WO2017094311A1 - 電源管理集積回路、電子装置、および、電源管理集積回路の制御方法 - Google Patents

電源管理集積回路、電子装置、および、電源管理集積回路の制御方法 Download PDF

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土山 智令
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present technology relates to a power management integrated circuit, an electronic device, and a method for controlling the power management integrated circuit.
  • the present invention relates to a power management integrated circuit connected to a battery, an electronic device, and a method for controlling the power management integrated circuit.
  • an electronic device including a CPU (Central Processing Unit) and a power management integrated circuit (PMIC: Power Management Management IC) periodically measures the remaining battery level from the terminal voltage of the battery (for example, Patent Literature 1).
  • the CPU instructs the PMIC to transmit the terminal voltage when measuring the remaining battery level
  • the PMIC reads the terminal voltage from a voltmeter or the like and transmits it to the CPU according to the instruction. Then, the CPU measures the remaining battery level from the terminal voltage read by the PMIC.
  • the present technology has been created in view of such a situation, and aims to reduce the communication amount and processing load of a circuit outside the power management integrated circuit.
  • the present technology has been made to solve the above-described problems, and the first aspect of the present technology is to determine which of the plurality of states associated with different periods corresponds to the charge / discharge state of the battery.
  • a power management integrated circuit comprising: a state determining unit for determining; and a battery remaining amount measuring unit for measuring the remaining battery level of the battery every time the period corresponding to the determined state elapses; and a control method thereof It is. This brings about the effect
  • the plurality of states may include a plurality of discharge states having different discharge rates, and the period may be shorter as the discharge rate is higher. As a result, the faster the discharge rate is, the more the battery remaining amount is measured each time a short period elapses.
  • the plurality of discharge states have different ranges of the remaining battery level
  • the state determination unit determines the charge / discharge state based on the measured remaining battery level. Also good. This brings about the effect that the remaining battery level is measured every time the measurement cycle corresponding to the range of the remaining battery level elapses.
  • the first aspect further includes an ammeter for measuring a load current of a load connected to the battery, wherein the plurality of discharge states are different from each other in the range of the load current, and the state determination unit includes: The charge / discharge state may be determined based on the measured load current. This brings about the effect that the remaining battery level is measured every time the measurement cycle corresponding to the range of the load current elapses.
  • the electronic device provided with the battery has the above described in accordance with an instruction to shift to either a normal state where the power consumption exceeds a predetermined power or a power saving state where the power consumption exceeds the predetermined power.
  • the plurality of states include a charged state and a discharged state
  • the cycle corresponding to the charged state may be shorter than the cycle corresponding to the discharged state.
  • this 1st side surface further comprises the charge part which charges the said battery,
  • the said state determination part determines the said charging / discharging state based on whether the said charging part is charging the said battery. May be. Thereby, it brings about the effect
  • the first aspect further includes a holding unit that holds the cycle in association with each of the plurality of states, and the remaining battery level measurement unit has the cycle corresponding to the determined state. You may acquire from the said holding
  • the 2nd side surface of this technique WHEREIN The state determination part which determines whether the charging / discharging state of the said battery corresponds to the state in which the battery and the mutually different period were matched, and the said determination
  • An electronic device comprising: a power management integrated circuit including a battery remaining amount measuring unit that measures a remaining battery amount of the battery every time the period corresponding to the state elapses. This brings about the effect
  • 1 is an example of an external view of an electronic device according to a first embodiment of the present technology. It is a block diagram showing an example of 1 composition of electronic equipment in a 1st embodiment of this art. It is a block diagram showing an example of 1 composition of a power management integrated circuit in a 1st embodiment of this art. It is a figure for demonstrating operation
  • sequence diagram It is an example of the sequence diagram at the time of making a transition from one of the discharge normal mode and the charged state to the other in the first embodiment of the present technology. It is an example of the sequence diagram at the time of making a transition from one of the discharge normal mode and the discharge sleep mode in the first embodiment of the present technology to the other. It is a figure for demonstrating the state of the power management integrated circuit of the discharge normal mode in 1st Embodiment of this technique. It is a figure for demonstrating the state of the power management integrated circuit of discharge sleep mode in 1st Embodiment of this technique. It is a figure for demonstrating the state of the power management integrated circuit of the charge state in 1st Embodiment of this technique.
  • FIG. 1 is an example of an external view of an electronic device 100 according to the first embodiment.
  • a mobile terminal such as a smartphone or a smart watch
  • the electronic device 100 includes a display unit 150.
  • the display unit 150 displays an icon 151 indicating the remaining battery level.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the electronic device 100 according to the first embodiment.
  • the electronic device 100 includes a connector 110, a secondary battery 120, a power management integrated circuit 200, a return determination unit 130, a processing unit 140, and a display unit 150.
  • the connector 110 is a component for connecting a cable.
  • this connector 110 for example, a connector conforming to the USB (Universal Serial Bus) standard is used.
  • a power supply device is attached to the connector 110 via a cable, a predetermined supply voltage Vdc is supplied from the connector 110 to the power management integrated circuit 200.
  • the secondary battery 120 is a battery that stores electric energy by charging. Note that a primary battery that cannot be charged may be provided instead of the secondary battery 120.
  • the secondary battery 120 is an example of a battery described in the claims.
  • the power management integrated circuit 200 manages power to the processing unit 140 and the display unit 150.
  • the power management integrated circuit 200 charges the secondary battery 120 using the supply voltage Vdc from the power supply device.
  • the power management integrated circuit 200 notifies the processing unit 140 whether or not charging is in progress.
  • the power management integrated circuit 200 converts the terminal voltage Vbat of the secondary battery 120 and supplies the converted voltage to the processing unit 140 and the display unit 150.
  • the power management integrated circuit 200 controls the voltage supplied to each circuit such as the processing unit 140 in accordance with the control of the processing unit 140.
  • the power management integrated circuit 200 measures the remaining battery level of the secondary battery 120 every time a certain measurement period elapses, and supplies the measured value to the processing unit 140.
  • the power management integrated circuit 200 holds in advance measurement cycles corresponding to the respective charge / discharge states of the secondary battery 120 and uses the measurement cycle corresponding to the current state in the measurement.
  • the processing unit 140 performs predetermined processing using the measured value of the remaining battery level.
  • a CPU a CPU, an application processor, a system controller, or the like is assumed.
  • the processing unit 140 performs a process of controlling the display unit 150 to display an icon 151 indicating the remaining battery level.
  • the processing unit 140 displays an icon indicating that charging is being performed on the display unit 150 during the charging period.
  • the process part 140 uses the measured value of a battery remaining charge for the display process of a battery remaining charge, you may use it for another process.
  • the processing unit 140 can use the measured value of the remaining battery level for the process of estimating the remaining operation time of the electronic device 100 and the process of displaying the operation time.
  • the processing unit 140 determines whether or not to shift from the normal mode to the sleep mode.
  • the sleep mode is a mode in which the power consumption of the electronic device 100 is reduced to a predetermined power or less by shutting off the power to the processing unit 140 or the like.
  • the normal mode is a mode in which the power consumption of the electronic device 100 exceeds a predetermined power. For example, when the user performs a predetermined operation or when no user operation is performed for a certain period of time, the electronic device 100 shifts to the sleep mode.
  • the processing unit 140 requests the power management integrated circuit 200 to shut off the power immediately before shifting to the sleep mode. In response to this request, the power management integrated circuit 200 cuts off the power supply to the processing unit 140 and the display unit 150, and the electronic device 100 shifts to the sleep mode.
  • the return determination unit 130 determines whether to shift (return) from the sleep mode to the normal mode. For example, when the acceleration measured by the acceleration sensor provided in the electronic device 100 exceeds a certain value or when a predetermined operation is performed by the user, the electronic device 100 returns to the normal mode.
  • the return determination unit 130 supplies a return instruction to the power management integrated circuit 200 when returning. In accordance with this return instruction, the power management integrated circuit 200 resumes power supply to the processing unit 140 and the display unit 150, and the electronic device 100 shifts to the normal mode.
  • the display unit 150 displays an icon or the like indicating the remaining battery level under the control of the processing unit 140.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the power management integrated circuit 200 according to the first embodiment.
  • the power management integrated circuit 200 includes a charging unit 210, a power control unit 220, a state determination unit 230, a battery remaining amount measurement unit 240, and a measurement cycle holding unit 250.
  • the charging unit 210 is for charging the secondary battery 120.
  • the charging unit 210 detects whether or not a power supply device is attached to the connector 110. When detecting the attachment of the power supply device, the charging unit 210 starts charging the secondary battery 120 using the power supply from the power supply device. Then, when the power feeding device is removed or when charging of the secondary battery 120 is completed, the charging unit 210 ends the charging of the secondary battery 120. Further, the charging unit 210 supplies a charging signal for notifying whether or not charging is being performed to the processing unit 140 and the state determination unit 230.
  • the charging part 210 is unnecessary. Further, although the charging unit 210 is provided inside the power management integrated circuit 200, the charging unit 210 may be provided outside the power management integrated circuit 200.
  • the power supply control unit 220 controls power supplied to the processing unit 140, the display unit 150, and the like.
  • the power control unit 220 receives a control signal from the processing unit 140.
  • This control signal includes, for example, the value of the voltage supplied to the processing unit 140 and a power-off request to the processing unit 140.
  • the power control unit 220 uses the electrical energy stored in the secondary battery 120 to supply power to the processing unit 140 and the like according to the control signal. For example, the power supply control unit 220 converts the terminal voltage Vbat of the secondary battery 120 into a voltage indicated by the control signal and supplies the converted voltage to the processing unit 140.
  • the power supply control unit 220 cuts off the power supply to the processing unit 140 and the like when the power supply is requested to be cut off by the control signal. As a result, the electronic device 100 shifts to the sleep mode. When receiving a return instruction from the return determination unit 130 in the sleep mode, the power control unit 220 resumes power supply to the processing unit 140 and the like. As a result, the electronic device 100 returns to the normal mode. Further, the power control unit 220 generates a mode signal indicating whether or not the current mode is the sleep mode, and supplies the mode signal to the state determination unit 230.
  • the power supply control part 220 interrupts
  • the power supply control unit 220 may reduce the power supplied to the processing unit 140, the display unit 150, and the like without shutting off the power supply in the sleep mode. In the sleep mode, the power to the processing unit 140 may be cut off to reduce the power to the display unit 150.
  • the state determination unit 230 determines which of a plurality of states the charge / discharge state of the secondary battery 120 is based on the charging signal and the mode signal. This charge / discharge state is classified into, for example, a “charge state” in which the secondary battery 120 is being charged and a “discharge state” in which the secondary battery 120 is being discharged. Further, the discharge state is classified into a plurality of states having different discharge rates. For example, the discharge state is classified into “discharge normal mode” and “discharge sleep mode”. The “discharge normal mode” is a discharge state and a normal mode state. The “discharge sleep mode” is a discharge state and a sleep mode state. The state determination unit 230 supplies the state determination result to the battery remaining amount measurement unit 240.
  • the measurement cycle holding unit 250 holds the measurement cycle in association with each charge / discharge state.
  • the measurement cycle holding unit 250 is an example of a holding unit described in the claims.
  • the battery remaining amount measuring unit 240 measures the battery remaining amount of the secondary battery 120 periodically.
  • the remaining battery level measurement unit 240 receives the determination result from the state determination unit 230. Then, the remaining battery level measurement unit 240 reads a measurement cycle corresponding to the state indicated by the determination result from the measurement cycle holding unit 250, and measures the remaining battery level of the secondary battery 120 each time the measurement cycle elapses. Then, the battery remaining amount measuring unit 240 supplies the measurement value to the processing unit 140.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the power supply control unit 220 in the first embodiment.
  • “1” is set when the power to the processing unit 140 is shut off, and “0” is set otherwise.
  • the return instruction “1” is set when returning from the sleep mode, and “0” is set otherwise.
  • the initial value of the mode signal is “1” (normal mode). It should be noted that “1” is not set simultaneously in the power-off request and the return instruction.
  • the power control unit 220 updates the mode signal to “0” (sleep mode). Further, when the power-off request is “0” and the return instruction is “1”, the power control unit 220 updates the mode signal to “1” (normal mode). When the power-off request and the return instruction are both “0”, the value of the mode signal is held.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the state determination unit 230 in the first embodiment.
  • “1” is set in the charging state and “0” is set in the discharging state.
  • the state determination unit 230 determines that the charging / discharging state is “charging state” regardless of the value of the mode signal.
  • the state determination unit 230 determines that it is “discharge normal mode”.
  • the state determination unit 230 determines that it is “discharge sleep mode”.
  • the charging unit 210 is configured to notify whether or not charging is being performed by a 1-bit charging signal, but without using the charging signal, a charging start signal is transmitted at the start of charging, and charging is performed at the end of charging. You may notify by transmitting an end signal.
  • the charge / discharge state is classified into three, it may be classified into two of “charge state” and “discharge state” regardless of whether or not the sleep mode is set. Further, regardless of whether or not charging is in progress, the charging / discharging state may be classified into “normal mode” and “sleep mode”.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a state transition diagram of the electronic device 100 according to the first embodiment.
  • the charge / discharge state of the secondary battery 120 shifts to any one of a charging state 501, a discharge normal mode state 502, and a discharge sleep mode state 503.
  • the initial state is, for example, the state 502 (discharge normal mode).
  • state 502 discharge normal mode
  • the charge / discharge state shifts to state 503 (discharge sleep mode).
  • the charge / discharge state shifts to a state 501 (charge state).
  • the charge / discharge state shifts to the state 503 (discharge sleep mode). To do. Further, when “0” is set in the charging signal and the mode signal is “1”, the charge / discharge state shifts to the state 502 (discharge normal mode).
  • the charge / discharge state shifts to the state 502 (discharge normal mode).
  • the charge / discharge state shifts to a state 501 (charge state).
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration example of the remaining battery level measurement unit 240 according to the first embodiment.
  • the remaining battery level measurement unit 240 includes a measurement cycle acquisition unit 241, an intermittent measurement unit 242, a timer 243, and a measurement value holding unit 244.
  • the measurement cycle acquisition unit 241 reads out the measurement cycle corresponding to the state indicated by the determination result from the measurement cycle holding unit 250.
  • the measurement cycle acquisition unit 241 supplies the read measurement cycle to the intermittent measurement unit 242.
  • the intermittent measurement unit 242 measures the remaining battery level of the secondary battery 120 each time the measurement cycle from the measurement cycle acquisition unit 241 elapses.
  • the intermittent measurement unit 242 controls the timer 243 to measure time, and measures the remaining battery level every time the measurement cycle is measured.
  • the terminal voltage of a battery is highest immediately after the completion of charging, and decreases as the discharge progresses. For this reason, the intermittent measurement unit 242 acquires the terminal voltage Vbat of the secondary battery 120 using a voltmeter or the like, and acquires a smaller value as a measured value of the remaining battery power as the voltage is lower.
  • the intermittent measurement unit 242 causes the measurement value holding unit 244 to hold the measurement value of the remaining battery level.
  • the intermittent measurement unit 242 measures the remaining battery level from the terminal voltage Vbat. However, the remaining battery level may be measured by other measurement methods. For example, the intermittent measurement unit 242 may calculate the remaining amount by accumulating the amount of current stored during charging using a current detection resistor and obtaining the amount of current that has been output during discharging. This method is called a coulomb counter method. Further, when the discharge characteristics of the battery differ depending on the temperature, the intermittent measurement unit 242 may further measure the temperature and obtain the remaining battery capacity in combination with the coulomb counter method. In general, when a secondary battery is repeatedly charged and discharged, the battery capacity decreases (deteriorates) and changes in discharge characteristics. Therefore, the charging unit 210 counts the number of times of charging and discharging, and the intermittent measuring unit 242 counts the number of times of charging and discharging. The battery remaining amount may be obtained from the terminal voltage and the like.
  • the timer 243 measures time according to the control of the intermittent measurement unit 242.
  • the measured value holding unit 244 holds a measured value of the remaining battery level.
  • the measurement value held in the measurement value holding unit 244 is read by the processing unit 140.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a measurement cycle for each state according to the first embodiment.
  • the remaining battery level measurement unit 240 needs to operate a circuit such as a voltmeter or an ammeter, and consumes some power each time the measurement is performed. For this reason, the reduction rate of the battery remaining amount of the secondary battery 120 can be reduced, so that a measurement period is long.
  • the measurement cycle holding unit 250 holds a measurement cycle shorter than the discharge state (“discharge normal mode” and “discharge sleep mode”) in association with the “charge state”.
  • the sleep mode has less power consumption than the normal mode and the discharge speed is slow, so that it is not necessary to shorten the measurement cycle.
  • the sleep mode is generally used for the purpose of suppressing the consumption of the battery and extending the operation time of the device. Therefore, if the measurement cycle is shortened, the rate of decrease of the remaining battery speed is increased, which is contrary to the purpose. Accordingly, a measurement cycle longer than that in the “discharge normal mode” is held in association with the “discharge sleep mode”.
  • a measurement cycle of 10 milliseconds (ms) is held in association with the “charge state”. Further, a measurement period of 200 milliseconds (ms) is held in association with the “discharge normal mode”, and a measurement period of 3 ⁇ 10 5 milliseconds (ms), ie, 5 minutes, is associated with the “discharge sleep mode”. Is retained.
  • the charging state may be further classified into a plurality of states with different charging speeds.
  • the charge state may be classified into a “charge sleep mode” that is a charge state and a sleep mode and a “charge normal mode” that is a charge state and a normal mode.
  • a measurement cycle longer than that in the “charging sleep mode” is held in association with the “charging normal mode” in which the charging speed is slow.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of the power control unit 220 according to the first embodiment.
  • the power control unit 220 includes a control circuit 221, a plurality of DC (Direct Current) -DC converters 222, and a plurality of low-loss regulators 223.
  • DC Direct Current
  • the DC-DC converter 222 converts the DC terminal voltage Vbat to a DC voltage different from the voltage and outputs the converted DC voltage.
  • the output voltages of the plurality of DC-DC converters 222 are different.
  • the low loss regulator 223 converts the terminal voltage Vbat into a constant DC voltage.
  • the plurality of low-loss regulators 223 supply voltages to different circuits (such as the processing unit 140 and the display unit 150).
  • the control circuit 221 controls the DC-DC converter 222 and the low loss regulator 223.
  • the control circuit 221 can individually operate or stop the DC-DC converter 222 and the low-loss regulator 223 by an enable signal.
  • the control circuit 221 operates the DC-DC converter 222 or the low-loss regulator 223 corresponding to the voltage by the enable signal.
  • control circuit 221 when receiving a control signal requesting to cut off the power supply from the processing unit 140, the control circuit 221 stops all of the DC-DC converter 222 and the low-loss regulator 223 by the enable signal.
  • the control circuit 221 When receiving the return instruction from the return determination unit 130, the control circuit 221 operates all of the DC-DC converter 222 and the low-loss regulator 223 with the enable signal.
  • control circuit 221 generates a mode signal from the control signal and the return instruction and supplies the mode signal to the state determination unit 230.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the operation of the charging unit 210 according to the first embodiment. This operation starts, for example, when the electronic apparatus 100 is turned on.
  • the charging unit 210 sets “0” (during discharging) to the charging signal (step S911). Then, the charging unit 210 determines whether or not the power supply device is attached (step S912). When the power supply apparatus is not attached (step S912: No), the charging unit 210 repeats step S912.
  • step S912 when the power supply apparatus is mounted (step S912: Yes), the charging unit 210 charges the secondary battery 120 (step S913), and sets “1” (charging) to the charging signal ( Step S914). Then, the charging unit 210 determines whether or not the secondary battery 120 is fully charged (step S915). When the battery is not fully charged (step S915: No), the charging unit 210 determines whether or not the power feeding device has been removed (step S916).
  • step S916: No When the power supply apparatus is attached (step S916: No), the charging unit 210 repeats step S915 and subsequent steps.
  • step S915: Yes When the battery is fully charged (step S915: Yes) or when the power feeding device is removed (step S916: Yes), the charging unit 210 repeatedly executes step S911 and the subsequent steps.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of the operation of the power supply control unit 220 in the first embodiment. This operation starts, for example, when the electronic apparatus 100 is turned on.
  • the power supply control unit 220 supplies power from the secondary battery 120 to the processing unit 140 and the like (step S921), and sets “1” (normal mode) in the mode signal (step S922). Then, the power supply control unit 220 determines whether or not the processing unit 140 has requested power-off (step S923). When the power cut-off is not requested (step S923: No), the power supply control unit 220 repeats step S923.
  • step S923 when power-off is requested (step S923: Yes), the power control unit 220 shuts off the power to the processing unit 140 and the like (step S924), and sets “0” (sleep mode) to the mode signal. (Step S925). Then, the power supply control unit 220 determines whether or not a return is instructed by the return determination unit 130 (step S926). When the return is not instructed (step S926: No), the power supply control unit 220 repeats step S926. On the other hand, when a return is instructed (step S926: Yes), the power supply control unit 220 repeatedly executes step S921 and the subsequent steps.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of operations of the state determination unit 230 and the battery remaining amount measurement unit 240 according to the first embodiment. This operation starts, for example, when the electronic apparatus 100 is turned on.
  • the state determination unit 230 determines whether the charging signal is “1” (charging) (step S931). When the charging signal is “1” (step S931: Yes), the state determination unit 230 determines that the charge / discharge state is the charged state (step S932).
  • step S931 determines whether the charging signal is “0” (discharging) (step S931: No). S933). When the mode signal is “1” (step S933: Yes), the state determination unit 230 determines that the charge / discharge state is the discharge normal mode (step S934). On the other hand, when the mode signal is “0” (sleep mode) (step S933: No), the state determination unit 230 determines that the charge / discharge state is the discharge sleep mode (step S935).
  • step S932 S934, or S935
  • the remaining battery level measurement unit 240 measures the remaining battery level according to the measurement cycle corresponding to the determined state (step S936).
  • step S936 the state determination unit 230 repeats step S931 and subsequent steps.
  • FIG. 13 is an example of a sequence diagram when a transition is made from one of the normal discharge mode and the charged state to the other in the first embodiment.
  • the power management integrated circuit 200 starts power supply to the processing unit 140 and the like (step S950). Further, the power management integrated circuit 200 reads the measurement cycle corresponding to the discharge normal mode (step S951), and measures the remaining battery level every time the measurement cycle elapses (step S952). Each time the remaining battery level is measured, the measured value is transmitted to the processing unit 140, and the processing unit 140 causes the display unit 150 to display an icon indicating the remaining battery level based on the measured value (step S960).
  • the power management integrated circuit 200 detects the attachment and starts charging (step S953), and transmits a charging signal set to “1” to the processing unit 140. To do. Thereby, the charge / discharge state of the secondary battery 120 shifts to the charged state.
  • the processing unit 140 displays an icon indicating that charging is being performed on the display unit 150 (step S961). Further, the power management integrated circuit 200 reads the measurement cycle corresponding to the state of charge (step S954), and measures the remaining battery level whenever the measurement cycle elapses (step S955).
  • processing unit 140 may further display the remaining battery level along with an icon indicating that charging is in progress.
  • power management integrated circuit 200 detects the removal and terminates charging (step S956), and transmits a charging signal set to “0” to processing unit 140. . Thereby, the charge / discharge state of the secondary battery 120 shifts to the discharge normal mode.
  • the processing unit 140 displays an icon indicating the remaining battery level on the display unit 150 based on the measurement value from the power management integrated circuit 200 (step S962). Further, the power management integrated circuit 200 reads the measurement cycle corresponding to the discharge normal mode (step S957), and measures the remaining battery level every time the measurement cycle elapses (step S958).
  • the power management integrated circuit 200 measures the terminal voltage Vbat in response to an instruction from the processing unit 140 and transmits the terminal voltage Vbat to the processing unit 140, and the processing unit 140 calculates the remaining battery level from the measured value.
  • the processing unit 140 needs to transmit a measurement instruction to the power management integrated circuit 200 for each measurement.
  • the processing unit 140 needs to transmit the measurement cycle to the power management integrated circuit 200 every time the charge / discharge state changes.
  • the processing unit 140 needs to execute a process for calculating the remaining battery level and a process for changing the measurement cycle.
  • the processing unit 140 receives the measurement instruction and the measurement cycle. There is no need to transmit to the power management integrated circuit 200. As a result, the amount of communication with the processing unit 140 can be reduced. Further, since the processing unit 140 does not need to execute a process for calculating the remaining battery level or a process for changing the measurement cycle, the processing amount of the processing unit 140 can be reduced. As a result, the software installed in the processing unit 140 can be simplified and the electronic apparatus 100 can be controlled at high speed. Further, the speeding up of the control can shorten the operation time of the processing unit 140 when performing a predetermined process, thereby reducing the power consumption required for the process. Furthermore, the cost required for development and design can be reduced by simplifying the software.
  • FIG. 14 is an example of a sequence diagram when transitioning from one of the discharge normal mode and the discharge sleep mode to the other in the first embodiment.
  • the power management integrated circuit 200 starts power supply to the processing unit 140 and the like (step S980). Further, the power management integrated circuit 200 reads the measurement cycle corresponding to the discharge normal mode (step S981), and measures the remaining battery level every time the measurement cycle elapses (step S982). Each time the remaining battery level is measured, the measured value is transmitted to the processing unit 140, and the processing unit 140 causes the display unit 150 to display an icon indicating the remaining battery level based on the measured value (step S990).
  • the processing unit 140 when a user operation is not performed for a certain time or longer, the processing unit 140 generates a control signal for requesting power-off and transmits the control signal to the power-management integrated circuit 200 (step S991).
  • the power management integrated circuit 200 cuts off power supply to the processing unit 140 and the like (step S983). Thereby, the charge / discharge state of the secondary battery 120 shifts to the discharge sleep mode.
  • the power management integrated circuit 200 In the discharge sleep mode, the power management integrated circuit 200 reads the measurement cycle corresponding to the mode (step S984), and measures the remaining battery level every time the measurement cycle elapses (step S985). Further, when a switch operation for returning is performed, the return determination unit 130 generates a return instruction and transmits it to the power management integrated circuit 200 (step S970). In accordance with this return instruction, the power management integrated circuit 200 resumes power supply to the processing unit 140 and the like (step S986). Thereby, the charge / discharge state of the secondary battery 120 shifts to the discharge normal mode.
  • the processing unit 140 acquires the measured value from the power management integrated circuit 200 and displays an icon indicating the remaining battery level on the display unit 150 based on the measured value (step S992).
  • the processing unit 140 does not have to transmit the measurement cycle to the power management integrated circuit 200 even when transitioning from one of the discharge normal mode and the discharge sleep mode to the other. Communication volume can be reduced. Further, since it is not necessary to execute the processing unit 140 and the process of calculating the remaining battery level, the processing amount of the processing unit 140 can be reduced.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a state of the power management integrated circuit 200 in the discharge normal mode according to the first embodiment.
  • the power supply control unit 220 converts the terminal voltage Vbat into the output voltage Vdd1 or the like and supplies it to the processing unit 140. Further, a mode signal “1” is supplied to the state determination unit 230. In addition, the charging unit 210 stops and “0” is set in the charging signal.
  • State determination unit 230 determines that the charge / discharge state is the normal discharge mode from the charging signal and the mode signal.
  • the remaining battery level measurement unit 240 reads the measurement cycle corresponding to the normal discharge mode from the measurement cycle holding unit 250 and measures the remaining battery level at the measurement cycle.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining a state of the power management integrated circuit 200 in the discharge sleep mode according to the first embodiment.
  • the control circuit 221 stops the DC-DC converter 222 and the like in accordance with a control signal that requests power-off.
  • the control circuit 221 supplies a mode signal “0” to the state determination unit 230.
  • the charging unit 210 stops and “0” is set in the charging signal.
  • State determination unit 230 determines that the charge / discharge state is the discharge sleep mode from the charging signal and the mode signal.
  • the remaining battery level measurement unit 240 reads the measurement cycle corresponding to the discharge sleep mode from the measurement cycle holding unit 250 and measures the remaining battery level at the measurement cycle.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the state of the power management integrated circuit 200 in a charged state according to the first embodiment.
  • the charging unit 210 charges the secondary battery 120 using the supply voltage Vdc from the power supply device.
  • the charging unit 210 supplies a charging signal in which “1” is set to the state determination unit 230.
  • the mode signal is set to “0”.
  • the state determination unit 230 determines that the charge / discharge state is the charged state from the charging signal and the mode signal.
  • the remaining battery level measurement unit 240 reads the measurement cycle corresponding to the state of charge from the measurement cycle holding unit 250 and measures the remaining battery level at the measurement cycle.
  • the charging unit 210 operates in the charged state. Further, the DC-DC converter 222 and the like are stopped when shifting from the discharge sleep mode to the charging state.
  • the power management integrated circuit 200 determines the charge / discharge state of the secondary battery 120 and measures the remaining battery level at the measurement cycle corresponding to the determined state. This eliminates the need for the processing unit 140 to transmit the measurement cycle to the power management integrated circuit 200. As a result, the amount of communication with the processing unit 140 can be reduced. Further, since the processing unit 140 does not need to perform processing related to the measurement of the remaining battery level, the processing amount of the processing unit 140 can be reduced.
  • the discharge states are classified into the discharge normal mode and the discharge sleep mode due to the difference in power consumption, and the measurement periods corresponding to each are set.
  • the discharge rate may change depending on the remaining battery level. For example, in a lithium ion battery or the like, the discharge rate tends to increase when the remaining battery level is below a certain level. For this reason, from the viewpoint of accurately grasping temporal fluctuations in the remaining battery level, it is desirable to shorten the measurement period of the remaining battery level when the remaining battery level is below a certain level.
  • the power management integrated circuit 200 according to the second embodiment differs from the first embodiment in that the remaining battery level is measured at a measurement cycle corresponding to the remaining battery level.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of the power management integrated circuit 200 according to the second embodiment.
  • the power management integrated circuit 200 of the second embodiment is different from the first embodiment in that a state determination unit 231 and a measurement cycle holding unit 251 are provided instead of the state determination unit 230 and the measurement cycle holding unit 250. .
  • the state determination unit 231 acquires a measurement value from the battery remaining amount measuring unit 240, and determines which of a plurality of states having different battery remaining amount ranges corresponds to the charge / discharge state.
  • the measurement cycle holding unit 251 holds the measurement cycle in association with each of those states.
  • the remaining battery level measurement unit 240 of the second embodiment is different from the first embodiment that further receives a charging signal.
  • the remaining battery level measurement unit 240 measures the remaining battery level in the measurement state corresponding to the state indicated by the determination result in the discharged state, and does not perform the measurement in the charged state.
  • FIG. 19 is a graph showing an example of the discharge characteristics of the secondary battery 120 in the second embodiment.
  • the vertical axis in the figure is the terminal voltage Vbat of the secondary battery 120, and the horizontal axis is time.
  • the figure shows a temporal change of the terminal voltage Vbat when the secondary battery 120 is discharged in a state where a load having a certain capacity is connected to the secondary battery 120.
  • the terminal voltage Vbat rapidly decreases near the maximum value and the minimum value of the terminal voltage Vbat.
  • the discharge rate increases when the remaining battery level is near 100% and near 0%. In the range of the remaining battery level where the discharge rate increases, it is desirable to shorten the measurement period of the remaining battery level.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a measurement cycle for each state according to the second embodiment.
  • the charge / discharge state is classified into a state in which the remaining battery level is 0 to 25%, a state of 26 to 50%, a state of 51 to 75%, and a state of 76 to 100%.
  • a measurement cycle of 200 milliseconds (ms) is held in association with a state where the remaining battery level is 0 to 25%.
  • a measurement cycle of 500 milliseconds (ms) is held in association with a state where the remaining battery level is 26 to 50%, and a measurement cycle of 1000 milliseconds (ms) is held in association with a state of 51 to 75%. Is done.
  • a measurement cycle of 200 milliseconds (ms) is held in association with the state where the remaining battery level is 76 to 100%.
  • % is used as a unit of the battery remaining amount, milliampere hour (mAh) or the like may be used.
  • the measurement cycle in that range may not be shortened. In this case, for example, a measurement cycle of 1000 milliseconds (ms) is held in association with the state where the remaining battery level is 76 to 100%.
  • the power management integrated circuit 200 measures the remaining battery level at a measurement cycle corresponding to the remaining battery level. Even if it fluctuates, it is possible to perform measurement at a measurement cycle corresponding to the discharge rate after the fluctuation.
  • the power management integrated circuit 200 does not measure the remaining battery level in the charged state, but may perform the measurement in the charged state.
  • the power management integrated circuit 200 changes the measurement cycle in accordance with the remaining battery level regardless of whether the sleep mode is in the discharged state, but changes the measurement cycle in consideration of the sleep mode. May be.
  • the power management integrated circuit 200 according to the modification of the second embodiment is different from the second embodiment in that the remaining battery level is measured at a measurement cycle corresponding to each state of the charging state and the sleep mode.
  • FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration example of the power management integrated circuit 200 according to the modification of the second embodiment.
  • the power management integrated circuit 200 according to the modification of the second embodiment is different from the second embodiment in that a state determination unit 232 and a measurement cycle holding unit 252 are provided instead of the state determination unit 231 and the measurement cycle holding unit 251. Different from form.
  • the state determination unit 232 acquires the measured value of the remaining battery level, the mode signal, and the power receiving signal, and determines the state based on them. For example, the charge / discharge state is classified into “charge state”, “discharge normal mode”, and “discharge sleep mode”. The “normal discharge mode” is classified into a plurality of states having different battery remaining amount ranges.
  • the measurement cycle holding unit 252 holds the measurement cycle in association with each of those states.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a measurement cycle for each state in the modification of the second embodiment. Similar to the first embodiment, a measurement cycle shorter than the discharge state (“discharge normal mode” and “discharge sleep mode”) is held in association with the “charge state”. Further, in association with the “discharge sleep mode”, a measurement cycle longer than the “discharge normal mode” is held. In the “normal discharge mode”, the measurement cycle corresponding to the remaining battery level is maintained.
  • a measurement cycle of 10 milliseconds (ms) is held in association with the “charge state”. Further, a measurement period of 3 ⁇ 10 5 milliseconds (ms), that is, 5 minutes is held in association with the “discharge sleep mode”.
  • the “normal discharge mode” is classified into, for example, a state in which the remaining battery level is 0 to 25%, a state of 26 to 50%, a state of 51 to 75%, and a state of 76 to 100%.
  • a measurement cycle of 200 milliseconds (ms) is held in association with a state where the remaining battery level is 0 to 25%.
  • a measurement cycle of 500 milliseconds (ms) is held in association with a state where the remaining battery level is 26 to 50%
  • a measurement cycle of 1000 milliseconds (ms) is held in association with a state of 51 to 75%. Is done.
  • a measurement cycle of 200 milliseconds (ms) is held in association with the state where the remaining battery level is 76 to 100%.
  • the discharge sleep mode may be further classified into a plurality of states having different battery remaining amount ranges, and the battery remaining amount measuring unit 240 may perform measurement at corresponding measurement cycles.
  • the power management integrated circuit 200 measures the remaining battery level in the charging state of the secondary battery 120 in a shorter measurement cycle than in the discharging state.
  • the remaining battery level can be displayed during charging.
  • the power management integrated circuit 200 measures the remaining battery level in the discharge sleep mode with a longer measurement cycle than in the normal discharge mode, it is possible to suppress an increase in power consumption.
  • the discharge state is classified into the discharge normal mode and the discharge sleep mode according to the difference in power consumption, and the measurement cycle corresponding to each is set.
  • the load current may change due to a change in the processing amount of the processing unit 140, a change in luminance of the display unit 150, or the like.
  • the load current is a consumption current of a load (such as the processing unit 140 and the display unit 150) connected to the secondary battery 120. Since the discharge rate increases as the load current increases, it is desirable to shorten the measurement cycle as the load current increases from the viewpoint of accurately grasping the temporal variation of the remaining battery level.
  • the power management integrated circuit 200 according to the third embodiment is different from the first embodiment in that the remaining battery level is measured at a measurement cycle corresponding to the load current.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration example of the power management integrated circuit 200 according to the third embodiment.
  • the power management integrated circuit 200 of the third embodiment is different from the first embodiment in that a state determination unit 233 and a measurement cycle holding unit 253 are provided instead of the state determination unit 230 and the measurement cycle holding unit 250. .
  • the state determination unit 233 acquires the load current value from the power supply control unit 220 and determines which of the plurality of states with different load current ranges corresponds to the charge / discharge state.
  • the measurement cycle holding unit 253 holds the measurement cycle in association with each of those states.
  • the remaining battery level measurement unit 240 of the second embodiment is different from the first embodiment in that it further receives a charging signal.
  • the remaining battery level measurement unit 240 measures the remaining battery level in the measurement state corresponding to the state indicated by the determination result in the discharged state, and does not perform the measurement in the charged state.
  • the power control unit 220 of the second embodiment is different from the first embodiment in that the load current is measured by an ammeter or the like and the value is supplied to the state determination unit 233.
  • the load range for increasing or decreasing the load current changes. For example, when an ammeter is inserted immediately before the power control unit 220, the power control unit 220 is added to the load in addition to the processing unit 140 and the like.
  • the power management integrated circuit 200 is added to the load in addition to the processing unit 140 and the like.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a measurement cycle for each state according to the third embodiment.
  • the load current is represented, for example, by a ratio to the maximum value that the load current can take.
  • the charge / discharge state is classified into a state in which the load current is 0 to 25%, a state of 26 to 50%, a state of 51 to 75%, and a state of 76 to 100%.
  • the larger the load current the larger the temporal fluctuation of the remaining battery level. Therefore, the shorter the load current, the shorter the measurement cycle.
  • the measurement period of 10 4 msec load current in correspondence to the state of 0 to 25% (ms), i.e. 10 seconds (s) is retained.
  • a measurement cycle of 1000 milliseconds (ms) is held in association with the state where the remaining battery level is 26 to 50%, and a measurement cycle of 500 milliseconds (ms) is held in association with the state of 51 to 75%. Is done.
  • a measurement cycle of 200 milliseconds (ms) is held in association with the state where the remaining battery level is 76 to 100%.
  • the measurement cycle may be set in consideration of the charging state and the sleep mode.
  • the measurement cycle holding unit 253 holds a measurement cycle shorter than the discharge state in association with the “charge state”, and holds a measurement cycle longer than the “discharge normal mode” in the “discharge sleep mode”. . Further, the measurement cycle holding unit 253 holds the measurement cycle according to the load current in the “discharge normal mode”.
  • the power management integrated circuit 200 measures the remaining battery capacity with a shorter measurement cycle as the load current is larger. Even in this case, the remaining battery level can be measured at a measurement cycle corresponding to the discharge rate after fluctuation.
  • the processing procedure described in the above embodiment may be regarded as a method having a series of these procedures, and a program for causing a computer to execute these series of procedures or a recording medium storing the program. You may catch it.
  • a recording medium for example, a CD (Compact Disc), an MD (MiniDisc), a DVD (Digital Versatile Disc), a memory card, a Blu-ray disc (Blu-ray (registered trademark) Disc), or the like can be used.
  • this technique can also take the following structures.
  • a state determination unit that determines which of a plurality of states associated with different periods corresponds to the charge / discharge state of the battery;
  • a power management integrated circuit comprising: a remaining battery level measurement unit that measures the remaining battery level of the battery every time the period corresponding to the determined state elapses.
  • the plurality of states include a plurality of discharge states with different discharge rates, The power management integrated circuit according to (1), wherein the cycle is shorter as the discharge rate is faster.
  • the ranges of the remaining battery levels are different from each other, The power management integrated circuit according to (2), wherein the state determination unit determines the charge / discharge state based on the measured remaining battery level.
  • the plurality of discharge states have different load current ranges, The power management integrated circuit according to (2), wherein the state determination unit determines the charge / discharge state based on the measured load current.
  • the plurality of discharge states include the normal state and the power saving state,
  • the power management integrated circuit according to any one of (2) to (4), wherein the state determination unit determines the charge / discharge state based on the controlled power consumption.
  • the plurality of states include a charged state and a discharged state
  • the power management integrated circuit according to any one of (1) to (7), wherein the battery remaining amount measuring unit acquires the cycle corresponding to the determined state from the holding unit.
  • a battery (9) a battery; A state determination unit that determines which of a plurality of states associated with different periods corresponds to the charge / discharge state of the battery, and each time the period corresponding to the determined state passes,
  • An electronic apparatus comprising: a power management integrated circuit including a battery remaining amount measuring unit that measures a remaining battery amount.
  • a state determination procedure for determining which of a plurality of states associated with different periods corresponds to the charge / discharge state of the battery;
  • a control method of a power management integrated circuit comprising: a remaining battery level measurement procedure for measuring a remaining battery level of the battery every time the period corresponding to the determined state elapses.

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Abstract

電源管理集積回路の外部の回路の通信量および処理負荷を削減する。 電源管理集積回路は、状態判定部および電池残量測定部を具備する。この電源管理集積回路において、状態判定部は、互いに異なる周期が対応付けられた複数の状態のいずれに電池の充放電状態が該当するかを判定する。また、電源管理集積回路において、電池残量測定部は、電池の充放電状態のうち、状態判定部によって判定された状態に応じた周期が経過するたびに電池の電池残量を測定する。

Description

電源管理集積回路、電子装置、および、電源管理集積回路の制御方法
 本技術は、電源管理集積回路、電子装置、および、電源管理集積回路の制御方法に関する。詳しくは、電池に接続された電源管理集積回路、電子装置、および、電源管理集積回路の制御方法に関する。
 従来より、電池が搭載された電子装置では、電池残量の表示などのために、電池残量の定期的な測定が行われれている。例えば、CPU(Central Processing Unit)および電源管理集積回路(PMIC:Power Management IC)を備える電子装置が電池の端子電圧から電池残量を定期的に測定する構成が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この装置では、電池残量の測定時にCPUが端子電圧の送信をPMICに指示し、その指示に従ってPMICが端子電圧を電圧計などから読み出してCPUに送信している。そして、CPUはPMICにより読み出された端子電圧から電池残量を測定する。
特開2014-126406号公報
 しかしながら、上述の従来技術では、電池残量の測定のたびに、端子電圧の読出しを指示する信号をCPUが電源管理集積回路(PMIC)へ送信し、端子電圧をPMICがCPUへ送信する必要がある。このため、測定周期が短いほど、PMICとCPUとの間の通信量が増大するおそれがある。加えて、電池残量の測定に関する処理の分、CPUの処理負荷が増大してしまう。このように、PMICの外部の回路において通信量や処理負荷が増大するという問題がある。
 本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、電源管理集積回路の外部の回路の通信量および処理負荷を削減することを目的とする。
 本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第1の側面は、互いに異なる周期が対応付けられた複数の状態のいずれに電池の充放電状態が該当するかを判定する状態判定部と、上記判定された状態に対応する上記周期が経過するたびに上記電池の電池残量を測定する電池残量測定部とを具備する電源管理集積回路、および、その制御方法である。これにより、電池の充放電状態に対応する測定周期が経過するたびに電池残量が測定されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記複数の状態は、放電速度が互いに異なる複数の放電状態を含み、上記周期は、上記放電速度が速いほど短くてもよい。これにより、放電速度が速いほど短い周期が経過するたびに電池残量が測定されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記複数の放電状態は、上記電池残量の範囲が互いに異なり、上記状態判定部は、上記測定された電池残量に基づいて上記充放電状態を判定してもよい。これにより、電池残量の範囲に対応する測定周期が経過するたびに電池残量が測定されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記電池に接続された負荷の負荷電流を測定する電流計をさらに具備し、上記複数の放電状態は、上記負荷電流の範囲が互いに異なり、上記状態判定部は、上記測定された負荷電流に基づいて上記充放電状態を判定してもよい。これにより、負荷電流の範囲に対応する測定周期が経過するたびに電池残量が測定されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記電池が設けられた電子装置の消費電力が所定電力を超える通常状態と上記消費電力が上記所定電力を超える省電力状態とのいずれかに移行させる指示に従って上記消費電力を制御する電源制御部をさらに具備し、上記複数の放電状態は、上記通常状態と上記省電力状態とを含み、上記状態判定部は、上記制御された消費電力に基づいて上記充放電状態を判定してもよい。これにより、消費電力に対応する測定周期が経過するたびに電池残量が測定されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記複数の状態は、充電状態と放電状態とを含み、上記充電状態に対応する上記周期は、上記放電状態に対応する上記周期より短くてもよい。これにより、充電状態において放電状態よりも短い周期が経過するたびに電池残量が測定されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記電池を充電する充電部をさらに具備し、上記状態判定部は、上記充電部が上記電池を充電しているか否かに基づいて上記充放電状態を判定してもよい。これにより、充電中であるか否かにより、充放電状態が判定されるという作用をもたらす。
 また、この第1の側面において、上記複数の状態のそれぞれに対応づけて上記周期を保持する保持部をさらに具備し、上記電池残量測定部は、上記判定された状態に対応する上記周期を上記保持部から取得してもよい。これにより、保持部から取得された周期が経過するたびに電池残量が測定されるという作用をもたらす。
 また、本技術の第2の側面は、電池と、互いに異なる周期が対応付けられた複数の状態のいずれに上記電池の充放電状態が該当するかを判定する状態判定部と、上記判定された状態に対応する上記周期が経過するたびに上記電池の電池残量を測定する電池残量測定部とを備える電源管理集積回路とを具備する電子装置である。これにより、電池の充放電状態に対応する測定周期が経過するたびに電池残量が測定されるという作用をもたらす。
 本技術によれば、電源管理集積回路の外部の回路の通信量および処理負荷を削減することができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術の第1の実施の形態における電子装置の外観図の一例である。 本技術の第1の実施の形態における電子装置の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態における電源管理集積回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態における電源制御部の動作を説明するための図である。 本技術の第1の実施の形態における状態判定部の動作を説明するための図である。 本技術の第1の実施の形態における電子装置の状態遷移図の一例を示す図である。 本技術の第1の実施の形態における電池残量測定部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態における状態ごとの測定周期の一例を示す図である。 本技術の第1の実施の形態における電源制御部の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第1の実施の形態における充電部の動作の一例を示すフローチャートである。 本技術の第1の実施の形態における電源制御部の動作の一例を示すフローチャートである。 本技術の第1の実施の形態における状態判定部および電池残量測定部の動作の一例を示すフローチャートである。 本技術の第1の実施の形態における放電通常モードと充電状態との一方から他方へ遷移する際のシーケンス図の一例である。 本技術の第1の実施の形態における放電通常モードと放電スリープモードとの一方から他方へ遷移する際のシーケンス図の一例である。 本技術の第1の実施の形態における放電通常モードの電源管理集積回路の状態を説明するための図である。 本技術の第1の実施の形態における放電スリープモードの電源管理集積回路の状態を説明するための図である。 本技術の第1の実施の形態における充電状態の電源管理集積回路の状態を説明するための図である。 本技術の第2の実施の形態における電源管理集積回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第2の実施の形態における二次電池の放電特性の一例を示すグラフである。 本技術の第2の実施の形態における状態ごとの測定周期の一例を示す図である。 本技術の第2の実施の形態の変形例における電源管理集積回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第2の実施の形態の変形例における状態ごとの測定周期の一例を示す図である。 本技術の第3の実施の形態における電源管理集積回路の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第3の実施の形態における状態ごとの測定周期の一例を示す図である。
 以下、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態と称する)について説明する。説明は以下の順序により行う。
 1.第1の実施の形態(充放電状態に対応する周期で電池残量を測定する例)
 2.第2の実施の形態(充放電状態のうち電池残量の異なる複数の状態のいずれかに対応する周期で電池残量を測定する例)
 3.第3の実施の形態(充放電状態のうち負荷電流の異なる複数の状態のいずれかに対応する周期で電池残量を測定する例)
 <1.第1の実施の形態>
 [電子装置の構成例]
 図1は、第1の実施の形態における電子装置100の外観図の一例である。この電子装置100としては、電池を搭載したモバイル端末(スマートフォンやスマートウォッチなど)が想定される。電子装置100は、表示部150を備える。この表示部150には、電池残量を示すアイコン151などが表示される。
 図2は、第1の実施の形態における電子装置100の一構成例を示すブロック図である。この電子装置100は、コネクタ110、二次電池120、電源管理集積回路200、復帰判定部130、処理部140および表示部150を備える。
 コネクタ110は、ケーブルを接続するための部品である。このコネクタ110として、例えば、USB(Universal Serial Bus)規格に準拠したコネクタが用いられる。コネクタ110にケーブルを介して給電装置が装着されると、コネクタ110から電源管理集積回路200に、所定の供給電圧Vdcが供給される。
 二次電池120は、充電により電気エネルギーを蓄える電池である。なお、二次電池120の代わりに、充電することができない一次電池を設けてもよい。また、二次電池120は、特許請求の範囲に記載の電池の一例である。
 電源管理集積回路200は、処理部140や表示部150への電源を管理するものである。この電源管理集積回路200は、コネクタ110に給電装置が装着されると、その給電装置からの供給電圧Vdcを用いて二次電池120を充電する。また、電源管理集積回路200は、充電中であるか否かを処理部140に通知する。
 また、電源管理集積回路200は、二次電池120の端子電圧Vbatを変換して、処理部140や表示部150に供給する。そして、電源管理集積回路200は、処理部140の制御に従って処理部140などの各回路に供給する電圧を制御する。
 さらに、電源管理集積回路200は、二次電池120の電池残量を一定の測定周期が経過するたびに測定し、その測定値を処理部140に供給する。ここで、電源管理集積回路200は、二次電池120の充放電状態のそれぞれに対応する測定周期を予め保持しておき、現在の状態に対応する測定周期を測定において用いる。
 処理部140は、電池残量の測定値を用いて所定の処理を行うものである。この処理部140としては、CPU、アプリケーションプロセッサ、または、システムコントローラなどが想定される。処理部140は、例えば、表示部150を制御して電池残量を示すアイコン151を表示させる処理を行う。また、処理部140は、充電中の期間において表示部150に充電中であることを示すアイコンを表示させる。
 なお、処理部140は、電池残量の測定値を電池残量の表示処理に用いているが、他の処理に用いてもよい。例えば、処理部140は、電子装置100の残りの動作時間を推定する処理や、その動作時間を表示する処理に、電池残量の測定値を用いることができる。
 また、処理部140は、通常モードからスリープモードに移行するか否かを判断する。ここで、スリープモードは、処理部140への電源の遮断などにより電子装置100の消費電力を所定電力以下に低下させるモードである。一方、通常モードは、電子装置100の消費電力が所定電力を超えるモードである。例えば、ユーザが所定の操作を行った場合や、一定時間に亘ってユーザの操作が行われていない場合などに、電子装置100は、スリープモードに移行する。処理部140は、スリープモードへの移行の直前に、電源管理集積回路200に対して電源の遮断を要求する。この要求に応じて電源管理集積回路200は、処理部140および表示部150への電源供給を遮断し、電子装置100はスリープモードに移行する。
 復帰判定部130は、スリープモードから通常モードへ移行(復帰)させるか否かを判定するものである。例えば、電子装置100に設けられた加速度センサーにより測定された加速度が一定値を超えた場合や、ユーザにより所定の操作が行われた場合などに、電子装置100は通常モードに復帰する。復帰判定部130は、復帰させる際に復帰指示を電源管理集積回路200に供給する。この復帰指示に従って電源管理集積回路200は、処理部140および表示部150への電源供給を再開し、電子装置100は通常モードに移行する。
 表示部150は、処理部140の制御に従って、電池残量を示すアイコンなどを表示するものである。
 [電源管理集積回路の構成例]
 図3は、第1の実施の形態における電源管理集積回路200の一構成例を示すブロック図である。この電源管理集積回路200は、充電部210、電源制御部220、状態判定部230、電池残量測定部240および測定周期保持部250を備える。
 充電部210は、二次電池120を充電するものである。この充電部210は、コネクタ110に給電装置が装着されたか否かを検知する。給電装置の装着を検知すると、充電部210は、その給電装置からの電源を用いて二次電池120の充電を開始する。そして、給電装置が取り外された場合、または、二次電池120の充電が完了した場合に充電部210は、二次電池120の充電を終了する。また、充電部210は、充電中であるか否かを通知する充電中信号を処理部140および状態判定部230に供給する。
 なお、二次電池120の代わりに一次電池を設ける場合には、充電部210は不要である。また、充電部210を電源管理集積回路200の内部に設ける構成としているが、充電部210を電源管理集積回路200の外部に設けてもよい。
 電源制御部220は、処理部140や表示部150などに供給する電源を制御するものである。この電源制御部220は、処理部140から制御信号を受け取る。この制御信号は、例えば、処理部140に供給する電圧の値や、処理部140への電源の遮断要求を含む。電源制御部220は、二次電池120に蓄積された電気エネルギーを用いて、制御信号に従って処理部140等に電源を供給する。例えば、電源制御部220は、二次電池120の端子電圧Vbatを制御信号の示す電圧に変換し、処理部140に供給する。
 また、電源制御部220は、制御信号により電源の遮断が要求されると、処理部140等への電源の供給を遮断する。これにより電子装置100は、スリープモードに移行する。このスリープモードにおいて復帰判定部130から復帰指示を受け取ると、電源制御部220は、処理部140等への電源供給を再開する。これにより、電子装置100は、通常モードに復帰する。また、電源制御部220は、現在のモードがスリープモードであるか否かを示すモード信号を生成して状態判定部230に供給する。
 なお、電源制御部220は、スリープモードにおいて電源管理集積回路200以外の回路への電源を遮断しているが、この構成に限定されない。例えば、電源制御部220は、スリープモードにおいて電源を遮断せず、処理部140および表示部150などへ供給する電力を削減してもよい。また、スリープモードにおいて処理部140への電源を遮断し、表示部150への電力を削減してもよい。
 状態判定部230は、充電中信号およびモード信号に基づいて、二次電池120の充放電状態が複数の状態のいずれに該当するかを判定するものである。この充放電状態は、例えば、二次電池120が充電中の「充電状態」と、二次電池120が放電中の「放電状態」とに分類される。また、放電状態は、放電速度が互いに異なる複数の状態に分類される。例えば、放電状態は、「放電通常モード」と「放電スリープモード」とに分類される。この「放電通常モード」は、放電状態、かつ、通常モードの状態である。「放電スリープモード」は、放電状態、かつ、スリープモードの状態である。状態判定部230は、状態の判定結果を電池残量測定部240に供給する。
 測定周期保持部250は、充放電状態のそれぞれに対応付けて、測定周期を保持するものである。なお、測定周期保持部250は、特許請求の範囲に記載の保持部の一例である。
 電池残量測定部240は、二次電池120の電池残量を定期的に測定するものである。この電池残量測定部240は、状態判定部230からの判定結果を受け取る。そして、電池残量測定部240は、判定結果の示す状態に対応する測定周期を測定周期保持部250から読み出し、その測定周期が経過するたびに二次電池120の電池残量を測定する。そして、電池残量測定部240は、測定値を処理部140に供給する。
 図4は、第1の実施の形態における電源制御部220の動作を説明するための図である。制御信号内の電源断要求には、処理部140等への電源を遮断するときに「1」が設定され、そうでないときに「0」が設定される。また、復帰指示には、スリープモードから復帰させるときに「1」が設定され、そうでないときに「0」が設定されるものとする。また、モード信号の初期値は、「1」(通常モード)であるものとする。なお、電源断要求および復帰指示には、同時に「1」が設定されないものとする。
 電源断要求が「1」であり、復帰指示が「0」である場合に、電源制御部220は、モード信号を「0」(スリープモード)に更新する。また、電源断要求が「0」であり、復帰指示が「1」である場合に、電源制御部220は、モード信号を「1」(通常モード)に更新する。電源断要求および復帰指示がいずれも「0」である場合には、モード信号の値が保持される。
 図5は、第1の実施の形態における状態判定部230の動作を説明するための図である。充電中信号には、充電状態において「1」が設定され、放電状態において「0」が設定されるものとする。充電中信号が「1」(充電状態)である場合には、モード信号の値に関わらず、状態判定部230は、充放電状態が「充電状態」であると判定する。
 また、充電中信号が「0」(放電状態)であり、モード信号が「1」(通常モード)である場合に状態判定部230は、「放電通常モード」であると判定する。充電中信号が「0」(放電状態)であり、モード信号が「0」(スリープモード)である場合に状態判定部230は、「放電スリープモード」であると判定する。
 なお、充電部210が、充電中であるか否かを1ビットの充電中信号により通知する構成としているが、充電中信号を用いず、充電開始時に充電開始信号を送信し、充電終了時に充電終了信号を送信することにより通知してもよい。
 また、充放電状態を3つに分類しているが、スリープモードであるか否かに関わらず、「充電状態」と「放電状態」との2つに分類してもよい。また、充電中であるか否かに関わらず、充放電状態を「通常モード」と「スリープモード」との2つに分類してもよい。
 図6は、第1の実施の形態における電子装置100の状態遷移図の一例を示す図である。二次電池120の充放電状態は、充電中の状態501と、放電通常モードの状態502と、放電スリープモードの状態503とのいずれかに移行する。初期状態は、例えば、状態502(放電通常モード)である。
 状態502(放電通常モード)において電源断要求によりモード信号に「0」が設定されると、充放電状態は、状態503(放電スリープモード)に移行する。また、給電装置の装着により充電中信号に「1」が設定されると充放電状態は、状態501(充電状態)に移行する。
 状態501(充電状態)において給電装置の取り外しなどにより充電中信号に「0」が設定され、かつ、モード信号が「0」である場合に充放電状態は、状態503(放電スリープモード)に移行する。また、充電中信号に「0」が設定され、かつ、モード信号が「1」である場合に充放電状態は、状態502(放電通常モード)に移行する。
 状態503(放電スリープモード)において復帰指示によりモード信号に「1」が設定されると、充放電状態は、状態502(放電通常モード)に移行する。また、給電装置の装着により充電中信号に「1」が設定されると充放電状態は、状態501(充電状態)に移行する。
 [電池残量測定部の構成例]
 図7は、第1の実施の形態における電池残量測定部240の一構成例を示すブロック図である。この電池残量測定部240は、測定周期取得部241、間欠測定部242、タイマ243および測定値保持部244を備える。
 測定周期取得部241は、判定結果の示す状態に対応する測定周期を測定周期保持部250から読み出すものである。この測定周期取得部241は、読み出した測定周期を間欠測定部242に供給する。
 間欠測定部242は、測定周期取得部241からの測定周期が経過するたびに、二次電池120の電池残量を測定するものである。この間欠測定部242は、タイマ243を制御して時間を計時させ、測定周期が計時されるたびに電池残量の測定を行う。一般に、電池の端子電圧は、充電完了の直後が最も高く、放電の進行に伴って低下する。このため、間欠測定部242は、二次電池120の端子電圧Vbatを電圧計などにより取得し、その電圧が低いほど、少ない値を電池残量の測定値として取得する。間欠測定部242は、電池残量の測定値を測定値保持部244に保持させる。
 なお、間欠測定部242は、端子電圧Vbatから電池残量を測定しているが、他の測定方法により電池残量を測定してもよい。例えば、間欠測定部242は、電流検出抵抗を使って充電時に蓄えられた電流量を積算しておき、放電時に出ていった電流量を求めることで残量を算出してもよい。この方式は、クーロンカウンタ方式と呼ばれる。また、温度により電池の放電特性が異なる場合、間欠測定部242は、温度をさらに測定して、クーロンカウンタ方式と組み合わせて電池残量を求めてもよい。また、一般に、二次電池は充放電を繰り返すと電池容量が低下(劣化)して放電特性が変化するため、充電部210が充放電回数を計数し、間欠測定部242が、その充放電回数と端子電圧等とから電池残量を求めてもよい。
 タイマ243は、間欠測定部242の制御に従って時間を計時するものである。測定値保持部244は、電池残量の測定値を保持するものである。測定値保持部244に保持された測定値は、処理部140により読み出される。
 図8は、第1の実施の形態における状態ごとの測定周期の一例を示す図である。電池残量の測定において電池残量測定部240は、電圧計や電流計などの回路を動作させる必要があり、測定のたびに若干の電力を消費する。このため、測定周期が長いほど、二次電池120の電池残量の減少速度を低下させることができる。
 充電中においては、測定による電池残量の減少分を充電により十分に補うことができる。このため、測定周期保持部250には、「充電状態」に対応付けて、放電状態(「放電通常モード」および「放電スリープモード」)よりも短い測定周期が保持される。また、スリープモードは、消費電力が通常モードよりも少なく、放電速度が遅いため、測定周期を短くする必要性に乏しい。また、スリープモードは、一般に電池の消耗を抑制してデバイスの動作時間を長くする目的で用いられるため、測定周期を短くすると電池残量の減少速度が速くなり、その目的に反する結果となる。したがって、「放電スリープモード」に対応付けて、「放電通常モード」よりも長い測定周期が保持される。
 例えば、「充電状態」に対応付けて、10ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。また、「放電通常モード」に対応付けて、200ミリ秒(ms)の測定周期が保持され、「放電スリープモード」に対応付けて3×10ミリ秒(ms)、すなわち5分の測定周期が保持される。
 なお、充電状態を、さらに充電速度の異なる複数の状態に分類してもよい。例えば、充電状態、かつ、スリープモードである「充電スリープモード」と、充電状態、かつ、通常モードである「充電通常モード」とに充電状態を分類してもよい。この場合には、充電速度が遅くなる「充電通常モード」に対応付けて、「充電スリープモード」よりも長い測定周期が保持される。
 [電源制御部の構成例]
 図9は、第1の実施の形態における電源制御部220の一構成例を示すブロック図である。この電源制御部220は、制御回路221と、複数のDC(Direct Current)-DCコンバータ222と、複数の低損失レギュレータ223とを備える。
 DC-DCコンバータ222は、直流の端子電圧Vbatを、その電圧と異なる直流電圧に変換して出力するものである。複数のDC-DCコンバータ222のそれぞれの出力電圧は異なるものとする。
 低損失レギュレータ223は、端子電圧Vbatを一定の直流電圧に変換するものである。複数の低損失レギュレータ223は、互いに異なる回路(処理部140や表示部150など)に電圧を供給する。
 制御回路221は、DC-DCコンバータ222および低損失レギュレータ223を制御するものである。この制御回路221は、イネーブル信号によりDC-DCコンバータ222および低損失レギュレータ223を個別に動作または停止させることができる。制御回路221は、電圧の値を指示する制御信号を処理部140から受け取ると、その電圧に対応するDC-DCコンバータ222または低損失レギュレータ223をイネーブル信号により動作させる。
 また、電源供給の遮断を要求する制御信号を処理部140から受け取ると、制御回路221は、DC-DCコンバータ222および低損失レギュレータ223の全てをイネーブル信号により停止させる。そして、復帰指示を復帰判定部130から受け取ると、制御回路221は、DC-DCコンバータ222および低損失レギュレータ223の全てをイネーブル信号により動作させる。
 また、制御回路221は、制御信号および復帰指示からモード信号を生成して状態判定部230に供給する。
 [電子装置の動作例]
 図10は、第1の実施の形態における充電部210の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、電子装置100に電源が投入されたときに開始する。
 充電部210は、充電中信号に「0」(放電中)を設定する(ステップS911)。そして、充電部210は、給電装置が装着されたか否かを判断する(ステップS912)。給電装置が装着されていない場合に(ステップS912:No)、充電部210は、ステップS912を繰り返す。
 一方、給電装置が装着された場合に(ステップS912:Yes)、充電部210は、二次電池120の充電を行い(ステップS913)、充電中信号に「1」(充電中)を設定する(ステップS914)。そして、充電部210は、二次電池120が満充電であるか否かを判断する(ステップS915)。満充電でない場合に(ステップS915:No)、充電部210は、給電装置が取り外されたか否かを判断する(ステップS916)。
 給電装置が装着されている場合(ステップS916:No)に、充電部210は、ステップS915以降を繰り返す。満充電である場合(ステップS915:Yes)、または、給電装置が取り外された場合(ステップS916:Yes)に、充電部210は、ステップS911以降を繰り返し実行する。
 図11は、第1の実施の形態における電源制御部220の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、電子装置100に電源が投入されたときに開始する。
 電源制御部220は、二次電池120からの電源を処理部140などへ供給し(ステップS921)、モード信号に「1」(通常モード)を設定する(ステップS922)。そして、電源制御部220は、処理部140から電源断が要求されたか否かを判断する(ステップS923)。電源断が要求されていない場合に(ステップS923:No)、電源制御部220は、ステップS923を繰り返す。
 一方、電源断が要求された場合に(ステップS923:Yes)、電源制御部220は、処理部140などへの電源を遮断し(ステップS924)、モード信号に「0」(スリープモード)を設定する(ステップS925)。そして、電源制御部220は、復帰判定部130により復帰が指示されたか否かを判断する(ステップS926)。復帰が指示されていない場合に(ステップS926:No)、電源制御部220は、ステップS926を繰り返す。一方、復帰が指示された場合に(ステップS926:Yes)、電源制御部220は、ステップS921以降を繰り返し実行する。
 図12は、第1の実施の形態における状態判定部230および電池残量測定部240の動作の一例を示すフローチャートである。この動作は、例えば、電子装置100に電源が投入されたときに開始する。
 状態判定部230は、充電中信号が「1」(充電中)であるか否かを判断する(ステップS931)。充電中信号が「1」である場合に(ステップS931:Yes)、状態判定部230は、充放電状態が充電状態であると判定する(ステップS932)。
 一方、充電中信号が「0」(放電中)である場合に(ステップS931:No)、状態判定部230は、モード信号が「1」(通常モード)であるか否かを判断する(ステップS933)。モード信号が「1」である場合に(ステップS933:Yes)、状態判定部230は、充放電状態が放電通常モードであると判定する(ステップS934)。一方、モード信号が「0」(スリープモード)である場合に(ステップS933:No)、状態判定部230は、充放電状態が放電スリープモードであると判定する(ステップS935)。
 ステップS932、S934またはS935の後に、電池残量測定部240は、判定された状態に対応する測定周期により、電池残量を測定する(ステップS936)。ステップS936の後に状態判定部230は、ステップS931以降を繰り返す。
 図13は、第1の実施の形態における放電通常モードと充電状態との一方から他方へ遷移する際のシーケンス図の一例である。放電通常モードにおいて電源管理集積回路200は、処理部140などへの電源供給を開始する(ステップS950)。また、電源管理集積回路200は、放電通常モードに対応する測定周期を読み出し(ステップS951)、その測定周期が経過するたびに電池残量を測定する(ステップS952)。電池残量の測定のたびに測定値が処理部140に送信され、処理部140は、その測定値に基づいて電池残量を示すアイコンを表示部150に表示させる(ステップS960)。
 そして、コネクタ110に給電装置が装着されると、電源管理集積回路200は、その装着を検知して充電を開始し(ステップS953)、「1」に設定した充電中信号を処理部140に送信する。これにより、二次電池120の充放電状態は、充電状態に移行する。
 充電状態において処理部140は、充電中を示すアイコンを表示部150に表示させる(ステップS961)。また、電源管理集積回路200は、充電状態に対応する測定周期を読み出し(ステップS954)、その測定周期が経過するたびに電池残量を測定する(ステップS955)。
 なお、処理部140は、充電中において、充電中を示すアイコンとともに、電池残量をさらに表示させてもよい。
 そして、コネクタ110に給電装置が取り外されると、電源管理集積回路200は、その取り外しを検知して充電を終了し(ステップS956)、「0」に設定した充電中信号を処理部140に送信する。これにより、二次電池120の充放電状態は、放電通常モードに移行する。
 放電通常モードにおいて処理部140は、電源管理集積回路200からの測定値に基づいて電池残量を示すアイコンを表示部150に表示させる(ステップS962)。また、電源管理集積回路200は、放電通常モードに対応する測定周期を読み出し(ステップS957)、その測定周期が経過するたびに電池残量を測定する(ステップS958)。
 ここで、電源管理集積回路200が処理部140からの指示に応じて端子電圧Vbatを測定して処理部140に送信し、処理部140が、その測定値から電池残量を求める比較例を想定する。この比較例では、測定のたびに、処理部140が測定の指示を電源管理集積回路200に送信する必要がある。また、処理部140は、充放電状態が変わるたびに、測定周期を電源管理集積回路200に送信する必要がある。さらに、処理部140は、電池残量を算出する処理や、測定周期を変更する処理を実行する必要がある。
 これに対して、電源管理集積回路200は、充放電状態を判定して、現在の状態に対応する測定周期で電池残量の測定を行うため、処理部140は、測定の指示や測定周期を電源管理集積回路200に送信する必要がなくなる。これにより、処理部140との間の通信量を削減することができる。また、処理部140は、電池残量を算出する処理や、測定周期を変更する処理を実行せずに済むため、処理部140の処理量を軽減することができる。この結果、処理部140に実装するソフトウェアを簡略化して、電子装置100の制御を高速に行うことができる。また、制御の高速化により、所定の処理を行う際の処理部140の動作時間を短縮して、その処理に必要な消費電力を削減することができる。さらに、ソフトウェアの簡略化により開発や設計などに要するコストを削減することができる。
 図14は、第1の実施の形態における放電通常モードと放電スリープモードとの一方から他方へ遷移する際のシーケンス図の一例である。放電通常モードにおいて電源管理集積回路200は、処理部140などへの電源供給を開始する(ステップS980)。また、電源管理集積回路200は、放電通常モードに対応する測定周期を読み出し(ステップS981)、その測定周期が経過するたびに電池残量を測定する(ステップS982)。電池残量の測定のたびに測定値が処理部140に送信され、処理部140は、その測定値に基づいて電池残量を示すアイコンを表示部150に表示させる(ステップS990)。
 そして、一定時間以上に亘ってユーザの操作が行われない場合などに、処理部140は、電源断を要求する制御信号を生成して電源管理集積回路200に送信する(ステップS991)。その制御信号に従って電源管理集積回路200は、処理部140などへの電源供給を遮断する(ステップS983)。これにより、二次電池120の充放電状態は、放電スリープモードに移行する。
 放電スリープモードにおいて電源管理集積回路200は、そのモードに対応する測定周期を読み出し(ステップS984)、その測定周期が経過するたびに電池残量を測定する(ステップS985)。また、復帰させるためのスイッチ操作などが行われると復帰判定部130は、復帰指示を生成して電源管理集積回路200に送信する(ステップS970)。この復帰指示に従って電源管理集積回路200は、処理部140などへの電源供給を再開する(ステップS986)。これにより、二次電池120の充放電状態は、放電通常モードに移行する。
 放電通常モードにおいて処理部140は、測定値を電源管理集積回路200から取得し、その測定値に基づいて電池残量を示すアイコンを表示部150に表示させる(ステップS992)。
 このように、放電通常モードと放電スリープモードとの一方から他方に遷移する際においても、測定周期を処理部140が電源管理集積回路200に送信しなくてもよいため、処理部140との間の通信量を削減することができる。また、処理部140、電池残量を算出する処理などを実行せずに済むため、処理部140の処理量を軽減することができる。
 図15は、第1の実施の形態における放電通常モードの電源管理集積回路200の状態を説明するための図である。放電通常モードにおいて電源制御部220は、端子電圧Vbatを出力電圧Vdd1などに変換して処理部140に供給する。また、「1」のモード信号を状態判定部230に供給する。また、充電部210は停止し、充電中信号には「0」が設定される。
 状態判定部230は、充電中信号およびモード信号から、充放電状態が放電通常モードであると判定する。その放電通常モードに応じた測定周期を電池残量測定部240は、測定周期保持部250から読み出し、その測定周期で電池残量を測定する。
 このように、放電通常モードにおいては、電源管理集積回路200内の回路のうち、充電部210のみが停止する。
 図16は、第1の実施の形態における放電スリープモードの電源管理集積回路200の状態を説明するための図である。電源断を要求する制御信号に従って制御回路221は、DC-DCコンバータ222などを停止する。また、制御回路221は、「0」のモード信号を状態判定部230に供給する。充電部210は停止し、充電中信号には「0」が設定される。
 状態判定部230は、充電中信号およびモード信号から、充放電状態が放電スリープモードであると判定する。その放電スリープモードに応じた測定周期を電池残量測定部240は、測定周期保持部250から読み出し、その測定周期で電池残量を測定する。
 このように、放電スリープモードにおいては、電源管理集積回路200内の回路のうち、充電部210と、DC-DCコンバータ222等とが停止する。
 図17は、第1の実施の形態における充電状態の電源管理集積回路200の状態を説明するための図である。放電スリープモードにおいて給電装置が装着されると充電部210は、給電装置からの供給電圧Vdcを用いて、二次電池120を充電する。また、充電部210は、「1」を設定した充電中信号を状態判定部230に供給する。また、モード信号には「0」が設定される。
 状態判定部230は、充電中信号およびモード信号から、充放電状態が充電状態であると判定する。その充電状態に応じた測定周期を電池残量測定部240は、測定周期保持部250から読み出し、その測定周期で電池残量を測定する。
 このように、充電状態においては、充電部210が動作する。また、放電スリープモードから充電状態に移行した際には、DC-DCコンバータ222などが停止している。
 このように、本技術の第1の実施の形態によれば、電源管理集積回路200が二次電池120の充放電状態を判定して、判定した状態に対応する測定周期で電池残量を測定するため、処理部140が測定周期を電源管理集積回路200に送信する必要がなくなる。これにより、処理部140との間の通信量を削減することができる。また、処理部140が、電池残量の測定に関する処理を行う必要が無くなるため、処理部140の処理量を削減することができる。
 <2.第2の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、消費電力の相違により、放電状態を放電通常モードと放電スリープモードとの2つに分類して、それぞれに対応する測定周期を設定していた。しかし、放電通常モードおよび放電スリープモードのそれぞれにおいて、電池残量により放電速度が変化することがある。例えば、リチウムイオン電池などでは、電池残量が一定以下になると、放電速度が速くなる傾向がある。このため、電池残量の時間的な変動を正確に把握する観点から、電池残量が一定以下のときには電池残量の測定周期を短くすることが望ましい。この第2の実施の形態の電源管理集積回路200は、電池残量に応じた測定周期で電池残量を測定する点において第1の実施の形態と異なる。
 図18は、第2の実施の形態における電源管理集積回路200の一構成例を示すブロック図である。この第2の実施の形態の電源管理集積回路200は、状態判定部230および測定周期保持部250の代わりに状態判定部231および測定周期保持部251を備える点において第1の実施の形態と異なる。
 状態判定部231は、電池残量測定部240から測定値を取得して、電池残量の範囲が互いに異なる複数の状態のいずれに充放電状態が該当するかを判定する。測定周期保持部251は、それらの状態のそれぞれに対応付けて測定周期を保持する。
 また、第2の実施の形態の電池残量測定部240は、充電中信号をさらに受け取る第1の実施の形態と異なる。この電池残量測定部240は、放電状態において、判定結果の示す状態に対応する測定周期で電池残量の測定を行い、充電状態では測定を行わない。
 図19は、第2の実施の形態における二次電池120の放電特性の一例を示すグラフである。同図における縦軸は、二次電池120の端子電圧Vbatであり、横軸は時間である。同図は、ある一定容量の負荷を二次電池120に接続した状態で、二次電池120を放電させた際の端子電圧Vbatの時間的変化を示す。
 放電曲線において、端子電圧Vbatが最大値の付近と最小値の付近とで端子電圧Vbatが急激に減少している。言い換えると、電池残量が100%の付近と0%の付近とで、放電速度が上昇する。これらの放電速度が上昇する電池残量の範囲では、電池残量の測定周期を短くすることが望ましい。
 図20は、第2の実施の形態における状態ごとの測定周期の一例を示す図である。例えば、充放電状態は、電池残量が0乃至25%の状態と、26乃至50%の状態と、51乃至75%の状態と、76乃至100%の状態とに分類される。
 前述したように、電池残量が100%の付近と0%との付近で、放電速度が上昇するため、それらの範囲では、電池残量の測定周期を短くすることが望ましい。例えば、電池残量が0乃至25%の状態に対応付けて200ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。また、電池残量が26乃至50%の状態に対応付けて500ミリ秒(ms)の測定周期が保持され、51乃至75%の状態に対応付けて1000ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。電池残量が76乃至100%の状態に対応付けて200ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。
 なお、電池残量の単位として%を用いているが、ミリアンペアアワー(mAh)などを用いてもよい。また、電池残量が100%付近で、あまり放電速度が変わらない電池を用いる場合には、その範囲の測定周期を短くしなくてもよい。この場合には、電池残量が76乃至100%の状態に対応付けて、例えば、1000ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。
 このように、本技術の第2の実施の形態によれば、電源管理集積回路200は、電池残量に応じた測定周期で電池残量を測定するため、電池残量の変化により放電速度が変動しても、その変動後の放電速度に応じた測定周期で測定を行うことができる。
 [変形例]
 上述の第2の実施の形態では、電源管理集積回路200は、充電状態において電池残量の測定を行わなかったが、充電状態で測定を行ってもよい。また、電源管理集積回路200は、放電状態において、スリープモードであるか否かに関わらず、電池残量に応じて測定周期を変更していたが、スリープモードを考慮して測定周期を変更してもよい。この第2の実施の形態の変形例の電源管理集積回路200は、充電状態およびスリープモードのそれぞれの状態に応じた測定周期で電池残量を測定する点において第2の実施の形態と異なる。
 図21は、第2の実施の形態の変形例における電源管理集積回路200の一構成例を示すブロック図である。この第2の実施の形態の変形例の電源管理集積回路200は、状態判定部231および測定周期保持部251の代わりに状態判定部232および測定周期保持部252を備える点において第2の実施の形態と異なる。
 状態判定部232は、電池残量の測定値とモード信号と受電中信号とを取得して、それらに基づいて状態を判定する。例えば、充放電状態は、「充電状態」と、「放電通常モード」と、「放電スリープモード」とに分類される。そして、「放電通常モード」は、電池残量の範囲の異なる複数の状態に分類される。測定周期保持部252は、それらの状態のそれぞれに対応付けて測定周期を保持する。
 図22は、第2の実施の形態の変形例における状態ごとの測定周期の一例を示す図である。第1の実施の形態と同様に「充電状態」に対応付けて、放電状態(「放電通常モード」および「放電スリープモード」)よりも短い測定周期が保持される。また、「放電スリープモード」に対応付けて、「放電通常モード」よりも長い測定周期が保持される。また、「放電通常モード」において、電池残量に応じた測定周期が保持される。
 例えば、「充電状態」に対応付けて、10ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。また、「放電スリープモード」に対応付けて3×10ミリ秒(ms)、すなわち5分の測定周期が保持される。
 また、「放電通常モード」は、例えば、電池残量が0乃至25%の状態と、26乃至50%の状態と、51乃至75%の状態と、76乃至100%の状態とに分類される。電池残量が0乃至25%の状態に対応付けて200ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。また、電池残量が26乃至50%の状態に対応付けて500ミリ秒(ms)の測定周期が保持され、51乃至75%の状態に対応付けて1000ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。電池残量が76乃至100%の状態に対応付けて200ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。
 なお、放電スリープモードを、さらに電池残量の範囲の異なる複数の状態に分類し、電池残量測定部240が、それぞれに対応する測定周期で測定する構成としてもよい。
 このように、本技術の第2の実施の形態の変形例によれば、電源管理集積回路200は、二次電池120の充電状態において放電状態よりも短い測定周期で電池残量を測定するため、充電中に電池残量を表示させることができる。また、電源管理集積回路200は、放電スリープモードにおいて放電通常モードよりも長い測定周期で電池残量を測定するため、消費電力の増大を抑制することができる。
 <3.第3の実施の形態>
 上述の第1の実施の形態では、消費電力の相違により、放電状態を放電通常モードと放電スリープモードとの2つに分類して、それぞれに対応する測定周期を設定した。しかし、放電通常モードにおいて、処理部140の処理量の変動や、表示部150の輝度の変更などにより、負荷電流が変化することがある。ここで、負荷電流は、二次電池120に接続された負荷(処理部140や表示部150など)の消費電流である。この負荷電流が大きいほど放電速度が速くなるため、電池残量の時間的な変動を正確に把握する観点から、負荷電流が大きいほど測定周期を短くすることが望ましい。この第3の実施の形態の電源管理集積回路200は、負荷電流に応じた測定周期で電池残量を測定する点において第1の実施の形態と異なる。
 図23は、第3の実施の形態における電源管理集積回路200の一構成例を示すブロック図である。この第3の実施の形態の電源管理集積回路200は、状態判定部230および測定周期保持部250の代わりに状態判定部233および測定周期保持部253を備える点において第1の実施の形態と異なる。
 状態判定部233は、電源制御部220から負荷電流値を取得して、負荷電流の範囲が互いに異なる複数の状態のいずれに充放電状態が該当するかを判定する。測定周期保持部253は、それらの状態のそれぞれに対応付けて測定周期を保持する。
 また、第2の実施の形態の電池残量測定部240は、充電中信号をさらに受け取る点において第1の実施の形態と異なる。この電池残量測定部240は、放電状態において、判定結果の示す状態に対応する測定周期で電池残量の測定を行い、充電状態では測定を行わない。
 また、第2の実施の形態の電源制御部220は、電流計などにより負荷電流を測定して、その値を状態判定部233に供給する点において第1の実施の形態と異なる。なお、電源制御部220の前段に、電流計を挿入して、その電流計から状態判定部230が負荷電流値を取得する構成としてもよい。電流計の挿入位置により、負荷電流を増減させる負荷の範囲が変化する。例えば、電源制御部220の直前に電流計を挿入した場合には、処理部140などに加えて、電源制御部220が負荷に追加される。また、電源管理集積回路200の前段に電流計を挿入した場合には、処理部140などに加えて、電源管理集積回路200が負荷に追加される。
 図24は、第3の実施の形態における状態ごとの測定周期の一例を示す図である。ここで、負荷電流は、例えば、負荷電流のとりうる最大値に対する割合により表される。例えば、充放電状態は、負荷電流が0乃至25%の状態と、26乃至50%の状態と、51乃至75%の状態と、76乃至100%の状態とに分類される。負荷電流が大きいほど、電池残量の時間的な変動が大きくなるため、負荷電流が大きいほど短い測定周期が保持される。
 例えば、負荷電流が0乃至25%の状態に対応付けて10ミリ秒(ms)、すなわち10秒(s)の測定周期が保持される。また、電池残量が26乃至50%の状態に対応付けて1000ミリ秒(ms)の測定周期が保持され、51乃至75%の状態に対応付けて500ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。電池残量が76乃至100%の状態に対応付けて200ミリ秒(ms)の測定周期が保持される。
 なお、負荷電流の単位として、%の代わりにアンペア(A)を用いてもよい。また、充電状態とスリープモードとを考慮して測定周期を設定してもよい。この場合、例えば、測定周期保持部253は、「充電状態」に対応付けて放電状態よりも短い測定周期を保持し、「放電スリープモード」において「放電通常モード」よりも長い測定周期を保持する。また、測定周期保持部253は、「放電通常モード」において、負荷電流に応じた測定周期を保持する。
 このように、本技術の第3の実施の形態によれば、電源管理集積回路200は、負荷電流が大きいほど短い測定周期で電池残量を測定するため、負荷電流の変化により放電速度が変動しても変動後の放電速度に応じた測定周期で電池残量を測定することができる。
 なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
 また、上述の実施の形態において説明した処理手順は、これら一連の手順を有する方法として捉えてもよく、また、これら一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラム乃至そのプログラムを記憶する記録媒体として捉えてもよい。この記録媒体として、例えば、CD(Compact Disc)、MD(MiniDisc)、DVD(Digital Versatile Disc)、メモリカード、ブルーレイディスク(Blu-ray(登録商標)Disc)等を用いることができる。
 なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
 なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
(1)互いに異なる周期が対応付けられた複数の状態のいずれに電池の充放電状態が該当するかを判定する状態判定部と、
 前記判定された状態に対応する前記周期が経過するたびに前記電池の電池残量を測定する電池残量測定部と
を具備する電源管理集積回路。
(2)前記複数の状態は、放電速度が互いに異なる複数の放電状態を含み、
 前記周期は、前記放電速度が速いほど短い
前記(1)記載の電源管理集積回路。
(3)前記複数の放電状態は、前記電池残量の範囲が互いに異なり、
 前記状態判定部は、前記測定された電池残量に基づいて前記充放電状態を判定する
前記(2)記載の電源管理集積回路。
(4)前記電池に接続された負荷の負荷電流を測定する電流計をさらに具備し、
 前記複数の放電状態は、前記負荷電流の範囲が互いに異なり、
 前記状態判定部は、前記測定された負荷電流に基づいて前記充放電状態を判定する
前記(2)記載の電源管理集積回路。
(5)前記電池が設けられた電子装置の消費電力が所定電力を超える通常状態と前記消費電力が前記所定電力を超える省電力状態とのいずれかに移行させる指示に従って前記消費電力を制御する電源制御部をさらに具備し、
 前記複数の放電状態は、前記通常状態と前記省電力状態とを含み、
 前記状態判定部は、前記制御された消費電力に基づいて前記充放電状態を判定する
前記(2)から(4)のいずれかに記載の電源管理集積回路。
(6)前記複数の状態は、充電状態と放電状態とを含み、
 前記充電状態に対応する前記周期は、前記放電状態に対応する前記周期より短い
前記(1)から(5)のいずれかに記載の電源管理集積回路。
(7)前記電池を充電する充電部をさらに具備し、
 前記状態判定部は、前記充電部が前記電池を充電しているか否かに基づいて前記充放電状態を判定する
前記(6)記載の電源管理集積回路。
(8)前記複数の状態のそれぞれに対応づけて前記周期を保持する保持部をさらに具備し、
 前記電池残量測定部は、前記判定された状態に対応する前記周期を前記保持部から取得する
前記(1)から(7)のいずれかに記載の電源管理集積回路。
(9)電池と、
 互いに異なる周期が対応付けられた複数の状態のいずれに前記電池の充放電状態が該当するかを判定する状態判定部と、前記判定された状態に対応する前記周期が経過するたびに前記電池の電池残量を測定する電池残量測定部とを備える電源管理集積回路と
を具備する電子装置。
(10)互いに異なる周期が対応付けられた複数の状態のいずれに電池の充放電状態が該当するかを判定する状態判定手順と、
 前記判定された状態に対応する前記周期が経過するたびに前記電池の電池残量を測定する電池残量測定手順と
を具備する電源管理集積回路の制御方法。
 100 電子装置
 110 コネクタ
 120 二次電池
 130 復帰判定部
 140 処理部
 150 表示部
 200 電源管理集積回路
 210 充電部
 220 電源制御部
 221 制御回路
 222 DC-DCコンバータ
 223 低損失レギュレータ
 230、231、232、233 状態判定部
 240 電池残量測定部
 241 測定周期取得部
 242 間欠測定部
 243 タイマ
 244 測定値保持部
 250、251、252、253 測定周期保持部

Claims (10)

  1.  互いに異なる周期が対応付けられた複数の状態のいずれに電池の充放電状態が該当するかを判定する状態判定部と、
     前記判定された状態に対応する前記周期が経過するたびに前記電池の電池残量を測定する電池残量測定部と
    を具備する電源管理集積回路。
  2.  前記複数の状態は、放電速度が互いに異なる複数の放電状態を含み、
     前記周期は、前記放電速度が速いほど短い
    請求項1記載の電源管理集積回路。
  3.  前記複数の放電状態は、前記電池残量の範囲が互いに異なり、
     前記状態判定部は、前記測定された電池残量に基づいて前記充放電状態を判定する
    請求項2記載の電源管理集積回路。
  4.  前記電池に接続された負荷の負荷電流を測定する電流計をさらに具備し、
     前記複数の放電状態は、前記負荷電流の範囲が互いに異なり、
     前記状態判定部は、前記測定された負荷電流に基づいて前記充放電状態を判定する
    請求項2記載の電源管理集積回路。
  5.  前記電池が設けられた電子装置の消費電力が所定電力を超える通常状態と前記消費電力が前記所定電力を超えない省電力状態とのいずれかに移行させる指示に従って前記消費電力を制御する電源制御部をさらに具備し、
     前記複数の放電状態は、前記通常状態と前記省電力状態とを含み、
     前記状態判定部は、前記制御された消費電力に基づいて前記充放電状態を判定する
    請求項2記載の電源管理集積回路。
  6.  前記複数の状態は、充電状態と放電状態とを含み、
     前記充電状態に対応する前記周期は、前記放電状態に対応する前記周期より短い
    請求項1記載の電源管理集積回路。
  7.  前記電池を充電する充電部をさらに具備し、
     前記状態判定部は、前記充電部が前記電池を充電しているか否かに基づいて前記充放電状態を判定する
    請求項6記載の電源管理集積回路。
  8.  前記複数の状態のそれぞれに対応づけて前記周期を保持する保持部をさらに具備し、
     前記電池残量測定部は、前記判定された状態に対応する前記周期を前記保持部から取得する
    請求項1記載の電源管理集積回路。
  9.  電池と、
     互いに異なる周期が対応付けられた複数の状態のいずれに前記電池の充放電状態が該当するかを判定する状態判定部と、前記判定された状態に対応する前記周期が経過するたびに前記電池の電池残量を測定する電池残量測定部とを備える電源管理集積回路と
    を具備する電子装置。
  10.  互いに異なる周期が対応付けられた複数の状態のいずれに電池の充放電状態が該当するかを判定する状態判定手順と、
     前記判定された状態に対応する前記周期が経過するたびに前記電池の電池残量を測定する電池残量測定手順と
    を具備する電源管理集積回路の制御方法。
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