콤퍼레이터를 구비하고 있고, 상기 콤퍼레이터는, 상기 전위차에 기초하여 상기 역류 전류가 흐를 수 있는 가능성이 있는 상태에서는, 샘플링 동작을 행하고, 상기 충전 전류가 흐르고 있는 상태에서는, 항상 동작을 행하도록 되어 있도록 해도 된다.
또, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터와 병렬로, 상기 전력 공급 장치의 한쪽의 단자의 전위를 안정화시키기 위한 저항 부하 소자가 접속되어 있도록 해도 된다.
또한, 상기 전력 공급 장치로서, 발전 장치가 접속되도록 해도 된다.
또, 상기 발전 장치로서, 소정의 발전 조건 하에서 상기 축전 장치의 축전 전압이 소정의 전압값이 될 때까지는 상기 축전 전압에 의존하지 않고, 대략 일정한 전류값을 갖는 충전 전류를 흐르게 하는 것이 가능한 정전류형 발전 장치가 접속되도록 해도 된다.
또, 상기 축전 장치의 과충전을 방지하기 위해서, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터를 통해서 공급되는 상기 전력 공급 장치로부터의 충전 전류를 상기 전력 공급 장치 측으로 흐르게 하기 위한 스위칭 소자를 구비하고, 상기 역류 감시부는, 상기 축전 장치의 축전 전압을 검출하는 축전 전압 검출부를 구비하며, 상기 축전 장치의 축전 전압이 소정 기준 전압 이상인 경우에는, 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터를 강제적으로 오프 상태로 제어한 후, 상기 스위칭 소자를 온 상태로 하고, 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터가 강제적으로 오프 상태이고, 또한, 상기 스위칭 소자가 온 상태인 경우에, 상기 축전 전압이 상기 기준 전압 미만이 된 경우에, 상기 스위칭 소자를 오프 상태로 하여, 그 후, 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터의 강제적 오프 상태를 해제하도록 해도 된다.
또, 외부의 전력 공급 장치로부터 공급되는 전력을 축전하는 축전 장치와, 상기 축전 장치의 축전 전력으로 구동되는 피제어 장치와, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 삽입되어, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로를 구비한 전자 기기로서, 상기 전력 공급 제어 회로는, 상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출부와, 입력된 역류 방지 제어 신호에 기초하여, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지부와, 상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하며, 상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 역류 전류를 차단하기 위한 상기 역류 방지 제어 신호를 출력하는 역류 감시부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 전력 공급 제어 회로의 충전 전류 검출부는, 외부의 전력 공급 장치로부터 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출한다.
충전 전류 검출부의 검출 결과에 기초하여, 역류 감시부는, 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 충전 전류의 유무를 감시하고, 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 충전 전류의 유무를 감시하며, 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 역류 전류를 차단하기 위한 역류 방지 제어 신호를 역류 방지부에 출력한다.
이 결과, 역류 방지부는, 입력된 역류 방지 제어 신호에 기초하여, 축전 장치로부터 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단한다.
또, 전력 공급 장치와, 상기 전력 공급 장치로부터 공급되는 전력을 축전하는 축전 장치와, 상기 축전 장치의 축전 전력으로 구동되는 피제어 장치와, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 삽입되어, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로를 구비한 전자 기기로서, 상기 전력 공급 제어 회로는, 상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출부와, 입력된 역류 방지 제어 신호에 기초하여, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지부와, 상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하며, 상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 역류 전류를 차단하기 위한 상기 역류 방지 제어 신호를 출력하는 역류 감시부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 전력 공급 제어 회로의 충전 전류 검출부는, 전력 공급 장치로부터 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출한다.
충전 전류 검출부의 검출 결과에 기초하여, 역류 감시부는, 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 충전 전류의 유무를 감시하고, 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 충전 전류의 유무를 감시하며, 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 역류 전류를 차단하기 위한 역류 방지 제어 신호를 역류 방지부에 출력한다.
이 결과, 역류 방지부는, 입력된 역류 방지 제어 신호에 기초하여, 축전 장치로부터 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단한다.
이들의 경우에 있어서, 상기 피제어 장치는, 마이크로 컴퓨터로서 구성해도 된다.
또, 상기 마이크로 컴퓨터는, 중앙 연산 처리 장치를 구비하고 있고, 상기 전력 공급 제어 회로의 제어는, 상기 중앙 연산 처리 장치의 제어와는 독립하여 행해지도록 해도 된다.
또한, 상기 피제어 장치는, 타이머 기능 및 시각 표시 기능을 갖는 타이머 장치로서 구성되어 있도록 해도 된다.
또, 상기 전력 공급 장치는, 발전 장치이어도 된다.
또, 반도체 장치는, 전력 공급 장치가 접속되는 단자와, 상기 축전 장치가 접속되는 단자와, 상기 축전 장치의 축전 전력으로 구동되는 피제어 장치가 접속되는 단자와, 상기 어느 하나의 전력 공급 제어 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.
전력 공급 장치와, 상기 전력 공급 장치에 의해 공급되는 전력을 축적하는 축전 장치의 사이에 삽입되는 동시에, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로의 제어 방법은, 상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출 과정과, 상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하는 감시 과정과, 상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지 과정을 구비한 것을 특징으로 하고 있다.
전력 공급 장치를 내장하거나, 혹은, 외부의 전력 공급 장치가 접속 가능하고, 상기 전력 공급 장치에 의해 축전되는 축전 장치와, 상기 축전 장치의 축전 전력으로 구동되는 피제어 장치와, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 삽입되어, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로를 구비한 전자 기기의 제어 방법으로서, 상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출 과정과, 상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하는 감시 과정과, 상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지 과정을 구비한 것을 특징으로 한다.
다음에 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서 설명한다.
우선, 구체적인 설명에 앞서서, 본 발명의 원리에 대해서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 원리 설명도이다.
전력 공급 제어 회로(10)는, 전력 공급 장치(11)와, 전력 공급 장치(11)에 의해 축전되는 축전 장치(12)의 사이에 삽입되어 있다.
이 경우에 있어서, 전력 공급 제어 회로(10)는, 크게 구별하면, 충전 전류 검출부(13)와, 역류 감시부(14)와, 역류 방지부(15)를 구비하고 있다.
충전 전류 검출부(13)는, 전력 공급 장치(11)로부터 축전 장치(12)측으로 흐르는 충전 전류(IC)를 검출하는 동시에, 충전 전류(IC)를 축전 장치(12) 측으로 흐 르게 한다.
역류 감시부(14)는, 충전 전류 검출부(13)를 통해서 충전 전류(IC)가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 충전 전류(IC)의 유무를 감시하고, 충전 전류 검출부(13)를 통해서 충전 전류(IC)가 검출된 후에는, 항상 충전 전류(IC)의 유무를 감시하며, 충전 전류(IC)가 흐르고 있지 않은 경우에, 축전 장치(12)로부터 전력 공급 장치(11) 측으로 흐르는 역류 전류(IR)를 차단하기 위한 역류 방지 제어 신호(SH)를 출력한다.
역류 방지부(15)는, 입력된 역류 방지 제어 신호(SH)에 기초하여, 축전 장치(12)로부터 전력 공급 장치(11)에 흐르는 역류 전류(IR)를 차단한다.
상기 구성에 의하면, 역류 감시부(14)는, 충전 전류 검출부(13)를 통해서 충전 전류(IC)가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 충전 전류(IC)의 유무를 감시한다.
그 후, 충전 전류 검출부(13)를 통해서 충전 전류(IC)가 검출된 경우에는, 역류 감시부(14)는, 항상 충전 전류(IC)의 유무를 감시하고, 충전 전류(IC)가 흐르고 있지 않은 경우에, 축전 장치(12)로부터 전력 공급 장치(11) 측으로 흐르는 역류 전류(IR)를 차단하기 위한 역류 방지 제어 신호(SH)를 역류 방지부(15)에 출력한다.
이 결과, 역류 방지부(15)는, 입력된 역류 방지 제어 신호(SH)에 기초하여, 축전 장치(12)로부터 전력 공급 장치(11)에 흐르는 역류 전류(IR)를 차단하게 된다.
이상의 설명과 같이, 전력 공급 제어 회로(10)에 의하면, 역류 감시부(14) 는, 충전 전류 검출부(13)를 통해서 충전 전류(IC)가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 충전 전류(IC)의 유무를 감시하게 되기 때문에, 감시에 요하는 소비 전력의 저감을 도모할 수 있다.
또한, 역류 감시부(14)는, 충전 전류 검출부(13)를 통해서 충전 전류(IC)가 검출된 경우에는, 충전 전류(IC)의 유무를 항상 감시하게 되어, 전력 공급 장치(11)에서 발전이 행해지고 있지 않거나, 혹은, 발전 전압이 축전 장치(12)의 축전 전압보다 낮은 경우 등과 같이, 축전 장치(12)로부터 전력 공급 장치(11) 측으로 흐르는 역류 전류(IR)가 발생할 가능성이 있는 상황 하에서는, 역류 전류(IR)를 신속하고, 또한, 확실하게 차단하는 것이 가능해진다. 이 경우에는, 샘플링적으로 충전 전류(IC)를 감시하는 경우와 비교하여 소비 전력이 증가하게 되지만, 축전 장치(22)가 충전중이기 때문에, 소비 전력의 증가를 고려하지 않아도 문제는 없다.
다음에 보다 구체적인 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 2는 구체적인 실시 형태의 전자 기기의 개요 구성 블록도이다.
도 2에서는, 전자 기기로서, 시각 표시를 행하는 전자 시계를 예로 하고 있다.
전자 시계(20)는, 복수의 셀(21A)이 직렬 접속되어, 태양광을 수광하여 발전을 행하는 태양 전지로서 구성된 전력 공급 장치로서의 발전 장치(21)와, 발전 장치(21)에 의해 생성(발전)된 전력을 축적하는 축전 장치(22)와, 발전 장치(21)에 전원 단자(SLRA, SLRC)를 통해서 접속되는 동시에, 축전 장치(22)에 저전위측 전원 단자(TVSS) 및 충전 단자(TVTKP)를 통해서 접속되어, 충전 제어 및 시각 표시 제어 를 행하는 마이크로 컴퓨터(23)와, 마이크로 컴퓨터의 제어 하에서 각종 시각 표시를 행하는 시각 표시부(24)와, 마이크로 컴퓨터(23)에 고전위측 전원 단자(TVDD) 및 저전위측 전원 단자(TVSS)를 통해서 접속되어, 시각 표시부(24)가 중부하 동작이 되었을 때에 축전 장치(22)의 보조 전원으로서 기능하는 보조 콘덴서(25)를 구비하고 있다.
이 경우에 있어서, 마이크로 컴퓨터(23)는, 축전 장치(22)에 저전위측 전원 단자(TVSS), 충전 단자(TVTKP)를 통해서 접속되어, 발전 장치(21)로부터 축전 장치(22) 측으로 충전 전류를 공급하는 동시에, 축전 장치(22)로부터 발전 장치(21) 측으로 흐르는 역류 전류를 방지하는 전력 공급 제어부(26)와, 전력 공급 제어부(26)와는 독립으로 동작하여, 전자 시계(20) 전체의 제어를 행하는 컨트롤부(27)를 구비하고 있다.
컨트롤부(27)는, 고전위측 전원 단자(TVDD) 및 저전위측 전원 단자(TVSS)를 통해서 동작 전력이 공급되고 있고, 컨트롤부(27)의 각 부에 정전압(VREG1) 또는 정전압(VREG2)을 공급하는 정전압 회로(31)와, 정전압(VREG1)이 공급되며, 도시하지 않은 수정 발진기 등을 구비하고, 소정의 주파수(예를 들면, 32㎑)를 갖는 기준 발진 신호(fREF)를 출력하는 발진 회로(32)와, 정전압(VREG2) 및 기준 발진 신호(fREF)가 공급되어, 기준 발진 신호(fREF)를 분주(分周)하고, 다양한 주파수를 갖는 분주 신호(fD)(도 2에서는, 도시의 간략화를 위해서 1종류만 기재)를 출력하는 분주 회로(33)와, 정전압(VREG2)이 공급되어, 컨트롤부(27) 전체를 제어하는 도시하지 않은 ROM, RAM, CPU를 구비한 MPU(34)와, 정전압(VREG2) 및 분주 신호(fD)가 공급되어, MPU와 협동하여 발진 회로(32), 분주 회로(33)를 제어하면서, 시각 표시부(24)에 있어서의 시각 표시 제어를 행하는 기능 로직부(35)를 구비하고 있다.
여기에서, 전력 공급 제어부(26)의 구성에 대해서 설명한다.
도 3은 전력 공급 제어부(26)의 개요 구성 블록도이다. 도 3에서, 도 2와 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙이는 것으로 한다.
전력 공급 제어부(26)는, 크게 구별하면, 충전 전류 검출부로서 기능하는 충전 전류 검출 트랜지스터(41)와, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)에 병렬로 접속된 다이오드(기생 다이오드)(42) 및 풀업 저항(43)과, 후술하는 퀵 스타트 기능을 실현하기 위한 퀵 스타트부(44)와, 축전 장치(22)에서의 과충전을 방지하기 위한 과충전 방지 트랜지스터(45)와, 역류 감시부를 구성하는 콤퍼레이터부(46) 및 동작 제어부(47)와, 역류 방지부로서 기능하는 충전 제어용 트랜지스터(48)와, 충전 제어용 트랜지스터(48)에 병렬로 접속되는 다이오드(기생 다이오드)(49)를 구비하고 있다. 또한, 필요에 따라서 축전 장치(22)의 축전 전압(VTKP)을 승압 혹은 강압을 행하는 승강압 회로(50)를 설치하도록 해도 된다.
이하, 전력 공급 제어부(26)의 각 부에 대해서 상세하게 설명한다.
충전 전류 검출 트랜지스터(41)는, P채널 MOSFET로 구성되어 있고, 충전 손실이 되는 큰 드레인-소스간 전위(VDS)가 발생하지 않도록, 사이즈를 크게 하고 있는 동시에, 임계값 전압이 낮은 것이 바람직하다. 그래서 본 실시 형태에서는, P채널 MOSFET를 원래의 기판의 불순물 농도가 낮고, 임계값 전압을 낮게 하기 위한 불순물 농도의 주입을 필요로 하지 않는 구성을 채용하고 있다. 이와 같이 임계값 전압을 낮게 하기 위한 특별한 공정을 필요로 하지 않는 반도체를 진성 반도체라고 정의한다. 이것은, 원래의 기판에 어느 정도 불순물 농도가 높은 것을 이용한 경우에도, 불순물을 기판에 주입하거나, 산화막을 얇게 함으로써 임계값 전압을 낮게 하는 것은 가능하지만, 전용의 반도체 제조 공정이 필요하고 비용 상승이 크다. 또한, 양산시에 원래의 기판에 어느 정도 불순물 농도가 높은 것을 이용한 경우에는, 불순물 농도의 편차가 커지는 것에 더하여, 불순물의 주입 편차, 산화막의 두께의 편차 등의 요인에 의해 임계값 전압, 즉, 충전 손실의 양산 편차가 커지는 것을 방지하기 위해서이다.
도 4는, 충전 전류 검출 트랜지스터(41) 및 동일한 기능을 갖는 소자의 순방향 전압-순방향 전류 특성의 설명도이다.
도 4에는, 충전 전류(IC)로서, 전류값 IF0의 전류가 흘렀을 때의 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인 단자(D)-소스 단자(S)간 전압(VDS), 종래의 실리콘형 다이오드의 애노드-캐소드간 전압(VFsi) 및 쇼트키 배리어형 다이오드의 애노드-캐소드간 전압(VFsb)을 나타낸다.
종래의 실리콘형 다이오드의 애노드-케소드간 전압(VFsi) 및 쇼트키 배리어형 다이오드의 애노드-캐소드간 전압(VFsb)에 비교하여, 실시 형태의 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인 단자(D)-소스 단자(S)간 전압(VDS)은, 30∼60% 정도의 순방향 전압이 되어, 충전 손실이 중요하게 낮은 것을 알 수 있다. 이와 같이 충전 전류 검출 트랜지스터(41)를 충전 손실이 낮은 구성으로 할 수 있었기 때문에, 충전 전류 검출 트랜지스터를 바이패스하기 위한 구성(바이패스 회로 등)을 설치하 지 않고, 항상 축전 장치(22)의 충전 전류 경로에 삽입할 수 있다. 따라서, 발전 장치의 종류(예를 들면, 정전압형 발전 장치, 정전류형 발전 장치 등)에 의존하지 않고 안정하게, 충전 전류 혹은 역류 전류가 흘렀을 때의 드레인-소스간 전압(VDS)을 검출하는 것이 가능해지고 있다.
퀵 스타트부(44)는, 애노드 단자가 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인 단자(D)에 접속된 제1 퀵 스타트용 다이오드(51)와, 제1 퀵 스타트용 다이오드(51)에 직렬로 접속된 제2 퀵 스타트용 다이오드(52)와, P채널 MOSFET로 구성되고, 소스 단자(S)가 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인 단자(D)에 접속되고, 드레인 단자(D)가 제1 퀵 스타트용 다이오드(51)와 제2 퀵 스타트용 다이오드(52)의 중간 접속점에 접속되며, 게이트 단자(G)가 동작 제어부(47)에 접속된 제1 퀵 스타트용 트랜지스터(53)와, P채널 MOSFET로 구성되고, 소스 단자(S)가 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인 단자(D)에 접속되고, 드레인 단자(D)가 제2 퀵 스타트용 다이오드(52)의 캐소드 단자에 접속되며, 게이트 단자(G)가 동작 제어부(47)에 접속된 제2 퀵 스타트용 트랜지스터(54)를 구비하고 있다.
여기에서, 퀵 스타트 기능이란, 축전 장치(22)의 축전 전압이 마이크로 컴퓨터(23)가 동작할 수 없는 저전압 영역까지 방전해 버린 경우에도, 발전 장치(21)로부터의 충전 전류(IC)를 퀵 스타트용 다이오드(51, 52)에 흐르게 하여, 그때에 퀵 스타트용 다이오드(51, 52)에 발생하는 순방향 전압을 축전 장치(22)의 충전 전압에 가산함으로써, 마이크로 컴퓨터(23)를 동작 가능한 전압 영역까지 고전위측 전원(VDD)의 전압을 상승시키는 것이다.
구체적으로는, 동작 제어부(47)에 의해 생성되는 제1 퀵 스타트 제어 신호(SC) 및 제2 퀵 스타트 제어 신호(SD)에 의해 퀵 스타트 제어용 트랜지스터(53, 54)를 온/오프 제어하고, 퀵 스타트 기능을 기능시키게 된다.
이 경우에 있어서, 2개의 퀵 스타트용 다이오드(51, 52)를 직렬로 접속하여, 퀵 스타트 제어용 트랜지스터(53, 54)에 의해 각각 별개로 바이패스 가능하게 하고 있는 것은, 축전 장치(22)의 축전 전압에 1개의 퀵 스타트용 다이오드의 충전 전압을 가산해도 마이크로 컴퓨터(23)의 동작 가능 전압 영역까지 전압이 올라가지 않는 동시에, 퀵 스타트 기능에 의해 축전 장치(22)의 축전 전압에 2개의 퀵 스타트용 다이오드(51, 52)에 발생하는 순방향 전압을 가산하고 있는 상태로부터, 퀵 스타트 기능을 해제 상태로 한 경우에, 양 퀵 스타트용 다이오드(51, 52)를 한 번에 바이패스해 버리면, 마이크로 컴퓨터(23)에 인가되어 있는 고전위측 전원(VDD)의 전압이 급격히 강하하여, 마이크로 컴퓨터(23)가 오동작할 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 퀵 스타트 기능의 해제시에는, 제1 퀵 스타트용 다이오드(51)→제2 퀵 스타트용 다이오드(52)의 순서로 바이패스하도록 구성하고 있는 것이다.
과충전 방지 트랜지스터(45)는, P채널 MOSFET로 구성되고, 소스 단자(S)가 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인 단자(D)에 접속되고, 드레인 단자(D)가 전원 단자(SLRC)를 통해서 발전 장치(21)에 접속되며, 게이트 단자(G)가 동작 제어부(47)에 접속되어 있다.
콤퍼레이터부(46)는, 반전 단자(-)가 고전위측 전원 단자(TVDD)를 통해서 기준 전압 전원으로서의 고전위측 전원(VDD)에 접속되고(기준 전압 신호(SB)로서 입 력), 비반전 단자(+)가 전원 단자(SLRA)에 접속되며(발전 전압 신호(SA)로서 입력), 인에이블 단자(EN)가 동작 제어부(47)에 접속된 콤퍼레이터(61)와, 한쪽의 입력 단자에 콤퍼레이터(61)의 출력 단자가 접속되고, 다른 쪽의 입력 단자에 동작 제어부(47)가 접속되며, 동작 제어부(47)부터의 강제 차단 신호(SF)가 입력되고, 역류 방지 제어 신호(SH)를 출력하는 AND 회로(62)를 구비하고 있다.
동작 제어부(47)는, 반전 단자(-)에 기준 전압(VREF)이 입력되고, 비반전 단자(+)가 충전 단자(TVTKP)에 접속되며, 축전 장치(22)의 축전 전압에 상당하는 축전 전압 신호(SJ)가 입력된 콤퍼레이터(71)와, 분주 회로(33)로부터의 클럭 신호(SN)가 입력되고, AND 회로(62)로부터의 역류 방지 제어 신호(SH)가 입력되며, 콤퍼레이터(71)로부터 충전 전압 검출 결과 신호(SI)가 입력되고, 제1 퀵 스타트 제어 신호(SC), 제2 퀵 스타트 제어 신호(SD), 과충전 방지 제어 신호(SE), 강제 차단 신호(SF), 인에이블 신호(SL), 샘플링 타이밍 신호(SM)를 출력하는 로직 회로(72)를 구비하고 있다.
충전 제어용 트랜지스터(48)는, N채널 MOS 트랜지스터로 구성되고, 드레인 단자(D)가 전원 단자(SLRC)에 접속되고, 소스 단자(S)가 저전위측 전원 단자(TVSS)에 접속되며, 게이트 단자(G)가 AND 회로(62)의 출력 단자에 접속되고, 게이트 단자(G)에 역류 방지 제어 신호(SH)가 입력된다. 이 충전 제어용 트랜지스터(48)는, 후술하는 바와 같이, 임계값 전압은 높게 설정되어 있지만, 발전 장치(21)가 발전 상태에 있는 경우에는, 비포화 조건에서 온 상태가 되도록 구성하고 있기 때문에, 드레인-소스간 전압(VDS)이 거의 0이 되도록 설정되므로, 충전 손실은 거의 없다.
여기에서, 충전 제어용 트랜지스터(48)를 설치하는 이유에 대해서 설명한다.
상기 충전 전류 검출 트랜지스터(41)는, 충전 손실이 되는 드레인-소스간 전압(VDS)을 저하시키기 위해서, 임계값 전압을 저하시키고 있기 때문에 누설 전류가 커진다. 이 누설 전류는, 발전 장치(21)가 발전하고 있지 않을 때의 역류 전류로서 흐르게 된다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 이 누설 전류를 차단하기 위해서 충전 제어용 트랜지스터(48)를 설치하고 있는 것이다. 또한, 이 충전 제어용 트랜지스터(48)는, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)보다도 임계값 전압을 높게 하고 있기 때문에, 누설 전류는 수 ㎁ 정도로 작으므로 역류 전류를 확실하게 차단할 수 있게 된다.
다음에 구체적 동작에 대해서 설명한다.
우선 발전 장치(21)로부터 축전 장치(22)에 대해서 충전 전류가 흐르는 경우의 동작에 대해서 설명한다.
도 5는, 발전 장치로부터 축전 장치에 대해서 충전 전류가 흐르는 경우의 동작 흐름도(그 1)이다. 도 6은, 발전 장치로부터 축전 장치에 대해서 충전 전류가 흐르는 경우의 동작 흐름도(그 2)이다.
초기 상태에서, 마이크로 컴퓨터(23)는 동작 정지 상태에 있고, 축전 장치(22)의 축전 전압이 마이크로 컴퓨터(23)를 동작 가능한 전압보다 낮은 것으로 한다.
이 상태에서, 충전 전압 검출 결과 신호(SI)는 "L" 레벨로 되어 있다. 동작 제어부(47)는, 제1 퀵 스타트 제어 신호(SC) 및 제2 퀵 스타트 제어 신호(SD)가 "H" 레벨로 되어 있다. 즉, 퀵 스타트용 트랜지스터(53, 54)는 쌍방 모두 오프 상태로 되어 있다. 또, 충전 제어용 트랜지스터(48)도 오프 상태, 과충전 방지 트랜지스터(45)도 오프 상태로 되어 있다(단계 S1).
이 결과, 2개의 퀵 스타트용 다이오드(51, 52)가 축전 장치(22)에 직렬로 접속되게 된다.
이 상태에서, 발전 장치(21)에서 발전이 이루어지면(단계 S2), 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 소스 단자(S)에는 발전 장치(21)로부터 발전 전류가 흘러들어 와, 게이트 단자(G)에는 고전위측 전원(VDD)의 전압이 인가되고, 동일하게 드레인 단자(D)에도 고전위측 전원(VDD)의 전압이 인가되고 있기 때문에, 소스 단자(S)에는 고전위측 전원(VDD)의 전압을 기준으로 하여 고전위의 전압이 발생하고, 게이트-소스간 전위(=드레인-소스간 전위(VDS))가 발생하므로, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)는 온 상태가 된다(단계 S3).
따라서, 퀵 스타트 기능이 기동하고(단계 S4), 이때의 축전 장치(22)의 축전 전압에는, 2개의 퀵 스타트용 다이오드(51, 52)의 순방향 전압이 중첩되게 되어, 마이크로 컴퓨터(23)(실제로는, 컨트롤부(27))가 기동 된다.
이 상태에서, 동작 제어부(47)의 로직 회로(72)로부터 샘플링 타이밍 신호(SM)가 콤퍼레이터부(46)의 콤퍼레이터(61)의 인에이블 단자(EN)에 입력되었는지의 여부가 판별되어(단계 S5), 샘플링 타이밍 신호(SM)가 콤퍼레이터부(46)의 콤퍼레이터(61)의 인에이블 단자(EN)에 입력되어 있지 않은 경우에는(단계 S5 ; No), 충전 제어용 트랜지스터(48)는 오프 상태로 유지된다(단계 S6).
한편, 샘플링 타이밍 신호(SM)가 콤퍼레이터부(46)의 콤퍼레이터(61)의 인에이블 단자(EN)에 입력된 경우에는(단계 S5 ; Yes), 콤퍼레이터(61)는, 발전 전압 신호(SA)의 전압이, 고전위측 전원(VDD)의 전압에 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인-소스간 전압(VDS)을 더한 전압 이상인(SLRA□VDD+α)인지의 여부를 판별하게 된다(단계 S7).
그런데 콤퍼레이터(61)는, 입력 신호(SA)가 발전 장치(21)인 태양 전지의 일단에 접속되고, 기준 전압 신호(SB)는 고전위측 전원(VDD)의 전압이기 때문에, 충전 전류(IC)가 흐른 경우에, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인-소스간에 생기는 전압(VDS)에 대응시켜, 검출 전압은, 고전위측 전원(VDD)의 전압과 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인-소스간 전압(VDS)(=α)과의 합의 전압으로 되어 있다.
발전 장치(21)에서, 발전이 행해지지 않고, 충전 전류(IC)가 흐르고 있지 않은 경우에는, 풀업 저항(43)에 의해, 발전 전압 신호(SA)의 전압은, 고전위측 전원(VDD)의 전압에 풀업되어 있고, 기준 전압 신호(SB)와의 전압 차가 생기지 않기 때문에, 충전 전류 비검출 상태가 된다(단계 S7 ; No). 따라서, 충전 제어용 트랜지스터(48)는 오프 상태로 유지된다(단계 S6). 이 경우에 있어서, 풀업 저항(43)은, 역류 전류가 차단되어, 전원 단자(SLRA)의 전위가 불안정해져, 콤퍼레이터(61)에서 안정하게 충전 전류 비검출 상태를 검출할 수 없게 되는 것을 방지하도록 기능하고 있다.
이 상태에서는, 콤퍼레이터(61)는, 로직 회로(72)로부터의 샘플링 타이밍 신 호(SM)에 의해, 소정의 샘플링 타이밍마다 인에이블(Enable) 상태가 된다. 이것에 의해, 콤퍼레이터(61)의 소비 전력을 억제하여, 소비 전력의 저감화를 도모하는 것이 가능하게 되어 있다.
상술한 샘플링 타이밍에 있어서, 콤퍼레이터부(46)는, 기준 전압 신호(SB)의 전압(=고전위측 전원(VDD)의 전압)과 발전 전압 신호(SA)의 전압을 비교하여, 발전 전압 신호(SA)의 전압이, 고전위측 전원(VDD)의 전압에 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인-소스간 전압(VDS)을 더한 전압 이상인 경우(SLRA□VDD+α)에, 충전 전류가 검출된 것으로 하고(단계 S7 ; Yes), 그 출력 신호를 "H" 레벨로 한다.
이때, 강제 차단 신호(SF)는, "H" 레벨이기 때문에, AND 회로(62)로부터 출력되는 역류 방지 제어 신호(SH)도 "H" 레벨이 된다. 이것에 의해, 충전 제어용 트랜지스터(48)는, 온 상태가 되어(단계 S8), 전원 단자(SLRA) →충전 전류 검출 트랜지스터(41)→제1 퀵 스타트용 다이오드(51)→제2 퀵 스타트용 다이오드(52)→축전 장치(22)→충전 제어용 트랜지스터(48)→전원 단자(SLRC)의 순서로 충전 전류(IC)가 흐르게 된다.
한편, AND 회로(62)로부터 출력되는 "H" 레벨의 역류 방지 제어 신호(SH)는, 로직 회로(72)에도 출력된다.
이것에 의해, 로직 회로(72)는, 충전 전류가 검출된 것으로 하여 샘플링 타이밍 신호(SM)를 항상 인에이블 상태로 하고, 항상 콤퍼레이터(61)가 동작하게 된다(단계 S9).
이것은 충전 전류 검출 상태로부터, 충전 전류 비검출 상태로 이행한 경우 에, 즉시, 충전 제어 트랜지스터(48)를 오프 상태로 하여, 축전 장치(22)로부터 발전 장치(21) 측으로 흐르는 역류 전류(IR)를 신속하고, 또한, 확실하게 방지하기 위해서이다.
또, 과충전 방지 상태에서는, 강제 차단 신호(SF)는 "L" 레벨이 되어, 강제적으로 충전 전류 비검출 상태로 되어, 충전 제어 트랜지스터(48)를 강제적으로 오프 상태로 하기 위한 역류 방지 제어 신호(SH)를 출력하게 된다. 이 결과, 과충전 방지 상태에서는, 과충전 방지 트랜지스터(45)와, 충전 제어 트랜지스터(48)를 경유하여 전류가 흘러, 축전 장치(22)가 쇼트로 하는 것을 방지하는 것이 가능해지고 있다.
또, 로직 회로(72)는, 소정의 인에이블 타이밍에 도달하면(단계 S10 ; Yes), 인에이블 신호(SL)를 콤퍼레이터(71)에 출력하고, 콤퍼레이터(71)는 축전 장치(22)의 축전 전압에 상당하는 축전 전압 신호(SJ)의 전압(실제로는, 축전 전압 신호(SJ)의 전압을 제1 소정 비율로 분압한 퀵 스타트 제어용 전압(VQ))과, 기준 전압(VREF)을 비교하여(단계 S11), 퀵 스타트 제어용 전압(VQ)이 기준 전압(VREF) 이상인 경우에는, 충전 전압 검출 결과 신호(SI)를 "H" 레벨로 한다.
이것에 의해 로직 회로(72)는, 제1 퀵 스타트 제어 신호(SC)를 "L" 레벨로 한다. 이 결과, 제1 퀵 스타트 제어용 트랜지스터(53)는 온 상태가 되어(단계 S12), 제1 퀵 스타트용 다이오드(51)가 바이패스되게 된다.
즉, 충전 전류(IC)는, 전원단자(SLRA) →충전 전류 검출 트랜지스터(41)→제1 퀵 스타트용 트랜지스터(53)→제2 퀵 스타트용 다이오드(52)→축전 장치(22)→충 전 제어용 트랜지스터(48)→전원 단자(SLRC)의 순서로 흐르게 된다.
그 후, 로직 회로(72)는, 소정의 타이밍으로 인에이블 신호(SL)를 콤퍼레이터(71)에 출력하고(단계 S13 ; Yes), 콤퍼레이터(71)는, 퀵 스타트 제어용 전압(VQ)과, 기준 전압(VREF)을 비교하여(단계 S14), 퀵 스타트 제어용 전압(VQ)이 기준 전압(VREF) 미만인 경우에는(단계 S14 ; No), 로직 회로(72)는, 제1 퀵 스타트 제어 신호(SC)를 다시 "H" 레벨로 하여, 처리를 다시 단계 S10으로 이행한다. 이 결과, 제1 퀵 스타트 제어용 트랜지스터(53) 및 제2 퀵 스타트 제어용 트랜지스터(54)는 오프 상태가 된다(단계 S15).
또, 단계 14의 판별에서, 퀵 스타트 제어용 전압(VQ)이 기준 전압(VREF) 이상인 경우에는(단계 S14 ; Yes), 충전 전압 검출 결과 신호(SI)를 "H" 레벨로 한다.
이것에 의해 로직 회로(72)는, 제1 퀵 스타트 제어 신호(SC) 및 제2 퀵 스타트 제어 신호(SD)를 "L" 레벨로 한다. 이 결과, 제1 퀵 스타트 제어용 트랜지스터(53) 및 제2 퀵 스타트 제어용 트랜지스터(54)는 온 상태가 되어(단계 S16), 제1 퀵 스타트용 다이오드(51) 및 제2 퀵 스타트용 다이오드(52)가 바이패스되게 된다.
즉, 퀵 스타트 기능이 해제되어(단계 S17), 충전 전류(IC)는, 전원 단자(SLRA)→충전 전류 검출 트랜지스터(41)→제1 퀵 스타트용 트랜지스터(53)→제2 퀵 스타트용 트랜지스터(54)→축전 장치(22)→충전 제어용 트랜지스터(48)→전원 단자(SLRC)의 순서로 흐르게 된다.
이때, 충전 제어용 트랜지스터(48)는 온 상태, 과충전 방지 트랜지스터(45) 는 오프 상태가 유지된다(단계 S18).
그 후, 로직 회로(72)는, 소정의 인에이블 타이밍에 도달하면(단계 S19 ; Yes), 인에이블 신호(SL)를 콤퍼레이터(71)에 출력하고, 콤퍼레이터(71)는 축전 장치(22)의 축전 전압에 상당하는 축전 전압 신호(SJ)의 전압(실제로는, 축전 전압 신호(SJ)의 전압을 제2 소정 비율로 분압한 과충전 방지용 전압(VL))과, 기준 전압(VREF)을 비교하여(단계 S20), 과충전 방지용 전압(VL)이 기준 전압(VREF) 이상인 경우에는(단계 S20 ; Yes), 충전 전압 검출 결과 신호(SI)를 "H" 레벨로 한다.
이 결과, 로직 회로(72)는, 강제 차단 신호(SF)를 "L" 레벨로 하고, AND 회로(62)의 출력인 역류 방지 제어 신호(SH)를 "L" 레벨로 한다. 이 결과, 충전 제어용 트랜지스터(48)는 강제적으로 오프 상태가 된다(단계 S21).
그 후, 로직 회로(72)는, 과충전 방지 제어 신호(SE)를 "L" 레벨로 한다. 이것에 의해, 과충전 방지 트랜지스터(45)는, 온 상태가 된다(단계 S22).
즉, 과충전 방지 상태가 되어(단계 S23), 충전 전류(IC)는, 전원 단자(SLRA)→충전 전류 검출 트랜지스터(41)→과충전 방지 트랜지스터(45)→전원 단자(SLRC)의 순서로 흐르게 되어, 축전 장치(22)의 과충전이 방지된다.
그 후, 다시, 로직 회로(72)는, 소정의 인에이블 타이밍에 도달하면(단계 S24 ; Yes) 인에이블 신호(SL)를 콤퍼레이터(71)에 출력하고, 콤퍼레이터(71)는 축전 장치(22)의 축전 전압에 상당하는 축전 전압 신호(SJ)의 전압(실제로는, 축전 전압 신호(SJ)의 전압을 제2 소정 비율로 분압한 과충전 방지용 전압(VL))과, 기준 전압(VREF)을 비교하여(단계 S25), 과충전 방지용 전압(VL)이 기준 전압(VREF) 이 상인 동안에는(단계 S25 ; No), 충전 전압 검출 결과 신호(SI)를 "H" 레벨로 하여, 과충전 방지 상태가 유지된다.
그러나 과충전 방지용 전압(VL)이 기준 전압(VREF) 미만이 되면(단계 S25 ; Yes), 콤퍼레이터(71)는, 충전 전압 검출 결과 신호(SI)를 "L" 레벨로 한다. 이것에 의해, 로직 회로(72)는, 과충전 방지 제어 신호(SE)를 "H" 레벨로 한다. 이것에 의해, 과충전 방지 트랜지스터(45)는, 오프 상태가 된다(단계 S26).
그 후, 로직 회로(72)는, 강제 차단 신호(SF)를 "H" 레벨로 하고, AND 회로(62)의 출력인 역류 방지 제어 신호(SH)를 "H" 레벨로 한다. 따라서, 충전 제어용 트랜지스터(48)의 강제 오프 상태는 해제된다(단계 S27).
그리고 과충전 방지 상태도 해제되어(단계 S28), 그 후에는, 충전 전류(IC)의 유무에 따라서, 즉, 콤퍼레이터(61)의 출력 신호의 레벨에 따라서, 충전 제어용 트랜지스터(48)의 온/오프가 제어되게 된다. 이 경우에 있어서, 과충전 방지의 제어에 따라서 과충전 방지 트랜지스터(45)와 충전 제어 트랜지스터(48)의 온/오프 제어를 단계적으로 행하는 것은, 양 트랜지스터(45, 48)가 동시에 온 상태가 되면 축전 장치(22)로부터 양 트랜지스터(45, 48)로 역류 전류가 흐르게 되어, 충전 효율의 저하를 초래하게 되기 때문이다.
다음에 발전 장치(21)에서의 발전이 종료하여, 축전 장치(22)로부터 발전 장치(21)를 향해서 역전류가 흐를 가능성이 있는 경우의 동작에 대해서 설명한다.
도 7은, 발전이 종료하여, 축전 장치로부터 발전 장치를 향해서 역류 전류가 흐를 가능성이 있는 경우의 동작 흐름도이다.
여기에서, 발전 장치(21)가 발전하여 충전 전류(IC)가 흐르고 있는 상태에 있어서, 제1 퀵 스타트용 트랜지스터(53) 및 제2 퀵 스타트용 트랜지스터(54)는 쌍방 모두 온 상태, 충전 제어용 트랜지스터(48)는 온 상태, 과충전 방지 트랜지스터(45)는 오프 상태에 있는 것으로 한다(단계 S31).
이 경우에는, 충전 전류(IC)가 흐르고 있기 때문에, 샘플링 타이밍 신호(SM)가 콤퍼레이터부(46)의 콤퍼레이터(61)를 항상 인에이블 상태로 하고 있다(단계 S32).
그 후, 발전 장치(21)가 발전을 종료하면(단계 S33), 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인-소스간 전압은 풀업 저항(43)을 통해서 고전위측 전원(VDD)의 전압으로 같아져서, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)는 오프 상태가 된다(단계 S34).
이 상태에서, 역전류(IR)는, 축전 장치→제2 퀵 스타트용 트랜지스터(54)→풀업 저항(43)→전원 단자(SLRA)→발전 장치(21)→전원 단자(SLRC)→충전 제어용 트랜지스터(48)의 경로로 흐르려고 한다.
이때 콤퍼레이터부(46)의 콤퍼레이터(61)는, 기준 전압 신호(SB)의 전압(=고전위측 전원(VDD)의 전압)과 발전 전압 신호(SA)의 전압을 비교하여(단계 S35), 발전 전압 신호(SA)의 전압이, 고전위측 전원(VDD)의 전압에 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인-소스간 전압(VDS)을 더한 전압 미만이기 때문에, 충전 전류가 검출되지 않은 것으로 하고, 그 출력 신호를 "L" 레벨로 한다.
이 결과, AND 회로(62)의 출력인 역류 방지 제어 신호(SH)는 "L" 레벨이 되 어, 충전 제어용 트랜지스터(48)는, 오프 상태가 된다(단계 S36).
이 결과, 역류 전류(IR)는 완전히 차단되게 된다. 또, 전원 단자(SLRA)는 풀업 저항(43)에 의해 고전위측 전원(VDD)의 전압에 풀업된다(단계 S37). 또한, 역류 방지 제어 신호(SH)는 "L" 레벨로 됨으로써, 로직 회로(72)는, 충전 전류가 흐르고 있지 않은 것을 검출하여, 콤퍼레이터(61)가 항상 인에이블 상태를 해제하여, 샘플링 타이밍 신호(SM)를 소정의 샘플링 타이밍마다 콤퍼레이터(61)가 인에이블 상태가 되도록 변경한다(단계 S38).
그리고 샘플링 타이밍 신호(SM)가 콤퍼레이터(61)를 인에이블 상태로 한 시점에서(단계 S39), 아직, 전원 단자(SLRA)의 전압인 발전 전압 신호(SA)가 고전위측 전원(VDD)의 전압에 충전 전류 검출 트랜지스터(41)의 드레인-소스간 전압(VDS)을 더한 전압 미만인 한(단계 S40), AND 회로(62)는 "L" 레벨의 역류 방지 제어 신호(SH)를 계속 출력하여, 역류 방지 상태가 계속되게 된다(단계 S41).
이상의 설명과 같이, 본 실시 형태에 의하면, 전력 공급 제어 회로의 충전 손실, 누설 전류를 대폭 삭감할 수 있다. 이 결과, 발전 장치 혹은 발전 장치를 구비한 전자 기기의 충전 효율을 향상시킬 수 있어, 전자 기기의 구동 가능 시간을 연장시키는 것이 가능해진다.
이상의 설명에서는, 퀵 스타트 해제 직전까지 퀵 스타트용 다이오드를 2개 직렬로 접속한 상태로 동작시켜, 퀵 스타트 해제 상태에서 순차적으로, 제1 퀵 스타트용 다이오드를 바이패스→제2 퀵 스타트용 다이오드를 바이패스하는 구성으로 하고 있었지만, 퀵 스타트 상태에서의 충전 효율을 향상시키기 위해서, 퀵 스타트 상태에서의 축전 장치의 충전 전압 혹은 고전위측 전원(VDD)의 전압에 따라서, 순차적으로, 제1 퀵 스타트용 다이오드를 바이패스→제2 퀵 스타트용 다이오드를 바이패스하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
이상의 설명에서는, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)를 구성하는 MOSFET의 형태 및 충전 제어용 트랜지스터(48)를 구성하는 MOSFET의 형태에 대해서는 상세하게 서술하지 않았지만, 쌍방의 MOSFET를 인핸스먼트 형으로 하거나, 혹은, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)를 구성하는 MOSFET를 공핍 형으로 하고, 충전 제어용 트랜지스터(48)를 구성하는 MOSFET를 인핸스먼트 형으로 하도록 구성하는 것도 가능하다.
이상의 설명에서는, 전자 기기가 전력 공급 장치로서의 발전 장치 및 축전 장치의 쌍방을 구비하고 있는 경우에 대해서 설명하였지만, 축전 장치만을 구비하고 있는 전자 기기이어도, 외부에 부착된 전력 공급 장치(발전 장치)를 접속 가능한 것이면, 적용이 가능하다.
이상의 설명에서는, 전력 공급 제어부(26)를 복수의 부품을 조합하여 행사하도록 설명하였지만, 반도체 집적 회로(반도체 장치)로서 일체로 구성하는 것도 가능하다. 또, 전력 공급 제어부(26)와, 컨트롤부(27)를 별체(別體)와 같이 설명하였지만, 반도체 기판상에 일체로 형성하여 반도체 집적 회로(예를 들면, LSI)로서 구성하는 것도 가능하다.
이상의 설명에서는, 각종 제어를 로직 회로를 구성하여 실현하고 있었지만, 제어 프로그램을 EEPROM 등에 기억하여, 마이크로 컴퓨터에 의해 제어를 행하도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 각종 자기 디스크, 광 디스크, 메모리 카 드 등의 기록 매체에 제어 프로그램을 미리 기록하고, 이들의 기록 매체로부터 읽어 들여, 인스톨하도록 구성하는 것도 가능하다. 또, 통신 인터페이스를 설치하여, 인터넷, LAN 등의 네트워크를 통해서 제어프로그램을 다운로드하여, 인스톨하여 실행하도록 구성하는 것도 가능하다.
이상의 설명에서는, 컨트롤부(27)의 MPU(34)가 정상으로 동작하는 것으로서 설명하였지만, 축전 장치(22)의 축전 전압이 낮고 MPU(34)가 오동작한 경우에도, 전력 공급 제어부(26)의 제어는, 컨트롤부(27)의 제어와 완전히 독립하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성을 취함으로써, MPU(34)가 오동작한 경우에도, 잘못 축전 장치(22)로부터 발전 장치(21) 측으로 역류 전류가 흐르거나, 과충전 방지 상태가 되어 발전 장치(21)에 의해 축전 장치(22)의 충전을 할 수 없는 문제가 발생하는 경우가 없다.
이상의 설명에서, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)를 P채널 MOSFET로 구성하고, 충전 제어 트랜지스터(48)를 N채널 MOSFET로 구성하고 있었지만, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)를 N채널 MOSFET로 구성하고, 충전 제어 트랜지스터(48)를 P채널 MOSFET로 구성하는 등 논리를 변경하도록 하면 가능하다. 또, 다른 트랜지스터에서도 동일하다.
이상의 설명에서는, 충전 전류 검출 트랜지스터(41)로서, 임계값이 낮은 P채널 MOSFET를 이용하고 있었지만, 역류 전류를 확실하게 방지할 수 있는 충전 제어 트랜지스터(48)를 이용한 역류 방지부를 설치하고 있기 때문에, 쇼트키 배리어 다이오드 등의 순방향 전압은 낮지만 누설 전류가 커서 채용할 수 없었던 다이오드에 대해서도 외부 부착, 내장 중 어느 쪽이든 충전 전류 검출 트랜지스터(41) 대신에 이용하는 것이 가능하다.
이상의 설명에서는, 전력 공급 장치(발전 장치)로서 태양 전지의 경우에 대해서 설명하였지만, 운동 에너지(예를 들면, 회전추의 회전 운동 에너지)를 전기 에너지로 변환하는 전자 발전 장치 등의 전자 유도 발전 장치나, 열 에너지(예를 들면, 체온과 주위의 공기 온도의 차이에 기인하는 열 에너지)를 전기 에너지로 변환하는 열 발전 장치나, 외부 혹은 자체 힘(自勵)에 의한 진동 또는 변위를 압전체에 가함으로써, 압전 효과에 의해서 전력을 발생시키는 압전 효과 발전 장치나, 방송, 통신 전파 등의 부유 전자파를 수신하여, 그 에너지(제1 에너지에 상당)를 이용한 전자 유도형 발전 장치를 이용하도록 구성하는 것도 가능하다.
이상의 설명에서는, 전력 공급 장치로서, 발전 장치의 경우를 설명하였지만, 전원 어댑터 등이나, 휴대 전화 등의 충전 스테이션과 같이, 발전 기능을 갖지 않고도, 전력을 공급하는 장치이면 적용이 가능하다.
본 발명에 의하면, 전력 공급 장치의 종류에 관계없이, 저충전 손실로, 저누설 전류의 전력 공급 제어 회로를 제공하고, 더 나아가서는, 전력 공급 장치 혹은 축전 장치를 갖는 전자 기기에 있어서의 충전 효율의 향상, 구동 가능 시간의 장시간화를 도모할 수 있다.

Claims (24)

  1. 전력 공급 장치와, 상기 전력 공급 장치에 의해 공급되는 전력을 축전하는 축전 장치의 사이에 삽입되는 동시에, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로로서,
    상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출부와,
    입력된 역류 방지 제어 신호에 기초하여, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지부와,
    상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하며, 상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 역류 전류를 차단하기 위한 상기 역류 방지 제어 신호를 출력하는 역류 감시부를 구비한 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전 전류 검출부는, 드레인 단자 혹은 소스 단자 중 어느 한쪽이 게이트 단자에 접속되고, 또한, 상기 축전 장치의 한쪽의 단자에 직접적 혹은 간접적으로 접속되는 동시에, 드레인 단자 혹은 소스 단자 중 어느 다른 쪽이 상기 전력 공급 장치의 한쪽의 단자에 접속된 제1 전계 효과형 트랜지스터를 구비하고,
    상기 역류 방지부는, 드레인 단자 혹은 소스 단자 중 어느 한쪽이 상기 전력 공급 장치의 다른 쪽의 단자에 접속되고, 드레인 단자 혹은 소스 단자 중 어느 다른 쪽이 상기 축전 장치의 다른 쪽의 단자에 직접적 혹은 간접적으로 접속되는 제2 전계 효과형 트랜지스터를 구비한 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전계 효과형 트랜지스터는, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터의 임계값보다도 큰 임계값을 갖도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과형 트랜지스터는, 진성 반도체에 의해 형성되고,
    상기 제2 전계 효과형 트랜지스터는, 기판의 불순물 농도를 제어함으로써 임계값을 설정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과형 트랜지스터 및 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터의 각각에 병렬로, 상기 충전 전류가 흐르는 방향을 순방향으로 하는 기생 다이오드를 구비한 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과형 트랜지스터 및 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터는, 인핸스먼트 형인 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  7. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과형 트랜지스터는, 공핍 형이고,
    상기 제2 전계 효과형 트랜지스터는, 인핸스먼트 형인 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 역류 감시부는, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터의 드레인 단자-소스 단자 사이에 발생하는 전위차를 검출하는 콤퍼레이터를 구비하고 있고,
    상기 콤퍼레이터는, 상기 전위차에 기초하여 상기 역류 전류가 흐를 수 있는 가능성이 있는 상태에서는, 샘플링 동작을 행하고, 상기 충전 전류가 흐르고 있는 상태에서는, 항상 동작을 행하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 전계 효과형 트랜지스터와 병렬로, 상기 전력 공급 장치의 한쪽의 단자의 전위를 안정화시키기 위한 저항 부하 소자가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치로서, 발전 장치가 접속되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 발전 장치로서, 소정의 발전 조건 하에서 상기 축전 장치의 축전 전압이 소정의 전압값이 될 때까지는 상기 축전 전압에 의존하지 않고, 대략 일정한 전류값을 갖는 충전 전류를 흐르게 하는 것이 가능한 정전류형 발전 장치가 접속되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 축전 장치의 과충전을 방지하기 위해서, 상기 제1 전계 효과형 트랜지스터를 통해서 공급되는 상기 전력 공급 장치로부터의 충전 전류를 상기 전력 공급 장치 측으로 흐르게 하기 위한 스위칭 소자를 구비하고,
    상기 역류 감시부는, 상기 축전 장치의 축전 전압을 검출하는 축전 전압 검출부를 구비하고, 상기 축전 장치의 축전 전압이 소정 기준 전압 이상인 경우에는, 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터를 강제적으로 오프 상태로 제어한 후, 상기 스위칭 소자를 온 상태로 하고,
    상기 제2 전계 효과형 트랜지스터가 강제적으로 오프 상태이고, 또한, 상기 스위칭 소자가 온 상태인 경우에, 상기 축전 전압이 상기 기준 전압 미만이 된 경우에, 상기 스위칭 소자를 오프 상태로 하고, 그 후, 상기 제2 전계 효과형 트랜지스터의 강제적 오프 상태를 해제하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로.
  13. 외부의 전력 공급 장치로부터 공급되는 전력을 축전하는 축전 장치와,
    상기 축전 장치의 축전 전력으로 구동되는 피제어 장치와,
    상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 삽입되어, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로를 구비한 전자 기기로서,
    상기 전력 공급 제어 회로는, 상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출부와,
    입력된 역류 방지 제어 신호에 기초하여, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지부와,
    상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하며, 상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 역류 전류를 차단하기 위한 상기 역류 방지 제어 신호를 출력하는 역류 감시부를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  14. 전력 공급 장치와,
    상기 전력 공급 장치로부터 공급되는 전력을 축전하는 축전 장치와,
    상기 축전 장치의 축전 전력으로 구동되는 피제어 장치와,
    상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 삽입되어, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로를 구비한 전자 기기로서,
    상기 전력 공급 제어 회로는, 상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출부와,
    입력된 역류 방지 제어 신호에 기초하여, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지부와,
    상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하며, 상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 역류 전류를 차단하기 위한 상기 역류 방지 제어 신호를 출력하는 역류 감시부를 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 피제어 장치는, 마이크로 컴퓨터로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 마이크로 컴퓨터는, 중앙 연산 처리 장치를 구비하고 있고,
    상기 전력 공급 제어 회로의 제어는, 상기 중앙 연산 처리 장치의 제어와는 독립하여 행해지는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  17. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 피제어 장치는, 타이머 기능 및 시각 표시 기능을 갖는 타이머 장치로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  18. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치는, 발전 장치인 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  19. 전력 공급 장치가 접속되는 단자와,
    상기 축전 장치가 접속되는 단자와,
    상기 축전 장치의 축전 전력으로 구동되는 피제어 장치가 접속되는 단자와,
    제1항 또는 제2항 또는 제10항에 기재된 전력 공급 제어 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  20. 전력 공급 장치와, 상기 전력 공급 장치에 의해 공급되는 전력을 축적하는 축전 장치의 사이에 삽입되는 동시에, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사 이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로의 제어 방법으로서,
    상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출 과정과,
    상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하는 감시 과정과,
    상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지 과정을 구비한 것을 특징으로 하는 전력 공급 제어 회로의 제어 방법.
  21. 전력 공급 장치를 내장하거나, 혹은, 외부의 전력 공급 장치가 접속 가능하고,
    상기 전력 공급 장치에 의해 축전되는 축전 장치와, 상기 축전 장치의 축전 전력으로 구동되는 피제어 장치와, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 삽입되어, 상기 전력 공급 장치와 상기 축전 장치의 사이에 흐르는 전류의 제어를 행하는 전력 공급 제어 회로를 구비한 전자 기기의 제어 방법으로서,
    상기 전력 공급 장치로부터 상기 축전 장치에 흐르는 충전 전류를 검출하는 충전 전류 검출 과정과,
    상기 충전 전류가 검출될 때까지는, 샘플링적으로 상기 충전 전류의 유무를 감시하고, 상기 충전 전류가 검출된 후에는, 항상 상기 충전 전류의 유무를 감시하 는 감시 과정과,
    상기 충전 전류가 흐르고 있지 않은 경우에, 상기 축전 장치로부터 상기 전력 공급 장치에 흐르는 역류 전류를 차단하는 역류 방지 과정을 구비한 것을 특징으로 하는 전자 기기의 제어 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 피제어 장치는, 타이머 기능 및 시각 표시 기능을 갖는 타이머 장치로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치는, 발전 장치인 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 전력 공급 장치는, 발전 장치인 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7626892B2 (en) * 2006-05-01 2009-12-01 Tai-Her Yang Timing device with power winder
JP4898343B2 (ja) * 2006-08-09 2012-03-14 パナソニック株式会社 電源装置
US8390244B2 (en) * 2007-03-30 2013-03-05 Nipro Healthcare Systems, Llc Rechargeable battery backup apparatus and method for insulin pump
JP2009048405A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Funai Electric Co Ltd 通信装置
DE102007062955B4 (de) * 2007-12-21 2011-06-01 Catem Develec Gmbh & Co. Kg Schaltung zur Spannungsstabilisierung eines Bordnetzes
JP5619540B2 (ja) * 2010-09-07 2014-11-05 ラピスセミコンダクタ株式会社 充電装置
CN103140765B (zh) * 2010-10-07 2016-06-08 东芝三菱电机产业系统株式会社 连接装置
JP5856760B2 (ja) * 2011-06-03 2016-02-10 ピクストロニクス，インコーポレイテッド 表示装置及び表示装置の製造方法
JP5953722B2 (ja) * 2011-12-05 2016-07-20 セイコーエプソン株式会社 電子時計
WO2014011593A1 (en) * 2012-07-09 2014-01-16 Solarbos, Inc. Reverse current fault prevention in solar panel
JP7007922B2 (ja) * 2017-02-24 2022-01-25 アズビル株式会社 制御装置、および制御方法
CN110771023B (zh) * 2017-06-22 2021-09-10 株式会社村田制作所 同步整流型dc-dc变换器以及开关电源装置
CN109409141B (zh) * 2017-08-18 2020-08-11 纬创资通（中山）有限公司 电子装置及电子装置的充电控制方法
JP6955972B2 (ja) * 2017-11-13 2021-10-27 ＮＥｘＴ−ｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ株式会社 制御装置、制御システム、蓄電装置及びプログラム
JP6844511B2 (ja) * 2017-11-21 2021-03-17 セイコーエプソン株式会社 携帯型情報処理装置、集積回路、及び、電池パック

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6188731A (ja) * 1984-10-04 1986-05-07 シャープ株式会社 充放電制御装置
JPS61210827A (ja) * 1985-03-14 1986-09-19 カシオ計算機株式会社 太陽電池付小型電子機器
US4733383A (en) * 1986-09-16 1988-03-22 Waterbury Nelson J Combined digital and analog timepiece and radiation monitor assembly
JP3499926B2 (ja) * 1994-09-09 2004-02-23 富士通株式会社 充電制御装置
JP3584502B2 (ja) * 1994-10-07 2004-11-04 ソニー株式会社 充電制御装置
US5726505A (en) * 1995-01-13 1998-03-10 Omron Corporation Device to prevent reverse current flow, rectifier device and solar generator system
JPH09251818A (ja) 1996-03-14 1997-09-22 Kokusai Electric Co Ltd 押釦スイッチ構造
JP3624531B2 (ja) 1996-03-29 2005-03-02 セイコーエプソン株式会社 電力制御装置、発電装置および電子機器
US5672952A (en) * 1996-07-01 1997-09-30 Analog Devices, Inc. Controller for battery charger with reduced reverse leakage current
EP0819435A1 (en) 1996-07-16 1998-01-21 K.U. Leuven Research & Development Passive immunisation of fish and shell fish and immunoglobulin emulsions used for it
US6421261B1 (en) 1996-11-13 2002-07-16 Seiko Epson Corporation Power supply apparatus with unidirectional units
JPH10201128A (ja) 1997-01-17 1998-07-31 Seiko Epson Corp 電力制御装置およびこれを備えた電子機器
JPH10210681A (ja) 1997-01-17 1998-08-07 Seiko Epson Corp 電力制御装置およびこれを備えた電子機器
US5959439A (en) * 1997-05-23 1999-09-28 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Monolithic DC to DC converter
KR100515033B1 (ko) * 1998-04-29 2005-12-08 삼성전자주식회사 배터리에 의해서 동작되는 시스템의 2차 배터리 충전 및 어댑터/배터리 선택 회로들
JP2000092543A (ja) 1998-09-11 2000-03-31 Toshiba Corp 移動無線端末装置
JP2000134705A (ja) 1998-10-23 2000-05-12 Honda Motor Co Ltd バッテリの残量検知方法
JP2000324716A (ja) * 1999-04-30 2000-11-24 Haneda Hume Pipe Co Ltd 太陽電池装置
JP4453172B2 (ja) * 2000-07-28 2010-04-21 ソニー株式会社 電源装置及び電源システム
DE10112921A1 (de) * 2001-03-13 2002-09-26 Volkswagen Ag Ladekreis einer Fahrzeugbatterie
US6853219B2 (en) * 2001-12-10 2005-02-08 Citizen Watch Co., Ltd. Charging circuit
JP3636321B2 (ja) * 2002-04-24 2005-04-06 ローム株式会社 スイッチング電源装置
JP2004254386A (ja) * 2003-02-18 2004-09-09 Kyocera Corp 直流電源装置
US20040164711A1 (en) * 2003-02-25 2004-08-26 Isao Hayashi Battery charger and method therefor
JP4047195B2 (ja) 2003-02-25 2008-02-13 キヤノン株式会社 充電装置
JP4091467B2 (ja) 2003-04-15 2008-05-28 株式会社ベルニクス Ｍｏｓ型ｆｅｔを用いた逆流阻止回路
US20050253556A1 (en) * 2004-05-11 2005-11-17 Nokia Corporation Battery charging control
US7145313B2 (en) * 2004-06-29 2006-12-05 Motorola Inc. Battery protection circuit for simulating an overcurrent condition based on battery current flow

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Publication number Publication date
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