JP5912514B2 - Electronics - Google Patents

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Description

本発明は、２次電池を充電する充電回路に関する。   The present invention relates to a charging circuit for charging a secondary battery.

携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ノート型パーソナルコンピュータ、ポータブルオーディオプレイヤをはじめとする電池駆動デバイスは、充電可能な２次電池とともに、それを充電するための充電回路を内蔵する。充電回路には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ホストアダプタからＵＳＢケーブルを介して供給された直流電圧にもとづいて２次電池を充電するものが存在する。   Battery-powered devices such as mobile phones, PDAs (Personal Digital Assistants), notebook personal computers, and portable audio players incorporate a rechargeable battery and a charging circuit for charging it. Some charging circuits charge a secondary battery based on a DC voltage supplied from a USB (Universal Serial Bus) host adapter via a USB cable.

図１は、本発明者らが検討したＵＳＢホストアダプタからの直流電圧によって充電可能な電子機器の構成を示すブロック図である。電子機器１ｒは、ホストアダプタ１０２とＵＳＢケーブル１０４を介して接続される。電子機器１ｒは、電池２、マイコン４、起動管理ＩＣ７、ＵＳＢチャージャ検出ＩＣ（Integrated Circuit）６ｒ、システム電源５、充電回路１００を備える。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an electronic device that can be charged by a DC voltage from a USB host adapter examined by the present inventors. The electronic device 1r is connected to the host adapter 102 via the USB cable 104. The electronic device 1r includes a battery 2, a microcomputer 4, a startup management IC 7, a USB charger detection IC (Integrated Circuit) 6r, a system power supply 5, and a charging circuit 100.

マイコン４は、電子機器１ｒ全体を制御するホストプロセッサである。システム電源５は、電池電圧Ｖｂａｔを昇圧、または降圧し、電子機器１ｒの各ブロックに対する複数の電源電圧を生成する。マイコン４には、システム電源５により生成される電源電圧ＶＤＤが供給される。   The microcomputer 4 is a host processor that controls the entire electronic device 1r. The system power supply 5 raises or lowers the battery voltage Vbat to generate a plurality of power supply voltages for each block of the electronic device 1r. The microcomputer 4 is supplied with a power supply voltage VDD generated by the system power supply 5.

起動管理ＩＣ７は、電子機器１ｒがシャットダウンした状態において、起動の契機となるイベントを検出すると、所定のシーケンスにしたがってシステム電源５に各ブロックに対する電源電圧ＶＤＤを生成させ、またマイコン４に所定の処理を実行させる。起動管理ＩＣ７の機能はマイコン４に実装される場合もある。   When the activation management IC 7 detects an event that triggers activation in a state where the electronic device 1r is shut down, the activation management IC 7 causes the system power supply 5 to generate the power supply voltage VDD for each block according to a predetermined sequence, and causes the microcomputer 4 to perform predetermined processing. Is executed. The function of the activation management IC 7 may be implemented in the microcomputer 4.

充電回路１００ｒは、ＵＳＢホストアダプタ（ホストバスアダプタ、ホストコントローラともいう）１０２から供給される直流電圧ＶＢＵＳにもとづいて電池２を充電する。   The charging circuit 100r charges the battery 2 based on the DC voltage VBUS supplied from the USB host adapter (also referred to as a host bus adapter or host controller) 102.

ホストアダプタ１０２には、いくつかの種類が存在する。ＵＳＢのBattery Charging Specification Rev. 1.2では、チャージャの種類として、ＳＤＰ（Standard Downstream Port）、ＤＣＰ（Dedicated Charging Port）、ＣＤＰ（Charging Downstream Port）が定義されている。そしてホストアダプタ１０２が供給できる電流（電流容量）は、チャージャの種類に応じて規定されている。具体的には、ＤＣＰ、ＣＤＰでは１５００ｍＡ、ＳＤＰでは、ＵＳＢのバージョンに応じて１００ｍＡ、５００ｍＡ、９００ｍＡのように規定されている。   There are several types of host adapters 102. In USB Battery Charging Specification Rev. 1.2, SDP (Standard Downstream Port), DCP (Dedicated Charging Port), and CDP (Charging Downstream Port) are defined as charger types. The current (current capacity) that can be supplied by the host adapter 102 is defined according to the type of charger. Specifically, DCmA and DCP are defined as 1500 mA, and SDP is defined as 100 mA, 500 mA, and 900 mA according to the USB version.

充電回路１００ｒが電池２を充電する際に、電池２に供給される充電電流ＩＣＨＧが増大し、充電回路１００ｒの入力電流ＩＶＢＵＳがホストアダプタ１０２の電流容量を超えると、ホストアダプタ１０２から供給される直流電圧ＶＢＵＳがドロップする。そこで充電回路１００ｒは、その入力電流ＩＶＢＵＳを、ホストアダプタ１０２の種類に応じて所定値以下に制限可能に構成される。   When the charging circuit 100r charges the battery 2, the charging current ICHG supplied to the battery 2 increases. When the input current IVBUS of the charging circuit 100r exceeds the current capacity of the host adapter 102, the charging current is supplied from the host adapter 102. The DC voltage VBUS drops. Therefore, the charging circuit 100r is configured to be able to limit the input current IVBUS to a predetermined value or less according to the type of the host adapter 102.

ホストアダプタの種類は、ＵＳＢポートのうち信号ラインＤ＋、Ｄ−の状態（プルアップ、プルダウン、オープンの組み合わせ）に応じて判定可能となっている。ＵＳＢチャージャ検出ＩＣ６ｒは、ホストアダプタ１０２が接続されると、信号ラインＤ＋、Ｄ−の電気的状態に応じてホストアダプタ１０２の種類を判定する。   The type of the host adapter can be determined according to the state of the signal lines D + and D− (combination of pull-up, pull-down, and open) in the USB port. When the host adapter 102 is connected, the USB charger detection IC 6r determines the type of the host adapter 102 according to the electrical state of the signal lines D + and D−.

マイコン４、ＵＳＢチャージャ検出ＩＣ６ｒ、充電回路１００ｒは、Ｉ２Ｃ（Inter IC）バスなどの内部バス８を介して接続されている。マイコン４は、ＵＳＢチャージャ検出ＩＣ６ｒからホストアダプタ１０２の種類を示すデータＤ１を読み出し、充電回路１００ｒの内部レジスタＲ１に、データＤ１と、ホストアダプタ１０２の種類に応じた電流の制限値を示すデータＤ２を書き込む。 The microcomputer 4, the USB charger detection IC 6r, and the charging circuit 100r are connected via an internal bus 8 such as an I 2 C (Inter IC) bus. The microcomputer 4 reads the data D1 indicating the type of the host adapter 102 from the USB charger detection IC 6r, and stores the data D1 and the data D2 indicating the current limit value corresponding to the type of the host adapter 102 in the internal register R1 of the charging circuit 100r. Write.

フェイルセーフのために、レジスタＲ１には、初期値として最小の１００ｍＡに対応するデータが格納される。したがってホストアダプタ１０２が接続された直後、充電回路１００は１００ｍＡをその入力の上限値として電池２を充電する。その後、ホストアダプタ１０２の種類の判定が完了し、レジスタＲ１のデータＤ２が更新されると、入力電流の制限値が高められ、より高速な充電が可能となる。   For fail-safe purposes, the register R1 stores data corresponding to a minimum of 100 mA as an initial value. Therefore, immediately after the host adapter 102 is connected, the charging circuit 100 charges the battery 2 with 100 mA as the upper limit of its input. Thereafter, when the determination of the type of the host adapter 102 is completed and the data D2 of the register R1 is updated, the limit value of the input current is increased, and faster charging becomes possible.

特開２００６−６０９７７号公報JP 2006-60977 A 特開２００６−３０４５００号公報JP 2006-304500 A

いま、電池２が深く放電された状態を考える。この状態では電子機器１ｒがシャットダウンしており、すべての回路ブロックが動作を停止している。つまりマイコン４やＵＳＢチャージャ検出ＩＣ６ｒは動作不能である。   Consider a state where the battery 2 is deeply discharged. In this state, the electronic device 1r is shut down, and all circuit blocks stop operating. That is, the microcomputer 4 and the USB charger detection IC 6r cannot operate.

シャットダウン状態において、充電回路１００ｒにホストアダプタ１０２が接続されたとする。この場合、ＵＳＢチャージャ検出ＩＣ６ｒによるホストアダプタ１０２の種類が判定できず、あるいは判定できたとしてもマイコン４が動作しないため、データＤ１、Ｄ２が充電回路１００ｒの内部レジスタに書き込まれない。したがって充電回路１００ｒは、入力電流がその初期値である最小値に制限された状態で電池２を低速で充電する。   Assume that the host adapter 102 is connected to the charging circuit 100r in the shutdown state. In this case, the type of the host adapter 102 cannot be determined by the USB charger detection IC 6r, or even if it can be determined, the microcomputer 4 does not operate, so the data D1 and D2 are not written to the internal register of the charging circuit 100r. Therefore, the charging circuit 100r charges the battery 2 at a low speed in a state where the input current is limited to the initial minimum value.

その後、電池２の充電が進み、電池電圧ＶＢＡＴがシステムを起動可能なレベルまで上昇したとしても、ユーザが電子機器１の電源ボタンを押すなど、何らかのイベントを発生させない限り、起動管理ＩＣ６は起動シーケンスを開始しない。つまり、電池２が満充電状態となるまで、入力電流ＩＶＢＵＳが１００ｍＡに制限され続けるため、充電時間が非常に長くなってしまう。   Thereafter, even if the charging of the battery 2 proceeds and the battery voltage VBAT rises to a level at which the system can be activated, the activation management IC 6 does not activate the activation sequence unless a user generates an event such as pressing the power button of the electronic device 1. Do not start. That is, since the input current IVBUS is limited to 100 mA until the battery 2 is fully charged, the charging time becomes very long.

このように、図１の電子機器１ｒでは、電池２が深く放電されると、電池２の充電に非常に長い時間を要するという問題がある。なお以上の考察を本発明の分野における共通の一般知識の範囲として捉えてはならない。さらに言えば、上記考察自体が、本出願人がはじめて想到したものである。   As described above, the electronic device 1r shown in FIG. 1 has a problem that it takes a very long time to charge the battery 2 when the battery 2 is deeply discharged. The above consideration should not be taken as a range of common general knowledge in the field of the present invention. Furthermore, the above-mentioned consideration itself is the first time the present applicant has conceived.

本発明は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、シャットダウンしたシステムにおいて電池を短時間で充電可能な充電回路の提供にある。   The present invention has been made in such a situation, and one exemplary object of an embodiment thereof is to provide a charging circuit capable of charging a battery in a short time in a shut down system.

本発明のある態様は、充電回路に関する。充電回路は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ホストアダプタからの直流電圧を受けるＵＳＢポートと、ホストアダプタの種類に応じて設定される電流制限値を示すデータを格納するレジスタと、直流電圧にもとづいて定電流モードまたは定電圧モードで電池を充電する充電部であって、電池の電圧が所定レベルより低いとき、電池に供給される充電電流が第１レベルとなるように電池をプリチャージし、電池の電圧が所定レベルより高いとき、充電電流が第１レベルより大きな第２レベルとなるように電池を急速充電するよう構成され、かつその入力電流が、レジスタに格納されるデータが示す電流制限値以下に制限されるように構成された充電部と、充電部がプリチャージ状態から急速充電状態に遷移すると、外部の起動管理回路に対して、本充電回路が搭載される機器の起動の契機となる起動信号を出力する起動指示回路と、を備える。   One embodiment of the present invention relates to a charging circuit. The charging circuit is based on a DC port that receives a DC voltage from a USB (Universal Serial Bus) host adapter, a register that stores data indicating a current limit value set according to the type of the host adapter, and a DC voltage. A charging unit for charging a battery in a current mode or a constant voltage mode, and when the battery voltage is lower than a predetermined level, the battery is precharged so that a charging current supplied to the battery becomes a first level, When the voltage is higher than a predetermined level, the battery is rapidly charged so that the charging current becomes a second level larger than the first level, and the input current is equal to or less than the current limit value indicated by the data stored in the register. When the charging unit is configured to be limited to a fast charging state from the precharged state and the charging unit is Includes a start instruction circuit that outputs a start signal that triggers the activation of the device electric circuit is mounted, the.

一般的に充電回路は、電池電圧が低い状態においては、小さな電流で電池をプリチャージし、電池電圧が高くなると充電電流を大きくし、急速充電を行う。そして、電池電圧がプリチャージすべき範囲であるとき、電池は定電圧源としては動作せず、負荷電流によって電池電圧が低下する。反対に電池電圧が急速充電すべき範囲では、電池の出力インピーダンスが小さくなり、負荷電流によって電池電圧は低下しなくなる。そこで、プリチャージから急速充電に切りかわったことを契機として、起動管理回路に対して起動信号を出力することにより、起動管理回路は、電池電圧をドロップさせることなくシステムを確実に起動できる。
ＵＳＢチャージャの種類（ＳＤＰ、ＣＤＰ、ＤＣＰ）を判定するＵＳＢチャージャ検出部が充電回路の外部に設けられる場合には、起動信号によってシステムが起動することにより、ＵＳＢチャージャ検出部が動作可能となり、ＵＳＢチャージャがＣＤＰあるいはＤＣＰである場合に、充電部の入力電流の制限値を高めることができ、充電時間を短縮できる。
また、ＵＳＢチャージャ検出部が充電回路に内蔵されているか否かにかかわらず、システムが起動することにより、ＵＳＢトランシーバが動作可能となるため、ＵＳＢチャージャがＳＤＰである場合にＵＳＢのバージョンを判定でき、バージョンが２．０あるいは３．０である場合には、充電部の入力電流の制限値を高め、充電時間を短縮することができる。 In general, the charging circuit precharges the battery with a small current when the battery voltage is low, and increases the charging current when the battery voltage increases to perform rapid charging. When the battery voltage is in a range to be precharged, the battery does not operate as a constant voltage source, and the battery voltage is reduced by the load current. On the contrary, in the range where the battery voltage should be rapidly charged, the output impedance of the battery becomes small, and the battery voltage does not decrease due to the load current. Thus, when the switching from precharge to rapid charge is triggered, the start management circuit can reliably start the system without dropping the battery voltage by outputting the start signal to the start management circuit.
When a USB charger detection unit for determining the type (SDP, CDP, DCP) of the USB charger is provided outside the charging circuit, the USB charger detection unit becomes operable when the system is activated by the activation signal. When the charger is CDP or DCP, the limit value of the input current of the charging unit can be increased, and the charging time can be shortened.
In addition, regardless of whether or not the USB charger detection unit is built in the charging circuit, the USB transceiver can operate when the system is started. Therefore, when the USB charger is SDP, the USB version can be determined. When the version is 2.0 or 3.0, the limit value of the input current of the charging unit can be increased and the charging time can be shortened.

本発明の別の態様もまた、充電回路である。この充電回路は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ホストアダプタからの直流電圧を受けるＵＳＢポートと、ホストアダプタの種類に応じて設定される電流制限値を示すデータを格納するレジスタと、直流電圧にもとづいて定電流モードまたは定電圧モードで電池を充電する充電部であって、その入力電流が、レジスタに格納されるデータが示す電流制限値以下に制限されるように構成された充電部と、電池の電圧が所定のしきい値電圧に達すると、外部の起動管理回路に対して、本充電回路が搭載される機器の起動の契機となる起動信号を出力する起動指示回路と、を備える。   Another aspect of the present invention is also a charging circuit. This charging circuit is based on a USB port that receives a DC voltage from a USB (Universal Serial Bus) host adapter, a register that stores data indicating a current limit value set according to the type of the host adapter, and a DC voltage. A charging unit that charges the battery in a constant current mode or a constant voltage mode, the charging unit configured to limit the input current to a current limit value or less indicated by data stored in the register; and When the voltage reaches a predetermined threshold voltage, an activation instruction circuit is provided that outputs an activation signal that triggers activation of a device in which the charging circuit is mounted to an external activation management circuit.

この態様によると、電池から負荷電流が引かれても電池電圧がドロップしない値にしきい値電圧を選択することにより、起動管理回路は、電池電圧をドロップさせることなくシステムを確実に起動できる。その結果、充電時間を短縮できる。   According to this aspect, by selecting the threshold voltage so that the battery voltage does not drop even when the load current is drawn from the battery, the activation management circuit can reliably activate the system without dropping the battery voltage. As a result, the charging time can be shortened.

ある態様の充電回路は、機器に電池が装着されているか否かを判定する電池検出回路をさらに備えてもよい。起動指示回路は、所期の電池が装着されていないときに、起動信号を生成しない。
所期の電池が接続されていない場合、たとえば、１次電池が接続されていたり、所期の電池とは特性が全く異なる２次電池が接続される場合、あるいは２次電池が装着されるべき箇所に、ＡＣアダプタからの直流電圧を受けるアクセサリが接続されるような場合、充電部を動作させる必要がなく、あるいは動作させるべきではない。このような場合にシステムを起動すると消費電力が無駄となる。この態様によれば、電池を充電する状況においてのみ、システムを起動することができる。 The charging circuit of a certain aspect may further include a battery detection circuit that determines whether or not a battery is attached to the device. The activation instruction circuit does not generate an activation signal when the intended battery is not attached.
When the intended battery is not connected, for example, when a primary battery is connected, or when a secondary battery having completely different characteristics from the intended battery is connected, or a secondary battery should be installed When an accessory that receives a DC voltage from the AC adapter is connected to the location, the charging unit need not be operated or should not be operated. In such a case, when the system is started, power consumption is wasted. According to this aspect, the system can be activated only in a situation where the battery is charged.

電池はサーミスタを内蔵してもよい。電池検出回路は、サーミスタが接続されるべき端子の状態に応じて、電池の有無を判定してもよい。   The battery may incorporate a thermistor. The battery detection circuit may determine the presence or absence of the battery according to the state of the terminal to which the thermistor is to be connected.

ある態様の充電回路は、ＵＳＢポートにホストアダプタが接続されると、ＵＳＢポートの電気的状態にもとづきホストアダプタの種類を判定するＵＳＢチャージャ検出器をさらに備えてもよい。レジスタには、ＵＳＢチャージャ検出器により判定されたホストアダプタの種類に応じて設定される電流制限値を示すデータが格納されてもよい。充電回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されてもよい。
ＵＳＢチャージャ検出器を充電回路に内蔵することにより、システム起動前であっても、ＵＳＢチャージャがＣＤＰあるいはＤＣＰである場合に、電流制限値を高めることができる。 The charging circuit of an aspect may further include a USB charger detector that determines a type of the host adapter based on an electrical state of the USB port when the host adapter is connected to the USB port. The register may store data indicating a current limit value set according to the type of the host adapter determined by the USB charger detector. The charging circuit may be integrated on a single semiconductor substrate.
By incorporating the USB charger detector in the charging circuit, the current limit value can be increased when the USB charger is CDP or DCP even before the system is started.

ある態様の充電回路は、レジスタに格納されるデータに、外部のプロセッサがアクセスするためのインタフェース回路をさらに備えてもよい。   The charging circuit of an aspect may further include an interface circuit for an external processor to access data stored in the register.

本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、電池と、起動の契機となるイベントを検出すると、電子機器の起動を開始する起動管理回路と、ホストアダプタとの間でデータ伝送を行うＵＳＢトランシーバと、電池を充電する上述のいずれかの充電回路と、を備えてもよい。充電回路は、システムがシャットダウンした状態において、ホストアダプタが接続されると電池の充電を開始するよう構成される。起動管理回路は、充電回路から起動信号が出力されると、本電子機器の各ブロックを起動するよう構成される。ＵＳＢトランシーバは、起動後に、ホストアダプタの種類がＳＤＰ（Standard Downstream Port）である場合に、ホストアダプタのバージョンを判定するよう構成される。電子機器は、判定結果に応じた電流制限値が充電回路のレジスタに書き込まれるように構成される。   Another embodiment of the present invention relates to an electronic device. When the electronic device detects an event that triggers activation of the battery, the activation management circuit that starts activation of the electronic device, the USB transceiver that transmits data to and from the host adapter, and any of the above that charges the battery And a charging circuit. The charging circuit is configured to start charging the battery when the host adapter is connected in a state where the system is shut down. The activation management circuit is configured to activate each block of the electronic device when an activation signal is output from the charging circuit. The USB transceiver is configured to determine the version of the host adapter when the host adapter type is SDP (Standard Downstream Port) after activation. The electronic device is configured such that a current limit value corresponding to the determination result is written to a register of the charging circuit.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。   Note that any combination of the above-described constituent elements and the constituent elements and expressions of the present invention replaced with each other among methods, apparatuses, systems, and the like are also effective as an aspect of the present invention.

本発明のある態様によれば、深く放電された電池を短時間で充電できる。   According to an aspect of the present invention, a deeply discharged battery can be charged in a short time.

本発明者らが検討したＵＳＢホストアダプタからの直流電圧によって充電可能な電子機器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electronic device which can be charged with the DC voltage from the USB host adapter which the present inventors examined. 第１の実施の形態に係る充電回路を備える電子機器の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of an electronic device provided with the charging circuit which concerns on 1st Embodiment. 電池電圧ＶＢＡＴとＤＣ／ＤＣコンバータが生成するシステム電圧ＶＳＹＳの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the battery voltage VBAT and the system voltage VSYS which a DC / DC converter produces | generates. ＰＷＭコントローラの構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of a PWM controller. 図２の充電回路の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the charging circuit of FIG. 第２の実施の形態に係る充電回路の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the charging circuit which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施の形態に係る充電回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the charging circuit which concerns on 3rd Embodiment. 図７の充電回路の動作を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows operation | movement of the charging circuit of FIG. 図７の充電回路の第１の変形例の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the 1st modification of the charging circuit of FIG.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。   The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings are denoted by the same reference numerals, and repeated descriptions are omitted as appropriate. The embodiments do not limit the invention but are exemplifications, and all features and combinations thereof described in the embodiments are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。 In this specification, “the state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are physically directly connected, or the member A and the member B are electrically connected to each other. Including the case of being indirectly connected through other members that do not substantially affect the state of connection, or do not impair the functions and effects achieved by the combination thereof.
Similarly, “the state in which the member C is provided between the member A and the member B” refers to the case where the member A and the member C or the member B and the member C are directly connected, as well as their electric It includes cases where the connection is indirectly made through other members that do not substantially affect the general connection state, or that do not impair the functions and effects achieved by their combination.

（第１の実施の形態）
図２は、第１の実施の形態に係る充電回路１００を備える電子機器１の構成を示す回路図である。電子機器１は、たとえば携帯電話端末や、ＰＤＡ、ノート型ＰＣなどの電池駆動型の情報端末機器である。電子機器１は、充電回路１００、電池２、マイコン４、システム電源５、起動管理ＩＣ７、ＵＳＢトランシーバ９、を備える。 (First embodiment)
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration of the electronic apparatus 1 including the charging circuit 100 according to the first embodiment. The electronic device 1 is a battery-driven information terminal device such as a mobile phone terminal, a PDA, or a notebook PC. The electronic device 1 includes a charging circuit 100, a battery 2, a microcomputer 4, a system power supply 5, an activation management IC 7, and a USB transceiver 9.

電池２は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの２次電池であり電池電圧ＶＢＡＴを出力する。電池電圧ＶＢＡＴは、満充電状態で４．２Ｖ程度となる。電子機器１には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ホストアダプタ１０２がＵＳＢケーブル１０４を介して着脱可能となっている。充電回路１００は、直流電圧ＶＢＵＳを受け、それにもとづいて電池２を充電する。直流電圧ＶＢＵＳは、定格５Ｖである。   The battery 2 is a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery, and outputs a battery voltage VBAT. The battery voltage VBAT is about 4.2 V when fully charged. A USB (Universal Serial Bus) host adapter 102 can be attached to and detached from the electronic device 1 via a USB cable 104. Charging circuit 100 receives DC voltage VBUS and charges battery 2 based thereon. The DC voltage VBUS is rated at 5V.

マイコン４は、電子機器１全体を制御するホストプロセッサである。システム電源５は、電池電圧Ｖｂａｔを昇圧、または降圧し、電子機器１の各ブロックに対する複数の電源電圧を生成する。マイコン４には、システム電源５により生成される電源電圧ＶＤＤが供給される。   The microcomputer 4 is a host processor that controls the entire electronic device 1. The system power supply 5 boosts or lowers the battery voltage Vbat to generate a plurality of power supply voltages for each block of the electronic device 1. The microcomputer 4 is supplied with a power supply voltage VDD generated by the system power supply 5.

起動管理ＩＣ７は、電子機器１がシャットダウンした状態において、起動の契機となるイベントを検出すると、所定のシーケンスにしたがってシステム電源５に各ブロックに対する電源電圧ＶＤＤを生成させ、またマイコン４に所定の処理を実行させる。   When the activation management IC 7 detects an event that triggers activation in a state where the electronic device 1 is shut down, the activation management IC 7 causes the system power supply 5 to generate the power supply voltage VDD for each block according to a predetermined sequence, and causes the microcomputer 4 to perform predetermined processing. Is executed.

ＵＳＢトランシーバ９は、ホストアダプタ１０２との間で、信号線Ｄ＋、Ｄ−を介してデータの送受信を行う。   The USB transceiver 9 transmits and receives data to and from the host adapter 102 via signal lines D + and D−.

充電回路１００は、ＵＳＢケーブル１０４と接続されるＵＳＢポート（ＶＢＵＳ、ＤＰ、ＤＭ、ＩＤ、ＧＮＤ）と、ＵＳＢチャージャ検出器６０、コントロールロジック６２、充電部６４、レジスタ６６、インタフェース回路６８、ＯＶＰ（Over Voltage Protection）回路１４、ＵＶＬＯ（Under Voltage LockOut）回路１８、レギュレータ３８を備え、ひとつの半導体チップに一体集積化されている。また充電回路１００は、ＵＳＢポートの直流電圧ＶＢＵＳを電源として動作可能に構成される。「一体集積化」とは、回路の構成要素のすべてが半導体基板上に形成される場合や、回路の主要構成要素が一体集積化される場合が含まれ、回路定数の調節用に一部のインダクタやキャパシタなどが半導体基板の外部に設けられていてもよい。   The charging circuit 100 includes a USB port (VBUS, DP, DM, ID, GND) connected to the USB cable 104, a USB charger detector 60, a control logic 62, a charging unit 64, a register 66, an interface circuit 68, an OVP (OVP). An over voltage protection (IC) circuit 14, a UVLO (under voltage lock out) circuit 18, and a regulator 38 are provided and integrated on a single semiconductor chip. The charging circuit 100 is configured to be operable with the DC voltage VBUS of the USB port as a power source. “Integrated integration” includes the case where all of the circuit components are formed on a semiconductor substrate and the case where the main components of the circuit are integrated. An inductor, a capacitor, or the like may be provided outside the semiconductor substrate.

ＵＳＢポートのＶＢＵＳ端子には、ホストアダプタ１０２からの直流電圧（バス電圧、バスパワーともいう）ＶＢＵＳが供給される。ＤＰ端子、ＤＭ端子は、ＵＳＢケーブルの信号ラインＤ＋、Ｄ−と接続される。ＩＤ端子は本実施の形態では使用されない。ＧＮＤ端子は、ＧＮＤラインと接続される。   A DC voltage (also referred to as bus voltage or bus power) VBUS from the host adapter 102 is supplied to the VBUS terminal of the USB port. The DP terminal and DM terminal are connected to signal lines D + and D- of the USB cable. The ID terminal is not used in this embodiment. The GND terminal is connected to the GND line.

ＵＳＢチャージャ検出器６０は、ＵＳＢポートにホストアダプタ１０２が接続されると、ＵＳＢポートの信号ラインＤ＋、Ｄ−の電気的状態にもとづき、ホストアダプタ１０２の種類を判定し、判定結果を示すデータＳ１をコントロールロジック６２に送信する。   When the host adapter 102 is connected to the USB port, the USB charger detector 60 determines the type of the host adapter 102 based on the electrical state of the signal lines D + and D− of the USB port, and data S1 indicating the determination result. Is transmitted to the control logic 62.

ＵＶＬＯ回路１８は、直流電圧ＶＢＵＳが、充電回路１００が動作可能なしきい値電圧ＶＵＶＬＯ以上か否かを判定する。トランジスタＭ１２のドレインは、ステータス端子ＵＳＢＯＫと接続され、そのゲートには、ＵＶＬＯ回路１８による判定結果に応じた電圧が入力される。ＵＳＢＯＫ端子は、直流電圧ＶＵＳＢが正常であるときローレベル、過電圧状態または低電圧状態においてハイインピーダンスとなる。充電回路１００の外部に設けられるマイコン４は、ステータス端子ＵＳＢＯＫの状態を参照することにより、直流電圧ＶＵＳＢが電子機器１に供給されているか否かを判定できる。   The UVLO circuit 18 determines whether or not the DC voltage VBUS is equal to or higher than a threshold voltage VUVLO at which the charging circuit 100 can operate. The drain of the transistor M12 is connected to the status terminal USBOK, and a voltage corresponding to the determination result by the UVLO circuit 18 is input to its gate. The USBOK terminal becomes a high impedance in a low level, an overvoltage state or a low voltage state when the DC voltage VUSB is normal. The microcomputer 4 provided outside the charging circuit 100 can determine whether or not the DC voltage VUSB is supplied to the electronic device 1 by referring to the state of the status terminal USBOK.

ＯＶＰ回路１４は、直流電圧ＶＢＵＳが所定のしきい値電圧ＶＯＶＰ以下か否かを判定する。ＶＢＵＳ＞ＶＯＶＰのとき過電圧保護がかかり、トランジスタＭ１３がオフする。   The OVP circuit 14 determines whether or not the DC voltage VBUS is equal to or lower than a predetermined threshold voltage VOVP. When VBUS> VOVP, overvoltage protection is applied and the transistor M13 is turned off.

レギュレータ３８は、ＶＩＮ端子の電圧ＶＩＮを受け、所定レベルに安定化された電圧ＶＲＥＧを生成する。電圧ＶＲＥＧは、充電回路１００の内部のいくつかのブロック、たとえばコントロールロジック６２に供給される。   The regulator 38 receives the voltage VIN at the VIN terminal and generates a voltage VREG stabilized at a predetermined level. The voltage VREG is supplied to several blocks inside the charging circuit 100, for example, the control logic 62.

コントロールロジック６２は、充電回路１００を制御するロジック回路である。コントロールロジック６２には、レジスタ６６が設けられる。レジスタ６６は充電回路１００の動作に必要な種々のデータが格納される。本実施の形態において、レジスタ６６は少なくとも、（１）ＵＳＢチャージャ検出器６０により判定されたホストアダプタ１０２の種類を示すデータ（ＵＳＢＣＨＧＤＥＴ［２：０］）と、（２）判定されたホストアダプタ１０２の種類に応じて設定される電流制限値を示すデータ（ＩＵＳＳＥＴ［１：０］）と、を格納する。たとえば電流制限値ＩＭＡＸと、それに対応するデータＩＵＳＳＥＴ［１：０］は以下のように対応付けられる。
ＩＭＡＸ＝１００ｍＡのとき、ＩＵＳＳＥＴ［１：０］＝００ｈ
ＩＭＡＸ＝５００ｍＡのとき、ＩＵＳＳＥＴ［１：０］＝０１ｈ
ＩＭＡＸ＝９００ｍＡのとき、ＩＵＳＳＥＴ［１：０］＝０２ｈ
ＩＭＡＸ＝１５００ｍＡのとき、ＩＵＳＳＥＴ［１：０］＝０３ｈ
充電回路１００の起動、再起動時には、ＩＵＳＳＥＴ［１：０］は初期値"００ｈ"にセットされる。 The control logic 62 is a logic circuit that controls the charging circuit 100. The control logic 62 is provided with a register 66. The register 66 stores various data necessary for the operation of the charging circuit 100. In the present embodiment, the register 66 includes at least (1) data indicating the type of the host adapter 102 determined by the USB charger detector 60 (USBCHGDET [2: 0]) and (2) the determined host adapter 102. And data (IUSSET [1: 0]) indicating the current limit value set according to the type of the data. For example, the current limit value IMAX and the corresponding data IUSSET [1: 0] are associated as follows.
When IMAX = 100 mA, IUSSET [1: 0] = 00h
When IMAX = 500 mA, IUSSET [1: 0] = 01h
When IMAX = 900 mA, IUSSET [1: 0] = 02h
When IMAX = 1500 mA, IUSSET [1: 0] = 03h
When the charging circuit 100 is started and restarted, IUSSET [1: 0] is set to the initial value “00h”.

充電部６４は、バス電圧ＶＢＵＳにもとづいて、定電流モードまたは定電圧モードで電池２を充電する。充電部６４は、その入力電流ＩＶＢＵＳが、レジスタ６６に格納されるデータＩＵＳＳＥＴ［１：０］が示す電流制限値ＩＭＡＸを超えないように構成される。   The charging unit 64 charges the battery 2 in the constant current mode or the constant voltage mode based on the bus voltage VBUS. Charging unit 64 is configured such that input current IVBUS does not exceed current limit value IMAX indicated by data IUSSET [1: 0] stored in register 66.

インタフェース回路６８は、レジスタ６６に格納されるデータに、外部のプロセッサ４がアクセスするために設けられる。たとえば充電回路１００とマイコン４はＩ２Ｃバスで接続される。 The interface circuit 68 is provided for the external processor 4 to access data stored in the register 66. For example, the charging circuit 100 and the microcomputer 4 are connected by an I 2 C bus.

本実施の形態において、充電部６４は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０およびリニアチャージャ５０を備える。ＶＩＮ端子に外付けされる平滑用キャパシタは、充電部６４への入力電圧ＶＩＮを安定化する。降圧ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、入力電圧ＶＩＮを降圧し、システム電圧ＶＳＹＳを生成する。   In the present embodiment, charging unit 64 includes DC / DC converter 30 and linear charger 50. A smoothing capacitor externally attached to the VIN terminal stabilizes the input voltage VIN to the charging unit 64. The step-down DC / DC converter 30 steps down the input voltage VIN and generates a system voltage VSYS.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、スイッチングトランジスタＭ１、同期整流トランジスタＭ２、インダクタＬ１、出力キャパシタＣ１、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）コントローラ３２、入力電流制限回路３４、バックゲートコントローラ３６を備える。   The DC / DC converter 30 includes a switching transistor M1, a synchronous rectification transistor M2, an inductor L1, an output capacitor C1, a PWM (Pulse Width Modulation) controller 32, an input current limiting circuit 34, and a back gate controller 36.

スイッチングトランジスタＭ１、同期整流トランジスタＭ２、インダクタＬ１、出力キャパシタＣ１の構成は、一般的であるため説明を省略する。バックゲートコントローラ３６は、電池からＵＳＢポートに向かって電流が逆流しないように、スイッチングトランジスタＭ１のバックゲートの接続先を制御する。   Since the configuration of the switching transistor M1, the synchronous rectification transistor M2, the inductor L1, and the output capacitor C1 is common, the description thereof is omitted. The back gate controller 36 controls the connection destination of the back gate of the switching transistor M1 so that current does not flow backward from the battery toward the USB port.

ＰＷＭコントローラ３２は、システム電圧ＶＳＹＳが目標電圧と一致するようにデューティ比が調節されるパルス信号を生成し、当該パルス信号にもとづいて、スイッチングトランジスタＭ１、同期整流トランジスタＭ２を相補的にスイッチングする。ＰＷＭコントローラ３２は、電圧モード、平均電流モード、ピーク電流モード、ヒステリシス制御など、公知の回路を利用すればよく、その構成は限定されない。ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成したシステム電圧ＶＳＹＳは、後段のリニアチャージャ５０に供給される。システム電圧ＶＳＹＳは、図示しないその他の負荷へと供給されてもよい。   The PWM controller 32 generates a pulse signal whose duty ratio is adjusted so that the system voltage VSYS matches the target voltage, and switches the switching transistor M1 and the synchronous rectification transistor M2 in a complementary manner based on the pulse signal. The PWM controller 32 may use a known circuit such as a voltage mode, an average current mode, a peak current mode, or a hysteresis control, and its configuration is not limited. The system voltage VSYS generated by the DC / DC converter 30 is supplied to the subsequent linear charger 50. The system voltage VSYS may be supplied to other loads (not shown).

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０は、システム電圧ＶＳＹＳの目標電圧を、電池２の電圧ＶＢＡＴに応じて変化させる。図３は、電池電圧ＶＢＡＴとＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成するシステム電圧ＶＳＹＳの関係を示す図である。具体的には、電池電圧ＶＢＡＴが所定のしきい値Ｖｘ（たとえば３Ｖ）より低いとき、システム電圧ＶＳＹＳの目標値を、しきい値電圧Ｖｘより所定の電圧幅ΔＶ（１００ｍＶ）高い値（Ｖｘ＋ΔＶ）に設定する。また、電池電圧ＶＢＡＴが所定のしきい値（３Ｖ）より高いとき、システム電圧ＶＳＹＳの目標値を、電池電圧ＶＢＡＴより所定の電圧幅ΔＶ（１００ｍＶ）高い値（ＶＢＡＴ＋ΔＶ）に設定する。   The DC / DC converter 30 changes the target voltage of the system voltage VSYS according to the voltage VBAT of the battery 2. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the battery voltage VBAT and the system voltage VSYS generated by the DC / DC converter 30. As shown in FIG. Specifically, when the battery voltage VBAT is lower than a predetermined threshold value Vx (for example, 3V), the target value of the system voltage VSYS is set to a value (Vx + ΔV) higher than the threshold voltage Vx by a predetermined voltage width ΔV (100 mV). Set to. Further, when the battery voltage VBAT is higher than a predetermined threshold value (3V), the target value of the system voltage VSYS is set to a value (VBAT + ΔV) higher than the battery voltage VBAT by a predetermined voltage width ΔV (100 mV).

入力電流制限回路３４は、入力電流ＩＶＢＵＳが電流制限値ＩＭＡＸを超えないように、ＰＷＭコントローラ３２が生成するパルス信号のデューティ比を調節する。たとえばトランジスタＭ１３には、入力電流ＩＶＢＵＳに比例した電圧降下Ｖｓが発生する。入力電流制限回路３４は、この電圧降下Ｖｓが、電流制限値ＩＭＡＸに応じた制限値ＶＩＭＡＸを超えないように、パルス信号のデューティ比を調節する。なお、入力電流制限回路３４の構成は特に限定されず、公知のＤＣ／ＤＣコンバータやリニアレギュレータにおける入力電流の制限回路を用いればよい。   The input current limit circuit 34 adjusts the duty ratio of the pulse signal generated by the PWM controller 32 so that the input current IVBUS does not exceed the current limit value IMAX. For example, a voltage drop Vs proportional to the input current IVBUS is generated in the transistor M13. The input current limit circuit 34 adjusts the duty ratio of the pulse signal so that the voltage drop Vs does not exceed the limit value VIMAX corresponding to the current limit value IMAX. The configuration of the input current limiting circuit 34 is not particularly limited, and an input current limiting circuit in a known DC / DC converter or linear regulator may be used.

図４は、ＰＷＭコントローラ３２の構成例を示す回路図である。
図４のＰＷＭコントローラ３２は、電圧モードの変調器を有する。充電回路１００のＲＥＧＩＮＶ端子には、システム電圧ＶＳＹＳがフィードバックされる。ＥＲＲＩＮＶ端子には、システム電圧ＶＳＹＳを分圧した電圧ＶＳＹＳ’がフィードバックされる。 FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the PWM controller 32.
The PWM controller 32 in FIG. 4 has a voltage mode modulator. The system voltage VSYS is fed back to the REGINV terminal of the charging circuit 100. A voltage VSYS ′ obtained by dividing the system voltage VSYS is fed back to the ERRINV terminal.

ＰＷＭコントローラ３２は、出力が共通にカップリングされた誤差増幅器ＥＡ１、ＥＡ２を備える。誤差増幅器ＥＡ１は、システム電圧ＶＳＹＳ’と、所定の基準電圧ＶＲＥＦの誤差を増幅する。電圧源４０は、システム電圧ＶＳＹＳを電圧幅ΔＶ低い電圧にシフトする。誤差増幅器ＥＡ２は、シフトされた電圧ＶＳＹＳ−ΔＶと、電池電圧ＶＢＡＴの誤差を増幅する。電池電圧ＶＢＡＴがしきい値Ｖｘより低い領域では、誤差増幅器ＥＡ１が支配的となり、電池電圧ＶＢＡＴがしきい値Ｖｘより高い領域では、誤差増幅器ＥＡ２が支配的となる。したがって、誤差増幅器ＥＡ１、ＥＡ２により生成されるフィードバック電圧ＶＦＢは、ＶＢＡＴ＞Ｖｘの領域では、電圧ＶＳＹＳ−ΔＶが電池電圧ＶＢＡＴと近づくように調節され、ＶＢＡＴ＜Ｖｘの領域では、電圧ＶＳＹＳ’が基準電圧ＶＲＥＦと近づくように調節される。オシレータ４２は、所定の周波数の三角波またはのこぎり波の周期電圧ＶＯＳＣを生成する。ＰＷＭコンパレータ４４は、周期電圧ＶＯＳＣとフィードバック電圧ＶＦＢを比較し、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を生成する。ドライバ４６は、ＰＷＭ信号にもとづいて、スイッチングトランジスタＭ１および同期整流トランジスタＭ２をスイッチングする。   The PWM controller 32 includes error amplifiers EA1 and EA2 whose outputs are coupled in common. The error amplifier EA1 amplifies an error between the system voltage VSYS 'and a predetermined reference voltage VREF. The voltage source 40 shifts the system voltage VSYS to a voltage having a voltage width ΔV lower. Error amplifier EA2 amplifies the error between shifted voltage VSYS-ΔV and battery voltage VBAT. In the region where battery voltage VBAT is lower than threshold value Vx, error amplifier EA1 is dominant, and in the region where battery voltage VBAT is higher than threshold value Vx, error amplifier EA2 is dominant. Therefore, the feedback voltage VFB generated by the error amplifiers EA1 and EA2 is adjusted so that the voltage VSYS−ΔV approaches the battery voltage VBAT in the region where VBAT> Vx, and the voltage VSYS ′ is the reference in the region where VBAT <Vx. It is adjusted to approach the voltage VREF. The oscillator 42 generates a periodic voltage VOSC of a triangular wave or a sawtooth wave having a predetermined frequency. The PWM comparator 44 compares the periodic voltage VOSC and the feedback voltage VFB to generate a pulse width modulation (PWM) signal. The driver 46 switches the switching transistor M1 and the synchronous rectification transistor M2 based on the PWM signal.

このＰＷＭコントローラ３２によれば、電池電圧ＶＢＡＴとシステム電圧ＶＳＹＳを、図３に示す関係に保つことができる。なお上述したように、ＰＷＭコントローラ３２の構成は図４の電圧モードの変調器には限定されず、平均電流モード、ピーク電流モードなどを採用してもよい。   According to the PWM controller 32, the battery voltage VBAT and the system voltage VSYS can be maintained in the relationship shown in FIG. As described above, the configuration of the PWM controller 32 is not limited to the voltage mode modulator of FIG. 4, and an average current mode, a peak current mode, or the like may be employed.

入力電流制限回路３４は、たとえば誤差増幅器ＥＡ３で構成される。誤差増幅器ＥＡ３には、入力電流ＩＶＢＵＳに応じた検出電圧Ｖｓと、電流制限値ＩＭＡＸに応じた電圧ＶＩＭＡＸの誤差を増幅する。誤差増幅器ＥＡ３の出力端子は、誤差増幅器ＥＡ１、ＥＡ２の出力端子と共通に接続される。この構成では、ＶｓがＶＩＭＡＸより十分低い領域では、誤差増幅器ＥＡ３はフィードバック電圧ＶＦＢに影響を及ぼさない。ＶｓがＶＩＭＡＸに近づくと、ＶｓがＶＩＭＡＸを超えないように、フィードバック電圧ＶＦＢが調節される。   The input current limiting circuit 34 is configured by, for example, an error amplifier EA3. The error amplifier EA3 amplifies an error between the detection voltage Vs corresponding to the input current IVBUS and the voltage VIMAX corresponding to the current limit value IMAX. The output terminal of the error amplifier EA3 is connected in common with the output terminals of the error amplifiers EA1 and EA2. In this configuration, the error amplifier EA3 does not affect the feedback voltage VFB in a region where Vs is sufficiently lower than VIMAX. As Vs approaches VIMAX, feedback voltage VFB is adjusted so that Vs does not exceed VIMAX.

図２に戻る。リニアチャージャ５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０により生成されたシステム電圧ＶＳＹＳを受け、電池２を充電する。リニアチャージャ５０は、出力トランジスタＭ３、リニアチャージャ５２、バックゲートコントローラ５４を備える。出力トランジスタＭ３は、ＳＹＳＴＥＭ端子と、ＶＢＡＴ端子の間に設けられる。リニアチャージャ５２は、出力トランジスタＭ３のゲート電圧を制御することにより、出力トランジスタＭ３のインピーダンスを調節する。具体的にはリニアチャージャ５２は、電池電圧ＶＢＡＴが低い状態では、定電流モードで動作し、充電電流が一定となるように出力トランジスタＭ３のインピーダンスを調節する。電池電圧ＶＢＡＴが満充電レベルに近づくと定電圧モードで動作し、電池電圧ＶＢＡＴが一定となるように出力トランジスタＭ３のインピーダンスを調節する。   Returning to FIG. The linear charger 50 receives the system voltage VSYS generated by the DC / DC converter 30 and charges the battery 2. The linear charger 50 includes an output transistor M3, a linear charger 52, and a back gate controller 54. The output transistor M3 is provided between the SYSTEM terminal and the VBAT terminal. The linear charger 52 adjusts the impedance of the output transistor M3 by controlling the gate voltage of the output transistor M3. Specifically, the linear charger 52 operates in the constant current mode when the battery voltage VBAT is low, and adjusts the impedance of the output transistor M3 so that the charging current is constant. When the battery voltage VBAT approaches the full charge level, the operation is performed in the constant voltage mode, and the impedance of the output transistor M3 is adjusted so that the battery voltage VBAT becomes constant.

バックゲートコントローラ５４は、出力トランジスタＭ３のバックゲートを介して、電池２から電流が逆流しないように、出力トランジスタＭ３のバックゲートの接続先を制御する。バックゲートコントローラ５４は公知の技術を用いればよく、その構成は特に限定されない。   The back gate controller 54 controls the connection destination of the back gate of the output transistor M3 so that current does not flow backward from the battery 2 via the back gate of the output transistor M3. The back gate controller 54 may use a known technique, and its configuration is not particularly limited.

以上が充電回路１００の構成である。続いてその動作を説明する。   The above is the configuration of the charging circuit 100. Next, the operation will be described.

図５は、図２の充電回路１００の動作を示すタイムチャートである。初期状態（ｔ＜ｔ０）において電池２は、システムが動作不能なレベルまで深く放電しており、電子機器１はシャットダウンしている。時刻ｔ０に、電子機器１にホストアダプタ１０２が接続されると、バス電圧ＶＢＵＳが供給される。   FIG. 5 is a time chart showing the operation of the charging circuit 100 of FIG. In the initial state (t <t0), the battery 2 is deeply discharged to a level at which the system cannot operate, and the electronic device 1 is shut down. When the host adapter 102 is connected to the electronic device 1 at time t0, the bus voltage VBUS is supplied.

バス電圧ＶＢＵＳが供給されることにより、充電回路１００の内部の回路ブロックはすべて動作可能となる。そしてＵＳＢチャージャ検出器６０は直ちにホストアダプタ１０２の種類を判定し、種類を示すデータＵＳＢＣＨＧＤＥＴ［２：０］と、その種類に応じて規定される電流制限値ＩＭＡＸを示すデータＩＵＳＳＥＴ［１：０］をレジスタ６６に格納する。   By supplying the bus voltage VBUS, all the circuit blocks inside the charging circuit 100 can be operated. Then, the USB charger detector 60 immediately determines the type of the host adapter 102, data USBCHGDET [2: 0] indicating the type, and data IUSSET [1: 0] indicating the current limit value IMAX defined according to the type. Is stored in the register 66.

電流制限値ＩＭＡＸが更新されず、初期値１００ｍＡを持続する場合、破線で示すように電池電圧ＶＢＡＴの充電速度は遅くなる。これに対して充電回路１００では、ホストアダプタ１０２が、ＤＣＰあるいはＣＤＰである場合、システム全体がシャットダウンしていても、電流制限値ＩＭＡＸは、初期値の１００ｍＡから、より大きな値、たとえば１５００ｍＡに高められる。その結果、充電部６４による急速充電が可能となり、電池電圧ＶＢＡＴが短時間でシステムの起動可能電圧（ＶＵＶＬＯ＿ＢＡＴ）に達する（時刻ｔ２）。   When the current limit value IMAX is not updated and the initial value of 100 mA is maintained, the charging speed of the battery voltage VBAT is slow as shown by the broken line. On the other hand, in the charging circuit 100, when the host adapter 102 is DCP or CDP, even if the entire system is shut down, the current limit value IMAX is increased from the initial value of 100 mA to a larger value, for example, 1500 mA. It is done. As a result, rapid charging by the charging unit 64 becomes possible, and the battery voltage VBAT reaches the system startable voltage (VUVLO_BAT) in a short time (time t2).

その後、起動管理ＩＣ７が起動の契機となるイベント（たとえば電子機器１の電源オン）を検出すると、システムが起動し、時刻ｔ３にシステムの起動が完了すると、マイコン４が動作可能になる。   Thereafter, when the activation management IC 7 detects an event (for example, power-on of the electronic device 1) that triggers activation, the system is activated, and when the activation of the system is completed at time t3, the microcomputer 4 becomes operable.

上述のようにレジスタ６６に格納されるデータは、マイコン４から参照可能となっている。したがってマイコン４は、ＵＳＢポートに接続されるホストアダプタ１０２の種類を知ることができる。マイコン４は、ホストアダプタ１０２がＳＤＰである場合には、ＵＳＢトランシーバ９に対して、ホストアダプタ１０２との通信を指示する。これにより、ホストアダプタ１０２のバージョンが、ＵＳＢ１．２、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０のいずれであるかを判定できる。ＳＤＰの場合、ＵＳＢ１．２、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ３．０それぞれで、電流制限値ＩＭＡＸは、１００ｍＡ、５００ｍＡ、９００ｍＡと規定される。マイコン４は、ＵＳＢのバージョンに応じた電流制限値ＩＵＳＳＥＴ［１：０］をレジスタ６６に書き込むことができる。   As described above, the data stored in the register 66 can be referred to from the microcomputer 4. Therefore, the microcomputer 4 can know the type of the host adapter 102 connected to the USB port. When the host adapter 102 is SDP, the microcomputer 4 instructs the USB transceiver 9 to communicate with the host adapter 102. Thereby, it can be determined whether the version of the host adapter 102 is USB 1.2, USB 2.0, or USB 3.0. In the case of SDP, the current limit value IMAX is defined as 100 mA, 500 mA, and 900 mA for USB 1.2, USB 2.0, and USB 3.0, respectively. The microcomputer 4 can write the current limit value IUSSET [1: 0] corresponding to the USB version into the register 66.

また、充電回路１００は以下の利点も有する。
もしＤＣ／ＤＣコンバータ３０を省略して、入力電圧ＶＩＮがリニアチャージャ５０に供給されるとする。この場合、ＶＩＮ＝５Ｖ、ＶＢＡＴ＝４．２Ｖとすれば、出力トランジスタＭ３において０．８Ｖもの電圧降下が発生し、電力損失が大きくなる。これに対して、充電回路１００によれば、第１直流電圧ＶＤＣ、第２直流電圧ＶＵＳＢのいずれが供給される場合であっても、それをシステム電圧ＶＳＹＳに降圧して、リニアチャージャ５０に供給するため、高効率で電池２を充電することができる。具体的には、ＶＩＮ＝５Ｖ、ＶＳＹＳ＝４．３Ｖとすれば、出力トランジスタＭ３の電圧降下は０．１Ｖとなり、電力損失を低減することができる。 The charging circuit 100 also has the following advantages.
If the DC / DC converter 30 is omitted, the input voltage VIN is supplied to the linear charger 50. In this case, if VIN = 5V and VBAT = 4.2V, a voltage drop of 0.8V occurs in the output transistor M3, and the power loss increases. On the other hand, according to the charging circuit 100, regardless of whether the first DC voltage VDC or the second DC voltage VUSB is supplied, it is stepped down to the system voltage VSYS and supplied to the linear charger 50. Therefore, the battery 2 can be charged with high efficiency. Specifically, if VIN = 5V and VSYS = 4.3V, the voltage drop of the output transistor M3 becomes 0.1V, and the power loss can be reduced.

さらに、図３に示すように、電池電圧ＶＢＡＴがしきい値電圧Ｖｘより高い領域では、システム電圧ＶＳＹＳを電池電圧ＶＢＡＴに追従させることにより、出力トランジスタＭ３の電圧降下を、電圧幅ΔＶに保つことができる。その結果、電池２を高効率で充電することができる。   Further, as shown in FIG. 3, in a region where the battery voltage VBAT is higher than the threshold voltage Vx, the voltage drop of the output transistor M3 is kept at the voltage width ΔV by causing the system voltage VSYS to follow the battery voltage VBAT. Can do. As a result, the battery 2 can be charged with high efficiency.

充電回路１００の別の利点は、比較技術との対比によって明確となる。比較技術においては、リニアチャージャ５０を省略し、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０によって直接電池２を充電する。比較技術では、出力トランジスタＭ３における電力損失が存在しないため、効率の観点で優れている。ところが、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の出力であるシステム電圧ＶＳＹＳが電池電圧ＶＢＡＴと等しくなるため、電池電圧ＶＢＡＴが非常に低い状況（たとえば１．５Ｖ）において、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が生成するシステム電圧ＶＳＹＳも低くなる。つまり、高効率充電と引き換えに、負荷に十分な電源電圧を供給できなくなる。   Another advantage of the charging circuit 100 becomes apparent by comparison with comparative techniques. In the comparison technique, the linear charger 50 is omitted, and the battery 2 is directly charged by the DC / DC converter 30. The comparison technique is excellent in terms of efficiency because there is no power loss in the output transistor M3. However, since the system voltage VSYS which is the output of the DC / DC converter 30 becomes equal to the battery voltage VBAT, the system voltage VSYS generated by the DC / DC converter 30 in a situation where the battery voltage VBAT is very low (for example, 1.5 V). Also lower. That is, a sufficient power supply voltage cannot be supplied to the load in exchange for high-efficiency charging.

これに対して、実施の形態に係る充電回路１００では、電池電圧ＶＢＡＴがしきい値Ｖｘより低い領域においては、システム電圧ＶＳＹＳを（Ｖｘ＋ΔＶ）に安定化する。これにより、電池２を充電しつつも、負荷に十分な電源電圧を供給することができる。   In contrast, in charging circuit 100 according to the embodiment, system voltage VSYS is stabilized at (Vx + ΔV) in a region where battery voltage VBAT is lower than threshold value Vx. Thereby, it is possible to supply a sufficient power supply voltage to the load while charging the battery 2.

以上、本発明のある態様について、第１の実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。   As described above, an aspect of the present invention has been described based on the first embodiment. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.

実施の形態では、充電部６４を、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０とリニアチャージャ５０で構成したが、本発明はそれに限定されない。たとえばリニアチャージャ５０を省略してＤＣ／ＤＣコンバータ３０によって直接電池２を充電してもよい。この場合、システム電圧ＶＳＹＳを負荷に供給できなくなるが、電池２を急速充電可能という利点は享受できる。
またＤＣ／ＤＣコンバータ３０を省略して、リニアチャージャ５０はバス電圧ＶＢＵＳにもとづいて電池２を充電してもよい。この場合、効率は悪化するが、電池２を急速充電可能という利点は享受できる。 In the embodiment, the charging unit 64 includes the DC / DC converter 30 and the linear charger 50, but the present invention is not limited thereto. For example, the battery 2 may be directly charged by the DC / DC converter 30 with the linear charger 50 omitted. In this case, the system voltage VSYS cannot be supplied to the load, but the advantage that the battery 2 can be rapidly charged can be enjoyed.
Further, the DC / DC converter 30 may be omitted, and the linear charger 50 may charge the battery 2 based on the bus voltage VBUS. In this case, although the efficiency deteriorates, the advantage that the battery 2 can be rapidly charged can be enjoyed.

（第２の実施の形態）
続いて、第２の実施の形態に係る充電回路１００を説明する。第２の実施の形態では、ホストアダプタ１０２の電流容量がその仕様よりも小さい場合においても、電池２を確実に充電する技術が提供される。第２の実施の形態に係る充電回路１００は、図２の充電回路１００と同様に構成され、第１の実施の形態の特徴も有している。 (Second Embodiment)
Next, the charging circuit 100 according to the second embodiment will be described. The second embodiment provides a technique for reliably charging the battery 2 even when the current capacity of the host adapter 102 is smaller than its specification. The charging circuit 100 according to the second embodiment is configured in the same manner as the charging circuit 100 of FIG. 2, and also has the characteristics of the first embodiment.

上述のように、ＵＶＬＯ回路１８は、バス電圧ＶＢＵＳを所定の下限しきい値電圧ＶＵＶＬＯと比較する。ＵＶＬＯ回路１８は、バス電圧ＶＢＵＳが下限しきい値電圧ＶＵＶＬＯを下回るとアサートされる低電圧検出信号Ｓ２を生成する。つまり低電圧検出信号Ｓ２は、ホストアダプタ１０２の電流容量が小さいときに、バス電圧ＶＢＵＳがドロップしたことを検出する。ホストアダプタ１０２の電流容量不足に起因するバス電圧ＶＢＵＳのドロップの検出は、ＵＶＬＯ回路１８とは別に設けられたコンパレータによって検出してもよい。コントロールロジック６２は、低電圧検出信号Ｓ２がアサートされると、レジスタ６６のデータＵＶＬＯ＿ＤＥＴに、電圧ドロップが発生したことを示す値"１"を格納する。低電圧検出信号Ｓ２がアサートされないときには、データＵＶＬＯ＿ＤＥＴには"０"が格納される。   As described above, the UVLO circuit 18 compares the bus voltage VBUS with a predetermined lower threshold voltage VUVLO. The UVLO circuit 18 generates a low voltage detection signal S2 that is asserted when the bus voltage VBUS falls below the lower threshold voltage VUVLO. That is, the low voltage detection signal S2 detects that the bus voltage VBUS is dropped when the current capacity of the host adapter 102 is small. The detection of the drop of the bus voltage VBUS caused by the current capacity shortage of the host adapter 102 may be detected by a comparator provided separately from the UVLO circuit 18. When the low voltage detection signal S2 is asserted, the control logic 62 stores a value “1” indicating that a voltage drop has occurred in the data UVLO_DET of the register 66. When the low voltage detection signal S2 is not asserted, “0” is stored in the data UVLO_DET.

本実施の形態において、レジスタ６６には、現在の電流制限値を示すデータＩＵＳＳＥＴ［１：０］に加えて、直前の電流制限値を示すデータＬＡＳＴ＿ＩＵＳＳＥＴ［１：０］が格納される。   In the present embodiment, the register 66 stores data LAST_IUSSET [1: 0] indicating the immediately preceding current limit value in addition to the data IUSSET [1: 0] indicating the current current limit value.

充電回路１００は、低電圧検出信号Ｓ２がアサートされると、一旦リセットされ、再起動される。充電回路１００の各ブロックは、再起動後に、予め定められた所定のシーケンスを実行する。つまりＵＳＢチャージャ検出器６０は、低電圧検出信号Ｓ２がアサートされるたびに、ホストアダプタ１０２の種類を再判定することになる。ただし、レギュレータ３８のみは動作状態を持続し、したがって電圧ＶＲＥＧはもとの電圧レベルを維持し続け、レジスタ６６に格納されるデータＩＵＳＳＥＴ［１：０］、ＬＡＳＴ＿ＩＵＳＳＥＴ［１：０］、ＵＳＢＣＨＧＤＥＴ［２：０］、ＵＶＬＯ＿ＤＥＴは再起動後も維持される。   The charging circuit 100 is once reset and restarted when the low voltage detection signal S2 is asserted. Each block of the charging circuit 100 executes a predetermined sequence after restarting. That is, the USB charger detector 60 re-determines the type of the host adapter 102 every time the low voltage detection signal S2 is asserted. However, only the regulator 38 continues to operate, and thus the voltage VREG continues to maintain the original voltage level, and data IUSSET [1: 0], LAST_IUSSET [1: 0], USBCHGDET [2] stored in the register 66. : 0], UVLO_DET is maintained after restart.

再起動後におけるデータＵＶＬＯ＿ＤＥＴが"１"であることは、再起動前において、入力電流の超過によるバス電圧ＶＢＵＳのドロップが発生したことを示す。このときコントロールロジック６２は、レジスタ６６のデータＩＵＳＳＥＴ［１：０］を、データＬＡＳＴ＿ＩＵＳＳＥＴ［１：０］が示す直前の電流制限値よりも低い新たな電流制限値に更新する。   The fact that the data UVLO_DET after the restart is “1” indicates that the bus voltage VBUS is dropped due to the excess of the input current before the restart. At this time, the control logic 62 updates the data IUSSET [1: 0] of the register 66 to a new current limit value lower than the current limit value immediately before indicated by the data LAST_IUSSET [1: 0].

本実施の形態では、制限電流値ＩＭＡＸは、１００ｍＡ、５００ｍＡ、９００ｍＡ、１５００ｍＡの４ステップで切換可能となっている。コントロールロジック６２は、低電圧検出信号Ｓ２がアサートされると、レジスタ６６のデータＩＵＳＳＥＴ［１：０］に、ＬＡＳＴ＿ＩＵＳＳＥＴ［１：０］−１を格納する。これにより、新たな電流制限値ＩＭＡＸは、直前の電流制限値ＩＭＡＸよりも１段階低い値に更新される。   In the present embodiment, limit current value IMAX can be switched in four steps of 100 mA, 500 mA, 900 mA, and 1500 mA. When the low voltage detection signal S2 is asserted, the control logic 62 stores LAST_IUSSET [1: 0] -1 in the data IUSSET [1: 0] of the register 66. As a result, the new current limit value IMAX is updated to a value one step lower than the previous current limit value IMAX.

ホストアダプタ１０２の電流容量が仕様より小さい場合、レジスタ６６に格納される電流制限値は徐々に低下していく。ホストアダプタの種類に応じた初期状態の電流制限値ＩＭＡＸが、電流制限値ＩＭＡＸの最小値（１００ｍＡ）より高い場合、つまり、コントロールロジック６２がＤＣＰあるいはＣＤＰである場合に、レジスタ６６に格納されるデータＩＵＳＳＥＴ［１：０］が最小値１００ｍＡまで低下すると、そしてコントロールロジック６２は、ホストアダプタ１０２にもとづく充電を停止する。ＤＣＰあるいはＣＤＰのホストアダプタ１０２であるにもかかわらず、その電流容量が１００ｍＡ程度である場合は、故障あるいは不良が疑われるため、充電を停止することにより、充電回路１００やその他の部品が保護される。   When the current capacity of the host adapter 102 is smaller than the specification, the current limit value stored in the register 66 gradually decreases. When the current limit value IMAX in the initial state according to the type of the host adapter is higher than the minimum value (100 mA) of the current limit value IMAX, that is, when the control logic 62 is DCP or CDP, it is stored in the register 66. When the data IUSSET [1: 0] decreases to the minimum value of 100 mA, the control logic 62 stops charging based on the host adapter 102. If the current capacity is about 100 mA despite being a DCP or CDP host adapter 102, a failure or failure is suspected, so charging is stopped to protect the charging circuit 100 and other components. The

以上が第２の実施の形態に係る充電回路１００の構成である。続いてその動作を説明する。図６は、第２の実施の形態に係る充電回路１００の動作を示すタイムチャートである。時刻ｔ０に、電子機器１にホストアダプタ１０２が接続されると、バス電圧ＶＢＵＳが供給され、ＶＩＮ端子の電圧が上昇する。またレギュレータ３８によって電圧ＶＲＥＧが生成される。   The above is the configuration of the charging circuit 100 according to the second embodiment. Next, the operation will be described. FIG. 6 is a time chart showing the operation of the charging circuit 100 according to the second embodiment. When the host adapter 102 is connected to the electronic device 1 at time t0, the bus voltage VBUS is supplied, and the voltage at the VIN terminal increases. Further, the voltage VREG is generated by the regulator 38.

時刻ｔ１にはＵＳＢチャージャ検出器６０がホストアダプタ１０２の種類の判定を開始する。判定期間中は、レジスタ６６のデータＩＵＳＳＥＴ[１：０]は初期値の００ｈに設定される。また入力電圧ＶＩＮが所定レベルに上昇した後、コントロールロジック６２は時刻ｔ２にＤＣＤＣ＿ＣＴＲＬ信号をアサートし、ＰＷＭコントローラ３２が動作を開始する。   At time t1, the USB charger detector 60 starts determining the type of the host adapter 102. During the determination period, the data IUSSET [1: 0] in the register 66 is set to the initial value 00h. Further, after the input voltage VIN rises to a predetermined level, the control logic 62 asserts the DCDC_CTRL signal at time t2, and the PWM controller 32 starts its operation.

ＤＣ／ＤＣコンバータ３０が昇圧動作を開始すると、システム電圧ＶＳＹＳが上昇し、それとともに入力電流ＩＶＢＵＳが流れ始める。このとき入力電流ＩＶＢＵＳは、電流制限値ＩＭＡＸの初期値１００ｍＡに制限される。時刻ｔ３にＵＳＢチャージャ検出器６０によってホストアダプタ１０２の種類が判定される。ホストアダプタ１０２がＤＣＰあるいはＣＤＰであるとき、レジスタ６６のデータＩＵＳＳＥＴ[１：０]は１５００ｍＡに対応する０３ｈとなる。あわせてデータＬＡＳＴ＿ＩＵＳＳＥＴ［１：０］にも０３ｈが書き込まれる。   When the DC / DC converter 30 starts the step-up operation, the system voltage VSYS rises and the input current IVBUS starts to flow along with it. At this time, the input current IVBUS is limited to the initial value 100 mA of the current limit value IMAX. At time t3, the USB charger detector 60 determines the type of the host adapter 102. When the host adapter 102 is DCP or CDP, the data IUSSET [1: 0] in the register 66 is 03h corresponding to 1500 mA. At the same time, 03h is also written in the data LAST_IUSSET [1: 0].

そうすると入力電流ＩＶＢＵＳの制限値が１５００ｍＡとなり、入力電流ＩＶＢＵＳが増大する。このとき、ホストアダプタ１０２の電流容量が１５００ｍＡよりも小さいと、バス電圧ＶＢＵＳがドロップする。バス電圧ＶＢＵＳがしきい値電圧ＶＵＶＬＯ以下にドロップすると、低電圧検出信号Ｓ２がアサートされ、充電回路１００が一旦リセットされる。レジスタ６６のＵＶＬＯ＿ＤＥＴには１が格納される。   Then, the limit value of the input current IVBUS becomes 1500 mA, and the input current IVBUS increases. At this time, if the current capacity of the host adapter 102 is smaller than 1500 mA, the bus voltage VBUS drops. When the bus voltage VBUS drops below the threshold voltage VUVLO, the low voltage detection signal S2 is asserted and the charging circuit 100 is once reset. 1 is stored in UVLO_DET of the register 66.

充電回路１００がリセットされるとＤＣＤＣ＿ＣＴＲＬ信号がネゲートされ、ＰＷＭコントローラ３２が停止し、入力電流ＩＶＢＵＳはゼロとなる。するとバス電圧ＶＢＵＳはもとのレベルに戻り、低電圧検出信号Ｓ２は再びネゲートされる（時刻ｔ４）。   When the charging circuit 100 is reset, the DCDC_CTRL signal is negated, the PWM controller 32 is stopped, and the input current IVBUS becomes zero. Then, the bus voltage VBUS returns to the original level, and the low voltage detection signal S2 is negated again (time t4).

低電圧検出信号Ｓ２がネゲートされると、充電回路１００の起動シーケンスが開始する。すなわち、コントロールロジック６２は、ＵＳＢチャージャ検出器６０に、ホストアダプタ１０２の種類の再判定を指示する。また所定時間経過後の時刻ｔ５にコントロールロジック６２がＤＣＤＣ＿ＣＴＲＬ信号をアサートすると、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０の昇圧動作が開始し、入力電流ＩＶＢＵＳが流れ始める。このときＵＳＢチャージャ検出器６０は判定中であるため、入力電流ＩＶＢＵＳの制限値は１００ｍＡである。   When the low voltage detection signal S2 is negated, the activation sequence of the charging circuit 100 starts. That is, the control logic 62 instructs the USB charger detector 60 to redetermine the type of the host adapter 102. When the control logic 62 asserts the DCDC_CTRL signal at time t5 after the predetermined time has elapsed, the boosting operation of the DC / DC converter 30 starts and the input current IVBUS begins to flow. At this time, since the USB charger detector 60 is determining, the limit value of the input current IVBUS is 100 mA.

時刻ｔ６にＵＳＢチャージャ検出器６０によりホストアダプタ１０２の種類が判定される。判定された種類がＤＣＰあるいはＣＤＰである場合、レジスタ６６のデータＵＶＬＯ＿ＤＥＴが１であれば、今回の電流制限値ＩＭＡＸは、前回の電流制限値１５００ｍＡより１段階小さい９００ｍＡに設定される。これは、ＩＵＳＳＥＴ［１：０］にＬＡＳＴ＿ＩＵＳＳＥＴ［１：０］−１＝０２ｈを格納することで実現される。   At time t6, the USB charger detector 60 determines the type of the host adapter 102. If the determined type is DCP or CDP and the data UVLO_DET in the register 66 is 1, the current limit value IMAX of this time is set to 900 mA, which is one step lower than the previous current limit value of 1500 mA. This is realized by storing LAST_IUSSET [1: 0] -1 = 02h in IUSSET [1: 0].

電流制限値の更新により、入力電流ＩＶＢＵＳが９００ｍＡまで増大する。このとき、ホストアダプタ１０２の電流容量が９００ｍＡ以上であれば、それ以降、バス電圧ＶＢＵＳの大きなドロップは生じなくなり、安定して電池２を充電することができる。   The update of the current limit value increases the input current IVBUS to 900 mA. At this time, if the current capacity of the host adapter 102 is 900 mA or more, a large drop of the bus voltage VBUS does not occur thereafter, and the battery 2 can be charged stably.

もし、ホストアダプタ１０２の電流容量が９００ｍＡよりも小さければ、同じシーケンスを繰り返し、電流制限値が５００ｍＡに低減される。５００ｍＡでもバス電圧ＶＢＵＳが低下する場合、充電回路１００は充電を停止する。   If the current capacity of the host adapter 102 is smaller than 900 mA, the same sequence is repeated and the current limit value is reduced to 500 mA. If the bus voltage VBUS decreases even at 500 mA, the charging circuit 100 stops charging.

このように、第２の実施の形態に係る充電回路１００によれば、仕様よりも電流容量が小さいホストアダプタが接続された場合に、充電とシャットダウンを繰り返すループを抑制でき、可能な限り大きな入力電流で、電池を安定かつ継続的に充電することができる。   As described above, according to the charging circuit 100 according to the second embodiment, when a host adapter having a smaller current capacity than the specification is connected, a loop that repeats charging and shutting down can be suppressed, and an input that is as large as possible. The battery can be stably and continuously charged with electric current.

以上、本発明のある態様について、第２の実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。   As described above, an aspect of the present invention has been described based on the second embodiment. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.

第２の実施の形態の電流制限値の更新の技術は、第１の実施の形態とは別の技術、たとえば図１の充電回路１００ｒと組み合わせてもよい。   The technique of updating the current limit value of the second embodiment may be combined with a technique different from that of the first embodiment, for example, the charging circuit 100r of FIG.

また第２の実施の形態においても、充電部６４の構成は限定されず、ＤＣ／ＤＣコンバータ３０のみ、あるいはリニアチャージャ５０のみとしてもよい。   Also in the second embodiment, the configuration of the charging unit 64 is not limited, and only the DC / DC converter 30 or only the linear charger 50 may be used.

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る充電回路１００を説明する。第３の実施の形態は、第１、第２の実施の形態あるいは図１の充電回路と組み合わせることが可能である。ここでは、第１の実施の形態と組み合わせた場合を説明する。 (Third embodiment)
A charging circuit 100 according to a third embodiment will be described. The third embodiment can be combined with the first and second embodiments or the charging circuit of FIG. Here, the case where it combines with 1st Embodiment is demonstrated.

第１の実施の形態では、ＵＳＢチャージャ検出器６０を充電回路１００に内蔵することにより、システムがシャットダウンしていても、ホストアダプタ１０２がＣＤＰあるいはＤＣＰである場合に、充電部６４の入力電流ＩＶＢＵＳの制限値ＩＭＡＸを高め、電池２を短時間で充電することができる。   In the first embodiment, the USB charger detector 60 is built in the charging circuit 100, so that the input current IVBUS of the charging unit 64 can be obtained when the host adapter 102 is CDP or DCP even when the system is shut down. The limit value IMAX can be increased and the battery 2 can be charged in a short time.

ところが、システムがシャットダウンしていると、ＵＳＢトランシーバ９が動作しないため、ホストアダプタ１０２がＳＤＰである場合に、ＵＳＢのバージョンが判定されない。つまりホストアダプタ１０２がＵＳＢ２．０あるいはＵＳＢ３．０に準拠していたとしても充電速度を速めることができない。第３の実施の形態では、ホストアダプタ１０２がＳＤＰである場合に、短時間で電池を充電する技術が提供される。   However, since the USB transceiver 9 does not operate when the system is shut down, the USB version is not determined when the host adapter 102 is SDP. That is, even if the host adapter 102 conforms to USB 2.0 or USB 3.0, the charging speed cannot be increased. The third embodiment provides a technique for charging a battery in a short time when the host adapter 102 is SDP.

図７は、第３の実施の形態に係る充電回路１００ａの構成を示す回路図である。充電回路１００ａは、図２の充電回路１００に加えて、起動指示回路７０、温度モニタ回路７２、電池検出回路７４、を備える。   FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a charging circuit 100a according to the third embodiment. The charging circuit 100a includes a start instruction circuit 70, a temperature monitor circuit 72, and a battery detection circuit 74 in addition to the charging circuit 100 of FIG.

充電部６４は、電池２の電圧ＶＢＡＴが所定レベルＶＴＨより低いとき、電池２に供給される充電電流ＩＣＨＧが第１レベル（たとえば８０ｍＡ）となるように電池２を充電（プリチャージという）し、電池電圧ＶＢＡＴが所定レベルＶＴＨより高いとき、充電電流ＩＣＨＧが第１レベルより大きな第２レベル（たとえば４００ｍＡ）となるように電池２を充電する（急速充電という）。充電部６４の入力電流ＩＶＢＵＳが、レジスタ６６に格納されるデータが示す電流制限値ＩＭＡＸ以下に制限される点は第１、第２の実施の形態と同様である。   When the voltage VBAT of the battery 2 is lower than a predetermined level VTH, the charging unit 64 charges the battery 2 (referred to as precharge) so that the charging current ICHG supplied to the battery 2 becomes the first level (for example, 80 mA), When the battery voltage VBAT is higher than a predetermined level VTH, the battery 2 is charged so that the charging current ICHG becomes a second level (for example, 400 mA) larger than the first level (referred to as rapid charging). Similar to the first and second embodiments, the input current IVBUS of the charging unit 64 is limited to be equal to or less than the current limit value IMAX indicated by the data stored in the register 66.

コントロールロジック６２ａは、リニアチャージャ５２を制御することにより、定電流充電の際の充電電流ＩＣＨＧの目標値を切り換える。コントロールロジック６２にはいわゆるステートマシンが内蔵されており、電池電圧ＶＢＡＴと所定レベルＶＴＨの比較結果に応じて、プリジャージ状態と急速充電状態が遷移する。   The control logic 62a switches the target value of the charging current ICHG during constant current charging by controlling the linear charger 52. The control logic 62 incorporates a so-called state machine, and transitions between the pre-jersey state and the quick charge state according to the comparison result between the battery voltage VBAT and the predetermined level VTH.

起動指示回路７０は、コントロールロジック６２のステートマシンの状態を監視し、充電部６４がプリチャージ状態から急速充電状態に遷移すると、外部の起動管理ＩＣ７に対して、電子機器１ａの起動の契機となる起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮを出力する。
起動管理ＩＣ７は、充電回路１００ａから起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮが出力されると、それを電子機器１ａの起動の契機となるイベントとして、電子機器１ａの各ブロックを所定のシーケンスで起動する。 The start instruction circuit 70 monitors the state of the state machine of the control logic 62, and when the charging unit 64 transitions from the precharge state to the quick charge state, the external start management IC 7 is instructed to start the electronic device 1a. The activation signal XPWR_ON is output.
When the activation signal XPWR_ON is output from the charging circuit 100a, the activation management IC 7 activates each block of the electronic device 1a in a predetermined sequence, using this as an event that triggers the activation of the electronic device 1a.

電池２は、内部セルの温度に応じた抵抗値を有するサーミスタＲＴＨを内蔵する。サーミスタＲＴＨは、外部の抵抗Ｒ１１によって所定の電圧レベルＶＲＥＧにプルアップされる。充電回路１００のサーミスタ端子ＴＨは、サーミスタＲＴＨと抵抗Ｒ１１の接続点と結線される。サーミスタ端子ＴＨには、温度に応じた電圧が入力される。温度モニタ回路７２は、サーミスタ端子ＴＨの電圧を監視し、温度が所定のしきい値以上になると、充電回路１００をシャットダウンさせる（サーマルシャットダウン）。   The battery 2 includes a thermistor RTH having a resistance value corresponding to the temperature of the internal cell. The thermistor RTH is pulled up to a predetermined voltage level VREG by an external resistor R11. The thermistor terminal TH of the charging circuit 100 is connected to a connection point between the thermistor RTH and the resistor R11. A voltage corresponding to the temperature is input to the thermistor terminal TH. The temperature monitor circuit 72 monitors the voltage of the thermistor terminal TH, and shuts down the charging circuit 100 when the temperature exceeds a predetermined threshold (thermal shutdown).

電池検出回路７４は、ＶＢＡＴ端子に、所期の電池２が装着されているか否かを判定する。
所期の電池２が接続されている場合、サーミスタ端子ＴＨの電圧は、電圧ＶＲＥＧを、抵抗Ｒ１１、ＲＴＨによって分圧した電圧となる。一方、所期の電池２が接続されない場合、サーミスタ端子ＴＨの電圧は、電圧ＶＲＥＧにプルアップされる。そこで電池検出回路７４はサーミスタ端子ＴＨの電圧にもとづいて、電池２の有無を判定してもよい。もっとも電池２の有無の判定手法はそれには限定されない。電池２の有無を示す検出信号Ｓ３は、起動指示回路７０に入力される。 The battery detection circuit 74 determines whether or not the intended battery 2 is attached to the VBAT terminal.
When the intended battery 2 is connected, the voltage of the thermistor terminal TH is a voltage obtained by dividing the voltage VREG by the resistors R11 and RTH. On the other hand, when the intended battery 2 is not connected, the voltage of the thermistor terminal TH is pulled up to the voltage VREG. Therefore, the battery detection circuit 74 may determine the presence or absence of the battery 2 based on the voltage of the thermistor terminal TH. However, the method for determining the presence or absence of the battery 2 is not limited thereto. A detection signal S3 indicating the presence or absence of the battery 2 is input to the activation instruction circuit 70.

起動指示回路７０は、検出信号Ｓ３を参照し、所期の電池２が装着されていない場合には、起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮを生成しない。   The activation instruction circuit 70 refers to the detection signal S3 and does not generate the activation signal XPWR_ON when the intended battery 2 is not attached.

以上が充電回路１００ａの構成である。続いてその動作を説明する。図８は、図７の充電回路１００ａの動作を示すタイムチャートである。初期状態（ｔ＜ｔ０）において電池２は、システムが動作不能なレベルまで深く放電しており、電子機器１はシャットダウンしている。時刻ｔ０に、電子機器１にホストアダプタ１０２が接続されると、バス電圧ＶＢＵＳが供給される。   The above is the configuration of the charging circuit 100a. Next, the operation will be described. FIG. 8 is a time chart showing the operation of the charging circuit 100a of FIG. In the initial state (t <t0), the battery 2 is deeply discharged to a level at which the system cannot operate, and the electronic device 1 is shut down. When the host adapter 102 is connected to the electronic device 1 at time t0, the bus voltage VBUS is supplied.

バス電圧ＶＢＵＳが供給されることにより、充電回路１００の内部の回路ブロックはすべて動作可能となる。そしてＵＳＢチャージャ検出器６０は直ちにホストアダプタ１０２の種類を判定し、種類を示すデータＵＳＢＣＨＧＤＥＴ［２：０］と、その種類に応じて規定される電流制限値ＩＭＡＸを示すデータＩＵＳＳＥＴ［１：０］をレジスタ６６に格納する。ホストアダプタ１０２の種類がＳＤＰである場合、ＩＵＳＳＥＴ［１：０］には初期値と同じ００ｈ（１００ｍＡ）が格納される。   By supplying the bus voltage VBUS, all the circuit blocks inside the charging circuit 100 can be operated. Then, the USB charger detector 60 immediately determines the type of the host adapter 102, data USBCHGDET [2: 0] indicating the type, and data IUSSET [1: 0] indicating the current limit value IMAX defined according to the type. Is stored in the register 66. When the type of the host adapter 102 is SDP, 00h (100 mA) which is the same as the initial value is stored in IUSSET [1: 0].

電池電圧ＶＢＡＴが低いため、充電部６４は、ＩＣＨＧ＝４０ｍＡのプリジャージを行う。その後、時刻ｔ１に電池電圧ＶＢＡＴが所定レベルＶＴＨに達すると、充電部６４はＩＣＨＧ＝４００ｍＡの急速充電に移行する。ところが、このときには入力電流ＩＶＢＵＳは１００ｍＡに制限されているため、実際の充電電流ＩＣＨＧは４００ｍＡより低いレベルに制限されるであろう。   Since the battery voltage VBAT is low, the charging unit 64 performs pre-jersey of ICHG = 40 mA. Thereafter, when battery voltage VBAT reaches predetermined level VTH at time t1, charging unit 64 shifts to quick charging of ICHG = 400 mA. However, since the input current IVBUS is limited to 100 mA at this time, the actual charging current ICHG will be limited to a level lower than 400 mA.

時刻ｔ１にプリチャージから急速充電に移行すると、起動指示回路７０は起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮを出力する。これを受けて起動管理ＩＣ７はシステムを起動し、時刻ｔ２にはＵＳＢトランシーバ９が動作可能となる。ＵＳＢトランシーバ９がホストアダプタ１０２との間でデータ伝送を行うことにより、ＵＳＢのバージョンが判定される。そして、ＵＳＢ２．０である場合には、ＩＵＳＳＥＴ［１：０］＝０１ｈ（ＩＭＡＸ＝５００ｍＡ）、ＵＳＢ３．０である場合には、ＩＵＳＳＥＴ［１：０］＝０２ｈ（ＩＭＡＸ＝９００ｍＡ）となり、入力電流ＩＶＢＵＳの制限値が高められる。   When shifting from precharge to quick charge at time t1, the start instruction circuit 70 outputs a start signal XPWR_ON. In response to this, the activation management IC 7 activates the system, and the USB transceiver 9 becomes operable at time t2. When the USB transceiver 9 performs data transmission with the host adapter 102, the USB version is determined. In the case of USB 2.0, IUSSET [1: 0] = 01h (IMAX = 500 mA), and in the case of USB 3.0, IUSSET [1: 0] = 02 h (IMAX = 900 mA). The limit value of the current IVBUS is increased.

従来の構成では、ユーザによって電子機器１ａの電源ボタンが押されるなどのイベントが発生しない限りシステムは起動しない。したがってＵＳＢトランシーバ９によるバージョンの判定は行われず、充電部６４の入力電流ＩＶＢＵＳは初期値の１００ｍＡ以下に制限され続け、ＩＣＨＧ＝４００ｍＡの急速充電を行うことができない。これに対して、図７の充電回路１００ａによれば、電池電圧ＶＢＡＴがある程度高くなると、ユーザによる電源オンなどのアクションが無くてもシステムが自動的に起動し、急速充電が可能となる。   In the conventional configuration, the system is not activated unless an event occurs such as a user pressing the power button of the electronic device 1a. Therefore, the version determination by the USB transceiver 9 is not performed, and the input current IVBUS of the charging unit 64 continues to be limited to an initial value of 100 mA or less, and quick charging of ICHG = 400 mA cannot be performed. On the other hand, according to the charging circuit 100a of FIG. 7, when the battery voltage VBAT is increased to some extent, the system is automatically activated even when there is no action such as power-on by the user, and rapid charging is possible.

電池電圧ＶＢＡＴがしきい値電圧ＶＴＨより高い範囲では、電池２の出力インピーダンスが小さくなり、負荷電流によって電池電圧ＶＢＡＴは低下しなくなる。図７の充電回路１００ａでは、プリチャージから急速充電への遷移を契機として起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮの生成するため、電池電圧ＶＢＡＴをドロップさせることなくシステムを確実に起動できる。   In the range where the battery voltage VBAT is higher than the threshold voltage VTH, the output impedance of the battery 2 decreases, and the battery voltage VBAT does not decrease due to the load current. In the charging circuit 100a of FIG. 7, since the activation signal XPWR_ON is generated in response to the transition from precharge to rapid charge, the system can be reliably activated without dropping the battery voltage VBAT.

起動指示回路７０は、電子機器１に所期の電池２が装着されていない場合には、起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮを生成しない。
所期の電池が接続されていない場合、たとえば、１次電池が接続されていたり、所期の電池とは特性が全く異なる２次電池が接続される場合、あるいは２次電池が装着されるべき箇所に、ＡＣアダプタからの直流電圧を受けるアクセサリが接続されるような場合、充電部６４を動作させる必要がなく、あるいは動作させるべきでなはい。図７の充電回路１００ａによれば、所期の電池２が接続されていない場合には、システムが起動しないため、無駄な消費電力を低減できる。 The activation instruction circuit 70 does not generate the activation signal XPWR_ON when the intended battery 2 is not attached to the electronic device 1.
When the intended battery is not connected, for example, when a primary battery is connected, or when a secondary battery having completely different characteristics from the intended battery is connected, or a secondary battery should be installed When an accessory that receives a DC voltage from the AC adapter is connected to the location, the charging unit 64 need not be operated or should not be operated. According to the charging circuit 100a of FIG. 7, when the intended battery 2 is not connected, the system does not start, so that useless power consumption can be reduced.

以上、本発明のある態様について、第３の実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。   In the above, an aspect of the present invention has been described based on the third embodiment. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there. Hereinafter, such modifications will be described.

（第１の変形例）
図９は、図７の充電回路の第１の変形例の構成を示す回路図である。
図７の充電回路１００ｂでは、起動指示回路７０はコントロールロジック６２のステートマシンを監視し、プリチャージから急速充電への遷移を契機として起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮを生成した。これに対して図９の充電回路１００ｂでは、起動指示回路７０ｂは、電池電圧ＶＢＡＴを所定のしきい値電圧ＶＴＨと比較した結果に応じて、起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮを生成する。このしきい値電圧ＶＴＨは、プリチャージと急速充電のしきい値電圧であってもよいし、別の電圧であってもよい。たとえば起動指示回路７０ｂは、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２によって分圧された電池電圧ＶＢＡＴを、しきい値電圧ＶＴＨ’と比較するコンパレータを含む。この変形例によっても、図７の充電回路１００ａと同様の効果を得ることができる。 (First modification)
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a first modification of the charging circuit of FIG.
In the charging circuit 100b of FIG. 7, the activation instruction circuit 70 monitors the state machine of the control logic 62 and generates the activation signal XPWR_ON triggered by the transition from precharge to rapid charge. In contrast, in charging circuit 100b of FIG. 9, activation instruction circuit 70b generates activation signal XPWR_ON in accordance with the result of comparing battery voltage VBAT with a predetermined threshold voltage VTH. The threshold voltage VTH may be a threshold voltage for precharging and quick charging, or may be another voltage. For example, activation instruction circuit 70b includes a comparator that compares battery voltage VBAT divided by resistors R21 and R22 with threshold voltage VTH ′. Also by this modification, the same effect as the charging circuit 100a of FIG. 7 can be acquired.

（第２の変形例）
図７、図９の充電回路は、ＵＳＢチャージャ検出器６０を内蔵し、電子機器がシャットダウンした状態でも、ホストアダプタ１０２の種類を判定可能であるが、本発明はそれには限定されず、図１に示すようにＵＳＢチャージャ検出ＩＣ６ｒが充電回路の外部に設けられ、システムの起動後にのみＵＳＢチャージャ検出ＩＣ６ｒが動作可能なアプリケーションにも適用可能である。すなわち図１の電子機器１ｒにおいて、充電回路１００ｒの内部に起動指示回路７０を設け、起動管理ＩＣ７に対して起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮを出力するようにしてもよい。 (Second modification)
7 and 9 incorporates the USB charger detector 60 and can determine the type of the host adapter 102 even when the electronic device is shut down. However, the present invention is not limited to this, and FIG. As shown in FIG. 5, the USB charger detection IC 6r is provided outside the charging circuit, and can be applied to an application in which the USB charger detection IC 6r can operate only after the system is started. That is, in the electronic device 1r of FIG. 1, the activation instruction circuit 70 may be provided inside the charging circuit 100r, and the activation signal XPWR_ON may be output to the activation management IC 7.

この場合、システムがシャットダウンした状態において、ホストアダプタ１０２が接続されると、充電回路１００によって電池２がプリチャージされる。このときホストアダプタ１０２の種類は未判定であるから、充電部６４の入力電流ＩＶＢＵＳは初期値の１００ｍＡに制限される。
そして電池電圧ＶＢＡＴが上昇し、起動信号ＸＰＷＲ＿ＯＮが生成される。これによりシステムが起動し、ＵＳＢチャージャ検出ＩＣ６ｒが動作すると、ホストアダプタ１０２の種類が判定され、ＤＣＰあるいはＣＤＰであれば、マイコン４が充電回路１００のレジスタにアクセスし、入力電流ＩＶＢＵＳの制限値が高められる。また、ホストアダプタ１０２の種類がＳＤＰであれば、ＵＳＢトランシーバ（図１には不図示）によってＵＳＢのバージョンが判定され、２．０あるいは３．０である場合、入力電流ＩＶＢＵＳの制限値が高められる。
このように、第２の変形例によっても、電池２の充電時間を短縮できる。 In this case, when the host adapter 102 is connected in a state where the system is shut down, the battery 2 is precharged by the charging circuit 100. At this time, since the type of the host adapter 102 is undetermined, the input current IVBUS of the charging unit 64 is limited to an initial value of 100 mA.
Then, the battery voltage VBAT increases, and the activation signal XPWR_ON is generated. As a result, when the system is activated and the USB charger detection IC 6r operates, the type of the host adapter 102 is determined. If it is DCP or CDP, the microcomputer 4 accesses the register of the charging circuit 100, and the limit value of the input current IVBUS is set. Enhanced. If the type of the host adapter 102 is SDP, the USB version is determined by a USB transceiver (not shown in FIG. 1), and if it is 2.0 or 3.0, the limit value of the input current IVBUS is increased. It is done.
Thus, the charging time of the battery 2 can be shortened also by the second modification.

第１から第３の実施の形態では、充電回路１００が電子機器に内蔵される場合を説明したが、本発明はそれには限定されない。たとえば充電回路１００は、電池が内蔵される電子機器とは別の筐体にパッケージングされたＵＳＢ充電器に搭載されてもよい。   In the first to third embodiments, the case where the charging circuit 100 is built in the electronic device has been described, but the present invention is not limited thereto. For example, the charging circuit 100 may be mounted on a USB charger packaged in a separate housing from the electronic device in which the battery is built.

実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。   Although the present invention has been described using specific terms based on the embodiments, the embodiments only illustrate the principles and applications of the present invention, and the embodiments are defined in the claims. Many variations and modifications of the arrangement are permitted without departing from the spirit of the present invention.

１…電子機器、２…電池、４…マイコン、５…システム電源、６…ＵＳＢチャージャ検出ＩＣ、７…起動管理ＩＣ、１００…充電回路、１０２…ホストアダプタ、１４…ＯＶＰ回路、１８…ＵＶＬＯ回路、３０…ＤＣ／ＤＣコンバータ、３２…ＰＷＭコントローラ、３４…入力電流制限回路、３６…バックゲートコントローラ、５０…リニアチャージャ、６０…ＵＳＢチャージャ検出器、６２…コントロールロジック、６４…充電部、６６…レジスタ、６８…インタフェース回路、７０…起動指示回路、７２…電池検出回路、７４…温度モニタ回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic device, 2 ... Battery, 4 ... Microcomputer, 5 ... System power supply, 6 ... USB charger detection IC, 7 ... Startup management IC, 100 ... Charging circuit, 102 ... Host adapter, 14 ... OVP circuit, 18 ... UVLO circuit , 30 ... DC / DC converter, 32 ... PWM controller, 34 ... Input current limiting circuit, 36 ... Back gate controller, 50 ... Linear charger, 60 ... USB charger detector, 62 ... Control logic, 64 ... Charging unit, 66 ... Registers 68... Interface circuit 70... Start instruction circuit 72 .. battery detection circuit 74.

Claims (6)

電池と、
起動の契機となるイベントを検出すると、本電子機器の起動を開始する起動管理回路と、
ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ホストアダプタとの間でデータ伝送を行うＵＳＢトランシーバと、
前記電池を充電する充電回路と、
を備え、
前記充電回路は、
前記ＵＳＢホストアダプタからの直流電圧を受けるＵＳＢポートと、
前記ＵＳＢホストアダプタの種類に応じて設定される電流制限値を示すデータを格納するレジスタと、
前記直流電圧にもとづいて定電流モードまたは定電圧モードで電池を充電する充電部であって、前記電池の電圧が所定レベルより低いとき、前記電池に供給される充電電流が第１レベルとなるように前記電池をプリチャージし、前記電池の電圧が所定レベルより高いとき、前記充電電流が前記第１レベルより大きな第２レベルとなるように前記電池を急速充電するよう構成され、かつその入力電流が、前記レジスタに格納されるデータが示す電流制限値以下に制限されるように構成された充電部と、
前記充電部がプリチャージ状態から急速充電状態に遷移すると、外部の起動管理回路に対して、本電子機器の起動の契機となる起動信号を出力する起動指示回路と、
を備え、
前記充電回路は、システムがシャットダウンした状態において、前記ＵＳＢホストアダプタが接続されると前記電池の充電を開始し、
前記起動管理回路は、前記充電回路から起動信号が出力されると、本電子機器の各ブロックを起動し、
起動した前記ＵＳＢトランシーバは、前記ＵＳＢホストアダプタの種類がＳＤＰ（Standard Downstream Port）である場合に、前記ＵＳＢホストアダプタのバージョンを判定し、
判定結果に応じた電流制限値が、前記充電回路の前記レジスタに書き込むまれる
ように構成されることを特徴とする電子機器。 Battery,
When an event that triggers activation is detected, an activation management circuit that starts activation of the electronic device,
A USB transceiver for data transmission with a USB (Universal Serial Bus) host adapter;
A charging circuit charge the battery,
With
The charging circuit is
A USB port for receiving a DC voltage from the USB host adapter;
A register for storing data indicating a current limit value set according to the type of the USB host adapter;
A charging unit that charges a battery in a constant current mode or a constant voltage mode based on the DC voltage, and the charging current supplied to the battery is at a first level when the voltage of the battery is lower than a predetermined level. The battery is precharged, and when the voltage of the battery is higher than a predetermined level, the battery is rapidly charged so that the charging current becomes a second level larger than the first level, and the input current thereof A charging unit configured to be limited to a current limit value or less indicated by data stored in the register;
When the charging unit transitions from the precharge state to the quick charge state, an activation instruction circuit that outputs an activation signal that triggers activation of the electronic device to an external activation management circuit;
With
The charging circuit starts charging the battery when the USB host adapter is connected in a state where the system is shut down,
When the activation signal is output from the charging circuit, the activation management circuit activates each block of the electronic device,
The activated USB transceiver determines the version of the USB host adapter when the type of the USB host adapter is SDP (Standard Downstream Port),
An electronic device, wherein a current limit value corresponding to a determination result is written to the register of the charging circuit. 電池と、
起動の契機となるイベントを検出すると、本電子機器の起動を開始する起動管理回路と、
ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ホストアダプタとの間でデータ伝送を行うＵＳＢトランシーバと、
前記電池を充電する充電回路と、
を備え、
前記充電回路は、
前記ＵＳＢホストアダプタからの直流電圧を受けるＵＳＢポートと、
前記ＵＳＢホストアダプタの種類に応じて設定される電流制限値を示すデータを格納するレジスタと、
前記直流電圧にもとづいて定電流モードまたは定電圧モードで電池を充電する充電部であって、その入力電流が、前記レジスタに格納されるデータが示す電流制限値以下に制限されるように構成された充電部と、
前記電池の電圧が所定レベルに達すると、外部の起動管理回路に対して、本電子機器の起動の契機となる起動信号を出力する起動指示回路と、
を備え、
前記充電回路は、システムがシャットダウンした状態において、前記ＵＳＢホストアダプタが接続されると前記電池の充電を開始し、
前記起動管理回路は、前記充電回路から起動信号が出力されると、本電子機器の各ブロックを起動し、
起動した前記ＵＳＢトランシーバは、前記ＵＳＢホストアダプタの種類がＳＤＰ（Standard Downstream Port）である場合に、前記ＵＳＢホストアダプタのバージョンを判定し、
判定結果に応じた電流制限値が、前記充電回路の前記レジスタに書き込むまれる
ように構成されることを特徴とする電子機器。 Battery,
When an event that triggers activation is detected, an activation management circuit that starts activation of the electronic device,
A USB transceiver for data transmission with a USB (Universal Serial Bus) host adapter;
A charging circuit charge the battery,
With
The charging circuit is
A USB port for receiving a DC voltage from the USB host adapter;
A register for storing data indicating a current limit value set according to the type of the USB host adapter;
A charging unit that charges a battery in a constant current mode or a constant voltage mode based on the DC voltage, and configured so that an input current thereof is limited to a current limit value or less indicated by data stored in the register. Live parts,
When the voltage of the battery reaches a predetermined level, an activation instruction circuit that outputs an activation signal that triggers activation of the electronic device to an external activation management circuit;
With
The charging circuit starts charging the battery when the USB host adapter is connected in a state where the system is shut down,
When the activation signal is output from the charging circuit, the activation management circuit activates each block of the electronic device,
The activated USB transceiver determines the version of the USB host adapter when the type of the USB host adapter is SDP (Standard Downstream Port),
An electronic device, wherein a current limit value corresponding to a determination result is written to the register of the charging circuit. 前記充電回路は、前記電子機器に所期の電池が装着されているか否かを判定する電池検出回路をさらに備え、
前記起動指示回路は、前記所期の電池が装着されていないときに、前記起動信号を生成しないことを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。 The charging circuit further includes a battery detection circuit that determines whether or not a desired battery is attached to the electronic device,
The electronic device according to claim 1, wherein the activation instruction circuit does not generate the activation signal when the intended battery is not attached . 前記所期の電池はサーミスタを内蔵しており、
前記電池検出回路は、前記サーミスタが接続されるべき端子の状態に応じて、前記所期の電池の有無を判定することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。 The expected battery has a built-in thermistor,
The electronic device according to claim 3, wherein the battery detection circuit determines the presence or absence of the intended battery according to a state of a terminal to which the thermistor is to be connected . 前記充電回路は、前記ＵＳＢポートに前記ＵＳＢホストアダプタが接続されると、前記ＵＳＢポートの電気的状態にもとづき前記ＵＳＢホストアダプタの種類を判定するＵＳＢチャージャ検出器をさらに備え、
前記レジスタには、前記ＵＳＢチャージャ検出器により判定された前記ＵＳＢホストアダプタの種類に応じて設定される電流制限値を示すデータが格納され、
前記充電回路は、ひとつの半導体基板に一体集積化されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子機器。 The charging circuit further includes a USB charger detector that determines a type of the USB host adapter based on an electrical state of the USB port when the USB host adapter is connected to the USB port;
The register stores data indicating a current limit value set according to the type of the USB host adapter determined by the USB charger detector,
5. The electronic apparatus according to claim 1 , wherein the charging circuit is integrated on a single semiconductor substrate . 前記充電回路は、前記レジスタに格納されるデータに、外部のプロセッサがアクセスするためのインタフェース回路をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1 , wherein the charging circuit further includes an interface circuit for an external processor to access data stored in the register .
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