KR101899584B1

KR101899584B1 - 충전 회로

Info

Publication number: KR101899584B1
Application number: KR1020120154508A
Authority: KR
Inventors: 겐타로 쿠로카와; 다이스케 스즈키; 토시키 사카모토
Original assignee: 미쓰미덴기가부시기가이샤
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2018-09-17
Also published as: JP2013169022A; CN103248088A; US9166432B2; US20130207597A1; JP5880105B2; CN103248088B; KR20130093461A

Abstract

[과제] 안전성을 확보하면서 2차전지를 충분히 충전하는 것이 가능한 충전 회로를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
[해결 수단] 2차전지와 접속되고, 상기 2차전지의 충전을 행하는 충전 회로이며, 입력 단자로부터 입력되는 전류를 제한하는 전류 제한 회로와, 상기 전류 제한 회로의 출력과, 상기 2차전지 사이에 접속되는 제 1 트랜지스터와, 상기 제 1 트랜지스터의 온/오프를 제어하여 상기 2차전지로의 충전전류의 공급/차단을 제어하는 충전 제어 회로와, 상기 제 1 트랜지스터를 흐르는 상기 충전전류에 따른 전류를 출력하는 제 2 트랜지스터와, 상기 제 2 트랜지스터로부터 출력된 전류에 따른 클록을 생성하는 충전 타이머를 갖고, 상기 충전 제어 회로는 상기 충전 타이머로부터 출력된 상기 클록의 수가 소정의 수가 되었을 때, 상기 2차전지의 충전을 정지시킨다.

Description

충전 회로{CHARGING CIRCUIT}

본 발명은 2차전지와 접속되어, 상기 2차전지의 충전을 행하는 충전 회로에 관한 것이다.

최근에는, 리튬 이온 전지 등의 2차전지에 의해 구동하는 휴대단말이 보급되고 있다. 휴대단말의 2차전지를 충전하는 충전 회로에는 안전성을 확보하기 위한 충전 타이머를 갖는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1).

도 1은 종래의 충전 회로의 일례를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 충전 회로(10)는 AC 어댑터 등으로부터 전류가 입력되는 IN 단자와, 2차전지에 접속되는 BAT 단자를 갖는다. 또한 충전 회로(10)는 충전을 정지시키는 스위칭 소자(M1)와, 충전 타이머(11)를 갖는다. 충전 회로(10)에서는, IN 단자로부터 입력된 전류에 의해 BAT 단자에 접속된 2차전지의 충전을 행한다. 충전 회로(10)에서는, 충전 타이머(11)에 소정의 클록수가 설정되어 있고, 소정의 클록수가 카운트되면 스위칭 소자(M1)가 오프되어 충전전류가 차단되고, 충전이 정지된다.

도 2는 종래의 충전 회로의 다른 예를 도시하는 도면이다. 도 2의 충전 회로(20)는, IN 단자와 BAT 단자 이외에, IN 단자로부터 입력되는 전류를 출력하는 OUT 단자를 갖는다. OUT 단자로부터 출력되는 전류는, 예를 들면, 2차전지에 의해 구동되는 휴대단말 본체에 동작 전류로서 공급된다.

미국 특허공보 7,548,041호 공보

(발명의 개요)

(발명이 해결하고자 하는 과제)

예를 들면, 도 2에 도시하는 바와 같은 종래의 충전 회로(20)에서는, IN 단자로부터 입력된 전류가 OUT 단자에 흐르는 전류와 BAT 단자에 흐르는 전류로 나뉜다. 이 때문에 충전 회로(20)에서는, BAT 단자에 흐르는 충전전류가 감소한 상태가 되는 경우가 있는데, 충전 타이머(21)에 의해 소정 시간이 경과하면 충전이 정지된다. 따라서 충전이 불충분하게 된다.

충전이 불충분한 상태에서 충전이 정지되지 않도록 하기 위해서는, 충전 타이머(21)에 설정하는 소정 클록수를 많게 하여, 소정 시간을 미리 길게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나 소정 시간을 길게 한 경우, 본래의 충전 타이머의 목적인 안전성을 확보할 수 없을 우려가 있다.

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이것을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 안전성을 확보하면서 2차전지를 충분히 충전하는 것이 가능한 충전 회로를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 이하와 같은 구성을 채용했다.

본 발명은 2차전지와 접속되고, 상기 2차전지의 충전을 행하는 충전 회로(100)로서,

입력 단자(IN)로부터 입력되는 전류를 제한하는 전류 제한 회로(110)와, 상기 전류 제한 회로(110)의 출력과, 상기 2차전지와의 사이에 접속되는 제 1 트랜지스터(M10)와,

상기 제 1 트랜지스터(M10)의 온/오프를 제어해서 상기 2차전지로의 충전전류의 공급/차단을 제어하는 충전 제어 회로(130)와,

상기 제 1 트랜지스터(M10)에 흐르는 상기 충전전류에 따른 전류를 출력하는 제 2 트랜지스터(M11)와,

상기 제 2 트랜지스터(M11)로부터 출력된 전류에 따른 클록을 생성하는 충전 타이머(180)를 갖고,

상기 충전 제어 회로(130)는,

상기 충전 타이머(180)로부터 출력된 상기 클록의 수가 소정의 수가 되었을 때, 상기 2차전지의 충전을 정지시킨다.

본 발명의 충전 회로는 상기 제 2 트랜지스터(M11)와, 상기 충전 타이머(180)와의 접속을 제어하는 스위치(SW1)와,

상기 2차전지의 충전방식이 정전류 충전인지, 또는 정전압 충전인지를 판정하고, 판정 결과에 기초하여 상기 스위치(SW1)의 전환을 제어하는 판정 회로(170)를 갖고,

상기 판정 회로(170)는,

상기 충전방식이 상기 정전류 충전이었을 때, 상기 제 2 트랜지스터(M11)와 상기 충전 타이머(180)가 접속되도록 상기 스위치(SW1)를 전환한다.

본 발명의 충전 회로는, 상기 충전전류가 소정 전류에 도달했는지 아닌지를 검출하는 정전류 충전 앰프(150)와,

상기 2차전지의 전압이 소정 전압에 도달했는지 아닌지를 검출하는 정전압 충전 앰프(160)

를 갖고,

상기 판정 회로(170)는,

상기 정전류 충전 앰프(150)의 출력과 상기 정전압 충전 앰프(160)의 출력에 기초하여, 상기 판정을 행한다.

본 발명의 충전 회로는 상기 충전전류에 의해 충전되는 2차전지와 접속되는 전지용 단자(BAT)와, 상기 2차전지가 내장되는 장치에 상기 전류를 출력하는 출력 단자(OUT)를 갖는다.

또한, 상기 괄호 내의 참조부호는, 이해를 쉽게 하기 위해서 붙인 것으로, 일례에 지나지 않으며, 도시된 태양에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 안전성을 확보하면서 2차전지를 충분히 충전할 수 있다.

도 1은 종래의 충전 회로의 일례를 도시하는 도면.
도 2는 종래의 충전 회로의 다른 예를 도시하는 도면.
도 3은 제 1 실시형태의 충전 회로의 개요를 도시하는 도면.
도 4는 제 1 실시형태의 충전 회로를 설명하는 도면.
도 5는 제 2 실시형태의 충전 회로를 설명하는 도면.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명에서는, 정전류 충전에 있어서의 충전전류의 변화에 따라, 충전 정지까지의 시간을 변화시킨다.

(제 1 실시형태)

이하에 도면을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 대하여 설명한다. 도 3은 제 1 실시형태의 충전 회로의 개요를 도시하는 도면이다.

본 실시형태의 충전 회로(100)는 전류 제한 회로(110), 온도 검출 회로(120), 충전 제어 회로(130), 정전류 설정 회로(140), CC(Constant Current) 앰프(150), CV(Constant Voltage) 앰프(160), CC/CV 판정 회로(170), 충전 타이머(180), 정전류원(190), 스위치(SW1)를 갖는다.

또 본 실시형태의 충전 회로(100)는 IN 단자, OUT 단자, BAT 단자, TIME 단자, 트랜지스터(M10, M11, M12)를 갖는다.

본 실시형태의 충전 회로(100)는 IN 단자에 AC(Alternating Current) 어댑터나 USB(Universal Serial Bus) 등의 전원이 접속되고, 전류가 입력된다. 또한 본 실시형태의 BAT 단자에는, 2차전지가 접속되고, 충전 회로(100)에 의해 충전된다. 본 실시형태의 OUT 단자는 BAT 단자에 접속된 2차전지를 내장하는 장치 본체에 접속된다. 본 실시형태의 충전 회로(100)에서는, IN 단자로부터 입력된 전류에 의해, OUT 단자에 접속된 장치를 동작시키면서 BAT 단자에 접속된 2차전지를 충전할 수 있다.

본 실시형태의 전류 제한 회로(110)는 IN 단자로부터 입력되는 전류가 소정 전류 이상으로 되지 않도록, 입력되는 전류를 제한한다. 온도 검출 회로(120)는, 예를 들면, 2차전지 등의 온도를 검출하고, 충전 제어 회로(130)에 출력한다.

충전 제어 회로(130)는 트랜지스터(M10)의 온/오프를 제어하고, BAT 단자로의 충전전류의 공급을 제어한다. 또한 충전 제어 회로(130)는 트랜지스터(M11, M12)의 온/오프도 제어한다. 트랜지스터(M11, M12)의 상세는 후술한다.

정전류 설정 회로(140)는 CC 앰프(150)가 갖는 정전류원(151)과, 정전류원(190)에서 생성되는 정전류값을 정하기 위한 설정이 행해진다.

CC 앰프(150)는 정전류 충전을 행하기 위한 앰프이며, 정전류원(151)에 의해 실현된다. CC 앰프(150)는 BAT 단자에 공급되는 충전전류가 소정 전류에 도달했는지 아닌지를 검출한다. CV 앰프(160)는 정전압 충전을 행하기 위한 앰프이며, 기준전압(V2)과 2차전지의 전지전압을 비교하고, 2차전지의 전지전압이 소정 전압에 도달했는지 아닌지를 검출한다.

CC 앰프(150)의 출력과 CV 앰프(160)의 출력은 충전 제어 회로(130)에 공급된다. 충전 제어 회로(130)는 CC 앰프(150)의 출력과 CV 앰프(160)의 출력에 기초하여, 정전류 충전 또는 정전압 충전을 행한다.

CC/CV 판정 회로(170)는, CC 앰프(150)의 출력과 CV 앰프(160)의 출력에 기초하여, 충전 제어 회로(130)의 충전방식이 정전류 충전인지 또는 정전압 충전의 어느 쪽을 행하고 있는지를 판정한다. 또 CC/CV 판정 회로(170)는 판정 결과에 기초하여 스위치(SW1)의 전환을 제어한다.

충전 타이머(180)는 충전을 개시하고나서 충전을 정지할 때까지의 소정 시간을 카운트하기 위한 클록을 생성한다. 본 실시형태의 충전 타이머(180)는, 예를 들면, OSC(oscillator)에 의해 실현된다. OSC를 사용하여 충전 타이머(180)를 실현한 경우, OSC는, 충전방식이 정전류 충전인 경우에, 충전전류에 대응한 전류에 기초하여 발진하는 주파수를 변경한다. 본 실시형태에서는, 주파수가 바뀜으로써 생성되는 클록의 주파수가 변화되기 때문에, 클록의 카운트에 의해 생성되는 소정 시간이 변화된다. 충전 타이머(180)의 출력은 TIME 단자로부터 장치측으로 출력된다. 또한 충전 타이머(180)의 출력은 충전 제어 회로(130)에 공급된다. 충전 제어 회로(130)는 충전 타이머(180)로부터 출력되는 클록이 소정의 수가 되었을 때, 충전을 정지시킨다.

정전류원(190)은 스위치(SW1)의 단자(T1)에 접속되어 있고, 정전류 설정 회로(140)에 의해 설정된 정전류를 단자(T1)에 공급한다.

스위치(SW1)의 단자(T2)는 트랜지스터(M11)의 드레인과 접속되어 있고, 스위치(SW1)의 단자(T3)는 충전 타이머(180)에 접속되어 있다. 본 실시형태의 스위치(SW1)는, CC/CV 판정 회로(170)에서 충전방식이 정전압 충전이라고 판정된 경우에, 단자(T1)와 단자(T3)가 접속된다. 또한 본 실시형태의 스위치(SW1)는, CC/CV 판정 회로(170)에서 충전방식이 정전류 충전이라고 판정된 경우에, 단자(T1)와 단자(T2)가 접속된다. 즉 충전 타이머(180)와 트랜지스터(M11)의 드레인이 접속된다.

본 실시형태의 충전 회로(100)에 있어서, 트랜지스터(M10, M11, M12)는 PMOS 트랜지스터이며, 트랜지스터(M10, M11, M12)의 소스는 전류 제한 회로(110)의 출력과 접속되어 있다. 또 트랜지스터(M10, M11, M12)의 게이트는, 충전 제어 회로(130)와 접속되어 있다. 트랜지스터(M10)의 드레인은 BAT 단자와 접속되어 있다. 트랜지스터(M11)의 드레인은 스위치(SW1)의 단자(T2)와 접속되어 있다.

트랜지스터(M12)의 드레인은 정전류원(151)과 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 트랜지스터(M12)의 드레인과 정전류원(151)과의 접속점의 전류가 CC 앰프(150)의 출력이며, 충전 제어 회로(130)와 CC/CV 판정 회로(170)에 공급된다.

본 실시형태에서는, 트랜지스터(M11, M12)의 소스-드레인 간의 전류(I11, I12)는 트랜지스터(M10)의 소스-드레인 간 전류(I10)에 비례한 전류가 된다. 전류(I10)는 BAT 단자에 공급되는 충전전류이다. 즉 본 실시형태에서는, CC/CV 판정 회로(170)에 의해 충전방식이 정전류 충전이라고 판정되었을 때, 트랜지스터(M11)의 소스-드레인 간의 전류(I11)는 충전전류의 변동에 추종한다.

따라서, 예를 들면, 정전류 충전에 있어서 충전전류가 감소한 경우, 전류(I11)도 감소한다. 이 때문에 충전 타이머(180)에 공급되는 전류는 감소하고, 충전 타이머(180)에서 생성되는 클록의 주파수가 낮아지고, 그 결과로 충전이 정지될 때까지의 소정 시간이 길어진다.

이와 같이 본 실시형태의 충전 회로(100)에서는, 충전전류의 변화에 따라, 충전을 정지시킬 때까지의 소정 시간을 변화시킬 수 있다.

다음에 도 4를 참조하여 본 실시형태의 충전 회로의 상세를 설명한다. 도 4는 제 1 실시형태의 충전 회로를 설명하는 도면이다.

본 실시형태의 충전 회로(100A)는 도 3에 도시한 충전 회로(100)가 갖는 각 부와 각 단자와, 트랜지스터(M1∼M14)와, 앰프(Q1, Q2)와, 소정 전압(V1)과, ISET 단자를 갖는다.

본 실시형태의 트랜지스터(M1, M2, M4, M8∼M14)는 PMOS 트랜지스터이다. 또 본 실시형태의 트랜지스터(M3, M5∼M7)는 NMOS 트랜지스터이다.

본 실시형태의 트랜지스터(M1)는 트랜지스터(M10)의 소스-드레인 간의 전류(I10)(충전전류)와 비례하는 전류를 출력한다. 트랜지스터(M2, M3)와 앰프(Q1)는 트랜지스터(M1과 M10)를 커런트 미러로서 동작시키기 위한 보조 회로를 구성하고 있다. 트랜지스터(M4, M5)는 트랜지스터(M11, M12)의 각각의 소스-드레인 간의 전류(I11, I12)를 정하기 위한 것이다.

또한 본 실시형태에서는, 트랜지스터(M6∼M9 M12)에 의해 CC 앰프(150)를 구성한다. 트랜지스터(M6∼M9)는 CC 앰프(150)가 갖는 정전류원(151)을 구성한다. 또 본 실시형태에서는, 트랜지스터(M14)와, 앰프(Q2)와, 소정 전압(V1)이 정전류원(151)의 전류를 정하는 정전류 설정 회로(140)를 구성한다. 또 본 실시형태에서는, 트랜지스터(M13)가 정전류원(190)을 구성한다.

이하에 본 실시형태의 충전 회로(100A)의 접속을 설명한다.

본 실시형태의 트랜지스터(M1)의 소스는 트랜지스터(M10)의 소스와 접속되어 있고, 트랜지스터(M10)의 소스는 전류 제한 회로(110)의 출력과 접속되어 있다. 트랜지스터(M1, M10)의 게이트는 충전 제어 회로(130)의 출력과 접속되어 있다. 트랜지스터(M10)의 드레인은 BAT 단자에 접속되어 있다.

트랜지스터(M1)의 드레인은 트랜지스터(M2)의 소스와 접속되어 있다. 트랜지스터(M2)의 게이트는 앰프(Q1)의 출력과 접속되어 있고, 트랜지스터(M2)의 드레인은 트랜지스터(M3)의 소스에 접속되어 있다. 트랜지스터(M3)의 소스는 트랜지스터(M3)의 게이트와 접속되어 있고, 트랜지스터(M3)의 드레인은 접지되어 있고, 트랜지스터(M3)는 전류원을 형성한다.

본 실시형태의 앰프(Q1)는 트랜지스터(M1, M10)의 커런트 미러를 성립시키기 위한 드레인-드레인 보정 앰프이다. 앰프(Q1)의 비반전 입력 단자는 트랜지스터(M2)의 소스와 접속되어 있고, 앰프(Q2)의 반전 입력 단자는 트랜지스터(M10)의 드레인과 접속되어 있다.

트랜지스터(M5)는 게이트가 트랜지스터(M3)의 게이트와 접속되어 있고, 소스가 접지되어 있고, 드레인이 트랜지스터(M4)의 드레인과 접속되어 있다. 트랜지스터(M4)의 게이트는 트랜지스터(M4)의 드레인과, 트랜지스터(M11, M12)의 게이트에 접속되어 있다. 트랜지스터(M4)의 소스는 트랜지스터(M8, M9, M11, M12, M13)의 소스에 접속되어 있다. 트랜지스터(M11)의 드레인은 스위치(SW1)의 단자(T2)와 접속되어 있다.

트랜지스터(M12)의 드레인은 트랜지스터(M6)의 드레인과 접속되어 있다. 또 트랜지스터(M12)의 드레인은, CC 앰프(150)의 출력으로서, 충전 제어 회로(130)와, CC/CV 판정 회로(170)의 일방의 입력과 접속되어 있다. 트랜지스터(M6)의 소스는 접지되어 있다. 트랜지스터(M6)의 게이트는 트랜지스터(M7)의 게이트와 트랜지스터(M7)의 드레인에 접속되어 있다.

트랜지스터(M7)의 드레인은 트랜지스터(M8)의 드레인과 접속되어 있다. 트랜지스터(M8)의 게이트는 트랜지스터(M9) 및 트랜지스터(M13)의 게이트에 접속되어 있다. 트랜지스터(M9)의 게이트는 트랜지스터(M9)의 드레인과 접속되어 있다. 또 트랜지스터(M9)의 드레인은 트랜지스터(M)에 14의 소스와 접속되어 있다.

트랜지스터(M14)의 게이트는 앰프(Q2)의 출력과 접속되어 있고, 트랜지스터(M14)의 드레인은 앰프(Q2)의 반전 입력 단자와 접속되어 있다.

CV 앰프(160)의 일방의 입력 단자는 BAT 단자와 접속되어 있다. CV 앰프의 타방의 입력 단자는 기준전압(V2)과 접속되어 있다. CV 앰프(160)의 출력은 충전 제어 회로(130)와, CC/CV 판정 회로(170)의 타방의 입력에 접속된다. CC/CV 판정 회로(170)의 출력은 스위치(SW1)와 접속되어, 스위치(SW1)의 전환을 제어한다.

스위치(SW1)의 단자(T3)는 충전 타이머(180)와 TIME 단자에 접속되어 있다. 충전 타이머(180)의 출력은 충전 제어 회로(130)에 접속되어 있다.

본 실시형태에서는, 트랜지스터(M3, M5)가 커런트 미러를 구성하고 있다. 따라서 본 실시형태의 트랜지스터(M5)의 소스-드레인 간의 전류(I5)는 트랜지스터(M3)의 소스-드레인 간의 전류(I3)와 동일하거나 또는 전류(I3)에 비례하는 전류가 된다. 트랜지스터(M4)의 소스 드레인 간의 전류(I4)는 전류(I5)에 의해 결정된다. 따라서 전류(I4)는 전류(I3)와 동일하거나, 또는 전류(I3)에 비례하는 값이 된다. 전류(I3)는 전류(I10)에 비례하는 전류이기 때문에, 전류(I4)는 전류(I10)에 비례하는 전류가 된다.

또 본 실시형태에서는, 트랜지스터(M4, M11, M12)가 커런트 미러를 구성하고 있다. 또 트랜지스터(M11)의 소스-드레인 간의 전류(I11)와, 트랜지스터(M12)의 소스-드레인 간의 전류(I12)는 전류(I4)에 의해 결정된다. 전류(I11)와 전류(I12)는 전류(I4)와 동일하거나, 또는 전류(I4)에 비례한 값이 된다.

즉 본 실시형태에서는, 전류(I11)와 전류(I12)는 충전전류인 전류(I10)와 비례한 전류가 된다.

또한 본 실시형태에서는, 트랜지스터(M9, M8, M13)가 커런트 미러를 구성하고 있다. 따라서 트랜지스터(M8)의 소스-드레인 간의 전류(I8)와, 트랜지스터(M13)의 소스-드레인 간의 전류(I13)는 트랜지스터(M9)의 소스-드레인 간의 전류(I9)에 의해 정해진다. 전류(I9)는 트랜지스터(M14)의 소스-드레인 간의 전류(I14)는 일정하기 때문에, 전류(I9)도 일정하게 된다. 따라서 전류(I13)는 정전류가 된다.

또한 본 실시형태에서는, 트랜지스터(M6, M7)가 커런트 미러를 구성하고 있다. 트랜지스터(M7)의 드레인-소스 간의 전류(I7)는 전류(I8)에 의해 결정되는 정전류이다. 따라서 트랜지스터(M6)의 드레인-소스 간의 전류(I6)도 정전류가 된다.

본 실시형태의 CV 앰프(160)는 BAT 단자의 전압(2차전지의 전압)과, 소정 전압을 비교한다. 그리고 BAT 단자의 전압이 소정 전압에 도달하면, 소정 전압에 도달한 것을 나타내는 전압 도달 신호를 출력한다.

또한 본 실시형태의 CC 앰프(150)는 충전전류에 비례하는 전류(I12)와, 정전류(I6)를 비교한다. 그리고 전류(I12)가 정전류(I6)에 도달하면, 전류(I6)에 도달한 것을 나타내는 전류 도달 신호를 출력한다.

본 실시형태의 CC/CV 판정 회로(170)에서는, 예를 들면, CC 앰프(150)로부터 전류 도달 신호가 출력되고 있지 않은 경우에, 충전방식을 정전류 충전으로 판단하고, 스위치(SW1)의 단자(T3)를 단자(T2)와 접속시켜도 된다. 또한 본 실시형태의 CC/CV 판정 회로(170)에서는, 예를 들면, CV 앰프(160)로부터 전압도달 신호가 출력된 경우에, 충전방식을 정전압 충전으로 판단하고, 스위치(SW1)의 단자(T3)를 단자(T1)와 접속시켜도 된다.

이하에, CC/CV 판정 회로(170)가 충전방식을 정전류 충전으로 판정했을 때, 충전전류가 감소한 경우의 동작을 설명한다. 충전전류가 감소한 경우란, 예를 들면, IN 단자와 접속된 전원의 전원능력이 부족한 경우나, 충전 회로(100A)가 실장된 IC의 온도가 상승에 의해, 전류 제한 회로(110)에 의해 입력되는 전류를 제한한 경우 등이다.

본 실시형태에서는, 충전전류(전류(I10))가 감소하면, 충전전류에 비례한 전류(I11)도 감소한다. 따라서 스위치(SW1)를 통하여 충전 타이머(180)에 입력되는 전류도 감소한다.

충전 타이머(180)에서는, 입력되는 전류가 감소하면, 생성되는 클록의 주파수가 낮아진다. 따라서 충전 제어 회로(130)가 클록을 소정의 수 카운트할 때까지의 시간이 길어진다.

또한 본 실시형태에서는, 충전전류가 커졌을 때는, 충전전류에 비례한 전류(I11)도 증가하기 때문에, 충전 타이머(180)가 생성하는 클록의 주파수가 높아진다. 따라서 충전 제어 회로(130)가 클록을 소정의 수 카운트할 때까지의 시간이 짧아진다.

이상과 같이 본 실시형태에서는, 충전전류의 변화에 따라 충전을 정지할 때까지의 시간을 변경할 수 있다. 따라서 본 실시형태에 의하면, 충전을 정지시킬 때까지의 시간을 설정할 때에, 충전전류가 감소한 경우를 고려할 필요가 없게 되어, 안전성을 확보한 시간을 설정할 수 있다. 또 본 실시형태에서는, 안전성을 확보하면서 2차전지를 충분히 충전할 수 있다.

또한 본 실시형태에서는, 전류 제한 회로(110)를 설치함으로써, 충전 회로(100A)로의 입력 전류를 제한하기 때문에, 예를 들면, OUT 단자측으로부터 대전류가 끌어내지는 것을 방지할 수 있다.

또한 본 실시형태에 있어서 ISET 단자에 접속된 저항(R1)과, TIME 단자에 접속된 컨덴서(C1)는 충전 회로(100A)의 외부에 접속되는 것으로 했지만, 저항(R1)과 컨덴서(C1)는 충전 회로(100A)에 내장되어 있어도 된다.

(제 2 실시형태)

이하에 도면을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태에대하여 설명한다. 본 발명의 제 2 실시형태에서는, 충전전류에 비례하는 전압을 사용하는 점이 제 1 실시형태와 상위하다. 이하의 책출발 발명의 제 2 실시형태의 설명에서는, 제 1 실시형태로 같은 기능구성을 갖는 것에는 제 1 실시형태의 설명에서 사용한 부호로 같은 부호를 붙이고서, 그 설명을 생략한다.

도 5는 제 2 실시형태의 충전 회로를 설명하는 도면이다.

본 실시형태의 충전 회로(100B)는 전류 제한 회로(110), 온도 검출 회로(120), 충전 제어 회로(130), CC 앰프(150A), CV 앰프(160), CC/CV 판정 회로(170), 충전 타이머(180), 앰프(Q1), 앰프(Q3), PMOS 트랜지스터인 트랜지스터(M1, M2, M10, M20, M21, M22), 소정 전압(V), V3), 컨덴서(C2), 저항(R1, R2)을 갖는다.

본 실시형태의 CC 앰프(150A)의 비반전 입력 단자는 트랜지스터(M2)의 드레인과 접속되어 있다. 즉 CC 앰프(150A)의 비반전 입력 단자에는 충전전류인 전류(I10)와 비례한 전류에 대응하는 전압이 인가 되게 된다. CC 앰프(150A)의 반전 입력 단자는 소정 전압(V3)이 접속되어 있다. CC 앰프(150A)의 출력은 충전 제어 회로(130)와, CC/CV 판정 회로(170)의 일방의 입력에 접속된다.

본 실시형태의 앰프(Q3)의 반전 입력 단자는 TIME 단자와 접속되어 있다. TIME 단자에는 저항(R2)이 접속되어 있다. 앰프(Q3)의 비반전 입력 단자는 스위치(SW1)의 단자(T3)에 접속되어 있다. 앰프(Q3)의 출력은 트랜지스터(M20)의 게이트와 접속되어 있다.

트랜지스터(M20)의 드레인은 TIME 단자와 접속되어 있고, 트랜지스터(M20)의 소스는 트랜지스터(M21)의 드레인과 접속되어 있다. 또 트랜지스터(M21)의 게이트는 트랜지스터(M21)의 드레인과 트랜지스터(M22)의 게이트와 접속되어 있다. 트랜지스터(M21)의 소스는 트랜지스터(M22)의 소스와 접속되어 있고, 트랜지스터(M22)의 드레인은 충전 타이머(180)와 컨덴서(C2)에 접속되어 있다.

본 실시형태에서는, CC/CV 판정 회로(170)에 의해 스위치(SW1)의 단자(T2)와 단자(T3)가 접속되었을 때, 앰프(Q3)의 비반전 입력 단자에 전류(I10)와 비례한 전류에 대응하는 전압이 인가된다.

트랜지스터(M20)의 소스-드레인 간의 전류(I20)는 앰프(Q3)의 출력에 의존한다. 따라서 본 실시형태의 전류(I20)는 전류(I10)와 비례한 전류가 된다. 전류(I20)가 결정되면 트랜지스터(M21)의 소스-드레인 간의 전류(I21)가 결정된다.

여기에서 트랜지스터(M21)와 트랜지스터(M22)는 커런트 미러를 구성하고 있다. 따라서 트랜지스터(M22)의 소스-드레인 간의 전류(I22)는 전류(I21)와 동일하거나 전류(I21)와 비례한 전류가 된다. 즉 전류(I22)는 전류(I10)에 비례한 전류가 된다.

전류(I10)에 비례한 전류(I22)가 입력된 경우의 충전 타이머(180)의 동작은 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같다.

따라서 본 실시형태에서도 충전전류의 변화에 따라 충전을 정지할 때까지의 시간을 변경할 수 있다. 정지시킬 때까지의 시간을 설정할 때에, 충전전류가 감소한 경우를 고려할 필요가 없게 되어, 안전성을 확보한 시간을 설정할 수 있다. 또 본 실시형태에서는, 안전성을 확보하면서 2차전지를 충분히 충전할 수 있다.

이상, 각 실시형태에 기초하여 본 발명의 설명을 하였지만, 상기 실시형태에 나타낸 요건에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 이것들의 점에 관해서는, 본 발명의 주지를 손상시키지 않는 범위에서 변경할 수 있고, 그 응용형태에 따라 적절하게 정할 수 있다.

100, 100A, 100B 충전 회로 110 전류 제한 회로
120 온도 검출 회로 130 충전 제어 회로
140 정전류 설정 회로 150 CC 앰프
160 CV 앰프 170 CC/CV 판정 회로
180 충전 타이머

Claims

2차전지와 접속되고, 상기 2차전지의 충전을 행하는 충전 회로로서,
입력 단자로부터 입력되는 전류를 제한하는 전류 제한 회로와,
상기 전류 제한 회로의 출력과, 상기 2차전지 사이에 접속되는 제 1 트랜지스터와,
상기 제 1 트랜지스터의 온/오프를 제어하여 상기 2차전지로의 충전전류의 공급/차단을 제어하는 충전 제어 회로와,
상기 제 1 트랜지스터에 흐르는 상기 충전전류에 비례한 전류를 출력하는 제 2 트랜지스터와,
상기 제 2 트랜지스터로부터 출력된 전류가 입력되는 충전 타이머와,
상기 제 2 트랜지스터와, 상기 충전 타이머와의 접속을 제어하는 스위치와,
상기 2차전지의 충전방식이 정전류 충전인지 또는 정전압 충전인지를 판정하고, 판정 결과에 기초하여 상기 스위치의 전환을 제어하는 판정 회로를 갖고,
상기 충전 타이머는, 입력되는 전류가 감소한 때에는, 생성하는 클록의 주파수가 낮아지고, 입력되는 전류가 증가한 때에는, 생성하는 클록의 주파수가 높아지고,
상기 충전 제어 회로는, 상기 충전 타이머로부터 출력된 상기 클록의 수가 소정의 수가 되었을 때, 상기 2차전지의 충전을 정지시키고,
상기 판정 회로는, 상기 충전방식이 상기 정전류 충전이었을 때, 상기 제 2 트랜지스터와 상기 충전 타이머가 접속되도록 상기 스위치를 전환하는 것을 특징으로 하는 충전 회로.
제 1 항에 있어서,
상기 충전전류가 소정 전류에 도달했는지 아닌지를 검출하는 정전류 충전 앰프와,
상기 2차전지의 전압이 소정 전압에 도달했는지 아닌지를 검출하는 정전압 충전 앰프를 갖고,
상기 판정 회로는,
상기 정전류 충전 앰프의 출력과 상기 정전압 충전 앰프의 출력에 기초하여, 상기 판정을 행하는 것을 특징으로 하는 충전 회로.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 충전전류에 의해 충전되는 2차전지와 접속되는 전지용 단자와, 상기 2차전지가 내장되는 장치로 상기 전류를 출력하는 출력 단자를 갖는 것을 특징으로 하는 충전 회로.
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