(57)【要約】【課題】閾値を変更可能な電流制御装置を提供する。【解決手段】電源からの供給電流を制御する制御信号を生成する電流制御装置であって、前記電流制御装置の外部からの指示に従って閾値を設定するインターフェイス回路と、前記閾値を格納して出力する閾値設定回路と、検出素子の電流又は温度を検出し、検出された電流又は温度が前記閾値超える場合には、前記供給電流を遮断すべきことを示す信号を前記制御信号として出力する検出回路とを有する。【選択図】図１
2010259254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの供給電流を制御する制御信号を生成する電流制御装置であって、
前記電流制御装置の外部からの指示に従って閾値を設定するインターフェイス回路と、
前記閾値を格納して出力する閾値設定回路と、
検出素子の電流又は温度を検出し、検出された電流又は温度が前記閾値超える場合には、前記供給電流を遮断すべきことを示す信号を前記制御信号として出力する検出回路とを備える
電流制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電流制御装置において、
所定の周期でパルスを有するクロック信号を生成する検出制御回路を更に備え、
前記検出回路は、前記クロック信号のパルスの期間に、前記検出素子の端子の電圧を測定する
電流制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電流制御装置において、
前記インターフェイス回路は、前記電流制御装置の外部からの指示に従って、前記検出制御回路に前記クロック信号の前記周期を設定する
電流制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電流制御装置において、
定電流回路を更に備え、
前記検出素子は、前記供給電流が流れる第１の抵抗器であり、
前記定電流回路は、前記供給電流が遮断されているときに、前記検出素子に定電流を流し、
前記検出回路は、検出素子の端子の電圧を測定して、前記第１の抵抗器の抵抗値を求める
電流制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電流制御装置において、
前記定電流回路は、第２の抵抗器に定電圧を与え、かつ、前記第１の抵抗器から流入する前記定電流を前記第２の抵抗器に出力する
電流制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電流制御装置において、
前記検出回路は、前記検出素子の端子の電圧を測定することによって、前記検出素子の電流又は温度を検出する
電流制御装置。
【請求項７】
検出素子と、
制御信号を生成する電流制御装置と、
電源からの供給電流を前記制御信号に従って制御するスイッチとを備え、
前記電流制御装置は、
前記電流制御装置の外部からの指示に従って閾値を設定するインターフェイス回路と、
前記閾値を格納して出力する閾値設定回路と、
前記検出素子の端子の電圧を測定して、前記検出素子の電流又は温度を検出し、検出された電流又は温度が前記閾値超える場合には、前記供給電流を遮断すべきことを示す信号を前記制御信号として出力する検出回路とを有する
保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される技術は、電子機器を保護するために電子機器への供給電流を遮断する電流制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話に代表される電子機器は、電池やＡＣ(Alternating Current)アダプタのような電源から電力を供給されて動作する。このような電子機器は、電源からの電流値や電子機器の温度が異常であることを検出すると電源からの電力の供給を遮断する保護回路を有することが多い。特許文献１には、電流をスイッチングするスイッチング素子の破損を防ぐために、スイッチング素子の周囲温度を検出する保護回路の例が開示されている。特許文献２には、電流検出用の抵抗を用いて電流値測定を行う装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８９６５６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１９１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電子機器の状態は電子機器が実行する機能によって異なるので、異常であると判定すべき温度や電流が異なる。しかし、特許文献１の回路によると、温度が既定の閾値を越えることを検出することしかできない。また、特許文献２のように、電流検出に用いられる抵抗としては抵抗値が既知である抵抗が必要である。
【０００５】
本発明は、供給電流を遮断すべきであると判断するための閾値を変更可能な電流制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態による電流制御装置は、電源からの供給電流を制御する制御信号を生成する電流制御装置であって、前記電流制御装置の外部からの指示に従って閾値を設定するインターフェイス回路と、前記閾値を格納して出力する閾値設定回路と、検出素子の電流又は温度を検出し、検出された電流又は温度が前記閾値超える場合には、前記供給電流を遮断すべきことを示す信号を前記制御信号として出力する検出回路とを有する。
【０００７】
これによると、閾値を変更可能であるので、電子機器が実行するアプリケーションに対応して電子機器に予定されている状態に応じて、閾値を設定することができる。このため、異常であるとの判定を適切に行うことができ、電流制御装置によって供給電流が制御される電子機器をより確実に保護することができる。
【０００８】
本発明の実施形態による保護装置は、検出素子と、制御信号を生成する電流制御装置と、電源からの供給電流を前記制御信号に従って制御するスイッチとを有する。前記電流制御装置は、前記電流制御装置の外部からの指示に従って閾値を設定するインターフェイス回路と、前記閾値を格納して出力する閾値設定回路と、前記検出素子の端子の電圧を測定して、前記検出素子の電流又は温度を検出し、検出された電流又は温度が前記閾値超える場合には、前記供給電流を遮断すべきことを示す信号を前記制御信号として出力する検出回路とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、電子機器が異常であるとの判定を適切に行うことができ、電流制御装置によって供給電流が制御される電子機器をより確実に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る保護装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の保護装置の第１の変形例を示すブロック図である。
【図３】図１の保護装置の第２の変形例を示すブロック図である。
【図４】図３の保護装置の変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図面において下２桁が同じ参照番号で示された構成要素は、互いに対応しており、同一の又は類似の構成要素である。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る保護装置の構成例を示すブロック図である。図１の保護装置１００は、電源からの供給電流を制御して出力する保護装置であって、検出素子としての抵抗器５４と、スイッチ５６と、検出素子としてのサーミスタ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ，６２Ｅと、電流制御装置１１０とを有している。
【００１３】
電流制御装置１１０は、電源からの供給電流を制御する制御信号を生成する電流制御装置であって、インターフェイス回路１１２と、電流閾値設定回路１１４と、温度閾値設定回路１１６と、電流検出保護回路（検出回路）１２２と、温度検出保護回路（検出回路）１２４と、ＯＲゲート１２６とを有している。電流制御装置１１０は、例えば単一の半導体基板上に形成されている。
【００１４】
電源は、例えば電池５２であり、スイッチ５６は、例えばＰＭＯＳ（p-channel Metal Oxide Semiconductor）トランジスタである。図１のように、電池５２からの電流が、抵抗器５４及びスイッチ５６を経由して、保護対象の電子機器８０が有するアプリケーションＩＣ（Integrated Circuit）８１，８２，８３に供給される。サーミスタ６２Ａ〜６２Ｅは、例えばアプリケーションＩＣ８１〜８３の表面に貼り付けられる。抵抗器５４の抵抗値、及びサーミスタ６２Ａ〜６２Ｅの特性は、既知であるとする。
【００１５】
インターフェイス回路１１２は、電流制御装置１１０の外部からの指示に従って、供給電流を遮断すべきであると判断するための閾値として、電流閾値設定回路１１４に電流閾値を、温度閾値設定回路１１６に温度閾値を設定する。電流閾値設定回路１１４は、電流閾値を格納し、電流検出保護回路１２２に出力する。温度閾値設定回路１１６は、温度閾値を格納し、温度検出保護回路１２４に出力する。
【００１６】
電流検出保護回路１２２は、抵抗器５４の２つの端子の電圧を測定することにより、抵抗器５４の電流、すなわち、電池５２の放電電流又は充電電流を検出する。電流検出保護回路１２２は、通常は、電池５２からの供給電流を出力すべきことを示す信号（Ｌレベルの信号）を制御信号としてＯＲゲート１２６に出力する。
【００１７】
温度検出保護回路１２４は、サーミスタ６２Ａ〜６２Ｅのそれぞれに所定の電流を流している。温度検出保護回路１２４は、サーミスタ６２Ａ〜６２Ｅの端子の電圧を測定することにより、サーミスタ６２Ａ〜６２Ｅの温度を検出する。サーミスタ６２Ａ〜６２Ｅの温度は、それぞれが設置された場所の周辺温度を示している。温度検出保護回路１２４は、通常は、電池５２からの供給電流を出力すべきことを示す信号（Ｌレベルの信号）を制御信号としてＯＲゲート１２６に出力する。したがって、通常は、ＯＲゲート１２６は“Ｌ”をスイッチ５６に出力しており、スイッチ５６はオンになっている。
【００１８】
電流検出保護回路１２２は、検出された電流が電流閾値設定回路１１４から出力された電流閾値を超える場合には、過電流が流れている異常状態であると判定し、電池５２からの供給電流を遮断すべきことを示す信号（Ｈレベルの信号）を制御信号としてＯＲゲート１２６に出力する。すると、ＯＲゲート１２６の出力が“Ｈ”になり、スイッチ５６がオフになるので、アプリケーションＩＣ８１〜８３への供給電流が遮断される。
【００１９】
温度検出保護回路１２４は、検出された温度のうちの少なくとも１つが温度閾値設定回路１１６から出力された温度閾値を超える場合には、その温度になっているサーミスタの周辺の温度が高すぎる異常状態であると判定し、電池５２からの供給電流を遮断すべきことを示す信号（Ｈレベルの信号）を制御信号としてＯＲゲート１２６に出力する。すると、ＯＲゲート１２６の出力が“Ｈ”になり、スイッチ５６がオフになるので、アプリケーションＩＣ８１〜８３への供給電流が遮断される。
【００２０】
以上説明したように、電流制御装置１１０はインターフェイス回路１１２を有しているので、電流閾値設定回路１１４に設定される電流閾値、及び温度閾値設定回路１１６に設定される温度閾値を、電流制御装置１１０の外部から変更することが可能である。すなわち、アプリケーションＩＣ８１〜８３が実行するアプリケーションに対応してアプリケーションＩＣ８１〜８３に予定されている状態に応じて、電流閾値及び温度閾値を設定することができる。したがって、アプリケーションＩＣ８１〜８３が異常であるとの判定を適切に行うことができ、電流制御装置１１０が供給電流を適切に制御して電子機器８０を確実に保護することができる。
【００２１】
図２は、図１の保護装置１００の第１の変形例を示すブロック図である。図２の保護装置２００は、電流制御装置１１０に代えて電流制御装置２１０を有している点が、保護装置１００とは異なっている。電流制御装置２１０は、インターフェイス回路２１２と、電流閾値設定回路２１４と、温度閾値設定回路２１６と、電流検出保護回路２２２と、温度検出保護回路２２４と、ＯＲゲート２２６と、検出制御回路２３２とを有している。
【００２２】
検出制御回路２３２は、例えば１ｍｓ周期で長さ１０μｓのパルスを有するクロック信号を生成するクロック生成器を有する。検出制御回路２３２は、生成されたクロック信号を分周し、電流検出保護回路２２２及び温度検出保護回路２２４に出力する。図２の場合、６個の検出素子（抵抗器５４及びサーミスタ６２Ａ〜６２Ｅ）が用いられているので、検出制御回路２３２は、クロック信号の６個のパルス毎に、１個のパルスを電流検出保護回路２２２に、５個のパルスを温度検出保護回路２２４に出力する。
【００２３】
電流検出保護回路２２２は、パルスの期間において、抵抗器５４の端子の電圧を測定することにより抵抗器５４の電流を検出する。温度検出保護回路２２４は、５個のパルスの期間において、順次サーミスタ６２Ａ〜６２Ｅに所定の電流を流し、電流が流れたサーミスタ６２Ａ〜６２Ｅの端子の電圧を測定することにより、サーミスタ６２Ａ〜６２Ｅの温度を検出する。各サーミスタ６２Ａ〜６２Ｅには、６ｍｓ周期で１０μｓの検出期間だけ電流が流れ、電流検出保護回路２２２及び温度検出保護回路２２４は各検出素子の電圧を６ｍｓ毎に１回検出すればよいので、常時検出の場合と比べて消費電流が大幅に低減される。
【００２４】
また、インターフェイス回路２１２は、電流制御装置２１０の外部からの指示に従って、検出制御回路２３２にクロック周期を設定する。検出制御回路２３２は、設定されたクロック周期でパルスを有するクロック信号を生成する。これにより、保護対象の電子機器８０に応じて、又は電子機器８０の状態に応じて、各検出素子の測定間隔を設定することができる。例えばより短い周期を設定すると、より短い周期で各検出素子の測定を行うことができ、異常状態をより早く検出することができる。
【００２５】
電子機器８０に大きな負荷が掛かるアプリケーションを使用する場合には、電子機器８０が高温になり、電子機器８０に大電流が流れるので、異常状態の素早い検知が求められる。またこの場合、電子機器８０自体が大電流を消費しているので、検出周期を短くし、消費電流を増やしても、電子機器８０も含めた消費電流の増加率は微々たるものである。また、電子機器８０に小さな負荷しか掛からないアプリケーションを使用する場合には、電子機器８０が高温になったり、電子機器８０に大電流が流れたりしにくいので、検出周期を長くし、消費電流を低下させて確実に異常を監視することが求められる。このように、適時クロック周期を変更することにより、異常温度や異常電流の監視を最適化することが可能となる。
【００２６】
図３は、図１の保護装置１００の第２の変形例を示すブロック図である。図３の保護装置３００は、電流制御装置１１０に代えて電流制御装置３１０を有している点が、保護装置１００とは異なっている。電流制御装置３１０は、インターフェイス回路３１２と、電流閾値設定回路３１４と、温度閾値設定回路３１６と、電流検出保護回路３２２と、温度検出保護回路３２４と、ＯＲゲート３２６と、検出制御回路３３２と、定電流回路３３４とを有している。電流制御装置３１０は、外付けされた抵抗器５４の抵抗値を検出する機能を有する。
【００２７】
定電流回路３３４は、定電流Ｉｃ（例として１００ｍＡとする）を流す定電流回路を有している。図３の保護装置３００は、回路の安定を待つため、起動時にはスイッチ５６をオフにしている。そのとき、定電流回路３３４は、定電流Ｉｃを流す。すると、電流が電池５２から抵抗器５４を経由して定電流回路３３４に流れるので、抵抗器５４に電圧降下Ｖｄが生じる。
【００２８】
電流検出保護回路３２２は、抵抗器５４の２つの端子の電圧を測定し、抵抗器５４の電圧降下Ｖｄと定電流回路３３４が流す定電流Ｉｃとから、抵抗器５４の抵抗値Ｒ＝Ｖｄ／Ｉｃを求める。その後、定電流回路３３４は電流を遮断し、電流検出保護回路３２２及び温度検出保護回路３２４が、電池５２からの供給電流を出力すべきことを示す信号（Ｌレベルの信号）を制御信号としてＯＲゲート３２６に出力し、スイッチ５６をオンにする。以降は、抵抗値Ｒを用いて、図２の保護装置２００と同様の動作が行われる。
【００２９】
図３の電流制御装置３１０によると、抵抗器５４の抵抗値を測定するので、電子機器８０に応じて、様々な抵抗値を有する抵抗器を外付けの抵抗器５４として用いることが可能となる。また、抵抗器５４を流れる電流値を正確に検出することができ、より確実に電子機器８０を保護することができる。
【００３０】
図４は、図３の保護装置３００の変形例を示すブロック図である。図４の保護装置４００は、電流制御装置３１０に代えて電流制御装置４１０を有し、抵抗器６４を更に有している点が、保護装置３００とは異なっている。電流制御装置４１０は、インターフェイス回路４１２と、電流閾値設定回路４１４と、温度閾値設定回路４１６と、電流検出保護回路４２２と、温度検出保護回路４２４と、ＯＲゲート４２６と、検出制御回路４３２と、定電圧回路４３６とを有している。抵抗器６４は、例えば高精度な抵抗器であって、その正確な抵抗値が既知である。
【００３１】
定電圧回路４３６は、図３の定電流回路３３４の一例であって、定電流回路３３４に代えて用いられる。定電圧回路４３６は、抵抗器５４の抵抗値を測定する際に自らに流入する定電流Ｉｃを、抵抗器６４に出力する。その他の点は、図３の定電流回路３３４と同様である。
【００３２】
図４において、定電圧回路４３６は、外付けの抵抗器６４に接続されている。定電圧回路４３６は、定電圧Ｖｃ（例えば１Ｖ）を抵抗器６４に与える。抵抗器６４の抵抗値Ｒ６４が１０Ωであるとする。抵抗器６４に流れる電流は、Ｉ６４＝Ｖｃ／Ｒ６４＝１００ｍＡである。定電圧回路４３６は、抵抗器５４の抵抗値を測定する際に自らに流入する定電流Ｉｃを、抵抗器６４に電流Ｉ６４として流す。これにより、定電圧回路４３６は、定電流Ｉｃ＝１００ｍＡを生成することができる。
【００３３】
このように、電流制御装置４１０によると、その内部において高精度な定電流が生成できない場合であっても、定電圧回路４３６及び抵抗器６４により、高精度な定電流が生成できる。したがって、図３を参照して説明したように、外付けの抵抗器５４の抵抗値を検出することができる。
【００３４】
なお、以上の実施形態において、スイッチ５６が電流制御装置１１０，２１０，３１０，又は４１０に含まれていてもよく、スイッチ５６と電流制御装置１１０，２１０，３１０，又は４１０とが単一の半導体基板上に形成されていてもよい。
【００３５】
温度を検出する素子としてサーミスタを用いる場合について説明したが、温度によって特性が変化する素子であれば他の素子であってもよく、例えばトランジスタをサーミスタに代えて用いてもよい。
【００３６】
以上の実施形態の保護装置１００，２００，３００，４００において、異常状態の検出時に電流の供給を遮断する動作を説明した。しかしながら、電流の遮断後に、保護対象の電子機器８０が動作を停止することによって例えば温度が低下し、異常状態から脱しても、保護装置は、電流の遮断を継続する必要がある。このため、以上の実施形態の電流制御装置１１０，２１０，３１０，４１０は、電池５２から直接に電力が供給され、電流を遮断した状態を維持するための（スイッチ５６に対する制御信号を保持するための）ラッチ回路を有するようにしてもよい。
【００３７】
以上の実施形態において、インターフェイス回路１１２，２１２，３１２，４１２には、ＩＩＣ（Inter-integrated Circuit）インターフェイス又はＳＰＩ（System Packet Interface）インターフェイスの信号が入力されてもよく、単に「Ｈ」レベル又は「Ｌ」レベルの信号が入力されてもよい。
【００３８】
本発明の多くの特徴及び優位性は、記載された説明から明らかであり、よって添付の特許請求の範囲によって、本発明のそのような特徴及び優位性の全てをカバーすることが意図される。更に、多くの変更及び改変が当業者には容易に可能であるので、本発明は、図示され記載されたものと全く同じ構成及び動作に限定されるべきではない。したがって、全ての適切な改変物及び等価物は本発明の範囲に入るものとされる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上説明したように、本発明の実施形態によると電子機器を保護することが可能であるので、本発明は、電流制御装置及び保護装置等について有用である。
【符号の説明】
【００４０】
５４  抵抗器（検出素子）
５６  スイッチ
６２Ａ〜６２Ｅ  サーミスタ（検出素子）
６４  抵抗器
１００，２００，３００，４００  保護装置
１１０，２１０，３１０，４１０  電流制御装置
１１２，２１２，３１２，４１２  インターフェイス回路
１１４，２１４，３１４，４１４  電流閾値設定回路
１１６，２１６，３１６，４１６  温度閾値設定回路
１２２，２２２，３２２，４２２  電流検出保護回路（検出回路）
１２４，２２４，３２４，４２４  温度検出保護回路（検出回路）
２３２，３３２，４３２  検出制御回路
３３４  定電流回路
４３６  定電圧回路
【図１】
2010259254.tif 000003
【図２】
2010259254.tif 000004
【図３】
2010259254.tif 000005
【図４】
2010259254.tif 000006