KR100880703B1 - 충전 제어용 반도체 집적 회로 및 그 충전 제어용 반도체집적 회로를 사용한 2차 전지 충전 장치 - Google Patents

충전 제어용 반도체 집적 회로 및 그 충전 제어용 반도체집적 회로를 사용한 2차 전지 충전 장치 Download PDF

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Abstract

2차 전지를 충전하기 위한 파워 트랜지스터를 복수개 사용할 수 있고 정격이 상이한 파워 트랜지스터의 조합도 가능하게 한 충전 제어용 반도체 집적 회로 및 그 충전 제어용 반도체 집적 회로를 사용한 2차 전지 충전 장치를 제공한다.
2차 전지(6)의 전지 전압(Vb)이 작고, 전지 전압 검출 회로(13)의 출력 신호(Vb1)가 제2 기준 전압(Vref2)보다 작은 경우에는, 2차 전지(6)에 대하여 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 각 컬렉터 전류(i1, i2)에 의한 정전류 충전을 수행하고 전지 전압 검출 회로(13)로부터의 신호(Vb1)의 전압이 제2 기준 전압(Vref2) 이상이 되면, 연산 증폭 회로(16, 18)의 각 출력 신호(CC1, CC2)는 각각 고레벨로 되고, NMOS 트랜지스터(M11) 및 NMOS 트랜지스터(M13)가 모두 온 하여 정전류 충전이 종료되며, 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 각 컬렉터 전류(i1, i2)에 의한 정전압 충전을 수행하도록 하였다.
Figure R1020070015331
충전 장치, 충전 제어 회로, 직류 전원, 2차 전지, 반도체 집적 회로

Description

충전 제어용 반도체 집적 회로 및 그 충전 제어용 반도체 집적 회로를 사용한 2차 전지 충전 장치{SEMICONDUCTOR INTEGRATED CIRCUIT FOR CONTROLLING CHARGE AND APPRATUS FOR CHARGING SECONDARY BATTERY USING THE SAME}
도 1은 정전류-정전압 방식의 충전 회로의 종래예를 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 파워 트랜지스터(Q101)를 복수개의 트랜지스터로 형성한 경우를 나타낸 도면.
도 3은 도 1의 파워 트랜지스터(Q101)를 복수개의 트랜지스터로 형성한 다른 경우를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면.
도 5는 제1 충전 전류 검출 회로(11) 및 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 회로예를 나타낸 도면.
도 6a 및 도 6b는 도 4에 나타낸 충전 장치(1)에서 전지 전압(Vb)과 충전 전류(i3)의 관계예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면.
도 9a 및 도 9b는 도 8에서 나타낸 충전 장치(1b)의 전지 전압(Vb)과 충전 전류(i3)의 관계예를 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면.
도 11a 및 도 11b는 도 10에서 나타낸 충전 장치(1c)의 전지 전압(Vb)과 충전 전류(i3)의 관계예를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면.
도 13a 및 도 13b는 도 12에서 나타낸 충전 장치(1d)의 전지 전압(Vb)과 충전 전류(i3)의 관계예를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 1a, 1b, 1c, 1d　: 충전 장치
2, 2a, 2b, 2c, 2d　: 충전 제어 회로
5　: 직류 전원
6　: 2차 전지
11　: 제1 충전 전류 검출 회로
12　: 제2 충전 전류 검출 회로
13　: 전지 전압 검출 회로
14　: 제1 기준 전압 발생 회로
15　: 제2 기준 전압 발생 회로
16∼18, 31 : 연산 증폭 회로
21　: 논리 회로
32　: 제3 기준 전압 발생 회로
35　: 제4 기준 전압 발생 회로
Q1, Q2　: 파워 트랜지스터
R1, R2　: 저항
M11∼M14　: NMOS 트랜지스터
본 발명은 충전 제어용 반도체 집적 회로 및 그 충전 제어용 반도체 집적 회로를 사용한 2차 전지 충전 장치에 관한 것이고, 특히, 복수개의 파워 트랜지스터를 이용하여 대전류로 충전을 실행하는 충전 제어용 반도체 집적 회로 및 그 충전 제어용 반도체 집적 회로를 사용한 2차 전지 충전 장치에 관한 것이다.
근래, 휴대폰 등과 같이 2차 전지를 전원으로 한 휴대 기기가 널리 보급되어 있다. 2차 전지로서는 경량이고 또한 용량이 큰 리튬 이온 전지가 많이 이용되고 있다. 리튬 이온 전지의 충전에서는 충전 전압이 너무 높으면 전지 성능을 현저하게 열화시키기 때문에, 충전 전압이 소정의 전압을 초과하지 않도록 충분히 주의할 필요가 있다. 이로부터 일반적으로 정전류-정전압 충전 방식이 사용된다. 이와 같 은 충전 방식에서는 충전 초기에 정전류에 의한 충전을 실행하고, 2차 전지가 소정의 전압에 도달한 후에는 정전압으로 계속하여 충전을 실행하며, 충전 전류가 잠시 절감되어 소정의 값까지 저하한 시점을 만 충전으로 하여 2차 전지 충전을 완료한다.
이와 같은 방식의 이점은 전반의 정전류 충전 시에, 충전 전류를 크게 함으로써 급속 충전이 가능하게 되고, 충전 시간의 단축을 도모할 수 있음과 동시에, 소정 전압에 도달한 후에는 정전압 충전으로 이행하기 때문에, 2차 전지를 열화시키는 고전압이 2차 전지에 인가되지 않아 널리 이용되고 있다.
도 1은 정전류-정전압 방식의 충전 회로의 종래예를 나타낸 도면이다(예컨대, 일본 특허 공개 공보 2000－182677호, 일본 특허 공개 공보 2004－320914호 참조).
도 1에 있어서, 2차 전지(102)의 전압이 낮아 2차 전지(102)의 전압 검출을 실행하는 전지 전압 검출 회로(117)의 출력 신호(Vbat)가 기준 전압(Vr2) 이하인 경우에는, 연산 증폭 회로(112)의 출력 신호(CV)는 고레벨이 되어, NMOS 트랜지스터(M112)는 온 한다.
충전 전류 검출 회로(115)는 충전 전류 검출용 저항(R101)의 전압 강하를 접지 전압 기준의 전압으로 변환하여 출력한다. 연산 증폭 회로(111)는 충전 전류 검출 회로(115)의 출력 신호(Vi1)가 기준 전압(Vr1)과 동일한 전압이 되도록, NMOS 트랜지스터(M111)를 통하여 파워 트랜지스터(Q101)의 컬렉터 전류(i101)를 제어하여 정전류 충전을 실행한다.
2차 전지(102)의 전압이 상승하여 전지 전압 검출 회로(117)의 출력 신호(Vbat)가 기준 전압(Vr2)으로 되면, 연산 증폭 회로(112)의 출력 신호(CV)가 저하하고, 연산 증폭 회로(112)는 NMOS 트랜지스터(M112)를 통하여 파워 트랜지스터(Q101)의 컬렉터 전류(i101)를 감소시켜 전지 전압 검출 회로(117)의 출력 신호(Vbat)가 기준 전압(Vr2)과 동일한 전압이 되도록 제어하여 2차 전지(102)의 전압을 일정하게 하는 정전압 충전을 실행한다.
또한, 파워 트랜지스터(Q101)의 컬렉터 전류(i101)가 감소하면, 충전 전류 검출 회로(115)의 출력 신호(Vi1)가 기준 전압(Vr1)보다 저하하기 때문에, 연산 증폭 회로(111)의 출력 신호(CC)는 고레벨로 되고, NMOS 트랜지스터(M111)를 온 시켜 도통 상태로 함으로써 정전류 충전은 기능하지 않게 된다. 이와 같이 하여 정전류 충전으로부터 정전압 충전으로 자동적으로 전환된다.
충전 시간의 단축에는 정전류 충전 시의 전류값을 크게 할 필요가 있지만, 상기 전류값을 크게 하면 파워 트랜지스터(Q101)를 대형의 것으로 사용할 필요가 있다. 파워 트랜지스터의 실장 형태에 따라서는, 대형의 파워 트랜지스터를 한 개 사용하는 것보다도 소형의 트랜지스터를 복수개 사용하여 충전 전류를 분산시키는 것이 기기를 소형화할 수 있는 경우가 있다. 특히, 실장 공간의 높이를 낮게 억제하지 않으면 안 되는 경우나, 파워 트랜지스터의 발열을 분산시켜 방열하는 경우 등에서는, 복수개의 트랜지스터를 이용하여 한 개의 파워 트랜지스터를 형성하도록 하는 것이 유리하다.
도 2는 도 1의 파워 트랜지스터(Q101)를 복수개의 트랜지스터로 형성한 경우 를 나타낸 도면이다. 도 2에서는 2개의 파워 트랜지스터(Q101a, Q101b)를 병렬로 접속하여 한 개의 파워 트랜지스터로서 제어하도록 하고 있다.
그러나, 도 2와 같이 파워 트랜지스터(Q101a, Q101b)를 병렬로 접속한 경우, 트랜지스터의 차이로부터 파워 트랜지스터(Q101a)와 파워 트랜지스터(Q101b)의 컬렉터 전류에 차이가 생기고 있었다. 이 때문에, 흐르는 전류가 최대 정격값에 겨우 이르는 트랜지스터를 사용하는 경우, 정전류 충전 시에 한 쪽 트랜지스터에 흐르는 전류가 최대 절대 정격값을 초과하는 경우가 있기 때문에, 사용하는 트랜지스터의 정격에는 여유를 갖도록 하지 않으면 안 되었다. 이것은 실장 공간의 증가와 비용 상승을 초래하는 요인으로 되고 있었다.
컬렉터 전류의 차이를 억제하는 방법으로서는 도 3에 나타낸 바와 같이, 파워 트랜지스터(Q101a, Q101b)의 각 이미터에 저항(R103, R104)을 대응시켜 접속하는 방법도 있지만, 파워 트랜지스터(Q101a, Q101b)에 흐르는 전류의 차이를 작게 하려면, 저항(R103, R104)의 저항값을 크게 할 필요가 있고, 상기 저항값을 크게 하면 전원의 사용 효율을 악화시킨다는 문제가 발생한다.
나아가, 도 2나 도 3과 같은 구성에서는 각 파워 트랜지스터(Q101a, Q101b)의 컬렉터 전류가 동일하게 되어, 예컨대, 메인 파워 트랜지스터의 충전 전류를 1 A, 서브 파워 트랜지스터의 충전 전류를 0.5 A로 하는 바와 같이, 정격이 상이한 파워 트랜지스터를 조합하여 사용할 수 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 2차 전 지를 충전하기 위한 파워 트랜지스터를 복수개 사용할 수 있음과 동시에, 정격이 상이한 파워 트랜지스터와의 조합도 가능하도록 한 충전 제어용 반도체 집적 회로 및 그 충전 제어용 반도체 집적 회로를 사용한 2차 전지 충전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 충전 제어용 반도체 집적 회로는 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터로부터 대응하는 제1 충전 전류 검출용 저항 및 제2 충전 전류 검출용 저항을 통하여 2차 전지에 충전 전류를 각각 공급하고, 상기 2차 전지에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행하는 충전 장치에서 상기 각 충전용 트랜지스터의 동작 제어를 실행하는 충전 제어용 반도체 집적 회로에 있어서,
상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터로의 제어 신호를 출력하는 단자를 상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터에 대응하여 각각 구비하고, 상기 제1 충전 전류 검출용 저항 및 제2 충전 전류 검출용 저항의 각 양단 전압과 상기 2차 전지의 전압으로부터 상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터를 각각 개별적으로 제어하는 것이다.
구체적으로는, 상기 제1 충전 전류 검출용 저항의 양단 전압으로부터 상기 제1 충전용 트랜지스터로부터 출력된 제1 충전 전류의 검출을 실행하고, 상기 검출한 전류값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 제1 충전 전류 검출 회로부와,
상기 제2 충전 전류 검출용 저항의 양단 전압으로부터 상기 제2 충전용 트랜지스터로부터 출력된 제2 충전 전류의 검출을 실행하고, 상기 검출한 전류값을 나 타내는 신호를 생성하여 출력하는 제2 충전 전류 검출 회로부와,
상기 2차 전지의 전압인 전지 전압의 검출을 실행하고, 상기 검출한 전지 전압의 전압값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 전지 전압 검출 회로부와,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부 및 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제1 충전 전류를 출력시키는 정전류 충전, 또는 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제1 충전 전류를 출력시키는 정전압 충전을 실행하게 하는 제1 충전 제어 회로부와,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부 및 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 정전류 충전, 또는 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정 하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 정전압 충전을 실행하게 하는 제2 충전 제어 회로부를 구비하도록 하였다.
또한, 상기 제1 충전 제어 회로부는, 상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제1 충전 전류를 출력시키는 제1 정전류 충전 제어 회로와,
상기 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제1 충전 전류를 출력시키는 제1 정전압 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
구체적으로는, 상기 제1 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압 의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제1 연산 증폭 회로와,
상기 제1 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제1 트랜지스터를 구비하고,
상기 제1 정전압 충전 제어 회로는,
상기 전지 전압 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제2 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제2 연산 증폭 회로와,
상기 제2 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제2 트랜지스터를 구비하며,
상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 상기 제1 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는 상기 제1 충전 전류에 비례한 제2 충전 전류를 생성하여 출력하도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
상기 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
구체적으로는, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
상기 제1 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터를 구비하며,
상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
이 경우, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
또한, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터와,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호에 따라 상기 제3 연산 증폭 회로의 구동 제어를 실행하는 구동 제어 회로를 구비하고,
상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 접속되며, 상기 구동 제어 회로는 제1 충전 전류가 소정의 값 이하로 되면 상기 제3 연산 증폭 회로의 동작을 정지시킴으로써 제3 트랜지스터를 통하여 제2 충전용 트랜지스터를 오프시켜 차단 상태로 되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부 및 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
이 경우, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제3 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제4 연산 증폭 회로와,
상기 제4 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터를 구비하며,
상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
또한, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제4 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제3 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제4 연산 증폭 회로와,
상기 제4 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터를 구비하며,
상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제3 기준 전압 및 제4 기준 전압은 변경 가능하도록 하여도 좋다.
또한, 본 발명에 따른 충전 장치는 2차 전지에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행하는 충전 장치에 있어서,
상기 2차 전지에 제1 충전 전류를 공급하는 제1 충전용 트랜지스터와,
상기 2차 전지에 제2 충전 전류를 공급하는 제2 충전용 트랜지스터와,
상기 제1 충전 전류를 전압으로 변환시키는 제1 충전 전류 검출용 저항과,
상기 제2 충전 전류를 전압으로 변환시키는 제2 충전 전류 검출용 저항과,
상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터로의 제어 신호를 출력하는 단자를 상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터에 대응하여 각각 구비하고, 상기 제1 충전 전류 검출용 저항 및 제2 충전 전류 검출용 저항의 각 양단 전압과 상기 2차 전지의 전압으로부터 상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터를 각각 개별적으로 제어하는 충전 제어용 반도체 집적 회로를 구비하는 것이다.
구체적으로는, 상기 충전 제어용 반도체 집적 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출용 저항의 양단 전압으로부터 상기 제1 충전용 트랜지스터로부터 출력된 제1 충전 전류의 검출을 실행하고, 상기 검출한 전류값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 제1 충전 전류 검출 회로부와,
상기 제2 충전 전류 검출용 저항의 양단 전압으로부터 상기 제2 충전용 트랜지스터로부터 출력된 제2 충전 전류의 검출을 실행하고, 상기 검출한 전류값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 제2 충전 전류 검출 회로부와,
상기 2차 전지의 전압인 전지 전압의 검출을 실행하고, 상기 검출한 전지 전압의 전압값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 전지 전압 검출 회로부와,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부 및 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제1 충전 전류를 출력시 키는 정전류 충전, 또는 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제1 충전 전류를 출력시키는 정전압 충전을 실행하게 하는 제1 충전 제어 회로부와,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부 및 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 정전류 충전, 또는 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 정전압 충전을 실행하게 하는 제2 충전 제어 회로부를 구비하도록 하였다.
또한, 상기 제1 충전 제어 회로부는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제1 충전 전류를 출력시키는 제1 정전류 충전 제어 회로와,
상기 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제1 충전 전류를 출력시키는 제1 정전압 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
구체적으로는, 상기 제1 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제1 연산 증폭 회로와,
상기 제1 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제1 트랜지스터를 구비하고,
상기 제1 정전압 충전 제어 회로는,
상기 전지 전압 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제2 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제2 연산 증폭 회로와,
상기 제2 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제2 트랜지스터를 구비하며,
상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 상기 제1 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는 상기 제1 충전 전류에 비례한 제2 충전 전류를 생성하여 출력하도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
상기 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로
를 구비하도록 하였다.
구체적으로는, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터 를 구비하고,
상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
상기 제1 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터를 구비하며,
상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
이 경우, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
또한, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터와,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호에 따라 상기 제3 연산 증폭 회로의 구동 제어를 실행하는 구동 제어 회로를 구비하고,
상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 접속되며, 상기 구동 제어 회로는 제1 충전 전류가 소정의 값 이하로 되면 상기 제3 연산 증폭 회로의 동작을 정지시킴으로써, 제3 트랜지스터를 통하여 제2 충전용 트랜지스터를 오프시켜 차단 상태로 되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부 및 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
또한, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제3 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제4 연산 증폭 회로와,
상기 제4 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터를 구비하며,
상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제2 충전 제어 회로부는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로를 구비하도록 하였다.
또한, 상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제4 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제3 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제4 연산 증폭 회로와,
상기 제4 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터를 구비하며,
상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되도록 하였다.
또한, 상기 제3 기준 전압 및 제4 기준 전압은 변경 가능하도록 하여도 좋다.
실시예
다음에, 도면에 나타내는 실시예에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
제1 실시예.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면이다.
도 4에 있어서, 충전 장치(1)는 AC 어댑터 등과 같은 직류 전원(5)을 전원으 로 하고, 리튬 이온 전지 등으로 이루어지는 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행한다.
충전 장치(1)는 베이스에 입력된 신호에 대응한 전류를 2차 전지(6)에 공급하는 PNP 트랜지스터로 이루어지는 충전용의 파워 트랜지스터(Q1, Q2)와, 상기 파워 트랜지스터(Q1)로부터 2차 전지(6)에 공급되는 제1 충전 전류(i1)의 전류값 검출을 수행하기 위한 저항(R1)과, 상기 파워 트랜지스터(Q2)로부터 2차 전지(6)에 공급되는 제2 충전 전류(i2)의 전류값 검출을 수행하기 위한 저항(R2)을 구비하고 있다. 나아가, 충전 장치(1)는 상기 2차 전지(6)의 전압인 전지 전압(Vb), 및 저항(R1, R2)의 각 양단 전압으로부터 얻어진 제1 충전 전류(i1) 및 제2 충전 전류(i2)의 각 전류값 정보로부터 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행하도록 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 동작 제어를 실행하는 충전 제어 회로(2)를 구비하고 있다. 2차 전지(6)에는 제1 충전 전류(i1)와 제2 충전 전류(i2)를 가산한 충전 전류(i3)가 공급된다.
충전 제어 회로(2)는 한 개의 IC에 집적되어 있고, 단자(CHG1, CHG2, iSEN1, iSEN2, VMONI, GND)를 구비하며, 단자(GND)는 접지 전압에 접속된다. 또한, 충전 제어 회로(2)는 저항(R1)의 양단 전압으로부터 제1 충전 전류(i1)의 검출을 실행하는 제1 충전 전류 검출 회로(11)와, 저항(R2)의 양단 전압으로부터 제2 충전 전류(i2)의 검출을 실행하는 제2 충전 전류 검출 회로(12)와, 전지 전압(Vb)의 검출을 실행하고 상기 검출한 전지 전압(Vb)에 비례한 전압(Vb1)을 생성하여 출력하는 전지 전압 검출 회로(13)를 구비하고 있다. 또한, 전지 전압 검출 회로(13)는 입력 된 전지 전압(Vb)을 그대로 비례 전압(Vb1)으로서 출력하도록 하여도 좋다. 나아가, 충전 제어 회로(2)는 소정의 제1 기준 전압(Vref1)을 생성하여 출력하는 제1 기준 전압 발생 회로(14)와, 소정의 제2 기준 전압(Vref2)을 생성하여 출력하는 제2 기준 전압 발생 회로(15)와, 연산 증폭 회로(16∼18)와, NMOS 트랜지스터(M11∼M14)를 구비하고 있다.
또한, 파워 트랜지스터(Q1)는 제1 충전용 트랜지스터를 이루고, 파워 트랜지스터(Q2)는 제2 충전용 트랜지스터를 이루며, 저항(R1)은 제1 충전 전류 검출용 저항을 이루고, 저항(R2)은 제2 충전 전류 검출용 저항을 이루며, 충전 제어 회로(2)는 충전 제어용 반도체 집적 회로를 이룬다. 또한, 제1 충전 전류 검출 회로(11)는 제1 충전 전류 검출 회로부를 이루고, 제2 충전 전류 검출 회로(12)는 제2 충전 전류 검출 회로부를 이루며, 전지 전압 검출 회로(13)는 전지 전압 검출 회로부를 이루고, 제1 기준 전압 발생 회로(14), 제2 기준 전압 발생 회로(15), 연산 증폭 회로(16, 17) 및 NMOS 트랜지스터(M11, M12)는 제1 충전 제어 회로부를 이루고, 제1 기준 전압 발생 회로(14), 연산 증폭 회로(18) 및 NMOS 트랜지스터(M13, M14)는 제2 충전 제어 회로부를 이룬다.
또한, 제1 기준 전압 발생 회로(14), 연산 증폭 회로(16) 및 NMOS 트랜지스터(M11)는 제1 정전류 충전 제어 회로를 이루고, 제2 기준 전압 발생 회로(15), 연산 증폭 회로(17) 및 NMOS 트랜지스터(M12)는 제1 정전압 충전 제어 회로를 이룬다. 또한, 제1 기준 전압 발생 회로(14), 연산 증폭 회로(18) 및 NMOS 트랜지스터(M13)는 제2 정전류 충전 제어 회로를 이루고, 제2 기준 전압 발생 회로(15), 연 산 증폭 회로(17) 및 NMOS 트랜지스터(M14)는 제2 정전압 충전 제어 회로를 이룬다. 또한, 연산 증폭 회로(16)는 제1 연산 증폭 회로를 이루고, NMOS 트랜지스터(M11)는 제1 트랜지스터를 이루며, 연산 증폭 회로(17)는 제2 연산 증폭 회로를 이루고, NMOS 트랜지스터(M12)는 제2 트랜지스터를 이루며, 연산 증폭 회로(18)는 제3 연산 증폭 회로를 이루고, NMOS 트랜지스터(M13)는 제3 트랜지스터를 이루며, NMOS 트랜지스터(M14)는 제4 트랜지스터를 이룬다.
파워 트랜지스터(Q1)의 베이스는 단자(CHG1)에 접속되고, 단자(CHG1)와 접지 전압의 사이에는 NMOS 트랜지스터(M11, M12)가 직렬로 접속된다. 또한, 파워 트랜지스터(Q2)의 베이스는 단자(CHG2)에 접속되고, 단자(CHG2)와 접지 전압의 사이에는 NMOS 트랜지스터(M13, M14)가 직렬로 접속된다. 연산 증폭 회로(16)에 있어서, 비반전 입력단에는 제1 기준 전압(Vref1)이 입력되고, 반전 입력단에는 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 입력되며, 출력단은 NMOS 트랜지스터(M11)의 게이트에 접속된다. 또한, 연산 증폭 회로(17)에 있어서, 비반전 입력단에는 제2 기준 전압(Vref2)이 입력되고, 반전 입력단에는 전지 전압 검출 회로(13)의 출력 신호(Vb1)가 입력되며, 출력단은 NMOS 트랜지스터(M12, M14)의 각 게이트에 접속된다. 또한, 연산 증폭 회로(18)에 있어서, 비반전 입력단에는 제1 기준 전압(Vref1)이 입력되고, 반전 입력단에는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 입력되며, 출력단은 NMOS 트랜지스터(M13)의 게이트에 접속된다.
도 5는 제1 충전 전류 검출 회로(11) 및 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 회로예를 나타낸 도면이다. 또한 제1 충전 전류 검출 회로(11) 및 제2 충전 전류 검 출 회로(12)는 동일한 회로 구성이며, 괄호 내의 부호는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 경우를 나타내고 있다. 여기에서는 제1 충전 전류 검출 회로(11)를 예로 설명한다.
도 5에 있어서, 제1 충전 전류 검출 회로(11)는 연산 증폭 회로(21), PMOS 트랜지스터(M21) 및 저항(R21, R22)으로 구성되어 있다.
단자(iSEN1)와 접지 전압의 사이에는 저항(R21), PMOS 트랜지스터(M21) 및 저항(R22)이 직렬로 접속되고, PMOS 트랜지스터(M21)의 게이트는 연산 증폭 회로(21)의 출력단에 접속되어 있다. 연산 증폭 회로(21)에 있어서, 비반전 입력단은 단자(VMONI)에 접속되고, 반전 입력단은 저항(R21)과 PMOS 트랜지스터(M21)의 접속부에 접속되어 있다. 또한 단자(iSEN1)와 단자(VMONI)의 사이에 접속된 저항(R1)의 전압 강하가 입력되어 저항(R21)과 저항(R22)의 비로 정해지는 증폭율로 증폭하고, 나아가 접지 전압 기준의 전압으로 변환하여 얻어진 신호(Vi1)가 PMOS 트랜지스터(M21)와 저항(R22)의 접속부로부터 출력된다.
이와 같은 구성에 있어서, 2차 전지(6)의 전지 전압(Vb)이 작고, 전지 전압 검출 회로(13)의 출력 신호(Vb1)가 제2 기준 전압(Vref2)보다 작은 경우에는, 연산 증폭 회로(17)의 출력 신호(CV)가 고레벨로 되어 NMOS 트랜지스터(M12, M14)는 모두 온 한다. 연산 증폭 회로(16)는 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제1 기준 전압(Vref1)과 동일한 전압이 되도록 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류인 제1 충전 전류(i1)를 제어한다. 연산 증폭 회로(18)는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 제1 기준 전압(Vref1)과 동일한 전압이 되도록 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류인 제2 충전 전류(i2)를 제어한다. 즉, 2차 전지(6)에 대하여, 파워 트랜지스터(Q1), 파워 트랜지스터(Q2)의 각 컬렉터 전류(i1), 컬렉터 전류(i2)에 의한 정전류 충전을 수행한다.
전지 전압 검출 회로(13)로부터의 신호(Vb1)의 전압이 제2 기준 전압(Vref2) 이상이 되면, 연산 증폭 회로(17)의 출력 신호(CV)의 전압은 저하하고, 연산 증폭 회로(17)는 전지 전압 검출 회로(13)의 출력 신호(Vb1)가 제2 기준 전압(Vref2)과 동일한 전압이 되도록 NMOS 트랜지스터(M12, M14)를 통하여 파워 트랜지스터(Q1, Q2)를 각각 제어하여 정전압 충전을 수행하게 된다. 또한, 정전압 충전 상태가 되면, 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 각 컬렉터 전류(i1, i2)는 정전류 충전 시보다 감소하기 때문에, 제1 충전 전류 검출 회로(11) 및 제2 충전 전류 검출 회로(12)로부터의 각 신호(Vi1, Vi2)는 모두 제1 기준 전압(Vref1)보다 작아진다. 이로부터, 연산 증폭 회로(16, 18)의 각 출력 신호(CC1, CC2)는 각각 고레벨로 되어 NMOS 트랜지스터(M11, M13)가 모두 온 하여 정전류 충전은 종료하고, 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 각 컬렉터 전류(i1, i2)에 의한 정전압 충전을 수행한다.
도 6a 및 도 6b는 도 4에서 나타낸 충전 장치(1)의 전지 전압(Vb)과 충전 전류(i3)의 관계예를 나타낸 도면이다. 전지 전압(Vb)이 4.2 V 미만이면, 정전류 충전을 실행하여 전지 전압(Vb)이 상승한다. 전지 전압(Vb)이 4.2 V로 되면, 정전압 충전으로 이행하여 충전 전류(i3)가 감소한다. 도 6a는 저항(R1)과 저항(R2)을 동일한 저항값으로 하고, 제1 충전 전류 검출 회로(11)와 제2 충전 전류 검출 회로(12)에 동일한 회로를 사용하여 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 각 컬렉터 전류(i1, i2)를 동일한 전류값으로 설정한 경우를 나타내고 있다.
도 6a에서는 정전류 충전 시의 충전 전류(i3)는 1.2 A이고, 상기 전류를 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 각 컬렉터 전류(i1, i2)가 0.6 A씩 부담하고 있다. 또한, 정전압 충전 중의 충전 전류(i3)에서도 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 각 컬렉터 전류(i1, i2)로 균등하게 분할되고 있다.
도 6b는 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)보다 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 작아지도록 한 경우를 나타내고, 도 6b는 저항(R2)의 저항값을 저항(R1)의 저항값의 1.5배로 설정한 경우를 예로 나타내고 있다.　저항(R2)의 저항값을 저항(R1)보다 크게 함으로써, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 작게 할 수 있다. 정전류 충전 시의 충전 전류(i3)는 1 A이고, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0.6 A, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 0.4 A이다. 또한, 정전압 충전 중의 충전 전류(i3)에서도 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)와 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)의 각 전류값은 동일한 비율이 된다.
이와 같이, 본 제1 실시예에 따른 충전 장치는 각 파워 트랜지스터(Q1, Q2)를 개별적으로 제어하는 제어 회로를 구비하도록 하므로, 각 파워 트랜지스터가 부담하는 충전 전류를 고정밀도로 설정할 수 있게 되어 정격값 최대한의 트랜지스터를 사용할 수 있게 되었다. 이 결과, 대전류 충전을 실행하는 기기의 소형화를 도모할 수 있고, 정격값이 상이한 파워 트랜지스터를 이용하더라도, 각 파워 트랜지스터의 사양을 만족시키는 제어를 실행할 수 있어 파워 트랜지스터의 선택 범위를 넓힐 수 있다. 나아가, 마스터로 되는 충전 제어 회로만을 사용하여 종래와 같은 한 개의 파워 트랜지스터에 의한 정전류-정전압 충전도 실행할 수 있어 범용성 향상을 도모할 수 있다.
제2 실시예.
상기 제1 실시예에서는 NMOS 트랜지스터(M12, M14)의 각 특성이 모두 일치하지 않으면 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 컬렉터 전류(i1, i2)에 차이가 생기게 된다는 문제가 있었다. 이에, 파워 트랜지스터(Q2)에 대하여, 파워 트랜지스터(Q1)로부터의 드레인 전류(i1)에 추종한 드레인 전류(i2)를 출력시키도록 하여도 좋은 바, 이와 같이 한 것을 본 발명의 제2 실시예로 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면이다. 또한 도 7에서는 도 4와 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고, 여기에서는 그 설명을 생략함과 동시에 도 4와의 차이점에 대해서만 설명한다.
도 7과 도 4의 차이점은 도 4의 NMOS 트랜지스터(M14)를 없애고, 도 4의 연산 증폭 회로(18)의 비반전 입력단에 제1 충전 전류 검출 회로(11)로부터의 신호(Vi1)를 입력하도록 한 것이고, 도 4의 충전 제어 회로(2)를 충전 제어 회로(2a)로, 도 4의 충전 장치(1)를 충전 장치(1a)로 하였다.
도 7에 있어서, 충전 장치(1a)는 직류 전원(5)을 전원으로 하고, 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행한다.
충전 장치(1a)는 파워 트랜지스터(Q1, Q2)와, 저항(R1, R2)과, 2차 전지(6)의 전압인 전지 전압(Vb), 및 저항(R1, R2)의 각 양단 전압으로부터 얻어진 제1 충 전 전류(i1) 및 제2 충전 전류(i2)의 각 전류값 정보로부터 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행하도록 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 동작 제어를 실행하는 충전 제어 회로(2a)를 구비하고 있다.
충전 제어 회로(2a)는 한 개의 IC에 집적되어 있고, 단자(CHG1, CHG2, iSEN1, iSEN2, VMONI, GND)를 구비하며, 단자(GND)는 접지 전압에 접속된다. 또한, 충전 제어 회로(2a)는 제1 충전 전류 검출 회로(11)와, 제2 충전 전류 검출 회로(12)와, 전지 전압 검출 회로(13)와, 제1 기준 전압 발생 회로(14)와, 제2 기준 전압 발생 회로(15)와, 연산 증폭 회로(16∼18)와, NMOS 트랜지스터(M11∼M13)를 구비하고 있다.　연산 증폭 회로(18)에 있어서, 비반전 입력단에는 제1 충전 전류 검출 회로(11)로부터의 신호(Vi1)가 입력되고, 반전 입력단에는 제2 충전 전류 검출 회로(12)로부터의 신호(Vi2)가 입력된다. 단자(CHG2)와 접지 전압의 사이에는 NMOS 트랜지스터(M13)가 접속된다. 또한, 충전 제어 회로(2a)는 충전 제어용 반도체 집적 회로를 이룬다.
이와 같은 구성에 있어서, 파워 트랜지스터(Q1)에 대한 동작 제어는 도 4와 동일한 양태이므로, 그 설명을 생략한다.
연산 증폭 회로(18)에 있어서, 비반전 입력단에는 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 입력되고, 반전 입력단에는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 입력된다. 이로부터, 연산 증폭 회로(18)는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)와 동일한 전압이 되도록, NMOS 트랜지스터(M13)를 통하여 파워 트랜지스 터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 제어한다.
이와 같이, 본 제2 실시예에 따른 충전 장치는 상기 제1 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있음과 동시에, 저항(R1, R2)의 저항값을 동일하게 함으로써, 도 6a에 나타낸 바와 같은, 정전류 충전 영역과 정전압 충전 영역의 양 영역에서도 정밀도 높게 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)와 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 일치시킬 수 있다. 또한, 도 4의 충전 장치(1)와 같이, 저항(R2)의 저항값을 저항(R1)의 저항값보다 크게 함으로써, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 작게 할 수 있다. 도 4의 경우와 마찬가지로, 저항(R2)의 저항값을 저항(R1)의 1.5배로 하면, 도 6b와 같은 그래프가 된다.
제3 실시예.
상기 제2 실시예에서는 정전류 충전만을 실행하는 파워 트랜지스터(Q2)에 대하여 컬렉터 전류(i2)의 전류값을 아날로그 형식으로 변환하도록 하였지만, 정전류 충전 동작만을 실행하는 파워 트랜지스터(Q2)에 대하여 소정의 정전류를 출력할 것인지 또는 출력을 정지할 것인지의 어느 한 동작을 수행하도록 하여도 좋고, 이와 같이 한 것을 본 발명의 제3 실시예로 한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면이다. 또한, 도 8에서는 도 7과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고, 여기에서는 그 설명을 생략함과 동시에 도 7과의 차이점만 설명한다.
도 8과 도 7의 차이점은 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)로부터 제1 충전 전류(i1)가 0 A인 것을 검출하면, 연산 증폭 회로(18)의 동작을 정지 시켜 NMOS 트랜지스터(M13)를 오프시키고 제2 충전 전류(i2)를 0 A로 하는 논리 회로(21)를 추가한 것이다. 이에 따라, 도 7의 충전 제어 회로(2a)를 충전 제어 회로(2b)로 하고, 도 7의 충전 장치(1a)를 충전 장치(1b)로 하였다.
도 8에 있어서, 충전 장치(1b)는 직류 전원(5)을 전원으로 하여 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행한다.
충전 장치(1b)는 파워 트랜지스터(Q1, Q2)와 저항(R1, R2)과 2차 전지(6)의 전압인 전지 전압(Vb), 및 저항(R1, R2)의 각 양단 전압으로부터 얻어진 제1 충전 전류(i1) 및 제2 충전 전류(i2)의 각 전류값 정보로부터 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행하도록 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 동작 제어를 실행하는 충전 제어 회로(2b)를 구비하고 있다.
충전 제어 회로(2b)는 한 개의 IC에 집적되어 있고, 단자(CHG1, CHG2, iSEN1, iSEN2, VMONI, GND)를 구비하며, 단자(GND)는 접지 전압에 접속된다. 또한, 충전 제어 회로(2b)는 제1 충전 전류 검출 회로(11)와, 제2 충전 전류 검출 회로(12)와, 전지 전압 검출 회로(13)와, 제1 기준 전압 발생 회로(14)와, 제2 기준 전압 발생 회로(15)와, 연산 증폭 회로(16∼18)와, NMOS 트랜지스터(M11∼M13)와, 논리 회로(21)를 구비하고 있다.
연산 증폭 회로(18)에 있어서, 비반전 입력단에는 제1 기준 전압(Vref1)이 입력되고, 반전 입력단에는 제2 충전 전류 검출 회로(12)로부터의 신호(Vi2)가 입력된다. 또한, 논리 회로(21)에는 제1 충전 전류 검출 회로(11)로부터의 신호(Vi1)가 입력되고, 논리 회로(21)는 신호(Vi1)가 나타내는 제1 충전 전류(i1)의 전류값 이 0 A인지 여부에 따라 연산 증폭 회로(18)의 구동 제어를 실행한다. 또한, 충전 제어 회로(2b)는 충전 제어용 반도체 집적 회로를 이루고, 제1 기준 전압 발생 회로(14), 연산 증폭 회로(18), NMOS 트랜지스터(M13) 및 논리 회로(21)는 제2 정전류 충전 제어 회로를 이룬다. 또한, 논리 회로(21)는 구동 제어 회로를 이룬다.
이와 같은 구성에 있어서, 파워 트랜지스터(Q1)에 대한 동작 제어는 도 7과 동일한 양태이므로 그 설명은 생략한다.
연산 증폭 회로(18)에 있어서, 비반전 입력단에 제1 기준 전압(Vref1)이 입력되고, 반전 입력단에 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 입력되고 있으므로, 연산 증폭 회로(18)는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 제1 기준 전압(Vref1)과 동일한 전압이 되도록 NMOS 트랜지스터(M13)를 통하여 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 제어하여 정전류 충전을 실행한다.
한편, 논리 회로(21)는 제1 충전 전류 검출 회로(11)로부터의 신호(Vi1)가 나타내는 제1 충전 전류(i1)의 전류값이 0 A를 초과하는 경우에는, 연산 증폭 회로(18)로의 인에이블(enable) 신호(EN)를 유효 상태로 하여 연산 증폭 회로(18)를 동작시키고, 제1 충전 전류 검출 회로(11)로부터의 신호(Vi1)가 나타내는 제1 충전 전류(i1)의 전류값이 0 A 이하인 경우에는, 연산 증폭 회로(18)로의 인에이블 신호(EN)를 무효 상태로 하여 연산 증폭 회로(18)의 동작을 정지시킨다. 연산 증폭 회로(18)의 동작이 정지되면, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 0 A로 된다.
도 9a 및 도 9b는 도 8에서 나타낸 충전 장치(1b)의 전지 전압(Vb)과 충전 전류(i3)와의 관계예를 나타낸 도면이다.
도 9a는 정전류 충전 시의 충전 전류(i3)가 1.2 A이고, 저항(R1)과 저항(R2)의 저항값이 동일한 경우를 나타내고 있다.
도 9a에 나타낸 바와 같이, 2차 전지(6)의 전압(Vb)이 4.2 V에 이르면, 파워 트랜지스터(Q1)에 의해 2차 전지(6)에 대하여 정전압 충전을 수행하여 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)는 점차 절감되지만, 파워 트랜지스터(Q2)에 의해 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전이 계속되고 있기 때문에, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 일정하게 된다.
파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0 A로 되면, 논리 회로(21)는 연산 증폭 회로(18)의 동작을 정지시켜 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 0 A로 된다. 그러면, 파워 트랜지스터(Q1)의 동작 제어를 실행하는 회로는 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)를 파워 트랜지스터(Q2)에 의해 수행되고 있던 정전류 충전의 제2 충전 전류(i2)와 동일한 전류값으로 설정한 후, 파워 트랜지스터(Q1)를 이용하여 정전압 충전을 실행한다.
도 9a에서는 저항(R1)과 저항(R2)이 동일한 경우이고, 정전류 충전 시의 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)와 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 모두 0.6 A이며, 정전압 충전으로 이행한 후에도 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0 A로 될 때까지는 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 0.6 A를 유지하고 있다.
파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0 A로 되면, 논리 회로(21)로부터 의 인에이블 신호(EN)가 무효 상태로 되기 때문에, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 0 A로 된다. 그러면, 파워 트랜지스터(Q1)의 동작 제어를 실행하는 회로에 의해 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)를 0.6 A로부터 정전압 충전을 실행한다.
다음에, 도 9b의 그래프는 저항(R2)의 저항값을 저항(R1)의 저항값의 1.5배로 설정한 경우를 나타내고 있다. 정전류 충전 기간의 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 0.4 A로, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)의 2/3 전류값이 되고, 정전압 충전으로 이행하더라도 변화하지 않는다. 그러나, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0 A로 되면, 논리 회로(21)가 동작하여 연산 증폭 회로(18)의 동작을 정지시켜 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 0 A로 한다. 그러면, 파워 트랜지스터(Q1)의 동작 제어를 실행하는 회로에 의해 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)를 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)와 동일한 0.4 A로부터 정전압 충전이 재개된다.
이와 같이, 본 제3 실시예에 따른 충전 장치는 상기 제2 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있음과 동시에, 파워 트랜지스터(Q2)에 의한 정전류 충전을 디지털 형식으로 실행하도록 할 수 있어 회로 동작의 간소화를 도모할 수 있는 동시에, 설계 효율을 향상시킬 수 있기 때문에, 비용 절감을 도모할 수 있다.
제4 실시예.
정전압 충전 시에, 2차 전지(6)의 충전 완료를 제1 충전 전류(i1)로 검출하기 위하여 제2 충전 전류(i2)를 제1 충전 전류(i1)보다 빨리 정지시키도록 하여도 좋은 바, 이와 같이 한 것을 본 발명의 제4 실시예로 한다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면이다. 또한, 도 10에서는 도 4와 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고, 여기에서는 그 설명을 생략함과 동시에, 도 4와의 차이점만 설명한다.
도 10과 도 4의 차이점은 연산 증폭 회로(31) 및 소정의 제3 기준 전압(Vref3)을 생성하여 출력하는 제3 기준 전압 발생 회로(32)를 추가한 것이다. 이에 따라, 도 4의 충전 제어 회로(2)를 충전 제어 회로(2c)로 하고, 도 4의 충전 장치(1)를 충전 장치(1c)로 하였다.
도 10에 있어서, 충전 장치(1c)는 직류 전원(5)을 전원으로 하여 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전으로 충전을 실행한다.
충전 장치(1c)는 파워 트랜지스터(Q1, Q2)와, 저항(R1, R2)과, 2차 전지(6)의 전압인 전지 전압(Vb), 및 저항(R1, R2)의 각 양단 전압으로부터 얻어진 제1 충전 전류(i1) 및 제2 충전 전류(i2)의 각 전류값 정보로부터 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행하도록 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 동작 제어를 실행하는 충전 제어 회로(2c)를 구비하고 있다.
충전 제어 회로(2c)는 한 개의 IC에 집적되어 있고, 단자(CHG1, CHG2, iSEN1, iSEN2, VMONI, GND)를 구비하며, 단자(GND)는 접지 전압에 접속된다. 또한, 충전 제어 회로(2c)는 제1 충전 전류 검출 회로(11)와, 제2 충전 전류 검출 회로(12)와, 전지 전압 검출 회로(13)와, 제1 기준 전압 발생 회로(14)와, 제2 기준 전압 발생 회로(15)와, 제3 기준 전압 발생 회로(32)와, 연산 증폭 회로(16∼18, 31)와, NMOS 트랜지스터(M11∼M14)를 구비하고 있다.
연산 증폭 회로(18)에 있어서, 비반전 입력단에는 제1 충전 전류 검출 회로(11)로부터의 신호(Vi1)가 입력되고, 반전 입력단에는 제2 충전 전류 검출 회로(12)로부터의 신호(Vi2)가 입력된다. 이로부터, 연산 증폭 회로(18)는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)와 동일한 전압이 되도록, NMOS 트랜지스터(M13)를 통하여 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 제어한다. 또한, 연산 증폭 회로(31)에 있어서, 비반전 입력단에는 제1 충전 전류 검출 회로(11)로부터의 신호(Vi1)가 입력되고, 반전 입력단에는 제3 기준 전압(Vref3)가 입력된다. 연산 증폭 회로(31)의 출력단은 NMOS 트랜지스터(M14)의 게이트에 접속된다. 또한, 충전 제어 회로(2c)는 충전 제어용 반도체 집적 회로를 이루고, 제3 기준 전압 발생 회로(32), 연산 증폭 회로(18, 31) 및 NMOS 트랜지스터(M13, M14)는 제2 충전 제어 회로부를 이룬다. 또한, 연산 증폭 회로(18) 및 NMOS 트랜지스터(M13)는 제2 정전류 충전 제어 회로를 이루고, 제3 기준 전압 발생 회로(32), 연산 증폭 회로(31) 및 NMOS 트랜지스터(M14)는 제2 정전압 충전 제어 회로를 이룬다. 또한, 연산 증폭 회로(31)는 제4 연산 증폭 회로를 이룬다.
이와 같은 구성에 있어서, 파워 트랜지스터(Q1)에 대한 동작 제어는 도 4와 동일한 양태이므로 그 설명은 생략한다.
제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제3 기준 전압(Vref3)보다 큰 경우에는, 연산 증폭 회로(31)의 출력 신호(CV2)가 고레벨로 되기 때문에, NMOS 트랜지스터(M14)는 온 한다. 또한, 연산 증폭 회로(18)는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)와 동일한 전압이 되도록, NMOS 트랜지스터(M13)를 통하여 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 제어한다.
정전압 충전이 수행되어 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제3 기준 전압(Vref3)까지 저하하면, 연산 증폭 회로(18)는 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제3 기준 전압(Vref3)과 동일한 전압이 되도록, NMOS 트랜지스터(M13)를 통하여 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 제어하기 때문에, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)만이 감소한다.
나아가, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 0 A에 이르면, 파워 트랜지스터(Q1)의 동작 제어를 실행하는 회로가 정전압 충전을 실행하도록 파워 트랜지스터(Q1)의 동작 제어를 실행한다. 이에 따라, 파워 트랜지스터(Q1)의 동작 제어를 실행하는 회로가 파워 트랜지스터(Q1)에 대하여 전지 전압 검출 회로(13)의 출력 신호(Vb1)가 제2 기준 전압(Vref2)과 동일한 전압이 되도록 정전압 충전을 실행하므로, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 감소하기 시작한다.
도 11a 및 도 11b는 도 10에서 나타탠 충전 장치(1c)의 전지 전압(Vb)과 충전 전류(i3)의 관계예를 나타낸 도면이다.
도 11a는 정전류 충전 시의 충전 전류(i3)가 1.2 A이고, 저항(R1)과 저항(R2)의 저항값이 동일하며, 나아가, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0.5 A까지 저하한 경우에, 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제3 기준 전압(Vref3)과 동일한 전압이 되도록 설정한 경우를 나타내고 있다.
파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0.5 A 이상인 경우, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)와 동일한 전류값이지만, 그 후에는 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0.5 A를 유지하도록 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 점차 절감시켜 정전압 충전을 실행한다. 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 0 A로 되면, 파워 트랜지스터(Q1)의 동작 제어를 실행하는 회로만으로 정전압 충전을 계속하기 때문에, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 점차 절감된다.
도 11b는 저항(R2)의 저항값을 저항(R1)의 저항값의 1.5배로 설정하고, 또한 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0.3 A 일 때에, 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제3 기준 전압(Vref3)과 동일한 전압이 되도록 설정한 경우를 나타내고 있다.
파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0.3 A 이상인 경우, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)의 2/3 전류값이지만, 그 후에는 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0.3 A를 유지하도록 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 감소시켜 정전압 충전을 실행한다. 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 0 A로 되면, 파워 트랜지스터(Q1)의 동작 제어를 실행하는 회로만으로 정전압 충전을 계속하므로, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 감소한다.
이와 같이, 본 제4 실시예에 따른 충전 장치는 상기 제1 실시예와 동일한 효 과를 얻을 수 있음과 동시에, 정전압 충전 시에, 제2 충전 전류(i2)를 제1 충전 전류(i1)보다 빠르게 0 A로 저하시키도록 하므로, 2차 전지(6)의 충전 완료를 제1 충전 전류(i1)만으로 검출할 수 있어 정밀도 높게 2차 전지(6)의 충전 완료를 검출할 수 있다.
제5 실시예.
도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 2차 전지 충전 장치의 구성예를 나타낸 도면이다. 또한, 도 12에서는 도 10과 동일한 부분은 동일한 부호로 나타내고, 여기에서는 그 설명을 생략함과 동시에 도 10과의 차이점만 설명한다.
도 12와 도 10의 차이점은 소정의 제4 기준 전압(Vref4)을 생성하여 출력하는 제4 기준 전압 발생 회로(35)를 추가하여 연산 증폭 회로(18)의 비반전 입력단에 제4 기준 전압(Vref4)을 입력하도록 한 것이다. 이에 따라, 도 10의 충전 제어 회로(2c)를 충전 제어 회로(2d)로 하고, 도 10의 충전 장치(1c)를 충전 장치(1d)로 하였다.
도 12에 있어서, 충전 장치(1d)는 직류 전원(5)을 전원으로 하여 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전으로 충전을 실행한다.
충전 장치(1d)는 파워 트랜지스터(Q1, Q2)와, 저항(R1, R2)과, 2차 전지(6)의 전압인 전지 전압(Vb), 및 저항(R1, R2)의 각 양단 전압으로부터 얻어진 제1 충전 전류(i1) 및 제2 충전 전류(i2)의 각 전류값 정보로부터 2차 전지(6)에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행하도록 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 동작 제어를 실행하는 충전 제어 회로(2d)를 구비하고 있다.
충전 제어 회로(2d)는 한 개의 IC에 집적되어 있고, 단자(CHG1, CHG2, iSEN1, iSEN2, VMONI, GND)를 구비하며, 단자(GND)는 접지 전압에 접속된다. 또한, 충전 제어 회로(2d)는 제1 충전 전류 검출 회로(11)와, 제2 충전 전류 검출 회로(12)와, 전지 전압 검출 회로(13)와, 제1 기준 전압 발생 회로(14)와, 제2 기준 전압 발생 회로(15)와, 제3 기준 전압 발생 회로(32)와, 제4 기준 전압 발생 회로(35)와, 연산 증폭 회로(16∼18, 31)와, NMOS 트랜지스터(M11∼M14)를 구비하고 있다.
또한, 충전 제어 회로(2d)는 충전 제어용 반도체 집적 회로를 이루고, 제3 기준 전압 발생 회로(32), 제4 기준 전압 발생 회로(35), 연산 증폭 회로(18, 31) 및 NMOS 트랜지스터(M13, M14)는 제2 충전 제어 회로부를 이룬다. 또한, 제4 기준 전압 발생 회로(35), 연산 증폭 회로(18) 및 NMOS 트랜지스터(M13)는 제2 정전류 충전 제어 회로를 이루고, 제3 기준 전압 발생 회로(32), 연산 증폭 회로(31) 및 NMOS 트랜지스터(M14)는 제2 정전압 충전 제어 회로를 이룬다.
연산 증폭 회로(18)에 있어서, 비반전 입력단에는 제4 기준 전압(Vref4)이 입력되고, 반전 입력단에는 제2 충전 전류 검출 회로(12)로부터의 신호(Vi2)가 입력된다. 이로부터, 연산 증폭 회로(18)는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 제4 기준 전압(Vref4)과 동일한 전압이 되도록, NMOS 트랜지스터(M13)를 통하여 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 제어한다.
이와 같은 구성에 있어서, 파워 트랜지스터(Q1)에 대한 동작 제어는 도 4와 동일한 양태이므로 그 설명은 생략한다.
연산 증폭 회로(31)에 있어서, 반전 입력단에는 제3 기준 전압(Vref3)이 입력되고, 비반전 입력단에는 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 입력된다. 제3 기준 전압(Vref3)의 전압은 정전류 충전 시의 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)보다 작은 전압으로 설정되어 있다.
제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제3 기준 전압(Vref3)보다 큰 경우에는, 연산 증폭 회로(31)는 고레벨의 신호를 출력하여 NMOS 트랜지스터(M14)를 온 시킨다. 이 상태에서는 연산 증폭 회로(18)는 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)가 제4 기준 전압(Vref4)과 동일한 전압이 되도록, NMOS 트랜지스터(M13)를 통하여 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 제어하기 때문에, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 정전류로 된다.
다음에, 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제4 기준 전압(Vref4)까지 저하하면, 연산 증폭 회로(31)는 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제3 기준 전압(Vref3)과 동일한 전압이 되도록, NMOS 트랜지스터(M14)를 통하여 파워 트랜지스터(Q2)를 제어하기 때문에, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 감소한다. 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 감소하고 있는 동안, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)는 제3 기준 전압(Vref3)으로 정해지는 정전류로 된다.
나아가, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 0 A로 되면, 파워 트랜지스터(Q1)의 동작 제어를 실행하는 회로에 의한 정전압 충전 제어에 의해 전지 전압 검출 회로(13)의 출력 신호(Vb1)가 제2 기준 전압(Vref2)과 동일한 전압이 되도록 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)를 제어하여 정전압 충전을 실행한다.
도 13a 및 도 13b는 도 12에서 나타낸 충전 장치(1d)의 전지 전압(Vb)과 충전 전류(i3)의 관계예를 나타낸 도면이다.
도 13a는 제1 기준 전압(Vref1)과 제4 기준 전압(Vref4)을 동일한 전압으로 하고, 정전류 충전 시의 충전 전류(i3)를 1.2 A로 설정함과 동시에, 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 컬렉터 전류(i1, i2)를 각각 0.6 A로 설정하고, 제3 기준 전압(Vref3)을 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0.4 A일 때의 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)와 동일한 전압이 되도록 설정한 경우의 동작을 나타내고 있다.
전지 전압(Vb)이 4.2 V 미만일 때에는, 파워 트랜지스터(Q1, Q2)의 컬렉터 전류(i1, i2)는 모두 0.6 A로 되어 정전류 충전을 실행한다.
전지 전압(Vb)이 4.2 V로 되면, 정전압 충전으로 이행되어 전지 전압(Vb)을 일정하게 유지하기 위하여, 우선 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 감소한다. 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제3 기준 전압(Vref3)과 동일한 전압이 되는 0.4 A까지 저하하면, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 감소하기 시작하고 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)는 0.4 A에서 일정하게 된다. 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 0 A로 되면, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)는 다시 감소하기 시작한다.
다음에, 도 13b는 제4 기준 전압(Vref4)의 전압을 파워 트랜지스터(Q2)의 컬 렉터 전류(i2)가 0.2 A일 때의 제2 충전 전류 검출 회로(12)의 출력 신호(Vi2)의 전압과 동일하게 되도록 설정하고, 나아가, 정전류 충전 시의 충전 전류(i3)를 0.8 A로, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)를 0.6 A로, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)를 0.2 A로 각각 설정하며, 제3 기준 전압(Vref3)을 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 0.4 A일 때의 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)와 동일한 전압이 되도록 설정한 경우의 동작을 나타내고 있다.
전지 전압(Vb)이 4.2 V 미만일 때에는, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)는 0.6 A로 정전류 충전을 수행하고, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)는 0.2 A로 정전류 충전을 수행하고 있다. 전지 전압(Vb)이 4.2 V로 되면, 정전압 충전으로 이행되어 전지 전압(Vb)을 일정하게 유지하기 위하여, 우선 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 감소한다. 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)가 제1 충전 전류 검출 회로(11)의 출력 신호(Vi1)가 제3 기준 전압(Vref3)과 동일하게 되는 0.4 A까지 저하하면, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 감소하기 시작하고 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)는 0.4 A인 채로 일정하게 된다. 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)가 0 A로 되면, 파워 트랜지스터(Q1)의 컬렉터 전류(i1)는 다시 감소하기 시작한다.
이와 같이, 본 제5 실시예에 따른 충전 장치는 상기 제4 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있는 동시에, 제3 기준 전압(Vref3)과 제4 기준 전압(Vref4)의 각 전압을 가변시킴으로써, 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)의 최대 전류값과 컬렉터 전류(i2)를 감소시키기 시작하는 파워 트랜지스터(Q2)의 컬렉터 전류(i2)의 전류값을 자유롭게 설정할 수 있다.
또한, 상기 제1 내지 제5의 각 실시예에 있어서, 충전용 파워 트랜지스터로서 PNP 트랜지스터를 사용한 경우를 예로 하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, PNP 트랜지스터를 PMOS 트랜지스터로 하여도 좋고, 또한, 충전용 파워 트랜지스터로서 NPN 트랜지스터나 NMOS 트랜지스터를 사용하도록 하여도 좋다.
본 발명의 충전 제어용 반도체 집적 회로 및 그 충전 제어용 반도체 집적 회로를 사용한 2차 전지 충전 장치에 의하면, 2차 전지를 충전하기 위하여 마련한 2개의 충전용 트랜지스터를 개별적으로 제어하도록 하므로, 각 충전용 트랜지스터가 부담하는 충전 전류를 고정밀도로 설정할 수 있기 때문에, 정격 최대한의 트랜지스터를 이용할 수 있어 대전류 충전을 실행하는 기기의 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 정격이 상이한 충전용 트랜지스터를 사용하더라도, 각 충전용 트랜지스터의 사양을 만족시키는 제어를 실행할 수 있어 충전용 트랜지스터의 선택 범위를 넓힐 수 있다.
나아가, 종래와 같이 어느 한 충전용 트랜지스터만을 사용하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행할 수 있다.
또한, 정전류 충전으로부터 정전압 충전으로 이행한 후에, 제1 충전용 트랜지스터의 정격 내에서 충전 전류를 제어할 수 있게 된 경우에는, 제1 충전 제어 회로부와 제1 충전용 트랜지스터만으로 정전압 충전을 실행하도록 함으로써 충전의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 충전 전류가 적은 경우에는, 종래와 같이 어느 한 충전용 트랜지스터만을 사용하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행할 수 있다.

Claims (32)

  1. 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터로부터 대응하는 제1 충전 전류 검출용 저항 및 제2 충전 전류 검출용 저항을 통하여 2차 전지에 충전 전류를 각각 공급하고, 상기 2차 전지에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행하는 충전 장치에서 상기 각 충전용 트랜지스터의 동작 제어를 실행하는 충전 제어용 반도체 집적 회로에 있어서,
    상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터로의 제어 신호를 출력하는 단자를 상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터에 대응하여 각각 구비하고, 상기 제1 충전 전류 검출용 저항 및 제2 충전 전류 검출용 저항의 각 양단 전압과 상기 2차 전지의 전압으로부터 상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터를 각각 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 충전 전류 검출용 저항의 양단 전압으로부터 상기 제1 충전용 트랜지스터로부터 출력된 제1 충전 전류의 검출을 실행하고, 검출한 상기 제1 충전 전류의 전류값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 제1 충전 전류 검출 회로부와,
    상기 제2 충전 전류 검출용 저항의 양단 전압으로부터 상기 제2 충전용 트랜지스터로부터 출력된 제2 충전 전류의 검출을 실행하고, 검출한 상기 제2 충전 전류의 전류값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 제2 충전 전류 검출 회로부와,
    상기 2차 전지의 전압인 전지 전압의 검출을 실행하고, 검출한 상기 전지 전압의 전압값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 전지 전압 검출 회로부와,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부 및 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제1 충전 전류를 출력시키는 정전류 충전, 또는 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제1 충전 전류를 출력시키는 정전압 충전을 실행하게 하는 제1 충전 제어 회로부와,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부 및 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 정전류 충전, 또는 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 정전압 충전을 실행하게 하는 제2 충전 제어 회로부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 충전 제어 회로부는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제1 충전 전류를 출력시키는 제1 정전류 충전 제어 회로와,
    상기 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제1 충전 전 류를 출력시키는 제1 정전압 충전 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제1 연산 증폭 회로와,
    상기 제1 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제1 트랜지스터를 구비하고,
    상기 제1 정전압 충전 제어 회로는,
    상기 전지 전압 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제2 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제2 연산 증폭 회로와,
    상기 제2 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제2 트랜지스터를 구비하며,
    상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 상기 제1 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는 상기 제1 충전 전류에 비례한 제2 충전 전류를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
    상기 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
    상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
    상기 제1 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터 를 구비하며,
    상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
    상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  10. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터와,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호에 따라 상기 제3 연산 증폭 회로의 구동 제어를 실행하는 구동 제어 회로를 구비하고,
    상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 접속되며, 상기 구동 제어 회로는 제1 충전 전류가 소정의 값 이하로 되면 상기 제3 연산 증폭 회로의 동작을 정지시킴으로써 제3 트랜지스터를 통하여 제2 충전용 트랜지스터를 오프시켜 차단 상태로 하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  12. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부 및 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터
    를 구비하고,
    상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제3 기준 전압 의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제4 연산 증폭 회로와,
    상기 제4 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터
    를 구비하며,
    상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  14. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제4 기준 전압 의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터
    를 구비하고,
    상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제3 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제4 연산 증폭 회로와,
    상기 제4 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터
    를 구비하며,
    상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제3 기준 전압 및 제4 기준 전압은 변경 가능한 것을 특징으로 하는 충전 제어용 반도체 집적 회로.
  17. 2차 전지에 대하여 정전류 충전 또는 정전압 충전을 실행하는 충전 장치에 있어서,
    상기 2차 전지에 제1 충전 전류를 공급하는 제1 충전용 트랜지스터와,
    상기 2차 전지에 제2 충전 전류를 공급하는 제2 충전용 트랜지스터와,
    상기 제1 충전 전류를 전압으로 변환시키는 제1 충전 전류 검출용 저항과,
    상기 제2 충전 전류를 전압으로 변환시키는 제2 충전 전류 검출용 저항과,
    상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터로의 제어 신호를 출력하는 단자를 상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터에 대응하여 각각 구비하고, 상기 제1 충전 전류 검출용 저항 및 제2 충전 전류 검출용 저항의 각 양단 전압과 상기 2차 전지의 전압으로부터 상기 제1 충전용 트랜지스터 및 제2 충전용 트랜지스터를 각각 개별적으로 제어하는 충전 제어용 반도체 집적 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 충전 제어용 반도체 집적 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출용 저항의 양단 전압으로부터 상기 제1 충전용 트랜지스터로부터 출력된 제1 충전 전류의 검출을 실행하고, 검출한 상기 제1 충전 전류의 전류값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 제1 충전 전류 검출 회로부와,
    상기 제2 충전 전류 검출용 저항의 양단 전압으로부터 상기 제2 충전용 트랜지스터로부터 출력된 제2 충전 전류의 검출을 실행하고, 검출한 상기 제2 충전 전류의 전류값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 제2 충전 전류 검출 회로부와,
    상기 2차 전지의 전압인 전지 전압의 검출을 실행하고, 검출한 상기 전지 전압의 전압값을 나타내는 신호를 생성하여 출력하는 전지 전압 검출 회로부와,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부 및 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제1 충전 전류를 출력시키는 정전류 충전, 또는 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제1 충전 전류를 출력시키는 정전압 충전을 실행하게 하는 제1 충전 제어 회로부와,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부 및 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 정전류 충전, 또는 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 정전압 충전을 실행하게 하는 제2 충전 제어 회로부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 충전 제어 회로부는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제1 충전 전류를 출력시키는 제1 정전류 충전 제어 회로와,
    상기 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제1 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제1 충전 전류를 출력시키는 제1 정전압 충전 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제1 연산 증폭 회로와,
    상기 제1 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제1 트랜지스터를 구비하고,
    상기 제1 정전압 충전 제어 회로는,
    상기 전지 전압 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제2 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제2 연산 증폭 회로와,
    상기 제2 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제2 트랜지스터
    를 구비하며,
    상기 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 상기 제1 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는 상기 제1 충전 전류에 비례한 제2 충전 전류를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
    상기 전지 전압 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
    상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
    상기 제1 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터를 구비하며,
    상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
    상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  26. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제1 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터와,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호에 따라 상기 제3 연산 증폭 회로의 구동 제어를 실행하는 구동 제어 회로
    를 구비하고,
    상기 제3 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 접속되며, 상기 구동 제어 회로는 제1 충전 전류가 소정의 값 이하로 되면 상기 제3 연산 증폭 회로의 동작을 정지시킴으로써, 상기 제3 트랜지스터를 통하여 상기 제2 충전용 트랜지스터를 오프시켜 차단 상태로 하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  28. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부 및 상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 각 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전 류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터
    를 구비하고,
    상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제3 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제4 연산 증폭 회로와,
    상기 제4 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터
    를 구비하며,
    상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  30. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 충전 제어 회로부는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 소정의 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전류 충전 제어 회로와,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터 입력된 신호에 따라 상기 제2 충전용 트랜지스터에 대하여 상기 전지 전압이 소정의 값으로 일정하게 되도록 제2 충전 전류를 출력시키는 제2 정전압 충전 제어 회로
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 제2 정전류 충전 제어 회로는,
    상기 제2 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제4 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제3 연산 증폭 회로와,
    상기 제3 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제3 트랜지스터를 구비하고,
    상기 제2 정전압 충전 제어 회로는,
    상기 제1 충전 전류 검출 회로부로부터의 출력 신호와 소정의 제3 기준 전압의 차이 전압을 증폭하여 출력하는 제4 연산 증폭 회로와,
    상기 제4 연산 증폭 회로의 출력 신호가 제어 전극에 입력된 제4 트랜지스터
    를 구비하며,
    상기 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터는 상기 제2 충전용 트랜지스터의 제어 전극과 소정의 전압 사이에 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 충전 장치.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 제3 기준 전압 및 제4 기준 전압은 변경 가능한 것을 특징으로 하는 충전 장치.
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