KR20140068777A - 반도체 집적 회로 및 그 동작 방법 - Google Patents

반도체 집적 회로 및 그 동작 방법 Download PDF

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Abstract

NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작이 시분할로 반복하는 경우에 NFC 통신 기간 중에 충전 타이머의 카운트값이 초기값으로 리셋되어 충전 타이머가 오동작한다는 문제는 해소된다. 충전 출력 단자 T3은, DC 출력 전압을 사용하여 배터리(26)를 충전한다. 전압 검출 회로(21241)는 배터리 전압 VBAT의 소정 레벨로의 도달을 검출하여 제어 신호를 생성하고, 입력 단자 T1의 DC 입력 전압의 레벨 검출에 의해 NFC 통신 기간과 와이어리스 급전 기간을 변별하는 레벨 판정 신호를 생성한다. 충전 타이머(21242)에 의한 배터리(26)의 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, NFC 통신 기간에 전압 검출 회로(21241)는 제어 신호에 의해 충전 타이머(21242)를 제어하여, 충전 타이머(21242)는 카운트 동작의 카운트값을 유지한다.

Description

반도체 집적 회로 및 그 동작 방법{SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT AND OPERATION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 반도체 집적 회로 및 그 동작 방법에 관한 것으로, 특히 NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작이 시분할로 반복하는 경우에 NFC 통신 기간 중에 충전 타이머의 카운트값이 초기값으로 리셋되어 충전 타이머가 오동작한다는 문제를 해소하는데 유효한 기술에 관한 것이다.
종래부터, IC 카드에 반도체 집적 회로와 안테나·코일을 탑재하여, 이 IC 카드의 전원 공급은, 카드 리더·카드 라이터라 불리는 판독·기입 장치로부터의 RF 신호를 안테나·코일에 의한 수신과 정류 회로에 의한 정류로 행해지는 것이다. 이와 같이 카드측에 전원을 갖지 않는 IC 카드는 자동 개찰 시스템, 전자 화폐, 물류 관리 등으로서 보급되고 있다. 이렇게 이 IC 카드는 RF 급전되는 한편, 유니크한 식별 정보(ID 정보)가 내장 불휘발성 메모리에 저장되어 있으므로, RFID 카드라 불린다. 또한, 자동 개찰 시스템, 전자 화폐 등의 분야에서 사용되는 IC 카드는, 13.56㎒의 RF 주파수를 사용하는 NFC 통신을 사용하는 것이다. 또한, NFC는, Near Field Communication의 약칭이다.
한편, 스마트폰 등의 휴대 기기에 전원 케이블을 접속하지 않고, 휴대 기기를 전용 충전 테이블에 올려놓는 것만으로 휴대 기기의 충전이 가능한 「접촉식 무선 충전」이라 불리는 와이어리스 급전 시스템이 보급되고 있다. 이 와이어리스 급전 시스템은, 스마트폰이라 불리는 휴대전화의 전지 소모가 큰 것에 대응하는 것이다. 즉, 스마트폰은, 인터넷과의 친화성이 높고, 퍼스널 컴퓨터의 기능을 베이스로 한 다기능 휴대전화 또는 전화·메일에 PDA 기능이 부가된 다기능 휴대전화이다. 와이어리스 급전 시스템은 업계 단체의 Wireless Power Consortium(WPC)에 의해 책정된 Qi(치)라 불리는 국제 표준 규격에 기초한 것으로, 송신측 기기와 수신측 기기의 양자가 각각 코일을 가짐으로써, 전자 유도 방식에 의해 송신측 기기로부터 수신측 기기로의 급전을 가능하게 하는 것이다. 이 와이어리스 급전 시스템의 이점은, 충전을 위해 전원 커넥터를 빼고 꽂을 필요가 없으며, 특히 휴대 기기의 전원 커넥터의 커넥터 커버를 열고 닫는 작업을 생략하는 것이 가능해진다.
한편, 하기 특허문헌 1의 도 2와 그에 관계하는 개시에는, 포트 기기와 모바일 기기 사이에서 NFC 통신을 행함과 함께, 포트 기기로부터 모바일 기기의 이차전지(배터리)를 충전하기 위한 비접촉 전력 전달을 행하는 것이 기재되어 있다. 모바일 기기는 NFC 통신용 유도 코일과 충전용 유도 코일을 갖고, NFC 통신용 유도 코일은 NFC칩에 접속되고, 충전용 유도 코일은 충전용 전력 수신부와 차지 컨트롤러와 이차전지에 접속된다. 포트 기기는 NFC 통신용 유도 코일과 충전용 유도 코일을 갖고, NFC 통신용 유도 코일은 NFC칩에 접속되고, 충전용 유도 코일은 충전용 전력 공급부에 접속된다.
또한, 하기 특허문헌 1의 도 3과 그에 관계하는 개시에는, 포트 기기와 모바일 기기 사이의 NFC 통신의 동작 타이밍과 포트 기기로부터 모바일 기기의 이차전지(배터리)를 충전하기 위한 비접촉 전력 전달의 동작 타이밍을 시분할에 의해 반복하는 것이 기재되어 있다. 시분할에 의해 NFC 통신의 동작 타이밍에서는 충전을 위한 비접촉 전력 전달이 비동작으로 되므로, 비접촉 전력 전달로부터 NFC 통신으로의 노이즈 등의 신호 품질의 열화를 경감시키는 것이 가능해지는 것이라 추측된다.
또한, 하기 특허문헌 1의 도 7과 그에 관계하는 개시에는, 포트 기기와 모바일 기기 사이에서 NFC 통신을 행함과 함께 포트 기기로부터 모바일 기기의 이차전지(배터리)의 충전을 행하는 다른 비접촉 전력 전달 방식이 기재되어 있다. 모바일 기기는 NFC 통신용과 충전용으로 겸용되는 1개의 유도 코일을 갖고, 이 1개의 유도 코일은 회로 셀렉터에 접속되고, 회로 셀렉터는 NFC칩과 충전용 전력 수신부에 접속된다. 회로 셀렉터는 NFC칩과 충전용 전력 수신부의 임의의 한쪽을 선택하여, 선택된 한쪽은 회로 셀렉터를 통하여 1개의 유도 코일과 접속된다. 또한, 포트 기기는 NFC 통신용과 충전용으로 겸용되는 1개의 유도 코일을 갖고, 이 1개의 유도 코일은 회로 셀렉터에 접속되고, 회로 셀렉터는 NFC칩과 충전용 전력 공급부에 접속된다. 회로 셀렉터는 NFC칩과 충전용 전력 공급부의 임의의 한쪽을 선택하여, 선택된 한쪽은 회로 셀렉터를 통하여 1개의 유도 코일과 접속된다.
또한 하기 특허문헌 2에는, 2종류 이상의 전원과 선택적으로 접속됨으로써 배터리를 충전하는 전자 기기에 있어서, 전력 공급을 받고 있는 전원과의 접속이 해제되면 빠르게 다른 전원과 접속하여 배터리의 충전을 개시하는 컨트롤러를 사용하는 것이 기재되어 있다. 즉, 컨트롤러에 의한 제어는, AC 전원으로부터 AC 접속부로 전류가 공급되어 있는 동안에는 AC 전원에 의해 배터리를 충전하고, AC 전원으로부터 AC 접속부로 전류가 공급되지 않고 외부 기기로부터 외부 기기 접속부로 전류가 공급되어 있는 동안에는 외부 기기의 전원에 의해 배터리를 충전한다. 특히 컨트롤러는, 배터리가 AC 전원에 의해 충전되어 있는 동안에, 외부 기기 접속부가 외부 기기에 접속된 경우에, 외부 기기와 초기 통신을 행하고 외부 기기를 통하여 배터리를 충전하기 위해 필요한 충전 설정을 행하는 것이다. 외부 기기 접속부는 구체적으로는 USB 접속부이며, IEEE1394 등의 다른 규격의 인터페이스도 채용 가능하다고 되어 있다. 전자 기기가 AC 전원과 외부 기기의 양자와 접속되어 있는 경우에는, AC 전원으로부터의 전류가 외부 기기로부터의 전류보다도 크므로, 컨트롤러는 AC 전원에 의해 배터리를 충전하는 것이다.
일본 특허 공개 제2009-253649호 공보 일본 특허 공개 제2011-155830호 공보
본 발명자는 본 발명에 앞서, 스마트폰 등의 휴대용 통신 기기에 탑재되는 이차전지(배터리)를 위한 와이어리스, 즉 비접촉에 의한 충전 방식의 개발에 종사하였다.
이 개발에 있어서, 본 발명자는 과거의 휴대용 통신 기기 및 과거의 충전 방식에 관하여, 처음에 검토를 행하였다.
스마트폰 이전의 휴대전화에도, NFC 통신을 사용하는 IC 카드를 이용하는 자동 개찰 시스템이나, 전자 화폐 등의 응용 기능을 실현하기 위해서, NFC 통신을 위한 안테나·코일과 NFC칩이 탑재되어 있었다. 따라서, 스마트폰의 휴대전화에도, 이전의 휴대전화 방식을 답습하여 NFC 통신을 위한 안테나·코일과 NFC칩이 탑재되어 있다. 그러나, 이전의 NFC 통신 전력은, 안테나·코일과 NFC칩을 동작시키는 정도이며, 휴대전화에 탑재되는 이차전지(배터리)를 충전 가능한 여력은 없는 것이었다.
한편, 업계 단체 WPC에 의해 책정된 Qi 규격은, NFC 통신의 13.56㎒의 RF 주파수보다 상당히 낮은 100㎑ 내지 200㎑의 주파수를 이용하는 것이다. 따라서, Qi 규격에 따른 와이어리스 급전 시스템에 준거하는 이차전지(배터리)의 충전 방식을 스마트폰 등의 휴대전화에 탑재하기 위해서는, Qi 규격이 낮은 주파수를 수신하는 안테나를 이전의 NFC 통신을 위한 안테나·코일과 별개로 휴대전화에 탑재해야 한다. 그 결과, 스마트폰 등의 휴대전화에는 2종류의 안테나를 탑재하지 않으면 안 되어, 탑재 스페이스의 확보가 곤란해진다는 문제가 본 발명에 앞선 본 발명자에 의한 검토에 의해 명백하게 되었다. 이 문제를 해결하기 위해, 본 발명에 앞선 본 발명자에 의한 개발에서는, 상기 특허문헌 1의 도 7과 그에 관계하는 개시에 기재된 바와 같이, NFC 통신용과 충전용으로 겸용되는 1개의 유도 코일을 모바일 기기에서 사용하는 방식을 채용하는 것으로 하였다.
또한 본 발명에 앞선 본 발명자에 의한 개발에서는, 스마트폰 등의 휴대 전자 기기의 이차전지(배터리)의 충전은, AC 전원으로부터의 AC 전원 전압의 정류·평활에 의해 생성되는 AC-DC 전원 전압과 USB 접속으로부터의 USB 전원 전압과 전술한 와이어리스 급전 시스템의 와이어리스 급전에 의한 전원 전압 등의 복수의 전원 전압에 의해 가능한 것이 요구되었다.
또한 나아가, 복수의 전원 전압에 의한 이 배터리의 충전 시에, 충전 감시 동작이 요구되었다. 즉, 리튬이온 전지 등의 이차전지(배터리)에서는, 충전 횟수의 증대에 반비례하여 최대 충전 용량이 초기의 값보다도 저하하는 것이며, 500회 정도의 최대 충전 횟수로 최대 충전 용량이 초기의 값의 50％로 저하하는 것이다. 또한, 최대 충전 횟수가 500회의 충전 횟수를 초과하면, 최대 충전 용량의 값이 급격하게 저하하는 것이다. 따라서, 과사용 상태로 된 배터리를 충전하였다고 해도 당초의 충전 전압에 도달하지 않고, 배터리 또는 충전기에 과전류가 흘러, 화재의 원인이 되는 경우도 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해서, 충전 타이머를 사용하여 소정의 충전 시간으로 목표의 충전 전압에 도달하지 않는 경우에는, 경고를 출력하는 것이 요구되었다.
그러나, NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작이 시분할로 반복하는 경우에 있어서는, 전술한 바와 같이 NFC 통신 전력에서는 배터리의 충전이 불가능하므로, NFC 통신 기간 중에 충전 타이머의 카운트값이 초기값의 제로로 리셋되어, 충전 타이머가 오동작한다는 문제가 본 발명에 앞선 본 발명자에 의한 검토에 의해 명백하게 되었다.
《본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 타이머》
도 8은, 본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 타이머(21242)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8에 도시한 바와 같이 본 발명에 앞서 본 발명자에 의한 검토된 충전 타이머(21242)는, 충전 스테이트 머신(212421)과 홀드 신호 생성 유닛(212422)과 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212423)과 충전 타이머 카운터(212424)에 의해 구성되어 있다. 충전 스테이트 머신(212421)의 제1 입력 단자와 제2 입력 단자에는, 스테이트 제어 신호와 통신 상태 신호가 각각 공급된다. 스테이트 제어 신호는, 도시를 생략한 전압 검출 회로로부터 NFC 통신과 와이어리스 급전으로 겸용되는 1개의 유도 코일에서의 RF 신호의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압과, 도시를 생략한 강압 DC-DC 컨버터의 출력 전압과, 이차전지의 배터리 전압 등으로부터 배터리의 충전 상태에 대응하는 충전 스테이트 머신(212421)의 스테이트를 제어하는 것이다. 또한, 통신 상태 신호는, 현재의 통신 상태가 시분할로 반복되는 NFC 통신 기간과 와이어리스 급전 등의 급전 동작 기간 중 어느 하나를 나타내는 것이다. 또한, 통신 상태 신호가 공급되는 충전 스테이트 머신(212421)의 제2 입력 단자에는, 배터리 충전기의 동작 개시 시의 파워 온 리셋 신호도 공급된다.
전술한 스테이트 제어 신호와 통신 상태 신호와 파워 온 리셋 신호에 응답하여, 충전 스테이트 머신(212421)은 초기 스테이트와 트리클 충전 스테이트와 급속 충전 스테이트와 충전 에러 스테이트와 충전 완료 스테이트 중 어느 하나의 스테이트로 설정된다. 초기 스테이트는, 예를 들어 "001"의 3비트에 의해 표시되고, 배터리의 충전 개시의 이전 상태이다. 트리클 충전 스테이트는, 예를 들어 "010"의 3비트에 의해 표시되고, 이차전지의 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달하기 이전에 저레벨의 충전 전류에 의해 이차전지를 충전하여 이차전지를 장수명화하는 것이다. 급속 충전 스테이트는, 예를 들어 "011"의 3비트에 의해 표시되고, 이차전지의 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달한 이후에 고레벨의 충전 전류에 의해 이차전지를 충전하여 이차전지의 충전 시간을 단축하는 것이다. 또한 충전 에러 스테이트는, 예를 들어 "101"의 3비트에 의해 표시되고, 트리클 충전 에러 및 급속 충전 에러를 표시하는 것이다. 트리클 충전 에러는, 트리클 충전에도 불구하고 소정의 트리클 충전 기간 중에 있어서 이차전지의 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달하지 않고, 충전 타이머 카운터(212424)의 타이머 출력 신호로서의 타임 아웃 신호가 생성되는 것이다. 급속 충전 에러는, 급속 충전에도 불구하고 소정의 급속 충전 기간 중에 있어서 이차전지의 배터리 전압이 충전 목표 전압에 도달할 수 없어, 충전 타이머 카운터(212424)의 타이머 출력 신호로서의 타임 아웃 신호가 생성되는 것이다. 충전 완료 스테이트는, 예를 들어 "100"의 3비트에 의해 표시되고, 트리클 충전에 의해 소정의 트리클 충전 기간 중에 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달한 후에 급속 충전에 의해 소정의 급속 충전 기간 중에 배터리 전압이 충전 목표 전압에 도달한 것이다. 또한, 도 8에서는 도시를 생략하였지만, 트리클 충전 또는 급속 충전 시에 충전 타이머 카운터(212424)로부터 생성되는 타임 아웃 신호는, 충전 스테이트 머신(212421)의 다른 입력 단자에 공급되는 것이다.
홀드 신호 생성 유닛(212422)으로부터 하이 레벨 "1"의 홀드 신호 HOLD가 공급되지 않고 나아가 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212423)으로부터 하이 레벨 "1"의 리셋 신호가 공급되지 않은 경우에는, 충전 타이머 카운터(212424)는 클록 신호 CLK에 응답하여 트리클 충전 타이머 또는 급속 충전 타이머로서 카운트 업 동작을 실행한다.
충전 스테이트 머신(212421)으로부터 "001"의 3비트로 표시된 초기 스테이트 또는 "100"의 3비트로 표시된 충전 완료 스테이트 또는 "101"의 3비트로 표시된 충전 에러 스테이트를 나타내는 상태 출력 신호가 생성되는 것에 응답하여, 홀드 신호 생성 유닛(212422)은 하이 레벨 "1"의 홀드 신호 HOLD를 생성한다. 따라서, 홀드 신호 생성 유닛(212422)의 하이 레벨 "1"의 홀드 신호 HOLD에 응답하여, 충전 타이머 카운터(212424)는 그 시점의 카운트 업 값을 유지한다.
충전 스테이트 머신(212421)의 제2 입력 단자에 배터리 충전기의 동작 개시의 파워 온 리셋 신호 또는 현재의 통신 상태가 NFC 통신 기간인 것을 나타내는 통신 상태 신호가 공급되는 것에 응답하여, 충전 스테이트 머신(212421)은 리셋 신호 생성 커맨드를 생성한다. 충전 스테이트 머신(212421)의 리셋 신호 생성 커맨드에 응답하여, 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212423)은 하이 레벨 "1"의 리셋 신호를 생성한다. 따라서, 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212423)의 하이 레벨 "1"의 리셋 신호에 응답하여, 충전 타이머 카운터(212424)는 "001"의 3비트에 의해 표시된 초기 스테이트에 있어서의 초기값인 카운트값(제로)으로 리셋되는 것으로 된다.
또한, 도 8에 도시한 본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 타이머(21242)의 베이스 모델은, 당초는 NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작의 시분할 동작은 고려되지 않고, 와이어리스 급전 등의 급전 동작만이 고려된 것이었다. 그 후에 NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작의 시분할 동작이 필요해지고, 도 8에 도시한 본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 타이머(21242)의 제2 입력 단자에 현재의 통신 상태가 NFC 통신 기간인 것을 나타내기 위한 통신 상태 신호가 추가적으로 공급된 것이다.
《본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 감시 동작》
도 9는, 도 8에 도시한 본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 타이머(21242)를 이용하는 이차전지를 위한 충전 감시 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 9의 처음의 스텝 S100에서는, 배터리 충전기의 동작 개시 시의 유도 코일의 RF 신호의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압의 상승에 응답하여, 충전 타이머(21242)의 스테이트 머신(212421)은 예를 들어 "111"의 3비트에 의해 표시되는 파워 온 리셋 스테이트로 설정된다.
그렇게 하면, 스텝 S101에서는, 충전 타이머(21242)의 스테이트 머신(212421)은, 스텝 S100의 파워 온 리셋 스테이트로부터 예를 들어 "001"의 3비트에 의해 표시되는 초기 스테이트, 즉 배터리의 충전 개시의 이전 상태로 자동으로 천이한다.
그렇게 하면, 스텝 S102에서는, 강압 DC-DC 컨버터의 출력 전압 VDDOUT2가 이차전지의 배터리 전압 VBAT보다도 고레벨인지가 판정되고, 나아가 배터리 충전기의 사용자로부터의 이차전지를 충전하라는 충전 지시가 있는지가 판정된다.
스텝 S102에서의 전술한 2개의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S102로부터 스텝 S103의 예를 들어 "010"의 3비트에 의해 표시되는 트리클 충전 스테이트로 천이한다. 그에 반하여 스텝 S102에서의 전술한 2개의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S103에서의 트리클 충전 스테이트가 실행되지 않고 스텝 S102의 입력으로 복귀한다.
스텝 S103의 트리클 충전 스테이트에서는, 이차전지의 배터리 전압이 예를 들어 3볼트의 급속 충전 개시 전압 Vquick에 도달하기 이전에, 이차전지를 장수명화하기 위해 저레벨의 충전 전류에 의해 이차전지가 충전된다. 또한, 스텝 S103의 트리클 충전 스테이트에 있어서, 이차전지의 트리클 충전이 실행되는 기간에 도 8에 도시한 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)는, 트리클 충전 타이머로서 클록 신호 CLK에 응답하여 카운트 업 동작을 실행한다.
스텝 S103의 트리클 충전 스테이트에 있어서 이차전지의 트리클 충전이 실행되고 있는 동안에, 스텝 S104의 판정 처리와 스텝 S105의 판정 처리와 스텝 S106의 판정 처리와 스텝 S107의 판정 처리가 실행된다.
스텝 S104에서는, 충전 스테이트 머신(212421)의 제2 입력 단자에 공급되는 통신 상태 신호로부터, 현재의 통신 상태가 NFC 통신 기간인지 여부가 판정된다. 스텝 S104의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S104 내지 스텝 S108의 예를 들어 "111"의 3비트에 의해 표시되는 트리클 충전 타이머 리셋 스테이트로 천이한다. 그 결과, 스텝 S108의 트리클 충전 타이머 리셋 스테이트에 있어서, 도 8에 도시한 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)는 초기값의 카운트값(제로)으로 리셋된다. 그에 반하여 스텝 S104의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S104의 입력으로 복귀한다.
스텝 S108의 트리클 충전 타이머 리셋 스테이트에서는, 도 9의 처음의 스텝 S100과 마찬가지로 도 8에 도시한 충전 타이머(21242)의 스테이트 머신(212421)은 리셋 스테이트로 설정된다. 따라서, 스텝 S108의 트리클 충전 타이머 리셋 스테이트의 후에, 스텝 S101의 초기 스테이트로 천이한다.
스텝 S105에서는, 이차전지의 배터리 전압 VBAT가 예를 들어 3볼트의 급속 충전 개시 전압 Vquick에 도달하였는지 여부가 판정된다. 스텝 S105의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S105로부터 스텝 S110으로 천이한다. 스텝 S110의 트리클 충전 타이머 리셋 스테이트에서는, 도 9의 처음의 스텝 S100과 마찬가지로 도 8에 도시한 충전 타이머(21242)의 스테이트 머신(212421)은 리셋 스테이트로 설정된다. 그에 반하여 스텝 S105의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S105의 입력으로 복귀한다.
스텝 S106에서는, 스텝 S102에서의 판정 결과와 상황이 변화하여, 강압 DC-DC 컨버터의 출력 전압 VDDOUT2가 이차전지의 배터리 전압 VBAT보다도 저레벨인지가 판정된다. 이 스텝 S106의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S106으로부터 스텝 S111의 예를 들어 "111"의 3비트에 의해 표시되는 트리클 충전 타이머 리셋 스테이트로 천이하고, 다시 그 후, 스텝 S101의 초기 스테이트로 천이한다. 그에 반하여 스텝 S106의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S106의 입력으로 복귀한다.
스텝 S107에서는, 스텝 S103의 트리클 충전 스테이트에 있어서의 이차전지의 트리클 충전 트리클 충전에도 불구하고 소정의 트리클 충전 기간 중에 있어서 이차전지의 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달하지 않고 타임 아웃 신호가 발생하고 있는지가 판정된다. 이 스텝 S107에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S107로부터 스텝 S112의 예를 들어 "101"의 3비트에 의해 표시되는 트리클 충전 에러를 표시하기 위한 충전 에러 스테이트로 천이하여 처리를 종료한다. 이 스텝 S112의 충전 에러 스테이트에서는, 배터리 충전기 사용자에게 LED 표시 등에 의해 충전 에러의 경고가 출력되는 것이다.
스텝 S113의 급속 충전 스테이트에서는, 스텝 S105에서 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압 Vquick에 도달한 이차전지를 고레벨의 충전 전류에 의해 충전하여 이차전지의 충전 시간을 단축하는 것이다. 또한 스텝 S113의 급속 충전 스테이트에 있어서, 이차전지의 급속 충전이 실행되는 기간에 도 8에 도시한 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)는, 급속 충전 타이머로서 클록 신호 CLK에 응답하여 카운트 업 동작을 실행한다.
스텝 S113의 급속 충전 스테이트에 있어서 이차전지의 급속 충전이 실행되는 동안에, 스텝 S114의 판정 처리와 스텝 S115의 판정 처리와 스텝 S116의 판정 처리와 스텝 S117의 판정 처리가 실행된다.
스텝 S114에서는, 충전 스테이트 머신(212421)의 제2 입력 단자에 공급되는 통신 상태 신호로부터, 현재의 통신 상태가 NFC 통신 기간인지 여부가 판정된다. 스텝 S114의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S114로부터 스텝 S118의 예를 들어 "111"의 3비트에 의해 표시되는 급속 충전 타이머 리셋 스테이트로 천이한다. 그에 반하여 스텝 S114의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S114의 입력으로 복귀한다. 그 결과, 스텝 S118의 급속 충전 타이머 리셋 스테이트에 있어서, 도 8에 도시한 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)는 초기값의 카운트값(제로)으로 리셋된다.
스텝 S118의 급속 충전 타이머 리셋 스테이트에 있어서, 도 9의 처음의 스텝 S100과 마찬가지로 도 8에 도시한 충전 타이머(21242)의 스테이트 머신(212421)은 리셋 스테이트로 설정된다. 따라서, 스텝 S108의 트리클 충전 타이머 리셋 스테이트의 후에, 스텝 S101의 초기 스테이트로 천이한다.
스텝 S115에서는, 이차전지의 배터리 전압 VBAT가 예를 들어 4.2볼트의 충전 목표 전압 Vtarget에 도달했는지가 판정된다. 스텝 S115의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S105로부터 스텝 S119의 예를 들어 "111"의 3비트에 의해 표시되는 급속 충전 타이머 리셋 스테이트로 천이한다. 그 후에, 스텝 S119의 급속 충전 타이머 리셋 스테이트로부터, 스텝 S122의 예를 들어 "100"의 3비트에 의해 표시되는 충전 완료 스테이트(122)로 천이한다. 스텝 S122의 충전 완료 스테이트(122)에서는, 배터리 충전기 사용자에게 LED 표시 등에 의해 충전 완료 상태가 출력되는 것이다. 그에 반하여 스텝 S115의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S115의 입력으로 복귀한다.
스텝 S116에서는, 스텝 S105에서의 판정 결과와 상황이 변화하여 이차전지의 배터리 전압 VBAT가 예를 들어 3볼트의 급속 충전 개시 전압 Vquick보다 저레벨인지가 판정된다. 스텝 S116의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S116으로부터 스텝 S120의 예를 들어 "111"의 3비트에 의해 표시되는 급속 충전 타이머 리셋 스테이트로 천이하여, 다시 그 후에, 스텝 S103의 트리클 충전 스테이트로 복귀한다. 그에 반하여 스텝 S116의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S116의 입력으로 복귀한다.
스텝 S117에서는, 스텝 S113의 급속 충전 스테이트에 있어서의 이차전지의 급속 충전 트리클 충전에도 불구하고 소정의 급속 충전 기간 중에 이차전지의 배터리 전압이 충전 목표 전압 Vtarget에 도달할 수 없어 타임 아웃 신호가 발생하고 있는지가 판정된다. 이 스텝 S117의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S117로부터 스텝 S121의 예를 들어 "101"의 3비트에 의해 표시되는 급속 충전 에러를 표시하기 위한 충전 에러 스테이트로 천이하여 처리를 종료한다. 이 스텝 S121의 충전 에러 스테이트에서도, 배터리 충전기 사용자에게 LED 표시 등에 의해 충전 에러 경고가 출력되는 것이다.
도 10은, 도 8에 도시한 본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 타이머(21242)를 이용하는 이차전지를 위한 충전 감시 동작을 설명하는 타임차트이다.
도 10에는, NFC 통신용과 충전용으로 겸용되는 1개의 유도 코일에 의해 수신되는 RF 신호의 파형 RFin이 도시되고, 이 RF 신호 RFin의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압의 도시를 생략한 전압 검출 회로의 레벨 검출에 의해 생성되는 전압 검출 신호 VDET도 도시되어 있다.
또한, 도 10에는, 시분할로 반복되는 NFC 통신 기간과 와이어리스 급전 등의 급전 동작 기간을 포함하는 통신 상태가 도시되어 있다. 전압 검출 신호 VDET가 저레벨인 기간은 NFC 통신 기간이라 판정되는 것에 반하여, 전압 검출 신호 VDET가 고레벨인 기간은 와이어리스 급전 등의 급전 동작 기간이라 판정된다. 그 결과, 도 10에 도시한 바와 같이, 전압 검출 신호 VDET가 저레벨인 제1 기간 T1과 제3 기간 T3과 제6 기간 T6과 제8 기간 T8은 NFC 통신 기간이라 판정되고, 전압 검출 신호 VDET가 고레벨인 제2 기간 T2와 제4 기간 T4와 제5 기간 T5와 제7 기간 T7과 제9 기간 T9는 와이어리스 급전 등의 급전 동작 기간이라 판정된다.
도 10에는, 이차전지의 충전을 위한 충전 전류와 충전 전압이 도시되어 있으며, 충전 전압이 급속 충전 개시 전압(Vquick)에 도달하기 이전에는 트리클 충전이 실행되고, 충전 전압이 급속 충전 개시 전압(Vquick)에 도달한 이후에는 급속 충전이 실행된다. 전술한 바와 같이 NFC 통신 전력은 이차전지(배터리)를 충전 가능한 여력은 없으므로, 제1 기간 T1과 제3 기간 T3과 제6 기간 T6과 제8 기간 T8의 NFC 통신 기간에서는, 충전 전류는 제로 암페어로 되어 충전 정지 상태로 된다. 또한, 제3 기간 T3과 제6 기간 T6과 제8 기간 T8의 NFC 통신 기간에서도 트리클 충전 타이머 또는 급속 충전 타이머가 리셋 상태로 설정되므로, 충전 타이머 카운터(212424)는 NFC 통신 기간에서는 초기값의 카운트값(제로)으로 리셋되는 것으로 된다.
이상 설명한 바와 같이, NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작이 시분할로 반복하는 경우에는, NFC 통신 전력에서는 배터리의 충전이 불가능하므로, NFC 통신 기간 중에 충전 타이머의 카운트값이 초기값의 제로로 리셋되고, 충전 타이머가 오동작한다는 문제가 본 발명에 앞선 본 발명자에 의한 검토에 의해 명백하게 된 것이다.
이와 같은 과제를 해결하기 위한 수단 등을 이하에 설명하지만, 그 밖의 과제와 신규 특징은, 본 명세서의 기술 및 첨부 도면으로부터 명백해질 것이다.
본원에 있어서 개시되는 대표적인 실시 형태의 개요를 간단히 설명하면, 하기와 같다.
즉, 대표적인 실시 형태에 따른 반도체 집적 회로(212)는 입력 단자(T1)와, DC-DC 컨버터(2121)와, 충전 출력 단자(T3)와, 전압 검출 회로(21241)와, 충전 타이머(21242)를 구비한다.
입력 단자(T1)에는, NFC 통신에 의한 RF 신호와 와이어리스 급전에 의한 RF 신호가 반복하여 공급되는 수신 신호의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압(VIN)이 공급된다.
DC-DC 컨버터(2121)는 입력 단자(T1)에 공급되는 DC 입력 전압(VIN)으로부터, 원하는 전압 레벨을 갖는 DC 출력 전압(VDDOUT2)을 생성한다.
충전 출력 단자(T3)는 DC 출력 전압(VDDOUT2)을 사용하여 외부 배터리(26)를 충전한다.
전압 검출 회로(21241)는 배터리(26)의 충전에 의해 충전 출력 단자(T3)의 배터리 전압(VBAT)이 소정의 전압 레벨(Vquick, Vtarget)에 도달하는 것을 검출하여, 배터리 전압(VBAT)과 소정의 전압 레벨(Vquick, Vtarget)에 응답하여 제어 신호를 생성한다.
충전 타이머(21242)는 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 제어 신호에 의한 제어에 기초하여 배터리(26)의 충전 시간을 카운트 가능하게 된다.
전압 검출 회로(21241)는 입력 단자(T1)에 공급되는 DC 입력 전압(VIN)의 레벨 검출에 의해 NFC 통신의 통신 기간과 와이어리스 급전의 급전 기간을 변별하는 레벨 판정 신호(VDET)를 생성한다.
충전 타이머(21242)에 의한 배터리(26)의 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, NFC 통신의 통신 기간에 있어서 전압 검출 회로(21241)는 제어 신호에 의해 충전 타이머(21242)를 제어하여, 충전 타이머(21242)는 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 것을 특징으로 하는 것이다(도 4 참조).
본원에 있어서 개시되는 실시 형태 중 대표적인 것에 의해 얻어지는 효과를 간단히 설명하면, 하기와 같다.
즉, 본 반도체 집적 회로에 의하면, NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작이 시분할로 반복하는 경우에 NFC 통신 기간 중에 충전 타이머의 카운트값이 초기값으로 리셋되어 충전 타이머가 오동작한다는 문제는 해소할 수 있다.
도 1은, 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어 동작을 실행하는 반도체 집적 회로(212)가 탑재된 다기능 휴대전화를 위한 와이어리스 전력 전송 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 도 1에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어를 위한 반도체 집적 회로(212)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 2에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어를 위한 반도체 집적 회로(212)의 외부 단자의 기능을 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 2에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어를 위한 반도체 집적 회로(212)의 수전측 시스템(3)으로의 급전과 이차전지(26)의 충전을 위한 기본적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 4에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 충전 타이머(21242)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은, 도 4와 도 5에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 충전 타이머(21242)를 이용하는 이차전지를 위한 충전 감시 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 7은, 도 4와 도 5에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 충전 타이머(21242)를 이용하는 이차전지를 위한 충전 감시 동작을 설명하는 타임차트이다.
도 8은, 본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 타이머(21242)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는, 도 8에 도시한 본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 타이머(21242)를 이용하는 이차전지를 위한 충전 감시 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 10은, 도 8에 도시한 본 발명에 앞서 본 발명자에 의해 검토된 충전 타이머(21242)를 이용하는 이차전지를 위한 충전 감시 동작을 설명하는 타임차트이다.
1. 실시 형태의 개요
우선, 본원에 있어서 개시되는 대표적인 실시 형태에 대하여 그 개요를 설명한다. 대표적인 실시 형태의 개요 설명에서 괄호를 붙여 참조하는 도면의 참조 부호는, 그것이 붙여진 구성 요소의 개념에 포함되는 것을 예시함에 불과하다.
〔1〕대표적인 실시 형태에 따른 반도체 집적 회로(212)는 입력 단자(T1)와, DC-DC 컨버터(2121)와, 충전 출력 단자(T3)와, 전압 검출 회로(21241)와, 충전 타이머(21242)를 구비한다.
상기 입력 단자(T1)에는, NFC 통신에 의한 RF 신호와 와이어리스 급전에 의한 RF 신호가 반복하여 공급되는 수신 신호의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압(VIN)이 공급 가능하게 된다.
상기 DC-DC 컨버터(2121)는 상기 입력 단자(T1)에 공급되는 상기 DC 입력 전압(VIN)으로부터, 원하는 전압 레벨을 갖는 DC 출력 전압(VDDOUT2)을 생성 가능하게 된다.
상기 충전 출력 단자(T3)는 상기 DC-DC 컨버터(2121)에 의해 생성되는 상기 DC 출력 전압(VDDOUT2)을 사용하여 외부 배터리(26)를 충전 가능하게 된다.
상기 전압 검출 회로(21241)는 상기 배터리(26)의 충전에 의해 상기 충전 출력 단자(T3)의 배터리 전압(VBAT)이 소정의 전압 레벨(Vquick, Vtarget)에 도달하는 것이 검출 가능하게 되고, 상기 배터리 전압과 상기 소정의 전압 레벨에 응답하여 제어 신호를 생성 가능하게 된다.
상기 충전 타이머(21242)는 상기 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 제어에 기초하여 상기 배터리(26)의 충전 시간을 카운트 가능하게 된다.
상기 전압 검출 회로(21241)는 상기 입력 단자(T1)에 공급되는 상기 DC 입력 전압(VIN)의 레벨 검출에 의해 상기 NFC 통신의 통신 기간과 상기 와이어리스 급전의 급전 기간을 변별하는 레벨 판정 신호(VDET)를 생성 가능하게 된다.
상기 충전 타이머(21242)에 의한 상기 배터리(26)의 상기 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로(21241)는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머(21242)를 제어하여, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 것을 특징으로 하는 것이다(도 4 참조).
상기 실시 형태에 따르면, NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작이 시분할로 반복하는 경우에 NFC 통신 기간 중에 충전 타이머의 카운트값이 초기값으로 리셋되어 충전 타이머가 오동작한다는 문제는 해소할 수 있다.
바람직한 실시 형태에 따른 반도체 집적 회로(212)는 급전 출력 단자(T4)를 더 구비한다.
상기 급전 출력 단자(T4)는 상기 DC-DC 컨버터(2121)에 의해 생성되는 상기 DC 출력 전압(VDDOUT2)을 외부 수전측 시스템(3)에 급전 가능하게 된 것을 특징으로 하는 것이다(도 4 참조).
다른 바람직한 실시 형태에 따른 반도체 집적 회로(212)는 상기 급전 출력 단자(T4)와 상기 충전 출력 단자(T3) 사이의 전기적 도통을 가능하게 하는 P채널 MOS 트랜지스터(Mp3)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다(도 4 참조).
또 다른 바람직한 실시 형태에서는, 상기 소정의 전압 레벨은, 급속 충전 개시 전압(Vquick)과, 상기 급속 충전 개시 전압보다도 고전압인 충전 목표 전압(Vtarget)을 포함한다.
상기 배터리(26)의 상기 충전에 의해 상기 배터리 전압(VBAT)이 상기 급속 충전 개시 전압(Vquick)에 도달하기 이전에는, 저레벨의 트리클 충전 전류에 의해 상기 배터리(26)가 충전되는 트리클 충전이 실행된다.
상기 배터리(26)의 상기 트리클 충전의 실행에 의해 상기 배터리 전압(VBAT)이 상기 급속 충전 개시 전압(Vquick)에 도달한 이후에는, 상기 트리클 충전 전류보다도 고레벨의 급속 충전류에 의해 상기 배터리(26)가 충전되는 급속 충전이 실행되는 것을 특징으로 하는 것이다(도 4 참조).
또 다른 바람직한 실시 형태에서는, 상기 트리클 충전의 실행 동작 중에 상기 충전 타이머(21242)는 상기 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 상기 제어에 기초하여 상기 배터리(26)의 트리클 충전 시간을 카운트 가능하게 된다.
상기 충전 타이머(21242)에 의한 상기 배터리의 상기 트리클 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로(21241)는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머를 제어하여, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 것을 특징으로 한다(도 4 참조).
보다 바람직한 실시 형태에서는, 상기 급속 충전의 실행 동작 중에 상기 충전 타이머(21242)는 상기 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 상기 제어에 기초하여 상기 배터리(26)의 급속 충전 시간을 카운트 가능하게 된다.
상기 충전 타이머(21242)에 의한 상기 배터리(26)의 상기 급속 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로(21241)는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머를 제어하여, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 것을 특징으로 하는 것이다(도 4 참조).
다른 보다 바람직한 실시 형태에서는, 상기 충전 타이머는, 충전 스테이트 머신(212421)과 홀드 신호 생성 유닛(212422)과 충전 타이머 카운터(212424)와 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212425)과 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212426)과 급속 충전 플래그 래치(212427)와 셀렉터(212428)를 포함한다.
상기 충전 스테이트 머신(212421)에는, 상기 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 상기 제어 신호와 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간과 상기 와이어리스 급전의 상기 급전 기간을 변별하는 통신 상태 신호가 공급된다.
상기 제어 신호와 상기 통신 상태 신호에 응답하여, 상기 충전 스테이트 머신(212421)은 초기 스테이트와 트리클 충전 스테이트와 급속 충전 스테이트와 충전 에러 스테이트와 충전 완료 스테이트와 충전 타이머 홀드 스테이트 중 어느 한쪽의 스테이트로 설정된다.
상기 초기 스테이트는, 상기 배터리(26)가 충전되기 이전 상태이다.
상기 트리클 충전 스테이트는, 상기 배터리(26)가 상기 트리클 충전에 의해 충전되는 상태이다.
상기 급속 충전 스테이트는, 상기 배터리(26)가 상기 급속 충전에 의해 충전되는 상태이다.
상기 충전 에러 스테이트는, 트리클 충전 에러 또는 급속 충전 에러를 표시하는 것이다.
상기 트리클 충전 에러는, 상기 트리클 충전에도 불구하고 소정의 트리클 충전 기간 중에 상기 배터리(26)의 상기 배터리 전압(VBAT)이 상기 급속 충전 개시 전압(Vquick)에 도달하지 않는 것이다.
상기 급속 충전 에러는, 상기 급속 충전에도 불구하고 소정의 급속 충전 기간 중에 상기 배터리(26)의 상기 배터리 전압(VBAT)이 상기 충전 목표 전압(Vtarget)에 도달하지 않는 것이다.
상기 충전 완료 스테이트는, 상기 트리클 충전에 의해 상기 소정의 트리클 충전 기간 중에 상기 배터리 전압(VBAT)이 상기 급속 충전 개시 전압(Vquick)에 도달한 후에 상기 급속 충전에 의해 상기 소정의 급속 충전 기간 중에 상기 배터리 전압(VBAT)이 상기 충전 목표 전압(Vtarget)에 도달한 것이다.
상기 충전 타이머 홀드 스테이트는, 상기 NFC 통신 기간에 상기 충전 타이머(21242)의 상기 충전 타이머 카운터(212424)의 카운트값을 유지하는 것이다.
상기 초기 스테이트와 상기 충전 에러 스테이트와 상기 충전 완료 스테이트와 상기 충전 타이머 홀드 스테이트 중 어느 하나로 설정되는 상기 충전 스테이트 머신(212421)의 출력 신호에 응답하여, 상기 홀드 신호 생성 유닛(212422)은 홀드 신호를 생성하여 상기 충전 타이머 카운터(212424)의 홀드 단자에 공급한다.
상기 트리클 충전에 의한 상기 소정의 트리클 충전 기간 중에서의 상기 배터리 전압(VBAT)의 상기 급속 충전 개시 전압(Vquick)으로의 도달에 의해 상기 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 상기 제어 신호에 응답하여, 상기 충전 스테이트 머신(212421)은 상기 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212425)에 제1 신호 생성 지시를 공급한다.
상기 충전 스테이트 머신(212421)으로부터 공급되는 상기 제1 신호 생성 지시에 응답하여, 상기 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212425)은 트리클 타이머 리셋 신호를 생성하여 상기 셀렉터(212428)의 제1 입력 단자에 공급한다.
상기 트리클 충전에 의한 상기 소정의 트리클 충전 기간 중에서의 상기 배터리 전압(VBAT)의 상기 급속 충전 개시 전압(Vquick)으로의 도달에 의한 상기 급속 충전 기간의 개시에 의해 상기 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 충전 스테이트 머신(212421)은 급속 충전 플래그 신호를 생성한다.
상기 급속 충전 플래그 신호는 상기 급속 충전 플래그 래치(212427)에 저장되고, 상기 급속 충전 플래그 래치(212427)의 출력 단자는 상기 셀렉터(212428)의 선택 제어 단자에 접속된다.
상기 급속 충전에 의한 상기 소정의 급속 충전 기간 중의 상기 배터리 전압(VBAT)의 상기 충전 목표 전압(Vtarget)으로의 도달에 의해 상기 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 충전 스테이트 머신(212421)은 상기 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212426)에 제2 신호 생성 지시를 공급한다.
상기 충전 스테이트 머신(212421)으로부터 공급되는 상기 제2 신호 생성 지시에 응답하여, 상기 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212426)은 급속 타이머 리셋 신호를 생성하여 상기 셀렉터(212428)의 제2 입력 단자에 공급한다.
상기 급속 충전 플래그 래치(212427)의 상기 출력 단자로부터 상기 선택 제어 단자에 공급되는 상기 급속 충전 플래그 신호에 응답하여 상기 셀렉터(212428)는 상기 제2 입력 단자에 공급되는 상기 급속 타이머 리셋 신호를 선택하여 상기 충전 타이머 카운터(212424)의 리셋 단자에 공급한다.
상기 충전 타이머 카운터(212424)의 클록 단자에, 소정의 주파수를 갖는 클록 신호(CLK)가 공급된다.
상기 홀드 신호가 상기 홀드 단자에 공급되지 않고 상기 셀렉터로부터 상기 트리클 타이머 리셋 신호 또는 상기 급속 타이머 리셋 신호가 상기 리셋 단자에 공급되지 않은 경우에는, 상기 충전 타이머 카운터는 상기 클록 신호에 응답하여 상기 카운트 동작의 상기 카운트값의 카운트 업 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 것이다(도 5 참조).
또 다른 보다 바람직한 실시 형태에서는, 상기 충전 타이머(21242)는 OR 회로(212429)를 더 포함한다.
상기 OR 회로(212429)의 제1 입력 단자에 상기 셀렉터(212428)에 의해 선택되는 상기 급속 타이머 리셋 신호가 공급되고, 상기 OR 회로(212429)의 제2 입력 단자에 파워 온 리셋 신호가 공급되고, 상기 OR 회로(212429)의 출력 단자는 상기 충전 타이머 카운터(212424)의 상기 리셋 단자에 접속된 것을 특징으로 하는 것이다(도 5 참조).
구체적인 실시 형태에서는, 상기 반도체 집적 회로(212)는 상기 입력 단자(T1)와 상기 급전 출력 단자(T4) 사이에 접속된 상기 DC-DC 컨버터(2121)와 병렬로 접속된 리니어 레귤레이터(2122)를 더 구비한다.
상기 리니어 레귤레이터(2122)는 상기 입력 단자(T1)의 상기 DC 입력 전압(VIN)의 공급에 응답하여 즉시 동작하는 것이다.
상기 DC-DC 컨버터(2121)는 상기 리니어 레귤레이터(2122)보다도 높은 전력 효율을 갖는 스위칭 레귤레이터로서 동작하는 것을 특징으로 하는 것이다(도 2 참조).
다른 보다 바람직한 실시 형태에서는, 상기 입력 단자(T1)에는 제1 쇼트키 다이오드(D1)를 통하여 상기 DC 입력 전압(VIN)과 제2 쇼트키 다이오드(D2)를 통하여 AC 전원 접속 인터페이스(24)의 AC-DC 변환 전압이 공급 가능하도록, 상기 입력 단자(T1)가 구성된 것을 특징으로 한다(도 2 참조).
가장 구체적인 실시 형태에서는, 상기 반도체 집적 회로(212)는 다른 입력 단자(T2)와 스위치(SW3)를 더 구비한다.
상기 다른 입력 단자(T2)에 USB 접속 인터페이스(23)의 USB 전원 전압이 공급 가능하도록, 상기 다른 입력 단자(T2)가 구성된다.
상기 스위치(SW3)의 일단부와 타단부는, 상기 다른 입력 단자(T2)와 상기 급전 출력 단자(T4)에 각각 접속된 것을 특징으로 하는 것이다(도 2 참조).
〔2〕다른 관점의 대표적인 실시 형태는, 입력 단자(T1)와, DC-DC 컨버터(2121)와, 충전 출력 단자(T3)와, 전압 검출 회로(21241)와, 충전 타이머(21242)를 구비하는 반도체 집적 회로(212)의 동작 방법이다.
상기 입력 단자(T1)에는, NFC 통신에 의한 RF 신호와 와이어리스 급전에 의한 RF 신호가 반복하여 공급되는 수신 신호의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압(VIN)이 공급 가능하게 된다.
상기 DC-DC 컨버터(2121)는, 상기 입력 단자(T1)에 공급되는 상기 DC 입력 전압(VIN)으로부터, 원하는 전압 레벨을 갖는 DC 출력 전압(VDDOUT2)을 생성 가능하게 된다.
상기 충전 출력 단자(T3)는, 상기 DC-DC 컨버터(2121)에 의해 생성되는 상기 DC 출력 전압(VDDOUT2)을 사용하여 외부 배터리(26)를 충전 가능하게 된다.
상기 전압 검출 회로(21241)는, 상기 배터리(26)의 충전에 의해 상기 충전 출력 단자(T3)의 배터리 전압(VBAT)이 소정의 전압 레벨(Vquick, Vtarget)에 도달하는 것을 검출 가능하게 되고, 상기 배터리 전압과 상기 소정의 전압 레벨에 응답하여 제어 신호를 생성 가능하게 된다.
상기 충전 타이머(21242)는, 상기 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 제어에 기초하여 상기 배터리(26)의 충전 시간을 카운트 가능하게 된다.
상기 전압 검출 회로(21241)는, 상기 입력 단자(T1)에 공급되는 상기 DC 입력 전압(VIN)의 레벨 검출에 의해 상기 NFC 통신의 통신 기간과 상기 와이어리스 급전의 급전 기간을 변별하는 레벨 판정 신호(VDET)를 생성 가능하게 된다.
상기 충전 타이머(21242)에 의한 상기 배터리(26)의 상기 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, 상기 레벨 판정 신호(VDET)에 응답하여 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로(21241)는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머(21242)를 제어하여, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 것을 특징으로 한다(도 4 참조).
상기 실시 형태에 따르면, NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작이 시분할로 반복되는 경우에 NFC 통신 기간 중에 충전 타이머의 카운트값이 초기값으로 리셋되고 충전 타이머가 오동작한다는 문제는 해소할 수 있다.
2. 실시 형태의 상세
다음으로, 실시 형태에 대하여 더 상세히 설명한다. 또한, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하기 위한 전체 도면에 있어서, 상기한 도면과 동일한 기능을 갖는 부품에는 동일한 부호를 부여하여, 그 반복된 설명은 생략한다.
[실시 형태 1]
《다기능 휴대전화를 위한 와이어리스 전력 전송 시스템의 구성》
도 1은, 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어 동작을 실행하는 반도체 집적 회로(212)가 탑재된 다기능 휴대전화를 위한 와이어리스 전력 전송 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시한 다기능 휴대전화를 위한 와이어리스 전력 전송 시스템은, 송전 회로(1)와 수전 회로(2)와 수전측 시스템(3)에 의해 구성되어 있다. 특히 도 1에 도시한 다기능 휴대전화를 위한 와이어리스 전력 전송 시스템에서는, 송전측 안테나 코일(13)로부터의 RF 신호가 수신측 안테나 코일(25)에 의해 수신됨으로써 이차전지(26)의 충전과 수전측 시스템(3)으로의 전원 공급이 실행된다.
《송신측의 송전 회로》
도 1에 도시한 바와 같이, 와이어리스 전력 전송 시스템의 송신측의 송전 회로(1)에는 AC 어댑터(10)를 통하여 AC 전원이 공급된다. 송전 회로(1)는 마이크로 컨트롤러 유닛(11: MCU)과 송전 제어 회로(12)에 의해 구성되고, 마이크로 컨트롤러 유닛(11: MCU)은 인증 처리 기능(111)과 암호 처리 기능(112)을 갖고, 송전 제어 회로(12)는 정류 회로(121)와 RF 드라이버(122)를 포함하고, RF 드라이버(122)는 송전측 안테나 코일(13)과 접속된다.
AC 어댑터(10)를 통하여 공급되는 AC 전원이 정류 회로(121)에 의해 정류·평활됨으로써 생성되는 DC 전원 전압이, 송전 회로(1)의 마이크로 컨트롤러 유닛(11: MCU)과 RF 드라이버(122) 등에 공급된다. 송전 회로(1)의 마이크로 컨트롤러 유닛(11: MCU)의 인증 처리 기능(111)과 암호 처리 기능(112)은, 수전 회로(2)인 다기능 휴대전화의 유저가 정당한 사용 권리를 갖는 유저인지 여부 등을 판단하기 위한 상호 인증 처리와 통신 데이터의 개찬을 방지하기 위한 암호 처리를 각각 실행하는 것이다. 즉, 송전 회로(1)의 마이크로 컨트롤러 유닛(11: MCU)은, 수전 회로(2)에 포함되는 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU)의 인증 처리 기능(221)과 암호 처리 기능(222) 사이의 통신 프로토콜에 관한 암호 키의 생성과 유지와 갱신과 삭제 등에 관계하는 키 관리 동작을 실행하는 것이다.
그 결과, 송전 회로(1)의 마이크로 컨트롤러 유닛(11: MCU)에 의해 수전 회로(2)인 다기능 휴대전화의 유저가 정당한 사용 권리를 갖는 유저인 것이 판정되면, RF 드라이버(122)는 도시를 생략한 RF 발진기로부터 생성되는 RF 발진 출력 신호에 응답하여 송전측 안테나 코일(13)에 공급되는 RF 구동 신호를 생성한다. 또한, 송전 회로(1)의 마이크로 컨트롤러 유닛(11: MCU)으로부터의 인증 처리와 암호 처리의 통신 데이터는, RF 드라이버(122)와 송전측 안테나 코일(13)과 수전측 안테나 코일(25)을 통하여 수전 회로(2)에 공급된다.
《수신측의 수전 회로》
도 1에 도시한 바와 같이, 와이어리스 전력 전송 시스템의 수신측의 수전 회로(2)는 수전 제어 회로(21)와 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU)에 의해 구성되고, 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU)은 인증 처리 기능(221)과 암호 처리 기능(222)을 갖고, 수전 제어 회로(21)는 정류 회로(211)와 배터리 충전 제어를 위한 반도체 집적 회로(212)를 포함하는 것이다.
도 1에 도시한 와이어리스 전력 전송 시스템에서는, 처음에 송전 회로(1)의 마이크로 컨트롤러 유닛(11: MCU)과 수전 회로(2)의 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU) 사이에서 전술한 통신 프로토콜에 따른 통신이, 송전측 안테나 코일(13)과 수전측 안테나 코일(25)을 통하여 실행된다. 이 통신을 위해서, 수전 회로(2)에서는, 수전 제어 회로(21)와 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU) 사이에서 시리얼 통신과 전원 공급 등이 가능하게 된 것이다. 송전 회로(1)의 마이크로 컨트롤러 유닛(11: MCU)에 의해 수전 회로(2)인 다기능 휴대전화의 유저가 정당한 사용 권리를 갖는 유저인 것이 판정되면, RF 드라이버(122)로부터 생성되는 RF 구동 신호가 수전 회로(2)에 송전측 안테나 코일(13)과 수전측 안테나 코일(25)을 통하여 공급된다.
송전측 안테나 코일(13)과 수전측 안테나 코일(25)을 통하여 공급되는 RF 구동 신호가 정류 회로(211)에 의해 정류·평활됨으로써 생성되는 DC 전원 전압이, 반도체 집적 회로(212)에 공급된다. 정류 회로(211)로부터 반도체 집적 회로(212)에 공급되는 DC 전원 전압은, 이차전지(26)의 충전에 사용됨과 함께 수전측 시스템(3)으로의 전원 공급에도 사용된다.
와이어리스 전력 전송 시스템의 수신측이 다기능 휴대전화인 경우에는, 수전측 시스템(3)은 어플리케이션 프로세서나 기저 대역 프로세서나 액정 표시 드라이버 IC나 RF 신호 처리 반도체 집적 회로(RFIC)나 메인 메모리나 플래시 메모리 등의 불휘발성 메모리 등을 포함하는 것이다.
또한, 와이어리스 전력 전송 시스템의 수신측이 태블릿 PC와 같은 휴대형 퍼스널 컴퓨터인 경우에는, 수전측 시스템(3)은 중앙 처리 유닛(CPU)과 하드디스크 치환된 대규모 기억 용량의 플래시 메모리 스토리지를 더 포함하는 것이다.
또한 배터리 충전 제어와 시스템 전원 공급을 위한 반도체 집적 회로(212)에는, 정류 회로(211)에 의해 생성되는 DC 전원 전압 이외에도, USB 접속 인터페이스(23)로부터의 USB 전원 전압과 AC 전원 접속 인터페이스(24)로부터의 AC 전원 전압의 정류·평활에 의해 생성되는 AC-DC 변환 전원 전압이 공급 가능하게 된다. 따라서, 배터리 충전 제어와 시스템 전원 공급을 위한 반도체 집적 회로(212)는 정류 회로(211)의 DC 전원 전압과 USB 접속 인터페이스(23)의 USB 전원 전압과 AC 전원 접속 인터페이스(24)의 AC-DC 변환 전원 전압의 복수의 전원 전압으로부터 배터리 충전 제어와 시스템 전원 공급을 위한 전원 전압을 자동 선택하는 기능을 갖는 것이다. 또한, USB는, Universal Serial Bus의 약칭이다.
또한 도 1에 도시한 와이어리스 전력 전송 시스템에 있어서, 송전측의 송전 회로(1)와 수신측의 수전 회로(2)는 이차전지(26)의 충전과 수전측 시스템(3)으로의 전원 공급을 위한 와이어리스 전력 전송(와이어리스 급전)을 실행함과 함께, 포트 기기로서의 송전측의 송전 회로(1)와 모바일 기기로서의 수신측의 수전 회로(2) 사이의 NFC 통신도 실행한다. 또한 NFC 통신과 와이어리스 급전을 시분할로 실행함으로써, 모바일 기기로서의 수신측의 수전 회로(2)의 이차전지(26)의 충전을 실행하면서, 포트 기기로서의 송전측의 송전 회로(1)와 모바일 기기로서의 수신측의 수전 회로(2) 사이의 NFC 통신을 실행하는 것이 가능해진다. 이 NFC 통신에 의해, 포트 기기로서의 송전측의 송전 회로(1)에 접속되는 유선 또는 무선에 의한 인터넷 환경을 모바일 기기로서의 수신측의 수전 회로(2)가 이용하는 것이 가능해진다.
《배터리 충전 제어를 위한 반도체 집적 회로의 구성》
도 2는, 도 1에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어를 위한 반도체 집적 회로(212)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 배터리 충전 제어와 시스템 전원 공급을 위한 반도체 집적 회로(212)는 강압 DC-DC 컨버터(2121)와 리니어 레귤레이터(2122)와 USB 종별 검출 회로(2123)와 입력 전압 선택 회로(2124)와 외부 인터페이스(2125)와 내장 레귤레이터(2126)와 게이트 구동 제어 회로(2127)를 포함하고 있다. 또한, 배터리 충전 제어와 시스템 전원 공급을 위한 반도체 집적 회로(212)는 P채널 MOS 트랜지스터 Mp3과 스위치 SW1, SW2, SW3, SW4를 포함하고 있다.
제1 입력 전압(1)의 공급 단자 T1에는 제1 쇼트키 다이오드 D1을 통하여 송전 회로(1)의 와이어리스 급전의 전원 전압과 제2 쇼트키 다이오드 D2를 통하여 AC 전원 접속 인터페이스(24)의 AC-DC 변환 전원 전압이 공급되고, 제2 입력 전압(2)의 공급 단자 T2에는 USB 접속 인터페이스(23)의 USB 전원 전압이 공급된다. 쇼트키 다이오드 D1, D2는, 송전 회로(1)의 와이어리스 급전의 전원 전압과 AC 전원 접속 인터페이스(24)의 AC-DC 변환 전원 전압 사이에서 역류 방지 소자로서 기능하는 한편, PN 접합 다이오드와 비교하여 낮은 순방향 전압으로 전원 전압을 전달하는 전압 전달 소자로서 기능한다. 또한, 송전 회로(1)의 와이어리스 급전의 전원 전압은 5.5볼트 내지 20볼트의 전압이고, AC 전원 접속 인터페이스(24)의 AC-DC 변환 전원 전압은 대략 7볼트의 전압이며, USB 접속 인터페이스(23)의 USB 전원 전압은 5볼트의 전압이다.
강압 DC-DC 컨버터(2121)에는, 외부 단자 DDOUT1(T5), DDOUT2(T6)를 통하여 인덕터 L1과 용량 C1이 접속되어 있다. 따라서, 강압 DC-DC 컨버터(2121)는 리니어 레귤레이터(2122)보다도 전원 투입 시의 기동이 늦지만, 리니어 레귤레이터(2122)보다도 높은 전력 효율을 갖는 스위칭 레귤레이터로서 동작한다. 한편, 리니어 레귤레이터(2122)는, 전원 투입의 직후에 바로 동작하는 직렬 레귤레이터로서 동작하는 것이다.
즉, 강압 DC-DC 컨버터(2121)와 리니어 레귤레이터(2122)는, 5.5볼트 내지 20볼트의 송전 회로(1)의 와이어리스 급전의 전원 전압 또는 대략 7볼트의 AC 전원 접속 인터페이스(24)의 AC-DC 변환 전원 전압으로부터 3.5볼트 내지 5볼트의 시스템 공급 전압을 생성한다. 따라서, 강압 DC-DC 컨버터(2121)와 리니어 레귤레이터(2122)로부터의 5볼트의 시스템 공급 전압은, 스위치 SW2, SW4와 외부 단자 SYS(T4)를 통하여 수전측 시스템(3)에 공급되는 한편, 5볼트의 USB 접속 인터페이스(23)의 USB 전원 전압은, 스위치 SW3과 외부 단자 SYS(T4)를 통하여 수전측 시스템(3)에 공급된다.
USB 종별 검출 회로(2123)는 USB 접속 인터페이스(23)의 차동 데이터 신호 D+, D-의 비트 레이트 또는 제2 입력 전압(2)의 공급 단자 T2의 급전 능력으로부터 USB 접속 인터페이스(23)가 USB1.1 또는 USB1.0과 USB2.0과 USB3.0 중 어느 쪽의 종별인지를 검출한다.
입력 전압 선택 회로(2124)는 기동 시의 동작 모드 선택을 위해 제1 입력 전압(1)의 공급 단자 T1의 전압 검출과 제2 입력 전압(2)의 공급 단자 T2의 공급 단자의 전압 검출을 실행하여, 또한 스위치 SW1, SW2, SW3, SW4의 온/오프 제어와 강압 DC-DC 컨버터(2121), 내장 레귤레이터(2126), 게이트 구동 제어 회로(2127)의 제어를 실행한다. 또한 입력 전압 선택 회로(2124)는 USB 종별 검출 회로(2123)의 제어를 실행함과 함께 외부 인터페이스(2125)를 통하여 USB 종별 검출 회로(2123)에 의한 USB 종별 검출 데이터를 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU)과 수전측 시스템(3)에 공급하는 기능을 갖는 것이다.
따라서, 외부 인터페이스(2125)는 수전측 시스템(3) 및 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU)과 클록 및 시리얼 데이터의 쌍방향 통신을 실행한다.
내장 레귤레이터(2126)에는, 강압 DC-DC 컨버터(2121) 또는 리니어 레귤레이터(2122)를 통하여 송전 회로(1)의 와이어리스 급전의 전원 전압 또는 AC 전원 접속 인터페이스(24)의 AC-DC 변환 전원 전압이 공급되거나, 또는 USB 접속 인터페이스(23)의 USB 전원 전압이 공급된다. 그 결과, 내장 레귤레이터(2126)로부터 1.8볼트의 동작 전압 VDD18과 3.0볼트의 동작 전압 VDD30이 생성되고, 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU)에 공급된다.
P채널 MOS 트랜지스터 Mp3은 입력 전압 선택 회로(2124) 및 게이트 구동 제어 회로(2127)에 의해 온 상태로 구동 제어됨으로써, 외부 단자 SYS(T4)의 3.5볼트 내지 5볼트의 시스템 공급 전압을 외부 단자 BAT(T3)를 통하여 이차전지(26)에 공급함으로써, 이차전지(26)의 충전이 실행된다. 예를 들어, 이차전지(26)는 다기능 휴대전화 등에 내장되는 리튬 이온 전지로서, 그 충전 전류는 대략 0.5A 내지 1.0A의 비교적 큰 전류로 된다.
또한 게이트 구동 제어 회로(2127)는 P채널 MOS 트랜지스터 Mp3이 외부 단자 SYS(T4)와 외부 단자 BAT(T3) 사이에서 쌍방향으로 도통하도록 P채널 MOS 트랜지스터 Mp3의 게이트를 구동하는 출력 신호를 생성한다. 따라서, 이차전지(26)의 충전이 실행되는 기간에서는 외부 단자 SYS(T4)로부터 외부 단자 BAT(T3)로 이차전지(26)의 충전 전류가 흘려지는 한편, 그와 반대로 이차전지(26)의 방전에 의한 배터리 동작 기간에서는 외부 단자 BAT(T3)로부터 외부 단자 SYS(T4)로 이차전지(26)의 방전 전류가 흘려지는 것이다. 또한 나아가 게이트 구동 제어 회로(2127)는 이차전지(26)의 충전 동작과 방전 동작 사이에 충전 전류와 방전 전류의 전류 제어를 실행함으로써 과충전과 과방전을 방지하는 기능을 갖는 것이다.
《반도체 집적 회로의 외부 단자의 기능》
도 3은, 도 2에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어를 위한 반도체 집적 회로(212)의 외부 단자의 기능을 나타내는 도면이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제1 입력 전압(1)의 외부 공급 단자는, 제1 쇼트키 다이오드 D1 또는 제2 쇼트키 다이오드 D2를 통하여 송전 회로(1)의 와이어리스 급전의 전원 전압 또는 AC 전원 접속 인터페이스(24)의 AC-DC 변환 전원 전압을 공급하는 기능을 갖는 것이다.
또한, 제2 입력 전압(2)의 외부 공급 단자는, USB 접속 인터페이스(23)의 USB 전원 전압을 공급하는 기능을 갖고 있다.
차동 데이터 신호 D+의 외부 공급 단자는, USB 접속 인터페이스(23)의 차동 데이터의 비반전 입력 신호 D+를 공급하는 기능을 갖는다.
또한, 차동 데이터 신호 D-의 외부 공급 단자는, USB 접속 인터페이스(23)의 차동 데이터의 반전 입력 신호 D-를 공급하는 기능을 갖는다.
클록의 외부 입출력 단자는, 외부 인터페이스(2125)의 클록의 쌍방향 통신을 실행하는 기능을 갖는다.
또한 시리얼 데이터의 외부 입출력 단자는, 외부 인터페이스(2125)의 시리얼 데이터의 쌍방향 통신을 실행하는 기능을 갖는다.
외부 단자 DDOUT1은, 강압 DC-DC 컨버터(2121)에서의 스위칭 레귤레이터 동작에 의한 스위칭 출력 신호를 출력하는 기능을 갖는다.
또한, 외부 단자 DDOUT2는, 인덕터 L1과 용량 C1로 구성되는 저역 통과 필터를 통과한 강압 DC-DC 컨버터(2121)의 출력 전압을 출력하는 기능을 갖는다.
외부 단자 SYS는, 수전측 시스템(3)에 전원 전압을 출력하는 기능을 갖는다.
외부 단자 BAT는, 이차전지(26)를 접속하는 기능을 갖는다.
외부 단자 VDD18은, 1.8볼트의 동작 전압 VDD18을 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU)으로 출력하는 기능을 갖는다.
외부 단자 VDD30은, 3.0볼트의 동작 전압 VDD30을 마이크로 컨트롤러 유닛(22: MCU)으로 출력하는 기능을 갖는다.
《급전 및 충전의 기본적인 구성》
도 4는, 도 2에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어를 위한 반도체 집적 회로(212)의 수전측 시스템(3)으로의 급전과 이차전지(26)의 충전을 위한 기본적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 송전측 안테나 코일(13)로부터의 RF 신호가 수신측 안테나 코일(25)에 의해 수신되고, 수전측 안테나 코일(25)의 RF 신호가 정류 회로(211)에 의해 정류·평활됨으로써 생성되는 DC 전원 전압 VIN이, 쇼트키 다이오드 D1을 통하여 반도체 집적 회로(212)의 공급 단자 T1에 공급된다. 공급 단자 T1에는 강압 DC-DC 컨버터(2121)가 접속되고, 강압 DC-DC 컨버터(2121)는 PWM 제어 회로(21211)와 하이 사이드 스위치로서의 P채널 MOS 트랜지스터(21212)와 로우 사이드 스위치로서의 N채널 MOS 트랜지스터(21213)를 포함하고 있다. P채널 MOS 트랜지스터(21212)의 소스에는 DC 전원 전압 VIN이 공급되고, P채널 MOS 트랜지스터(21212)의 드레인과 N채널 MOS 트랜지스터(21213)의 드레인은 외부 단자 DDOUT1(T5)을 통하여 인덕터 L1의 일단부에 접속되고, N채널 MOS 트랜지스터(21213)의 소스는 외부 접지 단자 DDGND를 통하여 접지 전위에 접속된다.
PWM 제어 회로(21211)가 P채널 MOS 트랜지스터(21212)의 게이트와 N채널 MOS 트랜지스터(21213)의 게이트를 PWM 구동함으로써 인덕터 L1의 타단부와 용량 C1의 일단부가 접속된 접속 노드에 생성되는 시스템 공급 전압 VDDOUT2는, 외부 단자 DDOUT2(T6)를 통하여 PWM 제어 회로(21211)로 부귀환 단자에 공급된다. 부귀환 단자의 시스템 공급 전압 VDDOUT2가 소정의 전압 레벨이 되도록, PWM 제어 회로(21211)는 P채널 MOS 트랜지스터(21212)의 온 기간과 N채널 MOS 트랜지스터(21213)의 온 기간의 비를 PWM 제어한다.
강압 DC-DC 컨버터(2121)로부터 외부 단자 DDOUT2(T6)에 생성되는 시스템 공급 전압 VDDOUT2는, 스위치 SW2의 P채널 MOS 트랜지스터 Path_SW의 소스에 공급되고, P채널 MOS 트랜지스터 Path_SW의 드레인은 외부 단자 SYS(T4)와 P채널 MOS 트랜지스터 Mp3의 드레인과 게이트 구동 제어 회로(2127)에 접속된다.
외부 단자 BAT(T3)를 통하여 이차전지(26)에 배터리 충전 전류를 공급하기 위한 P채널 MOS 트랜지스터 Mp3의 게이트는 게이트 구동 제어 회로(2127)에 접속되고, 게이트 구동 제어 회로(2127)에는 외부 단자 T11을 통하여 저항 RICHG의 일단부가 접속되고, 저항 RICHG의 타단부는 접지 전위에 접속된다. 그 결과, 저항 RICHG의 저항값을 조정함으로써, P채널 MOS 트랜지스터 Mp3의 소스·드레인 경로로 흐르는 배터리 충전 전류의 최대값을 조정하는 것이 가능해진다.
도 4에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 입력 전압 선택 회로(2124)는 전압 검출 회로(21241)와 충전 타이머(21242)를 포함하고 있다.
전압 검출 회로(21241)에, 공급 단자 T1의 DC 전원 전압 VIN과 외부 단자 DDOUT2(T6)의 시스템 공급 전압 VDDOUT2와 외부 단자 BAT(T3)의 이차전지(26)의 배터리 전압 VBAT와 예를 들어 3볼트의 급속 충전 개시 전압 Vquick과 예를 들어 4.2볼트의 충전 목표 전압 Vtarget가 공급된다. 그 결과, 전압 검출 회로(21241)는, 공급 단자 T1의 DC 전원 전압 VIN의 레벨 검출에 의해 NFC 통신 기간과 와이어리스 급전 등의 급전 동작 기간을 판정하는 레벨 검출 신호 VDET를 생성한다. 즉, 레벨 전압 검출 신호 VDET가 저레벨인 기간은 NFC 통신 기간이라 판정되고, 전압 검출 신호 VDET가 고레벨인 기간은 와이어리스 급전 등의 급전 동작 기간이라 판정된다.
또한, 전압 검출 회로(21241)는, 외부 단자 DDOUT2(T6)의 시스템 공급 전압 VDDOUT2와 외부 단자 BAT(T3)의 이차전지(26)의 배터리 전압 VBAT와 급속 충전 개시 전압 Vquick와 충전 목표 전압 Vtarget에 응답하여, 충전 타이머(21242)를 제어하는 스테이트 제어 신호를 생성한다.
《충전 타이머》
도 5는, 도 4에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 충전 타이머(21242)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5에 도시한 실시 형태 1에 따른 충전 타이머(21242)는, 충전 스테이트 머신(212421)과 홀드 신호 생성 유닛(212422)과 충전 타이머 카운터(212424)와 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212425)과 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212426)과 급속 충전 플래그 래치(212427)와 셀렉터(212428)와 OR 회로(212429)를 포함하고 있다.
도 5의 충전 스테이트 머신(212421)의 제1 입력 단자에는, 도 4에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 입력 전압 선택 회로(2124)의 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 스테이트 제어 신호가 공급된다. 또한, 도 5의 충전 스테이트 머신(212421)의 제2 입력 단자에는, 도 4에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 입력 전압 선택 회로(2124)의 전압 검출 회로(21241)로부터 생성되는 통신 상태 신호가 공급된다. 또한 나아가, 도 5의 충전 스테이트 머신(212421)의 리셋 단자에는, 도 4에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 입력 전압 선택 회로(2124)의 전압 검출 회로(21241)로부터 배터리 충전기의 동작 개시 시에 생성되는 파워 온 리셋 신호도 공급된다. 또한, 이 파워 온 리셋 신호는, 급속 충전 플래그 래치(212427)와 OR 회로(212429)에 공급된다. 또한, 도 5에서는 도시를 생략하지만, 이 파워 온 리셋 신호는, 홀드 신호 생성 유닛(212422)과 충전 타이머 카운터(212424)와 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212425)과 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212426)에도 공급된다.
전술한 스테이트 제어 신호와 통신 상태 신호와 파워 온 리셋 신호에 응답하고, 충전 스테이트 머신(212421)은 초기 스테이트와 트리클 충전 스테이트와 급속 충전 스테이트와 충전 에러 스테이트와 충전 완료 스테이트와 충전 타이머 홀드 스테이트 중 어느 한쪽의 스테이트로 설정된다.
초기 스테이트는, 예를 들어 "001"의 3비트에 의해 표시되고, 배터리의 충전 개시의 이전 상태이다. 트리클 충전 스테이트는, 예를 들어 "010"의 3비트에 의해 표시되고, 이차전지의 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달하기 이전에 저레벨의 충전 전류에 의해 이차전지를 충전하여 이차전지를 장수명화하는 것이다. 급속 충전 스테이트는, 예를 들어 "011"의 3비트에 의해 표시되고, 이차전지의 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달한 이후에 고레벨의 충전 전류에 의해 이차전지를 충전하여 이차전지의 충전 시간을 단축하는 것이다. 충전 에러 스테이트는, 예를 들어 "101"의 3비트에 의해 표시되고, 트리클 충전 에러 및 급속 충전 에러를 표시하는 것이다. 트리클 충전 에러는, 트리클 충전에도 불구하고 소정의 트리클 충전 기간 중에 있어서 이차전지의 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달하지 않고, 충전 타이머 카운터(212424)의 타이머 출력 신호로서의 타임 아웃 신호가 생성되는 것이다. 급속 충전 에러는, 급속 충전에도 불구하고 소정의 급속 충전 기간 중에 있어서 이차전지의 배터리 전압이 충전 목표 전압에 도달할 수 없고, 충전 타이머 카운터(212424)의 타이머 출력 신호로서의 타임 아웃 신호가 생성되는 것이다. 충전 완료 스테이트는, 예를 들어 "100"의 3비트에 의해 표시되고, 트리클 충전에 의해 소정의 트리클 충전 기간 중에 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달한 후에 급속 충전에 의해 소정의 급속 충전 기간 중에 배터리 전압이 충전 목표 전압에 도달한 것이다. 충전 타이머 홀드 스테이트는, 실시 형태 1에 의해 특별히 추가된 스테이트이며, 예를 들어 "110"의 3비트에 의해 표시되고, NFC 통신 기간에 도 5에 도시한 실시 형태 1에 따른 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)의 카운트값을 유지하는 것이다. 또한, 도 5에서는 도시를 생략하였지만, 트리클 충전 또는 급속 충전 시에 충전 타이머 카운터(212424)로부터 생성되는 타임 아웃 신호는, 충전 스테이트 머신(212421)의 다른 입력 단자에 공급되는 것이다.
충전 타이머 카운터(212424)의 클록 단자에는, 소정의 주파수를 갖는 클록 신호 CLK가, 공급된다. 홀드 신호 생성 유닛(212422)으로부터 하이 레벨 "1"의 홀드 신호 HOLD가 공급되지 않고 또한 OR 회로(212429)로부터 하이 레벨 "1"의 리셋 신호가 공급되지 않은 경우에는, 도 5의 충전 타이머 카운터(212424)는 클록 신호 CLK에 응답하여 트리클 충전 타이머 또는 급속 충전 타이머로서 카운트 업 동작을 실행한다.
충전 스테이트 머신(212421)으로부터 생성되는 "001"의 3비트의 초기 스테이트 또는 "100"의 3비트의 충전 완료 스테이트 또는 "101"의 3비트의 충전 에러 스테이트 또는 "110"의 3비트의 충전 타이머 홀드 스테이트를 나타내는 상태 출력 신호에 응답하여, 홀드 신호 생성 유닛(212422)은 하이 레벨 "1"의 홀드 신호 HOLD를 생성한다. 따라서, 홀드 신호 생성 유닛(212422)의 하이 레벨 "1"의 홀드 신호 HOLD에 응답하여, 충전 타이머 카운터(212424)는, 그 시점의 카운트 업 값을 유지한다.
트리클 충전에 의해 소정의 트리클 충전 기간 중에 이차전지(26)의 배터리 전압 VBAT가 급속 충전 개시 전압 Vquick에 도달하는 것에 응답하여, 충전 스테이트 머신(212421)은 트리클 충전 리셋 신호 생성 커맨드를 생성한다. 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212425)은 충전 스테이트 머신(212421)으로부터의 트리클 충전 리셋 신호 생성 커맨드에 응답하여, 하이 레벨 "1"의 리셋 신호를 생성하여 셀렉터(212428)의 제1 입력 단자에 공급한다.
또한 트리클 충전 기간 중에 있어서는, 충전 스테이트 머신(212421)으로부터 급속 충전 플래그 래치(212427)로 현 시점에서는 트리클 충전 기간이며 급속 충전 기간이 아닌 것을 나타내는 로우 레벨 "0"의 플래그 신호가 공급된다. 따라서, 급속 충전 플래그 래치(212427)의 출력 단자로부터는 셀렉터(212428)의 선택 제어 단자에 로우 레벨 "0"의 플래그 신호가 공급되므로, 셀렉터(212428)는 제1 입력 단자에 공급되는 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212425)의 하이 레벨 "1"의 리셋 신호를 OR 회로(212429)를 통하여 충전 타이머 카운터(212424)의 리셋 단자에 공급한다. 그 결과, 충전 타이머 카운터(212424)는, 트리클 타이머로서의 카운트값이 초기값(제로)으로 리셋되게 된다.
트리클 충전 기간에 의해 이차전지(26)의 배터리 전압 VBAT가 급속 충전 개시 전압 Vquick에 도달함으로써 급속 충전 기간이 개시되므로, 충전 스테이트 머신(212421)으로부터 급속 충전 플래그 래치(212427)에 현 시점은 트리클 충전 기간이 아니라 급속 충전 기간인 것을 나타내는 하이 레벨 "1"의 플래그 신호가 공급된다. 따라서, 급속 충전 플래그 래치(212427)의 출력 단자로부터는 셀렉터(212428)의 선택 제어 단자에 하이 레벨 "1"의 플래그 신호가 공급되므로, 셀렉터(212428)는 제2 입력 단자에 공급되는 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212426)의 출력 신호를 OR 회로(212429)를 통하여 충전 타이머 카운터(212424)의 리셋 단자에 공급한다.
급속 충전에 의해 소정의 급속 충전 기간 중에 이차전지(26)의 배터리 전압 VBAT가 충전 목표 전압 Vtarget에 도달하는 것에 응답하여, 충전 스테이트 머신(212421)은 급속 충전 리셋 신호 생성 커맨드를 생성한다. 그 결과, 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212426)은, 충전 스테이트 머신(212421)으로부터의 급속 충전 리셋 신호 생성 커맨드에 응답하여, 하이 레벨 "1"의 리셋 신호를 생성하여 셀렉터(212428)의 제2 입력 단자에 공급한다.
따라서, 급속 충전 기간 중에 있어서는, 충전 스테이트 머신(212421)으로부터 급속 충전 플래그 래치(212427)에 현 시점에서는 트리클 충전 기간이 아니라 급속 충전 기간인 것을 나타내는 하이 레벨 "1"의 플래그 신호가 공급된다. 따라서, 급속 충전 플래그 래치(212427)의 출력 단자로부터는 셀렉터(212428)의 선택 제어 단자에 하이 레벨 "1"의 플래그 신호가 공급되고, 셀렉터(212428)는 제2 입력 단자에 공급되는 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛(212426)의 하이 레벨 "1"의 리셋 신호를 OR 회로(212429)를 통하여 충전 타이머 카운터(212424)의 리셋 단자에 공급한다. 그 결과, 충전 타이머 카운터(212424)는, 급속 타이머로서의 카운트값이 초기값(제로)으로 리셋되게 된다.
《실시 형태 1에 따른 충전 감시 동작의 흐름도》
도 6은, 도 4와 도 5에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 충전 타이머(21242)를 이용하는 이차전지를 위한 충전 감시 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 6의 처음의 스텝 S100에서는, 배터리 충전기의 동작 개시 시의 유도 코일로서의 수신측 안테나 코일(25)의 RF 신호의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압의 상승에 응답하여, 충전 타이머(21242)의 스테이트 머신(212421)은 예를 들어 "111"의 3비트에 의해 표시되는 파워 온 리셋 스테이트로 설정된다.
그렇게 하면, 스텝 S101에서는, 충전 타이머(21242)의 스테이트 머신(212421)은, 스텝 S100의 파워 온 리셋 스테이트로부터 예를 들어 "001"의 3비트에 의해 표시되는 초기 스테이트, 즉 배터리의 충전 개시의 이전 상태로 자동으로 천이한다.
그렇게 하면, 스텝 S102에서는, 강압 DC-DC 컨버터의 출력 전압 VDDOUT2가 이차전지의 배터리 전압 VBAT보다도 고레벨인지가 판정되고, 나아가 배터리 충전기의 사용자로부터의 이차전지를 충전하라고 하는 충전 지시가 있는지가 판정된다.
스텝 S102에서의 전술한 2개의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S102로부터 스텝 S103의 예를 들어 "010"의 3비트에 의해 표시되는 트리클 충전 스테이트로 천이한다. 그에 반하여 스텝 S102에서의 전술한 2개의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S103에서의 트리클 충전 스테이트가 실행되지 않고 스텝 S102의 입력으로 복귀한다.
스텝 S103의 트리클 충전 스테이트에서는, 이차전지의 배터리 전압이 예를 들어 3볼트의 급속 충전 개시 전압 Vquick에 도달하기 이전에, 이차전지를 장수명화하기 위하여 저레벨의 충전 전류에 의해 이차전지가 충전된다. 또한, 스텝 S103의 트리클 충전 스테이트에 있어서, 이차전지의 트리클 충전이 실행되는 기간에 도 5에 도시한 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)는, 트리클 충전 타이머로서 클록 신호 CLK에 응답하여 카운트 업 동작을 실행한다.
스텝 S103의 트리클 충전 스테이트에 있어서 이차전지의 트리클 충전이 실행되어 있는 동안에, 스텝 S104의 판정 처리와 스텝 S105의 판정 처리와 스텝 S106의 판정 처리와 스텝 S107의 판정 처리가 실행된다.
스텝 S104에서는, 충전 스테이트 머신(212421)의 제2 입력 단자에 공급되는 통신 상태 신호로부터, 현재의 통신 상태가 NFC 통신 기간인지 여부가 판정된다. 스텝 S104의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S104로부터 스텝 S123의 예를 들어 "110"의 3비트에 의해 표시되는 충전 타이머 홀드 스테이트로 천이한다. 그 결과, 스텝 S123의 충전 타이머 홀드 스테이트에서는, 도 5에 도시한 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)의 카운트값은, 초기값의 카운트값(제로)으로 리셋되지 않고, 그 시점의 값으로 유지된다. 또한, 스텝 S123의 충전 타이머 홀드 스테이트에 있어서의 충전 타이머 카운터(212424)의 카운트값의 유지의 처리가 종료하면, 스텝 S101의 초기 스테이트의 출력으로 복귀하는 것이다. 그에 반하여 스텝 S104의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S104의 입력으로 복귀한다.
따라서, 도 6에 도시한 실시 형태 1에 따른 이차전지의 충전 감시 동작의 흐름도에 의하면, 스텝 S103의 트리클 충전 스테이트에 의한 트리클 충전 동작 중의 NFC 통신 기간에 있어서 충전 타이머의 카운트값이 초기값의 제로로 리셋되고, 충전 타이머가 오동작한다는 문제가 해소되는 것이 가능해진다.
스텝 S105에서는, 이차전지의 배터리 전압 VBAT가 예를 들어 3볼트의 급속 충전 개시 전압 Vquick에 도달했는지 여부가 판정된다. 스텝 S105의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S105로부터 스텝 S109의 판정 처리로 천이한다. 그에 반하여 스텝 S105의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S105의 입력으로 복귀한다.
스텝 S106에서는, 스텝 S102에서의 판정 결과와 상황이 변화하고, 강압 DC-DC 컨버터의 출력 전압 VDDOUT2가 이차전지의 배터리 전압 VBAT보다도 저레벨인지가 판정된다. 이 스텝 S106의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S106으로부터 스텝 S111의 예를 들어 "110"의 3비트에 의해 표시되는 충전 타이머 홀드 스테이트로 천이하고, 또한 그 후에 스텝 S101의 초기 스테이트로 천이한다. 그에 반하여 스텝 S106의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S106의 입력으로 복귀한다.
스텝 S107에서는, 스텝 S103의 트리클 충전 스테이트에 있어서의 이차전지의 트리클 충전 트리클 충전에도 불구하고 소정의 트리클 충전 기간 중에 있어서 이차전지의 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압에 도달하지 않고 타임 아웃 신호가 발생하고 있는지가 판정된다. 이 스텝 S107에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S107로부터 스텝 S112의 예를 들어 "101"의 3비트에 의해 표시되는 트리클 충전 에러를 표시하기 위한 충전 에러 스테이트로 천이하여 처리를 종료한다. 이 스텝 S112의 충전 에러 스테이트에서는, 배터리 충전기 사용자에게 LED 표시 등에 의해 충전 에러의 경고가 출력되는 것이다.
스텝 S105로부터 천이하는 스텝 S109의 판정 처리에서는, 스텝 S105에 있어서의 이차전지의 배터리 전압 VBAT의 급속 충전 개시 전압 Vquick으로의 도달이, 1회째의 도달인지가 판정된다. 이 스텝 S109에서의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S109로부터 스텝 S110의 예를 들어 "111"의 3비트에 의해 표시되는 트리클 충전 타이머 리셋 스테이트로 천이하고, 또한 그 후, 스텝 S113의 급속 충전 스테이트로 천이한다. 그에 반하여 스텝 S109의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S109로부터 스텝 S113에서의 예를 들어 "011"의 3비트에 의해 표시되는 급속 충전 스테이트로 직접 천이한다. 즉, 스텝 S105에 있어서의 이차전지의 배터리 전압 VBAT의 급속 충전 개시 전압 Vquick으로의 도달이 2회째의 도달 이상인 경우에는, 스텝 S110에서의 트리클 충전 타이머 리셋이 생략되고, 전압 도달 시마다 충전 타이머가 리셋되지 않게 되어 정상적으로 충전 시간을 관리할 수 있기 때문에, 배터리 충전기의 안전성을 향상시키는 것이 가능해진다.
스텝 S113의 급속 충전 스테이트에서는, 스텝 S105에서 배터리 전압이 급속 충전 개시 전압 Vquick에 도달한 이차전지를 고레벨의 충전 전류에 의해 충전하여 이차전지의 충전 시간을 단축하는 것이다. 또한 스텝 S113의 급속 충전 스테이트에 있어서, 이차전지의 급속 충전이 실행되는 기간에 도 5에 도시한 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)는, 급속 충전 타이머로서 클록 신호 CLK에 응답하여 카운트 업 동작을 실행한다.
스텝 S113의 급속 충전 스테이트에 있어서 이차전지의 급속 충전이 실행되는 동안에, 스텝 S114의 판정 처리와 스텝 S115의 판정 처리와 스텝 S116의 판정 처리와 스텝 S117의 판정 처리가 실행된다.
스텝 S114에서는, 충전 스테이트 머신(212421)의 제2 입력 단자에 공급되는 통신 상태 신호로부터, 현재의 통신 상태가 NFC 통신 기간인지 여부가 판정된다. 스텝 S114의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S114로부터 스텝 S124의 예를 들어 "110"의 3비트에 의해 표시되는 충전 타이머 홀드 스테이트로 천이한다. 그 결과, 스텝 S124의 충전 타이머 홀드 스테이트에서는, 도 5에 도시한 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)의 카운트값은, 초기값의 카운트값(제로)으로 리셋되지 않고, 그 시점의 값으로 유지된다. 또한, 스텝 S124의 충전 타이머 홀드 스테이트에 있어서의 충전 타이머 카운터(212424)의 카운트값의 유지 처리가 종료하면, 스텝 S101의 초기 스테이트의 출력으로 복귀하는 것이다. 그에 반하여 스텝 S114의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S114의 입력으로 복귀한다.
따라서, 도 6에 도시한 실시 형태 1에 따른 이차전지의 충전 감시 동작의 흐름도에 의하면, 스텝 S113의 급속 충전 스테이트에 의한 급속 충전 동작 중의 NFC 통신 기간에 있어서 충전 타이머의 카운트값이 초기값의 제로로 리셋되고, 충전 타이머가 오동작한다는 문제가 해소되는 것이 가능해진다.
스텝 S115에서는, 이차전지의 배터리 전압 VBAT가 예를 들어 4.2볼트의 충전 목표 전압 Vtarget에 도달하였는지가 판정된다. 스텝 S115의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S105로부터 스텝 S119의 예를 들어 "111"의 3비트에 의해 표시되는 급속 충전 타이머 리셋 스테이트로 천이한다. 그 후에, 스텝 S119의 급속 충전 타이머 리셋 스테이트로부터, 스텝 S122의 예를 들어 "100"의 3비트에 의해 표시되는 충전 완료 스테이트(122)로 천이한다. 스텝 S122의 충전 완료 스테이트(122)에서는, 배터리 충전기 사용자에게 LED 표시 등에 의해 충전 완료의 상태가 출력되는 것이다. 그에 반하여 스텝 S115의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S115의 입력으로 복귀한다.
스텝 S116에서는, 스텝 S105에서의 판정 결과와 상황이 변화하여 이차전지의 배터리 전압 VBAT가 예를 들어 3볼트의 급속 충전 개시 전압 Vquick보다 저레벨인지가 판정된다. 스텝 S116의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S116으로부터 스텝 S120의 예를 들어 "110"의 3비트에 의해 표시되는 충전 타이머 홀드 스테이트로 천이하고, 또한 그 후에 스텝 S103의 트리클 충전 스테이트로 복귀한다. 그에 반하여 스텝 S116의 판정 결과가 "아니오"인 경우에는, 스텝 S116의 입력으로 복귀한다.
스텝 S117에서는, 스텝 S113의 급속 충전 스테이트에 있어서의 이차전지의 급속 충전 트리클 충전에도 불구하고 소정의 급속 충전 기간 중에 이차전지의 배터리 전압이 충전 목표 전압 Vtarget에 도달할 수 없어 타임 아웃 신호가 발생하고 있는지가 판정된다. 이 스텝 S117의 판정 결과가 "예"인 경우에는, 스텝 S117로부터 스텝 S121의 예를 들어 "101"의 3비트에 의해 표시되는 급속 충전 에러를 표시하기 위한 충전 에러 스테이트로 천이하여 처리를 종료한다. 이 스텝 S121의 충전 에러 스테이트에서도, 배터리 충전기 사용자에게 LED 표시 등에 의해 충전 에러의 경고가 출력되는 것이다.
《실시 형태 1에 따른 충전 감시 동작의 타임차트》
도 7은, 도 4와 도 5에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)의 충전 타이머(21242)를 이용하는 이차전지를 위한 충전 감시 동작을 설명하는 타임차트이다.
도 7에는, NFC 통신용과 충전용으로 겸용되는 1개의 유도 코일로서의 수신측 안테나 코일(25)에 의해 수신되는 RF 신호의 파형 RFin이 도시되고, 이 RF 신호RFin의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압의 도 4의 전압 검출 회로(21242)의 레벨 검출에 의해 생성되는 전압 검출 신호 VDET도 도시되어 있다.
또한 도 7에는, 시분할로 반복되는 NFC 통신 기간과 와이어리스 급전 등의 급전 동작 기간을 포함하는 통신 상태가 도시되어 있다. 전압 검출 신호 VDET가 저레벨의 기간은 NFC 통신 기간이라 판정되고, 전압 검출 신호 VDET가 고레벨인 기간은 와이어리스 급전 등의 급전 동작 기간이라 판정된다. 그 결과, 도 7에 도시한 바와 같이, 전압 검출 신호 VDET가 저레벨인 제1 기간 T1과 제3 기간 T3과 제6 기간 T6과 제8 기간 T8은 NFC 통신 기간이라 판정되고, 전압 검출 신호 VDET가 고레벨인 제2 기간 T2와 제4 기간 T4와 제5 기간 T5와 제7 기간 T7과 제9 기간 T9는 와이어리스 급전 등의 급전 동작 기간이라 판정된다.
도 7에는, 이차전지의 충전을 위한 충전 전류와 충전 전압이 도시되어 있으며, 충전 전압이 급속 충전 개시 전압(Vquick)에 도달하기 이전에서는 트리클 충전이 실행되고, 충전 전압이 급속 충전 개시 전압(Vquick)에 도달한 이후에는 급속 충전이 실행된다. 전술한 바와 같이 NFC 통신 전력은 이차전지(배터리)를 충전 가능한 여력은 없으므로, 제1 기간 T1과 제3 기간 T3과 제6 기간 T6과 제8 기간 T8의 NFC 통신 기간에서는, 충전 전류는 제로 암페어로 되어 충전 정지 상태로 된다. 특히, 도 4와 도 5에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)에 의하면, 2회째 이후의 제3 기간 T3과 제6 기간 T6과 제8 기간 T8의 NFC 통신 기간에서도 트리클 충전 타이머 또는 급속 충전 타이머가 홀드 상태로 설정된다. 그 결과, 도 5에 도시한 충전 타이머(21242)의 충전 타이머 카운터(212424)의 카운트값은, 초기값의 카운트값(제로)으로 리셋되지 않고, 그 시점의 값으로 유지되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 도 1 내지 도 7에 도시한 실시 형태 1에 따른 배터리 충전 제어의 반도체 집적 회로(212)에 의하면, NFC 통신과 와이어리스 급전 등의 급전 동작이 시분할로 반복하는 경우에 NFC 통신 기간 중에 충전 타이머의 카운트값이 초기값으로 리셋되어 충전 타이머가 오동작한다는 문제를 해소하는 것이 가능해진다.
이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 여러 실시 형태에 기초하여 구체적으로 설명하였지만 본 발명은 거기에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.
예를 들어, 본 반도체 집적 회로가 탑재되는 전자 기기는, 다기능 휴대전화나 태블릿 PC 등과 같은 휴대형 퍼스널 컴퓨터에 한정되는 것은 아니며, 디지털 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라나 휴대 음악 플레이어나 휴대 DVD 플레이어 등에 적용하는 것이 가능하다.
1: 송전 회로
2: 수전 회로
3: 수전측 시스템
10: AC 어댑터
11: 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)
111: 인증 처리 기능
112: 암호 처리 기능
12: 송전 제어 회로
121: 정류 회로
122: RF 드라이버
13: 송전측 안테나 코일
21: 수전 제어 회로
211: 정류 회로
22: 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)
221: 인증 처리 기능
222: 암호 처리 기능
23: USB 접속 인터페이스
24: AC 전원 접속 인터페이스
25: 수전측 안테나 코일
26: 이차전지
212: 반도체 집적 회로
T1 내지 T10: 단자
D1, D2: 쇼트키 다이오드
2121: 강압 DC-DC 컨버터
2122: 리니어 레귤레이터
2123: USB 종별 검출 회로
2124: 입력 전압 검출 회로
2125: 외부 인터페이스
2126: 내장 레귤레이터
2127: 게이트 구동 제어 회로
L1: 인덕터
C1: 용량
21211: PWM 제어 회로
21212: 하이 사이드 스위치
21213: 사이드 스위치
21241: 전압 검출 회로
21242: 충전 타이머
212421: 충전 스테이트 머신
212422: 홀드 신호 생성 유닛
212423: 타이머 리셋 신호 생성 유닛
212424: 충전 타이머 카운터
212425: 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛
212426: 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛
212427: 급속 충전 플래그 래치
212428: 셀렉터
212429: OR 회로

Claims (20)

  1. 반도체 집적 회로는, 입력 단자와, DC-DC 컨버터와, 충전 출력 단자와, 전압 검출 회로와, 충전 타이머를 구비하며,
    상기 입력 단자에는, NFC 통신에 의한 RF 신호와 와이어리스 급전에 의한 RF 신호가 반복하여 공급되는 수신 신호의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압이 공급 가능하게 되고,
    상기 DC-DC 컨버터는, 상기 입력 단자에 공급되는 상기 DC 입력 전압으로부터, 원하는 전압 레벨을 갖는 DC 출력 전압을 생성 가능하게 되고,
    상기 충전 출력 단자는, 상기 DC-DC 컨버터에 의해 생성되는 상기 DC 출력 전압을 사용하여 외부 배터리를 충전 가능하게 되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 배터리의 충전에 의해 상기 충전 출력 단자의 배터리 전압이 소정의 전압 레벨에 도달하는 것을 검출 가능하게 되고, 상기 배터리 전압과 상기 소정의 전압 레벨에 응답하여 제어 신호를 생성 가능하게 되고,
    상기 충전 타이머는, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 제어에 기초하여 상기 배터리의 충전 시간을 카운트 가능하게 되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 입력 단자에 공급되는 상기 DC 입력 전압의 레벨 검출에 의해 상기 NFC 통신의 통신 기간과 상기 와이어리스 급전의 급전 기간을 변별하는 레벨 판정 신호를 생성 가능하게 되며,
    상기 충전 타이머에 의한 상기 배터리의 상기 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머를 제어하고, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 반도체 집적 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 집적 회로는, 급전 출력 단자를 더 구비하고,
    상기 급전 출력 단자는, 상기 DC-DC 컨버터에 의해 생성되는 상기 DC 출력 전압을 외부 수전측 시스템에 급전 가능하게 된 반도체 집적 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반도체 집적 회로는, 상기 급전 출력 단자와 상기 충전 출력 단자 사이의 전기적 도통을 가능하게 하는 P채널 MOS 트랜지스터를 더 구비하는 반도체 집적 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소정의 전압 레벨은, 급속 충전 개시 전압과, 상기 급속 충전 개시 전압보다도 고전압인 충전 목표 전압을 포함하고,
    상기 배터리의 상기 충전에 의해 상기 배터리 전압이 상기 급속 충전 개시 전압에 도달하기 이전에는, 저레벨의 트리클 충전 전류에 의해 상기 배터리가 충전되는 트리클 충전이 실행되고,
    상기 배터리의 상기 트리클 충전의 실행에 의해 상기 배터리 전압이 상기 급속 충전 개시 전압에 도달한 이후에는, 상기 트리클 충전 전류보다도 고레벨의 급속 충전류에 의해 상기 배터리가 충전되는 급속 충전이 실행되는 반도체 집적 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트리클 충전의 실행 동작 중에 상기 충전 타이머는, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 상기 제어에 기초하여 상기 배터리의 트리클 충전 시간을 카운트 가능하게 되고,
    상기 충전 타이머에 의한 상기 배터리의 상기 트리클 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머를 제어하고, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 반도체 집적 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 급속 충전의 실행 동작 중에 상기 충전 타이머는, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 상기 제어에 기초하여 상기 배터리의 급속 충전 시간을 카운트 가능하게 되고,
    상기 충전 타이머에 의한 상기 배터리의 상기 급속 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에,
    상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머를 제어하고, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 반도체 집적 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 충전 타이머는, 충전 스테이트 머신과 홀드 신호 생성 유닛과 충전 타이머 카운터와 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛과 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛과 급속 충전 플래그 래치와 셀렉터를 포함하고,
    상기 충전 스테이트 머신에는, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호와 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간과 상기 와이어리스 급전의 상기 급전 기간을 변별하는 통신 상태 신호가 공급되고,
    상기 제어 신호와 상기 통신 상태 신호에 응답하여, 상기 충전 스테이트 머신은 초기 스테이트와 트리클 충전 스테이트와 급속 충전 스테이트와 충전 에러 스테이트와 충전 완료 스테이트와 충전 타이머 홀드 스테이트 중 어느 하나의 스테이트로 설정되고,
    상기 초기 스테이트는, 상기 배터리가 충전되기 이전 상태이며,
    상기 트리클 충전 스테이트는, 상기 배터리가 상기 트리클 충전에 의해 충전되는 상태이며,
    상기 급속 충전 스테이트는, 상기 배터리가 상기 급속 충전에 의해 충전되는 상태이며,
    상기 충전 에러 스테이트는, 트리클 충전 에러 또는 급속 충전 에러를 표시하는 것이며,
    상기 트리클 충전 에러는, 상기 트리클 충전에도 불구하고 소정의 트리클 충전 기간 중에 상기 배터리의 상기 배터리 전압이 상기 급속 충전 개시 전압에 도달하지 않는 것이며,
    상기 급속 충전 에러는, 상기 급속 충전에도 불구하고 소정의 급속 충전 기간 중에 상기 배터리의 상기 배터리 전압이 상기 충전 목표 전압에 도달하지 않는 것이며,
    상기 충전 완료 스테이트는, 상기 트리클 충전에 의해 상기 소정의 트리클 충전 기간 중에 상기 배터리 전압이 상기 급속 충전 개시 전압에 도달한 후에 상기 급속 충전에 의해 상기 소정의 급속 충전 기간 중에 상기 배터리 전압이 상기 충전 목표 전압에 도달한 것이며,
    상기 충전 타이머 홀드 스테이트는, 상기 NFC 통신 기간에 상기 충전 타이머의 상기 충전 타이머 카운터의 카운트값을 유지하는 것이며,
    상기 초기 스테이트와 상기 충전 에러 스테이트와 상기 충전 완료 스테이트와 상기 충전 타이머 홀드 스테이트 중 어느 하나로 설정되는 상기 충전 스테이트 머신의 출력 신호에 응답하여, 상기 홀드 신호 생성 유닛은 홀드 신호를 생성하여 상기 충전 타이머 카운터의 홀드 단자에 공급하고,
    상기 트리클 충전에 의한 상기 소정의 트리클 충전 기간 중에서의 상기 배터리 전압의 상기 급속 충전 개시 전압으로의 도달에 의해 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 충전 스테이트 머신은, 상기 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛에 제1 신호 생성 지시를 공급하고,
    상기 충전 스테이트 머신으로부터 공급되는 상기 제1 신호 생성 지시에 응답하여, 상기 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛은 트리클 타이머 리셋 신호를 생성하여 상기 셀렉터의 제1 입력 단자에 공급하고,
    상기 트리클 충전에 의한 상기 소정의 트리클 충전 기간 중에서의 상기 배터리 전압의 상기 급속 충전 개시 전압으로의 도달에 의한 상기 급속 충전 기간의 개시에 의해 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 충전 스테이트 머신은, 급속 충전 플래그 신호를 생성하고,
    상기 급속 충전 플래그 신호는 상기 급속 충전 플래그 래치에 저장되고, 상기 급속 충전 플래그 래치의 출력 단자는 상기 셀렉터의 선택 제어 단자에 접속되며,
    상기 급속 충전에 의한 상기 소정의 급속 충전 기간 중의 상기 배터리 전압의 상기 충전 목표 전압으로의 도달에 의해 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 충전 스테이트 머신은, 상기 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛에 제2 신호 생성 지시를 공급하고,
    상기 충전 스테이트 머신으로부터 공급되는 상기 제2 신호 생성 지시에 응답하여, 상기 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛은 급속 타이머 리셋 신호를 생성하여 상기 셀렉터의 제2 입력 단자에 공급하고,
    상기 급속 충전 플래그 래치의 상기 출력 단자로부터 상기 선택 제어 단자에 공급되는 상기 급속 충전 플래그 신호에 응답하여 상기 셀렉터는, 상기 제2 입력 단자에 공급되는 상기 급속 타이머 리셋 신호를 선택하여 상기 충전 타이머 카운터의 리셋 단자에 공급하고,
    상기 충전 타이머 카운터의 클록 단자에, 소정의 주파수를 갖는 클록 신호가 공급되며,
    상기 홀드 신호가 상기 홀드 단자에 공급되지 않고 상기 셀렉터로부터 상기 트리클 타이머 리셋 신호 또는 상기 급속 타이머 리셋 신호가 상기 리셋 단자에 공급되지 않은 경우에는, 상기 충전 타이머 카운터는 상기 클록 신호에 응답하여 상기 카운트 동작의 상기 카운트값의 카운트 업 동작을 실행하는 반도체 집적 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 충전 타이머는, OR 회로를 더 포함하고,
    상기 OR 회로의 제1 입력 단자에 상기 셀렉터에 의해 선택되는 상기 급속 타이머 리셋 신호가 공급되고, 상기 OR 회로의 제2 입력 단자에 파워 온 리셋 신호가 공급되며, 상기 OR 회로의 출력 단자는 상기 충전 타이머 카운터의 상기 리셋 단자에 접속된 반도체 집적 회로.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 반도체 집적 회로는, 상기 입력 단자와 상기 급전 출력 단자 사이에 접속된 상기 DC-DC 컨버터와 병렬로 접속된 리니어 레귤레이터를 더 구비하고,
    상기 리니어 레귤레이터는, 상기 입력 단자의 상기 DC 입력 전압의 공급에 응답하여 즉시 동작하는 것이며,
    상기 DC-DC 컨버터는, 상기 리니어 레귤레이터보다도 높은 전력 효율을 갖는 스위칭 레귤레이터로서 동작하는 반도체 집적 회로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 입력 단자에는 제1 쇼트키 다이오드를 통하여 상기 DC 입력 전압과 제2 쇼트키 다이오드를 통하여 AC 전원 접속 인터페이스의 AC-DC 변환 전압이 공급 가능하도록, 상기 입력 단자가 구성된 반도체 집적 회로.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 반도체 집적 회로는, 다른 입력 단자와 스위치를 더 구비하고,
    상기 다른 입력 단자에 USB 접속 인터페이스의 USB 전원 전압이 공급 가능하도록, 상기 다른 입력 단자가 구성되고,
    상기 스위치의 일단부와 타단부는, 상기 다른 입력 단자와 상기 급전 출력 단자에 각각 접속된 반도체 집적 회로.
  12. 입력 단자와, DC-DC 컨버터와, 충전 출력 단자와, 전압 검출 회로와, 충전 타이머를 구비하는 반도체 집적 회로의 동작 방법으로서,
    상기 입력 단자에는, NFC 통신에 의한 RF 신호와 와이어리스 급전에 의한 RF 신호가 반복하여 공급되는 수신 신호의 정류·평활에 의해 생성되는 DC 입력 전압이 공급 가능하게 되고,
    상기 DC-DC 컨버터는, 상기 입력 단자에 공급되는 상기 DC 입력 전압으로부터, 원하는 전압 레벨을 갖는 DC 출력 전압을 생성 가능하게 되고,
    상기 충전 출력 단자는, 상기 DC-DC 컨버터에 의해 생성되는 상기 DC 출력 전압을 사용하여 외부 배터리를 충전 가능하게 되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 배터리의 충전에 의해 상기 충전 출력 단자의 배터리 전압이 소정의 전압 레벨에 도달하는 것을 검출 가능하게 되고, 상기 배터리 전압과 상기 소정의 전압 레벨에 응답하여 제어 신호를 생성 가능하게 되고,
    상기 충전 타이머는, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 제어에 기초하여 상기 배터리의 충전 시간을 카운트 가능하게 되고,
    상기 전압 검출 회로는, 상기 입력 단자에 공급되는 상기 DC 입력 전압의 레벨 검출에 의해 상기 NFC 통신의 통신 기간과 상기 와이어리스 급전의 급전 기간을 변별하는 레벨 판정 신호를 생성 가능하게 되며,
    상기 충전 타이머에 의한 상기 배터리의 상기 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머를 제어하고, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 반도체 집적 회로의 동작 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 반도체 집적 회로는, 급전 출력 단자를 더 구비하고,
    상기 급전 출력 단자는, 상기 DC-DC 컨버터에 의해 생성되는 상기 DC 출력 전압을 외부 수전측 시스템에 급전 가능하게 된 반도체 집적 회로의 동작 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 반도체 집적 회로는, 상기 급전 출력 단자와 상기 충전 출력 단자 사이의 전기적 도통을 가능하게 하는 P채널 MOS 트랜지스터를 더 구비하는 반도체 집적 회로의 동작 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 소정의 전압 레벨은, 급속 충전 개시 전압과, 상기 급속 충전 개시 전압보다도 고전압인 충전 목표 전압을 포함하고,
    상기 배터리의 상기 충전에 의해 상기 배터리 전압이 상기 급속 충전 개시 전압에 도달하기 이전에서는, 저레벨의 트리클 충전 전류에 의해 상기 배터리가 충전되는 트리클 충전이 실행되고,
    상기 배터리의 상기 트리클 충전의 실행에 의해 상기 배터리 전압이 상기 급속 충전 개시 전압에 도달한 이후에는, 상기 트리클 충전 전류보다도 고레벨의 급속 충전류에 의해 상기 배터리가 충전되는 급속 충전이 실행되는 반도체 집적 회로의 동작 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 트리클 충전의 실행 동작 중에 상기 충전 타이머는, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 상기 제어에 기초하여 상기 배터리의 트리클 충전 시간을 카운트 가능하게 되고,
    상기 충전 타이머에 의한 상기 배터리의 상기 트리클 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머를 제어하고, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 반도체 집적 회로의 동작 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 급속 충전의 실행 동작 중에 상기 충전 타이머는, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 의한 상기 제어에 기초하여 상기 배터리의 급속 충전 시간을 카운트 가능하게 되고,
    상기 충전 타이머에 의한 상기 배터리의 상기 급속 충전 시간의 카운트 동작의 실행 중에, 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간에 있어서 상기 전압 검출 회로는 상기 제어 신호에 의해 상기 충전 타이머를 제어하고, 상기 충전 타이머는 상기 카운트 동작의 카운트값을 유지하는 반도체 집적 회로의 동작 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 충전 타이머는, 충전 스테이트 머신과 홀드 신호 생성 유닛과 충전 타이머 카운터와 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛과 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛과 급속 충전 플래그 래치와 셀렉터를 포함하고,
    상기 충전 스테이트 머신에는, 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호와 상기 NFC 통신의 상기 통신 기간과 상기 와이어리스 급전의 상기 급전 기간을 변별하는 통신 상태 신호가 공급되고,
    상기 제어 신호와 상기 통신 상태 신호에 응답하여, 상기 충전 스테이트 머신은 초기 스테이트와 트리클 충전 스테이트와 급속 충전 스테이트와 충전 에러 스테이트와 충전 완료 스테이트와 충전 타이머 홀드 스테이트 중 어느 한쪽의 스테이트로 설정되고,
    상기 초기 스테이트는, 상기 배터리가 충전되기 이전 상태이며,
    상기 트리클 충전 스테이트는, 상기 배터리가 상기 트리클 충전에 의해 충전되는 상태이며,
    상기 급속 충전 스테이트는, 상기 배터리가 상기 급속 충전에 의해 충전되는 상태이며,
    상기 충전 에러 스테이트는, 트리클 충전 에러 또는 급속 충전 에러를 표시하는 것이며,
    상기 트리클 충전 에러는, 상기 트리클 충전에도 불구하고 소정의 트리클 충전 기간 중에 상기 배터리의 상기 배터리 전압이 상기 급속 충전 개시 전압에 도달하지 않는 것이며,
    상기 급속 충전 에러는, 상기 급속 충전에도 불구하고 소정의 급속 충전 기간 중에 상기 배터리의 상기 배터리 전압이 상기 충전 목표 전압에 도달하지 않는 것이며,
    상기 충전 완료 스테이트는, 상기 트리클 충전에 의해 상기 소정의 트리클 충전 기간 중에 상기 배터리 전압이 상기 급속 충전 개시 전압에 도달한 후에 상기 급속 충전에 의해 상기 소정의 급속 충전 기간 중에 상기 배터리 전압이 상기 충전 목표 전압에 도달한 것이며,
    상기 충전 타이머 홀드 스테이트는, 상기 NFC 통신 기간에 상기 충전 타이머의 상기 충전 타이머 카운터의 카운트값을 유지하는 것이며,
    상기 초기 스테이트와 상기 충전 에러 스테이트와 상기 충전 완료 스테이트와 상기 충전 타이머 홀드 스테이트 중 어느 하나로 설정되는 상기 충전 스테이트 머신의 출력 신호에 응답하여, 상기 홀드 신호 생성 유닛은 홀드 신호를 생성하여 상기 충전 타이머 카운터의 홀드 단자에 공급하고,
    상기 트리클 충전에 의한 상기 소정의 트리클 충전 기간 중에서의 상기 배터리 전압의 상기 급속 충전 개시 전압으로의 도달에 의해 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 충전 스테이트 머신은, 상기 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛에 제1 신호 생성 지시를 공급하고,
    상기 충전 스테이트 머신으로부터 공급되는 상기 제1 신호 생성 지시에 응답하여, 상기 트리클 타이머 리셋 신호 생성 유닛은 트리클 타이머 리셋 신호를 생성하여 상기 셀렉터의 제1 입력 단자에 공급하고,
    상기 트리클 충전에 의한 상기 소정의 트리클 충전 기간 중에서의 상기 배터리 전압의 상기 급속 충전 개시 전압으로의 도달에 의한 상기 급속 충전 기간의 개시에 의해 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 충전 스테이트 머신은, 급속 충전 플래그 신호를 생성하고,
    상기 급속 충전 플래그 신호는 상기 급속 충전 플래그 래치에 저장되고, 상기 급속 충전 플래그 래치의 출력 단자는 상기 셀렉터의 선택 제어 단자에 접속되고,
    상기 급속 충전에 의한 상기 소정의 급속 충전 기간 중의 상기 배터리 전압의 상기 충전 목표 전압으로의 도달에 의해 상기 전압 검출 회로로부터 생성되는 상기 제어 신호에 응답하여 상기 충전 스테이트 머신은, 상기 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛에 제2 신호 생성 지시를 공급하고,
    상기 충전 스테이트 머신으로부터 공급되는 상기 제2 신호 생성 지시에 응답하여, 상기 급속 타이머 리셋 신호 생성 유닛은 급속 타이머 리셋 신호를 생성하여 상기 셀렉터의 제2 입력 단자에 공급하고,
    상기 급속 충전 플래그 래치의 상기 출력 단자로부터 상기 선택 제어 단자에 공급되는 상기 급속 충전 플래그 신호에 응답하여 상기 셀렉터는, 상기 제2 입력 단자에 공급되는 상기 급속 타이머 리셋 신호를 선택하여 상기 충전 타이머 카운터의 리셋 단자에 공급하고,
    상기 충전 타이머 카운터의 클록 단자에, 소정의 주파수를 갖는 클록 신호가 공급되며,
    상기 홀드 신호가 상기 홀드 단자에 공급되지 않고 상기 셀렉터로부터 상기 트리클 타이머 리셋 신호 또는 상기 급속 타이머 리셋 신호가 상기 리셋 단자에 공급되지 않은 경우에는, 상기 충전 타이머 카운터는 상기 클록 신호에 응답하여 상기 카운트 동작의 상기 카운트값의 카운트 업 동작을 실행하는 반도체 집적 회로의 동작 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 충전 타이머는, OR 회로를 더 포함하며,
    상기 OR 회로의 제1 입력 단자에 상기 셀렉터에 의해 선택되는 상기 급속 타이머 리셋 신호가 공급되고, 상기 OR 회로의 제2 입력 단자에 파워 온 리셋 신호가 공급되고, 상기 OR 회로의 출력 단자는 상기 충전 타이머 카운터의 상기 리셋 단자에 접속된 반도체 집적 회로의 동작 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 반도체 집적 회로는, 상기 입력 단자와 상기 급전 출력 단자 사이에 접속된 상기 DC-DC 컨버터와 병렬로 접속된 리니어 레귤레이터를 더 구비하고,
    상기 리니어 레귤레이터는, 상기 입력 단자의 상기 DC 입력 전압의 공급에 응답하여 즉시 동작하는 것이며,
    상기 DC-DC 컨버터는, 상기 리니어 레귤레이터보다도 높은 전력 효율을 갖는 스위칭 레귤레이터로서 동작하는 반도체 집적 회로의 동작 방법.
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