JPH0773414B2 - 充放電回路 - Google Patents
充放電回路Info
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- JPH0773414B2 JPH0773414B2 JP5027064A JP2706493A JPH0773414B2 JP H0773414 B2 JPH0773414 B2 JP H0773414B2 JP 5027064 A JP5027064 A JP 5027064A JP 2706493 A JP2706493 A JP 2706493A JP H0773414 B2 JPH0773414 B2 JP H0773414B2
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- Japan
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- secondary battery
- circuit
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- comparator
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
- H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
- H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
- H02J7/04—Regulation of charging current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は充放電回路に関し、特
に、電子機器の電源回路に用いられる二次電池の充放電
回路に関する。
に、電子機器の電源回路に用いられる二次電池の充放電
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の電源回路としては、一例とし
て図３に示すような、交流を直流に変換する直流電源と
二次電池とを組合せた回路が用いられることが多い。図
３に示す回路は、実開平１−１５９５５０号公報（実願
昭６３−５３３７４号公報）に開示されたものであっ
て、ＡＣ１００Ｖを直流電源により変換して得られる直
流出力と、二次電池からの直流出力とで負荷を駆動する
ように構成されている。
て図３に示すような、交流を直流に変換する直流電源と
二次電池とを組合せた回路が用いられることが多い。図
３に示す回路は、実開平１−１５９５５０号公報（実願
昭６３−５３３７４号公報）に開示されたものであっ
て、ＡＣ１００Ｖを直流電源により変換して得られる直
流出力と、二次電池からの直流出力とで負荷を駆動する
ように構成されている。
【０００３】図３を参照するとこの電源回路では、直流
電源１１のプラス側端子が出力端子１２ａに接続され、
マイナス側端子が出力端子１２ｂに接続されている。一
方、二次電池は、プラス電極が、抵抗ＲとダイオードＤ
との並列回路を介して出力端子１２ａに接続され、マイ
ナス電極が出力端子１２ｂに接続されている。ダイオー
ドＤは、アノードが二次電池のプラス電極に接続されカ
ソードが出力端子１２ａに接続されている。
電源１１のプラス側端子が出力端子１２ａに接続され、
マイナス側端子が出力端子１２ｂに接続されている。一
方、二次電池は、プラス電極が、抵抗ＲとダイオードＤ
との並列回路を介して出力端子１２ａに接続され、マイ
ナス電極が出力端子１２ｂに接続されている。ダイオー
ドＤは、アノードが二次電池のプラス電極に接続されカ
ソードが出力端子１２ａに接続されている。
【０００４】図３において、いま直流電源１１がＡＣア
ダプタである場合、これが接続されているときは、抵抗
Ｒを介して二次電池２が充電されると共に負荷６に電力
が供給される。二次電池２の電圧がＡＣアダプタ（直流
電源１１）の出力電圧に等しくなるとＡＣアダプタの電
力は負荷６にのみ供給されるようになる。次に、ＡＣア
ダプタが接続されていない場合、ダイオードＤを介して
二次電池２から負荷６に電力が供給される。
ダプタである場合、これが接続されているときは、抵抗
Ｒを介して二次電池２が充電されると共に負荷６に電力
が供給される。二次電池２の電圧がＡＣアダプタ（直流
電源１１）の出力電圧に等しくなるとＡＣアダプタの電
力は負荷６にのみ供給されるようになる。次に、ＡＣア
ダプタが接続されていない場合、ダイオードＤを介して
二次電池２から負荷６に電力が供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の充放電回路
では直流電源１１の出力電圧が二次電池２の電圧より高
い場合のみ充電が可能であるが、その充電は抵抗Ｒの値
とＡＣアダプタ（直流電源１１）の出力電圧のみで制御
されるので、二次電池が過充電状態となった場合の保護
回路が別に必要になる。また、ＡＣアダプタ（直流電源
１１）の接続が無い場合は二次電池２より負荷６に電力
を供給するが、二次電池２の放電経路はダイオードＤの
みであるため、二次電池が過放電状態になっても電力を
供給しつづけることがある。このため、過放電を防止す
る回路が別に必要になる。特にリチウム二次電池は、過
充電、過放電に対して性能の劣化が著しいので、これら
の保護回路は必須となる。
では直流電源１１の出力電圧が二次電池２の電圧より高
い場合のみ充電が可能であるが、その充電は抵抗Ｒの値
とＡＣアダプタ（直流電源１１）の出力電圧のみで制御
されるので、二次電池が過充電状態となった場合の保護
回路が別に必要になる。また、ＡＣアダプタ（直流電源
１１）の接続が無い場合は二次電池２より負荷６に電力
を供給するが、二次電池２の放電経路はダイオードＤの
みであるため、二次電池が過放電状態になっても電力を
供給しつづけることがある。このため、過放電を防止す
る回路が別に必要になる。特にリチウム二次電池は、過
充電、過放電に対して性能の劣化が著しいので、これら
の保護回路は必須となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の充放電回路は、
外部の直流電圧源および負荷が接続される第１の端子対
の一方の端子から外部の二次電池が接続される第２の端
子対の一方の端子への電流経路内に設けられた双方向性
のアナグロスイッチと、前記第２の端子対に接続された
前記二次電池の過充電状態を検出する手段と、前記接続
された二次電池の過放電状態を検出する手段と、前記直
流電圧源からの前記第１の端子対への電力の供給の有無
を検出する手段とを含み、前記アナログスイッチの開閉
状態を制御する制御回路とを備え、前記第２の端子対に
接続された二次電池が過放電状態で前記直流電圧源から
の電力供給が無いときおよび前記接続された二次電池が
過充電状態にあるとき、前記アナログスイッチが開状態
となり前記接続された二次電池の充放電が禁止されるよ
うに構成されている。
外部の直流電圧源および負荷が接続される第１の端子対
の一方の端子から外部の二次電池が接続される第２の端
子対の一方の端子への電流経路内に設けられた双方向性
のアナグロスイッチと、前記第２の端子対に接続された
前記二次電池の過充電状態を検出する手段と、前記接続
された二次電池の過放電状態を検出する手段と、前記直
流電圧源からの前記第１の端子対への電力の供給の有無
を検出する手段とを含み、前記アナログスイッチの開閉
状態を制御する制御回路とを備え、前記第２の端子対に
接続された二次電池が過放電状態で前記直流電圧源から
の電力供給が無いときおよび前記接続された二次電池が
過充電状態にあるとき、前記アナログスイッチが開状態
となり前記接続された二次電池の充放電が禁止されるよ
うに構成されている。
【０００７】
【作用】本発明の充放電回路は、二次電池の端子電圧を
監視し、過充電状態での電圧と過放電状態での電圧に対
するしきい値を有している。それぞれのしきい値に対し
てスイッチとなるＭＯＳトランジスタのオン・オフを制
御するシーケンスを備えている。通常は、二次電池に対
して、充電側と放電側にそれぞれ個別にスイッチが必要
になるが、ＭＯＳトランジスタを双方向性のアナログス
イッチとして使用することで、ただひとつのスイッチで
済ますことができる。
監視し、過充電状態での電圧と過放電状態での電圧に対
するしきい値を有している。それぞれのしきい値に対し
てスイッチとなるＭＯＳトランジスタのオン・オフを制
御するシーケンスを備えている。通常は、二次電池に対
して、充電側と放電側にそれぞれ個別にスイッチが必要
になるが、ＭＯＳトランジスタを双方向性のアナログス
イッチとして使用することで、ただひとつのスイッチで
済ますことができる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実
施例のブロック図である。ｎチャンネル型ＭＯＳトラン
ジスタＱn のドレイン端子に二次電池２が接続され、ソ
ース端子に負荷６が接続される。ＡＣアダプタ１１の出
力はＭＯＳトランジスタＱn のソース端子に接続され
る。第１コンパレータ８１は過放電検出用コンパレータ
である。この第１コンパレータ８１の非反転入力端子は
二次電池２のプラス電極に接続され、反転入力端子に定
電圧Ｖ1 が入力される。第２コンパレータ８２は過充電
検出用コンパレータである。この第２コンパレータ８２
の反転入力端子は二次電池のプラス電極に接続され、非
反転入力端子に定電圧Ｖ2 が入力される。第３コンパレ
ータ８３はＡＣアダプタ１１の入力検出用のコンパレー
タである。この第３コンパレータ８３の非反転入力端子
はＭＯＳトランジスタＱn のソース端子に接続され、反
転入力端子に定電圧Ｖ3 が入力される。
を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実
施例のブロック図である。ｎチャンネル型ＭＯＳトラン
ジスタＱn のドレイン端子に二次電池２が接続され、ソ
ース端子に負荷６が接続される。ＡＣアダプタ１１の出
力はＭＯＳトランジスタＱn のソース端子に接続され
る。第１コンパレータ８１は過放電検出用コンパレータ
である。この第１コンパレータ８１の非反転入力端子は
二次電池２のプラス電極に接続され、反転入力端子に定
電圧Ｖ1 が入力される。第２コンパレータ８２は過充電
検出用コンパレータである。この第２コンパレータ８２
の反転入力端子は二次電池のプラス電極に接続され、非
反転入力端子に定電圧Ｖ2 が入力される。第３コンパレ
ータ８３はＡＣアダプタ１１の入力検出用のコンパレー
タである。この第３コンパレータ８３の非反転入力端子
はＭＯＳトランジスタＱn のソース端子に接続され、反
転入力端子に定電圧Ｖ3 が入力される。
【０００９】それぞれの定電圧の間には次のような関係
がある。
がある。
【００１０】Ｖ1 〈Ｖ2 〈Ｖ3 図１（ｂ）は本実施例のタイミングチャートである。時
刻ｔo からｔ1 までの期間は、二次電池２は過放電状態
にあり、かつＡＣアダプタ１１により電力が供給されて
いる。したがって、第１コンパレータ８１の出力はロ
ウ、第２コンパレータ８２の出力はハイ、第３コンパレ
ータ８３の出力はハイとなるので、ＭＯＳトランジスタ
Ｑn はオンとなって、二次電池２を充電しながら負荷６
に電力を供給する。時刻ｔ2 までの期間についても同様
にＭＯＳトランジスタＱn はオンとなる。次に時刻ｔ4
までの期間はＡＣアダプタ１１の入力がない状態であ
る。時刻ｔ3 までは、二次電池２が動作電圧範囲内にあ
るのでＭＯＳトランジスタＱnはオンして、負荷６に二
次電池２から電力を供給する。時刻ｔ3 からｔ4 の期間
は二次電池が過放電状態となったため、ＭＯＳトランジ
スタＱn はオフとなり、負荷６への電力供給を禁止す
る。時刻ｔ4 以降、再びＡＣアダプタ１１が接続され
る。このため、時刻ｔ4 からｔ6 までの期間はＭＯＳト
ランジスタＱn をオフして充電を禁止する。
刻ｔo からｔ1 までの期間は、二次電池２は過放電状態
にあり、かつＡＣアダプタ１１により電力が供給されて
いる。したがって、第１コンパレータ８１の出力はロ
ウ、第２コンパレータ８２の出力はハイ、第３コンパレ
ータ８３の出力はハイとなるので、ＭＯＳトランジスタ
Ｑn はオンとなって、二次電池２を充電しながら負荷６
に電力を供給する。時刻ｔ2 までの期間についても同様
にＭＯＳトランジスタＱn はオンとなる。次に時刻ｔ4
までの期間はＡＣアダプタ１１の入力がない状態であ
る。時刻ｔ3 までは、二次電池２が動作電圧範囲内にあ
るのでＭＯＳトランジスタＱnはオンして、負荷６に二
次電池２から電力を供給する。時刻ｔ3 からｔ4 の期間
は二次電池が過放電状態となったため、ＭＯＳトランジ
スタＱn はオフとなり、負荷６への電力供給を禁止す
る。時刻ｔ4 以降、再びＡＣアダプタ１１が接続され
る。このため、時刻ｔ4 からｔ6 までの期間はＭＯＳト
ランジスタＱn をオフして充電を禁止する。
【００１１】図２は本発明の第２の実施例のブロック図
である。図２を参照すると、本実施例では第１の実施例
と異なって、第２コンパレータ８２の出力が２入力のＡ
ＮＤ回路１０を通してＡＮＤ回路４に入力される。ＡＮ
Ｄ回路１０の２つの入力には第２コンパレータ８２の出
力と外部のＣＯＮＴが入力されているので、外部信号に
より強制的に負荷６への電力の供給を停止できる。
である。図２を参照すると、本実施例では第１の実施例
と異なって、第２コンパレータ８２の出力が２入力のＡ
ＮＤ回路１０を通してＡＮＤ回路４に入力される。ＡＮ
Ｄ回路１０の２つの入力には第２コンパレータ８２の出
力と外部のＣＯＮＴが入力されているので、外部信号に
より強制的に負荷６への電力の供給を停止できる。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したような本発明は、直流電源
からの電力供給の有無を判別する回路と二次電池の過充
電・過放電を監視する回路とアナログスイッチとで、二
次電池の充電と放電とを制御することによって二次電池
の寿命を延ばすことが可能となる。また、アナログスイ
ッチとして双方向性のＭＯＳトランジスタを使用するこ
とで、充放電経路に共通の一つのスイッチとしているの
で、ＩＣ化した時、チップサイズを削減することができ
る効果がある。
からの電力供給の有無を判別する回路と二次電池の過充
電・過放電を監視する回路とアナログスイッチとで、二
次電池の充電と放電とを制御することによって二次電池
の寿命を延ばすことが可能となる。また、アナログスイ
ッチとして双方向性のＭＯＳトランジスタを使用するこ
とで、充放電経路に共通の一つのスイッチとしているの
で、ＩＣ化した時、チップサイズを削減することができ
る効果がある。
【図１】分図（ａ）は、本発明の第１の実施例のブロッ
ク図である。分図（ｂ）は、分図（ａ）に示す回路のタ
イミングチャート図である。
ク図である。分図（ｂ）は、分図（ａ）に示す回路のタ
イミングチャート図である。
【図２】本発明の第２の実施例のブロック図である。
【図３】従来の充放電回路を説明するための、電源回路
の一例の回路図である。
の一例の回路図である。
２ 二次電池 ４ ＡＮＤ回路 ５ ＯＲ回路 ６ 負荷 １０ ＡＮＤ回路 １１ 直流電源 １２ａ，１２ｂ 出力端子 ８１，８２，８３ コンパレータ
Claims (4)
- 【請求項１】 外部の直流電圧源および負荷が接続され
る第１の端子対の一方の端子から外部の二次電池が接続
される第２の端子対の一方の端子への電流経路内に設け
られた双方向性のアナグロスイッチと、 前記第２の端子対に接続された前記二次電池の過充電状
態を検出する手段と、前記接続された二次電池の過放電
状態を検出する手段と、前記直流電圧源からの前記第１
の端子対への電力の供給の有無を検出する手段とを含
み、前記アナログスイッチの開閉状態を制御する制御回
路とを備え、 前記第２の端子対に接続された二次電池が過放電状態で
前記直流電圧源からの電力供給が無いときおよび前記接
続された二次電池が過充電状態にあるとき、前記アナロ
グスイッチが開状態となり前記接続された二次電池の充
放電が禁止されるように構成された充放電回路。 - 【請求項２】 請求項１記載の充放電回路において、 前記制御回路が、前記第２の端子対に接続された二次電
池の電圧が第１の所定電圧以下であることを検出する第
１の検出手段と、前記接続された二次電池の電圧が前記
第１の所定電圧より大なる第２の所定電圧以上であるこ
とを検出する第２の検出手段と、前記直流電圧源からの
電力供給の有無を検出する第３の検出手段とを有し、前
記接続された二次電池の電圧が前記第２の所定電圧以上
であるとき、および、前記直流電圧源からの供給電力が
ないときの前記接続された二次電池の電圧が前記第１の
所定電圧以下であるとき、前記アナログスイッチを遮断
するように構成されていることを特徴とする充放電回
路。 - 【請求項３】 請求項２記載の充放電回路において、 前記アナログスイッチがｎチャンネル型ＭＯＳトランジ
スタであり、 前記制御回路が、非反転入力端が前記第２の端子対の前
記一方の端子に接続され反転入力端に前記第１の所定電
圧に相当する定電圧が入力される第１のコンパレータ
と、反転入力端が前記第２の端子対の前記一方の端子に
接続され非反転入力端に前記第２の所定電圧に相当する
定電圧が入力される第２のコンパレータと、反転入力端
が前記第１の端子対の前記一方の端子に接続され、非反
転入力端に前記第２の所定電圧より大なる定電圧が入力
される第３のコンパレータと、前記第１のコンパレータ
の出力と前記第３のコンパレータの出力とを入力とする
２入力のＯＲ回路と、前記第２のコンパレータの出力と
前記ＯＲ回路の出力とを入力とし出力端が前記ｎチャン
ネル型ＭＯＳトランジスタのゲート電極に接続された２
入力のＡＮＤ回路とからなることを特徴とする充放電回
路。 - 【請求項４】 請求項３記載の充放電回路において、 前記制御回路は、前記第２のコンパレータの出力が前記
ＡＮＤ回路に直接入力されるのに替えて、前記第２のコ
ンパレータの出力を一方の入力とし外部からの制御信号
を他方の入力とする２入力のＡＮＤ回路を介して前記Ａ
ＮＤ回路に入力されるように構成されていることを特徴
とする充放電回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5027064A JPH0773414B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 充放電回路 |
| US08/197,688 US5554919A (en) | 1993-02-17 | 1994-02-17 | Charge/discharge circuit having a simple circuit for protecting a secondary cell from overcharging and overdischarging |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5027064A JPH0773414B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 充放電回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06245406A JPH06245406A (ja) | 1994-09-02 |
| JPH0773414B2 true JPH0773414B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=12210648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5027064A Expired - Fee Related JPH0773414B2 (ja) | 1993-02-17 | 1993-02-17 | 充放電回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5554919A (ja) |
| JP (1) | JPH0773414B2 (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5742148A (en) * | 1992-11-24 | 1998-04-21 | Seiko Instruments Inc. | Charge/discharge control circuit and chargeable electric power source apparatus |
| JP3567512B2 (ja) * | 1994-10-11 | 2004-09-22 | ソニー株式会社 | バッテリー保護回路 |
| US5635821A (en) * | 1995-06-30 | 1997-06-03 | National Semiconductor Corporation | Low cell charge enable circuit |
| US5637413A (en) * | 1995-10-16 | 1997-06-10 | Motorola, Inc. | Overvoltage disconnect circuit for lithium ion batteries |
| US5789902A (en) * | 1996-02-22 | 1998-08-04 | Hitachi Metals, Ltd. | Bi-direction current control circuit for monitoring charge/discharge of a battery |
| US5695886A (en) * | 1996-03-07 | 1997-12-09 | Motorola, Inc. | Overvoltage disconnect circuit and battery using same |
| US6014030A (en) * | 1996-05-03 | 2000-01-11 | National Semiconductor Corp. | Current-level monitor with hierarchical precision |
| US6051956A (en) * | 1997-05-30 | 2000-04-18 | Seiko Instruments Inc. | Rechargeable battery pack with pre-end signal output terminal and electronic device containing rechargeable battery pack |
| JPH10112939A (ja) * | 1996-10-07 | 1998-04-28 | Nec Corp | 電源切替回路 |
| JP3157121B2 (ja) * | 1997-02-04 | 2001-04-16 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 充電式電源装置 |
| US6160381A (en) * | 1998-05-21 | 2000-12-12 | Qualcomm Inc. | Battery pack protection circuit and battery pack including a protection circuit |
| JP3431867B2 (ja) * | 1999-09-21 | 2003-07-28 | 松下電器産業株式会社 | 電池電源装置及びこれを用いた電動機器 |
| DE10137875C1 (de) * | 2001-08-02 | 2003-04-30 | Dialog Semiconductor Gmbh | Lade/Entlade-Schutzschaltung |
| US7151378B2 (en) * | 2001-09-25 | 2006-12-19 | Wilson Greatbatch Technologies, Inc. | Implantable energy management system and method |
| DE10158494C1 (de) * | 2001-11-29 | 2003-08-07 | Dialog Semiconductor Gmbh | Lade/Entlade-Schutzschaltung |
| US20060277555A1 (en) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | Damian Howard | Portable device interfacing |
| US20080215240A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-09-04 | Damian Howard | Integrating User Interfaces |
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