电源电路、电源控制电路以及电源控制方法

专利名称：电源电路、电源控制电路以及电源控制方法
技术领域：
本发明涉及一种电源电路、电源控制电路以及电源控制方法。
技术背景在笔记本式个人计算机等便携式电子设备中安装二次电池作为电源，多数还安装有可通过由AC适配器等连接外部电源，简单地对二次电池进 行充电的充电电路。另外， 一般在未连接外部电源时使用二次电池的电源 供给来驱动便携式电子设备，在连接外部电源时使用外部电源来驱动便携 式电子设备。在便携式电子设备中，通过使用了 DC—DC转换器的充电电路向二次 电池施加恒定电压、恒定电流，以此来实施二次电池的充电。二次电池随 着充电或放电而发热，所述二次电池对温度非常敏感，在温度超出允许范 围时充电会变得急剧恶化。因此，现有的充电电路的构成如下监视二次 电池的温度，并在二次电池的温度超出允许范围时停止二次电池的充电。图7示出了现有的充电电路。图8及图9示出了图7的PWM比较器 的动作。图IO示出了图7的电热调节器的温度特性。图ll示出了供给到 窗口比较器的电压的温度特性。现有的充电电路CHG使用PWM控制方 式的DC—DC转换器而构成，并具有主开关晶体管Tl、同步整流晶体管 T2、节流圈Ll、平滑用电容器Cl、电流测定用电阻RS以及控制电路 CTL。主开关晶体管Tl由n型晶体管构成。主开关晶体管Tl的输入端子连 接在用于接收输入电压Vi的端子Pl上。主开关晶体管Tl的输出端子连 接在节流圈Ll的一端。主开关晶体管Tl的控制端子接收控制电路CTL 中的PWM比较器PCMP的输出信号Ql。同步整流晶体管T2由n型晶体 管构成。同步整流晶体管T2的输入端子与接地线相连。同步整流晶体管T2的输出端子连接在节流圈Ll的一端。同步整流晶体管T2的控制端子 接收控制电路CTL中的门电路G2的输出信号/Qla。节流圈Ll的另一端 连接在平滑用电容器Cl的一端以及电流测定用电阻RS的一端。平滑用电 容器Cl的另一端与接地线相连。电流测定用电阻RS的另一端连接在用于 向二次电池BTR供给输出电压Vo的端子P2上。控制电路CTL的结构包括电压放大器AMP、电压发生器E1、 E2、 误差放大器ERA1、 ERA2、电阻R1 R3、 n型晶体管T3、三角波振荡器 OSC、 PWM比较器PCMP、门电路Gl、 G2以及窗口比较器WCMP。电 压放大器AMP通过同相输入端子来接收电流测定用电阻RS的一端的电 压，通过反相输入端子来接收电流测定用电阻RS的另一端的电压(输出 电压Vo)。这样，电压放大器AMP对电流测定用电阻RS的一端的电压 与电流测定用电阻RS的另一端的电压之间的电压差进行放大并生成电压 Vc。因此，由电压放大器AMP生成的电压Vc与充电电路CHG的输出电 流(二次电池BTR的充电电流)相对应。电压发生器El发生基准电压Vel。误差放大器ERA1通过同相输入 端子接收基准电压Vel，通过反相输入端子接收电压Vc。这样，误差放大 器ERA1对基准电压Vel与电压Vc的电压差进行放大并生成输出信号 DF1。电压发生器E2发生基准电压Ve2。电阻Rl、 R2以及晶体管T3串 联连接在端子P2与接地线之间。晶体管T3的控制端子接收从门电路Gl 供给的停止信号/STP。误差放大器ERA2通过同相输入端子接收基准电压 Ve2，通过反相输入端子接收电阻Rl、 R2的连接节点的电压(由电阻 Rl、 R2以及晶体管T3对输出电压Vo分压后的电压)。这样，误差放大 器ERA2对基准电压Ve2与电阻Rl、 R2的连接节点的电压之间的电压差 进行放大并生成输出信号DF2。三角波振荡器OSC发生规定周期的三角 波信号TW。PWM比较器PCMP是一种电压一脉冲宽度转换器，其对第一同相输 入端子的电压以及第二同相输入端子的电压中较低的一方与反相输入端子 的电压进行比较，在反相输入端子的电压较低时将输出信号Ql (/Ql)设 定为高电平(低电平)，在反相输入端子的电压较高时将输出信号Ql(/Ql)设定为低电平(高电平)。PWM比较器PCMP通过第一同相输入端子接收误差放大器ERA1的输出信号DF1，通过第二同相输入端子接收 误差放大器ERA2的输出信号DF2，通过反相输入端子接收三角波信号 TW。因此，如图8所示，在误差放大器ERA1的输出信号DF1的电压低于 的误差放大器ERA2的输出信号DF2的电压时，PWM比较器PCMP对误 差放大器ERA1的输出信号DF1的电压与三角波信号TW的电压进行比 较，如果误差放大器ERA1的输出信号DF1的电压高于三角波信号TW的 电压，将输出信号Ql设定为高电平，如果误差放大器ERA1的输出信号 DF1的电压低于三角波信号TW的电压，将输出信号Ql设定为低电平。另外，如图9所示，在误差放大器ERA2的输出信号DF2的电压低于 误差放大器ERA1的输出信号DF1的电压的情况下，PWM比较器PCMP 对误差放大器ERA2的输出信号DF2的电压与三角波信号TW的电压进行 比较，如果误差放大器ERA2的输出信号DF2的电压高于三角波信号TW 的电压，将输出信号Ql设定为高电平，如果误差放大器ERA2的输出信 号DF2的电压低于三角波信号TW的电压，将输出信号Ql设定为低电 平。电阻R3连接在上拉用电压Vh的供给线与端子P3之间。端子P3连接 在二次电池BTR中的温度测定用的电热调节器Th的一端。电热调节器Th 的另一端与接地线相连。电热调节器Th是电阻值根据温度而发生变化的 热敏电阻元件，并具有图IO所示的温度特性。为了向由电阻R3和电热调 节器Th构成的串联电阻施加规定的电压Vh，供给到窗口比较器WCMP 的端子P3的电压Vtl具有图11所示的温度特性。假定在二次电池BTR的温度为允许范围的最高温度时电压Vtl为 aV，在二次电池BTR的温度为允许范围的最低温度时电压Vtl为/3V，则 窗口比较器WCMP在电压Vtl高于aV、低于/3V时将停止信号STP1设定 为低电平，在电压Vtl低于aV时、或者电压Vtl高于/ V时，将停止信号 STP1设定为高电平。在停止信号STP1、 STP2中的至少一个被设定为高电平时，门电路G1将停止信号/STP设定为低电平，在停止信号STP1、 STP2都被设定为低电 平时，门电路Gl将停止信号/STP设定为高电平。此外，停止信号STP2 是用于请求充电电路CHG的启动/停止的信号，在请求充电电路CHG停 止时被设定为高电平，在请求充电电路CHG启动时被设定为低电平。门 电路G2在停止信号/STP被设定为高电平时，将PWM比较器PCMP的输 出信号/ Ql作为输出信号/Qla供给到同步整流晶体管T2的控制端子，在 停止信号/STP被设定为低电平时，将低电平信号作为输出信号/Qla供给到 同步整流晶体管T2的控制端子在所述的充电电路CHG中，当主开关晶体管成为导通状态时，同步 整流晶体管T2成为关断状态，通过节流圈Ll从输入侧向负载供给电流。 由于节流圈Ll的两端施加有输入电压Vi与输出电压Vo的电压差，流过 节流圈Ll的电流会随时间而增加，供给到负载的电流也随时间而增加。 另外，通过电流流过节流圈Ll而在节流圈Ll中积蓄能量。并且，当主开关晶体管Tl成为关断状态时，同步整流晶体管T2成为 导通状态，节流圈Ll中积蓄的能量发生放电。此时，通过公式(1)，用 主开关晶体管Tl的导通期间Ton、主开关晶体管Tl的关断期间Toff以及 输入电压Vi来表达输出电压Vo 。<formula>formula see original document page 7</formula>另外，在主开关晶体管T1的导通期间，流过节流圈Ll的电流从输入 侧流向输出侧，在主开关晶体管T1的关断期间，流过节流圈L1的电流经 过同步整流晶体管T2而被供给。因此，通过公式(2)，用主开关晶体管 Tl的导通期间Ton、主开关晶体管Tl的关断期间Toff以及输入电流Io来 表达平均输入电流Ii。<formula>formula see original document page 7</formula>因此，在因输入电压Vi变动而致使输出电压Vo变动的情况下，通过 检测输出电压Vo的变动并控制主开关晶体管Tl的导通/关断期间的比 率，可以将输出电压Vo保持恒定。同样，在因负载变动而致使输出电压 Vo变动的情况下，通过检测输出电压Vo的变动并控制主开关晶体管Tl的导通/关断期间的比率，可以将输出电压VO保持恒定。另外，在充电电路CHG中，当负载电流增加时流过电流测定用电阻RS的电流增加，在电流测定用电阻RS的两端发生的电压降增大。当电流 测定用电阻RS的两端发生的电压降增大时，在误差放大器ERA1中同相 输入端子的电压与反相输入端子的电压之间的电压差减小，因此，误差放 大器ERA1的输出信号DF1的电压会下降。结果，PWM比较器PCMP的 输出信号Q1的脉冲宽度(高电平期间)减小，因此，输出电压Vo下降， 二次电池BTR的充电电流减小。另一方面，当负载电流减小时，流过电流测定用电阻RS的电流减 小，在电流测定用电阻RS的两端发生的电压降减小。当在电流测定用电 阻RS的两端发生的电压降减小时，在误差放大器ERA1中，同相输入电 压与反相输入端子的电压之间的电压差增大，因此，误差放大器ERA1的 输出信号DF1的电压上升。结果，PWM比较器PCMP的输出信号Ql的 脉冲宽度增大，因而输出电压上升，二次电池BTR的充电电流增加。如上 所述，在使用PWM控制方式的DC—DC转换器的充电电路CHG中，通 过控制主开关晶体管Tl的导通/关断期间的比率，可以控制输出电压Vo 并控制二次电池BTR的充电电流或充电电压。另外，在充电电路CHG中，在二次电池BTR的温度高于允许范围的 最高温度时电压Vtl低于o;V，因此，从窗口比较器WCMP供给的停止信 号STP1被设定为高电平。这样，从门电路Gl供给的停止信号/STP被设 定为低电平，充电电路CHG停止并停止二次电池BTR的充电。同样，在 二次电池BTR的温度低于允许范围的最低温度时电压Vtl高于^V，因 此，停止信号STP1被设定为高电平。这样，停止信号/STP被设定为低电 平，充电电路CHG停止并停止二次电池BTR的充电。在充电电路CHG停止时，从门电路Gl供给的停止信号/STP被设定 为低电平，因此，可防止门电路G2的输出信号/Qla被设定为低电平并关 断同步整流晶体管T2， 二次电池BTR经由同步整流晶体管T2发生放电。 同样，在充电电路停止时，停止信号/STP被设定为低电平，因此，晶体管 T3关断，可防止二次电池BTR经由电阻Rl、 R2以及晶体管T3发生放此外，作为 专利文献1 专利文献2 专利文献3专利文献4 专利文献5 专利文献6 专利文献7 专利文献8 专利文献9本发明的在先技术而举出专利文献1 9。 日本专利文献特开平8 — 33230号公报； 日本专利文献特开平5—207671号公报 日本专利文献特开平5 — 227677号公报 日本专利文献特开平6—165408号公报 日本专利文献特开平10 — 32475号公报 日本专利文献特开平il 一 150885号公报 日本专利文献特开2001—211562号公报 日本专利文献特开平6—284593号公报； 日本专利文献特开2005—274372号公报发明内容根据以往的充电电路，在二次电池温度处在允许范围以外时，中止二 次电池的充电。因此，在二次电池刚刚放电之后，二次电池的温度较高， 因此，即使开始二次电池的充电也会马上停止二次电池的充电，直到二次 电池的温度下降至允许范围内，持续停止二次电池的充电的状态。另外， 在使用二次电池的电源供给来驱动便携式电子设备以后，由于二次电池的 温度较高，因此存在如下情况当开始二次电池的充电时，二次电池的温 度马上上升至允许温度以外，直到便携式电子设备的温度充分下降为止， 会频繁地反复开始以及停止二次电池的充电。鉴于上述问题，本发明的目的在于，抑制二次电池的温度随着充电而 上升，使得能够在温度较高的状态下进行二次电池的充电。在本发明的一个方式中，通过使用了开关元件以及晶体管元件的DC 一DC转换器对二次电池进行充电的电源电路(应用在该电源电路中的电 源控制电路)具有电流调整电路。电流调整电路通过如下方式来调整二次 电源的充电电流(电流调整步骤)根据基准电压以及与二次电池的温度 对应的第一控制电压中较低的一方和与二次电池的充电电流对应的电流检 测电压之间的电压差使开关元件导通/关断。通过设置电流调整电路，可以根据二次电池的温度变高使二次电池的充电电流减小。二次电池的温度上 升率很大程度上依赖于充电电流，因而可以抑制二次电池的温度随着充电 而上升，并使得二次电池能够在温度较高的状态下进行充电。在本发明的一个方式的优选例中，电流调整电路除基准电压及第一控 制电压以外，还使用与电源电路的温度对应的第二控制电压、以及根据二 次电池的充电电压而被设定为高于基准电压的电压或低于基准电压的电压 之一第三控制电压，根据所述基准电压及所述第一至第三控制电压中最低 的一个与所述电流检测电压之间的电压差使开关元件导通/关断。电源电路本身也随着二次电池的充电而发热， 一般电源电路配置在二 次电源的附近，因此由于电源电路的发热散发的影响使二次电池的温度上 升。因此，通过使电流调整电路使用第二控制电压，能够以更高精度调整 二次电池的充电电流。另外，通过使电流调整电路使用第三控制电压，可 以实现如下的电源电路的输出特性在二次电池的充电电压低于规定电压 时将二次电池的充电电流设定得较小，在二次电池的充电电压高于规定电 压时将二次电池的充电电流设定得较大。在本发明的一个方式的优选例中，电源电路(电源控制电路)还具有 非线性转换电路。非线性转换电路根据预先确定的转换规则对所述第一控 制电压进行非线性转换并生成第一转换控制电压(非线性转换步骤)。电 流调整电路使用第一转换控制电压取代第一控制电压。通过设置非线性转 换电路，可将二次电池的充电电流设定为由第一控制电压决定的电流值以 外的电流值，有望提高电源电路的便利性。优选将由非线性转换电路生成的电压设定得低于基准电压。电流调整 电路从使用对象中除去基准电压。这样，可使电流调整电路更简易，并降 低电源电路的电路规模。更优选非线性转换电路根据预先确定的转换规则 将与电源电路的温度对应的第二控制电压以及二次电池的充电电压进行非 线性转换并生成第二及第三转换控制电压。电流调整电路除第一转换控制 电压以外，还使用第二以及第三转换控制电压，根据第一至第三转换控制 电压中最低的一个与电流检测电压的电压差使开关元件导通/关断。通过使电流调整电路使用第二转换控制电压，能够以更高精度调整二次电池的充电电流。另外，可将二次电池的充电电流设定为由第二控制电 压决定的电流值以外的电流值，有望提高电源电路的便利性。此外，通过 使电流调整电路使用第三转换控制电压，可以实现如下的电源电路的输出 特性在二次电池的充电电压低于规定电压时将二次电池的充电电流设定 得较小，在二次电池的充电电压高于规定电压时将二次电池的充电电流设 定得较大。另外，优选非线性转换电路具有转换规则变更电路。转换规则变更电 路与二次电池相对应地变更转换规则(转换规则变更歩骤)。例如，转换 规则变更电路使用与外部装置通信的通信电路来变更转换规则。通过设置 转换规则变更电路可以结合二次电池以更高精度来调整二次电池的充电电 流。根据本发明，可抑制二次电池的温度随着充电而上升，并使得二次电 池能够在温度较高的状态下进行充电。


图1是表示本发明的第一实施方式的说明图；图2是表示本发明的第二实施方式的说明图；图3是表示第二实施方式的充电电路的输出特性的说明图；图4是表示本发明的第三实施方式的说明图；图5是表示本发明的第四实施方式的说明图；图6是表示本发明的第五实施方式的说明图；图7是表示现有的充电电路的说明图；图8是表示图7的PWM比较器的动作的说明图(之一)；图9是表示图7的PWM比较器的动作的说明图(之二)；图10是表示图7的电热调节器的温度特性的说明图；图11是表示供给到图7的窗口比较器的电压的温度特性的说明图。
具体实施方式
下面，使用附图来说明本发明的实施方式。图1示出了本发明的第一实施方式。下面对第一实施方式进行说明，对于与图7所说明的元件相同 的元件使用与图7所使用的标号相同的标号，并省略具体的说明。第一实施方式的充电电路CHGa是在图7的充电电路CHG中将控制电路CTL换 为控制电路CTLa而构成的。例如，充电电路CHGa通过半导体装置来实 现，并为了用于二次电池BTR的充电而安装在便携式电子设备中。控制电 路CTLa是在控制电路CTL中拆下门电路Gl，并将窗口比较器WCMP以 及误差放大器ERA1换为窗口比较器WCMPa以及误差放大器ERAla而构 成的。在电压Vtl高于aV、低于时，窗口比较器WCMPa将停止信号 /STP设为高电平，在电压Vtl低于o;V、或者电压Vtl高于^V时，窗口比 较器WCMPa将停止信号/STP设为低电平。误差放大器ERAla通过第一 同相输入端子接收基准电压Vel，通过第二同相输入端子接收电压Vtl， 通过反相输入端子接收电压Vc。误差放大器ERAla对第一同相输入端子 的电压以及第二同相输入端子的电压中较低的那个与反相输入端子的电压 之间的电压差进行放大，并生成输出信号DF1。因此，在电压Vtl高于基 准电压Vel时，误差放大器ERAla对基准电压Vel与电压Vc的电压差进 行放大并生成输出信号DF1，在电压Vtl低于基准电压Vel时，误差放大 器ERAla对基准电压Vtl与电压Vc的电压差进行放大并生成输出信号 DF1。如图11所示，供给到窗口比较器WCMPa的端子P3的电压Vtl具有 如下的温度特性二次电池BTR的温度越高电压值变得越低。二次电池 BTR的温度随充电或放电而上升，温度上升率很大程度上依赖于充电电流 或放电电流，因此，如果充电电流或放电电流减小则温度上升率下降。在 第一实施方式中，在二次电池BTR的温度低时，根据基准电压Vel来调 整二次电池BTR的充电电流，当二次电池BTR的温度上升时，根据电压 Vtl来调整二次电池BTR的充电电流。因此，可使二次电池BTR的温度 越高二次电池BTR的充电电流越是减小。因而可防止二次电池BTR的温 度上升至允许范围以外，并可进行二次电池BTR在温度较高的状态下的充 电。图2示出了本发明的第二实施方式。图3示出了第二实施方式的充电 电路的输出特性。下面对第二实施方式进行说明，对于与第一实施方式所 说明的元件相同的元件使用与第一实施方式所使用的标号相同的标号，并省略具体的说明。第二实施方式的充电电路CHGb是在第一实施方式的充 电电路CHGa中将控制电路CTLa换为控制电路CTLb而构成的。例如， 充电电路CHGb通过半导体装置来实现，并为了用于二次电池BTR的充 电而安装在便携式电子设备中。控制电路CTLb在控制电路CTLa中增加 了电压发生器E3 E5、电压比较器VCMP以及开关电路SW，并将误差 放大器ERAla换为误差放大器ERAlb而构成。电压发生器E3产生基准电压Ve3。电压比较器VCMP通过同相输入 端子接收输出电压Vo (二次电池BTR的充电电压)，通过反相输入端子 接收基准电压Ve3。这样，在二次电池BTR的充电电压高于基准电压Ve3 时，电压比较器VCMP将输出信号设定为高电平，在二次电池BTR的充 电电压低于基准电压Ve3时，电压比较器VCMP将输出信号设定为低电 平。电压发生器E4发生高于基准电压Vel的基准电压Ve4。电压发生器 E5发生低于基准电压Vel的基准电压Ve5。在电压比较器VCMP的输出 信号被设定为高电平时(二次电池BTR的充电电压高于基准电压Ve3 时)，开关电路SW将基准电压Ve4作为电压Vs输出。另一方面，在电 压比较器VCMP的输出信号被设定为低电平时(二次电池BTR的充电电 压低于基准电压Ve3时)，开关电路SW将基准电压Ve5作为电压Vs输 出。误差放大器ERAlb通过第一同相输入端子接收基准电压Vel，通过第 二同相输入端子接收电压Vtl，通过第三同相输入端子接收电压Vt2、通 过第四同相输入端子接收电压Vs，通过反相输入端子接收电压Vc。误差 放大器ERAlb对第一至第四同相输入端子的电压中最低的一个与反相输 入端子的电压之间的电压差进行放大并生成输出信号DF1。 g卩，误差放大 器ERAlb对基准电压Vel、电压Vtl、电压Vt2以及电压Vs中最低的一 个与电压Vc的电压差进行放大并生成输出信号DF1。此外，电压Vt2与充电电路CHGb的温度相对应。电压Vt2和充电电路CHGb的温度间的关 系与电压Vtl和二次电池BTR的温度间的关系相同。在如上所述的第二实施方式中，也可得到与第一实施方式相同的效 果。另外，在第二实施方式中，在电压Vtl、 Vs以及基准电压Vel高于电 压Vt2的情况下，根据与充电电路CHGb的温度对应的电压Vt2来调整二 次电池BTR的充电电流。因此，可以高精度地调整二次电池BTR的充电 电流。此外，在电压Vtl、 Vt2高于基准电压Vel的情况下，如果二次电 池BTR的充电电压高于基准电压Ve3，根据基准电压Vel来调整二次电 池BTR的充电电流，如果二次电压BTR的充电电压低于基准电压Ve3， 则根据低于基准电压Vel的基准电压Ve5来调整二次电池BTR的充电电 流。因此，如图3所示，在二次电池BTR的充电电压(充电电路CHGb 的输出电压Vo)低于电压V0时，二次电池BTR的充电电流(充电电路 CHGb的lr出电流)成为电流10， 二次电池BTR的充电电压高于电压V0 时，可以实现输出特性，使二次电池BTR的充电电流成为电流Il。图4示出了本发明的第三实施方式。下面对第三实施方式进行说明， 对于与第一实施方式所说明的元件相同的元件使用与第一实施方式所使用 的标号相同的标号，并省略具体的说明。第三实施方式的充电电路CHGc 是对于第一实施方式的充电电路CHGa将控制电路CTLa换为控制电路 CTLc而构成的。例如，充电电路CHGc通过半导体装置来实现，并为了 用于二次电池的充电而安装在便携式电子设备中。控制电路CTLc是在控 制电路CTLa中增加了非线性转换电路NLC而构成的。非线性转换电路NCL包括A/D转换器ADC、非易失性存储器 MEM、 D/A转换器DAC以及通信电路COM。 A/D转换器ADC将电压 Vtl转换为数字值并供给到非易失性存储器MEM。非易失性存储器MEM 将从A/D转换器ADC供给的数字值作为地址来接收，读取该地址存储的 数字值并供给到D/A转换器DAC。 D/A转换器DAC将从非易失性存储器 MEM供给的数字值转换为模拟电压，并作为电压Vtla供给到误差放大器 ERAla的第二同相输入端子。通信电路COM使用串行接口电路等(例如 IIC)而构成，可经过端子P4与外部装置间进行通信，并根据外部装置的请求改写非易失性存储器MEM中存储的数字值。在如上所述的第三实施方式中，也可得到与第一实施方式相同的效果。另外，在第三实施方式中，在从D/A转换器DAC供给的电压Vtla高 于基准电压Vel时，根据基准电压Vel来调整二次电池BTR的充电电 流，在电压Vtla低于基准电压Vel时，根据基准电压Vtla来调整二次电 池BTR的充电电流。另外，非易失性存储器MEM中存储的数字值可经过 通信电路COM从外部装置进行改写，因此，可结合二次电池BTR的特性 来调整二次电池BTR的充电电流。因此，与仅可设定通过电热调节器Th 的温度特性来决定二次电池BTR的充电电流的电流值的第一实施方式相 比，可以更大地提高方便性。图5示出了本发明的第四实施方式。下面对第四实施方式进行说明， 对与第一及第三实施方式所说明的元件相同的元件使用与第一及第三实施 方式所使用的标号相同的标号，并省略具体的说明。第四实施方式的充电 电路CHGd是在第三实施方式的充电电路CHGc中将控制电路CTLc换为 控制电路CTLd而构成的。例如，充电电路CHGd通过半导体装置来实 现，并为了用于二次电池BTR的充电而安装在便携式电子设备中。控制电 路CTLd是在控制电路CTLc中去掉电压发生器El，并将误差放大器 ERAla换为误差放大器ERAlc而构成的。误差放大器ERAlc通过同相输入端子接收电压Vtla，通过反相输入 端子接收电压Vc。这样，误差放大器ERAlc对电压Vtla和电压Vc的电 压差进行放大并生成输出信号DF1。此外，在非线性转换电路NLC中， 设定非易失性存储器MEM中存储的数字值，使从D/A转换器DAC供给 的电压Vtla低于基准电压Vel。在如上所述的第四实施方式中，在得到与 第一及第三实施方式相同的效果的基础上，去掉电压发生器El并使用同 相输入端子的数量比误差放大器ERAla的同相输入端子的数量少的误差放 大器ERAlc，因此可以縮减电路规模。图6示出了本发明的第五实施方式。下面对第五实施方式进行说明， 对于与第一及第四实施方式所说明的元件相同的元件使用与第一及第四实 施方式所使用的标号相同的标号，并省略具体的说明。第五实施方式的充电电路CHGe是在第三实施方式的充电电路CHGc中将控制电路CTLc换 为控制电路CTLe而构成的。例如，充电电路CHGe通过半导体装置来实 现，并为了用于二次电池BTR的充电而安装在便携式电子设备上。控制电 路CTLe是在控制电路CTLc中将非线性转换电路NLC及误差放大器 ERAla换为非线性转换电路NLCa及误差放大器ERAld而构成的。非线性转换电路NLCa包括A/D转换器ADCa、非易失型存储器 MEMa、 D/A转换器DACa以及通信电路COMa。 A/D转换器ADCa具有 第一至第三信道。A/D转换器ADCa的第一信道将电压Vtl转换为数字值 并供给到非易失性存储器MEMa。 A/D转换器ADCa的第二信道将电压 Vt2转换为数字值并供给到非易失性存储器MEMa。 A/D转换器ADCa的 第三信道将输出电压Vo (二次电池BTR的充电电压)转换为数字值并供 给到非易失性存储器MEMa。非易失性存储器MEMa具有第一至第三存储区域。非易失性存储器 MEMa的第一存储区域将从A/D转换器ADCa的第一信道供给的数字值作 为地址接收，读取该地址中存储的数字值并供给到D/A转换器DACa。非 易失性存储器MEMa的第二存储区域将从A/D转换器ADCa的第二信道 供给的数字值作为地址接收，读取该地址中存储的数字值并供给到D/A转 换器DACa。非易失性存储器MEMa的第三存储区域将从A/D转换器 ADCa的第三信道供给的数字值作为地址接收，读取该地址中存储的数字 值并供给到D/A转换器DACa。D/A转换器DACa具有第一至第三信道。D/A转换器DACa的第一信 道将从非易失性存储器MEMa的第一存储区域供给的数字值转换为模拟电 压作为电压Vtla输出。D/A转换器DACa的第二信道将从非易失性存储器 MEMa的第二存储区域供给的数字值转换为模拟电压作为电压Vt2a输 出。D/A转换器DACa的第三信道将从非易失性存储器MEMa的第三存储 区域供给的数字值转换为模拟电压作为电压Vs输出。通信电路COMa使用串行接口电路等(例如IIC)而构成，能够通过 端子P4与外部装置间进行通信，根据来自外部装置的请求来改写非易失 性存储器MEMa的第一至第三存储区域中存储的数字值。此外，在非线性转换电路NLCa中，设定非易失性存储器MEMa的第一至第三存储区域中 存储的数字值，使从D/A转换器DACa供给的电压Vtla、 Vt2a、 Vs变得 低于基准电压Vel。
误差放大器ERAld通过第一同相输入端子接收电压Vtla，通过第二 同相输入端子接收电压Vt2a，通过第三同相输入端子接收电压Vs，通过 反相输入端子接收电压Vc。误差放大器ERAld对电压第一至第三同相输 入端子的电压中较低的一个与反相输入端子的电压间的电压差进行放大并 生成输出信号DF1。即，误差放大器ERAld对电压Vtla、电压Vt2a以及 电压Vs中最低的一个与电压Vc间的电压差进行放大并生成输出信号 DF1。所述的第五实施方式也可得到与第一至第四实施方式相同的效果。
此外，在第一至第五实施方式中，以通过半导体装置来实现充电电路 为例进行了说明，但并不限定本发明涉及的实施方式。例如，也可通过模 块(印刷基板)来实现充电电路。另外，在第一至第五实施方式中，在充 电电路及二次电池分别安装在便携式电子设备的情况下，对应用本发明的 例子进行了说明，但并不限定本发明涉及的实施方式。例如，在由充电电 路及二次电池构成的二次电池组安装在便携式电子设备的情况下，也可以 应用本发明。
对以上实施方式中所说明的发明加以整理，作为附注公开以下内容。 (附注1)
一种电源电路，通过使用开关元件以及晶体管元件的DC—DC转换器 对二次电池进行充电，其特征是，具有电流调整电路，根据基准电压以 及与二次电池的温度对应的第一控制电压中较低的一方和与二次电池的充
电电流对应的电流检测电压之间的电压差使开关元件导通/关断，以此调整 二次电池的充电电流。 (附注2)
在附注1所述的电源电路的基础上，特征还在于，所述电流调整电路 除所述基准电压及所述第一控制电压以外，还使用与电源电路的温度对应 的第二控制电压、以及根据二次电池的充电电压而被设定为高于所述基准 电压的电压或低于所述基准电压的电压之一的第三控制电压，根据所述基准电压及所述第一至第三控制电压中最低的一个与所述电流检测电压的电 压差使开关元件导通/关断。 (附注3)
在附注1所述的电源电路的基础上，特征还在于，具有根据预先确定 的转换规则对所述第一控制电压进行非线性转换并生成第一转换控制电压 的非线性转换电路，所述电流调整电路使用第一转换控制电压代替所述第 一控制电压。
(附注4)
在附注3所述的电源电路的基础上，特征还在于，通过所述非线性转 换电路生成的电压被设定为低于所述基准电压，所述电流调整电路从使用 对象中除去所述基准电压。
(附注5)
在附注4所述的电源电路的基础上，特征还在于，所述非线性转换电
路除生成所述第一转换控制电压以外，还根据预先确定的转换规则将与电 源电路的温度对应的第二控制电压以及二次电池的充电电压进行非线性转 换来生成第二及第三转换控制电压，所述电流调整电路使用所述第一转换 控制电压、所述第二及第三转换控制电压，根据所述第一至第三转换控制 电压中最低的一个与所述电流检测电压的电压差使开关元件导通/关断。
(附注6)
在附注3 附注5的任一项所述的电源电路的基础上，特征还在于， 所述非线性转换电路具有与二次电池相应地来变更转换规则的转换规则变 更电路。
(附注7)
在附注6所述的电源电路的基础上，特征还在于，所述转换规则变更
电路使用与外部装置进行通信的通信电路来变更转换规则。 (附注8)
一种电源控制电路，应用在通过使用开关元件及晶体管元件的DC — DC电容器对二次电池进行充电的电源电路中，其特征在于，具有电流调 整电路，所述电流调整电路通过根据基准电压及与二次电池的温度对应的和与二次电池的充电电池对应的电流检测电压 之间的电压差使开关元件导通/关断，以此调整二次电池的充电电流。 (附注9)
在附注8所述的电源控制电路的基础上，特征还在于，除所述基准电 压及所述第一控制电压以外，还使用与电源电路的温度对应的第二控制电 压、以及根据二次电池的充电电压而被设定为高于所述基准电压的电压或 低于所述基准电压的的电压之一 的第三控制电压，并根据所述基准电压以 及所述第一至第三控制电压中最低的一个与所述电流检测电压的电压差使 开关元件导通/关断。 (附注10)
在附注8所述的电源控制电路的基础上，特征还在于，具有根据预先
确定的转换规则对所述第一控制电压进行非线性转换并生成第一转换控制 电压的非线性转换电路，所述电流调整电路使用所述第一转换控制电压取 代所述第一控制电压。 (附注11)
在附注10所述的电源控制电路的基础上，特征还在于，通过所述非
线性转换电路生成的电压被设定为低于所述基准电压，所述电流调整电路 从使用对象中去除所述基准电压。
(附注12)
在附注11所述的电源控制电路的基础上，特征还在于，所述非线性
转换电路除用于生成所述第一转换控制电压以外，还根据预先确定的规则
对与电源电路的温度对应的第二控制电压以及二次电池的充电电压进行非
线性转换并生成第二以及第三转换控制电压，所述电流调整电路除所述第
一转换控制电压以外，还使用所述第二以及第三转换控制电压，根据所述 第一至第三转换控制电压中最低的一个与所述电流检测电压之间的电压差
使开关元件导通/关断。 (附注13)
在附注10 12的任意一项所述的电源控制电路的基础上，特征还在 于，所述非线性转换电路具有与二次电池相应地来变更转换规则的转换规则变更电路。
(附注14)
在附注13所述的电源控制电路的基础上，特征还在于，所述转换规 则变更电路使用与外部装置进行通信的通信电路来变更转换规则。 (附注15)
一种电源控制方法，应用在通过使用开关元件及晶体管元件的DC — DC电容器对二次电池进行充电的电源电路中，所述电源控制方法的特征
在于，包括如下的电流调整步骤通过根据基准电压以及与二次电池的温 度对应的第一控制电压中较低的一方和与二次电池的充电电流对应的电流 检测电压的电压差使开关元件导通/关断，以此来调整二次电池的充电电 流。
(附注16)
在附注15所述的电源控制方法的基础上，特征还在于，在所述电流 调整步骤中，除所述基准电压以及所述第一控制电压以外，还使用根据与 电源电路的温度对应的第二控制电压以及二次电池的充电电压而设定为高 于基准电压的电压或低于基准电压的电压之一的第三控制电压，根据所述 基准电压及所述第一至第三控制电压中最低的一个与所述电流检测电压的 电压差使开关元件导通/关断。 (附注17)
在附注15所述的电源控制方法的基础上，特征还在于，具有非线性 转换步骤，根据预先确定的转换规则对所述第一控制电压进行非线性转换 并生成所述第一转换电压，并且，在所述电流调整步骤中，使用所述第一 转换控制电压取代所述第一控制电压。 (附注18)
在附注17所述的电源控制方法的基础上，特征还在于，通过所述非 线性转换歩骤而生成的电压被设定为低于所述基准电压，在所述电流调整 步骤中，从使用对象中去除所述基准电压。 (附注19)
在附注18所述的电源控制方法的基础上，特征还在于，在所述非线性转换步骤中，除生成所述第一转换控制电路以外，还根据预先确定的转 换规则对与电源电路的温度对应的第二控制电压以及二次电池的充电电压 进行非线性转换并生成第三转换控制电压，在所述电流调整步骤中，除所 述第一转换控制电压以外，还使用所述第二以及第三转换控制电压，根据 所述第一至第三转换控制电压中最低的一个与所述电流检测电压的电压差 使开关元件导通/关断。 (附注20)
在附注17 19的任意一项所述的电源控制方法的基础上，特征还在 于，所述非线性转换步骤包括与二次电池相应地来变更转换规则的转换规 则变换步骤。
上面虽然具体说明了本发明，但所述实施方式及其变形例只是发明的 其中一例，因而本发明不限定于以上说明的实施例。应理解为能在不脱离 本发明主旨的范围内实施各种变形。
权利要求
1.一种电源电路，通过使用了开关元件以及晶体管元件的DC-DC转换器对二次电池进行充电，其特征在于，具有电流调整电路，该电流调整电路根据基准电压以及与二次电池的温度对应的第一控制电压中较低的一方和与二次电池的充电电流对应的电流检测电压之间的电压差使开关元件导通/关断，以此调整二次电池的充电电流。
2. 根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于， 所述电流调整电路除所述基准电压及所述第一控制电压以外，还使用与电源电路的温度对应的第二控制电压、以及根据二次电池的充电电压而 被设定为高于所述基准电压的电压或低于所述基准电压的电压之一的第三 控制电压，根据所述基准电压及所述第一至第三控制电压中最低的一个与 所述电流检测电压的电压差使开关元件导通/关断。
3. 根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于， 具有根据预先确定的转换规则对所述第一控制电压进行非线性转换并生成第一转换控制电压的非线性转换电路，所述电流调整电路使用第一转换控制电压来代替所述第一控制电压。
4. 根据权利要求3所述的电源电路，其特征在于， 通过所述非线性转换电路生成的电压被设定为低于所述基准电压， 所述电流调整电路从使用对象中除去所述基准电压。
5. 根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于， 所述非线性转换电路除生成所述第一转换控制电压以外，还根据预先确定的转换规则将与电源电路的温度对应的第二控制电压以及二次电池的 充电电压进行非线性转换来生成第二及第三转换控制电压，所述电流调整电路使用所述第一转换控制电压、所述第二及第三转换 控制电压，根据所述第一至第三转换控制电压中最低的一个与所述电流检 测电压的电压差使开关元件导通/关断。
6. 根据权利要求3至5的任一项所述的电源电路，其特征在于，所述非线性转换电路具有与二次电池相应地来变更转换规则的转换规 则变更电路。
7. 根据权利要求6所述的电源电路，其特征在于，所述转换规则变更 电路使用与外部装置进行通信的通信电路来变更转换规则。
8. —种电源控制电路，应用在通过使用了开关元件及晶体管元件的DC—DC转换器对二次电池进行充电的电源电路中，其特征在于，具有电流调整电路，所述电流调整电路通过根据基准电压及与二次电池的 温度对应的第一控制电压中较低的一方和与二次电池的充电电池对应的电 流检测电压之间的电压差使开关元件导通/关断，以此调整二次电池的充电电流。
9. 根据权利要求8所述的电源控制电路，其特征在于，具有根据预先确定的转换规则对所述第一控制电压进行非线性转换并 生成第一转换控制电压的非线性转换电路，所述电流调整电路使用所述第一转换控制电压来取代所述第一控制电压。
10. —种电源控制方法，应用在通过使用了开关元件及晶体管元件的 DC—DC转换器对二次电池进行充电的电源电路中，所述电源控制方法的 特征在于，包括如下的电流调整步骤通过根据基准电压以及与二次电池的温度对应的第一控制电压中较低 的一方和与二次电池的充电电流对应的电流检测电压之间的电压差使开关 元件导通/关断，以此来调整二次电池的充电电流。
全文摘要
本发明提供一种电源电路、电源控制电路以及电源控制方法，可抑制二次电池的温度随着充电而上升，并使得二次电池能够在温度较高的状态下进行充电。本发明提供了一种通过使用开关元件以及晶体管元件的DC-DC转换器对二次电池进行充电的电源电路，该电源电路具有电流调整电路。电流调整电路根据基准电压以及与二次电池的温度对应的第一控制电压中较低的一方和与二次电池的充电电流对应的电流检测电压之间的电压差使开关元件导通/关断，以此调整二次电池的充电电流。
文档编号H02J7/00GK101247051SQ20081000590
公开日2008年8月20日 申请日期2008年2月13日 优先权日2007年2月16日
发明者中村享, 小泽秀清 申请人:富士通株式会社