JP5235371B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池における充電電流の制御技術に関し、特に、トリクル充電から急速充電に切り替わる際の充電電流の制御に有効な技術に関する。

近年、携帯電話やデジタルカメラなどの電子機器には、リチウムイオン電池などの二次電池が広く用いられている。この二次電池には、充電制御用の半導体集積回路装置が設けられており、該半導体集積回路装置によって、過充電や過放電などの危険を回避しながら二次電池に最適な充電が行われるように制御されている。

一般に、この種の半導体集積回路装置は、電池電圧が低い状態で充電電流を定電流制御し、電池電圧が満充電電圧に近くなると定電圧制御により充電制御を行っている。定電流制御では、電池電圧が非常に少ない状態（たとえば、約３．０Ｖ以下）では微少な電流で充電を行い（いわゆる、トリクル充電）、ある電圧以上（たとえば、約３．０Ｖ以上）となると大電流により急速充電が行われる。

ところが、上記のような半導体集積回路装置における二次電池の充電制御技術では、次のような問題点があることが本発明者により見い出された。

すなわち、二次電池の充電開始時、あるいはトリクル充電から急速充電に移行する際に過大な充電電流が流れてしまい、該二次電池を痛めてしまうという問題がある。

また、急速充電の際には、大電流が流れるために、半導体集積回路装置に設けられた充電制御用のトランジスタのジャンクション温度なども大きくなってしまい、該トランジスタの故障や素子破壊などが生じてしまう恐れがある。

さらに、トランジスタの故障や素子破壊などを防止するために、急速充電時の最大充電電流に充分なマージンをとる必要があるが、急速充電時の最大充電電流量を小さくしてしまうと、二次電池の充電時間の短縮化の要求に応えられなくなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、充電制御用のトランジスタの素子破壊や二次電池の破損などを防止ししながら、充電時間を短縮することのできる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明による半導体集積回路装置は、二次電池の充電を行う充電用トランジスタと、該充電用トランジスタのゲートコントロールを行うゲートコントロール回路と、トリクル充電時において二次電池に充電される充電電流と第１の充電電流設定用電圧とを比較し、急速充電時において二次電池に充電される充電電流と第１の充電電流設定用電圧よりも高い電圧レベルの第２の充電電流設定用電圧とを比較し、二次電池の充電電流が任意の設定値となるようにゲートコントロール回路を制御する制御信号を出力する電流制御部と、該電流制御部に出力する第１、および第２の充電電流設定用電圧を生成する充電電流制御部と、該充電電流制御部の制御を行う充電ロジック部とを備え、充電電流制御部は、二次電池の充電がトリクル充電から急速充電に切り替わると、第１の充電電流設定用電圧を、任意の時間をかけて徐々に上昇させて第２の充電電流設定用電圧に遷移させるものである。

また、本願のその他の発明の概要を簡単に示す。

本発明の半導体集積回路装置は、前記充電電流制御部が、第１の充電電流設定用電圧を生成する第１の定電流制御基準電圧生成部と、充電ロジック部から出力される動作制御信号に基づいて、デジタルデータを生成するデジタルデータ生成部と、該デジタルデータ生成部が生成したデジタルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換器と、制御信号に基づいて、第１の定電流制御基準電圧生成部が生成した第１の充電電流設定用電圧とＤ／Ａ変換器が変換したアナログ信号のいずれかを選択して出力する第１の選択部とを備え、充電ロジック部は、トリクル充電時に第１の定電流制御基準電圧生成部が生成した第１の充電電流設定用電圧を出力させ、急速充電時にＤ／Ａ変換器が変換したアナログ信号を第２の充電電流設定用電圧として出力する制御信号を第１の選択部に出力し、急速充電時は、Ｄ／Ａ変換器が変換した段階的に上昇するアナログ信号を第２の充電電流設定用電圧として電流制御部に出力するものである。

また、本発明の半導体集積回路装置は、充電用トランジスタのジャンクション温度が第１の温度よりも高くなったこと、または第１の温度よりも低い第２の温度よりも低くなったことをそれぞれ検出する第１の温度検出部を備え、充電ロジック部は、急速充電時において、第１の温度検出部が第１の温度よりもジャンクション温度が高くなったことを検出した際に、充電電流上昇停止信号をデジタルデータ生成部に出力し、第１の温度検出部が第２の温度よりも低くなったことを検出すると、デジタルデータ生成部に出力されている充電電流上昇停止信号を解除し、デジタルデータ生成部は、充電電流上昇停止信号が入力されると新たなデジタルデータの生成を停止し、充電電流上昇停止信号が解除されると、デジタルデータの生成を開始するものである。

さらに、本発明の半導体集積回路装置は、充電用トランジスタのジャンクション温度が、第１の温度検よりも高い第３の温度よりも高くなったことを検出する第２の温度検出部を備え、充電ロジック部は、第２の温度検出部が、ジャンクション温度が第３の温度よりも高くなったことを検出すると、デジタルデータ生成部にリセット信号を出力し、デジタルデータ生成部は、リセット信号が入力されると、初期値からデジタルデータを生成するものである。

また、本発明の半導体集積回路装置は、前記充電電流制御部が、第１、および第２の充電電流設定用電圧を生成する第２の定電流制御基準電圧生成部と、充電ロジック部から出力される制御信号に基づいて、第２の定電流制御基準電圧生成部が生成した第１の充電電流設定用電圧、または第２の充電電流設定用電圧のいずれかを選択し、電流制御部に出力する第２の選択部と、充電ロジック部からの制御信号に基づいて、第１の充電電流設定用電圧と略同じ、またはそれ以下の電圧レベルから、任意の時間をかけて第２の充電電流設定用電圧の電圧レベル以上に徐々に遷移するソフトスタート用電圧を生成するソフトスタート部と、急速充電時に第２の定電流制御基準電圧生成部が生成した第２の充電電流設定用電圧とソフトスタート部が生成したソフトスタート用電圧とを比較し、低い電圧レベルの信号を第２の充電電流設定用電圧として電流制御部に出力する低電圧選択部とを備えたものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

（１）トリクル充電から急速充電に移行する際に二次電池に流れる過大なラッシュ電流を防止することができる。

（２）また、半導体集積回路装置のパッケージの破壊などが発生しない範囲で最大の充電電流を供給することが可能となる。

（３）さらに、上記（１）、（２）により、二次電池の信頼性を大幅に向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による半導体集積回路装置のブロック図、図２は、図１の半導体集積回路装置に設けられた充電電流制御部の構成例を示す説明図、図３は、図２の充電電流制御部に設けられたＤ／Ａ変換ロジックの内部構成を示す説明図、図４は、図１の半導体集積回路装置における充電動作の一例を示すフローチャート、図５は、図２の充電電流制御部に設けられたＤ／Ａ変換器における信号タイミングチャートである。

本実施の形態１において、半導体集積回路装置１は、携帯電話などの携帯用電子機器の電源に用いられるリチウムイオン電池などの二次電池における充電制御やバッテリ保護などを行う。

半導体集積回路装置１は、図１に示すように、充電用トランジスタ２、ゲートコントロール回路３、ＣＶ制御アンプ４、ＣＣ制御アンプ５、充電電流検出回路６、充電電流制御部７、基準電圧バイアス回路８、ＵＶＬＯ（ＵｎｄｅｒＶｏｌｔａｇｅ ＬｏｃｋＯｕｔ）９、充電開始電圧検出部１０、完了電流検出部１１、アダプタ検出部１２、パワーオンリセット１３、サーマルシャットダウン１４、発振器１５、トランジスタ１６、電池電圧検出アンプ１７、過電圧検出部１８、再充電検出部１９、充電完了検出部２０、トリクル／急速切り換え検出部２１、ならびに充電ロジック部２２から構成されている。

充電用トランジスタ２は、たとえば、ＰチャネルＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。充電用トランジスタ２の一方の接続部は、電源端子ＶＣＣが接続されており、他方の接続部には、バッテリ端子ＢＡＴが接続されている。

この充電用トランジスタ２のゲートには、ゲートコントロール回路３の出力部が接続されている。ゲートコントロール回路３は、ＣＶ制御アンプ４、およびＣＣ制御アンプ５の信号に基づいて、充電トランジスタのゲートを制御する制御信号を出力し、二次電池が適切な充電電流となるように制御を行う。

ＣＶ制御アンプ４は、後述する検知電圧ＶＳＥＮＳＥと基準電圧Ｖｒｅｆとを比較し、その比較結果を出力する。ＣＶ制御アンプ４は、二次電池の定電圧充電時に用いられ、二次電池の電池電圧が予め設定された任意の電圧（たとえば、約４．２Ｖ）になるようにゲートコントロール回路３を制御する。

電流制御部として機能するＣＣ制御アンプ５は、正（＋）側入力部に後述する充電電流換算電圧Ｖｉｃｈｇが入力され、負（−）側入力部に充電電流制御部７から出力される定電流制御基準電圧Ｖｃｔ１、または定電流制御基準電圧Ｖｃｔ２のいずれかが入力されるように接続されている。

ＣＣ制御アンプ５は、充電電流換算電圧Ｖｉｃｈｇと、充電電流制御部７から出力される第１の充電電流設定用電圧である定電流制御基準電圧Ｖｃｔ１または第２の充電電流設定用電圧である定電流制御基準電圧Ｖｃｔ２のいずれかとを比較し、その比較結果をゲートコントロール回路３に出力する。ＣＣ制御アンプ５は、トリクル充電、および急速充電時に制御を行い、充電電流が任意の設定値で充電されるようにゲートコントロール回路３を制御する。

充電電流検出回路６の入力部は、半導体集積回路装置１の充電電流端子ＲＩＣＨＧに接続されている。この充電電流端子ＲＩＣＨＧには、抵抗が外部接続されており、該抵抗に流れる充電電流を電圧値に変換し、充電電流換算電圧Ｖｉｃｈｇとして出力する。

充電電流制御部７は、二次電池の急速充電時における充電電流設定値となる電圧Ｖｃｔ１，Ｖｃｔ２のいずれかを選択して出力する。基準電圧バイアス回路８は、半導体集積回路装置１の内部電源電圧ＶＤＤ、ならびに基準電圧Ｖｒｅｆを生成して出力する。

ＵＶＬＯ９は、外部接続される充電用アダプタから供給される電源電圧ＶＣＣが任意の電圧以下となると、動作を停止させる停止信号を充電ロジック部２２に出力する。充電ロジック部２２は、停止信号が入力されると充電動作を強制終了させる。

充電開始電圧検出部１０は、二次電池が接続された際に、該二次電池が任意の電圧（たとえば、約１．１Ｖ）以上であるか否かを検出し、任意の電圧以上であれば、充電を開始する開始信号を充電ロジック部２２に出力する。

完了電流検出部１１は、充電電流が任意の設定以下になるのを検出し、検出信号を充電ロジック部２２に出力する。充電ロジック部２２は、検出信号が入力されると、二次電池の充電が終了したと判断する。

アダプタ検出部１２は、外部接続される充電用アダプタから供給される電源電圧ＶＣＣが、任意の電圧値（たとえば、約３．８Ｖ）以上であるかを検出し、その検出結果を充電ロジック部２２に出力する。充電ロジック部２２は、アダプタ検出部１２が、電源電圧ＶＣＣが任意の電圧値以上であることを検出すると、二次電池の充電を開始する。

サーマルシャットダウン１４は、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が任意の温度（たとえば、１５０℃）以上になった際に、シャットダウン信号を出力する。充電ロジック部２２は、サーマルシャットダウン１４のシャットダウン信号が入力されると、半導体集積回路装置１の動作を強制停止させる。

また、パワーオンリセット１３は、半導体集積回路装置１の起動時において、充電ロジック部２２にリセット信号を出力する。

発振器１５は、充電ロジック部２２、および充電電流制御部７の動作に用いられるクロック信号ＣＬＫを生成する。トランジスタ１６は、充電ロジック部２２から出力される制御信号に応じてＯＮ／ＯＦＦし、外部接続されるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの表示灯を点灯／消灯させる。

トランジスタ１６の一方の入力部には、電源電圧ＶＣＣが接続され、該トランジスタ１６の他方の接続部には、半導体集積回路装置１のランプ端子ＬＥＤが接続されている。トランジスタ１６のゲートには、充電ロジック部２２から出力される制御信号が入力されるように接続されている。

電池電圧検出アンプ１７の一方の入力部には、バッテリ電圧端子ＶＢＡＴＳＥＮＳＥが接続されており、該電池電圧検出アンプ１７の他方の入力部には、電池電圧検出アンプ１７の出力部が接続されている。バッテリ電圧端子ＶＢＡＴＳＥＮＳＥは、バッテリ端子ＢＡＴに接続されている。この電池電圧検出アンプ１７は、二次電池の電池電圧を検出し、検知電圧ＶＳＥＮＳＥとして出力する。

過電圧検出部１８は、二次電池の電圧値が任意の設定値以上になることを検出し、検出信号を充電ロジック部２２に出力する。充電ロジック部２２は、過電圧検出部１８の検出信号が入力されると、二次電池が過電圧となっていると判断し、充電エラーモードに移行する。

再充電検出部１９は、充電が完了した二次電池が、任意の電圧以下（たとえば、約３．９Ｖ以下）になると検出信号を充電ロジック部２２に出力する。充電ロジック部２２は、再充電検出部１９の検出信号が入力されると、再び充電を開始する。

充電完了検出部２０は、充電完了判定モードにおいて、二次電池の電圧が任意の電圧（たとえば、約４．０Ｖ）以上かを検出し、検出信号を充電ロジック部２２に出力する。充電ロジック部２２は、二次電池の電圧が任意の電圧以上になったことを示す検出信号が入力された際には、充電が完了したと判断し、任意の電圧以下の場合には充電エラーモードに移行する。

トリクル／急速切り換え検出部２１は、二次電池が定電流充電されている際に、二次電池の電圧を検出し、充電ロジック部２２に出力する。充電ロジック部２２は、電池電圧が任意の電圧（たとえば、約２．９Ｖ）以下の場合、トリクル充電を行う。

また、充電ロジック部２２は、半導体集積回路装置１のすべての制御を司り、二次電池の充電動作における制御を行う。

図２は、充電電流制御部７の構成例を示す説明図である。

充電電流制御部７は、図２に示すように、Ｄ／Ａ変換ロジック２３、Ｄ／Ａ変換器２４、定電流制御基準電圧生成部２５、ならびに切り換え部２６から構成されている。デジタルデータ生成部であるＤ／Ａ変換ロジック２３は、充電ロジック部２２の制御に基づいて、Ｄ／Ａ変換器２４に出力するデジタルデータを生成する。

Ｄ／Ａ変換器２４は、Ｄ／Ａ変換ロジック２３から出力されたデジタルデータをアナログ信号に変換して出力する。Ｄ／Ａ変換器２４が変換したアナログ信号は、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ２となる。この定電流制御基準電圧Ｖｃｔ２は、急速充電時に用いられる基準電圧となる。

第１の定電流制御基準電圧生成部となる定電流制御基準電圧生成部２５は、抵抗Ｒ１，Ｒ２からなり、これら抵抗Ｒ１，Ｒ２が、基準電圧バイアス回路８が生成した基準電圧Ｖｒｅｆと基準電位ＶＳＳとの間に直列接続された構成となっている。そして、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とによって分圧された電圧が定電流制御基準電圧Ｖｃｔ１となる。この定電流制御基準電圧Ｖｃｔ１は、トリクル充電の際に用いられる基準電圧となる。

第１の選択部となる切り換え部２６の一方の入力部には、定電流制御基準電圧生成部２５から出力される定電流制御基準電圧Ｖｃｔ１が入力されるように接続されており、該切り換え部２６の他方の入力部には、Ｄ／Ａ変換器２４から出力される定電流制御基準電圧Ｖｃｔ２が入力されるように接続されている。

切り換え部２６の出力部には、ＣＣ制御アンプ４の負（−）側入力部が接続されている。この切り換え部２６は、充電ロジック部２２から出力される制御信号Ｃに基づいて、出力切り換えを行い、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ１、または定電流制御基準電圧Ｖｃｔ２のいずれかを選択して出力する。

図３は、Ｄ／Ａ変換ロジック２３の内部構成を示す説明図である。

Ｄ／Ａ変換ロジック２３は、図示するように、論理積回路Ｄ１、否定論理積回路ＮＤ１、ならびにフリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６から構成されている。論理積回路Ｄ１の一方の入力部には、発振器１５が生成したクロック信号ＣＬＫが入力されるように接続されている。

また、論理積回路Ｄ１の他方の入力部には、入力の否定論理積回路ＮＤ１の出力部が接続されている。この論理積回路Ｄ１の出力部には、フリップフロップＦＦ１のクロック端子が接続されている。

フリップフロップＦＦ１のデータ端子には、該フリップフロップＦＦ１の反転出力端子、およびフリップフロップＦＦ２のクロック端子がそれぞれ接続されている。フリップフロップＦＦ２のデータ端子には、該フリップフロップＦＦ２の反転出力端子、ならびにフリップフロップＦＦ３のクロック端子がそれぞれ接続されている。

同様に、フリップフロップＦＦ３のデータ端子には、該フリップフロップＦＦ３の反転出力端子、およびフリップフロップＦＦ４のクロック端子がそれぞれ接続されており、このフリップフロップＦＦ４のデータ端子には、該フリップフロップＦＦ４の反転出力端子、ならびにフリップフロップＦＦ５のクロック端子がそれぞれ接続されている。

また、フリップフロップＦＦ５のデータ端子には、該フリップフロップＦＦ５の反転出力端子、およびフリップフロップＦＦ６のクロック端子がそれぞれ接続されている。フリップフロップＦＦ６のデータ端子には、該フリップフロップＦＦ６の反転出力端子が接続されている。さらに、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６の反転出力端子には、否定論理積回路ＮＤ１の入力部がそれぞれ接続されている。

フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６のリセット端子には、充電ロジック部２２から出力されるリセット信号ＲＣが入力されるように接続されている。そして、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６の出力端子から出力される信号Ｓ０〜Ｓ５がＤ／Ａ変換器２４に入力されるように接続されている。

次に、本実施の形態における半導体集積回路装置１の充電動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。なお、図４では、トリクル充電を行った後、急速充電を行う場合の処理例を示している。

二次電池が充電器に装着されると、充電開始電圧検出部１０が、二次電池の電池電圧を検出し、充電が開始される。続いて、トリクル／急速切り換え検出部２１が、二次電池の電圧を測定し、その結果を充電ロジック部２２に出力する。

充電ロジック部２２は、二次電池の電圧が任意の電圧（たとえば、２．９Ｖ）以下の場合には、微少な電流で二次電池を充電するトリクル充電が行われる。また、二次電池の電圧が、その任意の電圧よりも大きい場合には、急速充電を行うように制御する。

充電ロジック部２２が、トリクル充電を行うと判断すると、過電圧検出部１８によって二次電池の電圧が任意の電圧（たとえば、約４．５Ｖ）以上になったかの監視が行われる（ステップＳ１０１）。

過電圧検出部１８が、二次電池の電圧が任意の電圧以上になったことを検出すると、充電ロジック部２２は、ゲートコントロール回路３に対して、充電用トランジスタ２をＯＦＦさせる制御信号を出力して充電を停止させるとともに、充電エラーモードに移行させる（ステップＳ１０２）。

続いて、電池接続検出を行う（ステップＳ１０３）。充電開始電圧検出部１０が、任意の電圧レベル以下と判定した際に、充電ロジック部２２は、二次電池が充電器からはずれたなどによって二次電池が充電器に接続されていないと判断し、ゲートコントロール回路３に充電用トランジスタ２をＯＦＦさせる制御信号を出力して充電を停止させ、電池未接続モードに移行させる（ステップＳ１０４）。

そして、充電ロジック部２２は、タイマ検出処理を行う（ステップＳ１０５）。充電ロジック部２２は、トリクル充電が開始されてから、一定の期間が経過したか否かを判断する。充電ロジック部２２は、一定の期間が経過したことを検出した場合、ゲートコントロール回路３に対して、充電用トランジスタ２をＯＦＦさせる制御信号を出力して充電を停止し、充電エラーモードに移行させる（ステップＳ１０６）。

また、トリクル／急速切り換え検出部２１は、充電されている二次電池の電圧を検出し、該二次電池の電圧が、任意の電圧（たとえば、約２．９Ｖ）以上となっているか検出する（ステップＳ１０７）。

これらステップＳ１０１、Ｓ１０３，Ｓ１０５，Ｓ１０７の処理は、ステップＳ１０７の処理において、トリクル／急速切り換え検出部２１が、二次電池の電圧が任意の電圧以上となったことを検出するまで繰り返し実行される。

そして、ステップＳ１０７の処理において、トリクル／急速切り換え検出部２１が、二次電池の電圧が任意の電圧以上となったことを検出すると、充電ロジック部２２は、トリクル充電タイマを停止し（ステップＳ１０８）、トリクル充電モードから、急速充電モードに移行する。

急速充電モードに移行する際、充電ロジック部２２は、充電電流制御部７の切り換え部２６に制御信号Ｃを出力し、Ｄ／Ａ変換器２４から出力されるアナログ信号の電圧が出力されるように該切り換え部２６を制御する（ステップＳ１０９）。続いて、Ｄ／Ａ変換ロジック２３にリセット信号ＲＣを出力する（ステップＳ１１０）。これにより、急速充電が開始され、充電ロジック部２２は、急速充電用のタイマをリセットし（ステップＳ１１１）、急速充電処理を行う。

ここで、ステップＳ１１１の処理後の急速充電処理における充電電流制御部７の動作について説明する。

図５は、二次電池の充電電流、ならびにＤ／Ａ変換器２４における信号のタイミングチャートである。図５の下方は、Ｄ／Ａ変換ロジック２３から出力されるデジタル信号の出力タイミングを示しており、図５の上方は、Ｄ／Ａ変換ロジック２３から出力されるデジタル信号の出力タイミングに対応する二次電池の充電電流の遷移を示している。

また、図５の下方に示すＤ／Ａ変換ロジック２３におけるデジタル信号の出力タイミングは、上方から下方にかけて、発振器１５から出力されるクロック信号ＣＬＫ、フリップフロップＦＦ１から出力される信号Ｓ０、フリップフロップＦＦ２から出力される信号Ｓ１、フリップフロップＦＦ３から出力される信号Ｓ２、フリップフロップＦＦ４から出力される信号Ｓ３、フリップフロップＦＦ５から出力される信号Ｓ４、およびフリップフロップＦＦ６から出力される信号Ｓ５の信号タイミングをそれぞれ示している。

充電移行処理において、充電ロジック部２２から、リセット信号ＲＣが出力されると、フリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６は、強制リセットされた後、図５の下方に示すように、クロック信号ＣＬＫに基づいて、信号Ｓ０〜Ｓ５をＤ／Ａ変換器２４に出力する。

これを受けて、Ｄ／Ａ変換器２４は、入力された信号Ｓ０〜Ｓ５をアナログ信号に変換し、このアナログ信号は、切り換え部２６を介してＣＣ制御アンプ５に出力される。

これにより、ＣＣ制御アンプ５からは、入力されたアナログ信号の電圧に見合った充電電流にて充電される制御信号がゲートコントロール回路３に出力され、図５の上方に示すように、充電電流が最大充電電流になるまで段階的に上昇することになる。

図５の上方において、クロック信号ＣＬＫが入力されてから、５サイクル目までは、充電電流が、たとえば、最大急速充電電流（たとえば、約１Ａ程度）の約２０％程度（たとえば、約２００ｍＡ程度）であり、その後、クロック信号ＣＬＫが１サイクル遷移（信号Ｓ０〜Ｓ５の出力値が代わる毎に）する毎に、最大急速充電電流となるまで任意の電流値（たとえば、約１２．５ｍＡ程度）が段階的に増加する。

ステップＳ１１１の処理において、急速充電が開始されると、ステップＳ１０１の処理と同様に、過電圧検出部１８によって二次電池の電圧が任意の電圧（たとえば、約４．５Ｖ）以上になったかの監視が行われる（ステップＳ１１２）。

過電圧検出部１８が、二次電池の電圧が任意の電圧以上になったことを検出すると、充電ロジック部２２は、ゲートコントロール回路３に対して、充電用トランジスタ２をＯＦＦさせる制御信号を出力して充電を停止させて充電エラーモードに移行させる（ステップＳ１１３）。

続いて、電池接続検出を行う（ステップＳ１１４）。充電開始電圧検出部１０が、任意の電圧レベル以下と判定すると、充電ロジック部２２は、二次電池が充電器に接続されていないと判断し、ゲートコントロール回路３に充電用トランジスタ２をＯＦＦさせる制御信号を出力して充電を停止させ、電池未接続モードに移行させる（ステップＳ１１５）。

また、充電ロジック部２２は、タイマ検出処理を行う（ステップＳ１１６）。充電ロジック部２２は、急速充電が開始されてから、一定の期間が経過したか否かを判断し、一定の期間が経過している場合、ゲートコントロール回路３に対して、充電用トランジスタ２をＯＦＦさせる制御信号を出力して充電を停止し、充電エラーモードに移行させる（ステップＳ１１７）。

さらに、完了電流検出部１１によって、充電電流が任意の電流値以下になったかが検出され（ステップＳ１１８）、完了電流検出部１１が任意の電流値以下になったことを検出すると、充電ロジック部２２は、二次電池の充電が完了したと判断し、充電完了判定モードに移行させる（ステップＳ１１９）。

このステップＳ１１９の処理では、充電完了検出部２０が、二次電池の電圧が任意の電圧（たとえば、約３．８Ｖ程度）以上であると判断すると、充電ロジック部２２は、充電を終了する。

また、ステップＳ１１８の処理において、完了電流検出部１１が任意の電流値よりも大きいと検出した際には、トリクル／急速切り換え検出部２１が、二次電池の電圧を検出する（ステップＳ１２０）。

そして、ステップＳ１２０の処理において、二次電池の電圧値が任意の電圧（たとえば、約２．９Ｖ程度）以下の場合には、トリクル充電モードに移行させ（ステップＳ１２１）、ステップＳ１０１からの処理を実行する。

また、二次電池の電圧値が任意の電圧（たとえば、約４．２Ｖ程度）以上の場合には、定電圧充電を行った後（ステップＳ１２２）、充電が終了となる。さらに、二次電池の電圧値が任意の電圧間（たとえば、約２．９Ｖよりも大きく、約４．２Ｖ程度よりも小さい）の場合には、再びステップＳ１１２以降の処理を実行する。

それにより、本実施の形態１によれば、トリクル充電から急速充電に切り替わる際に、充電電流を段階的に上昇させることができるので、二次電池に過大なラッシュ電流が流れることを防止することができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２による半導体集積回路装置のブロック図、図７は、図６の半導体集積回路装置に設けられたＤ／Ａ変換ロジックの構成例を示す説明図、図８は、図６の半導体集積回路装置による充電動作の一例を示すフローチャート、図９は、図８のフローチャートの一部の処理例を示す説明図である。

本実施の形態２において、半導体集積回路装置１は、図６に示すように、充電用トランジスタ２、ゲートコントロール回路３、ＣＶ制御アンプ４、ＣＣ制御アンプ５、充電電流検出回路６、充電電流制御部７、基準電圧バイアス回路８、ＵＶＬＯ（ＵｎｄｅｒＶｏｌｔａｇｅ ＬｏｃｋＯｕｔ）９、充電開始電圧検出部１０、完了電流検出部１１、アダプタ検出部１２、パワーオンリセット１３、サーマルシャットダウン１４、発振器１５、トランジスタ１６、電池電圧検出アンプ１７、過電圧検出部１８、再充電検出部１９、充電完了検出部２０、トリクル／急速切り換え検出部２１、ならびに充電ロジック部２２からなる前記実施の形態１と同様の構成に、温度検出回路２７と温度検出部２８，２９とが新たに追加された構成となっている。

温度検出回路２７は、充電用トランジスタ２のジャンクション温度を電圧に変換して出力する。第１の温度検出部である温度検出部２８は、温度検出回路２７から出力される電圧から、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が任意の温度（たとえば、約１１０℃）以上になると検出信号を充電ロジック部２２に出力する。

また、温度検出部２８は、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が任意の温度（たとえば、約８５℃）以下になると検出信号を充電ロジック部２２に出力する。充電ロジック部２２は、急速充電中に温度検出部２８が１１０℃（第１の温度）よりも高いジャンクション温度を検出した場合、充電電流制御部７に充電電流上昇停止信号ＵＳを出力し、充電電流を上昇させず、その状態を維持するように制御する。

また、温度検出部２８が急速充電中に８５℃（第２の温度）よりも低いジャンクション温度を検出した際、充電電流制御部７への充電電流上昇停止信号ＵＳを解除し、充電電流の上昇を再び開始するように制御する。

第２の温度検出部である温度検出部２９は、温度検出回路２７から出力される電圧から、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が、任意の温度（たとえば、約１３５℃（第３の温度））以上になると検出信号を充電ロジック部２２に出力する。

充電ロジック部２２は、急速充電中に温度検出部２９から検出信号が出力された場合、充電電流制御部７に電流設定リセット信号ＲＣＩを出力し、充電電流の設定値をリセットし、初期値に戻す。

また、充電電流制御部７は、前記実施の形態１の図２と同様の構成であり、異なる点は、Ｄ／Ａ変換ロジック２３の内部構成である。

Ｄ／Ａ変換ロジック２３は、図７に示すように、論理積回路Ｄ１、否定論理積回路ＮＤ１、ならびにフリップフロップＦＦ１〜ＦＦ６からなる前記実施の形態１の図３と同様の構成に、インバータＩｖ１と論理積回路Ｄ２とが新たに設けられて構成となっている。

また、論理積回路Ｄ１は、前記実施の形態１においては２入力となっていたが、本実施の形態２では３入力となっている。

インバータＩｖ１の入力部には、充電ロジック部２２から出力される充電電流上昇停止信号ＵＳが入力されるように接続されており、該インバータＩｖ１の出力部には、論理積回路Ｄ１の任意の１つの入力部が接続されている。また、論理積回路Ｄ１においては、他の２つの入力部に、前記実施の形態１と同様に、クロック信号ＣＬＫと否定論理積回路ＮＤ１から出力される信号とがそれぞれ入力されるように接続されている。

論理積回路Ｄ２の一方の入力部には、充電ロジック部２２から出力されるリセット信号ＲＣが入力されるように接続されており、該論理積回路Ｄ２の他方の入力部には、充電ロジック部２２から出力される電流設定リセット信号ＲＣＩが入力されるように接続されている。

また、論理積回路Ｄ２の出力部には、フロップＦＦ１〜ＦＦ６のリセット端子がそれぞれ接続されている。その他の接続構成については、前記実施の形態１の図３と同様であるので説明は省略する。

次に、本実施の形態における半導体集積回路装置１の充電動作について、図８のフローチャートを用いて説明する。また、図８においても、図４と同様にトリクル充電を行った後、急速充電を行う場合の処理例を示している。

図８において、ステップＳ２０１〜Ｓ２１１の処理は、前記実施の形態１の図４のステップＳ１０１からＳ１１１の処理と同じであるので、説明は省略する。また、ステップＳ２１１の処理後の急速充電処理も前記実施の形態１と同様となっている。

そして、急速充電処理が開始されると、温度検出部２８は、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が任意の温度（たとえば、約１１０℃）以上か否かを検出する（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１２の処理において、任意の温度以下の場合には、前記実施の形態１と同様に、急速充電時の最大充電電流となるまで充電電流を段階的に上昇させていく処理を行う（ステップＳ２１３）。

また、ステップＳ２１２の処理において、任意の温度よりも高くなった場合、充電ロジック部２２は、その時点で充電電流を維持しながら二次電池を充電し、充電電流を上昇させる動作を停止する（ステップＳ２１４）。

続いて、温度検出回路２８は、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が任意の温度（たとえば、約８５℃）以上か否かを検出する（ステップＳ２１５）。このステップＳ２１５の処理において、任意の温度よりも高い場合、温度検出回路２９は、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が任意の温度（たとえば、約１３５℃）以上か否かを検出する（ステップＳ２１６）。また、このステップＳ２１５の処理において、任意の温度以下の場合にはステップＳ２１２の処理に戻る。

ステップＳ２１６の処理において、任意の温度よりも高い場合には、充電ロジック部２２が、充電電流を初期値にリセットさせる動作を行い、急速充電処理を始めから再開させる（ステップＳ２１７）。

続いて、サーマルシャットダウン１４は、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が任意の温度（たとえば、約１５０℃）以上か否かを検出し（ステップＳ２１８）、任意の温度よりも高い温度を検出した際、充電ロジック部２２が、充電エラーモードの処理を行い、充電を強制終了させる（ステップＳ２１９）。

また、ステップＳ２１８の処理で任意の温度以下の場合、またはステップＳ２１３の処理後には、ステップＳ２２０〜Ｓ２３０の処理を実行する。これらステップＳ２２０〜Ｓ２３０の処理は、前記実施の形態１における図４のステップＳ１１２〜Ｓ１２２の処理と同様である。

図９は、図８のステップＳ２１２，Ｓ２１４，Ｓ２１５の処理例を示す説明図である。図９の上方は、縦軸に充電電流を示し、横軸に二次電池の電圧を示している。また、図９の下方は、縦軸に充電用トランジスタ２のジャンクション温度を示しており、横軸に二次電池の電圧を示している。

なお、図９では、ステップＳ２１２の処理において、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が、任意の温度（たとえば、約１１０℃）よりも高くなったことが検出された後、最終的に急速充電時の最大充電電流で充電される場合について示している。

まず、トリクル充電から急速充電に移行すると、図９の期間Ｔ１において、充電電流を段階的に上昇する制御が行われる。それに伴って、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が上昇する。

そして、温度検出部２８が、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が、たとえば、約１１０℃よりも高くなったことを検出すると、充電ロジック部２２から充電電流制御部７に、充電電流上昇停止信号ＵＳが出力され、図９の期間Ｔ２に示すように、充電電流の上昇を停止させ、その状態の充電電流値を維持しながら充電を行う。

これによって、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が、徐々に低下していく。そして、温度検出部２８が、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が８５℃以下になったことを検出すると、充電ロジック部２２は、充電電流上昇停止信号ＵＳの出力を停止する。

続いて、充電電流上昇停止信号ＵＳの出力停止を受けて、図９の期間Ｔ３において、充電電流制御部７は、充電電流が段階的に上昇する制御を再開する。この再開によって、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が上昇し、該ジャンクション温度が再び１１０℃よりも高くなると、充電ロジック部２２から充電電流制御部７に対して、充電電流上昇停止信号ＵＳが出力され、図９の期間Ｔ４に示すように、充電電流の上昇が停止され、その状態の充電電流値を維持しながら充電を行う。

そして、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が、徐々に低下していく。そして、温度検出部２８が、充電用トランジスタ２のジャンクション温度が８５℃以下になったことを検出すると、図９の期間Ｔ５に示すように、充電ロジック部２２は、充電電流上昇停止信号ＵＳの出力を停止し、充電電流制御部７が、再度充電電流を段階的に上昇させる。

その後、図９の期間Ｔ６に示すように、充電電流が段階的に増大し、充電電流が設定された最大充電電流となると、その最大充電電流を維持しながら、急速充電が続行される。

それにより、本実施の形態２においては、トリクル充電から急速充電に切り替わる際に、充電電流を段階的に上昇させることができるので、二次電池に過大なラッシュ電流が流れることを防止することができる。

また、充電用トランジスタ２の最大ジャンクション温度を超えない範囲で急速充電の充電電流を制御するので、半導体集積回路装置１のパッケージ破壊などを防止しながら、短時間で二次電池の充電を行うことができる。

（実施の形態３）
図１０は、本発明の実施の形態３による半導体集積回路装置に設けられた充電電流制御部の説明図、図１１は、本発明の実施の形態３による半導体集積回路装置の充電動作例を示すフローチャート、図１２は、図１０の充電電流制御部における各部の電圧波形のタイミングチャートである。

本実施の形態３において、半導体集積回路装置１は、前記実施の形態１の図１と同様に、充電用トランジスタ２、ゲートコントロール回路３、ＣＶ制御アンプ４、ＣＣ制御アンプ５、充電電流検出回路６、充電電流制御部７、基準電圧バイアス回路８、ＵＶＬＯ９、充電開始電圧検出部１０、完了電流検出部１１、アダプタ検出部１２、パワーオンリセット１３、サーマルシャットダウン１４、発振器１５、トランジスタ１６、電池電圧検出アンプ１７、過電圧検出部１８、再充電検出部１９、充電完了検出部２０、トリクル／急速切り換え検出部２１、ならびに充電ロジック部２２からなり、異なる点は、充電電流制御部７の内部構成である。また、充電ロジック部２２においては、充電電流制御部７に対して、制御信号Ｃ１，Ｃ２、ならびに起動制御信号ＳＣをそれぞれ出力するものとする。

充電電流制御部７は、図１０に示すように、トリクル／急速充電設定電圧生成部３０、切り換え部３１、ソフトスタート回路３２、および低電圧選択回路３３から構成されている。

第２の定電流制御基準電圧生成部であるトリクル／急速充電設定電圧生成部３０は、抵抗Ｒ３〜Ｒ５からなり、これら抵抗Ｒ３〜Ｒ５が、基準電圧バイアス回路８が生成した基準電圧Ｖｒｅｆと基準電位ＶＳＳとの間に直列接続された構成となっている。

第２の選択部である切り換え部３１の一方の入力部には、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４と接続部が接続されており、該接続部の分圧電圧が入力されるように接続されている。切り換え部３１の他方の入力部には、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５との接続部が接続されており、該接続部の分圧電圧が入力されるように接続されている。

また、切り換え部３１の出力部には、低電圧選択回路３３の一方の入力部が接続されている。切り換え部３１は、充電ロジック部２２から出力される制御信号Ｃ１に基づいて、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続部から出力される分圧電圧、または抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続部から出力される分圧電圧のいずれかを選択して出力する。

抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続部から出力される分圧電圧は、急速充電時に用いられる第２の充電電流設定用電圧である定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３となる。また、抵抗Ｒ４，Ｒ５の接続部から出力される分圧電圧は、トリクル充電時に用いられる第２の充電電流設定用電圧である定電流制御基準電圧Ｖｃｔ４となる。

ソフトスタート部となるソフトスタート回路３２は、定電流部３４、スイッチ部３５、ならびに静電容量素子３６から構成されている。ソフトスタート回路３２は、トリクル充電から急速充電に切り替わる際にＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部に入力される定電流制御基準電圧の電圧レベルを制御し、充電電流の急激な増加を防止する。

スイッチ部３５の一方の接続部には、定電流部３４の出力部が接続されており、該スイッチ部３５の他方の接続部には、基準電位ＶＳＳが接続されている。また、静電容量素子３６の一方の接続部には、定電流部３４の出力部が接続されており、該静電容量素子３６の他方の接続部には、基準電位ＶＳＳが接続されている。

スイッチ部３５は、充電ロジック部２２から出力される制御信号Ｃ２に基づいて、導通／非導通（ＯＮ／ＯＦＦ）となる。定電流部３４は、ある一定の電流を生成する定電流源回路である。

静電容量素子３６の一方の接続部、定電流部３４の出力部、ならびにスイッチ部３５の一方の接続部がそれぞれ接続された接続部は、ソフトスタート回路３２のソフト端子ＳＴとなり、該ソフト端子から出力される電圧がソフトスタート用電圧となる。

低電圧選択部である低電圧選択回路３３の他方の入力部には、ソフトスタート回路３２のソフト端子ＳＴが接続されている。そして、低電圧選択回路３３の出力部には、ＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部が接続されている。

低電圧選択回路３３の制御端子には、充電ロジック部２２から出力される起動制御信号ＳＣが入力されるように接続されている。アクティブの起動制御信号ＳＣが入力されると、低電圧選択回路３３は、一方の入力部と他方の入力部とに入力された電圧レベルを比較し、低い電圧レベルの信号を選択してＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部に出力する。また、起動制御信号ＳＣがインアクティブの場合には、トリクル／急速充電設定電圧生成部３０から出力される電圧をＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部に出力する。

図１１は、本実施の形態３における半導体集積回路装置１の充電動作例を示すフローチャートである。また、図１１においても、図４と同様にトリクル充電を行った後、急速充電を行う場合の処理例を示している。

図１１において、ステップＳ３０１〜Ｓ３０８の処理は、前記実施の形態１の図４のステップＳ１０１〜Ｓ１０８の処理と同じであるので、説明は省略する。これらステップＳ３０１〜Ｓ３０８の処理の場合、切り換え部３１は、トリクル充電時に用いられる定電流制御基準電圧Ｖｃｔ４が出力されるように設定されており、低電圧選択回路３３からは、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ４がＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部に入力されるように出力されている。

そして、ステップＳ３０８処理で充電タイマが停止すると、充電ロジック部２２は、充電電流設定変更処理を行う（ステップＳ３０９）。この処理では、充電ロジック部２２が、制御信号Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ出力し、切り換え部３１の出力を、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ４から定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３に切り換えるとともに、スイッチ部３５をＯＮ（導通）からＯＦＦ（非導通）に遷移させる。

これにより、ソフトスタート回路３２の静電容量素子３６への充電が開始される（ステップＳ３１０）。低電圧選択回路３３の２つの入力部には、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３と静電容量素子３６の充電電圧とがそれぞれ入力される。

低電圧選択回路３３は、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３と静電容量素子３６の充電電圧とを比較し、電圧の低い信号をＣＣ制御アンプ５に出力する。

充電が開始されてから、ある一定の期間は、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３の電圧レベルよりも、ソフト端子ＳＴから出力される電圧レベルが低くなっているので、低電圧選択回路３３は、定電流制御基準電圧としてソフト端子ＳＴから出力されるソフトスタート用電圧をＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部に出力する。

その後、ソフト端子ＳＴから出力されるソフトスタート用電圧が、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３の電圧よりも高くなると、低電圧選択回路３３は、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３をＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部に出力する（ステップＳ３１１）。

図１２は、ステップＳ３０９〜Ｓ３１１の処理における充電電流制御部７の各部の電圧波形のタイミングチャートである。図１２において、実線は、低電圧選択回路３３から出力される定電流制御基準電圧の電圧波形を示し、点線は、切り換え部３１から出力される定電流制御基準電圧の電圧波形を示し、一点鎖線は、ソフトスタート回路３２のソフト端子ＳＴから出力されるソフトスタート用電圧の波形を示している。

図示するように、トリクル充電の期間Ｔ７では、起動制御信号ＳＣがインアクティブとなっており、低電圧選択回路３３からは、トリクル／急速充電設定電圧生成部３０が生成した定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３（図１２の実線で示す）が出力されている。

ＣＣ制御アンプ５は、充電電流換算電圧Ｖｉｃｈｇと定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３とを比較し、トリクル充電時の充電電流が任意の設定値で充電されるようにゲートコントロール回路３を制御する。

そして、ステップＳ３０９の充電電流設定変更処理が開始されると、ソフトスタート処理の期間Ｔ８へと移行する。この期間Ｔ８では、充電ロジック部２２から、起動制御信号ＳＣ、ならびに制御信号Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ出力される。

これにより、切り換え部３１が切り替わり、低電圧選択回路３３の一方の入力部には、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ４よりも高い電圧レベルの定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３が入力される。このとき、制御信号Ｃ２によってスイッチ部３５がＯＮとなり、ステップＳ３１０の処理である静電容量素子３６への充電が開始される。

アクティブの起動制御信号ＳＣが入力されることにより起動した低電圧選択回路３３は、ソフト端子ＳＴから出力されるソフトスタート用電圧（図１２の一点鎖線）と定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３（図１２の点線）とを比較し、低い電圧レベルであるソフトスタート用電圧（図１２の実線）をＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部に出力する。

期間Ｔ８の実線で示すように、ＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部には、徐々に電圧レベルが高くなるソフトスタート用電圧が入力されることになるので、該ＣＣ制御アンプ５は、トリクル充電から急速充電に移行する際に、充電電流を徐々に上昇させるようにゲートコントロール回路３を制御する。

そして、期間Ｔ９において、静電容量素子３６に充電が充分されると、ソフトスタート用電圧（図１２の一点鎖線）が定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３（図１２の点線）よりも高くなるので、低電圧選択回路３３は、定電流制御基準電圧Ｖｃｔ３をＣＣ制御アンプ５の負（−）側入力部に出力する。これにより、ＣＣ制御アンプ５は、急速充電における任意の設定された充電電流となるようにゲートコントロール回路３を制御する。

これによって、トリクル充電から急速充電動作に移行する際の、充電電流のオーバシュートを防止することができる。

続いて、図１１において、ステップＳ３１２〜３２３の処理を行うが、これらの処理は、図４のステップＳ１１１〜Ｓ１２２の処理と同じであるので、説明は省略する。

それにより、本実施の形態３では、トリクル充電から急速充電に切り替わる際に、急激な充電電流の上昇を防止することが可能となり、二次電池に過大なラッシュ電流が流れることを防止することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記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で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、二次電池の充電制御を行う半導体集積回路装置に適している。

本発明の実施の形態１による半導体集積回路装置のブロック図である。 図１の半導体集積回路装置に設けられた充電電流制御部の構成例を示す説明図である。 図２の充電電流制御部に設けられたＤ／Ａ変換ロジックの内部構成を示す説明図である。 図１の半導体集積回路装置における充電動作の一例を示すフローチャートである。 図２の充電電流制御部に設けられたＤ／Ａ変換器における信号タイミングチャートである。 本発明の実施の形態２による半導体集積回路装置のブロック図である。 図６の半導体集積回路装置に設けられたＤ／Ａ変換ロジックの構成例を示す説明図である。 図６の半導体集積回路装置による充電動作の一例を示すフローチャートである。 図８のフローチャートの一部の処理例を示す説明図である。 本発明の実施の形態３による半導体集積回路装置に設けられた充電電流制御部の説明図である。 本発明の実施の形態３による半導体集積回路装置の充電動作例を示すフローチャートである。 図１０の充電電流制御部における各部の電圧波形のタイミングチャートである。

符号の説明

１ 半導体集積回路装置
２ 充電用トランジスタ
３ ゲートコントロール回路
４ ＣＶ制御アンプ
５ ＣＣ制御アンプ
６ 充電電流検出回路
７ 充電電流制御部
８ 基準電圧バイアス回路
９ ＵＶＬＯ
１０ 充電開始電圧検出部
１１ 完了電流検出部
１２ アダプタ検出部
１３ パワーオンリセット
１４ サーマルシャットダウン
１５ 発振器
１６ トランジスタ
１７ 電池電圧検出アンプ
１８ 過電圧検出部
１９ 再充電検出部
２０ 充電完了検出部
２１ トリクル／急速切り換え検出部
２２ 充電ロジック部
２３ Ｄ／Ａ変換ロジック
２４ Ｄ／Ａ変換器
２５ 定電流制御基準電圧生成部
２６ 切り換え部
２７ 温度検出回路
２８，２９ 温度検出部
３０ トリクル／急速充電設定電圧生成部
３１ 切り換え部
３２ ソフトスタート回路
３３ 低電圧選択回路
３４ 定電流部
３５ スイッチ部
３６ 静電容量素子
Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗
Ｄ１ 論理積回路
Ｄ２ 論理積回路
ＮＤ１ 否定論理積回路
ＦＦ１〜ＦＦ６ フリップフロップ
Ｉｖ１ インバータ

Claims (4)

1. 二次電池の充電を行う充電用トランジスタと、
   前記充電用トランジスタのゲートコントロールを行うゲートコントロール回路と、
   トリクル充電時において前記二次電池に充電される充電電流に対応する充電電流換算電圧と第１の充電電流設定用電圧とを比較し、急速充電時において前記二次電池に充電される充電電流に対応する前記充電電流換算電圧と前記第１の充電電流設定用電圧よりも高い電圧レベルの第２の充電電流設定用電圧とを比較し、前記二次電池の充電電流が所望の設定値となるように前記ゲートコントロール回路を制御する制御信号を出力する電流制御部と、
   前記電流制御部に出力する前記第１、および前記第２の充電電流設定用電圧を生成する充電電流制御部と、
   前記充電電流制御部の制御を行う充電ロジック部とを備え、
   前記充電電流制御部は、
   前記二次電池の充電がトリクル充電から急速充電に切り替わると、前記第１の充電電流設定用電圧を前記第２の充電電流設定用電圧に切り替えるとともに、前記第２の充電電流設定用電圧の電圧値を、一定時間経過後、所望の時間をかけて徐々に上昇させて前記第２の充電電流設定用電圧に遷移させ、
   前記充電電流制御部は、
   前記第１の充電電流設定用電圧を生成する第１の定電流制御基準電圧生成部と、
   前記充電ロジック部から出力される動作制御信号に基づいて、デジタルデータを生成するデジタルデータ生成部と、
   前記デジタルデータ生成部が生成したデジタルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
   制御信号に基づいて、前記第１の定電流制御基準電圧生成部が生成した第１の充電電流設定用電圧と前記Ｄ／Ａ変換器が変換したアナログ信号のいずれかを選択して出力する第１の選択部とを備え、
   前記充電ロジック部は、
   トリクル充電時に前記第１の定電流制御基準電圧生成部が生成した第１の充電電流設定用電圧を出力させ、急速充電時に前記Ｄ／Ａ変換器が変換したアナログ信号を前記第２の充電電流設定用電圧として出力する制御信号を前記第１の選択部に出力し、急速充電時は、前記Ｄ／Ａ変換器が変換した段階的に上昇するアナログ信号を前記第２の充電電流設定用電圧として前記電流制御部に出力することを特徴とする半導体集積回路装置。
2. 請求項１記載の半導体集積回路装置において、
   前記充電用トランジスタのジャンクション温度が第１の温度よりも高くなったこと、または前記第１の温度よりも低い第２の温度よりも低くなったことをそれぞれ検出する第１の温度検出部を備え、
   前記充電ロジック部は、
   急速充電時において、前記第１の温度検出部が第１の温度よりもジャンクション温度が高くなったことを検出した際に、充電電流上昇停止信号を前記デジタルデータ生成部に出力することにより、その時点での充電電流を維持しながら充電させ、前記第１の温度検出部が第２の温度よりも低くなったことを検出すると、前記デジタルデータ生成部に出力されている充電電流上昇停止信号を解除し、
   前記デジタルデータ生成部は、
   前記充電電流上昇停止信号が入力されるとデジタルデータの生成を停止し、前記充電電流上昇停止信号が解除されると、デジタルデータの生成を開始することを特徴とする半導体集積回路装置。
3. 請求項２記載の半導体集積回路装置において、
   前記充電用トランジスタのジャンクション温度が、前記第１の温度よりも高い第３の温度よりも高くなったことを検出する第２の温度検出部を備え、
   前記充電ロジック部は、
   前記第２の温度検出部が、ジャンクション温度が第３の温度よりも高くなったことを検出すると、前記デジタルデータ生成部にリセット信号を出力し、
   前記デジタルデータ生成部は、
   リセット信号が入力されると、初期値からデジタルデータを生成することを特徴とする半導体集積回路装置。
4. 請求項２記載の半導体集積回路装置において、
   前記デジタルデータ生成部への充電電流上昇停止信号の出力と、前記デジタルデータ生成部へ出力されている充電電流上昇停止信号の解除とは、交互に複数回行われることを特徴とする半導体集積回路装置。

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