专利名称：电流电压检测电路以及电流控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测从电源供给的电流、电压的电流电压检测电路以及进行与通过该电流电压检测电路检测出的电流、电压对应的电流控制的电流控制电路，例如涉及有效利用于对二次电池充电的充电控制装置的技术。
背景技术：
在二次电池的充电装置中，使用通过电流控制用的晶体管控制充电电流的充电控制电路，所述电流控制用的晶体管，被设置在被输入来自AC适配器等一次电源的直流电压的输入端子和连接二次电池的输出端子之间，由MOSFET(绝缘栅型电场效应晶体管；以下称为MOS晶体管)构成。以往，在这种充电控制电路中，在充电时检测流过电流控制用的晶体管的电流来进行控制，以使充电电流恒定(专利文献1)。另一方面，随着具备太阳能电池的电子设备的普及，也提出了各种关于将太阳能电池作为电源的电源装置或以太阳能电池作为一次电源来对二次电池充电的充电控制装置的发明(专利文献2)。太阳能电池根据日照量或负荷，输出电流、输出电压比较大幅度地变化，因此，在将太阳能电池作为电源的电源装置或以太阳能电池作为一次电源来对二次电池充电的充电控制装置中需要检测电流以及电压。现有的电流、电压的检测，一般分别设置了如图8㈧ 所示那样具有比较输入电压Vs和参考电压Vrefl的比较器CMPl的电压检测电路、以及如图8(B)所示那样具有将输入电流Is变换为电压的传感电阻Rs和检测该电阻的电压降的比较器CMP2的电流检测电路。但是，该检测方法由于使用两个比较器，因此电路规模增大， 在对控制电路进行IC化时存在导致芯片尺寸增大的课题。专利文献1 日本特开2009-294981号公报专利文献2 日本特开2010-104117号公报
发明内容
本发明着眼于上述课题而提出，其目的在于提供一种电流电压检测电路，其在使用太阳能电池那样的输出电流、输出电压比较大幅度变化的电源的电源装置或充电控制装置中，能够用一个比较器检测电流以及电压。为了达成上述目的，本发明的电流电压检测电路，具备被施加来自电源的直流电压的电压输入端子；判定在该电压输入端子上施加的电压和预定的电压的大小的电压比较电路；在所述电源的正极端子和电路的基准电位点之间以串联形态与电流-电压变换单元连接的开关元件；以及根据所述电压比较电路的输出，生成所述开关元件的控制信号的控制电路，在所述电源的电压供给能力或电流供给能力低时，设为所述开关元件的接通状态， 通过所述电压比较电路判定在所述电压输入端子上施加的电压，当所述电压比较电路判定出在所述电压输入端子上施加的电压比所述预定的电压高时，通过从所述控制电路输出的控制信号将所述开关元件设为断开状态，通过所述电压比较电路判定在所述电压输入端子上施加的电压。根据上述手段，在使用太阳能电池那样的输出电流、输出电压比较大幅度变化的电源的电源装置或充电控制装置中，可以用一个比较器(电压比较电路)检测从电源供给的电流以及电压的大小，可以减小电路规模，并且在电源的电压供给能力或电流供给能力大的情况下，断开与电流检测用的电流-电压变换单元(传感电阻)串联设置的开关元件， 因此可以抑制消耗电流。另外，理想的是提供一种电流控制电路，其具备具有上述结构的电流电压检测电路；连接在所述电压输入端子和输出端子之间，控制从所述电压输入端子向输出端子流动的电流的电流控制用晶体管；与所述电流控制用晶体管并联连接，具有比该晶体管小的尺寸，在控制端子上被施加了与该晶体管相同的控制电压的电流检测用晶体管；以及根据通过与所述电流检测用晶体管或所述电流控制用晶体管串联连接的第二电流-电压变换单元变换后的电压，生成所述电流控制用晶体管的控制电压的控制电压生成电路。由此，可以实现一种电流控制电路，其在使用太阳能电池那样的输出电流、输出电压比较大幅度变化的电源，控制电流来进行输出的电源装置或充电控制装置中，可以用一个电压比较电路检测从电源供给的电流以及电压的大小，可以减小电路规模，并且在电源的电压供给能力或电流供给能力大时，可以断开与电流检测用的电流-电压变换单元串联的开关元件来抑制消耗电流。而且，理想的是电流控制电路具备内部稳压器，其根据来自所述电源的直流电压或来自与所述输出端子连接的二次电池的直流电压，生成内部电路的电源电压，所述控制电路根据所述电压比较电路的输出，当所述电源的电压供给能力或电流供给能力小时，输出用于停止所述内部稳压器的动作的信号。或者，所述控制电路根据所述电压比较电路的输出，当所述电源的电压供给能力或电流供给能力小时，输出用于将产生内部电路的工作电流的电流源设为关闭状态的信号。由此，能够降低内部电路的消耗电流。另外，理想的是电流控制电路具备第二电压比较电路，其比较通过所述第二电流-电压变换单元变换后的电压和预定的参考电压，所述控制电路根据所述电压比较电路的输出以及所述第二电压比较电路的输出，输出用于停止所述内部稳压器的动作、或者用于将产生内部电路的工作电流的电流源设为关闭状态的信号。由此，即使在输出电流达到预定值以下时，也能够停止内部稳压器或内部电路的电流源的动作来降低内部电路的消耗电流。发明的效果根据本发明具有如下效果在使用太阳能电池那样的输出电流、输出电压比较大幅度变化的电源的电源装置或充电控制装置中，可以实现能够用一个比较器检测电流以及电压的电流电压检测电路。
图1是表示本发明的电流电压检测电路的一个实施方式的电路结构图。图2是表示作为一次电源的太阳能电池的电压-电流特性以及功率-电压特性的曲线图。图3是表示太阳能电池在电流供给能力大体恒定、电压供给能力变化的特性区域中工作的状态下的实施方式的电流电压检测电路的动作的时序图。图4是表示太阳能电池在电压供给能力大体恒定、电流供给能力变化的特性区域中工作的状态下的实施方式的电流电压检测电路的动作的时序图。图5是表示应用了本发明的电流电压检测电路的充电控制用IC以及使用该充电控制用IC的充电装置的一个实施例的电路结构图。图6是表示实施例的充电控制用IC中的动作的时序图。图7是表示实施方式的充电控制用IC的变形例的电路结构图。图8是表示现有的充电控制装置中的电压检测电路以及电流检测电路的结构例的电路图。符号说明10充电控制用IC11栅极电压控制电路(控制电压生成电路)12输出电流检测电路14、15 选择器18内部稳压器20 一次电源(太阳能电池)30 二次电池Ql、Qll、Q12电流控制用MOS晶体管Q21、Q22电流检测用MOS晶体管Q3UQ32偏置状态控制用晶体管Rs电流-电压变换单元(输入侧的电流检测用电阻)Rp电流-电压变换单元(输出侧的电流检测用电阻)
具体实施例方式以下，根据
本发明的优选的实施方式。图1表示本发明的电流电压检测电路的一个实施方式。如图1所示，该实施方式的电流电压检测电路具备被施加来自例如太阳能电池那样的输出电压以及输出电流比较大幅度变化的一次电源20的直流电压Vin的电压输入端子Pl ；在该电压输入端子Pl上连接了同相输入端子的、作为使用了差动放大器的电压比较电路的比较器CMPl ；用于从一次电源20引入电流的电流输入端子P2;在该电流输入端子P2和作为电路的基准电位点的接地点之间连接的开关元件SWl ；根据上述比较器CMPl 的输出，生成接通、断开开关元件SWl的控制信号的控制逻辑电路LG。比较器CMP1、开关元件SWl和控制逻辑电路LG可以在一个半导体芯片上作为半导体集成电路来构成。比较器 CMPl可以使用具有滞后特性的比较器。本实施方式的电流电压检测电路，在一次电源20的正极端子和上述电流输入端子P2之间连接电流检测用的传感电阻Rs，并具备接通开关元件SWl、从一次电源20向传感电阻Rs流过电流Is来变换为电压，通过比较器CMPl比较该电压和预定的参考电压Vrefl来进行检测的电流检测模式；和断开开关元件SW1，通过比较器CMPl比较来自一次电源20 的输入电压Vin和参考电压Vrefl来进行检测的电压检测模式。通过分时地进行电流检测和电压检测，可以将一个比较器兼用于电流检测和电压检测。接着，使用图2 图4说明图1的电流电压检测电路的具体的电流电压检测动作。 控制逻辑电路LG，在设想最简单的控制的情况下，可以通过一个将比较器CMPl的输出反转的反相器(inverter)来构成，因此，在以下的基于图1的说明中将控制逻辑电路LG视为反相器。另外，以下说明的检测动作是一次电源20为太阳能电池时的检测动作。当用曲线图表示太阳能电池的电压-电流特性时成为图2(A)那样，大致分为电压大体恒定、电流大幅度变化的特性区域A，和电流大体恒定、电压大幅度变化的特性区域B，根据向太阳能电池的太阳光的入射状态或负荷，动作区域变化。首先，使用图3说明在太阳能电池00)的电流供给能力(电源电流能力)大体恒定、电压供给能力(电源电压能力)变化的特性区域B中动作的状态下启动了电流电压检测电路的情况下的动作。在此，所谓“启动”，除了接通电路(IC)的电源电压的情况以外，还包含在供给电源电压的状态下将太阳能电池与电压输入端子Pl电连接的情况。在启动后不久，将电路构成为比较器CMPl的输出Vo变为低电平，控制逻辑电路 LG(反相器)的输出变为高电平，开关元件SWl被设为接通状态(期间Tl)。因此，从太阳能电池输出的电流流过传感电阻Rs，电压由于太阳能电池的内部电阻而下降，在电压输入端子Pl上施加比较低的电压，比较器CMPl比较该电压与参考电压Vrefl，因此，比较器CMPl 的输出Vo最初为低电平(期间Tl)。此后，如图3(A)所示，伴随太阳能电池的电压供给能力增加，如图3(C)所示，比较器CMPl的检测电压(输入电压)逐渐升高。然后，在检测电压超过参考电压Vrefl的时刻， 如图3(E)所示，比较器CMPl的输出Vo变为高电平，控制逻辑电路LG(反相器)的输出成为低电平，开关元件SWl从接通切换为断开(时刻tl)。于是，在传感电阻Rs中流过的电流被切断，从电流检测模式变换为电压检测模式。因此，在电压输入端子Pl上施加太阳能电池OO)的输出电压，在电压比参考电压Vrefl 高的期间，将比较器CMPl的输出Vo维持高电平，将控制逻辑电路LG(反相器)的输出维持低电平，开关元件SWl保持断开(期间T2)。此后，太阳能电池的电压供给能力减小，当检测电压低于参考电压Vrefl时，比较器CMPl的输出Vo变为低电平，开关元件SWl从断开切换为接通，从电压检测模式变为电流检测模式(时刻t2)。然后，使用图4说明在太阳能电池的电压供给能力恒定、电流供给能力变化的特性区域A中动作的状态下启动了电流电压检测电路的情况下的动作。在启动后不久，比较器CMPl的输出为低电平，因此，控制逻辑电路LG(反相器)的输出变为高电平，开关元件SWl被设为接通状态(期间Tl)。因此，从太阳能电池OO)输出的电流流过传感电阻Rs以及开关元件SWl，通过传感电阻Rs变换后的电压被施加在电压输入端子Pl上，比较器CMPl比较该电压和参考电压Vrefl。其结果，伴随图4(B)所示那样太阳能电池的电流供给能力增加，如图4(C)所示，比较器CMPl的检测电压(输入电压)逐渐升高。然后，在检测电压超过参考电压Vrefl的时刻，如图4(E)所示，比较器CMPl的输出Vo变为高电平，控制逻辑电路LG(反相器)的输出变为低电平，开关元件SWl从接通切换为断开(时刻tl)。于是，切断流过传感电阻Rs的电流，在电压输入端子Pl上施加太阳能电池00)的输出电压。因此，将比较器CMPl的输出维持高电平，将控制逻辑电路LG(反相器)的输出维持低电平，开关元件SWl保持断开(期间T2)。此后，即使如期间T3那样电流供给能力减小，比较器CMPl的输出Vo也维持高电平，开关元件SWl也维持断开状态。太阳能电池如图2(B)所示，输出功率-电压特性根据日照量而不同，仅根据电压或者电流无法判别是否处于可以对负荷供给有效功率的状态。因此，本实施方式的电流电压检测电路如上所述，首先，尝试在传感电阻Rs中流过电流，根据此时的输入端子的状态来决定是否转移到电压检测模式，由此判定太阳能电池是否处于能够供给有效功率的状态，可以用一个比较器检测电流和电压。另外，在使传感电阻Rs中流过电流来进行判定，并转移到电压检测模式后，切断了流过传感电阻Rs的电流，因此还具有可以抑制消耗电流的优点。图5表示应用了本发明的电流电压检测电路的二次电池的充电控制用IC的一个实施方式以及使用该充电控制用IC的充电装置的概要结构。如图5所示，该实施方式的充电装置具备例如太阳能电池那样的一次电源20 ；通过由该一次电源20输入的直流电压Vin对锂离子电池那样的二次电池30充电的充电控制用 IClO0本实施方式的充电控制用IClO具备输入来自一次电源20的直流电压的电压输入端子Pl ；作为连接充电对象二次电池30的输出端子的电池端子BAT ；在所述电压输入端子Pl和电池端子BAT之间设置的、由P沟道MOSFET构成的电流控制用MOS晶体管Ql ；生成Ql的栅极控制电压的栅极电压控制电路(控制电压生成电路)11 ；以电流镜方式检测电流控制用MOS晶体管Ql的电流的输出电流检测电路12 ；根据来自一次电源20或二次电池的直流电压，生成IC内部的电源电压的内部稳压器18。而且，在本实施方式中，与电流控制用MOS晶体管Qll并列地设置了比该晶体管尺寸小的电流控制用MOS晶体管Q12。并且，输出电流检测电路12具备与电流控制用MOS晶体管Qll构成电流镜电路的电流检测用MOS晶体管Q21以及与电流控制用MOS晶体管Q12 构成电流镜电路的电流检测用MOS晶体管Q22 ；与电流检测用MOS晶体管Q21、Q22分别串联连接的偏置状态控制用的MOS晶体管Q31、Q32 ；输出与检测电流对应的电压的误差放大器AMP1、AMP2。偏置状态控制用的MOS晶体管Q31、Q32的漏极端子，分别与在芯片外部连接电流检测用的电阻Rpl、Rp2的外部端子P3、P4连接，通过电阻Rpl、Rp2将流过晶体管Q21、 Q22的电流变换为电压。电流检测用MOS晶体管Q21，栅极宽度具有所述电流控制用MOS晶体管Qll的1/ N的大小(尺寸)，源极端子与所述电压输入端子Pl连接，在控制端子(栅极端子)上施加了与Qll相同的电压，由此，流过Qll的漏极电流的1/N的大小的电流。另外，电流检测用 MOS晶体管Q22，栅极宽度具有所述电流控制用MOS晶体管Q12的1/N的大小(尺寸)，源极端子与所述电压输入端子Pl连接，在控制端子(栅极端子)上施加了与Q12相同的电压， 由此，流过Q12的漏极电流的1/N的大小的电流。尺寸比N例如可以设为数百 数千程度的值，由此可以使流过电流检测用MOS晶体管Q21、Q22的电流非常小，可以减小电流检测用的电阻(Rpl、Rp2)中的损失。误差放大器AMPl以电流控制用MOS晶体管Ql 1的漏极电压和电流检测用MOS晶体管Q21的漏极电压为输入，将与其电位差对应的电压施加在偏置状态控制用的MOS晶体管Q31的栅极端子上，由此使得Q21的偏置状态、即源极漏极间电压与Qll的源极漏极间电压相同，由此，在Q21中流过与Qll的漏极电流更准确地成比例的电流。另外，误差放大器AMP2以电流控制用MOS晶体管Q12的漏极电压和电流检测用 MOS晶体管Q22的漏极电压作为输入，将与其电位差对应的电压施加在偏置状态控制用的 MOS晶体管Q32的栅极端子上，由此，使Q22的偏置状态、即源极漏极间电压与Q12的源极漏极间电压相同，由此，在Q22中流过与Q12的漏极电流更准确地成比例的电流。如上所述，设置了两个电流控制用MOS晶体管Qll、Q12和电流检测用MOS晶体管 Q21、Q22，是由于在作为一次电源而使用电压、电流变化的太阳能电池的情况下存在如下所述的问题。即，当电流控制用MOS晶体管和电流检测用MOS晶体管分别为一个时，第一，在日照量少、充电电流极少的情况下，一次电源20和二次电池30间的电压差、即电流控制用晶体管的源极漏极间的电压差Vql变得非常小，由于差动放大器AMPl的偏移电压等的影响，无法准确地检测充电电流。第二，当扩大可控制的充电电流范围时，在高充电电流时，电流-电压变换用的电阻Rp的检测电压过度升高，检测电压Vrl被输入电压Vin箝位，无法进行电流控制。该实施方式的充电控制用IClO中，将晶体管Qll、Q12的尺寸设定为Qll > Q12， 另一方面，将外部端子P3、P4上连接的电阻Rpl、Rp2的电阻值设定为Rpl < Rp2。另外，当充电电流大时，经由电流检测用MOS晶体管Q21在电阻Rpl中流过电流，当充电电流小时， 经由电流检测用MOS晶体管Q22在电阻Rp2中流过电流。由此，当充电电流大时，将流过电阻Rpl的电流变换为电压时，电压不过度升高，当充电电流小时，将流过电阻Rp2的电流变换为电压时，电压不过度降低。并且，充电控制用IClO具备输出与通过电阻Rpl或Rp2进行电流-电压变换后的电压和参考电压Vref3的电位差对应的电压的误差放大器AMP3 ；在电流控制用MOS晶体管Qll、Q12的栅极端子和接地点之间连接的栅极电压控制用晶体管Q4。误差放大器AMP3 的输出电压被施加在栅极电压控制用晶体管Q4的栅极端子上，由此，根据检测电流值控制电流控制用MOS晶体管Qll、Q12的栅极电压。即，通过误差放大器AMP3和晶体管Q4构成了栅极电压控制电路11。在电流控制用MOS晶体管Qll、Q12的栅极端子和输入端子之间连接了高电阻值的电阻Rcl、Rc2,晶体管Q4的漏极电流流过Rcl、Rc2被变换为电压，该电压被施加在Q11、Q12的栅极端子上，由此控制成与误差放大器AMP3的输出电压对应的电流流过电流控制用MOS晶体管Qll、Q12。而且，在充电控制用IClO中设置了 用于向误差放大器AMP3选择性地供给通过电阻Rpl、Rp2变换后的电流检测电压Vsl或Vs2的选择器14 ；用于向电流控制用MOS晶体管 Qll以及电流检测用MOS晶体管Q21的栅极端子或电流控制用MOS晶体管Q12以及电流检测用MOS晶体管Q22的栅极端子选择性地供给误差放大器AMP3的输出电压的选择器15 ； 监视通过电阻Rpl、Rp2变换后的电压Vrl、Vr2,生成上述选择器14以及15的切换控制信号Sl的切换控制电路16。切换控制电路16可以由比较通过电阻Rpl、Rp2变换后的电压和预定的参考电压的两个比较器、和根据这些比较器的输出来生成切换控制信号Si的逻辑电路构成。在充电电流Ic比预定的电流Ir低的期间对选择器14、15进行切换控制，以便选择图5中的b端子，向误差放大器AMP3供给通过电阻Rp2变换后的电流检测电压Vr2，向 Q12、Q22的栅极端子施加晶体管Q4的漏极电压，将尺寸小的电流控制用MOS晶体管Q12以及电流检测用MOS晶体管Q22设为导通状态。由此，来自输入端子Pl的电流通过Ql2流向电池端子BAT，对二次电池30充电，同时流过电阻值高的电阻Rp2，即使电流值稍小，也在外部端子P4上产生比电流检测用放大器AMP1、AMP2的偏移高的电压并提供给误差放大器AMP3。其结果，即使在充电电流小的状态下也能够通过输出电流检测电路12进行精度高的电流控制。另一方面，在充电电流Ic比预定的电流Ir高的期间，对选择器14、15进行切换控制以便选择图5中的a端子，向误差放大器AMP3供给通过电阻Rpl变换后的电流检测电压 Vsl,向Q11、Q21的栅极端子施加晶体管Q4的漏极电压，将尺寸大的电流控制用MOS晶体管 Qll以及电流检测用MOS晶体管Q21设为导通状态。由此，来自输入端子Pl的电流通过Ql 1流向电池端子BAT，对二次电池30充电，同时流过电阻值低的电阻Rpl，即使电流值大，也在外部端子P3上产生比较低的电压并提供给误差放大器AMP3。其结果，即使在充电电流大的状态下，电流检测电压Vrl也变为输入电压Vin以上，不被Vin箝位，能够在宽的电流范围内通过输出电流检测电路12进行精度高的电流控制。而且，在该实施方式的充电控制用IClO中设置有与图1所示的电流电压检测电路同样的比较输入电压Vin和参考电压Vrefl来判定大小的比较器CMPl ；在连接电流检测用的传感电阻Rs的电流输入端子P2和接地点之间连接的、作为开关元件SWl的MOS晶体管Qs ；根据比较器CMPl的输出对MOS晶体管Qs进行导通、截止控制的控制逻辑电路LG。 与此同时，设置了与栅极电压控制用晶体管Q4串联连接的MOS晶体管Q5，向该晶体管Q5的栅极端子施加上述比较器CMPl的输出。由此，从太阳能电池输出的电压Vin达到预定的电压值以上或者电流达到预定值以上，比较器CMPl的输出变为高电平的期间，晶体管Q5被设为导通状态，将栅极电压控制用晶体管Q4的漏极电压传递到电流控制用MOS晶体管Q11、Q12的栅极端子，能够通过Q11、 Q12进行从输入端子Pl (太阳能电池)到输出端子OUT(二次电池)的充电电流的控制。另外，当比较器CMPl的输出变为低电平时，晶体管Q5被截止，切断栅极电压控制用晶体管Q4的漏极电压，停止通过电流控制用MOS晶体管Qll、Q12进行的充电电流的控制。此外，比较器CMPl以及控制逻辑电路LG不通过来自内部稳压器18的电源电压来动作， 而通过从二次电池30等供给的电源电压来动作。而且，在该实施方式的充电控制用IClO中设置了比较通过电阻Rp2变换后的电压 Vr2和预定的参考电压Vref2，监视向二次电池30供给的充电电流是否达到预定的电流值以下的比较器CMP2，该比较器CMP2的输出经由开关SW2被输入到控制逻辑电路LG。开关 SW2例如在从切换控制电路16输出的控制信号Sl选择端子b的状态、即在电阻Rp2中流过电流时被设为接通状态，在电阻Rp2中未流过电流时被设为断开状态。也可以代替设置开关SW2，而向控制逻辑电路LG供给控制信号Si，在控制逻辑电路LG内判断比较器CMP2的输出的有效/无效。控制逻辑电路LG根据比较器CMPl和CMP2的输出生成作为开关元件SWl的MOS 晶体管Qs的导通、截止控制信号。具体来说，在太阳能电池的电压供给能力和电流供给能力同时超过基准之前，进行基于比较器CMPl的检测，此后进行基于比较器CMP2的检测。另外，控制逻辑电路LG例如具备取比较器CMPl和CMP2的输出的逻辑积(“与”)的AND电路，当比较器CMPl或CMP2的输出的某一方变为低电平时，输出使内部稳压器18的动作停止的信号S2。接着，使用图6说明具备电流电压检测电路的图5的充电控制用IClO中的控制逻辑电路LG的动作。图6表示假定进入太阳能电池00)的日照量随着时间的经过而增加，中途暂时降低但是再次恢复，此后减少的情况下的太阳能电池的电压供给能力以及电流供给能力的变化、比较器CMPl和CMP2的输出的变化、作为开关元件SWl的MOS晶体管Qs的导通、截止状态的变化。在启动后不久，比较器CMPl的输出Vo为低电平，因此，控制逻辑电路LG的输出变为高电平，开关元件SWl被设为接通状态。因此，从太阳能电池输出的电流流过传感电阻 Rs,电压由于太阳能电池的内部电阻而降低，对电压输入端子Pl施加低电压，比较器CMPl 比较该电压和参考电压Vref，因此，比较器CMPl的检测电压最初为低电压。此后，如图6 (A) 所示，随着太阳能电池的电压供给能力增加，如图6(C)所示，比较器CMPl的检测电压(输入电压)逐渐升高(期间Tl)。然后，在检测电压超过参考电压Vref的时刻，比较器CMPl的输出Vo变为高电平， 通过从控制逻辑电路LG输出的信号，晶体管Qs从导通切换为截止(时刻tl)。于是，传感电阻Rs中流过的电流被切断，变为电压检测模式(期间T2)。另外，当比较器CMPl的输出 Vo变为高电平时，MOS晶体管Q5被设为导通状态。由此，开始通过栅极电压控制电路11进行电流控制用晶体管Qll或Q12的电流控制。然后，在Qll或Q12中流过充电电流，由此， 在Q21或Q22中也流过电流。如图6(D)所示，输出电流检测电路12的比较器CMP2的输出电位升高。此后，当太阳能电池OO)的电流供给能力降低，充电电流减小时，Q22的检测电流 Is2也减小，输出电流检测电路12的比较器CMP2的检测电压降低，当达到预定值(Vref2) 以下时，比较器CMP2的输出变为低电平。接受该变化，从控制逻辑电路LG输出的信号变化， 晶体管Qs从截止切换为导通(时刻t2)。由此，电压输入端子Pl的电压、即比较器CMPl的检测电压降低，成为电流检测模式(期间Β)。另外，晶体管Q5被截止，Qll以及Q12被截止，切断了充电电流。此时，也可以停止内部稳压器18的动作。此后过不久，当太阳能电池OO)的电流供给能力上升，比较器CMPl的检测电压变得比参考电压Vrefl高时，比较器CMPl的输出Vo再次变为高电平，晶体管Qs从导通切换为截止，成为电压检测模式(期间Τ4)。另外，晶体管Q5导通，进而Qll或Q12被导通，重新开始充电(时刻t3)。在使内部稳压器18的动作停止的情况下，也可以在时刻t3重新启动内部稳压器18。另一方面，与上述不同，在太阳能电池OO)的电压供给能力降低，比较器CMPl的检测电压变得低于参考电压Vrefl时，比较器CMPl的输出Vo变为低电平。接受该变化，从控制逻辑电路LG输出的信号变化，晶体管Qs从截止切换到导通(时刻t4)。由此，电压输入端子Pl的电压、即比较器CMPl的检测电压降低，成为电流检测模式(期间T5)。另外，晶体管Q5截止，进而Qll或Q12被截止，切断了充电电流。而且，停止内部稳压器18的动作。
图7表示所述实施方式的充电控制用IClO的变形例。如图7所示，该变形例将电流控制用晶体管设为1个(仅Q1)，并且省略了电流检测用晶体管Q21、Q22以及与它们串联设置的偏置状态控制用的MOS晶体管Q31、Q32、和偏置控制用放大器AMPl、AMP2，代替在进行连接的外部端子P3、P4上设置充电电流检测用的电阻Rpl、Rp2，而在电流控制用晶体管Ql和输出端子BAT之间设置检测用的电阻Rp。该变形例在充电电流检测用的电阻Rp中的损失增多，但是具有可以简化输出电流检测电路，可以缩小IC的芯片尺寸的优点。另外，在以电流镜方式检测充电电流的图5的实施例的充电控制用IClO中，省略偏置状态控制用的MOS晶体管Q31、Q32和偏置控制用放大器AMPl、AMP2，在电流检测用晶体管Q21、Q22的漏极端子上直接连接电阻Rpl、Rp2，用选择器14选择通过该电阻Rpl、Rp2 进行了电流-电压变换后的电压的某一方，输入到误差放大器AMP3。此外，在所述实施方式中表示了作为构成充电控制电路的晶体管而使用了 MOSFET 的情况，但是也可以使用双极性晶体管。另外，在所述实施例(图幻的输出电流检测电路 12中，作为与偏置状态控制用的晶体管Q31、Q32串联连接的电流-电压变换用电阻Rpl、 Rp2，使用了外接电阻，但是也可以使用在芯片内形成的片上(on-chip)电阻元件。另外，在所述实施例中，说明了在太阳能电池的电流供给能力或电压供给能力降低时，使生成内部电路的电源电压的内部稳压器的动作停止的情况，但是，也可以切断差动放大器的电流源等内部电路的电流源的电流。而且，在以上的说明中，说明了将本发明应用于构成以太阳能电池作为一次电源的充电装置的电流电压检测电路的例子，但是本发明不限于此，也可以利用于以太阳能电池作为电源的电源装置等中。
权利要求
1.一种电流电压检测电路，其特征在于，具备 被施加来自电源的直流电压的电压输入端子；判定在该电压输入端子上施加的电压和预定的电压的大小的电压比较电路； 在所述电源的正极端子和电路的基准电位点之间以串联形态与电流-电压变换单元连接的开关元件；以及根据所述电压比较电路的输出，生成所述开关元件的控制信号的控制电路， 在所述电源的电压供给能力或电流供给能力低时，设为所述开关元件的接通状态，通过所述电压比较电路判定在所述电压输入端子上施加的电压，当所述电压比较电路判定出在所述电压输入端子上施加的电压比所述预定的电压高时，通过从所述控制电路输出的控制信号将所述开关元件设为断开状态，通过所述电压比较电路判定在所述电压输入端子上施加的电压。
2.一种电流控制电路，其特征在于，具备 权利要求1所述的电流电压检测电路；连接在所述电压输入端子和输出端子之间，控制从所述电压输入端子向输出端子流动的电流的电流控制用晶体管；与所述电流控制用晶体管并联连接，具有比该晶体管小的尺寸，在控制端子上被施加了与该晶体管相同的控制电压的电流检测用晶体管；以及根据通过与所述电流检测用晶体管或所述电流控制用晶体管串联连接的第二电流-电压变换单元变换后的电压，生成所述电流控制用晶体管的控制电压的控制电压生成电路。
3.根据权利要求2所述的电流控制电路，其特征在于，所述电流控制电路具备内部稳压器，其根据来自所述电源的直流电压或来自与所述输出端子连接的二次电池的直流电压，生成内部电路的电源电压，所述控制电路根据所述电压比较电路的输出，当所述电源的电压供给能力或电流供给能力小时，输出用于停止所述内部稳压器的动作的信号。
4.根据权利要求2所述的电流控制电路，其特征在于，所述控制电路根据所述电压比较电路的输出，当所述电源的电压供给能力或电流供给能力小时，输出用于将产生内部电路的工作电流的电流源设为关闭状态的信号。
5.根据权利要求3或4所述的电流控制电路，其特征在于，所述电流控制电路具备第二电压比较电路，其比较通过所述第二电流-电压变换单元变换后的电压和预定的参考电压，所述控制电路根据所述电压比较电路的输出以及所述第二电压比较电路的输出，输出用于停止所述内部稳压器的动作、或者用于将产生内部电路的工作电流的电流源设为关闭状态的信号。
全文摘要
本发明提供一种电流电压检测电路以及电流控制电路。所述电流电压检测电路具备比较在电压输入端子上施加的电压和预定的电压，输出与大小对应的电压的电压比较电路；在电源的正极端子和电路的基准电位点之间，与电流-电压变换单元串联连接的开关元件；以及根据电压比较电路的输出，生成开关元件的控制信号的控制电路，在电源的电压供给能力或电流供给能力低时设为开关元件的接通状态，通过电压比较电路比较在电压输入端子上施加的电压和预定的电压，当判定出在电压输入端子上施加的电压比预定的电压高时设为开关元件的断开状态，通过电压比较电路比较在电压输入端子上施加的电压和预定的电压。
文档编号G05F1/56GK102541137SQ20111030327
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年9月30日
发明者吉国雅人, 大原智光 申请人:三美电机株式会社